JPS6237347B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車載用バツテリーの残存容量を報知す
る車載用バツテリーチエツカーに関するものであ
る。

従来、バツテリー残存容量チエツカーは電流
150A放電の放電開始後５秒目の電圧を端定し、
この測定電圧が設定電圧より高ければ良、低けれ
ば不良と判定するものが知られている。又、この
５秒目が10秒目、20秒目のものもある。この種の
装置は150Aの電流を５秒乃至それ以上の長時間
流して電圧を測定するため、電流を抵抗に流した
場合、12volt×150A×５秒＝9000ジユールの熱が
発生する為大きな電力容量の抵抗が必要となり、
車載用には不適当であつた。また、従来、特開昭
52−98933号公報に示されるように、一回の放電
時間を数100μsecという極めて短い時間にし、一
定周期で反復して複数回放電させるものもある
が、一般に車載用蓄電池ではこのような極めて短
い時間では通常応答し難く、やはり車載用として
は適さなかつた。

本発明は上記の点に鑑み、大きな負荷電流を流
す時間を短かくし、それにより小さな寸法の抵抗
を負荷に用いることができ、またチエツク時に測
定値を保持して比較的長時間判定表示ができるよ
うにすることにより正確かつ容易に判定を報知で
き、さらに、チエツク信号を車載エンジンの作動
状態に応じて発生するようにして、運転者に負担
をかけることなく、常にバツテリーの残存容量を
検出するのに適切な時期にバツテリーチエツクが
できる車載用バツテリーチエツカーを提供するこ
とを目的とするものである。

以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。添付図面の第１図は本発明の第１の実施例の
全体構成を示す電気結線図で、１は残存容量がチ
エツクされる車載バツテリー、２は大電流を流す
負荷抵抗である。１０は定電圧を発生し各回路に
供給する定電圧部である。２０は記憶部で、車載
バツテリー１の電圧を（＋）電圧検出端子ｂと
（−）電圧検出端子ｃを介して入力して、チエツ
ク信号が来ない時はバツテリーの端子電圧に対応
した値を常時出力し、チエツク信号が来た時はバ
ツテリー電圧の最低値に対応した値を保持して出
力する。３０は表示部で、記憶部２０よりの出力
を受けて電圧値を表示する。５０はチエツク信号
整形部で、入力端子ｅにエンジン作動状態を検出
する作動検出部９０よりチエツク開始信号が印加
された場合にそれを波形整形するものである。６
０はチエツク信号時限部で、入力端子ｅにチエツ
ク開始信号が印加された場合に一定時間（本実施
例では約200msec）出力端子６０ａにチエツク時
限信号を発生すると共に、チエツク信号発生後一
定時間（本実施例では約６秒間）経過しないと再
びチエツク信号が発生しないようにしてあり、こ
の一定時間に記憶部２０でバツテリー電圧の最低
値に対応した値を保持する為の保持信号を出力端
子６０ｂに発生する。７０は負荷抵抗駆動部で、
チエツク信号時限部６０からのチエツク時限信号
によりトランジスタ７０１，７０２をONしてリ
レーコイル７０３を駆動し、リレー接点７０４を
閉成して負荷抵抗２を車載バツテリー１の（＋）
端子と（−）端子間に接続させるものである。７
０５，７０６は逆起電力吸収用ダイオードであ
る。また８０はクロツク発振部で、チエツク信号
時限部６０に基準クロツク（本実施例では約1280
Hz）を出力端８０ａより出力するものである。９
０は作動検出部で、エンジンの作動状態を検出し
てチエツク開始信号を発生するものであり、例え
ばエンジン始動前、または始動直後これを検知し
て自動的にチエツク開始信号を発生するものであ
る。

次に、入力端子ｅにチエツク開始信号が印加さ
れた場合を述べる。入力端子ｅが“１”レベルか
ら“０”レベルになるとインバータ３ケと抵抗等
で構成されたチエツク信号整形部５０の５０ａ端
子の出力は“０”から“１”レベルに変化し、そ
れによりチエツク信号時限部６０のＤフリツプフ
ロツプ６０１の出力は“１”から“０”とな
る。そこで計数回路６０３はリセツトが解除さ
れ、クロツク発振部８０からクロツクパルスを
NORゲート６０４を介して入力計数し、約
200msec後に出力端子Q₉は“０”から“１”とな
り、Ｄフリツプフロツプ６０２の出力Ｑは“０”
から“１”となる。従つてNORゲート６０５は
Ｄフリツプフロツプ６０１の出力とＤフリツプ
フロツプ６０２のＱ出力を入力してその６０ａ端
子には約200msec間だけ“１”となりその後
“０”に戻るチエツク時限信号を出力する。さら
にＤフリツプフロツプ６０１は計数回路６０３の
出力Q₁₄が“１”になるまで（本実施例では約６
秒間）リセツトされず、その間出力は“０”の
ままであるからこの間にチエツク開始信号がいく
ら入つてきてもチエツク信号時限部６０の出力端
子６０ａにはチエツク時限信号は発生しない。な
お、Ｄフリツプフロツプ６０１，６０２として本
実施例では公知のRCA社製ICのCD4013を、また
計数回路６０３にはCD4020を用いた。

さて、出力端子６０ａが“１”レベルになると
負荷抵抗駆動部７０のトランジスタ７０１，７０
２はともに導通してリレーコイル７０３を作動さ
せて接点７０４を閉じ、負荷抵抗２は車載バツテ
リー１の（＋）端子ａと（−）端子ｄの間に接続
される。この際本実施例では負荷抵抗２は50mΩ
であるからバツテリー電圧12Vのとき240Aの大電
流が流れる。しかしながら、電流が流れる時間が
わずか200mseeと短いので発熱量は576ジユール
程度であり、この負荷抵抗２の寸法形状は70×30
×５mm程度の大きさでもつて充分に電力容量をも
つことができる。そして負荷抵抗２に大電流を流
している間中記憶部２０は車載バツテリー１の電
圧を測定し、バツテリー残存容量が少ない場合に
は規定値以下にバツテリー端子電圧が低下するた
め、このバツテリー１の容量低下を検出、報知で
きる。

次に、記憶部２０は、大電流が流れに時低下し
たバツテリー電圧を、大電流が流れ終えた（約
200msec後）も保持して表示の規認性を良くする
ものである。この記憶部２０は演算増幅器２０５
及び２１５、ダイオード２０８、コンデンサ２１
４、リレー２１２等で構成される負のピークホー
ルド回路が主体となる。

抵抗２０１，２０２によつて分圧されたバツテ
リー電圧は、保護用ダイオード２０３，２０４を
通つて演算増幅器２０５の非反転入力端子２０５
ａに印加される。チエツク信号が来ない時、リレ
ー２１２の常閉接点２１２ａは閉じており、演算
増幅器２０５と２１５はリレー２１２、保護用抵
抗２１１、記憶用コンデンサ２１４、帰還抵抗２
０７、帰還ダイオード２０６を通して全体で増幅
率１の増幅器として働く。演算増幅器２１５の出
力２１５ａにはバツテリ電圧に対応した電圧が表
われ、抵抗２１６を通して端子２０ａに出力され
表示部３０（この場合電流計）に加わる。一方、
チエツク信号がチエツク信号時限部６０に加わる
と、出力端子６０ｂの保持信号は“１”から
“０”レベルになつて、計数回路６０３の出力
Q₁₄が“０”から“１”レベルになる時まで（約
6.2秒）持続する。そこで出力端子６０ｂが
“０”レベルになると、記憶部２０のインバータ
２２０の出力は“１”レベルとなり抵抗２２１を
通してリレー駆動トランジスタ２２２のベースに
加わり、トランジスタ２２２は導通してリレー２
１２の接点２１２ａを開く。この時、演算増幅器
２０５，２１５、ダイオード２０６，２０８，２
１０及び記憶用コンデンサ２１４、抵抗２０７，
２０９，２１１は負のピークホールド回路を構成
することになる。演算増幅器は入力インピーダン
スが充分高く、オフセツト電流、オフセツト電
圧、オフセツトドリフトともに微小なものを要す
るが、本実施例ではROA社製ICのCA3140を用い
た。またダイオードは逆方向もれ電流の少ないも
のを要し、ここでは２０６，２０８に東芝電気社
製のIS1588，210に同じく東芝電気社製の
2SK30Aのゲート・ソース接合部を用いた。記憶
用コンデサは容量の割にもれ電流の少ないものを
要するが、本実施例ではジ―メンス社製の積層ポ
リエステル・フイルムコンデンサを用いた。

以下、このピークホールド回路の動作について
述べる。リレー２１２の常閉接点２１２ａが開い
た直後には、記憶用コンデンサ２１４の電圧は常
閉接点２１２ａが開く直前の値を保つている。コ
ンデンサの電圧は演算増幅器２１５の出力２１５
ａにも現れ、抵抗２０７により演算増幅器２０５
の反転入力端子２０５ｂに加わる。今、増幅器２
０５の非反転入力端子２０５ａへの入力電圧がコ
ンデンサ２１４に記憶された電圧より低くなる
と、増幅器２０５出力は下がりダイオード２０６
は遮断状態、ダイオード２０８，２１０は導通状
態となつてコンデンサ２１４の電圧は下げられ、
再び増幅器２１５を通して増幅器２０５に帰還さ
れ、２０５ｂの電圧即ち２１５ａの出力電圧が入
力端子２０５ａの電圧と等しくなる所で安定す
る。

次に、増幅器２０５の非反転入力端子２０５ａ
の電圧が最低値を示した後、上昇しようとする時
を説明する。記憶用コンデンサの電圧、即ち２１
５ａの電圧及び２０５ｂの電圧は２０５ｂの電圧
の最低値までは前記の様に追従して下がつていく
が、２０５ａの電圧が２０５ｂの電圧より少しで
も高くなろうとすると増幅器２０５の出力電圧は
上昇し、帰還ダイオード２０６は導通して増幅器
２０５の出力は２０５ａの入力電圧よりダイオー
ド２０６の順方向降下電圧だけ高くなる。一方、
ダイオード２０８，２１０は遮断状態となり、記
憶用コンデンサ２１４の電圧は保持されて増幅器
２１５によつて出力される。この出力は帰還抵抗
２０７によつて端子２０５ｂに加わるが、ダイオ
ード２０６のインピーダンスが低いため増幅器２
０５にはほとんど影響しない。従つて、増幅器２
０５と増幅器２１５は別々に働らき、入力端子２
０５ａの電圧が上昇しても出力端子２１５ａには
最低値が継続して出力される。

ここで、抵抗２０９は出力端子２１５ａの電圧
をダイオード２０８，２１０に加えて逆方向電圧
の大部分をダイオード２０８に負担させ、ダイオ
ード２１０は小さな逆方向電圧で動作させるもの
である。小さな逆方向電圧に対しては漏れ電流が
少ない為、コンデンサ２１４の電圧を長く保持す
ることができる。

なお、上述の実施例では、作動検出部９０はエ
ンジンの作動状態を検出してチエツク開始信号を
発生させるようにしているが、具体的にはバツテ
リー自体の残存容量を検出するのに最適で、かつ
運転者に警報を与えて認識させやすい時期であ
る。すなわちキースイツチ投入よりスターター駆
動前の間、またはエンジン始動直後、またはエン
ジン停止直後にチエツク開始信号を発生させるの
が好ましい。そのたせ作動検出部９０はキースイ
ツチの投入を検知する構成や、オルタネータの出
力やエンジン回転数を検知する構成や、またイグ
ニツシヨンスイツチの開放を検知する構成が考え
られる。

また、チエツク信号時限部６０にてデジタル的
に時限を構成したが、抵抗とコンデンサを用いた
時限回路等アナログ的に作成してもよい。

次に、第２図に示す第２の実施例について述べ
る。第１の実施例の記憶部２０において、非チエ
ツク時は増幅器２１５の出力がバツテリー電圧に
対応する値となるはずだが、バツテリー電圧が下
がりすぎ第１図の定電圧部１０の出力電圧Ｖが下
がると、演算増幅器２０５，２１５は正常な動作
をしなくなる。そこで、第２図のように抵抗２１
７とリレー２１８を追加して、リレー２１８の常
開接点２１８ａには抵抗２１６を通して前記の増
幅器２１５の出力を加え、常閉接点２１８ｂには
抵抗２１７を通してバツテリー端子電圧を加える
と、リレー２１８が動作できないほど定電圧部出
力Ｖが下がつた時は常閉接点２１８ｂからの値が
端子２０ａに出力されるので、バツテリー電圧が
OVになるまで端子２０ａにはバツテリー端子電
圧に対応した値が得られる。バツテリー電圧が充
分に高い時は第１の実施例と同様となる。

次に、第３図に示す第３の実施例について述べ
る。第１の実施例の記憶部２０において、バツテ
リー電圧の最低値に対応した値を保持する時間は
チエツク信号が来てから一定時間である。これを
任意の時刻まで延ばすために、第１図のインバー
タ２２０を第３図のようにインバータ２１９と
NANDゲート２２３に変更する。インバータ２１
９には端子５０ａからチエツク信号を加え、
NANDゲートの一方の入力には端子６０ｂから保
持信号を加えると、保持信号はチエツク信号が来
てから約6.2秒後に消えるが、チエツク信号をさ
らに継続して加えるようにすれば、チエツク信号
が出ている間はNADゲート出力が“１”レベル
となり、トランジスタ２２２を導通させてリレー
２１２の常閉接点２１２ａが開き、前記の負ピー
クホールド状態を持続させることができる。任意
の長さのチエツク信号は、作動検出部９０にエン
ジンの作動状態に無関係なスイツチ等を設け、任
意の時刻にもチエツク開始信号を発生できるよう
な構造にすることにより得られる。

なお、表示部３０は本実施例では電流計を用い
たが、アナログ、デジタルを問わず、また視覚に
限らず音階表現の様に聴覚に訴える報知、その他
人間が識別できるものならどのような手段で表現
するものでも良い。

また、第１の実施例の記憶部２０において、チ
エツク信号が来ない時はバツテリー電圧に応じた
値を常時出力するようにしたが、バツテリー電圧
の最大値以上に相当する電圧に固定して出力する
ようにしても良い。

また、第２の実施例の記憶部２０において、リ
レー２１８の常閉接点２１８ｂには抵抗２１７を
通してバツテリー端子電圧を加えたが、抵抗２１
７の他にバツテリー端子電圧に対応した値を出力
し、電源電圧Ｖの影響を受けない受動素子網なら
何でも良い。

以上述べたように、本発明では、車載エンジン
の作動状態に応じて発生されるチエツク信号を受
けてチエツク信号時限部にて車載バツテリの応答
時間以上の比較的短時間の時限信号を作成し、こ
の時限時間のみ負荷抵抗駆動部にて所定の負荷抵
抗を前記バツテリーに接続させてバツテリーを放
電させているから、運転者に負担をかけることな
く常に適切な時期にバツテリーチエツクができる
と共に、負荷抵抗による発熱をより抑えるように
して、チエツク信号発生時にバツテリー残存容量
の異常低下を検出、報知でき、かつチエツク時に
測定値を一定時間保持できる記憶部を設けている
から、短時間で終わるために感知できないような
バツテリー電圧の変化も容易に、かつ確実に知る
ことができるという効果がある。

次に、本発明の実施態様として、前記負荷抵抗
を前記バツテリーに接続する時間が比較的短時間
であつても連続して接続させると次第に負荷抵抗
の温度が上昇してこの負荷抵抗が破壊する恐れが
あるが、前記チエツク信号時限部をチエツク後一
定時間経過しないと再度時限信号を発生しないよ
うにしているから、負荷抵抗の破壊を未然に防止
できるようになる。

また、チエツク時の測定値の保持時間を任意の
時間にできるようにしているから、誤認するよう
なこともなく余裕をもつて正確に知ることができ
るようになる。

また、チエツク時以外のバツテリー電圧に対応
した値を出力できるように構成しているから、バ
ツテリーがあらゆる動作状態で正常かどうかを判
定することができるようになる。

さらに、能動素子が動作できないほど回路の電
源電圧が低下した時は受動素子を通して測定値を
出力できるようにしているから、バツテリー電圧
がOV近くまで低下しても正しく値を知ることが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の第１の実施例を示す電気
結線図、第２図は本発明装置の第２の実施例を示
す電気結線図、第３図は本発明装置の第３の実施
例を示す電気結線図である。 １……車載バツテリー、２……負荷抵抗、１０
……定電圧部、２０……記憶部、３０……表示
部、５０……チエツク信号整形部、６０……チエ
ツク信号時限部、７０……負荷抵抗駆動部、８０
……クロツク発振部、９０……作動検出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 車載エンジンの作動状態に応じて車載用バツ
   テリーのチエツク信号を発生する作動検出部と、
   このチエツク信号に応じて前記車載用バツテリー
   の応答時間より長い一定短時間の間時限信号を１
   回発生するチエツク信号時限部と、このチエツク
   信号時限部からの時限信号により前記一定短時間
   の間前記車載バツテリーの両端子間に所定の負荷
   抵抗を接続させる負荷抵抗駆動部と、前記チエツ
   ク信号を受けて作動し前記車載バツテリーの端子
   電圧の最低値に対応した値を一定時間保持する記
   憶部と、この記憶部の出力を報知する表示部とを
   備えることを特徴とする車載用バツテリーチエツ
   カー。 ２ 前記時限信号の終了後一定時間の間は再度前
   記チエツク信号が発生しても時限信号を発生させ
   ないように前記チエツク信号時限部を構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の車載
   用バツテリーチエツカー。 ３ 前記記憶部において、バツテリー端子電圧の
   最低値に対応した値を保持すべき時間を外部操作
   に応じて任意に変更できるように構成したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の車載用バツテリーチエツカー。 ４ 前記チエツク信号が来ない時は、バツテリー
   端子電圧に対応した値を常時出力するように前記
   記憶部を構成したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の車載用バツテリーチエツカー。 ５ 能動素子が正常動作できないほど電源電圧が
   低下した時、受動素子によりバツテリー端子電圧
   に対応した値を出力できるように前記記憶部を構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第４項記
   載の車載用バツテリーチエツカー。