JP2002310044A - 蓄電池の残存容量検査方法および蓄電池の残存容量検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 車両に搭載した蓄電池の残存容量を簡便に算
出する方法と装置を提供する。 【解決手段】 クロック計数手段５で車両が走行を終了
してから所定の時間を経過した時間を検出した時、電圧
検出回路４が蓄電池１の端子間電圧を測定し、残存容量
演算回路６は予め求めておいた蓄電池の残存容量と測定
した蓄電池の端子間電圧の関係から蓄電池１の残存容量
を求めて次回走行時における蓄電池の残存容量の初期値
とする。電流検出回路８で残存容量の初期値に次回走行
中あるいは一時停止中における蓄電池１からの放電電流
あるいは充電電流を検出し、電流積算回路９でその電流
を積算して、残存容量演算回路６は前記求めた残存容量
を積算電流で補正して次回走行中あるいは一時停止中に
おける前記蓄電池の残存容量を求める。残存容量判定回
路１０は、算出した蓄電池の残存容量が必要な容量以内
であるか否かを判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車など車両に
搭載する蓄電池の残存容量を検査する方法とその装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】蓄電池の残存容量ならびに劣化状態の検
査方法に関しては、種々の方法が開発されている。

【０００３】例えば、蓄電池を完全に放電させて容量を
測定し、その容量から劣化状態を判定する方法が知られ
ている。しかしながら、この方法は、完全に放電するこ
とが必要なため、使用中の蓄電池に用いることは難し
く、測定時間も長いことから、実用的な方法ではなかっ
た。特に、自動車などに搭載した蓄電池を完全に放電さ
せると車両を起動させることができないから、車両に搭
載した蓄電池に、この方法を用いることは、極めて困難
であった。

【０００４】そこで、短時間に蓄電池の検査を行う方法
が種々開発されてきた。検査する蓄電池が鉛蓄電池であ
る場合、短時間に検査を行う方法の例として、鉛蓄電池
の電解液の比重を指標として、残存容量を検査する方法
が知られている。しかしながら、電解液の濃度分布が不
均一になる場合があり、その場合には、鉛蓄電池の容量
が正確に求めることができないという問題に遭遇する。

【０００５】さらに、近年、電解液が極めて少ない、シ
ール型鉛蓄電池が採用されつつあり、このような鉛蓄電
池においては、電解液の比重の測定が困難となり、比重
による蓄電池の残存容量の検査が困難になるという問題
点があった。

【０００６】蓄電池の短時間検査方法として開発され
た、他の例として、蓄電池の内部インピーダンスを測定
する方法が知られている。その具体例としては、特許公
報第２５３６２５７号を挙げることができる。特許公報
第２５３６２５７号には，鉛蓄電池の内部インピーダン
スの測定結果を，鉛蓄電池のインピーダンス成分Ｌ，電
解液抵抗ＲΩ，電荷移動抵抗Ｒct，電気二重層容量Ｃd
，ワールブルグインピーダンスＷ，ワールブルグ計数
σからならなる等価回路に当てはめて最適解を求め、イ
ンピーダンス成分Ｌ，電解液抵抗ＲΩ，電荷移動抵抗Ｒ
ct，電気二重層容量Ｃd ，ワールブルグインピーダンス
Ｗ，ワールブルグ計数σの少なくとも一つを、初期の値
と比較することで、蓄電池の寿命、換言すれば、残存容
量を判定する方法が記載されている。

【０００７】しかしながら、特許公報第２５３６２５７
号の方法を、自動車などの車両に搭載された鉛蓄電池の
状態の検査に用いる場合、エンジンの回転に伴って稼働
している発電機の影響、並びに、自動車に搭載された装
備の負荷変動の影響で、鉛蓄電池の内部インピーダンス
の正確な測定が困難になり、その結果として，鉛蓄電池
の状態の検査が困難になるという問題点があった。ま
た、特許公報第２５３６２５７号の方法を実現する装置
は、かなり大きく、高価なものになることが予想され、
寸法および価格的に自動車に搭載するには好ましくない
という問題点があった。

【０００８】また、蓄電池の短時間検査方法として開発
された、別の例として、蓄電池から放電または充電され
る電流値を常時測定し、その電流測定値を積算すること
で、蓄電池の残存容量を求める方法（以下、電流積算
法）が知られている。しかしながら，電流積算法におい
ては、電流値の測定誤差により積算値の誤差が次第に大
きくなり、蓄電池の状態が正確に求めることができなく
なるという問題点があった。そこで、電流積算法に対す
る修正方法が提案されている。

【０００９】そのような電流積算法に対する修正方法の
１つとして、適切なタイミングで、別の手法によって蓄
電池の残存容量を測定し、その測定値と電流の積算によ
って求めた残存容量の値を互いに参照して、残存容量の
修正を行う方法が知られている。

【００１０】電流積算法における残存容量の修正を行う
他の方法として，特許公報第２７９１７５１号に開示さ
れた方法が知られている。特許公報第２７９１７５１号
に開示されている方法は，電気自動車用鉛蓄電池の残存
容量を電流積算法で検査する方法であり，満充電完了時
及び走行中の一時停止時に内部インピーダンスの測定を
行い、内部インピーダンスから導出する放電率によっ
て、電流積算法で求めた蓄電池の残存容量の値を補正す
る方法である。

【００１１】特許公報第２７９１７５１号に開示されて
いるこの方法は、自動車用鉛蓄電池の残存容量の検査法
として有用な方法であるが、電流積算法による測定に加
えて、内部インピーダンスによる測定も実施する必要が
あり、この方法を実施する測定装置を製造した場合、コ
ストが嵩み、大量に生産する自動車に搭載するには適当
でないという問題点があった。

【００１２】電流積算法における残存容量の修正を行う
他の方法として，特開平９−１７１０６５号公報に開示
された方法が知られている。特開平９−１７１０６５号
公報に開示されている方法は，電気自動車用蓄電池の残
存容量を電流積算法で検出する方法において、予め、特
定の放電電流値での定電流放電における、端子電圧と残
存容量のデータテーブルを用意しておき、自動車走行中
に、前記特定の放電電流値が一定時間継続したことを検
知し、その時の蓄電池の端子電圧を測定し、測定した端
子電圧を前記データテーブルに参照することで、蓄電池
の残存容量を求め、電流積算法で求めた蓄電池の残存容
量の値を補正する方法である。

【００１３】この方法は、電気自動車に用いる蓄電池の
残存容量の検査法としては、有用な方法である。即ち、
特開平９−１７１０６５号公報にも記載があるように、
電気自動車においては、その車両が常用する走行速度で
の放電電流値を、上記の特定の放電電流値とすること
で、蓄電池の残存容量を求める機会が多くなるためであ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
自動車においては，上記の特定の放電電流値を適切に設
定することが困難になるという問題点がある。すなわ
ち，通常の自動車においては、自動車走行中に、頻繁に
一定時間継続するような特定の電流値が出現する機会が
少ないので、蓄電池の残存容量を求める機会が極めて少
なくなる。

【００１５】この問題を解決する方法としては、端子電
圧と残存容量のデータテーブルを複数個用意し、複数の
電流値で、残存容量の判定ができるようにすることを考
えることができる。しかしながら、この方法を実現する
ためには、極めて大きなデータを用意することが必要に
なり、従って、コストが嵩み、大量に生産する自動車に
搭載するには適切でないという問題点があった。

【００１６】また電気自動車用鉛蓄電池の様に専用の蓄
電池であれば、ユーザーにより交換されることはまずな
いと考えられるが、大量生産する自動車用の蓄電池の場
合には、いつどの様な蓄電池に交換されるのか分からな
い。従って、上述の公知例の様に電流積算法によって残
存容量を計算することを主としている場合には、蓄電池
が交換される時、交換前の蓄電池で求めていた残存容量
値が使用できず、正確な残存容量を求められないという
問題点があった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点によ
れば、蓄電池を搭載した車両の走行中の一時停車中にエ
ンジンを停止するアイドリングストップ機能を有する車
両に搭載されている蓄電池の残存容量を検査する方法で
あって、車両が走行を終了してから所定の時間を経過し
た後の前記蓄電池の端子間電圧を測定し、予め求めてお
いた蓄電池の残存容量と前記測定した蓄電池の端子間電
圧の関係から前記蓄電池の残存容量を求め、前記求めた
蓄電池の残存容量を次回走行時における蓄電池の残存容
量の初期値とし、前記残存容量の初期値に次回走行中あ
るいは一時停止中における前記蓄電池からの放電電流あ
るいは充電電流を積算して前記求めた残存容量を補正し
て次回走行中あるいは一時停止中における前記蓄電池の
残存容量を求め、前記蓄電池の残存容量が少なくとも下
記の２水準のいずれかの容量以内であるか否かを判定す
る、蓄電池の残存容量検査方法が提供される。 第１水準：車両のエンジン始動に必要な容量。 第２水準：車両のエンジン始動に必要な容量と所定時間
アイドリングストップした際に必要とされる容量を加え
た容量。

【００１８】本発明の第２の観点によれば、蓄電池と、
自動車の負荷と、オルタネータとを有し、車両走行中は
前記オルタネータから前記自動車の負荷２に給電しかつ
前記蓄電池に充電させ、車両停止とき前記蓄電池から前
記負荷に給電を行う車両における蓄電池の残存容量の検
査装置であって、車両のエンジンキーオフで動作してク
ロックを発振するクロック発振回路と、該発振クロック
を計数するクロック計数回路とを有し、該クロック計数
回路で計数した計数値が所定の時間経過に相当したと
き、時間経過信号を出力し、前記クロック発振回路のク
ロック発振動作を停止する、クロック計数手段と、前記
時間経過信号の印加に応じて車両に搭載された蓄電池の
端子間の電圧を測定する電圧検出手段と、前記電圧検出
回路で測定した前記蓄電池の端子電圧と、予め設けられ
ている蓄電池の残存容量との関係から前記蓄電池の蓄電
池の残存容量を算出する残存容量演算手段と、前記蓄電
池の充電電流および／または放電電流を測定するための
電流検出手段と、前記測定された電流を積算する電流積
算手段と、前記電流積算手段によって求めた電流積算値
で、前記残存容量演算手段で求めた蓄電池の残存容量を
補正する容量補正演算手段と、前記蓄電池の残存容量が
少なくとも下記の２水準のいずれかの容量以内であるか
否かを判定する残存容量判定回路と、を具備する、蓄電
池の残存容量検査装置が提供される。 第１水準：車両のエンジン始動に必要な容量。 第２水準：車両のエンジン始動に必要な容量と所定時間
アイドリングストップした際に必要とされる容量を加え
た容量。

【００１９】本願発明者は、上記した課題を解決するた
めに、鋭意検討を重ねた結果、上記発明を考案するに至
った。従来の技術、並びに、発明が解決しようとする課
題の項でも記述したが、蓄電池の残存容量を検査する多
くの提案がなされている。そして、自動車用蓄電池の残
存容量を検査する方法に関しても、多くの提案がなされ
ている。それらの残存容量の検査方法は、一定の測定環
境において、電流または電圧、内部インピーダンス、比
重などの内の一つまたは複数を測定し、その測定値か
ら、残存容量の絶対値または満充電と残存容量との比率
を求めるものであった。

【００２０】本発明にあっては、残存容量の絶対値また
は満充電と残存容量との比率を求めることはせず、残存
容量に少なくとも、第１および第２の水準、好ましく
は、さらに１〜水準の残存容量判断水準を設けておき、
被検査蓄電池の残存容量がどの水準にあるかを判定する
ことを最大の特徴とするものである。

【００２１】すなわち、残存容量の絶対値または満充電
と残存容量との比率を求める、蓄電池の残存容量の検査
方法に比較して、本発明のように、２〜５段階の水準の
どの水準にあるかを判定するだけに機能を絞り込んだ蓄
電池の残存容量の検査方法は、装置の簡略化が可能で、
価格を低くでき、場合によっては、装置の寸法を小さく
でき、車両に搭載する場合など、実用上の効果が極めて
高いものになる。

【００２２】本発明は、アイドリングストップ機能を有
する自動車に使用を限定することで、判定すべき２〜５
段階の蓄電池の残存容量の水準を設けている。第一の水
準は、自動車のエンジン始動に必要な容量であり、第二
の水準は自動車のエンジン始動に必要な容量と特定時間
アイドリングストップした際に必要とされる容量を加え
た容量である。この２水準を必須とし、必要に応じて、
第二の水準の容量より大きい容量の水準を１〜３水準加
えることが実用上好ましい。

【００２３】第１水準を規定した理由は、アイドリング
ストップ機能を有する自動車にあっては、走行中の一時
停止中にエンジンを停止するので、従って、一時停止か
ら再び走行を開始する際に、エンジンを再始動する必要
があり、その際に必要なエネルギーが蓄電池に残されて
いないと、走行に支障をきたすためである。

【００２４】第２水準を規定した理由は、アイドリング
ストップ機能を有する自動車にあっては、走行中の一時
停止時にエンジンを停止することが可能であるが、エン
ジンを停止する直前に、エンジンを停止することの判断
を行う必要があるためである。エンジンを停止する判断
を行うためには、エンジン停止後に再び走行を開始する
際のエネルギーと、エンジンを停止してからエンジンを
再び始動するまでの間に、自動車の装備を稼働されるた
めに必要なエネルギーを加えたエネルギーが蓄電池に残
されていないと、走行に支障をきたすためである。

【００２５】エンジンを停止してからエンジンを再び始
動するまでの間に、自動車の装備を稼働されるために必
要なエネルギーを求めるためには、エンジンを停止して
からエンジンを再び始動するまでの時間、即ち、アイド
リングストップを行う時間が必要である。また、アイド
リングストップ中に稼働される自動車装備の必要電力量
が必要である。しかしながら、アイドリングストップ前
に、上記した時間、並びに、上記した電力量を求めるこ
とは困難である。そこで、所定時間アイドリングストッ
プした際に必要とされる特定の容量、並びに、特定され
る時間を、前もって決めておくことが必要である。

【００２６】アイドリングストップの時間が上記特定さ
れる時間を超えた場合、及び／または、アイドリングス
トップ中に使用した容量が上記特定の容量を超えた場
合、エンジン再始動のエネルギーが不足して、走行に支
障をきたすことが考えられる。そこで、アイドリングス
トップの時間が上記特定される時間を超える以前、及び
または、アイドリングストップ中に使用した容量が上記
特定の容量を超える以前に、蓄電池の容量の減少を抑え
る方法を備えることが好ましい。

【００２７】蓄電池の容量の減少を抑える方法として
は、常用の方法を用いることができ、特に規定はしない
が、その一例を挙げれば、エンジンを再始動することで
あり、また、稼働中の装備の一部を停止することであ
る。

【００２８】自動車の蓄電池の残存容量を判定する手段
の中には、測定できる環境が限定されるものがある。例
えば、一般に、蓄電池の内部インピーダンスを測定する
ことで該蓄電池の残存容量を判定する手段にあっては、
エンジン稼働中、特にエンジンの回転を利用して発電を
行う発電機が稼働している際には、蓄電池の内部インピ
ーダンスの測定が困難になり、従って、該蓄電池の残存
容量の判定が困難になる手段がある。このような手段を
用いた場合、蓄電池の容量に関して、第１，第２の判定
手段しか持たない場合、蓄電池の残存容量の判定のため
の測定を行うことができない環境が長時間継続すると、
例えば、電流積算値で残存容量の補正を行った場合であ
っても、測定誤差などの影響で、蓄電池の容量の水準の
判定が不正確になってしまうことが考えられる。例え
ば、ある局面で、第２の水準にあると判定された蓄電池
を搭載した自動車が、その後、渋滞などの環境で走行し
たために、蓄電池からの放電の状態が長く続き、その
後、停止した時、その時の蓄電池の容量が、第２水準に
あるか、または第２の水準を下回っているか判断が困難
になり、従って、アイドリングストップの判断が困難に
なることが考えられる。このような場合、第２の水準よ
り大きな容量の水準を１〜３水準持つことが効果的であ
る。例えば、第２の水準より大きな容量の第３の水準を
設定した場合、第３の水準にあると判定された蓄電池を
搭載した自動車が、上記した例のように、渋滞などの環
境で走行したために、蓄電池からの放電の状態が長く続
き、その後、停止した時、第２と第３の水準の差の容量
と、前記の状態での放電量の推定値を比較することで、
第２の水準にあるか否かの判断が容易になる。

【００２９】本発明において、第２の水準より大きな容
量の水準は１〜３水準が好ましい。第２の水準より大き
な容量の水準を４水準以上にして、合計６水準以上の容
量の判定を行うものとすると、判定に係わる装置が複雑
化し、従って、コストが高くなり、実用上の効果が薄れ
てしまうことが考えられる。

【００３０】本発明においては、自動車走行を終了して
から、所定の時間を経過した後の蓄電池の端子間電圧を
測定し、予め求めておいた蓄電池の残存容量と蓄電池の
端子間電圧の関係から蓄電池の残存容量を求める。蓄電
池の端子電圧は、放電電流や充電電流により大きく変化
し、正確な端子間電圧を求めることができない。従っ
て、蓄電池への電流の出入りが有る状態から電流の出入
りが無い状態になってから、少なくとも２時間以上経過
した後の端子間電圧を測定することにより、正確な端子
間電圧が測定でき、蓄電池の残存容量が求められる。上
述の方法においては、蓄電池が交換されたとしても、蓄
電池交換後の最初の自動車走行後における蓄電池の端子
間電圧を測定することから、正確な蓄電池の残存容量を
求めることが可能となる。求められた蓄電池の残存容量
を次回走行時における蓄電池の残存容量の初期値とし、
この初期値に次回走行中あるいは一時停止中における放
電電流あるいは充電電流を積算することで、残存容量を
補正し、次回走行中あるいは一時停止中における蓄電池
の残存容量を求める。求められた残存容量と、予め設定
した２〜５の判定水準の容量を比較することで、蓄電池
の残存容量の水準を判定されることとなる。

【００３１】本発明の自動車用蓄電池の検査方法および
装置においては、特に走行開始後の最初のアイドリング
ストップを行うまで、実施されることがより有効であ
る。これは、アイドリングストップ中においては、蓄電
池から比較的大きな放電電流が流れるため、放電電流と
端子間電圧によって比較的容易に蓄電池の残存容量を求
めることが可能であることによる。また、電流積算によ
って補正を行う本発明においては、電流値の測定誤差に
より、積算値の誤差が次第に大きくなり、蓄電池の状態
が正確に求めることができなくなる可能性が考えられる
ためである。

【００３２】以上のように、本発明の自動車用蓄電池の
検査方法を用いることにより、走行開始後の最初のアイ
ドリングストップを行うかどうかを判断することが容易
に可能となる。しかも、どのような充電状態の蓄電池に
交換したとしても、正確に蓄電池の残存容量を判定する
ことが可能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両用蓄電池の残
存容量の検査方法および装置の実施例を、図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の車両用蓄電池の残存容
量の検査方法および装置の１実施の形態としての自動車
用蓄電池の残存容量判定回路の構成概要図である。図１
に図解した装置が車両、たとえば、自動車に搭載されて
いる。ただし、図１には自動車は図解していない。

【００３４】自動車に搭載されている蓄電池１は、自動
車の負荷２およびオルタネータ３に接続されている。自
動車の負荷２としては、エンジンのスタータであるエン
ジン始動負荷及び電装負荷などがある。

【００３５】オルタネータ３は、自動車の走行中の場合
には、電装負荷３に給電し、蓄電池１の充電を行う。し
かしながら、渋滞中や自動車の一時停止中の場合には蓄
電池１から電装負荷への給電が行われる。

【００３６】車両用蓄電池の残存容量の検査装置は、電
圧検出回路４、クロック計数手段５、残存容量演算回路
６、電流検出用回路（ＣＴ）７、電流検出回路８、電流
積算回路９および残存容量判定回路１０を有する。

【００３７】なお、残存容量演算回路６は本発明の、残
存容量演算手段および残存容量演算補正手段の両者を合
体した動作を行う。残存容量演算回路６は、図２に図解
した端子電圧と充電容量（ＳＯＣ）との関係を示すデー
タテーブル、演算した残存容量を記憶するメモリなどを
有し、残存容量の算出およびその補正処理を行うので、
コンピュータ、好ましくは、マイクロコンピュータを用
いて実現することが望ましい。本発明の実施の形態にお
いては、残存容量演算回路６はマイクロコンピュータを
用いて実施する場合について述べる。

【００３８】同様に、残存容量判定回路１０は図３を参
照して述べた判断処理を行うので、コンピュータ、好ま
しくは、マイクロコンピュータを用いて実現することが
好ましい。本発明の実施の形態においては、残存容量判
定回路１０はマイクロコンピュータを用いて実施する場
合について述べる。

【００３９】さらに、残存容量演算回路６と残存容量判
定回路１０とを同じマイクロコンピュータで実現するこ
ともできる。本発明の実施の形態は、残存容量演算回路
６と残存容量判定回路１０とを１つのマイクロコンピュ
ータで実現した場合について述べる。こうすると、蓄電
池の残存容量の検査装置の価格を低減でき、寸法も小さ
くできる。

【００４０】蓄電池１の端子と接地間には、電圧検出回
路４が接続されており、この電圧検出回路４によって蓄
電池１の端子間電圧が測定される。

【００４１】クロック計数手段５は、その内部に、クロ
ック発振回路及びクロック発振回路で発振したクロック
を計数するクロック計数回路を有している。クロック計
数手段５は、エンジンキーがオフになったことを示す信
号が入力されると、クロック計数回路を起動してクロッ
ク発振回路からのクロックを計数して自動車の停止時間
の計測を開始させる。クロック計数手段５は、クロック
計数回路におけるクロック計数値が予め設定した計数値
になり、予め設定した所定時間に相当する時間が経過す
ると、電圧検出回路４及び残存容量演算回路６に時間経
過信号を出力する。

【００４２】なお、クロック計数手段５は、予め設定し
た所定時間を経過した後にクロック発振回路のクロック
発振動作を停止させ、クロック計数回路の動作を停止さ
せるクロック発振・計数停止機能を備えている。このク
ロック発振・計数停止により、自動車の停止時に蓄電池
１から、クロック計数手段５の内部のクロック発振回路
およびクロック計数回路への給電が停止され、蓄電池１
の消費電力を低減している。特に、クロック発振回路の
消費電力が大きいことから、自動車の停止後、上記設定
時間経過後に、少なくとも、クロック発振回路を停止さ
せると消費電力の低減効果が著しい。

【００４３】電圧検出回路４はクロック計数手段５から
の時間経過信号の入力によって蓄電池１の端子電圧の測
定を開始して測定した蓄電池１の端子電圧を残存容量演
算回路６に出力する。

【００４４】残存容量演算回路６は電圧検出回路４から
の蓄電池１の端子電圧測定値と、電流積算回路９からの
蓄電池１の電流積算値とから蓄電池１の残存容量を算出
する。基本的には、残存容量演算回路６は電圧検出回路
４における端子電圧測定値から蓄電池１の残存容量を推
定し、推定した残存容量を電流積算回路９からの積算電
流が補正する。

【００４５】残存容量演算回路６における、電圧検出回
路４で測定した端子電圧から残存容量を算出する方法に
ついて述べる。図２に蓄電池の端子間電圧と蓄電池の充
電状態（ＳＯＣ）の関係を示す。蓄電池１の端子間電圧
から蓄電池１の充電状態（ＳＯＣ）を知ることができる
ことから、蓄電池１の満充電の容量に対する割合として
残存容量を求めることが可能となる。したがって、残存
容量演算回路６は、予め求めておいた残存容量演算回路
６に記憶されている蓄電池の残存容量と、電圧検出回路
４で測定した蓄電池の端子間電圧の関係から残存容量を
算出する。

【００４６】また、図示しない蓄電池の温度を測定する
温度測定手段を設けて、蓄電池１の温度を測定し、その
測定温度を残存容量演算回路６に入力して、残存容量演
算回路６において算出した残存容量について温度による
補正を行うこともできる。そのような温度補正を行うと
きの演算式を下記に例示する。

【００４７】

【数１】Ｖ＝ａＴ＋ｂ ただし、Ｖは端子間電圧、Ｔは電池温度である。

【００４８】残存容量演算回路６で演算された残存容量
の値が残存容量演算回路６内のメモリに保持され、次回
走行時の残存容量の初期値となる。

【００４９】蓄電池１と、自動車の負荷２（エンジン始
動負荷及び電装負荷）並びにオルタネータ３を接続する
電線には、放電電流及び充電電流を検出する電流検出用
シャント回路（ＣＴ）７が取り付けられ、電流検出用回
路７に接続された電流検出回路８により蓄電池１の放電
電流が測定される。電流検出回路８で測定された電流
は、電流積算回路９によりある一定時間毎の電流積算量
として求められ、残存容量演算回路６に一定時間毎の電
流積算量として順次入力される。

【００５０】残存容量演算回路６は、残存容量の初期値
にこれらの電流積算量を加算することにより、残存容量
を順次補正する。その補正式を下記に例示する。

【００５１】

【数２】Ｙ＝Ｙ＋Ｄ ただし、Ｙは残存容量値、Ｄは電流積算量である。

【００５２】補正された蓄電池１の残存容量は、残存容
量判定回路１０に入力され、予め設定した２〜５の複数
の水準の判定基準と比較することにより自動車の蓄電池
の残存容量が判定される。

【００５３】第１水準：車両のエンジン始動に必要な容
量、 第２水準：車両のエンジン始動に必要な容量と特定時間
アイドリングストップした際に必要とされる容量を加え
た容量、 第３水準：第２水準の容量に、第１の余剰容量、たとえ
ば、第２水準の容量に１０％大きな容量を加えた容量、 第４水準：第２水準の容量に、第２の余剰容量、たとえ
ば、第２水準の容量に１５％大きな容量を加えた容量、 第５水準：第２水準の容量に、第３の余剰容量、たとえ
ば、第２水準の容量に２０％大きな容量を加えた容量、

【００５４】これら水準の目的、意義などについては、
〔課題を解決するための手段〕の部分で述べた。

【００５５】図３に、残存容量判定回路１０で行う本発
明の蓄電池の残存容量判定の動作フローを示す。以下、
図３を参照して残存容量判定回路１０の動作を述べる。

【００５６】ステップ１（Ｓ１）：車両用蓄電池の残存
容量の検査装置は、図示しない自動車走行・停止検出手
段により、電池取付後の最初の自動車走行の後の走行停
止を検出する。その検出方法は、たとえば、エンジンキ
ーオフを検出する。自動車走行・停止検出手段が上記走
行停止を検出したとき、エンジンキーオフ信号をクロッ
ク計数手段５に出力する。

【００５７】ステップ２（Ｓ２）：クロック計数手段５
はエンジンキーオフ信号が印加されると、その内部のク
ロック発振回路とクロック計数回路を起動し、自動車走
行停止後の時間の測定を開始する。クロック計数回路の
計数値が所定値に到達した所定時間経過検出後に、クロ
ック計数手段５によって電圧検出回路４が起動されて電
圧検出回路４によって蓄電池１の端子間電圧が測定され
る。この端子電圧測定時に、必要に応じて、温度検出手
段、たとえば、熱電対、測温抵抗体で、蓄電池１の温度
が測定される。

【００５８】ステップ３（Ｓ３）：残存容量演算回路６
は、電圧検出回路４で測定した蓄電池１の端子電圧を用
いて蓄電池１のＳＯＣを算出して残存容量が計算する。
この残存容量が次回走行時の初期値として保持される。

【００５９】ステップ４〜６（Ｓ４〜Ｓ６）：エンジン
が始動されて、エンジンのアイドリングが行われて、そ
の後走行状態になる。

【００６０】ステップ７（Ｓ７）：次回走行時において
は、電流検出回路８において、放電電流及び充電電流を
測定し、電流積算回路９において一定時間毎に電流値が
積算され、残存容量演算回路６において、一定時間毎の
電流積算量によって残存容量の初期値が補正される。

【００６１】ステップ８（Ｓ８）：走行後、たとえば、
信号待ちで自動車が停止して、エンジンアイドリングに
なる。

【００６２】ステップ９、１０〜１１（Ｓ９、Ｓ１０〜
Ｓ１１）：エンジンアイドリングの状態でエンジンキー
がオフとならない場合に、残存容量判定回路１０におい
て、残存容量演算回路６における補正によって求められ
た残存容量と、予め設定した２〜５の判定水準の容量を
比較することで、蓄電池の残存容量の水準を判定する。

【００６３】ステップ１０における残存容量判定回路１
０において判断された水準により、蓄電池１の残存容量
が自動車の負荷２（エンジンのスタータであるエンジン
始動負荷及び電装負荷）に給電してエンジンを再始動さ
せるだけの容量が不足している場合は、アイドリングス
トップは不可能である。そのような場合にはエンジン停
止をせず、ステップ５の処理に戻り、再び走行状態にお
ける放電電流及び充電電流の測定を実施し、残存容量の
補正を行う。

【００６４】アイドリングストップが可能な水準の場
合、ステップ５の処理に戻り、アイドリングストップが
実施され、例えば、特定な放電電流によって、蓄電池の
端子間電圧が測定され、残存容量が判定される。

【００６５】一度アイドリングストップが実施された場
合には、その後の走行中は他の残存容量を判定する方法
が用いられる。

【００６６】ステップ９、１２〜１５（Ｓ９、Ｓ１２〜
Ｓ１５）：エンジンアイドリングの状態でエンジンキー
がオフとなった場合には、自動車走行を停止したため、
クロック計数手段５による計時による所定時間経過後に
電圧検出回路４によって蓄電池の端子間電圧が測定され
る。また、必要に応じて電池の温度が測定される。

【００６７】ステップ１４において、残存容量演算回路
６が測定された端子間電圧によって、蓄電池のＳＯＣを
算出し、残存容量が計算され、次回走行時の初期値とし
て保持される。

【００６８】但し、ステップ１５において蓄電池の交換
が行われた場合には、保持した初期値を廃棄し、ステッ
プ１の処理に戻る。

【００６９】ステップ１において、再度、電池取付後の
最初の自動車走行後において、所定時間経過後に蓄電池
１の端子間電圧が測定され、必要に応じて電池の温度が
測定される。電圧検出回路４で測定した端子間電圧を用
いて残存容量演算回路６において蓄電池１のＳＯＣを算
出し、残存容量が計算され、次回走行時の初期値として
保持される。

【００７０】上述した所定時間とは、蓄電池への電流の
出入りが有る状態から電流の出入りが無い状態になって
から、少なくとも所定時間以上とすることが、特に好ま
しい。図４に蓄電池の端子間電圧の時間特性を示す。横
軸は、エンジン停止後の時間であり、縦軸は収束電圧値
に対する端子間電圧値の割合として示している。図４よ
り、所定時間として、２時間以上経過することによりほ
ぼ収束値と同等の電圧値を測定することが可能となるこ
とが分かる。したがって、所定時間は２時間が好まし
い。

【００７１】

【発明の効果】以上のように、本発明の自動車用蓄電池
の検査方法を用いることにより、走行開始後の最初のア
イドリングストップを行うかどうかを判断することが容
易に可能となる。しかも、本発明によれば、どのような
充電状態の蓄電池に交換したとしても、正確に蓄電池の
残存容量を判定することが可能となる。

【００７２】本発明の蓄電池の残存容量の検査装置は装
置構成が比較的簡単であり、低価格で製造でき、寸法を
小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の車両用蓄電池の残存容量の検査
装置の１実施の形態としての自動車用蓄電池の残存容量
判定回路の構成概要図である。

【図２】図２は蓄電池の端子間電圧とＳＯＣの関係を図
解したグラフである。

【図３】図３は 蓄電池の残存容量判定動作フローであ
る。

【図４】図４は蓄電池の端子間電圧の時間特性を図解し
たグラフである。

【符号の説明】

１・・蓄電池 ２・・自動車の負荷 ３・・オルタネータ ４・・電圧検出回路 ５・・クロック計数手段 ６・・残存容量演算回路 ７・・電流検出用回路（ＣＴ） ８・・電流検出回路 ９・・電流積算回路 １０・・残存容量判定回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｘ (72)発明者 中村 秀人 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 加納 哲也 福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−６ 古河電池株式会社いわき事業所内 (72)発明者 萬ケ原 徹 福島県いわき市常磐下船尾町杭出作23−６ 古河電池株式会社いわき事業所内 Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB12 CB21 CB22 CB31 CB32 CC01 CC02 CC04 CC08 CC09 CC13 CC27 CF06 3G084 BA28 CA01 CA07 DA13 DA27 EA07 EB23 EC01 FA03 5G003 AA07 BA01 CA01 CA11 DA06 EA05 GC05 5H030 AA09 AS08 BB26 FF42 FF44 FF52

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蓄電池を搭載した車両の走行中の一時停車
   中にエンジンを停止するアイドリングストップ機能を有
   する車両に搭載されている蓄電池の残存容量を検査する
   方法であって、 車両が走行を終了してから所定の時間を経過した後の前
   記蓄電池の端子間電圧を測定し、 予め求めておいた蓄電池の残存容量と前記測定した蓄電
   池の端子間電圧の関係から前記蓄電池の残存容量を求
   め、 前記求めた蓄電池の残存容量を次回走行時における蓄電
   池の残存容量の初期値とし、 前記残存容量の初期値に次回走行中あるいは一時停止中
   における前記蓄電池からの放電電流あるいは充電電流を
   積算して前記求めた残存容量を補正して次回走行中ある
   いは一時停止中における前記蓄電池の残存容量を求め、 前記蓄電池の残存容量が少なくとも下記の２水準のいず
   れかの容量以内であるか否かを判定する、 第１水準：車両のエンジン始動に必要な容量、 第２水準：車両のエンジン始動に必要な容量と所定時間
   アイドリングストップした際に必要とされる容量を加え
   た容量、 蓄電池の残存容量検査方法。
2. 【請求項２】前記判定において、前記蓄電池の残存容量
   が前記第２水準以上ある場合、アイドリングストップ可
   能と決定する、 請求項１記載の蓄電池の残存容量検査方法。
3. 【請求項３】前記判定水準として、第２水準の容量に前
   の余剰容量より大きな容量を順次加算した付加的な水準
   を１〜３付加し、 前記判定において、前記蓄電池の残存容量がこれら複数
   の水準のどこに入るかを判定する請求項１または２記載
   の蓄電池の残存容量検査方法。
4. 【請求項４】前記所定の時間は少なくとも２時間以上と
   する、 請求項１〜３いずれか記載の蓄電池の残存容量検査方
   法。
5. 【請求項５】前記車両の蓄電池の残存容量の判定が、走
   行開始後の最初のアイドリングストップまでに限定した
   ことを特徴とする、 請求項１〜４いずれかに記載の蓄電池の残存容量検査方
   法。
6. 【請求項６】蓄電池と、自動車の負荷と、オルタネータ
   とを有し、車両走行中は前記オルタネータから前記自動
   車の負荷２に給電しかつ前記蓄電池に充電させ、車両停
   止のとき前記蓄電池から前記負荷に給電を行う車両にお
   ける蓄電池の残存容量の検査装置であって、 車両のエンジンキーオフで動作してクロックを発振する
   クロック発振回路と、該発振クロックを計数するクロッ
   ク計数回路とを有し、該クロック計数回路で計数した計
   数値が所定の時間経過に相当したとき、時間経過信号を
   出力し、前記クロック発振回路のクロック発振動作を停
   止する、クロック計数手段と、 前記時間経過信号の印加に応じて車両に搭載された蓄電
   池の端子間の電圧を測定する電圧検出手段と、 前記電圧検出回路で測定した前記蓄電池の端子電圧と、
   予め設けられている蓄電池の残存容量との関係から前記
   蓄電池の蓄電池の残存容量を算出する残存容量演算手段
   と、 前記蓄電池の充電電流および／または放電電流を測定す
   るための電流検出手段と、 前記測定された電流を積算する電流積算手段と、 前記電流積算手段によって求めた電流積算値で、前記残
   存容量演算手段で求めた蓄電池の残存容量を補正する容
   量補正演算手段と、 前記蓄電池の残存容量が少なくとも下記の２水準のいず
   れかの容量以内であるか否かを判定する残存容量判定回
   路と、 第１水準：車両のエンジン始動に必要な容量、 第２水準：車両のエンジン始動に必要な容量と所定時間
   アイドリングストップした際に必要とされる容量を加え
   た容量、 を具備する、蓄電池の残存容量検査装置。
7. 【請求項７】前記残存容量判定回路は、前記蓄電池の残
   存容量が前記第２水準以上ある場合、アイドリングスト
   ップ可能と決定する、 請求項６記載の蓄電池の残存容量検査装置。
8. 【請求項８】前記残存容量判定回路において、前記判定
   水準として、第２水準の容量に前の余剰容量より大きな
   容量を順次加算した付加的な水準を１〜３付加した値を
   記憶しておき、前記蓄電池の残存容量がこれら複数の水
   準のどこに入るかを判定する請求項６または７記載の蓄
   電池の残存容量検査装置。
9. 【請求項９】前記所定の時間は少なくとも２時間以上と
   する、 請求項６記載の蓄電池の残存容量検査装置。
10. 【請求項１０】前記残存容量判定回路における車両の蓄
    電池の残存容量の判定が、走行開始後の最初のアイドリ
    ングストップまでに限定したことを特徴とする、 請求項６〜９いずれかに記載の蓄電池の残存容量検査装
    置。