JP2007216707A - Device and method for determining battery degradation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バッテリ劣化判定装置、およびバッテリ劣化判定方法に関し、特に車両のバッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定装置、およびバッテリ劣化判定方法に関する。 The present invention relates to a battery deterioration determination device and a battery deterioration determination method, and more particularly to a battery deterioration determination device and a battery deterioration determination method for determining deterioration of a vehicle battery.
近年、急速な自動車普及に伴って自動車の快適性・安全性・利便性の向上に対するニーズが高まっている。そのため、自動車に取り付けられるエアコンやナビゲーションなどの車載電装品が急増している。それによって、バッテリの負荷が増大し、バッテリの劣化やバッテリ上がりが懸念されている。 In recent years, with the rapid spread of automobiles, there is an increasing need for improving the comfort, safety and convenience of automobiles. For this reason, the number of in-vehicle electrical components such as air conditioners and navigations attached to automobiles is increasing rapidly. As a result, the load on the battery increases, and there is a concern that the battery will deteriorate or run out.
そこで、従来、エンジン始動時のバッテリ電圧の落ち幅によってバッテリ劣化判定を行うバッテリ劣化判定装置がある。また、従来、電流量積算手段がバッテリ残容量が第1の値に設定されてから第2の値になるまでの間にバッテリの出力電流および回生電流を積算し、劣化判定手段がこの積算値があらかじめ設定された劣化判定値以下である場合に、前記バッテリが劣化しているか判断するバッテリ劣化判断装置がある(特許文献1参照)。
しかし、バッテリの電力が供給される部品、装置などに異常や故障があると、大幅な電圧降下が生じる場合があるため、バッテリ電圧の落ち幅によってバッテリ劣化を判定すると、バッテリの劣化判定を誤ってしまうおそれがあるという問題があった。 However, if there is an abnormality or failure in parts or devices to which battery power is supplied, a significant voltage drop may occur. There was a problem that there was a risk of being.
たとえば、スタータにかみ込みが発生し、大幅な電圧降下が発生すると、バッテリが正常であるにもかかわらずバッテリが劣化していると判定してしまう場合がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、バッテリの内部抵抗によりバッテリの劣化を適正に判定するバッテリ劣化判定装置、およびバッテリ劣化判定方法を提供することを目的とする。
For example, when the starter is bitten and a large voltage drop occurs, it may be determined that the battery is deteriorated even though the battery is normal.
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a battery deterioration determination device and a battery deterioration determination method that appropriately determine the deterioration of the battery based on the internal resistance of the battery.
本発明では上記問題を解決するために、エンジン始動時の前記バッテリの電圧振れ幅を検出する電圧検出手段と、エンジン始動時の前記バッテリの電流振れ幅を検出する電流検出手段と、前記電圧振れ幅と前記電流振れ幅とから前記バッテリの実内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、前記バッテリが正常とされる判定用内部抵抗が記憶された内部抵抗記憶手段と、前記実内部抵抗と前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定手段とを有することを特徴とするバッテリ劣化判定装置が提供される。 In the present invention, in order to solve the above problem, voltage detection means for detecting a voltage fluctuation width of the battery at the time of starting the engine, current detection means for detecting a current fluctuation width of the battery at the time of engine startup, and the voltage fluctuation An internal resistance calculating means for calculating an actual internal resistance of the battery from a width and the current fluctuation width; an internal resistance storing means for storing an internal resistance for determination that the battery is normal; and the actual internal resistance and the There is provided a battery deterioration determination device comprising battery deterioration determination means for determining deterioration of the battery by a determination internal resistance.
このようなバッテリ劣化判定装置によれば、エンジン始動時のバッテリの電圧振れ幅と電流振れ幅とからバッテリの実内部抵抗を算出する。そして、算出した実内部抵抗と内部抵抗記憶手段にあらかじめ記憶されているバッテリの電力が正常とされる判定用内部抵抗とによって、バッテリの劣化を判定する。これにより、バッテリの電力が供給される部品、装置などに異常があってもバッテリの内部抵抗は影響されることがないので、バッテリの劣化判定を適正に行える。 According to such a battery deterioration determination device, the actual internal resistance of the battery is calculated from the voltage fluctuation width and current fluctuation width of the battery when the engine is started. Then, the deterioration of the battery is determined based on the calculated actual internal resistance and the determination internal resistance that is stored in advance in the internal resistance storage means so that the battery power is normal. As a result, even if there is an abnormality in a component, device, or the like to which the battery power is supplied, the internal resistance of the battery is not affected, so that the battery deterioration can be properly determined.
本発明のバッテリ劣化判定装置によれば、エンジン始動時のバッテリの電圧振れ幅と電流振れ幅とからバッテリの実内部抵抗を算出する。そして、算出した実内部抵抗と内部抵抗記憶手段にあらかじめ記憶されているバッテリが正常とされる判定用内部抵抗とによって、バッテリの劣化を判定するようにした。 According to the battery deterioration determination device of the present invention, the actual internal resistance of the battery is calculated from the voltage fluctuation width and current fluctuation width of the battery at the time of starting the engine. Then, the deterioration of the battery is determined based on the calculated actual internal resistance and the determination internal resistance stored in advance in the internal resistance storage means.
このように、バッテリの内部抵抗を算出し、バッテリの劣化を判定するので、バッテリの電力が供給される部品、装置などに異常があっても影響されることなく、適正にバッテリの劣化判定を行うことができる。 In this way, the internal resistance of the battery is calculated and the deterioration of the battery is determined. Therefore, even if there is an abnormality in the parts and devices to which the battery power is supplied, the battery deterioration is properly determined. It can be carried out.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
〔第1の実施の形態〕
図1は、本実施の形態に適用される発明の概念図である。図1に示すように、バッテリ劣化判定装置1とバッテリ2とが接続されている。バッテリ劣化判定装置1は、電圧・電流検出手段1a、内部抵抗算出手段1b、内部抵抗記憶手段1c、およびバッテリ劣化判定手段1dを備えている。なお、本実施の形態では電圧・電流検出手段1aが一体型であるが、電圧検出手段と、電流検出手段が別々であってもよい。また、バッテリ劣化判定装置は、エンジン制御装置や電源制御装置などの他の制御装置と一体型であってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a conceptual diagram of the invention applied to this embodiment. As shown in FIG. 1, a battery
電圧・電流検出手段1aは、バッテリ2が出力する電圧の振れ幅の最大値である電圧振れ幅と電流の振れ幅の最大値である電流振れ幅を検出する。内部抵抗算出手段1bは、電圧・電流検出手段1aが検出した電圧振れ幅と電流振れ幅からバッテリの内部抵抗を算出する。内部抵抗記憶手段1cは、バッテリ2が正常である場合、つまり劣化していない場合の内部抵抗が記憶されている。バッテリ劣化判定手段1dは、内部抵抗算出手段1bが算出した実内部抵抗と、内部抵抗記憶手段1cに記憶されている判定用内部抵抗とを比較し、バッテリ2が劣化しているか否かを判定する。
The voltage / current detection means 1a detects a voltage fluctuation width which is the maximum value of the voltage fluctuation width output from the
このように、電圧振れ幅と電流振れ幅の両方を検出し、実内部抵抗を算出し、判定用内部抵抗と比較する。バッテリ2が劣化すると、バッテリ2の内部抵抗の値が増大することが知られており、バッテリ2の電力が供給される部品、装置などに異常があっても影響されることなく、適正に劣化判定することができる。
Thus, both the voltage fluctuation width and the current fluctuation width are detected, the actual internal resistance is calculated, and compared with the determination internal resistance. It is known that when the
次に、本発明のバッテリ劣化判定装置をマスタECUに適用した場合の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図2は、本実施の形態に係るシステム構成例を示す図である。図2に示すとおり、マスタECU(Electronic Control Unit)100、バッテリ200、オルタネータ(ALT)300、およびスタータ(STT)400のセンサ値がバス500を介して接続されている。また、マスタECU100には、報知部600が接続されている。
Next, an embodiment when the battery deterioration determination device of the present invention is applied to a master ECU will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration example according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, sensor values of a master ECU (Electronic Control Unit) 100, a battery 200, an alternator (ALT) 300, and a starter (STT) 400 are connected via a bus 500. In addition, a
マスタECU100は、スタータ400始動直前のバッテリ200の出力電圧である始動直前電圧と、スタータ400始動時のバッテリ200の最低出力電圧である始動時最低電圧を検出する。また、スタータ400始動直前のバッテリ200の電流量である始動直前電流量と、スタータ400始動時のバッテリ200の最大放電電流量である始動時最大電流量を検出する。また、そのときバッテリ200の電解液であるバッテリ液の液温(以下、バッテリ液温度という。)を検出する。
The
そして、始動時直前電圧と始動時最低電圧から、スタータ400を始動したときに振れた電圧の振れ幅の最大値である電圧振れ幅と、始動直前電流量と始動時最大電流量から、スタータ400を始動したときに振れた電流の振れ幅の最大値である電流振れ幅とを得て、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出する。
Then, from the voltage immediately before starting and the minimum voltage at starting, the
また、マスタECU100は、バッテリ200が正常である場合の電流振れ幅と電圧振れ幅の比(以下、理論比という。)を、バッテリ液温度ごとに記憶した記憶装置を有している。マスタECU100は、スタータ400を始動したときに取得したバッテリ液温度に対応する理論比を記憶装置から取得し、スタータ400を始動したときに算出したバッテリ200の電流振れ幅と電圧振れ幅の比と比較してバッテリ200の劣化判定を行う。そして、バッテリ200が劣化していると判定した場合には、報知部600を用いて報知する。
Master ECU 100 also includes a storage device that stores a ratio of current fluctuation width to voltage fluctuation width (hereinafter referred to as a theoretical ratio) when battery 200 is normal for each battery liquid temperature. The
バッテリ200は、自動車に搭載されている電装品に電力を供給する。また、バッテリ200には、出力電圧を計る電圧計210、電流量を計る電流計220、およびバッテリ液温度を計る液温計230が接続されている。
The battery 200 supplies power to the electrical components mounted on the automobile. The battery 200 is connected to a
オルタネータ300は、自動車のエンジン駆動中にバッテリ200に対して電力を供給して充電する。また、バッテリ200以外にも車内のコンピュータや燃料噴射インジェクタなどの補機へも電力を供給する。スタータ400は、バッテリ200から電力を受け、自動車のエンジンを始動する。
The
図3は、本実施の形態に用いるマスタECUのハードウェア構成例を示す図である。図3に示すように、マスタECU100は、マイクロコンピュータ(マイコン)101、I/F(InterFace)102、およびバス103を備えており、I/F102を介して、たとえば外部のバス500と接続されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the master ECU used in the present embodiment. As shown in FIG. 3, the master ECU 100 includes a microcomputer 101, an I / F (InterFace) 102, and a
マイコン101は、CPU(Central Processing Unit)101a、ROM(Read Only Memory)101b、およびRAM(Random Access Memory)101cを有している。マスタECU100は、CPU101aによって装置全体が制御されている。CPU101aには、マイコン101の内部のバス101dを介してROM101bおよびRAM101cが接続されている。
The microcomputer 101 includes a CPU (Central Processing Unit) 101a, a ROM (Read Only Memory) 101b, and a RAM (Random Access Memory) 101c. As for master ECU100, the whole apparatus is controlled by CPU101a. A
RAM101cには、CPU101aに実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM101cには、CPU101aによる処理に必要な各種データが保存される。ROM101bには、OSやアプリケーションプログラムが格納される。
The
なお、マスタECU100のハードウェアは、図3に示した構成に限るものではない。たとえば、バス103にROMを接続し、このROMにOSやアプリケーションプログラムを格納するようにしてもよい。また、バス103にRAMを接続し、このRAMにデータを一時的に保持するようにしてもよい。以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。
Note that the hardware of the master ECU 100 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, a ROM may be connected to the
次に、マスタECU100が有する処理機能について説明する。
図4は、本実施の形態のマスタECUの処理機能を示す図である。図4に示すように、マスタECU100は、バッテリ状態検出部110、カウンタ120、所定時間決定部130、時間比較部140、バッテリ劣化判定部150、および理論比記憶部160を有している。また、マスタECU100には、報知部600が接続されている。
Next, processing functions of the
FIG. 4 is a diagram showing processing functions of the master ECU of the present embodiment. As shown in FIG. 4, the
バッテリ状態検出部110は、バッテリ200に接続されている電圧計210、電流計220、および液温計230から電圧値、電流値、およびバッテリ液温度を検出する。検出した情報は、バッテリ200が劣化しているか否かの判定に用いられる。バッテリ200は、劣化すると内部抵抗が増加することが知られている。(電圧値)=(電流値)×(抵抗値)なので、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を求め、理論比記憶部160に記憶されている理論比と比較をすることによってバッテリ200が劣化しているか否かを判定することができる。
The battery
カウンタ120は、バッテリ200の内部状態が安定したか否かを判断するための経過時間を計測するためのカウントを行う。また、カウンタ120は、バッテリ状態検出部110からのクリア信号を受けてクリアされる。カウンタ120は、不図示のエンジンに備えられているECUからエンジンが停止したことを通知するエンジン停止信号を受けるとカウンタ120がクリアされる。つまり、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときからの時間経過によってバッテリ200の内部状態が安定しているかを判断するために、カウンタ120で時間を計測する。
The
所定時間決定部130は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があった後にバッテリ状態検出部110が検出したバッテリ液温度、およびバッテリ200の電圧に基づいて所定時間を算出する。バッテリ200の内部状態は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ200が出力する出力電圧と、バッテリ液温度から決定できる。以下、所定時間を算出するときのバッテリ200が出力する出力電圧と所定時間、およびバッテリ液温度と補正値の関係を示すグラフを用いて詳細に説明する。
The predetermined
図5は、バッテリの電圧と所定時間の関係を示す図である。図5に示すように、所定時間グラフ700は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ200の電圧に基づいて所定時間が一意に決まることを示している。また、電圧が高くなると急激に所定時間が長くなる。つまり、バッテリ200の内部状態が安定するまでに時間がかかることを示している。所定時間グラフ700は、バッテリ液温度が25〔℃〕のときのバッテリ200の電圧と所定時間の関係を示したグラフである。バッテリ液温度が変化すると、バッテリ200の内部状態が安定するまでの時間も変化する。そこで、エンジン停止後、もしくは所定放電があった後のバッテリ液温度によって、図5より取得した所定時間を補正する。 FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the battery voltage and a predetermined time. As shown in FIG. 5, the predetermined time graph 700 indicates that the predetermined time is uniquely determined based on the voltage of the battery 200 when the engine is turned off or when there is a predetermined discharge. In addition, the predetermined time increases abruptly as the voltage increases. That is, it shows that it takes time until the internal state of the battery 200 is stabilized. The predetermined time graph 700 is a graph showing the relationship between the voltage of the battery 200 and the predetermined time when the battery liquid temperature is 25 [° C.]. When the battery liquid temperature changes, the time until the internal state of the battery 200 stabilizes also changes. Therefore, the predetermined time obtained from FIG. 5 is corrected by the battery liquid temperature after the engine is stopped or after a predetermined discharge has occurred.
図6は、バッテリ液温度と補正値の関係を示す図である。図6に示すように、所定時間補正グラフ710は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ液温度に基づいて補正値が一意に決まることを示している。たとえば、25〔℃〕のときに補正値は1であり、図5で取得した所定時間を、そのままバッテリ200の内部状態が安定するまでの時間として用いることができる。25〔℃〕より温度が低い場合には、内部状態が安定するまでに要する時間は長くなるので、補正値は1より大きくなる。また、25〔℃〕より高い場合には、内部状態は早く安定することができるので、補正値は1より小さくなる。 FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the battery liquid temperature and the correction value. As shown in FIG. 6, the predetermined time correction graph 710 indicates that the correction value is uniquely determined based on the battery liquid temperature when the engine is turned off or when there is a predetermined discharge. For example, the correction value is 1 at 25 [° C.], and the predetermined time acquired in FIG. 5 can be used as it is until the internal state of the battery 200 is stabilized. When the temperature is lower than 25 [° C.], the time required for the internal state to become stable becomes longer, so the correction value becomes larger than 1. When the temperature is higher than 25 [° C.], the internal state can be stabilized quickly, so that the correction value is smaller than 1.
以上の所定時間グラフ700と所定時間補正グラフ710から得られた値を乗算することによってバッテリ200の内部状態が安定するまでの時間、つまり所定時間が決定される。 By multiplying the predetermined time graph 700 and the value obtained from the predetermined time correction graph 710, the time until the internal state of the battery 200 is stabilized, that is, the predetermined time is determined.
図4に戻り、本実施の形態のマスタECU100の処理機能の説明をする。
時間比較部140は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってからの時間を算出する。また、所定時間決定部130が決定した所定時間と比較を行い、所定時間より時間が経過しているか否かを判断する。バッテリ劣化判定部150は、バッテリ状態検出部110からスタータ400始動中の最低電圧と最大電流、および最低電圧と最大電流を出力したときのバッテリ液温度を取得する。また、スタータ400始動前のバッテリ電圧と電流を取得する。そして、取得した電圧値と電流値から電圧振れ幅および電流振れ幅を算出し、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出する。理論比記憶部160は、バッテリ液温度に理論比を対応づけた理論比テーブルを記憶している。バッテリ劣化判定部150は、理論比記憶部160からバッテリ液温度に応じた理論比を読み出し、算出した比と比較することによってバッテリ200が劣化しているか否かを判定する。バッテリ劣化判定部150は、バッテリが劣化していると判定すると報知部600を用いて報知する。たとえば、自動車のパネルに備えられたバッテリ劣化を示す警告灯を点灯することによって、ユーザにバッテリ200の劣化を報知する。
Returning to FIG. 4, the processing function of
The
図7は、スタータを始動したときのバッテリの電圧と電流の変化の様子を示した図である。図7(A)は、電圧の変化を示した波形であり、図7(B)は、電流の変化を示した波形である。電圧値は、スタータ400を始動すると大きく変化し、徐々にスタータ400始動前の電圧値に戻ることがわかる。そのスタータ400が駆動しているときの電圧のうち、スタータ400始動前との差が一番大きくなる電圧とスタータ400始動前の電圧の差を電圧振れ幅とする。また、電流も同様に、スタータ400が駆動しているときの電流のうち、スタータ400始動前との差が一番大きくなる電流とスタータ400始動前の電流の差を電流振れ幅とする。
FIG. 7 is a diagram showing how the voltage and current of the battery change when the starter is started. FIG. 7A is a waveform showing a change in voltage, and FIG. 7B is a waveform showing a change in current. It can be seen that the voltage value changes greatly when the
図8は、バッテリ液温度と理論比の関係を示す図である。図8に示すように、液温理論比グラフ720は、バッテリ液温度と、バッテリ200の電圧と電流の理論比の関係を示している。スタータ400始動時のバッテリ液温度を、液温理論比グラフ720中に点線で示している。また、点線とグラフの交点に示す丸821は、スタータ400始動時の理論比を示しており、点線上のもう1つの丸822は、バッテリ劣化判定部150が算出した電流振れ幅と電圧振れ幅の比の一例を示している。丸822は、丸821より比が小さいためバッテリが劣化していることを示している。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the battery liquid temperature and the theoretical ratio. As shown in FIG. 8, the liquid temperature theoretical ratio graph 720 shows the relationship between the battery liquid temperature and the theoretical ratio between the voltage and current of the battery 200. The battery liquid temperature at the start of the
図9は、理論比記憶部に記憶されている理論比テーブルのデータ構造を示す図である。図9に示すとおり、理論比テーブル161には、バッテリ液温度と理論比の欄が設けられている。各欄の縦方向に並べられた情報同士が互いに関連づけられている。バッテリ液温度の欄には、バッテリ液温度が設定されている。図9の例では、−40から20℃間隔で40までが設定されている。また理論比の欄には、X1〜X5までの理論比が設定されている。X1〜X5の値は、X1<X2<X3<X4<X5である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a data structure of a theoretical ratio table stored in the theoretical ratio storage unit. As shown in FIG. 9, the theoretical ratio table 161 has columns for battery liquid temperature and theoretical ratio. Information arranged in the vertical direction of each column is associated with each other. The battery liquid temperature is set in the battery liquid temperature column. In the example of FIG. 9, -40 to 40 are set at 20 ° C. intervals. In the theoretical ratio column, theoretical ratios from X1 to X5 are set. The values of X1 to X5 are X1 <X2 <X3 <X4 <X5.
以上のような機能およびデータを有しているマスタECU100により、以下の処理が行われる。
図10は、マスタECUによるバッテリ劣化判定処理の手順を示すフローチャートである。以下、図10に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。
The following processing is performed by the
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of battery deterioration determination processing by the master ECU. In the following, the process illustrated in FIG. 10 will be described in order of step number. This process is repeatedly executed when the ignition switch is turned on.
〔ステップS11〕バッテリ状態検出部110は、所定条件が成立しているか否か判断する。所定条件が成立している場合には、処理をステップS12へ進め、成立していない場合には、処理をステップS24へ進める。なお、所定条件とは、バッテリ200の内部状態が安定しており、バッテリ200の劣化判定を行えるときの条件である。所定条件については後述する。
[Step S11] The battery
〔ステップS12〕バッテリ状態検出部110は、バッテリ200に接続されている電圧計210と電流計220からバッテリ200の電圧値と電流値を検出する。
〔ステップS13〕バッテリ状態検出部110は、スタータ400が始動したか否かを判断する。スタータ400が始動した場合には、処理をステップS14へ進め、始動していない場合にはリターンする。
[Step S12] The battery
[Step S13] The battery
〔ステップS14〕バッテリ状態検出部110は、バッテリ200の電圧値と電流値を検出する。
〔ステップS15〕バッテリ状態検出部110は、上述ステップS14で検出した電圧値が最低電圧か否かを判断する。最低電圧である場合には、処理をステップS16へ進め、最低電圧でない場合には、処理をステップS14へ進める。
[Step S14] The battery
[Step S15] The battery
〔ステップS16〕バッテリ状態検出部110は、最低電圧と判断された電圧値を記憶する。
〔ステップS17〕バッテリ状態検出部110は、上述ステップS14で検出した電流値が最大電流か否かを判断する。最大電流である場合には、処理をステップS18へ進め、最大電流でない場合には、処理をステップS14へ進める。
[Step S16] The battery
[Step S17] The battery
〔ステップS18〕バッテリ状態検出部110は、最大電流と判断された電流値を記憶する。
〔ステップS19〕バッテリ状態検出部110は、最低電圧および最大電流と判断されたときのバッテリ液温度を液温計230から検出して記憶する。
[Step S18] The battery
[Step S19] The battery
〔ステップS20〕バッテリ状態検出部110は、スタータ400が止まったかどうかを判断する。スタータ400が止まったと判断した場合には、処理をステップS21へ進め、スタータ400が止まっていないと判断した場合には、処理をステップS14へ進める。
[Step S20] The battery
〔ステップS21〕バッテリ状態検出部110は、上述ステップS16およびステップS18記憶したスタータ400始動時の最低電圧値である始動時最低電圧の値と、スタータ400始動時の最大電流値である始動時最大電流の値、および上述ステップS12で取得し、記憶したスタータ400が始動する直前の電圧値である始動直前電圧の値と、スタータ400が始動する直前の電流値である始動直前電流の値をバッテリ劣化判定部150へ出力する。バッテリ劣化判定部150は、各電圧値と電流値を受け取ると、スタータ400を始動したときの電圧値と電流値の振れ幅を算出する。つまり、始動直前電流の値と始動時最大電流の値の差である電流振れ幅、および始動直前電圧の値と始動時最低電圧の値の差である電圧振れ幅をそれぞれ算出する。そして、算出した電流振れ幅と電圧振れ幅の比を算出する。
[Step S21] The battery
〔ステップS22〕バッテリ劣化判定部150は、バッテリ状態検出部110から取得したバッテリ液温度に応じて、理論比記憶部160から理論比を取得する。
〔ステップS23〕バッテリ劣化判定部150は、算出した電流振れ幅と電圧振れ幅の比と、理論比記憶部160から読み出した理論比とを比較することによってバッテリ200が劣化しているか否かを判定する。そして、バッテリ200が劣化していると判定した場合には、報知部600を用いて報知する。たとえば、自動車のパネルに備えられたバッテリ劣化を示す警告灯を点灯することによって、ユーザにバッテリ200の劣化を報知する。
[Step S <b> 22] The battery
[Step S23] The battery
〔ステップS24〕マスタECU100は、安定処理を行う。安定処理とは、内部状態が安定していないバッテリ200の内部状態を、オルタネータ300を用いて安定させるための処理のことである。なお、安定処理については後述する。
[Step S24] The
図11は、本実施の形態のマスタECUによる所定条件処理の手順を示すフローチャートである。以下、図11に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。 FIG. 11 is a flowchart showing a procedure of predetermined condition processing by the master ECU of the present embodiment. In the following, the process illustrated in FIG. 11 will be described in order of step number. This process is repeatedly executed when the ignition switch is turned on.
〔ステップS31〕バッテリ状態検出部110は、エンジンを切る動作が行われたか否かを判断する。エンジンを切る動作が行われた場合には、処理をステップS32へ進め、エンジンを切る動作が行われていない場合には、処理をステップS35へ進める。
[Step S31] The battery
〔ステップS32〕バッテリ状態検出部110は、カウンタ120をクリアする。カウンタ120は、クリアされた時点からまたカウントを始める。
〔ステップS33〕バッテリ状態検出部110は、電圧計210からバッテリ200の電圧値を取得する。また、液温計230からバッテリ液温度を取得する。
[Step S32] The battery
[Step S33] The battery
〔ステップS34〕所定時間決定部130は、バッテリ状態検出部110からエンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ200の電圧とバッテリ液温度を取得すると、電圧とバッテリ液温度から所定時間を決定する。
[Step S34] When the predetermined
〔ステップS35〕バッテリ状態検出部110は、バッテリ200から所定放電があったか否かを判断する。所定放電があった場合には、処理をステップS32へ進め、所定放電がなかった場合には、処理をステップS36へ進める。なお、所定放電があるとは、一定値以上の電流が流れることであり、たとえば、車両にセキュリティが反応することによってセキュリティシステムのECUが起動し、そのECUに対して電力を供給するために流れた電流が考えられる。
[Step S35] The battery
〔ステップS36〕時間比較部140は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってからの時間をカウンタ120の値から算出し、所定時間決定部130が決定した所定時間と比較を行う。エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってから所定時間以上経っている場合には、処理をステップS37へ進め、所定時間以上経っていない場合には、処理をステップS38へ進める。
[Step S36] The
〔ステップS37〕時間比較部140は、所定条件が成立した旨を示すフラグをたてる。たとえば、RAM101cの所定領域に所定条件が成立したときには“1”を設定する。
[Step S37] The
〔ステップS38〕時間比較部140は、所定条件が成立していない旨を示す。たとえば、RAM101cの所定領域に所定条件が成立していないときには“0”を設定する。バッテリ状態検出部110は、図10のステップS11においてRAM101cの所定領域に設定された数値を参照することによって所定条件が成立しているか否かの判断を行う。
[Step S38] The
このような処理が行われることにより、エンジンを切られた直後や、所定放電があった直後などのバッテリ200の内部状態が安定していない状態のときにバッテリ劣化判定を行うことにより、誤った判定結果になることを防ぐことができる。 By performing such a process, the battery deterioration determination is made erroneously when the internal state of the battery 200 is not stable, such as immediately after the engine is turned off or after a predetermined discharge. It can be prevented that the determination result is obtained.
図12は、マスタECUによる安定処理の手順を示すフローチャートである。以下、図12に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。 FIG. 12 is a flowchart showing the procedure of the stabilization process by the master ECU. In the following, the process illustrated in FIG. 12 will be described in order of step number. This process is repeatedly executed when the ignition switch is turned on.
〔ステップS41〕バッテリ状態検出部110は、エンジンが始動したか否かを判断する。エンジンが始動した場合には、処理をステップS42へ進め、エンジンが始動していない場合には、処理を終了する。
[Step S41] The battery
〔ステップS42〕バッテリ状態検出部110は、電圧計210からバッテリ200の電圧値を取得し、電流計220からバッテリ200の電流値を取得する。
〔ステップS43〕バッテリ状態検出部110は、取得した電流値と電圧値からオルタネータ300が出力する出力値を決定する。オルタネータ300の出力値は、バッテリ200の目標充電電圧、およびバッテリ状態検出部110が検出した電圧値と電流値から決定される。
[Step S42] The battery
[Step S43] The battery
〔ステップS44〕バッテリ状態検出部110は、オルタネータ300へ決定した出力値を出力するように指示する。
〔ステップS45〕バッテリ状態検出部110は、電流計220からバッテリ200の電流値を取得する。そして、取得した電流値が0〔A〕になっているか否かを判断する。電流値が0〔A〕になっている場合には、処理をステップS46へ進め、0〔A〕になっていない場合には、処理をステップS42へ進める。
[Step S44] The battery
[Step S45] The battery
〔ステップS46〕マスタECU100は、バッテリ200の内部状態が安定したか否かを判断する。内部状態が安定した場合には、処理をステップS47へ進め、内部状態が安定していない場合には、処理をステップS42へ進める。なお、バッテリ200の内部状態が安定したか否かの判断は、図11に示した所定条件処理を行うことにより実現される。このときに、所定時間決定部130は、ステップS45の電流値が所定範囲内に入っていると判断されたときのバッテリ200の電圧およびバッテリ液温度から所定時間を決定する。
[Step S46] The
〔ステップS47〕バッテリ状態検出部110は、バッテリ200が比較的大きな電流を放電するような機器に始動するように始動指示信号を出力する。たとえば、エアコンのコンプレッサに始動指示信号を出力する。この放電は、スタータ400を駆動したときに、バッテリ200が劣化しているか否かを判定するためにバッテリ200の電圧と電流の振れ幅を得ることと同様に、エアコンのコンプレッサなどのように比較的大きな電力を必要とする機器を始動することによって、スタータ400を駆動したときのように、バッテリ200の電圧と電流の振れ幅を故意に作るために行われる。
[Step S47] The battery
〔ステップS48〕バッテリ劣化判定部150は、故意に作った振れ幅を用いてバッテリ劣化判定を行う。バッテリ劣化判定は、図10に示したステップS14からステップS19までの処理と同様の処理を行う。
[Step S48] The battery
このような処理が行われることにより、オルタネータ300の出力と、補機の消費電力が一致する。つまり、バッテリ200からの自由放電がなくなるので、補機を使っていない状態を再現することができる。したがって、エンジンをかけた状態でバッテリ200の劣化判定をすることが可能となる。
By performing such a process, the output of the
なお、図11のステップS31において、エンジンを切る動作が行われたか否かを判断すると説明したが、バッテリ200からの放電が0〔A〕になる動作であればエンジンを切る動作に限らない。また、放電が0〔A〕だけとは限らず、ある一定の幅を持たせてもよい。 Note that although it has been described that it is determined whether or not the operation for turning off the engine has been performed in step S31 of FIG. 11, the operation is not limited to the operation for turning off the engine as long as the discharge from the battery 200 is 0 [A]. Further, the discharge is not limited to 0 [A], but may have a certain width.
エンジン始動時の電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出し、算出した比と理論比記憶部160にあらかじめ記憶されているバッテリ200が正常とされる理論比を比較することによって、バッテリの劣化を判定するようにしたので、バッテリ200の電力が供給される補機などに異常があっても影響されることなく、適正にバッテリ200の劣化判定を行うことができる。
The ratio of the voltage fluctuation width and the current fluctuation width at the time of starting the engine is calculated, and the calculated ratio is compared with the theoretical ratio at which the battery 200 stored in advance in the theoretical
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態のバッテリ劣化判定装置は、マスタECUにはナビゲーションが接続されている以外は、第1の実施の形態で示した構成と同様である。このため、上記第1の実施の形態とほぼ同様の構成部分については同一の符号を付すなどして適宜その説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The battery deterioration determination device of the present embodiment is the same as the configuration shown in the first embodiment, except that navigation is connected to the master ECU. For this reason, about the component similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected etc., and the description is abbreviate | omitted suitably.
図13は、本実施の形態のマスタECUの処理機能を示す図である。図13に示すように、マスタECU2100は、バッテリ状態検出部110、所定時間決定部130、時間比較部140、バッテリ劣化判定部150、理論比記憶部160、および時刻検出部2170を有している。また、マスタECU2100には、報知部600とナビゲーション800が接続されている。
FIG. 13 is a diagram illustrating processing functions of the master ECU according to the present embodiment. As shown in FIG. 13, the
バッテリ状態検出部110は、バッテリ200に接続されている電圧計210、電流計220、および液温計230から電圧値、電流値、およびバッテリ液温度を検出する。検出した情報は、バッテリ200が劣化しているか否かの判定に用いられる。バッテリ200は、劣化すると内部抵抗が増加することが知られている。(電圧値)=(電流値)×(抵抗値)なので、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を求め、理論比記憶部160に記憶されている理論比と比較をすることによってバッテリ200が劣化しているか否かを判定することができる。
The battery
時刻検出部2170は、バッテリ200の内部状態が安定したか否かを判断するための経過時間を計測するために、ナビゲーション800から時刻を読み出す。経過時間は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときからマスタECU2100が起動するまでの時間である。したがって、時刻検出部2170は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときの時刻をナビゲーション800から読み出し、時刻1として記憶する。また、マスタECU2100が起動したときの時刻をナビゲーション800から読み出し、時刻2として記憶する。そして、時刻1と時刻2から経過した時間を算出する。
The
所定時間決定部130は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときにバッテリ状態検出部110が検出したバッテリ液温度、およびバッテリ200の電圧に基づいて所定時間を算出する。バッテリ200の内部状態は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ200が出力する出力電圧と、バッテリ液温度から決定できる。
The predetermined
時間比較部140は、時刻検出部2170が算出した経過時間を受け取ると、所定時間決定部130が決定した所定時間と比較を行い、所定時間より時間が経過しているか否かを判断する。バッテリ劣化判定部150は、バッテリ状態検出部110からスタータ400始動中の最低電圧と最大電流、および最低電圧と最大電流を出力したときのバッテリ液温度を取得する。また、スタータ400始動前のバッテリ電圧と電流を取得する。そして、取得した電圧値と電流値から電圧振れ幅および電流振れ幅を算出し、電圧振れ幅と電流振れ幅の比を算出する。理論比記憶部160は、バッテリ液温度に理論比を対応づけた理論比テーブルを記憶している。バッテリ劣化判定部150は、理論比記憶部160からバッテリ液温度に応じた理論比を読み出し、算出した比と比較することによってバッテリ200が劣化しているか否かを判定する。バッテリ劣化判定部150は、バッテリが劣化していると判定すると報知部600を用いて報知する。たとえば、自動車のパネルに備えられたバッテリ劣化を示す警告灯を点灯することによって、ユーザにバッテリ200の劣化を報知する。
When the
図14は、本実施の形態のマスタECUによる所定条件処理の手順を示すフローチャートである。以下、図14に示す処理をステップ番号に沿って説明する。なお、この処理はイグニッションスイッチがオンされたときに繰り返し実行される。 FIG. 14 is a flowchart showing a procedure of predetermined condition processing by the master ECU of the present embodiment. In the following, the process illustrated in FIG. 14 will be described in order of step number. This process is repeatedly executed when the ignition switch is turned on.
〔ステップS51〕バッテリ状態検出部110は、エンジンを切る動作が行われたか否かを判断する。エンジンを切る動作が行われた場合には、処理をステップS52へ進め、エンジンを切る動作が行われていない場合には、処理をステップS55へ進める。
[Step S51] The battery
〔ステップS52〕バッテリ状態検出部110は、時刻検出部2170にエンジンを切る動作が行われた、もしくは所定放電があった旨を通知する。時刻検出部2170は、ナビゲーション800から時刻を読み出し、時刻1として記憶する。
[Step S52] The battery
〔ステップS53〕バッテリ状態検出部110は、電圧計210からバッテリ200の電圧値を取得する。また、液温計230からバッテリ液温度を取得する。
〔ステップS54〕所定時間決定部130は、バッテリ状態検出部110からエンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったときのバッテリ200の電圧とバッテリ液温度を取得すると、電圧とバッテリ液温度から所定時間を決定する。
[Step S53] The battery
[Step S54] When the predetermined
〔ステップS55〕バッテリ状態検出部110は、バッテリ200から所定放電があったか否かを判断する。所定放電があった場合には、処理をステップS52へ進め、所定放電がなかった場合には、処理をステップS56へ進める。なお、所定放電があるとは、一定値以上の電流が流れることであり、たとえば、車両にセキュリティが反応することによってセキュリティシステムのECUが起動し、そのECUに対して電力を供給するために流れた電流が考えられる。
[Step S55] The battery
〔ステップS56〕マスタECU2100が起動したか否かを判断する。起動した場合には、処理をステップS57へ進め、起動していない場合には、処理をステップS51へ進める。
[Step S56] It is determined whether the
〔ステップS57〕時刻検出部2170は、マスタECU2100が起動すると、ナビゲーション800から時刻を読み出し、時刻2として記憶する。
〔ステップS58〕時刻検出部2170は、時刻1と時刻2から経過時間を算出する。
[Step S57] When the
[Step S58] The
〔ステップS59〕時間比較部140は、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってからの時間を時刻検出部2170から受け取り、所定時間決定部130が決定した所定時間と比較を行う。エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があってから所定時間以上経っている場合には、処理をステップS60へ進め、所定時間以上経っていない場合には、処理をステップS61へ進める。
[Step S59] The
〔ステップS60〕時間比較部140は、所定条件が成立した旨を示すフラグをたてる。たとえば、RAM101cの所定領域に所定条件が成立したときには“1”を設定する。
[Step S60] The
〔ステップS61〕時間比較部140は、所定条件が成立していない旨を示す。たとえば、RAM101cの所定領域に所定条件が成立していないときには“0”を設定する。
このような処理が行われることにより、エンジンを切られた直後や、所定放電があった直後などのバッテリ200の内部状態が安定していない状態のときにバッテリ劣化判定を行うことにより、結果が誤判定になることを防ぐことができる。また、エンジンを切る動作があったとき、もしくは所定放電があったとき、およびマスタECU2100が起動したときに、あらかじめ接続されている時刻手段を持つ補機から時刻を受け取ることによって経過時間を算出するので、カウンタを使って経過時間を計測するときのように、常にカウンタを始動させておく必要がなくなり、よりコストをかけることなく経過時間を算出することが可能となる。
[Step S61] The
By performing such processing, the battery deterioration determination is performed when the internal state of the battery 200 is not stable, such as immediately after the engine is turned off or immediately after a predetermined discharge, resulting in a result. It is possible to prevent erroneous determination. Further, when the engine is turned off, or when a predetermined discharge occurs, and when the
なお、ナビゲーション800から時刻を読み出す旨の説明を行ったが、ナビゲーション800からに限らず、車両にあらかじめ搭載されている時計を持つ補機からなら、どの補機から時刻を読み出してもよく、ナビゲーション800から時刻を読み出したときと同様の効果が得られる。
Although the description has been given that the time is read from the
1 バッテリ劣化判定装置
1a 電圧・電流検出手段
1b 内部抵抗算出手段
1c 内部抵抗記憶手段
1d バッテリ劣化判定手段
2 バッテリ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
エンジン始動時の前記バッテリの電圧振れ幅を検出する電圧検出手段と、
エンジン始動時の前記バッテリの電流振れ幅を検出する電流検出手段と、
前記電圧振れ幅と前記電流振れ幅とから前記バッテリの実内部抵抗を算出する内部抵抗算出手段と、
前記バッテリが正常とされる判定用内部抵抗が記憶された内部抵抗記憶手段と、
前記実内部抵抗と前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定するバッテリ劣化判定手段と、
を有することを特徴とするバッテリ劣化判定装置。 In a battery deterioration determination device that determines deterioration of a vehicle battery,
Voltage detecting means for detecting a voltage fluctuation width of the battery at the time of starting the engine;
Current detecting means for detecting a current fluctuation width of the battery at the time of starting the engine;
An internal resistance calculating means for calculating an actual internal resistance of the battery from the voltage swing width and the current swing width;
Internal resistance storage means in which internal resistance for determination that the battery is normal is stored;
Battery deterioration determination means for determining deterioration of the battery by the actual internal resistance and the determination internal resistance;
A battery deterioration determination device characterized by comprising:
前記バッテリ劣化判定手段は、前記実内部抵抗と前記温度に対応する前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定することを特徴とする請求項1記載のバッテリ劣化判定装置。 A temperature detecting means for detecting a temperature at the time of starting the engine;
The battery deterioration determination device according to claim 1, wherein the battery deterioration determination unit determines deterioration of the battery based on the actual internal resistance and the determination internal resistance corresponding to the temperature.
前記安定判断手段によって前記バッテリの内部状態が安定していないと判断された場合、前記バッテリの安定化処理を実行する安定化手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載のバッテリ劣化判定装置。 Stability determination means for determining whether or not the internal state of the battery is stable when the engine is started;
When the stability determining means determines that the internal state of the battery is not stable, the stabilizing means for executing the battery stabilization process;
The battery deterioration determination device according to claim 1, wherein:
電圧検出手段が、エンジン始動時の前記バッテリの電圧振れ幅を検出するステップと、
電流検出手段が、エンジン始動時の前記バッテリの電流振れ幅を検出するステップと、
内部抵抗算出手段が、前記電圧振れ幅と前記電流振れ幅とから前記バッテリの実内部抵抗を算出するステップと、
内部抵抗記憶手段が、前記バッテリが正常とされる判定用内部抵抗を記憶するステップと、
バッテリ劣化判定手段が、前記実内部抵抗と前記判定用内部抵抗とによって、前記バッテリの劣化を判定するステップと、
を含むことを特徴とするバッテリ劣化判定方法。 In a battery deterioration determination method for determining deterioration of a vehicle battery,
A voltage detecting means for detecting a voltage fluctuation width of the battery at the time of starting the engine;
A current detecting means for detecting a current fluctuation width of the battery at the time of starting the engine;
An internal resistance calculating means calculating an actual internal resistance of the battery from the voltage swing width and the current swing width;
An internal resistance storage means for storing an internal resistance for determination that the battery is normal;
A step of determining deterioration of the battery by the actual internal resistance and the determination internal resistance;
The battery deterioration determination method characterized by including.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090512 |