JP2996240B1 - 時間変化率検査方法及び装置 - Google Patents
時間変化率検査方法及び装置Info
- Publication number
- JP2996240B1 JP2996240B1 JP10295639A JP29563998A JP2996240B1 JP 2996240 B1 JP2996240 B1 JP 2996240B1 JP 10295639 A JP10295639 A JP 10295639A JP 29563998 A JP29563998 A JP 29563998A JP 2996240 B1 JP2996240 B1 JP 2996240B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- change
- time
- rate
- moving average
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 デジタル変換値の時間変化率がしきい値に達
したか否かの判定を、安定して精度よく実行する。 【解決手段】 物理量として、充電時のバッテリ温度を
例にとり、充電の際のバッテリ温度の変化（上昇）率が
あるしきい値αに達した場合に、満充電と判定するケー
スを考える。温度センサ１０が出力するバッテリ温度の
検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル値に変換され
る。移動平均処理部１４は、Ａ／Ｄ変換器１２から入力
されたデジタル値を移動平均する。ここで、移動平均の
平均区間ｓは、該変換器１２の最小分解能に対応する温
度幅βとしきい値αとから、ｓ＝β／αと定める。変化
率算出部１６は移動平均結果の変化率を求め、判定処理
部１８はその変化率がしきい値αを超えたかを判定す
る。移動平均の変化率は、変化率がしきい値αを超える
時点では真値に極めて近く、上記判定を精度よく行え
る。
したか否かの判定を、安定して精度よく実行する。 【解決手段】 物理量として、充電時のバッテリ温度を
例にとり、充電の際のバッテリ温度の変化（上昇）率が
あるしきい値αに達した場合に、満充電と判定するケー
スを考える。温度センサ１０が出力するバッテリ温度の
検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル値に変換され
る。移動平均処理部１４は、Ａ／Ｄ変換器１２から入力
されたデジタル値を移動平均する。ここで、移動平均の
平均区間ｓは、該変換器１２の最小分解能に対応する温
度幅βとしきい値αとから、ｓ＝β／αと定める。変化
率算出部１６は移動平均結果の変化率を求め、判定処理
部１８はその変化率がしきい値αを超えたかを判定す
る。移動平均の変化率は、変化率がしきい値αを超える
時点では真値に極めて近く、上記判定を精度よく行え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ａ／Ｄ変換器など
でデジタル化された変化量の時間変化率を求める方法及
び装置に関し、特にその時間変化率がある特定の値に達
したことを検出するための方法及び装置に関する。
でデジタル化された変化量の時間変化率を求める方法及
び装置に関し、特にその時間変化率がある特定の値に達
したことを検出するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電気自動車等に用いられるバッ
テリの充電においては、過充電の防止のためにバッテリ
温度を常時監視し、バッテリ温度の時間変化率に基づき
充電制御を行っている。充電時にバッテリに供給される
電気エネルギーは、バッテリに電気として蓄積されるほ
かに一部が熱として発散され、これにより正常時（満充
電以前）にはバッテリ温度がほぼ一定速度で上昇する。
ところが、バッテリが満充電に近くなると、供給される
電気エネルギーのうち熱として発散される割合が高くな
り、これがバッテリ温度の急上昇をもたらす。そこで、
充電制御では、バッテリ温度の時間変化率（以下単に温
度変化率ともいう）を求め、これが予め定められたしき
い値αを超えると十分な充電が完了したと判定し、過充
電による破損を避けるために充電処理を中止するわけで
ある。
テリの充電においては、過充電の防止のためにバッテリ
温度を常時監視し、バッテリ温度の時間変化率に基づき
充電制御を行っている。充電時にバッテリに供給される
電気エネルギーは、バッテリに電気として蓄積されるほ
かに一部が熱として発散され、これにより正常時（満充
電以前）にはバッテリ温度がほぼ一定速度で上昇する。
ところが、バッテリが満充電に近くなると、供給される
電気エネルギーのうち熱として発散される割合が高くな
り、これがバッテリ温度の急上昇をもたらす。そこで、
充電制御では、バッテリ温度の時間変化率（以下単に温
度変化率ともいう）を求め、これが予め定められたしき
い値αを超えると十分な充電が完了したと判定し、過充
電による破損を避けるために充電処理を中止するわけで
ある。
【０００３】なお、車載バッテリの温度検出において
は、外界温度や車載電子機器等からのノイズなどの外乱
により、一時的に温度が真値から大幅に外れることがあ
る。このような場合には、温度変化率が急激に高くな
り、充電完了と誤判定される可能性がある。そこで従来
は、一定期間ごとにこの判定を繰り返し、２回から数回
程度連続してしきい値を超えたと判定されたときに初め
て充電完了と判定している。なお、この判定の間隔があ
まり短いと、外乱の持続時間中に複数回の判定が行わ
れ、その結果充電完了と誤判定される可能性もある。そ
こで、このような事態を避けるため、判定の間隔は、代
表的な外乱の持続時間を考慮して十分に長く設定されて
いる。
は、外界温度や車載電子機器等からのノイズなどの外乱
により、一時的に温度が真値から大幅に外れることがあ
る。このような場合には、温度変化率が急激に高くな
り、充電完了と誤判定される可能性がある。そこで従来
は、一定期間ごとにこの判定を繰り返し、２回から数回
程度連続してしきい値を超えたと判定されたときに初め
て充電完了と判定している。なお、この判定の間隔があ
まり短いと、外乱の持続時間中に複数回の判定が行わ
れ、その結果充電完了と誤判定される可能性もある。そ
こで、このような事態を避けるため、判定の間隔は、代
表的な外乱の持続時間を考慮して十分に長く設定されて
いる。
【０００４】この制御において、バッテリ温度はバッテ
リに設けられた温度センサによって検出される。この検
出結果はＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換され、制
御コンピュータに入力される。制御コンピュータは、定
期的に温度検出結果の時間変化率を計算し、充電判定を
行う。制御コンピュータは、判定タイミングになると、
現時点の温度と所定期間Δｔ過去の温度との差Δｘか
ら、その期間における温度変化率Δｘ／Δｔを計算す
る。そして、この計算結果Δｘ／Δｔをしきい値αと比
較する。このようにして、所定回数連続して温度変化率
Δｘ／Δｔがしきい値αを超えたと判定されると、充電
が完了したと判定して充電処理を終了する。
リに設けられた温度センサによって検出される。この検
出結果はＡ／Ｄ変換器によりデジタル値に変換され、制
御コンピュータに入力される。制御コンピュータは、定
期的に温度検出結果の時間変化率を計算し、充電判定を
行う。制御コンピュータは、判定タイミングになると、
現時点の温度と所定期間Δｔ過去の温度との差Δｘか
ら、その期間における温度変化率Δｘ／Δｔを計算す
る。そして、この計算結果Δｘ／Δｔをしきい値αと比
較する。このようにして、所定回数連続して温度変化率
Δｘ／Δｔがしきい値αを超えたと判定されると、充電
が完了したと判定して充電処理を終了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した充電判定
においては、温度検出結果は、デジタル値に変換してい
るため、Ａ／Ｄ変換器の最小分解能、すなわちＬＳＢ(l
east significant bit）分の温度幅（この温度幅をβと
する）ごとに変化する離散的な値しかとらない。このた
め従来は、温度変化率の計算結果が、計算タイミングに
よっては、真値（すなわちアナログの温度値から求めた
変化率）と大きくずれてしまい、その結果充電判定にお
いて充電完了の検出の遅れをもたらす可能性がある。こ
の問題を図６及び図７を参照して詳しく説明する。
においては、温度検出結果は、デジタル値に変換してい
るため、Ａ／Ｄ変換器の最小分解能、すなわちＬＳＢ(l
east significant bit）分の温度幅（この温度幅をβと
する）ごとに変化する離散的な値しかとらない。このた
め従来は、温度変化率の計算結果が、計算タイミングに
よっては、真値（すなわちアナログの温度値から求めた
変化率）と大きくずれてしまい、その結果充電判定にお
いて充電完了の検出の遅れをもたらす可能性がある。こ
の問題を図６及び図７を参照して詳しく説明する。
【０００６】図６は、バッテリ温度の検出値の時間的な
変化の一例を示すグラフであり、実線は温度検出結果の
アナログの真値、破線はそれをＡ／Ｄ変換した後のデジ
タル値を示す。図６において、バッテリ温度（真値）
は、最初は一次関数的に上昇しているが、ある時刻を超
えると二次関数的な急上昇を示すようになる。一方、温
度検出結果のデジタル値の方はβ刻みで階段状に変化し
ていく。
変化の一例を示すグラフであり、実線は温度検出結果の
アナログの真値、破線はそれをＡ／Ｄ変換した後のデジ
タル値を示す。図６において、バッテリ温度（真値）
は、最初は一次関数的に上昇しているが、ある時刻を超
えると二次関数的な急上昇を示すようになる。一方、温
度検出結果のデジタル値の方はβ刻みで階段状に変化し
ていく。
【０００７】図７は、図６に示したバッテリ温度の検出
結果から求められる温度変化率Δｘ／Δｔのグラフであ
り、実線は温度のアナログ真値から求めた温度変化率
（アナログ温度変化率と呼ぶ）、破線はデジタル値から
求めた温度変化率（デジタル温度変化率と呼ぶ）を示
す。図７に示すように、アナログ温度変化率は、最初は
一定で、温度が急上昇を始める時刻以降は一次関数的に
増加する。一方、デジタル温度変化率は、最初は一定で
その後上昇を示すが、アナログ温度変化率のような単調
上昇ではなく、符号Ａで示すような落ち込みを示すこと
がある。この落ち込みのメカニズムは、図６におけるデ
ジタル温度値のグラフから説明できる。すなわち、温度
変化率はある時刻とそのΔｔ秒前との温度差Δｘから求
められるが、時刻ｔ1では温度差Δｘが４βであるのに
対し、それから少し後の時刻ｔ2では、Δｔ秒前（すな
わち時刻（ｔ2−Δｔ））の温度が（ｔ1−Δｔ）の温度
より１βだけ高いため、温度差Δｘが３βに減ってい
る。このように、元のアナログ温度値が単調に増加した
としても、それをデジタル値に変換してしまうと値が離
散的に変化することになるため、期間Δｔの先頭と末尾
における値の上昇のタイミング関係によっては温度差Δ
ｘが減少する期間ができるわけである。これがデジタル
温度変化率の落ち込みとなって現れる。
結果から求められる温度変化率Δｘ／Δｔのグラフであ
り、実線は温度のアナログ真値から求めた温度変化率
（アナログ温度変化率と呼ぶ）、破線はデジタル値から
求めた温度変化率（デジタル温度変化率と呼ぶ）を示
す。図７に示すように、アナログ温度変化率は、最初は
一定で、温度が急上昇を始める時刻以降は一次関数的に
増加する。一方、デジタル温度変化率は、最初は一定で
その後上昇を示すが、アナログ温度変化率のような単調
上昇ではなく、符号Ａで示すような落ち込みを示すこと
がある。この落ち込みのメカニズムは、図６におけるデ
ジタル温度値のグラフから説明できる。すなわち、温度
変化率はある時刻とそのΔｔ秒前との温度差Δｘから求
められるが、時刻ｔ1では温度差Δｘが４βであるのに
対し、それから少し後の時刻ｔ2では、Δｔ秒前（すな
わち時刻（ｔ2−Δｔ））の温度が（ｔ1−Δｔ）の温度
より１βだけ高いため、温度差Δｘが３βに減ってい
る。このように、元のアナログ温度値が単調に増加した
としても、それをデジタル値に変換してしまうと値が離
散的に変化することになるため、期間Δｔの先頭と末尾
における値の上昇のタイミング関係によっては温度差Δ
ｘが減少する期間ができるわけである。これがデジタル
温度変化率の落ち込みとなって現れる。
【０００８】デジタル温度変化率のこのような落ち込み
は、バッテリの充電判定にとって問題となる。すなわ
ち、判定タイミングが落ち込みＡの前後の時刻ｔaやｔc
に来れば温度変化率がしきい値αを超過したことを検知
できるのであるが、判定タイミングがたまたまデジタル
温度変化率の落ち込みＡの期間、例えばｔbになった場
合には、実際には温度変化率がしきい値αを超えている
のにもかかわらず、その事実はその時点では検知できな
い。そうなると、次の判定タイミングになるまでしきい
値超過が検知されないことになるが、充電判定は比較的
長い間隔で行われるため、結果として充電完了の検知が
大幅に遅れてしまい、高精度の充電制御の達成が困難と
なる。
は、バッテリの充電判定にとって問題となる。すなわ
ち、判定タイミングが落ち込みＡの前後の時刻ｔaやｔc
に来れば温度変化率がしきい値αを超過したことを検知
できるのであるが、判定タイミングがたまたまデジタル
温度変化率の落ち込みＡの期間、例えばｔbになった場
合には、実際には温度変化率がしきい値αを超えている
のにもかかわらず、その事実はその時点では検知できな
い。そうなると、次の判定タイミングになるまでしきい
値超過が検知されないことになるが、充電判定は比較的
長い間隔で行われるため、結果として充電完了の検知が
大幅に遅れてしまい、高精度の充電制御の達成が困難と
なる。
【０００９】このような充電完了検知遅延の問題は、例
えばビット数の大きいＡ／Ｄ変換器を用いれば、ある程
度解決できる。温度検出の分解能が上がるため、仮にデ
ジタル温度変化率に落ち込みが起こったとしても落ち込
みの程度が小さくなり、落ち込み期間に判定タイミング
が来ても、しきい値超過を検知できるようになるからで
ある。しかしながら、この方法は、Ａ／Ｄ変換器が高価
なものになってしまうため好ましくない。特に、電気自
動車やハイブリッド車等での利用を考えた場合、苛酷な
使用環境（温度や電磁波など）において安定的な動作を
保証する必要があるので、Ａ／Ｄ変換器の高分解能化は
一般用途のものよりも遥かに高コストとなる。
えばビット数の大きいＡ／Ｄ変換器を用いれば、ある程
度解決できる。温度検出の分解能が上がるため、仮にデ
ジタル温度変化率に落ち込みが起こったとしても落ち込
みの程度が小さくなり、落ち込み期間に判定タイミング
が来ても、しきい値超過を検知できるようになるからで
ある。しかしながら、この方法は、Ａ／Ｄ変換器が高価
なものになってしまうため好ましくない。特に、電気自
動車やハイブリッド車等での利用を考えた場合、苛酷な
使用環境（温度や電磁波など）において安定的な動作を
保証する必要があるので、Ａ／Ｄ変換器の高分解能化は
一般用途のものよりも遥かに高コストとなる。
【００１０】また、別の解決法として、変化率を求める
際の時間間隔Δｔを長くするという方法も考えられる。
Δｔを長くとればデジタル温度変化率の落ち込みが起こ
りにくくなるからである。しかしながら、この方法で
は、時間間隔Δｔを長くすることの代償として、しきい
値超過の検知タイミングが遅くなってしまうという問題
が生じる。
際の時間間隔Δｔを長くするという方法も考えられる。
Δｔを長くとればデジタル温度変化率の落ち込みが起こ
りにくくなるからである。しかしながら、この方法で
は、時間間隔Δｔを長くすることの代償として、しきい
値超過の検知タイミングが遅くなってしまうという問題
が生じる。
【００１１】以上では、電気自動車等のバッテリの充電
判定を例にとって説明したが、上記問題は、このような
場合に限らず、デジタル変換値の時間変化率がしきい値
に達したか否かを判定するような場合において、一般的
に起こりうる問題である。すなわち、デジタル変換値か
ら求めた変化率は、元のアナログ値が単調変化している
場合でも上記落ち込みのようなデジタル的なばらつきを
生じるため、デジタル変換値の変化率をあるしきい値に
達したことを検出する検査は、検出遅れが起きる可能性
をはらんでいた。
判定を例にとって説明したが、上記問題は、このような
場合に限らず、デジタル変換値の時間変化率がしきい値
に達したか否かを判定するような場合において、一般的
に起こりうる問題である。すなわち、デジタル変換値か
ら求めた変化率は、元のアナログ値が単調変化している
場合でも上記落ち込みのようなデジタル的なばらつきを
生じるため、デジタル変換値の変化率をあるしきい値に
達したことを検出する検査は、検出遅れが起きる可能性
をはらんでいた。
【００１２】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、デジタル変換値の時間変化率が
しきい値に達したか否かの判定を、常に安定して精度よ
く実行するための方法及び装置を提供することを目的と
する。
になされたものであり、デジタル変換値の時間変化率が
しきい値に達したか否かの判定を、常に安定して精度よ
く実行するための方法及び装置を提供することを目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明では、時間的に変
化する変化量をデジタル化する際の最小分解能βを時間
平均値のしきい値αで割ることにより得られる時間ｓを
平均処理の区間幅として、その変化量のデジタル値を移
動平均する。そして、その移動平均結果の時間変化率を
求め、これがしきい値αに達したか検査する。
化する変化量をデジタル化する際の最小分解能βを時間
平均値のしきい値αで割ることにより得られる時間ｓを
平均処理の区間幅として、その変化量のデジタル値を移
動平均する。そして、その移動平均結果の時間変化率を
求め、これがしきい値αに達したか検査する。
【００１４】デジタル化の最小分解能βは、例えばＡ／
Ｄ変換器の場合ＬＳＢに対応する値の範囲のことであ
る。α、β及びｓの定義からわかるように、時間変化率
がしきい値αに達する時点（時刻ｔ0とする）の近傍で
は、デジタル値はほぼ時間ｓごとにβずつ上昇又は下降
するようなレートで変化する。したがって、時間幅ｓの
区間を移動させながらそのデジタル値の移動平均をとれ
ば、その移動平均結果は、時刻ｔ0の近傍では滑らかに
上昇又は下降する。したがって、その移動平均結果から
求めた時間変化率は時刻ｔ0の近傍で滑らかに変化し、
デジタル値の場合のような変化率のデジタル的なばらつ
き（落ち込み）は生じない。このため、本発明によれ
ば、変化率のばらつきに起因するしきい値超過検知の遅
れが生じず、しきい値超過を安定的に時間遅れ少なく検
知することができる。
Ｄ変換器の場合ＬＳＢに対応する値の範囲のことであ
る。α、β及びｓの定義からわかるように、時間変化率
がしきい値αに達する時点（時刻ｔ0とする）の近傍で
は、デジタル値はほぼ時間ｓごとにβずつ上昇又は下降
するようなレートで変化する。したがって、時間幅ｓの
区間を移動させながらそのデジタル値の移動平均をとれ
ば、その移動平均結果は、時刻ｔ0の近傍では滑らかに
上昇又は下降する。したがって、その移動平均結果から
求めた時間変化率は時刻ｔ0の近傍で滑らかに変化し、
デジタル値の場合のような変化率のデジタル的なばらつ
き（落ち込み）は生じない。このため、本発明によれ
ば、変化率のばらつきに起因するしきい値超過検知の遅
れが生じず、しきい値超過を安定的に時間遅れ少なく検
知することができる。
【００１５】なお、本発明は、移動平均の区間幅が厳密
にｓ（＝β／α）に等しい場合に限定されるものではな
く、区間幅がｓに実質的に等しい場合でも同様の効果を
得ることができ、そのような場合も含むものとする。
にｓ（＝β／α）に等しい場合に限定されるものではな
く、区間幅がｓに実質的に等しい場合でも同様の効果を
得ることができ、そのような場合も含むものとする。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態（以下
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１７】図１は、本発明を適用した車載バッテリ充
電制御装置の構成を示す機能ブロック図である。この装
置は、バッテリ１００への充電処理の制御を行う装置で
あり、バッテリ１００の温度を監視し、その温度の時間
変化率が所定のしきい値を超えたことを検知すると、満
充電と判断してバッテリの充電処理を停止する。
電制御装置の構成を示す機能ブロック図である。この装
置は、バッテリ１００への充電処理の制御を行う装置で
あり、バッテリ１００の温度を監視し、その温度の時間
変化率が所定のしきい値を超えたことを検知すると、満
充電と判断してバッテリの充電処理を停止する。
【００１８】図１において、バッテリ１００は、例えば
電気自動車やハイブリッド車に搭載されている。温度セ
ンサ１０は、このバッテリ１００の温度を常時検出し、
その温度を電圧値などとして示すアナログ信号を出力し
ている。Ａ／Ｄ変換器１２は、温度センサ１０の出力信
号を所定のサンプリングレートでサンプリングし、デジ
タル値に変換して出力する。移動平均処理部１４は、温
度センサ１０から順次入力されるデジタル値の移動平均
処理し、その結果を変化率算出部１６に順次入力する。
移動平均処理部１４は、ハードウエア、ソフトウエアの
いずれで実現してもよく、当然ながらその数値の精度
（ビット数）はＡ／Ｄ変換器１２のそれより良い。これ
は次に説明する変化率算出部１６も同様である。
電気自動車やハイブリッド車に搭載されている。温度セ
ンサ１０は、このバッテリ１００の温度を常時検出し、
その温度を電圧値などとして示すアナログ信号を出力し
ている。Ａ／Ｄ変換器１２は、温度センサ１０の出力信
号を所定のサンプリングレートでサンプリングし、デジ
タル値に変換して出力する。移動平均処理部１４は、温
度センサ１０から順次入力されるデジタル値の移動平均
処理し、その結果を変化率算出部１６に順次入力する。
移動平均処理部１４は、ハードウエア、ソフトウエアの
いずれで実現してもよく、当然ながらその数値の精度
（ビット数）はＡ／Ｄ変換器１２のそれより良い。これ
は次に説明する変化率算出部１６も同様である。
【００１９】このように順次求められる温度検出値の移
動平均値を基に、変化率算出部１６及び判定処理部１８
により、所定時間τごとに充電判定が行われる。本実施
形態での満充電判定は、移動平均値の時間変化率（以下
単に「変化率」と呼ぶ）と、予め定めたしきい値αとの
比較に基づき行う。すなわち、時間τごとの判定タイミ
ングにおいて、所定回数連続して時間変化率がしきい値
αを超えた場合に、バッテリ１００が満充電に達したと
判定する。このように、本装置では、時間τごとに判定
を行い、しきい値超過の判定結果が所定回数連続した場
合に初めて満充電と判断するので、外界温度の急変や電
磁ノイズなどの外乱により一時的に変化率が急上昇した
場合を、満充電と判定するエラーを防止している。逆に
言えば、判定の間隔τは、判定タイミングが外乱持続時
間中に連続しないよう十分に長く定められる。もちろ
ん、τが長すぎると満充電検知が遅れるので、τの値
は、誤判定の回避と満充電検知の遅れの両者を考慮して
経験的に適切な値に定められる。
動平均値を基に、変化率算出部１６及び判定処理部１８
により、所定時間τごとに充電判定が行われる。本実施
形態での満充電判定は、移動平均値の時間変化率（以下
単に「変化率」と呼ぶ）と、予め定めたしきい値αとの
比較に基づき行う。すなわち、時間τごとの判定タイミ
ングにおいて、所定回数連続して時間変化率がしきい値
αを超えた場合に、バッテリ１００が満充電に達したと
判定する。このように、本装置では、時間τごとに判定
を行い、しきい値超過の判定結果が所定回数連続した場
合に初めて満充電と判断するので、外界温度の急変や電
磁ノイズなどの外乱により一時的に変化率が急上昇した
場合を、満充電と判定するエラーを防止している。逆に
言えば、判定の間隔τは、判定タイミングが外乱持続時
間中に連続しないよう十分に長く定められる。もちろ
ん、τが長すぎると満充電検知が遅れるので、τの値
は、誤判定の回避と満充電検知の遅れの両者を考慮して
経験的に適切な値に定められる。
【００２０】この処理において、変化率算出部１６は、
移動平均処理部１４から順次入力される移動平均結値に
基づき、所定時間τごとにその移動平均値の変化率を求
める。ここで、変化率は、その時点での移動平均値と所
定時間間隔Δｔ前の時点での移動平均値との差分Δｘ
を、時間間隔Δｔで除することにより求める。求められ
た変化率は、判定処理部１８に渡される。判定処理部１
８は、変化率算出部１６から受け取った変化率が予め定
められたしきい値αを超えたか否かを判定する。そし
て、判定処理部１８は、時間τごとに変化率算出部１６
から入力される変化率が、所定回数連続してしきい値α
を超えた場合に、バッテリ１００が満充電に達したと判
定する。判定処理部１８が「バッテリ１００が満充電に
達した」と判定した場合、充電制御部２０は、バッテリ
１００への充電処理を終了する。
移動平均処理部１４から順次入力される移動平均結値に
基づき、所定時間τごとにその移動平均値の変化率を求
める。ここで、変化率は、その時点での移動平均値と所
定時間間隔Δｔ前の時点での移動平均値との差分Δｘ
を、時間間隔Δｔで除することにより求める。求められ
た変化率は、判定処理部１８に渡される。判定処理部１
８は、変化率算出部１６から受け取った変化率が予め定
められたしきい値αを超えたか否かを判定する。そし
て、判定処理部１８は、時間τごとに変化率算出部１６
から入力される変化率が、所定回数連続してしきい値α
を超えた場合に、バッテリ１００が満充電に達したと判
定する。判定処理部１８が「バッテリ１００が満充電に
達した」と判定した場合、充電制御部２０は、バッテリ
１００への充電処理を終了する。
【００２１】このように、本実施形態では、温度検出値
のデジタル変換値そのものではなく、その移動平均値に
基づいて温度の変化率を求めるので、従来技術のような
変化率の落ち込みは生じにくくなり、また落ち込みが生
じたとしてもその程度が小さくなる。したがって、変化
率のデジタル的なばらつきの程度が小さくなるため、変
化率がしきい値αを超えているのにもかかわらず、超え
ていないと誤判定する可能性が低くなる。
のデジタル変換値そのものではなく、その移動平均値に
基づいて温度の変化率を求めるので、従来技術のような
変化率の落ち込みは生じにくくなり、また落ち込みが生
じたとしてもその程度が小さくなる。したがって、変化
率のデジタル的なばらつきの程度が小さくなるため、変
化率がしきい値αを超えているのにもかかわらず、超え
ていないと誤判定する可能性が低くなる。
【００２２】また更に特徴的なことには、本実施形態で
は、移動平均処理部１４における平均演算の区間を、し
きい値αとＡ／Ｄ変換器１２の最小分解能（すなわち、
ＬＳＢに相当する温度幅）βに基づき定めた。すなわ
ち、分解能βをしきい値αで除した値ｓ（＝β／α）を
平均区間とした。例えば、Ａ／Ｄ変換器１２の最小分解
能βが０．１Ｋ（ケルビン）、しきい値αが０．１（Ｋ
／分）の場合、平均区間ｓは１分となる。平均区間をこ
のように定めることにより、変化率がしきい値αを超え
る時点（ｔ0とする）の近傍において、温度の移動平均
値が滑らかに上昇するようになる。
は、移動平均処理部１４における平均演算の区間を、し
きい値αとＡ／Ｄ変換器１２の最小分解能（すなわち、
ＬＳＢに相当する温度幅）βに基づき定めた。すなわ
ち、分解能βをしきい値αで除した値ｓ（＝β／α）を
平均区間とした。例えば、Ａ／Ｄ変換器１２の最小分解
能βが０．１Ｋ（ケルビン）、しきい値αが０．１（Ｋ
／分）の場合、平均区間ｓは１分となる。平均区間をこ
のように定めることにより、変化率がしきい値αを超え
る時点（ｔ0とする）の近傍において、温度の移動平均
値が滑らかに上昇するようになる。
【００２３】図で説明すると、図２に示すように、変化
率がしきい値αを通過する時刻ｔ0の近傍では、温度検
出結果のデジタル値は、ほぼ時間ｓごとに最小分解能β
ずつ上昇する傾向となる。ここで、時間ｓを移動平均の
平均区間し、この平均区間を時間方向にずらしながら移
動平均をとっていくことを考えると、時刻ｔ0近傍では
デジタル値のステップ的な上昇はほぼ時間ｓごとなの
で、ｔ0近傍におけるデジタル値の移動平均の変化率
は、図３に示すように、アナログ真値に高い精度で一致
し、折れ曲がりの少ない滑らかな変化を示す。
率がしきい値αを通過する時刻ｔ0の近傍では、温度検
出結果のデジタル値は、ほぼ時間ｓごとに最小分解能β
ずつ上昇する傾向となる。ここで、時間ｓを移動平均の
平均区間し、この平均区間を時間方向にずらしながら移
動平均をとっていくことを考えると、時刻ｔ0近傍では
デジタル値のステップ的な上昇はほぼ時間ｓごとなの
で、ｔ0近傍におけるデジタル値の移動平均の変化率
は、図３に示すように、アナログ真値に高い精度で一致
し、折れ曲がりの少ない滑らかな変化を示す。
【００２４】本実施形態では、このような移動平均値を
温度値として、温度の変化率を求める構成をとったの
で、変化率がしきい値αを超える時刻ｔ0の前後では、
変化に落ち込みがない。また、基にした移動平均の変化
率が真の変化率と精度よく一致している。
温度値として、温度の変化率を求める構成をとったの
で、変化率がしきい値αを超える時刻ｔ0の前後では、
変化に落ち込みがない。また、基にした移動平均の変化
率が真の変化率と精度よく一致している。
【００２５】図４は、デジタル温度値の移動平均結果の
時間変化を充電開始から示したグラフである。図から分
かるように、充電初期においてはデジタル温度値がβ上
昇する間隔は移動平均の区間ｓより大きいので、移動平
均結果のグラフには平坦部が現れるが、その平坦部はバ
ッテリ温度の上昇に伴って短くなっていき、変化率がし
きい値αを超える時刻ｔ0の近傍以降ではグラフに平坦
部がなくなり、単調に増加するようになる。図５は、図
４に示した移動平均結果の変化率を表すグラフである。
図５に示すように、変化率Δｘ／Δｔは、充電初期にお
いては、移動平均結果の平坦部等の影響により下降を示
す時期があるが、時刻ｔ0の近傍になると単調に、滑ら
かに上昇していることが分かる。このように、移動平均
値から求めた変化率には、時刻ｔ0近傍で落ち込みがな
いので、従来のようなしきい値超過の検出漏れが起こら
ない。
時間変化を充電開始から示したグラフである。図から分
かるように、充電初期においてはデジタル温度値がβ上
昇する間隔は移動平均の区間ｓより大きいので、移動平
均結果のグラフには平坦部が現れるが、その平坦部はバ
ッテリ温度の上昇に伴って短くなっていき、変化率がし
きい値αを超える時刻ｔ0の近傍以降ではグラフに平坦
部がなくなり、単調に増加するようになる。図５は、図
４に示した移動平均結果の変化率を表すグラフである。
図５に示すように、変化率Δｘ／Δｔは、充電初期にお
いては、移動平均結果の平坦部等の影響により下降を示
す時期があるが、時刻ｔ0の近傍になると単調に、滑ら
かに上昇していることが分かる。このように、移動平均
値から求めた変化率には、時刻ｔ0近傍で落ち込みがな
いので、従来のようなしきい値超過の検出漏れが起こら
ない。
【００２６】このように、本実施形態では、注目してい
るしきい値超過の時点の近傍において、滑らかに変化す
る移動平均結果から変化率を求めることができるので、
求めた変化率は、その時点の近傍では真値に極めて近
い。したがって、本実施形態によれば、従来のような変
化率の落ち込み期間に起因するしきい値超過の検出漏れ
が起こらず、充電完了を時間遅れ少なく検出することが
できる。
るしきい値超過の時点の近傍において、滑らかに変化す
る移動平均結果から変化率を求めることができるので、
求めた変化率は、その時点の近傍では真値に極めて近
い。したがって、本実施形態によれば、従来のような変
化率の落ち込み期間に起因するしきい値超過の検出漏れ
が起こらず、充電完了を時間遅れ少なく検出することが
できる。
【００２７】また、本実施形態の移動平均の手法によれ
ば、変化率がしきい値αの整数倍の値を超える時刻の近
傍でも、同様に、移動平均値の変化率がアナログ真値の
変化率と高精度で一致する。したがって、本実施形態に
よれば、平均値がしきい値の整数倍を超える時点も、時
間遅れ少なく検出することができる。変化率がしきい値
αの整数倍となる時点の近傍以外の時点では、移動平均
値の変化率はアナログ真値の変化率からある程度ずれる
が、このずれの程度はデジタル値そのものの変化率をと
った場合よりも小さくなる。
ば、変化率がしきい値αの整数倍の値を超える時刻の近
傍でも、同様に、移動平均値の変化率がアナログ真値の
変化率と高精度で一致する。したがって、本実施形態に
よれば、平均値がしきい値の整数倍を超える時点も、時
間遅れ少なく検出することができる。変化率がしきい値
αの整数倍となる時点の近傍以外の時点では、移動平均
値の変化率はアナログ真値の変化率からある程度ずれる
が、このずれの程度はデジタル値そのものの変化率をと
った場合よりも小さくなる。
【００２８】なお、本実施形態の方法では、移動平均を
用いるため、求められた値には必然的に時間遅れが生じ
ている。このため、本実施形態では、変化率のしきい値
αは、この時間遅れを考慮して定めるのが好適である。
すなわち、徐々に上昇していくバッテリ温度を対象とし
ている本実施形態では、しきい値αは、時間遅れを考慮
して従来の場合よりも小さめの値に設定しておくことが
好適である。
用いるため、求められた値には必然的に時間遅れが生じ
ている。このため、本実施形態では、変化率のしきい値
αは、この時間遅れを考慮して定めるのが好適である。
すなわち、徐々に上昇していくバッテリ温度を対象とし
ている本実施形態では、しきい値αは、時間遅れを考慮
して従来の場合よりも小さめの値に設定しておくことが
好適である。
【００２９】以上に説明したバッテリの充電判定の実施
形態は、本発明の応用のほんの一例に過ぎない。デジタ
ル値の移動平均を利用し、その移動平均の区間を判定の
しきい値とデジタル値の最小分解能に応じて定めるとい
う本発明の原理は、上記実施形態以外にも、幅広い応用
が可能であるのは言うまでもない。また、本発明は、上
記実施形態のように、検出対象の物理量（例ではバッテ
リ温度）が単調に増加する場合だけに限られるものでは
なく、それ以外の場合にも適用可能である。
形態は、本発明の応用のほんの一例に過ぎない。デジタ
ル値の移動平均を利用し、その移動平均の区間を判定の
しきい値とデジタル値の最小分解能に応じて定めるとい
う本発明の原理は、上記実施形態以外にも、幅広い応用
が可能であるのは言うまでもない。また、本発明は、上
記実施形態のように、検出対象の物理量（例ではバッテ
リ温度）が単調に増加する場合だけに限られるものでは
なく、それ以外の場合にも適用可能である。
【図１】 本発明を適用した車載バッテリ充電制御装置
の構成を示す機能ブロック図である。
の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】 温度変化率がしきい値αを超える時点の近傍
における温度のアナログ真値とデジタル変換値との関係
を示す図である。
における温度のアナログ真値とデジタル変換値との関係
を示す図である。
【図３】 温度変化率がしきい値αを超える時点の近傍
における温度のアナログ真値と移動平均との関係を示す
図である。
における温度のアナログ真値と移動平均との関係を示す
図である。
【図４】 充電開始からのデジタル変換値の移動平均の
変化を示す図である。
変化を示す図である。
【図５】 移動平均から求めた温度変化率の変化を示す
図である。
図である。
【図６】 バッテリ温度検出結果のアナログ真値とデジ
タル変換値の変化を示す図である。
タル変換値の変化を示す図である。
【図７】 アナログ真値から求めた温度変化率とデジタ
ル変換値から求めた温度変化率との関係を示す図であ
る。
ル変換値から求めた温度変化率との関係を示す図であ
る。
１０ 温度センサ、１２ Ａ／Ｄ変換器、１４ 移動平
均処理部、１６ 変化率算出部、１８ 判定処理部、２
０ 充電制御部、１００ バッテリ。
均処理部、１６ 変化率算出部、１８ 判定処理部、２
０ 充電制御部、１００ バッテリ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｌ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03M 1/00 - 1/88 G01R 19/00 - 19/32
Claims (2)
- 【請求項１】 時間的に変化する変化量を表す信号を順
次デジタル化して得られるデジタル値に基づき、所定時
間間隔ごとの判定タイミングにおいて、その変化量の時
間変化率を求め、その時間変化率が所定のしきい値αに
達したか否かを検査する方法であって、 前記デジタル化の最小分解能βを前記しきい値αで除し
て得られた時間ｓを平均処理の区間幅として、順次得ら
れる前記デジタル値を移動平均し、 この移動平均の結果を前記変化量を表す値として用いて
前記時間変化率を求めることを特徴とする時間変化率検
査方法。 - 【請求項２】 時間的に変化する変化量を表す信号を順
次デジタル化して得られるデジタル値に基づき、所定時
間間隔ごとの判定タイミングにおいて、その変化量の時
間変化率を求め、その時間変化率が所定のしきい値αに
達したか否かを検査する装置であって、 前記デジタル化の最小分解能βを前記しきい値αで除し
て得られた時間ｓを平均処理の区間幅として、順次得ら
れる前記デジタル値を移動平均する移動平均手段と、 前記判定タイミングごとに前記移動平均手段の出力の時
間変化率を求め、前記しきい値αに達したか判定する判
定手段と、 を含む時間変化率検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295639A JP2996240B1 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 時間変化率検査方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295639A JP2996240B1 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 時間変化率検査方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2996240B1 true JP2996240B1 (ja) | 1999-12-27 |
| JP2000124806A JP2000124806A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17823265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10295639A Expired - Fee Related JP2996240B1 (ja) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | 時間変化率検査方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2996240B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441632A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-02-22 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 一种温度计的检测方法及温度计的检测装置 |
| CN113567008A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-29 | 上海德朗能电子科技有限公司 | 一种水箱状态检测装置、方法及其洗拖一体机 |
| WO2024144230A1 (ko) * | 2022-12-27 | 2024-07-04 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 과열 진단 방법, 그 방법을 제공하는 과열 진단 장치 및 배터리 시스템 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010251004A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | 電池装置 |
| JP5692047B2 (ja) * | 2011-12-21 | 2015-04-01 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電システム |
| JP5958127B2 (ja) * | 2012-07-11 | 2016-07-27 | 富士電機株式会社 | アナログ入力装置 |
| JP6246581B2 (ja) * | 2013-12-13 | 2017-12-13 | パイオニア株式会社 | 携帯端末、充電制御方法、及び、充電制御プログラム |
-
1998
- 1998-10-16 JP JP10295639A patent/JP2996240B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106441632A (zh) * | 2016-09-07 | 2017-02-22 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 一种温度计的检测方法及温度计的检测装置 |
| CN106441632B (zh) * | 2016-09-07 | 2019-01-29 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 一种温度计的检测方法及温度计的检测装置 |
| CN113567008A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-29 | 上海德朗能电子科技有限公司 | 一种水箱状态检测装置、方法及其洗拖一体机 |
| CN113567008B (zh) * | 2021-07-22 | 2024-03-01 | 上海派智能源股份有限公司 | 一种水箱状态检测装置、方法及其洗拖一体机 |
| WO2024144230A1 (ko) * | 2022-12-27 | 2024-07-04 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 과열 진단 방법, 그 방법을 제공하는 과열 진단 장치 및 배터리 시스템 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000124806A (ja) | 2000-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0444617B1 (en) | Method of charging secondary batteries | |
| JP2996240B1 (ja) | 時間変化率検査方法及び装置 | |
| JPH08146105A (ja) | 電池の放電特性算出方法及び電池の残存容量測定装置 | |
| CN110632372B (zh) | 电力变压器直流偏磁的监测方法 | |
| US6748812B1 (en) | Flow rate measuring apparatus | |
| EP0341445B1 (en) | Method of and apparatus for measuring revolution speed | |
| WO2008016982A2 (en) | Self-adjusting hold-off trigger | |
| JP3769821B2 (ja) | 高精度相対デジタル電圧計測方法及び装置 | |
| JP3706031B2 (ja) | 目標識別装置 | |
| JPH1152034A (ja) | 電池寿命監視方法及び電池寿命監視装置並びに自動通報装置 | |
| US6311080B1 (en) | Method for detecting full charge state of battery | |
| JPH0538068A (ja) | 二次電池の充電回路 | |
| JP3484100B2 (ja) | 試験装置の動作確認方法 | |
| JP2712045B2 (ja) | 回転速度計測装置 | |
| JPH07229754A (ja) | 電気車の走行距離演算装置 | |
| JPH0946194A (ja) | 波形整形装置 | |
| JPH0933622A (ja) | 電池残存容量計 | |
| JP3220803B2 (ja) | 二次電池の充電方法 | |
| JP3223884B2 (ja) | デューティ比判定回路及びデューティ比判定方法 | |
| WO2002031534A3 (de) | Verfahren zur verkürzung der statistischen messzeiten im bereich der radioaktivitätsmessung | |
| JP3116882B2 (ja) | 微少過負荷電流監視回路 | |
| JPS628747B2 (ja) | ||
| JP3945050B2 (ja) | 充電器 | |
| JPH11183554A (ja) | 事故点標定装置 | |
| JP2003315365A (ja) | 電力量計の試験標検出器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081029 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091029 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101029 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |