JP2007078443A

JP2007078443A - バッテリ状態検出装置

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Publication number: JP2007078443A
Application number: JP2005264811A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shimoyama; 憲一下山
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2007-03-29

Abstract

【課題】省電力化を図りつつ、バッテリの状態検出精度向上も図ったバッテリ状態検出装置を提供する。
【解決手段】スイッチタイプのホールＩＣがバッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を超えたときその旨を示すウエイクアップ信号Ｓ２を出力する。ＣＰＵ２１は、センサ回路１５２の出力端子Ｔ１から出力される放電電流Ｉｄ、充電電流Ｉｃ及び電圧検出回路１９から出力される端子電圧Ｖｂに基づいてバッテリ１１の状態を検出する状態検出処理を行う。ＣＰＵ２１は、ウエイクアップ信号Ｓ２が出力されていないときにスリープモードに移行し状態検出処理を停止すると共に、ウエイクアップ信号Ｓ２が出力されるとアクティブモードに移行し状態検出処理を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ状態検出装置に係り、特に、車両に搭載されたバッテリに流れる電流を検出する電流センサ及び前記バッテリの端子電圧を検出する電圧センサのうち少なくとも一方と、予め定めたプログラムに従って前記電流センサ及び前記電圧センサによる検出結果の少なくとも一方に基づいて前記バッテリの状態を検出する状態検出処理を行う中央処理装置とを備えたバッテリ状態検出装置に関するものである。

車両に搭載されるバッテリは、エンジンの始動や車載電装品の動作の電源として幅広く用いられる。このことから、バッテリの充電状態、劣化状態といったバッテリの状態を正確に把握しておくことが非常に重要である。

そこで、バッテリに流れる電流及びバッテリの端子電圧のうち少なくとも一方に基づいてバッテリの状態を検出する方法が色々提案されている。その一例として例えば、電流積算方法によるバッテリの充電状態検出方法が提案されている。この電流積算方法は、バッテリの初期残容量から放電電流の積算値を減算すると共に、充電電流の積算値を加算してバッテリから取り出せる電流量を積算するものである（特許文献１、２）。

また、バッテリの開回路電圧（＝平衡状態におけるバッテリの端子電圧）から下記の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出する方法も提案されている。
ＳＯＣ（％）＝｛（ＯＣＶｎ−ＯＣＶｅ）／（ＯＣＶｆ−ＯＣＶｅ）｝×１００
但し、ＯＣＶｎは現在のバッテリの開回路電圧、ＯＣＶｆは満充電状態の開回路電圧を示す。また、ＯＣＶｅは放電終止状態の開回路電圧であり、この開回路電圧以下ではバッテリを使用することができない。さらに、放電時のバッテリの放電電流とこれに対応する端子電圧とに基づいて、バッテリの内部抵抗や劣化状態などを検出する方法についても提案されている。

上述したバッテリの状態を検出する方法を実施する装置の構成としては、図５に示すものが提案されている。図中符号１で示すバッテリ状態検出装置（以下装置）は、例えば、エンジンに加えてモータジェネレータを有する車両に搭載されている。

この車両は、エンジンの出力をドライブシャフトからディファレンシャルケースを介して車輪に伝達して走行させる。また、この車両は、減速時や制動時にモータジェネレータをジェネレータ（発電機）として機能させ、運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ１１を充電させるように構成されている。また、バッテリ１１は車両に搭載された各負荷１３に電源を供給する。

また装置１は、バッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃを検出する電流センサ１５を備えている。上述した電流センサ１５の出力は電流検出回路１７に内蔵されたＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ２１（＝中央処理装置）に取り込まれる。また、装置１は、バッテリ１１に並列接続した１Ｍオーム程度の抵抗値を有し、バッテリ１１の端子電圧を検出する電圧センサとこの電圧センサの出力をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ２１に出力する電圧検出回路１９とを備えている。

また、ＣＰＵ２１には、入力回路２３を介してイグニッションスイッチＩＧが接続されている。さらに、ＣＰＵ２１には、通信Ｉ／Ｆ２５を介して車両の各部に配置されたＥＣＵ２７１〜２７ｎと通信可能になっている。また、２９は電源回路であり、バッテリ１１からの電源供給を受けて、電流センサ１５、電流検出回路１７、電圧検出回路１９及びＣＰＵ２１に電源を供給する。

上述したＣＰＵ２１はメインクロック３１及びサブクロック３３から供給されるクロックによって動作を行う。メインクロック３１から供給されるクロック周波数はサブクロック３３から供給されるクロック周波数より高くなっている。アクティブモード時ＣＰＵ２１はメインクロック３１からクロックが供給され高速に動作を行うことができる。一方、スリープモード時ＣＰＵ２１はサブクロック３３からクロックが供給され消費電力低減を図ることができる。また、３５はリセット回路であり、ＣＰＵ２１に電源を入れたとき、ＣＰＵ２１のリセット端子をＬレベルにしてＣＰＵ２１にリセット処理を行わせる回路である。

上述したＣＰＵ２１は、イグニッションスイッチＩＧのオンや、各ＥＣＵ２７１〜２７ｎ間の通信開始をきっかけにスリープモードからアクティブモードに移行し、予め定めたプログラムに従ってバッテリ１１の状態を検出する状態検出処理を行う。一方、ＣＰＵ２１は、イグニッションスイッチＩＧのオフや、各ＥＣＵ２７１〜２７ｎ間の通信停止をきっかけにアクティブモードからスリープモードに移行して上記状態検出処理を停止している。これにより、バッテリ１１の充放電が行われることがないイグニッションオフ期間やＥＣＵの通信停止期間に、ＣＰＵ２１をスリープモードにして消費電力を低減することができるため、バッテリ上がりを防止することができた。
特開平６−１４１４７３号公報特開２００２−１８１９０６号公報

しかしながら、車両においてはイグニッションスイッチＩＧやＥＣＵ２７１〜２７ｎを介さないで電源供給を受けるローカルな負荷が搭載されることがある。また、このようなローカルな負荷が最初から車両に搭載されていなくても、ユーザによってフォグランプなどの負荷を後付した場合、イグニッションスイッチＩＧやＥＣＵ２７１〜２７ｎなどを介さずに直接バッテリ１１から電源を取るように接続される可能性がある。

このようなローカルな負荷が搭載されると、イグニッションスイッチＩＧがオフ期間やＥＣＵ２７１〜２７ｎ同士の通信停止期間にも拘わらずローカルな負荷が駆動されてバッテリ１１が使用されることがある。

このため、従来のようにイグニッションスイッチＩＧのオフや、ＥＣＵ２７１〜２７ｎ同士の通信停止をきっかけにアクティブモードからスリープモードに移行して上記状態検出処理を停止すると、ローカルな負荷によりバッテリ１１が使用されているにも拘わらず状態検出処理が停止されているという事態が発生し、これによりバッテリ１１の状態検出精度が悪くなるという問題が生じていた。

この問題を解決するために常時ＣＰＵ２１をアクティブモードにして状態検出処理を行わせると、今度は、イグニッションスイッチＩＧのオフ期間、つまりバッテリ１１に対する充電が行われない期間におけるＣＰＵ２１の消費電流が大きくなりバッテリ上がりを招く恐れがあった。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、省電力化を図りつつ、バッテリの状態検出精度向上も図ったバッテリ状態検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、バッテリから直接電源供給を受けるローカル負荷を有する車両に搭載された前記バッテリに流れる電流を検出する電流センサ及び前記バッテリの端子電圧を検出する電圧センサのうち少なくとも一方と、予め定めたプログラムに従って前記電流センサ及び前記電圧センサによる検出結果の少なくとも一方に基づいて前記バッテリの状態を検出する状態検出処理を行う中央処理装置とを備えたバッテリ状態検出装置において、前記バッテリに流れる電流が閾値を超えたか否かを判断する判断手段をさらに備え、前記中央処理装置は、前記判断手段が前記閾値を超えていないと判断したときに前記状態検出処理を停止すると共に、前記判断手段が前記閾値を超えたと判断したときに前記状態検出処理を行うことを特徴とするバッテリ状態検出装置に存する。

請求項１記載の発明によれば、判断手段がバッテリに流れる電流が閾値を超えたか否かを判断する。中央処理装置は、判断手段が閾値を超えていないと判断したときに状態検出処理を停止すると共に、判断手段が閾値を超えたと判断したときに状態検出処理を行う。従って、バッテリが使用されていない間は判断手段がバッテリに流れる電流が閾値を超えていないと判断し中央処理装置が状態検出処理を停止する。しかも、車両のイグニッションスイッチオフ期間であってもローカル負荷に対してバッテリから電源供給が行われると、これに応じて判断手段がバッテリに流れる電流が閾値を超えたと判断し中央処理装置が状態検出処理を行うことができる。

請求項２記載の発明は、前記中央処理装置が前記状態検出処理を停止している間に前記電流センサに対する電源供給を遮断すると共に、前記中央処理装置が前記状態検出処理を行っている間に前記電流センサに電源を供給する電源制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のバッテリ状態検出装置に存する。

請求項２記載の発明によれば、電源制御手段は、中央処理装置が状態検出処理を停止している間に電流センサに対する電源供給を遮断すると共に、中央処理装置が状態検出処理を行っている間に電流センサに電源を供給する。従って、状態検出処理を停止し電流を検出する必要がない間は電流センサに対する電源を遮断することができる。

請求項３記載の発明は、前記中央処理装置は、前記状態検出処理を停止している間は当該中央処理装置に対する動作用クロック信号を停止するシャットダウン状態となると共に、前記状態検出処理を行っている間は当該中央処理装置に対する動作用クロック信号を供給するアクティブ状態となることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリ状態検出装置に存する。

請求項３記載の発明によれば、中央処理装置は、状態検出処理を停止している間はその中央処理装置に対する動作用クロック信号を停止するシャットダウン状態となると共に、状態検出処理を行っている間はその中央処理装置に対する動作用クロック信号を供給するアクティブ状態となる。従って、状態検出処理を停止している間、中央演算処理装置に対する動作用クロック信号を完全に停止することができる。

請求項４記載の発明は、前記判断手段は、前記バッテリに流れる電流が閾値を超えたときその旨を示す信号を出力するスイッチタイプのホールＩＣであることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のバッテリ状態検出装置に存する。

請求項４記載の発明によれば、判断手段が、バッテリに流れる電流が閾値を超えたときその旨を示すデジタル信号を出力するスイッチタイプのホールＩＣである。従って、スイッチタイプのホールＩＣを用いることにより、構成が簡単となると共にさらに省電力化を図ることができる。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、バッテリが使用されていない間は判断手段がバッテリに流れる電流が閾値を超えていないと判断し中央処理装置が状態検出処理を停止する。しかも、車両のイグニッションスイッチオフ期間であってもローカル負荷に対してバッテリから電源供給が行われると、これに応じて判断手段がバッテリに流れる電流が閾値を超えたと判断し中央処理装置が状態検出処理を行うことができるので、省電力化を図りつつ、バッテリ状態の検出精度の向上も図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、状態検出処理を停止し電流を検出する必要がない間は電流センサに対する電源を遮断することができるので、より一層省電力化を図り、バッテリ上がりを防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、状態検出処理を停止している間、中央演算処理装置に対する動作用クロック信号を完全に停止することができるので、より省電力化を図り、バッテリ上がりを防止することができる。

請求項４記載の発明によれば、スイッチタイプのホールＩＣを用いることにより、構成が簡単となると共にさらに省電力化を図ることができるので、コストダウン及び省電力化を図ることができる。

以下、本発明のバッテリ状態検出装置を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のバッテリ状態検出装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は、図１に示す環状コア１５１以外の電流センサ１５を構成するセンサ回路１５１を示す部分構成図である。図中符号１で示す本実施形態の装置は、エンジンに加えてモータジェネレータを有するハイブリッド車両に搭載されている。

そして、このハイブリッド車両は、通常はエンジンの出力のみをドライブシャフトからディファレンシャルケースを介して車輪に伝達して走行させる。また、この車両は、減速時や制動時にモータジェネレータをジェネレータ（発電機）として機能させ、運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ１１を充電させるように構成されている。ここで言うバッテリ１１は、鉛酸電池や、ニッケル水素、リチウムイオン電池などの二次電池を示す。また、バッテリ１１は車両に搭載された各負荷１３に電源を供給する。これら各負荷１３の中には、イグニッションスイッチＩＧやＥＣＵなどを介さずバッテリ１１から直接電源供給を受けるローカル負荷が含まれる。

本実施形態の装置１は、バッテリ１１の放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃを検出すると共に負荷動作を検出する負荷動作検出機能付き電流センサ１５（以下単に電流センサ１５）を備えている。この電流センサ１５は、バッテリ１１の放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃが流れるケーブルが貫通した環状コア１５１と、該環状コア１５１のギャップ部に設けられたセンサ回路１５２（図２参照）とを備えている。センサ回路１５２内には、図２に示すように、ホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂが内蔵されている。

上記ホール素子１５２ａは一対の入力端子及び一対の出力端子を有している。この一対の入力端子を介してホール素子１５２ａに電源を供給すると、一対の出力端子間には放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃに比例して発生する環状コア１５１のギャップ部内の磁界に応じた電圧が発生する。差動増幅器１５２ｂはこの出力端子間に発生した電圧をバッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃとして出力端子Ｔ１から出力する。このことから明らかなように環状コア１５１、ホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂがバッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃを検出する電流センサを構成している。上述した出力端子Ｔ１から出力されるバッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃは電流検出回路１７に内蔵されたＡ／Ｄ変換器（図示せず）によってＡ／Ｄ変換された後、ＣＰＵ２１（＝中央処理装置）に取り込まれる。

さらに、センサ回路１５２内には、環状コア１５１のギャップ内の磁界が放電電流Ｉｄの閾値に相当する値を超えたときにその旨を示すＨ又はＬレベルのウェイクアップ信号Ｓ２を出力端子Ｔ２から出力するスイッチングタイプのホールＩＣ１５２ｃを内蔵している。ウエイクアップ信号Ｓ２は入力回路３７を介してＣＰＵ２１に取り込まれる。このことから明らかなように環状コア１５１及びホールＩＣ１５２ｃがバッテリ１１に流れる電流が閾値を超えたか否かを判断する判断手段に相当する。また、センサ回路１５２は、ホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに電源を供給するための電源入力端子Ｔ３と、ホールＩＣ１５２ｃに電源を供給するための電源入力端子Ｔ４と、グランド端子Ｔ５とを有している。また、装置１は、バッテリ１１に並列接続した１Ｍオーム程度の抵抗値を有し、バッテリ１１の端子電圧を検出する電圧センサとこの電圧センサの出力をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ２１に出力する電圧検出回路１９とを備えている。なお、電圧検出回路１９としては、バッテリ１１の電圧を検出できるものであれば良く、上述した抵抗を使ったものに限定されない。

また、ＣＰＵ２１には、入力回路２３を介してイグニッションスイッチＩＧが接続されている。さらに、ＣＰＵ２１には、通信Ｉ／Ｆ２５を介して車両の各部に配置されたＥＣＵ２７１〜２７ｎと通信可能になっている。また、２９は電源回路であり、バッテリ１１からの電源供給を受けて、電流センサ１５、電流検出回路１７、電圧検出回路１９及びＣＰＵ２１に電源を供給する。この電源回路２９はＣＰＵ２１によって電源供給制御が可能となっている。

上述したＣＰＵ２１はメインクロック３１及びサブクロック３３から供給されるクロックによって動作を行う。メインクロック３１から供給されるクロック周波数はサブクロック３３から供給されるクロック周波数より高くなっている。アクティブモード時ＣＰＵ２１はメインクロック３１からクロックが供給され高速に動作を行うことができる。一方、スリープモード時ＣＰＵ２１はサブクロック３３からクロックが供給され消費電力低減を図ることができる。また、３５はリセット回路であり、ＣＰＵ２１に電源を入れたとき、ＣＰＵ２１のリセット端子をＬレベルにしてＣＰＵ２１にリセット処理を行わせる回路である。ＣＰＵ２１は予め定めたプログラムに従ってバッテリの放電電流、充電電流及び端子電圧に基づいてバッテリ１１の状態を検出する状態検出処理を行う。

上述した構成のバッテリ状態検出装置の動作について図３に示すＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートを参照して以下説明する。スイッチングタイプのホールＩＣ１５２ｃは、ＣＰＵ２１のスリープモード、アクティブモードに関係なく常に電源入力端子Ｔ４を介して電源回路２９から電源供給を受けており、バッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を超えたときにＨ又はＬレベルのウエイクアップ信号Ｓ２を出力する。まず、ＣＰＵ２１は、車両搭載に応じて電源回路２９からの電源供給を受けると処理を開始する。

まずＣＰＵ２１は、例えば、バッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を超え、スイッチングタイプのホールＩＣ１５２ｃからＨレベルのウエイクアップ信号Ｓ２が入力回路２３を介して供給されると、ウエイクアップ条件が成立したと判断して（ステップＳ１）、メインクロック３１からクロックを出力させると共にサブクロック３３によるクロックを停止させて装置１を起動させる（ステップＳ２）。これによりＣＰＵ２１はアクティブモードとなる。ここでＣＰＵ２１は、例えば、１ｗ）バッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を越えウエイクアップ信号Ｓ２が出力される他、２ｗ）イグニッションスイッチＩＧがオンされた、３ｗ）ＥＣＵ２７１〜２７ｎ同士の通信が行われているという３つの条件１ｗ）、２ｗ）、３ｗ）の何れか一つでも成立したときウエイクアップ条件が成立したと判断する。

次に、ＣＰＵ２１は、電源制御手段として働き、電源回路２９を制御して電源入力端子Ｔ３を介してホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに対する電源供給を開始する（ステップＳ３）。

この電源供給に応じてセンサ回路１５２の出力端子Ｔ１からバッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃが出力される。次に、ＣＰＵ２１は、状態検出処理として働き、出力端子Ｔ１から出力される放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃ及び電圧検出回路１９から出力されるバッテリ１１の端子電圧Ｖｂを取り込み（ステップＳ４）、この取り込んだ放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃ及びバッテリの端子電圧Ｖｂに基づいてバッテリ１１の状態を検出する状態検出処理を行う（ステップＳ５）。この状態検出処理としては、従来で説明したように、バッテリ１１の初期残容量から放電電流の積算値を減算すると共に、充電電流の積算値を加算してバッテリ１１から取り出せる電流量（電流時間積）を求めたり、バッテリ１１の開回路電圧からＳＯＣを求めたり、また放電時のバッテリ１１の放電電流Ｉｄとこれに対応する端子電圧とに基づいて、バッテリ１１の内部抵抗や劣化度などを求めるものが知られている。

その後、状態検出処理によって検出したバッテリ１１から取り出せる電流量（電流時間積）、ＳＯＣ、内部抵抗及び劣化度などのパラメータを通信Ｉ／Ｆ２５及び通信ラインＬを介して他のＥＣＵ２７１〜２ｎに対して送信するデータ送信処理を行った後（ステップＳ６）、ステップＳ１に戻る。

一方、ウエイクアップ条件が成立しないとき（ステップＳ１でＮ）、即ち１Ｓ）バッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値以下でありウエイクアップ信号Ｓ２が出力されていない、２Ｓ）イグニッションスイッチＩＧがオフされている、３Ｓ）ＥＣＵ２７１〜２７ｎ同士の通信が行われていないという３つの条件が揃いスリープ条件が成立したと判断できるとき、ＣＰＵ２１は、電源制御手段として働き、電源回路２９を制御して電源入力端子Ｔ３を介してのホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに対する電源供給を停止させた後、サブクロック３３によるクロックを出力させると共にメインクロック３１によるクロックを停止させて装置１をスリープモードに移行した後（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。

上述したバッテリ状態検出装置によれば、スイッチングタイプのホールＩＣ１５２ｃがバッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を超えたときウエイクアップ信号Ｓ２を出力し、閾値以下のときウエイクアップ信号Ｓ２の出力を停止する。ＣＰＵ２１は、イグニッションスイッチＩＧがオフ、かつ、ＥＣＵ２７１〜２７ｎ同士の通信が行われていない期間に限り、ウエイクアップ信号Ｓ２の出力が停止されるとアクティブモードからスリープモードに移行して状態検出処理を停止すると共に、ウエイクアップ信号Ｓ２が出力されるとスリープモードからアクティブモードに移行して状態検出処理を行う。

従って、バッテリ１１が使用されておらずイグニッションスイッチＩＧオフ、ＥＣＵ２７１〜２７ｎ間の通信停止、ウエイクアップ信号Ｓ２の出力停止の３つの条件が全て揃うスリーブ条件が成立するとＣＰＵ２１はアクティブモードからスリープモードに移行して状態検出処理を停止する。しかも、車両のイグニッションオフ期間であってもローカルで駆動する負荷１３に対してバッテリ１１から電源供給が行われると、これに応じてバッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を超えてホールＩＣ１５２ｃがウエイクアップ信号Ｓ２を出力する。これによってＣＰＵ２１がスリープモードからアクティブモードに移行してステップＳ４の状態検出処理を行うことができるので、省電力化を図りつつ、バッテリ状態の検出精度の向上も図ることができる。

また、上述したバッテリ状態検出装置によれば、ＣＰＵ２１は、スリープモードからアクティブモードに移行したときに電流センサを構成するホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに対する電源供給を開始して（ステップＳ３）、状態検出処理を行っている間はホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに電源を供給すると共に、アクティブモードからスリープモードに移行する前にホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに対する電源供給を停止して（ステップＳ７）、状態検出処理を停止している間はホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに対する電源供給を遮断する。従って、状態検出処理を停止し電流を検出する必要がない間はホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに対する電源を遮断することができ、より一層省電力化を図り、バッテリ上がりを防止することができる。

また、上述したバッテリ状態検出装置によれば、ホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂに対する電源供給を遮断してもバッテリ１１に閾値を超えた放電電流Ｉｄが流れているか否かを判断できるように、判断手段としてはセンサ回路１５２の出力端子Ｔ１から出力される放電電流Ｉｄに基づいて閾値を超えたか否かを判断しない構成となっている。

また、上述したバッテリ状態検出装置によれば、判断手段として、バッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を超えたときその旨を示す信号を出力するスイッチタイプのホールＩＣ１５２ｃを用いている。従って、スイッチタイプのホールＩＣ１５２ｃを用いることにより、構成が簡単となると共にさらに省電力化を図ることができる。

なお、上述した実施形態によれば、バッテリ状態検出装置は環状コア１５１、ホール素子１５２ａ及び差動増幅器１５２ｂから構成される電流センサ１５及び電圧センサの両方を備えていた。しかしながら、本発明はこれに限らず、電流センサ１５及び電圧センサの何れか一方のみを備え、ＣＰＵ２１が出力端子Ｔ１から出力される放電電流Ｉｄ、充電電流Ｉｃ及び電圧検出回路１９から出力されるバッテリの端子電圧Ｖｂの何れか一方のみに基づいてバッテリ１１の状態を検出する状態検出処理を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態によれば、イグニッションスイッチＩＧがオフ、かつ、ＥＣＵ２７１〜２７ｎ間の通信が行われていない期間に限り、ウエイクアップ信号Ｓ２の出力が停止されると状態検出処理を停止すると共に、ウエイクアップ信号Ｓ２が出力されると状態検出処理を行っていた。逆に、上記期間以外、つまり、イグニッションスイッチＩＧのオン期間又はＥＣＵ２７１〜２７ｎの通信が行われる期間は、ウエイクアップ信号Ｓ２の出力状態に関わらず状態検出処理を行っている。

しかしながら、本発明はこれに限らず、例えば、常時、ウエイクアップ信号Ｓ２の出力が停止されると状態検出処理を停止すると共に、ウエイクアップ信号Ｓ２が出力されると状態検出処理を行ってもよい。

また、上述した実施形態によれば、電流センサとして一対の出力端子間にギャップ内の磁界に応じた電圧が生じるホール素子１５２ａを用いていた。しかしながら、電流センサとしてはこれに限らず、例えば、一つの出力端子とグランドとの間にギャップ内の磁界に応じた電圧が生じるリニアタイプのホールＩＣ１５２ａ′を用いることも考えられる。この場合、図４に示すように、差動増幅器１５２ｂを必要とせず、ホールＩＣ１５２ａ′の出力をそのまま放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃとして出力端子Ｔ１から出力させることができる。

さらに、上述した実施形態によれば、環状コア１５１及びホール素子１５２ａから構成される電流センサを用いていたが、電流センサとしてはバッテリ１１に流れる電流に応じた電流信号を出力するものであればよく、例えば、バッテリ１１の放電電流Ｉｄ及び充電電流Ｉｃが流れるセンス抵抗と、このセンス抵抗の両端電圧を放電電流Ｉｄ又は充電電流Ｉｃとして出力する差動増幅器とで電流センサを構成することも考えられる。しかしながら、センス抵抗を用いた電流センサでは、電力ロスがあり、また大電流を検出する車両には適していない。さらに大電流を測定するには、抵抗値の小さい高電力のセンス抵抗が必要になり、発熱の問題も生じるため、本実施形態で用いた環状コア１５１及びホール素子１５２ａから構成される電流センサの方が好適である。

また、状態検出処理を停止している間は、ＣＰＵ２１やメインクロック３１及びサブクロック３３に対する電源供給を遮断するシャットダウン状態にすることも考えられる。この場合、状態検出処理を停止している期間中にＣＰＵ２１に対するクロックを完全に停止することができるため、より省電力化を図り、バッテリ上がりを防止することができる。

また、上述した実施形態によれば、判断手段として、バッテリ１１に流れる放電電流Ｉｄが閾値を超えたときその旨を示すウエイクアップ信号Ｓ２を出力するスイッチタイプのホールＩＣ１５２ｃを用いていた。しかしながら、本発明はこれに限らず、状態検出処理停止時にシャットダウン状態にまでする必要がなければ、例えば、ＣＰＵ２１を判断手段として機能させ、センサ回路１５２の出力端子Ｔ１から出力される放電電流Ｉｄに基づいてバッテリ１１に流れる電流が閾値を超えたか否かを判断する判断処理をＣＰＵ２１に行わせてもよい。この場合もＣＰＵ２１が判断処理によりバッテリ１１に流れる電流が閾値を超えていないと判断している間は、判断処理のみが行われ状態検出処理は行われないため省電力化を図ることができる。

また、判断手段としては、車両に搭載されたバッテリ１１に流れる電流を検出する電流センサ及び該電流センサからの検出結果と閾値とを比較するコンパレータを組み合わせたものであってもよい。また、上記電流センサとしては、状態検出用の電流センサを流用してもよい。

また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明のバッテリ状態検出装置の一実施形態を示すブロック図である。図１に示す環状コア１５１以外の電流センサ１５を構成するセンサ回路１５２を示す部分構成図である。図１に示すＣＰＵ２１の処理手順を示すフローチャートである。図１に示すセンサ回路１５２の他の実施例を示す回路図である。従来のバッテリ状態検出装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１１バッテリ
１３各負荷
１５１環状コア
１５２ａホール素子
１５２ａ′ ホールＩＣ
１５２ｂ差動増幅器
１５２ｃホールＩＣ
１７電流検出回路
２１ＣＰＵ
Ｉｄ放電電流
Ｉｃ充電電流
Ｖｂバッテリの端子電圧

Claims

バッテリから直接電源供給を受けるローカル負荷を有する車両に搭載された前記バッテリに流れる電流を検出する電流センサ及び前記バッテリの端子電圧を検出する電圧センサのうち少なくとも一方と、予め定めたプログラムに従って前記電流センサ及び前記電圧センサによる検出結果の少なくとも一方に基づいて前記バッテリの状態を検出する状態検出処理を行う中央処理装置とを備えたバッテリ状態検出装置において、
前記バッテリに流れる電流が閾値を超えたか否かを判断する判断手段をさらに備え、
前記中央処理装置は、前記判断手段が前記閾値を超えていないと判断したときに前記状態検出処理を停止すると共に、前記判断手段が前記閾値を超えたと判断したときに前記状態検出処理を行うことを特徴とするバッテリ状態検出装置。
前記中央処理装置が前記状態検出処理を停止している間に前記電流センサに対する電源供給を遮断すると共に、前記中央処理装置が前記状態検出処理を行っている間に前記電流センサに電源を供給する電源制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のバッテリ状態検出装置。
前記中央処理装置は、前記状態検出処理を停止している間は当該中央処理装置に対する動作用クロック信号を停止するシャットダウン状態となると共に、前記状態検出処理を行っている間は当該中央処理装置に対する動作用クロック信号を供給するアクティブ状態となることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリ状態検出装置。
前記判断手段は、前記バッテリに流れる電流が閾値を超えたときその旨を示す信号を出力するスイッチタイプのホールＩＣであることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のバッテリ状態検出装置。