JP2019039825A - Battery state diagnosing device and battery state diagnosis method - Google Patents

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Abstract

To provide a battery state diagnosing device and a battery state diagnosis method with which it is possible to suppress the occurrence of misdetection of a second peak due to the effect of environment noise and detect the second peak with high accuracy.SOLUTION: Sixteen (N, natural number) of latest moving average voltage values AV(moving average value, A) in measured voltage values PV(measured value, P) of voltage value V are calculated. By comparing with the immediately preceding moving average voltage value AV(moving average value, A), a rise "1" or a fall "0" is successively determined, and a change point Tc of time where the determination result turns from the rise "1" to the fall "0" is detected, with a second peak Pdetected from this change point Tc of time. The state of a battery B is diagnosed on the basis of a measured voltage value PVat this second peak P.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、バッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法に関し、詳しくはエンジンを搭載する車両のバッテリにおいて、エンジンをクランキングさせたときの電圧値又は電流値に基づきその充電状態や劣化状態を診断するバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法に関する。   The present invention relates to a battery state diagnosis device and a battery state diagnosis method, and more particularly, in a battery of a vehicle equipped with an engine, the charge state or deterioration state is diagnosed based on a voltage value or a current value when the engine is cranked. The present invention relates to a battery state diagnosis device and a battery state diagnosis method.

近年、車両に搭載されるバッテリの充電状態や劣化状態を診断するため、バッテリに電流センサや電圧センサなどを取り付けて、バッテリの電流値及び電圧値などを検出することが広く行われる。   In recent years, in order to diagnose the state of charge or deterioration of a battery mounted on a vehicle, it is widely performed to attach a current sensor, a voltage sensor, or the like to the battery to detect the current value or voltage value of the battery.

特に、バッテリの状態を診断するには、エンジンをクランキングさせたときの電圧値及び電流値が一般的に用いられる。但し、クランキング時、スタータモータに流れる電流は、その直後は突入電流であり大きな電流が流れる。その後、突入電流が収束するとスタータモータの回転に応じた電流が流れる。このため、クランキングさせたときの電圧値及び電流値は急峻な波形となる。   In particular, in order to diagnose the state of the battery, a voltage value and a current value when the engine is cranked are generally used. However, during cranking, the current flowing through the starter motor is an inrush current immediately after that, and a large current flows. Thereafter, when the inrush current converges, a current corresponding to the rotation of the starter motor flows. For this reason, the voltage value and the current value when cranking are steep waveforms.

ここで、診断の信頼性を高めるため、突入電流が収束した後の電圧値の最小値とその時の電流値などを検出し、この検出結果に基づきバッテリの状態診断が行われる。例えば、図4に示すように、符号Pに示す電圧値が、突入電流が収束した後の電圧値の最小ピークを示す。すなわち、電圧値Pは、エンジンが始動する前においてスタータモータの駆動期間での最小ピークとなる。この電圧値Pに基づいてバッテリの状態診断が行われる。
なお、この電圧値Pは、突入電流によるピークを1番目とすると2番目のピークに当たるので「第2ピーク」とも呼ばれる。本明細書でも特に断りがない限り、この電圧値Pを以下「第2ピーク」とも言う。また、図4は、エンジンのクランキング時の電圧計測値の波形を示すグラフである。
Here, in order to improve the reliability of diagnosis, the minimum value of the voltage value after the inrush current has converged and the current value at that time are detected, and the state of the battery is diagnosed based on the detection result. For example, as shown in FIG. 4, the voltage value indicated by reference numeral P 2 indicates the minimum peak voltage value after the inrush current has converged. That is, the voltage value P 2 is a minimum peak of the driving period of the starter motor before the engine starts. State diagnosis of the battery is performed based on the voltage value P 2.
Incidentally, the voltage value P 2 is also referred to as "second peak" so when the first peak due to the inrush current hits the second peak. Unless otherwise stated in this specification, also referred to the voltage value P 2 than the "second peak". FIG. 4 is a graph showing a waveform of a voltage measurement value during engine cranking.

また、ピークを検出してバッテリの状態を診断するものとしては、バッテリの電流の電流値を検出する電流検出手段(電流センサ)と、この電流値に基づき、スタータモータに突入電流が流れた後に、電流の最初の極値を検出する極値検出診断と、電流値の所定時間当たりの変化量に基づき、突入電流が流れた後に、電流の最初の変曲点を検出する変曲点検出手段と、を有し、極値と変曲点が検出されたタイミングが所定の時間以上離れている場合には変曲点を選択し、それ以外の場合には極値及び変曲点の何れかを選択して始動電流とするものが知られる(特許文献1参照)。   In order to detect the battery state by detecting the peak, current detection means (current sensor) for detecting the current value of the battery current, and after the inrush current flows to the starter motor based on this current value, Inflection point detection means for detecting the first inflection point of the current after the inrush current flows based on the extreme value detection diagnosis for detecting the first extreme value of the current and the amount of change of the current value per predetermined time If the timing at which the extreme value and the inflection point are detected is separated by a predetermined time or more, the inflection point is selected. Otherwise, either the extreme value or the inflection point is selected. Is selected as a starting current (see Patent Document 1).

また、バッテリの出力電圧を検出する電圧センサと、この電圧センサの検出電圧に基づき、バッテリの状態を検出する処理部と、を有し、この処理部は、エンジンのクランキングが行われる際に、電圧センサが検出する検出電圧の波形に含まれる何れか1つのピークを含む1波形周期以下の期間内における波形に基づいて、エンジンのクランキング回数を検出し、そのクランキング回転数に基づいてバッテリの状態を診断するものも知られる(特許文献2参照)。   In addition, it has a voltage sensor that detects the output voltage of the battery, and a processing unit that detects the state of the battery based on the detection voltage of the voltage sensor, and this processing unit is used when engine cranking is performed. The number of cranking of the engine is detected based on the waveform within one waveform period or less including any one peak included in the waveform of the detection voltage detected by the voltage sensor, and based on the cranking rotation speed. A device that diagnoses the state of a battery is also known (see Patent Document 2).

特開2013−193620号公報JP 2013-193620 A 特開2007−83965号公報JP 2007-83965 A

ところで、上記特許文献1及び2に示すようなバッテリ状態診断装置では、マイコン(制御回路、処理部)が通常搭載されており、マイコンが電圧センサや電流センサを制御して、所定のサンプリング周期で、電流値及び電圧値を計測値(サンプルデータ)として離散的に取り込んで処理する。具体的には、クランキング時のピークを検出するには、クランキング時の電圧波形において電圧値の立ち下がり時間から所定の時間の計測値を、まずメモリなどの記憶部に時系列順に記憶保持する。そして、記憶部に記憶保持された計測値に基づき、マイコンがピークを探索することが行われる。   By the way, in the battery state diagnosis apparatus as shown in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, a microcomputer (control circuit, processing unit) is usually mounted, and the microcomputer controls the voltage sensor and the current sensor at a predetermined sampling period. The current value and the voltage value are discretely captured and processed as measured values (sample data). Specifically, in order to detect the peak at the time of cranking, the measured value of the predetermined time from the fall time of the voltage value in the voltage waveform at the time of cranking is first stored and stored in a storage unit such as a memory in chronological order. To do. And based on the measured value memorize | stored and hold | maintained at the memory | storage part, a microcomputer searches for a peak.

しかしながら、この大容量の計測値の中から、第2ピークの計測値を検出するには、単純に2番目に最小となる電圧値を検出するだけでは不十分であり、最初の突入電流が収束した後のピークを検出する必要がある。   However, simply detecting the second lowest voltage value is insufficient to detect the second peak measurement value from the large measurement value, and the first inrush current converges. After that, it is necessary to detect the peak.

また、特許文献1では、第2ピークを検出するため電流値の最初の変曲点を算出する。具体的には、特許文献1は、現在の計測値(現サンプルデータ)と直前の計測値(1サンプリング周期前のサンプルデータ)との差分を逐次算出し、その算出結果が上昇(増加)又は下降(減少)にあるか否かで単純に第2ピークを検出していた。しかしながら、車両には、ラジオノイズ、内部装置及び回転駆動機構などで発生する環境ノイズが多く存在する。このため、その環境ノイズが電圧センサや電流センサなどの検出部に誤って検出される場合があり、これにより、環境ノイズの影響で第2ピークを誤検出してしまう可能性があった。   In Patent Document 1, the first inflection point of the current value is calculated to detect the second peak. Specifically, Patent Document 1 sequentially calculates a difference between a current measurement value (current sample data) and a previous measurement value (sample data before one sampling period), and the calculation result increases (increases) or The second peak was simply detected depending on whether it was falling (decreasing). However, the vehicle has a lot of environmental noise generated by radio noise, internal devices, a rotation drive mechanism, and the like. For this reason, the environmental noise may be erroneously detected by a detection unit such as a voltage sensor or a current sensor, and thereby the second peak may be erroneously detected due to the influence of the environmental noise.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、環境ノイズの影響による第2ピークの誤検出の発生を抑制するとともに第2ピークを精度良く検出することができるバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is a battery state capable of suppressing the occurrence of false detection of the second peak due to the influence of environmental noise and accurately detecting the second peak. A diagnostic device and a battery state diagnostic method are provided.

前述した目的を達成するために、本発明に係るバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法は、下記(1)を特徴としている。
(1)
車両に搭載されたエンジンをクランキングさせたときにバッテリの状態を診断するバッテリ状態診断装置であって、
所定のサンプリング周期で前記バッテリの電圧値又は電流値を計測値Pとして時系列順t(t=1,2,…,T)に記憶保持する記憶部と、
前記記憶部に記憶保持された前記計測値Pそれぞれに対し、直近のN(Nは2以上の自然数)個の前記計測値(P,Pt-1,Pt-2,…,Pt-N+1)の移動平均値Aを算出し、前記移動平均値Aそれぞれに対して、直前の前記移動平均値At-1と比較して上昇又は下降なのかを逐次判定し、その判定結果が、前記計測値Pが電圧値の場合には上昇から下降、前記計測値Pが電流値の場合には下降から上昇に転じる変化時点Tcを検出し、前記変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの間の前記移動平均値(ATc,…,ATe)において、前記計測値Pが電圧値の場合には最小、前記計測値Pが電流値の場合には最大となる時点の前記移動平均値Aを第2ピークとし、前記第2ピークにおける前記計測値P又は前記移動平均値Aに基づいて前記バッテリの状態を診断する制御部と、
を備える
ことを特徴とするバッテリ状態診断装置。
In order to achieve the above-described object, a battery state diagnosis apparatus and a battery state diagnosis method according to the present invention are characterized by the following (1).
(1)
A battery state diagnosis device for diagnosing a battery state when an engine mounted on a vehicle is cranked,
A storage unit that stores and holds the voltage value or current value of the battery in a time-series order t (t = 1, 2,..., T) as a measurement value P at a predetermined sampling period;
For each of the measured values P t stored and held in the storage unit, the latest N (N is a natural number of 2 or more) measured values (P t , P t−1 , P t−2 ,..., P calculating a t-N + 1) moving average value a t of said moving relative to each average value a t, sequentially determines whether raising or lowering of the as compared to the moving average value a t-1 immediately preceding, the When the measurement value Pt is a voltage value, the determination result detects a change time Tc that changes from rising to falling, and when the measurement value Pt is a current value, the change time Tc changes from falling to rising. In the moving average value (A Tc ,..., A Te ) until the ranking end time Te, the minimum is obtained when the measured value P t is a voltage value, and the measured value P t is a current value. the moving average value a t at which the maximum and the second peak, put the second peak A control unit for diagnosing the condition of the battery based on the measured value P t or the moving average value A t that,
A battery state diagnosis apparatus comprising:

上記(1)のバッテリ状態診断装置の構成によれば、電圧値又は電流値の計測値Pにおいて直近のN個の移動平均値Aを算出して第2ピークを検出するので、環境ノイズに起因する高周波成分を除去し、環境ノイズの影響による第2ピークの誤検出の発生を抑制することができる。また、このように高周波成分を除去した状態で、直前の移動平均値At-1と比較して上昇又は下降を逐次判定し、その判定結果が、計測値Pが電圧値の場合には上昇から下降、計測値Pが電流値の場合には下降から上昇に転じる変化時点Tcを検出し、この変化時点Tcから第2ピークを検出する。これにより、第2ピークを確実に検出し、バッテリの状態診断の精度を向上させることができる。 According to the configuration of the battery condition diagnosis apparatus of the above (1), and detects the second peak to calculate the most recent N mobile average value A t the measured value P t of the voltage value or current value, environmental noise Therefore, it is possible to suppress the occurrence of false detection of the second peak due to the influence of environmental noise. Further, in the state where the high-frequency component is removed in this manner, ascending or descending is sequentially determined as compared with the immediately preceding moving average value At -1, and when the measured value P t is a voltage value, When the measured value P is a current value from the rise, the change time Tc from the fall to the rise is detected, and the second peak is detected from the change time Tc. Thereby, a 2nd peak can be detected reliably and the precision of a battery state diagnosis can be improved.

本発明のバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法によれば、電圧値又は電流値の計測値Pにおいて直近のN個の移動平均値Aを算出して第2ピークを検出するので、環境ノイズに起因する高周波成分を除去し、環境ノイズの影響による第2ピークの誤検出の発生を抑制することができる。また、このように高周波成分を除去した状態で、直前の移動平均値At-1と比較して上昇又は下降を逐次判定し、その判定結果が、計測値Pが電圧値の場合には上昇から下降、計測値Pが電流値の場合には下降から上昇に転じる変化時点Tcを検出し、この変化時点Tcから第2ピークを検出する。これにより、第2ピークを確実に検出し、バッテリの状態診断の精度を向上させることができる。 Battery condition diagnosis apparatus of the present invention, and according to the battery condition diagnosis method, and detects the second peak to calculate the most recent N mobile average value A t the measured value P t of the voltage value or current value, It is possible to remove high-frequency components due to environmental noise and suppress the occurrence of false detection of the second peak due to the influence of environmental noise. Further, in the state where the high-frequency component is removed in this manner, ascending or descending is sequentially determined as compared with the immediately preceding moving average value At -1, and when the measured value P t is a voltage value, When the measured value P is a current value from the rise, the change time Tc from the fall to the rise is detected, and the second peak is detected from the change time Tc. Thereby, a 2nd peak can be detected reliably and the precision of a battery state diagnosis can be improved.

以上、本発明について簡潔に説明した。さらに、以下に説明される発明を実施するための形態(以下、「実施形態」という。)を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細はさらに明確化されるだろう。   The present invention has been briefly described above. Further, the details of the present invention will be further clarified by reading through a mode for carrying out the invention described below (hereinafter referred to as “embodiment”) with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る第1実施形態のバッテリ状態診断装置の概略構成を説明するブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the battery state diagnosis apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す制御部のソフトウェア構成を機能的に説明する機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram functionally illustrating the software configuration of the control unit shown in FIG. 図3は、図1に示す制御部が行う処理を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining processing performed by the control unit shown in FIG. 図4は、エンジンのクランキング時の電圧計測値の波形を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a waveform of a voltage measurement value during engine cranking. 図5は、エンジンのクランキング時の電流計測値の波形を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a waveform of a current measurement value during engine cranking. 図6は、図4に示す電圧計測値の移動平均波形を、その波形における上昇又は下降の変化状況と共に示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the moving average waveform of the voltage measurement value shown in FIG. 4 together with the rising or falling change state in the waveform. 図7は、本発明に係る第2実施形態の制御部のソフトウェア構成を機能的に説明する機能ブロック図である。FIG. 7 is a functional block diagram functionally illustrating the software configuration of the control unit according to the second embodiment of the present invention. 図8は、図7に示す制御部が行う処理を説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining processing performed by the control unit shown in FIG.

本発明のバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法に関する具体的な複数の実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。   A plurality of specific embodiments relating to the battery state diagnosis apparatus and the battery state diagnosis method of the present invention will be described below with reference to the drawings.

なお、本実施形態で言う「部」とは単にハードウェアによって実現される物理的構成に限定されず、その構成が有する機能をプログラムなどのソフトウェアによって実現されるものも含む。また、1つの構成が有する機能が2つ以上の物理的構成によって実現されても、又は2つ以上の構成の機能が例えば1つの物理的構成によって実現されていても構わない。   Note that the “unit” in the present embodiment is not limited to a physical configuration simply realized by hardware, but also includes a function realized by the configuration realized by software such as a program. Further, the functions of one configuration may be realized by two or more physical configurations, or the functions of two or more configurations may be realized by, for example, one physical configuration.

(第1実施形態)
図1〜図6を参照して、本発明に係るバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法の第1実施形態について説明する。
なお、本実施形態では、電圧値、電圧計測値(計測値)に基づいて第2ピークを検出する。電流値、電流計測値(計測値)に基づく場合については第2実施形態で説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-6, 1st Embodiment of the battery condition diagnostic apparatus and battery condition diagnostic method which concern on this invention is described.
In the present embodiment, the second peak is detected based on the voltage value and the voltage measurement value (measurement value). A case based on a current value and a current measurement value (measurement value) will be described in the second embodiment.

<バッテリ状態診断装置の構成>
まず図1を参照して、本実施形態のバッテリ状態診断装置10の構成について説明する。図1は、本実施形態のバッテリ状態診断装置10の概略構成を説明するブロック図である。
<Configuration of battery condition diagnosis device>
First, with reference to FIG. 1, the structure of the battery state diagnosis apparatus 10 of this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a battery state diagnosis device 10 of the present embodiment.

図1に示すように、本実施形態のバッテリ状態診断装置10は、自動車(車両)に搭載されるバッテリBに取り付けられ、自動車に搭載されたエンジンEをクランキングさせたときにその充電状態や劣化状態を診断するものである。バッテリ状態診断装置10は、電圧センサ11と、電流センサ12と、アラーム13と、メモリ(記憶部)20と、マイコン(制御部)30と、を備える。   As shown in FIG. 1, the battery state diagnosis device 10 of the present embodiment is attached to a battery B mounted on an automobile (vehicle), and when the engine E mounted on the automobile is cranked, It diagnoses the deterioration state. The battery state diagnosis device 10 includes a voltage sensor 11, a current sensor 12, an alarm 13, a memory (storage unit) 20, and a microcomputer (control unit) 30.

バッテリBは、正極に二酸化鉛、負極に海綿状の鉛、そして電解液として希硫酸を含む液式鉛蓄電池である。バッテリBは、負極が接地され、エンジンEの駆動部に連結する不図示のオルタネータにより充電される。また、バッテリBは、直流電動機で構成され、エンジンEに連結するスタータモータSに電力を供給し、スタータモータSを回転駆動させる。スタータモータSは、エンジンEをクランキングさせてエンジンEを始動する。このクランキング時には、バッテリBには突入電流が流れる。突入電流が収束すると、バッテリBにはスタータモータSの回転に応じた電流が流れる。   Battery B is a liquid lead acid battery containing lead dioxide as the positive electrode, spongy lead as the negative electrode, and dilute sulfuric acid as the electrolyte. Battery B is charged by an alternator (not shown) that has a negative electrode grounded and is connected to the drive unit of engine E. The battery B is constituted by a DC motor, supplies electric power to the starter motor S connected to the engine E, and rotates the starter motor S. The starter motor S cranks the engine E and starts the engine E. During this cranking, an inrush current flows through the battery B. When the inrush current converges, a current corresponding to the rotation of the starter motor S flows through the battery B.

電圧センサ11は、ハードウェアとして増幅回路を含むIC(Integrated Circuit)などを有して構成され、バッテリBの端子電圧を検出し、マイコン30にその検出結果である電圧値Vを出力する。電流センサ12も同様にICなどを有して構成され、バッテリBに流れる電流を検出し、マイコン30にその検出結果である電流値Iを出力する。
なお、電流センサ12は、例えば抵抗値が既知の抵抗部(不図示)をさらに有し、この抵抗部の抵抗値と電圧センサの電圧値Vに基づき、オームの法則に従ってバッテリBに流れる電流を検出するように構成しても良い。
The voltage sensor 11 includes an IC (Integrated Circuit) including an amplifier circuit as hardware, detects a terminal voltage of the battery B, and outputs a voltage value V as a detection result to the microcomputer 30. Similarly, the current sensor 12 includes an IC or the like, detects a current flowing through the battery B, and outputs a current value I as a detection result to the microcomputer 30.
The current sensor 12 further includes, for example, a resistance portion (not shown) whose resistance value is known, and based on the resistance value of the resistance portion and the voltage value V of the voltage sensor, the current flowing through the battery B according to Ohm's law. You may comprise so that it may detect.

アラーム13は、通常の赤色のLEDライトで構成され、制御部30の指示に従って点灯する。この点灯により、バッテリBの状態がドライバーに報知される。
なお、アラーム13は、自動車のメーターパネル上に配置されても良い。
The alarm 13 is composed of a normal red LED light, and is lit according to an instruction from the control unit 30. This lighting informs the driver of the state of the battery B.
Note that the alarm 13 may be arranged on the meter panel of the automobile.

メモリ20は、計測データ格納領域21と、パラメータ格納領域22と、を有する。メモリ20は、その計測データ格納領域21に、電圧センサ11の電圧値V及び電流センサ12の電流値Iを、電圧計測値PV(計測値、P)及び電流計測値PI(計測値、P)としてそれぞれ時系列順t(t=1,2,…,T)に記憶保持する。また、メモリ20は、そのパラメータ格納領域22に、マイコン30のピーク検出部(後述)36がクランキングの終了時点Teを検知するための電流閾値(後述)THを記憶保持する。 The memory 20 has a measurement data storage area 21 and a parameter storage area 22. The memory 20 stores the voltage value V of the voltage sensor 11 and the current value I of the current sensor 12 in the measurement data storage area 21, the voltage measurement value PV t (measurement value, P) and the current measurement value PI t (measurement value, P) is stored and held in time series order t (t = 1, 2,..., T). Further, the memory 20 stores and holds a current threshold value (described later) TH for detecting a cranking end time Te by a peak detecting unit (described later) 36 of the microcomputer 30 in the parameter storage area 22.

なお、メモリ20の容量は、これら計測値PV,PIを格納可能なように、マイコン30のメモリ回路(不図示)よりも大きく設けられる。また、電圧センサ11の電圧値V及び電流センサ12の電流値Iは、マイコン30のサンプル取込部(後述)31によって所定のサンプリング周期で取り込まれる。そして、電圧センサ11の電圧値V及び電流センサ12の電流値Iは、このサンプル取込部31の指示に従って、メモリ20の計測データ格納領域21に電圧計測値PV及び電流計測値PIとして記憶保持される。 The capacity of the memory 20 is larger than that of the memory circuit (not shown) of the microcomputer 30 so that these measured values PV t and PI t can be stored. The voltage value V of the voltage sensor 11 and the current value I of the current sensor 12 are captured at a predetermined sampling period by a sample capturing unit (described later) 31 of the microcomputer 30. Then, the voltage value V of the voltage sensor 11 and the current value I of the current sensor 12 are set as the voltage measurement value PV t and the current measurement value PI t in the measurement data storage area 21 of the memory 20 according to the instruction of the sample take-in unit 31. Retained.

マイコン30は、ハードウェアとして、不図示の演算回路、インタフェース回路、メモリ回路及び通信回路などを有する通常のミニコンピュータシステムで構成され、バッテリ状態診断装置10の制御部として機能する。   The microcomputer 30 is configured by a normal minicomputer system having hardware, not shown, an arithmetic circuit, an interface circuit, a memory circuit, a communication circuit, and the like, and functions as a control unit of the battery state diagnosis apparatus 10.

<マイコンの構成>
次に図2を参照して、マイコン30のソフトウェア構成に関する機能について説明する。図2は、マイコン30の構成を機能的に説明する機能ブロック図である。
<Microcomputer configuration>
Next, functions related to the software configuration of the microcomputer 30 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a functional block diagram functionally illustrating the configuration of the microcomputer 30.

図2に示すように、本実施形態のマイコン30は、サンプル取込部31と、移動平均算出部32と、上下判定部33と、連続判定部34と、変化検出部35と、ピーク検出部36と、状態診断部37と、を少なくとも有する。
なお、本実施形態では、これら部分は、プログラムとしてマイコン30のメモリ回路にそれぞれ格納されており、マイコン30の演算回路に適宜読み出されて実行される。
As shown in FIG. 2, the microcomputer 30 of the present embodiment includes a sample acquisition unit 31, a moving average calculation unit 32, an up / down determination unit 33, a continuous determination unit 34, a change detection unit 35, and a peak detection unit. 36 and a state diagnosis unit 37.
In the present embodiment, these portions are stored as programs in the memory circuit of the microcomputer 30, and are appropriately read out and executed by the arithmetic circuit of the microcomputer 30.

サンプル取込部31は、マイコン30のインタフェース回路を通じて、所定のサンプリング周期で電圧センサ11の電圧値V及び電流センサ12の電流値Iを電圧計測値PV及び電流計測値PI(t=1,2,…,T)として時系列順tでそれぞれ取り込む。また、サンプル取込部31は、その取り込んだ計測値PV,PIをメモリ20に出力し、メモリ20の計測データ格納領域21内に互いに時系列で関連付けて記憶保持させる。 The sample take-in unit 31 converts the voltage value V of the voltage sensor 11 and the current value I of the current sensor 12 into the voltage measurement value PV t and the current measurement value PI t (t = 1) at a predetermined sampling cycle through the interface circuit of the microcomputer 30. , 2,..., T) in time sequence t. Further, the sample take-in unit 31 outputs the taken measurement values PV t and PI t to the memory 20 and stores them in the measurement data storage area 21 of the memory 20 in association with each other in time series.

移動平均算出部32は、メモリ20に格納された電圧計測値PVを読み込み、この電圧計測値PVそれぞれに対し、直近のN(Nは2以上の自然数、本実施形態では「16」の値)個の電圧計測値PV,PVt-1,PVt-2,…,PVt-15の電圧移動平均値AV(移動平均値、A)を時系列順tでそれぞれ算出する。移動平均算出部32は、その算出結果である電圧移動平均値AVを上下判定部33及びピーク検出部36に出力する。 Moving average calculation section 32 reads the voltage measurement value PV t stored in the memory 20, for each the voltage measurement value PV t, last N (N is a natural number of 2 or more, in this embodiment of the "16" Value) The voltage moving average value AV t (moving average value, A t ) of the voltage measurement values PV t , PV t−1 , PV t−2 ,..., PV t−15 is calculated in time series order t. . Moving average calculation section 32 outputs the voltage moving average value AV t is the calculation result to the upper and lower determination unit 33 and the peak detector 36.

上下判定部33は、移動平均算出部32の電圧移動平均値AVを読み込み、この電圧移動平均値AVそれぞれに対し、直前の電圧移動平均値AVt-1と比較して上昇(増加)又は下降(減少)なのかを時系列順tで選択的に判定する。このとき、上下判定部33は、上昇であれば「1」の値、下降であれば「0」の値を代入し、その判定結果を変化方向(変数)CDとして数値化する(図6参照)。上下判定部33は、その判定結果である変化方向CDを連続判定部34及び変化検出部35に出力する。 Vertical determination unit 33 reads a voltage moving average AV t of the moving average calculation section 32, to the voltage moving average value AV t respectively, increases as compared with the voltage moving average AV t-1 of the immediately preceding (increase) Alternatively, it is determined selectively in time series order t whether it is descending (decreasing). At this time, the up / down determination unit 33 substitutes a value of “1” for an increase and a value of “0” for a decrease, and quantifies the determination result as a change direction (variable) CD t (FIG. 6). reference). The up / down determination unit 33 outputs the change direction CD t as the determination result to the continuation determination unit 34 and the change detection unit 35.

連続判定部34は、上下判定部33の変化方向CDを読み込み、この変化方向CDにおいて上昇「1」の連続回数を時系列順tで逐次カウントする。連続判定部34は、カウントした上昇「1」の連続回数がM(Mは2以上の自然数、本実施形態では「10」の値)回以上か否かを判定する。連続判定部は、その上昇「1」の連続回数が10回以上である判定している場合には、電圧移動平均値AVが上昇し続けている状況(上昇状況)にあると確定する。その確定の結果、連続判定部34は、確定フラグ(設定変数)Fに「1」の値を代入してその値を「0」から「1」に変更する。連続判定部34は、この確定フラグFを検出開始の合図として変化検出部35に出力する。 The continuity determination unit 34 reads the change direction CD t of the up / down determination unit 33 and sequentially counts the number of consecutive “1” rises in the change direction CD t in time series order t. The continuation determination unit 34 determines whether or not the counted number of consecutive “1” increases is M (M is a natural number of 2 or more, in the present embodiment, a value of “10”) or more. When it is determined that the number of consecutive “1” increases is 10 or more, the continuity determination unit determines that the voltage moving average value AVt is continuously increasing (an increasing condition). As a result of the determination, the continuation determination unit 34 substitutes the value “1” for the determination flag (setting variable) F and changes the value from “0” to “1”. The continuation determination unit 34 outputs the confirmation flag F to the change detection unit 35 as a detection start signal.

変化検出部35は、連続判定部34の確定フラグFを読み込み、この確定フラグFが「1」になったことを合図にしてその時点から検出を開始する。すなわち、変化検出部35は、上下判定部33の変化方向CDも同時に読み込んでおり、確定フラグFが「1」になった時点からその変化方向CDが上昇「1」から下降「0」に転じる瞬間である変化時点Tcを時系列順tで検出する(図6参照)。そして、変化検出部35は、その検出結果である変化時点Tcの値をピーク検出部36に出力する。 The change detection unit 35 reads the confirmation flag F of the continuation determination unit 34, signals that the confirmation flag F has become “1”, and starts detection from that point. That is, the change detection unit 35 also reads the change direction CD t of the up / down determination unit 33 at the same time, and the change direction CD t increases from “1” to “0” after the confirmation flag F becomes “1”. The change time Tc, which is the moment of turning to, is detected in chronological order t (see FIG. 6). Then, the change detection unit 35 outputs the value of the change time Tc that is the detection result to the peak detection unit 36.

ピーク検出部36は、変化検出部35の変化時点Tc、移動平均算出部32の電圧移動平均値AV、メモリの電流計測値PI、及びメモリ20の電流閾値THの値を読み込む。そして、ピーク検出部36は、変化時点Tcを検出開始時点として、移動平均算出部32の電圧移動平均値AVに対し最小となる時点の電圧移動平均値AVを時系列順tで検出し始める。 The peak detection unit 36 reads the change time Tc of the change detection unit 35, the voltage moving average value AV t of the moving average calculation unit 32, the current measurement value PI t of the memory, and the current threshold value TH of the memory 20. Then, the peak detection unit 36 detects the voltage moving average value AV t at the time point that is the minimum with respect to the voltage moving average value AV t of the moving average calculation unit 32 in the time series order t with the change time Tc as the detection start time. start.

また、ピーク検出部36は、この検出と並行して電流計測値PIが電流閾値TH以下であるか否かを逐次判定して、電流計測値PIが電流閾値TH以下になった瞬間をクランキングの終了時点Teとして検出する(図6参照)。すなわち、ピーク検出部36は、変化時点Tcからクランキングの終了時間Teまでの電圧移動平均値AVTc,…,AVTeにおいて、最小となる時点の電圧移動平均値AVを検出し、このときの電圧移動平均値AVを第2ピークPとして設定する。そして、ピーク検出部36は、その第2ピークPの情報を状態診断部37に出力する。 The peak detection unit 36 sequentially determines whether or not the current measurement value PI t is less than the current threshold value TH in parallel with this detection, the moment when the current measured value PI t is equal to or less than the current threshold value TH It is detected as the cranking end time Te (see FIG. 6). That is, the peak detection unit 36 detects the voltage moving average value AV t at the minimum time in the voltage moving average values AV Tc ,..., AV Te from the change time Tc to the cranking end time Te. setting the voltage moving average value AV t as the second peak P 2. The peak detector 36 outputs the second information peak P 2 in the state diagnosis unit 37.

状態診断部37は、ピーク検出部36で検出された第2ピークPにおける電圧計測値PVに基づいてバッテリBの状態を診断する。具体的には、状態診断部37は、第2ピークPにおける電圧計測値PVが事前に設定される所定の閾値以下である場合には、バッテリBが劣化しているとしてアラーム13を点灯させて警告する。また、状態診断部37は、上流装置(不図示)にその診断結果を出力する。
なお、本実施形態では、電圧計測値PVに基づいてバッテリBの診断をするが、これに代えて、第2ピークPにおける電圧移動平均値AV、或いは電流計測値PIや電流移動平均値AIで行っても良い。
The state diagnosis unit 37 diagnoses the state of the battery B based on the voltage measurement value PV t at the second peak P 2 detected by the peak detection unit 36. Specifically, condition diagnosis unit 37, when the voltage measurement value PV t at the second peak P 2 is equal to or less than a predetermined threshold set in advance, lighting an alarm 13 as a battery B is degraded Let me warn you. Further, the state diagnosis unit 37 outputs the diagnosis result to an upstream device (not shown).
In the present embodiment, the diagnosis of the battery B is performed based on the voltage measurement value PV t , but instead, the voltage moving average value AV t at the second peak P 2 , or the current measurement value PI t or the current movement is determined. it may be performed by the average value AI t.

<マイコンの処理の手順、バッテリ状態診断方法>
次に図3〜図6を参照して、本実施形態に係るバッテリ状態診断装置10の動作、特にマイコン30の処理の手順、バッテリ状態診断方法について説明する。図3は、マイコン(制御部)30が行う処理を説明するフローチャートである。図4は、エンジンEのクランキング時の電圧計測値PVの波形を示すグラフである。図5は、エンジンEのクランキング時の電流計測値PIの波形を示すグラフである。図6は、電圧移動平均値AVの波形(電圧計測値PVの移動平均波形)を、その波形における変化方向CD(上昇又は下降の変化状況)と共に示すグラフである。
<Microcomputer processing procedure, battery status diagnosis method>
Next, the operation of the battery state diagnosis apparatus 10 according to the present embodiment, particularly the processing procedure of the microcomputer 30 and the battery state diagnosis method will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart for explaining processing performed by the microcomputer (control unit) 30. Figure 4 is a graph showing a waveform of a voltage measurement value PV t during cranking of the engine E. FIG. 5 is a graph showing a waveform of the current measurement value PI t when the engine E is cranked. FIG. 6 is a graph showing a waveform of the voltage moving average value AV t (moving average waveform of the voltage measurement value PV t ) together with a change direction CD t (upward or downward change state) in the waveform.

図3に示すように、まずステップS11では、エンジンEのクランキング時においてバッテリBの電圧値V及び電流値Iが、電圧センサ11及び電流センサ12により検出される。そして、これら電圧値V及び電流値Iが、マイコン30のサンプル取込部31に入力され、所定のサンプリング周期で電圧計測値PV及び電流計測値PIとして取り込まれる。 As shown in FIG. 3, first, in step S <b> 11, the voltage value V and the current value I of the battery B are detected by the voltage sensor 11 and the current sensor 12 when the engine E is cranked. The voltage value V and the current value I are input to the sample acquisition unit 31 of the microcomputer 30 and are acquired as the voltage measurement value PV t and the current measurement value PI t at a predetermined sampling period.

ステップS12では、サンプル取込部31により周期的に取り込まれた電圧計測値PV及び電流計測値PIは、時系列順tにメモリ20の計測データ格納領域21に記憶保持される。このとき、電圧計測値PV及び電流計測値PIは、時系列で関連付けられて記憶保持される。 In step S <b> 12, the voltage measurement value PV t and the current measurement value PI t periodically taken by the sample taking unit 31 are stored and held in the measurement data storage area 21 of the memory 20 in time series order t. At this time, the voltage measurement value PV t and the current measurement value PI t are stored in association with each other in time series.

また、図4及び図5に示すように、電圧計測値PV及び電流計測値PIは、メモリ20に格納されたままの状態では、環境ノイズに起因する高周波成分が重畳する波形となっている。このような状態で第2ピークPを検出すると、この高周波成分の影響で誤検出する可能性がある。このため、本実施形態では、電圧計測値PVから高周波成分を除去するため、ステップS13を実施する。 As shown in FIGS. 4 and 5, the voltage measurement value PV t and the current measurement value PI t are waveforms in which high-frequency components due to environmental noise are superimposed in a state where they are stored in the memory 20. Yes. Upon detecting the second peak P 2 in this state, there is a possibility of erroneous detection due to the influence of the high frequency components. Therefore, in the present embodiment, in order to remove high frequency components from the voltage measurement value PV t, performs step S13.

図3に戻り説明を続ける。ステップS13では、移動平均算出部32は、メモリ20から電圧計測値PVを読み込み、この電圧計測値PVそれぞれに対し直近の16個の電圧計測値PV,PVt-1,PVt-2,…,PVt-15の電圧移動平均値AVを時系列順tでそれぞれ算出する。この算出により、移動平均算出部32は、電圧計測値PVの高周波成分を除去する。 Returning to FIG. 3, the description will be continued. In step S13, the moving average calculation section 32 reads the voltage measurement value PV t from the memory 20, the voltage measurement value PV t last 16 voltage measurement value PV t for each, PV t-1, PV t- 2 ,..., PV t−15 , the voltage moving average value AV t is calculated in chronological order t. This calculation, the moving average calculation section 32 removes a high frequency component of the voltage measurement value PV t.

ステップS14では、上下判定部33は、ステップS13で算出した電圧移動平均値AVに対し、直前の電圧移動平均値AVt-1と比較して上昇「1」又は下降「0」なのかを時系列順tでそれぞれ選択的に判定して、この判定結果を変化方向CDとして数値化する。すなわち、上下判定部33は、電圧移動平均値AVが、直前の電圧移動平均値AVt-1と比較して増加した場合には上昇「1」とし、減少した場合には下降「0」として、電圧移動平均値AVの増減の変化を逐次判定する。 In step S14, the up / down determination unit 33 determines whether the voltage moving average value AV t calculated in step S13 is an increase “1” or a decrease “0” compared to the immediately preceding voltage moving average value AV t−1. Each determination is made selectively in time series order t, and this determination result is digitized as the change direction CD t . That is, the upper and lower determination unit 33, a voltage moving average AV t, increase when increased compared to the voltage moving average AV t-1 immediately preceding a "1", when it is reduced down to "0" as sequentially determines the change of the increase or decrease in voltage moving average AV t.

ここで、図6を参照して、電圧移動平均値AVの変動と、電圧移動平均値AVの変化方向CDと、の関係について説明する。 Referring now to FIG. 6, the variation of the voltage moving average AV t, the changing direction CD t voltage moving average AV t, the relationship will be described.

図6の実線で示すように、エンジンEをクランキングさせるとその直後には突入電流が流れ、電圧移動平均値AVは、それに対応して急峻に下降した後、徐々に上昇する。そして、スタータモータSが回転駆動すると、電圧移動平均値AVは周期的に変動する。さらに、エンジンE始動後は、電圧移動平均値AVは、一度上昇して定常状態となる。
但し、定常状態においても電圧移動平均値AVは周期的に変動するが、その振れ幅は小さい。
As shown by the solid line in FIG. 6, when the cranking of the engine E inrush current flows immediately thereafter, the voltage moving average AV t, after sharply lowered correspondingly increases gradually. When the starter motor S is driven to rotate, the voltage moving average AV t varies periodically. Further, after starting the engine E, the voltage moving average AV t, in a steady state once risen.
However, the voltage moving average AV t even in the steady state is varied periodically, the amplitude is small.

そして、図6の点線で示すように、このように変動する電圧移動平均値AVに対応して、電圧移動平均値AVの変化方向CDは、突入電流における変動時において、その直後は上昇「1」を示すが、急峻な下降時は下降「0」を示す。その後、変化方向CDは、突入電流が収束するまでの間は上昇「1」の状態を暫く示す。そして、変化方向CDは、スタータモータSの回転駆動時では上昇「1」又は下降「0」を周期的に繰り返す。このような変動特性を踏まえた上で、本実施形態では、スタータモータSによる変動の開始時点として変化時点Tcを検出するため、ステップS15からステップS18を順次実施する。 Then, as shown by the dotted line in FIG. 6, the change direction CD t of the voltage moving average value AV t corresponding to the voltage moving average value AV t changing in this way is immediately after the change in the inrush current. An increase “1” is indicated, but a sharp decrease is indicated by a decrease “0”. Thereafter, the change direction CD t shows a state of rising “1” for a while until the inrush current converges. The change direction CD t periodically repeats the rising “1” or the falling “0” when the starter motor S is driven to rotate. In consideration of such variation characteristics, in the present embodiment, in order to detect the variation time Tc as the variation start time by the starter motor S, step S15 to step S18 are sequentially performed.

再度図3に戻り説明を続ける。ステップS15では、連続判定部34は、ステップS14での変化方向CDにおいて上昇「1」の連続回数を時系列順tで逐次カウントする。そして、ステップS16では、連続判定部34は、カウントした上昇「1」の連続回数が10回以上か否かを判定する。 Returning to FIG. 3 again, the description will be continued. In step S15, the continuation determination unit 34 sequentially counts the number of consecutive “1” increases in the change direction CD t in step S14 in time series order t. In step S <b> 16, the continuation determination unit 34 determines whether the counted number of times of increase “1” is 10 or more.

ステップS16での判定の結果、連続回数のカウントが10回未満である場合、或いは10回までのカウントの途中で下降「0」になってしまった場合には、ステップS16のNOでステップS15に戻り、連続判定部34は、上昇「1」のカウントを継続、或いはカウントを最初からやり直す。   If the result of determination in step S16 is that the number of consecutive times is less than 10 or if the count has fallen to “0” during the count up to 10 times, the result of step S16 is NO and step S15 is entered. Returning, the continuation determination unit 34 continues the count of the increase “1” or starts counting again from the beginning.

その一方で、ステップS16での判定の結果、上昇「1」の連続回数のカウントが10回以上である場合には、ステップS16のYESでステップS17に進む。ステップS17では、連続判定部34は、電圧移動平均値AVが上昇し続けている状況であるとして上昇状況を確定する。その確定の結果、連続判定部34は、確定フラグFに「1」を代入し、変化検出部35に検出開始の合図を出力する。 On the other hand, as a result of the determination in step S16, if the count of the continuous “1” increase is 10 or more, the process proceeds to step S17 with YES in step S16. In step S17, continuity judgment section 34 determines the rising status as a situation where the voltage moving average AV t continues to increase. As a result of the determination, the continuation determination unit 34 assigns “1” to the determination flag F, and outputs a detection start signal to the change detection unit 35.

ステップS18では、変化検出部35は、連続判定部34によって確定フラグFが「1」に変更したことを合図にその時点から検出を開始する。すなわち、変化検出部35は、確定フラグFが「1」になった時点から、ステップS14での変化方向CDがその上昇状況において上昇「1」から下降「0」に転じる変化時点Tcを時系列順tで検出する。 In step S <b> 18, the change detection unit 35 starts detection from that time with a signal that the confirmation flag F has been changed to “1” by the continuation determination unit 34. That is, the change detection unit 35 changes the time Tc at which the change direction CD t in step S14 changes from rising “1” to falling “0” in the rising state from the time when the confirmation flag F becomes “1”. Detect in sequence order t.

ステップS19では、ピーク検出部36は、ステップS18で検出した変化時点Tcを検出開始時点として、ステップS13で算出した電圧移動平均値AVに対し最小となる時点の電圧移動平均値AVを時系列順tで検出し始める。 In step S19, the peak detector 36, time as the detection start time point change time Tc detected in step S18, smallest voltage moving average AV t time to voltage moving average AV t calculated in step S13 Detection starts in sequence order t.

そして、ステップS20では、ピーク検出部36は、ステップS19での検出と並行して電流計測値PIが電流閾値TH以下であるか否かを逐次判定する。この判定の結果、電流計測値PIが電流閾値THよりまだ大きい場合には、ステップS20のNOでステップS19に戻って、ピーク検出部36は、最小となる時点の電圧移動平均値AVを検出し続ける。 Then, in step S20, the peak detector 36 sequentially determines whether the current measurement value PI t is less than the current threshold value TH in parallel with the detection in step S19. As a result of this determination, if the current measurement value PI t is still larger than the current threshold value TH, the process returns to step S19 with NO in step S20, and the peak detector 36 obtains the voltage moving average value AV t at the time point at which the current measurement value PI t is minimum. Continue to detect.

その一方で、電流計測値PIが電流閾値TH以下となった場合には、ステップS21に進む。ステップS21では、ピーク検出部36は、電流計測値PIが電流閾値TH以下となる時点をクランキングの終了時点Teとして検出して(図6参照)、最小となる時点の電圧移動平均値AVの検出を終了する。そして、ピーク検出部36は、ピーク検出部36は、このように検出された電圧移動平均値AVを第2ピークPに設定する。 On the other hand, if the current measurement value PI t is equal to or less than the current threshold value TH, the process proceeds to step S21. In step S21, the peak detection unit 36 detects a time point when the current measurement value PI t is equal to or less than the current threshold value TH as the cranking end time Te (see FIG. 6), and the voltage moving average value AV at the time point when the peak value is minimized. The detection of t ends. Then, the peak detector 36, peak detector 36 sets the thus detected voltage moving average value AV t the second peak P 2.

すなわち、このステップS19〜ステップS21の一連のステップで、ピーク検出部36は、変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの間の電圧移動平均値AVTc,…,AVTeにおいて、最小となる時点の電圧移動平均値AVを検出することになる。 That is, in a series of steps from Step S19 to Step S21, the peak detection unit 36 becomes the smallest in the voltage moving average values AV Tc ,..., AV Te from the change time Tc to the cranking end time Te. It will detect a voltage moving average AV t time.

また、N及びMの値は、変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの電圧移動平均値AVTc,…,AVTeの波形の変動周期に基づいてそれぞれ設定される。Nの値は変動周期の範囲を超えて設定されると電圧計測値PVの低周波成分までも除去する結果となる。このため、本実施形態では、Nの値は、Mの値も同様にその波形の変動周期内に収まるように、前述したように、Nは「16」の値に、Mは「10」の値に設定される(図6参照)。また、クランキング時の電圧値V又は電流値Iは車両によって異なるので、N及びMの値は事前に設定されるパラメータとして適宜可変可能に設けられ、また車両ごとに最適値に設定される。 Further, the values of N and M are set based on the fluctuation cycle of the waveform of the voltage moving average values AV Tc ,..., AV Te from the change time Tc to the cranking end time Te. The value of N is also a result of removing up to a low-frequency component of the set beyond the range of the fluctuation period voltage measurement value PV t. For this reason, in this embodiment, as described above, N is a value of “16” and M is “10” so that the value of M is also within the fluctuation period of the waveform. The value is set (see FIG. 6). Further, since the voltage value V or current value I at the time of cranking varies depending on the vehicle, the values of N and M are provided so as to be appropriately variable as parameters set in advance, and are set to optimum values for each vehicle.

ステップS22では、状態診断部37は、ステップS21で検出された第2ピークPにおける電圧計測値PVに基づいてバッテリBの状態を診断する。この診断の結果、状態診断部37は、第2ピークPにおける電圧計測値PVが所定の閾値以下である場合には、バッテリBが劣化していると診断してアラーム13を点灯させて警告する。 In step S22, the state diagnosis unit 37 diagnoses the state of the battery B based on voltage measurement value PV t at the second peak P 2 detected in step S21. As a result of this diagnosis, when the voltage measurement value PV t at the second peak P 2 is equal to or less than a predetermined threshold, the state diagnosis unit 37 diagnoses that the battery B is deteriorated and turns on the alarm 13. Warning.

このようにステップS11からステップS22まで一連のステップを実施することで、第2ピークPを確実に検出して、バッテリBの状態を精度良く診断可能である。 By thus performing a series of steps from step S11 to step S22, and reliably detect the second peak P 2, the state of the battery B is accurately be diagnosed.

<バッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法の利点>
以上説明したように本実施形態によれば、電圧値Vの電圧計測値PV(計測値、P)において直近の16(N、自然数)個の電圧移動平均値AV(移動平均値、A)を算出して第2ピークPを検出するので、環境ノイズに起因する高周波成分を除去し、環境ノイズの影響による第2ピークPの誤検出の発生を抑制することができる。また、このように高周波成分を除去した状態で、直前の電圧移動平均値AVt-1(移動平均値、At-1)と比較して上昇「1」又は下降「0」を逐次判定し、その判定結果が、上昇「1」から下降「0」に転じる変化時点Tcを検出し、この変化時点Tcから第2ピークPを検出する。これにより、第2ピークPを確実に検出し、バッテリBの状態診断の精度を向上させることができる。
<Advantages of battery state diagnosis apparatus and battery state diagnosis method>
As described above, according to the present embodiment, the latest 16 (N, natural number) voltage moving average value AV t (moving average value, voltage value V t (measured value, P t ) of the voltage value V is measured. Since A t ) is calculated and the second peak P 2 is detected, it is possible to remove the high-frequency component caused by the environmental noise and suppress the erroneous detection of the second peak P 2 due to the influence of the environmental noise. Further, with the high-frequency component removed in this manner, ascending “1” or descending “0” is sequentially determined as compared with the immediately preceding voltage moving average value AV t-1 (moving average value, A t-1 ). Then, a change time Tc at which the determination result turns from rising “1” to falling “0” is detected, and the second peak P 2 is detected from this changing time Tc. Thus, the second peak P 2 reliably detected, it is possible to improve the accuracy of state diagnosis of the battery B.

また、本実施形態によれば、電圧移動平均値AV(移動平均値、A)それぞれに対する上下の判定結果として、上昇「1」が連続する回数が10(M、自然数)回以上か否かを逐次判定し、連続する回数が10回以上であると判定している場合において、その上下の判定結果が、下降「0」に転じる時点を、変化時点Tcとして検出し、この変化時点Tcから第2ピークPを検出し始めるので、クランキング時直後の突入電流による急峻な変動値を第2ピークPとして誤検出することを抑制して、第2ピークPをより精度良く検出することができる。 Further, according to the present embodiment, as a result of the upper and lower determinations with respect to each of the voltage moving average value AV t (moving average value, A t ), the number of times that the increase “1” continues is 10 (M, natural number) or more. When the number of consecutive times is determined to be 10 times or more, the time point when the upper and lower determination results turn down to “0” is detected as the change time point Tc. since the start to detect the second peak P 2, and prevented from being erroneously detected steep variation from inrush current immediately after cranking the second peak P 2, and more precisely detect a second peak P 2 can do.

(第2実施形態)
次に、図7及び図8を参照して、本発明に係るバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法の第2実施形態について説明する。
なお、上記第1実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIG.7 and FIG.8, 2nd Embodiment of the battery condition diagnostic apparatus and battery condition diagnostic method which concern on this invention is described.
Note that the same or equivalent parts as those in the first embodiment are given the same or equivalent reference numerals in the drawings, and the description thereof is omitted or simplified.

<マイコンの構成>
まず図7を参照して、本実施形態のマイコン(制御部)40の構成について説明する。図7は、実施形態のマイコン40のソフトウェア構成を機能的に説明する機能ブロック図である。
<Microcomputer configuration>
First, the configuration of the microcomputer (control unit) 40 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a functional block diagram functionally illustrating the software configuration of the microcomputer 40 according to the embodiment.

図7に示すように、本実施形態では電圧センサ11の電圧値Vや電圧計測値PVを用いず、電流センサ12の電流値Iや電流計測値PIのみを用いて第2ピークPを検出する。このため、本実施形態のマイコン40のサンプル取込部41は、所定のサンプリング周期で電流センサ12の電流値Iのみを電流計測値PIとして時系列順tで取り込む。また、サンプル取込部41は、その取り込んだ電流計測値PIをメモリ20に出力し、メモリ20の計測データ格納領域21内に記憶保持させる。 As shown in FIG. 7, in this embodiment, the second peak P 2 is used by using only the current value I and the current measurement value PI t of the current sensor 12 without using the voltage value V and the voltage measurement value PV t of the voltage sensor 11. Is detected. For this reason, the sample acquisition unit 41 of the microcomputer 40 according to the present embodiment acquires only the current value I of the current sensor 12 in a predetermined sampling cycle as the current measurement value PI t in time series order t. Further, the sample taking unit 41 outputs the fetched current measured value PI t in the memory 20 then stores the measurement data storage area 21 of the memory 20.

移動平均算出部42は、メモリ20に格納された電流計測値PIを読み込み、この電流計測値PIそれぞれに対し、直近のN(本実施形態でも同様に「16」の値)個の電流計測値PI,PIt-1,PIt-2,…,PIt-15の電流移動平均値を時系列順tでそれぞれ算出する。 Moving average calculation section 42 reads the current measured value PI t stored in the memory 20, to each the current measurement value PI t, (the value of Similarly, "16" in this embodiment) last N current The current moving average values of the measured values PI t , PI t−1 , PI t−2 ,..., PI t−15 are calculated in time series order t.

上下判定部43は、移動平均算出部42の電流移動平均値AIを読み込み、直前の電流移動平均値AIt-1と比較して上昇又は下降なのかを時系列順tでそれぞれ選択的に判定して、変化方向CDとして数値化する。 The up / down determination unit 43 reads the current moving average value AI t of the moving average calculation unit 42, and selectively selects whether the current moving average value AI t-1 is higher or lower than the previous current moving average value AI t-1 in chronological order t. Determination is made as a numerical value as the change direction CD t .

連続判定部44は、上下判定部43の変化方向CDを読み込み、この変化方向CDにおいて下降「0」の連続回数を時系列順tで逐次カウントする。連続判定部34は、カウントした下降「0」の連続回数がM(本実施形態でも同様に「10」の値)回以上か否かを判定する。連続判定部は、その下降「0」の連続回数が10回以上である判定している場合には、電流移動平均値AIが下降し続けている状況(下降状況)にあると確定して、確定フラグFに「1」の値を代入する。 The continuity determination unit 44 reads the change direction CD t of the up / down determination unit 43 and sequentially counts the number of consecutive “0” drops in the change direction CD t in time series order t. The continuity determination unit 34 determines whether or not the counted number of consecutive “0” drops is equal to or greater than M (also in this embodiment, the value “10”). When it is determined that the number of consecutive “0” drops is 10 or more, the continuity determination unit determines that the current moving average value AI t is in a continuously decreasing state (downward state). Then, the value “1” is substituted into the confirmation flag F.

変化検出部45は、確定フラグFが「1」になった時点からその変化方向CDが下降「0」から上昇「1」に転じる瞬間である変化時点Tcを時系列順tで検出する。 Change detecting unit 45 detects a is a moment when the change direction CD t from the time when the confirmation flag F becomes "1" starts to rise "1" from the lowered "0" change time Tc in chronological order t.

ピーク検出部46は、変化時点Tcからクランキングの終了時間Teまでの電流移動平均値AITc,…,AITeにおいて、最大となる時点の電流移動平均値AIを検出して、このときの電流移動平均値AIを第2ピークPとして設定する。
その他の構成については、上記第1実施形態と同様である。
The peak detection unit 46 detects the current moving average value AI t at the maximum time in the current moving average values AI Tc ,..., AI Te from the change time Tc to the cranking end time Te. setting the current moving average value AI t as the second peak P 2.
Other configurations are the same as those in the first embodiment.

<マイコンの処理の手順、バッテリ状態診断方法>
次に、このように構成されたマイコン40の処理の手順について説明する。図8は、本実施形態のマイコン40が行う処理を説明するフローチャートである。
なお、上記第1実施形態のフローチャート(図3参照)と主に異なる点を中心に説明する。
<Microcomputer processing procedure, battery status diagnosis method>
Next, a processing procedure of the microcomputer 40 configured as described above will be described. FIG. 8 is a flowchart for explaining processing performed by the microcomputer 40 of the present embodiment.
Note that the description will mainly focus on differences from the flowchart of the first embodiment (see FIG. 3).

図8に示すように、ステップS31では、電流値Iがマイコン40のサンプル取込部41に入力され、所定のサンプリング周期で電流計測値PIとして取り込まれる。そして、ステップS32では、サンプル取込部41により周期的に取り込まれた電流計測値PIは、時系列順tにメモリ20の計測データ格納領域21に記憶保持される。 As shown in FIG. 8, in step S31, the current value I is input to the sample acquisition unit 41 of the microcomputer 40 and is acquired as the current measurement value PI t at a predetermined sampling period. In step S32, the current measurement value PI t periodically taken by the sample taking unit 41 is stored and held in the measurement data storage area 21 of the memory 20 in time series order t.

ステップS33では、移動平均算出部42は、メモリ20から電流計測値PIを読み込み、この電流計測値PIそれぞれに対し直近の16個の電流計測値PI,PIt-1,PIt-2,…,PIt-15の電流移動平均値AIを時系列順tでそれぞれ算出する。 In step S33, the moving average calculation section 42 reads the current measured value PI t from the memory 20, this current measured value PI t last 16 current measured values PI t for each, PI t-1, PI t- 2 ,..., PI t-15 current moving average values AI t are calculated in time series order t.

ステップS34では、上下判定部43は、ステップS33で算出した電流移動平均値AIに対し、直前の電流移動平均値AIt-1と比較して上昇「1」又は下降「0」なのかを時系列順tでそれぞれ選択的に判定して、この判定結果を変化方向CDとして数値化する。 In step S34, the up / down determination unit 43 determines whether the current moving average value AI t calculated in step S33 is an increase “1” or a decrease “0” compared to the previous current moving average value AI t−1. Each determination is made selectively in time series order t, and this determination result is digitized as the change direction CD t .

ステップS35では、連続判定部44は、ステップS34での変化方向CDにおいて下降「0」の連続回数を時系列順tで逐次カウントする。そして、ステップS36では、連続判定部44は、カウントした下降「0」の連続回数が10回以上か否かを判定する。 In step S <b> 35, the continuation determination unit 44 sequentially counts the number of consecutive “0” drops in the change direction CD t in step S <b> 34 in time series order t. In step S <b> 36, the continuation determination unit 44 determines whether or not the counted number of consecutive “0” decreases is 10 or more.

下降「0」の連続回数のカウントが10回以上である場合には、ステップS36のYESでステップS37に進む。ステップS37では、連続判定部44は、電流移動平均値AIが下降し続けている状況であるとして下降状況を確定して、確定フラグFに「1」を代入する。 When the count of the continuous number of descending “0” is 10 times or more, the process proceeds to step S37 with YES in step S36. In step S <b> 37, the continuity determination unit 44 determines the current state of the current moving average value AI t as it continues to decrease, and assigns “1” to the determination flag F.

ステップS38では、変化検出部45は、確定フラグFが「1」になった時点から、ステップS34での変化方向CDがその下降状況において下降「0」から上昇「1」に転じる変化時点Tcを時系列順tで検出する。 At step S38, the change detection unit 45, the confirmation flag F is after the timing when the "1", change the time Tc that changing direction CD t at step S34 turns to rise "1" from the lowered "0" in its lowered situation Are detected in chronological order t.

ステップS39〜ステップS41の一連のステップでは、ピーク検出部46は、変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの間の電流移動平均値AITc,…,AITeにおいて、最大となる時点の電流移動平均値AIを検出する。ピーク検出部36は、このように検出された電流移動平均値AIを第2ピークPに設定する。
その他のステップについては、上記第1実施形態と同様である。
In a series of steps from Step S39 to Step S41, the peak detection unit 46 determines the current at the time when the current moving average values AI Tc ,..., AI Te from the change time Tc to the cranking end time Te are maximum. The moving average value AI t is detected. Peak detector 36 sets the thus detected current moving average AI t the second peak P 2.
Other steps are the same as those in the first embodiment.

<バッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法の利点>
以上説明したように本実施形態によれば、上記第1実施形態と同様に、環境ノイズの影響による第2ピークPの誤検出の発生を抑制するとともに第2ピークPを精度良く検出することができる。
<Advantages of battery state diagnosis apparatus and battery state diagnosis method>
As described above, according to the present embodiment, as in the first embodiment, occurrence of erroneous detection of the second peak P 2 due to the influence of environmental noise is suppressed, and the second peak P 2 is accurately detected. be able to.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれら実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良などが可能である。
例えば、上記第1及び第2実施形態では、ピーク検出部36,46は、電流計測値PIが電流閾値TH以下であるか否かを逐次判定して、電流計測値PIが電流閾値TH以下になった瞬間をクランキングの終了時点Teとして検出するように構成したが、これに限定されない。例えば、クランキングの終了時点Teがメモリ20のパラメータ格納領域22内に事前に設定され、ピーク検出部36,46がこの値を適宜読み込むように構成しても良い。
This is the end of the description of specific embodiments. However, aspects of the present invention are not limited to these embodiments, and modifications, improvements, and the like can be made as appropriate.
For example, in the first and second embodiments, the peak detector 36 and 46 is sequentially determined whether the current measurement value PI t is equal to or less than the current threshold value TH, the current measured value PI t is the current threshold TH Although it has been configured to detect the moment when the cranking is finished as Te, the present invention is not limited to this. For example, the cranking end time Te may be set in advance in the parameter storage area 22 of the memory 20, and the peak detectors 36 and 46 may read this value as appropriate.

ここで、上述した本発明に係るバッテリ状態診断装置、及びバッテリ状態診断方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下[1]〜[6]に簡潔に纏めて列記する。
[1]
車両に搭載されたエンジン(E)をクランキングさせたときにバッテリ(B)の状態を診断するバッテリ状態診断装置(10)であって、
所定のサンプリング周期で前記バッテリ(B)の電圧値(V)又は電流値(I)を計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)として時系列順t(t=1,2,…,T)に記憶保持する記憶部(メモリ、20)と、
前記記憶部(20)に記憶保持された前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)それぞれに対し、直近のN(Nは2以上の自然数)個の前記計測値(P,Pt-1,Pt-2,…,Pt-N+1){電圧計測値:(PV,PVt-1,PVt-2,…,PVt-N+1)、電流計測値:(PI,PIt-1,PIt-2,…,PIt-N+1)}の移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)を算出し、前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)それぞれに対して、直前の前記移動平均値At-1(電圧移動平均値:AVt-1、電流移動平均値:AIt-1)と比較して上昇又は下降なのかを逐次判定し、その判定結果が、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には上昇から下降、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には下降から上昇に転じる変化時点Tcを検出し、前記変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの間の前記移動平均値(ATc,…,ATe){電圧移動平均値:(AVTc,…,AVTe、)、電流移動平均値:(AITc,…,AITe)}において、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には最小、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には最大となる時点の前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)を第2ピーク(P)とし、前記第2ピーク(P)における前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)又は前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)に基づいて前記バッテリ(B)の状態を診断する制御部(マイコン、30)と、
を備える
ことを特徴とするバッテリ状態診断装置(10)。
[2]
前記制御部(マイコン、30)は、前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)それぞれに対する前記判定結果として、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には上昇が、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には下降が、連続する回数がM(Mは2以上の自然数)回以上か否かを逐次判定し、前記連続する回数が前記M回以上であると判定している場合において、前記判定結果が、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には下降、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には上昇に転じる時点を、前記変化時点Tcとして検出する
ことを特徴とする上記[1]に記載のバッテリ状態診断装置(10)。
[3]
前記N及び前記Mの値は、前記変化時点Tcから前記クランキングの終了時点Teまでの前記移動平均値(ATc,…,ATe){電圧移動平均値:(AVTc,…,AVTe、)、電流移動平均値:(AITc,…,AITe)}の波形の変動周期に基づいてそれぞれ設定される
ことを特徴とする上記[1]又は[2]に記載のバッテリ状態診断装置(10)。
[4]
車両に搭載されたエンジン(E)をクランキングさせたときにバッテリ(B)の状態を診断するバッテリ状態診断方法であって、
所定のサンプリング周期で前記バッテリ(B)の電圧値(V)又は電流値(I)を計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)として時系列順t(t=1,2,…,T)に記憶保持し、
記憶保持された前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)それぞれに対し、直近のN(Nは2以上の自然数)個の前記計測値(P,Pt-1,Pt-2,…,Pt-N+1){電圧計測値:(PV,PVt-1,PVt-2,…,PVt-N+1)、電流計測値:(PI,PIt-1,PIt-2,…,PIt-N+1)}の移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)を算出し、
前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)それぞれに対して、直前の前記移動平均値At-1(電圧移動平均値:AVt-1、電流移動平均値:AIt-1)と比較して上昇又は下降なのかを逐次判定し、
その判定結果が、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には上昇から下降、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には下降から上昇に転じる変化時点Tcを検出し、
前記変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの間の前記移動平均値(ATc,…,ATe){電圧移動平均値:(AVTc,…,AVTe、)、電流移動平均値:(AITc,…,AITe)}において、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には最小、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には最大となる時点の前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)を第2ピーク(P)とし、
前記第2ピーク(P)における前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)又は前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)に基づいて前記バッテリ(B)の状態を診断する
ことを特徴とするバッテリ状態診断方法。
[5]
前記移動平均値A(電圧移動平均値:AV、電流移動平均値:AI)それぞれに対する前記判定結果として、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には上昇が、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には下降が、連続する回数がM(Mは2以上の自然数)回以上か否かを逐次判定し、
前記連続する回数が前記M回以上であると判定している場合において、前記判定結果が、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電圧値(V)の場合には下降、前記計測値P(電圧計測値:PV、電流計測値:PI)が電流値(I)の場合には上昇に転じる時点を、前記変化時点Tcとして検出する
ことを特徴とする上記[4]に記載バッテリ状態診断方法。
[6]
前記N及び前記Mの値は、前記変化時点Tcから前記クランキングの終了時点Teまでの前記移動平均値(ATc,…,ATe){電圧移動平均値:(AVTc,…,AVTe、)、電流移動平均値:(AITc,…,AITe)}の波形の変動周期に基づいてそれぞれ設定される
ことを特徴とする上記[4]又は[5]に記載のバッテリ状態診断方法。
Here, the features of the embodiment of the battery state diagnosis device and the battery state diagnosis method according to the present invention described above are briefly summarized and listed in the following [1] to [6], respectively.
[1]
A battery state diagnosis device (10) for diagnosing the state of a battery (B) when an engine (E) mounted on a vehicle is cranked,
In a predetermined sampling cycle, the voltage value (V) or current value (I) of the battery (B) is taken as a measurement value P (voltage measurement value: PV, current measurement value: PI) in chronological order t (t = 1, 2). ,..., T) and a storage unit (memory, 20)
For each of the measurement values P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ) stored and held in the storage unit (20), the latest N (N is a natural number of 2 or more) pieces of the measurement. value (P t, P t-1 , P t-2, ..., P t-N + 1) { voltage measurement: (PV t, PV t- 1, PV t-2, ..., PV t-N + 1), the current Measurement value: (PI t , PI t−1 , PI t−2 ,..., PI t−N + 1 )} moving average value A t (voltage moving average value: AV t , current moving average value: AI t ) is calculated. For each moving average value A t (voltage moving average value: AV t , current moving average value: AI t ), the immediately preceding moving average value A t-1 (voltage moving average value: AV t-1). , the current moving average value: AI t-1) sequentially determine rising or falling of the as compared to then, the determination result, the measured value t (voltage measurement value: PV t, current measurements: PI t) is lowered from a raised when the voltage value of (V), the measurement value P t (voltage measurement value: PV t, current measurements: PI t) Is a current value (I), a change time Tc from falling to rising is detected, and the moving average value (A Tc ,..., A Te ) between the change time Tc and the cranking end time Te is detected. {Voltage moving average value: (AV Tc ,..., AV Te ), current moving average value: (AI Tc ,..., AI Te )}, the measured value P t (voltage measured value: PV t , current measured value) : PI t ) is the minimum when the voltage value (V), and the maximum when the measurement value P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ) is the current value (I). the moving average value a t (voltage moving average of: AV t, current moving average The AI t) as the second peak (P 2), the measured value P t (voltage measurement value at the second peak (P 2): PV t, current measurements: PI t) or the moving average value A t ( A control unit (microcomputer, 30) for diagnosing the state of the battery (B) based on the voltage moving average value: AV t and the current moving average value: AI t ;
A battery state diagnosis apparatus (10) comprising:
[2]
The control unit (microcomputer, 30) uses the measurement value P t (voltage measurement value: voltage measurement value) as the determination result for each of the moving average value A t (voltage movement average value: AV t , current movement average value: AI t ). When PV t , current measurement value: PI t ) is a voltage value (V), an increase occurs, and the measurement value P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ) is equal to the current value (I). In this case, it is sequentially determined whether or not the number of consecutive descents is equal to or greater than M (M is a natural number equal to or greater than 2), and the determination is performed when it is determined that the number of consecutive decreases is equal to or greater than M. When the measurement value P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ) is a voltage value (V), the result falls, and the measurement value P t (voltage measurement value: PV t , current measurement). value: PI t) is the current value of the time to turn on the rise in the case of (I), wherein Battery condition diagnosis apparatus according to [1], wherein the detecting as of the time Tc (10).
[3]
The values of N and M are the moving average value (A Tc ,..., A Te ) {voltage moving average value: (AV Tc ,..., AV Te ) from the change time Tc to the cranking end time Te. ,), Current moving average value: (AI Tc ,..., AI Te )} are set based on the fluctuation cycle of the waveform, respectively, and the battery state diagnosis device according to the above [1] or [2] (10).
[4]
A battery state diagnosis method for diagnosing the state of a battery (B) when an engine (E) mounted on a vehicle is cranked,
In a predetermined sampling cycle, the voltage value (V) or current value (I) of the battery (B) is taken as a measurement value P (voltage measurement value: PV, current measurement value: PI) in chronological order t (t = 1, 2). , ..., T)
For each of the stored measurement values P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ), the latest N (N is a natural number of 2 or more) measurement values (P t , P t). −1 , P t−2 ,..., P t−N + 1 ) {Voltage measurement values: (PV t , PV t−1 , PV t−2 ,..., PV t−N + 1 ), current measurement values: (PI t , PI t−1 , PI t−2 ,..., PI t−N + 1 )} are calculated, and a moving average value A t (voltage moving average value: AV t , current moving average value: AI t ) is calculated,
For each of the moving average value A t (voltage moving average value: AV t , current moving average value: AI t ), the immediately preceding moving average value A t-1 (voltage moving average value: AV t-1 , current Moving average value: AI t-1 ) and sequentially judging whether it is rising or falling,
When the measurement value P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ) is a voltage value (V), the determination result is a decrease from an increase, and the measurement value P t (voltage measurement value: PV t , when the current measurement value PI t ) is the current value (I), a change time Tc when the current value changes from falling to rising is detected.
The moving average value (A Tc ,..., A Te ) {Voltage moving average value: (AV Tc ,..., AV Te ) from the change time Tc to the cranking end time Te: Current moving average value: (AI Tc ,..., AI Te )}, when the measured value P t (voltage measured value: PV t , current measured value: PI t ) is a voltage value (V), the measured value P t ( When the voltage measurement value: PV t , the current measurement value: PI t ) is the current value (I), the moving average value A t (voltage moving average value: AV t , current moving average value: AI) at the time when the voltage reaches the maximum value. t ) as the second peak (P 2 ),
The measurement value P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ) or the moving average value A t (voltage moving average value: AV t , current moving average value) at the second peak (P 2 ): A battery state diagnosis method characterized by diagnosing the state of the battery (B) based on AI t ).
[5]
As the determination result for each of the moving average value A t (voltage moving average value: AV t , current moving average value: AI t ), the measured value P t (voltage measured value: PV t , current measured value: PI t ) If the measured value P t (voltage measured value: PV t , current measured value: PI t ) is the current value (I), the number of consecutive decreases Sequentially determine whether or not M (M is a natural number greater than or equal to 2) times,
When it is determined that the number of consecutive times is equal to or greater than the M times, the determination result indicates that the measurement value P t (voltage measurement value: PV t , current measurement value: PI t ) is a voltage value (V). If the measured value P t (voltage measured value: PV t , current measured value: PI t ) is the current value (I), the time point when the measured value P t starts to rise is detected as the change time point Tc. The battery state diagnosis method according to [4] above, characterized by:
[6]
The values of N and M are the moving average value (A Tc ,..., A Te ) {voltage moving average value: (AV Tc ,..., AV Te ) from the change time Tc to the cranking end time Te. ,), Current moving average value: (AI Tc ,..., AI Te )} are set based on the fluctuation cycle of the waveform, respectively, and the battery state diagnosis method according to the above [4] or [5] .

10 バッテリ状態診断装置
11 電圧センサ
12 電流センサ
13 アラーム
20 メモリ(記憶部)
21 計測データ格納領域
22 パラメータ格納領域
30,40 マイコン(制御部)
31,41 サンプル取込部
32,42 移動平均算出部
33,43 上下判定部
34,44 連続判定部
35,45 変化検出部
36,46 ピーク検出部
37,47 状態診断部
B バッテリ
S スタータモータ
E エンジン
V 電圧値
I 電流値
P 計測値
PV 電圧計測値(計測値)
PI 電流計測値(計測値)
A 移動平均値
AV 電圧移動平均値(移動平均値)
AI 電流移動平均値(移動平均値)
CD 変化方向
F 確定フラグ
Tc 変化時点
Te クランキングの終了時間
TH 電流閾値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery condition diagnostic apparatus 11 Voltage sensor 12 Current sensor 13 Alarm 20 Memory (memory | storage part)
21 Measurement data storage area 22 Parameter storage area 30, 40 Microcomputer (control unit)
31, 41 Sample acquisition unit 32, 42 Moving average calculation unit 33, 43 Up / down determination unit 34, 44 Continuous determination unit 35, 45 Change detection unit 36, 46 Peak detection unit 37, 47 State diagnosis unit B Battery S Starter motor E Engine V Voltage value I Current value P Measured value PV Voltage measured value (Measured value)
PI Current measurement value (measurement value)
A Moving average value AV Voltage moving average value (moving average value)
AI Current moving average value (moving average value)
CD change direction F confirmation flag Tc change time Te cranking end time TH current threshold

Claims (4)

車両に搭載されたエンジンをクランキングさせたときにバッテリの状態を診断するバッテリ状態診断装置であって、
所定のサンプリング周期で前記バッテリの電圧値又は電流値を計測値Pとして時系列順t(t=1,2,…,T)に記憶保持する記憶部と、
前記記憶部に記憶保持された前記計測値Pそれぞれに対し、直近のN(Nは2以上の自然数)個の前記計測値(P,Pt-1,Pt-2,…,Pt-N+1)の移動平均値Aを算出し、前記移動平均値Aそれぞれに対して、直前の前記移動平均値At-1と比較して上昇又は下降なのかを逐次判定し、その判定結果が、前記計測値Pが電圧値の場合には上昇から下降、前記計測値Pが電流値の場合には下降から上昇に転じる変化時点Tcを検出し、前記変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの間の前記移動平均値(ATc,…,ATe)において、前記計測値Pが電圧値の場合には最小、前記計測値Pが電流値の場合には最大となる時点の前記移動平均値Aを第2ピークとし、前記第2ピークにおける前記計測値P又は前記移動平均値Aに基づいて前記バッテリの状態を診断する制御部と、
を備える
ことを特徴とするバッテリ状態診断装置。
A battery state diagnosis device for diagnosing a battery state when an engine mounted on a vehicle is cranked,
A storage unit that stores and holds the voltage value or current value of the battery in a time-series order t (t = 1, 2,..., T) as a measurement value P at a predetermined sampling period;
For each of the measured values P t stored and held in the storage unit, the latest N (N is a natural number of 2 or more) measured values (P t , P t−1 , P t−2 ,..., P calculating a t-N + 1) moving average value a t of said moving relative to each average value a t, sequentially determines whether raising or lowering of the as compared to the moving average value a t-1 immediately preceding, the When the measurement value Pt is a voltage value, the determination result detects a change time Tc that changes from rising to falling, and when the measurement value Pt is a current value, the change time Tc changes from falling to rising. In the moving average value (A Tc ,..., A Te ) until the ranking end time Te, the minimum is obtained when the measured value P t is a voltage value, and the measured value P t is a current value. the moving average value a t at which the maximum and the second peak, put the second peak A control unit for diagnosing the condition of the battery based on the measured value P t or the moving average value A t that,
A battery state diagnosis apparatus comprising:
前記制御部は、前記移動平均値Aそれぞれに対する前記判定結果として、前記計測値Pが電圧値の場合には上昇が、前記計測値Pが電流値の場合には下降が、連続する回数がM(Mは2以上の自然数)回以上か否かを逐次判定し、前記連続する回数が前記M回以上であると判定している場合において、前記判定結果が、前記計測値Pが電圧値の場合には下降、前記計測値Pが電流値の場合には上昇に転じる時点を、前記変化時点Tcとして検出する
ことを特徴とする請求項1に記載のバッテリ状態診断装置。
Wherein the control unit, as the determination result of the moving average value A t respectively, increases when the measured value P t is the voltage value, the measured value P t is lowered in the case of current value, continuous In the case where it is sequentially determined whether or not the number of times is M (M is a natural number greater than or equal to 2) times, and the number of consecutive times is determined to be M or more, the determination result is the measured value P t The battery state diagnosis apparatus according to claim 1, wherein a time point when the voltage value is decreasing and a time point when the measured value Pt is increased when the measured value Pt is a current value is detected as the change time point Tc.
前記N及び前記Mの値は、前記変化時点Tcから前記クランキングの終了時点Teまでの前記移動平均値(ATc,…,ATe)の波形の変動周期に基づいてそれぞれ設定される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリ状態診断装置。
The values of N and M are set based on the fluctuation period of the waveform of the moving average value (A Tc ,..., A Te ) from the change time Tc to the cranking end time Te. The battery state diagnosis apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
車両に搭載されたエンジンをクランキングさせたときにバッテリの状態を診断するバッテリ状態診断方法であって、
所定のサンプリング周期で前記バッテリの電圧値又は電流値を計測値Pとして時系列順t(t=1,2,…,T)に記憶保持し、
記憶保持された前記計測値Pそれぞれに対し、直近のN(Nは2以上の自然数)個の前記計測値(P,Pt-1,Pt-2,…,Pt-N+1)の移動平均値Aを算出し、
前記移動平均値Aそれぞれに対して、直前の前記移動平均値At-1と比較して上昇又は下降なのかを逐次判定し、
その判定結果が、前記計測値Pが電圧値の場合には上昇から下降、前記計測値Pが電流値の場合には下降から上昇に転じる変化時点Tcを検出し、
前記変化時点Tcからクランキングの終了時点Teまでの間の前記移動平均値(ATc,…,ATe)において、前記計測値Pが電圧値の場合には最小、前記計測値Pが電流値の場合には最大となる時点の前記移動平均値Aを第2ピークとし、
前記第2ピークにおける前記計測値P又は前記移動平均値Aに基づいて前記バッテリの状態を診断する
ことを特徴とするバッテリ状態診断方法。
A battery state diagnosis method for diagnosing a battery state when cranking an engine mounted on a vehicle,
The voltage value or current value of the battery is stored and held in time series order t (t = 1, 2,..., T) as a measured value P at a predetermined sampling period,
For each of the stored measurement values P t , the latest N (N is a natural number of 2 or more) measurement values (P t , P t−1 , P t−2 ,..., P t−N + 1 ). moving an average value a t of,
The moving for each average value A t, sequentially determines whether to raise or lower a of in comparison with the moving average value A t-1 immediately preceding,
When the measurement value Pt is a voltage value, the determination result detects a change time Tc when the measurement value Pt changes from an increase to a decrease, and when the measurement value Pt is a current value, the change time Tc changes.
In the moving average value (A Tc ,..., A Te ) from the change time Tc to the cranking end time Te, when the measured value P t is a voltage value, the minimum is the measured value P t. the moving average value a t at which the maximum and the second peak when the current value,
Battery condition diagnosis method characterized by diagnosing the status of the battery based on the measured value P t or the moving average value A t in the second peak.
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