(57)【要約】【課題】  バッテリの容量を検出するバッテリ容量センサにおいて、従来に比べて適切な測定が可能であり、且つ、体格の小型化も可能とする。【解決手段】  バッテリ容量センサ１００は、バッテリのバッテリ液２２０に浸漬されバッテリ液２２０の比重変化に伴うバッテリ液２２０の浮力変化によって変位する錘部２０と、錘部２０と連結され錘部２０の変位によってたわむダイアフラム１７と、ダイアフラム１７により区画された圧力検出室１８とを備え、センシング部１５は圧力検出室１８に設けられた圧力センサ１５であって、この圧力センサ１５は、錘部２０の変位によるダイアフラム１７のたわみに伴う圧力検出室１８内の圧力変化に応じて電気信号を出力するものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ（２００）の容量を検出するバッテリ容量センサにおいて、
前記バッテリ（２００）のバッテリ液（２２０）に浸漬され前記バッテリ液（２２０）の比重変化に伴う前記バッテリ液（２２０）の浮力変化によって変位する錘部（２０）と、
前記錘部（２０）の変位に応じた電気信号を出力するセンシング部（１５、１５ａ、１５ｂ）とを備えることを特徴とするバッテリ容量センサ。
【請求項２】
前記錘部（２０）と連結され前記錘部（２０）の変位によってたわむダイアフラム（１７）と、
前記ダイアフラム（１７）により区画された圧力検出室（１８）とを備え、
前記センシング部は、前記圧力検出室（１８）に設けられ前記ダイアフラム（１７）のたわみに伴う前記圧力検出室（１８）内の圧力変化に応じて前記電気信号を出力する圧力センサ（１５、１５ａ）として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ容量センサ。
【請求項３】
前記センシング部は、半導体ダイアフラム式の圧力センサ（１５）であることを特徴とする請求項２に記載のバッテリ容量センサ。
【請求項４】
前記センシング部は、容量式の圧力センサ（１５ａ）であることを特徴とする請求項２に記載のバッテリ容量センサ。
【請求項５】
前記圧力検出室（１８）には圧力伝達媒体としてのオイル（１９）が封入されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のバッテリ容量センサ。
【請求項６】
前記錘部（２０）と連結され前記錘部（２０）と一体に変位する磁性体（２１ａ）を備え、
前記センシング部は、前記磁性体（２１ａ）の変位に伴う磁気変化に応じて前記電気信号を出力する磁気センサ（１５ｂ）として構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ容量センサ。
【請求項７】
前記バッテリ液（２２０）を貯蔵する容器（２１０）の内部に設けられ前記バッテリ液（２２０）の温度を検出する温度検出素子（２５）を備えていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のバッテリ容量センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用バッテリの容量を検出し、バッテリの劣化状態を検出するバッテリ容量センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種のバッテリ劣化を検出する手段であるバッテリ容量センサとしては、シャント式電流センサやホール式磁気センサ（たとえば、特許文献１参照）を用いて、バッテリからの電流やその電流により発生する磁界を検出するようにしたものが提案されている。
【０００３】
図６は、従来の一般的なバッテリ容量センサ９００のバッテリ２００への取付状態を概略的に示す図である。バッテリ容量センサ９００は、バッテリ２００の外部にて、バッテリ２００の端子２４０に接続されたワイヤ３００に取り付けられている。
【０００４】
上述したが、従来のバッテリ容量センサ９００は、バッテリ２００からの電流を直接計測するシャント式電流センサや、バッテリ２００からの微弱な電流により発生する磁界を検出する磁気抵抗式センサである。
【０００５】
ここで、従来では、磁気抵抗式センサとしては、図７に示されるように、ホールＩＣ９１０を用いたホール式磁気センサ９００が採用されている。この磁気センサ９００は、当該センサをバッテリ２００からの上記ワイヤ３００に取り付け、このワイヤ３００に流れる微弱な電流から発生する磁界をコア９２０で検知し、ホールＩＣ９１０にて増幅して検出するものである。
【０００６】
そして、従来では、このようにバッテリ２００に外付けされたバッテリ容量センサ９００からの電流データと、バッテリ２００の周辺あるいはバッテリ容量センサ９００の内部に設けられた図示しない温度センサからの温度データとを演算することにより、劣化状態を検出している。
【特許文献１】特開２００２−１４１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年、エンジンルーム内のスペースが狭くなり、バッテリ容量センサの搭載場所が狭くなってきており、バッテリの外部にバッテリ容量センサを設けるためには、さらなる体格の小型化が要望されている。
【０００８】
さらに、従来では、バッテリの劣化を計算するための温度は、バッテリ液の実際の温度ではなく、バッテリ外部におけるバッテリの周辺温度を使用しており、検出精度の向上を図る上で問題である。
【０００９】
また、シャント式電流センサは、実際に電流を測定するものであるが、センサに過大なバッテリ電流が流れないように保護する必要があり、センサの構造が複雑で高価なものとなる。
【００１０】
また、ホールＩＣのような磁気式センサの場合は、微弱な電流により発生する磁界を増幅して検出するものであるため、外乱磁界の影響を受けやすく、特に最近の自動車のように機器の電気化が進んできている現状では、その影響が顕著となってきている。
【００１１】
また、自動車の電気化が進むにあたり、カーナビゲーションや盗難防止装置といった装置が搭載されてきており、駐車時においても暗電流が生じることが多くなり、バッテリ上がりの問題も大きくなっている。そのため、バッテリ容量センサのニーズは、ますます大きなものになってきている。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、バッテリの容量を検出するバッテリ容量センサにおいて、従来に比べて適切な測定が可能であり、且つ、体格の小型化も可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、バッテリ（２００）の容量を検出するバッテリ容量センサにおいて、バッテリ（２００）のバッテリ液（２２０）に浸漬されバッテリ液（２２０）の比重変化に伴うバッテリ液（２２０）の浮力変化によって変位する錘部（２０）と、錘部（２０）の変位に応じた電気信号を出力するセンシング部（１５、１５ａ、１５ｂ）とを備えることを特徴としている。
【００１４】
それによれば、バッテリ液（２２０）に浸漬された錘部（２０）がバッテリ液（２２０）の浮力変化により変位するが、その変位に応じたセンシング部（１５、１５ａ、１５ｂ）からの電気信号によってバッテリ液（２２０）の比重がわかる。そして、バッテリ液（２２０）の比重と放電量とはほぼ一義的な関係にあるため、求められた比重からバッテリ（２００）の容量状態が検出される。
【００１５】
このように、本センサは、従来のセンサのように、バッテリからの電流やその電流により発生する磁界を検出するものではないため、過大な電流からの保護が不要になる、外乱磁界の影響を受けにくい、また、駐車時などエンジン停止時においても測定可能である、などのメリットがある。
【００１６】
また、本センサは、センサの構成要素の一部である錘部（２０）を、バッテリ液（２２０）に浸すことでバッテリ（２００）内に設けることができるため、センサの搭載スペースをさほど要しない。つまり、本センサは、バッテリ（２００）の一部としてバッテリ（２００）に一体化して設けることができ、小型化が可能である。
【００１７】
したがって、本発明によれば、バッテリ（２００）の容量を検出するバッテリ容量センサにおいて、従来に比べて適切な測定が可能であり、且つ、体格の小型化も可能とすることができる。
【００１８】
ここで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のバッテリ容量センサにおいては、錘部（２０）と連結され錘部（２０）の変位によってたわむダイアフラム（１７）と、ダイアフラム（１７）により区画された圧力検出室（１８）とを備え、センシング部は、圧力検出室（１８）に設けられダイアフラム（１７）のたわみに伴う圧力検出室（１８）内の圧力変化に応じて電気信号を出力する圧力センサ（１５、１５ａ）として構成されたものにできる。
【００１９】
ここにおいて、請求項２に記載のバッテリ容量センサにおけるセンシング部である圧力センサとしては、請求項３に記載の発明のように、半導体ダイアフラム式の圧力センサ（１５）を採用したり、請求項４に記載の発明のように、容量式の圧力センサ（１５ａ）を採用することができる。
【００２０】
また、請求項５に記載の発明のように、請求項１〜請求項４に記載のバッテリ容量センサにおいては、圧力検出室（１８）には圧力伝達媒体としてのオイル（１９）が封入されているものにできる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明のように、請求項１に記載のバッテリ容量センサにおいては、錘部（２０）と連結され錘部（２０）と一体に変位する磁性体（２１ａ）を備え、センシング部は、磁性体（２１ａ）の変位に伴う磁気変化に応じて電気信号を出力する磁気センサ（１５ｂ）として構成されたものにできる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明では、請求項１ないし請求項６に記載のバッテリ容量センサにおいて、バッテリ液（２２０）を貯蔵する容器（２１０）の内部に設けられ前記バッテリ液（２２０）の温度を検出する温度検出素子（２５）を備えていることを特徴としている。
【００２３】
バッテリ液（２２０）の比重は、その温度により変化するが、温度検出素子（２５）からの情報により、バッテリ液（２２０）の比重の温度補正を行うことができる。特に、本発明では、温度検出素子（２５）がバッテリ液（２２０）を貯蔵する容器（２１０）内部に設けられており、バッテリ液（２２０）の実際の温度もしくはそれに近い温度を検出できるため、より精度の高い容量検出が行える。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００２６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るバッテリ容量センサ１００の概略断面構成を示す図である。図２は、このバッテリ容量センサ１００をバッテリ２００に取り付けた状態を示す概略断面図である。なお、図１においては、センサ１００の取付状態におけるバッテリ液２２０の液面を破線にて示してある。
【００２７】
［構成等］
バッテリ２００は、周知のように、自動車の重要な電装品であって、自動車のエンジン始動時に必要とする大電力を供給したり、車載の各電装品への電力供給を行うなどの役割をするものである。
【００２８】
図２に示されるように、バッテリ２００は、容器２１０にバッテリ液（電解液）２２０が貯蔵されており、このバッテリ液２２０を用いて電気化学的な作用を行うものである。なお、容器２１０の上部には、バッテリ２００の電流を取り出すための端子２３０や、バッテリ液２２０を補充するための液補充口２４０が設けられている。
【００２９】
本実施形態のバッテリ容量センサ１００は、図２に示されるように、センサ１００の一部がバッテリ液２２０に浸漬された形でバッテリ１００上部の貫通穴に挿入固定されている。なお、当該貫通穴は液補充口２４０であってもよい。つまり、センサ１００の一部が、バッテリ２００の内部に設けられた形でバッテリ２００と一体化している。
【００３０】
図１に示されるように、本バッテリ容量センサ１００は、その本体を区画形成するケース１０を備えている。このケース１０は、図１中の上側に位置する第１のケース１１と下側に位置する第２のケース１２とが一体化されたものである。
【００３１】
第１のケース１１は、センサ１００と外部との接続を行うコネクタケースとして構成されるとともに、バッテリ２００への取付部としてのネジ部１３を有する。
【００３２】
また、第２のケース１２は、図１、図２に示されるように、センサ１００のバッテリ２００への取付状態において、バッテリ２００の内部すなわちバッテリ液２２０を貯蔵する容器２１０の内部に位置し、その一部がバッテリ液２２０に浸漬される筒状をなすものである。
【００３３】
図１に示される例では、第１のケース１１と第２のケース１２とは、それぞれ別体であって両ケース１１、１２が接着などにより接合されたものである。
【００３４】
この場合、第１のケース１１は、電気絶縁性の樹脂やセラミックなどを成形してなるものであり、第２のケース１２は、硫酸であるバッテリ液２２０へ浸漬されるため耐酸性を有する材料、たとえばセラミックやフッ素コーティングされた樹脂などから成形されたものである。
【００３５】
また、第１のケース１１と第２のケース１２とは一体に成形されたものでもよい。この場合には、両ケース１１、１２は、耐酸性を有する材料、たとえばセラミックやフッ素コーティングされた樹脂などから成形されたものにできる。
【００３６】
バッテリ２００への取付部としてのネジ部１３は、第１のケース１１の外周部に形成されており、本バッテリ容量センサ１００は、バッテリ２００の上記貫通穴に挿入され、このネジ部１３を介してネジ結合することによって、バッテリ２００に取り付け固定されるようになっている。
【００３７】
また、第１のケース１１には、リード１４がインサート成形などによって一体化して設けられている。このリード１４は、Ｃｕや４２アロイなどの導電性材料からなるもので、バッテリ容量センサ１００の信号を外部に取り出すためのものである。
【００３８】
このリード１４は、その両端部が露出した形になっている。図１におけるリード１４の上端側の露出部は、図示しない配線部材に接続され、自動車のＥＣＵなどの外部回路に電気的に接続されるようになっている。
【００３９】
また、図１におけるリード１４の下端側の露出部は、ケース１０内に設けられたセンシング部１５と電気的に接続されている。ここでは、リード１４とセンシング部１５とはボンディングワイヤ１６により結線され電気的に接続されている。
【００４０】
センシング部１５は、本例では、半導体ダイアフラム式の圧力センサ１５として構成されている。この半導体ダイアフラム式の圧力センサ１５は、図示しないが、シリコン半導体基板などにエッチングなどによって凹部を形成することで薄肉部としてのダイアフラムを形成したものである。
【００４１】
この圧力センサ１５は、具体的には、ピエゾ抵抗効果を有した半導体材料（たとえば単結晶シリコン）よりなるものであって、たとえばセンサ１５のダイアフラム上には複数個の拡散抵抗が形成され、これら複数個の拡散抵抗をブリッジ接続してなるブリッジ回路を有する構成となっている。
【００４２】
そして、このセンサ１５のダイアフラムの変形に応じた拡散抵抗の抵抗値変化を上記ブリッジ回路から電気信号として取り出すようになっている。このように、本例のセンシング部１５としての半導体ダイアフラム式の圧力センサ１５は測定圧力に応じたレベルの電気信号を出力するものである。
【００４３】
そして、この圧力センサ１５は、図示しないが、ガラス台座などに接合され、このガラス台座を介してケース１０、本例では第１のケース１１に接着されている。そして、上記ボンディングワイヤ１６は、金やアルミニウムなどからなる通常のワイヤボンディング法により形成されるものであり、このワイヤ１６を介して圧力センサ１５からの電気信号が外部へ取り出されるようになっている。
【００４４】
また、図１に示されるように、ケース１０の内部すなわち第２のケース１２内部には、ダイアフラム１７が設けられている。そして、ケース１０の内部においてダイアフラム１７よりも圧力センサ１５側の部位は、このダイアフラム１７によって区画された圧力検出室１８として構成されており、センシング部１５としての圧力センサ１５は、圧力検出室１８に設けられている。
【００４５】
このダイアフラム１７は、耐酸性を有する金属や樹脂、ゴムなどからなるもので、ダイアフラム１７の外周部が、第２のケース１２の内周面に接着などにより固定されている。そして、このダイアフラム１７により区画された圧力検出室１８の内部には、圧力伝達媒体としてのシリコン系オイルなどからなるオイル１９が封入されている。
【００４６】
また、ケース１０の内部すなわち第２のケース１２の内部においてダイアフラム１７よりもバッテリ液２２０側に位置する部位には、錘部２０が設けられている。この錘部２０は、バッテリ液２２０に浸漬されバッテリ液２２０の比重変化に伴うバッテリ液２２０の浮力変化によって変位するものである。
【００４７】
この錘部２０は、耐酸性に優れた金属、樹脂、セラミックなどからなるもので、表面積を広くとり、中を空洞にして浮力の影響を大きくうけるように加工されたものである。そして、錘部２０は、２本のロッド２１、２２およびこれらロッド２１、２２を結合するジョイント２３を介して、ダイアフラム１７に連結されている。
【００４８】
ここで、ジョイント２３は、たとえばリング状をなすもので、錘部２０が自動車の振動で揺れたとしても、その振動を吸収してダイアフラム１７に極力伝達しないようにするものである。
【００４９】
また、これらロッド２１、２２およびジョイント２３は、耐酸性に優れた金属、樹脂、セラミックなどからなるものであり、錘部２０とダイアフラム１７との連結部として構成されている。そして、錘部２０とロッド２２との間、およびロッド２１とダイアフラム１７との間は、接着や溶接などにより接合されている。
【００５０】
このような錘部２０は、バッテリ液２２０の浮力変化により、図１中の上下方向に変位するが、この変位はロッド２１、２２およびジョイント２３を介してダイアフラム１７へ伝達され、それによってダイアフラム１７がたわむようになっている。
【００５１】
そして、ダイアフラム１７のたわみに伴い、圧力検出室１８内のオイル１９の圧力が変化するため、この圧力変化に応じた電気信号がセンシング部としての圧力センサ１５から出力されるようになっている。
【００５２】
また、ケース１０すなわち第２のケース１２においてバッテリ液２２０の液面とダイアフラム１７との間に位置する壁面には、空気抜け穴２４が設けられている。この空気抜け穴２４は、第２のケース１２の内部にてバッテリ液２２０の液面とダイアフラム１７との間の空間を大気圧に維持し、温度変化によるバッテリ液２２０の膨張による錘部２０の変位を防止するためのものである。
【００５３】
さらに、図１に示されるように、本実施形態のバッテリ容量センサ１００においては、好ましい形態として、バッテリ液２２０の温度を検出する温度検出素子２５が備えられている。
【００５４】
この温度検出素子２５は、たとえば、抵抗−温度特性を有するサーミスタなどからなるものであって、その表面に耐酸性コーティング膜を形成するなどの耐酸性処理を施したものである。
【００５５】
この温度検出素子２５は、第２のケース１２の外壁に配置され、バッテリ液２２０を貯蔵する容器２１０の内部に設けられるようになっている。ここでは、図１に示されるように、温度検出素子２５は、バッテリ液２２０に浸漬されるようになっており、バッテリ液２２０の実際の温度を検出できるようになっている。
【００５６】
また、本例において、温度検出素子２５には、上記センシング部用のリード１４とは別に、温度検出素子用リード２６が設けられており、それによって、温度検出素子２５からの信号が外部へ取り出し可能となっている。ここでは、この温度検出素子用リード２６も第１のケース１１にインサート成形されケース１０に一体化されている。
【００５７】
なお、この温度検出素子２５は、図１に示されるようなセンシング部１５と別体のものでなくてもよく、センシング部１５と一体化されていてもよい。
【００５８】
たとえば、図示しないが、本例のセンシング部としての半導体ダイアフラム式の圧力センサ１５において、当該センサ１５を構成する半導体基板に温度測定用の抵抗を形成して集積化したセンサチップを構成し、この抵抗を温度検出素子としてバッテリ液２２０の温度を検出するようにしてもよい。
【００５９】
この場合も、圧力センサ１５に形成された温度検出素子としての抵抗は、ケース１０のネジ部１３の下側すなわち第２のケース１２の内部に位置することになり、バッテリ液２２０を貯蔵する容器２１０の内部に設けられた形となる。そのため、バッテリ液２２０の実際の温度に近い温度を検出可能になる。
【００６０】
［作動等］
かかるバッテリ容量センサ１００は、各リード１４、２６がインサート成形されたケース１０に、圧力センサ１５および温度検出素子２５を取り付けるとともに、ワイヤボンディングを行い、オイル１９を充填した状態で、ダイアフラム１７の接合およびダイアフラム１７への錘部２０の連結を行うことにより製造される。
【００６１】
そして、このバッテリ容量センサ１００は、錘部２０がバッテリ液２２０に浸されるようにバッテリ２００の貫通穴に挿入され、ネジ部１３を介したネジ締めを行うことにより、バッテリ２００に取り付けられる。
【００６２】
ここで、バッテリ２００は、通常の自動車用バッテリと同じく、二酸化鉛（ＰｂＯ2）で構成される陽極活物質（陽極）と、多孔性に富んだ海面状鉛（Ｐｂ）で構成される陰極活物質（陰極）とが、電解液すなわちバッテリ液である硫酸（Ｈ2ＳＯ4）と反応することにより、起電力を発生する。
【００６３】
バッテリ２００における充放電に際して、バッテリ２００内部に起こる電気化学変化は、次の化学式（１）に示される。
（化学式１）
Ｐｂ  ＋  ２Ｈ2ＳＯ4  ＋  ＰｂＯ2  ⇔  ＰｂＳＯ4  ＋  ２Ｈ2Ｏ  ＋  ＰｂＳＯ4
この式からわかるように、放電の場合は、陽極（ＰｂＯ2）および陰極（Ｐｂ）の物質は、ともに硫酸鉛（ＰｂＳＯ4）になるとともに、バッテリ液中の硫酸（Ｈ2ＳＯ4）が消費されて水（Ｈ2Ｏ）が発生し、バッテリ液の比重は次第に低下する。充電の場合は、逆に陰極および陽極（ＰｂＳＯ4）ともに硫酸を発生し、それぞれ元の極板状態に戻り、バッテリ液の比重は次第に上昇する。
【００６４】
したがって、バッテリ液２２０の比重は、図３に示されるように、放電および充電量に比例して直線的に変化する。なお、図３は、バッテリ液比重は２０℃換算のもので、公称比重１．２８のバッテリの場合である。
【００６５】
このようにバッテリ２００の容量は、バッテリ液２２０の比重変化に比例するが、この比重変化に伴い、バッテリ液２２０の浮力の変化が生じる。たとえば、バッテリ液２２０の比重が大きくなれば、それに応じて浮力も大きくなり、比重が小さくなれば、それに応じて浮力も小さくなる。
【００６６】
このバッテリ液２２０の浮力変化により、バッテリ容量センサ１００における錘部２０が変位し、それに応じてダイアフラム１７がたわむ。このダイアフラム１７のたわみは、オイル１９の圧力変化として、圧力センサ１５へ伝達され、その圧力変化に応じた電気信号が圧力センサ１５から出力される。
【００６７】
つまり、本バッテリ容量センサ１００によれば、バッテリ液２２０の比重変化、浮力変化、錘部２０の変位、電気信号の各対応関係を求めておくことにより、検出される電気信号からバッテリ液２２０の比重が求まる。そして、求められた比重から上記図３に示されるような関係を用いて、バッテリ容量を検出することができる。
【００６８】
［効果等］
ところで、本実施形態によれば、バッテリ２００の容量を検出するバッテリ容量センサにおいて、バッテリ２００のバッテリ液２２０に浸漬されバッテリ液２２０の比重変化に伴うバッテリ液２２０の浮力変化によって変位する錘部２０と、錘部２０の変位に応じた電気信号を出力するセンシング部１５とを備えることを特徴とするバッテリ容量センサ１００が提供される。
【００６９】
それによれば、上述したように、バッテリ液２２０に浸漬された錘部２０がバッテリ液２２０の浮力変化により変位するが、その変位に応じたセンシング部１５からの電気信号によってバッテリ液２２０の比重がわかる。そして、バッテリ液２２０の比重と放電量とは、ほぼ一義的な関係にある（上記図３参照）ため、求められた比重からバッテリ２００の容量状態が検出される。
【００７０】
このように、本センサ１００は、従来のセンサのように、バッテリからの電流やその電流により発生する磁界を検出するものではないため、過大な電流からの保護が不要になる、外乱磁界の影響を受けにくい、また、駐車時などエンジン停止時においても測定可能である、などのメリットがある。
【００７１】
また、本センサ１００は、センサの構成要素の一部である錘部２０を、バッテリ液２２０に浸すことでバッテリ２００内に設けることができるため、センサの搭載スペースをさほど要しない。つまり、本センサ１００は、バッテリ２００の一部としてバッテリ２００に一体化して設けることができ、小型化が可能である。
【００７２】
したがって、本実施形態によれば、バッテリ２００の容量を検出するバッテリ容量センサ１００において、従来に比べて適切な測定が可能であり、且つ、体格の小型化も可能とすることができる。
【００７３】
また、本実施形態のバッテリ容量センサ１００においては、錘部２０と連結され錘部２０の変位によってたわむダイアフラム１７と、ダイアフラム１７により区画された圧力検出室１８とを備え、センシング部１５は、圧力検出室１８に設けられダイアフラム１７のたわみに伴う圧力検出室１８内の圧力変化に応じて電気信号を出力する圧力センサ１５として構成されていることも特徴のひとつである。
【００７４】
そして、本実施形態のバッテリ容量センサ１００においては、このような圧力センサとしてのセンシング部１５として、半導体ダイアフラム式の圧力センサ１５を用いたことも特徴のひとつである。
【００７５】
また、本実施形態のバッテリ容量センサ１００においては、圧力検出室１８には圧力伝達媒体としてのオイル１９が封入されていることも特徴のひとつである。
【００７６】
さらに、本実施形態のバッテリ容量センサ１００においては、バッテリ液２２０を貯蔵する容器２１０の内部に設けられバッテリ液２２０の温度を検出する温度検出素子２５を備えていることを特徴としている。
【００７７】
バッテリ液２２０の比重は、その温度により変化するが、温度検出素子２５からの情報により、バッテリ液２２０の比重の温度補正を行うことができる。ここでは、温度検出素子２５がバッテリ液２２０を貯蔵する容器２１０内部に設けられており、バッテリ液２２０の実際の温度もしくはそれに近い温度を検出できるため、より精度の高い容量検出が行える。
【００７８】
［変形例］
図４は、本第１実施形態の変形例としてのバッテリ容量センサ１１０の概略断面構成を示す図である。
【００７９】
このバッテリ容量センサ１１０も、センシング部１５ａは、錘部２０の変位に応じた電気信号を出力するものであって、なおかつ、圧力検出室１８に設けられダイアフラム１７のたわみに伴う圧力検出室１８内の圧力変化に応じて電気信号を出力する圧力センサ１５ａとして構成されている。
【００８０】
ここにおいて、本例では、このような圧力センサとして、容量式の圧力センサ１５ａを採用していることが上記図１に示されるものと相違する。このような圧力センサ１５ａは、ＰＺＴなどからなる圧電素子を用いたものであり、一般的なものである。
【００８１】
そして、本例のバッテリ容量センサ１１０においても、上記図１に示されるものと同様に、従来に比べて適切な測定が可能であり、且つ、体格の小型化も可能とすることができる。
【００８２】
なお、図示されていないが、本例においても、温度検出素子を上記図１に示される例と同様に設けてもよい。そして、その温度検出素子による温度補正の効果は、上記例と同様である。
【００８３】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るバッテリ容量センサ１２０の概略断面構成を示す図である。
【００８４】
本実施形態のバッテリ容量センサ１２０も、上記第１実施形態と同様に、バッテリ液２２０に浸漬されバッテリ液２２０の比重変化に伴うバッテリ液２２０の浮力変化によって変位する錘部２０と、錘部２０の変位に応じた電気信号を出力するセンシング部１５ｂとを備えた基本構成を有している。
【００８５】
ここにおいて、本実施形態では、センシング部１５ｂは、上記実施形態のような圧力センサ１５、１５ａではなく、磁気センサ１５ｂを採用している。この磁気センサ１５ｂとしては、リニアスケールのように単純に磁性体の変位を検出するものを採用することができる。
【００８６】
この磁気センサ１５ｂは、図５に示されるように、第１のケース１１の内部においてネジ部１３よりもバッテリ液２２０とは反対側に設けられており、この磁気センサ１５ｂには、外部と接続される信号取り出し用のリード１４ａが設けられている。
【００８７】
また、図５に示されるように、本実施形態では、錘部２０の変位によってたわむダイアフラムは無い構成となっている。そして、センシング部である磁気センサ１５ｂ側に位置するロッド２１ａは、フェライトなどの磁性体からなるものであって耐酸性のコーティング処理などが施してある磁性体ロッド２１ａとして構成されている。
【００８８】
この磁性体ロッド２１ａは、第１のケース１１の内部に形成された穴部１３ａに挿入されて、磁気センサ１５ｂとの間で磁界が発生するように位置している。そして、錘部２０、ロッド２１ａ、２２およびジョイント２３は一体化され、バッテリ液２２０の浮力によって、図５に示されるように、浮遊した形となっている。
【００８９】
このような構成において、バッテリ液２２０に浸漬された錘部２０がバッテリ液２２０の浮力変化により変位し、それに伴う磁性体ロッド２１ａの変位に応じた電気信号を、磁気センサ１５ｂが出力することで、バッテリ液２２０の容量が検出される。
【００９０】
このように、本実施形態では、上記実施形態と同様の錘部２０およびセンシング部１５ｂを有するという基本構成に加えて、錘部２０と連結され錘部２０と一体に変位する磁性体２１ａを備え、センシング部は、磁性体２１ａの変位に伴う磁気変化に応じて電気信号を出力する磁気センサ１５ｂとして構成されていることを特徴とするバッテリ容量センサ１２０が提供される。
【００９１】
それによれば、上記実施形態と同様に、センシング部１５からの電気信号によってバッテリ液２２０の比重がわかり、その比重からバッテリ２００の容量状態を検出することができる。また、本センサ１２０も、従来のセンサのように、バッテリからの電流やその電流により発生する磁界を検出するものではないため、過大電流からの保護の不要、エンジン停止時での測定可能、などのメリットがある。
【００９２】
また、従来において、ホールＩＣのような磁気抵抗式センサは、バッテリからの微弱な電流により発生する磁界を増幅して検出するものであったため、外乱磁界の影響を受けやすかった。
【００９３】
それに比べて、本実施形態の場合は、磁性体である磁性体ロッド２１ａを用いてその変位を利用しており、磁気センサ１５ｂとしては、上記したリニアスケールのように単純に磁性体の変位を検出するものを採用すればよい。そのため、本バッテリ容量センサ１２０は、外乱磁界の影響を受けにくい。
【００９４】
したがって、本実施形態においても、バッテリ２００の容量を検出するバッテリ容量センサ１２０において、従来に比べて適切な測定が可能であり、且つ、体格の小型化も可能とすることができる。
【００９５】
なお、図示されていないが、本実施形態のバッテリ容量センサ１２０においても、温度検出素子を上記図１に示される例と同様に設けてもよい。そして、その温度検出素子による温度補正の効果は、上記実施形態と同様である。
【００９６】
以上、実施形態を参照して、本発明を述べてきたが、要するに、本発明は、バッテリの容量を検出するバッテリ容量センサにおいて、バッテリのバッテリ液に浸漬されバッテリ液の比重変化に伴うバッテリ液の浮力変化によって変位する錘部と、錘部の変位に応じた電気信号を出力するセンシング部とを備えることを要部とするものであり、その他の部分については、適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバッテリ容量センサの概略断面図である。
【図２】図１に示されるバッテリ容量センサをバッテリに取り付けた状態を示す概略断面図である。
【図３】放電量とバッテリ液比重との関係を示す図である。
【図４】上記第１実施形態の変形例としてのバッテリ容量センサの概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るバッテリ容量センサの概略断面図である。
【図６】一般的なバッテリ容量センサのバッテリへの取付状態を概略的に示す図である。
【図７】従来のホール式磁気センサを示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１５…センシング部としての半導体ダイアフラム式の圧力センサ、
１５ａ…センシング部としての容量式の圧力センサ、
１５ｂ…センシング部としての磁気センサ、
１７…ダイアフラム、１８…圧力検出室、１９…オイル、２０…錘部、
２１ａ…磁性体としての磁性体ロッド、２５…温度検出素子、
２００…バッテリ、２１０…バッテリの容器、２２０…バッテリ液。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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