(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンを主たる動力源とする車両のエンジンスタータ用バッテリーの状態検出を行い、駆動電力は前記バッテリーより供給され、内部に前記バッテリーの状態に関する情報を記録する不揮発性メモリを有し、オルタネータが稼動している事を検出して稼動期間の全てもしくは一部で前記不揮発性メモリの内容を通信により外部に送出する車両用バッテリーの状態検出装置。
【請求項２】
前記オルタネータの稼動検出方法として一定時間内のバッテリー端子の変動を検出する事を特徴とする請求項１記載の車両用バッテリーの状態検出装置。
【請求項３】
前記通信を開始手順がオルタネータの稼動開始を検出してから開始される事を特徴とする請求項１記載の車両用バッテリーの状態検出装置。
【請求項４】
エンジンを主たる動力源とする車両のエンジンスタータ用バッテリーの状態検出を行い、駆動電力は前記バッテリーより供給され、内部に前記バッテリーの状態に関する情報を記録する不揮発性メモリを有し、オルタネータが停止する瞬間を検出して前記不揮発性メモリの内容を通信により外部に送出する手順を開始する車両用バッテリーの状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンを主たる動力に用いる車両のスタータ用バッテリーの状態検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年モータリゼーションが進む中、外部からの救助を要する車両故障の原因として始動用バッテリー不具合の占める割合が増加、最大原因となっている。（日本自動車工業会２００３年調査結果）現在市中を走行する多くの車両はエンジンを動力源とし、エンジン始動時にバッテリーより電力の供給を受けてスターターモータを稼動する構成を採っている。こうした構成の場合、バッテリーの不具合が発生するとエンジン始動不能となり、外部から電力の供給を受けエンジンを始動する事となる。近傍にエンジンが稼動している車両が無ければ特定業者を呼び、エンジンを始動してもらう。
【０００３】
この様にバッテリー不具合は時間と費用を要するので望ましく無い。自動車自体にバッテリー警告灯は具備されているが車両の充電系統の異常を示す機能であり電池の劣化を検出して事前に始動ミスを警告する機能では無い。その為、電池の電圧や内部抵抗を計測して電池表面に表示したりブザーで警告したりする物が実用化されている。こうした電気的な検出および表示を行う場合内部にマイコンやＤＡコンバータを設け電池電圧などにより電池の劣化を判定するのが一般的である。判定の精度を上げるためにバッテリーの特性の経時変化を不揮発性メモリ等に記憶する。
【０００４】
こうしたバッテリーの状態検出装置を市販した場合、劣化判定した時により詳しい情報を得たいと有要望がある。これは電池の使われていた環境情報や使われ方などと劣化の因果関係を調べ電池に問題があったのか、車両に問題が有ったのか、極端に放置されたのか、など使用され方を知る事でより適切な対応が出来るためである。こうした情報は一般的に検出器本体の表示装置で表示するのが困難なため外部の端末などに通信によりデータを転送して表示したり解析する構成を採るのが一般的である。
【０００５】
こうした構成を取るために従来は、検出装置にスイッチを設けスイッチ操作により内部の情報をシリアル通信で出力する物があった（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
又、一般的には双方向赤外線通信ポートや双方向ＲＳ２３２Ｃポートを設け外部端末から通信要求する構成の物も有った。こうした構成を採ると随時端末からの通信要求を受け付けて情報を即座に送信出来るので利便性は高くなるが双方向通信の部品を設けたり、スイッチやコネクタを設ける為検出装置本体のコストアップにつながっていた。
【特許文献１】特開２００５−３２７６０４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６４００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように従来の構成ではスタータ用バッテリーの状態検出装置の内部情報を読み出す為の通信要求を外部から入力するのでスイッチや双方向通信の部品、コネクタを設ける為コストアップにつながっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した課題を解決する為に本発明の請求項１に係る発明は、エンジンを主たる動力源とする車両のエンジンスタータ用バッテリーの状態検出を行い、駆動電力は前記バッテリーより供給され、内部に前記バッテリーの状態に関する情報を記録する不揮発性メモリを有し、オルタネータが稼動している事を検出して稼動期間の全てもしくは一部で前記不揮発性メモリの内容を通信により外部に送出することを特徴とする車両用バッテリーの状態検出装置であり、前記の状態検出装置は、スイッチや赤外線入出力装置を設けることなく常時通信で外部に情報を送出することが出来る。この場合、送信に必要な部品を最低限にするために通信方式は可視光もしくは赤外線のＬＥＤを用いた光通信が望ましい。これにより赤外線ＬＥＤ、１個と電流制限回路のみで通信回路が構成出来る。しかしこの場合ＬＥＤ点滅に要する電力が常時バッテリーから持ち出しとなりバッテリーを消耗する問題がある。そこで通信を行う期間をオルタネータが発電している期間に限定する。これにより停車中のバッテリーの消耗を防止出来る。
【０００９】
又本発明の請求項２に関わる発明は請求項１のバッテリーの状態検出装置においてオルタネータの動作検出をバッテリーの端子電圧で行う。バッテリー端子電圧は電池の状態を検出する為に常時測定しているので特別な部品を追加しないで検出可能である。
【００１０】
又本発明の請求項３に関わる発明は請求項１のバッテリーの状態検出装置において利便性を高める方法でありオルタネータが動作してから５秒後など予め定めた時間後に送信を始める事とした場合外部に取り付ける受信端末にもオルタネータの始動を検出する機能を持たせておけば検出器の送信に併せて受信を開始出来るので利便性が高まる。
【００１１】
又、オルタネータが動作している状態では通常数十アンペアの電流で充放電しているので通信に使用される電力、数ｍＡはほとんど問題とされない。従って通信に１０秒要する場合はオルタネータの始動を検出してから５秒後、１６秒後、２７秒後などと決めておく事も可能である。これにより１回目の通信が失敗しても２回目の通信を待って受信する事が出来る。通信が失敗するたびに失敗のメッセージと通信再開までの時間を受信端末に表示できるので操作性が向上する。
【００１２】
又、本発明の請求項４に関わる発明は、エンジンを主たる動力源とする車両のエンジンスタータ用バッテリーの状態検出を行い、駆動電力は前記バッテリーより供給され、内部に前記バッテリーの状態に関する情報を記録する不揮発性メモリを有し、オルタネータが停止する瞬間を検出して前記不揮発性メモリの内容を通信により外部に送出する手順を開始する車両用バッテリーの状態検出装置とするもので、いまひとつの解決方法として、オルタネータの動作が終了してから一定時間送信する方法である。この場合永続的に送信続けるとバッテリーの消耗につながるので一定時間で送信を打ち切る必要が有るが同様に利便性がある。
【発明の効果】
【００１３】
前記した本発明のバッテリーの状態検出装置によれば新たに赤外線送受信ポートやＲＳ−２３２Ｃポート、スイッチ等を設けることなく外部端末に赤外線ＬＥＤとその電流制限回路を付与するのみで通信出力が可能となりローコストで高い利便性を実現で来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるバッテリーの状態検出装置のハード構成を示す図である。図１において１はバッテリー負極と接続する端子、２は正極と接続する端子である。３は接続リード線であり４はその絶縁被服を示す。５はバッテリーから電力の供給を受けマイコンやＬＥＤに電力を供給する為の安定化電源である。６はマイコン部であり安定化電源より電源の供給を受けバッテリー正負極端子に接続された電池電圧検出線を通してバッテリーの電圧を検出する。内部にはＡ／Ｄコンバータと不揮発性メモリの一群からフラッシュメモリを選択し、これらの機能を合わせ持つ。Ａ／Ｄコンバータは端子１，２間の電圧を１ｍｓｅｃ  に１度検出する。検出した電池電圧より車両が走行状態にあるか否か、バッテリーの劣化レベルの変動、バッテリーの使用時間のカウントアップ、充電電圧レベルと異常の有無等を算出して判定し、結果をフラッシュメモリに記憶するとともに劣化レベルはバッテリー状態表示用ＬＥＤ７に出力する。
【００１６】
８は通信用赤外線ＬＥＤである。端子１，２間の電圧変動が毎秒  ±０．０３Ｖを超えた場合オルタネータ動作中と判断し、１秒間の休止の後通信を開始する。通信モードではマイコン部がフラッシュメモリの内容を通信用赤外発光ＬＥＤ８を通して外部に出力する。ＬＥＤには３８ｋＨｚの変調波に載せて出力される。９はＬＥＤの電流制限抵抗である
。通信は送信データの量によるが通常６０秒程度で完了する。通信エラーを想定してオルタネータの動作中は繰り返し送信してもよい。
【００１７】
図２に本発明の実施の形態１におけるバッテリーの状態検出装置を車両に搭載されているバッテリーに接続した状態で専用の読み取り器を用いてパソコンにフラッシュメモリのデータを転送している時の構成を示す。状態検出装置１４の接続端子１，２はバッテリーの端子２２に取付金具を介して接続される。状態検出装置ハウジングは両面テープによりバッテリー２３の上面に固定される。受信端末は読み取り器とパソコンで構成される。接続用クリップ２１でバッテリー状態表示器端子１，２に接続する。又、読み取り器２４とパソコン２６はＵＳＢケーブル２５を介して接続する。２４は内部にＡ／Ｄコンバータ２７、赤外線受光モジュール１５、マイコン部２８を有し各部品は電源線３０及び信号線２９により接続されている。
【００１８】
これらの構成部品はＵＳＢケーブルを介してパソコンより電力の供給を受ける。読み出し作業にあたり、状態検出装置の通信用赤外ＬＥＤ８と読み取り器の赤外線受光モジュールは見える位置に設置する。エンジンは停止した状態で２１の接続用クリップを電池端子に接続する。接続後専用の読み取りソフトをパソコンで起動する。これにより読み取り器はＵＳＢケーブルを介してパソコンからフラッシュ読み取りの指令を受ける。読み取り器はＡ／Ｄコンバータを起動してバッテリー端子電圧の変化を調べ、赤外線受光部で通信データの検出を行う。電圧変化が毎秒±０．０３Ｖ  以上の変動を検出してから１．２秒以上経過しても通信データを検出出来なかった場合はエラー表示を表示して通信データの再送を待つ。通信データを受信できた場合は受信中の表示をして受信を行う。受信したデータはＵＳＢケーブルを介してパソコンに転送されデータを表示する。
【００１９】
図１０に本発明の実施の形態１におけるバッテリーの状態検出装置の動作フローを示す。バッテリーの状態検出装置はバッテリーに接続されるとこの動作フローを無限に繰り返す。バッテリー状態検出装置はオルタネータが稼動しているか否かのチェックを行う。オルタネータが稼動していない場合バッテリー状態検出装置は通常のバッテリー状態検出動作を行う。オルタネータが稼働中で通信回数がこの場合５回に設定されているが５回満たなかった場合、メモリの内容を通信で読み取り器の方に送り出す。
【００２０】
本発明のバッテリーの状態検出装置と比較例のバッテリーの状態検出装置を作成し部品点数、部品単価、ハウジングサイズを比較した。
【００２１】
本発明例のバッテリーの状態検出装置（実施の形態１）の基本構成を図１、データ読み取り器を組み合わせた状態を図２に示した。
【００２２】
本発明のバッテリーの状態検出装置と同様の機能を有する物従来例Ａ、Ｂ、Ｃ、をそれぞれ図４、図５、図６に示した。又、車両に搭載されたバッテリーに接続した状態でデータ読み取り器を組み合わせた状態を図７、図８、図９に示した。
【００２３】
共通で使用した部品はマイコン部６は８ビット、車載グレード、１０ビットＡＤコンバータ、汎用ＩＯポート、８ｋバイトフラッシュメモリ、ＵＳＡＲＴの機能を有する。安定化電源５は３端子レギュレータとコンデンサーで構成されバッテリーの電圧から３Ｖの安定化電源を供給している。バッテリー状態表示用ＬＥＤ７はチップタイプの高輝度型である。９は電流規制抵抗で０．１２５Ｗ５００Ωの物を使用している。これはＬＥＤによる消費電流を低く抑えるためで停車中の消費電流を減らす目的である。通信用赤外ＬＥＤ８も同等の抵抗を使用しているが通信の信頼性を挙げる為１００Ω程度の抵抗を用いても良い。
【００２４】
接続したバッテリーは市販のＤ２６サイズのバッテリーである。データ読み取り器は個々の物に合わせて作成したがこれらは直接製品コストや寸法に影響しないので詳細な仕様は明記しない。又、データ読み出しに使用したパソコンは一般に販売されているＲＳ２３２ＣとＵＳＢ端子を有した物を使用した。又読み取り器との通信はカスタムプログラムが必要であるがこれもバッテリーの状態検出装置の仕様に合わせた物であり製品コストや製品仕様に影響を与えないので詳細な説明は省く。
【００２５】
次に従来例Ａ  について図４及び図７に従い説明する。図４における本発明との異差は１５の赤外線受光モジュールを有している事である。このモジュールで送信要求を検出する。読み取り器からの送信要求信号によりマイコン部は通信を開始する。図７に車載されたバッテリーに接続されデータ読み出し器と組み合わさった状態を示す。パソコンからフラッシュメモリの読み出し指令がＵＳＢケーブルを介してデータ読み出し器に送られるとデータ読み出し器のマイコン部が通信用赤外ＬＥＤ８に信号を送る。これがバッテリーの状態検出装置２３の赤外線受光モジュール１５に伝わりさらにマイコン部６に伝わる。その結果通信を開始する。それ以降は本発明と同様にしてバッテリーの状態検出装置からデータ読み出し器、パソコンへとフラッシュメモリの内容は伝えられる。
【００２６】
次に従来例Ｂについて図５及び図８に従い説明する。図５における本発明との異差はスイッチ１６を有している事である。スイッチ１６は復帰式のスイッチであり１ショット信号をマイコン部６が検出すると通信を開始する。以降は従来例Ａと同様の動作となる。
【００２７】
次に従来例Ｃについて図６及び図９に従い説明する。図６における本発明との異差はラインドライバ・レシーバＩＣ１７とＲＳ２３２Ｃコネクタ１８を有する事である。車載状態でデータを読み出す構成を図３に示す。この様にこの構成の場合はデータ読み出し器は不要となる。パソコンのＲＳ２３２Ｃコネクタとバッテリーの状態監視装置のＲＳ２３２Ｃコネクタ１８を市販されているＲＳ２３２Ｃケーブルで接続すればデータの読み出しが可能となる。フラッシュメモリの読み出し指令はＲＳ２３２Ｃケーブルを介してパソコンから送られる。通信でバッテリーの状態検出装置のマイコン部が受け取ると送信を開始する。
【００２８】
以下に本発明による実施の形態１と従来例  Ａ、Ｂ、Ｃについて主な構成部品と単価を下表に示す。
【００２９】
【表１】
0005262008.tif 000002
【００３０】
表１の結果から、本発明によれば部品点数を削減して安価でコンパクトなバッテリーの状態検出装置で記憶されたフラッシュメモリの内容を容易に読み出す事が可能となり利用者や生産者に高い利便性を提供するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように本発明によれば、少ない部品点数でマイコン部のフラッシュメモリ等に記録されたバッテリーの履歴データを読み出すことが可能なバッテリーの状態検出装置を提供でき製品コストの低減と製品のコンパクト化に貢献出来る点で優れている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のバッテリーの状態検出装置の実施の形態１の構成図
【図２】状態検出装置の実施の形態１を車両搭載の状態でデータ読み取り器及びパソコンに接続した形態を示す図
【図３】本発明のバッテリーの状態検出装置の実施の形態１の動作フロー図
【図４】従来例Ａのバッテリーの状態検出装置の構成図
【図５】従来例Ｂのバッテリーの状態検出装置の構成図
【図６】従来例Ｃのバッテリーの状態検出装置の構成図
【図７】従来例Ａのバッテリーの状態検出装置を車両搭載の状態でデータ読み取り器及びパソコンに接続した形態を示す図
【図８】従来例Ｂのバッテリーの状態検出装置を車両搭載の状態でデータ読み取り器及びパソコンに接続した形態を示す図
【図９】従来例Ｃのバッテリーの状態検出装置を車両搭載の状態でデータ読み出しのためにパソコンに接続した形態を示す図
【符号の説明】
【００３３】
１    負極接続端子
２    正極接続端子
３    リード線
４    フレキシブルテープ
５    安定化電源
６    マイコン部
７    バッテリー状態表示用ＬＥＤ
８    通信用赤外線ＬＥＤ
９    ＬＥＤ電流制限用抵抗
１０    安定化電源用電源線
１１    電池電圧検出線
１２    マイコン用電源線
１３    回路基板
１４    バッテリー状態検出装置ハウジング
１５    赤外線受光モジュール
１６    通信モード切替用スイッチ
１７    ラインドライバ・レシーバＩＣ
１８    ＲＳ２３２Ｃコネクタ
１９    車両アース側ケーブル
２０    車両＋１２Ｖ  電源ケーブル
２１    データ読み取り器接続用クリップ線
２２    バッテリー端子部およびケーブル取り付け金具
２３    バッテリー
２４    読み取り器ハウジング
２５    ＵＳＢケーブル及びコネクタ
２６    パソコン
２７    バッテリー端子電圧検出線
２８    読み取り器マイコン部
２９    データ通信線
３０    電源線
【図１】
0005262008.tif 000003
【図２】
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【図３】
0005262008.tif 000005
【図４】
0005262008.tif 000006
【図５】
0005262008.tif 000007
【図６】
0005262008.tif 000008
【図７】
0005262008.tif 000009
【図８】
0005262008.tif 000010
【図９】
0005262008.tif 000011