JPH0139069B2

JPH0139069B2 -

Info

Publication number: JPH0139069B2
Application number: JP55029226A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Matsushige; Hiromi Yoshioka
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1980-03-10
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1989-08-17
Also published as: JPS56126777A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は自動車用蓄電池の容量を検知する方法
に関する。

自動車を運転している際にその蓄電池（以下バ
ツテリと称する）の現在の容量を把握できると、
運転者はその状態に応じて機敏な処置、例えば容
量低下を認めた場合に走行に支障のない範囲で電
気負荷をしや断する等の処置、をとることが可能
となり、バツテリ上り等による路上故障を未然に
防止することができる。さらに、劣化による容量
低下を知ることにあり、そのバツテリのメンテナ
ンス時期をある程度予知することができる。

しかしながら、バツテリの容量を正確に知るた
めにはそのバツテリを完全放電させることが必要
であるため、車載状態でそのバツテリ容量を検知
する、あるいは運転中に常時これをモニタし、そ
の結果を運転者に知らしめるような方法及び装置
は、従来存在しなかつた。

車載バツテリの異常を検知する方法として、バ
ツテリ液の比重、液レベルを検出する等の方法は
従来より行われているが、この種の方法には次の
如き問題点があつた。即ち、(イ)大電流時は無論の
こと、通常使用状態における充放電電流程度の電
流が流れている際はバツテリ容量に対するバツテ
リ液の比重の応答性が極めて器く、車載されてい
る際のバツテリでは容量と比重との間に一定の関
係が成立しない、(ロ)実用上、バツテリの１セルの
みの比重、液レベルを検知することになるため、
例えば他のセルにおける極板シヨート等の特定の
故障モードを検知することができない、(ハ)車両振
動によつて誤動作が生じる恐れがある、(ニ)補液に
よつて誤差が生じる恐れがある、(ホ)電気的なアナ
ログ信号を検出結果として得ることが困難である
等である。

従つて本発明は従来技術の以上述べた如き不都
合を解決するものであり、本発明の目的は、自動
車用バツテリの容量を運転中においても精度良く
検知できる容量検知方法を提供することにある。

上述の目的を達成する本発明の特徴は、大電流
放電中における互いに異なる値を示す複数時点の
バツテリ放電電流と該各放電電流流出時のバツテ
リ端子電圧とを検出し、該検出した電流及び電圧
値から当該バツテリの起電力及び短絡時のデツド
シヨート電流を算出し、該算出した起電力及びデ
ツドシヨート電流から該バツテリの最大出力を算
出し、あらかじめ実験的に求めたバツテリの容量
と最大出力との相関関係を表わす関数を用いて前
記算出した最大出力から当該バツテリの容量を算
出することにある。

以下本発明の理論的根拠について図面を用いて
説明する。

一般に、放電時のバツテリの端子電圧V_Bと放
電電流I_Bとの間には第１図に示す如き関係があ
る。同図において、横軸は放電電流I_B、縦軸は端
子電圧I_B、実線ａはその放電特性（V_B−I_B特性）
をそれぞれ示している。スタータ駆動時（クラン
キング時）のように大電流の放電域においては、
このV_B−I_B特性はほとんど直線で近似することが
でき、従つて、放電電流がI₁の際の端子電圧を
V₁、放電電流がI₂の際の端子電圧をV₂とすると、
バツテリの内部抵抗ｒは上記直線の傾きから求め
られる。即ち、次式で表わされる。

ｒ＝V₂−V₁／I₁−I₂ ……(1) また、バツテリの起電力E₀は第１図の直線部
をI_B＝０まで外挿した値から求めることができ、
従つて次式で表わされる。

E₀＝V₁＋I₁（V₂−V₁）／I₁−I₂ ……(2) さらに、バツテリを短絡した時のデツドシヨー
ト電流I_sは第１図の直線部をV_B＝０まで外挿した
値であり、これはまた第(1)及び(2)式からも次式の
如く求めることができる。

I_s＝E₀／ｒ＝I₁V₂−V₁I₂／V₂−V₁ ……(3) このデツドシヨート電流I_sと起電力E₀とを乗算
すると、バツテリから取り出し得る最大電力の４
倍の値P₀が得られこれは次式で表わされる。

P₀＝E₀・I_s＝（I₁V₂−V₁I₂）²／（V₂−V₁）（I₁−I₂
）……(4) 第１図において、ｂの部分の面積は、このP₀
に対応しており、ｃの部分の面積ははP₀／４、
即ち、バツテリの最大出力に対応している。

クランキング時のバツテリの放電電流I_B及び端
子電圧V_Bは一定ではなく、第２図に示す如く、
クランク軸の回転角により大きく変動する。同図
において、(A)は端子電圧V_B、(B)は放電電流I_Bの波
形をそれぞれ示しているスタータを起動した際の
放電電流を起動電流とすると、この起動電流は第
２図においてI₁で示され、その時の端子電圧はV₁
で表わされる。また、この起動電流I₁が流れた時
点からクランク軸が180゜回転する間の最小電流を
I₂とし、この時の端子電圧をV₂とすれば、バツテ
リから取り出し得る最大出力の４倍の値P₀は前
述の第(4)式から求めることができる。なお上述の
ようにクランク軸が180゜回転する間の最小電流を
得るのはエンジンが４気筒の場合であり、６気筒
の場合はクランク軸が120゜回転する間の最小電流
を得ることになる。また、その他の気筒数におい
ては、この角度が異なる。

このように本発明は、クランキング時の電流及
び電圧の変動を積極的に利用し、クランキング時
の最大電流である起動電流I₁と、I₁が流れた時の
バツテリ端子電圧V₁と、起動からクランク軸が
その気筒数から一義的に定まる角度、例えば４気
筒で180゜回転する間の最大電流I₂と、この時の端
子電圧V₂とを測定することにより、大電流放電
中の互いに異なる値の放電電流及びそれらの各放
電電流流出時の端子電圧を測定し、これによりバ
ツテリから取り出し得る最大出力の４倍の値P₀
を求めようとするものである。なお、放電電流及
び端子電圧の測定点は２点に限らず、複数点であ
れば良い。

さて、バツテリの容量とP₀との間には次式に
示す如き相関関係がある。

容量＝AP₀＋Ｂ ……(5) ただし、Ａ，Ｂはバツテリの種類によつて定ま
る定数であり、バツテリの液温、バツテリ液レベ
ルの影響はほとんど受けない。

クランキング時の放電電流I₁及びI₂、端子電圧
V₁及びV₂からバツテリ容量を算出する演算式は、
上記第(5)式に第(4)式を代入して次式で与えられ
る。

容量＝Ａ｛（I₁V₂−V₁I₂）²／（V₂−V₁）（I₁−I₂
）｝＋Ｂ……(6) 第３図は規定容量に設定したバツテリを車載状
態でクランキングし、第(6)式を用いてバツテリの
容量を検知した実験結果と真のバツテリ容量とを
比較する図である。同図において、横軸は演算に
より求めた容量、縦軸は真の容量をそれぞれ示し
ている。横軸と縦軸の目盛は同一であり、従つて
実線ｄは演算による容量が真の容量に一致する点
を示している。また破線ｅ及びｆに挾まれる範囲
は、許容される誤差範囲を表わしている。実験に
際してバツテリは、液レベルが上限表示線レベル
（Ｆレベル）のもの、下限表示線レベル（Ｌレベ
ル）のもの、液温が＋15℃のもの、０℃のもの、
−15℃のものをそれぞれ使用したが第３図からも
明らかの如く、本発明によれば、液レベル、液温
の補正なくして精度良く容量を検知することがで
きる。

次に本発明を実施例により説明する。

第４図は本発明を達成する一実施例のブロツク
図であり、第５図は第４図をより具体化して表わ
した回路図である。第４図において、１０はクラ
ンキング電流I_Bに対応する出力電圧e₁を発生する
I_B検出回路、１２はバツテリ端子電圧V_Bに対応す
る出力電圧e₂を発生するV_B検出回路、１４はク
ランキング開始時の起動電流に対応する出力電圧
e₁を検出するためのピークホールド回路からなる
I₁検知回路、１６は起動電流I₁が流れた際のバツ
テリ端子電圧V₁に対応する出力電圧e₂を検出す
るためのピークホールド回路から成るV₁検知回
路、１８は起動からクランク軸が180゜回転する間
の最小電流I₂に対応する出力電圧e₁を検出するた
めのピークホールド回路から成るI₂検知回路、２
０は最小電流I₂が流れた際のバツテリ端子電圧V₂
に対応する出力電圧e₂を検出するためのピークホ
ールド回路から成るV₂検知回路、２２はＡ／Ｄ
変換器、２４は前述の第(6)式の演算を行うように
プログラムされたマイクロコンピユータから成る
演算回路、２６はＤ／Ａ変換器、２８はエンジン
が運転されることによるバツテリの充放電電流の
積算値に対応した出力電圧を発生する充放電電気
量算出回路、３０は演算回路２４によつて算出さ
れたクランキング時のバツテリ容量と算出回路２
８からのエンジン運転中の充放電電流積算値とを
加算する加算回路、３２はバツテリ容量を表示す
るモニタ機構、３４は検知回路１４，１６，１
８，２０、演算回路２４及び充放電電気量算出回
路２８の制信号を発生する制御信号発生回路をそ
れぞれ表わしている。

以下、各回路の構成及び動作について第５図を
用いて詳説する。

バツテリ４０はスタータケーブル４１を介して
スタータ４２に接続されると共に、ヒユージブル
リンク４４を介してイグニツシヨンスイツチ４６
に接続されている。イグニツシヨンスイツチ４６
はイグニツシヨン端子（IG端子）４６ａ及びス
タータ端子（ST端子）４６ｂを備えており、ク
ランキング時にはまずIG端子４６ａがオンとり
次いでST端子４６ｂがオンとなる。これにより、
スタータリレー４８の励磁コイル４８ａに電流が
流れてその接点４８ｂがオンとなりスタータ４２
のマグネツトスイツチ４２ａが駆動されてバツテ
リ４０からスタータ４２にクランキング電流I_Bが
流れエンジンが回転を開始する。このときのクラ
ンキング電流I_Bは、バツテリ４０とスタータ４２
間の配線抵抗r_sを既知とすれば、バツテリ端子電
圧V_Bとスタータ端子電圧V_sとの差を知ることに
より次式で求めることができる。

I_B＝V_B−V_s／r_s ……(7) オペレーシヨナルアンプ５０及び抵抗R₁，R₂，
R₃，R₄から成る差動増幅回路は、このクランキ
ング電流I_Bを検出するためのI_B検出回路１０を構
成しており、その出力電圧e₁はR₁＝R₂、R₃＝R₄
とすると、次式で表わされる如くクランキング電
流I_Bに対応した値となる。

e₁＝R₄（V_B−V_s）／R₁＝R₄・r_s／R₁・I_B ……(8) オペレーシヨナルアンプ５２及び抵抗R₁₉，
R₂₀で構成される非反転増幅回路はバツテリ端子
電圧V_Bを検出するV_B検出回路１２を構成してお
り、その出力電圧e₂は次式で表わされる如くバツ
テリ端子電圧V_Bに対応した値となる。

e₂＝R₁₉＋R₂₀／R₁₉・V_B ……(9) トランジスタTr₅、コンデンサC₆，C₇、ダイオ
ードD₇、抵抗R₂₉，R₃₀，R₃₁から成る回路は、制
御信号発生回路３４においてI₁検知回路１４及び
V₁検知回路１６用の制御信号を形成する部分で
ある。イグニツシヨンスイツチ４６のIG端子４
６ａがオンとなると、この状態ではトランジスタ
Tr₅のベース電流は流れないからのトランジスタ
Tr₅はオフであり、従つてIG端子４６ａから抵抗
R₃₀及びコンデンサC₆に電流が流れ、抵抗R₃₁の
両端に正側の微分パルスが発生する。ただしR₃₀
≪R₃₁とする。次いでイグニツシヨンスイツチ４
６のST端子４６ｂがオンになると、トランジス
タTr₅に抵抗R₂₉を介してベース電流が流れてこ
のトランジスタTr₅はオンとなる。次いでクラン
キングが終了し、ST端子４６ｂがオフとなると、
トランジスタTr₅のベース電流がしや断され、こ
のトランジスタTr₅はオフとなり、IG端子４６ａ
から抵抗R₃₀及びコンデンサC₆に電流が流れ、抵
抗R₃₁の両端に正側の微分パルスが発生する。こ
のように、イグニツシヨン電圧（IG電圧）の立
ち上り及びスタータ電圧（ST電圧）の立ち下り
時にそれぞれ形成される正側の微分パルスは制御
信号としてI₁検知回路１４及びV₁検知回路１６に
印加せしめられる。なお、コンデンサC₇はノイ
ズによる誤動作防止用のものである。

オペレーシヨナルアンプ５４、ダイオードD₁、
トランジスタTr₁、電界効果トランジスタ
（FET）F₁，F₂，F₃、コンデンサC₁、抵抗R₅，
R₆，R₇，R₈から成るピークホールド回路はクラ
ンキング直後の起動電流I₁を検出するI₁検知回路
１４を構成している。制御信号発生回路３４から
の前述の微分パルスは電界効果トランジスタF₂
のゲートに印加されると共に、トランジスタTr₁
に抵抗R₅を介してベース電流を流してこのトラ
ンジスタTr₁をオンにする。これにより、抵抗R₆
を介してコレクタ電流が流れるため、電界効果ト
ランジスタF₁のゲート電圧が零電位となる。そ
の結果、オペレーシヨナルアンプ５４の出力は開
放となり、同時にコンデンサC₁がデイスチヤー
ジされる。抵抗R₇はコンデンサC₁のデイスチヤ
ージより先にオペレーシヨナルアンプ５４の出力
開放を行なわせるために設けられている。この状
態でイグニツシヨンスイツチ４６のST端子４６
ｂがオンになり、クランキング電流I_Bが流れる
と、I_B検出回路１０のオペレーシヨナルアンプ５
０の出力電圧e₁が上昇し、コンデンサC₁はオペレ
ーシヨナルアンプ５４の許容出力電流I_MAXでチヤ
ージされ、このオペレーシヨナルアンプ５４のス
リユーレートを無視すれば、時間遅れなしでe₁＝
e₃となる。ここで、e₃はオペレーシヨナルアンプ
５４の出力電圧である。起動が終了し、クランキ
ング電流I_Bが減少を始めてもe₁＜e₃の状態におい
ては、オペレーシヨナルアンプ５４の入力段が導
通しないため、コンデンサC₁は最大電圧を保持
し、これにより、電界効果トランジスタF₃のゲ
ートに電圧が印加される。その結果、この電界効
果トランジスタF₃に抵抗R₈を介してドレイン電
流が流れ、起動電流I₁に対応した出力電圧がこの
I₁検知回路１４から得られることになる。

オペレーシヨナルアンプ５６、ダイオードD₅、
トランジスタTr₃、電界効果トランジスタF₇，
F₈，F₉、コンデンサC₃、抵抗R₂₁，R₂₂，R₂₃，
R₂₄から成るピークホールド回路は、起動電流I₁
が流れた時のバツテリ端子電圧V₁を検出するた
めのV₁検知回路１６を構成している。制御信号
発生回路３４からの前述の微分パルスは電界効果
トランジスタF₈のゲートに印加されると共にト
ランジスタTr₃に抵抗R₂₁を介してベース電流を
流してこのトランジスタTr₃をオンにし、抵抗
R₂₂を介してコレクタ電流を流して電界効果トラ
ンジスタF₇のゲート電圧を零電位にする。これ
によりオペレーシヨナルアンプ５６の出力は開放
となり、同時に、抵抗R₂₃を介する電界効果トラ
ンジスタF₈のドレイン電流によりコンデンサC₃
がチヤージされる。なお、この抵抗R₂₃はコンデ
ンサC₃のチヤージより先にオペレーシヨナルア
ンプ５６の出力開放を行なわせるために設けられ
ている。この状態でイグニツシヨンスイツチ４６
のST端子がオンとなり、クランキング電流I_Bが
流れると、バツテリ端子電圧V_Bが低下すると共
にV₁検知回路１６のオペレーシヨナルアンプ５
２の出力電圧e₂も低下し、コンデンサC₃はオペレ
ーシヨナルアンプ５６の許容出力電流I_MAXでデイ
スチヤージされ、このオペレーシヨナルアンプ５
６のスリユーレートを無視すれば時間遅れなしで
e₂＝e₄となる。ここでe₄はオペレーシヨナルアン
プ５６の出力電圧である。起動が終了し、バツテ
リ端子電圧V_Bが上昇を始めてもe₂＞e₄の状態にお
いては、オペレーシヨナルアンプ５６の入力段が
導通しないため、コンデンサC₃は最低電圧を電
界効果トランジスタF₉のゲートに電圧が印加さ
れる。これにより、電界効果トランジスタF₉に
抵抗R₂₄を介してドレイン電流が流れ、起動電流
I₁が流れた際のバツテリ端子電圧V₁に対応した出
力電圧がこのV₁検知回路１６から得られること
になる。

オペレーシヨナルアンプ５８，６０、ダイオー
ドD₃，D₄、コンデンサC₅、抵抗R₁₃，R₁₄，R₁₅，
R₁₆，R₁₇，R₁₈で構成される回路は、制御信号発
生回路３４において、I₂検知回路１８及びV₂検知
回路２０用の制御信号を形成する部分である。イ
グニツシヨンスイツチ４６のST端子４６ｂがオ
ンとなり、起動電流I₁がピークホールドされるま
でについて考えると、I_B検出回路１０のオペレー
シヨナルアンプ５０の出力電圧e₁とI₁検知回路１
４のオペレーシヨナルアンプ５４の出力電圧e₃
（電界効果トランジスタF₃のゲート電圧）との間
にはe₁＝e₃の関係があり、また回路構成上オペレ
ーシヨナルアンプ５８の出力電圧e₅はR₁₃＝R₁₄，
R₁₅＝R₁₆とすると次式の如く表わされるから、e₅
＝０となる。

e₅＝R₁₅（e₁−e₃）／R₁₃ ……(10) 起動電流I₁がピークホールドされると、オペレ
ーシヨナルアンプ５４の出力電圧e₃は一定値とな
り、また、クランキング電流I_Bは減少を始めるこ
とからオペレーシヨナルアンプ５０の出力電圧e₁
は低下する。即ち、この場合、オペレーシヨナル
アンプ５８の出力電圧e₅はe₅＜０となり、オペレ
ーシヨナルアンプ６０から主として構成される零
交差検出回路の出力電圧e₆が正側に飽和する。そ
してこの出力電圧e₆の立ち上り時にコンデンサC₅
に電流が流れ、抵抗R₁₈の両端に正側の微分パル
スが発生する。このように起動電流I₁が検出され
た瞬間に形成される正側の微分パルスは制御信号
としてI₂検知回路１８及びV₂検知回路２０に印加
せしめられる。

オペレーシヨナルアンプ６２、ダイオードD₂、
トランジスタTr₂、電界効果トランジスタF₄，
F₅，F₆、コンデンサC₂、抵抗R₉，R₁₀，R₁₁，R₁₂
から成るピークホールド回路は、起動からクラン
ク軸が180゜回転するまでの間の最小電流I₂を検出
するI₂検知回路１８を構成している。制御信号発
生回路３４からの前述の微分パルスは電界効果ト
ランジスタF₅のゲートに印加されると共に、ト
ランジスタTr₂に抵抗R₉を介してベース電流を流
してこのトランジスタTr₂をオンにし、抵抗R₁₀
を介してコレクタ電流を流して電界効果トランジ
スタF₄のゲート電圧を零電位にする。これによ
りオペレーシヨナルアンプ６２の出力は開放とな
り、同時に、抵抗R₁₁を介する電界効果トランジ
スタF₅のドレイン電流によりコンデンサC₂がチ
ヤージされる。なお、この抵抗R₁₁は、コンデン
サC₂のチヤージより先にオペレーシヨナルアン
プ６２の出力開放を行わせるために設けられてい
る。この状態でクランキング電流I_Bが減少を始め
ると、I_B検出回路１０のオペレーシヨナルアンプ
５０の出力電圧e₁が低下し、コンデンサC₂はオペ
レーシヨナルアンプ６２の許容出力電流I_MAXでデ
イスチヤージされ、このオペレーシヨナルアンプ
６２のスリユーレートを無視すれば時間遅れなし
でe₁＝e₇となる。ここで、e₇はオペレーシヨナル
アンプ６２の出力電圧である。クランク軸の回転
角がある一定角度を超えてクランキング電流I_Bが
増加し始めてもe₁＞e₇の状態ではオペレーシヨナ
ルアンプ６２の入力段が導通しないため、コンデ
ンサC₂は最低電圧を保持し、電界効果トランジ
スタF₆のゲートに電圧が印加される。これによ
り、電界効果トランジスタF₆に抵抗R₁₂を介して
ドレイン電流が流れ、起動後クランク軸が180゜回
転するまでの間の最小電流I₂に対応した出力電圧
がこのI₂検知回路１８から得られることになる。

オペレーシヨナルアンプ６４、ダイオードD₆、
トランジスタTr₄、電界効果トランジスタF₁₀，
F₁₁，F₁₂、コンデンサC₄、抵抗R₂₅，R₂₆，R₂₇，
R₂₈から成るピークホールド回路は、最小電流I₂
が流れた際のバツテリ端子電圧V₂を検出するた
めのV₂検知回路２０を構成している。制御信号
発生回路３４からの前述の微分パルスは、電界効
果トランジスタF₁₁のゲートに印加されると共に、
トランジスタTr₄に抵抗R₂₅を介してベース電流
を流してこのトランジスタTr₄をオンにし、抵抗
R₂₆を介してコレクタ電流を流して電界効果トラ
ンジスタF₁₀のゲート電圧を零電位にする。これ
により、オペレーシヨナルアンプ６４の出力は開
放となり、同時に、コンデンサC₄がデイスチヤ
ージする。抵抗R₂₇はコンデンサC₄のデイスチヤ
ージより先にオペレーシヨナルアンプ６４の出力
開放を行わせるために設けられている。この状態
でバツテリ端子電圧V_Bが上昇を始めると、V_B検
出回路１２のオペレーシヨナルアンプ５２の出力
電圧e₂が上昇し、コンデンサC₄はオペレーシヨナ
ルアンプ６４の許容出力電流I_MAXでチヤージさ
れ、このオペレーシヨナルアンプ６４のスリユー
レートを無視すれば、時間遅れなしでe₂＝e₈とな
る。ここで、e₈はオペレーシヨナルアンプ６４の
出力電圧である。クランク軸の回転角がある一定
角度をこえ、バツテリ端子電圧V_Bが低下し始め
てもe₂＜e₈の状態ではオペレーシヨナルアンプ６
４の入力段が導通しないため、コンデンサC₄は
最大電圧を保持し、電界効果トランジスタF₁₂の
ゲートに電圧が印加される。これにより、電界効
果トランジスタF₁₂に抵抗R₂₈を介してドレイン電
流が流れ、最小電流I₂が流れた時のバツテリ端子
電圧V₂に対応した出力電圧がこのV₂検知回路２
０から得られることになる。

各検知回路１４，１６，１８，２０から得られ
る、起動電流I₁、その時のバツテリ端子電圧V₁、
最小電流I₂、その時のバツテリ端子電圧V₂にそれ
ぞれ対応する出力電圧はＡ／Ｄ変換器２２に印加
されて所定ビツトのデジタル信号に変換され、演
算回路２４に送り込まれる。

演算回路２４は、マイクロプロセツサ、メモリ
等を含む周知のマイクロコンピユータで構成され
ており、そのメモリ内には前述の第(6)式の演算を
行なう演算処理ルーチンがプログラムされてい
る。制御信号発生回路３４より線６６を介して制
御信号が送り込まれると、このマイクロコンピユ
ータは上述の演算処理ルーチンを実行する。即
ち、まず、Ａ／Ｄ変換器２２からの入力データを
読み込み、次いでこれらの入力データを用いて第
(6)式の演算を行い、得られたバツテリ容量に関す
る演算結果をＤ／Ａ変換器２６に出力すると共に
メモリの所定領域に格納する。このバツテリ容量
に関する演算結果はイグニツシヨンスイツチ４６
がオフとなるまでメモリに保持される。Ｄ／Ａ変
換器２６はデジタル信号で表わされる上述の演算
結果をアナログ電圧信号に変換される。

例えばクランク軸に同期して回転する回転円板
６８ａ及び磁気検出コイル６８ｂから構成される
回転角センサ６８、点火信号発生回路７０、ダイ
オードD₈、定電圧ダイオードD₉，D₁₀、抵抗R₃₃，
R₃₄、アンドゲート７２から構成される回路は、
前述の制御信号発生回路３４において、演算回路
２４用の制御信号を形成する部分である。点火信
号発生回路７０は、周知の如く、４気筒ではクラ
ンク軸が180゜回転する毎に点火信号を発生せしめ
ている。起動電流I₁がピークホールドされてオペ
レーシヨナルアンプ６０の出力電圧e₆が正側に飽
和して初めての点火信号が発生した時（即ち、ク
ランク軸が約180゜回転した時）にパルスが発生
し、このパルスが制御信号として演算回路２４に
送り込まれることにより前述の演算処理ルーチン
が実行開始せしめられる。

オペレーシヨナルアンプ７４、抵抗R₃₅，R₃₆、
電界効果トランジスタF₁₄，F₁₅、コンデンサC₈，
C₉は、走行中の充放電電流を積算する前述の充
放電電気量算出回路２８を構成してい。制御信号
発生回路３４から印加されるIG電圧の立ち上り
及びST電圧の立ち下り時の微分パルスによつて
電界効果トランジスタF₁₃，F₁₄にゲート電圧が印
加されることからこれらの電界効果トランジスタ
は導通し、コンデンサC₈，C₉がデイスチヤージ
される。エンジンが始動し、走行が開始せしめら
れるとバツテリ４０に対して充放電が繰り返され
るが、ヒユージブルリンク４４の抵抗R_fを既知
とし、イグニツシヨンスイツチ４６側のこのヒユ
ージブルリンク４４の端子電圧をV_fとすると、
上述の充電電流は次式で与えられる。

V_f−V_B／R_f ……(11) ここで、第(11)式の結果が正なら充電、負なら放
電を意味している。

オペレーシヨナルアンプ７４の両入力端子が抵
抗R₃₅，R₃₆をそれぞれ介してヒユージブルリン
ク４４の両端子に接続せしめられているため、こ
のオペレーシヨナルアンプ７４の出力電圧e₉は、
R₃₅＝R₃₆、C₈＝C₉とすれば、次式で表わされる。

e₉＝１／R₃₅・C₈・∫（V_f−V_B）dt ……(12) 即ち、バツテリ４０の充放電電流の積算値に対
応した出力電圧e₉がこの充放電電気量算出回路２
８から得られることになる。

オペレーシヨナルアンプ７６、抵抗R₃₇，R₃₉
はエンジン運転中のガツテリ容量を常時検出する
ための加算回路３０を構成しており、Ｄ／Ａ変換
器２６から得られるクランキング時のバツテリ容
量演算値と、算出回路２８から得られるエンジン
運転中の充放電電流の積算値とを加算するもので
ある。従つてこの加算回路７６の出力電圧はバツ
テリ４０の現在の容量を表わすものであり、例え
ば電圧計算等で構成される容量モニタ機構３２に
よつて表示せしめられる。

なお、第５図に示した回路において用いられた
電界効果トランジスタは全てエンハンスメント型
であり、オペレーシヨナルアンプ５４，５６，６
２，６４，７４，７６は電界効果トランジスタの
入力段を有している。

上述の実施例においては、起動時の電流及び電
圧と、起動からクランク軸が180゜回転する間の最
小電流及びその時の電圧とを測定しているが、本
発明の方法は起動時を除くクランキング時の脈動
する電流、電圧の波形の最大値、最小値、もしく
は互いに異なる任意の値に着目しても良いし、ま
た、クランキング時を除く大電流放電時に変動す
る電流、電圧波形の最大値、最小値、もしくは互
いに異なる任意の値に着目しても良い。

以上詳細に説明したように本発明の方法は、大
電流放電中における互いに異なる値を示す複数時
点のバツテリ放電電流とその放電電流流出時のバ
ツテリ端子電圧とを検出し、これらの検出した電
流及び電圧値からバツテリの起動電力及びデツド
シート電流を算出し、該算出した起電力及びデツ
ドシヨート電流からそのバツテリの最大出力を算
出し、あらかじめ実験的に求めたバツテリ容量と
最大出力との相関関係を表わす関数に上記算出し
た最大出力を代入し、これによつてバツテリ容量
を求めるようにしているため、バツテリ自体にセ
ンサ類を装着することなく、純電気的に精度良く
バツテリ容量を検知することができる。また、現
在のバツテリ容量を常時知ることができるからバ
ツテリ上りの防止、メンテナンス時期の予知がで
きる等非常に有益な効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電電流とバツテリ端子電圧との関係
を示す特性図、第２図はクランキング時のバツテ
リ放電電流と端子電圧の波形図、第３図はバツテ
リの真の容量と演算によつて求めた容量とを比較
する図、第４図は本発明の一実施例の概略構成を
表わすブロツク図、第５図は第４図の実施例をよ
り具体化して表わした回路図である。１０……I_B検出回路、１２……V_B検出回路、１
４……I₁検知回路、１６……V₁検知回路、１８…
…I₂検知回路、２０……V₂検知回路、２２……
Ａ／Ｄ変換器、２４……演算回路、２６……Ｄ／
Ａ変換器、２８……充放電電気量算出回路、３０
……加算回路、３２……バツテリ容量モニタ機
構、４０……バツテリ、４２……スタータ、４６
……イグニツシヨンスイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】

１大電流放電中における互いに異なる値を示す
複数時点の蓄電池放電電流と該各放電電流流出時
の蓄電池端子電圧とを検出し、該検出した電流及
び電圧値から当該蓄電池の起電力及び短絡時のデ
ツドシヨート電流を算出し、該算出した起電力及
びデツドシヨート電流から該蓄電池の最大出力を
算出し、あらかじめ実験的に求めた蓄電池の容量
と最大出力との相関関係を表わす関数を用いて前
記算出した最大出力から当該蓄電池の容量を算出
することを特徴とする自動車用蓄電池の容量検知
方法。