特許 7038530 デバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-10

(45)【発行日】2022-03-18

(54)【発明の名称】デバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/367 20190101AFI20220311BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20220311BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220311BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20220311BHJP

   B60R 16/04 20060101ALI20220311BHJP

   G01R 31/3842 20190101ALI20220311BHJP

【ＦＩ】

G01R31/367

H02J7/00 Q

H02J7/00 X

H02J7/00 P

H01M10/48 P

H01M10/48 301

H01M10/42 P

B60R16/04 W

G01R31/3842

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2017233171

(22)【出願日】2017-12-05

(65)【公開番号】P2019100897

(43)【公開日】2019-06-24

【審査請求日】2020-10-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】昭和電工マテリアルズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 謙一

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３８１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６７７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１１８９０４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－１３１４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１６６８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／１５５０１７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３１／３６－３１／３９６、

Ｈ０２Ｊ ７／００－７／１２、

７／３４－７／３６、

Ｂ６０Ｒ １６／００－１７／０２、

Ｈ０１Ｍ １０／４２－１０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置において、
前記蓄電デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電デバイスの充電状態（ＳＯＣ）を演算するＳＯＣ演算手段と、
前記蓄電デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記ＳＯＣ演算手段で演算されたＳＯＣを外生変数とし前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖｅを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、
を備え、
前記モデル実行手段は、前記蓄電デバイスの増減見込み電流値Ｉｃまたは増減見込み電力値Ｗが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖｅ’を演算するものであって、
前記外生変数としての前記電流測定手段で測定された電流を該測定された電流の値Ｉに代えて該測定された電流の値Ｉに前記増減見込み電流値Ｉｃまたは前記増減見込み電力値Ｗから算出された増減見込み電流値Ｉｃを加えた値（Ｉ＋Ｉｃ）としたときの前記端子電圧推定値Ｖｅ’を演算することを特徴とするデバイス状態検知装置。

【請求項2】

車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置において、
前記蓄電デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電デバイスの充電状態（ＳＯＣ）を演算するＳＯＣ演算手段と、
前記蓄電デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記ＳＯＣ演算手段で演算されたＳＯＣを外生変数とし前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖｅを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、
前記車両に搭載された電装品の使用可否を判定する判定手段と、
を備え、
前記モデル実行手段は、前記蓄電デバイスの増減見込み電流値Ｉｃまたは増減見込み電力値Ｗが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖｅ’を演算し、
前記判定手段は、前記電装品の定格電流値を前記増減見込み電流値Ｉｃとしたときまたは前記電装品の定格電力値から算出された電流値を前記増減見込み電流値Ｉｃとしたときの前記モデル実行手段で演算された前記端子電圧推定値Ｖｅ’と、予め設定された閾値とを比較することで前記電装品の使用可否を判定することを特徴とするデバイス状態検知装置。

【請求項3】

前記デバイスモデルは、内生変数として、前記蓄電デバイスの開回路電圧Ｖｏｃｖ、前記蓄電デバイスの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄおよび前記蓄電デバイスの分極による降下電圧Ｖｐを含み、前記端子電圧推定値ＶｅをＶｅ＝｛Ｖｏｃｖ－（Ｖｄ＋Ｖｐ）｝として算出するための前記蓄電デバイスの放電時の等価回路を模擬したモデルであることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス状態検知装置。

【請求項4】

前記等価回路は、線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する非線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する抵抗成分および静電容量成分の並列接続体と、前記蓄電デバイスの開回路電圧Ｖｏｃｖとを含み、これらが直列接続されて構成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載のデバイス状態検知装置。

【請求項5】

前記降下電圧Ｖｄ、Ｖｐは、前記電流測定手段で測定された電流をパラメータとして有する変数であることを特徴とする請求項３に記載のデバイス状態検知装置。

【請求項6】

前記蓄電デバイスの劣化度（ＳＯＨ）を演算するＳＯＨ演算手段をさらに備え、
前記ＳＯＣ演算手段は、前記ＳＯＨ演算手段で演算されたＳＯＨで前記ＳＯＣを補正することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のデバイス状態検知装置。

【請求項7】

車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置において、
前記蓄電デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、
前記蓄電デバイスの充電状態（ＳＯＣ）を演算するＳＯＣ演算手段と、
前記蓄電デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記ＳＯＣ演算手段で演算されたＳＯＣを外生変数とし前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖｅを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、
前記蓄電デバイスの電圧を測定する電圧測定手段と、
前記電圧測定手段で測定された電圧の値Ｖと前記モデル実行手段で演算された端子電圧推定値Ｖｅとの電圧差Ｄｖを演算する電圧差演算手段と、
を備え、
前記デバイスモデルは、内生変数として、前記蓄電デバイスの開回路電圧Ｖｏｃｖ、前記蓄電デバイスの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄおよび前記蓄電デバイスの分極による降下電圧Ｖｐを含み、前記端子電圧推定値ＶｅをＶｅ＝｛Ｖｏｃｖ－（Ｖｄ＋Ｖｐ）｝として算出するための前記蓄電デバイスの放電時の等価回路を模擬したモデルであり、
前記デバイスモデルは外生変数または内生変数として前記電圧差演算手段で演算された電圧差Ｄｖをさらに有し、前記降下電圧Ｖｄ、Ｖｐのうち少なくとも前記降下電圧Ｖｄは前記電圧差Ｄｖに依存するパラメータを含み、
前記モデル実行手段は、前記蓄電デバイスの増減見込み電流値Ｉｃまたは増減見込み電力値Ｗが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖｅ’を演算するものであって、
前記電圧測定手段で測定された電圧の値Ｖと前記端子電圧推定値Ｖｅとが等しくなるように前記電圧差Ｄｖに依存するパラメータを補正することを特徴とするデバイス状態検知装置。

【請求項8】

前記蓄電デバイスの温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
前記電流測定手段で測定された前記蓄電デバイスに流れる電流および前記電圧測定手段で測定された前記蓄電デバイスの電圧は、前記温度測定手段で測定された温度に基づいて予め定められた基準温度での電流値および電圧値に温度補正されることを特徴とする請求項７に記載のデバイス状態検知装置。

【請求項9】

前記判定手段は、前記車両がアイドリングストップ・スタート可能か否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のデバイス状態検知装置。

【請求項10】

蓄電デバイスと、
請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載のデバイス状態検知装置と、
を備えた電源システム。

【請求項11】

請求項１０に記載の電源システムを備えた自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はデバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車に係り、特に、車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置、該デバイス状態検知装置と蓄電デバイスとを備えた電源システムおよび該電源システムを備えた自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車等の移動体（車両）では、例えば普通ガソリン車に見られるように、制動時を除く走行中にオルタネータから供給された電力を鉛電池等の蓄電デバイスに充電し、蓄電デバイスをほぼ満充電状態に保っていた。近年、排ガス削減に対処するとともに燃費向上を図るため、アイドリングストップ・システム（ＩＳＳ）機能を有する車両（ＩＳＳ車）が普及している。

【0003】

ＩＳＳ車では、車両停止時にエンジンを停止し、その間のエアコン、カーステレオなどの放電負荷への電力供給はすべて蓄電デバイスで賄い、さらに、アイドリングストップ後のエンジン再始動（アイドリングストップ・スタート）時には蓄電デバイスに蓄電された電力でスタータ（セルモータ）を駆動させてエンジンを始動する。

【0004】

このため、ＩＳＳ車では、普通ガソリン車や普通ディーゼル車に比べて蓄電デバイスの放電深度（ＤＯＤ）が大きくなり充電状態（ＳＯＣ）が低下する傾向にある。この点は、近時徐々に増加しつつあるμＨＥＶ（ＩＳＳ機能を有し、制動時にオルタネータから供給される回生電力を受け入れかつ放電負荷に放電可能な蓄電デバイスを備えたガソリン車またはディーゼル車）でも同じである。

【0005】

蓄電デバイスの端子電圧は蓄電デバイスのＳＯＣに依存するため、エンジン停止中にＳＯＣが低下すると、エンジンを再始動するための充分な電圧が得られなくなる。従来、蓄電デバイスをエンジン再始動が可能な状態を保つために、蓄電デバイスのＳＯＣや端子電圧を監視し、蓄電デバイスにエンジン始動に必要な電力がある場合にはアイドリングストップを許可する一方、エンジン始動に必要な電力がない場合にはアイドリングストップを禁止するとともに必要に応じてオルタネータを作動させ蓄電デバイスを充電している。このような判断は、一般に車両側（ＥＣＵ）で行われるが、電源システム（デバイス状態検知装置）はその判断の基礎となる蓄電デバイスの状態を検知する。

【0006】

車載用蓄電デバイスのデバイス状態を検知するデバイス状態検知装置に関連して、例えば特許文献１、２には、鉛電池のＳＯＣと開回路電圧（ＯＣＶ）との関係が一次式で表されることを利用してＳＯＣを算出する技術が開示されている。また、例えば特許文献３には、鉛電池の内部抵抗を計測することによりＳＯＣを推定する技術が開示されている。さらに、例えば特許文献４～６には、充放電休止時のＯＣＶからＳＯＣを算出しエンジン始動時の電圧と電流から内部抵抗や劣化度（ＳＯＨ）を算出する技術が開示されている。

【0007】

また、本発明に関連して、例えば特許文献７には、蓄電デバイスの等価回路モデルのパラメータを推定するパラメータ推定装置が開示されており、例えば特許文献８には、蓄電デバイスの等価回路モデルのパラメータ精度を高めたデバイス状態検知装置の技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平４－２６４３７１号公報

【文献】特開２００９－２４１６３３号公報

【文献】特許第３６８７６２８号公報

【文献】特許第５１６２９７１号公報

【文献】特許第３１８８１００号公報

【文献】特許第５１６３７３９号公報

【文献】特開２０１５－２０６７５８号公報

【文献】特開２０１７－３３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、一般に蓄電デバイスでは、放電電流の大きさによって放電可能な電気量が異なることが知られている。例えば、時間率が１２［Ｖ］／３０［Ａｈ］（５ＨＲ）の鉛電池であれば、満充電の状態から電圧が放電終止電圧となるまでに６［Ａ］の電流を５時間かけて取り出すことができるが、放電電流がより大きな１０［Ａ］となると、比例計算値の３時間よりも短い時間しか取り出すことができず、逆に放電電流がより小さな３［Ａ］であれば、比例計算値の１０時間よりも長い時間取り出すことができる。このため、蓄電デバイスの端子電圧は放電電流の大きさによって刻々変化する。

【0010】

このような蓄電デバイスの特性はＳＯＣ、ＳＯＨや温度にも依存するため、仮に現在の蓄電デバイスの端子電圧および電装品の増加見込み電流値が分かっていても、電装品を使用したときの蓄電デバイスの端子電圧を単純な比例計算のみで正確に推測することは難しく、蓄電デバイスの端子電圧が予想よりも低下すると、電装品等の使用に支障が生じる可能性があった。

【0011】

本発明は上記事案に鑑み、蓄電デバイスの端子電圧を精度よく推定できるデバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、車両に搭載された蓄電デバイスの状態を検知するデバイス状態検知装置であって、前記デバイスに流れる電流を測定する電流測定手段と、前記デバイスの充電状態（ＳＯＣ）を演算するＳＯＣ演算手段と、前記デバイスの等価回路を模擬したモデルであって少なくとも前記電流測定手段で測定された電流および前記ＳＯＣ演算手段で演算されたＳＯＣを外生変数とし前記デバイスの端子電圧推定値Ｖｅを算出するためのデバイスモデルを実行するモデル実行手段と、を備え、前記モデル実行手段は、前記デバイスの増減見込み電流値Ｉｃまたは増減見込み電力値Ｗが前記デバイスモデルの外生変数として与えられたときの前記デバイスの端子電圧推定値Ｖｅ’を演算することを特徴とする。

【0013】

第１の態様において、デバイスモデルは、内生変数として、デバイスの開回路電圧Ｖｏｃｖ、デバイスの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄおよびデバイスの分極による降下電圧Ｖｐを含み、端子電圧推定値ＶｅをＶｅ＝｛Ｖｏｃｖ－（Ｖｄ＋Ｖｐ）｝として算出するためのデバイスの放電時の等価回路を模擬したモデルであってもよい。このような等価回路は、線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する非線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する抵抗成分および静電容量成分の並列接続体と、デバイスの開回路電圧Ｖｏｃｖとを含み、これらが直列接続されて構成されていてもよい。また、降下電圧Ｖｄ、Ｖｐは、電流測定手段で測定された電流をパラメータとして有する変数であってもよい。さらに、モデル実行手段は、外生変数としての電流測定手段で測定された電流を該測定された電流の値Ｉに代えて該測定された電流の値Ｉに増減見込み電流値Ｉｃまたは増減見込み電力値Ｗから算出された増減見込み電流値Ｉｃを加えた値（Ｉ＋Ｉｃ）としたときの端子電圧推定値Ｖｅ’を演算するようにしてもよい。

【0014】

また、第１の態様において、高精度の端子電圧推定値Ｖｅ’を演算するために、デバイスの電圧を測定する電圧測定手段と、電圧測定手段で測定された電圧の値Ｖとモデル実行手段で演算された端子電圧推定値Ｖｅとの電圧差Ｄｖを演算する電圧差演算手段と、をさらに備え、デバイスモデルは外生変数または内生変数として電圧差演算手段で演算された電圧差Ｄｖをさらに有し、降下電圧Ｖｄ、Ｖｐのうち少なくとも降下電圧Ｖｄは電圧差Ｄｖに依存するパラメータを含み、モデル実行手段は、電圧測定手段で測定された電圧の値Ｖと端子電圧推定値Ｖｅとが等しくなるように電圧差Ｄｖに依存するパラメータを補正するようにしてもよい。また、デバイスの温度を測定する温度測定手段をさらに備え、電流測定手段で測定されたデバイスに流れる電流および電圧測定手段で測定されたデバイスの電圧は、温度測定手段で測定された温度に基づいて予め定められた基準温度での電流値および電圧値に温度補正されるようにしてもよい。

【0015】

さらに、第１の態様において、デバイスの劣化度（ＳＯＨ）を演算するＳＯＨ演算手段を備え、ＳＯＣ演算手段は、ＳＯＨ演算手段で演算されたＳＯＨでＳＯＣを補正するようにしてもよい。または、デバイスの劣化度（ＳＯＨ）を演算するＳＯＨ演算手段と、デバイスの温度を測定する温度測定手段と、をさらに備え、デバイスモデルは外生変数としてＳＯＨ演算手段で演算されたＳＯＨと温度測定手段で測定されたデバイスの温度とをさらに有し、開回路電圧Ｖｏｃｖおよび降下電圧Ｖｄ、Ｖｐうち少なくとも開回路電圧Ｖｏｃｖおよび降下電圧ＶｄはＳＯＣ、温度、ＳＯＨに依存する変数とするようにしてもよい。

【0016】

さらにまた、車両に搭載された電装品の使用可否を判定する判定手段を備え、判定手段は、電装品の定格電流値を増減見込み電流値Ｉｃとしたときまたは電装品の定格電力値から算出された電流値を増減見込み電流値Ｉｃとしたときのモデル実行手段で演算された端子電圧推定値Ｖｅ’と、予め設定された閾値とを比較することで電装品の使用可否を判定するようにしてもよい。このとき、判定手段は、車両がアイドリングストップ・スタート可能か否かを判定するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、モデル実行手段により、蓄電デバイスの増減見込み電流値Ｉｃまたは増減見込み電力値Ｗがデバイスモデルの外生変数として与えられたときの蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖ’ｅが演算されるので、蓄電デバイスの増減見込み電流値Ｉｃまたは増減見込み電力値Ｗが判明している際の蓄電デバイスの端子電圧推定値Ｖ’ｅを精度よく演算することができる、という効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明が適用可能な第１実施形態の電源システムのブロック回路図である。

【図2】第１実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路図である。

【図3】第１実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路を模擬した電池モデルの説明図である。

【図4】分極部を構成するキャパシタに流れる電流と容量との関係を模式的に示す説明図である。

【図5】第１実施形態の電源システムを構成する制御部の機能ブロック図である。

【図6】第１実施形態の電源システムを構成する制御部のＭＰＵのＣＰＵが実行する電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートである。

【図7】本発明が適用可能な第２実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路を模擬した電池モデルの説明図である。

【図8】第２実施形態の電源システムを構成する制御部の機能ブロック図である。

【図9】第２実施形態の電源システムを構成する制御部のＭＰＵのＣＰＵが実行する電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートである。

【図10】本発明が適用可能な第３実施形態の電源システムを構成する制御部の機能ブロック図である。

【図11】第３実施形態の電源システムを構成する制御部のＭＰＵのＣＰＵが実行する電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートである。

【図12】第２実施形態の電源システムを構成する鉛電池の放電時の等価回路を模擬した電池モデルの変形例の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

１．第１実施形態
以下、図面を参照して、本発明をＩＳＳ車に搭載可能な１４Ｖ系電源システムに適用した第１の実施の形態について説明する。

【0020】

１－１．構成
図１に示すように、本実施形態の電源システム１０は、鉛電池１と電池状態検知装置８とを有して構成されている。なお、電源システム１０は、電池状態検知装置８が鉛電池１の電池蓋上に配され鉛電池１と一体化しており、例えば、ＩＳＳ車のエンジンルームに搭載されるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0021】

１－１－１．鉛電池１
鉛電池１は、内部を仕切る隔壁によって６個のセル室が画定されたモノブロック電槽を有している。モノブロック電槽の側面には鉛電池１の温度を検出するサーミスタ等の温度センサ６が固着している。

【0022】

鉛電池１の各セル室には複数の正極板と負極板とをセパレータを介して積層した極板群（電極群）が１組ずつ収容されており、水系電解液である希硫酸が注液されている。鉛電池１の正極活物質には二酸化鉛、負極活物質には海綿状鉛を用いることができる。

【0023】

各セル室はモノブロック電槽の開口を一体に覆う蓋で密閉化されており、各セル室に収容された極板群は導電性の接続部材で直列に接続されている。モノブロック電槽上には、出力端子となる正極外部端子および負極外部端子が立設されている。本実施形態の鉛電池１の公称電圧は１２［Ｖ］（各セルの公称電圧：２［Ｖ］）である。

【0024】

なお、鉛電池１はＩＳＳ車に車載された状態で、正極外部端子はＩＳＳ車のイグニッションスイッチ（ＩＧＮ）の中央端子に接続され、負極外部端子はＩＳＳ車のＧＮＤ（シャーシと同電位）に接続される。

【0025】

１－１－２．電池状態検知装置８
電池状態検知装置８は、鉛電池１に流れる電流を検出する電流検出回路２、鉛電池１の端子電圧（総電圧）を検出する電圧検出回路３、鉛電池１の温度を検出する温度検出回路４および制御部７を有している。なお、電池状態検知装置８の作動電力は鉛電池１から供給される。

【0026】

（１）電流検出回路２
電流検出回路２はホール素子やシャント抵抗等の電流センサ５に接続されており、差動増幅回路を有して構成されている。電流検出回路２の出力側は制御部７の図示を省略した入力ポートを介して制御部７内に設けられた不図示のＡ／Ｄコンバータの入力側に接続されている。

【0027】

（２）電圧検出回路３
電圧検出回路３は差動増幅回路を有して構成されている。電圧検出回路３の入力側は鉛電池１の正極外部端子および負極外部端子にそれぞれ接続されており、出力側は電流検出回路２と同様に、制御部７の図示を省略した入力ポートを介して制御部７内に設けられた不図示のＡ／Ｄコンバータの入力側に接続されている。

【0028】

（３）温度検出回路４
温度検出回路４は上述した温度センサ６に接続されており、差動増幅回路を有して構成されている。温度検出回路４の出力側も電流検出回路２と同様に、制御部７の図示を省略した入力ポートを介して制御部７内に設けられた不図示のＡ／Ｄコンバータの入力側に接続されている。

【0029】

（４）制御部７
制御部７は、上述した入力ポートおよびＡ／Ｄコンバータ（３個）、マイクロプロセッシングユニット（以下、ＭＰＵという。）、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＩＳＳ車の制御部（以下、ＥＣＵという。）と通信するための通信ＩＣを有して構成されている。

【0030】

ＭＰＵは、後述するように鉛電池１の電池状態を検知するとともに鉛電池１の放電時の端子電圧推定値を演算するＣＰＵ、基本制御プログラムおよびプログラムデータを記憶したＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして働くとともに種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭおよびこれらを接続する内部バスで構成されている。

【0031】

内部バスは外部バスに接続されている。外部バスには、上述したＡ／Ｄコンバータの出力側、不揮発性メモリおよび通信ＩＣが接続されている。通信ＩＣはＩ／Ｏ（不図示）を介して通信線９に接続されている。通信線９はＥＣＵによるＣＡＮ（Controller Area Network）管理下にある。ＣＡＮはＩＳＯ１１８９８、ＩＳＯ１１５１９等で標準化されており、２本の線で構成され、一方が断線した場合でも他方でＥＣＵ、制御部７間の通信が可能である。

【0032】

１－２．特色
本実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）の特色について一言すれば、電池モデルを用いて鉛電池１の増加見込み電流値または増減見込み電力値が与えられたときの鉛電池１の端子電圧推定値を演算する点にあるが、詳しくは次のとおりである。

【0033】

１－２－１．等価回路
（１）等価回路の構造
図２は、図１に示した鉛電池１の放電時の等価回路の一例を示したものである。一般に蓄電デバイスの等価回路は、純電圧要素と、その他の内部インピーダンス要素とで構成される。なお、厳密にはインダクタ要素も存在するが、無視可能な程度となる。等価回路１１は、線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する非線形直流抵抗成分と、電流依存性を有する抵抗成分および静電容量成分の並列接続体と、鉛電池１の開回路電圧とを含み、これらが直列接続されて構成されている。

【0034】

具体的には、等価回路１１では、純電圧要素として鉛電池１の開回路電圧Ｖｏｃｖを示し、内部インピーダンス要素として直流内部抵抗部１２と分極部１３とを示している。直流内部抵抗部１２は、線形直流抵抗成分を表す抵抗Ｒｄ１と非線形直流抵抗成分を表す抵抗Ｒｄ２とで構成される。線形直流抵抗成分としては電極の抵抗、非線形直流抵抗成分としては液抵抗を挙げることができる。一方、分極部１３は抵抗ＲｐとキャパシタＣｐとの並列回路で構成されている。抵抗Ｒｐは鉛電池１の分極抵抗成分を模擬し、キャパシタＣｐは分極容量成分を模擬している。

【0035】

（２）等価回路の端子電圧
時刻ｔにおける鉛電池１の開回路電圧をＶｏｃｖ（ｔ）、時刻ｔにおいて等価回路１１に（放電）電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の直流内部抵抗による降下電圧をＶｄ（ｔ）、鉛電池１の分極による降下電圧をＶｐ（ｔ）とすると、時刻ｔにおける鉛電池１の端子電圧Ｖ（ｔ）は式（１）で表すことができる。

【数1】

【0036】

直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ（ｔ）は、式（２）に示すように、時刻ｔにおける抵抗Ｒｄ１による降下電圧Ｖｄ１（ｔ）と、時刻ｔにおける抵抗Ｒｄ２による降下電圧Ｖｄ２（ｔ）との和として表すことができる。

【数2】

【0037】

時刻ｔは０以上の整数であり時刻０からの経過時刻を表す。時刻０には任意の時刻を設定可能であるが、本実施形態では後述するように鉛電池１の充放電休止時に鉛電池１の基準ＳＯＣ（ＳＯＣ（０））を演算するため、この基準ＳＯＣを測定したときの時刻を時刻０としている。

【0038】

図２に示す分極部１２は抵抗ＲｐとキャパシタＣｐとで構成された１段の並列回路であるが、背景技術欄で挙げた特許文献８のように複数段の並列回路としてもよい。なお、本実施形態では、次に述べる電池モデルを簡潔に説明し本発明が把握しやすいように、等価回路１１にできるだけ単純な構造を示している。

【0039】

１－２－２．電池モデル
（１）電池モデルの構造
（１－１）内生変数Ｖｅ（ｔ）
図３は、図２に示した等価回路１１を模擬した電池モデルの一例を示したものである。一般にモデルでは、モデル内で決定されず外部から値を付与するための外生変数と、モデル内で値が決定される内生変数とを有し、外生変数間、外生変数および内生変数間、内生変数間は因果関係を示す矢印で結ばれている。図３では、内生変数をノードで示し、外生変数を角を丸めた箱で示している。

【0040】

図３に示す電池モデル１５は、図２に示した鉛電池１の開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）に対応（模擬）して内生変数Ｖｏｃｖ（ｔ）、鉛電池１の直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ（ｔ）に対応して内生変数Ｖｄ（ｔ）、鉛電池１の分極による降下電圧Ｖｐ（ｔ）に対応して内生変数Ｖｐ（ｔ）、鉛電池１の端子電圧Ｖ（ｔ）に対応して内生変数Ｖｅ（ｔ）を有している。なお、内生変数Ｖｅ（ｔ）は時刻ｔにおける鉛電池１の端電圧推定値を表す。従って、電池モデル１５において、内生変数Ｖｅ（ｔ）は、上述した式（１）と同様に式（３）により算出することができる。

【数3】

【0041】

（１－２）内生変数Ｖｏｃｖ（ｔ）
内生変数Ｖｏｃｖ（ｔ）［時刻ｔにおける鉛電池１の開回路電圧］は、外生変数ＳＯＣ（ｔ）［時刻ｔにおける鉛電池１の充電状態］に基づいて、背景技術欄で挙げた特許文献１、２に開示されているように充電状態（ＳＯＣ）と開回路電圧との関係が予め定められたテーブルや数式を参照することで算出することができる。

【0042】

外生変数ＳＯＣ（ｔ）は例えば式（４）により算出することができる。式（４）において、ｓは鉛電池１の満充電容量、∫Ｉ（ｔ－１）ｄｔは時刻０から時刻（ｔ－１）までの間に鉛電池１に流れた電流の積算値、ＳＯＣ（０）は後述するように鉛電池１の充放電休止時に測定された基準ＳＯＣを表す。

【数4】

【0043】

（１－３）内生変数Ｖｄ（ｔ）
内生変数Ｖｄ（ｔ）［時刻ｔにおいて電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の直流内部抵抗による降下電圧］は、上述したように（式（２）参照）、時刻ｔにおける抵抗Ｒｄ１による降下電圧Ｖｄ１（ｔ）と時刻ｔにおける抵抗Ｒｄ２による降下電圧Ｖｄ２（ｔ）との和である。

【0044】

時刻ｔにおける抵抗Ｒｄ１による降下電圧Ｖｄ１（ｔ）は、式（５）により算出することができる。なお、図３および式（５）において、内生変数Ｒ_０は抵抗Ｒｄ１の抵抗値、外生変数Ｉ（ｔ）は時刻ｔにおいて鉛電池１に流れる電流である。図３に示すように、外生変数Ｉ（ｔ）［時刻ｔにおいて鉛電池１に流れる電流］は外生変数Ｔ（ｔ）で基準温度値（例えば、室温値）に補正された後の値である。外生変数Ｔ（ｔ）は時刻ｔにおける鉛電池１の温度を表す。内生変数Ｒ_０は、外生変数ＳＯＣ（ｔ）、外生変数ＳＯＨおよび外生変数Ｔ（ｔ）と抵抗値との関係が予め定められたテーブルや数式を参照することで得ることができる。

【数5】

【0045】

抵抗Ｒｄ２は、外生変数Ｉ（ｔ）［時刻ｔにおいて鉛電池１に流れる電流］の値を変数としたバトラーボルマー式から求められる値を用いて計算される。簡単に説明すると、式（６）～式（９）に示すように、係数Ｖ_０、係数Ｉ_０および係数αを用いて抵抗Ｒｄ２の抵抗値Ｒ（Ｉ）が算出される。これらの係数は、外生変数ＳＯＣ（ｔ）［時刻ｔにおける鉛電池１の充電状態］、外生変数ＳＯＨおよび外生変数Ｔ（ｔ）とこれらの係数ごとに設けられたテーブルや数式を参照して設定される。図３では、このように設定された係数Ｖ_０、Ｉ_０、αおよび後述する定数ｙを、それぞれ内生変数Ｖ_０、Ｉ_０、α、ｙとして表している。なお、係数Ｖ_０は抵抗Ｒｄ２の抵抗値Ｒ（Ｉ）と電流Ｉ（ｔ）との次元を揃えるために用いられ、係数Ｉ_０は電流Ｉ（ｔ）を規格化するために用いられ、係数αはバトラーボルマー式を特定するために用いられる。

【数6】

【0046】

式（６）に示すＦは、その引数（Ｉ（ｔ）／Ｉ_０）をｘとすると、式（７）の解、つまりバトラーボルマー式の解として表される。ここで、バトラーボルマー式は、定数ｙおよび係数αが与えられたときに、式（８）を満たすｘを求めることで解くことができる。なお、定数ｙは上述した係数と同様に、外生変数ＳＯＣ（ｔ）［時刻ｔにおける鉛電池１の充電状態］、外生変数ＳＯＨおよび外生変数Ｔ（ｔ）と定数ｙとの関係を表すテーブルや数式を参照して設定される。

【0047】

ｘはニュートン法で求めることができる。すなわち、式（９）においてｆ（ｘ）の値が０となる（実際には十分に小さい値、例えばｆ（ｘ）≦１０^－６となる）ｘの値をニュートン法で求める。なお、式（８）および式（９）のｘは、式（７）のｘとは異なり、式（７）のｘを式（８）および式（９）ではｙとし、式（７）のＦを式（８）および式（９）ではｘとしている。

【0048】

時刻ｔにおける抵抗Ｒｄ２による降下電圧Ｖｄ２（ｔ）は、式（１０）により算出することができる。従って、内生変数Ｖｄ（ｔ）［時刻ｔにおいて電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の直流内部抵抗による降下電圧］は、上述した式（２）に、式（５）で算出した抵抗Ｒｄ１による降下電圧Ｖｄ１（ｔ）と式（１０）で算出した抵抗Ｒｄ２による降下電圧Ｖｄ２（ｔ）とを代入することで得られる式（１１）により求められる。

【数7】

【0049】

（１－４）内生変数Ｖｐ（ｔ）
図２に示すように、等価回路１１に流れる電流Ｉ（ｔ）に応じて、分極部１３を構成する抵抗Ｒｐの抵抗値およびキャパシタＣｐの容量値の少なくとも一方を設定することができる。

【0050】

図２に示すように、抵抗Ｒｐに流れる電流を電流Ｉ_１（ｔ）、キャパシタＣｐに流れる電流を電流Ｉ_２（ｔ）としたときに（Ｉ（ｔ）＝Ｉ_１（ｔ）＋Ｉ_２（ｔ））、抵抗Ｒｐの抵抗値は例えば電流Ｉ_１（ｔ）の値に応じて設定してもよい。この場合、抵抗Ｒｐの抵抗値は電流Ｉ_１（ｔ）の値を引数とする関数で表される。また、抵抗Ｒｐの抵抗値は電流Ｉ_１（ｔ）および電流Ｉ_２（ｔ）の合計値、つまり電流Ｉ（ｔ）の値に応じて設定してもよい。この場合、抵抗Ｒｐの抵抗値は電流Ｉ（ｔ）の値を引数とする関数で表される。

【0051】

一方、キャパシタＣｐの容量値は電流Ｉ_２（ｔ）の値に応じて設定してもよい。この場合、キャパシタＣｐの容量値は電流Ｉ_２（ｔ）の値を引数とする関数で表される。また、キャパシタＣｐの容量値は電流Ｉ（ｔ）の値に応じて設定してもよい。この場合、キャパシタＣｐの容量値は電流Ｉ（ｔ）の値を引数とする関数で表される。

【0052】

抵抗Ｒｐの抵抗値のみを上述のように電流に応じて設定してもよいし、キャパシタＣｐの容量値のみを上述のように設定してもよい。抵抗Ｒｐの抵抗値のみを電流に応じて設定する場合、キャパシタＣｐの容量値は予め定められた値とすることができる。キャパシタＣｐの容量値のみを電流に応じて設定する場合、抵抗Ｒｐの抵抗値は予め定められた値とすることができる。また、抵抗Ｒｐの抵抗値およびキャパシタＣｐの容量値の両方の値を上述のように電流に応じて設定してもよい。または、抵抗Ｒｐの抵抗値とキャパシタＣｐの容量値との積が予め定められた時定数τとなるように両者を設定するようにしてもよい。

【0053】

例えば、抵抗Ｒｐの抵抗値を設定する場合には、電流Ｉ（ｔ）の値を変数としたバトラーボルマー式から求められる値を用いて抵抗値を設定することができる。具体的には、式（１２）に示すように、上述した係数Ｖ_０、Ｉ_０、αを用いて抵抗Ｒｐの抵抗値を設定することができる。

【数8】

【0054】

式（１２）の右辺は上述の式（６）の右辺と同じである。よって、先に説明したように式中のＦ（Ｉ（ｔ）／Ｉ_０）をバトラーボルマー式を解くことによって求めることで、抵抗Ｒｐの抵抗値を算出することができる。

【0055】

キャパシタＣｐの容量値を設定する場合には、例えば、電流Ｉ（ｔ）の値を変数とした、スプライン関数、区分直線関数、電流Ｉ（ｔ）の値に対して直線であるが正の関数、およびガウス関数などの関数を用いて容量値を設定することができる。図４は、例としてガウス関数で表されるキャパシタＣｐの容量値の挙動を示す。この例では、電流Ｉ（ｔ）の値Ｉが０付近で容量値が最大となり、そこから、電流Ｉ（ｔ）の値Ｉが減少または増加するにつれて容量値の値が小さくなる。

【0056】

内生変数Ｖｐ（ｔ）［時刻ｔにおいて電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の分極による降下電圧Ｖｐ（ｔ）］は、例えば、式（１３）により算出することができる。なお、式（１３）においてＲｐは抵抗Ｒｐの抵抗値、ＣｐはキャパシタＣｐの容量値を示す。

【数9】

【0057】

（１－５）電池モデルの要点
以上、電池モデル１５の構造について説明したが、本実施形態において重要な点は、内生変数Ｖｄ（ｔ）［時刻ｔにおいて電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の直流内部抵抗による降下電圧］および内生変数Ｖｐ（ｔ）［時刻ｔにおいて電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の分極による降下電圧］が、パラメータとして外生変数Ｉ（ｔ）［時刻ｔにおいて鉛電池１に流れる電流］を含むことである。以下、この点について説明する。

【0058】

（２）端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）
図２に示す等価回路１１には時刻ｔにおいて電流Ｉ（ｔ）が流れている。このときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）は式（３）により求めることができる。もっとも、図３に示す内生変数Ｖｅ（ｔ）［時刻ｔにおいて電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の端子電圧推定値］は電池モデル１５の一部を構成するが、本実施形態では電流Ｉ（ｔ）が流れているときの内生変数Ｖｅ（ｔ）自体は算出しない。本実施形態では、図３に示すように、外生変数として鉛電池１の増加見込み電流値Ｉｃが与えられたときに、外生変数Ｉ（ｔ）［時刻ｔにおいて鉛電池１に流れる電流］を、電流Ｉ（ｔ）の値に代えてＩ’（ｔ）＝｛Ｉ（ｔ）＋Ｉｃ｝の値としたときの式（３）に示す内生変数Ｖｅ（ｔ）の値、すなわち、時刻ｔにおいて電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）の値を算出する。

【0059】

そのためには、式（１１）および式（１３）にパラメータとして含まれる外生変数Ｉ（ｔ）の値をＩ’（ｔ）＝｛Ｉ（ｔ）＋Ｉｃ｝として内生変数Ｖｄ’（ｔ）［時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧］および内生変数Ｖｐ’（ｔ）［時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの分極による降下電圧］を算出する。つまり、外生変数としての鉛電池１の増加見込み電流値Ｉｃに応じて電池モデル１５の外生変数Ｉ（ｔ）の値を動かして内生変数Ｖｅ’（ｔ）の値を算出する。内生変数Ｖｅ’（ｔ）は式（１４）により算出することができる。

【数10】

【0060】

１－２－３．機能ブロック図
上記のような鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）の算出は、電池モデル１５がリアルタイムで実行されて始めて電源システム１０（電池状態検知装置８）の実用に供される。図５はそのための制御部７の機能ブロック図を示したものである。なお、図５は、時刻ｔ以降の機能ブロック図を示し、時刻ｔより前の機能ブロック部分は捨象している。

【0061】

デバイス情報記憶部２１には、時刻ｔより前に演算済の鉛電池１のＳＯＣ（ｔ）およびＳＯＨの値が格納されている。デバイス情報記憶部２１は、鉛電池１のＳＯＣ（ｔ）およびＳＯＨの値を、モデル実行部３０を構成するパラメータ設定部３１およびＶｏｃｖ（ｔ）演算部３２に出力する。式（４）に示したＳＯＣ（０）は図示を省略した基準ＳＯＣ演算部で演算され、時刻０から時刻（ｔ－１）までの間に流れた電流の積算およびＳＯＣ（ｔ）の演算は図示を省略したＳＯＣ演算部で行われる。また、鉛電池１のＳＯＨはエンジン始動時に図示を省略したＳＯＨ演算部で演算される。これらの演算部の機能については後に改めて説明する（１－３－１参照）。

【0062】

電流演算部２３は、ＥＣＵから通信線９を介して電力要求コマンド（Pw_Dmd）を受信すると、使用対象電装品（ＥＣＵは既知、ＣＰＵは未知）の定格電流値を上述した増加見込み電流値Ｉｃとみなして、電流Ｉ（ｔ）の値と定格電流値Ｉｃとを加算した電流Ｉ’（ｔ）の値を演算しモデル実行部３０（パラメータ設定部３１）に出力する。

【0063】

ＥＣＵのＲＯＭには各使用対象電装品の定格電流値が予め記憶されており、ＥＣＵのＲＡＭに展開されている。ＥＣＵは鉛電池１の放電時に必要に応じて通信線９を介して電力要求コマンドを制御部７に発出する。電力要求コマンドには属性情報として使用対象電装品の定格電流値が含まれている。例えば、使用対象電装品の定格電流値が３．０［Ａ］のときは、Pw_Dmd（3.0）を電力要求コマンドとして送信する。

【0064】

モデル実行部３０は上述した電池モデル１５を実行し時刻（ｔ）において電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）の値を判定部２４に出力する。モデル実行部３０は、パラメータ設定部３１、Ｖｏｃｖ（ｔ）演算部３２、Ｖｄ（ｔ）演算部３３、Ｖｐ（ｔ）演算部３４および端子電圧演算部３５で構成されている。

【0065】

パラメータ設定部３１は、デバイス情報記憶部２１から受け取ったＳＯＣ（ｔ）、ＳＯＨ、並びに、鉛電池１の温度Ｔ（ｔ）の値から上述した抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０、係数Ｖ_０、Ｉ_０、α、定数ｙを設定し、これらの設定値および電流演算部２３で演算された電流Ｉ’（ｔ）の値をＶｄ（ｔ）演算部３３に出力するとともに、抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０を除いた設定値および電流演算部２３で演算された電流Ｉ’（ｔ）の値をＶｐ（ｔ）演算部３４に出力する。

【0066】

Ｖｏｃｖ（ｔ）演算部３２は、パラメータ設定部３１から受け取ったＳＯＣ（ｔ）、ＳＯＨ、並びに、鉛電池１の温度Ｔ（ｔ）の値から時刻ｔにおける鉛電池１の開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）の値を演算し、端子電圧演算部３５に出力する。Ｖｄ（ｔ）演算部３３は、パラメータ設定部３１から受け取った設定値および電流Ｉ’（ｔ）の値に基づき時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ’（ｔ）の値を演算して端子電圧演算部３５に出力し、Ｖｐ（ｔ）演算部３４は、パラメータ設定部３１から受け取った設定値および電流Ｉ’（ｔ）の値に基づき時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの分極による降下電圧Ｖｐ’（ｔ）の値を演算して端子電圧演算部３５に出力する。

【0067】

端子電圧演算部３５は、Ｖｏｃｖ（ｔ）演算部３２から受け取った開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）の値、Ｖｄ（ｔ）演算部３３から受け取った直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ’（ｔ）の値およびＶｐ（ｔ）演算部３４から受け取った分極による降下電圧Ｖｐ’（ｔ）の値から式（１４）により鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）を演算し、判定部２４に出力する。

【0068】

判定部２４は、鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）と使用対象電装品が作動可能な最低電圧として予め定められた最低電圧値Ｖｍｉｎ（例えば、８．０［Ｖ］）とを比較し、端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）が最低電圧値Ｖｍｉｎより大きいときは使用対象電装品が使用可能と判定し、端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）が最低電圧値Ｖｍｉｎ以下のときは使用対象電装品が使用不可と判定する。

【0069】

なお、デバイス情報記憶部２１、電流演算部２３、パラメータ設定部３１、各演算部３２～３５および判定部２４、並びに、図３で捨象した基準ＳＯＣ演算部、ＳＯＣ演算部およびＳＯＨ演算部は、図１に示した制御部７のＭＰＵ（ＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭ）で実現される。

【0070】

１－３．動作
次に、本実施形態の電源システム１０の動作について、電池状検知装置８の制御部７のＭＰＵのＣＰＵ（以下、単にＣＰＵという。）を主体として説明する。

【0071】

１－３－１．一般的動作
（１）基準ＳＯＣ
走行後のＩＳＳ車駐車開始時には、ＥＣＵはＣＰＵにスリープ指令（省エネモードとする指令）を発出する。スリープ指令を受けたＣＰＵは、鉛電池１の電池状態（温度、電圧、電流等）の検出を停止するとともに、所定時間ごとにＥＣＵに出力していた鉛電池１の状態情報（後述）の出力を停止して、スリープ指令を受けたときから一定時間（例えば、鉛電池１の負極の分極状態が解消したとみなされる６時間）が経過したか否かを判断する計時処理のみ行う。この状態で鉛電池１は充放電休止状態となる。

【0072】

ＣＰＵは、スリープ指令を受けたときから一定時間が経過したと判断すると、作動モードに移行（アウェーク）し鉛電池１の開回路電圧およびそのときの温度を検出する。次に、検出した鉛電池１の開回路電圧を基準温度における開回路電圧に温度補正し、プログラムデータとして予めＭＰＵのＲＯＭ（以下、単にＲＯＭという。）に格納されＭＰＵのＲＡＭ（以下、単にＲＡＭという。）に展開された開回路電圧とＳＯＣとの関係を表すテーブルまたは数式を参照して鉛電池１の基準ＳＯＣの値、すなわち、式（４）の右辺第２項に示すＳＯＣ（０）の値を演算しその値をＲＡＭに保存する（上述した基準ＳＯＣ演算部の機能）。そして、ＣＰＵは、基準温度における開回路電圧および基準ＳＯＣをＥＣＵに報知して省エネモードとなる。

【0073】

このような処理は上述した一定時間ごとに繰り返される。なお、上述した一定時間が経過しない場合には、鉛電池１の分極状態が解消されず基準ＳＯＣが不正確となるため、そのような状態での開回路電圧の検出やＣＰＵによる基準ＳＯＣの演算は行われず、直近に取得していた基準ＳＯＣを基準ＳＯＣとして取り扱う。

【0074】

（２）状態情報
鉛電池１の充放電時に、ＣＰＵは、所定時間（電圧および電流については２［ｍｓ］、温度については１０［ｍｓ］）ごとに、鉛電池１の電池状態を検出する。すなわち、電流検出回路２に接続されたＡ／Ｄコンバータおよび電圧検出回路３に接続されたＡ／Ｄコンバータは、鉛電池１に流れる充放電電流および鉛電池１の端子電圧をそれぞれ２［ｍｓ］ごとにサンプリングしてＲＡＭに出力し、温度検出回路４に接続されたＡ／Ｄコンバータは１０［ｍｓ］ごとにサンプリングしてＲＡＭに出力する。従って、本実施形態では、鉛電池１に流れる充放電電流および鉛電池１の端子電圧をそれぞれ２［ｍｓ］ごとにサンプリングしているため、１時刻の間隔は２［ｍｓ］となる。

【0075】

ＣＰＵは、電流値を１時刻（２［ｍｓ］）ごとに積算することで式（４）に示すＳＯＣ（ｔ）の値を演算しＲＡＭ（図５に示すデバイス情報記憶部２１）に格納する（上述したＳＯＣ演算部の機能）。また、ＣＰＵは、ＲＡＭに直近に格納された温度の値を時刻ｔにおける温度Ｔ（ｔ）の値とみなし、この温度Ｔ（ｔ）の値に応じて、ＲＡＭに格納された鉛電池１に流れる電流および鉛電池１の端子電圧の値をそれぞれ基準温度における電流値および端子電圧値に温度補正する。

【0076】

続いて、ＣＰＵは、鉛電池１の状態情報として、直近に演算した温度補正後の端子電圧値およびＳＯＣ（ｔ）の値を所定時間（例えば、２［ｍｓ］）ごとに通信ＩＣおよび通信線９を介してＥＣＵに報知する。

【0077】

（３）ＳＯＨ
ＣＰＵは、ＩＳＳ車のエンジン始動時（アイドリングストップ後のエンジン再始動時を含む。）にＳＯＨの値を演算（更新）しＲＡＭに格納する。例えば、背景技術欄で挙げた特許文献６（請求項５、７参照）に開示されているように、鉛電池１の残容量から算出した開回路電圧をＯＣＶ_Ｑ、エンジン始動時の鉛電池１の最低電圧をＶｓｔ、ＩＳＳ車の抵抗をｒとしたときに、Ｒ_Ｑ＝｛ｒ（ＯＣＶ_Ｑ－Ｖｓｔ）／Ｖｓｔ｝の式により求められる鉛電池１の内部抵抗Ｒ_Ｑと、鉛電池１のＳＯＨとの関係を予め定めたテーブルやマップを参照してＳＯＨを演算しＲＡＭ（図５に示すデバイス情報記憶部２１）に格納する（上述したＳＯＨ演算部の機能）。なお、ＩＳＳ車の抵抗ｒは、エンジン始動時に鉛電池１に流れる最大電流をＩｓｔとしたときに、ｒ＝（Ｖｓｔ／Ｉｓｔ）の式により求めることができる。

【0078】

１－３－２．特色的動作
次に、図６を参照して、使用対象電装品の使用可否を判定するための電装品使用可否判定処理ルーチンについて説明する。

【0079】

電装品使用可否判定処理ルーチンでは、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称する。）１０２において、鉛電池１が放電状態にあるか否かを判断する。このような判断は、時刻ｔより前にＲＡＭに格納された温度補正後の電圧値（例えば、Ｖ（ｔ－１））を参照して判断することができる。これに代えてまたはこれとともに、時刻ｔより前にＲＡＭに格納された温度補正後の電流値を参照して判断するようにしてもよい。

【0080】

否定判断のときは別処理を行って（Ｓ１０４）電装品使用可否判定処理ルーチンを終了する。この別処理には、例えば、上記１－３－１．（１）で説明した基準ＳＯＣの演算等が含まれる。一方、肯定判断のときは、電力供給コマンド（Pw_Dmd）を受信したか否かを判断する（Ｓ１０６）。Ｓ１０６での判断が否定のときはＳ１０２に戻り、肯定のときはＳ１１０に進む。

【0081】

Ｓ１１０では、ＳＯＣ（ｔ）、ＳＯＨ、温度Ｔ（ｔ）の値からルックアップテーブルを参照して抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０、係数Ｖ_０、Ｉ_０、α、定数ｙ（以下、これらを総称してパラメータという。）を設定する。続いて、電力供給コマンド（Pw_Dmd）の属性情報を参照することで増加見込み電流値Ｉｃ（使用対象電装品の定格電流値）を取得し、（温度補正後の）電流Ｉ（ｔ）の値に増加見込み電流値Ｉｃを加えた電流Ｉ’（ｔ）の値を演算する（Ｓ１１８）。

【0082】

次に、ＣＰＵは、時刻ｔにおける鉛電池１の開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）、時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ’（ｔ）および分極による降下電圧Ｖｐ’（ｔ）を演算し（Ｓ１２０）、式（１４）により時刻ｔにおいて電流Ｉ’（ｔ）が流れているものしたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）を演算する（Ｓ１２２）。

【0083】

続いて、端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）が予め定められた最低電圧値Ｖｍｉｎより大きいか否かを判断し（Ｓ１２４）、肯定判断のときは使用対象電装品が使用可能であると判定して（Ｓ１２６）Ｓ１３０に進み、否定判断のときは使用対象電装品が使用不可であると判定して（Ｓ１２８）Ｓ１３０に進む。Ｓ１３０では、Ｓ１２６またはＳ１２８での判定結果を通信ＩＣおよび通信線９を介してＥＣＵに報知して（電力要求コマンドに対する答えを返して）Ｓ１０２に戻る。この報知を受けたＥＣＵは必要に応じてオルタネータを作動させる。

【0084】

なお、本実施形態において、図２に鉛電池１の放電時の等価回路、図３にその電池モデルの例を示した理由は、図５に示す電力要求コマンド（Pw_Dmd）は鉛電池１の放電時にＥＣＵから制御部７に出力されるからである。付言すると、鉛電池１の充電時にはＥＣＵの指示でオルタネータが作動しており、電装品にはオルタネータからの電力が供給される。

【0085】

２．第２実施形態
次に、本発明をＩＳＳ車に搭載可能な１４Ｖ系電源システムに適用した第２の実施の形態について説明する。本実施形態は、時刻ｔにおける鉛電池１の端子電圧Ｖ（ｔ）の値と、時刻ｔにおける鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）との電圧差が０となるように抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０を補正するものである。なお、本実施形態以降の実施形態において、上述した第１実施形態と同一の構成部およびステップには同一の符号を付してその説明を省略し、以下、異なる箇所のみ説明する。

【0086】

２－１．電池モデル
図７に示すように、本実施形態の電池モデル１６では、第１実施形態の電池モデル１５（図３参照）に対し、内生変数Ｖｅ（ｔ）［時刻ｔにおいて電流（Ｉ）が流れているときの鉛電池１の端子電圧推定値］から外生変数Ｄｖ（ｔ）に向けて因果関係を示す矢印が付されている。本実施形態の電池モデル１６では内生変数Ｖｅ（ｔ）の値を算出する。外生変数Ｄｖ（ｔ）は、外生変数Ｖ（ｔ）［基準温度値に温度補正後の時刻ｔにおける鉛電池１の端子電圧］の値と内生変数Ｖｅ（ｔ）との電圧差を表す。

【0087】

このため、図７では、外生変数Ｖ（ｔ）から外生変数Ｄｖ（ｔ）に向けて矢印が付されている。また、外生変数Ｖ（ｔ）は基準温度における値に温度補正されるため、外生変数Ｔ（ｔ）［時刻ｔにける鉛電池１の温度］から外生変数Ｖ（ｔ）［時刻ｔにおける鉛電池１の端子電圧］に向けて矢印が付されている。さらに、外生変数Ｄｖ（ｔ）の値に応じて抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０の値を補正するため、外生変数Ｄｖ（ｔ）から内生変数Ｒ_０に向けて矢印が付されている。

【0088】

２－２．機能ブロック図
図８は、図７に示した電池モデル１６を実行するための制御部７の機能ブロック図である。図８では、第１実施形態の機能ブロック図（図５参照）に対し、基準温度値に温度補正後の時刻ｔにおける鉛電池１の端子電圧Ｖ（ｔ）および電圧差演算部２５が付加されている。

【0089】

端子電圧演算部３５は、第１実施形態とは異なり時刻ｔにおいて電流（Ｉ）が流れているときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）値を式（３）により演算し、その値を電圧差演算部２５に出力する。電圧差演算部２５は、鉛電池１の端子電圧Ｖ（ｔ）の値と端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）との電圧差Ｄｖ（ｔ）を演算し、電圧差Ｄｖ（ｔ）の値をパラメータ設定部３１に出力する。

【0090】

パラメータ設定部３１は、電圧差Ｄｖ（ｔ）と抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０の補正値との関係が予め定められたテーブルまたは数式を参照して抵抗値Ｒ_０の値を補正し（補正後の抵抗値をＲ_１とする。）、Ｖｄ（ｔ）演算部３３に出力する。Ｖｄ（ｔ）演算部３３は、式（５）に示す抵抗値Ｒ_０に代えて抵抗値Ｒ_１を用いて時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの抵抗Ｒｄ１による降下電圧Ｖｄ１の値を求め、直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ’（ｔ）の値を演算する。

【0091】

２－３．電装品使用可否判定処理ルーチン
図９は、図８に対応してＣＰＵにより実行される電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートを示したものである。本実施形態の電装品使用可否判定処理ルーチンは第１実施形態の電装品使用可否判定処理ルーチンに対し、Ｓ１１０とＳ１２２との間の処理が異なっている。

【0092】

すなわち、第１実施形態の電装品使用可否判断処理ルーチンと同様にＳ１１０でパラメータを設定した後、Ｓ１１２で鉛電池１の開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）、時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ（ｔ）が流れているときの直流内部抵抗よる降下電圧Ｖｄ（ｔ）、分極による降下電圧Ｖｐ（ｔ）の値および端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）を演算し、Ｓ１１４において電圧差Ｄｖ（ｔ）の値を演算する。次いで、Ｓ１１６で電圧差Ｄｖ（ｔ）と抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０の補正値との関係が予め定められたルックアップテーブルを参照して抵抗値Ｒ_０を抵抗値Ｒ_１に補正する。

【0093】

続いて、Ｓ１１８において電流値Ｉ’（ｔ）を演算し、Ｓ１２１で時刻ｔにおいて鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ’（ｔ）および分極による降下電圧Ｖｐ’（ｔ）を演算してＳ１２２に進む。なお、第１実施形態の電装品使用可否判定処理ルーチンのＳ１２０では開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）の値も演算しているが、本実施形態でＳ１２１において開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）の値を演算しない理由はＳ１１２において開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）の値を演算済だからである。

【0094】

３．第３実施形態
次に、本発明をＩＳＳ車に搭載可能な１４Ｖ系電源システムに適用した第３の実施の形態について説明する。本実施形態は、機能ブロック図の判定部２４での判定内容の変形例を示すものである。

【0095】

３－１．電池モデル
本実施形態における電池モデルは第１実施形態に示した電池モデル１５と同じである（図３参照）。

【0096】

３－２．機能ブロック図
図１０は、図３に示した電池モデル１５を実行するための制御部７の別の機能ブロック図である。第１実施形態の機能ブロック図（図５参照）に対し、電装品情報記憶部２６が付加されている。なお、電装品情報記憶部２６は制御部７のＭＰＵ（ＲＡＭ）および不揮発性メモリに対応する（図１参照）。

【0097】

ＥＣＵのＲＯＭには各使用対象電装品を特定するためのデフォルト値、各使用対象電装品の定格電流値および鉛電池１の放電時の各使用対象電装品の電力供給優先順位（以下、これらを総称して電装品情報という。）が予め記憶されており、電装品情報はＥＣＵのＲＡＭに展開されている。電源システム１０がＩＳＳ車に搭載された当初、ＥＣＵは制御部７（ＣＰＵ）の要求に応じて通信線９を介して制御部７に電装品情報を送信する。制御部７は受信した電装品情報を電装品情報記憶部２６（不揮発性メモリ）に記憶する。

【0098】

また、ＥＣＵは各使用対象電装品の使用開始、使用停止のたびにその情報（Acc_Info）を制御部７に報知する。このため、電装品情報記憶部２６（ＲＡＭ）には上述した電装品情報に加え各使用対象電装品の使用状態に関する情報（以下、使用状態情報という。）が記憶（展開）されている。

【0099】

電力供給コマンド（Pw_Dmd）の属性情報には、上述した第１実施形態とは異なり使用対象電装品を特定するためのデフォルト値が用いられる。例えば、パワーウインドにデフォルト値７が割り当てられている場合に、電力供給コマンドはPw_Dmd（7）となる。また、例えば、スタータ（セルモータ）およびエンジンポンプにそれぞれデフォルト値３、４が割り当てられており、両者について同時に電力供給コマンドを発出する際は、Pw_Dmd（3,4）となる。

【0100】

電流演算部２３は、電力要求コマンド（Pw_Dmd）を受信すると、電力要求コマンドの属性情報に基づき電装品情報記憶部２６に記憶された当該使用対象電装品の定格電流値を参照し（使用対象電装品が複数の場合は当該使用対象電装品の定格電流値の合計を演算して）、定格電流値を増加見込み電流値Ｉｃとみなして上述したＩ’（ｔ）＝｛Ｉ（ｔ）＋Ｉｃ｝の値を演算する。また、電流演算部２３は判定部２４の要求に従って電装品情報記憶部２６に記憶された他の使用対象電装品のうち使用中の電装品の定格電流値を参照し、当該定格電流値を減少見込み電流値ＩｍとみなしてＩ’（ｔ）＝｛Ｉ（ｔ）＋Ｉｃ－Ｉｍ｝の値等も演算する。

【0101】

判定部２４は、電装品情報記憶部２６（ＲＡＭ）に記憶された電装品情報を参照して電力要求コマンドに対する判定を行うが、その際、使用状態情報も参照して判定を行う。以下、これら電流演算部２３および判定部２４の機能について図１１を参照して詳細を説明する。

【0102】

３－３．電装品使用可否判定処理ルーチン
図１１は、図１０に対応してＣＰＵにより実行される電装品使用可否判定処理ルーチンのフローチャートを示したものである。

【0103】

ＣＰＵは、Ｓ１０６で肯定判断のときは、ＲＡＭに展開されているＳＯＣ（ｔ）およびＳＯＨ、並びに、温度Ｔ（ｔ）の値を読み出して既に説明したようにパラメータを設定する（Ｓ１１０）。次に、電力要求コマンドの属性情報に基づきＲＡＭを参照して使用対象電装品の定格電流値を読み出して（Ｓ１１５）、電流Ｉ’（ｔ）の値を演算する（Ｓ１１８）。

【0104】

次いで、開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ）、鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ’（ｔ）、分極による降下電圧Ｖｐ’（ｔ）の値を演算する（Ｓ１２０）。

【0105】

次にＳ１２０で演算した値から電流Ｉ’（ｔ）が流れているもとしたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）を演算し（Ｓ１２２）、次のＳ１２４において演算した端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）の値が予め定められた最低電圧値Ｖｍｉｎより大きいか否かを判断する（Ｓ１２４）。この判断が肯定のときはＳ１４６に進み、否定のときはＲＡＭに展開された電装品情報および使用状態情報を参照して、電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品より優先度（優先順位）の低い電装品を使用中か否かを判断する（Ｓ１３２）。

【0106】

Ｓ１３２において否定判断のときは、電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品は使用不可であると判定して（Ｓ１３４）Ｓ１４８に進み、Ｓ１３２において肯定判断のときは、使用中の電装品のうち最も優先度の低い電装品の消費電流値ＩｍをＲＡＭから読み出して（Ｓ１３６）、当該最も優先度の低い電装品の使用を停止し電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品を使用したものとしたときの電流Ｉ’（ｔ）［Ｉ’（ｔ）＝｛Ｉ（ｔ）＋Ｉｃ－Ｉｍ｝］の値を演算する（Ｓ１３８）。

【0107】

続いて、鉛電池１にＳ１３８で演算した電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ’（ｔ）、分極による降下電圧Ｖｐ’（ｔ）を演算し（Ｓ１４０）、次いで鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）を演算する（Ｓ１４２）。次に、鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）が最低電圧値Ｖｍｉｍより大きいか否かを判定する（Ｓ１４４）。

【0108】

Ｓ１４４において、肯定判断のときは電力要求コマンドの属性情報で特定された使用対象電装品は使用可能であるが、より優先度の低い電装品の使用を停止する必要があると判定して（Ｓ１４６）Ｓ１４８に進み、否定判断のときは次に優先度の低い電装品について上記と同様の判定をするためＳ１３２に戻る。なお、後者の判断の場合には、最も優先度の低い電装品の使用を停止するとの想定の上で次に優先度の低い電装品について同様の判定をする。続いてＳ１３４、Ｓ１４６での判定結果をＥＣＵに報知して（Ｓ１４８）Ｓ１０２に戻る。この報知を受けたＥＣＵは、車両状況に応じて使用中の一部電装品の継続使用の停止やオルタネータの作動を決定する。

【0109】

４．作用効果等
次に、上記実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）の作用効果等について説明する。

【0110】

４－１．作用効果
上記実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）の制御部７は、鉛電池１に電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）を、［（鉛電池１の開回路電圧Ｖｏｃｖ（ｔ））－｛（直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ（ｔ））＋（分極による降下電圧Ｖｐ（ｔ））｝］の式により算出するための電池モデルを実行する。直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ（ｔ）および分極による降下電圧Ｖｐ（ｔ）はともに電流Ｉ（ｔ）をパラメータとして含み電流依存性を有している。制御部７は、降下電圧Ｖｄ（ｔ）、降下電圧Ｖｐ（ｔ）中にパラメータとして含まれる電流Ｉ（ｔ）を、電流Ｉ（ｔ）に代えて電流Ｉ（ｔ）に増減見込み電流値Ｉｃ（Ｉｍ）を加えた電流Ｉ’（ｔ）として、電流Ｉ’（ｔ）が鉛電池１に流れたものとしたときの降下電圧Ｖｄ’（ｔ）、降下電圧Ｖｐ’（ｔ）を演算する。そして、鉛電池１に電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）を、Ｖｅ’（ｔ）＝｛Ｖｏｃｖ（ｔ）－（Ｖｄ’（ｔ）＋Ｖｐ’（ｔ）｝の式により演算する。このため、上記実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）によれば、増減見込み電流値Ｉｃが与えられたときに、降下電圧Ｖｄ（ｔ）、降下電圧Ｖｐ（ｔ）中にパラメータとして含まれる電流Ｉ（ｔ）の値を変更して鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）を演算するので、鉛電池１の増減見込み電流値Ｉｃが判明している際の鉛電池１の端子電圧推定値Ｖ’ｅを精度よく演算することができる。

【0111】

また、上記実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）の制御部７は、使用対象電装品の定格電流値を増減見込み電流値Ｉｃとみなして鉛電池１の端子電圧推定値Ｖ’ｅ（ｔ）を演算し（図６のＳ１２２参照）、演算した端子電圧推定値Ｖ’ｅ（ｔ）と使用対象電装品が作動可能な最低電圧値Ｖｍｉｍとを比較して（Ｓ１２４）使用対象電装品の使用可否の判定をする（Ｓ１２６、Ｓ１２８）。上記実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）によれば、上記のとおり鉛電池１の端子電圧推定値Ｖ’ｅを精度よく演算することができるため、使用対象電装品の使用可否を正確に判定することできる。従って、例えば、ＩＳＳ車やμＨＥＶのアイドリングストップの前後またはストップ中に、エンジン再始動が可能か否かを正確に判定することができる。

【0112】

さらに、上記第２実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）の制御部７は、実測した鉛電池１の端子電圧を基準温度で温度補正した端子電圧Ｖ（ｔ）の値と電流Ｉ（ｔ）が流れているときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）との電圧差Ｄｖ（ｔ）を演算し、この電圧差Ｄｖ（ｔ）の値が０となるように（鉛電池１の端子電圧Ｖ（ｔ）の値と端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）とが等しくなるように）抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０を補正した後に、電流Ｉ’（ｔ）が流れているものとしたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）を演算する。このため、第２実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）によれば、鉛電池１の増減見込み電流値Ｉｃが判明している際の鉛電池１の端子電圧推定値Ｖ’ｅを高精度で演算することができる。

【0113】

また、上記第３実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）の制御部７では、ＲＡＭ（電装品情報記憶部２６）に電装品情報および使用状態情報が展開されており、ＥＣＵから属性情報として使用対象電装品のデフォルト値を含む電力要求コマンド（Pw_Dmd）を受信した際に、優先度の低い使用中の電装品の使用を停止することを条件に使用対象電装品が使用可能か否かを判定し、その結果をＥＣＵに報知する。このため、第３実施形態の電源システム１０（電池状態検知装置８）によれば、ＥＣＵは制御部７の判定結果に従って優先度の低い使用中の電装品の使用を停止するか、オルタネータを作動させるか等の決定を適正に行うことができる。さらに、電力要求コマンドの属性情報に複数のデフォルト値を含めることができるため、例えばエンジン始動時のように複数の電装品を同時に作動させる必要がある場合に、使用対象電装品ごとに逐一使用可能か否かを制御部７に問い合わせる（電力要求コマンドを発出する）必要もなくなる。

【0114】

４－２．変形例
なお、上記実施形態では、蓄電デバイスに鉛電池１を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鉛電池１に代えて、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタ等を用いるようにしてもよい。

【0115】

また、上記実施形態では、外生変数として鉛電池１の増減見込み電流値Ｉｃ（Ｉｍ）が与えられたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）の値を演算する例を示したが、本発明はこれに限るものではない。外生変数として鉛電池１の鉛電池１の増減見込み電力値Ｗが与えられたときの鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ’（ｔ）の値を演算するようにしてもよい。

【0116】

このような態様では、外生変数の増減見込み電力値Ｗから鉛電池１の増減見込み電流値Ｉｃを算出すればよく、例えば図３の電池モデル１５では、外生変数の増減見込み電力値Ｗから外生変数の増減見込み電流値Ｉｃに向けて因果関係を示す矢印が付加される。外生変数の増減見込み電力値Ｗから鉛電池１の増減見込み電流値Ｉｃを得るには、例えば、増減見込み電力値Ｗを鉛電池１の公称電圧値（１２［Ｖ］）で割ることにより得られる電流値を増減見込み電流値Ｉｃとしたり、増減見込み電力値Ｗを実測した電圧値Ｖ（ｔ）で割ることにより得られる電流値を増減見込み電流値Ｉｃとしたりしてもよい。このような演算は例えば図５に示す電流演算部２３で行われ、ＣＰＵにより例えば図６のＳ１１８で実行される。

【0117】

また、上記第３実施形態では、電装品情報として、各使用対象電装品を特定するためのデフォルト値、各使用対象電装品の定格電流値および鉛電池１の放電時の各使用対象電装品の電力供給優先順位を例示したが、各使用対象電装品の定格電流値に代えて各使用対象電装品の定格電力値を用いるようにしてもよい。このような態様では、各使用対象電装品の定格電力値を例えば鉛電池１の公称電圧値（１２［Ｖ］）で割ることにより得られる電流値を各使用対象電装品の定格電流値として不揮発性メモリに格納すればよい。

【0118】

さらに、上記実施形態では、ＳＯＣ（ｔ）、ＳＯＨ、温度Ｔ（ｔ）の値からルックアップテーブルを参照してパラメータを設定する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＳＯＣ（ｔ）の値からパラメータを設定したり、ＳＯＣ（ｔ）をＳＯＨや温度で補正して補正後のＳＯＣ（ｔ）からパラメータを設定したりするようにしてもよい。

【0119】

また、上記実施形態では、鉛電池１の放電時の等価回路やその電池モデルを例示したが、本発明はこれに限るものではなく、鉛電池１の充電時や休止時を含む等価回路に対応した電池モデルを用いるようにしてもよい。その場合には、上述した式（１）を、Ｖ（ｔ）＝｛Ｖｏｃｖ（ｔ）＋Ｖｄ（ｔ）＋Ｖｐ（ｔ）｝とし、鉛電池１の状態に応じて符号を変えればよい。

【0120】

さらに、上記実施形態では、発明の把握を容易にするために、直流内部抵抗による降下電圧Ｖｄ（ｔ）や分極による降下電圧Ｖｐ（ｔ）を演算するためのパラメータや内生変数の数をできるだけ少なくした例を示したが、本発明はこれに制限されるものではなく、パラメータや内生変数は、鉛電池１の端子電圧推定値Ｖｅ（ｔ）が鉛電池１の端子電圧Ｖ（ｔ）をある程度広い（電池状態）範囲で精度よく模擬できるものであればよい。また、電流Ｉ（ｔ）とＳＯＣとを含めば、例えば電池モデルの精度を高めるために他の外生変数を含むようにしてもよい。

【0121】

また、上記第２実施形態では、Ｄｖ（ｔ）を外生変数とした例を示したが、図１２に示す電池モデル１７のように内生変数とするようにしてもよい。さらに、第２実施形態では、発明の把握を容易にするために、直流内部抵抗を構成する抵抗Ｒｄ１、Ｒｄ２のうち抵抗Ｒｄ１の抵抗値Ｒ_０を補正（抵抗Ｒｄ１による降下電圧Ｖｄ（ｔ）を補正）する例を示したが、これに代えてまたはこれとともに、抵抗Ｒｄ２の抵抗値を決定するパラメータを補正（抵抗Ｒｄ２による降下電圧Ｖｄ（ｔ）を補正）したり、抵抗Ｖｐ（ｔ）の抵抗値やキャパシタＣｐ（ｔ）の容量値を決定するパラメータを補正（分極による電圧降下Ｖｐ（ｔ）を補正）したりするようにしてもよい。

【0122】

さらにまた、上記第３実施形態では、最低電圧値Ｖｍｉｎ（閾値）を使用対象電装品に対し一律に設定した例を示したが、本発明はこれに制約されることなく、使用対象電装品ごとに設定するようにしてもよい。例えば、電装品のうちエンジン始動に直接関連する電装品については他の電装品とは別に設定するようにしてもよく、複数の使用対象電装品が同時に使用される場合にはそれらの電装品のうち作動可能な最低電圧が最も大きいものを最低電圧値Ｖｍｉｎとするようにしてもよい。

【0123】

さらに、上記実施形態では、電源システム１０（電池状態検知装置８）を構成する各回路のサンプリングレート等の具体的数値を例示したが、本発明はこれに制限されるものではない。そして、上記実施形態では１４Ｖ系電源システム１０を例示したが、本発明はこれに制約されることなく、例えば、４２Ｖ系電源システム等の１４Ｖ系電源システム以外の電源システム（電池状態検知装置）にも適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0124】

本発明は蓄電デバイスの端子電圧を精度よく推測できるデバイス状態検知装置、電源システムおよび自動車を提供するものであるため、デバイス状態検知装置、電源システムや自動車の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0125】

１ 鉛電池（蓄電デバイス）
２ 電流検出回路（電流測定手段の一部）
３ 電圧検出回路（電圧測定手段の一部）
４ 温度検出回路（温度測定手段の一部）
５ 電流センサ（電流測定手段の一部）
６ 温度センサ（温度測定手段の一部）
７ 制御部（電流測定手段の一部、電圧測定手段の一部、温度測定手段の一部、ＳＯＣ演算手段、ＳＯＨ演算手段、モデル実行手段、判定手段、電圧差演算手段）
８ 電池状態検知装置（デバイス状態検知装置）
１０ 電源システム
１５～１７ 電池モデル（デバイスモデル）
２４ 判定部
２５ 電圧差演算部
３０ モデル実行部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】