JP3457227B2 - Battery remaining capacity measurement device - Google Patents

Battery remaining capacity measurement device

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JP3457227B2
JP3457227B2 JP23009599A JP23009599A JP3457227B2 JP 3457227 B2 JP3457227 B2 JP 3457227B2 JP 23009599 A JP23009599 A JP 23009599A JP 23009599 A JP23009599 A JP 23009599A JP 3457227 B2 JP3457227 B2 JP 3457227B2
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憲一 下山
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する利用分野】本発明は電池残存容量測定装
置に関し、特に負荷の変動が激しくても、正確に電池の
残存容量を求めて表示できる電池残存容量測定装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery remaining capacity measuring apparatus, and more particularly to a battery remaining capacity measuring apparatus capable of accurately obtaining and displaying a remaining capacity of a battery even when the load fluctuates greatly.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にバッテリというのは、接続されて
いる負荷の変動、周囲の温度、経年変化等によって放電
特性が異なるものである。従って、バッテリの残存容量
も負荷の変動、周囲の温度、経年変化等によって異な
る。
2. Description of the Related Art Generally, a battery has a discharge characteristic which varies depending on the fluctuation of the connected load, the ambient temperature, the secular change and the like. Therefore, the remaining capacity of the battery also differs depending on the load fluctuation, the ambient temperature, the secular change, and the like.

【0003】例えば、図14に示すように、バッテリの
場合は、温度Tが20度と一定であっても、10A放
電、20A放電、…80A放電とでは放電特性がそれぞ
れ相違し、使用できる電圧範囲を25V〜20Vと仮定
すると10A放電では、160分、30A放電では、4
0分で使用できなくなる。つまり、バッテリというのは
負荷の変動によって、放電率が相違し、バッテリの残存
容量も相違する。
For example, as shown in FIG. 14, in the case of a battery, even if the temperature T is constant at 20 degrees, the discharge characteristics differ between 10 A discharge, 20 A discharge, ... Assuming that the range is 25V to 20V, 160 A is discharged for 10 minutes, and 30 A is discharged for 4 minutes.
It becomes unusable in 0 minutes. That is, the discharge rate of the battery varies depending on the load variation, and the remaining capacity of the battery also varies.

【0004】特に、電気自動車は、バッテリによって動
くため、バッテリの残存容量については正確な予測が要
求される。この、バッテリの残存容量を測定する方式は
以下のような方式がある。 (1) 実際にバッテリから負荷側に供給される電力量
を測定して積算し、この電力積算値と充電時の電力量か
ら残存容量を予測する方式。 (2) バッテリの端子から負荷側に放電電流が流れた
ときの端子電圧を測定することにより残存容量を予測す
る方式。 (3) バッテリ内の電解液の比重を測定することによ
り残存容量を予測する方式。 (4) バッテリを負荷より解放し、開回路状態におけ
る端子電圧を測定することにより残存容量を予測する方
式。 等がある。
In particular, an electric vehicle is driven by a battery, and therefore accurate prediction of the remaining capacity of the battery is required. There are the following methods for measuring the remaining capacity of the battery. (1) A method in which the amount of power actually supplied from the battery to the load side is measured and integrated, and the remaining capacity is predicted from this integrated power value and the amount of power during charging. (2) A method of predicting the remaining capacity by measuring the terminal voltage when a discharge current flows from the battery terminal to the load side. (3) A method of predicting the remaining capacity by measuring the specific gravity of the electrolytic solution in the battery. (4) A method of predicting the remaining capacity by releasing the battery from the load and measuring the terminal voltage in the open circuit state. Etc.

【0005】しかし、(4)の方式は、負荷とバッテリ
を電気的に切離して測定しなければならないため、電気
自動車等のようなシステムには適用できない。また、
(3)の方式は、放電することによって電解液の比重が
小さくなることを利用するものであるが、一般にはバッ
テリ内に比重センサを設けなければならないため、電解
槽の改良が必要となるため、電気自動車には不向きであ
る。
However, the method (4) cannot be applied to a system such as an electric vehicle because the load and the battery must be electrically separated and measured. Also,
The method (3) utilizes the fact that the specific gravity of the electrolytic solution is reduced by discharging, but in general, since a specific gravity sensor must be provided in the battery, it is necessary to improve the electrolytic cell. , Not suitable for electric vehicles.

【0006】そこで、一般には、上記(1)又は(2)
の方式が電気自動車においては主流である。このよう
な、方式を採用した特開平6−34727号公報の電池
残存容量計を例にして説明する。
Therefore, in general, the above (1) or (2)
This method is the mainstream in electric vehicles. An example of the battery remaining capacity meter of Japanese Patent Laid-Open No. 6-34727 adopting such a system will be described.

【0007】図15は従来の電池残存容量計の概略構成
図である。同図に示すように、従来の電池残存容量計1
0はスイッチ2の投入に伴って、電圧計9及び電流計7
により主電池3からの電流が所定以上あるときに、V−
I特性算出手段10aにおいて、その時の電流と電圧を
温度センサ4からの検知データを取り入れて、V−I特
性を求める。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a conventional battery remaining capacity meter. As shown in the figure, the conventional battery remaining capacity meter 1
0 is a voltmeter 9 and an ammeter 7 when the switch 2 is turned on.
Therefore, when the current from the main battery 3 exceeds a predetermined value, V-
In the I characteristic calculation means 10a, the current and voltage at that time are obtained from the detection data from the temperature sensor 4 to obtain the VI characteristic.

【0008】そして、このような状態で求めたV−I特
性と電池の残存容量には良好な相関関係がある。そこ
で、両者の関係を予め求めて記憶しておき、実際に求め
られたV−I特性と記憶されている関係とから主電池の
残存容量を残存容量算出手段10bが求めて表示部11
に表示するものであった。
Then, there is a good correlation between the VI characteristics obtained in such a state and the remaining capacity of the battery. Therefore, the relationship between the two is obtained in advance and stored, and the remaining capacity of the main battery is obtained by the remaining capacity calculating means 10b from the actually obtained VI characteristic and the stored relationship, and the display unit 11 is obtained.
Was to be displayed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電圧と
電流の変化は、その変化の度合いが、常に相関があると
は限らない。例えば、図16の(a)、(b)の電圧と
電流の波形を比較すると、図16の(c)のAに示すよ
うに電圧と電流の関係は相関していない箇所がある。
However, with respect to changes in voltage and current, the degrees of changes do not always correlate. For example, comparing the waveforms of the voltage and the current in FIGS. 16A and 16B, there is a portion where the relationship between the voltage and the current is not correlated as shown by A in FIG. 16C.

【0010】これは、負荷の急激な変動があると、バッ
テリの放電電流の急激な変化に対して、バッテリの端子
電圧が追従していないためであると考えられる。
It is considered that this is because when there is a rapid change in the load, the terminal voltage of the battery does not follow the rapid change in the discharge current of the battery.

【0011】従って、負荷が激しく変動すると、電流と
電圧の変化の度合は相関がないことになる。
Therefore, when the load fluctuates drastically, the degree of change in current and voltage has no correlation.

【0012】ところが、V−I特性と電池の残存容量に
は良好な相関関係があるとして、両者の関係を予め求め
て記憶しておき、実際に求められたV−I特性と記憶さ
れている関係とから主電池の残存容量を求めているた
め、負荷が激しく変動すると、正確なバッテリの残存容
量を求めることができないという問題点があった。
However, since there is a good correlation between the VI characteristic and the remaining capacity of the battery, the relationship between the two is preliminarily obtained and stored, and the actually obtained VI characteristic is stored. Since the remaining capacity of the main battery is obtained from the relationship, there is a problem that an accurate remaining capacity of the battery cannot be obtained when the load fluctuates drastically.

【0013】従って、負荷が激しく変動したときに表示
されたバッテリの残存容量は信頼できないという問題点
があった。
Therefore, there is a problem that the remaining capacity of the battery displayed when the load fluctuates drastically is not reliable.

【0014】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、負荷の変動が急激であっても、正確にバ
ッテリの残存容量を求めることができる電池残存容量測
定装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain a battery remaining capacity measuring device which can accurately determine the remaining capacity of a battery even when the load changes rapidly. To aim.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の電池残存容量測
定装置は、負荷に接続された電池の端子電圧を検出する
電圧センサと前記負荷に流れる電流を検出する電流セン
サとよりなる検出部を有して、求められた前記電池の残
存容量を表示する電池残存容量測定装置において、前記
検出電圧及び検出電流を一定時間経過する毎に、サンプ
リングし、それぞれが一定数になる毎に、平均化して電
圧−電流軸の座標系に定義し、該平均化した検出電圧と
平均化した検出電流とが前記座標系に所定数収集される
毎に、ちらばりデータの算出を知らせる電圧−電流変化
傾向算出部と、前記ちらばりデータを読み、該ちらばり
データの複数の前記平均化した検出電圧と前記平均化し
た検出電流との最小誤差を最小二乗法によって求めて前
記座標系に、前記平均化した検出電圧と前記平均化した
検出電流が前記所定数収集された期間における電圧−電
流近似直線を定義する電圧−電流近似直線算出部と、前
記電圧−電流近似直線が求められる毎に、予め設定され
ている基準電流値と前記電圧−電流近似直線との交点か
ら前記座標系の電圧軸に垂線をおろしたときに電圧軸に
交わる交点を電圧値に基づいて残存容量を求めて表示す
る電池残存容量算出部とを備えたことを要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A battery remaining capacity measuring apparatus of the present invention comprises a detection section including a voltage sensor for detecting a terminal voltage of a battery connected to a load and a current sensor for detecting a current flowing through the load. Having a battery remaining capacity measuring device for displaying the obtained remaining capacity of the battery, the detection voltage and the detection current are sampled every time a fixed time elapses, and each time a fixed number is reached, the averaged value is obtained. Defined in the coordinate system of the voltage-current axis, and every time a predetermined number of the averaged detected voltage and the averaged detected current are collected in the coordinate system, a voltage-current change tendency notifying that the scattered data is calculated. The calculation unit, reading the scattered data, the minimum error between the plurality of averaged detected voltage and the averaged detected current of the scattered data is obtained by the least squares method in the coordinate system, Each time the voltage-current approximate straight line calculation unit that defines the voltage-current approximate straight line defining the voltage-current approximate straight line in the period in which the equalized detected voltage and the averaged detected current are collected by the predetermined number, each time the voltage-current approximate straight line is obtained, When a perpendicular line is drawn from the intersection of a preset reference current value and the voltage-current approximation straight line to the voltage axis of the coordinate system, the intersection point intersecting the voltage axis is displayed by obtaining the remaining capacity based on the voltage value. The gist of the present invention is to include a battery remaining capacity calculation unit.

【0016】また、前記検出部は、電圧センサー、電流
センサに加えて前記電池の温度を検出する温度センサー
を備え、かつ、前記電池の温度値と前記電圧値と残存容
量の比率とを対応させたテーブルを備え、前記電池残存
容量算出部は、前記電圧−電流近似直線が求められる毎
に、求められた前記座標系の電圧軸の前記電圧値及び前
記温度センサーの温度とを読み、この電圧値及び温度に
対応する前記テーブルの残存容量の比率を前記残存容量
として表示することを要旨とする。
In addition to the voltage sensor and the current sensor, the detection unit includes a temperature sensor for detecting the temperature of the battery, and the temperature value of the battery is associated with the voltage value and the ratio of the remaining capacity. The battery remaining capacity calculation unit reads the voltage value of the voltage axis of the coordinate system and the temperature of the temperature sensor, each time the voltage-current approximate straight line is obtained, and the voltage The gist is to display the ratio of the remaining capacity of the table corresponding to the value and the temperature as the remaining capacity.

【0017】また、前記平均化した検出電圧及び検出電
流が所定数集まる毎に、相関係数を求め、この相関係数
が第1の基準負相関係数及び第2の基準負相関係数(相
関の大小では、第1の基準負相関係数>第2の基準負相
関係数:数値的には第1の基準負相関係数の値<第2の
基準負相関係数の値)に対してどのような範囲にあるか
を判定し、前記相関係数の値が前記第2の基準負相関係
数の値より数値的に大きいときは、前記負荷が停止中と
判定する判定部とを備え、前記残存容量算出部は、前記
判定部によって前記負荷が停止中と判定され、かつイグ
ニッションがオンにされているときは、前記電圧−電流
近似直線算出部を停止させて、前記電圧センサからの検
出電圧及び前記電流センサからの検出電流に基づいて残
存容量を求める手段を備えたことを要旨とする。
Further, every time a predetermined number of the averaged detected voltages and detected currents are gathered, a correlation coefficient is obtained, and the correlation coefficient is the first reference negative correlation coefficient and the second reference negative correlation coefficient ( When the correlation is large or small, the first reference negative correlation coefficient> the second reference negative correlation coefficient: numerically, the value of the first reference negative correlation coefficient <the value of the second reference negative correlation coefficient) On the other hand, when the value of the correlation coefficient is numerically larger than the value of the second reference negative correlation coefficient, a determination unit that determines that the load is stopped. When the load is determined to be stopped by the determination unit, and the ignition is turned on, the remaining capacity calculation unit stops the voltage-current approximate straight line calculation unit, and the voltage sensor. A method for determining the remaining capacity based on the detected voltage from the sensor and the detected current from the current sensor. And summarized in that with a.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】実施の形態では、電気自動車に搭
載されたバッテリーの残存容量を測定する場合に本発明
の電池残存容量測定装置を用いた例を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the embodiments, an example of using the battery residual capacity measuring device of the present invention when measuring the residual capacity of a battery mounted on an electric vehicle will be described.

【0031】実施の形態1 図1は実施の形態1の概略構成図である。図において、
1〜11は上記図15と同様なものである。12は検出
値入力回路部である。検出値入力回路部12は、I/O
13、LPF15、A/D17より構成され、電圧セン
サ9及び電流センサ7からバッテリーの放電電流及び端
子電圧を検出電圧及び検出電流として入力し、ノイズを
除去してデジタル変換する。
First Embodiment FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the first embodiment. In the figure,
1 to 11 are the same as those in FIG. Reference numeral 12 is a detection value input circuit unit. The detection value input circuit unit 12 uses the I / O
13, the LPF 15 and the A / D 17, the battery discharge current and the terminal voltage are input as the detection voltage and the detection current from the voltage sensor 9 and the current sensor 7, noise is removed, and digital conversion is performed.

【0032】19はコンピュータである。コンピュータ
19のプログラム構成は、電圧−電流変化傾向算出部2
1、バッテリ残存容量算出部23、電圧−電流近似直線
算出部29等よりなり、イグニションキーの操作に伴っ
て、サブバッテリーからの電力によって動作状態とな
る。
Reference numeral 19 is a computer. The program configuration of the computer 19 is the voltage-current change tendency calculation unit 2
1, a battery remaining capacity calculation unit 23, a voltage-current approximate straight line calculation unit 29, and the like. The operation is performed by the electric power from the sub-battery in accordance with the operation of the ignition key.

【0033】電圧−電流変化傾向算出部21は、平均個
数判定手段27、電圧−電流平均化手段25よりなって
いる。
The voltage-current change tendency calculating section 21 comprises an average number judging means 27 and a voltage-current averaging means 25.

【0034】電圧ー電流平均化手段25は、検出値入力
回路部11からバッテリー3のデジタルの検出電流及び
電圧を入力し、第1の出力信号が平均個数判定手段27
から出力される毎に、検出電流及び検出電圧をサンプリ
ングし、サンプリング毎にそれぞれ前回の値と加算し、
それぞれ電圧データ及び電流データの総和としてメモリ
31に記憶し、また第2の出力信号が平均個数判定手段
27から出力される毎に、メモリ31の電圧データの総
和及び電流データの総和をそれぞれ加算回数に基づいて
平均化し、平均化毎にそれぞれ分けてメモリ33に記憶
する。また、第3の出力信号が出力される毎に、メモリ
31及びメモリ33の記憶値をクリアする。
The voltage-current averaging means 25 inputs the digital detection current and voltage of the battery 3 from the detection value input circuit section 11, and the first output signal is the average number judging means 27.
Each time it is output from, the detection current and the detection voltage are sampled, and each time it is added to the previous value,
The sum of the voltage data and the current data is stored in the memory 31, and each time the second output signal is output from the average number determination means 27, the sum of the voltage data and the sum of the current data of the memory 31 is added. Are averaged based on the above, and are stored in the memory 33 separately for each averaging. Also, every time the third output signal is output, the stored values in the memory 31 and the memory 33 are cleared.

【0035】平均個数判定手段27は、電気自動車が運
転中であることを示す負荷動作中信号が出力されている
間は、100ms毎に、第1の出力信号を電圧ー電流平
均化手段25に出力し、また検出電流及び電圧の加算数
が100個になる毎(10sになる毎に)に、第2の出
力信号を電圧ー電流平均化手段25に出力する。さら
に、メモリ33に平均電流値及び平均電圧値が100個
になったとき、つまり約16分になったときに、第3の
出力信号を電圧−電流平均化手段25及び電圧−電流近
似直線算出部29に出力する。
The average number judging means 27 outputs the first output signal to the voltage-current averaging means 25 every 100 ms while the load operation signal indicating that the electric vehicle is in operation is being output. A second output signal is output to the voltage-current averaging means 25 each time the number of detected currents and voltages added reaches 100 (every 10 seconds). Furthermore, when the average current value and the average voltage value in the memory 33 become 100, that is, when the average current value becomes approximately 16 minutes, the third output signal is calculated as the voltage-current averaging means 25 and the voltage-current approximate straight line calculation. It is output to the unit 29.

【0036】すなわち、電圧−電流平均化手段25と平
均個数判定手段27は、所定期間内毎にバッテリ3の放
電電流と電圧とのちらばりデータを得ている。
That is, the voltage-current averaging means 25 and the average number determining means 27 obtain the scatter data of the discharge current and the voltage of the battery 3 every predetermined period.

【0037】電圧−電流近似直線算出部29は、16分
経過したときの第3の出力信号が出力される毎に、メモ
リ33から複数の平均電圧値と平均電流値とを読み、両
方の誤差の二乗総和をとり、誤差を最小にするための
a、bを求め、このa、bに基づいて、16分間の電圧
ー電流近似直線関数(Y=aX+b)を求める。
The voltage-current approximate straight line calculation unit 29 reads a plurality of average voltage values and average current values from the memory 33 every time a third output signal is output after 16 minutes have elapsed, and the error of both is read. Then, a and b for minimizing the error are obtained, and a voltage-current approximate linear function (Y = aX + b) for 16 minutes is obtained based on the a and b.

【0038】バッテリ残存容量算出部23は、電圧−電
流近似直線算出部29で電圧ー電流近似直線関数が求め
られる毎に、予め決められている放電電流値Yから一次
式(Y=aX+b)に基づいて、電圧軸−電流軸上の電
圧値Xを特定し、この電圧値Xを表示部11に表示す
る。
Each time the voltage-current approximate straight line calculating unit 29 obtains the voltage-current approximate linear function, the battery remaining capacity calculating unit 23 converts the predetermined discharge current value Y into a linear expression (Y = aX + b). Based on this, the voltage value X on the voltage-current axis is specified, and this voltage value X is displayed on the display unit 11.

【0039】上記のように構成された電池残存容量測定
装置について以下に動作を説明する。図2は実施の形態
1の動作を説明するフローチャートである。
The operation of the battery residual capacity measuring device configured as described above will be described below. FIG. 2 is a flowchart explaining the operation of the first embodiment.

【0040】初めに、コンピュータはイグニッションキ
ーの操作に伴うサブバッテリからの電力の供給に伴っ
て、各部をチェックし、ROMのプログラムをRAMに
記憶する等の初期設定をする(S201)。そして、平
均個数判定手段27が負荷動作中信号に基づいて、電気
自動車が停車中かどうかを判断する(S203)。
First, the computer checks each part with the supply of electric power from the sub-battery in response to the operation of the ignition key, and performs the initial setting such as storing the ROM program in the RAM (S201). Then, the average number determination means 27 determines whether or not the electric vehicle is stopped based on the load operation signal (S203).

【0041】この、負荷動作中信号は、例えばアクセル
の操作量、スピードパルス量、ワイパーの回転量等が所
定以上のとき、又はエアコンのコンプレッサ等がスイッ
チング動作をしているときに、出力されるものであり、
この負荷動作中信号があったときに、電気自動車が動作
中と判断し、出力がなければ停止中と判断するものであ
る。
The load operation signal is output, for example, when the accelerator operation amount, the speed pulse amount, the wiper rotation amount, or the like is above a predetermined level, or when the air conditioner compressor or the like is performing a switching operation. Is something
When there is this load operation signal, it is determined that the electric vehicle is operating, and if there is no output, it is determined that the electric vehicle is stopped.

【0042】また、この動作中か停止中かの判定を相関
によって判定して負荷動作中信号を出力する場合もあ
る。この例については後述する実施の形態4で説明す
る。
There is also a case where the judgment whether the operation is being performed or the operation is stopped is made by the correlation and the load operation signal is outputted. This example will be described in a fourth embodiment described later.

【0043】次に、停車中でないとき、つまり動作中と
判断したときは、平均個数判定手段27は100ms経
過したかどうかを判断し(S205)、100ms経過
したときは、第1の出力信号を電圧−電流平均化算出手
段25に出力し、電圧−電流平均化算出手段25が検出
値入力回路部12からのバッテリー電圧(VOLT)、
放電電流(CURR)を読み(S207)、100ms
のときのサンプリングデータ(放電電流、電圧)をそれ
ぞれ前回の値と加算し、電圧データの総和値、電流デー
タの総和値としてメモリ31に記憶し、平均個数判定手
段27は加算回数をカウントする(S209)。
Next, when the vehicle is not stopped, that is, when it is determined that the vehicle is operating, the average number determination means 27 determines whether 100 ms has elapsed (S205). When 100 ms has elapsed, the first output signal is output. It outputs to the voltage-current averaging calculation means 25, and the voltage-current averaging calculation means 25 outputs the battery voltage (VOLT) from the detection value input circuit unit 12,
Read discharge current (CURR) (S207), 100ms
The sampling data (discharging current, voltage) at the time is added to the previous value and stored in the memory 31 as the total value of the voltage data and the total value of the current data, and the average number determination means 27 counts the number of additions ( S209).

【0044】次に、平均個数判定手段27はカウント値
Nが100か、つまり10sec経過したかどうかを判
断し(S211)、10s経過していないときは、制御
をステップS203に移して上記のように、電流−電圧
平均化算出手段25により、100ms間毎の放電電流
と電圧とを加算させて、加算回数をカウントする。
Next, the average number judging means 27 judges whether the count value N is 100, that is, whether 10 seconds have elapsed (S211), and if 10 seconds has not elapsed, the control is moved to step S203 and the above-mentioned is performed. Then, the current-voltage averaging calculation means 25 adds the discharge current and the voltage for each 100 ms, and counts the number of additions.

【0045】次に、平均個数判定手段27は10s経過
したとき、つまり、検出電流と検出電圧との加算回数が
100個になったときは、第2の出力信号を電流−電圧
平均化手段25に出力して、この10sの間の100個
の検出電流(電流データの総和)と電圧(電圧データの
総和)とをそれぞれ平均化させてメモリ33に記憶させ
る(S213)。そして、ステップS213での平均値
がそれぞれ100個になったかどうか、つまり約16分
経過したかどうかを判断し(S215)、約16分経過
していないときは、制御をステップS203に移して、
上記のように10sの間の100個の検出電流と電圧と
を加算し、加算回数に基づいた平均値を100個求めさ
せる。
Next, when the average number determination means 27 has passed 10 seconds, that is, when the number of times of addition of the detected current and the detected voltage has reached 100, the second output signal is changed to the current-voltage averaging means 25. Then, the 100 detected currents (sum of current data) and voltages (sum of voltage data) during 10 s are averaged and stored in the memory 33 (S213). Then, it is determined whether or not the average value in step S213 is 100, that is, whether or not about 16 minutes have elapsed (S215), and when about 16 minutes have not elapsed, control is transferred to step S203,
As described above, 100 detected currents and voltages during 10 s are added, and 100 average values based on the number of additions are obtained.

【0046】従って、電圧ー電流平均化手段25と平均
個数判定手段27は、16分の間に、図14に示すよう
な、負荷変動に応じた複数の放電特性における複数の電
圧と電流のちらばったデータを、図3に示すように、電
圧と電流軸上に得たことになる。
Therefore, the voltage-current averaging means 25 and the average number judging means 27 scatter a plurality of voltages and currents in a plurality of discharge characteristics according to load variations as shown in FIG. 14 during 16 minutes. The obtained data are obtained on the voltage and current axes as shown in FIG.

【0047】また、図3に示すように、時間の経過に伴
って、バッテリー3の電流と電圧とは、電圧が低下した
特性となっている。このようなことから、電圧−電流近
似直線算出部29を用いて以下の処理をする。
Further, as shown in FIG. 3, the current and voltage of the battery 3 have such characteristics that the voltage drops with the passage of time. Therefore, the following processing is performed using the voltage-current approximate straight line calculation unit 29.

【0048】ステップS215で平均個数判定手段27
が約16分になったと判定したときは、第3の出力信号
を電圧ー電流平均化手段25及び電圧−電流近似直線算
出部29に出力する。電圧−電流近似直線算出部29は
メモリ33から100個の平均電圧値と平均電流値とを
読み、両方の誤差の二乗総和(最小二乗方)をとった一
次式(Y=aX+b)のa、bを求める。
In step S215, the average number determination means 27
When it is determined that the time becomes about 16 minutes, the third output signal is output to the voltage-current averaging means 25 and the voltage-current approximate straight line calculation unit 29. The voltage-current approximate straight line calculation unit 29 reads 100 average voltage values and average current values from the memory 33, and takes the sum of squares of both errors (least square method), a of the linear expression (Y = aX + b), Find b.

【0049】そして、バッテリ残存容量算出部23が、
この一次式(Y=aX+b)と予め決められている放電
電流値とから電圧値を特定する(S217)。
Then, the battery remaining capacity calculation unit 23
A voltage value is specified from this linear expression (Y = aX + b) and a predetermined discharge current value (S217).

【0050】これは、図3に示すように、電圧軸と電流
軸上における放電電流値Yに対応する電圧−電流近似直
線関数の電圧を特定していることになる。
This means that, as shown in FIG. 3, the voltage of the voltage-current approximate linear function corresponding to the discharge current value Y on the voltage axis and the current axis is specified.

【0051】このときの放電電流を10Aとすると、図
3にしめす電圧は一次式Y=aX+bに基づいて求める
と24Vよりわずかに高い電圧値となっている。
When the discharge current at this time is 10 A, the voltage shown in FIG. 3 has a voltage value slightly higher than 24 V when calculated based on the linear expression Y = aX + b.

【0052】ここで、近似直線の求めかたについて、多
少説明する。例えば電流と電圧の両方の誤差の二乗の総
和をSとすると、
Here, how to obtain the approximate straight line will be described to some extent. For example, let S be the sum of the squared errors of both current and voltage,

【数1】 次に、特定した電圧値を求める毎に、バッテリ残存容量
算出部23は、その特定した電圧値を表示部35に表示
させる(S219)。
[Equation 1] Next, each time the specified voltage value is obtained, the battery remaining capacity calculation unit 23 causes the display unit 35 to display the specified voltage value (S219).

【0053】次に、終了かどうか、つまりイグニッショ
ンOFFかどうかを判断し、終了でないときは制御をス
テップS203に移して上記と同様に、運転中の間は、
所定時間内毎の電圧と電流とのちらばりデータが求めら
れる毎に、このちらばりデータから電流と電圧との両方
の誤差が最も小さくなるV−I近似直線が求められ、こ
のV−I近似直線とあらかじめ決められた基準放電電流
値に基づいて、電圧が特定されて表示される。
Next, it is judged whether or not it is the end, that is, whether the ignition is OFF, and if it is not the end, the control is moved to step S203, and similarly to the above, during the operation,
Every time the scatter data of the voltage and the current is obtained within a predetermined time, a VI approximation line that minimizes the error between the current and the voltage is obtained from the scatter data, and the VI approximation line is obtained. The voltage is specified and displayed based on a straight line and a predetermined reference discharge current value.

【0054】従って、運転中に求めらる各V−I近似直
線は、電圧と電流の変動を十分に考慮した近似直線関数
であるから、V−I近似直線が求められる毎に特定した
電圧値は一定の基準放電電流における端子電圧を代表す
る値となる。
Therefore, since each VI approximated straight line obtained during operation is an approximated straight line function in which fluctuations in voltage and current are sufficiently taken into consideration, the voltage value specified each time the VI approximated straight line is obtained. Is a value representative of the terminal voltage at a constant reference discharge current.

【0055】また、変動が激しくて電圧と電流の変化の
割合が激しくなると、より多くのちらばりデータを得ら
れるため、その変化傾向を顕著に捕らえることができ
る。
Further, when the fluctuation is so great that the rate of change in the voltage and the current is too great, more variation data can be obtained, so that the change tendency can be noticed remarkably.

【0056】実施の形態2 一般にバッテリというのは、温度によって、V−I特性
は急激に変化したりする。実施の形態1では、電圧値そ
のものが温度変化を含んだ値であるから、長期間に渡っ
て運転していれば、電圧を表示することで残りが検討が
つくが、さらに分かり安くするために、温度変化を考慮
してバッテリの残存容量を求めて表示するのが実施の形
態2である。
Embodiment 2 Generally, in a battery, the VI characteristic changes abruptly depending on the temperature. In the first embodiment, since the voltage value itself is a value that includes a temperature change, the rest can be considered by displaying the voltage if the vehicle is operated for a long period of time. In the second embodiment, the remaining capacity of the battery is calculated and displayed in consideration of the temperature change.

【0057】図5は実施の形態2の概略構成図である。
図において、1〜33は上記図1と同様なものである。
4はバッテリ3に設けられ、温度を検出する温度センサ
である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the second embodiment.
In the figure, 1 to 33 are the same as those in FIG.
A temperature sensor 4 is provided in the battery 3 and detects the temperature.

【0058】コンピュータ41のプログラム構成は図1
と同様な電圧ー電流変化傾向算出部21とバッテリ残存
容量算出部44から構成されている。
The program configuration of the computer 41 is shown in FIG.
The voltage / current change tendency calculation unit 21 and the battery remaining capacity calculation unit 44 similar to the above are included.

【0059】バッテリ残存容量算出部44は、電圧−電
流近似直線算出部29の近似直線関数に基づいて、バッ
テリ3の端子電圧を特定したとき、温度センサ4のバッ
テリの検出温度を読み、この温度と特定電圧に対応する
残存容量をメモリ44から読込んで表示部11に出力す
る。
When the terminal voltage of the battery 3 is specified on the basis of the approximate linear function of the voltage-current approximate linear calculation unit 29, the battery remaining capacity calculation unit 44 reads the temperature detected by the temperature sensor 4 for the battery, and reads this temperature. Then, the remaining capacity corresponding to the specific voltage is read from the memory 44 and output to the display unit 11.

【0060】メモリ44には、図6に示すようにバッテ
リ3の温度とバッテリ3の端子電圧に応じた残存容量が
記憶されている。この図6の対応表は、テーブルとして
いるがバッテリ3の温度とバッテリ3の端子電圧に応じ
た残存容量を示す関数として記憶してもよい。
As shown in FIG. 6, the memory 44 stores the remaining capacity according to the temperature of the battery 3 and the terminal voltage of the battery 3. Although the correspondence table of FIG. 6 is a table, it may be stored as a function indicating the remaining capacity according to the temperature of the battery 3 and the terminal voltage of the battery 3.

【0061】上記のように構成された実施の形態2の電
池残存容量測定装置について以下に動作を説明する。図
7は実施の形態2の動作を説明するフローチャートであ
る。
The operation of the battery residual capacity measuring apparatus of the second embodiment having the above-described structure will be described below. FIG. 7 is a flowchart explaining the operation of the second embodiment.

【0062】図7に示すようにステップS701〜ステ
ップS717は図2のステップS201〜ステップS2
17と同様な処理であり、電圧−電流変化傾向算出部2
1の電圧−電流平均化手段25、平均個数判定手段27
と電圧−電流近似直線算出部29が上記と同様に、電圧
センサ9及び電流センサ7からのバッテリー3の端子電
圧及び負荷に流れる電流を100ms間毎に読み、10
s経過する毎まで加算して平均化し、この平均化された
電圧と電流を100個得て、電圧−電流のちらばりのデ
ータを得て、このちらばりデータに基づいて、電圧−電
流近似直線関数を求め、電圧−電流近似直線関数と基準
放電電流とよりバッテリ3の端子電圧Xを特定する(S
701〜S717)。
As shown in FIG. 7, steps S701 to S717 are steps S201 to S2 of FIG.
The same process as 17 is performed, and the voltage-current change tendency calculation unit 2
1 voltage-current averaging means 25, average number determination means 27
Similarly to the above, the voltage-current approximate straight line calculation unit 29 reads the terminal voltage of the battery 3 from the voltage sensor 9 and the current sensor 7 and the current flowing through the load every 100 ms, and reads 10
Every time s elapses, the values are added and averaged, 100 averaged voltages and currents are obtained, and data of the voltage-current scattering is obtained. Based on the scattering data, the voltage-current approximate straight line is obtained. The function is obtained, and the terminal voltage X of the battery 3 is specified from the voltage-current approximate linear function and the reference discharge current (S
701-S717).

【0063】そして、バッテリ残存容量算出処理部44
は、特定電圧Xが入力すると、検出値入力回路部12よ
り、温度センサ4のバッテリ温度を読み(S719)、
特定電圧Xとバッテリ温度に対応する残存容量をメモリ
42から読み(S721)、表示部11に表示させる
(S723)。
Then, the battery remaining capacity calculation processing unit 44
When the specific voltage X is input, reads the battery temperature of the temperature sensor 4 from the detection value input circuit unit 12 (S719),
The remaining capacity corresponding to the specific voltage X and the battery temperature is read from the memory 42 (S721) and displayed on the display unit 11 (S723).

【0064】次に、終了かどうかを判断し(S72
5)、終了でないときは、制御をステップS703に移
して、上記と同様な処理させる。
Next, it is judged whether or not it is finished (S72).
5) If not finished, control is transferred to step S703, and the same processing as above is performed.

【0065】従って、バッテリ残存容量算出処理部44
は、近似直線関数によって得た特定電圧より、メモリ4
2の温度と電圧と残存容量比率に対応する比率を残存容
量として表示するので、装置の構成が簡単になると共に
安価で、かつ精度の高い残存容量を表示している。
Therefore, the battery remaining capacity calculation processing unit 44
Is the memory 4 from the specific voltage obtained by the approximate linear function.
Since the ratio corresponding to the temperature, voltage and remaining capacity ratio of 2 is displayed as the remaining capacity, the structure of the device is simplified and the remaining capacity is displayed at low cost and with high accuracy.

【0066】また、温度と電圧とに基づいた、残存容量
であるため、運転者が表示された電圧値に基づいて、残
存容量を推定しなくともよいので、初めて乗車した運転
者でも正確に残存容量を知ることができる。
Further, since the remaining capacity is based on the temperature and the voltage, the driver does not have to estimate the remaining capacity based on the displayed voltage value. You can know the capacity.

【0067】実施の形態3 図8は実施の形態3の概略構成図である。図において、
1〜33は上記図1と同様なものである。52はバッテ
リ残存容量算出部である。バッテリ残存容量算出部52
は起動判定手段54を備え、負荷動作中信号が入力した
ときに、電圧−電流変化傾向算出部21と電圧−電流近
似直線算出部29を動作させて、上記と同様に近似直線
関数を求めて電圧を特定し、この電圧に基づいて残存容
量を求める。
Third Embodiment FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the third embodiment. In the figure,
1 to 33 are the same as those in FIG. Reference numeral 52 is a battery remaining capacity calculation unit. Battery remaining capacity calculator 52
Is equipped with a start-up determination means 54, and operates the voltage-current change tendency calculation unit 21 and the voltage-current approximate straight line calculation unit 29 to obtain an approximate straight line function in the same manner as above when a load operation signal is input. The voltage is specified, and the remaining capacity is calculated based on this voltage.

【0068】また、負荷が動作していないときは、電圧
−電流変化傾向算出部21と電圧−電流近似直線算出部
29とを停止させ、検出電圧と検出電流とに基づいてバ
ッテリの残存容量を求めて表示させる。また、負荷動作
中というのは、負荷の変化が所定以上のときに出力され
るものであり、負荷動作停止は負荷の変化が所定以下の
とき(ただし装置がON状態にされているとき)の状態
である。
When the load is not operating, the voltage-current change tendency calculation unit 21 and the voltage-current approximate straight line calculation unit 29 are stopped, and the remaining capacity of the battery is calculated based on the detected voltage and the detected current. Display in search. In addition, “during load operation” is output when a change in load is greater than or equal to a predetermined value, and load operation is stopped when the change in load is less than or equal to a predetermined value (however, when the device is in the ON state) It is in a state.

【0069】この起動判定手段52を設けるのは、電圧
−電流近似直線関数というのは、ある程度、電圧と電流
のばらつきがあって初めて、精度の高い電圧−電流近似
直線が求められるものである。しかし、例えば電気自動
車が停車中(但し、イグニションキーがON状態)のと
きは、負荷の変化はほとんどないので、図9の(a)及
び(b)に示すように、バッテリ3の電圧及び電流も変
化しないため、V−I特性は図9の(c)に示すように
ほとんどばらついてはいない。
The start-judgment means 52 is provided as a voltage-current approximation straight line function, in which a highly accurate voltage-current approximation straight line can be obtained only when the voltage and current vary to some extent. However, for example, when the electric vehicle is stopped (however, the ignition key is in the ON state), there is almost no change in the load. Therefore, as shown in (a) and (b) of FIG. Since it does not change, the VI characteristic hardly varies as shown in FIG. 9 (c).

【0070】このため、電圧−電流変化傾向算出部21
と電圧−電流近似直線算出部29とを停止させるように
するためである。
Therefore, the voltage-current change tendency calculation unit 21
This is to stop the voltage-current approximate straight line calculation unit 29.

【0071】次に、動作を説明する。図10は実施の形
態3の動作を説明するフローチャートである。バッテリ
残存容量算出処理部に関しては、バッテリ温度と電圧値
に基づいて残存容量を算出する実施の形態2のものであ
ってもよいが本例では、実施の形態1のバッテリ残存容
量算出処理部にしている場合を説明する。
Next, the operation will be described. FIG. 10 is a flowchart explaining the operation of the third embodiment. The battery remaining capacity calculation processing unit may be that of the second embodiment in which the remaining capacity is calculated based on the battery temperature and the voltage value, but in this example, the battery remaining capacity calculation processing unit of the first embodiment is used. The case will be described.

【0072】図10に示すようにステップS1001〜
ステップS1021は図2のステップS201〜ステッ
プS221と同様な処理であり、電圧−電流変化傾向算
出部21の電圧−電流平均化手段25、平均個数判定手
段27と電圧−電流近似直線算出部29が上記と同様
に、電圧センサ9及び電流センサ7からのバッテリー3
の端子電圧及び負荷に流れる電流を100ms間毎に読
み、10s経過するまで加算して平均化し、この平均化
された電圧と電流を100個得て、電圧−電流のちらば
りデータを得て、このちらばりデータに基づいて、電圧
−電流近似直線関数を求め、電圧−電流近似直線関数と
基準放電電流とよりバッテリ3の端子電圧Xを特定して
残存容量を求める(S1001〜S1021)。
As shown in FIG. 10, steps S1001 to S1001
Step S1021 is a process similar to steps S201 to S221 in FIG. 2, and the voltage-current averaging means 25, the average number determination means 27, and the voltage-current approximate straight line calculation section 29 of the voltage-current change tendency calculating section 21 are processed by Similar to the above, the battery 3 from the voltage sensor 9 and the current sensor 7
The terminal voltage and the current flowing through the load are read every 100 ms, and the values are added and averaged until 10 s elapse, and 100 averaged voltages and currents are obtained to obtain the voltage-current scattering data. A voltage-current approximation linear function is obtained based on this scattering data, the terminal voltage X of the battery 3 is specified from the voltage-current approximation linear function and the reference discharge current, and the remaining capacity is obtained (S1001 to S1021).

【0073】また、ステップS1003で起動判定手段
52が電気自動車が停車中と判断した場合、つまり負荷
動作停止信号が出力されているときは、起動判定手段5
2は電圧−電流変化傾向算出部21と電圧−電流近似直
線算出部29とを停止させ、そして、バッテリ残存容量
算出部52は検出値入力回路部12からの電流及び電圧
をサンプリングし、この両方の値に基づいて残存容量を
求めて表示する(S1023)。従って、バッテリの端
子電圧及び放電電流が著しく変動している場合も、逆に
安定している場合でも、常に正確な残存容量を得ること
ができる。
Further, when the start determination means 52 determines in step S1003 that the electric vehicle is stopped, that is, when the load operation stop signal is output, the start determination means 5
2 stops the voltage-current change tendency calculation unit 21 and the voltage-current approximate straight line calculation unit 29, and the battery remaining capacity calculation unit 52 samples the current and voltage from the detection value input circuit unit 12, The remaining capacity is obtained and displayed based on the value of (S1023). Therefore, an accurate remaining capacity can always be obtained even when the terminal voltage and discharge current of the battery fluctuate remarkably or conversely.

【0074】実施の形態4 図11は実施の形態4の概略構成図である。図におい
て、1〜54は上記と同様なものである。コンピュータ
56は電圧−電流変化傾向算出部21と、電圧−電流近
似直線算出部29と、バッテリ残存容量算出部54と判
定部58とよりなっている。判定部58は、第3の出力
信号の入力に伴って起動し、メモリ33に記憶されてい
る検出電圧と検出電流のちらばりデータより、相関係数
を求め、この相関係数と第1の基準負相関係数と第2の
基準負相関係数とに基づいて、負荷が所定以上変動して
いるか又は所定以下かどうかを判定し、その判定結果を
バッテリ残存容量算出部54に出力する。また、求めた
相関係数が両方の基準負相関係数の間にあるときは、バ
ッテリ3の残存容量が所定以下になっていることを示す
信号を表示部11に出力する。この第1及び第2の基準
相関係数は図13に示すように、例えば第1の基準負相
関係数が−0.9で第2の基準負相関係数が−0.8と
している。
Fourth Embodiment FIG. 11 is a schematic configuration diagram of the fourth embodiment. In the figure, 1 to 54 are the same as above. The computer 56 includes a voltage-current change tendency calculation unit 21, a voltage-current approximate straight line calculation unit 29, a battery remaining capacity calculation unit 54, and a determination unit 58. The determination unit 58 is activated in response to the input of the third output signal, obtains a correlation coefficient from the scattered data of the detected voltage and the detected current stored in the memory 33, and determines the correlation coefficient and the first Based on the reference negative correlation coefficient and the second reference negative correlation coefficient, it is determined whether the load fluctuates by a predetermined amount or more or is less than a predetermined value, and the determination result is output to the battery remaining capacity calculation unit 54. When the obtained correlation coefficient is between both reference negative correlation coefficients, a signal indicating that the remaining capacity of the battery 3 is below a predetermined level is output to the display unit 11. As shown in FIG. 13, the first and second reference correlation coefficients are, for example, -0.9 for the first reference negative correlation coefficient and -0.8 for the second reference negative correlation coefficient.

【0075】これらの基準負相関係数は、図13に示す
ように、バッテリというのは、負荷がある程度変動して
いるときは負の相関を示しており、時間の経過に伴っ
て、電圧と電流の相関分布は、図13に示すようにな
る。そこで、第1の基準相関係数は強い負の相関に近い
値(例えば−0.9)とし、また負かの変動が小さいと
きは図3に示すように、相関係数は弱い負の相関に近い
値(例えば−0.8)となる。つまり、両方の基準相関
係数は第1の基準相関係数>第2の基準相関係数として
いる。
As shown in FIG. 13, these reference negative correlation coefficients indicate that the battery has a negative correlation when the load is fluctuating to some extent, and with the passage of time, the battery has a negative correlation with the voltage. The correlation distribution of the current is as shown in FIG. Therefore, the first reference correlation coefficient is set to a value close to a strong negative correlation (for example, −0.9), and when the negative variation is small, the correlation coefficient is a weak negative correlation, as shown in FIG. Is a value close to (for example, -0.8). That is, both reference correlation coefficients are set to the first reference correlation coefficient> the second reference correlation coefficient.

【0076】次に動作を説明する。図12は実施の形態
2の動作を説明するフローチャートである。図12に示
すようにステップS1201〜ステップS1213は図
2のステップS201〜ステップS215と同様な処理
であり、電圧−電流変化傾向算出部21の電圧−電流平
均化手段25、平均個数判定手段27が、電圧センサ9
及び電流センサ7からのバッテリー3の端子電圧及び負
荷に流れる電流を100ms間毎に読み、10s経過す
るまで加算して平均化し、この平均化された電圧と電流
を100個得て、電圧−電流のちらばりの散布表を作成
する。そして、第3の出力信号を判定部58に出力して
起動させる(S1201〜S1213)。
Next, the operation will be described. FIG. 12 is a flowchart explaining the operation of the second embodiment. As shown in FIG. 12, steps S1201 to S1213 are the same processes as steps S201 to S215 in FIG. 2, and the voltage-current averaging means 25 and the average number determining means 27 of the voltage-current change tendency calculating unit 21 are used. , Voltage sensor 9
And, the terminal voltage of the battery 3 from the current sensor 7 and the current flowing through the load are read every 100 ms, added and averaged until 10 s has elapsed, 100 averaged voltages and currents are obtained, and the voltage-current is obtained. Create a scatter table of the scattered leaflets. Then, the third output signal is output to the determination unit 58 and activated (S1201 to S1213).

【0077】次に、判定部58はメモリ33の電圧−電
流のちらばりデータより相関係数を求める(S121
5)。
Next, the determination unit 58 obtains the correlation coefficient from the voltage-current scattering data of the memory 33 (S121).
5).

【0078】この相関係数rの求め方は、相関係数算出
部がメモリ33から100個の10sの間の複数の平均
電圧値と平均電流値とを読み、両方の相関係数rを下記
の式に基づいて求める(S217)。
To obtain this correlation coefficient r, the correlation coefficient calculation unit reads a plurality of average voltage values and average current values for 100 s from the memory 33, and calculates both correlation coefficients r as follows. (S217).

【0079】[0079]

【数2】 次に、相関係数rが−0.9以下かどうかを判断する
(S1217)。−0.9以下と判断したときは、車両
が動作中であると判定して(S1219)、電圧−電流
近似直線算出部29を起動させて、最小二乗法により電
流−電圧近似直線関数を求めさせる(S1221)。
[Equation 2] Next, it is determined whether the correlation coefficient r is −0.9 or less (S1217). When it is determined to be −0.9 or less, it is determined that the vehicle is operating (S1219), the voltage-current approximate linear calculation unit 29 is activated, and the current-voltage approximate linear function is obtained by the least square method. (S1221).

【0080】次に、バッテリ残存容量算出部54に車両
が動作中であることを知らせて、電流−電圧近似直線関
数により上記のようにバッテリ残存容量を算出させる
(S1223)。そして、コンピュータ56はイグニッ
ションキーのOFFかどうかを判断し(S1225)、
OFFでないときは、制御をステップS1203に移し
て上記の動作を実施させる。
Next, the battery remaining capacity calculation unit 54 is informed that the vehicle is operating, and the battery remaining capacity is calculated as described above by the current-voltage approximate linear function (S1223). Then, the computer 56 determines whether or not the ignition key is OFF (S1225),
If it is not OFF, the control is moved to step S1203 and the above operation is performed.

【0081】また、ステップS1217で−0.9より
求めた相関関数rが大きいとき、例えばrが−0.85
のときは、−0.8以下かどうかを判定する(S122
7)。
When the correlation function r calculated from -0.9 in step S1217 is large, for example, r is -0.85.
If it is, it is determined whether it is −0.8 or less (S122).
7).

【0082】−0.8以下のときは、求めた相関係数r
が−0.9と−0.8の間にあると判定し(S122
9)、残存容量低下のウォーニングを表示部11にさせ
て、制御をステップS1225に移す(S1225)。
When −0.8 or less, the obtained correlation coefficient r
Is determined to be between -0.9 and -0.8 (S122
9) The display unit 11 is caused to warn that the remaining capacity is low, and control is passed to step S1225 (S1225).

【0083】また、ステップS1227で求めた相関係
数rが−0.8より大きいと判定したとき、例えば−
0.7のときは、車両が停止中と判定し(S123
3)、電圧−電流近似直線算出部29を停止させ、バッ
テリ残存容量算出部54に車両が停止中であることを知
らせる。
When it is determined that the correlation coefficient r obtained in step S1227 is larger than -0.8, for example,-
When 0.7, it is determined that the vehicle is stopped (S123
3) Stop the voltage-current approximate straight line calculation unit 29 and notify the battery remaining capacity calculation unit 54 that the vehicle is stopped.

【0084】そして、バッテリ残存容量算出部54に、
電圧、電流安定状態での残存容量を算出させる(S12
35)。
Then, in the battery remaining capacity calculation section 54,
The remaining capacity in voltage and current stable states is calculated (S12
35).

【0085】つまり、実施の形態4では図13に示すよ
うに、イグニッションキーの操作があると、時間の経過
に伴った相関係数を求め、相関係数が無相関に近い値
(第2の基準相関値)になったときに、停車したと判定
して、警告等の処理はせず、統計的に求めた第1の基準
相関値以下になったときにバッテリー低下の警告を表示
部11に出力するのである。
That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 13, when the ignition key is operated, the correlation coefficient with the passage of time is obtained, and the correlation coefficient is close to a non-correlation value (second value). (Reference correlation value), it is determined that the vehicle has stopped and no processing such as warning is performed. When the statistical reference value is less than or equal to the first reference correlation value, the low battery warning is displayed. Output to.

【0086】従って、温度センサが無くとも、かつ例え
ばアクセルの操作量、スピードパルス量、ワイパーの回
転量、放電電流が所定以上流れたか等を検出しなくとも
バッテリー低下を正確に検出できる共に、バッテリ低下
を判定するのための放電特性等のマップ等をROMに記
憶しなくとも判定できる。
Therefore, even if the temperature sensor is not provided and the battery operation can be accurately detected without detecting, for example, the operation amount of the accelerator, the speed pulse amount, the rotation amount of the wiper, whether the discharge current has flowed more than a predetermined value, and the like. It is possible to make a determination without storing a map of discharge characteristics or the like for determining a decrease in the ROM.

【0087】また、このようなマップを用いなくとも、
簡単にバッテリー低下を正確に検出できるので、例えバ
ッテリが交換されても又は測定する負荷が代わったとし
ても、何等ROMの内容を変える必要がない。
Even without using such a map,
Since the low battery can be detected easily and easily, it is not necessary to change the contents of the ROM even if the battery is replaced or the load to be measured is changed.

【0088】また、本実施の形態4の判定部は実施の形
態1、実施の形態2又は実施の形態3の電池残存容量測
定装置に備えてもよい。
Further, the judging section of the fourth embodiment may be provided in the battery remaining capacity measuring apparatus of the first, second or third embodiment.

【0089】なお、上記各実施の形態では電気自動車の
バッテリの残存容量を例にして説明したが携帯用パソコ
ン、携帯電話等に本発明の電池残存容量測定装置を用い
てもよい。
In each of the above-mentioned embodiments, the remaining capacity of the battery of the electric vehicle has been described as an example, but the battery remaining capacity measuring device of the present invention may be used in a portable personal computer, a mobile phone or the like.

【0090】また、上記各実施の形態では、電圧−電流
近似直線を得るのに、平均をとって求めたが、あらかじ
め決められた近似直線式に代入して加算、積算、除算等
を実施して求めてもよい。
In each of the above-mentioned embodiments, the voltage-current approximate straight line is obtained by averaging, but it is substituted into a predetermined approximate linear formula to perform addition, integration, division, etc. You may ask.

【0091】また、上記実施の形態では、収集時間を1
6分としたが、取り付ける装置によっては、より短くと
も又は長くともよい。
In the above embodiment, the collection time is set to 1
Six minutes was used, but it may be shorter or longer depending on the device used.

【0092】[0092]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、運転中に
求められる電圧−電流近似直線は、バッテリの電圧と電
流の変動を十分に考慮したものとなると共に、電圧−電
流近似直線が求められる毎に特定した電圧値は、一定の
基準電流におけるバッテリの端子電圧を代表する値とな
り、例え検出した電圧と電流との変化の割合に相関が無
くとも、求められた電圧は精度が高い。
As described above, according to the present invention, the voltage-current approximation straight line obtained during operation is one in which the voltage and current fluctuations of the battery are sufficiently taken into consideration, and the voltage-current approximation straight line is obtained. The voltage value specified each time becomes a value that represents the terminal voltage of the battery at a constant reference current, and even if there is no correlation in the rate of change between the detected voltage and current, the obtained voltage is highly accurate. .

【0093】また、ちらばりデータが出力される毎に、
電圧−電流特性算出部により、複数の電圧と電流との誤
差が最小二乗法によって近似直線を求めるようにしたの
で、例え、負荷の変動が激しくとも、求められた直線は
誤差が小さいという効果が得られている。
Also, every time the scattered data is output,
Since the voltage-current characteristic calculation unit obtains an approximate straight line by the method of least squares for the error between a plurality of voltages and currents, even if the load changes drastically, the obtained straight line has an effect that the error is small. Has been obtained.

【0094】また、電圧−電流近似直線関数が求められ
る毎に、電圧−電流近似直線関数から予め決められた所
定の放電電流に対応する電圧値が算出され、この電圧値
が電池の残存容量として表示するようにしたので、この
表示された電圧の変化を見ていれば、残存容量が低下し
ていることが分かるという効果が得られている。
Each time the voltage-current approximation linear function is obtained, a voltage value corresponding to a predetermined discharge current is calculated from the voltage-current approximation linear function, and this voltage value is used as the remaining capacity of the battery. Since the display is made, it is possible to obtain an effect that it can be seen that the remaining capacity is lowered by observing the change in the displayed voltage.

【0095】また、電池の温度値と前記電圧値と残存容
量の比率とを対応させたテーブルを備え、電圧−電流近
似直線が求められる毎に、求められた電圧軸の電圧値及
び温度センサーの温度とを読み、この電圧値及び温度に
対応するテーブルの残存容量の比率を残存容量として表
示することにより、温度センサがあっても計算が簡略で
きる。
Further, a table in which the temperature value of the battery is associated with the voltage value and the ratio of the remaining capacity is provided, and each time the voltage-current approximate straight line is obtained, the obtained voltage value of the voltage axis and the temperature sensor By reading the temperature and displaying the ratio of the remaining capacity in the table corresponding to the voltage value and the temperature as the remaining capacity, the calculation can be simplified even with the temperature sensor.

【0096】さらに、平均化した検出電圧及び検出電流
が所定数集まる毎に、相関係数を求め、この相関係数が
第2の基準負相関係数の値より数値的に大きいときは、
負荷が停止中と判定する。そして、停止中と判定され、
かつイグニッションがオンにされているときは、電圧−
電流近似直線の算出を停止させて、電圧センサからの検
出電圧及び電流センサからの検出電流に基づいて残存容
量を求める。このため、負荷の変動に関係なく残存容量
を正確に求められる。
Further, a correlation coefficient is calculated every time a predetermined number of averaged detected voltages and detected currents are gathered. When this correlation coefficient is numerically larger than the value of the second reference negative correlation coefficient,
Determine that the load is stopped. And it is determined that it is stopped,
And the ignition is turned on, the voltage-
The calculation of the current approximation line is stopped, and the remaining capacity is obtained based on the detected voltage from the voltage sensor and the detected current from the current sensor. Therefore, the remaining capacity can be accurately obtained regardless of the fluctuation of the load.

【0097】[0097]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施の形態1の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment.

【図2】実施の形態1の動作を説明するフローチャート
である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the first embodiment.

【図3】バッテリのV−I特性の傾向を説明する説明図
である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a tendency of a VI characteristic of a battery.

【図4】バッテリの端子電圧の傾向を説明する説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a tendency of a terminal voltage of a battery.

【図5】実施の形態2の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a second embodiment.

【図6】メモリ42の温度と電圧と残存容量との関係を
示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature, the voltage, and the remaining capacity of the memory 42.

【図7】実施の形態2の動作を説明するフローチャート
である。
FIG. 7 is a flowchart illustrating the operation of the second embodiment.

【図8】実施の形態3の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a third embodiment.

【図9】負荷の変化が非常に小さいときの電圧と電流と
相関を説明する説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a correlation between a voltage and a current when a load change is very small.

【図10】実施の形態3の動作を説明するフローチャー
トである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of the third embodiment.

【図11】実施の形態4の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment.

【図12】実施の形態4の動作を説明するフローチャー
トである。
FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the fourth embodiment.

【図13】実施の形態3の相関係数の判定を説明する説
明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating determination of a correlation coefficient according to the third embodiment.

【図14】バッテリの放電特性を説明する説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating discharge characteristics of a battery.

【図15】従来の電池残存容量計の概略構成図である。FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a conventional battery remaining capacity meter.

【図16】電圧と電流の相関がないときの説明図であ
る。
FIG. 16 is an explanatory diagram when there is no correlation between voltage and current.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 自動車負荷 3 バッテリ 7 電流センサ 9 電圧センサ 12 検出値入力回路部 21 電圧−電流変化傾向算出部 23 バッテリ残存容量算出部 25 電圧−電流平均化手段 27 平均個数判定手段 29 電圧−電流近似直線算出部 52 起動判定手段 1 car load 3 battery 7 Current sensor 9 Voltage sensor 12 Detection value input circuit 21 Voltage-current change tendency calculator 23 Battery Remaining Capacity Calculation Unit 25 voltage-current averaging means 27 Average number determination means 29 Voltage-current approximate straight line calculation unit 52 Start-up determination means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下山 憲一 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会 社内 (72)発明者 熊谷 了 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会 社内 (72)発明者 高田 良秀 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会 社内 (56)参考文献 特開 平3−200082(JP,A) 特開 平6−34727(JP,A) 特開 平6−59003(JP,A) 特開 平2−162275(JP,A) 実開 平4−115084(JP,U)   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kenichi Shimoyama               1500 Onjuku, Susono City, Shizuoka Prefecture Yazaki General Stock Company               In-house (72) Inventor Ryo Kumagai               1500 Onjuku, Susono City, Shizuoka Prefecture Yazaki General Stock Company               In-house (72) Inventor Yoshihide Takada               1500 Onjuku, Susono City, Shizuoka Prefecture Yazaki General Stock Company               In-house                (56) References JP-A-3-200082 (JP, A)                 JP-A-6-34727 (JP, A)                 JP-A-6-59003 (JP, A)                 JP-A-2-162275 (JP, A)                 Actual Kaihei 4-115084 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 負荷に接続された電池の端子電圧を検出
する電圧センサと前記負荷に流れる電流を検出する電流
センサとよりなる検出部を有して、求められた前記電池
の残存容量を表示する電池残存容量測定装置において、 前記検出電圧及び検出電流を一定時間経過する毎に、サ
ンプリングし、それぞれが一定数になる毎に、平均化し
て電圧−電流軸の座標系に定義し、該平均化した検出電
圧と平均化した検出電流とが前記座標系に所定数収集さ
れる毎に、ちらばりデータの算出を知らせる電圧−電流
変化傾向算出部と、 前記ちらばりデータを読み、該ちらばりデータの複数の
前記平均化した検出電圧と前記平均化した検出電流との
最小誤差を最小二乗法によって求めて前記座標系に、前
記平均化した検出電圧と前記平均化した検出電流が前記
所定数収集された期間における電圧−電流近似直線を定
義する電圧−電流近似直線算出部と、 前記電圧−電流近似直線が求められる毎に、予め設定さ
れている基準電流値と前記電圧−電流近似直線との交点
から前記座標系の電圧軸に垂線をおろしたときに電圧軸
に交わる交点を電圧値に基づいて残存容量を求めて表示
する電池残存容量算出部とを有することを特徴とする電
池残存容量測定装置。
1. A display unit for displaying the obtained remaining capacity of the battery, comprising a detection unit including a voltage sensor for detecting a terminal voltage of a battery connected to a load and a current sensor for detecting a current flowing in the load. In the battery residual capacity measuring device, the detection voltage and the detection current are sampled every time a certain time has elapsed, and each time a constant number is sampled, averaged and defined in the coordinate system of the voltage-current axis, and the average Each time a predetermined number of the detected voltage and the averaged detected current that have been converted are collected in the coordinate system, a voltage-current change tendency calculation unit that notifies the calculation of scatter data, and the scatter data is read, and the scatter data is read. A minimum error between a plurality of the averaged detection voltages of the data and the averaged detection current is obtained by the least square method in the coordinate system, and the averaged detection voltage and the averaged detection current are in front of each other. A voltage-current approximation straight line calculation unit that defines a voltage-current approximation straight line in a period in which a predetermined number of data are collected, and a preset reference current value and the voltage-current approximation line each time the voltage-current approximation straight line is obtained. A battery having a battery remaining capacity calculation unit for displaying and displaying a remaining capacity based on a voltage value at an intersection intersecting with the voltage axis when a perpendicular line is drawn from the intersection with a straight line to the voltage axis of the coordinate system. Remaining capacity measuring device.
【請求項2】 前記検出部は、電圧センサー、電流セン
サに加えて前記電池の温度を検出する温度センサーを備
え、かつ、前記電池の温度値と前記電圧値と残存容量の
比率とを対応させたテーブルを備え、 前記電池残存容量算出部は、前記電圧−電流近似直線が
求められる毎に、求められた前記座標系の電圧軸の前記
電圧値及び前記温度センサーの温度とを読み、この電圧
値及び温度に対応する前記テーブルの残存容量の比率を
前記残存容量として表示することを特徴とする請求項1
記載の電池残存容量測定装置。
2. The detection unit includes a temperature sensor for detecting the temperature of the battery in addition to a voltage sensor and a current sensor, and associates the temperature value of the battery with the voltage value / remaining capacity ratio. The battery remaining capacity calculation unit reads the voltage value of the voltage axis of the coordinate system and the temperature of the temperature sensor, each time the voltage-current approximate straight line is obtained, and the voltage The ratio of the remaining capacity of the table corresponding to the value and the temperature is displayed as the remaining capacity.
The battery residual capacity measuring device described.
【請求項3】 前記平均化した検出電圧及び検出電流が
所定数集まる毎に、相関係数を求め、この相関係数が第
1の基準負相関係数及び第2の基準負相関係数(相関の
大小では、第1の基準負相関係数>第2の基準負相関係
数:数値的には第1の基準負相関係数の値<第2の基準
負相関係数の値)に対してどのような範囲にあるかを判
定し、前記相関係数の値が前記第2の基準負相関係数の
値より数値的に大きいときは、前記負荷が停止中と判定
する判定部とを備え、 前記残存容量算出部は、前記判定部によって前記負荷が
停止中と判定され、かつイグニッションがオンにされて
いるときは、前記電圧−電流近似直線算出部を停止させ
て、前記電圧センサからの検出電圧及び前記電流センサ
からの検出電流に基づいて残存容量を求める手段を有す
ることを特徴とする請求項1又は2記載の電池残存容量
測定装置。
3. A correlation coefficient is calculated every time a predetermined number of the averaged detected voltages and detected currents are gathered, and the correlation coefficient is the first reference negative correlation coefficient and the second reference negative correlation coefficient ( When the correlation is large or small, the first reference negative correlation coefficient> the second reference negative correlation coefficient: numerically, the value of the first reference negative correlation coefficient <the value of the second reference negative correlation coefficient) On the other hand, when the value of the correlation coefficient is numerically larger than the value of the second reference negative correlation coefficient, a determination unit that determines that the load is stopped. The remaining capacity calculation unit, when the determination unit determines that the load is stopped, and the ignition is turned on, the voltage-current approximate straight line calculation unit is stopped, the voltage sensor Means for obtaining the remaining capacity based on the detected voltage from the sensor and the detected current from the current sensor. Battery remaining capacity measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein that.
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