JP2744386B2 - バッテリ搭載走行体におけるバッテリ残量算出処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，バッテリ搭載走行体に
おけるバッテリ残量算出処理装置に関し，特に，バッテ
リの残量（残存容量）の算出をソフトウェアによって行
なうバッテリ搭載走行体におけるバッテリ残量算出装置
に関する。

【０００２】バッテリ搭載走行体，例えばバッテリ・カ
ー（蓄電池車）の実用化に際しては，駆動源であるバッ
テリ（蓄電池）の残量を正しく検出して，当該残量や充
電が必要であること等を運転者に知らせる必要がある。
これはバッテリ・カー等の走行不能等を防止するために
重要である。

【０００３】

【従来の技術】駆動源として例えばバッテリ・カーに積
載されるバッテリの端子電圧及び放電電流の変化が非常
に大きいことは良く知られている。これはバッテリ・カ
ーの走行状態に依り，バッテリの負荷が大きく変動する
ためである。

【０００４】例えば，急発進，急加速，急坂の登坂等の
場合には，バッテリから瞬間的に大きな放電電流が流れ
る。また，これに追従し，バッテリの端子電圧はかなり
低い電圧となる。この後，定常走行に戻った場合には，
放電電流は減少し，端子電圧は初期の電圧値近傍まで回
復する。

【０００５】このような負荷としてのバッテリ・カーの
特殊性を考慮した上で，バッテリ・カー用のバッテリの
残量を算出する必要がある。この点から，バッテリの残
量を検出する一般的方法である電解比重を測定する方法
は，前記変動に追従できず，バッテリ・カー用のバッテ
リ残量計としては不適とされる。

【０００６】そこで，一般的には，バッテリの端子電圧
を検出し，この電圧からバッテリの残量を知る技術が採
用される傾向にある。即ち，ある特定のバッテリについ
て予め端子電圧と残量との関係を求めておき，この関係
に測定した端子電圧をあてはめて残量を求める技術であ
る。

【０００７】この技術の中には，更に，残量を正確に知
るために，所定の放電電流が流れた時のみ端子電圧を検
出するようにしたものがある。即ち，最も適当と思われ
る１つの放電電流値を予め定め，端子電圧を連続的に求
めるのではなく，この電流値の電流が流れた時に端子電
圧を測定し，この電圧から残量を知るものであり，これ
により，その状態を何時間（又は距離にして何Ｋｍ）持
続できるかを正確に知ろうとしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のようにバッテリ
・カーのバッテリ残量計について多くの技術が知られて
いるが，そのいずれもがハードウェアのみを用いてバッ
テリの残量を求める構成である。即ち，バッテリの残量
の算出は専用のハードウェアに依って行なわれる。

【０００９】このハードウェアをバッテリ・カーを市場
に出荷した後に変更することはでき難く，バッテリの負
荷の大きな変動に柔軟に対応することは極めて難しい。
例えば，前述した所定の放電電流の時のみ端子電圧を検
出する技術において，慎重に放電電流値を定めたとして
も，当該放電電流値と異なる値の範囲での使用が殆んど
であるような場合には，あまり有効ではない。また，一
旦定められた放電電流値は変更できない。

【００１０】一方，バッテリはその定格通りに正しく使
用されるべきものであるが，実際は必ずしも定格通りに
使用されるとは限らない。このような場合には，従来の
ハードウェアによる残量を求める方法では対応できな
い。

【００１１】また，バッテリの特性（放電電流−端子電
圧特性，端子電圧−残量特性）は，例えばバッテリのメ
ーカ毎にかなり異なる場合がある。従って，例えばバッ
テリを異なるメーカのものに交換した場合，最初のバッ
テリに適合するように構成されているバッテリ残量計に
依っては，交換後のバッテリについて正しく残量を知る
ことは難しい。また，交換後のバッテリに適合するよう
に変更することも難しい。

【００１２】以上のように，従来はバッテリ残量計をハ
ードウェアのみで構成していたため，端子電圧等の測定
条件が固定されてしまい，その変更が容易にはできない
という問題があった。また，駆動時の負荷の変動に柔軟
に対応して適確に残量を知ることができないという問題
があった。

【００１３】本発明は，容易に測定条件の変更が可能な
バッテリ搭載走行体におけるバッテリ残量算出処理装置
を提供することを目的とする。また，本発明は，駆動時
の負荷の変動に対応して適確に残量を求めることが可能
なバッテリ搭載走行体におけるバッテリ残量算出処理装
置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
図であり，本発明によるバッテリ搭載走行体用バッテリ
残量算出処理システム（以下，バッテリ残量処理システ
ム）を示す。

【００１５】このバッテリ残量処理システムは環境ファ
イル６及び相関テーブル７とこれらを使用するバッテリ
残量処理部５とを備える。環境ファイル６は，バッテリ
残量処理部５の行なう所定の処理のためにバッテリ残量
処理部５が参照する複数の異なる定数データのファイル
であって，当該定数データの書込み読出しが可能なメモ
リからなる。相関テーブル７は，バッテリ１についてそ
の電圧の値と残量との関係を示すテーブルであって，バ
ッテリ１の電流の値をパラメータ値として用いて複数の
パラメータ値毎に前記電圧の値と残量との関係を予め書
込んだ読出し専用メモリからなる。

【００１６】バッテリ残量処理部５はバッテリ１の残量
を求めるための所定の処理を行なう処理プログラム（処
理ルーチン）からなる。バッテリ残量処理部５は，環境
ファイル６を参照し，定数データにより設定された数値
を用いて，バッテリ１の残量を求めるための所定の処理
を行なう。例えば，電流測定手段３から得たバッテリ１
の電流の値が定数データの１つとして設定されている指
定電流値となった場合に，相関テーブル７を参照してバ
ッテリ１の残量を求める。

【００１７】即ち，バッテリ残量処理部５は，相関テー
ブル７を参照し，電流測定手段３から得たバッテリ１の
電流の値を用いてパラメータ値を選択し，電圧測定手段
４から得たバッテリ１の電圧の値を用いて当該選択した
パラメータ値の場合の前記電圧の値と残量との関係から
残量を求める。

【００１８】

【作用】環境ファイル６は各種の測定条件を複数の定数
データとして格納する。環境ファイル６は書込み読出し
が可能なメモリ（ＲＡＭ）からなるので，キーボード等
からの入力により，容易に測定条件を変更できる。

【００１９】従って，常に適切な測定条件となるよう定
数データを変更することにより，駆動時の負荷の変動や
バッテリの交換等に対応できる。これにより，適切な測
定条件下での測定が常に可能となる。

【００２０】相関テーブル７はバッテリ１の放電電流値
をパラメータ値として用いて，複数のパラメータ値毎に
端子電圧と残量との関係（端子電圧−残量特性）を格納
する。相関テーブル７は読出し専用メモリ（ＲＯＭ）か
らなるので，予め，例えば市販の各種バッテリ・カー用
のバッテリ１の放電電流と端子電圧との関係（放電電流
−端子電圧特性）及び端子電圧−残量特性について試験
を行なった結果を格納する。また，複数のパラメータ値
は，例えば急発進等の如く負荷が大きい（放電電流が大
きい）場合，定速走行の如く負荷が中程度である（放電
電流が中程度である）場合，走行せずにモータのみ駆動
する如く負荷が小さい（放電電流が小さい）場合等に分
けて前記特性を保持するために採用される。

【００２１】これにより，負荷の状態に応じて適当な特
性曲線を選択することができ，適確に負荷の変動に応じ
た残量を知ることができる。更に，前述の如く，適切な
測定条件での測定により，より一層適確にバッテリ１の
残量を知ることができる。

【００２２】バッテリ残量処理部５は必要に応じて環境
ファイル６および相関テーブル７を参照（検索）して，
必要な測定条件を読出し，又は，測定結果に対応する残
量を求める。これにより，適確なバッテリ１の残量を求
めることができ，また，負荷の変動時にも容易に対応で
きる。

【００２３】

【実施例】図２は実施例構成図であり，バッテリ・カー
用のバッテリ残量処理システムのハードウェア構成を主
に示す。

【００２４】バッテリ１はバッテリ・カー用として製造
されているバッテリであり，例えば鉛蓄電池からなる。
バッテリ１は，当該バッテリ・カーを駆動するための電
気エネルギ源として用いられ，チョッパ装置等を用いた
周知の構成により直流電動機を駆動する駆動源とされ
る。このために，バッテリ１は，直流電動機等からなる
負荷（負荷回路）２に直列に接続される。

【００２５】バッテリ１の＋端子に電流測定手段３が直
列に接続され，バッテリ１の＋端子と−端子との間に電
圧測定手段４が並列に接続される。電流測定手段３は，
バッテリ１の（放電）電流を測定するためのものであ
り，（直流）電流計からなる。電圧測定手段４は，バッ
テリ１の（端子）電圧を測定するためのものであり，
（直流）電圧計からなる。

【００２６】バッテリ残量計は，アダプタ１０，ｃｐｕ
（中央処理装置）１１，表示部１２，キーボード１３，
メモリ１４，タイマ１５からなる。バッテリ残量処理部
５を構成する処理プログラムは，主メモリ（図示せず）
に存在し，ｃｐｕ１１を使用して所定の処理を行なう。
換言すれば，バッテリ残量処理部５は，図１に示すよう
に，ｃｐｕ１１と主メモリとからなる処理装置８に存在
する。

【００２７】環境ファイル６及び相関テーブル７は，各
々，メモリ１４のＲＡＭ（又はＥＥＰＲＯＭ）及びＲＯ
Ｍに存在する。メモリ１４は外部記憶であり，例えばＩ
Ｃメモリカードからなる。環境ファイル６はＲＡＭ（又
はＥＥＰＲＯＭ）上に存在するため，その保持電流（ス
タンバイ電流）又は数μＡ乃至＋数μＡ（又は０）程度
で済むので，バッテリ１の電力消費という点では無視す
ることができる。ＲＯＭ上に存在する相関テーブル７に
ついても同様である。

【００２８】バッテリ残量処理部５（ｃｐｕ１１の使用
権を得た処理プログラム）は，ＲＡＭ上の環境ファイル
６をアクセスして，必要な定数データを読出し，所定の
場合にアダプタ１０等にバッテリ１の電流，電圧を測定
させ，また，測定結果が所定の場合に相関テーブル７を
用いた残量を求めるための所定の処理を行なう。更に，
バッテリ残量処理部５は，入力装置であるキーボード１
３からの変更入力に応じて，環境ファイル６へ当該変更
入力を書込む。これにより，環境ファイル６の定数デー
タの書込みが行なわれる。この書込みのために，バッテ
リ残量処理部５は表示部１２上に所定の入力画面を表示
する。

【００２９】バッテリ残量処理部５は，ＲＯＭ上の相関
テーブル７をアクセスして，測定結果に対応する残量を
検索して読出し，これを表示部１２に表示させる。この
表示のために，バッテリ残量処理部５は表示部１２上に
所定の残量表示画面を表示する。

【００３０】なお，ｃｐｕ１１，表示部１２，キーボー
ド１３，メモリ１４は，バッテリ残量処理だけでなく，
当該バッテリ・カーにおける種々の処理のために使用さ
れる。

【００３１】アダプタ１０は電流測定手段３及び電圧測
定手段４からの測定値（アナログ値）をデジタル値に変
換し，所定のレジスタに書込む。アダプタ１０に書込ま
れた測定値は，所定の時間間隔でバッテリ残量処理部５
によって読出され，取込まれる。

【００３２】図３は環境ファイル６の一例を示す。環境
ファイル６は，予め定められた環境ファイル項目（定
数）の各々について，所定の値（定数データ）を保持す
る。“測定時間”はバッテリ１の電流及び電圧値を測定
する時間間隔である。バッテリ残量処理部５は，環境フ
ァイル６の“測定時間”の項目を参照し，ここに設定さ
れた時間間隔で測定を行なう。このために，バッテリ残
量処理部５は，残量の算出処理毎に，タイマ１５をスタ
ートさせる。

【００３３】なお，バッテリ残量処理部５の行なう“測
定”は，アダプタ１０がそのレジスタに書込んだ電流，
電圧の測定値を取込む（リードする）処理である。実際
の測定は電流測定手段３及び電圧測定手段４が連続的に
（又は定期的に）行なっている。

【００３４】“指定電流”はバッテリ残量処理部５がバ
ッテリ１の残量の算出処理を実施する電流値である。バ
ッテリ残量処理部５は，環境ファイル６の“指定電流”
の項目を参照し，アダプタ１０からリードした電流値が
ここに設定された電流値となった時に，相関テーブル７
を用いてバッテリ１の残量算出を行なう。

【００３５】“電流範囲”は指定電流と認める許容範囲
である。バッテリ残量処理部５は，環境ファイル６の
“電流範囲”の項目を参照し，アダプタ１０からリード
した電流値が指定電流に対してここに設定された範囲内
となった時に，当該指定電流であると判断する。“電流
範囲”の設定は，例えば指定電流の±何％の範囲を許容
するかを設定するようにされる。

【００３６】以上の各項目の設定値はキーボード１３か
らの入力により変更可能である。従って，設定値を適宜
変更することにより，常に最適な値とすることができ
る。なお，各項目につき複数の設定値を設けることがで
き，更に細かく残量算出処理を行なうことができる。

【００３７】例えば，連続的に（又は長時間）大きな負
荷がかかる場合，バッテリ１の容量が比較的早く減少す
るので，“測定間隔”を短く設定してバッテリ１の残量
の変化を監視することができる。また，同様に負荷が大
きい場合や充電基地まで遠い場合等には，“指定電流”
をいわば警告を発すべきレベルに設定してバッテリ１の
残量が十分なうちに残量表示（警告等を含む）を行なう
ことができる。また，負荷が小さい場合，バッテリ１の
容量の減少は遅く余裕があるので，“電流範囲”を狭く
（又は０％に）して“指定電流”でのみ残量を求めるこ
とによって検出精度をあげることもできる。

【００３８】図４は相関テーブル７の一例を示し，図５
は相関テーブル７を求めるための図を示す。バッテリ１
の放電特性は，図５に示す如くに求まる。図５は，バッ
テリ１を満充電した後に定電流放電させた場合における
バッテリ１の端子電圧の降下の様子を示すグラフであ
り，縦軸に端子電圧（Ｖ），横軸に放電終了時間（秒）
を示している。

【００３９】また，図５において，“Ｃ”は放電電流の
大きさを示す。例えば，“1.0 Ｃ”は定格電流での放電
の場合を示し（図では“◇”で示す），“0.5 Ｃ”は定
格電流の半分での放電の場合を示す（図では“＋”で示
す）。

【００４０】図５の放電特性は，例えば実験により得ら
れる。図５から判るように，放電電流の値が大きい程，
端子電圧の電圧降下が著しく，放電終了時間が短い。例
えば，“1.0 Ｃ”の場合は“0.5 Ｃ”の場合の約半分で
ある。

【００４１】図５から判るように，放電電流が一定であ
るとすると，バッテリ１の残量が少なくなるに従って，
その端子電圧が小さくなる。このことから，端子電圧を
測定することにより，その時点でのバッテリ１の残量を
求めることができる。

【００４２】図５の放電特性から，放電電流をパラメー
タとした端子電圧−残量特性を求める。これが相関テー
ブル７である。即ち，相関テーブル７は，複数の放電電
流値（例えば，0.2 Ｃ，0.5 Ｃ，1.0 Ｃ，1,5 Ｃ）をパ
ラメータとして，その各々の場合の端子電圧−残量特性
を示すテーブルである。なお，相関テーブル７は複数の
バッテリ１についての前記特性を示すものであってもよ
い。

【００４３】相関テーブル７の一例を図４に示す。図示
の例は相関テーブル７の１ページであって，前述の放電
電流が“0.5 Ｃ”の場合（パラメータ値が“0.5 Ｃ”で
ある場合）の端子電圧−残量特性であり，縦軸にバッテ
リ１の残量（放電電流が“0.5 Ｃ”で一定であるとした
場合）を示し，横軸にバッテリ１の測定した端子電圧
（Ｖ）を示す。なお，残量は，満充電時の容量を１００
として％表示している。

【００４４】図４に示す相関テーブル７の１ページは図
５のグラフの“0.5 Ｃ”の場合の特性曲線から得られ
る。図５のグラフにおける“0.5 Ｃ”の曲線は11.5Ｖ近
傍から急激に下降しているので，相関テーブル７では実
用上この電圧（11.5Ｖ）の時に残量が０％であるとして
いる。逆に，図５において約１４Ｖで満充電であるの
で，相関テーブル７では１４Ｖ近傍で残量１００％であ
るとしている。

【００４５】相関テーブル７においては，１又は２以上
のバッテリ１の各々に複数ページを割当てる。１つのバ
ッテリ１に対応する複数ページの各々に，前述の放電電
流値（例えば“0.5 Ｃ”）を割当る。１ページにおいて
は，端子電圧に対応する残量が格納される。放電電流値
は，例えば“0.1 Ｃ”刻みに，“0.1 Ｃ”, “0.2
Ｃ”, “0.3 Ｃ”, …“1.4 Ｃ”, “1.5 Ｃ”とされ
る。端子電圧は，図４に示す如く細かな刻み，例えば0.
05Ｖ又は 0.025Ｖ毎とされる。

【００４６】バッテリ残量処理部５は，環境ファイル６
にキーボード１３からの入力により設定された“測定間
隔”で測定を行ない（アダプタ１０をリードし），測定
電流が“指定電流”となった時に相関テーブル７を用い
て残量を求める。

【００４７】本実施例では，相関テーブル７が“1.5
Ｃ”以下0.1 Ｃ刻み毎について用意されているので，
“指定電流”はキーボード１３からの入力により“1.5
Ｃ”，“1.4 Ｃ”，…“0.2 Ｃ”，“0.1 Ｃ”と設定さ
れる。また, “電流範囲”はキーボード１３からの入力
によりこの実施例では例えば“±0.05Ｃ”と設定され
る。

【００４８】ここで，負荷２への電流の大小に応じて，
容易に“指定電流”の変更が可能である。また，負荷２
への電流の変化の速度に応じて，容易に“電流範囲”の
変更が可能である。

【００４９】今，測定電流値が“0.5 Ｃ”であるとす
る。バッテリ残量処理部５は，測定電流が“指定電流”
となっているので相関テーブル７を参照する。即ち，当
該バッテリ１に対応する複数ページの中からパラメータ
“0.5 Ｃ”に対応するページ（図４に示すページ）を検
索し，更に測定電圧値を用いて当該ページを検索して残
量を求める。例えば，測定電圧値が“１３Ｖ”であると
すると，残量は約７５％と求まる。

【００５０】なお，指定電流を例えば“0.5 Ｃ”までと
して，“0.4 Ｃ”以下は残量を求めることを省略しても
よい。これは，“0.4 Ｃ”以下の場合はその減少の速度
が小さいためである。例えば, 図５に示した“0.2 Ｃ”
の場合, 残量０となるまでは５時間を要する。このよう
に残量を求める処理の一部を省略することにより，ｃｐ
ｕ１１の負担を小さくできる。

【００５１】このように指定電流の下限を所定の値以上
とすることは，当該バッテリ・カーが特にソーラー・カ
ー（太陽電池を搭載し，これにより走行中等にバッテリ
１充電するようにしたバッテリ・カー）である場合に有
効である。即ち，例えば“0.4 Ｃ”以下の場合はバッテ
リ１における化学反応も緩やかであり，太陽電池による
充電で十分に端子電圧を維持し，充電することができ
る。従って，残量の表示を省略しても問題なく，その分
ｃｐｕ１１による他の処理が可能となる。

【００５２】また，測定電流値として毎回の測定値（ア
ダプタ１０からリードした値）を直接用いるのではな
く，複数回の測定値の平均値を用いることが望ましい。
この場合，何回分の測定値を用いるかは予めバッテリ残
量処理部５に設定される。なお，キーボード１３からの
入力により環境ファイルにおいてこの回数を指定できる
ようにしてもよい。毎回の測定値は，平均値を求めるの
に必要な分だけアダプタ１０に格納され，バッテリ残量
処理部５にリードされる。なお，これらの測定値は，バ
ッテリ残量処理部５がメモリ１４の主メモリ内の所定の
領域に必要な分だけ格納するようにしてもよい。

【００５３】このように平均値を用いることにより，
“指定電流”の範囲内で測定電流値が上下しても，残量
表示が頻繁に乱高下するようなことが防止でき，結果と
して正しく残量を表示できる。また，平均値を用いるこ
とにより，測定電流値として検出電流の中央に近い値を
求めることができるので，残量算出の精度を向上でき
る。更に，バッテリ１の特性として，瞬間的に大電流を
取出した場合には高い電圧値を示し継続的に大電流を取
出した場合には低い電圧値を示す傾向があるが，平均値
を用いることにより，この傾向が緩和されるので，残量
算出の精度を向上できる。

【００５４】図６はバッテリ残量処理部５の行なうバッ
テリ残量処理フローを示す。環境ファイル６をリードし
て，各項目の設定値を取込み（ステップ１），タイマ１
５をスタートさせる（ステップ２）。

【００５５】次に，タイマ１５の値と“測定時間”の設
定値とを比べ，測定間隔時間が経過したかを調べる（ス
テップ３）。経過していない場合，ステップ３をくり返
す。

【００５６】経過している場合，アダプタ１０の所定の
レジスタをリードして，バッテリ１の放電電流値及び端
子電圧値を取込む（ステップ４）。次に，当該電流値が
検出範囲に入っているかを調べる（ステップ５）。例え
ば，当該電流値と“指定電流”の設定値とを比べ，一致
するかを調べ，更に“電流範囲”の設定値（±％）の範
囲に含まれるかを調べる。

【００５７】入っていない場合，タイマ１５をリセット
（再スタート）し，ステップ３以下をくり返す。入って
いる場合，相関テーブル７を参照して，当該電圧値に対
応するバッテリ１の残量を求める（ステップ６）。即
ち，当該電流値をパラメータ値とする端子電圧−残量特
性から当該電圧値を用いて残量を求める。

【００５８】次に，表示部１２に求めたバッテリ１の残
量を表示し，タイマ１５をリセット（再スタート）し，
ステップ３以下をくり返す。以上，本発明を実施例によ
り説明したが，本発明は特にソーラー・カーに適用した
場合に有効であることは前述したとおりである。以下，
本発明を適用したソーラー・カーについて説明する。

【００５９】このソーラー・カーでは，その運転を制御
し，運転状態を表示するために，各種センサを要所要所
に配置してセンス情報を表示し，あるいはセンス情報を
処理した結果の結果情報を表示することが行われてい
る。

【００６０】図７はソーラー・カーの概念図を示してい
る。図中の符号１００はバッテリ搭載走行体，１０１は
モータ，１０２はタイヤ，１０３は運転席，１０４はバ
ッテリ（図１のバッテリ１に相当する），１０５は太陽
電池，１０６はコントローラを表わしている。

【００６１】このソーラー・カーでは，太陽電池１０５
からの出力電流，バッテリ１０４からの流出入電流，モ
ータ１０１への供給電圧（システム電圧），モータ１０
１への供給電流，タイヤ１０２の回転数などの情報をセ
ンスし，表示することが行われている。

【００６２】更に，このソーラー・カーでは，従来のソ
ーラー・カーにおける問題点であった以下の事項の解決
を図っている。即ち，従来の場合にも，各種センサを配
置してセンス情報を抽出するようにしているが，個々の
センス情報を表示して運転者に可視的に通知するといっ
た程度のことに過ぎないものであった。

【００６３】また更に進んで例えばバッテリの残量を計
算して表示するような場合であっても，従来の場合に
は，予め定められた固定的な時間間隔で，バッテリの電
圧や電流をセンスし上記残量を計算し表示するといった
程度にとどまり，上記固定的な時間間隔を，例えば走行
コースの状況に応じて変更したりすることはできないも
のであった。

【００６４】更に，バッテリ残量のみでなく，当該バッ
テリ搭載走行体が，現時点あるいは現在位置から，あと
どの程度まで走行可能かを推定して表示するような処理
を行うことができないものであった。

【００６５】また更に，当該バッテリ搭載走行体を実際
に運転せしめた場合における各種センス情報や各種の結
果情報（センス情報を処理した結果の情報）を総合的に
収集しておき，より効率のよいバッテリ・カーを製作す
るための支援を行うこともできないものであった。

【００６６】そこで，このソーラー・カーでは，以上の
問題を解決し，ソーラー・カー（バッテリ搭載走行体）
の運転を制御し，運転操作に関して運転者を支援し，運
転時の各種情報を収集し得るようにすることを目的とし
て，図８の構成を採用する。図中の符号５１は本体部，
５２はアダプタ部，５３はデータ処理部，５４は主記憶
部であって各種プログラム（バッテリ残量処理プログラ
ムを含む）からなるソフトウェアが格納されているも
の，５５は外部記憶部であってＩＣメモリカードにて構
成されるもの，５６はタイマ部，５７はディスプレイ制
御部，５８は表示部，５９はバス・インタフェース制御
部，６０はアナログ・マルチプレクサ，６１はＡ／Ｄコ
ンバータ，６２はパルス・カウンタ，６３はスイッチ・
ステータス・レジスタ，６４はバス・インタフェース制
御部，６５はバスを表わしている。

【００６７】言うまでもなく，図８に示す本体部５１と
アダプタ部５２とは，全体で，図７に示すコントローラ
１０６内に存在するデータ処理装置であると考えてよ
い。また，アダプタ部５２は図２のアダプタ１０に，デ
ータ処理部５３はｃｐｕ１１に，外部記憶部５５はメモ
リ１４に，タイマ部５６はタイマ１５に，ディスプレイ
制御部５７および表示部５８は表示部１２に，各々，相
当するものである。

【００６８】アナログ・マルチプレクサ６０は，例え
ば，（ａ）太陽電池１０５に関して，太陽電池１０５の
表面の温度と，太陽電池１０５からの出力電流とをセン
スした夫々のセンサからの信号，（ｂ）バッテリ１０４
に関して，バッテリ１０４の温度と，バッテリ１０４か
らのあるいはバッテリ１０４への流出入電流と，バッテ
リ１０４の端子電圧とをセンスした夫々のセンサからの
信号，（ｃ）走行体を駆動するモータ１０１に関して，
モータ１０１の温度と，モータ１０１に印加されるシス
テム電圧と，モータ１０１への入力電流（モータコント
ローラ電流）とをセンスした夫々のセンサからの信号，
（ｄ）モータ１０１を制御するモータ・コントローラの
温度をセンスしたセンサからの信号，などを受取り，例
えば時分割処理して，Ａ／Ｄコンバータ６１に供給す
る。

【００６９】言うまでもなく，（ｂ）のバッテリ１０４
の流出電流及び端子電圧が，本発明の適用対象である。
電流測定手段３及び電圧測定手段４はセンサに相当す
る。パルス・カウンタ６２は，タイヤ回転数などをセン
スするパルス・センサからの出力をカウントし，バス・
インタフェース制御部６４に供給する。

【００７０】スイッチ・ステータス・レジスタ６３は，
各種スイッチ類の接点状態を受取って保持し，バス・イ
ンタフェース制御部６４に供給する。アダプタ部５２に
おけるバス・インタフェース制御部６４は，バッテリ１
０４の放電電流や端子電圧等の収集された夫々の情報
を，指示された周期（当該周期は可変に設定可能であ
る）で，本体部５１に転送する。

【００７１】本体部５１においては，バス・インタフェ
ース制御部５９を介して受信した各種情報を，指示され
た周期（当該周期も可変である）で，外部記憶部５５に
格納する。そして，データ処理部５３は，主記憶部５４
に格納されているバッテリ残量処理プログラム等のプロ
グラムを実行してゆく形で，外部記憶部５５に収集され
格納された情報を，また当該情報について処理を行った
結果であるバッテリ残量等の結果情報を，指示された周
期（当該周期も可変である）で，表示部５８に表示せし
める。

【００７２】タイマ部５６は，上記周期を監視してい
る。またディスプレイ制御部５７は表示部５８における
表示を制御する。図９は環境ファイル６を説明する図で
ある。当該環境ファイル６は，図３の環境ファイル６と
同一のものであり，主記憶部５４に格納されているプロ
グラムとは別に，プログラムが参照する定数データの集
合されたものであり，図８に示される外部記憶部５５に
書替え可能に格納される。

【００７３】当該環境ファイル６の内容としては，例え
ば図示の如く，（ｉ）ピックアップ間隔−ソーラー・カ
ーの状態をデータ処理部５３に取り込むために，センサ
部やスイッチ部からの情報をアダプタ部５２がピック・
アップする時間の間隔を指示する情報，（ii）データ格
納間隔−上記ピックアップした情報および／または当該
ピック・アップした情報を処理した結果情報を，収集デ
ータとして外部記憶部５５に格納する動作を，何回分ピ
ック・アップした結果で行うかの間隔を指示する情報，
(iii)画面表示間隔−ピックアップした情報および／ま
たは結果情報を表示部に表示する動作を，何回分ピック
・アップした結果で行うかの間隔を指示する情報，など
が，書替え可能に用意される。

【００７４】言うまでもなく，（ｉ）のピックアップ間
隔が図３の測定間隔に相当する。（ii）のデータ格納間
隔及び（iii)の画面表示間隔は，前述の複数回の測定値
の平均値を用いる場合の何回分の測定値を用いるかを指
示するものである。

【００７５】データ処理部５３は，外部記憶部５５か
ら，当該環境ファイル６の内容を読出し，夫々の間隔情
報に対応した周期で夫々の処理を行う。図１０は本体部
５１およびアダプタ部５２において行われる処理のフロ
ーを示す。 （Ｓ１１）：環境ファイル６を読込む。 （Ｓ１２）：データ格納が上記データ格納間隔で与えら
れた回数分行われたか否かを表現するデータ格納カウン
タの値を「１」にし，画面表示が上記画面表示間隔で与
えられた回数分行われたか否かを表現する画面表示カウ
ンタの値を「１」にした上で，タイマをスタートする。 （Ｓ１３）：夫々の指示されたピック・アップ時間が経
過したか否かが調べられる。ＹＥＳであれば，ステップ
（Ｓ１４）に進む。 （Ｓ１４）：本体部５１がアダプタ部５２に対して情報
転送を指示して当該情報を読む。これにより，バッテリ
１０４の電流，電圧の測定値が取込まれる。 （Ｓ１５）：当該読んだ情報を処理する。これにより,
当該情報が所定のバッファに格納される。 （Ｓ１６）：データ格納カウンタの値が所定の値である
か否かをチェックし，ＹＥＳであればステップ（Ｓ１
７）に進み，ＮＯであればステップ（Ｓ１８）に進む。 （Ｓ１７）：ステップ（Ｓ１６）がＹＥＳであった場
合，バッファに格納されている全情報の平均値を用いて
バッテリ１０４の残量を求め，この情報を外部記憶部５
５に格納し，その間データ格納カウンタの値を「０」に
する。 （Ｓ１８）：格納が終了すると，データ格納カウンタの
値をプラス１する。 （Ｓ１９）：次いで，画面表示カウンタの値が所定の値
であるか否かをチェックし，ＹＥＳであればステップ
（Ｓ２０）に進み，ＮＯであればステップ（Ｓ２１）に
進む。 （Ｓ２０）：ステップ（Ｓ１９）がＹＥＳであった場
合，画面表示を更新し，画面表示カウンタの値を「０」
にする。これにより，最新のバッテリ１０４の残量が表
示される。 （Ｓ２１）：画面表示カウンタの値をプラス１する。以
後，ステップ（Ｓ１３）に戻る。

【００７６】以上，本発明をソーラー・カーに適用した
例について具体的に説明した。本発明をソーラー・カー
に適用することにより，バッテリ１０４の残量を例えば
所望の時間間隔で測定し表示させることができ，また，
太陽電池１０５による充電やその充電効率を考慮して必
要な場合にバッテリ１０４の残量を求めるようにでき
る。これにより，ｃｐｕ１１又はデータ処理部５３は，
他のセンサからのデータの処理等のバッテリ残量処理以
外の処理も十分に行うことができる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
バッテリ搭載走行体におけるバッテリ残量算出処理にお
いて，バッテリの残量の算出をソフトウェアにより行う
と共に環境ファイル及び相関テーブルを備えることによ
り，測定条件を容易に変更できるので，常に適切な測定
条件を設定することができ，また，適切な測定条件の下
で測定した電流値及び電流値を用いることにより適確に
バッテリの残量を求めることができるので，駆動時の負
荷の変動やバッテリの交換等にも柔軟に対応して正しく
残量を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】実施例構成図である。

【図３】環境ファイル説明図である。

【図４】相関テーブルの一例を示す図である。

【図５】相関テーブルを求めるための図である。

【図６】バッテリ残量処理フローである。

【図７】ソーラー・カーの概念図である。

【図８】ソーラー・カーの構成説明図である。

【図９】環境ファイル説明図である。

【図１０】処理フローである。

【符号の説明】

１ バッテリ ２ 負荷 ３ 電流測定手段 ４ 電圧測定手段 ５ バッテリ残量処理部 ６ 環境ファイル ７ 相関テーブル ８ 処理装置（ｃｐｕ／メモリ） １０ アダプタ １１ ｃｐｕ １２ 表示部 １３ キーボード １４ メモリ １５ タイマ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 当該バッテリ搭載走行体を駆動するため
   の電気エネルギ源であるバッテリ（１）の電流を測定す
   る手段（３）と， 前記バッテリ（１）の電圧を測定する手段（４）とを備
   えたバッテリ搭載走行体におけるバッテリ残量算出処理
   装置において， 前記バッテリ（１）の残量を求めるための所定の処理を
   行なうバッテリ残量処理部（５）と， 前記バッテリ（１）についてその電圧の値と残量との関
   係を示すテーブルであって，前記バッテリ（１）の電流
   の値をパラメータ値として用いて複数のパラメータ値毎
   に前記電圧の値と残量との関係を予め書込んだ読出し専
   用メモリに格納されてなる相関テーブル（７）と， 前記バッテリ残量処理部（５）の行なう前記所定の処理
   のために前記バッテリ残量処理部（５）が参照する複数
   の異なる定数データのファイルであって，当該定数デー
   タの書込み読出しが可能なメモリに格納されてなる環境
   ファイル（６）とを設け， 前記バッテリ残量処理部（５）が，前記環境ファイル
   （６）を参照し，当該環境ファイル（６）の内容にもと
   づく前記定数データにより設定された数値を用い， かつ 前記バッテリ残量処理部（５）が，前記相関テーブ
   ル（７）を参照し，前記電流測定手段（３）から得た前
   記バッテリ（１）の電流の値を用いてパラメータ値を選
   択し，前記電圧測定手段（４）から得た前記バッテリ
   （１）の電圧の値を用いて当該選択したパラメータ値の
   場合の前記電圧の値と残量との関係から残量を求めるこ
   とを特徴とするバッテリ搭載走行体におけるバッテリ残
   量算出処理装置。
2. 【請求項２】 前記バッテリ残量処理部（５）が，前記
   環境ファイル（６）を参照し，前記定数データの１つと
   して設定されている時間間隔で，前記電流測定手段
   （３）及び電圧測定手段（４）の測定した前記バッテリ
   （１）の電流の値及び電圧の値を取込むことを特徴とす
   る請求項１記載のバッテリ搭載走行体におけるバッテリ
   残量算出処理装置。
3. 【請求項３】 前記バッテリ残量処理部（５）が，前記
   環境ファイル（６）を参照し，前記電流測定手段（３）
   から得た前記バッテリ（１）の電流の値が前記定数デー
   タの１つとして設定されている指定電流値となった場合
   に，前記相関テーブル（７）を参照して前記バッテリ
   （１）の残量を求めることを特徴とする請求項１又は請
   求項２記載のバッテリ搭載走行体におけるバッテリ残量
   算出処理装置。