JP2007230465A - Battery capacity detection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出装置に関する。 The present invention relates to a battery capacity detection device that detects the battery capacity of a battery mounted on a vehicle.
近年、車両に搭載されたバッテリの現時点のバッテリ残容量を検出し、その現時点のバッテリ残容量に基づいてバッテリの状態管理を行うバッテリ状態管理装置が提案されている。 In recent years, there has been proposed a battery state management device that detects a current battery remaining capacity of a battery mounted on a vehicle and performs battery state management based on the current battery remaining capacity.
その際、現時点のバッテリ残容量は以下の様に検出される。即ち、予め設定されたそのバッテリのバッテリ容量にエンジン始動時のバッテリ充電残度が積算されてエンジン始動時のバッテリ残容量が求められ、そのバッテリ残容量に、電流センサにより検出されるバッテリの出力電流が積算されることで、現時点のバッテリ残容量が検出される。 At that time, the current remaining battery capacity is detected as follows. That is, the remaining battery charge at the time of starting the engine is added to the battery capacity of the battery set in advance to obtain the remaining battery capacity at the time of starting the engine, and the output of the battery detected by the current sensor is calculated as the remaining battery capacity. By accumulating the current, the current remaining battery capacity is detected.
上記のバッテリ状態管理装置では、上記の様にして現時点のバッテリ残容量を検出するので、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を予め設定しておく必要がある。 In the above battery state management device, the remaining battery capacity at the present time is detected as described above, and therefore it is necessary to set the battery capacity of the battery mounted on the vehicle in advance.
そのため、車両に搭載するバッテリをバッテリ容量の異なるバッテリに載せ換える毎に、バッテリ容量を手作業で設定し直す必要があるという欠点や、バッテリ容量の不明なバッテリを搭載できないという欠点もある。 Therefore, every time a battery mounted on a vehicle is replaced with a battery having a different battery capacity, there is a drawback that it is necessary to manually reset the battery capacity, and a battery whose battery capacity is unknown cannot be mounted.
そこで、この発明の課題は、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を自動的に検出するバッテリ容量検出装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a battery capacity detection device that automatically detects the battery capacity of a battery mounted on a vehicle.
上記課題を解決する為に、請求項1に記載の発明は、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出装置であって、前記バッテリの出力電流を検出する電流センサと、車両のエンジン始動時の前記バッテリのバッテリ充電残度を検出する充電残度検出手段と、前記バッテリのバッテリ充電残度が所定のバッテリ充電残度に達したか否かの検知を行う検知手段と、前記エンジン始動時から、前記検知手段によって前記バッテリのバッテリ充電残度が前記所定のバッテリ充電残度に達した事が検知されるまでの間に前記電流センサにより検出される電流量を積算する電流積算手段と、前記所定のバッテリ充電残度と前記充電残度検出手段により検出された前記エンジン始動時のバッテリ充電残度との差分値、および前記電流積算手段により積算された積算電流量に基づき、前記バッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出手段と、を備えるものである。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a battery capacity detection device for detecting a battery capacity of a battery mounted on a vehicle, wherein the current sensor detects an output current of the battery, and the vehicle. A remaining charge detection means for detecting a remaining battery charge level of the battery at the time of starting the engine, a detecting means for detecting whether or not the remaining battery charge level of the battery has reached a predetermined remaining battery charge level, A current that integrates the amount of current detected by the current sensor from when the engine is started until the detection means detects that the remaining battery charge level of the battery has reached the predetermined remaining battery charge level A difference value between the integration means, the predetermined remaining battery charge level and the remaining battery charge level at the time of starting the engine detected by the remaining charge level detection means, and the power Based on the integrated current amount of integrated by the integrating means, a battery capacity detection means for detecting a battery capacity of the battery, but with a.
請求項2に記載の発明は、前記所定のバッテリ充電残度は、90%から満充電までの間の所定値であるものである。 According to a second aspect of the present invention, the predetermined remaining battery charge is a predetermined value between 90% and full charge.
請求項1に記載の発明によれば、所定のバッテリ充電残度とエンジン始動時のバッテリ充電残度との差分値、およびエンジン始動時からバッテリのバッテリ充電残度が前記所定のバッテリ充電残度に達するまでの間の積算電流量(即ちその間にバッテリに充電される充電電流量)に基づき、バッテリのバッテリ容量を検出するので、車両に搭載されたバッテリのバッテリ容量を自動的に検出できる。 According to the first aspect of the present invention, the difference value between the predetermined remaining battery charge and the remaining battery charge at the start of the engine, and the remaining battery charge of the battery from the start of the engine are the predetermined remaining battery charge. Since the battery capacity of the battery is detected based on the amount of accumulated current until it reaches (that is, the amount of charge current charged in the battery during that time), the battery capacity of the battery mounted on the vehicle can be automatically detected.
請求項2に記載の発明によれば、所定のバッテリ充電残度は90%から満充電までの間の所定値であるので、バッテリの出力電流を利用することで簡単にバッテリの充電残度が当該所定のバッテリ充電残度に達したか否かの検出が行える。 According to the second aspect of the present invention, since the predetermined remaining battery charge is a predetermined value between 90% and full charge, the remaining battery charge can be easily obtained by using the output current of the battery. It is possible to detect whether or not the predetermined remaining battery charge has been reached.
この実施の形態に係るバッテリ容量検出装置は、車両に搭載されたバッテリBのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出装置であって、図1の様に、バッテリBの出力電流を検出する電流センサ3と、バッテリBの出力電圧を検出する電圧センサ5と、電流センサ3および電圧センサ5の検出結果に基づきバッテリBのバッテリ容量を検出する処理部7と、処理部7の処理に必要なデータ等を記憶する記憶部9とを備える。
The battery capacity detection device according to this embodiment is a battery capacity detection device that detects the battery capacity of a battery B mounted on a vehicle, and a
バッテリBは、その負極が接地され、その正極がイグニションスイッチIGを介してスタータSTおよび車載機器13に接続されている。これにより、イグニションスイッチIGがオンにされると、イグニションスイッチIGを介してバッテリBからの給電が車載機器13およびスタータSTに供給(放電)され、そのスタータSTにより車両のエンジンが始動される。尚、バッテリBは、車両の走行中は、車両に搭載された発電機(不図示)により充電される。
Battery B has its negative electrode grounded, and its positive electrode is connected to starter ST and in-
処理部7は、電圧センサ5の検出結果に基づき車両のエンジン始動時のバッテリBのバッテリ充電残度SOCoを検出する充電残度検出手段7aと、電流センサ3の検出結果に基づきバッテリBの現時点のバッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCs(ここでは満充電)に達したか否かの検知を行う検知手段7bと、前記エンジン始動時から、検知手段7bによってバッテリBのバッテリ充電残度SOCnが前記所定のバッテリ充電残度SOCsに達した事が検知されるまでの間にバッテリBに充電された充電電流量ΔQを検出する充電電流量検出手段7cと、前記所定のバッテリ充電残度SOCsと充電残度検出手段7aにより検出されたエンジン始動時のバッテリ充電残度SOCoとの差分値ΔSOC(=SOCs−SOCo)および充電電流量検出手段7cにより検出された充電電流量ΔQに基づき、バッテリBのバッテリ容量CをC=ΔQ/ΔSOCとして検出するバッテリ容量検出手段7dとを備える。
The
充電残度検出手段7aは、電圧センサ5の検出結果から、前記エンジン始動時のバッテリBの放電前開放電圧(以後、開放電圧と呼ぶ)Voおよび放電後下限電圧(以後、下限電圧と呼ぶ)VLを取得し、それら開放電圧Voおよび下限電圧VLと、予め記憶部9に記憶された新品バッテリの開放電圧と下限電圧との関係を表した特性曲線Iの情報とに基づき、図2を参照して、以下の様にして前記エンジン始動時のバッテリ充電残度SOCoを検出する。
Based on the detection result of the
尚、図2のグラフは縦軸が下限電圧、横軸が開放電圧である。また点Poは、電圧センサ5により検出された前記エンジン始動時のバッテリBの開放電圧Voおよび下限電圧VLで定義される点である。また点PEは、バッテリBのゼロ充電時の下限電圧VLEおよび開放電圧VoEで定義される点である。またVoIFは、特性曲線Iから得られる、新品バッテリの満充電時の開放電圧である。またVoIEは、特性曲線Iから得られる、新品バッテリのゼロ充電時の開放電圧である。またVLEは、特性曲線Iから得られる、新品バッテリのゼロ充電時の下限電圧である。
In the graph of FIG. 2, the vertical axis represents the lower limit voltage and the horizontal axis represents the open circuit voltage. The point Po is a point defined by the open voltage Vo and the lower limit voltage VL of the battery B detected by the
即ち、充電残度検出手段7aは、図2を参照して、まず上記の特性曲線Iの情報および下限電圧VLに基づき、特性曲線Iにおける下限電圧VLに対応する開放電圧VoIを求める。そして充電残度検出手段7aは、バッテリBのゼロ充電時の開放電圧VoEを、下限電圧VoIFとその下限電圧VoEとの差分値とその下限電圧VoEと下限電圧VoIEとの差分値との比が、下限電圧VoIFと下限電圧Voとの差分値と下限電圧Voと下限電圧VoIとの差分値との比と同じになる値として推定する。そして充電残度検出手段7aは、下限電圧VoIFとその推定した下限電圧VoEとの差分値D3(=VoIF−VoE)と、下限電圧Voとその推定した下限電圧VoEとの差分値D4(=Vo−VoE)とに基づいて、前記エンジン始動時のバッテリ充電残度SOCoをSOCo=D4/D3として求める。 That is, referring to FIG. 2, the remaining charge detection means 7a first obtains the open circuit voltage VoI corresponding to the lower limit voltage VL in the characteristic curve I based on the information on the characteristic curve I and the lower limit voltage VL. Then, the remaining charge detection means 7a determines the open circuit voltage VoE at the time of zero charging of the battery B as the ratio between the difference value between the lower limit voltage VoIF and the lower limit voltage VoE and the difference value between the lower limit voltage VoE and the lower limit voltage VoIE. The value is estimated to be the same as the ratio between the difference value between the lower limit voltage VoIF and the lower limit voltage Vo and the difference value between the lower limit voltage Vo and the lower limit voltage VoI. Then, the remaining charge detection means 7a has a difference value D3 (= VoIF−VoE) between the lower limit voltage VoIF and the estimated lower limit voltage VoE, and a difference value D4 (= Vo) between the lower limit voltage Vo and the estimated lower limit voltage VoE. Based on -VoE), the remaining battery charge SOCo at the time of starting the engine is obtained as SOCo = D4 / D3.
検知手段7bは、以下の様にして、電流センサ3の検出結果に基づきバッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCs(ここでは満充電)に達したか否かの検知を行う。
The detection means 7b detects whether or not the remaining battery charge SOCn has reached a predetermined remaining battery charge SOCs (here, full charge) based on the detection result of the
即ち、一般にバッテリBの出力電流は、図3の様に、車両の走行中は、バッテリBのバッテリ充電残度SOCnが約90%になるまで(時点t1)はほぼ一定値Iaとなり、バッテリBのバッテリ充電残度SOCnが約90%を越えると略S字状に低下し、バッテリBのバッテリ充電残度SOCnがほぼ満充電になるとほぼゼロに収束する。 That is, generally, the output current of the battery B is substantially constant Ia until the remaining battery charge SOCn of the battery B reaches about 90% (time point t1) while the vehicle is running as shown in FIG. When the remaining battery charge level SOCn of the battery B exceeds about 90%, it decreases to a substantially S shape, and when the remaining battery charge level SOCn of the battery B becomes almost fully charged, it converges to almost zero.
この特性を利用して、検知手段7bは、電流センサ3の検出結果に基づきバッテリBの出力電流を監視し、バッテリBの出力電流がゼロに収束したか否かに応じて、バッテリBのバッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCs(ここでは満充電)に達したか否かの検知を行う。
Using this characteristic, the detection means 7b monitors the output current of the battery B based on the detection result of the
尚、ここでは、所定のバッテリ充電残度SOCsを満充電(100%)に設定したが、その他の設定として例えば90%から満充電までの間の所定値(例えば95%)に設定してもよい。 Here, the predetermined remaining battery charge SOCs is set to full charge (100%), but other settings may be set to a predetermined value (for example, 95%) between 90% and full charge. Good.
例えば所定のバッテリ充電残度SOCsを90%に設定した場合は、電流センサ3の検出結果に基づきバッテリBの出力電流が一定値Iaから減少し始めたか否かに応じて、バッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCs(ここでは90%)に達したか否かの検知を行えばよい。
For example, when the predetermined remaining battery charge SOCs is set to 90%, the remaining battery charge SOCn depends on whether the output current of the battery B starts to decrease from the constant value Ia based on the detection result of the
また、例えば所定のバッテリ充電残度SOCsを95%に設定した場合は、電流センサ3の検出結果に基づきバッテリBの出力電流が一定値Iaの半値になったか否かに応じて、バッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCs(ここでは95%)に達したか否かの検知を行えばよい。
Further, for example, when the predetermined remaining battery charge SOCs is set to 95%, the remaining battery charge is determined depending on whether or not the output current of the battery B has become a half value of the constant value Ia based on the detection result of the
充電電流量検出手段(電流積算手段)7cは、エンジン始動時から、検知手段7bによってバッテリ充電残度SOCnが前記所定のバッテリ充電残度SOCsに達した事が検知されるまでの間に電流センサ3により検出される電流量を積算してその間の積算電流量を求め、その積算電流量をその間にバッテリBに充電された充電電流量ΔQとする。 The charge current amount detection means (current integration means) 7c is a current sensor from when the engine is started until the detection means 7b detects that the remaining battery charge SOCn has reached the predetermined remaining battery charge SOCs. 3 is integrated to obtain an integrated current amount therebetween, and the integrated current amount is set as a charging current amount ΔQ charged in the battery B during that time.
尚、バッテリBの充電残度SOCnが90%以上になるとバッテリBの充電効率が(例えば50%未満に)低下し、この低下により、バッテリBに入力された電流のうち、バッテリBの充電に実質的に寄与する割合が(例えば50%未満に)低下するので、実際にバッテリBに充電される充電電流量(以後、実際値と呼ぶ)と、電流センサ3により検出される電流量を積算して求めた充電電流量(以後、検出値と呼ぶ)との差(即ち誤差)がかなり大きくなる。
When the remaining charge SOCn of the battery B becomes 90% or more, the charging efficiency of the battery B is reduced (for example, less than 50%). Due to this reduction, the charging of the battery B out of the current input to the battery B is reduced. Since the contribution ratio is substantially reduced (for example, less than 50%), the amount of charge current actually charged to the battery B (hereinafter referred to as an actual value) and the amount of current detected by the
そのため、上記の誤差を低減すべく、充電電流量ΔQを検出する際、バッテリBの充電残度が90%以上のときは、電流センサ3により検出される電流量の積算を停止してもよい。即ち、実際値と検出値との誤差が大きくなるバッテリ充電残度SOCnの範囲(例えば90%以上の範囲)では、バッテリBにより検出される電流量の積算を止めることで、実際値と検出値との誤差を低減してもよい。
Therefore, in order to reduce the above error, when the charging current amount ΔQ is detected, if the remaining charge of the battery B is 90% or more, the integration of the current amount detected by the
尚、その際の、バッテリ充電残度SOCnが例えば90%以上の範囲であるか否かの判定は、例えば電流センサにより検出される電流に基づいて行えばよい。 At this time, whether or not the remaining battery charge SOCn is in a range of, for example, 90% or more may be determined based on, for example, a current detected by a current sensor.
次に、このバッテリ容量検出装置の動作を説明する。 Next, the operation of this battery capacity detection device will be described.
車両のエンジンが始動されると、バッテリBが放電すると共に、処理部7により、電流センサ3の検出結果に基づきそのエンジン始動時のバッテリBの開放電圧Voおよび下限電圧VLが検出される。そして処理部7により、それら開放電圧Voおよび下限電圧VLに基づき、上述の様にしてそのエンジン始動時のバッテリBのバッテリ充電残度SOCoが検出される。
When the engine of the vehicle is started, the battery B is discharged, and the
またそのエンジン始動時以降、処理部7により、上述の様にして電流センサ3の検出結果に基づきバッテリBの現時点のバッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCoに達したか否かの検知が行われると共に、そのエンジン始動時から、バッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCsに達した事が検知されるまでの間、電流センサ3により検出される電流量が積算される。
After the engine is started, the
そして、バッテリBのバッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCsに達し、その事が処理部7により検知されると、処理部7により、そのエンジン始動時からその検知時までの間に積算した電流量がその間にバッテリBに充電された充電電流量ΔQとされ(即ちその間の充電電流量ΔQが検出され)、そして、所定のバッテリ充電残度SOCsと上記のエンジン始動時のバッテリ充電残度SOCoとの差分値ΔSOC(=SOCs−SOCo)が求められ、それら充電電流量ΔQおよび差分値ΔSOCに基づき、バッテリBのバッテリB容量CがC=ΔQ/ΔSOCとして検出される。
Then, when the remaining battery charge SOCn of the battery B reaches a predetermined remaining battery charge SOCs and this is detected by the
以上の様に構成されたバッテリB容量検出装置によれば、所定のバッテリ充電残度SOCsとエンジン始動時のバッテリ充電残度SOCoとの差分値ΔSOC、およびエンジン始動時から、バッテリ充電残度SOCnが所定のバッテリ充電残度SOCsに達するまでの間の積算電流量(即ちその間にバッテリBに充電される充電電流量)ΔQに基づき、バッテリBのバッテリ容量C(=ΔQ/ΔSOC)を検出するので、車両に搭載されたバッテリBのバッテリ容量を自動的に検出できる。 According to the battery B capacity detection device configured as described above, the difference value ΔSOC between the predetermined battery charge remaining SOCs and the battery charge remaining SOCo at the time of engine start, and the battery charge remaining charge SOCn from the time of engine start. The battery capacity C (= ΔQ / ΔSOC) of the battery B is detected based on the integrated current amount ΔQ until the battery reaches a predetermined remaining battery charge SOCs (that is, the charging current amount charged in the battery B during that time) ΔQ. Therefore, the battery capacity of the battery B mounted on the vehicle can be automatically detected.
また、所定のバッテリ充電残度SOCsは90%から満充電までの間の所定値であるので、バッテリBの出力電流を利用することで簡単にバッテリBのバッテリ充電残度SOCnが当該所定のバッテリ充電残度SOCsに達したか否かの検出が行える。 Further, since the predetermined remaining battery charge SOCs is a predetermined value between 90% and full charge, the remaining battery charge SOCn of the battery B can be easily obtained by using the output current of the battery B. It is possible to detect whether or not the remaining charge SOCs has been reached.
また、バッテリBの充電効率が低下するバッテリ充電残度の範囲では、電流センサにより検出される電流量が積算されないので、バッテリBに実際に充電される充電電流量と、電流センサにより検出される電流量を積算して求まる積算電流値との誤差を低減できる。 In addition, in the range of the remaining battery charge where the charging efficiency of the battery B is reduced, the amount of current detected by the current sensor is not integrated, so the amount of charging current actually charged to the battery B and the current sensor are detected. The error from the integrated current value obtained by integrating the current amount can be reduced.
3 電流センサ
5 電圧センサ
7 処理部
7a 充電残度検出手段
7b 検知手段
7c 充電電流量検出手段(電流積算手段)
7d バッテリ容量検出手段
9 記憶部
13 車載機器
B バッテリ
SOCo エンジン始動時のバッテリ充電残度
SOCn 現時点のバッテリ充電残度
SOCs 所定のバッテリ充電残度
3
7d Battery capacity detection means 9
Claims (2)
前記バッテリの出力電流を検出する電流センサと、
車両のエンジン始動時の前記バッテリのバッテリ充電残度を検出する充電残度検出手段と、
前記バッテリのバッテリ充電残度が所定のバッテリ充電残度に達したか否かの検知を行う検知手段と、
前記エンジン始動時から、前記検知手段によって前記バッテリのバッテリ充電残度が前記所定のバッテリ充電残度に達した事が検知されるまでの間に前記電流センサにより検出される電流量を積算する電流積算手段と、
前記所定のバッテリ充電残度と前記充電残度検出手段により検出された前記エンジン始動時のバッテリ充電残度との差分値、および前記電流積算手段により積算された積算電流量に基づき、前記バッテリのバッテリ容量を検出するバッテリ容量検出手段と、
を備えることを特徴とするバッテリ容量検出装置。 A battery capacity detection device for detecting a battery capacity of a battery mounted on a vehicle,
A current sensor for detecting the output current of the battery;
A remaining charge detection means for detecting a remaining battery charge of the battery when the engine of the vehicle is started;
Detecting means for detecting whether or not the remaining battery charge of the battery has reached a predetermined remaining battery charge;
A current that integrates the amount of current detected by the current sensor from when the engine is started until the detection means detects that the remaining battery charge level of the battery has reached the predetermined remaining battery charge level Integrating means;
Based on the difference value between the predetermined remaining battery charge and the remaining battery charge at the time of starting the engine detected by the remaining charge detection means, and the accumulated current amount accumulated by the current accumulation means. Battery capacity detecting means for detecting the battery capacity;
A battery capacity detection device comprising:
The battery capacity detection device according to claim 1, wherein the predetermined remaining battery charge is a predetermined value between 90% and full charge.
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Applications Claiming Priority (1)
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JP2006057187A JP2007230465A (en) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | Battery capacity detection device |
Publications (1)
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JP2007230465A true JP2007230465A (en) | 2007-09-13 |
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JP2006057187A Pending JP2007230465A (en) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | Battery capacity detection device |
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