JP2011058997A - バッテリ状態検知システム - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの電力消費を可及的に低減しながら、バッテリの状態の診断結果を把握し易くする。
【解決手段】車両に搭載されているバッテリ１の状態を測定する測定手段が備えられてバッテリ１を診断する診断装置２と、その診断装置２の診断結果を報知する報知装置４とが備えられたバッテリ状態検知システムにおいて、診断装置２に接続されて、少なくとも前記診断結果の情報を授受すると共に、バッテリ１の電極端子１ａ，１ｂに常時接続されている配線に信号を重畳して通信する診断装置側通信装置３が備えられ、報知装置４は、前記車両のアクセサリ電源から動作用電力の供給を受けると共に、前記アクセサリ電源に至る配線に信号を重畳して通信する報知装置側通信部４４が備えられて構成され、診断装置２による診断結果が、診断装置側通信装置３と報知装置側通信部４４とを経て報知装置４に送られるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載されているバッテリの状態を測定する測定手段が備えられて前記バッテリを診断する診断装置と、その診断装置の診断結果を報知する報知装置とが備えられたバッテリ状態検知システムに関する。

車両に搭載されているバッテリがどのような状態にあるかを診断する手段としては、例えば下記特許文献１に記載のような診断装置を、バッテリの筐体に取り付けたり、あるいは、バッテリの近くに配置して、診断結果をＬＥＤやブザーによって報知するものが考えられている。

特開２００８−１８９０７５

上記のようなＬＥＤやブザー等の報知手段をバッテリ自体にあるいはバッテリ近くに配置される装置に備える構成では、車両のボンネットを開けないとＬＥＤの光を確認できず、又、ブザーが鳴る音を聞き取りにくいものであり、使用者がバッテリを点検しようとする意思を有していることが必要であるか、あるいは、使用者に高い注意力を要求するものである。
又、このようなＬＥＤやブザー等の報知手段（それらの駆動回路等も含む）は、バッテリから動作用電力の供給を受けて常時起動しているものであるため、バッテリの充電状態を早期に低下させてしまう要因ともなる。

使用者がバッテリの状態の診断結果を把握し易くするのには、ＬＥＤやブザー等の報知手段を車両の運転席近くに設置すれば良いが、それでも、バッテリの電力を消費してしまうことには変わりない。
更には、診断装置からＬＥＤ等の報知手段までの配線も別途必要となり、設置のための作業負担が増大してしまう。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バッテリの電力消費を可及的に低減しながら、バッテリの状態の診断結果を把握し易くする点にある。

本出願の第１の発明は、車両に搭載されているバッテリの状態を測定する測定手段が備えられて前記バッテリを診断する診断装置と、その診断装置の診断結果を報知する報知装置とが備えられたバッテリ状態検知システムにおいて、前記診断装置に接続されて、少なくとも前記診断結果の情報を授受すると共に、前記バッテリの電力供給用電極端子に常時接続されている配線に信号を重畳して通信する診断装置側通信装置が備えられ、前記報知装置は、前記車両のアクセサリ電源から動作用電力の供給を受けると共に、前記アクセサリ電源に至る配線に信号を重畳して通信する報知装置側通信部が備えられて構成され、前記診断装置による診断結果が、前記診断装置側通信装置と前記報知装置側通信部とを経て前記報知装置に送られるように構成されている。

すなわち、診断装置によるバッテリの診断結果を報知する報知装置は、車両のアクセサリ電源から動作用電力の供給を受けて動作する。車両のアクセサリ電源は、一般に、車両の運転席近くに設置されるものであり、報知装置も運転席から確認し易い位置に設置することが可能である。
又、アクセサリ電源から電力供給を受ける関係上、報知装置は常時起動しているわけではなく、イグニッションが「ＯＮ」されて車両が稼働しているときのみ動作するのでバッテリの電力消費を抑制できる。しかも、別途オールタネータを備える車両では、通常はオールタネータからの電力供給があるので、報知装置がバッテリの負担となることもない。
更に、報知装置が電力供給を受けるアクセサリ電源はバッテリの電力供給用の電極端子に元々接続されており、その電力供給のための配線を利用して、診断装置によるバッテリの状態の診断結果が診断装置側通信装置を経て報知装置へと送信される。
従って、診断装置側通信装置と報知装置との間で、診断結果の通信のための通信線を設置する必要がない。

又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記報知装置は、前記診断装置による診断結果の送信を要求する診断要求信号を、前記報知装置側通信部を経て前記診断装置側通信装置へ周期的に送信するように構成され、前記診断装置側通信装置は、前記診断要求信号を受信するに伴って、前記診断装置による診断結果を前記報知装置側通信部へ送信するように構成されている。

すなわち、診断装置によるバッテリーの診断結果は、アクセサリ電源の入り切りと連動して動作する報知装置からの診断要求信号があって始めて報知装置へ送信されるので、報知装置が起動していないときの無用な通信処理を回避できる。

又、本出願の第３の発明は、上記第２の発明の構成に加えて、前記診断装置側通信装置は、周期的に起動状態とスリープ状態とを繰り返すように構成されている。
すなわち、診断装置側通信装置は、報知装置側通信部から送られてくる診断要求信号を待ち受ける必要があるが、この待ち受け動作のために常時起動しているのではなく、起動状態とスリープ状態とを周期的に繰り返すようにして消費電力を低減している。

上記第１の発明によれば、報知装置はイグニッションが「ＯＮ」されて車両が稼働しているときのみ動作し、しかも報知装置への電力供給のための配線を利用して、診断装置によるバッテリの状態の診断結果を受信できるので、バッテリの電力消費を可及的に低減しながら、バッテリの状態の診断結果を把握し易いものとなった。
又、上記第２の発明によれば、報知装置が起動していないときの無用な通信処理を回避できるので、バッテリの状態の診断に関する電力消費を更に低減することができる。
又、上記第３の発明によれば、バッテリからの供給電力で動作する診断装置側通信装置が、起動状態とスリープ状態とを周期的に繰り返すようにして消費電力を低減することで、より一層の電力消費の低減を図ることができる。

本発明の実施の形態にかかる概略ブロック構成図 本発明の実施の形態にかかる診断装置の概略ブロック構成図 本発明の実施の形態にかかる診断装置側通信装置の概略ブロック構成図 本発明の実施の形態にかかる報知装置の概略ブロック構成図 本発明の実施の形態にかかるフローチャート 本発明の実施の形態にかかるフローチャート

以下、本発明のバッテリ状態検知システムを車両の１例である自動車に搭載した場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。
バッテリ状態検知システムＢＳは、図１のブロック図に示すように、車両（ここでは自動車）に搭載されるバッテリ１を診断する診断装置２と、診断装置２に接続されて少なくとも診断装置２の診断結果を通信する診断装置側通信装置３と、その診断結果を報知するための報知装置４とを主要部として構成されている。

バッテリ１の電極端子１ａ，１ｂは、一般の自動車と同様に、メイン電源ハーネス５を経てイグニッションスイッチ６へ電気的に配線され、そのイグニッションスイッチ６によって通電が入り切りされるＡＣＣ電源ハーネス７を経てアクセサリ電源の１つであるシガーソケット８に接続されており、更にそのシガーソケット８に報知装置４が接続されている。
従って、イグニッションスイッチ６が「ＯＮ」又は「ＡＣＣ」の状態で、報知装置４は、シガーソケット８，ＡＣＣ電源ハーネス７，イグニッションスイッチ６及びメイン電源ハーネス５を経てバッテリ１の電極端子１ａ，１ｂへ電気的に接続され、動作用電力の供給を受ける。

〔診断装置２の構成〕
診断装置２は、バッテリ１の筐体に取り付けられるかあるいはバッテリ１に近接して設置され、バッテリ１の正負の電極端子１ａ，１ｂに常時接続されて、バッテリ１から動作用電力の供給を受けている。
診断装置２には、図２のブロック図に示すように、バッテリ１の電極端子１ａからの供給電圧から、診断装置２内の各回路を動作させるための５Ｖあるいは３．３Ｖの電圧を生成する電源回路２１と、バッテリ１の診断処理を実行するマイクロプロセッサ２２とが備えられ、更に、バッテリ１の状態を測定する測定手段ＭＭとして、バッテリ１の電極端子１ａ，１ｂ間の電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ２３と、バッテリ１の温度を検出する温度センサ２４と、温度センサ２４の検出情報（検出電圧）をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ２５と、バッテリ１中の電解液の液面レベルを検出する液面センサ２６と、液面センサ２６の検出情報（検出電圧）をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ２７とが備えられている。

診断装置２は、上記の測定手段ＭＭの測定結果に基づいて、例えば上記特許文献１に記載されているような公知の診断手法によってバッテリ１の診断を行い、バッテリ１の状態を「良好」、「要点検」及び「要交換」の三種類に診断する。その診断結果は、診断装置側通信装置３からの要求に応じて診断装置側通信装置３へ出力する。

〔診断装置側通信装置３の構成〕
診断装置側通信装置３には、図３のブロック図に示すように、バッテリ１の電極端子１ａからの供給電圧から、診断装置側通信装置３内の各回路を動作させるための５Ｖあるいは３．３Ｖの電圧を生成する電源回路３１と、報知装置４との間の通信を制御する通信制御部３２と、電源回路３１から通信制御部３２へ電力供給を入り切りする起動制御回路３３と、診断装置側通信装置３へ送られてくる信号を受信するＰＬＣ受信回路３４と、診断装置側通信装置３から送信する診断結果の情報等を所定の信号型式に編成するＰＬＣ信号生成回路３５と、ＰＬＣ信号生成回路３５にて生成された信号を送出するＰＬＣ送信回路３６とが備えられている。
診断装置側通信装置３からバッテリ１の電極端子１ａ，１ｂへの配線は、電極端子１ａに常時接続されており、診断装置２と同様に、常にバッテリ１から動作用電力の供給を受け得る状態にある。

起動制御回路３３は、図３において太線の破線で診断装置側通信装置３内の電源ラインを示すように、電源回路３１から常時電力供給を受けて動作している。
起動制御回路３３には、図示を省略するタイマ回路と電源回路３１から通信制御部３２へ至る電源ラインを入り切りするスイッチ等が備えられ、一定周期で電源回路３１の電力を通信制御部３２へ通電開始すると共に、通電開始後、通信制御部３２が後述する所定の処理を終了すると電源回路３１から通信制御部３２への電力供給を停止する。
通信制御部３２にも、電源回路３１から（厳密には起動制御回路３３から）ＰＬＣ受信回路３４へ至る電源ラインを入り切りするスイッチが備えられ、後述のようにＰＬＣ受信回路３４を動作状態と動作停止状態とに切換える。

診断装置側通信装置３は、バッテリ１の電極端子１ａ，１ｂに常時接続されている電源配線（電力供給用の電気配線）に信号を重畳して通信する装置であり、いわゆる電力線搬送通信によって通信を行うものである。ＰＬＣ受信回路３４，ＰＬＣ信号生成回路３５及びＰＬＣ送信回路３６がこの通信のための主要部を構成し、ＰＬＣ受信回路３４は、電極端子１ａ，１ｂに接続されている電源配線に重畳されている信号を抽出して受信データとして取り出す機能を有し、ＰＬＣ送信回路３６は、ＰＬＣ信号生成回路３５によって所定の信号型式に編成された送信データを電極端子１ａ，１ｂに接続されている電源配線に重畳して送信する。
この電源配線は、バッテリ１の電極端子１ａ，１ｂからメイン電源ハーネス５、イグニッションスイッチ６、ＡＣＣ電源ハーネス７及びシガーソケット８を経て、シガーソケット８に接続されている報知装置４まで至り、診断装置側通信装置３と報知装置４との間の通信経路を構成する。

〔報知装置４の構成〕
報知装置４には、図４のブロック図に示すように、シガーソケット８からの供給電圧から、診断装置側通信装置３内の各回路を動作させるための５Ｖあるいは３．３Ｖの電圧を生成する電源回路４１と、報知装置４の動作を制御する出力制御回路４２と、図示を省略するＬＥＤやブザー等の出力手段を備えて診断結果を出力する出力回路４３とが備えられ、更に、報知装置側通信部４４として、報知装置４へ送られてくる信号を受信するＰＬＣ受信回路５１と、報知装置４から送信する信号を所定の信号型式に編成するＰＬＣ信号生成回路５２と、ＰＬＣ信号生成回路５２にて生成された信号を送出するＰＬＣ送信回路５３とが備えられている。

報知装置側通信部４４は、シガーソケット８に至る配線（ＡＣＣ電源ハーネス７等）に信号を重畳して通信を行う装置部分であり、これを構成するＰＬＣ受信回路５１，ＰＬＣ信号生成回路５２及びＰＬＣ送信回路５３はいわゆる電力線搬送通信にて通信する。これらの回路は、診断装置側通信装置３に備えられている同じ名称の各回路と同様の構成であり、シガーソケット８、ＡＣＣ電源ハーネス７、イグニッションスイッチ６、メイン電源ハーネス５及びバッテリ１の電極端子１ａ，１ｂを経て、診断装置側通信装置３との通信を行う。

〔バッテリ１の診断とその診断結果の送信〕
バッテリ１の診断動作と、その診断結果の送信とは、診断装置側通信装置３の通信制御部３２の制御によって実行される。
上述のように、通信制御部３２は、起動制御回路３３によって一定周期で電力供給が開始されて起動し、起動の度に図６のフローチャートに示す処理の実行を開始する。

図６の処理を開始すると、先ず、診断装置２に対して診断の実行を指示して、その診断結果を受け取る（ステップ＃２１）。
次ぎに、ＰＬＣ受信回路３４への電力供給を開始して報知装置４（より具体的には報知装置側通信部４４）から信号が送られてくるのを受付ける状態とする（ステップ＃２２）。
この受信待機状態は、最長で、予め設定しているタイムアウト時間を経過するまで継続し（ステップ＃２３，＃２４）、タイムアウト時間を経過しても報知装置４側からの信号を受信しないときは、ＰＬＣ受信回路３４への電力供給を停止して処理を終了する（ステップ＃２４，＃２６）。尚、このタイムアウト時間は、起動制御回路３３が通信制御部３２を起動させる周期よりも短い。

上記の受信待機状態にあるときに、報知装置４からの信号を受信すると（ステップ＃２３）、診断装置２から受け取った診断結果のデータをＰＬＣ信号生成回路３５へ送る（ステップ＃２５）。ＰＬＣ信号生成回路３５は受け取ったデータを所定の信号仕様に編成してＰＬＣ送信回路３６へ送り、それが報知装置側通信部４４へと送信される。
この送信が完了するとＰＬＣ受信回路３４への電力供給を停止し（ステップ＃２６）、処理を終了する。
起動制御回路３３は、図６の処理の終了を検知すると、通信制御部３２への電力供給を停止し、次回の起動までスリープ状態とする。
従って、診断装置側通信装置３は、周期的に起動状態とスリープ状態とを繰り返している。
以上の動作は、報知装置４がシガーソケット８に接続されているか否か等とは関係なく、診断装置２及び診断装置側通信装置３がバッテリ１の電極端子１ａ，１ｂに接続された時点から開始する。

〔報知装置４からの診断結果の要求〕
次ぎに、報知装置４側の処理を説明する。
報知装置４側では、出力制御回路４２が図５の処理を一定周期で繰り返し実行している。この繰り返し周期は、診断装置側通信装置３の通信制御部３２が図６の処理を繰り返す周期よりも十分短い周期に設定している。

図５の処理が開始されると、先ず、報知装置４が起動していることを示す信号を診断装置側通信装置３へ送信する（ステップ＃１）。より具体的には、報知装置４が起動していることを示す信号をＰＬＣ信号生成回路５２へ送り、それを電力線搬送通信の仕様に適合した信号に編成して、ＰＬＣ送信回路５３にて診断装置側通信装置３のＰＬＣ受信回路３４へ送信させる。
この後、予め設定しているタイムアウト時間が経過したか否かを確認しながら（ステップ＃３）、診断装置側通信装置３からの返信を待つ。このタイムアウト時間は、起動状態にある通信制御部３２がステップ＃１で送った信号を受け取って診断結果を返信するまでに要する時間よりも若干長い時間に設定されている。

診断装置側通信装置３側が、図６のステップ＃２３，＃２４での受信待機状態で、上記の報知装置４が起動していることを示す信号を受信すると、上述のように、診断装置２による診断結果をＰＬＣ受信回路５１へ送信してくる（図６のステップ＃２５）。従って、上記の報知装置４が起動していることを示す信号は、診断結果の送信を要求する信号に相当し、報知装置４は、診断装置２による診断結果の送信を要求する診断要求信号を報知装置側通信部４４を経て診断装置側通信装置３へ周期的に送信していることになる。

上述のようにして送られてくる診断装置による診断結果を受信すると（ステップ＃２）、その診断結果に応じてＬＥＤあるいはブザー等のうちの何れの出力手段を動作させるかを決定し（ステップ＃５）、出力回路４３にて決定した内容で出力手段を動作させる（ステップ＃５）。そしてこの時点で後述の「不通信タイマ」が動作していればリセットして（ステップ＃６）、処理を終了する。

一方、上記のタイムアウト時間が経過しても診断装置側通信装置３から診断結果を受信できないときは（ステップ＃３）、診断装置側通信装置３との通信ができない状態となっている時間を計時するタイマ（以下において「不通信タイマ」と表記、図５においても同様）の計時を開始する（ステップ＃７）。但し、このタイマが既に計時を実行しているときはそのままの状態とする。
尚、予め設定しているタイムアウト時間が経過した状態というのは、通常、診断装置側通信装置３の通信制御部３２への電力供給が停止してスリープ状態となっている状態である。

診断装置側通信装置３との通信が確立しないまま「不通信タイマ」の計時時間が予め設定されている通信不可判別用時間を経過すると（ステップ＃８）、出力回路４３に「通信不可」を示す表示を行わせ（ステップ＃１０）、「不通信タイマ」をリセットして処理を終了する。
「不通信タイマ」について上記の予め設定されている通信不可判別用時間は、診断装置側通信装置３の通信制御部３２が図６の処理を終了して次ぎに起動するまでのスリープ状態にある時間の長さよりも若干長い時間に設定している。
尚、「不通信タイマ」を計時を継続している状態では、出力回路４３は前回に受け取った診断結果を表示等する状態を維持している（ステップ＃９）。

〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、バッテリ１を搭載する車両として一般的な自動車を例示したが、各種の作業用車両等のバッテリを搭載する各種の車両に本発明を適用できる。
（２）上記実施の形態では、報知装置４が動作用電力の供給を受けるアクセサリ電源としてシガーソケット８を例示したが、音響機器等のために用意されているアクセサリ電源の端子等に報知装置４を接続するようにしても良い。
（３）上記実施の形態では、診断装置側通信装置３を起動状態とスリープ状態とに周期的に繰り返すための制御を診断装置側通信装置３内の起動制御回路３３が行っているが、診断装置２のマイクロプロセッサ２２からの制御でこの動作を行わせても良い。
更には、通信制御部３２が実行する図６に示す制御も診断装置２のマイクロプロセッサ２２が実行するように構成しても良い。

ＭＭ 測定手段
１ バッテリ
２ 診断装置
３ 診断装置側通信装置
４ 報知装置
８ アクセサリ電源
４４ 報知装置側通信部

Claims (3)

1. 車両に搭載されているバッテリの状態を測定する測定手段が備えられて前記バッテリを診断する診断装置と、その診断装置の診断結果を報知する報知装置とが備えられたバッテリ状態検知システムであって、
   前記診断装置に接続されて、少なくとも前記診断結果の情報を授受すると共に、前記バッテリの電極端子に常時接続されている配線に信号を重畳して通信する診断装置側通信装置が備えられ、
   前記報知装置は、前記車両のアクセサリ電源から動作用電力の供給を受けると共に、前記アクセサリ電源に至る配線に信号を重畳して通信する報知装置側通信部が備えられて構成され、
   前記診断装置による診断結果が、前記診断装置側通信装置と前記報知装置側通信部とを経て前記報知装置に送られるように構成されているバッテリ状態検知システム。
2. 前記報知装置は、前記診断装置による診断結果の送信を要求する診断要求信号を、前記報知装置側通信部を経て前記診断装置側通信装置へ周期的に送信するように構成され、
   前記診断装置側通信装置は、前記診断要求信号を受信するに伴って、前記診断装置による診断結果を前記報知装置側通信部へ送信するように構成されている請求項１記載のバッテリ状態検知システム。
3. 前記診断装置側通信装置は、周期的に起動状態とスリープ状態とを繰り返すように構成されている請求項２記載のバッテリ状態検知システム。

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