(57)【要約】    【課題】  検出レンジの狭い電流センサを用いることが可能であって、然も、任意のタイミングでのゼロ点補正を行える車両用バッテリ充放電電流検出装置を提供する。    【解決手段】  バッテリ１のマイナス端子とアースとを直接に接続する第１回路１１と、マイナス端子と電流センサ１２とアースとを直列に接続する第２回路１３と、第１回路１１と第２回路１３とのいずれか一方を選択するスイッチング回路１４とを設ける。そして、バッテリ１の放電電流が最大となる始動時に第１回路１１に切り換えて、大きな放電電流が電流センサ１２に流れることを回避する一方、そのときの電流センサ１２の出力をオフセット値として学習する。更に、暖機後に、第１回路１１に一時的に切り換えて、暖機後のオフセット値を学習させる。【選択図】  図１
2006078350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用バッテリの充放電電流を電流センサによって検出する車両用バッテリ充放電電流検出装置において、
前記電流センサを前記バッテリの充放電ラインから選択的に切り離す手段を備えたことを特徴とする車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項２】
内燃機関の始動時に前記電流センサを前記バッテリの充放電ラインから切り離すことを特徴とする請求項１記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項３】
内燃機関の暖機後に前記電流センサを一時的に前記バッテリの充放電ラインから切り離すことを特徴とする請求項１記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項４】
前記電流センサを前記バッテリの充放電ラインから切り離した状態で、前記電流センサのゼロ点補正を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項５】
前記電流センサを前記バッテリの充放電ラインから選択的に切り離す手段が、
前記バッテリとアースとが接続される第１回路と、
前記バッテリと前記電流センサとアースとが直列に接続される第２回路と、
前記第１回路と第２回路とのいずれか一方を選択するスイッチング手段と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用バッテリの充放電電流を電流センサにより検出する車両用バッテリ充放電電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両用バッテリの充放電電流を電流センサで検出して積算することで、前記バッテリの残容量を演算するバッテリ残容量測定装置が開示されている。
また、特許文献１には、前記電流センサ出力の温度補償を行うべく、機器にバッテリが投入されるのに先がけて電流センサに駆動用電源を与えて、このときの電流センサの出力がゼロになるようにオフセット補正を行なう構成の開示がある。
【特許文献１】特開平０６−２０７９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来のバッテリ残容量測定装置では、電流センサに常にバッテリの充放電電流が流れるため、充放電電流が最大となる状態（スタータのＯＮ時）に合わせた検出レンジの大きな電流センサを用いる必要があり、電流の検出精度が悪くなってしまうという問題があった。
また、上記従来のバッテリ残容量測定装置では、機器にバッテリを投入する前に、電流センサに駆動電源を与え、そのときの電流センサの出力値をオフセット値として検出する構成であり、機器にバッテリを投入している状態での任意のタイミングでゼロ点補正を行わせることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、バッテリの充放電電流が最大となっても電流センサに過大電流が流れることがなく、かつ、比較的狭い検出レンジの電流センサを用いることが可能であって、然も、任意のタイミングでのゼロ点補正を可能にできる車両用バッテリ充放電電流検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明では、車両用バッテリの充放電電流を電流センサによって検出する車両用バッテリ充放電電流検出装置において、前記電流センサを前記バッテリの充放電ラインから選択的に切り離す手段を備える構成とした。
【発明の効果】
【０００６】
上記構成によると、前記電流センサを、バッテリの充放電ラインから選択的に切り離すことが可能であるから、最大電流が流れる条件下で電流センサを充放電ラインから切り離すことにすれば、電流センサに要求される検出レンジを小さくでき、以って、電流の検出精度を向上させることができる。
また、充放電が行われている状態であっても、電流センサをバッテリの充放電ラインから切り離すことでオフセット値を求めることができ、任意のタイミングでゼロ点補正を行わせることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、車両におけるバッテリ及びその充放電回路を示す。
図１において、バッテリ１は、内燃機関２を始動させるためのスタータモータ３やその他の電気負荷４に電源を供給する一方、内燃機関２によって駆動される発電機５によって充電される。
【０００８】
前記バッテリ１のマイナス端子はアースに接続されるが、前記マイナス端子とアースとを直接に接続する第１回路１１と、前記マイナス端子と電流センサ１２とアースとを直列に接続する第２回路１３と、前記第１回路１１と第２回路１３とのいずれか一方を選択するスイッチング回路（スイッチング手段）１４とが設けられている。
前記スイッチング回路１４によって前記第１回路１１が選択されると、電流センサ１２は、バッテリ１の充放電ラインから切り離されることになり、逆に、前記スイッチング回路１４によって前記第２回路１３が選択されると、電流センサ１２はバッテリ１の充放電ラインに接続され、電流センサ１２によってバッテリ１の充放電電流を検出できる状態になる。
【０００９】
マイクロコンピュータを内蔵するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵという）２１には、前記電流センサ１２の出力信号が読み込まれる。
前記ＥＣＵ２１は、前記電流センサ１２で検出されるバッテリ１の充放電電流を積算することで、バッテリ１の残容量（充電状態）を検出する一方、前記電流センサ１２の出力特性が温度によって変化することによるオフセット値を求めて、前記電流センサ１２の出力について所謂ゼロ点補正を行なう。
【００１０】
前記ゼロ点補正とは、電流センサ１２に流れる電流がゼロである状態での電流センサ１２の出力をオフセット値として求め、該オフセット値に基づいて電流センサ１２の出力を補正することで、実際の電流がゼロである状態で電流の検出結果がゼロになるように補償する処理である。
更に、前記ＥＣＵ２１は、前記スイッチング回路１４の切り換え動作を制御する機能を、図２及び図３のフローチャートに示すように備えている。
【００１１】
ここで、前記ＥＣＵ２１には、キースイッチ３１のＯＮ・ＯＦＦ信号、内燃機関２の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ３２からの水温信号、内燃機関１の回転速度Ｎｅを検出する回転センサ３３からの回転信号などが入力される。
次に、図２のフローチャートに従って、スイッチング回路１４の切り換え制御及び電流センサ１２のオフセット値の検出を詳細に説明する。
【００１２】
図２のフローチャートにおいて、キースイッチ３１がＯＮされると（ステップＳ１）、前記スイッチング回路１４が第１回路１１側を選択しているか否か、換言すれば、電流センサ１２を介さずにバッテリ１の充放電電流が流れる状態であるか否かをステップＳ２で判別する。
そして、前記スイッチング回路１４が第２回路１３側を選択している場合には、ステップＳ３へ進み、第１回路１１を選択する状態に前記スイッチング回路１４を制御し、ステップＳ４における内燃機関２の始動が、第１回路１１が選択されている状態で行われるようにする。
【００１３】
内燃機関２の始動時、即ち、スタータモータ３にバッテリ電源を供給する状態では、バッテリ１の充放電ラインに最大電流が流れることになるが、このとき、第１回路１１が選択されることで、電流センサ１２はバッテリ１の充放電ラインから切り離されているため、電流センサ１２に前記最大電流が流れることはない。
従って、前記電流センサ１２に流れる電流を、前記最大電流を含まないより低い電流範囲に限定することができ、電流センサ１２の検出レンジを、前記最大電流を検出し得る大きな検出レンジに設定する必要がなく、より狭い検出レンジのセンサを用いることができる。
【００１４】
電流センサ１２の検出レンジを狭く限定できれば、バッテリ１の充放電電流を高精度に検出させることができ、特に、０Ａ付近の電流読み取り精度が向上することで、充電・放電を精度良く区別することができるようになり、バッテリ１の残容量（充電状態）の演算精度が上がる。
一方、前記スイッチング回路１４によって第１回路１１が選択される状態では、電流センサ１２が充放電ラインから切り離されることで、スタータモータ３にバッテリ電源を投入しつつ、電流センサ１２に流れる電流がゼロとなる。
【００１５】
従って、前記スイッチング回路１４によって第１回路１１が選択される内燃機関２の始動状態において、ステップＳ５では、そのときの電流センサ１２の出力をオフセット値として検出し、記憶する。
前記オフセット値に基づいて、電流センサ１２の出力を補正することで、電流センサ１２の出力のオフセットばらつきを吸収する。
【００１６】
ステップＳ６では、バッテリ１の充放電ラインに最大電流が流れる内燃機関２の始動が終了したか否かを、スタータスイッチのオン・オフや機関回転速度Ｎｅや始動開始からの経過時間などに基づいて判断する。
そして、内燃機関２の始動が終了するまでは、前記スイッチング回路１４によって第１回路１１が選択される状態を保持し、内燃機関２の始動が終了すると、ステップＳ７へ進んで、第２回路１３が選択される状態に前記スイッチング回路１４を切り換え制御する。
【００１７】
前記第２回路１３が選択される状態では、電流センサ１２がバッテリ１の充放電ラインに接続され、充放電電流が電流センサ１２で検出されるようになり、電流センサ１２で検出される充放電電流を積算することで、バッテリ１の残容量（充電状態）を検出することができるようになる。
尚、内燃機関１の始動状態では、電流センサ１２がバッテリ１の充放電電流を検出しないため、その間の放電電流を積算することができないが、始動前後のバッテリ電流に基づいて始動中における積算の放電電流を推定することが可能である。
【００１８】
また、バッテリ１の残容量（充電状態）の検出結果は、発電機５における発電電圧の制御に用いられる。
更に、始動時に電流センサ１２をバッテリ１の充放電ラインから切り離すために、前記スイッチング回路１４がスタータスイッチに直接連動して作動するようにすることができる。
【００１９】
次に、図３のフローチャートに従って、暖機後のスイッチング回路１４の切り換え制御及び電流センサ１２のオフセット値の検出を詳細に説明する。
ステップＳ１１では、内燃機関１が暖機されていて、かつ、暖機後のオフセット値の学習を行っていない状態であるか否かを判別する。
尚、内燃機関１が暖機されている否かは、冷却水温度Ｔｗに基づいて判別される。
【００２０】
そして、内燃機関１の暖機後で、かつ、暖機後のオフセット値の学習を行っていない状態であれば、ステップＳ１２へ進む。
ステップＳ１２では、前記スイッチング回路１４が第１回路１１側を選択しているか否か、換言すれば、電流センサ１２を介さずにバッテリ１の充放電電流が流れる状態であるか否かを判別する。
【００２１】
ここで、前記スイッチング回路１４が第２回路１３側を選択している場合には、ステップＳ１３へ進み、第１回路１１側が選択されるように前記スイッチング回路１４を制御し、電流センサ１２をバッテリ１の充放電ラインから切り離す。
電流センサ１２をバッテリ１の充放電ラインから切り離せば、バッテリ１の充放電を行わせつつ、電流センサ１２に流れる電流をゼロにでき、電流センサ１２のオフセット値を求めることができるので、ステップＳ１４では、オフセット値を検出して記憶する。
【００２２】
そして、オフセット値の検出・記憶が完了すると、次のステップＳ１５では、バッテリ１の充放電ラインに電流センサ１２を接続させるべく、第２回路１３が選択されるように前記スイッチング回路１４を制御する。
即ち、オフセット値の検出・記憶に必要な短時間だけ一時的に第１回路１１に切り換え、オフセット値の検出・記憶が完了すると、第２回路１３に戻してバッテリ１の充放電電流の検出を再開させる。
【００２３】
図２のフローチャートに示す処理によって、内燃機関２の始動時に電流センサ１２のオフセット値が求められるが、電流センサ１２の出力特性（オフセット値）は、温度によって変化するため、始動時の温度が低い条件で求めたオフセット値は、その後の暖機に伴う温度上昇によって実際値に対して誤差を有するようになってしまう。
そこで、図３のフローチャートでは、暖機後にオフセット値を学習させることで、始動時とは異なる暖機後のオフセット値に基づいてゼロ点補正を精度良く行わせる。
【００２４】
ここで、前記スイッチング回路１４の制御によって、電流センサ１２をバッテリ１の充放電ラインから任意のタイミングで切り離すことができるから、暖機後のオフセット値の学習を、バッテリ１の充放電が通常に行われている状態で容易に実行できる。
また、オフセット値の学習タイミングを任意に設定することが可能であるから、例えば、温度条件を複数に区分し、温度条件毎にオフセット値を学習させたり、周期的にオフセット値を学習させたりすることができる。
【００２５】
尚、電流センサ１２をバッテリ１のプラス端子側に接続する構成とすることができ、この場合、電流センサ１２の両端子を、それぞれスイッチング手段を介してバッテリ１の充放電ラインに接続する構成とすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態におけるバッテリの充放電回路を示す回路図。
【図２】実施形態における始動時のオフセット学習を示すフローチャート。
【図３】実施形態における暖機後のオフセット学習を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２７】
１…バッテリ、２…内燃機関、３…スタータモータ、４…電気負荷、５…発電機、１１…第１回路、１２…電流センサ、１３…第２回路、１４…スイッチング回路（スイッチング手段）、２１…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）、３１…キースイッチ、３２…水温センサ、３３…回転センサ
【図１】
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【図２】
2006078350.tif 000004
【図３】
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