(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両エンジンの始動時にバッテリの電圧を測定する電圧センサと、
前記エンジンの前記始動時にバッテリの電流ドレインを測定する電流センサと、
バッテリ動的内部抵抗（ＩＲ）及びバッテリ動的分極抵抗（ＰＲ）を計算するコンピュータ手段と、
コンピュータメモリに格納されたデータベースであって、
１）製造業者により提供された車両データ及びバッテリデータと、
２）車両電気負荷データと、
３）車両始動電流データと、
を受け取って、格納することを特徴とするデータベースと、
を含むことを特徴とする車両に設置されたバッテリの状態を監視するシステム。
【請求項２】
前記コンピュータ手段が、エンジン始動中の時間にわたって前記電圧及び電流センサにより測定された複数の電圧及び電流レスポンスをサンプリングし、前記サンプルの一部を平均してバッテリ動的ＩＲ及びバッテリ動的ＰＲを計算する測定手段を更に含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記コンピュータ手段が、車両エンジン始動の異なる時刻における前記電圧センサ及び電流センサによる電圧及び電流の測定に基づいてバッテリ動的ＩＲ及びバッテリ動的ＰＲの変化率を更に計算し、バッテリ動的ＩＲの増加及びバッテリ動的ＰＲの増加を示す測定に応答してバッテリ内の電解液の少なさを表示する手段を更に含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記コンピュータ手段が、車両エンジン始動の異なる時刻における前記電圧センサ及び電流センサによる電圧及び電流の測定に基づいてバッテリ動的ＩＲ及びバッテリ動的ＰＲの変化率を更に計算し、バッテリ動的ＩＲの増加及びバッテリ動的ＰＲの減少を示す測定に応答して、起り得るバッテリ端子の腐蝕又はバッテリ端子を車両電気システムに接続するケーブルの接続の緩みのうち少なくとも一つを表示する手段を更に含む、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
所定の電流ドレイン値まで車両電気システムの電流ドレインの状態下でバッテリ端子間の零入力電圧であるＱＶを測定し、前記測定されたＱＶに基づいてバッテリの充電状態（ＳｏＣ）を計算するセンサと、
コンピュータメモリに格納されたデータベースであって、
１）製造業者により提供された車両データ及びバッテリデータと、
２）車両電気負荷データと、
３）車両始動電流データと、
を受け取って、格納することを特徴とするデータベースと、
を含むことを特徴とする車両に設置されたバッテリの状態を監視して通報するシステム。
【請求項６】
車両エンジンの始動時にバッテリの電圧を測定するセンサと、 前記エンジンの前記始動時にバッテリの電流ドレインを測定するセンサとを更に含み、 前記コンピュータ手段が、前記測定された電圧及び電流に基づいてバッテリ動的内部抵抗（ＩＲ）及びバッテリ動的分極抵抗（ＰＲ）のうち少なくとも一つを計算する手段を含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
車両の点火がオフであるか否かを判定するセンサを更に含み、前記計算手段が、前記点火がオフであることの判定に応じて起り得る車両用バッテリ充電システム構成部品の問題及びバッテリ充電状態のうち少なくとも一つを示す手段を更に含む、請求項５記載のシステム。
【請求項８】
車両の点火がオンであるか否かを判定する点火センサと、 エンジンスタータがオンであるか否かを判定するスタータセンサと、 エンジンが自立速度で運転しているか否かを判定するエンジンセンサとを更に含み、前記コンピュータ手段が、前記点火がオンであることの判定、所定の時間を超える間前記スタータがオフであることの判定、及び前記エンジンが自立速度で運転していないことの判定に応じてエンジン始動失敗及びバッテリあがりを示すエンジン始動状態判定手段を含む、請求項５記載のシステム。
【請求項９】
前記計算手段が、ある時間にわたるＳｏＣ減少率及びある時間にわたるＱＶ減少率のうち少なくとも一つをも示し、前記計算されたＳｏＣ減少率及びＱＶ減少率のうち少なくとも一つに基づいてバッテリが車両エンジンをまだ始動可能である残余時間を測定する、請求項６記載のシステム。
【請求項１０】
前記ＳｏＣ減少率に基づく前記残余時間が、次式
【数１】
0005079186.tif 000010
のように測定される、請求項５記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＱＶ減少率に基づく前記残余時間が、次式
【数２】
0005079186.tif 000011
である、請求項５記載のシステム。
【請求項１２】
車両エンジンの始動時
にバッテリの電圧を測定するステップと、
車両エンジンの前記始動時にバッテリの電流ドレインを測定するステップと、
バッテリ動的内部抵抗（ＩＲ）及びバッテリ動的分極抵抗（ＰＲ）を計算するステップと、
コンピュータメモリに格納されたデータベースを構築するステップであって、
１）製造業者により提供された車両データ及びバッテリデータと、
２）車両電気負荷データと、
３）車両始動電流データと、
を受け取って、格納することを特徴とする該データベースを構築するステップと、
を含むことを特徴とする車両に設置されたバッテリの状態を監視する方法。
【請求項１３】
電圧を測定する前記ステップ及び電流ドレインを測定する前記ステップが、エンジン始動中の時間にわたって複数の電圧及び電流レスポンスをサンプリングするステップを含み、前記計算ステップが、前記サンプルの一部を平均してバッテリ動的ＩＲ及びバッテリ動的ＰＲを計算するステップを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
車両エンジン始動の異なる時刻における電圧及び電流の測定に基づいてバッテリ動的ＩＲ及びバッテリ動的ＰＲの変化率を計算するステップと、
バッテリ動的ＩＲの増加及びバッテリ動的ＰＲの増加を示す測定に応答してバッテリ内の電解液の少なさを表示するステップとを更に含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
車両エンジン始動の異なる時刻における電圧及び電流の測定に基づいてバッテリ動的ＩＲ及びバッテリ動的ＰＲの変化率を計算するステップと、
バッテリ動的ＩＲの増加及びバッテリ動的ＰＲの減少を示す測定に応答して、起り得るバッテリ端子の腐蝕又はバッテリ端子を車両電気システムに接続するケーブルの接続の緩みのうち少なくとも一つを表示するステップとを更に含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
所定の電流ドレイン値まで車両電気システムの電流ドレインの状態下でバッテリ端子間の零入力電圧であるＱＶを測定するステップと、
前記測定されたＱＶに基づいてバッテリの充電状態（ＳｏＣ）を計算するステップと、
コンピュータメモリに格納されたデータベースを構築するステップであって、
１）製造業者により提供された車両データ及びバッテリデータと、
２）車両電気負荷データと、
３）車両始動電流データと、
を受け取って、格納することを特徴とする該データベースを構築するステップと、
を含むことを特徴とする車両に設置されたバッテリの状態を監視して通報する方法。
【請求項１７】
車両エンジンの始動時にバッテリの電圧を測定するステップと、 前記エンジンの前記始動時にバッテリの電流ドレインを測定するステップと、 前記測定された電圧及び電流に基づいてバッテリ動的内部抵抗（ＩＲ）及びバッテリ動的分極抵抗（ＰＲ）のうち少なくとも一つを計算するステップとを更に含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
車両の点火がオフであるか否かを検出するステップと、 前記点火がオフであることの判定に応じて起り得る車両用バッテリ充電システム構成部品の問題及びバッテリ充電状態のうち少なくとも一つを示すステップとを更に含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
車両の点火がオンであるか否かを検出するステップと、 エンジンスタータがオンであるか否かを検出するステップと、 エンジンが自立速度で運転しているか否かを検出するステップと、前記点火がオンであることの判定、所定の時間を超える間前記スタータがオフであることの判定、及び前記エンジンが自立速度で運転していないことの判定に応じてエンジン始動失敗及びバッテリあがりを示すステップとを更に含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
ある時間にわたるＳｏＣ減少率及びある時間にわたるＱＶ減少率のうち少なくとも一つを計算するステップと、前記計算されたＳｏＣ減少率及びＱＶ減少率のうち少なくとも一つに基づいてバッテリが車両エンジンをまだ始動可能である残余時間を測定するステップとを更に含む、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、車両に使用される電気化学バッテリの状態及び性能に関する監視及び通報を邪魔せずに行うシステム及び方法に関する。
【０００２】
発明の背景技術
内燃機関動力車両に使用されるバッテリの第一の目的は、始動、照明及び点火（ＳＬＩ）を行うエネルギーを供給することにあり、よって、前記バッテリはＳＬＩバッテリと呼ばれる。このようなバッテリの第二の目的は、車両の電気エネルギー生成（交流発電機とその調整器）システムが電気的負荷に一時的に耐えることができない期間中にエネルギーを供給することにある。バッテリは、その機能を実行する能力を常に損なわず、また瞬時に故障しない。電気エネルギーを供給するバッテリの機能低下や不能は、種々の低下要因（これらの要因のうち幾つかは後述する）に起因する。
【０００３】
種類（例えば、薄い極板ＳＬＩ（始動・照明・点火）や厚い極板（蓄積や牽引））、或いは電気化学システム（例えば、鉛−酸、ニッケル−カドミウム（ニッカド）、ニッケル金属水素化物、リチウムイオンなど）にかかわらず、バッテリは、通常の機能を実行する能力低下の共通の特性を共有する。バッテリ性能を示すのに利用できる単一の測定パラメータはない。
【０００４】
バッテリ性能は、絶えず変化する。主な有力要因の中には、温度、電解液と極板状態及び充電状態（ＳｏＣ）がある。バッテリの内部抵抗（ＩＲ）、分極抵抗（ＰＲ）及びＳｏＣは、バッテリの状態及び性能をリアルタイムで通報するための情報源として使用されている。例えば、バッテリが出力可能な最大瞬時電力がその内部抵抗に反比例することは既知である。バッテリ極板における電解液濃度の不均一性から生じるバッテリ分極抵抗ＰＲは、ほぼ同様にして電力出力に影響を及ぼす。バッテリ性能及び余りあり得ない故障状態のある側面を示す２つのシステムが、「航空機のバッテリ状態を監視する方法」と題する米国特許第４，９３７，５２８号、及び「自動車バッテリ状態モニタ」と題する米国特許第５，２８１．９１９号に記載されている。
【０００５】
保証された性能を有するバッテリは、通常アンペア／時間で測定される高いＳｏＣ及び容量と、小さい動的内部抵抗（ＩＲ）とを必要とする。本明細書中で用いられる場合、用語「動的ＩＲ」は、設置されたバッテリがエンジン始動中の始動モータなどの重負荷に対して電流を放電する際に測定されるバッテリＩＲ（内部抵抗）を意味する。
【０００６】
端子電圧又は電解液重量測定値は、充電状態（ＳｏＣ）を示すのに使用されている。バッテリ容量の測定では通常、工場又は実験室用試験器の使用、及び全放電の測定次いで全再充電の測定を要する手順書の使用を伴う。
【０００７】
静的ＩＲは、設計と品質の整合性及び保証を確認するのに一般に用いられる。静的ＩＲの測定方法では、最大端子電圧を達成する場合に測定されるような最大充電状態（ＳｏＣ）にバッテリを充電する必要がある。最大ＳｏＣへの充電に続いて、バッテリは、特定の時間中に一連の増大する負荷を受ける。これらのプログラムされた放電中、電流及び電圧を監視し、内部抵抗値を計算して作図する。作図されたデータは、静的ＩＲを示す。このような試験は、種々の温度及び種々のＳｏＣレベルで行ってもよい。また、動的ＩＲは、品質も示すが、バッテリが作動すべき予想温度範囲を超える重負荷状態（例えば、エンジン始動）で車両の要求を満たすバッテリ能力の予測手段であることがより重要であるとわかっている。
【０００８】
バッテリの容量及びＩＲ（静的と動的の両方）は、変動する。２つのバッテリは、必ずしも同一の値を有しない。極板表面及び活性極板材料の有用性の両方を含むバッテリ極板状態は、絶えず変化する。電気化学システムでは、鉛バッテリに関する硫酸塩化やニッカドバッテリに関する記憶効果などの状態によって有効極板面積が減少すると、容量が低下する。
【０００９】
すべての再充電可能なバッテリは、多くの放電−再充電サイクルに耐えることができる。サイクル数は、極板の劣化速度に影響を受ける。劣化の原因及び持続時間は、周囲温度、負荷の大きさ及び持続時間、低ＳｏＣ持続時間、振動及びその他循環作用などの使用状態に影響を受ける。破局的状態が、時々生じる。例えば、短絡は、極めて大きな放電を引き起こし、これにより、極板温度が急速かつ大幅に上昇して、活性材料の損失と共に極板の反りが生じる。
【００１０】
ＳＬＩバッテリは、薄い超多孔質極板を有する。再充電間の期間中の連続使用のために設計されたバッテリは、厚い極板を有する。ＳＬＩバッテリの薄い極板では、車両のエンジン始動の最初に大電流が奔出する。低温状態で、典型的な５リッターエンジンでは、エンジン始動中に１６００アンペア以上頻繁に流れる。始動中のこの大きなバッテリ電流奔出や排流は、多数の要因によって約１０ミリ秒以下の間続く。大電流の排流は、始動中に減少しながら続く。このことは、（詳しく後述するように）図６に示してあり、図６は、エンジン始動中の（バッテリ端子間の）電圧及び電流波形曲線を描写する。最新の逐次燃料噴射式エンジンの場合、エンジン始動は２エンジン回転に通常制限されている。エンジン回転を制限する理由としては、不必要な炭化水素の放出物の生成、車両の触媒コンバータの損傷、始動モータの過熱、及びバッテリの極板反りの恐れの回避が挙げられる。
【００１１】
図６に示す電圧及び電流曲線は、バッテリの動的内部抵抗（ＩＲ）及び分極抵抗（ＰＲ）を測定するための動的な基礎を与える。電気及びハイブリッド式車両用のバッテリのＩＲ及びＰＲも、同様にして測定される。
【００１２】
バッテリのＳｏＣは、その時点における定格バッテリ容量に対して利用可能なバッテリ充電容量の百分率として一般に定義されている。ＳＬＩ（鉛）バッテリでは、ＳｏＣが８０％から９５％に増加するにつれて、バッテリによる電気（充電入力）から化学的変換へのバッテリ変換効率は９９％から９５％以下に減少する。ＳｏＣが９２％を超えると、ＳＬＩバッテリは、水素−電気分解を一層起こしやすい。この現象により、電解液減少及び潜在的に危険な状態が生じる。これらの起こり得る状態を最小にするために、内燃機関動力車両内の電圧調整器は通常、ＳＬＩバッテリのＳｏＣの充電を約９２％に制限する。電圧調整器は、交流発電機の出力電圧を制御することによりＳｏＣを制限する。ＳｏＣは周囲温度に影響を受けるので、電圧調整器では温度可変抵抗器を使用する。この技法により、バッテリを充電するのに使用される交流発電機出力電圧を調整して、高い周囲温度環境における高い電解液活性及び低い周囲温度中の低活性レベルに適応することができる。
【００１３】
通常、交流発電機は、正常運転中に車両の電気エネルギーの全要求事項を与える。しかし、高低の周囲温度では、交流発電機の容量を超える負荷が頻繁に生じる。また、交流発電機に関する要求は、車両のＯＥＭ（相手先ブランド供給業者）装置及びアフターマーケット機器（例えば、超高輝度照明、通信機器、コンピュータ及び他の電気エネルギー消費財）の全数が増加し続けるにつれてその交流発電機の能力を超える場合もある。
【００１４】
高い周囲温度及びその結果として生じるバッテリの高い電解液活性の期間中、バッテリ極板の腐蝕が、バッテリ故障の原因となる可能性がある。その問題は、交流発電機によりバッテリ充電が回復できない短時間に高温高湿の環境で夜間に運転する場合に一層深刻になる。夜間の極寒周囲条件（電解液活性が低く、かつ再充電の可能性も一層少ない）もまた、バッテリ故障の原因となる。
【００１５】
充電システム（交流発電機及び調整器）の故障やその出力性能の一部低下でも、バッテリの劣化と同時に予期しない稼動低下が生じることが多い。これらの問題を軽減することを狙いとする現在の方法及び装置は、制限されている。上述のようにバッテリ性能、進行中の劣化又は他の問題のすべての限界を示す利用可能な手段は、現在知られていない。従来使用されている制限された手段は、一般に高価で邪魔である。
【００１６】
従って、邪魔せずにリアルタイムで車両バッテリの状態を監視又は診断し、車両の交流発電機及び調整器を監視し、バッテリの性能及び寿命を予測するシステム及び方法を提供する必要が存する。
【００１７】
発明の簡単な説明
本発明は、車両用バッテリに使用されるシステム及び方法、特にＳＬＩ用の同システム及び方法に関する。また、本発明は、バッテリ動力及びハイブリッド車両（即ち、内燃機関エンジン及びバッテリの両方を使用する）の両方に適用可能である。本発明のシステム及び方法では、バッテリ充電状態（ＳｏＣ）、エンジン始動警報機能、バッテリ予備容量（時間単位）及び他の要因（例えば、電解液減少、順次腐蝕に至る進行中のコネクタの緩み（「気密」完全性の低下）、充電システム（交流発電機及び調整器）の劣化及び故障、及び電気エネルギー不足）をリアルタイムに測定し、車両使用者への通知を遂行する。
【００１８】
性能の正確さを保証するために、前記システム及び方法では、測定された量のデータベースに関する再較正及び更新技法を使用する。このデータから、前記要因とバッテリＳｏＣ及び容量との増減傾向の評価と共に、動的ＩＲ及び動的ＰＲの計算を行う。
【００１９】
本発明は、次のような付属の電圧、温度及び電流検出手段で補完されたコンピュータ又は同様の機器を用いて実現されたシステム及び方法である。
（ａ）周囲温度、バッテリ端子電圧、及び車両のバッテリに出入する電流の流れ（即ち、充電及び放電）を連続的に監視する手段
（ｂ）エンジン始動などの大きなエネルギー需要に応じて運転中に内部抵抗（ＩＲ）及び分極抵抗（ＰＲ）を動的に測定する手段
（ｃ）バッテリ状態及び性能を測定する部分永久メモリ（例えば、電気的消去再書込可能読取専用メモリＥＡＲＰＲＯＭ）などのコンピュータメモリに格納されるデータベースを構築する手段
（ｄ）１）製造業者により提供された車両データ及びバッテリデータ、２）車両電気負荷データ、及び３）（例えば、ＳｏＣ対ＩＲ、ＩＲ対温度用に含まれ使用される）車両始動電流データを受け取ってからデータベースに格納する手段
（ｅ）車両及びバッテリの経験データを収集し、蓄積し、格納する手段
（ｆ）前記経験データを用いて最初に格納されたデータを調整し、データ修正をデータベースに格納する手段
（ｇ）電流及び今後のバッテリ動作状態を示す状態傾向を計算する手段
（ｈ）必要なＩＲ対温度データを用いてバッテリ温度訂正データにより訂正される場合にＩＲを使用して、バッテリがエンジンを始動可能な最低温度（限界）を計算する手段
（ｉ）周囲条件により訂正される場合に最近及び進行中の放電及び充電の経験の結果としてＳｏＣを連続的に計算して更新する手段
（ｊ）別個又はプログラムディスプレイと電気負荷管理用の他の車両システムとに勧告及び状態通報を伝送する手段
（ｋ）車両がアイドリング中（内燃機関動力車両用のエンジンが運転していない）、又は充電システム故障（例えば、壊れた交流発電機ベルト、欠陥のある調整器、又は欠陥のある交流発電機）である場合、減少しつつあるバッテリ予備容量を分又は他の適当な時間単位で通報する手段
（ｌ）エンジン運転停止（即ち、スリープモード）中、エンジンを始動する性能をバッテリが低下する前の残余時間を示す状態予備容量勧告を与える手段。エンジン運転（ランモード）中の勧告は、車両電気システムの動作を支える性能をバッテリが失う前の残余時間を示す。これは、燃料供給、点火、燃料注入、制御等用の電力に内燃機関エンジンが依存するため有効である。
（ｍ）適用できる場合には、車両診断コネクタを介してデータベースにアクセスする手段
【００２０】
本発明は、ＳＬＩ及び他の車両用バッテリに通常使用されている鉛バッテリ技術に関して説明されているが、ニッケル金属水素化物及びリチウムイオンなどの他の技術にも適用できる。これらのバッテリは、その構成（満液式セル、保守不要及び密封）によって更に分類される。本発明は、人々や物質を輸送又は運搬するバッテリ充電維持用一体型手段付きのあらゆる内燃機関エンジン動力車両に適用できる。例として、自動車、トラック、ボート、航空機、農業及び建設機器、及び産業用原動機（例えば、フォークリフト、クレーン）がある。また、本発明は、内燃機関エンジン及び車両動力用バッテリの両方を使用するハイブリッド車両にも適用できる。また、本発明の部品は、電気式バッテリ動力車両及ぶハイブリッド車両に適用できる。
【００２１】
発明の目的
本発明の目的は、車両用バッテリの状態及びその能力を連続的に測定する方法及びシステムを提供することにある。
【００２２】
別の目的は、充電状態（ＳｏＣ）及び状態（例えば、電解液減少、容量低下及び切迫した他の故障）の傾向を含むバッテリ状態及び能力を測定するデータベースを更新するために車両用バッテリの電圧及び電流レスポンスを連続的に監視する方法及びシステムを提供することにある。
【００２３】
更なる目的は、関連する交流発電機、調整器、及び車両用バッテリに関連する駆動構成部品の状態を監視し、測定して示すことにある。
【００２４】
更に別の目的は、車両用バッテリを監視し、車両エンジンを始動することができる能力に関する予備容量を測定するシステム及び方法を提供することにある。
【００２５】
追加の目的は、車両用バッテリがエンジンを始動可能なあり得る最低温度を計算するシステム及び方法を提供することにある。
【００２６】
発明の詳細な説明
他の目的と長所とは、次の詳細説明及び添付図面を参照することによって、より明白になるであろう。
図７について説明する。同図には、車両に設置され、システム動作を制御するコンピュータ１００（後述するように、マイクロコントローラやマイクロプロセッサが可能）が示してある。このコンピュータは、動作シーケンスでコンピュータに命令するアプリケーションプログラムを格納するＲＯＭメモリを有し、またシステム動作を実行する際にソフトウェアシステム（プログラム）により使用されるＲＡＭメモリも有する。また、前記コンピュータ１００はディジタル−アナログ変換器１０２に接続されており、このＤ／Ａ変換器は、コンピュータのディジタル出力信号１２４をアナログ信号に変換して、アナログ制御信号を車両の交流発電機／電圧調整器１０６に伝送する。この交流発電機／調整器１０６は、バッテリ１０８に接続されている。プログラムされた電流１１６又は電圧は、コンピュータの制御下で前記交流発電機／電圧調整器により前記バッテリに供給される。これにより、バッテリの充電が行われる。前記交流発電機は、分流器１１０及び電圧計１１２などの電流検出素子により監視される。また、前記交流発電機／電圧調整器は、導線１１４を介して車両の他の構成部品に接続されている。
【００２７】
前記バッテリに供給され其処から流出した電流は、電流流量測定素子１１０により監視され、バッテリのレスポンス電圧１１８は、前記電圧計により絶えず測定される。前記測定量は、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）１２２を介してコンピュータに適用される。また、バッテリ動作温度測定用の温度センサ１３０の出力を伝送して前記ＡＤＣ１２２により計算する。各種信号をＡＤＣ１２２に送受信するためにマルチプレクサ及び関連状態調節電子機器があってもよい。別のコンピュータデータ入力は、エンジン自立速度を測定するクランク軸速度であり、これはクランク軸センサ１３２により直接クランク軸回転から得られる。エンジン自立速度は、エンジン回転を検出するクランク軸センサ１３２からの信号に基づいて測定することができ、このクランク軸センサを用いて具体化を説明する。代替手段としては、エンジン回転速度計や車両エンジン制御ユニットからの自立信号がある。
【００２８】
別のセンサ入力１３４は、エンジンが動いていない時（オフ）、エンジン始動サイクルが待ち状態である時（オン）、及びエンジン停止が起こるべき時を示す車両点火スイッチから来る。「オン」及び「オフ」点火スイッチ状態（条件）は、二状態レベルセンサにより検出され、この二状態レベルセンサは前述の状態をコンピュータに中継する。また、エンジンスタータリレーを閉じることは二状態レベルセンサ１３６により監視される。この信号は、エンジン自立速度が得られる場合、エンジン始動の開始とその後の始動終了を示す。
【００２９】
前記アナログ−ディジタル変換器１２２は、電圧、電流及び温度のアナログ測定値をディジタル信号１２４に変換し、前記ディジタル信号１２４をコンピュータ１００に伝送する。また、ディスプレイ１２８をコンピュータに接続してこのデータを表示することもできる。
【００３０】
前記コンピュータ１００は、少なくとも次のような普通の機能要素を有する。前記機能要素には、実行及び制御用の中央処理装置（ＣＰＵ）、メモリ管理装置（ＭＭＵ）、一時記憶を要する演算用のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、プログラム記憶用の読取専用メモリ（ＲＯＭ）（代替品として（ＰＲＯＭ）「プログラム読取専用メモリ」がある）、データベース記憶用の電気的消去再書込プログラム読取専用メモリ（ＥＡＰＲＯＭ）があり、ＲＯＭ用のオプション代替品として、アナログ出力信号をアナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）１２２に転送しディジタル制御信号をディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１２４に転送するマルチプレクサ、サンプルホールド増幅器、日時情報記録、タイミング及び制御用のクロックがある。システムのレベルセンサ（例えば、二状態検出用）は、動作やモード状態（例えば、点火スイッチ「オン」やスタータリレー接点閉）、特殊制御や通信目的のために使用可能なレスポンス、状態又は特殊制御や通信目的のために使用可能なレスポンスを示す二状態出力信号線（ディスクリート）、他のシステムやディスプレイと通信したり、車両診断コネクタに情報を供給したりする特定の実施（例えば、ＲＳ−２３２／４２２／４８５、ＩＥＥＥ−１３９４又はＪ１８５０）に適用可能な通信ポートの変化を検出するためにある。また、システムの保全性及び動作を保証するのに必要な特殊ルーチンを起動する割込みシステムもある。前述のすべては、当業者にとって普通でよく理解されている。その他の普通の構成部品も必要に応じて使用される。
【００３１】
好ましいタイプの温度センサ１３０は、抵抗温度検出器（ＲＴＤ）である。ＲＴＤは、頑丈で信頼性があり、低コストで実現できる。車両における任意の既存の周囲温度センサを使用可能である。システムを電圧調整器に組み込む場合、温度補償用抵抗器は好ましい方法である。
【００３２】
電流及びその流れ方向を測定する好ましい分流器１１０は、負バッテリケーブル又は正バッテリケーブルの何れかである。バッテリケーブルは、頑丈であり、電流測定分流器として信頼性のある役割を果たす。分流器として前記ケーブルを使用することにより、コストと複雑さが低減される。ＳＡＥ及びＤＩＮ規格による前記バッテリケーブルの抵抗はそれぞれ、０．１ミリオーム及び１．０ミリオームである。利用できる代替品としてホール効果及び誘導型センサがあるが、高価格で複雑である。
【００３３】
システムの好ましい実施形態では、十分な予備容量及び／又は性能を有する車両内に既にある既存のマイクロコントローラ又はマイクロプロセッサを使用又は共用している。また、好ましい実施形態では、可能な限り既存の温度センサ、及び電流センサとしてバッテリケーブルを使用している。前記温度センサは重複を必要としないので、電圧調整器内に既存のマイクロコントローラを共用することは好ましい。エンジン始動の開始を示す信号は、一般に利用可能であり、励磁コイルを励磁するのに使用されており、最小限の接続しかシステムは必要としない。これにより、システムのコスト削減が図れる。また、専用のマイクロコントローラを使用してもよい。前記マイクロコントローラは、ディスプレイ１２８及びバッテリ状態信号の恩恵を受けることが可能な他の車両システムと通信する車両内の既存のデバイス、通信プロトコル及び通信バスを使用してもよい。例えば、システムからのデータを、実装されている車両の診断システム及びその診断コネクタに供給してもよい。
【００３４】
１．システムの動作概要
図１〜図５のフローチャートを参照して後述するように、本発明のシステムは、３つの動作モード中に電圧、電流及び周囲温度を監視して収集する。第１のモード（「エンジンスリープ」と呼ぶ）は、エンジンがオフの状態である。このモードは、点火スイッチを入れた時に終了する。第２の「エンジンスタート」モードへのシステム移行は、スタータリレー接点の閉を検出した時に生じる。前記エンジンスタートモードは、エンジン自立信号の受信時又はエンジンが停止して自立速度に達しない場合のタイムアウト打切りコマンドの受信時に終了する。クランク軸センサは、エンジン速度を測定及び／又は指示するのに用いる通常のデバイスである。エンジンが自立速度に達したことは、クランク軸センサを監視することにより、又はエンジン制御コンピュータなどの他の車両搭載システムから認識可能である。エンジン自立速度にうまく達すると、第３の「エンジン運転」モードが起動する。このエンジン運転モードは、点火「オフ」信号、即ちエンジンが「オフ」（運転していない）状態であることを検出すると終了する。
【００３５】
エンジン「オフ」の検出に続いて、システムは、前記エンジンスリープモードに先行する段階に入る。このエンジンスリープモードの先行段階では、車両の電気的なシステム運転停止を順序正しく行うことができる。この運転停止段階により、自動消灯、及びバッテリから電流を引き込む他の構成部品及び機能の運転停止を行うための遅延が可能となる。３つのモードの各々及び運転停止中、システムは絶えず、格納されたデータベース要素に基づいて収集データを修正し、データベースを更新し、勧告メッセージ及び／又は指示を出し、制御信号を生成する。
【００３６】
２．導入
図１について説明する。ステップＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０５、Ｓ１０７は、プログラムの動作の導入及び開始を概して説明する。プログラムの物理的導入の普通のステップ（Ｓ１０１）、各種データ値の入力に使用される変数の初期設定を含む動作のスタート、及びプログラムが導入されて正しく作動しているか否かを確認するチェック（Ｓ１０３）がある。
【００３７】
コンピュータのＲＯＭは、外部源から生成されたバッテリ性能データを含むと考えられる。これは、ＳｏＣ対温度及びＳｏＣ対ＩＲ、ＣＣＡ（低温クランクアンペア）又はアンペア時の何れかで表されたバッテリ容量定格、及び始動電流対温度の曲線を含む。また、車種及びバッテリ識別番号も格納されている。温度、電圧及び電流検出特性に関するデータ及び他のベースライン基準線データを、コンピュータのＥＡＲＯＭ部分に置くことができる。データベースラインがコンピュータの記憶装置に既に存在しない場合、データを入力することができる。導入が完了していないと考えられると判定した場合、導入手続きへの戻り（Ｓ１０５）となり、Ｓ１０７で導入の再実行への戻りとなる。
【００３８】
３．動作スタート
一般に、新規に設置された、又は新たに充電されたバッテリは、その正常状態に安定、即ち落ち着くのに時間を要する。残りの分極作用の一部が存在する場合がある。あらゆる測定が行われる前に安定していることが好ましい充電率温度、バッテリ極板表面温度などの多くの変動要素がある。自動車で使用される鉛バッテリにおいて、安定するのに要する時間は、約１時間であると一般に考えられている。システムは、バッテリが安定状態に達した後に各種機能を実行するのに作動させることが望ましい。
【００３９】
システムがＳ１０３で正しく導入されたと想定して、Ｓ１１１で、使用者は、バッテリが安定したか否か、即ち１時間より前に充電されたか否かを判定する。その答えがＮＯ（手入力してもよい）である場合、使用者は、待ちに同意する機会をＳ１１３で与えられ、これをディスプレイ１２８上に表示してもよい。その答えがＹＥＳである場合、Ｓ１１５で待ち時間を開始する。
【００４０】
ＹＥＳがＳ１１１の結果である場合、即ち所要時間がＳ１１３及びＳ１１５で経過した後、Ｓ１１７でシステムをじっと監視する。Ｓ１１３において、バッテリが安定するのに要する時間を待たないという決定を行うこともできる。この決定をした場合、分析は、バッテリが定常状態をまだ捜している間の時間に対して正確でないことがある。Ｓ１１１からのＹＥＳ又はＳ１１３からのＮＯの場合、システムはＳ１２１に進む。
【００４１】
４．データ収集
図１の残りは基本的に、データ収集、及びスリープモード（エンジンオフ）中に収集され、システムで使用されるべき幾つかのパラメータの計算に関する。システムは、継続的にデータ収集（例えば、時間、バッテリ電圧及び電流の測定）を行い、例えば５０〜１００ミリ秒毎に計算を行う。任意の適当な時間を使用してもよい。その結果は、コンピュータのメモリに格納され、プログラムの他の部分で使用可能である。
【００４２】
Ｓ１２１では、周囲温度データを収集する。これは、温度センサ１３０により供給される。エンジンを始動すると、流れる電流は周囲温度によって変わる。一般に、周囲温度が低くなるにつれて、エンジン始動に必要なエネルギーは増大する。また、バッテリの内部抵抗（ＩＲ）は、その出力容量に反比例する。基本的には、エンジンを始動するためのバッテリ能力は、周囲温度が低くなるにつれて低下し、バッテリがエンジンを始動できない点に達することになる。前述のように、最大始動電流対周囲温度に関する曲線は、コンピュータのデータベースに予めプログラムされている。これは、探索テーブルの形態でもよい。
【００４３】
格納されたデータから、コンピュータは、始動電流対測定周囲温度に関して最大電流使用データをＳ１２３で計算する。Ｓ１２５において、必要ならば、スリープモード中（即ち、エンジン始動前）に放電電流がエンジン始動中の電流に比べて低い値になるように、例えば増幅器の利得を設定することにより電流検出デバイス１１０を調整する。その結果、測定分流器としての機能を果たすバッテリケーブル（又は他の電流センサ）を流れる電流は小さいので、分流器１１０による電圧降下（電流×抵抗）は比較的小さい。このような低レベルの電圧は増幅を必要とする。逆に、電流が大きい始動中、特に低い周囲温度において、分流器による電圧降下は大きい。周囲温度が＋２０℃の範囲にある場合、始動電流は低温中に生じる同電流の半分になることもある。よって、運転モード及び状態に対応して、増幅器の利得を調整する必要がある。これを遂行する値は、使用のために格納されている。
【００４４】
Ｓ１２７において、Ｓ１２３及びＳ１２５の最後の実行からの時間が所定の時間（ここでは３０分と例示）よりも長い場合、コンピュータのメモリ内の曲線値と共に用いてＳ１２１で測定されたより最新の周囲温度に基づいてステップＳ１２３及びＳ１２５を繰り返す。
【００４５】
Ｓ１３１では、バッテリ端子間の零入力電圧（ＱＶ）を測定する。ＱＶは、安全保護システムなどの車両待機機能により電流ドレインが生じる可能性を有する測定電圧である。開路電圧ＯＣＶは、バッテリがあらゆる負荷に接続されていない時に測定される。ＯＣＶは、ＳｏＣを測定するのに頻繁に使用される。殆どの車両では始終、小電流が流れる。ＱＶは、電流ドレインが小さい（例えば、０〜１００ミリアンペア）場合にＳｏＣを測定する検証されたパラメータであることが認められている。よって、このＱＶ及びＳｏＣ間の検証された線形関係をシステムが用いて、それ自体及びそのデータベースを再較正して更新する。ＱＶは、車両がスリープモードである場合のみ有効である。
【００４６】
Ｓ１３３では、バッテリの充電状態（ＳｏＣ）を計算する。コンピュータは、下記の式に基づいてＳｏＣを計算する。
ＳｏＣを計算するのにバッテリ端子電圧（詳しくは、ＯＣＶ）を用いるという考え方は、前述の米国特許第４，９３７，５２８号及び第５，０４９，８０３号に記載されている。定義によるＯＣＶでは、バッテリがすべての負荷から断絶されている必要がある。車両用バッテリを全車両システムから断絶することにより、多くの容認できない使用者の問題が生じる。更に、ＯＣＶ測定前のバッテリの断続及びその後の再接続では、安全保護システム、好ましい局、座席メモリなどの各種設定値の再入力などを含む多くのシステムを初期設定する必要がある。これに対して本発明では、上述の理由からＱＶが使用され正確である。ＳｏＣを測定するのにＱＶを使用することにより、上述の全問題が回避される。より重要な使用者の利点は、リアルタイムのバッテリ状態測定及び通報にある。
【００４７】
Ｓ１３５では、システムプログラムがエンジン運転停止から初めて実行中であるか否かを判定するチェックを行う。その判定が「ＹＥＳ」の場合、プログラム実行がＳ１３７で続き、エンジン運転停止前の交流発電機の性能評価に着手する。Ｓ１３５の判定が「ＮＯ」の場合、バッテリの監視が図２のＳ２１１で続く。
【００４８】
Ｓ１３５の「ＮＯ」判定は、図３の「Ａ」から図１の「Ａ」へのプログラム再帰エントリから生じる。「ＹＥＳ」の判定は、エンジン点火がその直前に「オフ」にされていたと予めプログラムが判定した図４の「Ａ」からのリエントリから生じる。Ｓ１３５の「ＮＯ」により、プログラムが図２のエントリポイント１に進む。
【００４９】
標準の交流発電機出力電圧は、１３．８Ｖと１４．２Ｖとの間である。この交流発電機出力電圧は監視され、更新値は頻繁に格納される。エンジンを切る前に測定された最後の電圧が、コンピュータのデータベース内にある。前記交流発電機電圧が正常な範囲内である場合、Ｓ１３９の「ＹＥＳ」判定により決められるように、プログラムは図２のポイント１に進む。前記交流発電機電圧が範囲外である場合、プログラムは図２のポイント２に進む。
【００５０】
５．交流発電機及びベルトの作動状態の測定
図２は、図１のプログラム部分によって予め収集されたデータ及び後述する図４のデータの幾つかの使用状態を示す。ステップＳ２０１〜Ｓ２０９は、交流発電機−調整器の組合せ及びベルトの状態、及びバッテリを充電する必要性に関するデータを与える。
【００５１】
Ｓ１３９におけるＮＯ判定は、正常範囲（１３．８Ｖから１４．２Ｖ）外であるエンジン運転停止直前の交流発電機出力電圧に対応する。この測定交流発電機電圧は、Ｓ２０１〜Ｓ２０９における一連の評価判定ステップのための図２のエントリポイント２に伝送される。バッテリは、交流発電機の出力電圧値に充電されるだけである。ステップＳ２０１〜Ｓ２０９は、測定されたバッテリＱＶが交流発電機出力範囲の下限（１３．８Ｖ）未満である場合の処理である。次のような幾つかの起り得る状態がある。
１．ＱＶが１２．６Ｖ未満（Ｓ２０１）でかつ１２．４Ｖを超える（Ｓ２０３）場合、Ｓ２０５において「バッテリは低ＳｏＣであり、交流発電機をチェックすべきである。」という旨の警告をディスプレイ１２８に発する。
２．ＱＶが１２．６Ｖを超える（Ｓ２０１）場合、Ｓ２０７において「交流発電機のベルトをチェックすべきである。」というメッセージを表示する。
３．ＱＶが１２．６Ｖ未満かつ１２．４Ｖ未満（Ｓ２０３）である場合、Ｓ２０９において「バッテリを再充電する必要があり、交流発電機及び交流発電機ベルトをチェックすべきである。」というメッセージを表示する。通常、ＱＶが１２．４Ｖ以上である場合、最近運転停止した（Ｓ１３５がＹＥＳであった）だけであるので、バッテリはエンジンを再始動するのに十分な容量を多分有しているであろう。ＱＶが１２．４Ｖ未満である場合、エンジンを再始動できる可能性は疑わしい。
【００５２】
従って、Ｓ２０１〜Ｓ２０９において、交流発電機、交流発電機ベルト及びバッテリ充電に関して起り得る問題を使用者に警告する。
【００５３】
図２において、図１からのエントリポイント１の場合、交流発電機の電圧は正常範囲内である。ステップＳ２１１及びＳ２１３では、図中の説明文に示すように、プログラムのハウスキーピング及び監視タスクを実行する。Ｓ２１１及びＳ２１３の実行中に行われるデータベースへの入力には、ＱＶ及び計算されたＳｏＣ、Ｓ２０５、Ｓ２０７及びＳ２０９の状態メッセージがある。そしてこのようなメッセージが表示された日時がコンピュータメモリに格納される。よって、Ｓ２０５〜Ｓ２０９の起り得る問題とＱＶ及びＳｏＣ状態とに関する記録がとられる。
【００５４】
６．過度のバッテリ電流ドレインの測定
前述のように、点火オフの場合でも、電流はバッテリから始終流れている。Ｓ２１３では、現在の電流放電の連続監視を起動し、プログラムのステップＳ２１５における「点火オン」（ＹＥＳ判定）により終了するまで継続する。この監視は、図７に示すＡＤＣ、マルチプレクサ、増幅器及び電流測定分流器を用いて遂行される。ステップＳ２１５の判定がＮＯである場合、電流の監視が続く。ステップＳ２１７及びＳ２１９では、その後の評価を行う。ステップＳ２１７では、電流ドレインが許容限界内であるか否かを判定する。電流ドレインが許容限界内である場合、実行はＳ２１９に続き、Ｓ２１９では、車両がスリープモードであるか否かを判定する。その判定がＮＯである場合、Ｓ２２１で「電流ドレインが原因であるか車両をチェックしてください。」という警告メッセージを発し、図７のディスプレイ１２８に伝送する。エンジン運転停止とスリープモードへの移行との間に照明がオンのままであるような場合、時間が割り当てられる。エンジンの時間オフは、図４のＳ４６８で記録された日時スタンプからとられる。
【００５５】
ステップＳ２１７、Ｓ２１９及びＳ２２１からのプログラム実行は、１時間タイムチェックを行うステップＳ２３１に続く。この時間は、記載されている実施形態の車両要件に応じて可変であり、１時間タイムを使用して、記載の図３に示すように、バッテリを含む車両を安定化でき、あり得るバッテリ劣化の有意義な傾向分析ための時間が得られると共に、不必要な入力でデータベースが満杯になるのを回避できる。
【００５６】
Ｓ２３１の時間が経過した場合、Ｓ２３３では、ＱＶを測定してＳｏＣを計算する。Ｓ２３５では、これらの２つの値を、温度及び日時と一緒にコンピュータメモリに格納する。Ｓ２３７において、Ｓ２３３で測定されたＱＶが１２．６Ｖ以上である場合、プログラムは図３のエントリポイント４に進む。ＱＶが１２．６Ｖ未満である場合、Ｓ２３９では、「バッテリがあがる恐れがある。」という警告メッセージをディスプレイ１２８上で起動する。即ち、Ｓ２１９で示すように車両がスリープモード（休止）状態でも、過度の電流ドレインがあることになる。点けたままの照明やある補助機器などの異常に関する検査を行うことができる。
【００５７】
判定ステップＳ２４１は、Ｓ２３７の「ＮＯ」結果であるＳ２３９に続く。Ｓ２３７の「ＮＯ」結果は、ＱＶが１２．６Ｖ未満であることを意味する。電圧がもっと低いけれども（例えば、１２Ｖ）、ＱＶが所定の電圧（ここでは１２．３５Ｖと図示）未満であるとＳ２４１が判定すると、実行は、「バッテリがエンジンを始動できない恐れがある。」というメッセージをディスプレイ１２８上で起動するＳ２４３に進む。１２．３５Ｖの値は、始動時に異なる電流量が流れる異なるエンジンの場合、多少変わることがある。また、これは図３のエントリポイント４に移行する。Ｓ２４１でＱＶが１２．３５Ｖ以上である場合（バッテリがエンジンを多分始動できることを意味する）、これは図３のエントリポイント４に移行する。
【００５８】
Ｓ２１５に戻って、点火スイッチが「オン」である場合、システムは第２のモード（エンジン始動）に入っている。Ｓ２５１では、Ｓ２５３を含むプログラムループを開始する。このループでは、スタータリレーの接点（図７の符号１３６）が閉じたか否かをチェックする。閉じた場合、プログラムはＳ２５５に移行する。スタータリレーの接点が閉じた場合、電気エネルギーがスタータモータに供給されてエンジンが起動し始める。Ｓ２５５では、バッテリ電圧及び出力電流を高サンプリング速度で監視し、データを収集して動的ＩＲ及びＰＲを計算する。前記高サンプリング速度により、図６に示すように、生じる電流及び電圧波形を確実に取り込むことができる。
【００５９】
図６に示すように、前述の電圧及び電流の監視中に通常数千の電圧及び電流の測定が行われる。プログラム制御下のマルチプレクサを用いて、ＡＤＣで電圧と電流を交互に測定できることが好ましい。前記マルチプレクサの切替速度は通常、信号サンプリング速度に等しい。電圧及び電流の測定値が収集されると、前記測定値は、動的ＩＲ及びＰＲのその後の測定のためにマイクロコンピュータのＲＡＭ（好ましくは、具体的に割り当てられた領域）に格納される。動的ＩＲ及び動的ＰＲの測定は、参考として図６を用いて後述される。
【００６０】
図６は、成功したエンジン始動中に収集された電圧及び電流の測定値の線図である電圧及び電流の波形として表された２本の曲線を示す。点Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＡ’、Ｂ’、Ｃ’の意義を以下に説明する。
【００６１】
Ａ、Ｂ及びＣはそれぞれ、次のとおり対応する。
「Ａ」は、スタータリレーの接点が閉じる直前のバッテリ電圧を示す。
「Ｂ」は、ＩＲ測定用にその後使用されるべきバッテリ電圧をサンプリングする領域を示す。この領域は、大きな電圧降下及び急激で部分的な戻りに続く。この現象は、その後動かない（エンストした）スタータモータへの電流の突入のせいである。
「Ｃ」は、自立速度−「エンジンアイドル」が生じた場所及び動的ＰＲ測定用にその後使用される電圧を示す。
【００６２】
Ａ’、Ｂ’及びＣ’はそれぞれ、次のとおり対応する。
「Ａ’」は、スタータリレーの接点が閉じる直前のバッテリ電流を示す。
「Ｂ’」は、ＩＲ測定用にその後使用されるバッテリ電流をサンプリングする領域を示す。この領域は、大電流の流出及び小さい一連の減少電流の流出に続く。この曲線はスタータモータへの電流突入を表す一方、スタータモータは動かず（エンストし）、そのモータが回転し始めると一連の減少電流の流出が続き、その後エンジンのエネルギー寄与が続く。
「Ｃ’」は、自立速度−「エンジンアイドル」が生じた場所及び動的ＰＲ測定用にその後使用される電流を示す。
【００６３】
典型的なエンジン始動に関して図６に示した電流及び電圧曲線は、多数の変曲点（即ち、山と谷）を有する。これらの変曲点は、電流曲線−波形上でより顕著である。これらは、幾つかの動的現象のせいである。スタータモータは、「エンスト」状態である場合、上述のように電流の初期奔出を引き起こす。そのモータが回転すると、電流の流れは減少する。この電流の流れには、エンジンシリンダの点火に起因するエンジントルク寄与が重ね合わせられる。スタータモータ及びエンジンは、始動すると電圧曲線にも影響を及ぼす。すべての電気モータ（例えば、バッテリ動力車両の牽引モータやハイブリッド動力車両の電気駆動モータ）は、始動中に大電流の突入を引き起こす。よって、動的ＩＲ及び動的ＰＲを測定する次の方法も適用可能である。
【００６４】
スタータモータ及びエンジンの動的影響は、以前引用された米国特許第４，９３７，５２８号及び米国特許第５，０４９，８０３号に記載のようなＩＲ及びＰＲ測定方法と異なる方法を必要とする。
【００６５】
図６の電流及び電圧曲線は高速でサンプリングされ、測定から得られるデータは逐次的にメモリに格納される。
【００６６】
動的ＩＲを測定する手法は、前述の動的影響を考慮に入れており、次のとおりである。
１．曲線を分析して電圧の最初の減少が止まった時（時間）及び図６に示す大きな減少の前に電圧が比較的一定のままであった場所を判定することにより、電圧曲線上の点Ａを確立する。測定電圧を格納するＲＡＭ内のテーブルから時間を判定する。各測定値をメモリに逐次的に格納し、１つの測定値のみが１つの記憶場所を占めることが好ましい。初期格納測定量に関する前記記憶場所は、初期測定値に関する相対時間を確立する。よって、Ａにおける電圧及びその相対時間が確立される。
２．各電流測定値は、同時発生の電圧測定値に関して対応する記憶場所を有する。点Ａに関する同一の相対電圧記憶場所（時間）を用いて、Ａ’に関して対応する電流用の相対記憶場所にアクセスする。
３．格納測定データの分析にも基づいてＢに関する初期値を確立する。この初期点Ｂ’の場所は、図６に示すように急激な減少後に急な電圧増加が止まる場所である。
４．Ｂ’の初期即ち開始点の時間位置は、対応するＢの記憶場所から得られる。
５．実例として１００ミリ秒（０．１秒）又は必要に応じて他の時間の間、順次格納された電流及び電圧測定値（初期測定値を含む）を平均する。
６．ＡとＢの平均との間の絶対的な差（即ち、Ａ−Ｂａｖｅｒａｇｅ）を電圧に関して計算する。同様にして、Ｂ’とＡ”との間の絶対的な差（即ち、Ａ’−Ｂａｖｅｒａｇｅ）を電流に関して計算する。
７．次式に示すように、得られた電流差を得られた電圧差で割ることにより、動的ＩＲを測定する。
動的ＩＲ＝（Ａ’−Ｂ’ａｖｅｒａｇｅ）／（Ａ−Ｂａｖｅｒａｇｅ）
【００６７】
分極抵抗（ＰＲ）の測定に上述と同様な方法を用いる。図６上のＣ及びＣ’は、この計算に使用される電圧及び電流曲線上のそれぞれの点である。これらの点の場所を突き止めることは、上述のようにＡ及びＡ’の場所を突き止める方法と同様にして達成される。Ａの場所を突き止めることと略同様に、Ｃの場所は、図６に示すように略初期電圧に対する急上昇の前に電圧曲線傾斜がゼロである場所になる。これらの電圧及び電流のそれぞれの値（即ち、Ｃ及びＣ’）は、以前引用された特許に記載されているように、補償なしで使用することはできない。ＩＲによる電圧降下は、分極抵抗（ＰＲ）を計算する際に考慮される必要がある反対の作用を生じる。このバッテリＩＲ降下は、生じたＰＲ電圧降下と反対である。これらの２つの作用は反対方向であるため、分極の計算では、実際のＰＲを計算する際に反対の影響を考慮に入れる必要がある。
【００６８】
前述の動的ＩＲは、反対のＩＲ電圧降下を測定するのに使用され、ＰＲ計算前のＣにおける電圧から引かれる。次のような関係式を使用する。
動的ＰＲ＝（Ｃｖｏｌｔｓ−（ＩＲ×Ｃ’Ａｍｐｅｒｅ））／Ｃ’Ａｍｐｅｒｅ
【００６９】
よって、動的ＩＲ及びＰＲの両方は、他の目的に利用可能である。Ｓ２５７では、点火「オン」及びエンジン始動が開始された状態で、タイマを起動して正常始動時間を超える期間を設定する。この所定時間（例えば、始動中の２回転プラス増分の時間）を、エンジンが自立速度に達しない場合の省略時条件としている。電圧及び電流の監視は、（冗長であるかもしれないが）Ｓ２５７〜Ｓ２５９のループ及びその後のステップのためにＳ２５５で開始された。省略時時間が満了したか又は始動が終了した場合、Ｓ２５９はプログラムをＳ２６１に進める。
【００７０】
ステップＳ２６１では、エンジンが自立している、即ち正常アイドル速度で運転しているか否かを判定する。エンジン速度は、クランク位置センサのパルス出力を監視することにより直接、又はエンジン制御コンピュータなどの別の車両源、エンジン回転速度計、交流発電機からのパルスでさえから測定することもできる。パルスを監視する場合、単位時間（例えば、秒）に対するパルスを数えることにより速度を測定する。例えば、センサが１秒当たり１つのパルスを生成する場合、１秒間中に数えられた１０パルスは、６００ｒｐｍ（毎分回転数）の速度を表す。パルス間の時間（１秒当たりのパルス数の逆数）を使用してもよい。この後者の方法では通常、表示がより速くなる。エンジンが自立速度である場合、ステップＳ２６１（ＹＥＳ）はプログラムをＳ２６３に進める。ステップＳ２１３と同様にこのステップは、電流ドレインを監視して新しいＳｏＣ値を計算し、その値をコンピュータのデータベースに格納する。その後、プログラムは、バッテリ電流監視を再開するＳ２６５に進む。情報は、図４のエントリポイント３に伝送される。
【００７１】
エンジン速度が自立していないとＳ２６１が判定した場合、Ｓ２７１では、バッテリＳｏＣの新しい値を計算してデータベースに格納する。Ｓ２７３では、「始動失敗及びバッテリあがり−点火をオフにすること」というメッセージをディスプレイ１２８に表示する。前記メッセージは、点火スイッチが「オフ」になっているとＳ２７５が判定するまで表示してある。点火スイッチが「オフ」にすると、Ｓ２７１のデータ及びＳ２７３のメッセージが図２の点１において入力される。
【００７２】
７．バッテリＳｏＣ及び有効残余時間
本発明の顕著な特徴の一つは、今後のバッテリ性能を予測する能力である。例えば、車両の所有者及び運転者は、未使用の車両が駐車可能な長さ及びバッテリがまだエンジン始動可能な長さを頻繁に知る必要がある。バッテリ交換を要する前に予想残余寿命を予測することは、所有者及び運転者にとってもう一つの重要な予測である。この部分のプログラムを、図３のエントリポイント４に関して説明する。
【００７３】
図３の手続きは、エンジンが運転していない、即ちスリープモードである時間中に行われる。これは、リアルタイムの状態報告、潜在的な性能低下に関する適切な警報、及び訂正処置の必要性を提供する。Ｓ３０１は、更なる充電なしにバッテリを用いてエンジンを始動することができる残余時間（ここでは、分で示す）の計算の開始である。即ち、バッテリは、計算された時間の終わりまでエンジンを始動させるのに十分な電荷を有する状態にある。これは、バッテリＳｏＣの値の減少又は低下に基づいており、その時点のＱＶ値により確定される。
【００７４】
Ｓ３０１では、所与の時間（ここでは、３０分と例示）のループを、Ｓ３２３で判定されるように前述の時間が満了するまで図３の各種ステップＳ３０３〜Ｓ３１５を繰り返し実行している間、起動する。このループへの入力は、図２のＳ２３１、Ｓ２３７、Ｓ２４１及びＳ２４３の何れかからの出力から生じる。
【００７５】
Ｓ３０３では、その後起り得る１つ以上のループに関する開始時刻をデータベースに入力する。更に、ループ開始以後の経過時間を計算する。この経過時間は、ループを終了するのにＳ３２３で使用される。
【００７６】
Ｓ３０５では、バッテリＳｏＣを、総計又は合計の消費量だけ連続的に減少する。バッテリ消費、電荷及び容量を、次の測定単位（アンペア時、アンペア分、アンペア秒又はクーロン）の何れか一つで表す。１クーロン＝１アンペア秒又は１アンペア＝１クーロン／秒である。クーロンは、好ましい測定単位である。バッテリ容量は、アンペア時で規定することが多い。バッテリ容量を、クーロン（即ち、１アンペア時＝３６００クーロン）で等価的に表すこともできる。例えば、１００％のＳｏＣで８０アンペア時のバッテリは、正常状態で２８８，０００（８０×３６００）クーロンの予想電荷を保持している。従って、８０％のＳｏＣで同容量のバッテリは、正常状態で２０４，０００クーロンの電荷を保持していると予想される。８０％のＳｏＣ（周囲条件に関する補正済み）の想定に基づくバッテリ電荷を仮に３６００クーロンだけ減少させるとすると、そのバッテリは現在７９％のＳｏＣ（同様に周囲条件に関する補正済み）を有することになる。
【００７７】
電流の流れ（流出又は充電）はアンペア単位でデバイス１１０により測定され、コンピュータはクロックを有するので、この量の正確な計算が可能となる。クーロン単位での電流ドレインはＳ３０５で連続的に測定される。Ｓ３０７は、バッテリ放電流出率（ＤＤＲ）の値を次式のように計算する。
【数３】
0005079186.tif 000002
２つの時点間の電荷の変化を測定することにより、ＤＤＲが決定される。このＤＤＲデータは、Ｓ３０９で日時と共に格納される。前記ＤＤＲを、（例えば、要すればＳ３０１により設定された３０分間を超える）種々の時刻で要すれば平均してもよい。
【００７８】
Ｓ３１１では、ＳｏＣを、次式を用いてＳ１３３と同様にして計算する。
【数４】
0005079186.tif 000003
【００７９】
Ｓ３１３では、ＳｏＣ減少率を次式のように計算する。
【数５】
0005079186.tif 000004
即ち、ＳｏＣ減少率は、前の測定ＳｏＣ値と現在の測定ＳｏＣ値との間の差を前記２つの値の測定間の時間で割ったものである。時間間隔は、必要に応じて分などの任意の時間単位でよい。また、ＳｏＣのＤＲは、精度を上げるために平均してもよい。ＳｏＣは、必要に応じてＳ１３３から得ることもできる。
【００８０】
ＤＤＲ及びＳｏＣ  ＤＲを測定する２つの手続きは、同様であり、基本的に線の傾斜を規定する点の測定である。
【００８１】
Ｓ３１５では、ＱＶ減少率（ＱＶ  ＤＲ）を次式のように計算する。
【数６】
0005079186.tif 000005
ここで、前のＱＶはＳ１３１から得ることができ、経過時間は、所望の精度による必要に応じて、１、５又は１０分間、或いは任意の他の時間でもよい。再度、すべての主な電気構成部品を運転停止した状態でＱＶを測定する。
【００８２】
Ｓ３０１で開始した３０分間の制限の満了後、Ｓ３２３で判定するように、Ｓ３０３〜Ｓ３１５のループで計算されたデータがＳ３３０〜Ｓ３４０で使用される。Ｓ３３０では、バッテリがエンジンをもはや始動できない前の残余時間を、次式のようにＳｏＣデータに基づいて計算する。
【数７】
0005079186.tif 000006
前記ＳｏＣはＳｏＣの最新の計算値であり、ＳｏＣ減少率はＳ３１３で計算される。７０％のＳｏＣの値をここで使用する。３５％〜５０％のＳｏＣは通常、バッテリが始動を支えるのに十分な性能を有する最低のＳｏＣである。小さい又は大きい排気量のエンジンは、高い又は低いＳｏＣ百分率を要する場合がある。
【００８３】
Ｓ３３２では、また、バッテリがエンジンをもはや始動できない前の残余時間を、次式のようにＱＶ及びＱＶ  ＤＲデータに基づいて計算する。
【数８】
0005079186.tif 000007
前記ＱＶは最新の測定ＱＶ（Ｓ１３１）であり、ＱＶ減少率は上記のように計算される。係数（１２．３４）は、７０％のＳｏＣにおけるバッテリ用のＱＶである。各々のＳｏＣ及びＱＶによって計算された残余時間は、同一又は近くなるべきである。残余時間は、Ｓ３３６で表示される（分で例示）。他の時間単位を使用してもよい。
【００８４】
前述の計算された率及びそれらに関連するＱＶ、ＳｏＣ及び時間のデータベースへの格納を、Ｓ３３４で実行する。この情報は、診断、保守及び修理のために診断コネクタを介して後で利用可能である。
【００８５】
Ｓ３３８では、Ｓ３３６から計算されたあるエンジン始動用残余時間をチェックして、その時間が規定された安全時間制限未満であるか否かを判定する。例示として８時間を使用する。計算された残余時間が８時間未満である場合、オプションの警告メッセージをＳ３４０で表示することができる。８時間は、エンジン始動のための能力を損なうバッテリに関して評価された時間値である。推定スリープモードである間、バッテリがそのエンジン始動能力を損なう原因には多数の理由が挙げられる。例えば、エンジン運転停止後に車両の照明を故意に又は故意でなく点けたままにしたり、娯楽や他の種類の電気エネルギー消費装置をエンジン運転停止中に使用したりする場合がある。
【００８６】
計算された残余時間がＳ３３８で８時間を超えると判定された場合、この指示は、図１のエントリポイントＡ（システム動作を前述のように再開する）に移行する。
【００８７】
８．バッテリの保守
バッテリは通常、有限の放電及び再充電サイクル数の後、また広範囲の悪い環境及び誤用状態のせいで消耗すると考えられている。バッテリ端子接続又はバッテリ及びその交流発電機に関連する他の接続がそれらの「気密」特性（高信頼性接続の特性を定義する用語として用いることが多い）を損なうと、多くの有害な状態が生じることがある。「気密」完全性の低下の初期は、接触抵抗の増加という結果になる。これは次に、更なる接触劣化及び抵抗の増加を引き起こす場合がある。搬送電流による加熱により熱サイクル状態を悪化させる緩い接続では、より腐蝕しやすい。その結果は、高抵抗に至るサイクルが終了せず、高抵抗によって車両スタータに供給される電圧を事実上減少させ、最終的には必要な電力を与えることができなくなる。更に、バッテリ電解液などの腐蝕液が接続上にしたたり、又は沈殿して腐蝕が生じる場合もある。前述のあらゆる状態下で、高抵抗により、車両スタータへの電力送出を妨げる大きな電圧降下が生じる。上記の状態は、大きな衝撃や激しい振動が起こらない限り、突然現れない。むしろ劣化が比較的長期間にわたって生じる。
【００８８】
図７について説明する。診断システムの正負端子電圧検出線は、バッテリ端子に接続する線の端部近傍でバッテリの正負導線にそれぞれ接続することができる。よって、測定された内部抵抗ＩＲは、前記線とバッテリ端子との間の接触抵抗を含む正導線の端部から負導線の端部までの全抵抗を含むことになる。バッテリＳｏＣが７０％を超え、バッテリが実質的に容量を損なっていない限り、バッテリＩＲは一般に狭い範囲内になる。本発明の好ましい実施形態では、測定されたＩＲが所定の値よりも大きい（例えば、所与の温度でバッテリの正常な初期ＩＲの２倍を超えるような）場合、バッテリ端子の検査、洗浄及び締め付けを行うよう運転者に勧告するディスプレイを起動させる。
【００８９】
本発明の態様を、エンジンが運転中、即ちシステムが運転モードである図４に関して説明する。図６に示すようなエンジン始動の結果として、すべてのＩＲ測定を行うことができるだけである。名称「現在ＩＲ」は、完了した最新のエンジン始動に関して測定されたＩＲを意味する。用語「初期ＩＲ」は、最後のエンジン始動又は他の以前のエンジン始動に適用することができる。各々の計算された動的ＩＲを今後の使用のためにコンピュータデータベースに格納することが好ましい。しかし、システムの好ましい実施形態で使用されるように、初期ＩＲは、当該バッテリの導入後に測定された一番最初のＩＲである。また、初期ＩＲは、使用後、又は洗浄及び締め付け接続後のバッテリの動的ＩＲでもよい。
【００９０】
ステップＳ４０２では、ＩＲ変化率を次式に基づいて計算する。
【数９】
0005079186.tif 000008
ＩＲが増加し、かつＰＲが減少すると、高抵抗がバッテリに直列に生じている可能性がある。このような抵抗の増加は、接続の緩みや腐蝕に通常関係している。ＩＲの増加は、プレート腐蝕、活性物質及びプレート面積の減少、及び低温を含む多くの状態に影響を受ける。バッテリのＩＲは、電気エネルギーを蓄積して供給する性能の指標となる。高い又は増加しつつあるＩＲは、減少又は減少しつつある性能を示す。ＩＲが高く、かつ低温である場合、ＩＲの増加及びエンジン始動負荷の更なる増大の両方が生じる。よって、温度が低くなるにつれてエンジン始動の可能性が急速に減少する。ＩＲは、寿命又は劣化する動作状態と共に主として増加するので、バッテリの有効寿命が末期である優れた指標は、その温度始動下限である。このデータのすべてをコンピュータメモリに格納して、保守及び使用者警告のために必要な所要の診断情報を提供する。
【００９１】
Ｓ４０４では、ＩＲ、ＩＲ率及びそのＩＲ率の計算時刻を格納する。Ｓ４０６では、前記ＩＲが増加しているか否かを判定する。即ち、Ｓ４０２（ＩＲ率）の結果が正である場合、これは、ＩＲが増加していることを示す。最高率をＳ４０８で選択して、Ｓ４２０で使用する。
【００９２】
Ｓ４１０では、ＰＲを計算し、Ｓ４１２では、ＰＲ率を次式のように計算する。
【数１０】
0005079186.tif 000009
ここで、現在ＰＲは最新の測定値であり、初期ＰＲは上述のように以前の時刻に測定された値である。
【００９３】
Ｓ４１４では、計算されたＰＲ値及び計算時刻を格納する。Ｓ４１６では、分極抵抗ＰＲが増加している（即ち、Ｓ４１２の結果が正である場合）かを判定する。ＰＲが増加している場合、（Ｓ４１２中に計算された）最高率を、ＩＲ率及びＰＲ率の両方の判定ステップＳ４２０で使用するためにＳ４１８で選択する。
【００９４】
Ｓ４２０では、前記ＩＲ及びＰＲの量の両方が増加しているか調べるのにチェックを行う。これに関するデータは、ステップＳ４０６及びＳ４１６で得られる。これらの量の両方が増加している場合、Ｓ４２２で「電解液をチェックすること−電解液が少ないとプレート腐蝕が生じる」というメッセージを表示する。この判定の理由は、低電解液レベルが一般に水の減少に起因し、この減少が高温又は過充電による電気分解に起因する場合があるからである。低電解液レベルにより、プレート面積当たりの電流がより大きくなる。電解液の濃度が増加し、使用可能なプレート面積が減少する。プレート面積が減少すると、ＰＲが増加する。高濃度と一緒にプレート面積が減少すると、ＩＲが増加する。Ｓ４２２の出力データメッセージは、図５のエントリポイント５に入る。
【００９５】
ＩＲ及びＰＲの両方が増加していない場合、Ｓ４２０で判定されるように、プログラム実行は、内部抵抗（ＩＲ）が増加し、かつ分極抵抗（ＰＲ）が減少しているか否かを判定するために更なる分析を行うＳ４２４（図４Ｃ）に進む。この状態が優勢である、即ちＹＥＳである場合、Ｓ４２６で「端子腐蝕又は接続の緩みの恐れがある」に関するメッセージが表示される。この判定の理由は、緩い又は腐蝕した端子によりＩＲの増加及び電流の減少が明らかに生じるからである。電流減少はＰＲを減少させる。このメッセージも、図５の点５に入る。
【００９６】
逆の状態が優勢である、即ちＰＲが増加し、かつＩＲが減少している場合、Ｓ４２４の結果はＮＯであり、始動温度下限が判定され、メッセージ「低始動温度ＸＸ度」を含むステップＳ４２８に移行する。摂氏又は華氏の何れかの度数は、メッセージ欄「ＸＸ」を占め、前述の始動温度下限処理から渡された数量である。
【００９７】
始動温度下限は、コンピュータ内の２つのデータセットから判定される。性能要求データセットは、システムが搭載された車種及びエンジン構成のサンプル（好ましくは、サンプルロット）から得られる。性能要求データを生成するのに使用される車両は、最低予想温度から最高温度までに及ぶ一様に分布した温度で始動される。この処理は通常、バッテリが製造業者により車両用に限定されている場合に使用される。得られる電流及び電圧データは、図６に示すデータと同様である。その後、これらの電流及び電圧を用いて、以後「デマンドＩＲ」と呼ぶものを計算する。
【００９８】
前記デマンドＩＲは、関連温度と共にデータベースに格納される。同様の温度範囲に関するバッテリ静的ＩＲ（無負荷及びＯＣＶで計算された）データから、動的ＩＲに関する温度補償は、種々の温度でバッテリＩＲに関する特性データと共にデータベースに入れられる。Ｓ１２１で収集された温度は、バッテリ特性データをその後特徴付けるデータベースで温度補償係数として使用される。正常及び通常運転中、コンピュータは、前述の温度補償により調整される場合にデマンドＩＲデータにおける値が「ちょうど今収集された」動的ＩＲに合致するという一致を求める。一致した場合、そのデマンドＩＲに関して格納された温度は始動温度の下限になる。
【００９９】
その後、プログラムは、図４及び図５の両方の点５に進む。図５では、次のようなデータ（ＩＲ、ＰＲ、ＩＲ率、ＰＲ率、始動温度下限、時間、及び車両の診断コネクタによる以後のアクセス、又は外部からの使用に関するあらゆる以前に報告された状態及びメッセージ）がデータベースに格納される。データ格納に続いて、実行は、図５の点６及び図４の点８に進んでから、Ｓ４５６に戻る。Ｓ４５６は、電流及び電圧監視を再起動し、Ｓ４５６、Ｓ４４８、Ｓ４５９及びＳ４６０が続き、Ｓ４５６の監視ループに戻る（図４Ｃ、図４Ｄ）。
【０１００】
図４Ａ、図４Ｂの右側部分は、３つの有り得る動作状態を示す。第１の状態（より通常）は、エントリポイント３（図４Ａ）から始まる。後述するように、バッテリがエンジン始動に続いて正常及び通常状態により充電を受け付けているとＳ４４２で判定された場合、Ｓ４４０は続く。
【０１０１】
第２の状態は、Ｓ４５９（図４Ｄ）のＮＯ判定から続く動作を含み、ガソリンエンジンの場合にエンジンを「オフ」にする、又はディーゼルエンジンの場合に燃料供給を停止することによりエンジンを故意に停止した場合、Ｓ４６６及びＳ４６８の以後の動作を含む。バッテリは常時監視されているので、プログラムは図１のＡに戻る。
【０１０２】
第３の状態は、エンジン始動前又は始動後に発生している恐れがある充電システム故障の可能性に関する。Ｓ４８０（図４Ｂ）では、Ｓ４７８で収集された交流発電機電圧が最新の収集ＱＶを超えるか否かを判定することにより、そのような故障が発生したか否かを判定する。このＱＶは、図２のＳ２１５でエンジンが「スリープモード」であった場合に、点火オンを検出した直前に収集された。ＱＶは、エンジンが運転中でない、即ち「スリープモード」である時間中に収集され更新されるのみである。
【０１０３】
システムは、常時動作中であり、性能監視、分析実行及び状態通報とかかわっている。図４のＳ４４０から始まる上述の第１の状態に関して、エンジンが自立速度で運転している場合のデータ点である図２からのエントリポイント３がある。Ｓ４４２では、バッテリが充電を受け付けているか否かに関する判定を行う。これは、バッテリに出入する電流の流れを測定することにより遂行される。Ｓ４４１では、一連の測定及び計算を行う時間を設定する。ここに記載の実施形態では、この時間を１００ｍｓに設定する。任意の適当な時間値を使用してもよい。
【０１０４】
バッテリが充電を受け付けている場合、プログラムは、Ｓ４４４に進み、バッテリ電圧が最新の測定ＱＶを超えるか否かに関して判定を行う。その判定がＹＥＳの場合、Ｓ４４１の時間ループを終了させてプログラムの他のステップが進む。Ｓ４４６の判定がＮＯの場合、交流発電機の電圧値が１３．８と１４．２Ｖとの間にあるか否かをＳ４４８で測定する。この範囲を選択した理由は、上述のように、この範囲が１２ボルトシステム用の標準範囲であり、（電流がバッテリに流れるにつれて電圧が下がることもあるけれども、）車両に必要な電圧であるからである。実際の出力電圧は、電圧調整器の内又は付属の温度検出抵抗器により制御される。バッテリ電圧がこの範囲外である場合、Ｓ４４６は、信号を送ってＳ４４１の１００ｍｓの時間ループを再開始する。
【０１０５】
バッテリ電圧が１３．８〜１４．２Ｖの範囲内であるとＳ４４８で判定された場合、Ｓ４５０では、バッテリ電荷の量を増減する（合計する）。バッテリ電荷量は、クーロンで測定される場合に利用可能である。
【０１０６】
電荷に関するバッテリの監視及び電荷の合計は、バッテリが充電を受け付けている（図４Ｃ）とＳ４５４で判定される限り、Ｓ４５２で続く。このデータは、電流検出デバイス１１０により与えられる。バッテリが充電を受け付けていないとＳ４５４で判定された場合、Ｓ４５６では、バッテリ電圧及び電流の循環監視を準備する。即ち、バッテリ電圧及び電流は、所定の時間（ここでは、１秒間）の間交互に監視される。この時点では、ＩＲ、ＰＲ、ＩＲ率、ＰＲ率、温度下限、時刻及び他の通報状態の量のコンピュータデータベースからのデータの組合せである。これらの量の生成及びそれらのコンピュータデータベースへの格納は、以前に説明してある。
【０１０７】
Ｓ４５６で利用可能なデータから、バッテリが放電されているか否かに関してＳ４５８で判定を行う。放電されていない場合、バッテリは充電されており、プログラムはＳ４６０に進む。エンジンが自立速度に達した後、これがＳ４６０への１回目のエントリである場合、内部フラグ信号「始動時から１回目」を生成する。図２のＳ２６１からの出口では、前記フラグをリセットし、ＩＲ及びＰＲを前述のように測定するＳ４６２（図４Ｄ）に実行が続く。「始動時から１回目」フラグがリセットになると、実行がＳ４５６に戻る。Ｓ４６２のＰＲ及びＩＲの測定に続いて、このデータを、ＩＲが周囲温度に影響を受けるという理由からＩＲを温度補正するＳ４６４（図４Ｃ）に供給する。
【０１０８】
温度補正用のデータは、前述のようにコンピュータデータベースで利用可能である。また、前述のように、始動温度下限も判定されている。実行は、同図４の点９に続いてから、前述のようなバッテリ分析を行うＳ４０２（図４Ａ）に続く。バッテリ分析に続いて、実行は、出口点５に続いてから、図５のエントリポイント５に続く。始動直後のこの情報の利用可能性は、補正を可能とするのに重要である。この情報は、格納されて、システム、車両又は診断コネクタで利用できる。
【０１０９】
Ｓ４５８（図４Ｃ）に戻って、バッテリが放電されていると判定された場合、Ｓ４５９（図４Ｄ）では、バッテリ電圧が１３．６〜１４．２Ｖ（これは、１２ボルトシステム交流発電機用の標準出力電圧である）の範囲内にあるかを調べるのにバッテリ電圧を測定する。ＹＥＳ判定は、交流発電機が正しく実行しており、始動中に流れたバッテリ電荷を多分回復していることを示す。プログラムは、Ｓ４５６及びＳ４５８に戻って、バッテリが放電されているか否かに関してチェックを繰り返す。
【０１１０】
上述した第２の状態に関して、Ｓ４５９で判定がＮＯである場合（交流発電機が正しい出力電圧を供給していないことを意味する）、Ｓ４６６（図４Ｄ）では、点火スイッチが「オフ」であるかを調べるのにチェックを行う。点火スイッチが「オフ」である場合、エンジン始動が失敗した可能性がある。とにかく、Ｓ４６８で日時を記録して、実行は図１のデータエントリポイントＡの始まりに戻る。
【０１１１】
しかし、点火スイッチが「オフ」でないとＳ４６６で判定された場合、交流発電機からの電流が実質的にゼロであり、これは、交流発電機又は交流発電機ベルトに関して問題が有り得ることを示す。Ｓ４６６では、「交流発電機／ベルトの故障」とＳ４６８に示される旨のメッセージの表示をディスプレイ１２８上に行う。また、有り得る交流発電機又は交流発電機ベルトの故障の状態下で、Ｓ４７０でプログラムは、ＱＶを連続的に監視し、ＳｏＣ減少率（Ｓ３３１及びＳ３１３のＳｏＣ  ＤＲ）及び図３のＳ３３０〜Ｓ３３６に測定・表示するようにバッテリの残余寿命時間を測定する。Ｓ４７２では、「バッテリ低下前の残余時間」というメッセージを分又は他の時間単位で表示する。車両は多分運転されているので、Ｓ４７２では、バッテリがエンジン始動及び重大な車両機能をもはや支援できない前の残余時間を含む連続的な勧告を運転者に与えることができる。
【０１１２】
Ｓ４７２で発せられたメッセージに続いて、Ｓ４７４では、点火スイッチの状態に関するチェックを行う。「オフ」状態である場合、Ｓ４７２で発せられたメッセージのＳ４７６で日時をメモリに記録し、実行は図１のデータエントリポイントＡに続く。点火が「オン」である場合、Ｓ４７０を繰り返して、Ｓ４７２のメッセージ表示に関するバッテリ寿命残余時間を更新する。
【０１１３】
図４ＡのＳ４４０に戻って、バッテリが充電を受け付けていないとＳ４４２で判定された場合、時間遅延（ここでは、０．１秒と例示）をＳ４７５（図４Ｂ）で起動する。この遅延及びＳ４７７により制御される１０秒ループ時間は、始動後にバッテリ電荷を回復するのに必要な最大出力に交流発電機が到達できるように意図されている。バッテリが充電を受け付けているとＳ４４２が示し、バッテリ電圧が最新ＱＶを超えているとＳ４４４が判定した場合、交流発電機は正しく実行しており、バッテリは回復していると思われる。実行はＳ４４８に続き、その後Ｓ４４８に続く。Ｓ４４７で１０秒ループ時間が満了し、バッテリが充電を受け付けていないとＳ４４２が示した場合、充電システムの故障を示し、プログラムはＳ４７８に進む。Ｓ４７８では、バッテリ電圧を測定し、Ｓ４８０では、この電圧が最新の測定ＱＶ以上であるか否かを判定する。ＱＶは、始動後に決して更新されない。ＱＶが更新される唯一の時間は、エンジン及び車両が運転されていない時間の間である。最新ＱＶとして引用されるＱＶは、「点火オン」直前に収集され格納されたＱＶ値である。
【０１１４】
前記第３の状態について、Ｓ４８０の判定がＹＥＳである場合、バッテリ電圧が最新の測定ＱＶを超えるため、複数の充電システム異常状態が存在する恐れがある。次いで、Ｓ４８２では、バッテリ放電を監視して合計し、信号を送って交流発電機及び調整器を制御することによりバッテリ電荷をクーロンで減らす。また、Ｓ４８４では、「バッテリが充電されていない」というメッセージ及びＳｏＣ（％）を表示する。Ｓ４８４に続いて、点火スイッチの状態に関するチェックをＳ４８６で行う。「オフ」状態である場合、メッセージ表示の指示は、記録され、図２のデータエントリポイント２で利用できる。点火が「オン」である判定の場合、Ｓ４８８では、「点火がオンである」というメッセージを表示するようにし、プログラムはＳ４８２に戻る。これにより、Ｓ４８４で表示されるようにバッテリＳｏＣの更新を行うことができる。
【０１１５】
１０秒を超える時間の間バッテリが充電を受け付けていない状態が存在し、バッテリ電圧が最新の測定ＱＶを超えないＳ４８０に戻って、Ｓ４９０では、（クーロンで）バッテリ充電／放電を監視して合計する。これにより、「バッテリが充電されていない−交流発電機及びベルトをチェックすること」というメッセージをＳ４９２で表示し、また「点火をオフにすること」を運転者に指示するメッセージをＳ４９４で表示する。また、バッテリが充電されていないこと、及び現在のバッテリＳｏＣの表示に関するＳ４８４のメッセージの表示を起動する。
【０１１６】
本発明は好ましい実施形態を参照して具体的に示し説明してきたが、本発明の精神と範囲に反することなく、形式及び詳細の様々な変更を実行できることは当業者によって理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図２Ａ】  図２Ａは図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図２Ｂ】  図２Ｂは図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図３】    図３は図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図４Ａ】  図４Ａは図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図４Ｂ】  図４Ｂは図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図４Ｃ】  図４Ｃは図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図４Ｄ】  図４Ｄは図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図５】  図５は図示のように組み合わせられる数枚から成る本発明の動作を説明するフローチャートである。
【図６】  図６はエンジン始動時の電圧及び電流状態を示すグラフである。
【図７】  図７は自動車の始動システムのその他構成部品の一部を一緒にした本発明のバッテリ監視システムのブロック図である。
【図１】
0005079186.tif 000012
【図２Ａ】
0005079186.tif 000013
【図２Ｂ】
0005079186.tif 000014
【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
0005079186.tif 000019
【図５】
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【図６】
0005079186.tif 000021
【図７】
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