JP2010064538A - 鉛蓄電池の劣化状態判定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スタータモータを正常に回転させることができない程度まで電池が消耗している状態でエンジン始動時の電池電圧に基づく劣化状態の判定が行われて、誤った判定がされるのを防ぐ。
【解決手段】エンジン３の始動時にスタータモータ２を正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めておき、電池電圧が設定された変動幅以上の低下を示したときに、その直前に検出された鉛蓄電池１の電圧である低下前電池電圧を始動判定下限電圧と比較して、低下前電池電圧が始動判定下限電圧以上であるときにエンジンの始動が行われていることを検知し、エンジン始動時の鉛蓄電池の電圧に基づいて鉛蓄電池１の劣化状態を判定する処理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鉛蓄電池の劣化状態を判定する劣化状態判定方法及びこの方法を実施するために用いる劣化状態判定装置に関するものである。

エンジンにより駆動される車両においては、点火装置、スタータモータ等のエンジンを動作させるために必要な電装品や、ルームライト、ヘッドランプ等の車体に付属する電装品に電力を供給するために鉛蓄電池を搭載している。車載の鉛蓄電池は、エンジンにより駆動される発電機（オルタネータ）を電源とした充電器により充電されて、その容量が保たれる。

近年、カーナビゲーション等の普及に伴って車載用鉛蓄電池の負荷となる電装品が増大する傾向にある。また公害防止の観点から、アイドリングストップシステムを採用した自動車や、エンジンと電動機とを併用したハイブリッド自動車が増える傾向にある。これらの車両においては、鉛蓄電池を常に正常な状態に保つことが重要であり、電池の劣化が進んだときには、電池を交換することが必要である。

そこで、電池の劣化状態（劣化の程度）等を随時判定して、判定が行われる毎に判定結果を更新するとともに、判定された電池の劣化状態を表示する劣化状態判定装置を電池の電槽に装着して、電池の劣化状態を運転者に知らせるようにした鉛蓄電池が用いられるようになっている。このような鉛蓄電池は例えば特許文献１に示されている。

鉛蓄電池の劣化状態は、電池に大きい負荷電流を流したときの電池電圧に反映される。そこで、電池の劣化状態を判定する方法として、特許文献２や特許文献３に示されているように、エンジンの始動時の電池電圧に着目して、その電圧低下量や電圧変化の態様から電池の充電状態を判定する方法が種々提案されている。

特許文献２に示された発明では、エンジン始動用のスタータモータへの通電を開始した後、スタータモータが回転を開始する前の電池電圧に基づいて電池の劣化状態を判定するようにしている。

また特許文献３に示された発明では、スタータモータに電流が流れている状態での電池電圧の変動値(ピーク値とボトム値との差）を検出して、その変動値の大きさから電池の劣化の程度を判定している。
特開２００５−１６４６０４号公報 特開２００１−１６３１２９号公報 特開２００７−１５４７７号公報

エンジン始動時の電池電圧に基づいて電池の劣化状態を判定するためには、エンジンの始動を検知することが必要不可欠である。従来の判定方法では、エンジンを始動するためにスタータモータに通電した際に電池電圧が瞬時的な低下を示すことに着目して、図３に示したように、一定時間内に電池電圧が設定された変動幅ΔＶs以上の低下を示したときに、エンジンの始動が行われたことを検知するようにしていた。図３において、ＯＣＶは、エンジンの始動直前における電池の開路電圧である。

鉛蓄電池の充電状態が良好であるときには、上記のように、一定時間内に電池電圧が設定された変動幅ΔＶs以上の低下を示したか否かを判定することにより、エンジンの始動が行われたことを検知することができる。しかしながら、鉛蓄電池がスタータモータを正常に回転させることができない程度まで消耗している状態では、スタータモータに通電したときだけでなく、比較的大きな電装品負荷に通電した際にも電池電圧が設定された変動幅ΔＶs以上の低下を示すことがあるため、一定時間内に電池電圧が設定された変動幅ΔＶs以上の低下を示したか否かを判定しただけでは、エンジンの始動が行われていることを確実に検知することができない。

またスタータモータを正常に回転させることができない程度まで鉛蓄電池が消耗している状態では、エンジンの始動を検知できたとしても、電池の劣化状態の如何に関わりなく、スタータモータに通電した際に電池電圧が大きく低下するため、電池が劣化していない（電池を充電すれば容量を回復させることができる）にもかかわらず、電池の劣化が進んでいるとの誤判定がされるおそれがあった。

また、過放電気味になった鉛蓄電池を車両から外して、市販の充電器を用いて充電することがあるが、過放電した鉛蓄電池を市販の充電器で充電する際には、充電器が定電流特性を有しないことに起因して、充電の初期に電池電圧が大きく変動する。そのため、劣化状態判定装置が電池の電槽に装着されていて、電池を車両から外した状態でも劣化状態の判定が行われるようになっている場合には、この充電初期の電圧変動がエンジンの始動時の電圧変動であると誤認されて、電池の劣化状態の判定が行われることがあった。

図４は、定格電圧が１２Ｖの自動車用鉛蓄電池を市販の充電器により充電した際の電池電圧の波形の一例を横軸に時間をとって示したものであり、図５は、図４の波形の一部を時間軸を拡大して示したものである。市販の充電器は一般に定電流特性を有しないため、電池電圧が大きく変動し、充電の初期の電池電圧波形は、図５に示したように、満充電時の開路電圧(例えば１２．５Ｖ）よりも高い電圧（図示の例では１６Ｖないし１７Ｖ）と充電開始時の電圧（図示の例ではほぼ１０Ｖ）との間を細かく脈動する波形となる。

この充電初期の電圧変動における電圧変動幅は、エンジンを始動する際に生じる電池電圧の変動幅よりも大きく、エンジンの始動を判定するために電池電圧の変動幅と比較する設定された変動幅ΔＶsよりも大きい。そのため、一定時間内に電池電圧が設定された変動幅ΔＶs以上の低下を示したときに、エンジンの始動を検知するようにした場合には、電池の充電時の電圧変動における電圧の低下をエンジン始動時の電圧の低下であると誤認して、エンジンの始動を誤検知するおそれがある。このように、エンジンの始動が誤って検知されると、エンジンの始動時以外の電池電圧に基づいて劣化状態が判定されるため、判定結果が誤って更新されるという問題があった。

本発明の目的は、スタータモータを正常に回転させることができない程度まで電池が消耗している状態でエンジン始動時の電池電圧に基づく劣化状態の判定が行われて、誤った判定がされるのを防ぐことができるようにした鉛蓄電池の劣化状態判定方法及びこの方法を実施するために用いる劣化状態判定装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、スタータモータを正常に回転させることができない程度まで電池が消耗している状態でエンジン始動時の電池電圧に基づく劣化状態の判定が行われて、誤った判定がされるのを防ぐとともに、電池を車両から外して市販の充電器により充電した際に生じる電池電圧の変動を誤ってエンジンの始動時の変動であると誤認して、劣化状態の判定が行われるのを防ぐことができるようにした鉛蓄電池の劣化状態判定方法及び劣化状態判定装置を提供することにある。

本発明は、エンジンを始動するスタータモータの電源として用いる鉛蓄電池の劣化状態（劣化の程度）を、エンジン始動時の鉛蓄電池の電圧に基づいて判定する鉛蓄電池の劣化状態判定方法に係わるものである。

本発明においては、スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めておく。そして、電池電圧が始動判定下限電圧以上の電圧値から設定された変動幅ΔＶs以上低下を示したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知し、エンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の電池電圧に基づいて鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行う。

上記のように構成すると、エンジンを始動することができない程度まで電池が消耗していて、エンジンを始動する前の電池電圧が始動判定下限電圧よりも低い状態では、電池電圧が設定された変動幅ΔＶs以上の低下を示してもエンジンの始動が検知されないため、電池が消耗している状態で、エンジン始動時の電池電圧に基づく電池の劣化状態の判定が行われて、劣化状態が誤って判定されるのを防ぐことができる。

本発明の好ましい態様では、鉛蓄電池の劣化状態を判定するために必要な判定装置を鉛蓄電池の電槽に取り付けておいて、該判定装置により、鉛蓄電池の劣化状態をエンジンの始動時の電池電圧に基づいて判定する。この場合には、スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めるとともに、エンジンが停止しているときの定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧を始動判定上限電圧として定めておく。そして、電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知し、エンジンの始動が行われていることが検知されたときにエンジン始動時の電池電圧に基づいて鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行う。

上記のように、スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めるとともに、エンジンが停止しているときの定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧を始動判定上限電圧として定めておいて、電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知するようにすると、電池が消耗している状態で、エンジン始動時の電池電圧に基づく電池の劣化状態の判定が行われて、劣化状態が誤って判定されるのを防ぐことができるだけでなく、電池を車両から外して市販の充電器により充電する際に、充電の初期に生じる電池電圧の低下がエンジン始動時の電池電圧の低下と誤認されて、電池の劣化状態が誤って判定されるのを防ぐことができる。

また本発明によれば、エンジンを始動するスタータモータの電源として用いる鉛蓄電池の劣化状態を、エンジン始動時の電池電圧に基づいて判定する鉛蓄電池の劣化状態判定装置が提供される。

本発明に係わる鉛蓄電池の劣化状態判定装置は、鉛蓄電池の電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングして記憶する電池電圧検出手段と、電池電圧が設定された始動判定下限電圧以上の電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知するエンジン始動検知手段と、エンジン始動判定検知手段によりエンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の電池電圧に基づいて前記鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行う劣化状態判定手段とを備えた構成とする。この場合、始動判定下限電圧の電圧値は、スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値に設定される。

本発明の好ましい態様では、鉛蓄電池の劣化状態判定装置が、鉛蓄電池の電槽に取り付けられる。この場合、劣化状態判定装置は、電池電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングして記憶する電池電圧検出手段と、電池電圧が設定された始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知するエンジン始動検知手段と、エンジン始動検知手段によりエンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の電池電圧に基づいて前記鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行う劣化状態判定手段とを備えた構成とする。この場合、始動判定下限電圧の電圧値は、スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値に設定され、始動判定上限電圧の電圧値は、エンジンが停止しているときの定常状態での前記鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧値に設定される。

請求項1または３に記載された発明によれば、スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めておいて、電池電圧が始動判定下限電圧以上の電圧値から設定された変動幅以上低下を示したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知するようにしたので、電池が消耗している状態で電池電圧が設定された変動幅以上の低下を示したときに、エンジンの始動が検知されて、電池の劣化状態が誤って判定されるのを防ぐことができる。

請求項２または４に記載された発明によれば、エンジンの始動時にスタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めるとともに、エンジンが停止しているときの定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧を始動判定上限電圧として定めておいて、電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知するようにしたので、電池が消耗している状態で電池電圧が設定された変動幅以上の低下を示したときに、エンジンの始動が検知されて、電池の劣化状態が誤って判定されるのを防ぐことができるだけでなく、電池を車両から外して充電する際に生じる電池電圧の低下をエンジン始動時の電池電圧の低下と誤認して、電池の劣化状態が誤って判定されるおそれをなくすことができる。

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係わる鉛蓄電池の劣化状態検出装置の一実施形態の構成を示したもので、同図において、１は車両に搭載されて、スタータモータ２を含む電装品に電力を供給する鉛蓄電池、３はスタータモータ２により始動されるエンジンである。エンジン３の出力軸は、変速機を含む動力伝達機構を介して車両の駆動輪に連結されている。

本発明に係わる鉛蓄電池の劣化状態判定装置は、エンジン３を始動するスタータモータ２の電源として用いる鉛蓄電池１の劣化状態を、エンジン始動時の鉛蓄電池１の電圧に基づいて判定する装置であって、本実施形態では、この劣化状態判定装置が、電池電圧検出手段４と、電圧低下判定手段５及び電池電圧判定手段６からなるエンジン始動検知手段７と、劣化状態判定手段８と、劣化状態表示手段９とにより構成される。これらの内、電池電圧検出手段４、電圧低下判定手段５、電池電圧判定手段６及び劣化状態判定手段８は、マイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させることにより構成される。

本実施形態の劣化状態判定装置は、マイクロコンピュータを含む構成要素を耐候性を有する外装内に収容した形でユニット化されて、鉛蓄電池の電槽の蓋に取り付けられる。電槽の蓋に取り付けられた劣化状態判定装置の構成要素は、鉛蓄電池から電源電圧を得て動作する。

電池電圧検出手段４は、鉛蓄電池の電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングして記憶する手段である。この電池電圧検出手段は例えば、鉛蓄電池の端子間電圧を抵抗分圧回路等を通して検出する電圧検出回路と、この電圧検出回路の出力をデジタル信号に変換してマイクロプロセッサに入力するＡ／Ｄ変換回路と、Ａ／Ｄ変換回路を通して検出される電池電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングしてマイクロプロセッサのメモリに記憶させるサンプルホールド手段とにより構成される。電池電圧のサンプリング周期は、エンジンの始動の際に生じる電池電圧の変化を検知し得るように、十分に短く設定されている。

電圧低下判定手段５は、電池電圧検出手段４により電圧がサンプリングされる毎に新たにサンプリングされた電圧を直前にサンプリングされて記憶されている電圧と比較して鉛蓄電池の電圧が設定レベル以上の低下を示したか否かを判定する手段である。

電池電圧判定手段６は、電圧低下判定手段５により鉛蓄電池の電圧が設定された変動幅ΔＶs以上の低下を示したと判定されたときに、該電圧が設定された変動幅以上の低下を示す直前に電圧検出手段によりサンプリングされて記憶されている低下前電池電圧を、設定された始動判定下限電圧及び始動判定上限電圧と比較して、低下前電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にあるか否かを判定する。本実施形態では、電圧低下判定手段５と電池電圧判定手段６とにより、エンジン始動検知手段７が構成され、電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知する。

上記始動判定下限電圧は、エンジンの始動時にスタータモータを正常に回転させるために必要なエンジン始動操作開始前の電池電圧（開路電圧）の最低値に相当する電圧値（例えば１０Ｖないし１１Ｖ）に設定される。

また上記始動判定上限電圧の電圧値は、エンジンが停止しているときの定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧値に設定される。ここで、「定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧」とは、鉛蓄電池の充電が全く行われず、かつ放電が実質的に行われない状態（電池に常時接続されている時計や劣化状態判定装置等の微小負荷を通して行われる微小放電以外の放電が行われない状態）になった後（エンジンが停止した後）、一定時間（例えば３時間ないし１０時間）が経過した時点での電池電圧の定格値を意味する。始動判定上限電圧の電圧値は、電池の型式毎に平均的な値を設定しておく。

劣化状態判定手段８は、エンジン始動検知手段７によりエンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の鉛蓄電池の電圧に基づいて鉛蓄電池１の劣化状態を判定する処理を行う手段である。

エンジン始動時の電池電圧に基づいて鉛蓄電池の劣化状態を判定する方法としては、エンジン始動時の電池電圧の低下量を検出して、検出した電池電圧の低下量が判定値を超えているか否かにより電池の劣化の程度を判定する方法、エンジンの始動時にスタータモータに通電した後、スタータモータが回転を開始する前の電池電圧の高低から電池の劣化の程度を判定する方法、スタータモータに通電した後に生じる電池電圧の脈動のピーク値とボトム値との差を判定値と比較して、ピーク値とボトム値との差が判定値を超えているか否かにより電池の劣化の程度を判定する方法などの公知の方法を用いることができる。

劣化状態表示手段９は、劣化状態判定手段８による判定結果を発光ダイオード等の表示器により表示する手段である。劣化状態の表示は、劣化の程度が許容限度に近づいていくに従って発光させる表示器の数を増やしていったり、逆に劣化の程度が許容限度に近づいていくに従って発光させる表示器の数を減少させて、劣化の程度が許容限度を超えたとき（電池の交換を要する状態になったとき）に発光させる表示器の数を零にしたり、劣化の程度により発光色を異ならせたりする方法により行うことができる。劣化状態の表示動作は、判定装置に電池の劣化状態の判定を行うべきことを指令する判定指令が与えられている間常時行わせるようにしてもよく、表示手段専用の押ボタンスイッチを特に設けて、該スイッチがオン状態にされている間だけ表示動作を行わせるようにしてもよい。

図１に示した劣化状態判定装置の電池電圧検出手段４、電圧低下判定手段５、エンジン始動判定手段６、劣化状態判定手段８及び劣化状態表示手段９を構成するためにマイクロコンピュータに実行させる劣化状態判定ルーチンのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図２に示した。図２に示した劣化状態判定ルーチンは、電池電圧のサンプリングタイミングが到来する毎に実行される。図２に示したアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１０１で電池の劣化状態の判定を行うべきことを指令する判定指令を与えるスイッチがオン状態になっているか否か（判定指令が与えられているか否か）を判定し、スイッチがオン状態になっていないときにはこの処理を終了する。

ステップＳ１０１でスイッチがオン状態になっていると判定されたときには、ステップＳ１０２に進んで、電池電圧を検出する図示しない電圧検出回路と該電圧検出回路の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを通して電池電圧Ｖnを読み込む。次いでステップＳ１０３で今回読み込んだ電池電圧Ｖnと前回読み込んだ電池電圧Ｖn-1とを比較し、ＶnがＶn-1よりも高いか否かを判定する。その結果、今回読み込んだ電池電圧Ｖnが前回読み込んだ電池電圧Ｖn-1よりも低くないと判定されたときにはステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０３で、今回読み込んだ電池電圧Ｖnが前回読み込んだ電池電圧Ｖn-1よりも低い（電池電圧が低下している）と判定されたときには、ステップＳ１０４に進んで、Ｖn-1からＶnを減じた値Ｖn-1−Ｖnと設定された変動幅ΔＶsとを比較する。その結果Ｖn-1−Ｖnが設定された変動幅ΔＶs未満であると判定されたときには、ステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０４でＶn-1−Ｖnが設定された変動幅ΔＶs以上であると判定されたとき（電池電圧が設定された変動幅以上の低下を示していると判定されたとき）には、ステップＳ１０５に進んで前回読み込んだ電池電圧（低下前電池電圧）Ｖn-1を始動判定下限電圧と比較する。この比較により、低下前電池電圧Ｖn-1が始動判定下限電圧未満であると判定したときにはステップＳ１０１に戻る。

ステップＳ１０５で前回読み込んだ電池電圧（低下前電池電圧）Ｖn-1が始動判定下限電圧以上であると判定されたときには、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では低下前電池電圧Ｖn-1を始動判定上限電圧と比較し、この比較により、低下前電池電圧Ｖn-1が始動判定上限電圧を超えていると判定されたときにはステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０６で低下前電池電圧Ｖn-1が始動判定上限電圧以下であると判定されたときには、ステップＳ１０７でエンジンの始動が行われていると判定する。次いでステップＳ１０８でエンジン始動時の電池電圧に基づいて電池の劣化状態を判定する処理を行い、ステップＳ１０９でその判定結果を表示する動作を行わせる。

図２に示したアルゴリズムによる場合には、図示しない電圧検出回路及び該電圧検出回路の出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とステップＳ１０２とにより電池電圧検出手段４が構成され、ステップＳ１０３により電圧低下判定手段５が構成される。またステップＳ１０４ないしＳ１０７により電池電圧判定手段６が構成され、ステップＳ１０８により、劣化状態判定手段８が構成される。更に図示しない表示器とステップＳ１０９とにより、劣化状態表示手段が構成される。

上記のように、エンジンの始動時にスタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値（例えば１０Ｖないし１１Ｖ）を有する電圧を始動判定下限電圧として定めておいて、電池電圧が設定された変動幅以上の低下を示し、かつ低下前電池電圧が始動判定下限電圧以上であるときにエンジンの始動が行われていることを検知し、低下前電池電圧が始動判定下限電圧よりも低い場合には、電池電圧が設定された変動幅以上の低下を示してもエンジンの始動を検知しないようにしておくと、電池が消耗している状態で、エンジン始動時の電池電圧に基づく電池の劣化状態の判定が行われて、劣化状態が誤って判定されるのを防ぐことができる。

また、電池を車両から外して市販の充電器により充電する際に生じる電池電圧の変動における電圧の低下の内、エンジンの始動時の電圧低下と誤認されるおそれがある電圧の低下（設定された変動幅を超える電圧の低下）は、図５に示されているように、エンジンが停止しているときの定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧（例えば１２．５Ｖ）よりも遙かに高い電圧（１６Ｖないし１７Ｖ）からの低下である。従って上記のように、エンジンが停止しているときの定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧を始動判定上限電圧として定めておいて、電池電圧が設定レベル以上の低下を示し、かつ低下前電池電圧が始動判定上限電圧以下であるときにエンジンの始動が行われていることを検知し、低下前電池電圧が始動判定上限電圧を超えているときには、電池電圧が設定された変動幅以上の低下を示してもエンジンの始動を検知しないようにしておくと、電池を車両から外して市販の充電器により充電する際に生じる電池電圧の低下がエンジン始動時の電池電圧の低下と誤認されて、電池の劣化状態が誤って判定されるのを防ぐことができる。

本発明においては、スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めるとともに、エンジンが停止しているときの定常状態での鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧を始動判定上限電圧として定めておいて、電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知し、エンジンの始動が行われていることが検知されたときにエンジン始動時の電池電圧に基づいて鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行うようにすればよく、マイクロコンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズムは図２に示した例に限定されない。

例えば、図２において、ステップＳ１０３とステップＳ１０４をステップＳ１０６の次に移動させて、電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にあるか否かの判定を先に行い、この判定により、電池電圧が始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にあると判定された場合にのみ、電池電圧が設定レベル以上の低下を示したか否かの判定を行わせるようにしてもよい。

なお鉛蓄電池が車両から外されて市販の充電器により充電されることが想定されない場合には、始動判定下限電圧のみを定めておいて、電池電圧が始動判定下限電圧以上の電圧値から設定された変動幅以上低下を示したことを検出したときにエンジンの始動が行われていることを検知し、エンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の電池電圧に基づいて鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行うようにしてもよい。この場合には、図２の劣化状態判定ルーチンにおいて、ステップＳ１０６を省略して、ステップＳ１０５で低下前電池電圧Ｖn-1が始動判定下限電圧以上であると判定されたときにステップＳ１０７に移行するようにすればよい。

本発明に係わる鉛蓄電池の劣化状態判定装置の一実施形態の構成を示したブロック図である。 図２は図１に示した電池電圧検出手段、電圧低下判定手段、エンジン始動判定手段、劣化状態判定手段及び劣化状態表示手段を構成するためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。 自動車用の鉛蓄電池のエンジン始動時の電圧波形の一例を示した波形図である。 鉛蓄電池を車両から外して充電器により充電する際の電池電圧の波形の一例を示した波形図である。 図４の波形の一部を、時間軸を拡大して示した波形図である。

符号の説明

１ 鉛蓄電池
２ スタータモータ
３ エンジン
４ 電池電圧検出手段
５ 電圧低下判定手段
６ 電池電圧判定手段
７ エンジン始動検知手段
８ 劣化状態判定手段
９ 劣化状態表示手段

Claims (4)

1. エンジンを始動するスタータモータの電源として用いる鉛蓄電池の劣化状態をエンジン始動時の電池電圧に基づいて判定する鉛蓄電池の劣化状態判定方法であって、
   前記スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めておき、
   前記電池電圧が前記始動判定下限電圧以上の電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときに前記エンジンの始動が行われていることを検知し、
   前記エンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の電池電圧に基づいて前記鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行うこと、
   を特徴とする鉛蓄電池の劣化状態判定方法。
2. エンジンを始動するスタータモータの電源として用いる鉛蓄電池の電槽に、該鉛蓄電池の劣化状態を判定するために必要な判定装置を取り付けておいて、該判定装置により、前記鉛蓄電池の劣化状態を、前記エンジンの始動時の電池電圧に基づいて判定する鉛蓄電池の劣化状態判定方法であって、
   前記スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値を有する電圧を始動判定下限電圧として定めるとともに、前記エンジンが停止しているときの定常状態での前記鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧を始動判定上限電圧として定めておき、
   前記電池電圧が前記始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときに前記エンジンの始動が行われていることを検知し、
   前記エンジンの始動が行われていることが検知されたときにエンジン始動時の電池電圧に基づいて前記鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行うこと、
   を特徴とする鉛蓄電池の劣化状態判定方法。
3. エンジンを始動するスタータモータの電源として用いる鉛蓄電池の劣化状態をエンジン始動時の電池電圧に基づいて判定する鉛蓄電池の劣化状態判定装置であって、
   前記電池電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングして記憶する電池電圧検出手段と、
   前記電池電圧が設定された始動判定下限電圧以上の電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときに前記エンジンの始動が行われていることを検知するエンジン始動検知手段と、
   前記エンジン始動判定検知手段によりエンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の電池電圧に基づいて前記鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行う劣化状態判定手段と、
   を具備し、
   前記始動判定下限電圧の電圧値は、前記エンジンの始動時にスタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値に設定されていること、
   を特徴とする鉛蓄電池の劣化状態判定装置。
4. エンジンを始動するスタータモータの電源として用いる鉛蓄電池の電槽に取り付けられて、該鉛蓄電池の劣化状態をエンジン始動時の電池電圧に基づいて判定する鉛蓄電池の劣化状態判定装置であって、
   前記電池電圧を設定されたサンプリング周期でサンプリングして記憶する電池電圧検出手段と、
   前記電池電圧が設定された始動判定下限電圧以上、始動判定上限電圧以下の範囲にある電圧値から設定された変動幅以上低下したことを検出したときに前記エンジンの始動が行われていることを検知するエンジン始動検知手段と、
   前記エンジン始動検知手段によりエンジンの始動が行われていることが検知されたときに、エンジン始動時の電池電圧に基づいて前記鉛蓄電池の劣化状態を判定する処理を行う劣化状態判定手段と、
   を具備し、
   前記始動判定下限電圧の電圧値は、前記スタータモータを正常に回転させるために必要なエンジンの始動操作開始前の電池電圧の最低値に相当する電圧値に設定され、前記始動判定上限電圧の電圧値は、前記エンジンが停止しているときの定常状態での前記鉛蓄電池の定格開路電圧に相当する電圧値に設定されていること、
   を特徴とする鉛蓄電池の劣化状態判定装置。

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