JP2005331518A - Residual capacity measurement method and device for storage battery mounted on vehicle - Google Patents

Residual capacity measurement method and device for storage battery mounted on vehicle Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a practical idling stop processing device for a vehicle and a residual capacity measurement device for a lead-acid battery. <P>SOLUTION: A residual capacity of a storage battery is defined as a criterion for stopping idling. A first level: a battery capacity necessary for restarting an automobile after stopping idling. A second level: a battery capacity found by adding the battery capacity necessary for restarting the automobile after stopping idling and a consumption battery capacity necessary during stopping idling for a fixed time together. An addition level: a battery capacity found by adding a predetermined battery capacity to the battery capacity at the second level. These levels are stored in a memory means 21. A residual capacity measurement means 22 for the storage battery measures a residual capacity of a lead-acid battery. A determination means 23 determines a level of the residual capacity measured by the measurement means 22. The measurement means 22 for the storage battery uses data previously computed for calculating a residual capacity and relationship between the measured discharge current value and a terminal voltage to calculates the residual capacity. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、蓄電池の残存容量を測定する方法およびその装置に関する。
本発明は特に、蓄電池を搭載した車両において一時停車時に内燃機関を停止するアイドリングストップを行うかを処理などに適用して好適な、車両に搭載した蓄電池の残存容量を測定する方法およびその装置に関する。
The present invention relates to a method and apparatus for measuring the remaining capacity of a storage battery.
In particular, the present invention relates to a method and an apparatus for measuring the remaining capacity of a storage battery mounted on a vehicle, which is preferably applied to processing or the like as to whether to perform idling stop for stopping an internal combustion engine when the vehicle is temporarily stopped in a vehicle mounted with a storage battery. .

環境汚染を低減および自動車の燃費の向上のため、自動車が交差点で信号待ちのために一時停車したとき、渋滞で停車しているときなど、内燃機関(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自動車が知られている。
このようなアイドリングストップを行う場合、アイドリングストップ後に自動車を再起動できるだけ車載の蓄電池に残存容量があることが必要である。そこで、アイドリングストップする際、アイドリングストップ後に自動車を再起動できるだけの残存容量が蓄電池にあることを知る必要がある。
Automobiles that have an idling stop function that stops the internal combustion engine (engine) when the car is temporarily stopped for traffic lights at intersections or when it is stopped due to traffic jams in order to reduce environmental pollution and improve automobile fuel economy It has been known.
When performing such an idling stop, it is necessary that the in-vehicle storage battery has a remaining capacity as much as possible to restart the automobile after the idling stop. Therefore, when the idling is stopped, it is necessary to know that the storage battery has enough remaining capacity to restart the automobile after the idling is stopped.

蓄電池の残存容量を測定する方法は種々試みられている。しかしながら、これまで、アイドリングストップの判断に適用する適切な車載の蓄電池の残存容量を検出する方法は知られていない。
以下、これまで知られている蓄電池の残存容量の測定方法について概観する。
Various methods for measuring the remaining capacity of a storage battery have been tried. However, until now, there has been no known method for detecting the remaining capacity of an on-vehicle storage battery that is suitable for determination of idling stop.
Hereinafter, an overview of the known methods for measuring the remaining capacity of a storage battery will be given.

一番簡単かつ確実な蓄電池の残存容量測定方法は、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である。しかしながら、この方法は実時間でアイドリングストップの判定に使用することはできない。しかも、この方法は放電するまでに長い時間がかかるので、測定時間が長くなるという問題がある。   The simplest and most reliable method for measuring the remaining capacity of a storage battery is a method in which the storage battery is completely discharged, the capacity is measured, and the deterioration state is determined from the capacity. However, this method cannot be used to determine idling stop in real time. Moreover, since this method takes a long time to discharge, there is a problem that the measurement time becomes long.

次いで、蓄電池を放電させずに比較的短時間に蓄電池の残存容量の測定を行なう方法について述べる。   Next, a method for measuring the remaining capacity of the storage battery in a relatively short time without discharging the storage battery will be described.

鉛蓄電池は、放電により水を生じ、充電により硫酸を生ずるので、放電すると硫酸水溶液の比重が小さくなり、充電で硫酸水溶液の比重が元に戻る。この現象を利用して、電解液の比重を指標として残存容量を推定する方法が知られている。しかしながら、鉛蓄電池に収容されている電解液の濃度分布が不均一になる場合がしばしばあるので、この方法では鉛蓄電池の残存容量を常に正確に推定することが出来ない。また、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ている。このようなシール型鉛蓄電池については電解液の比重の測定自体が困難なので、鉛蓄電池の残存容量を推定できない。   Since lead acid batteries produce water by discharging and produce sulfuric acid by charging, the specific gravity of the sulfuric acid aqueous solution is reduced when discharged, and the specific gravity of the sulfuric acid aqueous solution is restored by charging. Using this phenomenon, a method of estimating the remaining capacity using the specific gravity of the electrolyte as an index is known. However, since the concentration distribution of the electrolyte contained in the lead storage battery often becomes non-uniform, this method cannot always accurately estimate the remaining capacity of the lead storage battery. In recent years, sealed lead-acid batteries with very little electrolyte have been adopted. For such a sealed lead-acid battery, it is difficult to measure the specific gravity of the electrolyte itself, so the remaining capacity of the lead-acid battery cannot be estimated.

特許文献1は、(1)エンジンのスタートキーを回す際に生じているオルタネータの過渡的な電流値をオルタネータと車載の鉛蓄電池(バッテリ)との間に介在させた抵抗に流れる電流として計測し、さらにバッテリの端子電圧も計測し、これらの計測結果を演算増幅器で演算して走行直前のバッテリの初期残存容量を求めておき、(2)さらに走行中の充電量あるいは充放電量を求め、(3)初期残存容量と充放電量とを比較してバッテリの残存容量を算出する方法を開示している。
しかしながら、この方法は自動車の起動時という特定のタイミングにおける初期残存容量を基準としており、タイミングとして、そのままアイドリングストップに適用できない。しかも、電流測定のために抵抗を設けているので、電池容量を消費するという不利益がある。
In Patent Document 1, (1) a transient current value of an alternator generated when an engine start key is turned is measured as a current flowing through a resistor interposed between the alternator and an in-vehicle lead storage battery (battery). Further, the terminal voltage of the battery is also measured, and these measurement results are calculated by an operational amplifier to obtain the initial remaining capacity of the battery immediately before traveling. (2) Further, the charging amount or charging / discharging amount during traveling is obtained, (3) A method of calculating the remaining capacity of the battery by comparing the initial remaining capacity and the charge / discharge amount is disclosed.
However, this method is based on the initial remaining capacity at a specific timing when the automobile is started, and cannot be applied to the idling stop as it is. In addition, since a resistor is provided for current measurement, there is a disadvantage that battery capacity is consumed.

特許文献2は、(1)最初にバッテリを自動車に搭載したときの新品のバッテリにおけるエンジン始動中の放電電荷量に対するバッテリの端子電圧降下分を実測し、(2)その後、エンジン停止と始動との間にバッテリ静特性が蘇るのに必要な時間を経過したこと、および、バッテリ残存容量が所定以上であることを条件として、自動車走行ごとに、エンジン始動中の放電電荷量に対するバッテリの端子電圧降下分を実測して、(3)上記初期の電圧降下分と走行後の電圧降下分を用いて演算してバッテリの寿命を予測する方法を開示している。
しかしながら、この方法も自動車の起動時という特定のタイミングにおけるバッテリの端子電圧の降下分を残存容量を検出するための基準としており、アイドリングストップの判定には向かない。加えて、この方法は上述した条件が課されているので、アイドリングストップの判断には適用できない。
Patent Document 2 (1) actually measures the terminal voltage drop of the battery with respect to the amount of discharge charge during engine start-up in a new battery when the battery is first installed in the automobile. (2) Thereafter, engine stop and start The terminal voltage of the battery with respect to the amount of discharge charge during engine start-up every time the vehicle is driven on condition that the time required for the battery static characteristics to revive during A method is disclosed in which the amount of drop is measured and (3) the battery life is predicted by calculating using the initial voltage drop and the voltage drop after running.
However, this method also uses the drop in the battery terminal voltage at a specific timing, such as when the automobile is started, as a reference for detecting the remaining capacity, and is not suitable for idling stop determination. In addition, this method is not applicable to the determination of idling stop because the above-described conditions are imposed.

特許文献3は、(1)スタータの起動時などの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ッテリの放電電流と、各放電電流流出時のバッテリの端子電圧を検出し、(2)検出した電流と電圧値からバッテリの内部抵抗値と電力を算出し、(3)予め実験的に求めたバッテリの容量と内部抵抗と起電力の相関系を表す関数を用いて算出した内部抵抗と起電力からバッテリの残存容量を算出する方法を開示している。
しかしながら、この方法もスタータの起動時を条件としているから、アイドリングストップの判断には適切ではない。さらにこの方法の処理は複雑である。
Patent Document 3 detects (1) a battery discharge current at a plurality of time points indicating different values during a large current discharge such as when a starter is started, and a terminal voltage of the battery when each discharge current flows out, (2) The internal resistance value and power of the battery are calculated from the detected current and voltage values, and (3) the internal resistance calculated using a function representing a correlation system between the battery capacity, the internal resistance, and the electromotive force obtained experimentally in advance. A method for calculating the remaining capacity of a battery from an electromotive force is disclosed.
However, since this method is also based on the starter start-up condition, it is not appropriate for determining idling stop. Furthermore, the processing of this method is complicated.

特許文献4は鉛蓄電池の残存容量を検出するため、内部インピーダンスを用いる発明を開示している。すなわち、この発明においては、(1)鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定し、(2)測定した鉛蓄電池の内部インピーダンスを、鉛蓄電池のインダクタンス成分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、ワールプルグ係数σからなる等価回路に当てはめて最適解を求め、(3)L、RΩ、Rct、Cd、W、σの少なくとも一つを初期の値と比較して、その相違から鉛蓄電池の寿命を判定する。
しかしながら、この発明を、走行に伴って発電機から鉛蓄電池に充電される車載の鉛蓄電池の残存容量に適用することはできない。その理由は、発電機から鉛蓄電池への影響、自動車に搭載された装備の負荷変動などの影響を受けて鉛蓄電池の内部インピーダンスの測定が困難になる。鉛蓄電池の内部インピーダンスが測定できなければ、初期値と比較できず、寿命も判定できない。さらにこの発明を実施すると、測定装置の構成が複雑で寸法も大きくなり、価格も高くなる。したがって、この発明を乗用車などの通常の自動車に適用するには課題がある。
Patent Document 4 discloses an invention that uses internal impedance to detect the remaining capacity of a lead-acid battery. That is, in the present invention, (1) the internal impedance of the lead storage battery is measured, and (2) the measured internal impedance of the lead storage battery is converted into an inductance component L, an electrolyte resistance RΩ, a charge transfer resistance Rct, Apply an equivalent circuit consisting of multilayer capacitance Cd, Warburg impedance W, and Warburg coefficient σ to find an optimal solution. (3) Compare at least one of L, RΩ, Rct, Cd, W, and σ with the initial value The life of the lead storage battery is determined from the difference.
However, the present invention cannot be applied to the remaining capacity of a vehicle-mounted lead storage battery that is charged from the generator to the lead storage battery as the vehicle travels. The reason is that it is difficult to measure the internal impedance of the lead storage battery due to the influence of the generator on the lead storage battery and the load fluctuation of the equipment mounted on the automobile. If the internal impedance of the lead-acid battery cannot be measured, it cannot be compared with the initial value and the life cannot be determined. Further, when the present invention is implemented, the configuration of the measuring apparatus is complicated, the size is increased, and the price is increased. Therefore, there is a problem in applying the present invention to ordinary automobiles such as passenger cars.

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して蓄電池の残存容量を求める方法も知られている。以下、この方法を「電流積算法」と呼ぶ。
そのような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。そのため、「電流積算法」を改良した方法が、特許文献5及び特許文献6などに提案されている。
A method is also known in which a current value discharged or charged from a storage battery is constantly measured, and the measured current value is integrated to determine the remaining capacity of the storage battery. Hereinafter, this method is referred to as “current integration method”.
In such a current integration method, the error of the integrated value gradually increases due to the measurement error of the current value, and the state of the storage battery cannot be obtained accurately. Therefore, methods that improve the “current integration method” have been proposed in Patent Literature 5, Patent Literature 6, and the like.

特許文献5に記載の発明は、電流積算方式と内部抵抗検出方式を併用してデータ処理して、電気自動車用鉛蓄電池の残存容量を測定する。すなわち、(1)まず、電流積算法で電気自動車に搭載された鉛蓄電池の残存容量を算出し、(2)さらに、電気自動車用鉛蓄電池の満充電完了時および自動車の走行中の一時停止時に鉛蓄電池の内部インピーダンスを測定し、(3)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。
この方法は自動車用蓄電池の残存容量の検査法として有用であり、鉛蓄電池の残存容量を正確に知る必要がある電気自動車においては重要な技術である。
しかしながら、この発明は、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、この方法を実現する測定装置を製造した場合、装置価格が高くなる。特に、この発明は上述した内部インピーダンスを測定することが困難な事態があることから、内燃機関を搭載した自動車のアイドリングストップに適用できない。
The invention described in Patent Document 5 measures the remaining capacity of a lead-acid battery for an electric vehicle by performing data processing using both the current integration method and the internal resistance detection method. That is, (1) First, the remaining capacity of a lead storage battery mounted on an electric vehicle is calculated by a current integration method. (2) Further, when the full charge of the lead storage battery for an electric vehicle is completed and when the vehicle is temporarily stopped The internal impedance of the lead storage battery is measured, and (3) the value of the remaining capacity of the storage battery obtained by the current integration method is corrected by the discharge rate derived from the internal impedance.
This method is useful as a method for inspecting the remaining capacity of a storage battery for automobiles, and is an important technique in an electric vehicle that needs to know the remaining capacity of a lead storage battery accurately.
However, according to the present invention, in addition to the measurement by the current integration method, it is also necessary to perform the measurement by the internal impedance. When a measuring device that realizes this method is manufactured, the device price becomes high. In particular, the present invention cannot be applied to an idling stop of an automobile equipped with an internal combustion engine because it is difficult to measure the internal impedance described above.

特許文献6に開示された発明は、まず、電流積算法で蓄電池の残存容量を算出しておき、その残存容量を補正する技術である。その補正残存容量の算出は、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準備し、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して補正のための蓄電池の残存容量を求める。
そして、算出した補正用残存容量で、事前に求めた電流積算法の残存容量を補正する。
この発明は、電気自動車などのような電動車両に搭載された蓄電池(バッテリ)の残存容量を測定するに適した技術である。その理由は、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により蓄電池の残存容量を求める機会が多いからである。
しかしながら、この発明は、内燃機関で動作する自動車(通常の自動車)に搭載した蓄電池の残存容量に適さない。その理由は、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補正すべき残存容量を求めることができないからである。
The invention disclosed in Patent Document 6 is a technique for calculating a remaining capacity of a storage battery by a current integration method and correcting the remaining capacity. To calculate the corrected remaining capacity, a data table of terminal voltage and remaining capacity in constant current discharge at a specific discharge current value is prepared in advance, and it is detected that the specific discharge current value continues for a certain period of time while the vehicle is running. Then, the terminal voltage of the storage battery at that time is measured, and the remaining capacity of the storage battery for correction is obtained by referring to the measured terminal voltage in the data table.
Then, the remaining capacity of the current integration method obtained in advance is corrected with the calculated remaining capacity for correction.
The present invention is a technique suitable for measuring the remaining capacity of a storage battery (battery) mounted on an electric vehicle such as an electric vehicle. The reason is that, in an electric vehicle, there are many opportunities to obtain the remaining capacity of the storage battery by setting the discharge current value at the traveling speed that the vehicle normally uses to the above-mentioned specific discharge current value.
However, the present invention is not suitable for the remaining capacity of a storage battery mounted on an automobile (normal automobile) operating with an internal combustion engine. The reason for this is that in normal automobiles, there are few opportunities for a specific current value that frequently continues for a certain period of time to occur during vehicle driving, so there are very few opportunities to determine the remaining capacity of the storage battery, and the residual that should be corrected This is because the capacity cannot be obtained.

特許文献6に開示された発明の上記問題を解決する方法としては、たとえば、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を行うことも考えられる。
しかしながら、そのような方法を実施するためには、複数個のデータテーブルを用意する必要があり、処理が複雑になる。正確な残存容量の測定のためには、温度と劣化状態により該蓄電池の端子電圧と残存容量の関係が変化する場合、それに応じてさらに多くのデータテーブルを用意することが必要になるので、多量のデータを記憶させ、処理させるには複雑な装置が必要になると推察される。また、そのような多量のデータを作成する作業も厄介である。蓄電池の劣化状態の判断も難しい。
特開昭53−127646号公報 特開昭63−27776号公報 特開平1−39068号公報 特許第2536257号公報(特開平4−95788号公報) 特許第2791751号公報(特開平8−19103号公報) 特開平9−171065号公報
As a method for solving the above-described problem of the invention disclosed in Patent Document 6, for example, a plurality of terminal voltage and remaining capacity data tables may be prepared and the remaining capacity may be determined using a plurality of current values.
However, in order to implement such a method, it is necessary to prepare a plurality of data tables, and the processing becomes complicated. In order to accurately measure the remaining capacity, if the relationship between the terminal voltage of the storage battery and the remaining capacity changes depending on the temperature and the deterioration state, it is necessary to prepare more data tables accordingly. It is assumed that a complicated device is required to store and process the data. In addition, it is troublesome to create such a large amount of data. It is also difficult to judge the deterioration state of the storage battery.
JP-A-53-127646 JP 63-27776 A JP-A-1-39068 Japanese Patent No. 2536257 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-95788) Japanese Patent No. 2791751 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-19103) Japanese Patent Laid-Open No. 9-171065

以上種々の従来技術について考察したが、それらの技術は、特に、内燃機関を搭載した自動車のアイドリングストップに適用するには、課題があり、そのままでは、適用できない。   Various conventional techniques have been discussed above. However, these techniques have problems when applied to an idling stop of an automobile equipped with an internal combustion engine, and cannot be applied as they are.

本発明の他の目的は、車両のアイドリングストップ処理などに適用して好適な、車両に搭載した蓄電池の残存容量を測定する方法およびその装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for measuring the remaining capacity of a storage battery mounted on a vehicle, which is suitable for application to idling stop processing of a vehicle.

本発明の第1の観点によれば、予め、複数の放電容量における放電電流と蓄電池の端子電圧との関係を、放電電流を変数として端子電圧を求める、前記複数の放電容量に対応した複数の近似式を求める工程と、
車両の動作中、車載の蓄電池の実際の放電電流と、前記蓄電池の実際の端子電圧とを連続的に測定する測定工程と、
測定した放電電流を前記求めた複数の近似式に代入して複数の端子電圧の推定値を算出する推定端子電圧算出工程と、
前記蓄電池の実測した端子電圧を前記算出した複数の推定端子電圧と比較して、どの範囲の推定端子電圧にあるかを判定する判定工程と、
前記複数の放電容量のうち、その範囲にある推定端子電圧に対応する放電容量を決定してその放電容量を前記蓄電池の残存容量と決定する残存容量決定工程とを有する、蓄電池の残存容量の測定方法が提供される。
According to the first aspect of the present invention, the relationship between the discharge current in a plurality of discharge capacities and the terminal voltage of the storage battery is obtained in advance, and the terminal voltage is obtained using the discharge current as a variable. Obtaining an approximate expression; and
During the operation of the vehicle, a measurement process for continuously measuring the actual discharge current of the in-vehicle storage battery and the actual terminal voltage of the storage battery;
An estimated terminal voltage calculation step of calculating an estimated value of a plurality of terminal voltages by substituting the measured discharge currents into the obtained plurality of approximate equations;
A determination step of comparing the measured terminal voltage of the storage battery with the calculated plurality of estimated terminal voltages to determine which range of estimated terminal voltages are present;
Measuring the remaining capacity of the storage battery, comprising determining a discharge capacity corresponding to the estimated terminal voltage within the range of the plurality of discharge capacities and determining the discharge capacity as the remaining capacity of the storage battery. A method is provided.

前記近似式を求める工程において、(1)満充電時の電池容量が前記複数の放電容量のいずれより大きな蓄電池について、所定の端子電圧に降下するまで、それぞれ一定の複数の第1の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧および放電経過時間を測定する第1の測定工程と、(2)前記それぞれ一定の放電電流値と放電時間経過との積である放電容量に対する、前記放電経過時間ごとに測定した前記端子電圧との関係を示す第1の特性を、前記複数の放電電流について求める、第1の特性算出工程と、(3)前記所定の端子電圧まで降下した前記蓄電池について、前記所定の端子電圧に降下するまで、前記複数の放電電流より低い一定の第2の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧と放電経過時間を測定する第2の測定工程と、(4)前記複数の放電容量Aにそれぞれについて、第1の測定工程におけるそれぞれ一定の複数の第1の放電電流Id1とそのときの放電経過時間T1との積として規定される第1の放電容量と、第2の測定工程における一定の第2の放電電流Id2とそのときの放電経過時間T2との積として規定される第2の放電容量と、前記放電容量Aについて、下記の演算による第3の放電容量を演算し、
(Id1×T1)+(Id2×T2)−A
(5)演算した第3の放電容量を前記第1の特性算出工程において求めた、放電容量・端子電圧特性に当てはめて該当する端子電圧を算出して、各放電容量について、放電電流と端子電圧との関係を示す第2の特性を求める第2の特性算出工程と、(6)第2の特性の結果を近似式に表す近似工程とを有する。
In the step of obtaining the approximate expression, (1) a storage battery having a fully charged battery capacity larger than any of the plurality of discharge capacities, with a plurality of constant first discharge currents, until the battery voltage drops to a predetermined terminal voltage. A first measurement step of continuously discharging and measuring the terminal voltage and discharge elapsed time of the storage battery at that time, and (2) the discharge capacity that is the product of the respective constant discharge current value and discharge time elapsed, A first characteristic calculation step of obtaining a first characteristic indicating a relationship with the terminal voltage measured for each discharge elapsed time for the plurality of discharge currents; and (3) the storage battery that has dropped to the predetermined terminal voltage. Until the voltage drops to the predetermined terminal voltage, the discharge is continued at a constant second discharge current lower than the plurality of discharge currents, and the terminal voltage and elapsed discharge time of the storage battery at that time are measured. (4) For each of the plurality of discharge capacities A, as a product of a plurality of constant first discharge currents Id1 and a discharge elapsed time T1 at that time in the first measurement step A first discharge capacity defined, a second discharge capacity defined as a product of a constant second discharge current Id2 in the second measurement step and a discharge elapsed time T2 at that time, and the discharge capacity A For, calculate the third discharge capacity by the following calculation,
(Id1 × T1) + (Id2 × T2) −A
(5) By applying the calculated third discharge capacity to the discharge capacity / terminal voltage characteristics obtained in the first characteristic calculation step, the corresponding terminal voltage is calculated, and for each discharge capacity, the discharge current and the terminal voltage are calculated. And a second characteristic calculating step for obtaining a second characteristic indicating the relationship with (6), and (6) an approximation step for expressing the result of the second characteristic in an approximate expression.

前記近似工程において、各放電容量について、前記放電電流と端子電圧との関係を一次式で近似する。   In the approximation step, for each discharge capacity, the relationship between the discharge current and the terminal voltage is approximated by a linear expression.

本発明の第2の観点によれば、予め、複数の放電容量における放電電流と蓄電池の端子電圧との関係を、放電電流を変数として端子電圧を求める、前記複数の放電容量に対応した複数の近似式を求める手段と、前記蓄電池の放電電流を測定する電流計と、前記蓄電池の端子電圧とを測定する電圧計と、前記電流計で測定した放電電流を前記求めた複数の近似式に代入して複数の端子電圧の推定値を算出する推定端子電圧算出工程と、前記電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を前記算出した複数の推定端子電圧と比較して、どの範囲の推定端子電圧にあるかを判定する判定手段と、前記複数の放電容量のうち、その範囲にある推定端子電圧に対応する放電容量を決定して、その放電容量を前記蓄電池の残存容量と決定する残存容量決定手段とを有する、蓄電池の残存容量の測定装置が提供される。   According to the second aspect of the present invention, the relationship between the discharge current in the plurality of discharge capacities and the terminal voltage of the storage battery is obtained in advance, and the terminal voltage is obtained using the discharge current as a variable. Means for obtaining an approximate expression; an ammeter for measuring the discharge current of the storage battery; a voltmeter for measuring a terminal voltage of the storage battery; and the discharge current measured by the ammeter is substituted into the obtained approximate expressions An estimated terminal voltage calculating step of calculating an estimated value of a plurality of terminal voltages, and comparing the terminal voltage of the storage battery measured with the voltmeter with the calculated estimated terminal voltages, to which range of estimated terminal voltages Determining means for determining whether there is a remaining capacity determining means for determining a discharge capacity corresponding to an estimated terminal voltage within the range among the plurality of discharge capacities, and determining the discharge capacity as a remaining capacity of the storage battery And To the measuring apparatus of the remaining capacity of the storage battery is provided.

本発明によれば、蓄電池の残存容量の概要を簡単な方法で算出できる。この蓄電池の残存容量を算出する方法は簡単であるから、その鉛蓄電池の残存容量の測定装置は低価格、かつ小型に製造でき、取り扱いも簡単である。   According to the present invention, the outline of the remaining capacity of the storage battery can be calculated by a simple method. Since the method for calculating the remaining capacity of the storage battery is simple, the measurement apparatus for the remaining capacity of the lead storage battery can be manufactured at a low price and in a small size, and is easy to handle.

本発明の第1の実施の形態として、自動車走行中に、渋滞または交差点などで一時停車中に内燃機関(エンジン)を停止する、いわゆるアイドリングストップ機能を有する自動車に搭載された蓄電池の残存容量を測定して、アイドリングストップの処理を行う車両のアイドリングストップ処理方法と装置について述べる。   As a first embodiment of the present invention, the remaining capacity of a storage battery mounted on an automobile having a so-called idling stop function for stopping an internal combustion engine (engine) while the automobile is running is temporarily stopped due to a traffic jam or an intersection. A vehicle idling stop processing method and apparatus for measuring and performing idling stop processing will be described.

図1は本実施の形態の、車両のアイドリングストップ処理装置の構成図である。
本実施の形態の車両のアイドリングストップ処理装置20は、メモリ手段21と、蓄電池の残存容量の測定手段22と、アイドリングストップ判定手段23と、アイドリングストップ処理手段24と、再始動手段25とを有する。
FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle idling stop processing apparatus according to the present embodiment.
The vehicle idling stop processing device 20 according to the present embodiment includes a memory means 21, a storage battery remaining capacity measuring means 22, an idling stop determination means 23, an idling stop processing means 24, and a restarting means 25. .

メモリ手段21には、下記に述べる水準データが記憶されている。
蓄電池の残存容量の測定手段22は、図3を参照して詳述する蓄電池の残存容量を検出する手段である。
アイドリングストップ判定手段23は、蓄電池の残存容量の測定手段22で検出した蓄電池の残存容量がアイドリングストップ可能な水準にあるか否かを判定する手段である。
アイドリングストップ処理手段24は、アイドリングストップ判定手段23でアイドリングストップ可能であると判断したとき、エンジンを停止してアイドリングストップ状態にする手段である。
再始動手段25は、アイドリングストップ終了後、エンジンを再始動して自動車を走行させる手段である。
The memory means 21 stores the level data described below.
The storage battery remaining capacity measuring means 22 is means for detecting the remaining capacity of the storage battery, which will be described in detail with reference to FIG.
The idling stop determination means 23 is means for determining whether or not the remaining capacity of the storage battery detected by the storage battery remaining capacity measuring means 22 is at a level at which idling can be stopped.
The idling stop processing means 24 is means for stopping the engine and setting the idling stop state when the idling stop determining means 23 determines that idling can be stopped.
The restart means 25 is means for restarting the engine and running the vehicle after the idling stop.

メモリ手段21、アイドリングストップ判定手段23、アイドリングストップ処理手段24、再始動手段25は、たとえば、自動車の制御を行う制御用コンピュータ内に一体的に構成できる。   The memory means 21, the idling stop determination means 23, the idling stop processing means 24, and the restarting means 25 can be integrally configured, for example, in a control computer that controls the automobile.

残存容量の判定水準
メモリ手段21に記憶する本発明の残存容量の判定基準について述べる。本願発明者は、残存容量をを判定する実用的な方法および装置を製作するに際して、下記の判定基準を策定した。
すなわち、本発明は、アイドリングストップ機能を有する自動車の鉛蓄電池の残存容量を測定するという限定のもとで、図2に図解したように、鉛蓄電池の残存容量の判定水準を規定し、これらの水準と該当する電池容量を後述する車両のアイドリングストップ処理装置のメモリに記憶し、蓄電池の残存容量の判断に使用する。
The criteria for determining the remaining capacity of the present invention stored in the remaining capacity determination level memory means 21 will be described. The inventor of the present application has formulated the following criteria for producing a practical method and apparatus for determining the remaining capacity.
That is, the present invention specifies the determination level of the remaining capacity of the lead storage battery as illustrated in FIG. 2 under the limitation of measuring the remaining capacity of the lead storage battery of an automobile having an idling stop function. The level and the corresponding battery capacity are stored in the memory of an idling stop processing device for a vehicle, which will be described later, and used for determining the remaining capacity of the storage battery.

(1)第1水準:アイドリングストップ後、自動車の再始動に必要な電池容量(2)第2水準:アイドリングストップ後、自動車の再始動に必要な電池容量と、特定時間アイドリングストップした際に必要とされる消費電池容量を加えた電池容量
(3)第3水準:第2水準の電池容量に第1の所定の電池容量を加算した電池容量
(4)第4水準:第3水準の電池容量に第2の所定の電池容量を加算した電池容量
(5)第5水準:第4水準の電池容量に第3の所定の電池容量を加算した電池容量
(1) First level: Battery capacity required for vehicle restart after idling stop (2) Second level: Battery capacity required for vehicle restart after idling stop and required for idling stop for a specific time (3) Third level: battery capacity obtained by adding first predetermined battery capacity to second level battery capacity (4) Fourth level: third level battery capacity (5) Fifth level: battery capacity obtained by adding the third predetermined battery capacity to the fourth level battery capacity

第1水準の意味と規定した理由について述べる。アイドリングストップ時、一時停止中にエンジンを停止するので、一時停止から再び走行を開始する際にエンジンのスタータなどを再始動する必要がある。第1水準は再起動の際に必要な電池容量が蓄電池に残存していることを判断する値である。   Describe the meaning of the first level and the reasons for its definition. When idling is stopped, the engine is stopped during the temporary stop, so it is necessary to restart the engine starter and the like when the vehicle starts running again from the temporary stop. The first level is a value for determining that the battery capacity necessary for restarting remains in the storage battery.

第2水準の意味と規定した理由について述べる。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なう際、エンジン停止後に再び走行を開始する際の電池容量(第1水準)と、エンジンを停止してからスタータなどを再始動して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せるために必要な電池容量を加えた電池容量が蓄電池に残存している必要がある。
エンジンを停止してからエンジンを再始動するまでの間に、自動車の装備を稼働するために必要な電池容量を求めるためには、エンジンを停止してからエンジンを再始動するまでの時間、即ち、アイドリングストップ時間を規定する必要がある。さらに、アイドリングストップ中に稼働される自動車装備で消費する電力量を知る必要がある。
しかしながら、アイドリングストップ前に、アイドリングストップ時間およびその期間の電力消費量を求めることは困難である。
そこで、本発明の実施の形態においては、標準的なアイドリングストップ時間と、その間に消費する電池容量を推定しておく。これらはメモリ手段21に記憶しておく。
Describe the meaning of the second level and the reasons for its definition. When making a decision to stop the engine immediately before stopping the engine, the battery capacity (first level) when starting running again after the engine stops, and restarting the starter after stopping the engine Until the vehicle is started again, it is necessary that the battery capacity including the battery capacity necessary for operating the equipment of the automobile remains in the storage battery.
In order to obtain the battery capacity required to operate the equipment of the automobile between the time when the engine is stopped and the time when the engine is restarted, the time from when the engine is stopped to when the engine is restarted, that is, It is necessary to specify the idling stop time. Furthermore, it is necessary to know the amount of power consumed by the automobile equipment that is operated during idling stop.
However, it is difficult to determine the idling stop time and the power consumption during that period before the idling stop.
Therefore, in the embodiment of the present invention, the standard idling stop time and the battery capacity consumed during that time are estimated. These are stored in the memory means 21.

アイドリングストップ判定手段23は、蓄電池の残存容量がどの水準にあるかを監視しているが、実際のアイドリングストップ時間が上記推定した標準アイドリングストップ時間を越えた場合、および/または、アイドリングストップ期間に消費した電池容量が上記推定した標準的な電池容量を越えた場合、エンジン再始動に必要な電池容量が不足して、エンジンを再起動できない可能性が起こる。   The idling stop determination means 23 monitors the level of the remaining capacity of the storage battery, but when the actual idling stop time exceeds the estimated standard idling stop time and / or during the idling stop period. When the consumed battery capacity exceeds the estimated standard battery capacity, there is a possibility that the battery capacity necessary for restarting the engine is insufficient and the engine cannot be restarted.

そこで、アイドリングストップ時間が上記特定される時間を越える前、および/または、アイドリングストップ期間に消費した電池容量が標準的な消費電池容量を越える前に、蓄電池の残存容量の減少を抑える、または、蓄電池の電池容量を増加させる方法を適用することが望ましい。
そのため、アイドリングストップ処理手段24は、たとえば、標準的なアイドリングストップ時間が経過した直後、または、アイドリングストップ期間に消費電力が標準的な電池容量を超過した直後に、エンジンを再始動して発電機を動作して蓄電池に充電する、あるいは、アイドリングストップ期間中に稼働中の装備の一部を停止する。
Therefore, before the idling stop time exceeds the specified time and / or before the battery capacity consumed during the idling stop period exceeds the standard battery consumption capacity, the reduction in the remaining capacity of the storage battery is suppressed, or It is desirable to apply a method for increasing the battery capacity of the storage battery.
Therefore, the idling stop processing means 24 restarts the engine immediately after the standard idling stop time has elapsed or immediately after the power consumption exceeds the standard battery capacity during the idling stop period, for example. To charge the storage battery, or to stop some of the operating equipment during the idling stop period.

アイドリングストップ処理手段24が動作してアイドリングストップする際は、最低限、第2水準の電池容量が鉛蓄電池に残存容量として存在していなければならない。しかしながら、第2水準だけでは十分ではない。そこで、さらに付加的な水準を設けることが望ましい。付加的な水準について下記に述べる。   When the idling stop processing means 24 operates to stop idling, the battery capacity of the second level must be present in the lead storage battery as the remaining capacity at a minimum. However, the second level alone is not enough. Therefore, it is desirable to provide an additional level. Additional levels are described below.

上述した水準を判断するための鉛蓄電池の残存容量の測定方法としては、下記に述べる本発明の好適な実施の形態の他、従来技術として述べた方法を適用することができる。しかしながら、内部インピーダンスを用いて残存容量を算出する方法においては、上述したように、エンジンが動作して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なので、蓄電池の残存容量の判定できない。そのような方法について、第1、第2の判定水準しかない場合、蓄電池の残存容量の判定のための測定を行なうことができない状態が長期間継続すると、蓄電池の残存容量の水準の判定が不正確になる。   As a method for measuring the remaining capacity of the lead storage battery for determining the above-mentioned level, the method described as the prior art can be applied in addition to the preferred embodiment of the present invention described below. However, in the method of calculating the remaining capacity using the internal impedance, as described above, it is difficult to measure the internal impedance of the storage battery when the engine is operating and the generator is operating. The capacity cannot be determined. In such a method, when there are only the first and second determination levels, if the measurement for determining the remaining capacity of the storage battery cannot be performed for a long time, the determination of the remaining capacity level of the storage battery is not possible. Become accurate.

例えば、ある情況のとき残存容量が第2水準にあると判定した蓄電池を搭載した自動車がその後、交通渋滞などの情況で空調機または暖房機を使用しながら低速走行したために蓄電池からの放電状態が長く続き、その後アイドリングストップした時、その時の蓄電池の残存容量が、第2水準にあるかまたは第2水準を下回っているかの判定が困難になり、アイドリングストップの判断が困難になる。そこで、第2水準より大きな残存容量を判断するための付加的な水準を最低1、好ましくは、1〜3水準持つことが望ましい。これらの水準はメモリ手段21に記憶される。   For example, a car equipped with a storage battery whose remaining capacity is determined to be at the second level in a certain situation then traveled at a low speed while using an air conditioner or heater in a situation such as traffic jams, so the discharge state from the storage battery When idling is stopped for a long time, it is difficult to determine whether the remaining capacity of the storage battery at that time is at the second level or below the second level, and it is difficult to determine idling stop. Therefore, it is desirable to have an additional level for judging a remaining capacity larger than the second level at least 1, preferably 1 to 3. These levels are stored in the memory means 21.

第2水準より大きな残存容量を第3水準として設定した場合、第3水準にあると判定された蓄電池を搭載した自動車が、上述した状態で走行して蓄電池からの放電状態が長く続き、その後、アイドリングストップした時、第2水準と第3の水準の差の残存容量と、走行中の放電量の推定値を比較すると第2水準にあるか否かの判断が、アイドリングストップ判定手段23において、可能となる。   When the remaining capacity larger than the second level is set as the third level, the vehicle equipped with the storage battery determined to be at the third level travels in the state described above and the discharge state from the storage battery continues for a long time, When idling is stopped, the remaining capacity of the difference between the second level and the third level and the estimated value of the discharge amount during traveling are compared to determine whether the engine is at the second level. It becomes possible.

さらに残存容量不足を回避するための安全を考慮すると、第4水準を設けることが望ましい。
付加的な水準はこのように複数設定できるが、このような付加的な水準を多く設定すると残存容量測定装置が複雑になり、価格も高くなる。さらに、ドライバなど利用者にとって蓄電池の残存容量の認識が複雑になる。
そのような観点からは、実用的には、付加的な水準は、1〜3程度が好ましい。したがって、合計の水準は3〜5程度である。
Furthermore, considering the safety for avoiding the shortage of the remaining capacity, it is desirable to set the fourth level.
A plurality of additional levels can be set in this way. However, if a large number of such additional levels are set, the remaining capacity measuring device becomes complicated and the price increases. Furthermore, the recognition of the remaining capacity of the storage battery is complicated for a user such as a driver.
From such a viewpoint, the additional level is preferably about 1 to 3 for practical use. Therefore, the total level is about 3-5.

これら水準の値の決定は、蓄電池の容量、スタータの起動電力、車載の装備の消費電力などを考慮して決定する。
水準の決定例を、実施例として、詳細を後述する。
The values of these levels are determined in consideration of the capacity of the storage battery, the starter starting power, the power consumption of the in-vehicle equipment, and the like.
An example of determining the level will be described in detail later as an example.

本実施の形態の車両のアイドリングストップ処理装置20においては、従来行われてきたような、蓄電池の残存容量の絶対値または蓄電池の残存容量の満充電時の容量との比率を求めることはせず、上述したように、残存容量に複数の水準を設けておき、残存容量を測定対象の蓄電池の残存容量がどの水準にあるかを判定する。
残存容量の絶対値または残存容量の満充電時の容量との比率を求める従来の方法と比較すると、本発明の実施の形態の車両のアイドリングストップ処理装置20において、3〜5段階の水準のどの水準にあるかを判定するだけなので、装置の簡略化が可能で、コストを抑えることができ、装置の外形を小さくでき、実用上の効果が極めて高いものになる。
In the idling stop processing apparatus 20 for a vehicle according to the present embodiment, the absolute value of the remaining capacity of the storage battery or the ratio of the remaining capacity of the storage battery to the capacity at the time of full charge, as conventionally performed, is not obtained. As described above, a plurality of levels are provided for the remaining capacity, and the remaining capacity is determined based on the remaining capacity of the storage battery to be measured.
Compared with the conventional method for obtaining the absolute value of the remaining capacity or the ratio of the remaining capacity to the capacity at the time of full charge, in the vehicle idling stop processing device 20 according to the embodiment of the present invention, which of the three to five levels is selected. Since it is only determined whether it is in the standard, the apparatus can be simplified, the cost can be reduced, the outer shape of the apparatus can be reduced, and the practical effect is extremely high.

蓄電池の残存容量の測定手段22
アイドリングストップ処理手段24においてアイドリングストップを実施するに際して、第2水準以上の残存容量が車載の鉛蓄電池にあるか否かを決定するため、蓄電池の残存容量の測定手段22により、蓄電池の残存容量を知る必要がある。
そのような蓄電池の残存容量の測定手段22としては、特開昭53−127646号公報、特開昭63−27776号公報、特開平1−39068号公報、特許第2536257号公報(特開平4−95788号公報)、特許第2791751号公報(特開平8−19103号公報)、特開平9−171065号公報などに記載された、従来技術として述べた方法を適用することもできる。
しかしながら、本実施の形態による好適な蓄電池の残存容量の測定手段22として、図3を参照して本実施の形態による好適な方法と装置について述べる。
Means 22 for measuring the remaining capacity of the storage battery
When performing idling stop in the idling stop processing means 24, in order to determine whether or not the in-vehicle lead storage battery has a remaining capacity of the second level or higher, the remaining capacity of the storage battery is determined by the remaining capacity measuring means 22 of the storage battery. I need to know.
As means for measuring the remaining capacity 22 of such a storage battery, Japanese Patent Laid-Open No. 53-127646, Japanese Patent Laid-Open No. 63-27776, Japanese Patent Laid-Open No. 1-339068, Japanese Patent No. 2536257 (Japanese Patent Laid-Open No. 4-36257). No. 95788), Japanese Patent No. 2791751 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-19103), Japanese Patent Laid-Open No. 9-171065, etc., can be applied.
However, a preferred method and apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 3 as the preferred means for measuring the remaining capacity 22 of the storage battery according to the present embodiment.

図3は本発明の蓄電池の残存容量の測定手段22としての第1実施の形態としての車載の鉛蓄電池の残存容量を測定装置の構成図である。
図3に図解した鉛蓄電池の残存容量測定装置は、スタータ1と、発電機2と、鉛蓄電池3と、空調機、暖房機、照明器具、運行案内装置、音楽装置、ラジオなどの電気装備4とを有する自動車に、電流計6と、電圧計7と、電流計6と電圧計7との計測値を用いて演算処理する演算処理装置8と、液晶表示器などの結果を表示する表示器9を有する。
図3には、自動車の種々の制御を行う制御用コンピュータ10も図解されている。この制御用コンピュータ10として、図1に図解した車両のアイドリングストップ処理装置20のメモリ手段21、アイドリングストップ判定手段23、アイドリングストップ処理手段24、再始動手段25を組み込むこともできる。
FIG. 3 is a block diagram of a measuring apparatus for measuring the remaining capacity of an in-vehicle lead storage battery as the first embodiment as the means for measuring the remaining capacity 22 of the storage battery according to the present invention.
The lead-acid battery remaining capacity measuring device illustrated in FIG. 3 includes an electric equipment 4 such as a starter 1, a generator 2, a lead-acid battery 3, an air conditioner, a heater, a lighting device, an operation guide device, a music device, and a radio. An ammeter 6, a voltmeter 7, an arithmetic processing device 8 that performs arithmetic processing using the measured values of the ammeter 6 and the voltmeter 7, and a display that displays results such as a liquid crystal display 9
FIG. 3 also illustrates a control computer 10 that performs various controls of the automobile. As the control computer 10, the memory means 21, the idling stop determination means 23, the idling stop processing means 24, and the restarting means 25 of the vehicle idling stop processing device 20 illustrated in FIG. 1 can be incorporated.

なお、鉛蓄電池3の残存容量の算出と、水準の判断のため、電流計6、電圧計7、演算処理装置8および制御用コンピュータ10などは、常時、鉛蓄電池3から電力が供給され、動作可能になっている必要がある。したがって、第2水準に必要な電池容量としては、上述した電気装備4で消費する電力に加えて、これら電流計6、電圧計7、演算処理装置8および制御用コンピュータ10で消費する電力も考慮する必要がある。
一般に、電流計6、電圧計7、演算処理装置8および制御用コンピュータ10で消費する電池容量は、電気装備4などで消費する電池容量より少ない。
なお、本実施の形態においては、便宜的に、第2水準の電池容量として、考察した、電気装備4の電池容量に、電流計6、電圧計7、演算処理装置8および制御用コンピュータ10で消費する電池容量を含めたものとする。
In order to calculate the remaining capacity of the lead storage battery 3 and determine the level, the ammeter 6, the voltmeter 7, the arithmetic processing unit 8, the control computer 10 and the like are always supplied with power from the lead storage battery 3 and operate. It needs to be possible. Therefore, in addition to the power consumed by the electrical equipment 4 described above, the power consumed by the ammeter 6, the voltmeter 7, the arithmetic processing unit 8, and the control computer 10 is also considered as the battery capacity required for the second level There is a need to.
In general, the battery capacity consumed by the ammeter 6, the voltmeter 7, the arithmetic processing unit 8, and the control computer 10 is smaller than the battery capacity consumed by the electrical equipment 4 or the like.
In the present embodiment, for convenience, the battery capacity of the electrical equipment 4 considered as the second level battery capacity is changed to the ammeter 6, the voltmeter 7, the arithmetic processing unit 8, and the control computer 10. It shall include the battery capacity consumed.

電流計6は鉛蓄電池3の充放電電流を計測する。
電圧計7は鉛蓄電池3の端子電圧を測定する。
電流計6も、電圧計7も周知の計測計を用いることができる。
The ammeter 6 measures the charge / discharge current of the lead storage battery 3.
The voltmeter 7 measures the terminal voltage of the lead storage battery 3.
As the ammeter 6 and the voltmeter 7, known measuring meters can be used.

演算処理装置8は、鉛蓄電池3の残存容量を算出し、その結果に基づいて、図2に図解した水準を決定し、制御用コンピュータ10と協動してアイドリングストップの判定を行う。
演算処理装置8には、本実施の形態の鉛蓄電池の残存容量の測定方法に関係する自動車の動作(停止も含む)、運行に関する情報が、自動車の制御用コンピュータ10から伝達される。したがって、演算処理装置8は下記に述べる鉛蓄電池3の残存容量の算出、および、上述した水準の判定に必要な情報は保持されているものとする。
なお、演算処理装置8と制御用コンピュータ10とは一体構成にすることもできるが、本実施の形態においては、それぞれ、演算処理装置8と制御用コンピュータ10とが独立している場合について述べる。
The arithmetic processing unit 8 calculates the remaining capacity of the lead storage battery 3, determines the level illustrated in FIG. 2 based on the result, and determines idling stop in cooperation with the control computer 10.
Information relating to the operation (including stopping) and operation of the automobile related to the method for measuring the remaining capacity of the lead storage battery of the present embodiment is transmitted to the arithmetic processing unit 8 from the computer 10 for controlling the automobile. Therefore, it is assumed that the arithmetic processing unit 8 holds information necessary for calculating the remaining capacity of the lead storage battery 3 and determining the level described above.
Although the arithmetic processing unit 8 and the control computer 10 can be integrated, in the present embodiment, the case where the arithmetic processing unit 8 and the control computer 10 are independent from each other will be described.

演算処理装置8はたとえば、メモリと、マイクロコンピュータなどのコンピュータと、電流計6および電圧計7の計測信号を入力するためのA/D変換器などを有する。下記に述べる演算処理は、コンピュータで行う。また、下記に述べる鉛蓄電池3の残存容量を算出するためのデータはメモリに記憶される。   The arithmetic processing unit 8 includes, for example, a memory, a computer such as a microcomputer, and an A / D converter for inputting measurement signals from the ammeter 6 and the voltmeter 7. The arithmetic processing described below is performed by a computer. Data for calculating the remaining capacity of the lead storage battery 3 described below is stored in the memory.

表示器9は本実施の形態において付加したものではなく、自動車にすでに搭載されている表示器と併用することが望ましい。すなわち、下記に述べる表示器9の表示出力は、自動車のパネル部分に、たとえば、スピード表示、故障表示などを行う既存の表示器の一部に、蓄電池の残存容量表示モードとして表示される場合である。   The display device 9 is not added in the present embodiment, and it is desirable to use it together with a display device already mounted on the automobile. That is, the display output of the display unit 9 described below is a case where it is displayed as the remaining capacity display mode of the storage battery on the panel portion of the automobile, for example, on a part of the existing display unit that performs speed display, failure display, etc. is there.

図4を参照して、図3に図解した鉛蓄電池の残存容量の測定装置の処理を述べる。図4は図3に図解した鉛蓄電池の残存容量の測定装置の動作を示すフローチャートである。   With reference to FIG. 4, the process of the measuring apparatus for the remaining capacity of the lead storage battery illustrated in FIG. 3 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the lead-acid battery remaining capacity measuring apparatus illustrated in FIG.

ステップ1:事前準備処理、残存容量算出のためのデータ準備
自動車の設計者は、事前に、第1〜第3水準、あるいは、第1〜第4水準、または、第1〜5水準ごとに、それぞれの水準の電池容量に対応する、鉛蓄電池3の放電電流値と、鉛蓄電池3の端子電圧値を関係づけたデータを求めておき、メモリにテーブルとして記憶しておく。
このように、本実施の形態においては、上記複数の水準の電池容量に対応する特定の残存容量を示す、鉛蓄電池3の放電電流値と鉛蓄電池3の端子電圧との関係をデータとして準備し、そのデータを演算処理装置8内のメモリにデータテーブルとして記憶する。すなわち、本実施の形態は、定電流放電時の放電電流値と端子電圧の関係を用いることを特徴としている。
Step 1: Pre-preparation process, preparation of data for calculating remaining capacity The car designer, in advance, for each of the first to third levels, the first to fourth levels, or the first to fifth levels, Data relating the discharge current value of the lead storage battery 3 and the terminal voltage value of the lead storage battery 3 corresponding to each level of battery capacity is obtained and stored in a memory as a table.
Thus, in the present embodiment, the relationship between the discharge current value of the lead storage battery 3 and the terminal voltage of the lead storage battery 3 indicating the specific remaining capacity corresponding to the plurality of levels of battery capacity is prepared as data. The data is stored as a data table in a memory in the arithmetic processing unit 8. That is, the present embodiment is characterized in that the relationship between the discharge current value and the terminal voltage during constant current discharge is used.

そのような放電電流と端子電圧との関係を求める方法の概要を図5を参照して述べる。なお、具体例については、実施例として後述する。   An outline of a method for obtaining the relationship between the discharge current and the terminal voltage will be described with reference to FIG. A specific example will be described later as an example.

ステップ21:第1の測定工程
満充電時の電池容量が複数の水準で規定する放電容量のいずれより大きな電池容量を有する蓄電池について、所定の端子電圧に降下するまで、それぞれ一定の複数の第1の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧および放電経過時間を測定する。
一定の第1の放電電流の値としては、それぞれの水準の電池容量において放電されたと仮定した値である。
所定の端子電圧とは、放電しても鉛蓄電池3が正常に動作可能な端子電圧である。
Step 21: First measurement step For a storage battery having a battery capacity that is larger than any of the discharge capacities defined by a plurality of levels at the time of full charge, a plurality of first constants are maintained until the battery voltage drops to a predetermined terminal voltage. Discharge is continued with the discharge current of, and the terminal voltage of the storage battery and the elapsed discharge time are measured.
The value of the constant first discharge current is a value that is assumed to be discharged at each level of battery capacity.
The predetermined terminal voltage is a terminal voltage at which the lead storage battery 3 can operate normally even when discharged.

ステップ22:第1の特性算出工程
前記それぞれ一定の放電電流値と放電時間経過との積である放電容量に対する前記放電経過時間ごとに測定した前記端子電圧との関係を示す第1の特性を、前記複数の放電電流について求める。
そのような特性としては、たとえば、図6に図解したグラフとして示すことができる。
Step 22: First characteristic calculation step The first characteristic indicating the relationship between the terminal voltage measured for each discharge elapsed time with respect to the discharge capacity, which is the product of the respective constant discharge current value and discharge time elapsed, The plurality of discharge currents are obtained.
Such a characteristic can be shown, for example, as a graph illustrated in FIG.

ステップ23:第2の測定工程
前記所定の端子電圧まで降下した前記蓄電池について、前記所定の端子電圧に降下するまで、前記複数の放電電流より低い一定の第2の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧と放電経過時間を測定する。
Step 23: Second measurement step For the storage battery that has dropped to the predetermined terminal voltage, the discharge is continued at a constant second discharge current lower than the plurality of discharge currents until the storage battery drops to the predetermined terminal voltage. The terminal voltage and discharge elapsed time of the storage battery at that time are measured.

ステップ24:第2の特性算出工程
前記複数の放電容量Aにそれぞれについて、第1の測定工程におけるそれぞれ一定の複数の第1の放電電流Id1とそのときの放電経過時間T1との積として規定される第1の放電容量と、第2の測定工程における一定の第2の放電電流Id2とそのときの放電経過時間T2との積として規定される第2の放電容量と、前記放電容量Aについて、下記の演算による第3の放電容量を演算する。
Step 24: Second characteristic calculation step For each of the plurality of discharge capacities A, it is defined as the product of a plurality of first discharge currents Id1 that are constant in the first measurement step and the discharge elapsed time T1 at that time. The first discharge capacity, the second discharge capacity defined as the product of the constant second discharge current Id2 in the second measurement step and the discharge elapsed time T2 at that time, and the discharge capacity A, A third discharge capacity is calculated by the following calculation.

(Id1×T1)+(Id2×T2)−A         (Id1 × T1) + (Id2 × T2) −A

さらに、演算した第3の放電容量を前記第1の特性算出工程において求めた、放電容量・端子電圧特性に当てはめて該当する端子電圧を算出して、各放電容量について放電電流と端子電圧との関係を示す第2の特性を求める。   Further, the calculated third discharge capacity is applied to the discharge capacity / terminal voltage characteristics obtained in the first characteristic calculation step to calculate a corresponding terminal voltage, and the discharge current and the terminal voltage are calculated for each discharge capacity. A second characteristic indicating the relationship is obtained.

ステップ25:近似工程
第2の特性の結果を近似式に表す。
Step 25: Approximation process The result of the second characteristic is expressed in an approximate expression.

本願発明者の実験によれば、蓄電池として鉛蓄電池3を用いた場合、放電電流値と端子電圧との関係は、一次式で近似できることが判った。したがって、メモリに記憶するデータは、傾きデータと切片データでよい。このような、傾きデータと切片データとの組を、上記水準を規定する電池容量に対応する鉛蓄電池3の放電容量について、複数組、準備して、メモリに記憶しておく。
このように、特定の残存容量を示す、鉛蓄電池3の放電電流値と端子電圧の関係は、一次式で近似できることが判った。一次式で近似できることは、メモリに記憶するべきデータ数が非常に少なくてすむし、その後の演算処理を簡単になる。その結果、演算処理装置8の製造が容易になり、低価格で製造できるという利点がある。
そのような観点からも、本実施の形態の鉛蓄電池の残存容量の測定装置と車両のアイドリングストップ処理装置20の蓄電池の残存容量の測定手段22として好ましい。
According to the experiment by the present inventor, when the lead storage battery 3 is used as the storage battery, it has been found that the relationship between the discharge current value and the terminal voltage can be approximated by a linear expression. Therefore, the data stored in the memory may be tilt data and intercept data. A plurality of such sets of inclination data and intercept data are prepared for the discharge capacity of the lead storage battery 3 corresponding to the battery capacity defining the above level, and stored in the memory.
Thus, it was found that the relationship between the discharge current value of the lead storage battery 3 and the terminal voltage, which shows a specific remaining capacity, can be approximated by a linear expression. The approximation by the linear expression requires very little data to be stored in the memory and simplifies the subsequent arithmetic processing. As a result, there is an advantage that the arithmetic processing device 8 can be easily manufactured and can be manufactured at a low price.
Also from such a viewpoint, it is preferable as the measuring device 22 for the remaining capacity of the lead storage battery of the present embodiment and for the remaining capacity of the storage battery of the idling stop processing device 20 of the vehicle.

ステップ2:計測
電流計6で鉛蓄電池3の充放電電流を計測し、同様に、電圧計7で鉛蓄電池3の端子電圧を計測する。この計測処理は演算処理装置8の動作に関係なく、連続的に行われる。電流計6で計測した放電電流、および、電圧計7で検出した鉛蓄電池3の端子電圧は連続的なアナログ信号、たとえば、電圧信号として出力される。
Step 2: The charge / discharge current of the lead storage battery 3 is measured with the measurement ammeter 6, and the terminal voltage of the lead storage battery 3 is measured with the voltmeter 7 in the same manner. This measurement process is continuously performed regardless of the operation of the arithmetic processing unit 8. The discharge current measured by the ammeter 6 and the terminal voltage of the lead storage battery 3 detected by the voltmeter 7 are output as a continuous analog signal, for example, a voltage signal.

ステップ3:端子電圧の推定
演算処理装置8のコンピュータは、A/D変換器でディジタル信号に変換された電流計6の電流計測値および電圧計7の電圧計測値を所定のサンプリング周期で入力する。
演算処理装置8は入力した電流計6の計測値mを、メモリに記憶されている、各水準の放電容量ごとの、傾きデータaと、切片データbとを用いて、(m×a)+bを演算して、鉛蓄電池3の端子電圧を推定する。この推定端子電圧を各放電容量について計算する。
Step 3: The computer of the terminal voltage estimation arithmetic processing unit 8 inputs the current measurement value of the ammeter 6 and the voltage measurement value of the voltmeter 7 converted into a digital signal by the A / D converter at a predetermined sampling period. .
The arithmetic processing unit 8 uses the slope data a and the intercept data b for each level of discharge capacity stored in the memory, and the measured value m of the ammeter 6 is (m × a) + b. Is calculated to estimate the terminal voltage of the lead storage battery 3. This estimated terminal voltage is calculated for each discharge capacity.

ステップ4:放電容量の推定
演算処理装置6は、電圧計7で計測した端子電圧を、上記推定した複数の端子電圧と比較して、計測した端子電圧が推定した端子電圧のどれに近似しているか、どの端子電圧に近いかを判断する。
そして、演算処理装置8は、最も近似する推定端子電圧に対応する放電容量が、鉛蓄電池3の残存容量として推定する。図6に例示した特性から、その時の鉛蓄電池3の残存容量が推定できる。
このようにして推定した鉛蓄電池3の残存容量は、上述した水準を規定した電池容量に対応している。
したがって、演算処理装置8で算出した残存容量は図1に図解した車両のアイドリングストップ処理装置20のアイドリングストップ判定手段23において容易に判定に利用できる。
Step 4: The discharge capacity estimation calculation processing device 6 compares the terminal voltage measured by the voltmeter 7 with the estimated plurality of terminal voltages, and the measured terminal voltage approximates any of the estimated terminal voltages. Or which terminal voltage is close.
Then, the arithmetic processing unit 8 estimates the discharge capacity corresponding to the estimated terminal voltage that is most approximated as the remaining capacity of the lead storage battery 3. From the characteristics illustrated in FIG. 6, the remaining capacity of the lead storage battery 3 at that time can be estimated.
The remaining capacity of the lead storage battery 3 estimated in this way corresponds to the battery capacity that defines the above-mentioned level.
Therefore, the remaining capacity calculated by the arithmetic processing unit 8 can be easily used for the determination in the idling stop determination means 23 of the idling stop processing unit 20 of the vehicle illustrated in FIG.

蓄電池の放電電流値は、蓄電池の寿命、季節、時刻、天候、運転者、走行状態によって、多様な値をとる。
そのため、本発明の実施の形態のように、広範囲な電流値において蓄電池の残存容量の判定ができることは、実用上、極めて有用である。
The discharge current value of the storage battery takes various values depending on the life of the storage battery, season, time, weather, driver, and driving state.
Therefore, it is practically very useful that the remaining capacity of the storage battery can be determined over a wide range of current values as in the embodiment of the present invention.

第1実施例
以下、上記車両のアイドリングストップ処理装置20および鉛蓄電池の残存容量の測定装置の第1実施例を述べる。
本発明の実施の形態の車両のアイドリングストップ処理装置20および鉛蓄電池の残存容量の測定装置の第1実施例として、アイドリングストップ機能を有し、かつ、バッテリーとして鉛蓄電池を有する自動車において、図3に示した鉛蓄電池の残存容量の測定装置を用いて、各種温度条件で、エンジン始動に必要な鉛蓄電池の容量を試験した。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the idling stop processing device 20 for a vehicle and a measurement device for the remaining capacity of a lead storage battery will be described.
As a first example of a vehicle idling stop processing device 20 and a lead-acid battery remaining capacity measuring device according to an embodiment of the present invention, in an automobile having an idling stop function and having a lead-acid battery as a battery, FIG. The capacity of the lead storage battery necessary for starting the engine was tested under various temperature conditions using the measurement apparatus for the remaining capacity of the lead storage battery shown in FIG.

第1水準の決定
鉛蓄電池3として、満充電時の容量が20Ahのものを用いた。
実測の結果、スタータ1を起動してエンジン始動に必要な鉛蓄電池の容量は余裕をみて、8Ahであった。したがって、この8Ahを第1水準とした。
第1水準の電池容量は、満充電時の電池容量の、40%であった。
As the first-level determined lead-acid battery 3, one having a capacity of 20 Ah at full charge was used.
As a result of actual measurement, the capacity of the lead storage battery necessary for starting the engine by starting the starter 1 was 8 Ah with a margin. Therefore, 8Ah was set as the first level.
The battery capacity at the first level was 40% of the battery capacity at full charge.

第2水準の決定
アイドリングストップを行なう標準時間を3分間と仮定し、アイドリングストップ期間、鉛蓄電池3から車載の電気装備4に最高30Aの電流が流れると仮定した。したがって、アイドリングストップ時の電気装備4で消費する電池容量の標準値は、1.5Ahとなる。
第1水準の電池容量が8Ahであり、アイドリングストップ期間の電気装備4の消費電力が1.5Ahであるから、合計9.5Ahであるが、余裕をみて、第2水準の電池容量を10Ahとした。
The standard time for performing the idling stop at the second level was assumed to be 3 minutes, and it was assumed that a maximum current of 30 A would flow from the lead storage battery 3 to the in-vehicle electrical equipment 4 during the idling stop period. Therefore, the standard value of the battery capacity consumed by the electrical equipment 4 when idling is stopped is 1.5 Ah.
Since the battery capacity of the first level is 8 Ah and the power consumption of the electrical equipment 4 during the idling stop period is 1.5 Ah, the total is 9.5 Ah, but with a margin, the battery capacity of the second level is 10 Ah. did.

第3、4水準の決定
第2水準の10Ahと、満充電時の電池容量20Ahとの間に、第3水準の電池容量として13Ah、第4水準の電池容量として18Ahを設定した。
本実験例では、付加的な水準は第3および第4の水準だけにした。
Third and Fourth Level Determination Between the second level 10Ah and the fully charged battery capacity 20Ah, the third level battery capacity 13Ah and the fourth level battery capacity 18Ah were set.
In this experimental example, the additional levels were only the third and fourth levels.

図6の特性データの採取
満充電時の電気容量が20Ahの鉛蓄電池を試料(サンプル)とし、公知の方法によって放電を行ない、その際の供試蓄電池の端子間電圧を実測した。
定電流放電は、供試鉛蓄電池に対して、5A、10A、20A、30Aで行った。このような定電流放電値は、鉛蓄電池から車載の電気設備に最高30Aが流れることから、0A〜30Aの間で適当な値として仮定したものである。
図6は上記実験で求められた、供試鉛蓄電池の放電電流値に対する端子電圧の関係を示したグラフである。
図6の横軸は鉛蓄電池の放電容量Dを示し、縦軸に鉛蓄電池の端子電圧を示す。
図6に図解のように、定電流で放電した場合、その電流値の相違により、そのときの端子電圧の垂下特性が異なる。
Collection of characteristic data in FIG. 6 A lead storage battery having a capacity of 20 Ah at the time of full charge was used as a sample (sample), and discharging was performed by a known method, and the voltage between terminals of the test storage battery at that time was measured.
Constant current discharge was performed at 5A, 10A, 20A, and 30A on the test lead-acid batteries. Such a constant current discharge value is assumed to be an appropriate value between 0A and 30A because a maximum of 30A flows from the lead-acid battery to the vehicle-mounted electrical equipment.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the terminal voltage and the discharge current value of the test lead-acid battery obtained in the above experiment.
The horizontal axis of FIG. 6 shows the discharge capacity D of a lead acid battery, and the vertical axis | shaft shows the terminal voltage of a lead acid battery.
As illustrated in FIG. 6, when discharging at a constant current, the drooping characteristics of the terminal voltage at that time differ depending on the difference in the current value.

図7の特性データの採取
鉛蓄電池に対し、その端子電圧が10.5Vに低下するまで定電流放電を継続し、定電流放電を行った時間T1を測定した。時間T1とそれぞれの定電流放電の電流値を乗じて第1の放電容量D1を求めた。
12Vの鉛蓄電池は、1セル当たり約2Vの電池を6セル直列に接続し構成されている。1セルの電池が1.75V以下になるまで放電させた場合、過放電の為に電池自身にダメージを与えることとなる。従って、1.75Vの6倍である10.5Vを、放電における下限電圧とした。
Extraction of characteristic data of FIG. 7 The constant current discharge was continued until the terminal voltage of the lead storage battery decreased to 10.5 V, and the time T1 when the constant current discharge was performed was measured. The first discharge capacity D1 was obtained by multiplying the time T1 and the current value of each constant current discharge.
The 12V lead acid battery is configured by connecting 6 cells in series of approximately 2V per cell. When the battery of 1 cell is discharged to 1.75 V or less, the battery itself is damaged due to overdischarge. Therefore, 10.5 V, which is 6 times 1.75 V, was set as the lower limit voltage in discharging.

次いで、それぞれの定電流放電によって、端子電圧が10.5Vに達した鉛蓄電池は、引き続き、上述した定電流放電より低い電流、たとえば、4Aで定電流放電を行なった。
4Aでの定電流放電放電を開始すると、一時的に鉛蓄電池の端子電圧が上昇したが、再び、端子電圧が10.5Vに低下するまで放電を継続した。この4Aで定電流放電していた時間T2を測定した。
この時間T2と放電電流値=4Aを乗じて第2の放電容量D2を求めた。
Next, the lead storage battery whose terminal voltage reached 10.5 V by each constant current discharge continuously performed a constant current discharge at a current lower than the above-described constant current discharge, for example, 4A.
When the constant current discharge at 4 A was started, the terminal voltage of the lead storage battery temporarily increased, but the discharge was continued until the terminal voltage decreased to 10.5 V again. The time T2 during which constant current was discharged at 4A was measured.
The second discharge capacity D2 was obtained by multiplying the time T2 and the discharge current value = 4A.

第1の放電容量D1と、第2の放電容量D2との値は、それぞれ、定電流放電の電流値によって異なる値となった。   The values of the first discharge capacity D1 and the second discharge capacity D2 were different depending on the current value of constant current discharge.

定電流放電値5A、10A、20A、30Aのそれぞれの実験結果について、下記の演算を行った。   The following calculation was performed about each experimental result of constant current discharge value 5A, 10A, 20A, 30A.

D1+D2−8=D38 D1 + D2-8 = D3 8

記号D38 は、第1水準の電池容量8Ahに対する第3の放電容量D3を意味する。
図6により、演算した放電容量D38 に相当する端子電圧Vd8 を読みとった。ここで読みとった定電流放電の電流値と電圧Vd8 をプロットして、図7(A)の特性を得た。
The symbol D3 8 means the third discharge capacity D3 with respect to the first level battery capacity 8Ah.
According to FIG. 6, the terminal voltage Vd 8 corresponding to the calculated discharge capacity D3 8 was read. The current value of the constant current discharge read here and the voltage Vd 8 were plotted to obtain the characteristics shown in FIG.

第2水準の電池容量10Ahについての第3の放電容量D310については上記、下記の演算を行って求める。 The third discharge capacity D3 10 for the second level battery capacity 10Ah is obtained by performing the following calculation.

D1+D2−10=D310 D1 + D2-10 = D3 10

図6により、演算した放電容量D310に相当する端子電圧Vd10を読みとった。ここで読みとった定電流放電の電流値と電圧Vd10をプロットして、図7(B)の特性を得た。 According to FIG. 6, the terminal voltage Vd 10 corresponding to the calculated discharge capacity D3 10 was read. By plotting the current and voltage Vd 10 of the constant current discharge was read here, give the characteristics shown in FIG. 7 (B).

以下、同様にして、放電容量D320に相当する端子電圧Vd20を読み取り、その結果をプロットして図7(C)の特性を求め、放電容量D330に相当する端子電圧Vd30を読み取り、その結果をプロットして図7(D)の特性を求めた。 In the same manner, it reads the terminal voltage Vd 20 corresponds to the discharge capacity D3 20, obtains the characteristic of FIG. 7 (C) to plot the results, read the terminal voltage Vd 30 corresponds to the discharge capacity D3 30, The results were plotted to determine the characteristics shown in FIG.

図7(A)は、供試鉛蓄電池の残存容量が第1水準の電池容量である8Ahの放電電流値と鉛蓄電池の端子電圧との関係を示す特性曲線L1を図解したグラフである。
図7(B)は、供試鉛蓄電池の残存容量が第2水準の電池容量である10Ahの放電電流値と鉛蓄電池の端子電圧との関係を示す特性曲線L2を図解したグラフである。
図7(C)は、供試鉛蓄電池の残存容量が第3水準の電池容量である13Ahの放電電流値と鉛蓄電池の端子電圧との関係を示す特性曲線L3を図解したグラフである。
図7(D)は、供試鉛蓄電池の残存容量が第4水準の電池容量である18Ahの放電電流値と鉛蓄電池の端子電圧との関係を示す特性曲線L4を図解したグラフである。
FIG. 7A is a graph illustrating a characteristic curve L1 showing the relationship between the discharge current value of 8 Ah, the remaining capacity of the test lead storage battery being the first level battery capacity, and the terminal voltage of the lead storage battery.
FIG. 7B is a graph illustrating a characteristic curve L2 showing the relationship between the discharge current value of 10 Ah, in which the remaining capacity of the test lead-acid battery is the second-level battery capacity, and the terminal voltage of the lead-acid battery.
FIG. 7C is a graph illustrating a characteristic curve L3 showing the relationship between the discharge current value of 13 Ah, the remaining capacity of the test lead storage battery being the third level battery capacity, and the terminal voltage of the lead storage battery.
FIG. 7D is a graph illustrating a characteristic curve L4 showing the relationship between the discharge current value of 18 Ah, in which the remaining capacity of the test lead-acid battery is the fourth level battery capacity, and the terminal voltage of the lead-acid battery.

図7(A)〜(D)に示して特性曲線は、プロットした放電電流値と端子電圧との関係を最小二乗法による近似した結果であり、それぞれがほぼ直線として表すことが出来る。
図7(A)に図解した供試鉛蓄電池の残存容量が8Ahの時の放電電流値と端子電圧の関係を示す曲線L1は、傾きがa1、縦軸の切片がb1で示され、横軸の放電電流をxとすれば、下記式で表すことが出来る直線である。
The characteristic curves shown in FIGS. 7A to 7D are results obtained by approximating the relationship between the plotted discharge current value and the terminal voltage by the least square method, and each can be represented as a substantially straight line.
The curve L1 showing the relationship between the discharge current value and the terminal voltage when the remaining capacity of the test lead-acid battery illustrated in FIG. 7A is 8 Ah is shown with a slope of a1 and a vertical axis intercept b1. Is a straight line that can be expressed by the following equation.

L1=a1・x+b1 ・・・(1)       L1 = a1 · x + b1 (1)

図7(B)〜(D)の曲線も上記同様、直線を示す下記式で表すことができる。   Similarly to the above, the curves in FIGS. 7B to 7D can also be represented by the following formulas showing straight lines.

L2=a2・x+b2 ・・・(2)
L3=a3・x+b3 ・・・(3)
L4=a3・x+b4 ・・・(4)
L2 = a2 · x + b2 (2)
L3 = a3 · x + b3 (3)
L4 = a3 · x + b4 (4)

このようにして求めた、放電電流と端子電圧との関係を電池容量として整理して、図3に図解した演算処理装置8のメモリにテーブルの形式で記憶させた。実際は、傾き、たとえば、a1と、切片の値、たとえば、b1と対にしてメモリに記憶させた。このように、メモリに記憶させるデータは、上述したパラメータだけなので、メモリの使用量は非常に少ない。
このように、残存容量は基本的に、放電電流と端子電圧との一次式の関係式で表すことができる。
以上の処理が、図4に図解したステップ1の準備作業である。
The relationship between the discharge current and the terminal voltage obtained in this way was organized as battery capacity, and stored in the form of a table in the memory of the arithmetic processing unit 8 illustrated in FIG. Actually, it was stored in the memory as a pair with an inclination, for example, a1 and an intercept value, for example, b1. Thus, since the data stored in the memory is only the parameters described above, the amount of memory used is very small.
Thus, the remaining capacity can basically be expressed by a linear relational expression between the discharge current and the terminal voltage.
The above processing is the preparatory work of Step 1 illustrated in FIG.

上述した準備作業の後、実際に鉛蓄電池を自動車に搭載して、図4のステップ2以降の動作を行った。   After the preparatory work described above, the lead storage battery was actually mounted on the automobile, and the operations after Step 2 in FIG. 4 were performed.

自動車に搭載した鉛蓄電池3としては、公知の方法で鉛蓄電池の放電を行ない、残存容量を17Ahに調整したものを用いた。   As the lead storage battery 3 mounted on the automobile, a lead storage battery was discharged by a known method and the remaining capacity was adjusted to 17 Ah.

自動車のエンジンを停止した状態で、電流計6で計測しながら、電流値Amの定電流放電を2秒間行ない、その間に鉛蓄電池の端子電圧を電圧計7で測定し電圧値Vmを得た。   While the automobile engine was stopped, the ammeter 6 was used to perform constant current discharge at a current value Am for 2 seconds, during which time the terminal voltage of the lead storage battery was measured with the voltmeter 7 to obtain a voltage value Vm.

演算処理装置8のコンピュータにおいて、メモリから上述した直線L1〜L4のそれぞれの傾きデータa1〜a4と、切片データb1〜b4を読み出し、放電電流値xとして、電流計6で測定した電流値Amを代入して、端子電圧の推定値電圧Um1 〜Um4 を計算した。 In the computer of the arithmetic processing unit 8, the inclination data a1 to a4 and the intercept data b1 to b4 of the straight lines L1 to L4 described above are read from the memory, and the current value Am measured by the ammeter 6 is used as the discharge current value x. Substituting and calculating the estimated voltage Um 1 to Um 4 of the terminal voltage.

その後、電圧計7で測定した電圧値Vmについて、下記の判定を行った。   Then, the following determination was performed about the voltage value Vm measured with the voltmeter 7. FIG.

Vm>Um4
Um4 >Vm>Um3
Um3 >Vm>Um2
Um2 >Vm>Um1
Vm> Um 4
Um 4 >Vm> Um 3
Um 3 >Vm> Um 2
Um 2 >Vm> Um 1

この比較判定により、電圧計7で測定した端子電圧がどこの位置するかが判る。たとえば、Um4 >Vm>Um3 であれば、鉛蓄電池3は第3水準の残存容量を持つ。 By this comparison and determination, it is possible to know where the terminal voltage measured by the voltmeter 7 is located. For example, if Um 4 >Vm> Um 3 , the lead storage battery 3 has a third level remaining capacity.

次に、エンジンを停止した状態で、すなわち、発電機2を停止させた状態で、電気装備4を動作させておき、ある時間だけ、放置した。
その後、電気装備4の動作を停止した。
この間、演算処理装置8は、電流計6の計測値を累積して、鉛蓄電池3から放電された電流値の積算を行なった。実験によれば、その値は7Ahに相当した。
Next, the electrical equipment 4 was operated with the engine stopped, that is, with the generator 2 stopped, and left for a certain period of time.
Thereafter, the operation of the electric equipment 4 was stopped.
During this time, the arithmetic processing unit 8 accumulated the measurement values of the ammeter 6 and integrated the current values discharged from the lead storage battery 3. According to experiments, the value corresponded to 7 Ah.

その後、エンジンを停止した状態で、電流値Anの定電流放電を3秒間行ない、その間に電圧計7で鉛蓄電池3の端子電圧を測定し、電圧値Vnを得た。   Thereafter, with the engine stopped, a constant current discharge with a current value An was performed for 3 seconds, during which the terminal voltage of the lead storage battery 3 was measured with a voltmeter 7 to obtain a voltage value Vn.

演算処理装置8のコンピュータにおいて、メモリから上述した直線L1〜L4のそれぞれの傾きデータa1〜a4と、切片データb1〜b4を読み出し、放電電流値xとして、電流計6で測定した電流値Anを代入して、端子電圧の推定値電圧Un1 〜Un4 を計算した。 In the computer of the arithmetic processing unit 8, the inclination data a1 to a4 and the intercept data b1 to b4 of the straight lines L1 to L4 described above are read from the memory, and the current value An measured by the ammeter 6 is used as the discharge current value x. Substituting and calculating terminal voltage estimated values Un 1 to Un 4 .

その後、電圧計7で測定した電圧値Vnについて、下記の判定を行った。   Then, the following determination was performed about the voltage value Vn measured with the voltmeter 7. FIG.

Vn>Un4
Un4 >Vn>Un3
Un3 >Vn>Un2
Un2 >Vn>Un1
Vn> Un 4
Un 4 >Vn> Un 3
Un 3 >Vn> Un 2
Un 2 >Vn> Un 1

この比較判定により、電圧計7で測定した端子電圧がどこの位置するかが判る。たとえば、Un3 >Vn>Un2 であれば、鉛蓄電池3は第2水準の残存容量を持つ。 By this comparison and determination, it is possible to know where the terminal voltage measured by the voltmeter 7 is located. For example, if Un 3 >Vn> Un 2 , the lead storage battery 3 has a second level remaining capacity.

鉛蓄電池3の残存容量が第2水準にある場合、エンジン始動に必要な残存容量が鉛蓄電池3に存在していることになる。
そこで、その後、エンジンの始動実験を行なったところ、エンジンの始動を行なうことができた。
When the remaining capacity of the lead storage battery 3 is at the second level, the remaining capacity necessary for starting the engine is present in the lead storage battery 3.
Then, after that, when an engine start experiment was conducted, the engine could be started.

エンジン始動後、一定時間経過した後に、エンジンを停止した。
エンジンを停止した状態で、電流値Apの定電流放電を5秒間行ない、その間に、鉛蓄電池3の端子電圧を電圧計7で測定し、電圧Vpを得た。
After a certain amount of time had elapsed since the engine was started, the engine was stopped.
With the engine stopped, a constant current discharge with a current value Ap was performed for 5 seconds, during which time the terminal voltage of the lead storage battery 3 was measured with a voltmeter 7 to obtain a voltage Vp.

演算処理装置8のコンピュータにおいて、メモリから上述した直線L1〜L4のそれぞれの傾きデータa1〜a4と、切片データb1〜b4を読み出し、放電電流値xとして、電流計6で測定した電流値Apを代入して、端子電圧の推定値電圧Up1 〜Up4 を計算した。
その後、電圧計7で測定した電圧値Vpについて、下記の判定を行った。
In the computer of the arithmetic processing unit 8, the inclination data a1 to a4 and the intercept data b1 to b4 of the straight lines L1 to L4 described above are read from the memory, and the current value Ap measured by the ammeter 6 is used as the discharge current value x. Substituting and calculating terminal voltage estimated values Up 1 to Up 4 .
Then, the following determination was performed about the voltage value Vp measured with the voltmeter 7. FIG.

Vp>Up4
Up4 >Vp>Up3
Up3 >Vp>Up2
Up2 >Vp>Up1
Vp> Up 4
Up 4 >Vp> Up 3
Up 3 >Vp> Up 2
Up 2 >Vp> Up 1

この比較判定により、電圧計7で測定した端子電圧Vpがどこの位置するかが判る。たとえば、Up3 >Vp>Up2 であれば、鉛蓄電池3は第2水準の残存容量を持つ。 By this comparison and determination, it is known where the terminal voltage Vp measured by the voltmeter 7 is located. For example, if Up 3 >Vp> Up 2 , the lead storage battery 3 has a second level remaining capacity.

この後、鉛蓄電池の残存容量を、公知の鉛蓄電池の残存容量の測定方法、たとえば、電流積算法を改良した、特開平9−171065号公報に記載された発明で測定を行なったところ、鉛蓄電池3の残存容量は11Ahであった。この残存容量は上述した第2水準の電池容量以上であり、第3水準の電池容量以下であるから、鉛蓄電池3は第2水準の残存容量を示していた。   Thereafter, the remaining capacity of the lead storage battery was measured by a known method for measuring the remaining capacity of the lead storage battery, for example, an invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-171065 improved by a current integration method. The remaining capacity of the storage battery 3 was 11 Ah. Since this remaining capacity is not less than the above-mentioned second level battery capacity and not more than the third level battery capacity, the lead storage battery 3 exhibited the second level remaining capacity.

このように、本実施例に示したように、(1)事前に、特定の放電容量における、放電電流と鉛蓄電池3の端子電圧との関係を直線で表して、それらの直線を示す傾きデータと切片データとを求めて、(2)それらのデータを演算処理装置8のメモリに記憶させておき、(3)実際に自動車を起動し、停止する直前の電流計6および電圧計7の計測値を演算処理装置8に入力し、(4)演算処理装置8において、メモリに記憶させた傾きデータと切片データに電流計6で計測した放電電流を代入して端子電圧の予測値を算出し、(5)算出した端子電圧の予測値と電圧計7で計測した電圧値の大小比較を行って、電圧計7で測定した鉛蓄電池3の端子電圧が予測した端子電圧のどこに位置するかによって、鉛蓄電池3の残存容量の水準を決定できる。   Thus, as shown in the present embodiment, (1) In advance, the relationship between the discharge current and the terminal voltage of the lead storage battery 3 in a specific discharge capacity is represented by a straight line, and the slope data indicating those straight lines. And (2) are stored in the memory of the arithmetic processing unit 8, and (3) are measured by the ammeter 6 and the voltmeter 7 immediately before the automobile is actually started and stopped. (4) In the arithmetic processing device 8, the predicted value of the terminal voltage is calculated by substituting the discharge current measured by the ammeter 6 into the slope data and intercept data stored in the memory. (5) By comparing the predicted value of the calculated terminal voltage with the voltage value measured by the voltmeter 7, depending on where the terminal voltage of the lead storage battery 3 measured by the voltmeter 7 is located in the predicted terminal voltage Determines the level of remaining capacity of lead-acid battery 3 Kill.

このようにした決定した水準は、演算処理装置8から車両のアイドリングストップ処理装置20のメモリ手段21に送出される。車両のアイドリングストップ処理装置20のアイドリングストップ判定手段23は残存容量を水準データを参照して、自動車の一時停止時にアイドリングストップを行うか否かを判断し、アイドリングストップ処理手段24はアイドリングストップを行う。   The level thus determined is sent from the arithmetic processing unit 8 to the memory means 21 of the idling stop processing unit 20 of the vehicle. The idling stop determination means 23 of the vehicle idling stop processing device 20 refers to the remaining capacity level data to determine whether or not to perform idling stop when the automobile is temporarily stopped, and the idling stop processing means 24 performs idling stop. .

なお、演算処理装置8から表示器9に表示され、ドライバに対する情報を提供することができる。   Information displayed on the display unit 9 from the arithmetic processing unit 8 can be provided to the driver.

本実施例は、鉛蓄電池3の残存容量の絶対値を算出するものではないが、アイドリングストップを行うか否かの判断のための鉛蓄電池3の残存容量の状態が水準として判るので、アイドリングストップ機能を有する自動車に適用できる。
本実施例の方法は、図4に示したステップ1に示した準備作業の後の、電流計6と電圧計7の測定結果を用いた演算処理装置8で行う処理は、簡単であり、実施が容易である。したがって、図3に図解した電流計6、電圧計7および演算処理装置8を有する本実施の形態の鉛蓄電池の残存容量の測定装置は低価格で容易に大量生産できるので、種々の自動車などに搭載して適用することができる。
In this embodiment, the absolute value of the remaining capacity of the lead storage battery 3 is not calculated. However, since the state of the remaining capacity of the lead storage battery 3 for determining whether or not to perform the idling stop is known as a level, the idling stop is performed. Applicable to automobiles with functions.
In the method of this embodiment, the processing performed by the arithmetic processing unit 8 using the measurement results of the ammeter 6 and the voltmeter 7 after the preparatory work shown in step 1 shown in FIG. Is easy. Therefore, the measurement apparatus for the remaining capacity of the lead storage battery of the present embodiment having the ammeter 6, the voltmeter 7 and the arithmetic processing unit 8 illustrated in FIG. 3 can be easily mass-produced at a low price. It can be installed and applied.

以上、蓄電池として、鉛蓄電池3を用いた場合について述べたが、本実施の形態は、電解液の比重を指標にしないし、内部インピーダンスを用いないし、鉛蓄電池に特定した処理を行わないので、二次電池として、鉛蓄電池以外の蓄電池についても適用できる。   As described above, the case where the lead storage battery 3 is used as the storage battery has been described, but this embodiment does not use the specific gravity of the electrolyte as an index, does not use the internal impedance, and does not perform the processing specified for the lead storage battery. As a secondary battery, it is applicable also to storage batteries other than a lead storage battery.

変形態様
温度または劣化状態により、鉛蓄電池3の残存容量の水準における、放電電流量と端子電圧値の関係が変化する特性を有する鉛蓄電池を用いた場合、必要に応じて、判定すべき残存容量のそれぞれの水準において、温度及び/または劣化状態に応じた、放電電流値と端子電圧値のデータテーブルを用意して、その結果で上述した値を補正することが望ましい。
温度及び/または劣化状態に応じてデータテーブルを追加して用意する場合、用意するべきデータテーブルが多くなることによって、装置のコストが高くなるという問題が起こる可能性がある。その場合、予め、温度及び/または劣化状態による補正パラメータを求めておき、補正パラメータにより、鉛蓄電池の残存容量の水準ごとの、放電電流値と端子電圧値の関係の補正を行なうことが望ましい。こうすることによって、判定すべき水準ごとに一つのデータテーブルを用意すればいいことになり、装置のコストを抑えることが可能になる。
When using a lead storage battery having a characteristic in which the relationship between the discharge current amount and the terminal voltage value at the level of the remaining capacity of the lead storage battery 3 changes depending on the deformation mode temperature or the deterioration state, the remaining capacity to be determined as necessary. It is desirable to prepare a data table of discharge current values and terminal voltage values according to temperature and / or deterioration state at each level, and to correct the above-described values based on the results.
When preparing additional data tables according to temperature and / or deterioration state, there is a possibility that the cost of the apparatus increases due to an increase in the number of data tables to be prepared. In this case, it is desirable to obtain a correction parameter based on the temperature and / or the deterioration state in advance, and to correct the relationship between the discharge current value and the terminal voltage value for each level of the remaining capacity of the lead storage battery using the correction parameter. By doing so, it is only necessary to prepare one data table for each level to be determined, and the cost of the apparatus can be suppressed.

第2実施の形態
本発明の第2実施の形態として、上述した第1実施の形態による鉛蓄電池の残存容量の水準を判定して第2水準以上の残存容量が判った時、次の停止における鉛蓄電池の残存容量の測定装置が上述した水準判定を行う動作をするまでの間、電流計6で連続的に計測した放電電流値を演算処理装置8において累積して、公知技術のように、累積した積算電流値を用いて蓄電池の残存容量の水準を判定することもできる。
第2実施の形態によれば、最も近くに行なった残存容量の判定水準に加えて、その判定を行なった時点からこの判断の時点までの充放電電流の積算値によって判断を行なうことによって、判断の精度を高めることが可能になる。
Second Embodiment As a second embodiment of the present invention, when the level of the remaining capacity of the lead storage battery according to the first embodiment described above is determined and the remaining capacity equal to or higher than the second level is found, in the next stop Until the measurement device for the remaining capacity of the lead storage battery performs the above-described level determination operation, the discharge current value continuously measured by the ammeter 6 is accumulated in the arithmetic processing device 8, as in a known technique, The level of the remaining capacity of the storage battery can be determined using the accumulated current value accumulated.
According to the second embodiment, in addition to the closest remaining capacity determination level, the determination is made based on the integrated value of the charge / discharge current from the determination time to the determination time. It becomes possible to increase the accuracy of the.

第3実施の形態
第3実施の形態は、図3〜図7を参照して述べた方法および装置に代えて、特開平9−171065号公報に開示された方法を適用して、鉛蓄電池の残存容量を算出して、水準の判定を行う。
特開平9−171065号公報に開示された方法は、(1)予め特定の放電電流値での定電流放電における、蓄電池の端子電圧と残存容量との関係を示すデータテーブルを用意しておき、(2)電流計6で計測した電流値が特定の放電電流になった時を演算処理装置8で検出して、そのとき、演算処理装置8で蓄電池の残存容量を求める。
Third Embodiment In the third embodiment, instead of the method and apparatus described with reference to FIGS. 3 to 7, a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-171065 is applied to The remaining capacity is calculated and the level is determined.
In the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-171655, (1) a data table showing the relationship between the terminal voltage of the storage battery and the remaining capacity in constant current discharge at a specific discharge current value is prepared in advance. (2) The arithmetic processing device 8 detects when the current value measured by the ammeter 6 becomes a specific discharge current, and the arithmetic processing device 8 obtains the remaining capacity of the storage battery.

この方法および装置は、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する必要があり、第1実施の形態のように、端子電圧と残存容量の関係を一次または二次の式で表現することは困難であるから、第1実施の形態より、処理が複雑になる。
しかしながら、第3実施の形態によって蓄電池の残存容量を算出し、演算処理装置8がその結果を判定して水準を決定することができる。
In this method and apparatus, it is necessary to prepare a data table of terminal voltage and remaining capacity in constant current discharge at a specific discharge current value. As in the first embodiment, the relationship between the terminal voltage and remaining capacity is obtained. Since it is difficult to express with a primary or secondary expression, the processing is more complicated than in the first embodiment.
However, the remaining capacity of the storage battery can be calculated according to the third embodiment, and the arithmetic processing unit 8 can determine the level by determining the result.

第4実施の形態
第4の実施の形態としては、特開昭53−127646号公報、特許公報第1554660号、特許公報第1927445号に記載された発明、すなわち、エンジンのスタートキーを回す際に生じる電流と電圧の関係を用いて蓄電池の残存容量を算出する。
蓄電池の残存容量は演算処理装置8で演算する。
Fourth Embodiment As a fourth embodiment, the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 53-127646, Japanese Patent Publication No. 1555466, Japanese Patent Publication No. 1927445, that is, when the engine start key is turned. The remaining capacity of the storage battery is calculated using the relationship between the generated current and voltage.
The remaining capacity of the storage battery is calculated by the processing unit 8.

第4実施の形態の電流と電圧の関係を用いるという点では、第1実施の形態の鉛蓄電池の残存容量の測定装置の処理と同じであるが、第1実施の形態は、定電流放電時に所定の残存容量を示す該定電流放電の電流値と端子電圧の関係を用いているのに対し、第4実施の形態は、エンジンのスタートキーを回す際に生じている過渡的な電流値と電圧値の関係を用いる。
しかしながら、第4実施の形態によって蓄電池の残存容量を算出し、演算処理装置8がその結果を判定して水準を決定することができる。
In the point of using the relationship between the current and voltage of the fourth embodiment, it is the same as the processing of the remaining capacity measuring device of the lead storage battery of the first embodiment, but the first embodiment is in constant current discharge. Whereas the relation between the current value of the constant current discharge indicating the predetermined remaining capacity and the terminal voltage is used, the fourth embodiment has a transient current value generated when the engine start key is turned. The voltage value relationship is used.
However, the remaining capacity of the storage battery can be calculated according to the fourth embodiment, and the arithmetic processing device 8 can determine the level by determining the result.

本発明で算出した蓄電池の残存容量は、たとえば、アイドリングストップの可否を判定する蓄電池の残存容量の水準を判定するには十分な検出精度を示す。したがって、本発明の第2の観点の発明を第1の観点の発明に適用すると、両者の相乗的な効果により、アイドリングストップ機能を有する内燃機関で動作する車両への適用に特に好ましい。   The remaining capacity of the storage battery calculated in the present invention indicates detection accuracy sufficient to determine the level of the remaining capacity of the storage battery that determines whether or not idling can be stopped, for example. Therefore, when the invention of the second aspect of the present invention is applied to the invention of the first aspect, it is particularly preferable for application to a vehicle operating with an internal combustion engine having an idling stop function due to a synergistic effect of both.

図1は本発明の車両のアイドリングストップ処理装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle idling stop processing apparatus according to the present invention. 図2は本発明の実施の形態としての蓄電池の残存容量を表す水準を図解した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a level representing the remaining capacity of the storage battery according to the embodiment of the present invention. 図3は本発明の実施の形態としての車載の蓄電池の残存容量を算出する装置の構成図である。FIG. 3 is a block diagram of an apparatus for calculating the remaining capacity of an in-vehicle storage battery as an embodiment of the present invention. 図4は図3に示した鉛蓄電池の残存容量の測定装置の演算処理装置における処理と準備動作を示したフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing processing and preparatory operations in the arithmetic processing unit of the apparatus for measuring the remaining capacity of the lead storage battery shown in FIG. 図5は図4のステップ1における処理を図解したフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart illustrating the process in step 1 of FIG. 図6は蓄電池の放電特性を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the discharge characteristics of the storage battery. 図7(A)〜(D)は図3に図解した鉛蓄電池の残存容量の測定装置に用いる放電電流と端子電圧との関係を示したグラフである。7A to 7D are graphs showing the relationship between the discharge current and the terminal voltage used in the measurement apparatus for the remaining capacity of the lead storage battery illustrated in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・スタータ
2・・発電機
3・・鉛蓄電池
4・・電気装備
6・・電流計
7・・電圧計
8・・演算処理装置
9・・表示器
10・・制御用コンピュータ
20・・車両のアイドリングストップ処理装置
21・・メモリ手段
22・・蓄電池の残存容量の測定手段
23・・アイドリングストップ判定手段
24・・アイドリングストップ処理手段
25・・再始動手段
1 .... Starter 2 .... Generator 3 .... Lead battery 4 .... Electrical equipment 6 .... Ammeter 7 .... Voltmeter 8 .... Processing unit 9 .... Display 10 .... Control computer 20 .... Vehicle Idling stop processing equipment
21 .. Memory means
22..Measuring means for remaining capacity of storage battery
23..Idling stop determination means
24 .. Idling stop processing means
25 .. Restart means

Claims (6)

予め、複数の放電容量における放電電流と蓄電池の端子電圧との関係を、放電電流を変数として端子電圧を求める、前記複数の放電容量に対応した複数の近似式を求める工程と、
車両の動作中、車載の蓄電池の実際の放電電流と、前記蓄電池の実際の端子電圧とを連続的に測定する測定工程と、
測定した放電電流を前記求めた複数の近似式に代入して複数の端子電圧の推定値を算出する推定端子電圧算出工程と、
前記蓄電池の実測した端子電圧を前記算出した複数の推定端子電圧と比較して、どの範囲の推定端子電圧にあるかを判定する判定工程と、
前記複数の放電容量のうち、その範囲にある推定端子電圧に対応する放電容量を決定してその放電容量を前記蓄電池の残存容量と決定する残存容量決定工程と
を有する、蓄電池の残存容量の測定方法。
In advance, the relationship between the discharge current in the plurality of discharge capacities and the terminal voltage of the storage battery, the terminal voltage is obtained using the discharge current as a variable, and the step of obtaining a plurality of approximate expressions corresponding to the plurality of discharge capacities,
During the operation of the vehicle, a measurement process for continuously measuring the actual discharge current of the in-vehicle storage battery and the actual terminal voltage of the storage battery;
An estimated terminal voltage calculation step of calculating an estimated value of a plurality of terminal voltages by substituting the measured discharge currents into the obtained plurality of approximate equations;
A determination step of comparing the measured terminal voltage of the storage battery with the calculated plurality of estimated terminal voltages to determine which range of estimated terminal voltages are present;
A remaining capacity determination step of determining a discharge capacity corresponding to an estimated terminal voltage within the range of the plurality of discharge capacities and determining the discharge capacity as the remaining capacity of the storage battery. Method.
前記近似式を求める工程において、
満充電時の電池容量が前記複数の放電容量のいずれより大きな蓄電池について、所定の端子電圧に降下するまで、それぞれ一定の複数の第1の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧および放電経過時間を測定する第1の測定工程と、
前記それぞれ一定の放電電流値と放電時間経過との積である放電容量に対する、前記放電経過時間ごとに測定した前記端子電圧との関係を示す第1の特性を、前記複数の放電電流について求める、第1の特性算出工程と、
前記所定の端子電圧まで降下した前記蓄電池について、前記所定の端子電圧に降下するまで、前記複数の放電電流より低い一定の第2の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧と放電経過時間を測定する第2の測定工程と、
前記複数の放電容量Aにそれぞれについて、第1の測定工程におけるそれぞれ一定の複数の第1の放電電流Id1とそのときの放電経過時間T1との積として規定される第1の放電容量と、第2の測定工程における一定の第2の放電電流Id2とそのときの放電経過時間T2との積として規定される第2の放電容量と、前記放電容量Aについて、下記の演算による第3の放電容量を演算し、
(Id1×T1)+(Id2×T2)−A
演算した第3の放電容量を前記第1の特性算出工程において求めた、放電容量・端子電圧特性に当てはめて該当する端子電圧を算出して、各放電容量について、放電電流と端子電圧との関係を示す第2の特性を求める第2の特性算出工程と、
第2の特性の結果を近似式に表す近似工程と
を有する、
請求項1記載の蓄電池の残存容量の測定方法。
In the step of obtaining the approximate expression,
For a storage battery having a battery capacity at full charge that is greater than any of the plurality of discharge capacities, discharging is continued with a plurality of constant first discharge currents until the terminal voltage drops to a predetermined terminal voltage, and the terminals of the storage battery at that time A first measuring step for measuring voltage and discharge elapsed time;
A first characteristic indicating a relationship between the terminal voltage measured at each discharge elapsed time with respect to a discharge capacity that is a product of the respective constant discharge current value and discharge time elapsed is obtained for the plurality of discharge currents. A first characteristic calculating step;
With respect to the storage battery that has dropped to the predetermined terminal voltage, until the voltage drops to the predetermined terminal voltage, the discharge continues with a constant second discharge current lower than the plurality of discharge currents, and the terminal voltage of the storage battery at that time A second measuring step for measuring the elapsed discharge time;
For each of the plurality of discharge capacities A, a first discharge capacity defined as a product of a plurality of constant first discharge currents Id1 and a discharge elapsed time T1 in the first measurement step, The second discharge capacity defined as the product of the constant second discharge current Id2 and the discharge elapsed time T2 at that time in the measurement step 2, and the discharge capacity A, the third discharge capacity by the following calculation And
(Id1 × T1) + (Id2 × T2) −A
By applying the calculated third discharge capacity to the discharge capacity / terminal voltage characteristics obtained in the first characteristic calculation step, the corresponding terminal voltage is calculated, and the relationship between the discharge current and the terminal voltage for each discharge capacity. A second characteristic calculating step for obtaining a second characteristic indicating
An approximation step for expressing the result of the second characteristic in an approximate expression,
The method for measuring the remaining capacity of the storage battery according to claim 1.
前記近似工程において、各放電容量について、前記放電電流と端子電圧との関係を一次式で近似する、
請求項1記載の蓄電池の残存容量の測定方法。
In the approximating step, for each discharge capacity, the relationship between the discharge current and the terminal voltage is approximated by a linear expression.
The method for measuring the remaining capacity of the storage battery according to claim 1.
予め、複数の放電容量における放電電流と蓄電池の端子電圧との関係を、放電電流を変数として端子電圧を求める、前記複数の放電容量に対応した複数の近似式を求める手段と、
前記蓄電池の放電電流を測定する電流計と、
前記蓄電池の端子電圧とを測定する電圧計と、
前記電流計で測定した放電電流を前記求めた複数の近似式に代入して複数の端子電圧の推定値を算出する推定端子電圧算出工程と、
前記電圧計で測定した蓄電池の端子電圧を前記算出した複数の推定端子電圧と比較して、どの範囲の推定端子電圧にあるかを判定する判定手段と、
前記複数の放電容量のうち、その範囲にある推定端子電圧に対応する放電容量を決定して、その放電容量を前記蓄電池の残存容量と決定する残存容量決定手段と
を有する、蓄電池の残存容量の測定装置。
In advance, the relationship between the discharge current in the plurality of discharge capacities and the terminal voltage of the storage battery, the terminal voltage is obtained using the discharge current as a variable, and the means for obtaining a plurality of approximate expressions corresponding to the plurality of discharge capacities,
An ammeter for measuring the discharge current of the storage battery;
A voltmeter for measuring the terminal voltage of the storage battery;
An estimated terminal voltage calculation step of calculating an estimated value of a plurality of terminal voltages by substituting the discharge current measured by the ammeter into the plurality of approximate expressions obtained;
A determination means for comparing the terminal voltage of the storage battery measured with the voltmeter with the calculated plurality of estimated terminal voltages to determine which range of the estimated terminal voltage is present;
Of the plurality of discharge capacities, a discharge capacity corresponding to an estimated terminal voltage within the range is determined, and a remaining capacity determination means for determining the discharge capacity as the remaining capacity of the storage battery, measuring device.
前記近似式を求める手段は、
満充電時の電池容量が前記複数の放電容量のいずれより大きな蓄電池について、所定の端子電圧に降下するまで、それぞれ一定の複数の第1の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧および放電経過時間を測定し、
前記それぞれ一定の放電電流値と放電時間経過との積である放電容量に対する、前記放電経過時間ごとに測定した前記端子電圧との関係を示す第1の特性を、前記複数の放電電流について求め、
前記所定の端子電圧まで降下した前記蓄電池について、前記所定の端子電圧に降下するまで、前記複数の放電電流より低い一定の第2の放電電流で放電を継続してその時の前記蓄電池の端子電圧と放電経過時間を測定し、
前記複数の放電容量Aにそれぞれについて、それぞれ一定の複数の第1の放電電流Id1とそのときの放電経過時間T1との積として規定される第1の放電容量と、一定の第2の放電電流Id2とそのときの放電経過時間T2との積として規定される第2の放電容量と、前記放電容量Aについて、下記の演算による第3の放電容量を演算し、
(Id1×T1)+(Id2×T2)−A
演算した第3の放電容量を前記求めた放電容量・端子電圧特性に当てはめて該当する端子電圧を算出して、各放電容量について放電電流と端子電圧との関係を示す第2の特性を求め、
第2の特性の結果を近似式に表す、
請求項4記載の蓄電池の残存容量の測定装置。
The means for obtaining the approximate expression is:
For a storage battery having a battery capacity at full charge that is greater than any of the plurality of discharge capacities, discharging is continued at a plurality of constant first discharge currents until the battery voltage drops to a predetermined terminal voltage. Measure the voltage and elapsed discharge time,
A first characteristic indicating a relationship between the terminal voltage measured for each discharge elapsed time with respect to a discharge capacity, which is a product of the respective constant discharge current value and discharge time elapsed, is obtained for the plurality of discharge currents,
With respect to the storage battery that has dropped to the predetermined terminal voltage, until the voltage drops to the predetermined terminal voltage, the discharge continues with a constant second discharge current lower than the plurality of discharge currents, and the terminal voltage of the storage battery at that time Measure the elapsed discharge time,
For each of the plurality of discharge capacities A, a first discharge capacity defined as the product of a plurality of first discharge currents Id1 and a discharge elapsed time T1 at that time, and a constant second discharge current For the second discharge capacity defined as the product of Id2 and the discharge elapsed time T2 at that time, and the discharge capacity A, a third discharge capacity is calculated by the following calculation:
(Id1 × T1) + (Id2 × T2) −A
By applying the calculated third discharge capacity to the obtained discharge capacity / terminal voltage characteristics to calculate the corresponding terminal voltage, the second characteristic indicating the relationship between the discharge current and the terminal voltage is obtained for each discharge capacity,
The result of the second characteristic is expressed in an approximate expression.
The measuring apparatus of the remaining capacity of the storage battery of Claim 4.
前記蓄電池は鉛蓄電池であり、
前記近似手段において、各放電容量について、前記放電電流と端子電圧との関係を一次式で近似し、一次式で近似した傾きデータと切片データを記憶手段に記憶させる、
請求項5記載の蓄電池の残存容量の測定装置。
The storage battery is a lead storage battery,
In the approximating means, for each discharge capacity, the relationship between the discharge current and the terminal voltage is approximated by a linear expression, and slope data and intercept data approximated by the linear expression are stored in the storage means.
The measuring apparatus of the remaining capacity of the storage battery of Claim 5.
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