JP2002543754A - 自動車用車両のためのエネルギ管理システム - Google Patents
自動車用車両のためのエネルギ管理システムInfo
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- G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
- G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
- G01R31/007—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks using microprocessors or computers
Abstract
(57)【要約】
自動車用車両のためのエネルギ管理システムを提供する。
【解決手段】バッテリモニタ（１２）が、自動車用車両（１０）のバッテリ（１８）と共に用いられるために提供される。バッテリモニタ（１２）は、リアルタイムのバッテリ状態の測定値を提供することができ、測定されたバッテリ状態に基づいて、車両（１０）の交流発電機（２０）を介して、バッテリ（１８）の充電を選択的に制御することができる。
Description
【０００１】 発明の背景 本発明は自動車用車両に関する。より詳細には、本発明は自動車用車両のバッ
テリのためのエネルギ管理および監視システムに関する。
テリのためのエネルギ管理および監視システムに関する。
【０００２】 典型的には、燃焼エンジンによって動力を供給される自動車用車両はバッテリ
を含む。エンジンが稼動していない時に、電気系統を給電するためにバッテリが
用いられる。さらに、エンジンはバッテリを充電するために用いられる。エンジ
ンの稼動中に、エンジンはまた、車両の電気部品を給電するためにも用いられる
。
を含む。エンジンが稼動していない時に、電気系統を給電するためにバッテリが
用いられる。さらに、エンジンはバッテリを充電するために用いられる。エンジ
ンの稼動中に、エンジンはまた、車両の電気部品を給電するためにも用いられる
。
【０００３】 車両は、エンジンによって動力を供給されて、バッテリを充電するために用い
られるような、単純に「交流発電機」と呼ばれる充電システムを含む。典型的な
従来技術の充電システムは、交流発電機の出力に結合された単純な電圧レギュレ
ータであった。電圧レギュレータは、交流発電機によって生成され、バッテリに
印加される電圧をセットするために用いられる。しかしながら、この簡単な技術
は、バッテリの電圧がバッテリの状態を正確には表わしてはいないので、実際的
なバッテリの状態を考慮していない。さらに、このようなシステムはバッテリの
使用状態、またはバッテリの最新の充電状態や健全性の状態についてのいかなる
情報も提供しない。
られるような、単純に「交流発電機」と呼ばれる充電システムを含む。典型的な
従来技術の充電システムは、交流発電機の出力に結合された単純な電圧レギュレ
ータであった。電圧レギュレータは、交流発電機によって生成され、バッテリに
印加される電圧をセットするために用いられる。しかしながら、この簡単な技術
は、バッテリの電圧がバッテリの状態を正確には表わしてはいないので、実際的
なバッテリの状態を考慮していない。さらに、このようなシステムはバッテリの
使用状態、またはバッテリの最新の充電状態や健全性の状態についてのいかなる
情報も提供しない。
【０００４】 発明の概要 本発明の様々な特徴は、自動車内のバッテリの充電を監視あるいは制御するた
めの方法および／あるいは装置を提供する。１つの特徴では、バッテリに電気的
に接続された交流発電機を駆動するために形成され、かつバッテリに印加される
充電信号でバッテリを充電するように適合された内部燃焼エンジンを有する車両
内のバッテリを充電するための方法が提供される。その方法は、４点ケルビン（
Kelvin）接続を介してバッテリに結合すること、およびケルビン接続を用いてバ
ッテリの動的パラメータを測定することを含み、動的パラメータの測定は時間の
経過と共に変動する信号の関数である。バッテリの状態は、測定された動的パラ
メータの関数として決定される。交流発電機からの充電信号は、決定されたバッ
テリの状態に応答して制御される。
めの方法および／あるいは装置を提供する。１つの特徴では、バッテリに電気的
に接続された交流発電機を駆動するために形成され、かつバッテリに印加される
充電信号でバッテリを充電するように適合された内部燃焼エンジンを有する車両
内のバッテリを充電するための方法が提供される。その方法は、４点ケルビン（
Kelvin）接続を介してバッテリに結合すること、およびケルビン接続を用いてバ
ッテリの動的パラメータを測定することを含み、動的パラメータの測定は時間の
経過と共に変動する信号の関数である。バッテリの状態は、測定された動的パラ
メータの関数として決定される。交流発電機からの充電信号は、決定されたバッ
テリの状態に応答して制御される。
【０００５】 他の特徴では、蓄電池が車両操作の電気系統に並列に接続されている間、蓄電
池の状態を監視する装置が提供される。装置は、バッテリの正端子に直接的に結
合された第１の電気的接続およびバッテリの負端子に直接的に結合された第２の
電気的接続を含み、当該第１および第２の電気的接続は、バッテリを流れる時間
の経過と共に変動する電圧を測定するために電圧センサに接続される。第３の電
気的接続はバッテリの正端子に直接的に結合され、第４の電気的接続は電気の負
端子に直接的に結合されて、当該第３および第４の電気的接続は、時間の経過と
共に変動する要素を有する強制機能に結合される。１つの特徴では、バッテリと
電気的に直列である電流センサが提供される。マイクロプロセッサは、測定され
た電圧と強制機能に基づくバッテリの動的パラメータの関数として、バッテリの
状態を決定するように形成される。
池の状態を監視する装置が提供される。装置は、バッテリの正端子に直接的に結
合された第１の電気的接続およびバッテリの負端子に直接的に結合された第２の
電気的接続を含み、当該第１および第２の電気的接続は、バッテリを流れる時間
の経過と共に変動する電圧を測定するために電圧センサに接続される。第３の電
気的接続はバッテリの正端子に直接的に結合され、第４の電気的接続は電気の負
端子に直接的に結合されて、当該第３および第４の電気的接続は、時間の経過と
共に変動する要素を有する強制機能に結合される。１つの特徴では、バッテリと
電気的に直列である電流センサが提供される。マイクロプロセッサは、測定され
た電圧と強制機能に基づくバッテリの動的パラメータの関数として、バッテリの
状態を決定するように形成される。
【０００６】 図面の簡単な説明 図１は、本発明に１つの実施例による、車両内のバッテリ監視を示す概略ブロ
ック図である。 図２は、図１のバッテリ監視を示す、より詳細な概略図である。 図３は、本発明の１つの特徴による、診断動作のステップを示す概略ブロック
図である。 図４は、本発明で用いるための、データ収集のステップを示す概略ブロック図
である。 図５は、図１の車両のスタータモータ上の診断動作を表わす概略ブロック図で
ある。 図６は、図１の車両のバッテリを充電するための、充電概要の調整に関するス
テップを示す概略ブロック図である。 図７は、図１のバッテリの充電状態対レギュレータ電圧出力の曲線の一例を示
すグラフである。
ック図である。 図２は、図１のバッテリ監視を示す、より詳細な概略図である。 図３は、本発明の１つの特徴による、診断動作のステップを示す概略ブロック
図である。 図４は、本発明で用いるための、データ収集のステップを示す概略ブロック図
である。 図５は、図１の車両のスタータモータ上の診断動作を表わす概略ブロック図で
ある。 図６は、図１の車両のバッテリを充電するための、充電概要の調整に関するス
テップを示す概略ブロック図である。 図７は、図１のバッテリの充電状態対レギュレータ電圧出力の曲線の一例を示
すグラフである。
【０００７】 好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、バッテリの状態を監視し、バッテリの充電を制御するための装置お
よび方法を提供する。これらの方法および装置は、車両用の一般的なエネルギ管
理システムの一部であってよい。
よび方法を提供する。これらの方法および装置は、車両用の一般的なエネルギ管
理システムの一部であってよい。
【０００８】 図１は、本発明の１つの実施例による、バッテリモニタ１２を含む、自動車用
車両１０を示す概略ブロック図である。車両１０は電気抵抗として図式的に示さ
れる車両負荷１４を含む。バッテリ１８は車両負荷１４および交流発電機２０に
結合される。交流発電機２０は車両１０のエンジンに結合されて、バッテリ１８
を充電し、かつ動作中に負荷１４に給電するために用いられる。
車両１０を示す概略ブロック図である。車両１０は電気抵抗として図式的に示さ
れる車両負荷１４を含む。バッテリ１８は車両負荷１４および交流発電機２０に
結合される。交流発電機２０は車両１０のエンジンに結合されて、バッテリ１８
を充電し、かつ動作中に負荷１４に給電するために用いられる。
【０００９】 一般的には、自動車用車両は、車両のエンジンが作動している時に、発電機ま
たは交流発電機によって電力を供給されることができるような電気系統を含む。
しかしながら、エンジンが動いていない時には、典型的には、車両内のバッテリ
が電気系統に給電するために用いられる。すなわち、標準的な車両内の発電機シ
ステムは２つの目的を果たす。発電機は、ライト、コンピュータ、ラジオ、デフ
ロスタ、およびその他の電気的付属機器などの車両負荷に給電するために用いら
れる。さらに発電機はバッテリを再充電するので、バッテリが車両を始動するた
めに用いられることができ、かつエンジンが動いていない時に電気的付属機器に
給電することができる。
たは交流発電機によって電力を供給されることができるような電気系統を含む。
しかしながら、エンジンが動いていない時には、典型的には、車両内のバッテリ
が電気系統に給電するために用いられる。すなわち、標準的な車両内の発電機シ
ステムは２つの目的を果たす。発電機は、ライト、コンピュータ、ラジオ、デフ
ロスタ、およびその他の電気的付属機器などの車両負荷に給電するために用いら
れる。さらに発電機はバッテリを再充電するので、バッテリが車両を始動するた
めに用いられることができ、かつエンジンが動いていない時に電気的付属機器に
給電することができる。
【００１０】 典型的には、標準的な発電機システムは、ベルトまたはシャフトによってエン
ジンに結合される３相ＡＣ交流発電機、整流ダイオード、および電圧レギュレー
タからなる。これらの要素は、別々に存在しても、統合的な装置一式の一部であ
ってもよく、典型的には、いくぶん不正確だが、「交流発電機」と呼ばれる。電
圧レギュレータは、電流が電気系統に流れるにもかかわらず、一定の電圧が充電
システムによって供給されるように設計される。発電機システムに適用される実
際の負荷は、作動させられる付属機器の数、およびバッテリを再充電するために
必要な電流によって変化する。電圧レギュレータ出力の典型的な値は、車両製造
業者および個々のバッテリの化学的性質によって、１３．５〜１５．５ボルトで
ある。さらに、特定の車両上の電圧は、周辺の温度に対して補償されることもで
きる。
ジンに結合される３相ＡＣ交流発電機、整流ダイオード、および電圧レギュレー
タからなる。これらの要素は、別々に存在しても、統合的な装置一式の一部であ
ってもよく、典型的には、いくぶん不正確だが、「交流発電機」と呼ばれる。電
圧レギュレータは、電流が電気系統に流れるにもかかわらず、一定の電圧が充電
システムによって供給されるように設計される。発電機システムに適用される実
際の負荷は、作動させられる付属機器の数、およびバッテリを再充電するために
必要な電流によって変化する。電圧レギュレータ出力の典型的な値は、車両製造
業者および個々のバッテリの化学的性質によって、１３．５〜１５．５ボルトで
ある。さらに、特定の車両上の電圧は、周辺の温度に対して補償されることもで
きる。
【００１１】 従来技術の取り組みは、多くの欠点を有する。発電機の出力電圧は、いかなる
条件下でも、バッテリの充電状態にかかわらず、バッテリを迅速に充電するのに
十分に高くなるように選択されなければならない。車両上の電気的負荷は、１２
．６ボルトで作動するように設計され、その電圧はエンジンのスイッチがオフの
時にバッテリによって供給される。しかしながら、これらの電気的負荷は、発電
機システムの作動時に供給される高電圧ででも作動しなければならない。電気系
統によって特徴づけられるこの高電圧は、増大された電圧レベルによって、負荷
内に高いＩ2Ｒ（抵抗）損失を発生する。これによってエネルギを浪費し、構成
部品が熱くなる。その結果、電気回路の寿命が短くなり、動作温度が高くなり、
かつ結果的にエンジンを作動するために用いられる一次燃料源から供給されるエ
ネルギを浪費してしまう。
条件下でも、バッテリの充電状態にかかわらず、バッテリを迅速に充電するのに
十分に高くなるように選択されなければならない。車両上の電気的負荷は、１２
．６ボルトで作動するように設計され、その電圧はエンジンのスイッチがオフの
時にバッテリによって供給される。しかしながら、これらの電気的負荷は、発電
機システムの作動時に供給される高電圧ででも作動しなければならない。電気系
統によって特徴づけられるこの高電圧は、増大された電圧レベルによって、負荷
内に高いＩ2Ｒ（抵抗）損失を発生する。これによってエネルギを浪費し、構成
部品が熱くなる。その結果、電気回路の寿命が短くなり、動作温度が高くなり、
かつ結果的にエンジンを作動するために用いられる一次燃料源から供給されるエ
ネルギを浪費してしまう。
【００１２】 バッテリに印加される高電圧は、バッテリを迅速に再充電するために、バッテ
リの充電状態が低い時に必要である。しかしながら、バッテリの充電状態が許容
範囲内（正常な運転速度時のほとんどで発生する）である時には、バッテリに印
加される高電圧は、バッテリ内に高いＩ2Ｒ（抵抗性加熱）損失を引き起こし、
その結果として、エネルギの浪費、早すぎるバッテリの故障の原因となるバッテ
リの発熱、これもまた早すぎる故障の原因となるバッテリのガスの発生、および
早すぎる部品の故障の原因となる電気部品の加熱を引き起こす。
リの充電状態が低い時に必要である。しかしながら、バッテリの充電状態が許容
範囲内（正常な運転速度時のほとんどで発生する）である時には、バッテリに印
加される高電圧は、バッテリ内に高いＩ2Ｒ（抵抗性加熱）損失を引き起こし、
その結果として、エネルギの浪費、早すぎるバッテリの故障の原因となるバッテ
リの発熱、これもまた早すぎる故障の原因となるバッテリのガスの発生、および
早すぎる部品の故障の原因となる電気部品の加熱を引き起こす。
【００１３】 本発明の１つの特徴は、従来のバッテリ充電技術に関連する前述の問題を認識
していることである。本発明の１つの特徴では、充電中のバッテリの状態を監視
し、バッテリの状態に応じて充電システムを制御するようなバッテリ充電システ
ムコントローラが提供される。本発明のこのような一般的な特徴を用いて、バッ
テリの監視および充電制御の特定の手段が適当に選択されることができる。
していることである。本発明の１つの特徴では、充電中のバッテリの状態を監視
し、バッテリの状態に応じて充電システムを制御するようなバッテリ充電システ
ムコントローラが提供される。本発明のこのような一般的な特徴を用いて、バッ
テリの監視および充電制御の特定の手段が適当に選択されることができる。
【００１４】 図１に図示される実施例では、バッテリモニタ１２は、電圧センサ２４、電流
センサ２６、および強制機能（forcing function）２８に結合されたマイクロプ
ロセッサ２２を含む。マイクロプロセッサ２２は、車両１０に結合された外部ま
たは内部データバスに結合するのに適する入力／出力３０として図示される１つ
以上の入出力をも含む。さらに、車両オペレータとの相互作用を提供するために
、ユーザ入力／出力（Ｉ／Ｏ）３２が提供される。１つの実施例では、マイクロ
プロセッサ２２は、電流センサ２６、電圧センサ２４、および強制機能２８から
の、１つのまたは様々な機能の組み合わせの入力に応答して、交流発電機２０に
制御出力２３を供給するように交流発電機２０に結合される。１つの実施例では
、制御出力２３は、交流発電機２０からの公称電圧出力が、バッテリ１８の公称
開回路電圧の典型値である１２．６となるように、交流発電機２０を制御するよ
うに設計される。さらに、マイクロプロセッサ２２は、バッテリ１８の充電状態
と反比例して、交流発電機２０からの出力電圧を上げることができる。このこと
によって、交流発電機２０が、必要なときに必要なだけバッテリ１８を充電する
ように設計されることができる。この充電技術は、バッテリの寿命を延長し、負
荷１４の部品温度を低くし、負荷１４の寿命を延長し、かつ燃料を節約すること
ができる。この構成は、バッテリ１８の充電状態がバッテリ１８の充電を制御す
るために用いられるようなフィードバック機構を提供する。バッテリモニタ１２
は、車両の電気系統に容易に設置されることができる。単シャント電流センサ２
６が、一次バッテリケーブルのひとつ、および交流発電機２０の制御を可能にす
るために提供された制御ケーブル内に設置されることができる。制御は、交流発
電機２０の電圧レギュレータに印加される電圧を簡単に調整することによってな
され、それによってバッテリ１８の充電を制御する。バッテリモニタ１２は、い
くつかの実施例を除いては、車両の他の部品との相互関係を必要とせずに交流発
電機２０を作動するような、個別の、自給の、それだけで完備したモニタであっ
てよい。
センサ２６、および強制機能（forcing function）２８に結合されたマイクロプ
ロセッサ２２を含む。マイクロプロセッサ２２は、車両１０に結合された外部ま
たは内部データバスに結合するのに適する入力／出力３０として図示される１つ
以上の入出力をも含む。さらに、車両オペレータとの相互作用を提供するために
、ユーザ入力／出力（Ｉ／Ｏ）３２が提供される。１つの実施例では、マイクロ
プロセッサ２２は、電流センサ２６、電圧センサ２４、および強制機能２８から
の、１つのまたは様々な機能の組み合わせの入力に応答して、交流発電機２０に
制御出力２３を供給するように交流発電機２０に結合される。１つの実施例では
、制御出力２３は、交流発電機２０からの公称電圧出力が、バッテリ１８の公称
開回路電圧の典型値である１２．６となるように、交流発電機２０を制御するよ
うに設計される。さらに、マイクロプロセッサ２２は、バッテリ１８の充電状態
と反比例して、交流発電機２０からの出力電圧を上げることができる。このこと
によって、交流発電機２０が、必要なときに必要なだけバッテリ１８を充電する
ように設計されることができる。この充電技術は、バッテリの寿命を延長し、負
荷１４の部品温度を低くし、負荷１４の寿命を延長し、かつ燃料を節約すること
ができる。この構成は、バッテリ１８の充電状態がバッテリ１８の充電を制御す
るために用いられるようなフィードバック機構を提供する。バッテリモニタ１２
は、車両の電気系統に容易に設置されることができる。単シャント電流センサ２
６が、一次バッテリケーブルのひとつ、および交流発電機２０の制御を可能にす
るために提供された制御ケーブル内に設置されることができる。制御は、交流発
電機２０の電圧レギュレータに印加される電圧を簡単に調整することによってな
され、それによってバッテリ１８の充電を制御する。バッテリモニタ１２は、い
くつかの実施例を除いては、車両の他の部品との相互関係を必要とせずに交流発
電機２０を作動するような、個別の、自給の、それだけで完備したモニタであっ
てよい。
【００１５】 図１はまた、バッテリ１８への結合３６Ａおよび３６Ｂによって形成されるケ
ルビン接続を示す。このようなケルビン接続を用いて、バッテリ１８の正および
負の端子に２つの結合が提供される。このことによって、バッテリの一方の側の
電気的接続の１つが大量の電流を流すことを可能にする一方、他方の組の接続は
正確な電圧読み取りを得るために用いられることができる。実際には、電流は電
圧センサ２４を介して流れないので、センサ２４とバッテリ１８との間の電気的
接続を介する電圧降下は僅かなものとなり、それによって、より正確な電圧測定
が提供される。様々な実施例では、強制機能２８は、バッテリ１８に物理的に接
近して配置されることができるか、またはバッテリ１８に直接的に結合されるこ
とができる。他の実施例では、強制機能２８は、車両１０の電気系統内のどこに
でも配置される。１つ特徴では、本発明は、ケルビン接続を介してバッテリ１８
に結合される車両内バッテリモニタ１２を含み、さらに選択的には、電流センサ
２６を含むことができ、かつ、車両１０のエンジンが運転中で、負荷１４がつけ
られており、および／あるいは、交流発電機２０は、バッテリ１８を充電するた
めに、充電信号出力を提供している。１つの特別な実施例では、接続３６Ａと３
６Ｂとによって形成されるケルビン接続と、車両１０の電気系統と直列に接続さ
れた分離電流センサ２６との組合せが提供され、該組合せによって車両１０の動
作中に、バッテリ１８の状態を監視することが可能になる。電流センサ２６は、
バッテリ１８を流れる総電流ＩTを監視するために用いられる。
ルビン接続を示す。このようなケルビン接続を用いて、バッテリ１８の正および
負の端子に２つの結合が提供される。このことによって、バッテリの一方の側の
電気的接続の１つが大量の電流を流すことを可能にする一方、他方の組の接続は
正確な電圧読み取りを得るために用いられることができる。実際には、電流は電
圧センサ２４を介して流れないので、センサ２４とバッテリ１８との間の電気的
接続を介する電圧降下は僅かなものとなり、それによって、より正確な電圧測定
が提供される。様々な実施例では、強制機能２８は、バッテリ１８に物理的に接
近して配置されることができるか、またはバッテリ１８に直接的に結合されるこ
とができる。他の実施例では、強制機能２８は、車両１０の電気系統内のどこに
でも配置される。１つ特徴では、本発明は、ケルビン接続を介してバッテリ１８
に結合される車両内バッテリモニタ１２を含み、さらに選択的には、電流センサ
２６を含むことができ、かつ、車両１０のエンジンが運転中で、負荷１４がつけ
られており、および／あるいは、交流発電機２０は、バッテリ１８を充電するた
めに、充電信号出力を提供している。１つの特別な実施例では、接続３６Ａと３
６Ｂとによって形成されるケルビン接続と、車両１０の電気系統と直列に接続さ
れた分離電流センサ２６との組合せが提供され、該組合せによって車両１０の動
作中に、バッテリ１８の状態を監視することが可能になる。電流センサ２６は、
バッテリ１８を流れる総電流ＩTを監視するために用いられる。
【００１６】 動作中に、マイクロプロセッサ２２はバッテリ１８の動的パラメータを測定す
ることができる。本明細書に述べられるように、動的パラメータは、ＡＣまたは
暫定成分を有する信号の関数として測定されるような、バッテリ１８のあらゆる
パラメータを含む。動的パラメータの例としては、ダイナミックレジスタンス、
コンダクタンス、アドミタンス、インピーダンス、あるいはそれらの組合せがあ
る。本発明の様々な特徴では、この測定は、他の測定の一つまたは組合せ、また
はマイクロプロセッサ２２によって受信される入力を、バッテリ１８の条件や状
態と関連付けることができる。この相関関係は、様々なバッテリ試験により求め
ることができ、またルックアップ表または特性曲線などの機能的な関係によって
も求めることができる。この関係はまた、バッテリの構成、様式、大きさ、また
はその他のバッテリ１８のパラメータに基づいて調整されることもできる。様々
な試験技術は、例えば、下記のような多数の米国特許に記述されている。
ることができる。本明細書に述べられるように、動的パラメータは、ＡＣまたは
暫定成分を有する信号の関数として測定されるような、バッテリ１８のあらゆる
パラメータを含む。動的パラメータの例としては、ダイナミックレジスタンス、
コンダクタンス、アドミタンス、インピーダンス、あるいはそれらの組合せがあ
る。本発明の様々な特徴では、この測定は、他の測定の一つまたは組合せ、また
はマイクロプロセッサ２２によって受信される入力を、バッテリ１８の条件や状
態と関連付けることができる。この相関関係は、様々なバッテリ試験により求め
ることができ、またルックアップ表または特性曲線などの機能的な関係によって
も求めることができる。この関係はまた、バッテリの構成、様式、大きさ、また
はその他のバッテリ１８のパラメータに基づいて調整されることもできる。様々
な試験技術は、例えば、下記のような多数の米国特許に記述されている。
【００１７】 １９７５年３月２５日にチャンプリンに付与された「電子式バッテリ試験装置
（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第３，８７３，９
１１号、 １９７５年９月３０日にチャンプリンに付与された「電子式バッテリ試験装置
（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第３，９０９，７
０８号、 １９８９年３月２８日にチャンプリンに付与された「電子式バッテリ試験装置
（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第４，８１６，７
６８号、 １９８９年４月２５日にチャンプリンに付与された「自動電圧測定付き電子式
バッテリ試験装置（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE WITH AUTOMATIC VOLT
AGE SCALING）」と題する米国特許第４，８２５，１７０号、 １９８９年１１月１４日にチャンプリンに付与された「ダイナミック・コンダ
クタンスを決定するための自動電圧測定付き電子式バッテリ試験装置（ELECTRON
IC BATTERRY TESTING DEVICE WITH AUTOMATIC VOLTAGE SCALING TO DETERMINE D
YNAMIC CONDUCTANCE）」と題する米国特許第４，８８１，０３８号、 １９９０年３月２７日にチャンプリンに付与された「充電状態補償付き電子式
バッテリ試験装置（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE WITH STATE-OF-CHARG
E COMPENSATION）」と題する米国特許第４，９１２，４１６号、 １９９２年８月１８日にチャンプリンに付与された「バッテリ／セル容量を査
定するための電子式試験器（ELECTRONIC TESTER FOR BATTERY/CELL CAPACITY）
」と題する米国特許第５，１４０，２６９号、 １９９４年８月３０日に付与された「充電または放電中のバッテリの時間的変
動信号を抑制するための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR SUPPERSSI
NG TIME VARYING SIGNALS IN BATTERIES UNDERGOIN CHARGING OR DISCHARGING）
」と題する米国特許第５，３４３，３８０号、 １９９６年１１月５日に付与された「低充電状態用自動補償付き電子式バッテ
リ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH AUTOMATIC COMPENSATION FOR LOW
STATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，５７２，１３６号、 １９９６年１１月１２日に付与された「充電中のバッテリ内の熱暴走を検出お
よび制御するための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING AND
CONTROL OF THERMAL RUNAWAY IN A BATTERRY UNDER CHARGE）」と題する米国特
許第５，５７４，３５５号、 １９９６年１２月１７日に付与された「低充電状態用自動補償付き電子式バッ
テリ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH AUTOMATIC COMPENSATION FOR L
OW STATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，５８５，７２８号、 １９９７年１月７日に付与された「比較回路による電子式バッテリ試験装置の
緩い端子接続の検出（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE LOOSE TERMINAL CO
NNECTION DETECTION VIA A COMPARISON CIRCUIT）」と題する米国特許５，５９
２，０９３号、 １９９７年１月２８日に付与された「非常に高いノイズ免疫性を有する電子式
バッテリ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH VERY HIGH NOISE IMMUNITY
）」と題する米国特許５，５９８，０９８号、 １９９８年５月２６日に付与された「蓄電池内の不良セルを検出するための方
法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING A BAD CELL IN A STORAGE
）」と題する米国特許５，７５７，１９２号、 １９９８年１０月１３日に付与された「低充電状態用個別補償付き電子式バッ
テリ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH TAILORED COMPENSATION FOR LO
W STATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，８２１，７５６号、 １９９８年１１月３日に付与された「ＪＩＳ規格用バッテリ試験器（BATTERY
TESTER FOR JIS STANDARD）」と題する米国特許第５，８３１，４３５号、 １９９９年６月２２日に付与された「電子式バッテリ試験器（ELECTRONIC BAT
TERY TESTER）」と題する米国特許第５，９１４，６０５号、 １９９９年８月３１日に付与された「中点式バッテリ監視法（MIDPOINT BATTE
RY MONITERING）」と題する米国特許第５，９４５，８２９号、 １９９９年１２月１４日に付与された「セルおよびバッテリの複雑なインピー
ダンスを測定するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING
COMPLEX IMPEDANCE OF CELLS AND BATTERIES）」と題する米国特許第６，００
２，２３８号、 ２０００年３月１４日に付与された「複雑なインピーダンス／アドミタンスか
らバッテリの特性を決定するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR
DETERMINING BATTERY PROPERTIES FROM COMPLEX IMPEDANCE /ADMITTANCE）」と
題する米国特許第６，０３７，７７７号、および ２０００年４月１８日に付与された「バッテリ試験を監査するための装置およ
び方法（METHOD AND APPARATUS FOR AUDITING A BATTERY TEST）」と題する米国
特許第６，０５１，９７６号。
（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第３，８７３，９
１１号、 １９７５年９月３０日にチャンプリンに付与された「電子式バッテリ試験装置
（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第３，９０９，７
０８号、 １９８９年３月２８日にチャンプリンに付与された「電子式バッテリ試験装置
（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE）」と題する米国特許第４，８１６，７
６８号、 １９８９年４月２５日にチャンプリンに付与された「自動電圧測定付き電子式
バッテリ試験装置（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE WITH AUTOMATIC VOLT
AGE SCALING）」と題する米国特許第４，８２５，１７０号、 １９８９年１１月１４日にチャンプリンに付与された「ダイナミック・コンダ
クタンスを決定するための自動電圧測定付き電子式バッテリ試験装置（ELECTRON
IC BATTERRY TESTING DEVICE WITH AUTOMATIC VOLTAGE SCALING TO DETERMINE D
YNAMIC CONDUCTANCE）」と題する米国特許第４，８８１，０３８号、 １９９０年３月２７日にチャンプリンに付与された「充電状態補償付き電子式
バッテリ試験装置（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE WITH STATE-OF-CHARG
E COMPENSATION）」と題する米国特許第４，９１２，４１６号、 １９９２年８月１８日にチャンプリンに付与された「バッテリ／セル容量を査
定するための電子式試験器（ELECTRONIC TESTER FOR BATTERY/CELL CAPACITY）
」と題する米国特許第５，１４０，２６９号、 １９９４年８月３０日に付与された「充電または放電中のバッテリの時間的変
動信号を抑制するための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR SUPPERSSI
NG TIME VARYING SIGNALS IN BATTERIES UNDERGOIN CHARGING OR DISCHARGING）
」と題する米国特許第５，３４３，３８０号、 １９９６年１１月５日に付与された「低充電状態用自動補償付き電子式バッテ
リ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH AUTOMATIC COMPENSATION FOR LOW
STATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，５７２，１３６号、 １９９６年１１月１２日に付与された「充電中のバッテリ内の熱暴走を検出お
よび制御するための方法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING AND
CONTROL OF THERMAL RUNAWAY IN A BATTERRY UNDER CHARGE）」と題する米国特
許第５，５７４，３５５号、 １９９６年１２月１７日に付与された「低充電状態用自動補償付き電子式バッ
テリ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH AUTOMATIC COMPENSATION FOR L
OW STATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，５８５，７２８号、 １９９７年１月７日に付与された「比較回路による電子式バッテリ試験装置の
緩い端子接続の検出（ELECTRONIC BATTERRY TESTING DEVICE LOOSE TERMINAL CO
NNECTION DETECTION VIA A COMPARISON CIRCUIT）」と題する米国特許５，５９
２，０９３号、 １９９７年１月２８日に付与された「非常に高いノイズ免疫性を有する電子式
バッテリ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH VERY HIGH NOISE IMMUNITY
）」と題する米国特許５，５９８，０９８号、 １９９８年５月２６日に付与された「蓄電池内の不良セルを検出するための方
法および装置（METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING A BAD CELL IN A STORAGE
）」と題する米国特許５，７５７，１９２号、 １９９８年１０月１３日に付与された「低充電状態用個別補償付き電子式バッ
テリ試験器（ELECTRONIC BATTERRY TESTER WITH TAILORED COMPENSATION FOR LO
W STATE-OF-CHARGE）」と題する米国特許第５，８２１，７５６号、 １９９８年１１月３日に付与された「ＪＩＳ規格用バッテリ試験器（BATTERY
TESTER FOR JIS STANDARD）」と題する米国特許第５，８３１，４３５号、 １９９９年６月２２日に付与された「電子式バッテリ試験器（ELECTRONIC BAT
TERY TESTER）」と題する米国特許第５，９１４，６０５号、 １９９９年８月３１日に付与された「中点式バッテリ監視法（MIDPOINT BATTE
RY MONITERING）」と題する米国特許第５，９４５，８２９号、 １９９９年１２月１４日に付与された「セルおよびバッテリの複雑なインピー
ダンスを測定するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING
COMPLEX IMPEDANCE OF CELLS AND BATTERIES）」と題する米国特許第６，００
２，２３８号、 ２０００年３月１４日に付与された「複雑なインピーダンス／アドミタンスか
らバッテリの特性を決定するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR
DETERMINING BATTERY PROPERTIES FROM COMPLEX IMPEDANCE /ADMITTANCE）」と
題する米国特許第６，０３７，７７７号、および ２０００年４月１８日に付与された「バッテリ試験を監査するための装置およ
び方法（METHOD AND APPARATUS FOR AUDITING A BATTERY TEST）」と題する米国
特許第６，０５１，９７６号。
【００１８】 図１に図示される特定の実施例では、強制機能は、ＡＣまたは過渡電流成分を
有する信号をバッテリ１８に印加する機能である。強制機能は、電流がバッテリ
１８から吸い出されるという所望の強制機能を提供するような負荷の適用によっ
て遂行されるか、または電流がバッテリ１８内に注入されるような能動回路を介
することで遂行されることができる。この結果、図１にＩFで示される電流が発
生する。バッテリ１８を流れる総電流ＩTは、強制機能電流ＩFおよび負荷１４を
流れ電流ＩLによる。電流センサ２６は、総電流ＩTを感知するために配置される
。バッテリの動的パラメータの一例である動的コンダクタンス（バッテリ抵抗と
相関的な）は、次式１で算出される。 ΔＧ＝Ｖ＝ΔＩT／ΔＶ …… 式１ ここで、ΔＶは電圧センサ２４によって測定されるバッテリ１８の両極間の電圧
の変化、およびΔＩTは電流センサ２６を用いて測定されるバッテリ１８を流れ
る総電流の変化である。式１が電流および電圧の差分を用いることに注目しなけ
ればならない。１つの実施例では、電圧の変化および電流の変化は、１２．５秒
の周期にわたって５０ｍ秒毎に測定され、それによって全部で２０の毎秒毎のΔ
ＶおよびΔＩTの読みが提供される。強制機能２８は、バッテリ１８を流れる電
流が、時間と共に確実に変化するように設けられている。しかしながら、１つの
実施例では、負荷１４によるＩLの変化、または交流発電機２０からの出力は、
ΔＩT＝ΔＩLの時にだけ用いられることができ、強制機能２８は必要とされない
。
有する信号をバッテリ１８に印加する機能である。強制機能は、電流がバッテリ
１８から吸い出されるという所望の強制機能を提供するような負荷の適用によっ
て遂行されるか、または電流がバッテリ１８内に注入されるような能動回路を介
することで遂行されることができる。この結果、図１にＩFで示される電流が発
生する。バッテリ１８を流れる総電流ＩTは、強制機能電流ＩFおよび負荷１４を
流れ電流ＩLによる。電流センサ２６は、総電流ＩTを感知するために配置される
。バッテリの動的パラメータの一例である動的コンダクタンス（バッテリ抵抗と
相関的な）は、次式１で算出される。 ΔＧ＝Ｖ＝ΔＩT／ΔＶ …… 式１ ここで、ΔＶは電圧センサ２４によって測定されるバッテリ１８の両極間の電圧
の変化、およびΔＩTは電流センサ２６を用いて測定されるバッテリ１８を流れ
る総電流の変化である。式１が電流および電圧の差分を用いることに注目しなけ
ればならない。１つの実施例では、電圧の変化および電流の変化は、１２．５秒
の周期にわたって５０ｍ秒毎に測定され、それによって全部で２０の毎秒毎のΔ
ＶおよびΔＩTの読みが提供される。強制機能２８は、バッテリ１８を流れる電
流が、時間と共に確実に変化するように設けられている。しかしながら、１つの
実施例では、負荷１４によるＩLの変化、または交流発電機２０からの出力は、
ΔＩT＝ΔＩLの時にだけ用いられることができ、強制機能２８は必要とされない
。
【００１９】 １つの実施例では、電圧および電流センサは、１マイクロ秒以内に同期運転を
提供し、実質的にはネットワーク伝達遅延または信号線インダクタンスによる測
定誤差の影響を受けない。さらに、マイクロプロセッサ２２は、電圧出力が予め
決められた閾値を越えるかまたは閾値以下に降下する場合に、電圧レギュレータ
または交流発電機２０の故障を検出することができる。この情報は、例えば、「
直ちにレギュレータを修理せよ」と表示して、ユーザ・インタフェース３２を介
してオペレータに提供されることができる。
提供し、実質的にはネットワーク伝達遅延または信号線インダクタンスによる測
定誤差の影響を受けない。さらに、マイクロプロセッサ２２は、電圧出力が予め
決められた閾値を越えるかまたは閾値以下に降下する場合に、電圧レギュレータ
または交流発電機２０の故障を検出することができる。この情報は、例えば、「
直ちにレギュレータを修理せよ」と表示して、ユーザ・インタフェース３２を介
してオペレータに提供されることができる。
【００２０】 バッテリの温度を測定するために、バッテリ１８の端子の１つに直接的に結合
された温度センサ３７が設けられている。バッテリの状態は温度と相関関係にあ
るので、温度センサ３７は、バッテリの状態を決定するのに用いられることがで
き、車両のエンジンを始動するのに必要とされる総電力を概算するのに用いられ
ることができる。例えば、サーミスタ、熱電対、ＲＴＤ、半導体、またはその他
の温度センサなど、いかなる様式の温度センサも用いられることができる。
された温度センサ３７が設けられている。バッテリの状態は温度と相関関係にあ
るので、温度センサ３７は、バッテリの状態を決定するのに用いられることがで
き、車両のエンジンを始動するのに必要とされる総電力を概算するのに用いられ
ることができる。例えば、サーミスタ、熱電対、ＲＴＤ、半導体、またはその他
の温度センサなど、いかなる様式の温度センサも用いられることができる。
【００２１】 １つの実施例では、電流センサ２６は、２５０μオームの抵抗シャントを含み
、そのシャントを流れる電流は、シャント間の電圧降下を測定することによって
決定される。しかしながら、ホール効果センサあるいはインダクタンスプローブ
を通すような、他の様式の電流測定技術もまた用いることができる。バッテリに
印加される電圧の変化およびその結果としてのバッテリを流れる電流の変化は、
例えば、１つ以上のアナログ／デジタル変換器を用いて標本抽出される。この情
報は、バッテリの総低温クランクアンプ（ＣＣＡ）容量などの、総容量を決定す
るために用いられることができる。
、そのシャントを流れる電流は、シャント間の電圧降下を測定することによって
決定される。しかしながら、ホール効果センサあるいはインダクタンスプローブ
を通すような、他の様式の電流測定技術もまた用いることができる。バッテリに
印加される電圧の変化およびその結果としてのバッテリを流れる電流の変化は、
例えば、１つ以上のアナログ／デジタル変換器を用いて標本抽出される。この情
報は、バッテリの総低温クランクアンプ（ＣＣＡ）容量などの、総容量を決定す
るために用いられることができる。
【００２２】 測定サイクル中に、車両負荷１４は測定中に現れる予期しないノイズを印加さ
れることに注目しなければならない。ノイズを低減すると考えられる１つの技術
は、予め定められたまたは調整可能なウィンドウの範囲外であるか、またはアナ
ログ／デジタル変換器のダイナミックレンジ外である測定値（サンプル）を放棄
することである。しかしながら、まったく予期しないことには、変換器から取得
されるサンプルの正確さを犠牲にしても、アナログ／デジタル変換器のダイナミ
ックレンジを増大することによって、測定の正確さを増大することができること
が発見された。統計的には他のサンプルと比べて大きいかまたは小さいサンプル
であっても、すべてのサンプルを平均化することによって、本発明は、ノイズの
ある環境であっても正確な電圧および電流の測定を提供することができる。サン
プルを平均化し、アナログ／デジタル変換器に十分なダイナミックレンジを提供
することによって、放棄されるサンプルは無くなるであろうし、測定の誤差が他
の誤差と相殺されるようになるであろう。
れることに注目しなければならない。ノイズを低減すると考えられる１つの技術
は、予め定められたまたは調整可能なウィンドウの範囲外であるか、またはアナ
ログ／デジタル変換器のダイナミックレンジ外である測定値（サンプル）を放棄
することである。しかしながら、まったく予期しないことには、変換器から取得
されるサンプルの正確さを犠牲にしても、アナログ／デジタル変換器のダイナミ
ックレンジを増大することによって、測定の正確さを増大することができること
が発見された。統計的には他のサンプルと比べて大きいかまたは小さいサンプル
であっても、すべてのサンプルを平均化することによって、本発明は、ノイズの
ある環境であっても正確な電圧および電流の測定を提供することができる。サン
プルを平均化し、アナログ／デジタル変換器に十分なダイナミックレンジを提供
することによって、放棄されるサンプルは無くなるであろうし、測定の誤差が他
の誤差と相殺されるようになるであろう。
【００２３】 一般的には、本発明は、バッテリの動的コンダクタンスとバッテリの状態との
直接的な関係を用いる。例えば、バッテリがその定格容量の１５％以下に降下す
ると、マイクロプロセッサ２２は、バッテリ１８が交換されるべきであることを
示す出力を提供することができる。さらに、コンダクタンスは、バッテリの充電
レベルを決定するために用いられる。このような測定は、電流センサ２６を用い
て、バッテリ１８に出入りする総電流を監視することによって、正確性の向上を
増大させることができる。バッテリ１８間の電圧はまた、充電レベルの決定に用
いられる充電を決定するために用いられることもできる。一般的には、充電の状
態は、バッテリの健全性、温度、充電バランス（バッテリ内外への充電）、充電
効率、およびバッテリの構造、製造者、極板の配列あるいはその他のバッテリの
条件などの初期条件のうちのいずれかまたはそれらの全ての様々な組み合わせの
関数として決定されることができる。この機能的な関係は、複合バッテリとみな
すことによるか、または神経回路網などの人工知能の使用を介して決定されるこ
とができる。
直接的な関係を用いる。例えば、バッテリがその定格容量の１５％以下に降下す
ると、マイクロプロセッサ２２は、バッテリ１８が交換されるべきであることを
示す出力を提供することができる。さらに、コンダクタンスは、バッテリの充電
レベルを決定するために用いられる。このような測定は、電流センサ２６を用い
て、バッテリ１８に出入りする総電流を監視することによって、正確性の向上を
増大させることができる。バッテリ１８間の電圧はまた、充電レベルの決定に用
いられる充電を決定するために用いられることもできる。一般的には、充電の状
態は、バッテリの健全性、温度、充電バランス（バッテリ内外への充電）、充電
効率、およびバッテリの構造、製造者、極板の配列あるいはその他のバッテリの
条件などの初期条件のうちのいずれかまたはそれらの全ての様々な組み合わせの
関数として決定されることができる。この機能的な関係は、複合バッテリとみな
すことによるか、または神経回路網などの人工知能の使用を介して決定されるこ
とができる。
【００２４】 図２は、バッテリモニタ１２のより詳細な概略図である。図２は、メモリ４０
を有するマイクロプロセッサ２２を示す。図２は、特例として、Ｊ１８５０、Ｊ
１７０８、Ｊ１９３９、等のような様々な標準による通信リンクを有する入力／
出力３２を示す。メモリ４０は内部メモリとして図示される。しかしながら、外
部メモリあるいは任意の外部メモリ４２が用いられることもできる。一般的には
、メモリは、プログラミング機能、定格、変数等を記憶するために提供される。
マイクロプロセッサ２２は、マイクロコントローラまたは任意の様式のデジタル
回路であってよく、特にマイクロプロセッサに限定されない。図２は、強制機能
２８をより詳細に図示し、マイクロプロセッサ２２によって制御される抵抗Ｒ1
４４およびスイッチＳ1４６を含む。スイッチ４６は、例えば電界効果トランジ
スタであってよい。電圧センサ２４は、ＤＣ阻止コンデンサＣ1４８を介してバ
ッテリ１８に結合される差動増幅器４７を含むように図示される。シャント２６
は、抵抗Ｒ2５０および差動増幅器５２として図示される。スイッチＳ2５４およ
びＳ3５６は、それぞれ増幅器４２および４７を選択的にマイクロプロセッサ２
２に結合するように配置され、マイクロプロセッサ２２にデータサンプルを提供
するためにサンプル制御線によって作動させられる。アナログ／デジタル変換器
はマイクロプロセッサ２２の統合部分であってもよいし、増幅器４７および５２
からの出力をデジタル化するための別個の部品であってもよい。コンデンサＣ2
およびＣ3はサンプルおよびホールド回路を提供する。
を有するマイクロプロセッサ２２を示す。図２は、特例として、Ｊ１８５０、Ｊ
１７０８、Ｊ１９３９、等のような様々な標準による通信リンクを有する入力／
出力３２を示す。メモリ４０は内部メモリとして図示される。しかしながら、外
部メモリあるいは任意の外部メモリ４２が用いられることもできる。一般的には
、メモリは、プログラミング機能、定格、変数等を記憶するために提供される。
マイクロプロセッサ２２は、マイクロコントローラまたは任意の様式のデジタル
回路であってよく、特にマイクロプロセッサに限定されない。図２は、強制機能
２８をより詳細に図示し、マイクロプロセッサ２２によって制御される抵抗Ｒ1
４４およびスイッチＳ1４６を含む。スイッチ４６は、例えば電界効果トランジ
スタであってよい。電圧センサ２４は、ＤＣ阻止コンデンサＣ1４８を介してバ
ッテリ１８に結合される差動増幅器４７を含むように図示される。シャント２６
は、抵抗Ｒ2５０および差動増幅器５２として図示される。スイッチＳ2５４およ
びＳ3５６は、それぞれ増幅器４２および４７を選択的にマイクロプロセッサ２
２に結合するように配置され、マイクロプロセッサ２２にデータサンプルを提供
するためにサンプル制御線によって作動させられる。アナログ／デジタル変換器
はマイクロプロセッサ２２の統合部分であってもよいし、増幅器４７および５２
からの出力をデジタル化するための別個の部品であってもよい。コンデンサＣ2
およびＣ3はサンプルおよびホールド回路を提供する。
【００２５】 強制機能２８は、図２に示されるような抵抗によるか、電流シンクによるか、
または車両に存在する負荷により形成されることができる。スイッチＳ1４６は
ＦＥＴまたはバイポーラトランジスタであってよいし、また自動車用車両内の機
械的なあるいは現存するスイッチであってもよい。シャント２６は、シャント抵
抗で図示されるけれども、ホール効果センサまたはセンサを基にしたケーブル抵
抗などの他の様式の電流センサが用いられることができる。他の様式のＤＣ阻止
技術が、増幅器に結合されたＤＣのようなコンデンサＣ1４８に代えて用いられ
ることができる。
または車両に存在する負荷により形成されることができる。スイッチＳ1４６は
ＦＥＴまたはバイポーラトランジスタであってよいし、また自動車用車両内の機
械的なあるいは現存するスイッチであってもよい。シャント２６は、シャント抵
抗で図示されるけれども、ホール効果センサまたはセンサを基にしたケーブル抵
抗などの他の様式の電流センサが用いられることができる。他の様式のＤＣ阻止
技術が、増幅器に結合されたＤＣのようなコンデンサＣ1４８に代えて用いられ
ることができる。
【００２６】 図３は、本発明によるマイクロプロセッサ２８によって実行される診断ステッ
プを示す概略ブロック図１００である。ブロック１０２および１０４でバッテリ
１８の動的パラメータが取得されて、ブロック１０４でデータが収集される。ブ
ロック１０４で収集されたデータの様式は、バッテリの状態を決定するのに用い
られるいかなる様式のデータであってもよい。例えば、データはΔＶおよびΔＩ T 、バッテリの様式に関する情報その他のために用いられる値であってよい。こ
の情報は、マイクロプロセッサ２２による連続的な繰り返しのためにメモリ４０
内に記憶されることができる。データは任意の期間中および任意の様式のエンジ
ンまたはバッテリの運転中に収集されることができる。ブロック１０６で、マイ
クロプロセッサ２２はメモリ４０に記憶されたデータに基づいて診断を実施する
。バッテリの故障または差し迫った故障が検出されると、ブロック１０８で、車
両１０の計器盤に「直ちにバッテリを修理せよ」と表示するなどの出力が提供さ
れる。
プを示す概略ブロック図１００である。ブロック１０２および１０４でバッテリ
１８の動的パラメータが取得されて、ブロック１０４でデータが収集される。ブ
ロック１０４で収集されたデータの様式は、バッテリの状態を決定するのに用い
られるいかなる様式のデータであってもよい。例えば、データはΔＶおよびΔＩ T 、バッテリの様式に関する情報その他のために用いられる値であってよい。こ
の情報は、マイクロプロセッサ２２による連続的な繰り返しのためにメモリ４０
内に記憶されることができる。データは任意の期間中および任意の様式のエンジ
ンまたはバッテリの運転中に収集されることができる。ブロック１０６で、マイ
クロプロセッサ２２はメモリ４０に記憶されたデータに基づいて診断を実施する
。バッテリの故障または差し迫った故障が検出されると、ブロック１０８で、車
両１０の計器盤に「直ちにバッテリを修理せよ」と表示するなどの出力が提供さ
れる。
【００２７】 本発明の様々な特徴は、診断ブロック１０６によって実行される特定の診断を
含む。診断は、診断出力を提供するために、収集されたデータを様々な閾値と比
較するような簡単なｉｆ−ｔｈｅｎ法則などの簡単な診断であってよい。データ
の絶対値が、この比較のために用いられるか、または様々な統計操作が、比較に
使用されるためのデータ上で実行されることができる。例えば、データの平均値
または標準偏差が閾値と比較される。閾値レベルは、車両の試験中に決定されて
、製造中にメモリ４０内に入れられる。バッテリ１８が交換される時に、閾値が
応答的に更新されるのが好ましい。
含む。診断は、診断出力を提供するために、収集されたデータを様々な閾値と比
較するような簡単なｉｆ−ｔｈｅｎ法則などの簡単な診断であってよい。データ
の絶対値が、この比較のために用いられるか、または様々な統計操作が、比較に
使用されるためのデータ上で実行されることができる。例えば、データの平均値
または標準偏差が閾値と比較される。閾値レベルは、車両の試験中に決定されて
、製造中にメモリ４０内に入れられる。バッテリ１８が交換される時に、閾値が
応答的に更新されるのが好ましい。
【００２８】 診断ブロック１０６のより進歩的な実施例では、マイクロプロセッサ２２はフ
ァジー論理、神経回路網、または人工知能技術を用いて診断を実行することがで
きる。神経回路網は、バッテリ、交流発電機、および車両負荷が組み込まれるこ
とを必要としないので、有利に用いられることができる。その代わりに、神経回
路網は、ステップ１０４で集められた「正常な」データが何であるべきかを学習
し、かつデータのパターンが正常動作外にドリフトする時に表示を提供すること
ができる。さらに神経回路網は、故障の潜在的な原因を認識するように訓練され
、システムが完全に故障するまでの予測時間を提供することができる。これらの
診断技術は、バッテリ１８または交流発電機２０が完全に故障する前に、オペレ
ータに切迫した故障を警告するように選択されて実行されることができる。
ァジー論理、神経回路網、または人工知能技術を用いて診断を実行することがで
きる。神経回路網は、バッテリ、交流発電機、および車両負荷が組み込まれるこ
とを必要としないので、有利に用いられることができる。その代わりに、神経回
路網は、ステップ１０４で集められた「正常な」データが何であるべきかを学習
し、かつデータのパターンが正常動作外にドリフトする時に表示を提供すること
ができる。さらに神経回路網は、故障の潜在的な原因を認識するように訓練され
、システムが完全に故障するまでの予測時間を提供することができる。これらの
診断技術は、バッテリ１８または交流発電機２０が完全に故障する前に、オペレ
ータに切迫した故障を警告するように選択されて実行されることができる。
【００２９】 図４は、本発明によるデータの収集および動的パラメータの算出に従ったステ
ップ例を示すブロック図１３０である。もちろん、本明細書に引用される全ての
フローチャート関して指摘されるべきことであるが、ブロックが遂行される時の
特別なブロックの機能および命令は容易に再配列されることができ、本明細書に
記述される特別な実施例に限定されないことを同業者は理解するであろう。
ップ例を示すブロック図１３０である。もちろん、本明細書に引用される全ての
フローチャート関して指摘されるべきことであるが、ブロックが遂行される時の
特別なブロックの機能および命令は容易に再配列されることができ、本明細書に
記述される特別な実施例に限定されないことを同業者は理解するであろう。
【００３０】 ブロック図１３０では、ブロック１３２で、マイクロプロセッサ２２が、電圧
センサ２４を用いてバッテリ１８間の電圧Ｖ1を、および電流センサ２６を用い
てバッテリ１８を流れる初期電流ＩT1を取得する。次に、ステップ１３３で強制
機能２８がバッテリ１８へ適用される。ブロック１３４で、マイクロプロセッサ
２２が適用された強制機能２８を用いて値Ｖ2およびＩT2を取得し、ステップ１
３６で、強制機能が取り除かれる。ステップ１３８で、ΔＶおよびΔＩTの値が
算出される。１つの実施例では、強制機能は、毎秒２０回１００μ秒の間適用さ
れる。ブロック１４０でＮ個の値が取得される。一例では、Ｎは２５６である。
ブロック１４２では、Ｎ個のサンプルに対してΔＶおよびＩT2の平均が算出され
て、ブロック１４４で、バッテリ１８の動的パラメータが決定される。この動的
パラメータは、ブロック１４６でバッテリの状態と相関させられて、ユーザ入力
／出力３２、入力／出力３０を介する出力上に表示されるか、あるいは交流発電
機制御２３を介して交流発電機２０を制御するために用いられることができる。
センサ２４を用いてバッテリ１８間の電圧Ｖ1を、および電流センサ２６を用い
てバッテリ１８を流れる初期電流ＩT1を取得する。次に、ステップ１３３で強制
機能２８がバッテリ１８へ適用される。ブロック１３４で、マイクロプロセッサ
２２が適用された強制機能２８を用いて値Ｖ2およびＩT2を取得し、ステップ１
３６で、強制機能が取り除かれる。ステップ１３８で、ΔＶおよびΔＩTの値が
算出される。１つの実施例では、強制機能は、毎秒２０回１００μ秒の間適用さ
れる。ブロック１４０でＮ個の値が取得される。一例では、Ｎは２５６である。
ブロック１４２では、Ｎ個のサンプルに対してΔＶおよびＩT2の平均が算出され
て、ブロック１４４で、バッテリ１８の動的パラメータが決定される。この動的
パラメータは、ブロック１４６でバッテリの状態と相関させられて、ユーザ入力
／出力３２、入力／出力３０を介する出力上に表示されるか、あるいは交流発電
機制御２３を介して交流発電機２０を制御するために用いられることができる。
【００３１】 本発明の１つの特徴では、バッテリの監視は、リアルタイムに、バッテリの分
極にかかわらず充電状態の測定を実行し、バッテリの健全性およびバッテリの温
度を自動的に修正する。一般的には、健全性の状態は、バッテリのコンダクタン
スおよびバッテリ１８間の開回路電圧の関数として決定されることができる。例
えば、健全性の状態は次式２で決定されることができる。 ＳＯＨ（健全性の状態）＝ｋ1（Ｇ／定格）＊ｆ（Ｖoc）−ｋ2 ……式２ ここで、ｋ1およびｋ2はバッテリのタイプに関連する定数、Ｇは測定されたバッ
テリのコンダクタンス、定格はバッテリの定格、およびｆ（Ｖoc）は、前述のチ
ャンプリン（Champlin）およびミッドトロニクス社（Midtronics, Inc.）の特許
に述べられるような、充電状態とバッテリの開回路電圧との関係である。バッテ
リの健全な状態は、０〜１００％の範囲である。式２によって決定された健全性
の状態を用いて、充電の状態（０〜１００％）が次式３によって決定される。
極にかかわらず充電状態の測定を実行し、バッテリの健全性およびバッテリの温
度を自動的に修正する。一般的には、健全性の状態は、バッテリのコンダクタン
スおよびバッテリ１８間の開回路電圧の関数として決定されることができる。例
えば、健全性の状態は次式２で決定されることができる。 ＳＯＨ（健全性の状態）＝ｋ1（Ｇ／定格）＊ｆ（Ｖoc）−ｋ2 ……式２ ここで、ｋ1およびｋ2はバッテリのタイプに関連する定数、Ｇは測定されたバッ
テリのコンダクタンス、定格はバッテリの定格、およびｆ（Ｖoc）は、前述のチ
ャンプリン（Champlin）およびミッドトロニクス社（Midtronics, Inc.）の特許
に述べられるような、充電状態とバッテリの開回路電圧との関係である。バッテ
リの健全な状態は、０〜１００％の範囲である。式２によって決定された健全性
の状態を用いて、充電の状態（０〜１００％）が次式３によって決定される。
【００３２】
【数１】 ここで、ｔ1は充電の状態が知られた時間（すなわち、例えば過充電の期間から
）、ｔ2は現在時間、ｉは時間ｔでバッテリに出入りする電流（amps）、Ｔはバ
ッテリの温度、ｅ（Ｔ）は温度Ｔでの充電許容効率、およびｅ（ｉ）は電流ｉで
の充電許容効率である。もちろん、式２および３は健全性の状態および充電測定
の状態の簡単な例であり、他の技術が本発明によって用いられることができる。
）、ｔ2は現在時間、ｉは時間ｔでバッテリに出入りする電流（amps）、Ｔはバ
ッテリの温度、ｅ（Ｔ）は温度Ｔでの充電許容効率、およびｅ（ｉ）は電流ｉで
の充電許容効率である。もちろん、式２および３は健全性の状態および充電測定
の状態の簡単な例であり、他の技術が本発明によって用いられることができる。
【００３３】 バッテリの充電の状態およびバッテリの健全性の状態を用いて、バッテリモニ
タ１２は車両１０のスタータモータの始動能力を予報することができる。例えば
、特定の温度で車両１０のエンジンを始動させるのに以前に必要とされた、電流
センサ２６によって測定された電流の合計と比較することによって、マイクロプ
ロセッサ２２は、現在の温度での健全性の状態に対する現在のバッテリの状態が
、エンジンを始動するのに十分な電流を提供するのに十分かどうかを決定するこ
とができる。スタータモータの能力およびいかなる低下もマイクロプロセッサ２
２によって考慮されることができる。例えば、エンジンを始動するのに必要な総
電流が時間が経つに連れて増加する場合には、マイクロプロセッサ２２は、どの
くらいの総電流が将来エンジンを始動させるために必要とされるかを推定および
予報することができる。図５は、バッテリ１８の始動能力を診断するときに、マ
イクロプロセッサ２２によって実行されるステップを図示する、概略ブロック図
２００である。ブロック２０２で、マイクロプロセッサ２２はバッテリ１８の始
動能力を決定する。例えば、始動能力は、バッテリ１８が短期間中に供給する総
電流の見積値、あるいは測定値であってよい。ブロック２０４で、マイクロプロ
セッサ２２は車両１０のエンジンのスタータモータの始動要求を見積る。例えば
、スタータモータの過去の要求がメモリ４０から呼び出されて、任意の傾向がエ
ンジンを始動させるのに必要なものを予報するために用いられることができる。
他の入力もまた、現在温度のように、この決定に用いられることができる。ブロ
ック２０６で、スタータ診断出力が提供される。例えば、バッテリが、車両のモ
ータを始動させるのに十分な期間、スタータモータを運転させるのが困難である
ことが分かると、車両負荷１４は入力／出力３０を介してマイクロプロセッサ２
２によって選択的にスイッチを切られることができる。さらに、実際に問題が発
生するのに先立って、差し迫った問題の警告をユーザ入力／出力３２を介して、
オペレータに告げることができ、バッテリ１８が交換されることができる。
タ１２は車両１０のスタータモータの始動能力を予報することができる。例えば
、特定の温度で車両１０のエンジンを始動させるのに以前に必要とされた、電流
センサ２６によって測定された電流の合計と比較することによって、マイクロプ
ロセッサ２２は、現在の温度での健全性の状態に対する現在のバッテリの状態が
、エンジンを始動するのに十分な電流を提供するのに十分かどうかを決定するこ
とができる。スタータモータの能力およびいかなる低下もマイクロプロセッサ２
２によって考慮されることができる。例えば、エンジンを始動するのに必要な総
電流が時間が経つに連れて増加する場合には、マイクロプロセッサ２２は、どの
くらいの総電流が将来エンジンを始動させるために必要とされるかを推定および
予報することができる。図５は、バッテリ１８の始動能力を診断するときに、マ
イクロプロセッサ２２によって実行されるステップを図示する、概略ブロック図
２００である。ブロック２０２で、マイクロプロセッサ２２はバッテリ１８の始
動能力を決定する。例えば、始動能力は、バッテリ１８が短期間中に供給する総
電流の見積値、あるいは測定値であってよい。ブロック２０４で、マイクロプロ
セッサ２２は車両１０のエンジンのスタータモータの始動要求を見積る。例えば
、スタータモータの過去の要求がメモリ４０から呼び出されて、任意の傾向がエ
ンジンを始動させるのに必要なものを予報するために用いられることができる。
他の入力もまた、現在温度のように、この決定に用いられることができる。ブロ
ック２０６で、スタータ診断出力が提供される。例えば、バッテリが、車両のモ
ータを始動させるのに十分な期間、スタータモータを運転させるのが困難である
ことが分かると、車両負荷１４は入力／出力３０を介してマイクロプロセッサ２
２によって選択的にスイッチを切られることができる。さらに、実際に問題が発
生するのに先立って、差し迫った問題の警告をユーザ入力／出力３２を介して、
オペレータに告げることができ、バッテリ１８が交換されることができる。
【００３４】 本発明の他の特徴では、マイクロプロセッサ２２は、バッテリ１８に最適の充
電を提供するように、複数の差分パラメータに基づいて、エンジンおよび／ある
いは負荷１４の能力を適合あるいは変更することができる。例えば、マイクロプ
ロセッサ２２は、エンジンの運転を制御するために、入力／出力３０を介して車
両１０のマイクロプロセッサのデータバスと通信することができる。選択的には
、マイクロプロセッサ２２は、車両の運転を制御するために用いられるのと同じ
マイクロプロセッサであってよい。マイクロプロセッサ２２は、エンジンのアイ
ドル速度、変速装置のシフトポイント、および予測されるオペレータの運転パタ
ーンに基づいてバッテリ充電率を増大するか低減するために、負荷１４のいくつ
かによって電気系統上に配置される負荷を調整することができる。例えば、マイ
クロプロセッサが、車両が短期間の間正常に運転されたことを観察した場合には
、マイクロプロセッサ２２は、エンジンのアイドル速度を増し、バッテリ１８の
充電率を増大するようにバッテリ１８上に配置された負荷を低減する傾向がある
。さらに、マイクロプロセッサ２２は、通常より早い（あるいはより遅い）速度
でエンジンを運転するために、変速のシフトポイントを変更することができる。
エンジン運転の予報はまた、１日のうちの時間、１週間のうちの何曜日かに基づ
くこともできるので、繰り返される運転パターンが、例えばネットワークと通信
するために評価されることができる。さらに、車両のパワーシート内の座席位置
メモリを介するなどして、車両のオペレータを認識することが可能な車両では、
マイクロプロセッサ２２は、特定な運転者の運転の特徴に基づいて充電パターン
を変更することができる。
電を提供するように、複数の差分パラメータに基づいて、エンジンおよび／ある
いは負荷１４の能力を適合あるいは変更することができる。例えば、マイクロプ
ロセッサ２２は、エンジンの運転を制御するために、入力／出力３０を介して車
両１０のマイクロプロセッサのデータバスと通信することができる。選択的には
、マイクロプロセッサ２２は、車両の運転を制御するために用いられるのと同じ
マイクロプロセッサであってよい。マイクロプロセッサ２２は、エンジンのアイ
ドル速度、変速装置のシフトポイント、および予測されるオペレータの運転パタ
ーンに基づいてバッテリ充電率を増大するか低減するために、負荷１４のいくつ
かによって電気系統上に配置される負荷を調整することができる。例えば、マイ
クロプロセッサが、車両が短期間の間正常に運転されたことを観察した場合には
、マイクロプロセッサ２２は、エンジンのアイドル速度を増し、バッテリ１８の
充電率を増大するようにバッテリ１８上に配置された負荷を低減する傾向がある
。さらに、マイクロプロセッサ２２は、通常より早い（あるいはより遅い）速度
でエンジンを運転するために、変速のシフトポイントを変更することができる。
エンジン運転の予報はまた、１日のうちの時間、１週間のうちの何曜日かに基づ
くこともできるので、繰り返される運転パターンが、例えばネットワークと通信
するために評価されることができる。さらに、車両のパワーシート内の座席位置
メモリを介するなどして、車両のオペレータを認識することが可能な車両では、
マイクロプロセッサ２２は、特定な運転者の運転の特徴に基づいて充電パターン
を変更することができる。
【００３５】 図６は、バッテリ１８内の充電を制御するために、エンジン速度や負荷を調整
することにおいて、マイクロプロセッサ２２によって実行されるステップを示す
概略のフローチャート２５０である。ブロック２５２で、マイクロプロセッサ２
２はバッテリ１８が十分に充電（フル充電）されるのに必要な充電を決定し、こ
の決定はバッテリの電流充電レベルの測定、およびバッテリ１８が、例えばバッ
テリ１８の健全性の状態の関数として保持することができる充電の最大量の決定
に基づくことができる。ブロック２５４で、マイクロプロセッサ２２は、次のエ
ンジンの使用のために、予測される運転パターンを予報する。ブロック２５６で
、マイクロプロセッサ２２は、ステップ２５２で決定されたような充電要求に基
づくバッテリ１８の充電、およびステップ２５４で予報された運転パターンを最
適化するために、エンジン運転および／あるいは車両負荷１４を調整する。エン
ジンの運転中には、マイクロプロセッサ２２はステップ２５８でバッテリの充電
状態を監視し続け、それにしたがってブロック２６０で充電を調整する。一旦バ
ッテリ１８が完全に充電されると、マイクロプロセッサ２２は適当に充電率を低
下することができる。
することにおいて、マイクロプロセッサ２２によって実行されるステップを示す
概略のフローチャート２５０である。ブロック２５２で、マイクロプロセッサ２
２はバッテリ１８が十分に充電（フル充電）されるのに必要な充電を決定し、こ
の決定はバッテリの電流充電レベルの測定、およびバッテリ１８が、例えばバッ
テリ１８の健全性の状態の関数として保持することができる充電の最大量の決定
に基づくことができる。ブロック２５４で、マイクロプロセッサ２２は、次のエ
ンジンの使用のために、予測される運転パターンを予報する。ブロック２５６で
、マイクロプロセッサ２２は、ステップ２５２で決定されたような充電要求に基
づくバッテリ１８の充電、およびステップ２５４で予報された運転パターンを最
適化するために、エンジン運転および／あるいは車両負荷１４を調整する。エン
ジンの運転中には、マイクロプロセッサ２２はステップ２５８でバッテリの充電
状態を監視し続け、それにしたがってブロック２６０で充電を調整する。一旦バ
ッテリ１８が完全に充電されると、マイクロプロセッサ２２は適当に充電率を低
下することができる。
【００３６】 運転サイクルがバッテリ１８を充電するのに不十分であるか、またはその傾向
にあるときには、マイクロプロセッサ２２は、車両がある延長期間運転されるべ
きか、バッテリ１８を充電するために代わりの充電方法が用いられるべきかどう
かを示すために、ユーザ入力／出力３２を介して、オペレータに出力を提供する
。表示はまた、車両を始動するために十分な充電が残っている間に、バッテリ１
８が何回運転サイクルを支援することができるかについての予報のためにも提供
されることができる。
にあるときには、マイクロプロセッサ２２は、車両がある延長期間運転されるべ
きか、バッテリ１８を充電するために代わりの充電方法が用いられるべきかどう
かを示すために、ユーザ入力／出力３２を介して、オペレータに出力を提供する
。表示はまた、車両を始動するために十分な充電が残っている間に、バッテリ１
８が何回運転サイクルを支援することができるかについての予報のためにも提供
されることができる。
【００３７】 前述のように、本発明の１つの特徴では、交流発電機２０からの出力は、充電
の状態および／あるいは健全性の状態の決定に基づいて調整されることができる
。図７は、バッテリ１８の充電の状態の関数としての交流発電機２０からのレギ
ュレータ電圧出力を示すグラフである。図７に示されるように、マイクロプロセ
ッサ２２は、バッテリ１８の充電状態が１００％充電にまで増大すると、交流発
電機２０からの電圧出力は低減させる。独特の特徴が、特殊なバッテリ、交流発
電機および／あるいはエンジン構成、またはオペレータの運転特徴に対して調整
されることができる。このようなシステムは、バッテリ１０の過充電および過度
の加熱を著しく低減または除去することができる。さらにこのような技術は、バ
ッテリ１０の不十分な充電を低減または除去するために用いられることができる
。加えて、充電の状態に基づいて電圧を調整することによって、バッテリ１８お
よびシステムの寿命が長くなる。例えば、負荷１４は低減された期間中、過電圧
にさらされるであろう。このことによって、様々なシステム部品が特定の充電要
求または電圧レベル用に最適化されることもできる。一般的には、バッテリの充
電はより効果的に維持されるので、交流発電機２０の出力が低減され、特定の車
両のために必要なバッテリ容量が低減されることができる。このことによって、
車両の全重量が低減され、車両のマイレージが向上させられる。さらになお、電
気系統中のＩＲ（電流−抵抗）損失および過充電が低減され、そのことによって
、車両エンジン上の負荷が少なくなり、車両の性能が向上する。一般的には、過
度のＩＲ損失による発熱を低減すること、バッテリの寿命を長くすること、差し
迫ったバッテリの故障を早期検出すること、および元のバッテリの代わりに用い
られるようなアフターマーケットバッテリにおいてさえ、正常な車両運転を保証
することによって、この技術は、車両の信頼性を向上させる。
の状態および／あるいは健全性の状態の決定に基づいて調整されることができる
。図７は、バッテリ１８の充電の状態の関数としての交流発電機２０からのレギ
ュレータ電圧出力を示すグラフである。図７に示されるように、マイクロプロセ
ッサ２２は、バッテリ１８の充電状態が１００％充電にまで増大すると、交流発
電機２０からの電圧出力は低減させる。独特の特徴が、特殊なバッテリ、交流発
電機および／あるいはエンジン構成、またはオペレータの運転特徴に対して調整
されることができる。このようなシステムは、バッテリ１０の過充電および過度
の加熱を著しく低減または除去することができる。さらにこのような技術は、バ
ッテリ１０の不十分な充電を低減または除去するために用いられることができる
。加えて、充電の状態に基づいて電圧を調整することによって、バッテリ１８お
よびシステムの寿命が長くなる。例えば、負荷１４は低減された期間中、過電圧
にさらされるであろう。このことによって、様々なシステム部品が特定の充電要
求または電圧レベル用に最適化されることもできる。一般的には、バッテリの充
電はより効果的に維持されるので、交流発電機２０の出力が低減され、特定の車
両のために必要なバッテリ容量が低減されることができる。このことによって、
車両の全重量が低減され、車両のマイレージが向上させられる。さらになお、電
気系統中のＩＲ（電流−抵抗）損失および過充電が低減され、そのことによって
、車両エンジン上の負荷が少なくなり、車両の性能が向上する。一般的には、過
度のＩＲ損失による発熱を低減すること、バッテリの寿命を長くすること、差し
迫ったバッテリの故障を早期検出すること、および元のバッテリの代わりに用い
られるようなアフターマーケットバッテリにおいてさえ、正常な車両運転を保証
することによって、この技術は、車両の信頼性を向上させる。
【００３８】 車両が最初に製造されるときに、このようなシステムが実行されると、モニタ
１２は車両の寿命の間中バッテリを管理することができる。このことは、実際の
車両運転の寿命の間だけでなく、車両の組み立てまたは搬送中にも実行される。
さらに、１つの特徴は、バッテリのハウジング内のデジタルメモリなどのコンピ
ュータ貯蔵装置内に保持される定格情報を有する蓄電池１８を含む。このデータ
は、入力／出力３０を介してモニタ１２に通信されることができる。１つの特徴
では、バッテリへの電気的な接続もまた、データ通信バスのように用いられるの
で、モニタ１２は、バッテリ１８内の蓄積装置と通信することができる。蓄積装
置はまた、充電および使用の履歴などの、バッテリ１８の履歴を蓄積するために
も用いられることができる。
１２は車両の寿命の間中バッテリを管理することができる。このことは、実際の
車両運転の寿命の間だけでなく、車両の組み立てまたは搬送中にも実行される。
さらに、１つの特徴は、バッテリのハウジング内のデジタルメモリなどのコンピ
ュータ貯蔵装置内に保持される定格情報を有する蓄電池１８を含む。このデータ
は、入力／出力３０を介してモニタ１２に通信されることができる。１つの特徴
では、バッテリへの電気的な接続もまた、データ通信バスのように用いられるの
で、モニタ１２は、バッテリ１８内の蓄積装置と通信することができる。蓄積装
置はまた、充電および使用の履歴などの、バッテリ１８の履歴を蓄積するために
も用いられることができる。
【００３９】 バッテリモニタ１２は、交流発電機２０の運転を監視および診断することがで
きる。例えば、典型的な交流発電機は多相出力を提供する。メモリ４０内で集め
られ記憶されたデータ点を監視することによって、マイクロプロセッサ２２は、
交流発電機の出力内に１つ以上の位相の喪失を観測することができる。同様に、
交流発電機２０内の整流ダイオードの故障が、非対称リプルパターンを観測する
ことによってマイクロプロセッサ２２によって検出されることができる。マイク
ロプロセッサ２２は「直ちに交流発電機を修理せよ」などの表示出力をユーザ入
力／出力３２を介してオペレータに提供することができる。この情報はまた、入
力／出力３０を介して車両マイクロプロセッサに通信されることもできる。
きる。例えば、典型的な交流発電機は多相出力を提供する。メモリ４０内で集め
られ記憶されたデータ点を監視することによって、マイクロプロセッサ２２は、
交流発電機の出力内に１つ以上の位相の喪失を観測することができる。同様に、
交流発電機２０内の整流ダイオードの故障が、非対称リプルパターンを観測する
ことによってマイクロプロセッサ２２によって検出されることができる。マイク
ロプロセッサ２２は「直ちに交流発電機を修理せよ」などの表示出力をユーザ入
力／出力３２を介してオペレータに提供することができる。この情報はまた、入
力／出力３０を介して車両マイクロプロセッサに通信されることもできる。
【００４０】 入力／出力３０は、概略の形式で図示され、あらゆる形式の入力または出力で
あってよく、ある実施例では、複数の入力および出力を示す。様々な入力および
出力の例としては、車両のデータバスへの接続、サービス装置内に提供されるよ
うな診断装置に結合するように適応されたデータバスへの接続、および車両のセ
ル電話接続を介して結合することができるような、遠隔車両監視システムへの接
続がある。このような実施例では、車両は、緊急援助サービスなどの遠隔サービ
スや、車両の運転を監視し、かつ修理が提供されるべきことを提案するために提
供されるサービスのために、情報を記録および報告することができる。様々な形
式の入力および出力が、直接的な接続、あるいはラジオ周波数や赤外線通信技術
などの非物理的接続を介して提供されることができる。入力および出力のために
用いられるデータおよび標準の特定の形式が、固有のまたは工場の標準として選
択されることができる。マイクロプロセッサ２２はまた、進歩的な報告を提供す
ることができ、またＨＴＭＬ、ＸＭＬ、あるいは様々な周知または提案される代
替のものを通じて利用可能な、標準化されたインタフェースの使用する制御機能
を提供することができる。このような実施例では、マイクロプロセッサ２２によ
って集められた情報は、ブラウザによって提供される「ウェブ・ページ」インタ
フェースを介して見られることができる。このような実施例は、複数の様式の標
準化された装置を介して観察あるいは制御されることができるように、標準化さ
れた形式のユーザ入力／出力３２などのユーザ入力／出力を提供することができ
るという理由で、利点がある。このような実施例では、遠隔地から、情報が報告
されることができるか、モニタ１２が制御されることができる。さらに、車両１
０が車両内で共通に有効になるブラウザ形式のインタフェースを有する場合には
、マイクロプロセッサ２２は車両のブラウザを介して制御され、かつ通信するこ
とができる。１つの特徴では、車両監視は、インターネットプロトコルによって
通信することができるようなＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスを含む
。例えば、車両のセル電話接続へ接続されるとき、バッテリモニタ１２はインタ
ーネットを介して接続された遠隔地から監視および制御されることができる。し
かしながら、前述のように、このようなインタフェースはまた、車両内のローカ
ルコンピュータでモニタ１２と通信し、オペレータが使用し制御するためにモニ
タ１２からの情報を表示するための簡単な技術をも提供する。
あってよく、ある実施例では、複数の入力および出力を示す。様々な入力および
出力の例としては、車両のデータバスへの接続、サービス装置内に提供されるよ
うな診断装置に結合するように適応されたデータバスへの接続、および車両のセ
ル電話接続を介して結合することができるような、遠隔車両監視システムへの接
続がある。このような実施例では、車両は、緊急援助サービスなどの遠隔サービ
スや、車両の運転を監視し、かつ修理が提供されるべきことを提案するために提
供されるサービスのために、情報を記録および報告することができる。様々な形
式の入力および出力が、直接的な接続、あるいはラジオ周波数や赤外線通信技術
などの非物理的接続を介して提供されることができる。入力および出力のために
用いられるデータおよび標準の特定の形式が、固有のまたは工場の標準として選
択されることができる。マイクロプロセッサ２２はまた、進歩的な報告を提供す
ることができ、またＨＴＭＬ、ＸＭＬ、あるいは様々な周知または提案される代
替のものを通じて利用可能な、標準化されたインタフェースの使用する制御機能
を提供することができる。このような実施例では、マイクロプロセッサ２２によ
って集められた情報は、ブラウザによって提供される「ウェブ・ページ」インタ
フェースを介して見られることができる。このような実施例は、複数の様式の標
準化された装置を介して観察あるいは制御されることができるように、標準化さ
れた形式のユーザ入力／出力３２などのユーザ入力／出力を提供することができ
るという理由で、利点がある。このような実施例では、遠隔地から、情報が報告
されることができるか、モニタ１２が制御されることができる。さらに、車両１
０が車両内で共通に有効になるブラウザ形式のインタフェースを有する場合には
、マイクロプロセッサ２２は車両のブラウザを介して制御され、かつ通信するこ
とができる。１つの特徴では、車両監視は、インターネットプロトコルによって
通信することができるようなＩＰ（インターネットプロトコル）アドレスを含む
。例えば、車両のセル電話接続へ接続されるとき、バッテリモニタ１２はインタ
ーネットを介して接続された遠隔地から監視および制御されることができる。し
かしながら、前述のように、このようなインタフェースはまた、車両内のローカ
ルコンピュータでモニタ１２と通信し、オペレータが使用し制御するためにモニ
タ１２からの情報を表示するための簡単な技術をも提供する。
【００４１】 マイクロプロセッサ２２およびメモリ４０によって収集されたデータを用いて
、マイクロプロセッサ２２はまた、車両のスタータモータの差し迫った故障を検
出することができる。例えば、始動中のシステムの電圧降下を監視することによ
って、マイクロプロセッサ２２はエンジン始動のための平均時間および始動の間
に必要とされる平均およびピーク電流を決定することができる。これらの変化、
あるいはその他の、測定値はスタータモータが劣化していることを示す。差し迫
った故障が表示されると、「直ちにスタータモータを修理せよ」の表示がインタ
フェース３２を介してオペレータに提供されることができる。
、マイクロプロセッサ２２はまた、車両のスタータモータの差し迫った故障を検
出することができる。例えば、始動中のシステムの電圧降下を監視することによ
って、マイクロプロセッサ２２はエンジン始動のための平均時間および始動の間
に必要とされる平均およびピーク電流を決定することができる。これらの変化、
あるいはその他の、測定値はスタータモータが劣化していることを示す。差し迫
った故障が表示されると、「直ちにスタータモータを修理せよ」の表示がインタ
フェース３２を介してオペレータに提供されることができる。
【００４２】 マイクロプロセッサ２２は、バッテリ１８が十分な容量がない、または標準以
下の効率を有することを示し、それによってオペレータに警告することができる
。例えば、バッテリ１８が交換されるときに起こるような動力の増加に対応して
、マイクロプロセッサ２２はバッテリ１８の容量を測定し、その容量が、車両製
造者によって決定され、車両コンピュータシステムのメモリに記憶された閾値レ
ベル以下であるかどうかをオペレータに示すことができる。
下の効率を有することを示し、それによってオペレータに警告することができる
。例えば、バッテリ１８が交換されるときに起こるような動力の増加に対応して
、マイクロプロセッサ２２はバッテリ１８の容量を測定し、その容量が、車両製
造者によって決定され、車両コンピュータシステムのメモリに記憶された閾値レ
ベル以下であるかどうかをオペレータに示すことができる。
【００４３】 マイクロプロセッサ２２は、様々な試験および集められたデータに応答して、
監査コード（または保証コード）を生成することができる。そのようなコードに
ついては、本発明の譲受人に譲渡された、２０００年４月１８日に付与された「
バッテリ試験を監査するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR AUD
ITING A BATTERY TEST）」と題する米国特許第６，０５１，９７６号に述べられ
ている。このような実施例では、マイクロプロセッサ２２は、その作動中に収集
または取得されたデータをコード化する。例えば、バッテリ試験に関する未修正
データが取得され、および／あるいはバッテリ試験の最終結果が得られて、引き
続いてマイクロプロセッサ２２によってコード化される。コード化は、情報の位
置および様々なバイト（bytes）値が再配置されるような、簡単な置換暗号であ
ってよい。このようなコードは、不謹慎な個人が、製造者に対して部品の故障に
ついての虚偽の保証クレームを申し立てる傾向にあるような場合に発生する虚偽
を防止するために設計される。このコード化技術によって、保証が申し立てられ
たときに製造者は情報を立証することができる。さらに、この情報は、オペレー
タの間違いを探知し、部品の再設計および故障の低減のために部品の故障の識別
し、絶縁するのを助けるために用いられることができる。
監査コード（または保証コード）を生成することができる。そのようなコードに
ついては、本発明の譲受人に譲渡された、２０００年４月１８日に付与された「
バッテリ試験を監査するための装置および方法（METHOD AND APPARATUS FOR AUD
ITING A BATTERY TEST）」と題する米国特許第６，０５１，９７６号に述べられ
ている。このような実施例では、マイクロプロセッサ２２は、その作動中に収集
または取得されたデータをコード化する。例えば、バッテリ試験に関する未修正
データが取得され、および／あるいはバッテリ試験の最終結果が得られて、引き
続いてマイクロプロセッサ２２によってコード化される。コード化は、情報の位
置および様々なバイト（bytes）値が再配置されるような、簡単な置換暗号であ
ってよい。このようなコードは、不謹慎な個人が、製造者に対して部品の故障に
ついての虚偽の保証クレームを申し立てる傾向にあるような場合に発生する虚偽
を防止するために設計される。このコード化技術によって、保証が申し立てられ
たときに製造者は情報を立証することができる。さらに、この情報は、オペレー
タの間違いを探知し、部品の再設計および故障の低減のために部品の故障の識別
し、絶縁するのを助けるために用いられることができる。
【００４４】 他の特徴では、マイクロプロセッサ２２は、電圧センサ２４および電流センサ
２６から取得された測定値を自動的に較正することができる。本発明のこの特徴
を用いて、マイクロプロセッサ２２は、車両の寿命期間中、正確さを維持するた
めに自動的なまたは定期的な較正を実行することができる。自動的な較正は、既
知の温度および時間ドリフト特性を有する較正された要素内で選択的にスイッチ
切り替えすることによって、かつ計測利得および残留偏差（オフセット）を補正
するための測定データ用いて提供されることができる。例えば、既知の抵抗又は
電圧源が増幅器４７又は５２に選択的に接続されることができる。それらの既知
の値からのあらゆる残留偏差値がメモリ４０に記憶され、測定誤差を補償するた
めにマイクロプロセッサ２２によって用いられることができる。
２６から取得された測定値を自動的に較正することができる。本発明のこの特徴
を用いて、マイクロプロセッサ２２は、車両の寿命期間中、正確さを維持するた
めに自動的なまたは定期的な較正を実行することができる。自動的な較正は、既
知の温度および時間ドリフト特性を有する較正された要素内で選択的にスイッチ
切り替えすることによって、かつ計測利得および残留偏差（オフセット）を補正
するための測定データ用いて提供されることができる。例えば、既知の抵抗又は
電圧源が増幅器４７又は５２に選択的に接続されることができる。それらの既知
の値からのあらゆる残留偏差値がメモリ４０に記憶され、測定誤差を補償するた
めにマイクロプロセッサ２２によって用いられることができる。
【００４５】 本発明を用いることによって、充電および始動運転の結果としてのバッテリ１
８のいかなる分極も、マイクロプロセッサ２２によって実行される測定に誤差を
生じない。特に、あらゆる前述の誤差が、リアルタイムのバッテリ端子電圧のイ
ンピーダンスである充電アルゴリズムのリアルタイム状態を用いることによって
、取り除かれる。
８のいかなる分極も、マイクロプロセッサ２２によって実行される測定に誤差を
生じない。特に、あらゆる前述の誤差が、リアルタイムのバッテリ端子電圧のイ
ンピーダンスである充電アルゴリズムのリアルタイム状態を用いることによって
、取り除かれる。
【００４６】 車両１０のエンジンが作動していないときには、マイクロプロセッサ２２は電
流の流れおよびその結果としてのバッテリ１８の放電を低減するために停止モー
ドに入ることができる。所望ならば、マイクロプロセッサ２２は、車両１０の電
気的なシステムのいくつかの特徴を試験、または監視するために、定期的に「覚
醒する（wake up）」することができる。
流の流れおよびその結果としてのバッテリ１８の放電を低減するために停止モー
ドに入ることができる。所望ならば、マイクロプロセッサ２２は、車両１０の電
気的なシステムのいくつかの特徴を試験、または監視するために、定期的に「覚
醒する（wake up）」することができる。
【００４７】 バッテリ１８へ結合の緩みまたは腐食は、バッテリ１８内の抵抗が突然大きく
なるのを観察することによって、マイクロプロセッサ２２によって検出されるこ
とができる。誤差は、接続が劣化したことをオペレータに警告するために、ユー
ザインタフェース３２を介してオペレータに提供されることができる。
なるのを観察することによって、マイクロプロセッサ２２によって検出されるこ
とができる。誤差は、接続が劣化したことをオペレータに警告するために、ユー
ザインタフェース３２を介してオペレータに提供されることができる。
【００４８】 マイクロプロセッサ２２はまた、エンジンが停止しているときに、車両１０の
電気系統の診断を実行することもできる。例えば、マイクロプロセッサ２２は、
エンジンが停止しているときに、電流センサ２６を用いて、負荷１４による電流
の流れを監視することができる。例えば、マイクロプロセッサ２２は選択可能な
サンプル期間に渡って、メモリ４０内に記憶された閾値と電流の流れの割合を比
較することができる。測定された割合が閾値を越えるときは、車両の電気系統に
故障があるかもしれない。同様に、小さいけれども一定の電流の流れも、バッテ
リ１８の放電を招くような故障を示すことができる。マイクロプロセッサ２２は
、エンジンが停止している間、過度の電流の流れが発生していることを、ユーザ
インタフェース３２を介してユーザに提供するために、表示することができる。
このような電流の流れは、バッテリ１８内の急激な放電を招き、始動を妨げる。
電気系統の診断を実行することもできる。例えば、マイクロプロセッサ２２は、
エンジンが停止しているときに、電流センサ２６を用いて、負荷１４による電流
の流れを監視することができる。例えば、マイクロプロセッサ２２は選択可能な
サンプル期間に渡って、メモリ４０内に記憶された閾値と電流の流れの割合を比
較することができる。測定された割合が閾値を越えるときは、車両の電気系統に
故障があるかもしれない。同様に、小さいけれども一定の電流の流れも、バッテ
リ１８の放電を招くような故障を示すことができる。マイクロプロセッサ２２は
、エンジンが停止している間、過度の電流の流れが発生していることを、ユーザ
インタフェース３２を介してユーザに提供するために、表示することができる。
このような電流の流れは、バッテリ１８内の急激な放電を招き、始動を妨げる。
【００４９】 電流センサ２６はまた、バッテリ１８に出入りする電流を監視するためにマイ
クロプロセッサ２２によって用いられることができる。ある期間中（例えば、積
分中）に取得される、この電流の総計は、バッテリが十分な充電を受けていない
ことを示すことができ、あるいはバッテリ１８によって受容される総充電を示す
こともできる。この情報は、ユーザ入力／出力３２を介してオペレータに表示さ
れることができる。さらに、この情報は入力／出力３０上に提供されることもで
きる。この情報が、バッテリ１８が十分な充電を受けていないことを示す場合に
は、バッテリ１８の充電率を増大するために、前述のようなステップが取られる
。
クロプロセッサ２２によって用いられることができる。ある期間中（例えば、積
分中）に取得される、この電流の総計は、バッテリが十分な充電を受けていない
ことを示すことができ、あるいはバッテリ１８によって受容される総充電を示す
こともできる。この情報は、ユーザ入力／出力３２を介してオペレータに表示さ
れることができる。さらに、この情報は入力／出力３０上に提供されることもで
きる。この情報が、バッテリ１８が十分な充電を受けていないことを示す場合に
は、バッテリ１８の充電率を増大するために、前述のようなステップが取られる
。
【００５０】 １つの実施例では、マイクロプロセッサ２２はメモリ４０内に、モデル番号、
および／あるいはシリアル番号、容量、あるいはバッテリ１８に関するその他の
情報を記憶する。このような実施例では、バッテリモニタ１２は、物理的にバッ
テリ１８の一部であることができるので、バッテリの特定な情報は、製造中にメ
モリにプログラムされることができる。バッテリモニタ１２は、ディスプレイま
たは、物理的にバッテリ１８上に配置されるようなその他の形式の出力装置を介
してオペレータに出力を提供することができる。さらに、ディスプレイまたはユ
ーザ入力／出力３２は車両内に配置されることができる。入力／出力３０は車両
のデータバスに結合されるように構成されることができる。例えば、バッテリ１
８は、車両のデータバスに差し込むように適合されたデータプラグを含むことが
できるので、モニタ１２は、データバスを介して情報を交換することができる。
マイクロプロセッサ２２は、それから、入力／出力３０を用いて車両のデータバ
スにこの情報を報告することができる。このことによって、車両のマイクロプロ
セッサは、特定のバッテリ様式が既知かどうかを予め診断して監視することがで
きる。
および／あるいはシリアル番号、容量、あるいはバッテリ１８に関するその他の
情報を記憶する。このような実施例では、バッテリモニタ１２は、物理的にバッ
テリ１８の一部であることができるので、バッテリの特定な情報は、製造中にメ
モリにプログラムされることができる。バッテリモニタ１２は、ディスプレイま
たは、物理的にバッテリ１８上に配置されるようなその他の形式の出力装置を介
してオペレータに出力を提供することができる。さらに、ディスプレイまたはユ
ーザ入力／出力３２は車両内に配置されることができる。入力／出力３０は車両
のデータバスに結合されるように構成されることができる。例えば、バッテリ１
８は、車両のデータバスに差し込むように適合されたデータプラグを含むことが
できるので、モニタ１２は、データバスを介して情報を交換することができる。
マイクロプロセッサ２２は、それから、入力／出力３０を用いて車両のデータバ
スにこの情報を報告することができる。このことによって、車両のマイクロプロ
セッサは、特定のバッテリ様式が既知かどうかを予め診断して監視することがで
きる。
【００５１】 本発明を好ましい実施例によって説明してきたが、本発明の精神や範囲を逸脱
することなく詳細や形式上の変更が可能なことを当業者は理解するであろう。例
えば、回路および回路の構成は、簡単に１つの実施例として述べられており、当
業者は、他の構成が提供され得ることを理解するであろう。バッテリへの特定の
結合は、強制機能接続がバッテリから離れて存在するような場合に、「スプリッ
ト（split）」ケルビン接続を含む、ケルビン接続を介することができる。本発
明のさらなる例では、交流発電機２０は、車両が静止しているときに自動車用車
両を充電するために、あるいはセルサイトなどの、遠隔システムで用いられるよ
うな予備バッテリを充電するために用いられるような電子式バッテリ充電器を含
むことができる。このような実施例では、制御ライン２３は本明細書に述べられ
た技術を用いてバッテリ１８の充電器を調整するために用いられることができる
。このような実施例では、図１に示される要素１０は、装置用の予備電源を示す
。
することなく詳細や形式上の変更が可能なことを当業者は理解するであろう。例
えば、回路および回路の構成は、簡単に１つの実施例として述べられており、当
業者は、他の構成が提供され得ることを理解するであろう。バッテリへの特定の
結合は、強制機能接続がバッテリから離れて存在するような場合に、「スプリッ
ト（split）」ケルビン接続を含む、ケルビン接続を介することができる。本発
明のさらなる例では、交流発電機２０は、車両が静止しているときに自動車用車
両を充電するために、あるいはセルサイトなどの、遠隔システムで用いられるよ
うな予備バッテリを充電するために用いられるような電子式バッテリ充電器を含
むことができる。このような実施例では、制御ライン２３は本明細書に述べられ
た技術を用いてバッテリ１８の充電器を調整するために用いられることができる
。このような実施例では、図１に示される要素１０は、装置用の予備電源を示す
。
【図１】 本発明に１つの実施例による、車両内のバッテリ監視を示す概略ブロック図で
ある。
ある。
【図２】 図１のバッテリ監視を示す、より詳細な概略図である。
【図３】 本発明の１つの特徴による、診断動作のステップを示す概略ブロック図である
。
。
【図４】 本発明で用いるための、データ収集のステップを示す概略ブロック図である。
【図５】 図１の車両のスタータモータ上の診断動作を表わす概略ブロック図である。
【図６】 図１の車両のバッテリを充電するための、充電概要の調整に関するステップを
示す概略ブロック図である。
示す概略ブロック図である。
【図７】 図１のバッテリの充電状態対レギュレータ電圧出力の曲線の一例を示すグラフ
である。
である。
１０……車両、１２……バッテリモニタ、１４……その他の負荷、１８…バッ
テリ、２０……交流発電機、２２……マイクロプロセッサ、２３……制御出力、
２４……電流計、２６……電流センサ、２８……強制機能、３０……入力／出力
、３２……ユーザ入力／出力、３６Ａ，３６Ｂ……結合、３７……温度センサ
テリ、２０……交流発電機、２２……マイクロプロセッサ、２３……制御出力、
２４……電流計、２６……電流センサ、２８……強制機能、３０……入力／出力
、３２……ユーザ入力／出力、３６Ａ，３６Ｂ……結合、３７……温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／１７５，７６２ (32)優先日 平成12年１月12日(2000．1．12) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Claims (16)
- 【請求項１】 ４点ケルビン接続を介してバッテリに結合すること、 ケルビン接続を用いて、時間の経過と共に変化する信号の関数としてバッテリ
の動的パラメータを測定すること、 前記測定された動的パラメータの関数としてバッテリの状態を決定すること、
および 前記決定されたバッテリの状態に応答して充電信号を制御することを含むバッ
テリに電気的に接続された交流発電機を駆動するための構成された内部燃焼エン
ジンを有し、バッテリに印加される充電信号でバッテリを充電するように適合さ
れた、車両内のバッテリ充電方法。 - 【請求項２】 前記バッテリの状態の決定が、バッテリの充電状態の決定を含
み、前記充電信号が、前記決定された充電状態にしたがって制御される請求項１
の方法。 - 【請求項３】 前記充電信号の制御が、前記決定されたバッテリの状態にした
がってバッテリに印加される充電電圧を調整することからなる請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記充電信号の制御が、前記決定された充電の状態にしたがっ
てバッテリに印加される充電電圧を調整することからなる請求項２の方法。 - 【請求項５】 バッテリの正端子に直接的に結合される第１の電気的接続、 バッテリの負端子に直接的に結合される第２の電気的接続であって、第１およ
び第２の電気的接続が、時間の経過と共に変化するバッテリ間の電圧を測定する
ために電圧計に結合されており、 バッテリの正端子に直接的に結合される第３の電気的接続、 バッテリの負端子に直接的に結合される第４の電気的接続であって、第３およ
び第４の電気的接続が、時間の経過と共に変化する部品を有する強制機能に結合
されており、 バッテリと電気的に直列な電流センサ、および 前記測定された電圧、前記強制機能、および電流センサによって感知された電
流に基づいてバッテリの動的パラメータの関数として、バッテリの状態を決定す
るために構成されたマイクロプロセッサを含む、動作中の車両の電気系統に並列
に接続された、蓄電池の状態を監視するための装置。 - 【請求項６】 バッテリに電気的に接続された交流発電機をさらに含み、交流
発電機制御信号に応答してバッテリに印加される充電信号でバッテリを充電する
ように適合され、前記交流発電機制御信号が動的パラメータの関数としてマイク
ロプロセッサによって生成される請求項５の装置。 - 【請求項７】 前記充電信号が充電電圧からなる請求項６の装置。
- 【請求項８】 前記マイクロプロセッサが、測定された電圧、強制機能、およ
び電流センサによって感知された電流に基づくバッテリのパラメータの関数とし
て、バッテリの充電状態を決定するように構成された請求項５の装置。 - 【請求項９】 バッテリに電気的に接続された交流発電機をさらに含み、交流
発電機制御信号に応答してバッテリに印加される充電信号でバッテリを充電する
ように適合され、前記交流発電機制御信号が決定された充電状態の関数としてマ
イクロプロセッサによって生成される請求項８の装置。 - 【請求項１０】 前記充電信号が充電電圧からなる請求項９の装置。
- 【請求項１１】 前記マイクロプロセッサがさらに、決定された充電状態に基
づいて車両性能パラメータ制御信号を生成するように構成され、前記車両性能パ
ラメータ信号が、バッテリに印加される前記充電信号の大きさに影響を及ぼすよ
うな車両性能パラメータを制御する請求項９の装置。 - 【請求項１２】 前記マイクロプロセッサがさらに、測定された電圧、強制機
能、および電流センサによって感知された電流に基づくバッテリの動的パラメー
タの関数としてバッテリの健全性の状態を決定するように構成された装置であっ
て、前記装置がさらに、健全性の状態および充電の状態の関数としてバッテリの
始動性能に関するデータを記憶するように構成されたコンピュータメモリ装置を
含み、かつ前記マイクロプロセッサがさらに、決定された健全性の状態、決定さ
れた充電の状態、および記憶された始動性能データに基づいて車両が始動する可
能性を決定するように構成された請求項８の装置。 - 【請求項１３】 車両バッテリの充電状態を決定すること、 車両バッテリの健全性の状態を決定すること、 決定された充電状態および健全性の状態と類似の条件下での、事前に車両の始
動性能を決定すること、および 事前の始動性能に基づいて車両が始動する可能性を決定することを含む車両の
始動能力を決定する方法。 - 【請求項１４】 バッテリの充電状態を決定すること、 交流発電機によって生成された充電信号でバッテリを充電すること、および 決定された充電状態に基づいて、交流発電機によって生成された充電信号の大
きさに影響を及ぼすような車両性能パラメータを制御することを含む、車両の運
転中に、車両蓄電池の充電割合を制御する方法。 - 【請求項１５】 バッテリ性能パラメータの値を測定すること、 前記測定されたバッテリ性能パラメータの値と予め定められた性能パラメータ
の値との差を算出すること、および 前記測定されたバッテリ性能パラメータの値と予め定められた性能パラメータ
の値との差に基づいて、初期に配置された車両バッテリが第２のバッテリに交換
されたことを決定すること含む、初期に配置された車両バッテリが第２の車両バ
ッテリに交換されたことを示す方法。 - 【請求項１６】 それぞれ複数の正極板および負極板を有する複数の電子化学
的セル、 前記電気化学的セルを包囲し、それの上に配置された正端子および負端子を有
する囲み、 隣接したセルと互いに電気的に接続しており、正端子に電気的に接続された第
１のコネクタ、 隣接したセルと互いに電気的に接続しており、負端子に電気的に接続された第
２のコネクタ、および 前記囲みに含まれるか、または結合され、バッテリに関する情報を記憶するよ
うに適合され、さらにバッテリを試験するための装置と通信するように構成され
たコンピュータデータ蓄積装置を含む車両蓄積バッテリ。
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13262299P | 1999-05-05 | 1999-05-05 | |
| US16520899P | 1999-11-12 | 1999-11-12 | |
| US17576200P | 2000-01-12 | 2000-01-12 | |
| US60/132,622 | 2000-01-12 | ||
| US60/175,762 | 2000-01-12 | ||
| US60/165,208 | 2000-01-12 | ||
| PCT/US2000/012214 WO2000067359A1 (en) | 1999-05-05 | 2000-05-04 | Energy management system for automotive vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002543754A true JP2002543754A (ja) | 2002-12-17 |
Family
ID=27384317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000616105A Pending JP2002543754A (ja) | 1999-05-05 | 2000-05-04 | 自動車用車両のためのエネルギ管理システム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1206826B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002543754A (ja) |
| KR (1) | KR20020026428A (ja) |
| AU (1) | AU4700400A (ja) |
| DE (1) | DE60041643D1 (ja) |
| WO (1) | WO2000067359A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101004964B1 (ko) * | 2008-11-04 | 2011-01-04 | (주)토마토엘에스아이 | 배터리 관리 시스템 및 이의 방법 |
| JP2011230601A (ja) * | 2010-04-26 | 2011-11-17 | Toyota Motor Corp | 車両用制御装置、車両用制御システム |
| JP2013542418A (ja) * | 2010-09-23 | 2013-11-21 | ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 電流センサが正しく機能しているかを検査する方法 |
| CN110275116A (zh) * | 2018-03-16 | 2019-09-24 | 英飞凌科技股份有限公司 | 使用第二路径冗余测量方法的电池诊断系统和方法 |
| JP2020165675A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子の管理装置、蓄電装置、及び、蓄電素子の管理方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| US8872517B2 (en) | 1996-07-29 | 2014-10-28 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with battery age input |
| US6885195B2 (en) * | 1996-07-29 | 2005-04-26 | Midtronics, Inc. | Method and apparatus for auditing a battery test |
| US6871151B2 (en) * | 1997-11-03 | 2005-03-22 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with network communication |
| US8958998B2 (en) | 1997-11-03 | 2015-02-17 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with network communication |
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| US7398176B2 (en) | 2000-03-27 | 2008-07-08 | Midtronics, Inc. | Battery testers with secondary functionality |
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