JPH0137703B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車用蓄電池の容量を検知する方法
に関する。

自動車を運転している際にその蓄電池（以下バ
ツテリと称する）の現在の容量を把握できると、
運転者はその状態に応じて機敏な処置、例えば容
量低下を認めた場合に走行に支障のない範囲で電
気負荷をしや断する等の処置をとることが可能と
なり、バツテリ上り等による路上故障を未然に防
止することができる。さらに、劣化による容量低
下を知ることにより、そのバツテリのメンテナン
ス時期をある程度予知することができる。

しかしながら、バツテリの容量を正確に知るた
めにはそのバツテリを完全放電させることが必要
であるため、車載状態でそのバツテリ容量を検知
する、あるいは運転中に常時これをモニタし、そ
の結果を運転者に知らしめるような方法及び装置
は、従来、存在しなかつた。

車載バツテリの異常を検知する方法として、バ
ツテリ液の比重、液レベルを検出する等の方法は
従来より行われているが、この種の方法には次の
如き問題点があつた。

即ち、(イ)大電流時は無論のこと、通常使用状態
における充放電電流程度の電流が流れている際は
バツテリ容量に対するバツテリ液の比重の応答性
が極めて悪く、車載されている際のバツテリでは
容量と比重との間に一定の関係が成立しない、(ロ)
実用上、バツテリの１セルのみの比重、液レベル
を検知することになるため、例えば他のセルにお
ける極板シヨート等の特定の故障モードを検知す
ることができない、(ハ)車両振動によつて誤動作が
生じる恐れがある、(ニ)補液によつて誤差が生じる
恐れがある、(ホ)電気的なアナログ信号を検出結果
として得ることが困難である等である。

従つて本発明は従来技術の以上述べた如き不都
合を解決するものであり、本発明の目的は、自動
車用バツテリの容量を運転中においても精度良く
検知できる容量検知方法を提供することにある。

上述の目的を達成する本発明の特徴は、大電流
放電中における互いに異なる値を示す複数時点の
バツテリ放電電流と該各放電電流流出時のバツテ
リ端子電圧とを検出し、該検出した電流及び電圧
値から当該バツテリの内部抵抗及び短絡時のデツ
ドシヨート電流を算出し、あらかじめ実験的に求
めたバツテリの容量と内部抵抗とデツドシヨート
電流との相関関係を表わす関数を用いて前記算出
した内部抵抗及びデツドシヨート電流から当該バ
ツテリの容量を算出することにある。

以下本発明の理論的根拠について図面を用いて
説明する。

一般に、放電時のバツテリの端子電圧V_Bと放
電電流I_Bとの間には第１図に示す如き関係があ
る。同図において、横軸は放電電流I_B、縦軸は端
子電圧V_B、実線ａはその放電特性（V_B−I_B特性）
をそれぞれ示している。スタータ駆動時（クラン
キング時）のように大電流の放電域においては、
このV_B−I_B特性はほとんど直線で近似することが
でき、従つて、放電電流がI₁の際の端子電圧を
V₁、放電電流がI₂の際の端子電圧をV₂とすると、
バツテリの内部抵抗ｒは上記直線の傾きから求め
られる。即ち、次式で表わされる。

ｒ＝V₂−V₁／I₁−I₂ ……(1) また、バツテリの起電力E_Oは第１図の直線部
をI_B＝０まで外挿した値から求めることができ、
従つて次式で表わされる。

E_O＝V₁＋I₁（V₂−V₁）／I₁−I₂ ……(2) さらに、バツテリを短絡した時のデツドシヨー
ト電流I_Sは第１図の直線部をV_B＝０まで外挿した
値であり、これはまた第(1)及び(2)式からも次式の
如く求めることができる。

I_S＝E_O／ｒ＝I₁V₂−V₁I₂／V₂−V₁ ……(3) クランキング時のバツテリの放電電流I_B及び端
子電圧V_Bは一定ではなく、第２図に示す如く、
クランク軸の回転角により大きく変動する。同図
において、Ａは端子電圧V_B、Ｂは放電電流I_Bの波
形をそれぞれ示しているスタータを起動した際の
放電電流を起動電流とすると、この起動電流は第
２図においてI₁で示され、その時の端子電圧はV₁
で表わされる。また、この起動電流I₁が流れた時
点からクランク軸が180゜回転する間の最小電流を
I₂とし、この時の端子電圧をV₂とすれば、バツテ
リの内部抵抗ｒ及びデツドシヨート電流I_Sは前述
の第(1)及び(3)式から求めることがでさる。なお、
上述のようにクランク軸が180゜回転する間の最小
電流を得るのはエンジンが４気筒の場合であり、
６気筒の場合は、クランク軸が120゜回転する間の
最小電流を得ることになる。また、その他の気筒
数においては、この角度が異なる。

このように、本発明は、クランキング時の電流
及び電圧の変動を積極的に利用し、クランキング
時の最大電流である起動電流I₁と、I₁が流れた時
のバツテリ端子電圧V₁と、起動からクランク軸
がその気筒数から一義的に定まる角度、例えば４
気筒で180゜、回転する間の最小電流I₂と、この時
の端子電圧V₂とを測定することにより、大電流
放電中の互いに異なる値の放電電流及びそれらの
各放電電流流出時の端子電圧を測定し、これによ
りバツテリの内部抵抗ｒ及びデツドシヨート電流
I_Sを求めようとするものである。なお、放電電流
及び端子電圧の測定点は２点に限らず、複数点で
あれば良い。

さて、バツテリの容量と内部抵抗ｒとの間、及
び容量とデツドシヨート電流I_Sとの間にはそれぞ
れ一定の関係が存在し、これらの関係から、さら
に容量と内部抵抗ｒとデツドシヨート電流I_Sとの
重相関関係を定量化し、デツドシヨート電流I_S及
び内部抵抗ｒに対する容量の回帰平面式を求める
と次式の如くなる。

容量＝A_r＋BI_S＋Ｃ ……(4) ただし、Ａ、Ｂ、Ｃはバツテリの種類によつて
定まる定数であり、バツテリ液温、バツテリ液レ
ベルの影響はほとんど受けない。

クランキング時の放電電流I₁及びI₂、端子電圧
V₁及びV₂からバツテリ容量を算出する演算式は、
上記第(4)式に第(1)及び(3)式を代入して得られる次
式で示される。

容量＝Ａ（V₂−V₁／I₁−I₂）＋Ｂ（I₁V₂−V₁I₂／V₂−V₁
）＋Ｃ ……(5) 第３図は規定容量に設定したバツテリを車載状
態でクランキングし、第(5)式を用いてバツテリの
容量を検知した実験結果と真のバツテリ容量とを
比較する図である。同図において、横軸は演算に
より求めた容量、縦軸は真の容量をそれぞれ示し
ている。横軸と縦軸の目盛は同一でり、従つて、
実線ｂは演算による容量が真の容量に一致する点
を示している。また、破線ｃ及びｄに挾まれる範
囲は、許容される誤差範囲を表わしている。実験
に際してバツテリは、液レベルが上限表示線レベ
ル（Ｆレベル）のもの、下限表示線レベル（Ｌレ
ベル）のもの、液温が＋15℃のもの、０℃のも
の、−15℃のものをそれぞれ使用したが第３図か
らも明らかの如く、本発明によれば、液レベル、
液温の補正なくして精度良く容量を検知すること
ができる。

次に本発明を実施例により説明する。

第４図は本発明を達成する一実施例のブロツク
図であり、第５図は第４図をより具体化して表わ
した回路図である。第４図において、１０はクラ
ンキング電流I_Bに対応する出力電圧e₁を発生する
I_B検出回路、１２はバツテリ端子電圧V_Bに対応す
る出力電圧e₂を発生するV_B検出回路、１４はク
ランキング開始時の起動電流に対応する出力電圧
e₁を検出するためのピークホールド回路から成る
I₁検知回路、１６は起動電流I₁が流れた際のバツ
テリ端子電圧V₁に対応する出力電圧e₂を検出す
るためのピークホールド回路から成るV₁検知回
路、１８は起動からクランク軸が180゜回転する間
の最小電流I₂に対応する出力電圧e₁を検出するた
めのピークホールド回路から成るI₂検知回路、２
０は最小電流I₂が流れた際のバツテリ端子電圧V₂
に対応する出力電圧e₂を検出するためのピークホ
ールド回路から成るV₂検知回路、２２はＡ／Ｄ
変換器、２４は前述の第(5)式の演算を行うように
プログラムされたマイクロコンピユータから成る
演算回路、２６はＤ／Ａ変換器、２８はエンジン
が運転されることによるバツテリの充放電電流の
積算値に対応した出力電圧を発生する充放電電気
量算出回路、３０は演算回路２４によつて算出さ
れたクランキング時のバツテリ容量と算出回路２
８からのエンジン運転中の充放電電流積算値とを
加算する加算回路、３２はバツテリ容量を表示す
るモニタ機構、３４は検知回路１４，１６，１
８，２０、演算回路２４、及び充放電電気量算出
回路２８の制御信号を発生する制御信号発生回路
をそれぞれ表わしている。

以下、各回路の構成及び動作について第５図を
用いて詳説する。

バツテリ４０はスタータケーブル４１を介して
スタータ４２に接続されると共に、ヒユージブル
リンク４４を介してイグニツシヨンスイツチ４６
に接続されている。イグニツシヨンスイツチ４６
はイグニツシヨン端子（IG端子）４６ａ及びス
タータ端子（ST端子）４６ｂを備えており、ク
ランキング時にはまずIG端子４６ａがオンとな
り次いでST端子４６ｂがオンとなる。これによ
り、スタータリレー４８の励磁コイル４８ａに電
流が流れてその接点４８ｂがオンとなりスタータ
４２のマグネツトスイツチ４２ａが駆動されてバ
ツテリ４０からスタータ４２にクランキング電流
I_Bが流れエンジンが回転を開始する。この時のク
ランキング電流I_Bは、バツテリ４０とスタータ４
２間の配線抵抗r_Sを既知とすれば、バツテリ端子
電圧V_Bとスタータ端子電圧V_Sとの差を知ること
により次式で求めることができる。

I_B＝V_B−V_S／r_S ……(6) オペレーシヨナルアンプ５０及び抵抗R₁、R₂、
R₃、R₄から成る差動増幅回路は、このクランキ
ング電流I_Bを検出するためのI_B検出回路１０を構
成しており、その出力電圧e₁は、R₁＝R₂、R₃＝
R₄とすると、次式で表わされる如くクランキン
グ電流I_Bに対応した値となる。

e₁＝R₄（V_B−V_S）／R₁＝R₄・r_S／R₁・I_B ……(7) オペレーシヨナルアンプ５２及び抵抗R₁₉、
R₂₀で構成される非反転増幅回路はバツテリ端子
電圧V_Bを検出するV_B検出回路１２を構成してお
り、その出力電圧e₂は次式で表わされる如くバツ
テリ端子電圧V_Bに対応した値となる。

e₂＝R₁₉＋R₂₀／R₁₉・V_B ……(8) トランジスタT_r5、コンデンサC₆、C₇、ダイオ
ードD₇、抵抗R₂₉、R₃₀、R₃₁から成る回路は、制
御信号発生回路３４においてI₁検知回路１４及び
V₁検知回路１６用の制御信号を形成する部分で
ある。イグニツシヨンスイツチ４６のIG端子４
６ａがオンとなると、この状態ではトランジスタ
T_r5のベース電流は流れないからこのトランジス
タT_r5はオフであり、従つてIG端子４６ａから抵
抗R₃₀及びコンデンサC₆に電流が流れ、抵抗R₃₁
の両側に正側の微分パルスが発生する。ただし
R₃₀≪R₃₁とする。

次いで、イグニツシヨンスイツチ４６のST端
子４６ｂがオンになると、トランジスタT_r5に抵
抗R₂₉を介してベース電流が流れてこのトランジ
スタT_r5はオンとなる。次いでクランキングが終
了し、ST端子４６ｂがオフとなると、トランジ
スタT_r5のベース電流がしや断され、このトラン
ジスタT_r5はオフとなり、IG端子４６ａから抵抗
R₃₀及びコンデンサC₆に電流が流れ、抵抗R₃₁の
両端に正側の微分パルスが発生する。このよう
に、イグニツシヨン電圧（IG電圧）の立ち上り
及びスタータ電圧（ST電圧）の立ち下り時にそ
れぞれ形成される正側の微分パルスは制御信号と
してI₁検知回路１４及びV₁検知回路１６に印加せ
しめられる。なお、コンデンサC₇はノイズによ
る誤動作防止用のものである。

オペレーシヨナルアンプ５４、ダイオードD₁、
トランジスタT_r1、電界効果トランジスタ
（FET）F₁、F₂、F₃、コンデンサC₁、抵抗R₅、
R₆、R₇、R₈から成るピークホールド回路はクラ
ンキング直後の起動電流I₁を検出するI₁検知回路
１４を構成している。制御信号発生回路３４から
の前述の微分パルスは電界効果トランジスタF₂
のゲートに印加されると共に、トランジスタT_r1
に抵抗R₅を介してベース電流を流してこのトラ
ンジスタT_r1をオンにする。これにより、抵抗R₆
を介してコレクタ電流が流れるため、電界効果ト
ランジスタF₁のゲート電圧が零電位となる。そ
の結果、オペレーシヨナルアンプ５４の出力は開
放となり、同時にコンデンサC₁がデイスチヤー
ジされる。抵抗R₇はコンデンサC₁のデイスチヤ
ージより先にオペレーシヨナルアンプ５４の出力
開放を行わせるために設けられている。この状態
でイグニツシヨンスイツチ４６のST端子４６ｂ
がオンになり、クランキング電流I_Bが流れると、
I_B検出回路１０のオペレーシヨナルアンプ５０の
出力電圧e₁が上昇し、コンデンサC₁はオペレーシ
ヨナルアンプ５４の許容出力電流I_MAXでチヤージ
され、このオペレーシヨナルアンプ５４のスリユ
ーレートを無視すれば時間遅れなしでe₁＝e₃とな
る。ここで、e₃はオペレーシヨナルアンプ５４の
出力電圧である。起動が終了し、クランキング電
流I_Bが減少を始めてもe₁＜e₃の状態においては、
オペレーシヨナルアンプ５４の入力段が導通しな
いため、コンデンサC₁は最大電圧を保持し、こ
れにより、電界効果トランジスタF₃のゲートに
電圧が印加される。その結果、この電界効果トラ
ンジスタF₃に抵抗R₈を介してドレイン電流が流
れ、起動電流I₁に対応した出力電圧がこのI₁検知
回路１４から得られることになる。

オペレーシヨナルアンプ５６、ダイオードD₅、
トランジスタT_r3、電界効果トランジスタF₇、
F₈、F₉、コンデンサC₃、抵抗R₂₁、R₂₂、R₂₃、
R₂₄から成るピークホールド回路は、起動電流I₁
が流れた時のバツテリ端子電圧V₁を検出するた
めのV₁検知回路１６を構成している。制御信号
発生回路３４からの前述の微分パルスは電界効果
トランジスタF₈のゲートに印加されると共にト
ランジスタT_r3に抵抗R₂₁を介してベース電流を
流してこのトランジスタT_r3をオンにし、抵抗
R₂₂を介してコレクタ電流を流して電界効果トラ
ンジスタF₇のゲート電圧を零電位にする。これ
によりオペレーシヨナルアンプ５６の出力は開放
となり、同時に、抵抗R₂₃を介する電界効果トラ
ンジスタF₈のドレイン電流によりコンデンサC₃
がチヤージされる。なお、この抵抗R₂₃はコンデ
ンサC₃のチヤージより先にオペレーシヨナルア
ンプ５６の出力開放を行わせるために設けられて
いる。この状態でイグニツシヨンスイツチ４６の
ST端子がオンとなり、クランキング電流I_Bが流
れると、バツテリ端子電圧V_Bが低下すると共に
V₁検知回路１６のオペレーシヨナルアンプ５２
の出力電圧e₂も低下し、コンデンサC₃はオペレー
シヨナルアンプ５６の許容出力電流I_MAXでデイス
チヤージされ、このオペレーシヨナルアンプ５６
のスリユーレートを無視すれば時間遅れなしでe₂
＝e₄となる。ここで、e₄はオペレーシヨナルアン
プ５６の出力電圧である。起動が終了し、バツテ
リ端子電圧V_Bが上昇を始めてもe₂＞e₄の状態にお
いては、オペレーシヨナルアンプ５６の入力段が
導通しないため、コンデンサC₃は最低電圧を電
界効果トランジスタF₉のゲートに電圧が印加さ
れる。これにより、電界効果トランジスタF₉に
抵抗R₂₄を介してドレイン電流が流れ、起動電流
I₁が流れた際のバツテリ端子電圧V₁に対応した出
力電圧がこのV₁検知回路１６から得られること
になる。

オペレーシヨナルアンプ５８，６０、ダイオー
ドD₃、D₄、コンデンサC₅、抵抗R₁₃、R₁₄、R₁₅、
R₁₆、R₁₇、R₁₈で構成される回路は、制御信号発
生回路３４において、I₂検知回路１８及びV₂検知
回路２０用の制御信号を形成する部分である。イ
グニツシヨンスイツチ４６のST端子４６がオン
となり、起動電流I₁がピークホールドされるまで
について考えると、I_B検出回路１０のオペレーシ
ヨナルアンプ５０の出力電圧e₁とI₁検知回路１４
のオペレーシヨナルアンプ５４の出力電圧e₃（電
界効果トランジスタF₃のゲート電圧）との間に
はe₁＝e₃の関係があり、また回路構成上オペレー
シヨナルアンプ５８の出力電圧e₅はR₁₃＝R₁₄、
R₁₅＝R₁₆とすると次式の如く表わされるから、e₅
＝０となる。

e₅＝R₁₅（e₁−e₃）／R₁₃ ……(9) 起動電流I₁がピークホールドされると、オペレ
ーシヨナルアンプ５４の出力電圧e₃は一定値とな
り、また、クランキング電流I_Bは減少を始めるこ
とからオペレーシヨナルアンプ５０の出力電圧e₁
は低下する。即ち、この場合、オペレーシヨナル
アンプ５８の出力電圧e₅はe₅＜０となり、オペレ
ーシヨナルアンプ６０から主として構成される零
交差検出回路の出力電圧e₆が正側に飽和する。そ
してこの出力電圧e₆の立ち上り時にコンデンサC₅
に電流が流れ、抵抗R₁₈の両端に正側の微分パル
スが発生する。このように起動電流I₁が検出され
た瞬間に形成される正側の微分パルスは制御信号
としてI₂検知回路１８及びV₂検知回路２０に印加
せしめられる。オペレーシヨナルアンプ６２、ダ
イオードD₂、トランジスタT_r2、電界効果トラン
ジスタF₄、F₅、F₆、コンデンサC₂、抵抗R₉、
R₁₀、R₁₁、R₁₂から成るピークホールド回路は、
起動からクランク軸が180゜回転するまでの間の最
小電流I₂を検出するI₂検知回路１８を構成してい
る。制御信号発生回路３４からの前述の微分パル
スは電界効果トランジスタF₅のゲートに印加さ
れると共に、トランジスタT_r2に抵抗R₉を介して
ベース電流を流してこのトランジスタT_r2をオン
にし、抵抗R₁₀を介してコレクタ電流を流して電
界効果トランジスタF₄のゲート電圧を零電位に
する。これによりオペレーシヨナルアンプ６２の
出力は開放となり、同時に、抵抗R₁₁を介する電
界効果トランジスタF₅のドレイン電流によりコ
ンデンサC₂がチヤージされる。なお、この抵抗
R₁₁は、コンデンサC₂のチヤージより先にオペレ
ーシヨナルアンプ６２の出力開放を行わせるため
に設けられている。この状態でクランキング電流
I_Bが減少を始めると、I_B検出回路１０のオペレー
シヨナルアンプ５０の出力電圧e₁が低下し、コン
デンサC₂はオペレーシヨナルアンプ６２の許容
出力電流I_MAXでデイスチヤージされ、このオペレ
ーシヨナルアンプ６２のスリユーレートを無視す
れば時間遅れなしでe₁＝e₇となる。ここで、e₇は
オペレーシヨナルアンプ６２の出力電圧である。
クランク軸の回転角がある一定角度を越えてクラ
ンキング電流I_Bが増加し始めてもe₁＞e₇の状態で
はオペレーシヨナルアンプ６２の入力段が導通し
ないため、コンデンサC₂は最低電圧を保持し、
電界効果トランジスタF₆のゲートに電圧が印加
される。これにより、電界効果トランジスタF₆
に抵抗R₁₂を介してドレイン電流が流れ、起動後
クランク軸が180゜回転するまでの間の最小電流I₂
に対応した出力電圧がこのI₂検知回路１８から得
られることになる。

オペレーシヨナルアンプ６４、ダイオードD₆、
トランジスタT_r4、電界効果トランジスタF₁₀、
F₁₁、F₁₂、コンデンサC₄、抵抗R₂₅、R₂₆、R₂₇、
R₂₈から成るピークホールド回路は、最小電流I₂
が流れた際のバツテリ端子電圧V₂を検出するた
めのV₂検知回路２０を構成している。制御信号
発生回路３４からの前述の微分パルスは、電界効
果トランジスタF₁₁のゲートに印加されると共に、
トランジスタT_r4抵抗R₂₅を介してベース電流を
流してこのトランジスタT_r4をオンにし、抵抗
R₂₆を介してコレクタ電流を流して電界効果トラ
ンジスタF₁₀のゲート電圧を零電位にする。これ
により、オペレーシヨナルアンプ６４の出力は開
放となり、同時に、コンデンサC₄がデイスチヤ
ージする。抵抗R₂₇はコンデンサC₄のデイスチヤ
ージより先にオペレーシヨナルアンプ６４の出力
開放を行わせるために設けられている。この状態
でバツテリ端子電圧V_Bが上昇を始めると、V_B検
出回路１２のオペレーシヨナルアンプ５２の出力
電圧e₂が上昇し、コンデンサC₄はオペレーシヨナ
ルアンプ６４の許容出力電流I_MAXでチヤージさ
れ、このオペレーシヨナルアンプ６４のスリユー
レートを無視すれば、時間遅れなしでe₂＝e₈とな
る。ここで、e₈はオペレーシヨナルアンプ６４の
出力電圧である。クランク軸の回転角がある一定
角度をこえ、バツテリ端子電圧V_Bが低下し始め
てもe₂＝e₈の状態ではオペレーシヨナルアンプ６
４の入力段が導電しないため、コンデンサC₄は
最下電圧を保持し、電界効果トランジスタF₁₂の
ゲートに電圧が印加される。これにより、電界効
果トランジスタF₁₂に抵抗R₂₈を介してドレイン電
流が流れ、最小電流I₂が流れた時のバツテリ端子
電圧V₂に対応した出力電圧がこのV₂検知回路２
０から得られることになる。

各検知回路１４，１６，１８，２０から得られ
る、起動電流I₁、その時のバツテリ端子電圧V₁、
最小電流I₂、その時のバツテリ端子電圧V₂にそれ
ぞれ対応する出力電圧はＡ／Ｄ変換器２２に印加
されて所定ビツトのデジタル信号に変換され、演
算回路２４に送り込まれる。

演算回路２４は、マイクロプロセツサ、メモリ
等を含む周知のマイクロコンピユータで構成され
ており、そのメモリ内には、前述の第(5)式の演算
を行う演算処理ルーチンがプログラムされてい
る。制御信号発生回路３４より線６６を介して制
御信号が送り込まれると、このマイクロコンピユ
ータは上述の演算処理ルーチンを実行する。即
ち、まず、Ａ／Ｄ変換器２２からの入力データを
読み込み、次いでこれらの入力データを用いて第
(5)式の演算を行い、得られたバツテリ容量に関す
る演算結果をＤ／Ａ変換器２６に出力すると共に
メモリの所定領域に格納する。このバツテリ容量
に関する演算結果はイグニツシヨンスイツチ４６
がオフとなるまでメモリに保持される。Ｄ／Ａ変
換器２６はデジタル信号で表わされる上述の演算
結果をアナログ電圧信号に変換される。

例えばクランク軸に同期して回転する回転円板
６８ａ及び磁気検出コイル６８ｂから構成される
回転角センサ６８、点火信号発生回路７０、ダイ
オードD₃、定電圧ダイオードD₉、D₁₀、抵抗R₃₃、
R₃₄、アンドゲート７２から構成される回路は、
前述の制御信号発生回路３４において、演算回路
２４用の制御信号を形成する部分である。点火信
号発生回路７０は、周知の如く、４気筒ではクラ
ンク軸が180゜回転する毎に点火信号を発生せしめ
ている。起動電流I₁がピークホールドされてオペ
レーシヨナルアンプ６０の出力電圧e₆が正側に飽
和して初めての点火信号が発生した時（即ち、ク
ランク軸が約180゜回転した時）にパルスが発生
し、このパルスが制御信号として演算回路２４に
送り込まれることにより前述の演算処理ルーチン
が実行開始せしめられる。

オペレーシヨナルアンプ７４、抵抗R₃₅、R₃₆、
電界効果トランジスタF₁₄、F₁₅、コンデンサC₈、
C₉は、走行中の充放電電流を積算する前述の充
放電電気量算出回路２８を構成している。制御信
号発生回路３４から印加されるIG電圧の立ち上
り及びST電圧の立ち下り時の微分パルスによつ
て電界効果トランジスタF₁₃、F₁₄にゲート電圧が
印加されることからこれらの電界効果トランジス
タは導通し、コンデンサC₈、C₉がデイスチヤー
ジされる。エンジンが始動し、走行が開始せしめ
られると、バツテリ４０に対して充放電が繰り返
されるが、ヒユージブルリンク４４の抵抗R_fを
既知とし、イグニツシヨンスイツチ４６側のこの
ヒユージブルリンク４４の端子電圧をV_fとする
と上述の充放電電流は次式で与えられる。

V_f−V_B／R_f ……(10) ここで、第(10)式の結果が正なら充電、負なら放
電を意味している。

オペレーシヨナルアンプ７４の両入力端子が抵
抗R₃₅、R₃₆をそれぞれ介してヒユージブルリン
ク４４の両端子に接続せしめられているため、こ
のオペレーシヨナルアンプ７４の出力電圧e₉は、
R₃₅＝R₃₆、C₈＝C₉とすれば、次式で表わされる。

e₉＝１／R₃₅・C₈・∫（V_f−V_B）dt ……(11) 即ち、バツテリ４０の充放電電流の積算値に対
応した出力電圧e₉がこの充放電電気量算出回路２
８から得られることになる。

オペレーシヨナルアンプ７６、抵抗R₃₇、R₃₈、
R₃₉はエンジン運転中のバツテリ容量を常時検出
するための加算回路３０を構成しており、Ｄ／Ａ
変換器２６から得られるクランキング時のバツテ
リ容量演算値と、算出回路２８から得られるエン
ジン運転中の充放電電流の積算値とを加算するも
のである。従つてこの加算回路７６の出力電圧は
バツテリ４０の現在の容量を表わすものであり、
例えば電圧計等で構成される容量モニタ機構３２
によつて表示せしめられる。

なお、第５図に示した回路において用いられた
電界効果トランジスタは全てエンハンスメント型
であり、オペレーシヨナルアンプ５４，５６，６
２，６４，７４，７６は電界効果トランジスタの
入力段を有している。

上述の実施例においては、起動時の電流及び電
圧と、起動からクランク軸が180゜回転する間の最
小電流及びその時の電圧とを測定しているが、本
発明の方法は起動時を除くクランキング時の脈動
する電流、電圧波形の最大値、最小値、もしくは
互いに異なる任意の値に着目しても良いし、ま
た、クランキング時を除く大電流放電時に変動す
る電流・電圧波形の最大値、最小置、もしくは互
いに異なる任意の値に着目しても良い。

以上詳細に説明したように本発明の方法は、大
電流放電中における互いに異なる値を示す複数時
点のバツテリ放電電流とその放電電流流出時のバ
ツテリ端子電圧とを検出し、これらの検出した電
流及び電圧値からバツテリの内部抵抗及び短絡時
のデツドシヨート電流を算出し、あらかじめ実験
的に求めたバツテリ容量と内部抵抗及びデツドシ
ヨート電流との関係を表わす式に上記算出した内
部抵抗及びデツドシヨート電流を代入し、これに
よつてバツテリ容量を求めるようにしているた
め、バツテリ自体にセンサ類を装着することな
く、純電気的に精度良くバツテリ容量を検知する
ことができる。また、現在のバツテリ容量を常時
知ることができるからバツテリ上りの防止、メン
テナンス時期の予知ができる等非常に有益な効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電電流とバツテリ端子電圧との関係
を示す特性図、第２図はクランキング時のバツテ
リ放電電流と端子電圧の波形図、第３図はバツテ
リの真の容量と演算によつて求めた容量とを比較
する図、第４図は本発明の一実施例の概略構成を
表わすブロツク図、第５図は第４図の実施例をよ
り具体化して表わした回路図である。 １０……I_B検出回路、１２……V_B検出回路、１
４……I₁検知回路、１６……V₁検知回路、１８…
…I₂検知回路、２０……V₂検知回路、２２……
Ａ／Ｄ変換器、２４……演算回路、２６……Ｄ／
Ａ変換器、２８……充放電電気量算出回路、３０
……加算回路、３２……バツテリ容量モニタ機
構、４０……バツテリ、４２……スタータ、４６
……イグニツシヨンスイツチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 大電流放電中における互いに異なる値を示す
   複数時点の蓄電池放電電流と該各放電電流流出時
   の蓄電池端子電圧とを検出し、該検出した電流及
   び電圧値から当該蓄電池の内部抵抗及び短絡時の
   デツドシヨート電流を算出し、あらかじめ実験的
   に求めた蓄電池の容量と内部抵抗とデツドシヨー
   ト電流との相関関係を表わす関数を用いて前記算
   出した内部抵抗及びデツドシヨート電流から当該
   蓄電池の容量を算出することを特徴とする自動車
   用蓄電池の容量検知方法。