(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの充電電流および放電電流を検出する電流検出手段と、
前記バッテリのバッテリ容量を算出するバッテリ容量算出手段と、
前記バッテリ容量算出手段によって算出されたバッテリ容量が所定値以下であるときに、前記電流検出手段によって検出された前記バッテリの充電電流および放電電流の積算処理を行い、それ以外のときにこの積算処理を停止する電流積算手段と、
前記電流積算手段による積算値に基づいてバッテリ容量の残量表示を行う残量表示手段と、
を備え、前記残量表示手段は、前記電流積算手段による積算値が所定値を越えた状態にあるときに、バッテリ容量の残量表示を行わないことを特徴とするバッテリ残量表示装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記バッテリ容量算出手段は、前記電流検出手段によって検出された前記バッテリの充電電流に基づいてバッテリ容量の算出を行うことを特徴とするバッテリ残量表示装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
前記バッテリ容量算出手段は、前記電流検出手段によって検出された前記バッテリの充電電流と、前記電圧検出手段によって検出された前記バッテリの端子電圧とに基づいてバッテリ容量の算出を行うことを特徴とするバッテリ残量表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記電流積算手段によって前記積算処理の実行、停止を行うバッテリ容量はほぼ８０％に設定されていることを特徴とするバッテリ残量表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記バッテリ容量算出手段によって算出されたバッテリ容量が所定値以下になって前記電流積算手段による積算処理を開始する際に積算初期値の設定を行う積算初期値設定手段をさらに備えることを特徴とするバッテリ残量表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乗用車、トラック、船舶、航空機等の運搬機器や輸送機器に搭載されるバッテリの電池容量を表示するバッテリ残量表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、乗用車等に搭載されたバッテリの電池容量を運転者等に提示するバッテリ残量表示装置が知られている。例えば、特開昭６１−２０９３７１号公報には、充放電電流を積算することにより電池容量の残量表示を行うとともに、所定のタイミングで積算量をリセットする「電池容量の残量表示回路」が開示されている。この残量表示回路によって車載のバッテリの残量表示を行うことにより、電池容量が少なくなった場合にこの状況を運転者に知らせることができるため、運転者は、電気負荷の使用を控えてバッテリ上がりが生じることを事前に防止することができるようになる。また、この残量表示回路では、所定のタイミングで積算値をリセットするため、誤差が累積することを防止することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、充放電電流の積算量に基づいてバッテリの残量を算出する場合に、充電量と放電量の比（充電量／放電量）で表されるバッテリ容量が８０％以上では充電効率が大きく低下することが知られており、充電効率の低下によって、実際のバッテリの残量と、充放電電流の積算量に基づいて算出した残量との差が大きくなり、残量表示の誤差が大きくなるという問題があった。
【０００４】
図４は、充電量と放電量の比と充電効率との関係を示す図である。この関係は、例えば昭和４３年１０月発行の「ＧＳ  Ｎｅｗｓ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ」の第２７巻、第２号の３１ページに開示されている。
図４に示すように、充電量と放電量の比が０〜８０％の範囲では充電効率がほぼ１００％であるのに対し、この比が８０％を超えると充電効率が急激に低下することがわかる。充電効率が低下すると、同じ充電電流を流してもバッテリ残量の変化の度合いが鈍くなるため、この現象を考慮せずにバッテリの残量表示を行うと、実際の残量との誤差が大きくなる。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、残量表示の誤差を低減することができるバッテリ残量表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のバッテリ残量表示装置は、電流検出手段、バッテリ容量算出手段、電流積算手段および残量表示手段を備えている。電流検出手段は、バッテリの充電電流および放電電流を検出する。バッテリ容量算出手段は、バッテリのバッテリ容量を算出する。電流積算手段は、バッテリ容量算出手段によって算出されたバッテリ容量が所定値以下であるときに、電流検出手段によって検出されたバッテリの充電電流および放電電流の積算処理を行い、それ以外のときにこの積算処理を停止する。残量表示手段は、電流積算手段による積算値に基づいてバッテリ容量の残量表示を行う。バッテリ容量が所定範囲にあるときに高い充電効率となることが知られており、この充電効率が高いときに充放電電流の積算値に基づくバッテリ容量の残量表示を行うことにより、残量表示の誤差を低減することができる。
また、上述した残量表示手段は、電流積算手段による積算値が所定値を越えた状態にあるときに、バッテリ容量の残量表示を行わない。充電効率が低く、算出したバッテリ容量の信頼性が低い場合の残量表示を中止することにより、不要な表示を省くことができる。
【０００７】
また、上述したバッテリ容量算出手段は、電流検出手段によって検出されたバッテリの充電電流に基づいてバッテリ容量の算出を行う。充電電流を考慮することにより、正確にバッテリ容量の算出を行うことが可能になる。
また、バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段をさらに備えるとともに、上述したバッテリ容量算出手段は、電流検出手段によって検出されたバッテリの充電電流と、電圧検出手段によって検出されたバッテリの端子電圧とに基づいてバッテリ容量の算出を行うことが望ましい。バッテリ容量が変化したときにバッテリの端子電圧も変化するため、充電電流とともにこの端子電圧を考慮することにより、バッテリ容量をさらに正確に算出することが可能になる。
【０００８】
また、上述した電流積算手段によって積算処理の実行、停止を行うバッテリ容量はほぼ８０％に設定されていることが望ましい。バッテリ容量が８０％を超えると充電効率が急激に低下するため、この値を境界として積算処理の実行、停止の判定を行うことにより、バッテリ容量の残量表示の誤差を最小にすることができる。
【００１０】
また、上述したバッテリ容量算出手段によって算出されたバッテリ容量が所定値以下になって電流積算手段による積算処理を開始する際に積算初期値の設定を行う積算初期値設定手段をさらに備えることが望ましい。これにより、実際のバッテリ容量とな異なる残量表示を行うことができるため、余裕を持ったバッテリ容量の残量表示を行うことが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のバッテリ残量表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態のバッテリ残量表示装置の構成を示す図である。図１に示すバッテリ残量表示装置１は、乗用車等に搭載されたバッテリ６０の残量表示を行う。バッテリ６０にはエンジン（Ｅ／Ｇ）５０によって回転駆動される交流発電機５２が接続されている。また、このバッテリ６０には電気負荷５４が並列に接続されており、この電気負荷５４に対しては交流発電機５２あるいはバッテリ６０から電力供給が行われる。
【００１２】
バッテリ残量表示装置１は、充放電電流検出装置１０、バッテリ電圧検出回路１２、充電電流検出回路１４、バッテリ容量算出回路１６、充放電電流積算回路１８、積算解除回路２０、バッテリ残量表示部２２を含んで構成されている。
充放電電流検出装置１０は、バッテリ６０の一方の端子を介して流れる充電電流および放電電流の検出を行う。バッテリ電圧検出回路１２は、バッテリ６０の端子電圧を検出する。充電電流検出回路１４は、充放電電流検出装置１０を用いて検出されたバッテリ６０の充電電流および放電電流の中から充電電流のみを抽出して検出する。バッテリ容量算出回路１６は、バッテリ容量が所定の閾値以下になったことを検出する。例えばこの閾値は８０％に設定されている。
【００１３】
充放電電流積算回路１８は、充放電電流検出装置１０によって検出された充電電流および放電電流を積算することにより、その時点におけるバッテリ６０の充電量（バッテリ残量）を算出する。積算解除回路２０は、充放電電流積算回路１８による積算値が所定値以上になったときに、この積算値をリセットする。バッテリ残量表示部２２は、充放電電流積算回路１８によって算出された積算値に基づいてバッテリ容量の表示を行う。
【００１４】
上述した充放電電流検出装置１０、充電電流検出回路１４が電流検出手段に、バッテリ電圧検出回路１２が電圧検出手段に、バッテリ容量算出回路１６がバッテリ容量算出手段に、充放電電流積算回路１８が電流積算手段に、バッテリ残量表示部２２が残量表示手段にそれぞれ対応する。
【００１５】
本実施形態のバッテリ残量表示装置はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。本実施形態では、バッテリ容量が所定値以下の場合に残量表示が行われ、それ以外の場合には残量表示が行われないものとする。
バッテリ容量が所定値以上の場合
バッテリ容量算出回路１６は、充電電流検出回路１４によって検出されたバッテリ６０の充電電流と、バッテリ電圧検出回路１２によって検出されたバッテリ６０の端子電圧に基づいてバッテリ容量を求め、この求めたバッテリ容量が所定値（例えば８０％）を超えている場合に、充放電電流積算回路１８に対して積算処理の停止指示を送る。充放電電流積算回路１８は、この停止指示に応じて充放電電流の積算処理を停止する。また、充放電電流積算回路１８による積算処理が停止されると、バッテリ残量表示部２２によるバッテリ容量の表示も行われず、非警報状態となる。
【００１６】
図２は、バッテリ容量と充電電流との関係を示す図である。なお、図２において「Ｈｉ」、「Ｍｅ」、「Ｌｏ」のそれぞれに対応する特性線は、バッテリ６０の異なる端子電圧（バッテリ電圧）に対応しており、「Ｈｉ」が高いバッテリ電圧に、「Ｌｏ」が低いバッテリ電圧に、「Ｍｅ」が中間のバッテリ電圧にそれぞれ対応している。図２に示すように、バッテリ電圧を検出しただけではバッテリ容量は一意に決まらない。このため、本実施形態のバッテリ容量算出回路１６は、バッテリ電圧検出回路１２によって検出されたバッテリ電圧と、充電電流検出回路１４によって検出された充電電流の両方に基づいてバッテリ容量を求めている。これにより、正確にバッテリ容量を求めることができる。
【００１７】
バッテリ容量が所定値以下の場合
バッテリ容量が所定値以下の場合にはバッテリ容量算出回路１６から停止指示が出力されないため、充放電電流積算回路１８は、充放電電流検出装置１０によって検出されたバッテリ６０の充放電電流を積算する処理を行う。このとき、バッテリ残量表示部２２は、充放電電流積算回路１８による積算値に対応したバッテリ容量の残量表示を行う。したがって、車両の運転者等は、バッテリ残量表示部２２によって表示されたバッテリ容量を見ることにより、電気負荷の使用状況を確認したり、必要に応じて使用状態を調整することができる。例えば、バッテリ容量が残り少ない場合には、その時点での電気負荷の使用を中止することにより、バッテリ上がりが生じることを未然に防止することができる。
【００１８】
また、このようにして充放電電流積算回路１８による充放電電流の積算処理を行っているときに、この積算値が所定値以上になると、積算解除回路２０は、充放電電流積算回路１８の積算処理を解除する。これにより、充放電電流積算回路１８による積算処理が停止されて、バッテリ残量表示部２２によるバッテリ容量の表示も停止され、再び非警告の状態に移行する。
【００１９】
このように、本実施形態のバッテリ残量表示装置では、バッテリ容量が所定値以下であることをバッテリ容量算出回路１６によって検出したときに、充放電電流積算回路１８による充放電の積算処理を行っている。したがって、充電効率が高い場合に限って充放電電流の積算処理を行うことにより、充放電流の積算値に基づいてバッテリ容量を算出した場合の誤差を低減することができる。
【００２０】
〔第２の実施形態〕
図３は、第２の実施形態のバッテリ残量表示装置の構成を示す図である。図３に示すバッテリ残量表示装置１Ａは、充放電電流検出装置１０、バッテリ電圧検出回路１２、充電電流検出回路１４、バッテリ容量算出回路１６、充放電電流積算回路１８、積算解除回路２０、バッテリ残量表示部２２、積算初期値設定回路２４を含んで構成されている。このバッテリ残量表示装置１Ａは、第１の実施形態のバッテリ残量表示装置１に対して、バッテリ容量算出回路１６と充放電電流積算回路１８の間に積算初期値設定回路２４を追加した点が異なっている。この積算初期値設定回路２４が積算初期値設定手段に対応する。
【００２１】
積算初期値設定回路２４は、バッテリ容量算出回路１６による停止指示の出力動作が解除されたとき、すなわち、バッテリ容量が所定値（例えば８０％）を下回ったタイミングで、充放電電流積算回路１８の積算初期値を設定する。例えば、実際のバッテリ容量が８０％のときに、これよりも低い（例えば７０％）バッテリ容量に対応する積算初期値を設定することが可能になる。これにより、余裕を持ったバッテリ容量の残量表示を行うことが可能になる。すなわち、バッテリ容量の残量表示を実際よりも少な目に行うことにより、電気負荷の早期の使用中止を促すことが可能になり、バッテリ上がりの発生を確実に防止することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、エンジン５０を動力源とする車両に搭載されたバッテリ６０に接続されたバッテリ残量表示装置１、１Ａについて説明したが、バッテリ６０の設置状態や充電系統については様々な組み合わせが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態のバッテリ残量表示装置の構成を示す図である。
【図２】バッテリ容量と充電電流との関係を示す図である。
【図３】バッテリ残量表示装置の変形例を示す構成図である。
【図４】充電量と放電量の比と充電効率との関係を示す図である。
【符号の説明】
１、１Ａ  バッテリ残量表示装置
１０  充放電電流検出装置
１２  バッテリ電圧検出回路
１４  充電電流検出回路
１６  バッテリ容量算出回路
１８  充放電電流積算回路
２０  積算解除回路
２２  バッテリ残量表示部
２４  積算初期値設定回路
５０  エンジン（Ｅ／Ｇ）
５２  交流発電機
５４  電気負荷
６０  バッテリ
【図１】
0004753146.tif 000002
【図２】
0004753146.tif 000003
【図３】
0004753146.tif 000004
【図４】
0004753146.tif 000005