JP2010230654A - バッテリの状態検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関を始動させる電源であるバッテリについて、その状態を高精度に検出することが可能なバッテリの状態検出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内燃機関１０を始動させる電源であるバッテリ３０と、内燃機関１０の始動中のクランキング期間において、バッテリ３０の電流値および電圧値を検出するとともに、検出結果の少なくとも一方に基づく検出値を出力する検出手段（Ｓ２）と、クランキング期間に含まれる所定期間内において検出値の変化量が一定値以上の場合に、所定期間内に含まれる電流値および電圧値に基づきバッテリ３０の内部抵抗値Ｒｄを算出する内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ７）と、を備える。
【選択図】図３

Description

内燃機関を始動させる電源であるバッテリの状態を検出する状態検出装置に関する。

内燃機関を始動させる電源として用いられるバッテリは、他の制御装置等への電力供給手段ともなっている。そして、バッテリ電圧は、制御装置の動作の信頼性を確保するため、また、過放電に起因するバッテリの劣化を防止するため、下限電圧以上を維持されることが望ましい。よって、内燃機関を始動させるスタータに電力供給を可能とするバッテリ電圧を確保するとともに、安全管理や安定動作の観点から、バッテリの状態を高精度に検出する必要性がある。

例えば、特開２００５−２７４２１４号公報（特許文献１）には、バッテリの残存容量の推定に用いられる内部抵抗値について、クランキング期間におけるバッテリの放電電流の変化量と端子電圧の変化量により算出するものが開示されている。また、特開２００７−２２３５３０号公報（特許文献２）には、内燃機関の再始動によるバッテリの電圧降下量の推定に用いられる内部抵抗値について、クランキング期間における電流・電圧ペアの群から求められる回帰直線により算出するものが開示されている。

特開２００５−２７４２１４号公報 特開２００７−２２３５３０号公報

このように、放電電流の変化量が大きなクランキング期間にサンプリングした電流値と電圧値に基づいてバッテリの内部抵抗値を算出することで、高精度な内部抵抗値を得られるものとされている。しかし、クランキング期間において、バッテリの分極状態が変動するため、内部抵抗値の算出に誤差が生じるおそれがある。さらに、内燃機関のトルク変動や回転数の上昇に伴い、スタータに印加される電流値および電圧値が変動するため、これに起因して内部抵抗値の算出に誤差が生じるおそれがある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、内燃機関を始動させる電源であるバッテリについて、その状態を高精度に検出することが可能なバッテリの状態検出装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、
内燃機関を始動させる電源であるバッテリと、
前記内燃機関の始動中のクランキング期間において、前記バッテリの電流値および電圧値を検出するとともに、検出結果の少なくとも一方に基づく検出値を出力する検出手段と、
前記クランキング期間に含まれる所定期間内において前記検出値の変化量が一定値以上の場合に、前記所定期間内に含まれる前記電流値および前記電圧値に基づき前記バッテリの内部抵抗値を算出する内部抵抗算出手段と、
を備えることである。

請求項２に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、請求項１において、
前記内部抵抗算出手段は、前記クランキング期間において算出された複数の内部抵抗値に対して、それぞれの前記所定期間が前記クランキング期間の前期から後期に向かうに従って大きくなるように設定された係数を乗じて平均化することで前記内部抵抗値を算出することである。

請求項３に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、請求項１または２において、
前記内部抵抗算出手段は、前記クランキング期間において算出された複数の内部抵抗値に対して、それぞれの前記所定期間内における前記検出値に応じた係数を乗じて平均化することで前記内部抵抗値を算出することである。

請求項４に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、請求項１〜３の何れか一項において、
前記内部抵抗算出手段は、前記所定期間内に含まれる前記電流値および前記電圧値から一次の近似関数を導出し、前記近似関数に基づいて前記内部抵抗値を算出することを特徴とするバッテリの状態検出装置。

請求項５に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、請求項１〜４の何れか一項において、
前記検出手段による前記検出値は、前記バッテリの電流値であることである。

請求項６に係るバッテリの状態検知装置の特徴は、請求項１〜５の何れか一項において、
前記一定値は、前記内部抵抗算出手段が前記内部抵抗値を算出する際に、前記所定期間内における前記バッテリの分極状態の変動に伴う分極影響を抑制可能な閾値に設定されることである。

請求項７に係るバッテリの状態検知装置の特徴は、請求項６において、
前記内部抵抗値は、前記バッテリの分極状態の変動に伴い変化する分極抵抗成分と、前記バッテリの状態により変化し前記分極抵抗成分以外の状態抵抗成分と、からなり、
前記閾値は、前記所定期間内における前記内部抵抗値に対して前記分極抵抗成分の割合を低下させ、前記内部抵抗値を前記状態抵抗成分に近似可能とすることにより、前記内部抵抗値の算出における前記分極影響を抑制するように設定されることである。

請求項８に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、請求項１〜７の何れか一項において、
前記内部抵抗算出手段は、前記所定期間内において前記一定値以上となる前記検出値の変化量が複数ある場合に、前記検出値の変化量が最大のものから所定順位までの前記所定期間に含まれる前記電流値および前記電圧値に基づき前記バッテリの前記内部抵抗値を算出することである。

請求項９に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、請求項１〜８に何れか一項において、
前記バッテリは、車両に搭載される車載バッテリであることである。

請求項１０に係るバッテリの状態検出装置の特徴は、請求項９において、
前回の前記クランキング期間において検出した前記電圧値の変化量と前記内部抵抗値に基づき前記内燃機関の始動電流を算出する始動電流算出手段と、
前記始動電流と前記内部抵抗値に基づき前記内燃機関の再始動による前記バッテリの電圧降下量を推定する電圧降下量推定手段と、
前記バッテリの現在の電圧値および前記電圧降下量に基づき前記内燃機関の停止状態の継続可否を判定する判定手段と、
をさらに備えることである。

請求項１に係る発明によると、バッテリの内部抵抗値を高精度に算出することができる。これにより、バッテリの状態をより正確に検出することが可能となる。よって、例えば、バッテリの過放電をより確実に防止することができる。

ここで、「クランキング期間」とは、内燃機関の始動中において、バッテリから電力供給されたスタータにより、内燃機関がトルク発生を始めてから所定回転数に達するまでの期間を言う。また、「検出値」とは、検出手段が検出したバッテリの電流値および電圧値の少なくとも一方に基づく値であり、例えば、電流値や電圧値そのものや、電力値などが考えられる。そして、内部抵抗算出手段は、所定期間内において検出値の変化量が一定値以上かを判定している。この「所定期間」は、検出手段が電流値および電圧値をサンプリングする周期よりも長く、且つ、クランキング期間よりも短い期間である。

これにより、所定期間内には、複数回サンプリングされた電流値と電圧値および検出値が含まれることになる。そして、複数の検出値の変化量が一定値以上であるかを判定することは、その所定期間内における検出値の変化速度が一定値以上であるかを判定することに相当する。つまり、内部抵抗算出手段は、検出値の変化速度が一定値以上の場合に、所定期間内に含まれる電流値および電圧値に基づきバッテリの内部抵抗値を算出する構成となっている。また、内部抵抗算出手段は、検出値の変化量が一定値以上となる所定期間がクランキング期間において複数存在する場合には、その数だけ内部抵抗値を算出してよもよい。

このような構成とすることで、クランキング期間においてサンプリングされる電流値および電圧値のうち、検出値が一定条件を満たす電流値および電圧値のみに基づいて内部抵抗値を算出することになる。つまり、クランキング期間における分極状態の変動や、内燃機関のトルク変動や回転数の上昇に伴い変動する電流値および電圧値のうち、内部抵抗値を算出する際に誤差の原因となる電流値および電圧値を除外することができる。これにより、従来と比較して、誤差の小さい高精度なバッテリの内部抵抗値を算出することができる。

請求項２に係る発明によると、クランキング期間において算出された複数の内部抵抗値に対して、係数を乗じて平均化する構成となっている。上述したように、クランキング期間において、上記一定条件を満たす所定期間内の検出値が複数存在する場合がある。そして、内部抵抗算出手段は、その所定期間の数だけ内部抵抗値を算出する。そうすると、一回の内燃機関の始動中のクランキング期間に対して、複数の内部抵抗値が算出されることになる。そこで、複数の内部抵抗値に対して、その内部抵抗値に対応する所定期間がクランキング期間の前期から後期に向かうに従って大きくなる係数を設定している。そして、例えば、複数の内部抵抗値に対してそれぞれ設定される係数の総和が１となるようにすることで、複数の内部抵抗値の平均化を図ることができる。バッテリの内部抵抗値は、放電状態や温度変化、分極状態などに起因して変動する。そのため、より最近サンプリングされた電流値および電圧値に基づいて算出された内部抵抗値ほど信頼性が高い。そして、クランキング期間においても時期的要素を考慮することが好ましい。よって、このような構成とすることで、より高精度な内部抵抗値を算出することができるので、バッテリの状態をより正確に検出することができる。

請求項３に係る発明によると、クランキング期間において算出された複数の内部抵抗値に対して、係数を乗じて平均化する構成となっている。上述したように、一回の内燃機関の始動中のクランキング期間に対して、複数の内部抵抗値が算出されることがある。そこで、複数の内部抵抗値に対して、その内部抵抗値に対応する所定期間内の検出値に応じた係数を設定している。そして、例えば、複数の内部抵抗値に対してそれぞれ設定される係数の総和が１となるようにすることで、複数の内部抵抗値の平均化を図ることができる。ここで、内部抵抗算出手段は、所定期間内の検出値の変化量が一定値以上であるかを判定している。そして、検出値の変化量が大きいほど内部抵抗値の算出に含まれる誤差が小さくなるものと考えられる。そこで、検出値に応じた係数を設定することで、より高精度な内部抵抗値を算出することができるので、バッテリの状態をより正確に検出することができる。

請求項４に係る発明によると、所定期間内に含まれる電流値および電圧値から一次の近似関数を導出する構成となっている。所定期間は、検出手段が電流値および電圧値をサンプリングする周期よりも長いため、複数の電流値および電圧値を含んでいる。そして、例えば、電流値−電圧値平面に散布された所定期間内に含まれる電流値および電圧値に基づき、最小自乗法などにより一次の近似関数を導出する。この場合、近似関数の傾きが内部抵抗値に相当する。このように、一次の近似関数を導出することで、より高精度な内部抵抗値を算出することができる。

請求項５に係る発明によると、検出手段は検出値としてバッテリの電流値を出力する構成となっている。これにより、内部抵抗算出手段は、所定期間内において電流値の変化量が一定値以上であるかを判定している。つまり、所定期間内における電流値の変化速度が一定値以上であるかを判定している。一般に、電流値の変化速度が大きい場合には、バッテリの分極状態の変動が小さい。そのため、内部抵抗算出手段は、電流値の変化速度が高い所定期間において検出された電流値および電圧値に基づいて内部抵抗値を算出することで、その内部抵抗値に含まれる誤差を小さくすることができる。そこで、検出値を電流値とすることで、より高精度な内部抵抗値を算出することができる。

請求項６に係る発明によると、内部抵抗算出手段における一定値は、内部抵抗算出手段が内部抵抗値を算出する際に、所定期間内におけるバッテリの分極状態の変動に伴う分極影響を抑制可能な閾値に設定される構成となっている。これにより、内部抵抗算出手段は、所定期間内における検出値の変化量が上記閾値に設定された一定値以上であるかを判定している。ここで、クランキング期間に含まれる所定期間内においてもバッテリの分極状態が変動するものと考えられる。分極状態が変動すると、その変動に伴う分極影響により算出されるバッテリの内部抵抗値に誤差が含まれるおそれがある。

しかし、単位時間における分極状態の変動には限りがあるため、分極影響による誤差量も同様に限りがある。そこで、内部抵抗算出手段は、算出される内部抵抗値に対する分極影響を抑制することで、内部抵抗値に含まれる分極影響による誤差の低減を図ることができる。即ち、一定値を上記閾値に設定することにより、内部抵抗算出手段は、分極状態の変動に伴う分極影響を抑制可能としている。そして、内部抵抗算出手段は、検出値の変化量が閾値以上となる所定期間内に含まれる電流値および電圧値に基づき内部抵抗値を算出することで、その内部抵抗値に含まれる誤差を小さくすることができる。従って、より高精度な内部抵抗値を算出することができる。

請求項７に係る発明によると、閾値は、所定期間内における内部抵抗値に対して分極抵抗成分の割合を低下させ、内部抵抗値を状態抵抗成分に近似可能とすることにより、内部抵抗値の算出における分極影響を抑制するように設定される構成となっている。ここで、内部抵抗値は、バッテリの分極状態の変動に伴い変化する分極抵抗成分と、バッテリの状態により変化し分極抵抗成分以外の状態抵抗成分と、からなるものとする。分極抵抗成分は、放電中の分極における電荷の移動、拡散による抵抗成分である。状態抵抗成分は、バッテリの構成や劣化状態などにおける極板、活物質による抵抗成分である。

上述したように、単位時間における分極状態の変動には限りがある。そのため、この変動に伴う分極抵抗成分の変化量にも限りがある。そして、検出値の変化量が大きい場合には分極影響が小さくなるため、所定期間内における内部抵抗値は、状態抵抗成分に近い値となる。そこで、上記のように閾値を設定することにより、分極抵抗成分の割合を低下させ、内部抵抗値を状態抵抗成分に近似可能とする。これにより、より確実に分極影響を抑制し、高精度な内部抵抗値を算出することができる。

請求項８に係る発明によると、内部抵抗算出手段は、検出値の変化量が最大のものから所定順位までの所定期間に含まれる電流値および電圧値に基づきバッテリの内部抵抗値を算出する構成となっている。例えば、内燃機関の始動におけるクランキング時に、複数の所定期間内において一定値以上となる検出値の変化量があるものと判定されることがある。このような場合に、検出値の変化量が大きい所定期間の検出値ほど分極影響が小さいものと考えられる。そこで、上記構成とすることで、より分極影響の小さい電流値および電圧値に基づき内部抵抗値を算出することができる。よって、分極影響による誤差が小さく、高精度な内部抵抗値を算出することができる。

請求項９に係る発明によると、バッテリは、車両に搭載される車載バッテリである。バッテリの状態検出装置は、内部抵抗算出手段により算出された内部抵抗値に基づきバッテリの状態を検出している。また、車両に搭載される制御装置は、例えば、検出された車載バッテリの状態に基づき、内燃機関や交流発電機の調整電圧などを制御することができる。これにより、制御装置への安定的な電力供給が可能となるとともに、バッテリが過放電となることを防止することができる。よって、バッテリの状態検出装置を車両に適用することは特に有用である。

請求項１０に係る発明によると、前回のクランキング時に算出した内部抵抗値から内燃機関の再始動によるバッテリの電圧降下量を算出し、内燃機関の停止状態の継続可否を判定する構成となっている。このような内燃機関の停止や始動を制御し、車両の燃費向上を図るものにアイドリングストップ制御がある。このアイドリングストップ制御は、停車した車両の内燃機関を停止状態とし、その後バッテリの状態を常に検出することで内燃機関の再始動が可能であることを保証するように制御している。また、このようなアイドリングストップ制御において、再始動時に電圧降下したバッテリ電圧が、下限電圧を下回らないように制御する必要がある。そのため、正確にバッテリの電圧降下量を推定する必要がある。

本発明では、まず、クランキング期間において検出した電圧値の変化量と内部抵抗値に基づき内燃機関の始動電流を算出する。これにより、従来と比較して、より正確に内燃機関の始動に必要な始動電流を算出することができる。よって、この始動電流と内部抵抗値に基づき内燃機関の再始動におけるバッテリの電圧降下量をより正確に推定することができる。また、判定手段は、例えば、検出される現在のバッテリの電圧値と、推定される電圧降下量に基づき、内燃機関が現時点で再始動された場合の最低電圧を算出する。判定手段は、この最低電圧と、バッテリの下限電圧から予め設定された閾値とを比較することにより、内燃機関の停止状態の継続可否を判定する。このような構成とすることで、より正確にアイドリングストップ制御をすることができる。よって、車両の燃費向上を図ることができる。

第一実施形態：内燃機関制御システム１の車両用電源系を示すブロック図である。 内燃機関１０の状態変化とバッテリ３０の電圧変化を示す図である。 バッテリ３０の状態検出の処理を示すフローチャートである。 アイドルストップ制御の処理を示すフローチャートである。 内燃機関１０の停止状態の継続可否を判定する処理を示すフローチャートである。 内燃機関１０の始動時の電流−電圧特性を示す図である。 クランキング期間の一部における電流変化量の変動を示す図である。 図６の一部を示す拡大図である。

以下、本発明のバッテリの状態検出装置を具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、内燃機関制御システム１の車両用電源系を示すブロック図である。なお、実施形態において、本発明のバッテリの状態検出装置は、車両に搭載された車載バッテリを状態検出の対象とするものとして説明する。

＜内燃機関制御システム１の構成＞
内燃機関制御システム１は、図１に示すように、内燃機関１０と、発電装置２０と、バッテリ３０と、ＥＣＵ４０を主体として構成されている。内燃機関１０は、車両の動力発生装置であり、クランク軸１１と、スタータ１２を有する。クランク軸１１は、車両の駆動軸や発電装置２０等に対して機械的に接続され、内燃機関１０による回転力を出力する出力軸である。また、停止状態の内燃機関１０は、自力で始動することができないため、始動用のスタータ１２の起動により初期回転を付与される構成となっている。スタータ１２は、バッテリ３０より給電されて内燃機関１０の始動に必要なトルクを発生し、クランク軸１１を回転駆動させる電動モータである。

発電装置２０は、交流発電機２１と、レギュレータ２２を有する。交流発電機２１のロータは、内燃機関１０のクランク軸１１と機械的に連結されている。そして、交流発電機２１は、クランク軸１１の回転力によって車両に必要な電力を発電する。また、交流発電機２１は、内蔵する整流器（レクチファイア）により発電した交流電流を直流電流に整流し、出力端子から出力する。レギュレータ２２は、ＥＣＵ４０による調整電圧の制御信号に基づき交流発電機２１の出力電圧を制御する制御回路である。このレギュレータ２２は、内燃機関１０の回転数増加や車両の電気負荷減少などにより、発電装置２０の出力電圧が調整電圧を超過することを防止している。

バッテリ３０は、状態検出装置４１による状態検出の対象となっている鉛蓄電池である。バッテリ３０は、鉛蓄電池の他に例えば、ニッケル水素電池やリチウム電池など種々のものを採用してもよい。また、バッテリ３０は、発電装置２０の交流発電機２１の出力端子と電気的に接続されている。このバッテリ３０には、発電装置２０と並列に内燃機関１０のスタータ１２および複数の電気負荷５０が接続されている。そして、例えば、バッテリ３０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ：充電状態）に応じて、バッテリ３０は、発電装置２０による充電状態、または電気負荷５０への放電状態となるように後述するＥＣＵ４０によって制御されている。また、バッテリ３０には、電流センサ３１および電圧センサ３２が配置されている。電流センサ３１は、バッテリ３０から放電される電流またはバッテリ３０に充電される電流を検出し、ＥＣＵ４０に出力する。電圧センサ３２は、バッテリ３０の電圧を検出し、ＥＣＵ４０に出力する。

ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体として構成される電子制御装置であり、状態検出装置４１と、記憶保持装置４２を有している。状態検出装置４１は、電流センサ３１によるバッテリ３０の電流値と、電圧センサ３２によるバッテリ３０の電圧値を検出する。そして、状態検出装置４１は、内燃機関１０の始動中のクランキング期間において検出されたバッテリ３０の電流値および電圧値に基づいてバッテリ３０の内部抵抗値を算出する。さらに、状態検出装置４１は、内部抵抗値に基づきバッテリ３０の状態を検出する。状態検出装置４１は電流値や電圧値、内部抵抗値等を記憶保持装置４２に記憶している。記憶保持装置４２は、内燃機関制御システム１の起動スイッチの状態による給電の有無に係わらず常時記憶を保持することが可能な、不揮発性メモリを有する記憶装置である。記憶保持装置４２として、例えば、バックアップＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等が考えられる。そして、記憶保持装置４２は、状態検出装置４１による検出値などの各種データの他に、状態検出装置４１がバッテリ３０の状態を検出するための演算や判定に必要な閾値などが記憶されている。

また、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０や発電装置２０等を電子制御の対象としている。例えば、ＥＣＵ４０は、状態検出装置４１により検出したバッテリ３０の状態や、車両情報５１に含まれるバッテリ３０の温度等に基づき、発電装置２０の調整電圧の制御信号を出力する。この車両情報５１は、バッテリ３０に係る情報の他に、例えば、内燃機関１０の状態、車速信号およびブレーキ信号等の情報が含まれている。そして、ＥＣＵ４０は、車両の停車時において、バッテリ３０の状態や車両情報５１に基づいてアイドリングストップ制御を実施する。アイドリングストップ制御は、内燃機関１０のアイドル回転速度制御を停止し内燃機関１０を自動的に停止させる自動停止処理や、スタータ１２を起動させることで内燃機関１０を自動的に始動させる自動始動処理等の処理を備えている。

＜アイドリングストップ制御について＞
ここで、アイドリングストップ制御に伴う内燃機関１０の停止状態の継続可否の判定について、図２を参照して説明する。図２は、内燃機関１０の状態変化とバッテリ３０の電圧変化を示す図である。

まず、車両が走行している期間Ｔ１において、バッテリ３０は、ＥＣＵ４０により所定範囲の電圧を維持するように充放電を制御されている。次に、車両が停車すると、ＥＣＵ４０は、アイドリングストップ制御の自動停止処理の許可判定の上、自動停止処理を実行する。そうすると、内燃機関１０の停止に伴い発電装置２０が停止状態となる。内燃機関１０が停止動作を開始してから再始動開始までの期間（Ｔ２〜Ｔ３）において、バッテリ３０は、発電装置２０によって電力供給されないため、車両の電気負荷５０などの電力を賄うことになる。これにより、バッテリ３０の電圧は、内燃機関１０の停止動作開始からＥＣＵ４０による内燃機関１０の再始動指令の出力までの期間Ｔ２の間に、バッテリ３０の容量低下分および分極分による電圧降下が生じる。

その後、アイドリングストップ制御の自動始動処理が実行されると、ＥＣＵ４０は、スタータ１２を起動させることで内燃機関１０のクランク軸１１に初期回転を付与するクランク期間を経て、燃焼制御を再開する。ここで、内燃機関１０の再始動指令の出力からスタータ１２が回転を開始するまでの極短時間の間にバッテリ３０からスタータ１２に多量の放電電流が流れ、この多量の放電電流によりバッテリ３０の電圧が大きく降下することが知られている。よって、バッテリ３０の電圧は、この極短時間を含む内燃機関１０の再始動指令の出力から再始動開始までの期間Ｔ３の間にΔＶａだけ降下する。つまり、期間Ｔ３において、バッテリ３０の電圧は、最大の電圧降下量ΔＶａの時に最低電圧Ｖｂｔｍとなる。その後、内燃機関１０が再始動すると、これに伴い発電装置２０の発電が再開される。内燃機関１０の再始動から再び停止動作を開始するまでの期間Ｔ４において、バッテリ３０は、期間Ｔ１と同様に、ＥＣＵ４０により所定範囲の電圧を維持するように充放電を制御される。

ここで、バッテリ３０の下限電圧Ｖｔｈは、ＥＣＵ４０の動作の信頼性を確保するため、また、過放電に起因するバッテリ３０の劣化を防止するため、給電電圧の最小値として規定されている。よって、アイドリングストップ制御は、バッテリ３０の最低電圧Ｖｂｔｍが下限電圧Ｖｔｈを下回らないように実行されることが望まれる。そのため、例えば、内燃機関１０の停止状態となる期間Ｔ５においては、常にバッテリ３０の状態を検出し、その時々におけるバッテリ３０の電圧Ｖｒと推定する電圧降下量に基づき最低電圧Ｖｂｔｍを算出している。そして、算出した最低電圧Ｖｂｔｍと下限電圧Ｖｔｈに基づいて内燃機関１０の停止状態の継続可否を判定している。これにより、例えば、最低電圧Ｖｂｔｍが下限電圧Ｖｔｈから予め設定された閾値に達するものと判定された場合には、車両が停車状態であっても内燃機関１０を再始動すべく自動始動処理を実行する。また、期間Ｔ２においても期間Ｔ５と同様に、上述した内燃機関１０の停止状態の継続可否の判定が実行されている。

このようなアイドリングストップ制御を適正に実行するためにはバッテリ３０の状態をより正確に検出する必要がある。つまり、最低電圧Ｖｂｔｍの算出に使用されるバッテリ３０の電圧降下量をより正確に推定する必要がある。よって、本実施形態では、バッテリ３０の電圧降下量の推定に使用される内部抵抗値を高精度に算出することで、より正確な電圧降下量の推定を図っている。

＜バッテリ３０の状態検出＞
続いて、状態検出装置４１によるバッテリ３０の状態検出について、図３〜８を参照して説明する。図３は、バッテリ３０の状態検出の処理を示すフローチャートである。図４は、アイドルストップ制御の処理を示すフローチャートである。図５は、内燃機関１０の停止状態の継続可否を判定する処理を示すフローチャートである。図６は、内燃機関１０の始動時の電流−電圧特性を示す図である。図７は、クランキング期間の一部における電流変化量の変動を示す図である。図８は、図６の一部を示す拡大図である。

まず、状態検出装置４１は、ＥＣＵ４０による内燃機関１０の始動指令が出力されたかを判定する（ステップ１。以下、Ｓ１と略記する。他のステップも同様。）。内燃機関１０の始動指令が出力されていない場合（Ｓ１：Ｎｏ）、状態検出装置４１は、引き続きＥＣＵ４０による始動指令が出力されたかを判定する。一方、Ｓ１において、内燃機関１０の始動指令が出力された場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、ループ処理を終了しＳ２に移行する。また、状態検出装置４１による内燃機関１０の始動については、スタータ１２への放電電流から検知してもよい。

状態検出装置４１は、内燃機関１０の始動を検知し、電流センサ３１および電圧センサ３２によりバッテリ３０の電流値および電圧値の検出を開始する。そして、状態検出装置４１は、内燃機関１０の始動中のクランキング期間において、所定のサンプリング周期にて検出される電流値および電圧値を記憶保持装置４２に記憶させる（Ｓ２）。この時の、電流−電圧特性は、図６に示すように、ある程度の分散を有する散布図となる。なお、内燃機関１０の始動中のクランキング期間は、検出される電流値、内燃機関１０の回転数等に基づいて判別される。また、状態検出装置４１は、バッテリ３０の電流値および電圧値の少なくとも一方に基づく検出値を出力する。本実施形態において、この検出値はバッテリ３０の電流値としている。

次に、クランキング期間のうち所定期間内にサンプリングされた電流値および電圧値を記憶保持装置４２から取得する（Ｓ３）。本実施形態において、所定期間を４８[ｍｓ]、電流センサ３１および電圧センサ３２による検出のサンプリング周期を４[ｍｓ]としている。つまり、１２組のデータ群（電流値および電圧値の組からなるデータの集合）が記憶保持装置４２から取得されることになる。また、所定期間およびサンプリング周期については、適宜設定される。

続いて、内部抵抗値Ｒｄの算出処理を実行する。具体的には、まず、取得したデータ群のうち最初と最後にサンプリングされた電流値の差分を算出する。算出された差分は、この所定期間における検出値（電流値）の変化量に相当する。そして、検出値の変化量と、記憶保持装置４２に記憶されている閾値を比較する（Ｓ４）。本実施形態では、取得したデータ群のうち最初と最後にサンプリングされた検出値から変化量を算出したが、例えば、検出値の差分の最大値または最小値を変化量としてもよい。

また、Ｓ４において検出値の変化量と比較される閾値は、予め設定された一定値であり、所定期間内におけるバッテリ３０の分極状態の変動に伴う分極影響を抑制可能な値である。この閾値は、所定期間内における内部抵抗値Ｒｄに対して分極抵抗成分の割合を低下させ、内部抵抗値Ｒｄを状態抵抗成分に近似可能となる値に設定されている。このような閾値とすることで、内部抵抗値Ｒｄの算出における分極影響を抑制している。ここで、バッテリ３０の内部抵抗値Ｒｄは、バッテリ３０の分極状態の変動に伴い変化する分極抵抗成分と、バッテリ３０の状態により変化し分極抵抗成分以外の状態抵抗成分とからなる。分極抵抗成分は、放電中の分極における電荷の移動、拡散による抵抗成分である。状態抵抗成分は、バッテリの構成や劣化状態などにおける極板、活物質による抵抗成分である。

また、クランキング期間に含まれる所定期間内においてもバッテリ３０の分極状態が変動するものと考えられる。分極状態が変動すると、その変動に伴う分極影響により算出されるバッテリ３０の内部抵抗値Ｒｄに誤差が含まれるおそれがある。しかし、単位時間における分極状態の変動には限りがあるため、この変動に伴う分極抵抗成分の変化量にも限りがある。そして、検出値の変化量が大きい場合には分極影響が小さくなるため、所定期間内における内部抵抗値Ｒｄは、状態抵抗成分に近い値となる。そこで、閾値は、分極抵抗成分の割合を低下させ、内部抵抗値を状態抵抗成分に近似可能となるように、バッテリ３０の極板など種々の構成により、所定期間において想定される分極抵抗成分の変化量を勘案して適宜設定される。

Ｓ４において、検出値の変化量が閾値よりも大きい場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、この所定期間内に含まれる電流値および電圧値から一次の近似関数を導出している。つまり、所定期間におけるデータ群から、最小自乗法により回帰直線を算出する（Ｓ５）。算出した回帰直線の傾きから、この所定期間の内部抵抗値である準備内部抵抗値を取得する（Ｓ６）。一方、Ｓ４において、検出値の変化量が閾値以下の場合（Ｓ４：Ｎｏ）、またはＳ６の処理が終了した場合、準備内部抵抗値の算出処理を終了する。

次に、クランキング期間にサンプリングした全ての電流値および電圧値に基づいて準備内部抵抗値の算出処理が実行されたかを判定する（Ｓ７）。次回の準備内部抵抗値の算出処理における所定期間は、今回の所定期間をサンプリング周期の４[ｍｓ]だけ、クランキング期間の前期から後期に向かってずらした期間が設定される。そして、次回の所定期間がクランキング期間に収まっている場合（Ｓ７：Ｎｏ）、Ｓ３に戻り、新たに設定された所定期間によって準備内部抵抗値の算出処理が実行される。一方、次回の所定期間がクランキング期間に収まっていない場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、ループ処理（Ｓ３〜Ｓ７）を終了し、Ｓ８へと移行する。

上述したように、クランキング期間に含まれる複数の所定期間に対して準備内部抵抗値の算出処理がそれぞれ実行される。すると、検出値の変化量が閾値よりも大きくなる場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）が複数存在することがある。これにより、一回の内燃機関１０の始動中のクランキング期間に対して、複数の準備内部抵抗値が算出されることになる。そこで、複数の準備内部抵抗値に対して、その準備内部抵抗値に対応する所定期間がクランキング期間の前期から後期に向かうに従って大きくなる係数をそれぞれ設定する（Ｓ８）。そして、状態検出装置４１は、これらの係数を複数の準備内部抵抗値に乗じて平均化することで、クランキング期間における内部抵抗値Ｒｄを算出する（Ｓ９）。また、この係数の総和を１とすることで、複数の準備内部抵抗値の平均化を図っている。

ここで、例えば、クランキング期間に検出された電流値および電圧値に対して、複数回のループ処理（Ｓ３〜Ｓ７）が実行され、ｎ個の準備内部抵抗値Ｒｄ１〜Ｒｄｎが算出されたとする。準備内部抵抗値Ｒｄ１は、クランキング期間において最初の所定期間のデータ群に基づいて算出されたものである。準備内部抵抗値Ｒｄｎは、クランキング期間において最後の所定期間のデータ群に基づいて算出されものである。そして、これらｎ個の準備内部抵抗値Ｒｄ１〜Ｒｄｎに対する係数Ｋ１〜Ｋｎをそれぞれ設定する（Ｓ８）。よって、バッテリ３０の内部抵抗値Ｒｄは、以下の数式により求められる（Ｓ９）。ここで、係数Ｋ１〜Ｋｎは、単調増加であり、これらの総和は１となるように設定されている。

[数１]
Ｒｄ＝Ｋ１×Ｒｄ１＋Ｋ２×Ｒｄ２＋・・・＋Ｋｎ×Ｒｄｎ
（Ｋ１＜Ｋ２＜・・・＜Ｋｎ）
（Ｋ１＋Ｋ２＋・・・＋Ｋｎ＝１）

Ｓ８およびＳ９では、複数の準備内部抵抗値にそれぞれの係数を設定し、バッテリ３０の内部抵抗値Ｒｄを算出した。この係数については、単純な平均化を図るために、例えば、ｎ個の準備内部抵抗値Ｒｄ１〜Ｒｄｎが算出された場合に、全て同値の係数Ｋ＝１／ｎを設定してもよい。その他、算出された複数の準備内部抵抗値から特定のもの抽出し、その準備内部抵抗値をそのまま内部抵抗値Ｒｄとしてもよい。

次に、状態検出装置４１は、クランキング期間における内部抵抗値Ｒｄに基づき内燃機関１０の始動電流ΔＩｓを算出する（Ｓ１０）。この始動電流ΔＩｓは、停止状態の内燃機関１０において、クランク軸１１に初期回転を付与するスタータ１２を起動させるために必要とする放電電流である。始動電流ΔＩｓの算出は、まず、スタータ１２を起動する直前におけるバッテリ３０の始動前電圧値を検出する。そして、スタータ１２を起動させ内燃機関１０の始動中において検出されたバッテリ３０の電圧値のうち最小値となる最低電圧値を検出する。始動前電圧値と最低電圧値の差分から始動時の電圧降下量を算出する。この電圧降下量をＳ９で算出した内部抵抗値Ｒｄで除することにより、始動電流ΔＩｓは算出される。このようにして算出された内部抵抗値Ｒｄおよび始動電流ΔＩｓは、記憶保持装置４２に更新して記憶される（Ｓ１１）。

ここで、従来の状態検出装置において、バッテリ３０の内部抵抗値は、例えば、図６に示される電流−電圧特性の散布図から回帰直線Ｌｂを求め、その傾きから算出されていた。しかし、内燃機関１０の始動中のクランキング期間において、バッテリ３０の分極状態は常に変動している。さらに、内燃機関１０のトルク変動や回転数の上昇に伴い、スタータ１２に印加される電流値および電圧値は上昇と下降を繰り返している。つまり、図６における電流−電圧特性の散布図には、検出誤差などによる分散の他に、バッテリ３０の分極状態の変動や電流値および電圧値の上昇と下降による分散が含まれることになる。よって、この散布図から求めた回帰直線Ｌｂにより内部抵抗値を算出すると、これらの分散に起因する誤差を含むことになる。

これに対して、Ｓ４において、所定期間の検出値（本実施形態では、バッテリ３０の電流値）の変化量と閾値を比較している。また、クランキング期間において、所定期間の電流値の変化量は、図７に示すように変動している。そして、電流値の変化量が閾値ΔＩｔｈを超えている場合（Ｓ４：Ｙｅｓ）、この所定期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３におけるデータ群から、最小自乗法により回帰直線をそれぞれ算出する。これにより、図８に示すように、所定期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対する回帰直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が算出される。そして、これらの回帰直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３から複数の準備内部抵抗値を算出し、Ｓ８およびＳ９を処理することで内部抵抗値Ｒｄは算出される。

このように、電流値の変化量が閾値ΔＩｔｈを超える場合、その所定期間内おける電流値の変化速度が一定値以上であるものと考えられる。そうすると、この所定期間におけるデータ群は、バッテリ３０の分極状態の変動が小さい時に検出されたものと推察される。また、所定期間において電流値が上昇および下降していると、電流値の変化量は小さくなり閾値ΔＩｔｈを超えなくなる。つまり、電流値の変化速度が一定値以上であれば、所定期間におけるデータ群は、バッテリ３０の電流値および電圧値の上昇と下降が混在しない、または、混在が僅かな時に検出されたものと推察される。よって、バッテリ３０の分極状態の変動や電流値および電圧値の上昇と下降による分散が小さい所定期間のデータ群に基づいて内部抵抗値を算出することができる。よって、従来と比較して、高精度に内部抵抗値Ｒｄを算出することができる。

ここで、Ｓ３〜Ｓ１１の処理については、内燃機関１０の始動中におけるＳ２の処理以降、適宜なタイミングで実行される。例えば、車両の走行中（図２の期間Ｔ１，Ｔ４）やアイドリングストップ制御（図２の期間Ｔ２，Ｔ５）の実行中であってもよい。また、本実施形態では、Ｓ３〜Ｓ１１の処理は、前回のクランキング期間においてＳ２の処理が実行され、そこでサンプリングされた電流値および電圧値を対象としている。

次に、ＥＣＵ４０は、アイドリングストップ制御を実行するために、図４に示すように、車両が停車中であるかを判定する（Ｓ２０）。車両が走行中である場合（Ｓ２０：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、処理を終了する。一方、車両が停車中である場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、アイドリングストップ制御の自動停止処理の許可判定を行う（Ｓ２１）。そして、自動停止処理を実行しない場合（Ｓ２１：Ｎｏ）、処理を終了する。一方、アイドリングストップ制御の自動停止処理を実行する場合（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の停止指令を出力する。これにより、内燃機関１０は、停止状態となる（Ｓ２２）。

続いて、内燃機関１０の停止状態の継続可否の判定処理を実行する（Ｓ２３）。Ｓ２３では、内燃機関１０の停止状態の継続が許可されない場合に、ＥＣＵ４０より内燃機関１０の再始動指令が出力される。そのため、アイドリングストップ制御において、この再始動指令が出力されたかを判定する（Ｓ２４）。再始動指令が出力されていない場合（Ｓ２４：Ｎｏ）、内燃機関１０は停止状態を維持し、Ｓ２３の判定処理が繰り返される。一方で、再始動指令が出力された場合（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、車両が停車状態であっても内燃機関１０を再始動すべく自動始動処理を実行する（Ｓ２５）。

ここで、Ｓ２３における内燃機関１０の停止状態の継続可否の判定処理について詳述する。まず、図５に示すように、ＥＣＵ４０は、内燃機関制御システム１の起動スイッチがＯＦＦにされたかを判定する（Ｓ２３１）。Ｓ２３１では、例えば、車両が駐車状態となり、アイドリングストップ制御が不要となったかを判定する。内燃機関制御システム１の起動スイッチがＯＦＦにされた場合（Ｓ２３１：Ｙｅｓ）、判定処理（Ｓ２３）およびアイドリングストップ制御を終了する。起動スイッチがＯＦＦにされていない場合（Ｓ２３１：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、例えば、ブレーキ解除などの運転手による意図的なアイドリングストップ制御の解除が行われたかを判定する（Ｓ２３２）。

そして、アイドリングストップ制御が解除されていない場合（Ｓ２３２：Ｎｏ）、状態検出装置４１は、バッテリ３０の電流値および電圧値の他に、車両情報５１に基づきバッテリ３０の電流積算値、分極状態、ＳＯＣなどを検出する（Ｓ２３３）。これにより、状態検出装置４１は、Ｓ９で算出した内部抵抗値Ｒｄを現在の車両やバッテリ３０の環境に適用するために補正した内部抵抗値Ｒｄ’を算出する。そして、Ｓ１０で算出された始動電流ΔＩｓに、補正後の内部抵抗値Ｒｄ’を乗ずることで、現時点で内燃機関１０を再始動した場合におけるバッテリ３０の電圧降下量ΔＶｄｒｐを推定する（Ｓ２３４）。

次に、状態検出装置４１は、現在のバッテリ３０の電圧Ｖｒと推定した電圧降下量ΔＶｄｒｐに基づき最低電圧Ｖｂｔｍを算出する。そして、この最低電圧Ｖｂｔｍと、バッテリ３０の下限電圧Ｖｔｈから予め設定されている閾値とを比較し、内燃機関１０の停止状態の継続可否を判定している（Ｓ２３５）。ここで、内燃機関１０の停止状態の継続が許可された場合（Ｓ２３５：Ｙｅｓ）、内燃機関１０の再始動指令を出力せずに判定処理（Ｓ２３）を終了する。一方、内燃機関１０の停止状態の継続が許可されない場合（Ｓ２３６：Ｎｏ）、またはアイドリングストップ制御が解除された場合（Ｓ２３２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、車両が停車状態であっても内燃機関１０を再始動させるため、内燃機関１０の再始動指令を出力する（Ｓ２３６）。

上述したように、状態検出装置４１は、検出手段（Ｓ２）と、内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ９）を有している。このような構成とすることで、クランキング期間におけるバッテリ３０の分極状態の変動や、内燃機関１０のトルク変動や回転数の上昇に伴い変動するバッテリ３０の電流値および電圧値のうち、内部抵抗値Ｒｄを算出する際に誤差の原因となる電流値および電圧値を除外することができる。これにより、従来と比較して、誤差の小さい高精度なバッテリの内部抵抗値Ｒｄを算出することができる。

本実施形態において、検出手段（Ｓ２）は、検出値としてバッテリ３０の電流値を出力する構成となっている。これにより、内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ９）は、所定期間内における電流値の変化速度が一定値以上であるかを判定することになる。ここで、従来においては、上述したように、バッテリの内部抵抗値を図６のような散布図から回帰直線Ｌｂを求め、その傾きから算出していた。しかし、この散布図には、検出誤差などによる分散の他に、バッテリ３０の分極状態の変動や電流値および電圧値の上昇と下降による分散に起因して、内部抵抗値に誤差が含まれていた。

これに対して、本発明では、検出値の変化速度を判定することにより、図８に示すように、内部抵抗値Ｒｄの誤差の原因となりうるデータ群を除外して算出している。つまり、内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ９）は、バッテリ３０の分極状態の変動が小さい時にサンプリングされた電流値および電圧値に基づいて内部抵抗値Ｒｄを算出することができる。従って、その内部抵抗値Ｒｄに含まれる誤差を小さくすることができる。

また、内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ９）は、内部抵抗値Ｒｄを算出する際に、所定期間におけるバッテリ３０の分極状態の変動に伴う分極影響を抑制するように、検出値の変化量と比較する閾値を設定している。これにより、所定期間にバッテリ３０の分極状態が変動した場合に、この変動に伴い変化する分極抵抗成分の割合が内部抵抗値Ｒｄに対して十分に小さくすることができる。つまり、内部抵抗値Ｒｄをバッテリ３０の状態により変化する状態抵抗成分に近似可能となり、内部抵抗値Ｒｄに含まれる分極影響による誤差を小さくすることができる。従って、より確実に分極影響を抑制し、高精度な内部抵抗値Ｒｄを算出することができる。

また、内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ９）は、所定期間内に含まれる電流値および電圧値から一次の近似関数を導出している（Ｓ５）。所定期間は、検出手段（Ｓ２）が電流値および電圧値をサンプリングする周期よりも長いため、複数の電流値および電圧値を含んでいる。そして、電流値−電圧値平面に散布された所定期間内に含まれる電流値および電圧値に基づき、最小自乗法などにより一次の近似関数を導出する。この場合、近似関数の傾きが内部抵抗値に相当する。このように、一次の近似関数を導出することで、より高精度な内部抵抗値Ｒｄを算出することができる。

さらに、内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ９）は、算出された複数の準備内部抵抗値に対して、その準備内部抵抗値に対応する所定期間がクランキング期間の前期から後期に向かうに従って大きくなる係数をそれぞれ設定している（Ｓ８）。そして、この係数の総和を１とすることで、複数の準備内部抵抗値の平均化を図ることができる。バッテリ３０の準備内部抵抗値は、放電状態や温度変化、分極状態などに起因して変動する。そのため、より最近サンプリングされた電流値および電圧値に基づいて算出された準備内部抵抗値ほど信頼性が高い。そして、クランキング期間においても時期的要素を考慮することが好ましい。よって、このような構成とすることで、複数の準備内部抵抗値に基づき、より高精度な内部抵抗値Ｒｄを算出することができるので、バッテリ３０の状態をより正確に検出することができる。

さらに、状態検出装置４１は、始動電流算出手段（Ｓ１０）と、電圧降下量算出手段（Ｓ２３４）と、判定手段（Ｓ２３５）を有している。本実施形態において、バッテリ３０は、車両に搭載される車載バッテリである。バッテリ３０の状態検出装置４１は、内部抵抗算出手段（Ｓ３〜Ｓ９）により算出された内部抵抗値Ｒｄに基づきバッテリ３０の状態を検出している。これにより、ＥＣＵ４０は、例えば、検出されたバッテリ３０の状態に基づき、内燃機関１０や交流発電機２１の調整電圧などを制御することができる。よって、ＥＣＵ４０への安定的な電力供給が可能となるとともに、バッテリ３０が過放電となることを防止することができる。

始動電流算出手段（Ｓ１０）は、クランキング期間において検出した電圧値の変化量と、高精度に算出された内部抵抗値Ｒｄに基づき内燃機関１０の始動電流ΔＩｓを算出する。これにより、従来と比較して、より正確に内燃機関１０の始動に必要な始動電流ΔＩｓを算出することができる。よって、電圧降下量算出手段（Ｓ２３４）は、この始動電流ΔＩｓと内部抵抗値Ｒｄに基づき内燃機関１０の再始動におけるバッテリ３０の電圧降下量ΔＶｄをより正確に推定することができる。また、判定手段（Ｓ２３５）は、検出される現在のバッテリ３０の電圧値と、推定される電圧降下量ΔＶｄに基づき、内燃機関１０が現時点で再始動された場合の最低電圧Ｖｂｔｍを算出する。判定手段（Ｓ１０）は、この最低電圧Ｖｂｔｍと、バッテリ３０の下限電圧Ｖｔｈに基づいて予め設定された閾値とを比較することにより、内燃機関１０の停止状態の継続可否を判定する。このような構成とすることで、より正確にアイドリングストップ制御をすることができる。よって、車両の燃費向上を図ることができる。

＜実施形態の変形態様＞
本実施形態では、Ｓ８において、クランキング期間において算出された複数の内部抵抗値に対して、その内部抵抗値に対応する所定期間がクランキング期間の前期から後期に向かうに従って大きくなる係数をそれぞれ設定するものとした。これに対して、検出手段（Ｓ２）が出力する所定期間内の検出値に応じた係数を設定してもよい。例えば、Ｓ４で閾値と比較される検出値の変化量の大きさに応じて係数を設定してもよい。検出値の変化量が大きいほど内部抵抗値Ｒｄの算出に含まれる誤差が小さくなるものと考えられる。従って、より高精度な内部抵抗値Ｒｄを算出することができるので、バッテリ３０の状態をより正確に検出することができる。また、係数は、所定期間とクランキング期間の時期の関係および検出値の両方に応じて設定されるものとしてもよい。これにより、バッテリ３０の状態をより正確に検出することができる。

また、Ｓ４では検出値の変化量と閾値の比較により、所定期間に含まれるデータ群に基づく内部抵抗値の算出を行うかを判定していた。これに対して、内部抵抗算出手段は、所定期間内において一定値以上となる検出値の変化量が複数ある場合に、検出値の変化量が最大のものから所定順位までの所定期間に含まれる電流値および電圧値（データ群）に基づき内部抵抗値を算出するものとしてもよい。

例えば、内部抵抗算出手段は、検出値の変化量が最大となる所定期間のデータ群に基づいて内部抵抗値を算出するものとする。これにより、対象とするデータ群は、クランキング期間において、単位時間あたりの分極状態の変動が小さい時にサンプリングされたものとすることができる。これにより、バッテリ３０の分極状態の変動に伴う分極影響を小さくし、より正確な内部抵抗値を算出することができる。

その他に、クランキング期間にサンプリングされた電流値および電圧値に対して、所定期間を延長または短縮して調整し、その所定期間のデータ群を対象としてもよい。このようにすることで、高精度に内部抵抗値Ｒｄを算出することができる。このように、検出値の変化量と比較する閾値（一定値）および所定期間の長さについて、バッテリ３０の構成や各種センサによるサンプリング周期を勘案してそれぞれ設定されるものとしてもよい。これにより、分極影響により内部抵抗値に含まれる誤差を低減し、算出された内部抵抗値に基づいてバッテリ３０の状態を高精度に検出することができる。

検出手段（Ｓ２）は、検出値をバッテリ３０の電流値とした。検出値は、検出手段（Ｓ２）が検出したバッテリ３０の電流値および電圧値の少なくとも一方に基づく値であり、電流値の他に、例えば、電圧値や電力値にしてもよい。このような構成において、内部抵抗算出手段は、適正な閾値を設定することで検出値の変化量と比較し、分散の小さい所定期間のデータ群に基づいて内部抵抗値Ｒｄを算出することができる。

その他に、バッテリ３０は、車両に搭載される車載バッテリとした。その他に、内燃機関を始動させる電源として適用されたバッテリであれば本発明を適用することができる。この場合、同様の効果を奏する。

１：内燃機関制御システム
１０：内燃機関、 １１：クランク軸、 １２：スタータ
２０：発電装置、 ２１：交流発電機、 ２２：レギュレータ
３０：バッテリ、 ３１：電流センサ、 ３２：電圧センサ
４０：ＥＣＵ、 ４１：状態検出装置、 ４２：記憶保持装置
５０：電気負荷、 ５１：車両情報

Claims (10)

1. 内燃機関を始動させる電源であるバッテリと、
   前記内燃機関の始動中のクランキング期間において、前記バッテリの電流値および電圧値を検出するとともに、検出結果の少なくとも一方に基づく検出値を出力する検出手段と、
   前記クランキング期間に含まれる所定期間内において前記検出値の変化量が一定値以上の場合に、前記所定期間内に含まれる前記電流値および前記電圧値に基づき前記バッテリの内部抵抗値を算出する内部抵抗算出手段と、
   を備えることを特徴とするバッテリの状態検出装置。
2. 請求項１において、
   前記内部抵抗算出手段は、前記クランキング期間において算出された複数の内部抵抗値に対して、それぞれの前記所定期間が前記クランキング期間の前期から後期に向かうに従って大きくなるように設定された係数を乗じて平均化することで前記内部抵抗値を算出することを特徴とするバッテリの状態検出装置。
3. 請求項１または２において、
   前記内部抵抗算出手段は、前記クランキング期間において算出された複数の内部抵抗値に対して、それぞれの前記所定期間内における前記検出値に応じた係数を乗じて平均化することで前記内部抵抗値を算出することを特徴とするバッテリの状態検出装置。
4. 請求項１〜３の何れか一項において、
   前記内部抵抗算出手段は、前記所定期間内に含まれる前記電流値および前記電圧値から一次の近似関数を導出し、前記近似関数に基づいて前記内部抵抗値を算出することを特徴とするバッテリの状態検出装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項において、
   前記検出手段による前記検出値は、前記バッテリの電流値であることを特徴とするバッテリの状態検出装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項において、
   前記一定値は、前記内部抵抗算出手段が前記内部抵抗値を算出する際に、前記所定期間内における前記バッテリの分極状態の変動に伴う分極影響を抑制可能な閾値に設定されることを特徴とするバッテリの状態検出装置。
7. 請求項６において、
   前記内部抵抗値は、前記バッテリの分極状態の変動に伴い変化する分極抵抗成分と、前記バッテリの状態により変化し前記分極抵抗成分以外の状態抵抗成分と、からなり、
   前記閾値は、前記所定期間内における前記内部抵抗値に対して前記分極抵抗成分の割合を低下させ、前記内部抵抗値を前記状態抵抗成分に近似可能とすることにより、前記内部抵抗値の算出における前記分極影響を抑制するように設定されることを特徴とするバッテリの状態検知装置。
8. 請求項１〜７の何れか一項において、
   前記内部抵抗算出手段は、前記所定期間内において前記一定値以上となる前記検出値の変化量が複数ある場合に、前記検出値の変化量が最大のものから所定順位までの前記所定期間に含まれる前記電流値および前記電圧値に基づき前記バッテリの前記内部抵抗値を算出することを特徴とするバッテリの状態検知装置。
9. 請求項１〜８に何れか一項において、
   前記バッテリは、車両に搭載される車載バッテリであることを特徴とするバッテリの状態検出装置。
10. 請求項９において、
    前回の前記クランキング期間において検出した前記電圧値の変化量と前記内部抵抗値に基づき前記内燃機関の始動電流を算出する始動電流算出手段と、
    前記始動電流と前記内部抵抗値に基づき前記内燃機関の再始動による前記バッテリの電圧降下量を推定する電圧降下量推定手段と、
    前記バッテリの現在の電圧値および前記電圧降下量に基づき前記内燃機関の停止状態の継続可否を判定する判定手段と、
    をさらに備えることを特徴とするバッテリの状態検出装置。

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