JP5936097B2

JP5936097B2 - 車両情報取得装置

Info

Publication number: JP5936097B2
Application number: JP2011148955A
Authority: JP
Inventors: 富田　直樹; 直樹富田
Original assignee: Techtom Ltd
Current assignee: Techtom Ltd
Priority date: 2011-07-05
Filing date: 2011-07-05
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2031-07-05
Also published as: JP2013015088A

Description

本発明は車両情報取得装置に関し、詳しくは、車両のエンジン電子制御装置に装備されている故障診断コネクタへ接続する後付けの電子装置、例えば、コネクタ一体型無線接続タイプの車載端末であり、故障診断コネクタに接続された後に車両に搭載されているバッテリの電圧を測定してバッテリの不具合を早期に検出する装置に関する。

従来からバッテリの充電状態を検知する手法としては、バッテリ液の比重を測定してバッテリの充電状態を推定するものや充放電電流を測定してバッテリの充電状態を推定する方法が一般的で、そのほかに充電状態を日常的に検知することで、充電不足になる頻度が多くなったときにバッテリが劣化していると判定する手法も周知である。
そのほか、エンジンを駆動した状態でバッテリの電源を直接Ａ／Ｄコンバータを介してＣＰＵに取り込み電圧の劣化状態を時間軸で検知する手法も存在する。

特開平６−２８０５８９号公報

しかしながら、従来技術で説明したバッテリの充電状態を検知する手法において、バッテリ液の比重を測定してバッテリの状態を推定する方法では、バッテリ液の比重を常時自動的に測定する機器は高価であるという問題点があった。また、充放電電流を測定してバッテリの状態を推定する手法では、充電効率を無視しているため誤差が大きいという問題がある。
さらに、充電状態を日常的に検知する手法においては、自動的に検知することができないため充電状態の検知が結構面倒であるという問題がある。
また、バッテリの電源を直接Ａ／Ｄコンバータに入力する手法においては、エンジンを駆動した状態で検知するため、バッテリ本来の電圧が正確に検出できないという問題がある。

従って、故障診断コネクタに取付けて使用する後付けの電子装置において、その電子装置自体でバッテリの電圧を測定できる機構を備え、車両のイグニッションＳＷがＯＦＦの時でもバッテリの電圧を直接測定し、当該電子装置内のメモリに記録し、または当該電子装置に搭載されている無線ＬＡＮモジュールにて送信できるような機能を有する装置に解決しなければならない課題を有する。

上記課題を解決するために、本願発明の装置は、次に示す構成にすることである。

車両情報取得装置は、車両に備えられた故障診断コネクタに接続可能なコネクタと、前記コネクタを介して、前記車両のエンジン電子制御装置からのデータを受信する受信手段と、前記車両に搭載されたバッテリに、前記車両のイグニッションスイッチを介さずに接続し、前記バッテリの電圧を測定する測定手段とを備え、前記イグニッションスイッチがオンかオフかを検出し、前記イグニッションスイッチがオフである場合に、前記測定手段が前記バッテリの電圧を繰り返し測定することにより、前記バッテリの劣化状態を把握可能にした。
前記コネクタを介して前記バッテから供給される電力で動作するＣＰＵを備え、前記測定手段は、前記ＣＰＵに内蔵されたＡ／Ｄコンバータであり、前記イグニッションスイッチがオフであることを検出した場合に、前記ＣＰＵがスリープ状態となり、前記ＣＰＵが前記スリープ状態から復帰したとき、前記Ａ／Ｄコンバータが前記バッテリの電圧を測定し、前記ＣＰＵが再びスリープ状態となることが好ましい。
所定の時間が経過する毎に、あるいは、所定の時刻になる毎に、前記ＣＰＵが前記スリープ状態から復帰することが好ましい。

本発明に係る装置においては、故障診断コネクタに引き込まれているイグニッションＳＷ回路を経由しないバッテリからの電源線を利用して、この電源線の電圧を車両のイグニッションＳＷがＯＦＦのときに測定することでバッテリの劣化具合をより正確に把握することができる。

本願発明に係る車両情報取得装置を示す略示的なブロック図である。車両のイグニッションＳＷがＯＦＦの状態で、直接バッテリの電圧を測定する手法を示したフローチャートである。

本願発明に係る車両情報取得装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

本発明に係る車両情報取得装置は、図１に示すように、例えば、コネクタと一体型に作成されており、車両のエンジン電子制御装置に備えられた故障診断コネクタ（ＯＢＤコネクタ）３２に接続して、この故障診断コネクタ３２からの様々なデータを受信するというものであるが、特に、電源関係の問題で、故障診断コネクタ３２に後付けの電子装置（車両情報取得装置）を取付けたときに、コネクタ４２からのバッテリ１０直の電源を自身に供給することができ、そのため、車両のイグニッションＳＷがＯＦＦのときでオルタネータが廻っていないときにバッテリ１０の電圧を直に測定することができ、この電圧の測定を経時的に行うことでバッテリ１０の電圧の一定時間経過後の電圧変化を捉えて劣化状態を把握して、且つこの電圧変化状態を記憶手段に記憶させ、さらに外部のスマートフォン等の無線ＬＡＮ機器６１に送信する機能を備えたところに特徴がある。

エンジン電子制御装置１１は、所謂、ＥＣＵであり、インジェクタやイグナイタ等の車載機器の動作を制御するものであり、このエンジン電子制御装置１１は、回転数を測定する回転センサ１２、空気量を測定するエアフロアセンサ１３、冷却水温を測定する水温センサ１４、スロットルバルブの開度を測定するスロットルセンサ１５、排ガス中の酸素濃度を検出するＯ_２センサ１６、スタータモータを始動するスタータスイッチ１７等の信号を入出力回路２１を経由でマイコン２３のＩ／Ｏ２４に入力し、これらの入力信号を基に、マイコン２３のＣＰＵ２５がＲＯＭ２７に記憶された各種制御プログラムにしたがって、適宜データをＲＡＭ２６に一時記憶させながら、エンジンにとって最適な噴射量、噴射タイミング、点火時期を計算し、インジェクタ１８、イグナイタ１９等の車載機器にＩ／Ｏ２４、入出力回路２１を経由して出力する。

電源回路２２は、外部の蓄電池であるバッテリ１０とイグニッションＳＷを介して接続され、イグニッションＳＷがＯＮされるとバッテリ１０からの電源が供給される。

また、マイコン２３のシリアルＩ／Ｏ２８は通信回路３１経由でＣＡＮ／Ｋ−Ｌｉｎｅに接続され、このＣＡＮ／Ｋ−Ｌｉｎｅは故障診断コネクタ３２に接続されている。
この故障診断コネクタ３２には、ＣＡＮ／Ｋ−Ｌｉｎｅの接続の他に、バッテリ１０からの電源の１２Ｖ／２４Ｖラインが直に接続されている。

故障診断コネクタ３２に接続されたコネクタ４２を介して様々なデータを受信することができる車両情報取得装置４１は、例えば、コネクタ一体型無線接続タイプの車載端末であり、故障診断コネクタ３２から出力されるエンジン回転数等の各種データを車両Ｉ／Ｆ回路４３で受けて、その受けた各種データをＣＰＵ４９で処理する。ＣＰＵ４９で処理された各種のデータは走行データ記録用メモリ５１に記録されると同時に無線ＬＡＮモジュール５２を介して外部の無線ＬＡＮ機器であるスマートフォンに送信する。
尚、無線ＬＡＮ機器は、スマートフォンに限定されることなく、例えば、車載ＡＶ、ナビゲーション、ドライブレコーダ、デジタルタコグラフ、ゲーム機器、テレマ端末、計測器等でもよく、これらは無線ＬＡＮモジュールを備え、各種のデータを処理するＣＰＵが搭載されていることが必要である。

ＣＰＵ４９は、電源回路４４からの電力供給によって動作し、設定記憶用不揮発性メモリ４８内の各種設定パラメータに応じてこの車両情報取得装置４１の全体動作を制御する。この設定記憶用不揮発性メモリ４８には、自動車メーカー、車種、通信方法、その他車両情報取得装置４１の動作に必要な各種パラメータ等が格納されている。

無線ＬＡＮモジュール５２は、無線ＬＡＮ通信機能を構成するもので、アンテナを有し、無線ＬＡＮに接続されて高速無線通信を行うもので、例えば、使用周波数が２．４ＧＨｚ帯で通信速度が最大１１Ｍビット／秒の規格のものを使用している。

そして、ＣＰＵ４９で処理する一つとして、バッテリ１０の電圧を直に取込んで信号に変換して処理するＡ／Ｄコンバータ５４を備えた構成となっている。
尚、図示していないがＡ／Ｄコンバータ５４の入力回路には、必要に応じて分圧回路を設けてあるものとする。
このＡ／Ｄコンバータ５４は、所謂、測定手段であり、バッテリ１０からの電源電圧１２Ｖ／２４Ｖであるアナログ値の入力電圧を入力し、この入力した入力電圧に応じてデジタル出力値を出力するものである。
デジタル出力値は、ＣＰＵ４９に入力され、予め設定されている演算式を使用してデジタル出力値に基づいた電圧値を得る。
この電圧値が例えばイグニッションＳＷがＯＦＦしてから所定時間経過後の値で、その値が予め設定されている値よりも低いものであればバッテリ１０の劣化状態が進行しているものと推定する。このイグニッションＳＷがＯＦＦしてから所定時間経過後についての所定時間は自由に設定変更できることは勿論のことである。

そして、このＡ／Ｄコンバータ５４に取り込むタイミングとしてリアルタイムクロック（ＲＴＣ）４７を利用して、取り込む時期や取り込む時間の間隔を設定する。例えば、エンジン停止１時間後、２時間後などに、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）４７からのトリガでＣＰＵ４９を起動し、バッテリ電圧データを測定したり、同様に、定時測定（毎日午前３時とか・・）の電圧も得ることができる。
このようにして、Ａ／Ｄコンバータ５４を介して得られた電圧値を測定する。そして、例えば、時間軸に対して電圧の値が一定の水準よりも小さくなっている場合には、バッテリ１０の劣化が進んでいると推定することができるのである。

このように、車両のイグニッションＳＷがＯＦＦ時においても、バッテリ１０の電圧を測れるようにすることで、オルタネータから充電電流を供給されていない状態のバッテリ１０の電圧を測定することができ、バッテリ１０の劣化具合をより正確に把握することができる。

また、バッテリ１０の電圧は、例えバッテリ１０が劣化していてもオルタネータが廻っていると充電が継続されある程度の電圧になってしまうため、オルタネータの動作時にはバッテリ１０の電圧で劣化程度を推定するのは難しい。
そのため、本実施例のように、エンジン停止（イグニッションＳＷがＯＦＦ）一定時間経過後にバッテリ１０の電圧を測定した場合、劣化しているバッテリ１０の場合は正常なバッテリ１０に比べて電圧の低下が大きくなる。これを記録・通知することにより、バッテリ１０の不具合に基づくトラブルになる前にバッテリ交換を促すことができる。

図２に示すフローチャートは、車両の電源がオフ（イグニッションＳＷがＯＦＦ）の状態で、直接バッテリ１０の電圧を測定する手法を示したものである。
先ず、車両情報取得装置４１の電源がＯＮされている状態から、ＣＰＵ４９が起動している状態で車両のイグニッションＳＷがＯＦＦであるかどうかを検出する（ステップＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ１３）。イグニッションＳＷがＯＦＦであるならば車両に電源が供給されておらず且つオルタネータも廻っていないため、バッテリ１０への充電がなされていないことを示す。
次に、イグニッションＳＷがＯＦＦであるときには、ＣＰＵ４９をスリープモードに移行する（ステップＳＴ１４）。
次に、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）４７を利用して、所定時間経過したかを検出する。これは、例えば、イグニッションＳＷがＯＦＦになったこと、即ち、エンジンが停止したときから所定時間、例えば、エンジン停止１時間後に検出する（ステップＳＴ１５）。
イグニッションＳＷがＯＦＦしてから所定時間経過したときに、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）４７からのトリガによりＣＰＵ４９を起動し、バッテリ１０からの電源電圧（１２Ｖ／２４Ｖ）であるアナログ値の入力電圧をＡ／Ｄコンバータ５４に入力する（ステップＳＴ１６、ＳＴ１７）。
次に、Ａ／Ｄコンバータ５４から出力されたデジタル出力値を、予め設定されている演算式を使用して測定電圧値を特定する（ステップＳＴ１８）。
特定された測定電圧値をメモリに記憶し、或は無線ＬＡＮモジュール５２を利用して、外部の無線ＬＡＮ機器６１であるスマートフォンに送信して、バッテリの状態を検知できるようにする(ステップＳＴ１９)。

無線ＬＡＮ機器６１であるスマートフォンは、通信機能、電子メール機能、インターネット接続機能などのほか、無線ＬＡＮモジュール６３が搭載され、その構成要素であるＣＰＵ７３は、二次電池を備えた電源部６２からの電力供給によって動作し、記憶部６７内の各種のプログラムに応じてこのスマートフォンの全体動作を制御する。この記憶部６７は、ＲＯＭ、ＲＡＭを有する構成で、そのプログラム領域には、例えば、車両情報取得装置４１で得られた様々な走行データを参酌して瞬間燃費、平均燃費、積算距離等を算出するためのプログラムが格納されている。

無線通信部６６は、アンテナに接続された送受信部の受信側から信号を取込んで受信ベースバンド信号に復調したのちに、スピーカ７１から音声出力させる。また、無線通信部６６は、マイク６９から入力された音声データを取込み、送信ベースバンド信号に符号化したのちに送受信部の送信側に与えられたアンテナから送信出力させる。また、電子メール機能或はインターネット接続機能によって無線通信部６６を介して受信取得した表示データは、高品位表示が可能なＬＣＤ（液晶表示装置）などの表示部６４に与えられて表示出力される。また、無線ＬＡＮモジュールから得られたデータをパケットデータとしてインターネット等で送信することも出来る。

操作部６５は、各種の操作キー、ポインティングデバイスなどを有し、ダイヤル入力、文字入力、コマンド入力などを行う。ＣＰＵ７３は、操作部６５からの操作入力信号に応じた処理を実行する。ＲＴＣ（リアルタイムクロックモジュール）６８は、時計部を構成するもので、ＣＰＵ７３は、ＲＴＣ６８から現在日時を取得する。報知部７２は、スピーカ７１、ＬＥＤ（発光ダイオード）、振動モータを備え、電話・メール着信時に駆動されて着信報知を行うほか、アラーム報知時にも駆動される。

無線ＬＡＮモジュール６３は、無線ＬＡＮ通信機能を構成するもので、アンテナを有し、無線ＬＡＮに接続されて高速無線通信を行うものであり、例えば、使用周波数が２．４ＧＨｚ帯で通信速度が最大１１Ｍビット／秒の規格のものを使用している。

以上のような構成からなる車両情報取得装置を、エンジン電子制御装置の故障診断コネクタにコネクタを差込んで接続する。するとエンジン電子制御装置で得られた様々な各種のデータを故障診断コネクタを介して得ることができる。この各種のデータ、即ち、各種の走行データを無線ＬＡＮモジュールを介して無線ＬＡＮ機器であるスマートフォン側に送信すると共に走行データ記録用メモリに逐次蓄積する。このように、得られた各種の走行データをメモリに蓄積することで、スマートフォン側で受信できていなくとも、メモリに蓄積することで、受信できていない分を補充等することが可能となる。一方、スマートフオン側では操作部の操作により車両情報取得装置からの各種の走行データを読み込むようにすると、無線ＬＡＮモジュールを介して車両情報取得装置側から、走行データを受信できる。

そして、車両のイグニッションＳＷがＯＦＦになったときから一定時間経過後のバッテリからの電圧をＡ／Ｄコンバータ５４に入力し、その出力されたデジタル出力値を予め設定されている演算式を使用して測定電圧値を特定し、この特定された測定電圧値をメモリに記憶し、或は無線ＬＡＮモジュール５２を利用して、外部の無線ＬＡＮ機器６１であるスマートフォンに送信して、バッテリ１０の状態を検知できるようにするというものである。

また、イグニッションＳＷがＯＦＦした後の一定時間経過後にバッテリ１０の電圧を測定した場合、劣化しているバッテリ１０の場合は正常なバッテリ１０に比べて電圧の低下が大きくなるため、バッテリの不具合を早期に検出することが可能となる。

故障診断コネクタに取付けて使用する後付けの車両情報取得装置において、その車両情報取得装置自体でバッテリの電圧を測定できる機構を備え、車両のイグニッションＳＷがＯＦＦの時でもバッテリの電圧を直接測定し、当該車両情報取得装置内のメモリに記録し、または当該車両情報取得装置装置に搭載されている無線ＬＡＮモジュールにて送信できるような機能を有する装置を提供する。

１０バッテリ
１１エンジン電子制御装置
１２回転センサ
１３エアフロセンサ
１４水温センサ
１５スロットルセンサ
１６Ｏ_２センサ
１７スタータスイッチ
１８インジェクタ
１９イグナイタ
２１入出力回路
２２電源回路
２３ＣＰＵ
２４Ｉ／Ｏ
２５演算処理部
２６ＲＡＭ
２７ＲＯＭ
２８シリアルＩ／Ｏ
３１通信回路
３２故障診断コネクタ
４１車両情報取得装置
４２コネクタ
４３車両Ｉ／Ｆ回路
４４電源回路
４５リセット回路
４６保護回路
４７ＲＴＣ
４８設定記憶用不揮発性メモリ
４９ＣＰＵ
５１走行データ記録用メモリ
５２無線ＬＡＮモジュール
５４Ａ／Ｄコンバータ
６１無線ＬＡＮ機器
６２電源部
６３無線ＬＡＮモジュール
６４表示部
６５操作部
６６無線通信部
６７記憶部
６８ＲＴＣ
６９マイク
７１スピーカ
７２報知部
７３ＣＰＵ

Claims

車両に備えられた故障診断コネクタに接続可能なコネクタと、
前記コネクタを介して、前記車両のエンジン電子制御装置からのデータを受信する受信手段と、
前記コネクタを介して、前記車両に搭載されたバッテリに、前記車両のイグニッションスイッチを介さずに接続し、前記バッテリの電圧を測定する測定手段と、
を備え、
前記イグニッションスイッチがオンかオフかを検出し、前記イグニッションスイッチがオフである場合に、前記測定手段が前記バッテリの電圧を繰り返し測定することにより、前記バッテリの劣化状態を把握可能にした、
車両情報取得装置。
前記コネクタを介して前記バッテリから供給される電力で動作するＣＰＵを備え、
前記測定手段は、前記ＣＰＵに内蔵されたＡ／Ｄコンバータであり、
前記イグニッションスイッチがオフであることを検出した場合に、前記ＣＰＵがスリープ状態となり、
前記ＣＰＵが前記スリープ状態から復帰したとき、前記Ａ／Ｄコンバータが前記バッテリの電圧を測定し、前記ＣＰＵが再びスリープ状態となる、
請求項１記載の車両情報取得装置。
所定の時間が経過する毎に、あるいは、所定の時刻になる毎に、前記ＣＰＵが前記スリープ状態から復帰する、
請求項２記載の車両情報取得装置。