JPH0535993B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジン作動中におけるバツテリイ
の状態から車両のエンストおよびエンジン始動不
能を予測して警告するようにしたバツテリイ上り
予告装置に関する。

（従来技術） 従来のバツテリイ上り予告装置としては、例え
ば特開昭49−51540号として電気自動車用バツテ
リイを対象とした装置が知られている。

このバツテリイ上り予告装置にあつては、バツ
テリイの放電電流をシヤント抵抗で電圧に変換
し、シヤント抵抗で検出したバツテリイ電圧を増
幅した後に電圧比較器に入力して所定の基準電圧
と比較し、所定の放電電流が得られたときのバツ
テリイ端子電圧をコンデンサに保持し、このコン
デンサ保持電圧を高入力インピーダンス増幅器で
取出して最終的に所定放電電流時のバツテリイ端
子電圧に基づいてバツテリイ容量を求め、バツテ
リイ容量が規定値に以下に低下したとき、バツテ
リイ上りを予告警告するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のバツテリイ上
り予告装置にあつては、バツテリイの充放電電流
をシヤント抵抗に流すことによつて電流を電圧に
変換して検出するようにしていたため、シヤント
抵抗によるバツテリイ電圧の低下と電力損失を起
こしてバツテリイ能力を損うことが避けられず、
またシヤント抵抗の値を小さくして悪影響を低減
しようとした場合には、検出電圧が小さくなるこ
とから増幅率の高い高性能の増幅器が必要になる
等して信頼性及びコストの面で一般の車両に用い
られる装置としては問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、放電電流を検出するシヤント抵抗
を必要とすることなく簡単な構成でエンストやエ
ンジン始動不能なバツテリイ容量となつたことを
判断して予告警告するバツテリイ上り予告装置を
提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあつては、エ
ンジン作動中におけるバツテリイ端子電圧検出手
段で検出し、バツテリイ容量の低下に伴うバツテ
リイ電圧の低下が生じ、放電状態が判定できる一
定時間以上継続して検出した検出電圧が、予め定
めた規定バツテリイ電圧より低い第１の基準電圧
値以下となつた状態を電圧判別手段で判別し、こ
の判別出力が得られたときに予め定めた所定の車
載電気負荷をスイツチ手段によつてバツテリイに
接続し、スイツチ手段により新たな負荷を接続し
たときのバツテリイ端子電圧の降下分を電圧降下
検出手段で検出し、この電圧降下分が予め定めた
第２の基準電圧以上となつたときに異常判別手段
によりエンストやエンジン不能なバツテリイ容量
に低下したものと判断して警告表示手段にバツテ
リイ上りを予告警告させるようにしたものであ
る。

（作用） このような本発明の構成によれば、バツテリイ
端子電圧が第１の基準電圧以下に一定時間継続し
て下がつたときに、所定の車載電気負荷をバツテ
リイに接続してバツテリイ端子電圧の電圧降下を
チエツクし、バツテリイ容量が低いほど新たな負
荷を接続したときの電圧降下が大きくなることか
ら、この電圧降下の大きさが第２の基準電圧を越
えたときに、エンストを起こしたり、そのまま停
止した場合にはエンジンの再始動が不可能なバツ
テリイ容量の不足状態にあるものと判断して予告
警報を出すようになる。

また、バツテリイの端子電圧のみからバツテリ
イ容量の低下を判断しているため、バツテリイ充
放電電流を電圧信号に変換するためのシヤント抵
抗が不要となり、シヤント抵抗を接続したときの
バツテリイ電圧降下や電力損失の問題がなく、一
般の自動車に適用した場合に信頼性が保証され、
またコスト的にも安価にすることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロツ
ク図である。

まず構成を説明すると、１はバツテリイであ
り、エンジン作動中においてはオルタネータ２に
より充電され、バツテリイ１にはスイツチ３ａ〜
３ｎを介して複数の車載電気負荷４ａ〜４ｎが接
続されている。

このようなバツテリイ１の端子電圧Vbは波形
整形回路等より成る電圧検出回路５に入力され、
電圧検出回路５で検出されたバツテリイ端子電圧
Vbは比較回路６の一方に入力される。比較回路
６の他方には第１の基準電圧回路７から予め定め
た第１の基準電圧Vrが与えられており、比較回
路６は電圧検出回路５からのバツテリイ端子電圧
Vbが第１の基準電圧Vr₁以下となつたとき比較
出力を生ずる。比較回路６の出力は放電状態判定
回路８に与えられており、放電状態判定回路８に
は比較回路６の出力が一定時間以上継続したとき
に出力を生ずる時定数回路、または単安定マルチ
バイブレータが設けられている。従つて、比較回
路６、第１の基準電圧回路７、及び放電状態判定
回路８によつて電圧検出回路５で検出されたバツ
テリイ端子電圧Vbが一定時間以上継続して予め
定めた第１の基準電圧Vr₁以下に低下したときに
判別出力を生ずる電圧判別手段を構成している。

放電状態判定回路８の出力はスイツチ回路９の
スイツチ制御信号として与えられ、このスイツチ
回路９には予め定めた所定の電気負荷１０が接続
されており、放電状態判定回路８の出力を受けて
スイツチ回路９のスイツチ接点が閉じ、所定の車
載電気負荷１０をバツテリイ１に接続するように
なる。この車載電気負荷１０としては、例えばリ
ヤデフオツガヒータが用いられ、車載電気負荷１
０としてのリヤデフオツガヒータがバツテリイ１
に接続されると、その抵抗値で定まる所定の電流
Δi分だけバツテリイ１の放電電流を増加させる
ようにしている。尚、車載電気負荷１０としては
リヤデフオツガヒータの他に例えば5A以上の消
費電流が作動状態の如何に係わらず定常的に流れ
る適宜の車載電気負荷を使用することができる。
また、スイツチ回路９によりバツテリイ１に接続
される車載電気負荷１０としては選択した負荷が
作動状態のときスイツチ回路９がスイツチ接点を
閉じてもバツテリイ放電電流が増加しないことか
ら、２以上の所定の車載電気負荷をスイツチ回路
９に接続し、いずれか１つの車載負荷が使用状態
にあつても他の使用状態にない負荷のバツテリイ
１への接続でバツテリイ放電電流を一時的に増加
させることが望ましい。

一方、電圧検出回路５の出力は電圧保持回路１
１に入力され、電圧保持回路１１はスイツチ回路
９のスイツチ出力を受けており、スイツチ回路９
のスイツチ接点を閉じる直前のバツテリイ端子電
圧Vbを保持して出力するようになる。このため
の電圧保持回路１１としては、電圧検出回路５の
検出出力をアナログスイツチを介してコンデンサ
に入力し、コンデンサの端子電圧を高入力インピ
ーダンス増幅器を介して出力するようにした所謂
サンプルホールド回路が使用される。

電圧保持回路１１に保持されたスイツチ回路９
のスイツチ接点が閉じる直前のバツテリイ端子電
圧は、差動回路１２の一方の入力に与えられ、差
動回路１２の他方の入力には電圧検出回路５の出
力がそのまま与えられる。このため差動回路１２
はスイツチ回路９のスイツチ接点が閉じる直前の
バツテリイ端子電圧Vbとスイツチ回路９のスイ
ツチ接点を閉じて車載電気負荷１０をバツテリイ
１に接続することで電圧降下を起こしたバツテリ
イ端子電圧との電圧差から電圧降下分を検出して
出力するようになり、この差動回路１２によつて
電圧降下検出手段が構成される。また、差動回路
１２における電圧降下分の検出はスイツチ回路９
を閉じて車載電気負荷１０をバツテリイ１に接続
したときから数秒を経過したタイミングのバツテ
リイ端子電圧と電圧保持回路１１の保持電圧との
電圧差を取出すようになる。

差動回路１２で検出された車載電気負荷１０の
接続による電圧降下分は比較回路１３の一方に入
力され、比較回路１３の他方には第２の基準電圧
回路１４からの第２の基準電圧Vr₂が入力されて
いる。このため、比較回路１３は差動回路１２か
ら得られた電圧降下分が第２の基準電Vr₂以上と
なつたとき比較出力を生じ、この比較回路１３か
らの比較出力に基づいて警告表示部１５において
バツテリイ上りの予告警告の表示が行なわれる。
このため比較回路１３、第２の基準電圧回路１４
によつて差動回路１２で検出された電圧降下分が
予め定めた第２の基準電圧Vr₂のとき警告表示部
１５にバツテリイ上りの予告警告を表示させる異
常判別手段が構成される。

次に、第１図の実施例の動作を説明する。

まず、バツテリイ端子電圧Vb及びバツテリイ
放電電流Ibに対するバツテリイ容量の関係は、例
えば規定バツテリイ電圧12Vのバツテリイ１を例
にとると、第２図の特性グラフに示すようにな
る。

この第２図の特性グラフから明らかなように、
バツテリイ端子電圧Vbはバツテリイ放電電流Ib
が増加する程、略直線的に減少する関係があり、
更にバツテリイを満充電にしたときの電気量に対
する充電量（％）で表したバツテリイ容量をパラ
メータとした特性を持ち、バツテリイ容量が低い
程、バツテリイ放電電流Ibの増加に対してバツテ
リイ端子電圧Vbの低下が大きくなる関係にある。

この第２図に示す特性をもつたバツテリイ１の
バツテリイ上りを予告するため、例えば比較回路
６に対する第１の基準電圧回路７からの基準電圧
Vr₁としては、Vr₁＝11.75Vが設定される。この
第１の基準電圧Vr＝11.75Vの設定により比較回
路６が比較出力を生ずるバツテリイ放電電流Ibの
値はバツテリイ容量100％で37A、50％で20A、
30％で12A、20％で8A、10％では5Aとなる。

このように比較回路６が比較出力を生じても、
第２図に示すいずれのバツテリイ容量における
Vb−Ib特性から得られた比較出力であるかがわ
からず、比較回路６の出力からバツテリイ容量を
決めることはできない。

この比較回路６の比較出力が得られたときのバ
ツテリイ容量の決定は、スイツチ回路９による所
定の車載電気負荷１０のバツテリイ１に対する接
続で低下したバツテリイ１の電圧降下分から求め
ることができる。

即ち、スイツチ回路９を閉じることによりバツ
テリイ１に所定の車載電気負荷１０を接続するこ
とにより、それまでのバツテリイ放電電流Ib１が
車載電気負荷１０の負荷インピーダンスで決まる
所定電流Δiだけ増加したとする。このバツテリ
イ放電電流の増加分Δiに対するバツテリイ端子
電圧の電圧降下は、第２図の特性グラフから明ら
かなように、バツテリイ容量が大きい程小さく、
バツテリイ容量が下がるにつれて大きな電圧降下
を生ずることとなる。

そこで、例えばバツテリイ容量が20％以下とな
つたときにバツテリイ予告警告を出すものとする
と、バツテリイ容量20％を与える特性曲線の傾き
は略直線とみなすと傾きＫを予め求めることがで
き、車載電気負荷１０を接続したうちのバツテリ
イ放電電流の増加分はΔiであることから、バツ
テリイ容量が20％のときの車載電気負荷１０の接
続による電圧降下分ΔVはΔV＝Ｋ×Δiとして一
義的に求めることができ、この車載電気負荷１０
を接続したときに予想されるバツテリイ端子電圧
の電圧降下分ΔVに基づいて第２の基準電圧回路
１４による第２の基準電圧Vr₂の値を定める。具
体的には、第２の基準電圧Vr₂はバツテリイ容量
が20％以下となつたときにバツテリイ予告警告を
出すものとすると、Vr₂＝0.2〜0.3V程度の値に定
めることができる。

次に、前述した第１の基準電圧Vr₁＝11.75V及
び第２の基準電圧Vr₂＝0.2〜0.3Vに設定した場合
を例にとつて第１図の実施例の動作を具体的に説
明する。

今、電圧検出回路５の検出電圧が規定電圧12V
から、第２図に示すようにVb₁＝11.5Vに低下し
たとすると、電圧検出回路５の検出電圧Vb₁が第
１の基準電圧Vr₁＝11.75Vを下回ることから比較
回路６が比較出力を生じ、放電状態判定回路８に
おいて一定時間以上継続して比較回路６の比較出
力が得られたとき、放電状態判定回路８が判定出
力を生じてスイツチ回路９のスイツチ接点を閉
じ、所定の車載電気負荷１０をバツテリイ１に接
続する。このスイツチ９が閉じたときのスイツチ
出力は電圧保持回路１１に与えられており、電圧
保持回路１１はスイツチ回路９が閉じる直前の検
出電圧Vb₁を保持する。続いて、スイツチ回路９
が閉じることにより所定の車載電気負荷１０をバ
ツテリイ１に接続して数秒を経過すると、バツテ
リイ端子電圧Vbは車載電気負荷１０を接続する
ことによりバツテリイ放電電流がそれまでのバツ
テリイ放電電流Ib₁よりΔi分だけ増加したIb₂とな
り、このときのバツテリイ容量が20％であつたと
すると差動回路１２で検出された電圧降下分ΔV
（＝Vb₁−Vb₂）は比較回路１３に対する第２の
基準電圧Vr₂を上回り、比較回路１３が比較出力
を生ずることで警告表示部１５にバツテリイ上り
の予告警告を表示ランプの点灯やブザーの鳴動等
により行なわせるようになる。

このようにバツテリイ上りの予告警告が出され
たならば、走行中にエンストを起こしたりエンジ
ンの再始動が不可能なバツテリイ容量の低下状態
にあることから、運転者は不必要な車載負荷のス
イツチを切つたり、或いは車両停止時に充分なア
イドリングを行なつてからエンジンを停止させる
等の適切な措置を取ることができる。

第３図は本発明の他の実施例を示した回路ブロ
ツク図であり、この実施例はバツテリイ上りの予
告警告のためマイクロコンピユータによる演算手
段を用いたことを特徴とする。

即ち、電圧検出回路５で検出したバツテリイ１
の端子電圧VbをＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信
号に変換し、マイクロコンピユータ１８に入力す
る。マイクロコンピユータ１８は演算手段として
のCPU１９、入力データを一時記憶するRAM２
０、及びバツテリイ上りを予告警告するための処
理プログラムを固定的に記憶したROM２１を備
え、更にCPU１９の制御出力によつて所定の車
載電気負荷１０に直列接続したスイツチ回路９を
オン、オフ制御できるようにしている。

マイクロコンピユータ１８に設けたCPU１９
による演算機能は第１図の実施例における比較回
路６、放電状態判定回路８、電圧保持回路１１、
差動回路１２及び比較回路１３の機能をプログラ
ム処理により実現する。また、バツテリイ容量の
判別処理をより正確に行なうため、ROMに第２
図に示したようなバツテリイ１の特性グラフに基
づいて作成したテーブルデータを記憶しておき、
このテーブルデータを使用して車載電気負荷１０
をバツテリイ１に接続したときのバツテリイ端子
電圧の電圧降下分ΔVからバツテリイ容量を求め
てバツテリイ上りの予告警告を行なうようにして
もよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、バツ
テリイ端子電圧が予め定めた第１の基準電圧以下
に一定時間継続して低下したときに予め定めた所
定の電気負荷をバツテリイに接続して一時的にバ
ツテリイの放電電流を増加させ、このときのバツ
テリイ端子電圧の電圧降下分を検出してバツテリ
イ容量が規定容量以下に低下しているか否かを判
断し、規定容量以下に低下したときにバツテリイ
上りの予告警告を行なうようにしたため、バツテ
リイの端子電圧のみを検出するだけでバツテリイ
容量の低下を判断することができるため、従来装
置のようにシヤント抵抗を用いてバツテリイ放電
電流を電圧信号に変換する手段が不要となり、バ
ツテリイ端子電圧のみの検出で正確にバツテリイ
容量を求めてエンストやエンジン停止後の再始動
不能の可能性を生ずるバツテリイ上り状態を判断
して予告警告することができる。

また、バツテリイ容量の低下を判断するために
所定の車載負荷を一時的にバツテリイに接続する
にすぎないことから、シヤント抵抗により継続的
に放電電流を検出する場合に比べ、バツテリイの
電力損失を大幅に低減でき、更に新たな車載電気
負荷の接続によるバツテリイの実動作を通じてバ
ツテリイ容量の低下を判断していることから、信
頼性の高いバツテリイ上りの予告警告を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロツ
ク図、第２図はバツテリイ容量をパラメータとし
てバツテリイ端子電圧と放電電流の関係を示した
特性グラフ、第３図は本発明の他の実施例を示し
た回路ブロツク図である。 １：バツテリイ、２：オルタネータ、３ａ〜３
ｎ：スイツチ、４ａ〜４ｎ，１０：車載電気負
荷、５：電圧検出回路、６，１３：比較回路、
７：第１の基準電圧回路、８：放電状態判定回
路、９：スイツチ回路、１１：電圧保持回路、１
２：差動回路、１４：第２の基準電圧回路、１
５：警告表示部、１６：Ａ／Ｄ変換器、１８：マ
イクロコンピユータ、１９：CPU、２０：
RAM、２１：ROM。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジン作動中におけるバツテリイ電圧を検
   出する電圧検出手段と、 バツテリイ容量の低下に伴うバツテリイ電圧の
   低下が生じ、電圧検出手段により放電状態が判定
   できる一定時間以上継続して検出した検出電圧
   が、予め定めた規定バツテリイ電圧より低い第１
   の基準電圧値以下に低下したとき判別出力を生ず
   る電圧判別手段と、 該電圧判別手段の判別出力を受けて予め定めた
   所定の車載電気負荷をバツテリイに接続するスイ
   ツチ手段と、 該スイツチ手段による負荷接続時のバツテリイ
   電圧の降下分を検出する電圧降下検出手段と、 該電圧降下検出手段による検出降下分が予め定
   めた第２の基準電圧以上のとき警告表示手段にバ
   ツテリイ上りの予告警報を表示させる異常判別手
   段とを備えたことを特徴とするバツテリイ上り予
   告装置。