JP2010071731A - 車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの停止中にルームライトの消し忘れ等により電池が微小放電しているときに警報を発生することができる車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置を提供する。
【解決手段】鉛蓄電池４の電池電圧を常時監視する電池電圧監視手段６と、エンジン１が停止していて、停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する判定対象電圧低下量検出手段７と、判定対象電圧低下量を判定基準値と比較して判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池４が微小放電をしていると判定する微小放電判定手段８と、鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされた時に直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生する警報発生手段９とを設けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンにより駆動される車両に搭載された鉛蓄電池の充電状態を判定する車載用鉛蓄電池の充電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自動車等の車両においては、エンジンを動作させるために必要な点火装置、スタータモータ等の電装品や、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。これらの車両に搭載される鉛蓄電池には、高頻度で大きな負荷を駆動することが要求される。このように、車載用の鉛蓄電池においては、課される責務が重くなっており、電池の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge：「充電されている電気量／電池容量」で定義される。）を高い状態に保つように電池を管理することが必要になっている。

また鉛蓄電池は、ＳＯＣが５０％を下回ると、急激に性能の劣化が進むため、寿命を延ばすためには、常にＳＯＣを高く（例えば８０％以上に）保って電池を使用するのが望ましい。

上記のように、車載の鉛蓄電池においては、ＳＯＣを高い状態に保つことが重要であり、ＳＯＣが低下したとき、または低下するおそれが生じたときには、直ちにそれを検知して警報を発生することが望ましい。

鉛蓄電池のＳＯＣは電池電圧に反映される。そのため、ＳＯＣを検出する方法としては、例えば特許文献１に示されているように、電池電圧を用いる方法が広く用いられている。特許文献１に示された方法では、電池電圧と、ＳＯＣと、電池温度等のパラメータとの間の関係を与える種々のマップを用意しておいて、キースイッチがオン状態にされた後、スタータモータが回転を開始する前の状態での電池電圧と、電池温度等のパラメータに対してマップを検索することによりＳＯＣを推定して、電池の劣化の度合いを判定している。
特開２００２−２８６８１８号公報

自動車用の鉛蓄電池においては、車両が走行を停止している状態でも、ルームライトの消し忘れ等により、微小放電をし続けてＳＯＣが低下していくことがある。また電池の劣化が進んで、エンジンの停止中に極板間短絡に近い状態が生じた場合にも、微小放電が生じ、ＳＯＣが低下していく。このような状態を放置すると、やがて電池が消耗し、次回のエンジンの始動が不可能になることがある。

しかしながら、従来の車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置は、キースイッチをオン状態にした際等の特定のタイミングでのみ電池の充電状態をチェックしているだけで、エンジンの停止中に電池が微小放電していることを検知する手段を持たなかったため、ルームライトの消し忘れや、電池の劣化等により、電池が微小放電をしてＳＯＣが低下していくのを検出することができなかった。

本発明の目的は、エンジンの停止中に電池が微小放電をしているときにそれを的確に検知して警報を発生することにより、ＳＯＣが低下しきる前に、電池からの負荷の切り離し等の措置を講じることを可能にした車載用鉛蓄電池の充電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、エンジンの停止中に微小放電により電池の充電状態が低下して、電池電圧がある値まで低下したときにこれを検知して警報を発生させることにより、ＳＯＣが低下しきる前に、電池からの負荷の切り離し、電池の交換等の措置を講じることを可能にした車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置を提供することにある。

本発明は、エンジンにより駆動される車両に搭載された鉛蓄電池の充電状態を判定する車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置に関わるものである。本発明においては、鉛蓄電池の電池電圧を常時監視する電池電圧監視手段と、エンジンが停止していて、停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する判定対象電圧低下量検出手段と、判定対象電圧低下量を判定基準値と比較して判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池が微小放電をしていると判定する微小放電判定手段と、鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされた時に直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生する警報発生手段とを設けた。

エンジン停止後設定時間以上の時間が経過すると、鉛蓄電池の温度が一定値に落ち着き、電池電圧が安定する。この状態で、放電電流が流れていないとすると、電池電圧は変化せず、一定値を示す。これに対し、ルームライトの消し忘れなどにより、微小な放電電流が流れていると、電池電圧は徐々に低下していく。従って、上記のように、エンジン停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出して、この判定対象電圧低下量を判定基準値と比較すると、判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池が微小放電をしていると判定することができる。このようにして鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされたときに直ちに警報を発生させるようにすると、電池が微小放電していることを運転者に遅滞なく知らせることが可能になり、これによりルームライトを消す等の措置を講じさせて、電池が無駄に消耗するのを防ぐことができる。

本発明の好ましい態様では、鉛蓄電池の電池電圧を常時監視する電池電圧監視手段と、エンジンが停止していて、停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する判定対象電圧低下量検出手段と、判定対象電圧低下量を判定基準値と比較して判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池が微小放電をしていると判定する微小放電判定手段と、鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされた時に直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生する第１の警報発生手段と、電池電圧監視手段が監視している電池電圧が設定された単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示したか否かを判定する電圧変化判定手段と、電圧変化判定手段により電池電圧が単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示さなかったと判定されている状態で、監視している電池電圧が設定値未満であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、電池電圧判定手段により、電池電圧が設定値未満であると判定されたときに直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを示す警報を発生する第２の警報発生手段とが設けられる。

上記の態様において、判定対象電圧低下量検出手段、微小放電判定手段及び第１の警報発生手段からなる部分は、最初に述べた本発明の態様における判定対象電圧低下量検出手段、微小放電判定手段及び警報発生手段と同様である。

上記のように、電池電圧監視手段が監視している電池電圧が設定された単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示したか否かを判定して、電池電圧が単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示さなかったと判定されている状態で、監視している電池電圧が設定値未満であるか否かを判定するようにすると、電池の放電が停止しているか、または電池が微小放電をしているときにのみ、電池電圧が設定値未満に低下したか否かの判定を行わせることができ、電池電圧が設定値未満であると判定されたときに、微小放電により電池電圧が低下していることを警告する警報を発生させることができる。また上記電池電圧の設定値を、エンジンの定常運転中に生じる電池電圧の最低レベルよりも低い値に設定しておけば、エンジンの運転中に、誤って微小放電により電池電圧が低下したとの判定がされることはない。

エンジンの始動時にスタータモータに通電した際には、電池電圧が上記設定値よりも低下することがある。しかし、スタータモータに通電したときには、電池電圧が単位時間当たりに閾値以上の変化を示すため、エンジンの始動時に微小放電により電池電圧が設定値未満にまで低下したとの判定が行われることはない。

従って、上記の構成によれば、エンジンの停止中にのみ、電池電圧が設定値未満に低下したか否かの判定を行わせて、エンジンの停止中に電池のＳＯＣが低下したときに警報を発生させることができる。

上記のように、エンジンの停止中に、電池電圧が設定値未満になったときにも警報を発生させるようにしておくと、電池の劣化が進んで、ルームライトの消し忘れ等がない状態でも僅かな放電電流が流れる状態になったときに、電池電圧が設定値未満になった時点で警報を発生させることができるため、電池の充電状態の監視をより的確に行わせることができる。

本発明の他の態様では、鉛蓄電池の電池電圧を常時監視する電池電圧監視手段と、電池電圧監視手段が監視している電池電圧が設定された単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示したか否かを判定する電圧変化判定手段と、電圧変化判定手段により電池電圧が単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示さなかったと判定されている状態で、監視している電池電圧が設定値未満であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、電池電圧判定手段により、電池電圧が設定値未満であると判定されたときに直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを示す警報を発生する警報発生手段とにより本発明に係わる電池状態判定装置が構成される。

上記のように構成すると、エンジン停止中にルームライトの消し忘れなどにより微小放電が生じて電池電圧が低下したとき、及び電池の劣化が進んで極板間短絡等により微小放電電流が流れる状態が生じて電池電圧が低下したときに警報を発生させることができる。

請求項１に記載された発明によれば、エンジン停止後設定時間以上の時間が経過している状態で、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出して、この判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池が微小放電をしていると判定するようにしたので、エンジンの停止中に鉛蓄電池が微小放電をしているときに早期に警報を発生させて、電池が消耗するのを防ぐための措置を講じる機会を与えることができる。

請求項２に記載された発明によれば、ルームライトの消し忘れ等、電池の負荷を切り離すことを忘れたときに流れる放電電流を検出して警報を発生させることができるだけでなく、切り離しを忘れた負荷を通して流れる放電電流により電池が消耗した場合や、エンジンが長期間停止した状態に放置されて、電池の劣化時に流れる微小放電電流や、電池に常時接続される時計などの微小負荷に流れる微小電流により電池が消耗した場合にも警報を発生することができるため、電池の充電状態が低下したことの警告をより的確に行わせることができる。

請求項３に記載された発明によれば、エンジンの停止中に電池電圧が設定値よりも低い値に低下したときに警報を発生させることができるため、エンジンの停止中に微小放電や劣化により電池が消耗したときに警報を発して警告することができる。

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は本発明の第１の実施形態の構成を示したもので、同図において１は自動車を駆動するエンジン、２はエンジン１により駆動されて交流電圧を発生する発電機、３は発電機２の交流出力を整流して電池を充電するための直流出力を発生する機能と、電池電圧(電池の端子間電圧）を設定範囲に保つ機能とを有する充電器、４は発電機２の出力で充電器３を通して充電される車載の鉛蓄電池である。また５はマイクロプロセッサを用いてエンジンの点火時期の制御等の各種の制御を行うエンジン制御部（ＥＣＵ）である。本実施形態において、車載の鉛蓄電池４は、開放電圧（ＯＣＶ）の定格値が１２Ｖの電池であるとする。

本実施形態では、鉛蓄電池の充電状態を監視するため、電池電圧監視手段６と、判定対象電圧低下量検出手段７と、微小放電判定手段８と、警報発生手段９とが設けられる。

電池電圧監視手段６は、鉛蓄電池４の両端の電圧（電池電圧）を、エンジンの運転中も停止中も常時監視する。電池電圧監視手段６は、例えば、十分に大きな抵抗値を有する抵抗器を用いて電池電圧を分圧する抵抗分圧回路等からなる電圧検出回路と、この電圧検出回路を通して検出される電池電圧を一定のサンプリング周期でサンプリングする手段とにより構成できる。

判定対象電圧低下量検出手段７は、エンジン１が停止していて、エンジン停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する手段である。

上記判定対象電圧低下量検出手段７は、例えば、エンジンが停止しているか否かを判定するエンジン状態判定手段と、エンジン状態判定手段によりエンジンが停止したとの判定が行われたタイミングからの経過時間を計測するタイマと、このタイマが設定時間を計測したときに電池電圧監視手段が検出している電池電圧を読み込んで第１の電池電圧として記憶する第１の電圧記憶手段と、上記タイマが上記設定時間を計測した後更に一定の判定時間を計測したときに電池電圧監視手段が監視している電池電圧を読み込んで第２の電池電圧として記憶する第２の電圧記憶手段と、第１の電池電圧から第２の電池電圧を差し引く演算を行って判定対象電圧低下量を求める判定対象電圧低下量演算手段とにより構成できる。エンジン１が停止したことの検出は、例えば、キースイッチがオン状態からオフ状態になったことを検出することにより行うことができる。なおエンジン制御部５からキースイッチのオンオフの状態を示すキースイッチ状態検出信号を受信することができる場合には、該キースイッチ状態検出信号から、エンジン１が停止したことの検出を行うことができる。

微小放電判定手段８は、上記判定対象電圧低下量を判定基準値と比較して判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池が微小放電をしていると判定する手段である。

また警報発生手段９は、微小放電判定手段８により鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされた時に直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生する手段である。警報の発生は、発光ダイオード等の発光素子や、ブザー等の発音体からなる表示手段を動作させることにより行うことができる。表示手段は車内の例えばダッシュボードの計器盤に設けても良いが、表示手段を車内に設けた場合には、次回のエンジン始動時まで運転者が気づかないおそれがある。電池の微小放電が行われていることを運転者等に早期に、より確実に警告するためには、自動車から離れた、運転者等が気付きやすい箇所で警報を発生させるようにしておくのが好ましい。そのためには、微小放電判定手段８により鉛蓄電池が微小放電をしていると判定された時に警報信号で変調された電波からなる警報信号を発生する警報発信器と、該警報発信器が発生した警報信号を受信したときに発光表示手段の点滅、ブザーの発音、音声などにより警報動作を行う警報受信機とにより警報発生手段９を構成するのが好ましい。このように警報発生手段を構成しておくと、警報受信機を運転者に携帯させるか、または自動車の所有者の家屋の屋内に警報受信機を設置しておくことにより、エンジン停止中で、運転者が車外にいる場合であっても警報に気づかせることができる。

本実施形態において、エンジンが停止した後設定時間が経過するのを待ってから判定対象電圧低下量を検出するのは、電池の温度などが安定して電池電圧が安定するのを待つためである。上記設定時間は、例えば１時間に設定しておく。また判定時間は、ルームライトなどの小負荷が電池に接続されたままになっているときに、電池電圧に検出し得る(閾値以上の）変化が現れる時間に設定しておく。本実施形態では、上記判定時間を４時間に設定する。ルームライトを消し忘れた場合、４時間で0.5Ｖ程度の電池電圧の低下が見込まれる。この場合、微小電圧判定手段が判定対象電圧低下量と比較する判定基準値は0.5Ｖに設定しておく。

即ち、本実施形態では、電池電圧を常時監視して、エンジン停止後、１時間以上が経過している状態で、更に４時間が経過する間に電池電圧が示した低下量を、判定対象電圧低下量として検出し、この判定対象電圧低下量が判定基準値（0.5Ｖ）以上であるときに電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生させる。

一般にエンジン停止後１時間以上の時間が経過すると、鉛蓄電池４の温度が一定値に落ち着き、電池電圧が安定する。この状態で、放電電流が流れていないとすると、電池電圧は変化せず、一定値を示す。これに対し、ルームライトの消し忘れなどにより、電池に微小な放電電流が流れていると、電池電圧は徐々に低下していく。本実施形態のように、エンジン停止後設定時間（本実施形態では１時間）以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間（本実施形態では４時間）が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出して、この判定対象電圧低下量を、微小放電が生じているときに該判定時間の間に生じる電池電圧の低下量に相当する判定基準値と比較すると、判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池が微小放電をしていると判定することができる。このようにして鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされたときに直ちに警報を発生させるようにすると、電池が微小放電していることを運転者に遅滞なく知らせることが可能であり、この警報により、ルームライトを消す等の措置を講じさせることができれば、電池が無駄に消耗するのを防ぐことができる。

図１に示した実施形態において、電池電圧監視手段６と、判定対象電圧低下量検出手段７と、微小放電判定手段８とは、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成することができる。エンジンの停止中にも電池の充電状態の判定を行わせるためには、上記マイクロプロセッサとして、エンジンを制御するＥＣＵに設けられているマイクロプロセッサとは別個のものを用いるのが好ましい。図１に示した電池電圧監視手段６、判定対象電圧低下量検出手段７及び微小放電判定手段８を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートの一例を図４に示した。

図４に示したアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ１０１で電池電圧ＶBの監視を開始させる。電池電圧の監視は、電池電圧ＶBをサンプリングすることにより行う。電池電圧のサンプリングは、以後一定のサンプリング周期で繰り返し行う。次いでステップＳ１０２で、キースイッチの状態を確認する等の方法によりエンジンの状態を監視する。その後ステップＳ１０３でエンジンが停止しているか否かを判定し、エンジンが停止していない場合には、ステップＳ１０１に戻る。エンジンが運転されている状態で繰り返しサンプリングされる電池電圧は、電池の充電の制御のために用いることができる。

ステップＳ１０３でエンジンが停止していると判定された場合には、ステップＳ１０４でエンジンが停止してから設定時間（本実施形態では１時間）Ｔ1が経過したか否かを判定する。その結果エンジン停止後設定時間Ｔ1が経過していないと判定されたときには、ステップＳ１０３に戻り、設定時間Ｔ1が経過するのを待つ。ステップＳ１０４でエンジン停止後設定時間Ｔ1が経過していると判定されたときには、ステップＳ１０５に進んで現在の時刻をｔnとして記憶させる。次いでステップＳ１０６で電池電圧の最新のサンプリング値を第１の判定対象電圧Ｖ1として記憶させる。電池電圧のサンプリング値を第１の判定対象電圧Ｖ1として記憶させた後、ステップＳ１０７で時刻ｔnから判定時間Ｔ2（本実施形態では４時間）が経過したか否かを判定し、判定時間が未だ経過していない場合には、ステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８ではエンジンが停止しているか否かを判定し、エンジンが停止している場合には、ステップＳ１０７に戻って、判定時間Ｔ2が経過するのを待つ。

ステップＳ１０８でエンジンが停止していないと判定されたときにはステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０７で時刻ｔnから判定時間Ｔ2が経過したと判定された場合には、ステップＳ１０９で電池電圧の最新のサンプリング値を第２の判定対象電圧Ｖ2として記憶させ、ステップＳ１１０で、第１の判定対象電圧Ｖ1と第２の判定対象電圧Ｖ2との差Ｖ1−Ｖ2を判定対象電圧低下量として演算する。

次いでステップＳ１１１で判定対象電圧低下量Ｖ1−Ｖ2が判定基準値（本実施形態では0.5Ｖ)以上であるか否かを判定する。その結果電圧差Ｖ1−Ｖ2が判定基準値以上でない場合には、ステップＳ１０１に戻り、電圧差Ｖ1−Ｖ2が判定基準値以上である場合には、ステップＳ１１２で微小放電が生じていることを示す警報を発生させて電池の充電状態を判定する処理を終了する。

図４に示したアルゴリズムによる場合には、ステップＳ１０１と電池電圧をサンプリングする手段とにより電池電圧監視手段６が構成される。またステップＳ１０２ないしＳ１１０により、エンジンが停止していて、停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する判定対象電圧低下量検出手段７が構成される。また図４のステップＳ１１１により、微小放電判定手段８が構成され、ステップＳ１１２により警報発生手段９が構成される。

図２は本発明の第２の実施形態を示したもので、本実施形態では、エンジン停止中に微小放電により電池電圧が設定値未満になったときに警報を発生させる。本実施形態では、電池の充電状態を監視するために、電池電圧監視手段６と、電圧変化判定手段１０と、電池電圧判定手段１１と、警報発生手段１２とが設けられている。その他の点は図１に示した実施形態と同様である。

図２において、電池電圧監視手段６は電池電圧を常時監視する手段で、図１の実施形態と同様に構成されている。電圧変化判定手段１０は、電池電圧監視手段６が監視している電池電圧が設定された単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示したか否かを判定する手段であり、電池電圧判定手段１１は、電圧変化判定手段１０により電池電圧が単位時間ΔＴの間に設定された閾値ΔＶ以上の変化を示さなかったと判定されている状態で、監視している電池電圧が設定値未満であるか否かを判定する手段である。また警報発生手段１２は、電池電圧判定手段１１により、電池電圧が設定値未満であると判定されたときに直ちに、微小放電により電池電圧が低下していることを示す警報を発生する手段である。

本実施形態では、エンジン停止中の微小放電による電池電圧の低下を監視するため、上記電池電圧の設定値を、エンジンの定常運転中に生じる電池電圧の最低レベルよりも低い値（本実施形態では、10.5Ｖ）に設定して、エンジンの運転中には微小放電により電池電圧が設定値未満に低下したとの判定を行わせないようにしている。またエンジン停止中に生じ得る異常でない電池電圧の変化、例えば自動車のドアが開閉された際の生じる電池電圧の変化を無視し得るようにするため、上記閾値ΔＶを自動車のドアが開閉された際等に生じる電池電圧の変化よりも大きい値（本実施形態では150mV）に設定するとともに、上記単位時間ΔＴを2secに設定して、2secの間に150mVの電池電圧の変化があっても、電圧の変化がなかったと判定するようにしている。

なおエンジンの始動時にスタータモータに通電した際には、電池電圧が上記設定値（10.5Ｖ）よりも低くなることが考えられるが、エンジンの始動時には、電池電圧が単位時間（2sec）当たりに閾値（150mV）以上の変化を示すため、エンジンの始動時に電池電圧が設定値未満になったとの判定が行われることはない。

本実施形態においても、警報発生手段は、警報を電波に乗せて警報信号を発信する警報発信器と、該警報信号を受信して警報を発生する警報受信機とにより構成するのが好ましい。

図２に示した電池電圧監視手段６、電圧変化判定手段１０、電池電圧判定手段１１及び警報発生手段１２を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図５に示した。図５に示したアルゴリズムによる場合には、ステップＳ２０１で電池電圧の監視を開始し、ステップＳ２０２で電池電圧が単位時間ΔＴの間に閾値ΔＶ以上の変化を示したか否かを判定する。その結果、電池電圧が単位時間ΔＴの間に閾値ΔＶ以上の変化を示した場合には、ステップＳ２０１に戻り、電池電圧が単位時間ΔＴの間に閾値ΔＶ以上の変化を示さなかった場合には、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では電池電圧ＶBが設定値未満であるか否かを判定し、設定値未満である場合には、ステップＳ２０４で微小放電により電池電圧が設定値未満に低下していることを警告する警報を発生させて、電池の充電状態を判定する処理を終了する。

図５に示したアルゴリズムによる場合には、ステップＳ２０１と電池電圧をサンプリングする手段とにより電池電圧監視手段６が構成され、ステップＳ２０２により電圧変化判定手段１０が構成される。またステップＳ２０３により電池電圧判定手段１１が構成され、ステップ２０４により警報発生手段１２が構成される。

図３は本発明の第３の実施形態を示したものである。この実施形態は、図１に示した実施形態と図２に示した実施形態とを組み合わせたもので、エンジン停止中に微小放電が生じたときに直ちに警報を発生させることができるだけでなく、エンジン停止中に微小放電により電池電圧が設定値未満に低下したときにも警報を発生させることができるようにしたものである。

図３に示した実施形態では、鉛蓄電池の充電状態を監視するため、電池電圧監視手段６と、判定対象電圧低下量検出手段７と、微小放電判定手段８と、警報発生手段９と、電池電圧監視手段６と、電圧変化判定手段１０と、電池電圧判定手段１１と、警報発生手段１２とが設けられている。本実施形態では、警報発生手段９及び１２を区別するため、警報発生手段９を第１の警報発生手段とし、警報発生手段１２を第２の警報発生手段とする。

電池電圧監視手段６は電池電圧を常時監視する手段で、電池の両端の電圧を分圧する抵抗分圧回路等からなる電池電圧検出回路と、この電圧検出回路を通して検出される電池電圧を一定のサンプリング周期でサンプリングする手段とにより構成できる。

判定対象電圧低下量検出手段７は、エンジン１が停止していて、エンジン停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する手段である。この判定対象電圧低下量検出手段７は、図１に示した実施形態と同様に、キースイッチの状態などからエンジンが停止しているか否かを判定するエンジン状態判定手段と、エンジン状態判定手段によりエンジンが停止したとの判定が行われたタイミングからの経過時間を計測するタイマと、このタイマが設定時間を計測したときに電池電圧監視手段が検出している電池電圧を読み込んで第１の電池電圧として記憶する第１の電圧記憶手段と、上記タイマが上記設定時間を計測した後更に一定の判定時間を計測したときに電池電圧監視手段が監視している電池電圧を読み込んで第２の電池電圧として記憶する第２の電圧記憶手段と、第１の電池電圧から第２の電池電圧を差し引く演算を行って判定対象電圧低下量を求める判定対象電圧低下量演算手段とにより構成できる。

微小放電判定手段８は、判定対象電圧低下量検出手段７により検出された判定対象電圧低下量を判定基準値と比較して判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに鉛蓄電池が微小放電をしていると判定する手段であり、第１の警報発生手段９は、微小放電判定手段８により鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされた時に直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生する手段である。

電圧変化判定手段１０は、図２に示した実施形態と同様に、電池電圧監視手段が監視している電池電圧が設定された単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示したか否かを判定する手段である。また電池電圧判定手段１１は、電圧変化判定手段１０により電池電圧が単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示さなかったと判定されている状態で、監視している電池電圧が設定値未満であるか否かを判定する手段であり、第２の警報発生手段１２は、電池電圧判定手段１１により電池電圧が設定値未満であると判定されたときに直ちに鉛蓄電池が微小放電をしていることを示す警報を発生する手段である。

本実施形態においても、第１及び第２の警報発生手段９及び１２は、警報を電波に乗せて警報信号を発信する警報発信器と、該警報信号を受信したときに警報を発生する警報受信機とにより構成するのが好ましい。この場合、両警報発生手段を構成する警報発信器及び警報受信機は共通とすることができるが、第１及び第２の警報発生手段９及び１２の警報動作は識別し得るようにしておくことが好ましい。

図３に示した実施形態においても、電池電圧監視手段６、判定対象電圧低下量検出手段７、微小放電判定手段８、第１の警報発生手段９、電池電圧監視手段６、電圧変化判定手段１０、電池電圧判定手段１１及び第２の警報発生手段１２は、マイクロプロセッサ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。これらの手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図６に示した。

図６に示したアルゴリズムによる場合には、先ずステップＳ３０１で電池電圧ＶBの監視を開始させる。電池電圧の監視は、電池電圧ＶBを一定のサンプリング周期でサンプリングすることにより行う。ステップＳ３０１で電圧の監視を開始させた後、ステップＳ３０２でエンジン状態の監視（エンジンが回転しているか停止しているかの監視）を開始する。エンジン状態の監視は、例えば、エンジンの状態を示す信号をエンジン制御部から受信することにより行う。

次いで、ステップＳ３０３で、電池電圧ＶBが単位時間ΔＴの間に閾値ΔＶ以上の変化を示したか否かを判定する。ステップＳ３０３で電池電圧が単位時間ΔＴの間に閾値ΔＶ以上の変化を示したと判定された場合には、ステップＳ３０１に戻る。ステップＳ３０３で電池電圧が単位時間ΔＴの間に閾値ΔＶ以上の変化を示さなかったと判定されたときには、ステップＳ３０４で電池電圧ＶBが設定値（10.5V）未満であるか否かを判定し、電池電圧が設定値未満であると判定された場合には、ステップＳ３０５に進んで微小放電により電池電圧が設定値未満に低下していることを警告する警報を発生させる。

ステップＳ３０４で電池電圧が設定値以上であると判定されたときには、ステップＳ３０６に進んでエンジンが停止しているか否かを判定し、エンジンが停止していないと判定されたときには、ステップＳ３０１に戻る。ステップＳ３０６でエンジンが停止していると判定されたときには、ステップＳ３０７で、エンジンが停止してから設定時間（例えば１時間）Ｔ1が経過しているか否かを判定する。ステップＳ３０７でエンジン停止後設定時間Ｔ1が経過していないと判定されたときには、ステップＳ３０６に戻り、設定時間Ｔ1が経過するのを待つ。

ステップＳ３０７でエンジン停止後設定時間Ｔ1が経過していると判定されたときには、ステップＳ３０８に進んで現在の時刻をｔnとして記憶させ、ステップＳ３０９で電池電圧の最新のサンプリング値を第１の判定対象電圧Ｖ1として記憶させる。次いでステップＳ３１０で時刻ｔnから判定時間Ｔ2（例えば４時間）が経過したか否かを判定し、時刻ｔnから判定時間が経過していないと判定された場合には、ステップＳ３１１に移行する。

ステップＳ３１１ではエンジンが停止しているか否かを判定し、エンジンが停止していない場合には、ステップＳ３０１に戻る。ステップＳ３１１でエンジンが停止していると判定されたときには、ステップＳ３１０に戻って判定時間Ｔ2が経過するのを待つ。ステップＳ３１０で時刻ｔnから判定時間Ｔ2が経過したと判定されたときには、ステップＳ３１２で電池電圧の最新のサンプリング値を第２の判定対象電圧値Ｖ2として記憶させる。次いでステップＳ３１３で、判定対象電圧低下量Ｖ1−Ｖ2を演算し、ステップＳ３１４で判定対象電圧低下量Ｖ1−Ｖ2を判定基準値（例えば0.5V）と比較する。その結果、判定対象電圧低下量Ｖ1−Ｖ2が判定基準値未満であると判定されたときには、ステップＳ３０１に戻り、判定対象電圧低下量Ｖ1−Ｖ2が判定基準値以上であると判定されたときには、ステップＳ３１５で微小放電が生じていることを警告する警報を発生させる。

図６に示したアルゴリズムによる場合には、ステップＳ３０１と電池電圧をサンプリングする手段とにより電池電圧監視手段６が構成される。またステップＳ３０２及びステップＳ３０６ないしステップＳ３１３により、エンジンが停止していて、停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量Ｖ1−Ｖ2を判定対象電圧低下量として検出する判定対象電圧低下量検出手段７が構成され、図６のステップＳ３１４により、微小放電判定手段８が構成される。またステップＳ３１５により警報発生手段９が構成され、ステップＳ３０３により電圧変化判定手段１０が構成される。更にステップＳ３０４により電池電圧判定手段１１が構成され、ステップ３０５により第２の警報発生手段１２が構成される。

図３に示した実施形態によれば、ルームライトの消し忘れ等、電池４の負荷を切り離すことを忘れたときに流れる微小放電電流を検出して警報を発生させることができるだけでなく、ルームライトの消し忘れ等により流れる微小放電電流により電池が消耗したとき、及びルームライトの消し忘れ等により流れる微小放電電流よりも更に小さい微小放電電流により、電池が消耗したときにも警報を発生することができる。従って、切り離しを忘れた負荷を通して流れる放電電流により電池が消耗した場合だけでなく、エンジンが長期間停止した状態に放置されて、電池が劣化したときに流れる微小放電電流や、電池に常時接続される時計などの微小負荷に流れる微小電流により電池が消耗した場合にも警報を発生させることができ、電池の充電状態が低下したことの警告を的確に行わせることができる。

本発明の第１の実施形態の構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の第２の実施形態の構成を概略的に示したブロック図である。 本発明の第３の実施形態の構成を概略的に示したブロック図である。 図１の実施形態で用いる機能実現手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートである。 図２の実施形態で用いる機能実現手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートである。 図３の実施形態で用いる機能実現手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示したフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ 発電機
３ 充電器
４ 鉛蓄電池
５ エンジン制御部
６ 電池電圧監視手段
７ 判定対象電圧低下量検出手段
８ 微小電圧判定手段
９ 警報発生手段
１０ 電圧変化判定手段
１１ 電池電圧判定手段
１２ 警報発生手段

Claims (3)

1. エンジンにより駆動される車両に搭載された鉛蓄電池の充電状態を判定する車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置であって、
   前記鉛蓄電池の電池電圧を常時監視する電池電圧監視手段と、
   前記エンジンが停止していて、停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に前記電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する判定対象電圧低下量検出手段と、
   前記判定対象電圧低下量を判定基準値と比較して判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに前記鉛蓄電池が微小放電をしていると判定する微小放電判定手段と、
   前記鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされた時に直ちに前記鉛蓄電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生する警報発生手段と、
   を具備してなる車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置。
2. エンジンにより駆動される車両に搭載された鉛蓄電池の充電状態を判定する車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置であって、
   前記鉛蓄電池の電池電圧を常時監視する電池電圧監視手段と、
   前記エンジンが停止していて、停止後設定時間以上の時間が経過している状態にあるときに、設定された判定時間が経過する間に前記電圧監視手段が監視している電池電圧に生じた低下量を判定対象電圧低下量として検出する判定対象電圧低下量検出手段と、
   前記判定対象電圧低下量を判定基準値と比較して判定対象電圧低下量が判定基準値以上であるときに前記鉛蓄電池が微小放電をしていると判定する微小放電判定手段と、
   前記鉛蓄電池が微小放電をしているとの判定がされた時に直ちに前記鉛蓄電池が微小放電をしていることを警告する警報を発生する第１の警報発生手段と、
   前記電池電圧監視手段が監視している電池電圧が設定された単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示したか否かを判定する電圧変化判定手段と、
   前記電圧変化判定手段により前記電池電圧が単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示さなかったと判定されている状態で、監視している電池電圧が設定値未満であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、
   前記電池電圧判定手段により、電池電圧が設定値未満であると判定されたときに直ちに前記鉛蓄電池が微小放電をしていることを示す警報を発生する第２の警報発生手段と、
   を具備してなる車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置。
3. エンジンにより駆動される車両に搭載された鉛蓄電池の充電状態を判定する車載用鉛蓄電池の充電状態判定装置であって、
   前記鉛蓄電池の電池電圧を常時監視する電池電圧監視手段と、
   前記電池電圧監視手段が監視している電池電圧が設定された単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示したか否かを判定する電圧変化判定手段と、
   前記電圧変化判定手段により前記電池電圧が前記単位時間の間に設定された閾値以上の変化を示さなかったと判定されている状態で、監視している電池電圧が設定値未満であるか否かを判定する電池電圧判定手段と、
   前記電池電圧判定手段により、電池電圧が設定値未満であると判定されたときに直ちに前記鉛蓄電池が微小放電をしていることを示す警報を発生する警報発生手段と、
   を具備してなる車載用鉛蓄電池の充電状態判定手段。

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