2015-021862

本願は、２０１３年１月３１日（パリ条約による優先権主張　外国庁受理　２０１２年２月２日　韓国）を国際出願日とする出願であって、平成２６年１０月３０日付けの拒絶理由通知に対して平成２７年２月３日付けで手続補正がなされたが、同年８月６日付けで拒絶査定がなされ、これに対し、同年１２月９日付けで拒絶査定不服審判が請求されるとともに手続補正がなされ、平成２８年３月１８日付けで上申書が提出され、同年８月２３日付けの拒絶理由通知に対して同年１１月３０日付けで手続補正がなされたものである。

（１）引用文献１には、図面とともに以下の事項が記載されている（なお、下線は当審で付した。）。

ａ「【０００１】

本発明は、エンジン始動の際に取得した車載バッテリの電圧値に基づき、バッテリの状態を管理するバッテリ状態管理方法、及びバッテリ状態管理装置に関する。

【０００２】

従来、劣化度合（以下、ＳＯＨ：State Of Health という）、及び充電率（以下、ＳＯＣ：State Of Charge という）等のバッテリの状態の検出を、エンジン始動時等の放電時におけるバッテリの電圧降下特性に基づいて行う、特許文献１等の技術がある。ＳＯＨは、バッテリの満充電容量の基準満充電容量に対する割合で表され、ＳＯＣは、バッテリの充電残容量の満充電容量に対する割合で表される。前記電圧降下特性はバッテリ放電時の車両固有の負荷と密接に関係するため、この種の従来技術では、バッテリの状態評価のための各種のパラメータを車種ごとに個別に設定するようになっていた。

しかし、上述の従来技術では、バッテリの状態評価のための各種のパラメータを車種ごとに個別に設定するため、パラメータの設定のための人的及び装置的コストが増大するとともに、同一車種内の車両個体差によるばらつきには対応できないという問題があった。」

ｂ「【０００５】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、複数回のＳＯＨの算出値を統計処理してＳＯＨの補正値を求めることにより、ＳＯＨの算出値の誤差が低減され、良好にバッテリの状態を管理することができるバッテリ状態管理方法、及びバッテリ状態管理装置を提供することを目的とする。

【０００６】

また、本発明は、複数回のＳＯＨの算出値を相加平均して前記補正値を求めることにより、ＳＯＨの算出値の誤差が良好に低減されるバッテリ状態管理方法、及びバッテリ状態管理装置を提供することを目的とする。」

ｃ「【００２６】

以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態１に係るバッテリ状態管理装置２を備える電源制御装置１の概略構成を示すブロック図である。

電源制御装置１は、バッテリ（車載バッテリ）５と、バッテリ５の状態を管理するバッテリ状態管理装置２と、バッテリ５の出力電圧値（端子電圧値）を検出してバッテリ状態管理装置２に与える電圧センサ６とを備えている。バッテリ状態管理装置２は、マイクロコンピュータを用いてなり、記憶部３１及びタイマ３２を有する処理部３と、出力部４とを備えている。出力部４は、例えば液晶表示装置によって構成されており、バッテリ状態管理装置２の処理部３が推定したＳＯＣ、及びＳＯＨを表示することで、ユーザに警告を行う。

【００２７】

イグニッションスイッチ（以下、ＩＧ－ＳＷという）７をオンにすることにより、バッテリ５と点火装置８とが導通され、エンジン９の始動動作が開始される。

エンジン９が回転している場合、オルタネータ（交流発電機）１０によってエンジン９の回転力が電力エネルギーに変換され、発生した電力が負荷１１に供給されるとともに、余剰の電力を用いてバッテリ５の充電が行われる。

【００２８】

以下に、上述の構成のバッテリ状態管理装置２の処理部３の動作を、それを示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、処理部３は、ＩＧ－ＳＷ７がオンされたか否かを判定する（Ｓ１）。処理部３は、ＩＧ－ＳＷ７がオンされていないと判定した場合、処理をステップＳ１へ戻す。

処理部３は、ＩＧ－ＳＷ７がオンされたと判定した場合、使用後開放電圧値ＶOR、及び負荷Ｌs （バッテリ５の内部抵抗以外の負荷であって、負荷１１、スタータ、その他の抵抗要素等を含む）がバッテリ５に接続された場合の下限電圧値である使用後下限電圧値ＶLRを電圧センサ６を介して取得し、記憶部３１に記憶させる（Ｓ２）。本実施の形態においては、使用後開放電圧値ＶORとして、ＩＧ－ＳＷ７のオン直前に取得された電圧値を用いるが、これに限定されるものではない。

【００２９】

次に、処理部３は、ＳＯＣ、ＳＯＨを算出する（Ｓ３）。

処理部３の記憶部３１には、以下の基準放電特性が記憶されている。

記憶部３１には、工場における車両組立完成時、出荷時、車両がエンドユーザに引き渡されたとき、又はエンドユーザに引き渡し後の一定期間内等のバッテリ５が新品、かつ満充電の状態にある場合の開放電圧値である基準開放電圧値ＶOIF 、基準内部抵抗値ＲBIF 、及びバッテリ５に所定負荷を接続し、放電した場合の出力電圧値である基準下限電圧値ＶLIF 、及びバッテリ５の充電残容量が略０である場合の開放電圧値である最低基準開放電圧値ＶOIE の計測値が記憶されている。

【００３０】

そして、記憶部３１には、新品のバッテリの充電残容量が低下した場合の開放電圧値ＶOIにおける内部抵抗値ＲBIの前記基準内部抵抗値ＲBIFに対する変化率（ＲBI／ＲBIF ）の計測値が記憶され、次の式（５）に示す前記開放電圧値ＶOIの関数Ｆ（ＶOI）として記憶されている。

Ｆ（ＶOI）＝ＲBI／ＲBIF ・・・（５）

前記関数Ｆ（ＶOI）と、前記基準開放電圧値ＶOIF 及び前記基準下限電圧値ＶLIF と、上述の式（３）とを用いて、前記開放電圧値ＶOIに対する下限電圧値ＶLIの関係を示すグラフＧ1 が記憶されている。

図３に、前記開放電圧値ＶOIに対する下限電圧値ＶLIの関係を表すグラフＧ1 を示す。

【００３１】

上述の式（３）は、以下のようにして導出される。

エンジン始動時に新品のバッテリ５に接続されるエンジン始動時の負荷Ｌs の抵抗値をＲS とし、バッテリ５の内部抵抗値をＲB とし、バッテリ５の開放電圧値をＶOIとし、バッテリ５に負荷Ｌs を接続して放電を行わせた場合の出力電圧の最低値である下限電圧値をＶLIとすると、これらのパラメータＲS 、ＲBI、ＶOI、ＶLIの間には、次の式（６）が成立する。

ＲS ／ＲBI＝ＶLI／（ＶOI－ＶLI） ・・・（６）

ここで、式（５）よりＲBI＝Ｆ（ＶOI）・ＲBIF であるので、次の式（７）が得られる。

ＲS ／（Ｆ（ＶOI）・ＲBIF ）＝ＶLI／（ＶOI－ＶLI） ・・・（７）

また、パラメータＲS 、前記基準開放電圧値がＶOIFである場合の内部抵抗値ＲBIF 、ＶOIF 、ＶLIF の間には、次の式（８）が成立する。

ＲS ／ＲBIF ＝ＶLIF ／（ＶOIF －ＶLIF ） ・・・（８）

式（８）の右辺を式（７）のパラメータＲS ／ＲBIF に代入したものをパラメータＶLIについて解くことで、前記式（３）が得られる。

【００３２】

処理部３は、記憶部３１に記憶された前記使用後開放電圧値ＶOR、使用後下限電圧値ＶLR、及び前記グラフＧ1 を用いて、ＳＯＣ、及びＳＯＨを求める。なお、図３には、使用後のバッテリ５の放電特性を表すグラフＧ2 も示してある。

まず、ＳＯＨの算出処理について説明する。処理部３は、記憶部３１に記憶されている前記グラフＧ1 上における下限電圧値が使用後下限電圧値ＶLRと等しい値である場合の開放電圧値を対応開放電圧値ＶOSとして導出する。又は、前記式（３）における変数ＶLIに使用後下限電圧値ＶLRを代入した場合の変数ＶOIの値を対応開放電圧値ＶOSとして導出する。

【００３３】

次に、基準開放電圧値ＶOIF と使用後開放電圧値ＶORとの差である第１差分値Ｄ11の、基準開放電圧値ＶOIF と対応開放電圧値ＶOSとの差である第２差分値Ｄ12に対する割合を求めることにより、その時点におけるバッテリ５のＳＯＨが求められる。

【００３４】

次に、ＳＯＣの算出処理について説明する。この算出処理は、ＳＯＨの算出処理において取得された使用後下限電圧値ＶLR及び対応開放電圧値ＶOSを用いて行われる。

その時点におけるバッテリ５の充電残容量が０である場合の開放電圧値である最低使用後開放電圧値ＶORE が、次のようにして導出される。すなわち、予め取得された基準開放電圧値ＶOIF と最低使用後開放電圧値ＶORE との差である第３差分値Ｄ13の、基準開放電圧値ＶOIF と最低基準開放電圧値ＶOIE との差である第４差分値Ｄ14に対する比が、前記第２差分値Ｄ12に対する前記第１差分値Ｄ11の比と等しくなるようにして、最低使用後開放電圧値ＶORE が導出される。

【００３５】

そして、使用後開放電圧値ＶORと最低使用後開放電圧値ＶORE との差である第５差分値Ｄ15の、基準開放電圧値ＶOIF と最低使用後開放電圧値ＶORE との差である第６差分値Ｄ16に対する割合を求めることにより、その時点におけるバッテリ５のＳＯＣが求められる。

【００３６】

処理部３は、次の式（９）に従い、上述のようにして求めたＳＯＨの補正値Ｙn を算出する（Ｓ４）。

Ｙn ＝（Ｙa(n-9)＋Ｙa(n-8)＋Ｙa(n-7)＋Ｙa(n-6)＋Ｙa(n-5)＋Ｙa(n-4)＋Ｙa(n-3)＋Ｙa(n-2)＋Ｙa(n-1)＋Ｙan）／１０ ・・・（９）

但し、Ｙn ：第ｎ回目のＳＯＨの補正値

処理部３は、今回の算出値を含む、過去１０回の算出値を相加平均して、Ｙn を求める。

そして、処理部３は、ステップＳ５により得られたＳＯＨの補正値Ｙn を記憶部３１に記憶させる（Ｓ５）。

【００３７】

上述の図７のグラフについて説明したように、ＳＯＣが０．７（７０％）を超える場合、誤差が２０％を超えるので、ＳＯＣの算出値が０．７を超える場合、該算出値を相加平均により補正した場合においても、誤差が大きくなると考えられる。よって、この相加平均によりＳＯＨの算出値を補正する方法は、ＳＯＣの算出値が０．７（７０％）以下である場合に適用するのが好ましく、ＳＯＣの算出値が０．６（６０％）以下である場合に適用するのがより好ましく、０．５（５０％）以下である場合に適用するのがさらに好ましい。

【００３８】

本実施の形態においては、ＳＯＨの算出値のばらつきが容易に均され、ＳＯＨの算出値の誤差が低減され、バッテリの状態を良好に管理することができる。

なお、今回の算出値を含む、過去１０回の算出値を相加平均する場合には限定されない。」

ｄ「【００５０】

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

［実施例１］

前記実施の形態１に係るバッテリ状態管理方法に従い、前記式（９）を用いて、今回のＳＯＨの算出値を含む、過去１０回の算出値の平均値（１０点移動平均）をＳＯＨの補正値Ｙn とした。ＳＯＣは５０％未満である。

【００５１】

［実施例２］

前記実施の形態２に係るバッテリ状態管理方法に従い、前記式（１０）を用いて、ＳＯＨの補正値Ｙn を得た。

【００５２】

［比較例１］

実施の形態１に係るバッテリ状態管理方法と同様にして、ＳＯＨの算出値を求めたが、ＳＯＨの算出値の補正はしなかった。

【００５３】

図６は、測定回数と、実施例１、実施例２、及び比較例１により得られたＳＯＨの値との関係を示したグラフである。横軸は測定回数であり、縦軸はＳＯＨの値（実施例１及び２はＳＯＨの補正値、比較例１はＳＯＨの算出値）である。

図６のグラフにおける測定回数では、ＳＯＨの経時的変化は小さく、ＳＯＨの値のばらつきは、測定誤差と考えられる。

【００５４】

図６より、実施例１及び２は、比較例１と比較して誤差が１０％以内と小さくなっており、特に実施例２の場合、測定回数の値が大きくなるに従い、誤差が数％以内に収まっていることが分かる。

以上より、ＳＯＨの算出値を相加平均、指数平滑法等の統計処理により補正する本発明のバッテリ状態管理方法によれば、ＳＯＨの誤差が低減し、バッテリの状態を良好に管理することができることが確認された。

【００５５】

なお、前記実施の形態１乃至４においては、ＳＯＨの算出値を相加平均、又は指数平滑法により補正した場合につき説明しているが、これに限定されるものではなく、得られた複数回のＳＯＨの算出値の中央値、最頻値等を補正値として用いる等、他の統計処理によりＳＯＨの算出値を補正することにしてもよい。

さらに、ＳＯＨ、ＳＯＣの算出方法も前記実施の形態１乃至４において説明した方法に限定されない。

【００５６】

また、前記実施の形態１乃至４においては、処理部３のステップＳ３の処理で、ＩＧ－ＳＷ７のオンに際して取得した使用後開放電圧値ＶORを用いてＳＯＣ、ＳＯＨを算出する場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。使用後開放電圧値ＶORから、該使用後開放電圧値ＶORを取得した時点における分極分の電圧値を減じて、使用後開放電圧値ＶORを補正し、これを用いてＳＯＣ、ＳＯＨを算出することにしてもよい。」

ア　引用文献１には、「バッテリ状態管理装置２を備える電源制御装置１」（【０００１】，【００２６】）において、「電源制御装置１は、バッテリ（車載バッテリ）５と、バッテリ５の状態を管理するバッテリ状態管理装置２と、バッテリ５の出力電圧値（端子電圧値）を検出してバッテリ状態管理装置２に与える電圧センサ６とを備え」（【００２６】）、「バッテリ状態管理装置２は、マイクロコンピュータを用いてなり、記憶部３１（中略）を有する処理部３と、出力部４とを備え」（【００２６】）、「処理部３は、ＩＧ－ＳＷ７がオンされたと判定した場合、使用後開放電圧値ＶOR、及び（中略）使用後下限電圧値ＶLRを電圧センサ６を介して取得し」（【００２８】）、「処理部３は、記憶部３１に記憶された前記使用後開放電圧値ＶOR、使用後下限電圧値ＶLR、及び前記グラフＧ1 を用いて、（中略）ＳＯＨを求め」（【００３２】）、「処理部３は、今回の算出値を含む、過去１０回の算出値を相加平均して、Ｙn を求める」（【００３６】）ことが記載されている。

イ　上記アの「ＩＧ－ＳＷ７」、「グラフＧ1」、「ＳＯＨ」、「算出値」、「Ｙn」について、引用文献１には、それぞれ、「イグニッションスイッチ」（【００２７】）、「開放電圧値ＶOIに対する下限電圧値ＶLIの関係を示すグラフ」（【００３０】）、「バッテリの劣化度合」（【０００２】）、「ＳＯＨの算出値」（【００３６】）、「ＳＯＨの補正値」（【００３６】）であることが記載されている。また、過去１０回のＳＯＨの算出値を相加平均するのみならず、「複数回のＳＯＨの算出値を相加平均して前記補正値を求める」（【０００６】）ことも記載されている。

したがって、引用文献１に記載された事項と上記アおよびイとを総合すると、引用文献１には、次の発明が記載されている（以下、「引用発明」という。）。

「バッテリ状態管理装置を備える電源制御装置において、

電源制御装置は、バッテリと、バッテリの状態を管理するバッテリ状態管理装置と、バッテリの出力電圧値を検出してバッテリ状態管理装置に与える電圧センサとを備え、

バッテリ状態管理装置は、マイクロコンピュータを用いてなり、記憶部を有する処理部と、出力部とを備え、

処理部は、イグニッションスイッチがオンされたと判定した場合、使用後開放電圧値および使用後下限電圧値を電圧センサを介して取得し、記憶部に記憶された使用後開放電圧値、使用後下限電圧値、および開放電圧値に対する下限電圧値の関係を示すグラフを用いてバッテリの劣化度合であるＳＯＨを求め、

処理部は、今回のＳＯＨの算出値を含む、過去複数回のＳＯＨの算出値を相加平均してＳＯＨの補正値を求める、バッテリ状態管理装置を備える電源制御装置。」

（２）引用文献２には、図面とともに以下の事項が記載されている（なお、下線は当審で付した。）。

「（従来の技術）

従来、電気自動車、フォークリフト、ゴルフカート等のバッテリを駆動源とする機械装置においては現時点におけるバッテリの残存容量をバッテリの端子間電圧と負荷電流を計測して求める方法が知られている（例えば特開昭６０－９１２７６号公報）。また、バッテリの劣化の程度（劣化度）はバッテリの寿命であり、バッテリ液の比重を計測し、バッテリの端子間電圧又は充電電気量との関係から劣化度を判断し、前記バッテリの残存容量と共にバッテリの総合的な診断データとすることができる。」（第１頁右下欄第１８行ないし第２頁左上欄第９行）

（３）引用文献３には、図面とともに以下の事項が記載されている（なお、下線は当審で付した。）。

「【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図１を参照しながら本発明の第一の実施の形態について説明する。図１において電池劣化判定装置１は、組電池２と組電池２の電圧を測定する電圧測定手段３と、パルス放電を発生させるパルス放電手段４と、組電池２への充電電流あるいは放電電流を測定する電流測定手段５と、組電池２の温度を測定する温度測定手段６と、電池電圧および電池温度を入力として内部抵抗の算出を行い劣化を判定する制御手段７と、劣化状態等の電池状態の情報を本体機器に通信する通信手段８と、制御手段７で求めた内部抵抗値を記憶する記憶手段９とからなる。」

「【００１３】また、劣化の判定をその時点での温度検出手段より得られる電池温度および内部抵抗の変化量と電池劣化量との関係から行うことで、さらに正確な劣化判定ができる。

【００１４】例えば、初期内部抵抗は２５℃の換算値としてもっておく。初期内部抵抗測定時の電池温度が４０℃であったとすると、図３の内部抵抗比率と温度との関係より２５℃の内部抵抗値に換算して（１．４で割る）、初期内部抵抗として記憶する。尚、図３は２５℃のときの内部抵抗値を基準としたとき、各温度での内部抵抗比率を表したものである。次に実使用上において定期的もしくは任意の時にパルス放電手段４にてパルス放電を行って、内部抵抗の測定を行うとき、その電池温度を測定して図３の内部抵抗比率と温度との関係より２５℃の内部抵抗値に換算して、初期内部抵抗からの変化量を求め、図４の内部抵抗の初期からの変化量と電池劣化率（変化率）との関係から電池の劣化量を求める。図４で内部抵抗の初期からの変化量が３０mΩなら劣化率は４０％と求められる。」

（４）引用文献４には、図面とともに以下の事項が記載されている。

「「ＴＲＩＭＭＥＡＮ」関数を使うと、異常値を簡単に除外できる。

異常値を除外した平均を出すには、「ＴＲＩＭＭＥＡＮ」（トリムミーン）関数を使います。

「ＴＲＩＭＭＥＡＮ」関数を使うことで、データ全体から最大値と最小値を、指定した割合で除外して平均値を求めることができます。

そうすることで、異常値を除外した平均値を求めることができるのです。」

（第１頁下から第４行ないし最下行）

「■「ＴＲＩＭＭＥＡＮ」（トリムミーン）関数

「ＴＲＩＭＭＥＡＮ」関数とは、全体のデータから上限と下限の値を指定した割合で除外して平均を求める関数です。

データに含まれる異常値を平均値に含めたくない場合などに使用すると有効です。」

（第２頁中段）

「※除外する割合は小数値で指定します。（例　０．２と指定すると、上下１０％ずつのデータが除外されます。）」

（第２頁下から第３行ないし第２行）

「ＴＲＩＭＭＥＡＮ（トリムミーン）関数の仕組み

＜＜補足＞＞除外されるデータ数の計算方法

「指定した範囲のデータ数」×「除外する割合」の計算結果が偶数の場合には、上限と下限からそれぞれ同じデータ数を除外します。

計算結果が奇数の場合には、最も近い偶数に切り捨てたのち、上限と下限からそれぞれ同じデータ数を除外します。」

（第２頁最下行ないし第３頁上段）