(57)【要約】【課題】車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を自動的に検出する。【解決手段】このバッテリ容量検出装置は、バッテリＢの出力電流を検出する電流センサ３と、車両のエンジン始動時のバッテリＢのバッテリ充電残度を検出する充電残度検出手段７ａと、バッテリＢのバッテリ充電残度が所定のバッテリ充電残度に達したか否かの検知を行う検知手段７ｂと、前記エンジン始動時から検知手段７ｂによりバッテリＢのバッテリ充電残度が所定のバッテリ充電残度に達した事が検知されるまでの間に電流センサ３により検出される電流量を積算する電流積算手段７ｃと、前記所定のバッテリ充電残度と充電残度検出手段７ａにより検出されたエンジン始動時点のバッテリ充電残度との差分値および電流積算手段７ｃにより積算された積算電流量に基づき、バッテリＢのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出手段７ｄとを備える。【選択図】図１
2007230465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出装置であって、
前記バッテリの出力電流を検出する電流センサと、
車両のエンジン始動時の前記バッテリのバッテリ充電残度を検出する充電残度検出手段と、
前記バッテリのバッテリ充電残度が所定のバッテリ充電残度に達したか否かの検知を行う検知手段と、
前記エンジン始動時から、前記検知手段によって前記バッテリのバッテリ充電残度が前記所定のバッテリ充電残度に達した事が検知されるまでの間に前記電流センサにより検出される電流量を積算する電流積算手段と、
前記所定のバッテリ充電残度と前記充電残度検出手段により検出された前記エンジン始動時のバッテリ充電残度との差分値、および前記電流積算手段により積算された積算電流量に基づき、前記バッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ容量検出装置。
【請求項２】
前記所定のバッテリ充電残度は、９０％から満充電までの間の所定値である事を特徴とする請求項１に記載のバッテリ容量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載されたバッテリの現時点のバッテリ残容量を検出し、その現時点のバッテリ残容量に基づいてバッテリの状態管理を行うバッテリ状態管理装置が提案されている。
【０００３】
その際、現時点のバッテリ残容量は以下の様に検出される。即ち、予め設定されたそのバッテリのバッテリ容量にエンジン始動時のバッテリ充電残度が積算されてエンジン始動時のバッテリ残容量が求められ、そのバッテリ残容量に、電流センサにより検出されるバッテリの出力電流が積算されることで、現時点のバッテリ残容量が検出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のバッテリ状態管理装置では、上記の様にして現時点のバッテリ残容量を検出するので、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を予め設定しておく必要がある。
【０００５】
そのため、車両に搭載するバッテリをバッテリ容量の異なるバッテリに載せ換える毎に、バッテリ容量を手作業で設定し直す必要があるという欠点や、バッテリ容量の不明なバッテリを搭載できないという欠点もある。
【０００６】
そこで、この発明の課題は、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を自動的に検出するバッテリ容量検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出装置であって、前記バッテリの出力電流を検出する電流センサと、車両のエンジン始動時の前記バッテリのバッテリ充電残度を検出する充電残度検出手段と、前記バッテリのバッテリ充電残度が所定のバッテリ充電残度に達したか否かの検知を行う検知手段と、前記エンジン始動時から、前記検知手段によって前記バッテリのバッテリ充電残度が前記所定のバッテリ充電残度に達した事が検知されるまでの間に前記電流センサにより検出される電流量を積算する電流積算手段と、前記所定のバッテリ充電残度と前記充電残度検出手段により検出された前記エンジン始動時のバッテリ充電残度との差分値、および前記電流積算手段により積算された積算電流量に基づき、前記バッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出手段と、を備えるものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記所定のバッテリ充電残度は、９０％から満充電までの間の所定値であるものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、所定のバッテリ充電残度とエンジン始動時のバッテリ充電残度との差分値、およびエンジン始動時からバッテリのバッテリ充電残度が前記所定のバッテリ充電残度に達するまでの間の積算電流量（即ちその間にバッテリに充電される充電電流量）に基づき、バッテリのバッテリ容量を検出するので、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を自動的に検出できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、所定のバッテリ充電残度は９０％から満充電までの間の所定値であるので、バッテリの出力電流を利用することで簡単にバッテリの充電残度が当該所定のバッテリ充電残度に達したか否かの検出が行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この実施の形態に係るバッテリ容量検出装置は、車両に搭載されたバッテリＢのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出装置であって、図１の様に、バッテリＢの出力電流を検出する電流センサ３と、バッテリＢの出力電圧を検出する電圧センサ５と、電流センサ３および電圧センサ５の検出結果に基づきバッテリＢのバッテリ容量を検出する処理部７と、処理部７の処理に必要なデータ等を記憶する記憶部９とを備える。
【００１２】
バッテリＢは、その負極が接地され、その正極がイグニションスイッチＩＧを介してスタータＳＴおよび車載機器１３に接続されている。これにより、イグニションスイッチＩＧがオンにされると、イグニションスイッチＩＧを介してバッテリＢからの給電が車載機器１３およびスタータＳＴに供給（放電）され、そのスタータＳＴにより車両のエンジンが始動される。尚、バッテリＢは、車両の走行中は、車両に搭載された発電機（不図示）により充電される。
【００１３】
処理部７は、電圧センサ５の検出結果に基づき車両のエンジン始動時のバッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣoを検出する充電残度検出手段７ａと、電流センサ３の検出結果に基づきバッテリＢの現時点のバッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣs（ここでは満充電）に達したか否かの検知を行う検知手段７ｂと、前記エンジン始動時から、検知手段７ｂによってバッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣnが前記所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsに達した事が検知されるまでの間にバッテリＢに充電された充電電流量ΔＱを検出する充電電流量検出手段７ｃと、前記所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsと充電残度検出手段７ａにより検出されたエンジン始動時のバッテリ充電残度ＳＯＣoとの差分値ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣs−ＳＯＣo）および充電電流量検出手段７ｃにより検出された充電電流量ΔＱに基づき、バッテリＢのバッテリ容量ＣをＣ＝ΔＱ／ΔＳＯＣとして検出するバッテリ容量検出手段７ｄとを備える。
【００１４】
充電残度検出手段７ａは、電圧センサ５の検出結果から、前記エンジン始動時のバッテリＢの放電前開放電圧（以後、開放電圧と呼ぶ）Ｖoおよび放電後下限電圧（以後、下限電圧と呼ぶ）ＶLを取得し、それら開放電圧Ｖoおよび下限電圧ＶLと、予め記憶部９に記憶された新品バッテリの開放電圧と下限電圧との関係を表した特性曲線Ｉの情報とに基づき、図２を参照して、以下の様にして前記エンジン始動時のバッテリ充電残度ＳＯＣoを検出する。
【００１５】
尚、図２のグラフは縦軸が下限電圧、横軸が開放電圧である。また点Ｐoは、電圧センサ５により検出された前記エンジン始動時のバッテリＢの開放電圧Ｖoおよび下限電圧ＶLで定義される点である。また点ＰEは、バッテリＢのゼロ充電時の下限電圧ＶLEおよび開放電圧ＶoEで定義される点である。またＶoIFは、特性曲線Ｉから得られる、新品バッテリの満充電時の開放電圧である。またＶoIEは、特性曲線Ｉから得られる、新品バッテリのゼロ充電時の開放電圧である。またＶLEは、特性曲線Ｉから得られる、新品バッテリのゼロ充電時の下限電圧である。
【００１６】
即ち、充電残度検出手段７ａは、図２を参照して、まず上記の特性曲線Ｉの情報および下限電圧ＶLに基づき、特性曲線Ｉにおける下限電圧ＶLに対応する開放電圧ＶoIを求める。そして充電残度検出手段７ａは、バッテリＢのゼロ充電時の開放電圧ＶoEを、下限電圧ＶoIFとその下限電圧ＶoEとの差分値とその下限電圧ＶoEと下限電圧ＶoIEとの差分値との比が、下限電圧ＶoIFと下限電圧Ｖoとの差分値と下限電圧Ｖoと下限電圧ＶoIとの差分値との比と同じになる値として推定する。そして充電残度検出手段７ａは、下限電圧ＶoIFとその推定した下限電圧ＶoEとの差分値Ｄ３（＝ＶoIF−ＶoE）と、下限電圧Ｖoとその推定した下限電圧ＶoEとの差分値Ｄ４（＝Ｖo−ＶoE）とに基づいて、前記エンジン始動時のバッテリ充電残度ＳＯＣoをＳＯＣo＝Ｄ４／Ｄ３として求める。
【００１７】
検知手段７ｂは、以下の様にして、電流センサ３の検出結果に基づきバッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣs（ここでは満充電）に達したか否かの検知を行う。
【００１８】
即ち、一般にバッテリＢの出力電流は、図３の様に、車両の走行中は、バッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣnが約９０％になるまで（時点ｔ１）はほぼ一定値Ｉaとなり、バッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣnが約９０％を越えると略Ｓ字状に低下し、バッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣnがほぼ満充電になるとほぼゼロに収束する。
【００１９】
この特性を利用して、検知手段７ｂは、電流センサ３の検出結果に基づきバッテリＢの出力電流を監視し、バッテリＢの出力電流がゼロに収束したか否かに応じて、バッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣs（ここでは満充電）に達したか否かの検知を行う。
【００２０】
尚、ここでは、所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsを満充電（１００％）に設定したが、その他の設定として例えば９０％から満充電までの間の所定値（例えば９５％）に設定してもよい。
【００２１】
例えば所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsを９０％に設定した場合は、電流センサ３の検出結果に基づきバッテリＢの出力電流が一定値Ｉaから減少し始めたか否かに応じて、バッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣs（ここでは９０％）に達したか否かの検知を行えばよい。
【００２２】
また、例えば所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsを９５％に設定した場合は、電流センサ３の検出結果に基づきバッテリＢの出力電流が一定値Ｉaの半値になったか否かに応じて、バッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣs（ここでは９５％）に達したか否かの検知を行えばよい。
【００２３】
充電電流量検出手段（電流積算手段）７ｃは、エンジン始動時から、検知手段７ｂによってバッテリ充電残度ＳＯＣnが前記所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsに達した事が検知されるまでの間に電流センサ３により検出される電流量を積算してその間の積算電流量を求め、その積算電流量をその間にバッテリＢに充電された充電電流量ΔＱとする。
【００２４】
尚、バッテリＢの充電残度ＳＯＣnが９０％以上になるとバッテリＢの充電効率が（例えば５０％未満に）低下し、この低下により、バッテリＢに入力された電流のうち、バッテリＢの充電に実質的に寄与する割合が（例えば５０％未満に）低下するので、実際にバッテリＢに充電される充電電流量（以後、実際値と呼ぶ）と、電流センサ３により検出される電流量を積算して求めた充電電流量（以後、検出値と呼ぶ）との差（即ち誤差）がかなり大きくなる。
【００２５】
そのため、上記の誤差を低減すべく、充電電流量ΔＱを検出する際、バッテリＢの充電残度が９０％以上のときは、電流センサ３により検出される電流量の積算を停止してもよい。即ち、実際値と検出値との誤差が大きくなるバッテリ充電残度ＳＯＣnの範囲（例えば９０％以上の範囲）では、バッテリＢにより検出される電流量の積算を止めることで、実際値と検出値との誤差を低減してもよい。
【００２６】
尚、その際の、バッテリ充電残度ＳＯＣnが例えば９０％以上の範囲であるか否かの判定は、例えば電流センサにより検出される電流に基づいて行えばよい。
【００２７】
次に、このバッテリ容量検出装置の動作を説明する。
【００２８】
車両のエンジンが始動されると、バッテリＢが放電すると共に、処理部７により、電流センサ３の検出結果に基づきそのエンジン始動時のバッテリＢの開放電圧Ｖoおよび下限電圧ＶLが検出される。そして処理部７により、それら開放電圧Ｖoおよび下限電圧ＶLに基づき、上述の様にしてそのエンジン始動時のバッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣoが検出される。
【００２９】
またそのエンジン始動時以降、処理部７により、上述の様にして電流センサ３の検出結果に基づきバッテリＢの現時点のバッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣoに達したか否かの検知が行われると共に、そのエンジン始動時から、バッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsに達した事が検知されるまでの間、電流センサ３により検出される電流量が積算される。
【００３０】
そして、バッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsに達し、その事が処理部７により検知されると、処理部７により、そのエンジン始動時からその検知時までの間に積算した電流量がその間にバッテリＢに充電された充電電流量ΔＱとされ（即ちその間の充電電流量ΔＱが検出され）、そして、所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsと上記のエンジン始動時のバッテリ充電残度ＳＯＣoとの差分値ΔＳＯＣ（＝ＳＯＣs−ＳＯＣo）が求められ、それら充電電流量ΔＱおよび差分値ΔＳＯＣに基づき、バッテリＢのバッテリＢ容量ＣがＣ＝ΔＱ／ΔＳＯＣとして検出される。
【００３１】
以上の様に構成されたバッテリＢ容量検出装置によれば、所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsとエンジン始動時のバッテリ充電残度ＳＯＣoとの差分値ΔＳＯＣ、およびエンジン始動時から、バッテリ充電残度ＳＯＣnが所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsに達するまでの間の積算電流量（即ちその間にバッテリＢに充電される充電電流量）ΔＱに基づき、バッテリＢのバッテリ容量Ｃ（＝ΔＱ／ΔＳＯＣ）を検出するので、車両に搭載されたバッテリＢのバッテリ容量を自動的に検出できる。
【００３２】
また、所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsは９０％から満充電までの間の所定値であるので、バッテリＢの出力電流を利用することで簡単にバッテリＢのバッテリ充電残度ＳＯＣnが当該所定のバッテリ充電残度ＳＯＣsに達したか否かの検出が行える。
【００３３】
また、バッテリＢの充電効率が低下するバッテリ充電残度の範囲では、電流センサにより検出される電流量が積算されないので、バッテリＢに実際に充電される充電電流量と、電流センサにより検出される電流量を積算して求まる積算電流値との誤差を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態に係るバッテリ容量検出装置の構成概略図である。
【図２】エンジン始動時のバッテリの開放電圧Ｖoおよび下限電圧ＶLに基づきエンジン始動時のバッテリ充電残度ＳＯＣo（＝Ｄ２／Ｄ１）を検出する方法を説明する図である。
【図３】バッテリの出力電流に基づきバッテリ充電残度が所定のバッテリ充電残度に達しか否かを検知する方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
３  電流センサ
５  電圧センサ
７  処理部
７ａ  充電残度検出手段
７ｂ  検知手段
７ｃ  充電電流量検出手段（電流積算手段）
７ｄ  バッテリ容量検出手段
９  記憶部
１３  車載機器
Ｂ  バッテリ
ＳＯＣo  エンジン始動時のバッテリ充電残度
ＳＯＣn  現時点のバッテリ充電残度
ＳＯＣs  所定のバッテリ充電残度
【図１】
2007230465.tif 000003
【図２】
2007230465.tif 000004
【図３】
2007230465.tif 000005