特許 7128661 バッテリ診断装置

(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】2022-08-23

(45)【発行日】2022-08-31

(54)【発明の名称】バッテリ診断装置

(51)【国際特許分類】

   B60R 16/04 20060101AFI20220824BHJP

   B60R 16/03 20060101ALI20220824BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20220824BHJP

   H01M 10/42 20060101ALI20220824BHJP

【ＦＩ】

B60R16/04 W

B60R16/03 A

H01M10/48 P

H01M10/48 301

H01M10/42 P

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018106876

(22)【出願日】2018-06-04

(65)【公開番号】P2019209811

(43)【公開日】2019-12-12

【審査請求日】2021-03-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000419

【氏名又は名称】弁理士法人太田特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100100103

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 明男

(74)【代理人】

【識別番号】100173163

【弁理士】

【氏名又は名称】石塚 信洋

(74)【代理人】

【識別番号】100134522

【弁理士】

【氏名又は名称】太田 朝子

(74)【代理人】

【識別番号】100135024

【弁理士】

【氏名又は名称】本山 敢

(72)【発明者】

【氏名】上原 康司

(72)【発明者】

【氏名】竹内 基祐

(72)【発明者】

【氏名】石原 英明

【審査官】浅野 麻木

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１１８１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１４５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５７２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９４２５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｒ １６／０４

Ｂ６０Ｒ １６／０３

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンの初始動時に前記エンジンをクランキングするスタータモータを含む補機に対して電力を供給する第１のバッテリと、前記エンジンの再始動時に前記エンジンをクランキングするスタータジェネレータに対して電力を供給する第２のバッテリと、駆動用モータに対して電力を供給する高電圧バッテリと、を搭載し、前記第１のバッテリ及び前記スタータモータを含む第１電源回路と前記高電圧バッテリ及び前記駆動用モータを含む回路との間に第１のリレー及びコンバータが設けられ、前記第２のバッテリ及び前記スタータジェネレータを含む第２電源回路と前記第１電源回路との間に第２のリレーが設けられた車両に備えられ、前記第２のバッテリの診断を行うバッテリ診断装置において、
前記第２のバッテリの開放電圧を算出する開放電圧算出部と、
算出された前記開放電圧に基づいて前記第２のバッテリに備えられたバッテリセル内のショートの有無を判定する判定部と、
を備えた、バッテリ診断装置。

【請求項2】

前記判定部は、少なくとも前記第２のリレーが解放状態であることを含む所定の診断条件が成立しているかを判定し、前記所定の診断条件が成立している場合に、前記開放電圧に基づいて前記第２のバッテリに備えられたバッテリセル内のショートの有無を判定する、請求項１に記載のバッテリ診断装置。

【請求項3】

前記判定部は、前記開放電圧が所定の判定値以下のときに前記バッテリセル内のショートが生じていると判定する、請求項１又は２に記載のバッテリ診断装置。

【請求項4】

前記判定値は、前記第２のバッテリの正常時における充電容量が０％の場合の開放電圧の値よりも小さい値に設定される、請求項３に記載のバッテリ診断装置。

【請求項5】

前記開放電圧算出部は、前記第２のバッテリのバッテリ液の温度に基づいて、前記開放電圧又は前記判定値を補正する、請求項３又は４に記載のバッテリ診断装置。

【請求項6】

前記開放電圧算出部は、前記エンジンの停止から所定時間経過後に電圧センサのセンサ信号に基づいて前記開放電圧を算出する、請求項１～５のいずれか１項に記載のバッテリ診断装置。

【請求項7】

前記判定部は、前記第２のバッテリの前記バッテリセル内のショートが生じている場合に、前記第１のバッテリ及び前記スタータモータを含む第１の電源回路と、前記第２のバッテリ及び前記スタータジェネレータを含む第２の電源回路とを解放させ、前記エンジンを運転状態に保持させる、請求項１～６のいずれか１項に記載のバッテリ診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリセル内のショートの有無を診断するバッテリ診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自動車等の車両において、燃料消費量の削減あるいは排気エミッションの低減を目的としてアイドルストップ制御が実用化されている。アイドルストップ制御では、あらかじめ設定された所定の自動停止条件が成立したときにエンジンが自動停止し、エンジンの自動停止中に、あらかじめ設定された所定の再始動条件が成立したときにエンジンが再始動する。

【0003】

また、車両の動力源として、エンジン及び駆動用モータを備えたハイブリッド車両が実用化されている。ハイブリッド車両においては、車両の運転状態に応じて、エンジンが停止したり始動したりする。

【0004】

このようなアイドルストップ機能を備えた車両やハイブリッド車両では、各種電装品が起動している状態の下でエンジンが再始動する。このエンジン再始動時の電装品に対する瞬間的な電圧低下を防止するために、電装品に電力を供給する第１のバッテリと、エンジンの再始動時に用いられるスタータジェネレータに電力を供給する第２のバッテリとを別々に備えた車両がある。

【0005】

例えば、特許文献１には、エンジンの初始動時には第１のバッテリから供給される電力で駆動するスタータモータによりクランキングを行ってエンジンを始動させ、アイドルストップ制御によるエンジンの再始動時には第２のバッテリから供給される電力で駆動するスタータジェネレータによりクランキングを行ってエンジンを再始動させるように構成された車両が開示されている（特許文献１を参照。）。スタータジェネレータは、第２のバッテリを充電する機能も備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１８－５３７７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、エンジンの初始動時に用いられるスタータモータに電力を供給する第１のバッテリのセル内でショートが生じた場合には、車両の使用開始時にエンジンの初始動が不可能になるため、ドライバは当該セル内でのショート（以下、単に「セル内ショート」ともいう。）の発生を知ることができる。

【0008】

しかしながら、エンジンの再始動時に用いられるスタータジェネレータに電力を供給する第２のバッテリでセル内ショートが生じた場合には、車両の使用開始時にドライバが当該セル内ショートの発生を知ることができない。バッテリのセル内ショートが生じた場合、通常の充電電圧であっても各セル当りの印加電圧が高くなる。このため、第２のバッテリのセル内ショートが生じた状態で車両を使用して第２のバッテリの充電が行われると、各セルが過充電状態になり、第２のバッテリが破損するおそれがある。

【0009】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、エンジンの再始動時に用いられるスタータジェネレータに電力を供給するバッテリのセル内ショートをエンジンの初始動時に検知可能な、バッテリ診断装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、エンジンの初始動時にエンジンをクランキングするスタータモータを含む補機に対して電力を供給する第１のバッテリと、エンジンの再始動時にエンジンをクランキングするスタータジェネレータに対して電力を供給する第２のバッテリと、駆動用モータに対して電力を供給する高電圧バッテリと、を搭載し、第１バッテリ及びスタータモータを含む第１電源回路と高電圧バッテリ及び駆動用モータを含む回路との間に第１のリレー及びコンバータが設けられ、第２バッテリ及びスタータジェネレータを含む第２電源回路と第１電源回路との間に第２のリレーが設けられた車両に備えられ、第２のバッテリの診断を行うバッテリ診断装置であって、第２のバッテリの開放電圧を算出する開放電圧算出部と、算出された開放電圧に基づいて第２のバッテリに備えられたバッテリセル内のショートの有無を判定する判定部と、を備えた、バッテリ診断装置が提供される。

【0011】

判定部は、開放電圧が所定の判定値以下のときにバッテリセル内のショートが生じていると判定してもよい。

【0012】

判定値は、第２のバッテリの正常時における充電容量が０％の場合の開放電圧の値よりも小さい値に設定されてもよい。

【0013】

開放電圧算出部は、第２のバッテリのバッテリ液の温度に基づいて、開放電圧又は判定値を補正してもよい。

【0014】

判定部は、少なくとも第２のリレーが解放状態であることを含む所定の診断条件が成立しているかを判定し、所定の診断条件が成立している場合に、開放電圧に基づいて第２のバッテリに備えられたバッテリセル内のショートの有無を判定してもよい。

【0015】

開放電圧算出部は、エンジンの停止から所定時間経過後に電圧センサのセンサ信号に基づいて開放電圧を算出してもよい。

【0016】

判定部は、第２のバッテリのバッテリセル内のショートが生じている場合に、第１のバッテリ及びスタータモータを含む第１の電源回路と、第２のバッテリ及びスタータジェネレータを含む第２の電源回路とを解放させ、エンジンを運転状態に保持させてもよい。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように本発明によれば、エンジンの再始動時に用いられるスタータジェネレータに電力を供給するバッテリのセル内ショートをエンジンの初始動時に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態に係るバッテリ診断装置を適用可能な車両の構成例を示す模式図である。

【図2】同実施形態に係るバッテリ診断装置の構成例を示す模式図である。

【図3】第２のバッテリの開放電圧を示す説明図である。

【図4】同実施形態に係るバッテリ診断装置による診断方法を示すフローチャートである。

【図5】診断条件成立判定処理の一例を示すフローチャートである。

【図6】開放電圧算出処理の一例を示すフローチャートである。

【図7】セル内ショート判定処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0020】

＜１．車両の基本構成＞
本発明の実施の形態に係るバッテリ診断装置を適用可能な車両の基本構成の一例を説明する。図１は、車両の基本構成を示す模式図である。図１に示した車両は、駆動源としてエンジン１０及び駆動用モータ５０を備えたハイブリッド車両である。

【0021】

まず、車両の駆動系を説明する。車両は、アイドルストップ機能を備えた車両である。車両は、エンジン１０、自動変速機２０、スタータモータ１１、スタータジェネレータ（ＩＳＧ）１３、駆動用モータ５０及び駆動輪６０を備える。自動変速機２０、スタータモータ１１及びスタータジェネレータ１３は、エンジン１０に接続されている。

【0022】

エンジン１０は、ガソリン又はディーゼル等を燃料として車両の駆動トルクを生成する内燃機関である。エンジン１０は、あらかじめ設定された所定の自動停止条件の成立時に自動的に停止され、その後、あらかじめ設定された所定の再始動条件の成立時に自動的に再始動される。エンジン１０は、出力軸としてのクランクシャフト１７を有する。エンジン１０は、クランクシャフト１７の回転角度を検出するクランク角センサ１５を備える。クランクシャフト１７は、トルクコンバータ２１を介して自動変速機２０に接続されている。

【0023】

自動変速機２０は、例えば無段変速機構（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）又は有段式変速機構等の変速機構を備える。自動変速機２０は、エンジン１０のクランクシャフト１７から入力された回転トルクを所定の変速比で変換して駆動軸５９に伝達する。エンジン１０と自動変速機２０との間には、エンジンクラッチ２３が設けられている。

【0024】

エンジンクラッチ２３を解放状態に切り替えることにより、自動変速機２０からエンジン１０を切り離すことができる。これにより、エンジン１０を停止させて駆動用モータ５０の動力のみを駆動輪６０に伝達することが可能になる（以下、この状態を「ＥＶモード」ともいう。）。また、エンジンクラッチ２３を締結状態に切り替えることにより、自動変速機２０にエンジン１０を接続することができる。これにより、エンジン１０及び駆動用モータ５０の動力を駆動輪６０に伝達することができる（以下、この状態を「ＨＥＶモード」ともいう。）。

【0025】

スタータモータ１１は、エンジン１０の初始動時に用いられる。スタータモータ１１の出力軸１１ａは、ギヤ等を介してエンジン１０のクランクシャフト１７に連結されている。スタータモータ１１は、第１のバッテリ２７に接続され、ドライバの始動操作に伴うエンジン１０の初始動時に第１のバッテリ２７から供給される電力でエンジン１０をクランキングする。第１のバッテリ２７は、スタータモータ１１の他にも車両に搭載された各種補機４９に電力を供給する。

【0026】

スタータジェネレータ１３は、アイドルストップ制御によるエンジン１０の再始動時や、走行モードをＥＶモードからＨＥＶモードに切り換える際のエンジン１０の再始動時に用いられる。スタータジェネレータ１３の回転軸１３ａは、ギヤあるいは駆動ベルト等を介してエンジン１０のクランクシャフト１７に連結されている。スタータジェネレータ１３は、第２のバッテリ２５に接続され、アイドルストップ制御や走行モードの切り換えによるエンジン１０の再始動時に第２のバッテリ２５から供給される電力でエンジン１０をクランキングする。スタータジェネレータ１３は、整流回路や電圧レギュレータを一体的に備え、エンジン１０の動力を利用して発電を行う発電機としての機能を有している。スタータジェネレータ１３は、エンジン１０からギヤ等を介して回転駆動されて発電し、第２のバッテリ２５を充電する。

【0027】

駆動用モータ５０は、例えば三相交流式のモータであり、インバータ５１を介して高電圧バッテリ２９に接続されている。駆動用モータ５０は、高電圧バッテリ２９からの電力供給を受けて力行駆動され、車両の駆動トルクを生成する。この場合、インバータ５１は、高電圧バッテリ２９から供給される直流電力を交流電力に変換して駆動用モータ５０を駆動する。また、駆動用モータ５０は、車両の減速時に回生駆動され、駆動輪６０の運動エネルギを電力エネルギに変換する発電機としての機能を有している。この場合、インバータ５１は、駆動用モータ５０で発電された交流電力を直流電力に変換して高電圧バッテリ２９を充電する。駆動用モータ５０による回生発電電力は、高電圧バッテリ２９に充電される。

【0028】

高電圧バッテリ２９と第１のバッテリ２７とは、コンタクタ３３及びＤＣ／ＤＣコンバータ３５を介して接続されている。このため、コンタクタ３３をオンにしたときに、駆動用モータ５０による回生発電電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３５により降圧されてスタータモータ１１又は各種補機４９に供給され、あるいは、第１のバッテリ２７に充電される。

【0029】

第１のバッテリ２７と第２のバッテリ２５とは、接続状態又は解放状態を切換可能なリレー３１を介して接続されている。リレー３１は常時切り離され、エンジン１０の再始動時にスタータジェネレータ１３への電力供給によって各種補機４９への供給電力の瞬間的な電圧低下を防いでいる。一方、リレー３１は、第１のバッテリ２７又はＤＣ／ＤＣコンバータ３５が故障したとき、あるいは、第２のバッテリ２５又はスタータジェネレータ１３が故障したときに接続され、車両の走行性能を確保する。

【0030】

本実施形態において、高電圧バッテリ２９は、例えば定格２００Ｖのリチウムイオンバッテリである。また、第１のバッテリ２７及び第２のバッテリ２５は、例えば低電圧（定格１２Ｖ）の鉛バッテリである。第１のバッテリ２７及び第２のバッテリ２５は、それぞれ複数のバッテリセルが直列あるいは並列に接続されて構成されている。本実施形態では、セル内ショートの有無を診断する第２のバッテリ２５が、６つのバッテリセルを備える例を説明する。

【0031】

第２のバッテリ２５は、センサユニット４１を備える。センサユニット４１は、出力電圧を検出する電圧センサ及びバッテリ液の温度を検出する液温センサとしての機能を有する。センサユニット４１は、イグニッションスイッチがオフになった後、所定時間（例えば６０分）経過後の電圧を開放電圧として検出する。

【0032】

次に、車両の駆動系を制御する電子制御系を説明する。車両の電子制御系は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信バス１００に接続される複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）により構成されている。各ＥＣＵは、例えばマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサユニット等を備えて構成されている。なお、各ＥＣＵの一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよく、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。

【0033】

また、各ＥＣＵは、マイクロコンピュータ等により実行されるプログラムや種々の演算に用いるパラメータ、検出データ、演算結果の情報等を記憶する図示しない記憶装置を備える。記憶装置は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶素子であってもよく、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＣＤ－ＲＯＭ、ストレージ装置等の記憶装置であってもよい。

【0034】

ＥＣＵは、エンジンＥＣＵ１０１、トランスミッションＥＣＵ１０３、モータＥＣＵ１０５及びバッテリＥＣＵ１０７を含む。エンジンＥＣＵ１０１は、スタータモータ１１及びスタータジェネレータ１３を含むエンジン１０を制御する。トランスミッションＥＣＵ１０３は、トルクコンバータ２１及びエンジンクラッチ２３を含む自動変速機２０を制御する。モータＥＣＵ１０５は、インバータ５１を介して駆動用モータ５０を制御する。バッテリＥＣＵ１０７は、高電圧バッテリ２９の充電状態や出力、温度を管理するとともに、コンタクタ３３及びＤＣ／ＤＣコンバータ３５を制御する。

【0035】

各ＥＣＵには、各種センサ類からの信号や通信バス１００を介して送信される各種制御情報が入力される。各ＥＣＵは、これらの入力に基づいて駆動系の各種アクチュエータ類を駆動する。

【0036】

＜２．バッテリ診断装置＞
次に、本実施形態に係るバッテリ診断装置として機能するエンジンＥＣＵ１０１の構成例を具体的に説明する。図２は、エンジンＥＣＵ１０１の構成のうち、第２のバッテリ２５の診断に関連する機能構成を示すブロック図である。

【0037】

エンジンＥＣＵ１０１は、開放電圧算出部１１１、判定部１１３及びリレー制御部１１５を備える。開放電圧算出部１１１、判定部１１３及びリレー制御部１１５は、マイクロコンピュータ等によるプログラムの実行により実現される機能であってよい。

【0038】

エンジンＥＣＵ１０１には、クランク角センサ１５、イグニッションスイッチ６１及びセンサユニット４１が接続されている。クランク角センサ１５は、エンジン１０のクランクシャフト１７の回転角度を検出する。センサユニット４１は、第２のバッテリ２５の出力電圧及びバッテリ液の温度（以下、「バッテリ液温」ともいう。）を検出する。

【0039】

（開放電圧算出部）
開放電圧算出部１１１は、センサユニット４１の信号に基づいて第２のバッテリ２５の開放電圧ＯＣＶを算出する。開放電圧ＯＣＶは、第２のバッテリ２５の充放電が行われなくなってから所定時間が経過し、電圧が安定した状態での電圧値である。本実施形態において、開放電圧算出部１１１は、車両のイグニッションスイッチ６１がオンになったエンジン１０の初始動時であって、所定の診断条件を満たしている場合に、第２のバッテリ２５のセンサユニット４１から受信した信号に基づいて第２のバッテリ２５の開放電圧ＯＣＶを算出する。開放電圧算出部１１１は、例えば複数回検出された開放電圧ＯＣＶの平均値を診断値ＯＣＶ＿Ａとしてもよい。

【0040】

（判定部）
判定部１１３は、算出された開放電圧ＯＣＶ（診断値ＯＣＶ＿Ａ）に基づいて、第２のバッテリ２５に備えられた複数のバッテリセルのセル内ショートの有無を判定する。本実施形態において、判定部１１３は、開放電圧ＯＣＶがあらかじめ設定された判定値ＯＣＶ＿０以下のときにセル内ショートが生じていると判定する。

【0041】

図３は、セル内ショートの有無による開放電圧ＯＣＶの違いを示す説明図である。図３において、横軸は第２のバッテリ２５の充電容量ＳＯＣ（％）を示し、縦軸は開放電圧ＯＣＶ（Ｖ）を示す。また、図中の白丸（〇）はセル内ショートを生じていない正常時の例を示し、黒丸（●）はセル内ショートを生じている故障時の例を示す。

【0042】

定格１２Ｖの第２のバッテリ２５の正常時の開放電圧ＯＣＶは、充電容量ＳＯＣに応じて約１１．６Ｖ～約１２．９Ｖの範囲内の値を示す。一方、６つのバッテリセルのうち１つのバッテリセルのセル内ショートが生じた場合の開放電圧ＯＣＶは、充電容量ＳＯＣに応じて約９．７Ｖ～約１０．７Ｖの範囲内の値を示す。つまり、少なくとも１つのバッテリセルにセル内ショートが生じている場合には、開放電圧ＯＣＶの最大値が、正常時の開放電圧ＯＣＶの最小値を下回る。

【0043】

このため、判定部１１３は、算出された開放電圧ＯＣＶ（診断値ＯＣＶ＿Ａ）を、第２のバッテリ２５の充電容量ＳＯＣが０％の場合の開放電圧ＯＣＶに基づいてあらかじめ設定した判定値ＯＣＶ＿０と比較することにより、第２のバッテリ２５のセル内ショートの有無を判定する。判定部１１３は、第２のバッテリ２５にセル内ショートが発生していると判定した場合、スタータジェネレータ１３による発電を停止することで第２のバッテリ２５の充電を停止するとともに、アイドルストップ制御及びＥＶモードを禁止させる。

【0044】

（リレー制御部）
リレー制御部１１５は、第１のバッテリ２７と第２のバッテリ２５との接続状態又は解放状態とを切り換えるリレー３１の駆動を制御する。具体的に、リレー制御部１１５は、常時リレー３１を解放状態にする一方、判定部１１３により、第２のバッテリ２５にセル内ショートが生じていると判定されたときにリレー３１の解放状態を維持する。

【0045】

＜３．バッテリの診断方法＞
次に、図４～図７のフローチャートに基づいて、バッテリ診断装置としてのエンジンＥＣＵ１０１による第２のバッテリ２５の診断方法の具体例を説明する。

【0046】

図４は、第２のバッテリ２５の診断方法のメインフローを示している。
まず、エンジンＥＣＵ１０１の判定部１１３は、車両のイグニッションスイッチ６１がオンになったことを検出すると（ステップＳ９）、第２のバッテリ２５の診断条件が成立しているか否かを判別する（ステップＳ１１）。

【0047】

図５は、診断条件成立判定処理のルーチンの一例を示すフローチャートである。
判定部１１３は、第２のバッテリ２５のバッテリ液温があらかじめ設定された所定範囲内にあり、且つ、センサユニット４１のスリープ時間があらかじめ設定された所定値以上であり、且つ、開放電圧の推定が完了しているか否かを判別する。

【0048】

バッテリ液温が所定範囲を超える高温の場合、第２のバッテリ２５の充電直後の可能性などがあり開放電圧の算出結果の精度が低下するおそれがある。一方、バッテリ液温が所定範囲未満の場合、バッテリ液の凍結の可能性などがあり開放電圧の算出結果の精度が低下するおそれがある。このため、判定部１１３は、バッテリ液温が所定範囲内にあるか否かを判定する。バッテリ液温は、センサユニット４１から入力される信号に基づいて検出される。所定範囲は、上述の点を考慮して、適切な範囲に設定される。

【0049】

センサユニット４１のスリープ時間が短い場合、つまり、エンジン１０の停止からの経過時間が短い場合、充電又は放電による分極状態が維持されている可能性があり開放電圧の算出結果の精度が低下するおそれがある。このため、判定部１１３は、センサユニット４１のスリープ時間が所定値以上であるか否かを判定する。センサユニット４１のスリープ時間は、例えば、所定の時間サイクルで入力されるセンサユニット４１の信号を最後に受信した時刻からの経過時間として計算される。所定値は、分極状態が解消される最大時間に応じて、適切な値に設定される。

【0050】

本実施形態において、センサユニット４１は、イグニッションスイッチ６１がオフになった後、スリープ時間が経過した後に開放電圧を推定検出するようになっている。このため、開放電圧の推定が完了していない場合には、第２のバッテリ２５の電圧が安定状態にないおそれがある。このため、判定部１１３は、センサユニット４１で開放電圧の推定検出が完了しているか否かを判定する。

【0051】

なお、これらの３つの条件のうちの少なくとも一つの条件が除かれていてもよい。この他、判定部１１３は、誤診断を防ぐために、診断条件として、関連する電子制御系が正常な状態であるか否かを判定してもよい。例えば、判定部１１３は、センサユニット４１が正常であるか否か、センサユニット４１とエンジンＥＣＵ１０１との通信が正常であるか否か、スタータジェネレータ１３が正常であるか否か、又はリレー３１が正常であるか否かのうちの少なくとも一つの判定を行ってもよい。

【0052】

ステップＳ２１が肯定判定された場合（Ｓ２１／Ｙｅｓ）、判定部１１３は、イグニッションスイッチ６１がオンになった後、スタータジェネレータ１３による発電又は駆動がされていない状態であるか否かを判別する（ステップＳ２３）。スタータジェネレータ１３による発電又は駆動が開始されると第２のバッテリ２５の開放電圧ＯＣＶが不安定になるため、判定部１１３は、ステップＳ２３の判定を行う。

【0053】

ステップＳ２３が肯定判定された場合（Ｓ２３／Ｙｅｓ）、判定部１１３は、リレー３１が解放状態（この状態を「２電源モード」と称する。）にあり、第１のバッテリ２７及びＤＣ／ＤＣコンバータ３５からの供給電力により各種補機４９が動作する２電源モードであるか否かを判別する（ステップＳ２５）。第２のバッテリ２５から各種補機４９に電力を供給可能な場合には、第２のバッテリ２５の開放電圧ＯＣＶの算出結果の精度が低下する可能性があるため、判定部１１３は、ステップＳ２５の判定を行う。

【0054】

ステップＳ２５が肯定判定された場合（Ｓ２５／Ｙｅｓ）、今回のイグニッションスイッチ６１のオン切り換えが、エンジンＥＣＵ１０１のセルフシャット前のオン切り換えでない状態か否かを判別する（ステップＳ２７）。本実施形態において、エンジンＥＣＵ１０１の電源は、イグニッションスイッチ６１がオフになった後、所定時間経過後にオフ（セルフシャット）にされる。このため、セルフシャット前にイグニッションスイッチ６１がオンになると、開放電圧の算出結果の精度が低下するおそれがある。このため、判定部１１３は、ステップＳ２５の判定を行う。

【0055】

ステップＳ２７が肯定判定された場合（Ｓ２７／Ｙｅｓ）、判定部１１３は、イグニッションスイッチ６１がオンになった後、センサユニット４１から初回の信号を正常に受信した後の状態であるか否かを判別する（ステップＳ２９）。イグニッションスイッチ６１がオンになった直後はセンサユニット４１からの信号をエンジンＥＣＵ１０１が正常に受信できない可能性があるため、判定部１１３は、ステップＳ２９の判定を行う。

【0056】

判定部１１３は、これらのステップＳ２１～ステップＳ２９がすべて肯定判定された場合（Ｓ２９／Ｙｅｓ）、診断条件成立フラグをセットし（＋１）（ステップＳ３１）、診断条件成立判定処理を終了させる。一方、判定部１１３は、これらのステップＳ２１～ステップＳ２９のうちのいずれかのステップが否定判定された場合、診断条件成立フラグをリセットし（＝０）（ステップＳ３３）、診断条件成立判定処理を終了させる。

【0057】

図４に戻り、ステップＳ１１の診断条件成立判定が否定判定された場合（Ｓ１１／Ｎｏ）、判定部１１３は、このまま本ルーチンを終了させる。一方、ステップＳ１１の診断条件成立判定が肯定判定された場合（Ｓ１１／Ｙｅｓ）、開放電圧算出部１１１は、第２のバッテリ２５の開放電圧ＯＣＶを算出する（ステップＳ１３）。例えば、開放電圧算出部１１１は、イグニッションスイッチ６１のオン時にセンサユニット４１から受信した信号に基づいて開放電圧ＯＣＶを算出する。本実施形態では、開放電圧算出部１１１は、イグニッションスイッチ６１がオンになった直後に複数回算出された開放電圧ＯＣＶの平均値を診断値ＯＣＶ＿Ａとする。

【0058】

図６は、開放電圧算出処理のルーチンの一例を示すフローチャートである。
開放電圧算出部１１１は、イグニッションスイッチ６１がオンになった後、センサユニット４１から入力される第２のバッテリ２５の出力電圧（開放電圧ＯＣＶ）の信号を受信し、あらかじめ設定された規定回数分の出力電圧の平均化処理を行う（ステップＳ４１）。

【0059】

次いで、開放電圧算出部１１１は、得られた平均値を、バッテリ液温に応じて補正する（ステップＳ４３）。開放電圧算出部１１１は、補正後の平均値を診断値ＯＣＶ＿Ａとし、診断値算出済みフラグをセットし（＋１）（ステップＳ４５）、開放電圧算出処理を終了させる。

【0060】

複数の出力電圧を平均化することにより、出力電圧の異常値を開放電圧として用いて診断されるおそれを低減することができる。また、バッテリ液温による補正値を診断値ＯＣＶ＿Ａとして用いることにより、バッテリ液温による開放電圧ＯＣＶへの影響を低減することができる。

【0061】

なお、開放電圧算出部１１１が、センサユニット４１であらかじめ平均化処理が行われた電圧信号を受信してもよく、バッテリ液温による補正を行った値を仮の診断値ＯＣＶ＿Ａとして記憶しておき、直近の規定回数分の仮の診断値ＯＣＶ＿Ａを平均化処理したものを診断値ＯＣＶ＿Ａとしてもよい。

【0062】

図４に戻り、ステップＳ１３において開放電圧の診断値ＯＣＶ＿Ａが算出された後、ステップＳ１５において、判定部１１３は、セル内ショートの有無の判定処理を実行する（ステップＳ１５）。

【0063】

図７は、セル内ショートの判定処理のルーチンの一例を示すフローチャートである。
判定部１１３は、図６のステップＳ４５でセットされる診断値算出済みフラグがセットされているか否かを判別する（ステップＳ５１）。判定部１１３は、診断値算出済みフラグがセットされるまでの間（Ｓ５１／Ｎｏ）、ステップＳ５１の判定を繰り返す。

【0064】

診断値算出済みフラグがセットされている場合（Ｓ５１／ｙｅｓ）、判定部１１３は、算出された診断値ＯＣＶ＿Ａが、あらかじめ設定された判定値ＯＣＶ＿０未満であるか否かを判別する（ステップＳ５３）。判定値ＯＣＶ＿０は、第２のバッテリ２５の正常時における充電容量ＳＯＣが０％のときの開放電圧の値よりも小さい値に設定される。例えば、第２のバッテリ２５が６つのバッテリセルを備えている場合、判定値ＯＣＶ＿０は、第２のバッテリ２５の正常時における充電容量ＳＯＣが０％のときの開放電圧の値よりも小さい値、且つ、１つのバッテリセルにセル内ショートが生じているときの開放電圧の値よりも大きい値に設定される。

【0065】

診断値ＯＣＶ＿Ａが判定値ＯＣＶ＿０以上の値である場合（Ｓ５３／Ｎｏ）、第２のバッテリ２５にセル内ショートは生じておらず、正常な状態と判断できるため、判定部１１３は、異常発生カウンタをゼロにして（ステップＳ６１）、ショート判定処理を終了させる。一方、診断値ＯＣＶ＿Ａが判定値ＯＣＶ＿０未満の値である場合（Ｓ５３／Ｙｅｓ）、第２のバッテリ２５にセル内ショートが生じていると判断できるため、判定部１１３は、異常発生カウンタをインクリメントする（ステップＳ５５）。

【0066】

次いで、判定部１１３は、異常発生カウンタ値が、あらかじめ設定された規定値に到達したか否かを判別する（ステップＳ５７）。異常発生カウンタ値が規定値に到達していない場合（Ｓ５７／Ｎｏ）、判定部１１３は、そのままショート判定処理を終了させる。一方、異常発生カウンタ値が規定値に到達した場合（Ｓ５７／Ｙｅｓ）、判定部１１３は、ショート確定フラグをセットし（＋１）（ステップＳ５９）、本ルーチンを終了させる。

【0067】

図４に戻り、ステップＳ１５において、セル内ショートの有無の判定処理を終了した後、判定部１１３は、ショート確定フラグがセットされているか否かを判別する（ステップＳ１７）。ショート確定フラグがセットされていない場合（Ｓ１７／Ｎｏ）、判定部１１３は、そのまま本ルーチンを終了させる。

【0068】

一方、ショート確定フラグがセットされている場合（Ｓ１７／Ｙｅｓ）、判定部１１３は、リレー３１を解放状態に切り換えて２電源モードにするとともに、スタータジェネレータ１３の発電による第２のバッテリ２５の充電を禁止し、かつ、アイドルストップ制御及びＥＶモードの実行を禁止させる（ステップＳ１９）。これにより、エンジン１０が運転状態に保持されてスタータジェネレータ１３によるエンジン１０の再始動が実行されないようになる。また、第２のバッテリ２５の過充電による故障を防止することができる。このとき、判定部１１３は、所定の警告ランプを点灯させて、ドライバに第２のバッテリ２５あるいは電源系統の異常を知らせるようにしてもよい。

【0069】

以上説明したように、本実施形態に係るバッテリ診断装置（エンジンＥＣＵ１０１）によれば、エンジン１０の再始動時にクランキングを行うスタータジェネレータ１３に対して電力を供給する第２のバッテリ２５のセル内ショートの有無を、エンジン１０の初始動時に第２のバッテリ２５の解放電圧に基づいて判定する。このため、ドライバが第２のバッテリ２５のセル内ショートに気付かないまま車両を使用し続けることで第２のバッテリ２５が破損することを抑制することができる。

【0070】

また、本実施形態に係るバッテリ診断装置では、第２のバッテリ２５の開放電圧を、第２のバッテリ２５の正常時における充電容量が０％の場合の開放電圧と比較することにより、セル内ショートの有無を判定している。第２のバッテリ２５にセル内ショートが生じている場合には、第２のバッテリ２５の正常時における充電容量が０％の場合の開放電圧の値よりも小さくなるため、第２のバッテリ２５の充電容量が高い場合であってもセル内ショートの有無を確実に判定することができる。

【0071】

また、本実施形態に係るバッテリ診断装置では、イグニッションスイッチ６１がオフになってから所定時間（例えば６０分）以上経過した後の電圧を算出するように診断条件が設定されている。したがって、第２のバッテリ２５の開放電圧に基づくセル内ショートの有無の判定精度を高めることができる

【0072】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0073】

例えば、第２のバッテリ２５の開放電圧ＯＣＶの値は温度条件によって変化し得ることから、算出した開放電圧ＯＣＶ（ＯＣＶ＿Ａ）あるいは判定値ＯＣＶ＿０を、開放電圧ＯＣＶを算出したときのバッテリ液温に基づいて補正してもよい。

【0074】

また、上記実施形態では、エンジンＥＣＵ１０１がバッテリ診断装置としての機能を備えていたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、車両が、エンジンＥＣＵ１０１、トランスミッションＥＣＵ１０３、モータＥＣＵ１０５等を統合的に制御する統合ＥＣＵあるいはハイブリッドＥＣＵを備える場合、当該統合ＥＣＵ又はハイブリッドＥＣＵがバッテリ診断装置としての機能を備えてもよい。

【符号の説明】

【0075】

１０ エンジン
１１ スタータモータ
１３ スタータジェネレータ
２０ 自動変速機
２５ 第２のバッテリ
２７ 第１のバッテリ
２９ 高電圧バッテリ
３１ リレー
３５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
４１ センサユニット
５０ 駆動用モータ
６１ イグニッションスイッチ
１０１ エンジンＥＣＵ
１１１ 開放電圧算出部
１１３ 判定部
１１５ リレー制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】