JP3118871B2 - 車載バッテリの電気容量監視システム - Google Patents

車載バッテリの電気容量監視システム

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JP3118871B2
JP3118871B2 JP03142921A JP14292191A JP3118871B2 JP 3118871 B2 JP3118871 B2 JP 3118871B2 JP 03142921 A JP03142921 A JP 03142921A JP 14292191 A JP14292191 A JP 14292191A JP 3118871 B2 JP3118871 B2 JP 3118871B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、充放電電流の積算に拠
り、車載バッテリの電気容量を監視する監視システムに
関する。
【0002】
【従来の技術】キースイッチが閉成中のみ、充放電電流
を積算ECUで積算する車載バッテリの電気容量監視シ
ステムが知られている。また、キースイッチが開成中で
も放電電流を積算ECUで積算する車載バッテリの電気
容量監視システムも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の車載
バッテリの電気容量監視システムは以下のような課題が
ある。前者は、キースイッチの開成中に車両の車載電気
機器を使用すると放電電流が積算ECUで積算されず、
電流積算値が意味の無いものになる。後者は、キースイ
ッチの開成中も積算ECUで放電電流の積算を行う為、
消費電流が常に流れ、車載バッテリが過放電しやすい。
本発明の目的は、充放電電流を積算するマイクロコンピ
ュータの消費電流に起因する車載バッテリの過放電が防
止できるとともに、キースイッチの開成中に車載電気機
器を使用しても、放電電流が正しく積算される、車載バ
ッテリの電気容量監視システムの提供にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
本発明は、車載バッテリと、該車載バッテリの充放電電
流を検出する電流検出素子を取付けたバッテリ回路と、
該バッテリ回路に接続されるとともに、エンジンに拠り
駆動される発電機と、前記バッテリ回路に接続される車
載電気機器と、通電されると前記エンジンを運転状態に
するエンジン運転回路と前記バッテリ回路とを、閉成動
作により接続状態とするキースイッチと、前記充放電電
流の電流積算値を記憶するバックアップメモリ、及び前
記キースイッチの閉成状態を検知すると前記電流検出素
子の出力に基づいて前記バックアップメモリの電流積算
値を更新する第1の積算処理手段を有するマイクロコン
ピュータとを備え、前記バックアップメモリに保持され
る電流積算値に基づいて車載バッテリの電気容量を監視
する、車載バッテリの電気容量監視システムにおいて、
間欠信号を送出する間欠信号発生手段と、前記間欠信号
に関連して前記マイクロコンピュータへ間欠通電を行
い、前記キースイッチの閉成状態を検知すると前記間欠
通電を連続通電に切り替える通電制御回路とを備え、
記マイクロコンピュータは、前記キースイッチの開成状
態を検知すると前記電流検出素子の出力および上記間欠
通電割合に基づき実際の放電電流を推定して前記バック
アップメモリの電流積算値を更新する第2の積算処理手
段を具備する構成を採用した。
【0005】
【作用】キースイッチが閉成し、エンジンが運転状態に
ある場合、通電制御回路は、マイクロコンピュータに連
続通電を行う。この場合、マイクロコンピュータの積算
処理手段が動作する。積算処理手段は、電流検出素子の
出力に基づいてバックアップメモリの電流積算値を更新
する。キースイッチが開成し、エンジンが停止状態にあ
る場合、通電制御回路は、マイクロコンピュータに間欠
通電を行う。キースイッチが開成中で、かつマイクロコ
ンピュータに通電が成された場合、マイクロコンピュー
タの別の積算処理手段が動作する。別の積算処理手段
は、電流検出素子の出力および間欠通電割合に基づき実
際の放電電流を推定しバックアップメモリの電流積算値
を更新する。
【0006】
【発明の効果】キースイッチの開成中は、マイクロコン
ピュータの別の積算処理手段が電流検出素子の出力およ
び間欠通電割合に基づいて実際の放電電流を推定し、バ
ックアップメモリの電流積算値を更新するので、開成
中、車載電気機器を使用しても、放電電流がおおよそ正
しく積算される。マイクロコンピュータは、キースイッ
チの開成中、バッテリ回路に間欠的に電気接続されるの
で、消費電流は少なく、車載バッテリの過放電が防止で
きる。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図1に基づいて説明す
る。バッテリの電気容量監視システム100は、バッテ
リ回路1と、エンジン(図示せず)で駆動されるオルタ
ネータ2と、車載電気機器3と、エンジンの運転・停止
を行うキースイッチ4と、間欠信号発生手段としての
時機構5と、通電制御回路6と、充放電電流を積算する
ECU7とを具備する。
【0008】バッテリ回路1は、容量50Ah、電圧1
2ボルトの鉛蓄電池11と、鉛蓄電池11のプラス端子
に一端が接続される抵抗式の電流センサ12とからな
る。オルタネータ2は、バッテリ回路1に電気接続さ
れ、発電した発電電力で鉛蓄電池11を充電する。
【0009】車載電気機器3は、ヘッドライト、ラジ
オ、ルームランプ等の、電源スイッチ30を有する電装
品であり、遮断スイッチ31を介し、バッテリ回路1に
電気接続されている。
【0010】キースイッチ4は、AM端子41、IG端
子42、OFF端子、ST端子(図示せず)を有するロ
ータリ式のスイッチであり、OFF位置でエンジンが停
止状態になり、AM端子41をOFF位置から一度ST
位置にした後、IG位置にするとエンジンが運転状態に
なる。なお、IG端子42と車体アースとの間に点火回
路43が接続されている。
【0011】刻時機構5(水晶式制御)は、車載時計を
兼ね、バッテリ回路1に電気接続させて、10分のパル
ス間隔でパルス幅1秒の間欠信号51を出力端子52か
ら定期的に送出する。なお、この刻時機構5の消費電流
は極めて少ない。
【0012】通電制御回路6は、ハイレベル信号で閉成
する電子スイッチ61と、オア回路62とからなる。電
子スイッチ61の一端611はライン13に接続され、
他端612は演算器7の受電端子71に接続されてい
る。オア回路62の各入力端は、IG端子42および出
力端子52にそれぞれ接続されている。なお、電子スイ
ッチ61が開成状態の場合、通電制御回路6の消費電流
は極めて少ない。
【0013】ECU7は、A- D変換を行うA/Dコン
バータ72、連続通電(キーIG位置)か間欠通電(キ
ーOFF位置)かを判定する積算処理選択手段73、連
続通電時に動作する第1積算処理手段74および発電量
制御手段75、間欠通電時に動作する第2積算処理手段
76および給電遮断手段77、電流積算値を保持するバ
ックアップメモリ78を有する。なお、ECU7の消費
電流は、数百mAである。A/Dコンバータ72は、受
電端子71から作動用電力の供給を受け、電流センサ1
2のアナログ信号121をデジタル信号721に変換
(100ms毎)する。積算処理選択手段73は、受電
端子71から作動用電力の供給を受けるとともに、図示
“A”の入力端をIG端子42に接続し、図示“B”の
入力端を出力端子52に接続している。第1積算処理手
段74は、積算処理選択手段73が連続通電であると判
定すると動作し、100ms毎に、デジタル信号721
の数値をバックアップメモリ78の電流積算値に加算し
ていく。第2積算処理手段76は、デジタル信号721
の数値および間欠通電割合(9分59秒不通電、1秒通
電)に基づき、これを実際の放電電流に換算し、バック
アップメモリ78の電流積算値を更新する。バックアッ
プメモリ78は、ゴールドキャパシタ、水銀電池、ニッ
ケルカドミウム電池等でバックアップされたCMOSメ
モリである。
【0014】つぎに、バッテリの電気容量監視システム
100の作動を説明する。<キースイッチ4のAM端子
41がIG位置にある場合>点火回路43に通電が成さ
れるのでエンジンが運転状態となり、オルタネータ2は
エンジンに拠り駆動され、発電して鉛蓄電池11を充電
する。通電制御回路6のオア回路62の入力端621に
バッテリ電圧が印加されハイレベルになるので、オア回
路62の出力はハイレベルになり、電子スイッチ61は
閉成状態となり、ECU7に作動用電力が供給される。
積算処理選択手段73の図示“A”の入力端にバッテリ
電圧が印加されハイレベルになるので、積算処理選択手
段73は第1積算処理手段74を動作させる。第1積算
処理手段74は、A/Dコンバータ72のデジタル信号
721に基づいてバックアップメモリ78の電流積算値
を更新する。発電量制御手段75は、バックアップメモ
リ78の電流積算値に基づいてオルタネータ2の励磁電
流のデューティを調整することに拠り、オルタネータの
発電量を制御する。以上の作動は、キースイッチ4のA
M端子41がIG位置にある間中継続される。
【0015】<キースイッチ4のAM端子41がOFF
位置にある場合>エンジンは停止状態となる。通電制御
回路6のオア回路62の入力端622には、10分のパ
ルス間隔でパルス幅1秒の間欠信号51が入力され、電
子スイッチ61はその間だけ閉成状態となる。また、積
算処理手段73の図示“B”の入力端に間欠信号51が
入力される間、積算処理選択手段73は第2の積算処理
手段76を動作させる。第2の積算処理手段76は、1
0分毎に電子スイッチ61が閉成する間(1秒間)、デ
ジタル信号721の数値を600倍した補正数値を10
0ms毎、10回、バックアップメモリ78の電流積算
値に加算する。また、バックアップメモリ78の電流積
算値が所定値を下回ると、給電遮断手段77は、遮断信
号を送出し、遮断スイッチ31を開成状態にする。以上
の動作は、キースイッチ4のAM端子41がOFF位置
にある間中継続される。
【0016】つぎに、バッテリの電気容量監視システム
100の効果を述べる。 (ア)キースイッチ4のAM端子41がOFF位置にあ
る間(エンジン停止中)でも、鉛蓄電池11の電気容量
の監視が成される。 (イ)車載電気機器3の連続使用や電源スイッチ30の
切り忘れ等により、鉛蓄電池11が過放電(但し、スタ
ータの始動は充分可能)状態に陥った場合、遮断スイッ
チ31が遮断され、鉛蓄電池11と車載電気機器3との
接続が断たれるので、エンジン停止中のバッテリ上がり
が防止できる。 (ウ)ECU7は、キースイッチ4のAM端子41がO
FF位置にある間、10分毎に1秒間だけ通電されるの
で、鉛蓄電池11を著しく消耗させない。 (エ)キースイッチ4のAM端子41がOFF位置にあ
る間の暗電流は極僅かであり、長期間、車両を使用しな
い場合でも鉛蓄電池11が過放電しない。
【0017】本発明は、上記実施例以外につぎの実施態
様を含む。 a.上記実施例では、キースイッチが開成の場合の間欠
通電割合は固定されている。しかし、バックアップメモ
リの電流積算値や電流検出素子の出力に応じて適宜変更
するようにしても良い。例えば、電流積算値が大きい場
合や電流検出素子の出力が小さい場合、通電時間を延ば
すようにすれば積算精度の向上が図れる。なお、間欠通
電割合の変更は、以下のようにして行えば良い。電流
積算値や電流検出素子の出力に基づいて、マイクロコン
ピュータが間欠通電割合の変更を行う信号を刻時機構に
送出し、刻時機構が、間欠信号のパルス間隔やパルス幅
を変更する。電流積算値や電流検出素子の出力に基づ
いて、マイクロコンピュータが間欠通電割合の変更を行
う信号を通電制御回路に送出し、間欠通電割合を変更す
る。 b.遮断スイッチ31は、それ自体の消費電流を抑える
為、遮断信号が一度入力されると、遮断状態を保持する
機械式のブレーカであっても良い。さらに、電子スイッ
チ61の一端611およびキースイッチ4のAM端子4
1をライン13に接続する代わりに遮断スイッチ31の
負荷側311に接続し、遮断スイッチ31が遮断される
と、手動で解除する迄、ECU7および通電制御回路6
に電源が入らないようにしても良い。 c.電流センサ12は、抵抗式以外にホール素子を用い
たものでも良いが、その場合は、作動用電力が他端61
2から供給される。また、電流センサ12が鉛畜電池1
1のマイナス端子側に接続されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る、車載バッテリの電気
容量監視システムの電気回路図である。
【符号の説明】 1 バッテリ回路 2 オルタネータ(発電機) 3 車載電気機器 4 キースイッチ 5 刻時機構 6 通電制御回路 7 ECU(マイクロコンピュータ) 11 鉛蓄電池(車載バッテリ) 12 電流センサ(電流検出素子) 51 クロックパルス 74 第1積算処理手段(積算処理手段) 76 第2積算処理手段(別の積算処理手段) 78 バックアップメモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/36 G01R 31/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車載バッテリと、該車載バッテリの充放
    電電流を検出する電流検出素子を取付けたバッテリ回路
    と、該バッテリ回路に接続されるとともに、エンジンに
    拠り駆動される発電機と、前記バッテリ回路に接続され
    る車載電気機器と、通電されると前記エンジンを運転状
    態にするエンジン運転回路と前記バッテリ回路とを、閉
    成動作により接続状態とするキースイッチと、前記充放
    電電流の電流積算値を記憶するバックアップメモリ、及
    び前記キースイッチの閉成状態を検知すると前記電流検
    出素子の出力に基づいて前記バックアップメモリの電流
    積算値を更新する第1の積算処理手段を有するマイクロ
    コンピュータとを備え、前記バックアップメモリに保持
    される電流積算値に基づいて車載バッテリの電気容量を
    監視する、車載バッテリの電気容量監視システムにおい
    て、間欠信号を送出する間欠信号発生手段と、前記間欠
    信号に関連して前記マイクロコンピュータへ間欠通電を
    行い、前記キースイッチの閉成状態を検知すると前記間
    欠通電を連続通電に切り替える通電制御回路とを備え、
    前記マイクロコンピュータは、前記キースイッチの開成
    状態を検知すると前記電流検出素子の出力および上記間
    欠通電割合に基づき実際の放電電流を推定して前記バッ
    クアップメモリの電流積算値を更新する第2の積算処理
    手段を具備することを特徴とする、車載バッテリの電気
    容量監視システム。
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JP4692083B2 (ja) * 2005-06-03 2011-06-01 トヨタ自動車株式会社 車輌運休中の太陽発電によるバッテリsoc変化を補正する車輌

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