JPS595975A - 電池の充電状態評価装置および方法およびその方法を用いた複合システム - Google Patents

電池の充電状態評価装置および方法およびその方法を用いた複合システム

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JPS595975A
JPS595975A JP58104329A JP10432983A JPS595975A JP S595975 A JPS595975 A JP S595975A JP 58104329 A JP58104329 A JP 58104329A JP 10432983 A JP10432983 A JP 10432983A JP S595975 A JPS595975 A JP S595975A
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ロジヤ−・デニス・コツド
ロナルド・イアン・シムス
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ロバ−ト・バ−ナ−ド・オリ−ヴ
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Joseph Lucas Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電池の充電状態評価装置と電動機制御装置との複合シス
テムは牽引用電池１０、電動機制御装置１４、電車電動
機１１、マイクロコンげユータ１６およびインターフェ
ース回路１５とから構成されている。マイクロコンピュ
ータ１６は電池の温度、電池の全電圧、および電池電流
を表わす信号を受け、電池電流を積分して電池から引き
出される電荷を計算すると共に電池に残存する電荷を電
池電圧の関数として計算する。残存電荷と流れ出る電荷
とを加算すると電池の現在の電荷蓄積容量が計算される
。マイクロコンピュータ１６は現在の電荷蓄積容量ど電
池の公称電荷蓄積容量の８５％を表わ１量とを新しいと
きとこれら二つの値の低い方の値を選択するときに比較
する。次に充電状態を流れ出る電荷とこの低い方の値と
の関数として計算しメーター６４に表示する。
この低い方の値から流れ出る電荷を差し引いて計算した
電池内に残存する電荷が電池容量の６％より下がると、
電動機１１へ供給する電流が運転者が必要とする電流の
予め定めた百分率にまで制限される。この予め定めた百
分率は残存電荷が０に向って下るにつれて減小する。
本発明は電池の充電状態評価装置に関するものであり、
必ずしもこれに限られるものではないが特に電気車輛の
電車用電池の充電状態評価装置に関するものである。本
発明はまた電池の荷電状態を評価する方法に関する。
電池の荷電状態評価装置は、たとえば電気車輛の牽引用
電池の充電状態を表示するのに使用し得る電池の荷電状
態を表わす信号を発生することのできるものが既に知ら
れている。しかしながら、電池の個々の尋位電池の特性
が広範囲に亘っているため、電池が完全に放電した時機
を充分な精度で決定して有害な過放電を防止したり、電
池から引き出し得る電荷の量を過度に制限したりしない
ようにすることはかなり困難である。
たとえば、充電状態を調べるのに電池の全電圧を使用す
る充電状態評価装置が知られている。このような評価装
置を用いれば、電池の０状態に対応すると見做される電
圧を低（設定しすぎた場合電池内の一つ以上の単位電池
が電荷の０状態が表示される前に電池の逆転を起しこれ
により単位電池が損傷する可能性がある。代りに、電池
の０状態に対応する電圧を高（設定しすぎると、充電状
態の表示が０に落ちてしまってもなおすべての単位電池
に利用できる電荷が残っているという可能性がある。
電池の充電状態の評価を電池の全電圧に基いて行うこと
に関連して生ずる問題を克服するために充電状態評価装
置が連合王国特許申請書第２０８０５５０号に公表され
ている。これによれば電池群を一組の副次群に分割し充
電状態の評価を最低電圧の副次群の電圧に基いて行うと
いうものである。このような評価装置では放電の終りを
予知する精度は向上するが、電池に完全放電を繰返させ
るために電池の逆転が起らなくても電池の寿命がかなり
短（なるという問題が生ずる。
本発明の目的は新しい改良された電池の充電状態評価装
置を提供することにあり、これによれば上記の問題は克
服ないしは軽減される。またもう一つの目的は電池の充
電状態を評価する方法を提供することにある。
本発明の一つの特徴によれば、電池と、電池の現在の充
電状態を表わす値を求めるために電池に反応する手段と
、現在の電荷蓄積容量と電池の公称電荷蓄積容量の予め
宇めた百分率を表わす値とを新しいときと該二数値の低
劣の値を潰択するとき比較する手段と、前記低い方の値
にしたがって電池の充電状態を求めるために電池に反応
する装置とから成る電池の充電状態評価装置が提供され
る。
このように、本発明にしたがって構成した評価装置では
、電池の寿命の初期段階では、充電状態の評価は新しい
時の電池の公称電荷蓄積容量の予め定めた百分率に基い
て行われる。次に、電池が老化し電池の電荷蓄積容量が
新しいときの電池の公称電荷蓄積容量の予め定めた百分
率より下ったとぎ、充電状態の評価は電池の実際の電荷
蓄積容量に基いて行われる。電池については、それが老
化したときその電荷蓄積容量が必要な任務に充分な環境
に於てのみ使用されることが普通である。
たとえば、電気車輛の場合には、日々の範囲はその寿命
の後期の段階では′電池の能力内にあるように選定され
る。したがって、充電状態の評価を公称百分率、たとえ
ば新しいときの電、池の公称電荷蓄積容量の８５％に基
いて行えば電池を過小利用することにならない。また、
放電を新しいときの電池の公称電荷蓄積容量の予め定め
た百分率に制限すれば、電池が完全放電を繰返し受け）
る場合に比較して電池の寿命を格段に伸ばすことができ
ることがわかっている。
不発ＩＪ稙）仙の特徴によれば、電池の現在の充電状態
を表わす値を求めることと、現在の電荷蓄積容量値と電
池の公称電荷蓄積容量の予め定めた百分率を表わす値ど
を新しいときおよび該二数値の低い方を選択するときに
比較することと、前記低い方の値にしたがって電値の充
電状態を求めることとから成る電池の充電状態を評価す
る方法が提供される。
本発明の更に他の特徴によれば、電車用電動機に電力を
供給する牽引用電池と、電池の現在の電荷蓄積容ｉを表
わす値を求めるため電池に反応する手段と、現在の電荷
蓄積容量値と電池の公称電荷蓄積容量の予め定めた百分
率を表わす値とを新しいとさおよび該二数値の低い方の
値を選択するときに比較する手段と、制御手段と充電状
態決定手段により求めた充電状態が予め定めた値より下
ったとき電車電動機への電流の供給を制限するための充
電状態決定手段とを相互に接続する手段とより成る主電
車用電動機を備えた電気車輌用の電動機制御装置と電池
の充電状態評価装置との複合システムが提供される。
本発明の史にもう一つの他の特徴によれば、電池の現在
の電荷蓄積容量を表わす値を求めることと、現在の電荷
蓄積容量値と電池の公称電荷蓄積容量の予め定めた百分
率を表わす値とを新しいときおよび該工数値の低い方の
値を選釈するときに比較することと、前記低い方の値に
したがって電池の充電状態を求めることと、そのように
求めた充電状態が予め定めた値より下ったとき電車電動
機への電流を制限することとから成る電気車輛用主電車
電動機へ電流を供給する牽引用電池の放電方法が提供さ
れる。
さて本発明について、添付図面を参照しながら例を挙げ
て、一層詳細に説明する。まず第１図を参照すると、電
気車輛用の電動機制御装置と電池の充電状態評価装置と
の複合システムの全体配置が示しである。このシステム
には鉛−酸牽引用電池１０がありこれは１０８個の個々
の単位電池が直列に接続されて成り公称２１６■の出力
電圧を供給する。電池１０は分離可能のコネクター１２
および１３と制御器１４を介して電車電動機１１に電力
を供給する。制御器１４は運転者からの制御を受けると
ともにインターフェース回路１５から信号を受ける。制
御器１４については特許公報共同作業協定申請書第７８
１０００４６号と公表された英国特許申請書第２０８４
８２０号に詳細に説明されている。
この複合システムにはマイクロコンピュータ１６が設け
られている。マイクロコンぎユータ　　　　　１６はモ
トローラの６８０１形から構成されている。マイクロコ
ンピュータ１６にはデータ・バス９があってＭＣ１４６
８１８形のクロックおよびランダム・アクセス・メモリ
（ＲＡＭ）の複合体１８に接続されている。このクロッ
ク・ＲＡ　Ｍ複合体１８はマイクロコンピュータ１６に
クロック信号を送るとともに現在の時刻を示すデータを
も提供する。クロック・ＲＡＭ複合体１８はマイクロコ
ンピユーｐ　１＜５の作業変数を記憶しシステムへの主
電源を切ったどきこれらの変数が失われないようにする
補助電源１９から電力を受ける。
主電源は２０で示しである。電源２０は牽引用電池１０
から電力を受はシステムの各部に電力を供給している。
電源２０はまたＶＡＮＯＮとＣＨ（１，ＯＮという一対
の信号を受けるが、これらの信号もマイクロコンピュー
タ１６の二つの入口に供給される。電源２０は二つの信
号ＰＷＦＬとＲＥＳＥＴとをマイクロコンピュータ１６
のもう二つの他の入口に送り込む。牽引用電池１０を取
付けている車輛が活性状態になっていて牽引用電池１０
かも電力を受けているときは、信号ＶＡＮＯＮは高であ
る。
牽引用電池１０は車輛外の充電器から再充電することが
でき、この充電器が接続されていて回路が閉じていると
きには信号ＣＨ（、ＯＮは高である。このような構成に
なっているのである一つの時刻では信号ＶＡＮＯＮとＣ
ＨＧＯＮとの中の−っだけが高になることができる。信
号ＶＡＮＯＮとＣＨＧＯＨの一つが高になると、電源２
０は電力上昇状態になりＲＥＳＥＴ信号を高に−ｊる。
信号ＶＡＮＯＮトＣＨＧＯＮとのいずれかが低になると
電ｉ＃２０は信号ＰＷＦＬＺ高にしてから電力下降状態
になり、電力はもはやシステムの各部に供給されな（な
る。牽引用電池１０を監視するために、システムには電
池１０の温度乞検知する温度検出器２１、電池１０の貞
荷時全電圧を検知する電圧検出器２２、および電池１０
の負端子とコネクタ１６との間に接続されている電流測
定用抵抗器２６がある。温度検出器２１の出力はＣＤ４
０５１Ｂ形マルチプレクサ−２４の一つの入力に接続さ
れており電圧検出器２２の出力はこのマルチプレクサ−
のもう一つの端子に接続さｎている。電流測定用抵抗器
２６はマイクロコンピュータ１６から制御信号ＧＡＩＮ
を受ける可変利得増幅器２５０入力端子間に接続されて
いる。充電中は、電池電流は比較的少な（、車輛が駆動
されているときは電池電流は比較的多（なっている。こ
れを補正するために、ＧＡＩＮ信号は充電中増幅器２５
のゲインを比較的高（シ、車輛が駆動されているとき比
較的低（する。増幅器２５の出力はピーク電流検出器２
６と平均電流検出器２７とに送られ、その出力はマルチ
プレクサ−２４の更に他の二つの入力に接続六れる。げ
−り電流検出器２６は充電中および放電中ともにピーク
電流を検出すると同時に平均電流検出器２７は両状態中
平均電流を検出する。マルチプレクサ−２４の出力は信
号処理回路２８の入力に接続されその出力はＺＮ４２７
Ｊ−８形アナログ・ディジタル変換器２９に接続されて
いる。回路２８はマイクロコンピュータ１６の出力から
受取る信号ＰＯ８ＮＥＧの制御のもどにマルチプレクサ
−２４の出カケ反転したり反転Ｉ７なかつたりすること
ができる。マイクロコンピュータ１６は電流が負でその
結果圧の信号が変換器２９の入力に供給されるとき回路
２８かマルチプレクサ−２４の出力を反転させるように
ＰＯ８ＮＥＧ信号を制御する。変換器２９ば、マイクロ
コンＩ−６ユータ１６から受げるＣ０ＮＶ信号で制御さ
れる。変換器２９は回路２８から受けるアナログ信号を
ディジタル信号に変換し、この信号はデータバス９を介
してマイクロコンピュータ１６に送られる。マルチプレ
クサ−２４はマイクロコンピュータ１６の入口線路に接
続されたバス６ｏを経由してディジタル制御信号ＭＵＸ
を受は取る。マイクロコンピュータ１６は温度検出器２
１と電圧検出器２２、ピーク電流検出器２６と平均電流
検出器２７の出力信号がそれぞれアナログディジタル変
換器２９に送られ必要なときディジタル形式に変換され
るようにＭＵＸ信号を制御する。
マイクロコンピュータ１６の出口は信号ＦＣをレール６
１に供給する。信号ＦＣは方形波信号であってその記号
間隔比は電池子０の充電状態を示している。レール３１
は車輛に設置されているメーター３４にコネクター６２
を介して接続されている。信号ＦＧはメーター３４が電
池１０の充電状態を示すようにメーター３４を制御する
。
マイクロコンピュータの他の出口はコネクター３５およ
びレール３６とを介して信号ＧＵＴＢＡＣＫをインター
フェース回路１５の入力に供給する。
このインターフェース回路１５は制御器１４が電動機１
１への電流源を電池１０の低充電状態に制限するように
させる。
牽引電池１０はマイクロコンピュータ１６、クロックＦ
ｉＡＭ複合体１８、補助電源１９、電源２０、温度検出
器２１、電圧検出器２２、電流測定用抵抗器２６、マル
チプレクサ−２４、増幅器２５、ピーク電流検出器２６
、平均電流検出器２７、回路２８、オ６よびアナログデ
ィジタル変換器２９とともに、単一のユニットとしてす
べて車輛から取外すことができる。これらの構成要素を
単一のユニットとして構成することにより、マイクロコ
ンピュータ１６は関連する構成部品とともに、電池が車
輛に設置されていない期間を含めてその全寿命期間を通
じて電池を監視することができる。マイクロコンピュー
タとその関連構成部品とは電池束に物理的に増りつける
ことができる。
つぎに第２図に転すると、電圧検出器２２の回路図が示
されている。検出器２２は電池１０の正負の端子間に電
圧分割器として直列に接続されている５個の抵抗器４０
〜４４から成る。抵抗器４２．４６、および４４はコン
デンサ４５により橋絡されており、抵抗器４３と４４と
の接合部は演算増幅器４６の非反転入力に接続されてい
る。増幅器４６の出力はその非反転入力に接続されてい
るので増幅器は電圧追従器として働き増幅器４６の出力
は回路２２の出力となる。
次に第６図に転すると、インターフェース回路の詳細回
路図が示されている。この回路で、レール６６は光アイ
ソレータ５０の入力に接続されており、光アインレータ
の出力は一対の抵抗器５１と５２の接合部に接続されて
いる。抵抗器５１と５２とは＋８ｖレールと英国特許申
請番号２０８４８２０　の第２図に示しである回路の接
地レールとの間でコンデンサ５６と直列に接続されてお
り、これら３部品はフィルタとして働（。抵抗器５２と
コンデンサ５６との接合部は演算増幅器５６の反転入力
に接続されており、演算増幅器め非反転入力は基準電圧
に接続されている。増幅器５６の出力は抵抗器５７を介
してＮＰＮ　）ランジスタ５８のイースに接続されてお
り、このトランジスタのエミッタは抵抗器５９により接
地レールに、フィードバック抵抗器６０により増幅器５
６の反転入力に接続されている。
トランジスタ５８のコレクターは演算増幅器６１の非反
転入力に接続されており、この増幅器の出力は抵抗器６
２を介してトランジスタ６６のベースに接続されている
。トランジスタ６６のコレクターは＋８ｖレールに接続
されておりそのエミッターは増幅器６１の反転入力と申
請書第２０８４８２０号の第２図に示されている加速器
ポテンショメータ１７の一端とに接続されている。申請
書第２０８４８２０号に説明しであるとうり、ポテンシ
ョメータ１７の摺動子に現われる電圧は電車電動機の電
機子に供給される電流を制御する。
増幅器６１とトランジスタ６３とはバッファとして働き
申請第２０８４８２０号の第２図に示す複合エミッタフ
ォロワーの代りをするものである。また、複合エミッタ
フォロワーの入力に接続されている信号と申請書第２０
８４８２０号の第２図に示す構成の加速器ポテンショメ
ータ１７に供給される電圧を制御する信号とは、提示し
た構成に於ては端子６４を経由して増幅器６１の非反転
入力に接続されている。。
信号ＣＵＴＢＡ、ＧＫは方形波信号でその信号間隔比は
マイクロコンピュータ１６で制御される。サブルーチン
ＣＵＴＢＡＣＫを参照して以下に説明するように、電池
に残存する電荷が１０Ａｈ　以上であるときは信号ＣＵ
ＴＢＡＣＫ　の信号間隔比は電動機１１に供給される電
流が運転者が必要とする電流に対応するような値に設定
される。１０　Ａｈ　［電池１０の公称容縫の６％には
ｙ等しい。残存電荷が１ＱＡｈ以下に下ると、信号間隔
比が変化し電動機に供給される電流が運転者が要求する
電流の百分率に制限され、この百分率が、残存する電荷
が１０　ＡｈからＯＡｈに落ちるにつれて１００％から
４０％に１１線的に減小する。このように、運転者は車
輛性能が（新次劣化するのを経験することになりこの劣
化は加速器ペダルのあらゆる位置で起ることＫなる。
マイクロコンピュータ１６を操作するプログラムはマイ
クロコンピュータの一部を形成シている読出し専用記憶
装置に記憶されている。このプログラムの構造をブロッ
ク図の形で第４図に示す。
このプログラムには信号ＰＷＦＬが高になると実行され
るルーチンＰＷＲＤＮり　　と、割込サービスルーチン
ＩＮ’ｒＳＥＲ３と信号ＲＥＳＥＴが高になると慟（ル
ーチンＲＥＳＥＴ３　とが含まれている。ルーチンＲＥ
ＳＥＴはサブルーチン５ＤＣＡＬ０３を呼び出し次いで
サブルーチンＩＤＬＤＲＶ３かサブルーチンＩＤＬＯＨ
３かのいずれかを呼び出してからサブルーチルＢＡＫＧ
ＮＤ３　を呼び出す。ＢＡＫＧＮＤ３はサブルーチンＰ
ＴＩＳＥＣ３を呼び出し−、こＦ）圃１１ＳＥＣ３が今
度はすｉ　ルーｆｙＡＤＣＯＮＶ３、ＧＨＡＲＧＥ３、
ＤＩＳＣＨ３、およびＦＧＣＡＬＣ３を評び出す。サプ
ルーチｙＤＩｓｃＨ３はサブルーｆ７ＶＰＣＡＬＣり、
ＣＵＴＢＡＣＫ、およびＰＥＵＫＲＴ３をも呼び出す。
サブルーチンＦＧＣＡＬＣ３はサブルーチンＭＤＣＡＬ
Ｃ３を呼び出す。
次にプログラムを詳細に説明する。
上に説明したとうり、ルーチンＰＷＲＤＮ３は信号ＰＷ
ＦＬが高になると入り、これは通常車輛の電力を切るか
充電器の電力を切ると起る。このルーチンのはじめに、
ステップ１００で、時間を記録し次にステップ１０１で
試験を行い充電器が接続しているかどうか確かめる。充
電器が接続して、いなければプログラムは終了する。充
電器が接続していれば、ステップ１０２で、変数ＣＷＤ
Ｏが変数ＣＷＤの現在地に設定される。下に更に詳細に
説明するとうり、変数ＣＷＤは電池１０から流れ出た電
荷を表わしている。変数ＣＷＤが０に等しければ、電池
が完全に再充電し終っていることを意味しプログラムを
終了する前にフラグＰＣＦがクリアされる。もし変数Ｏ
ＷＤが０に等しくなければ、プログラムを終了する前に
フラグＰＣＦか設定される。
次に第６図に示す割込ルーチンＩＮＴＳＥＲ３を説明ス
ル。マイクロコンピュータ１６は出力比較レジスターＴ
ＩＭＥＲとクロック・ＲＡＭ複合体１Ｂからのクロック
パルスで駆動される自由動作カウンターとヲ備えている
。マイクロコンピュータにはまたレール６１に接続され
ている出口に関連し且つ信号ＦＧＱ発生するピッ）　Ｏ
ｎ、ＶＬが備えられている。自由動作カウンターの出力
が出力比較レジスタＴＩＭＥＲＫ等しいときピッ）ＯＬ
ＶＬの現在値がこの出口に出力され割込が起ってルーチ
ンＩＮＴＳＥＲ３を入’）込ｔせる。ルー−ｙ−ンＩＮ
ＴＳＥ’、Ｒ３はビット０ＬＶＬを反転し、電池１０の
充電状態にしたがってプログラムＦＣＸＣＡＬＣ３で計
算される二つの変数ＴＩＭＯＮとＴＩＭＯＦＦ　とによ
って出力比較レジスターＴＩＭＥＲをセットする。この
ヨウ圧して、信号ＦＣの信号間隔比は電池の充電状態に
したがって変えられる。信号ＦＧの周期は１０ｍ５で、
プログラムＩＮＴＳＥＲ３はこのような周期を１０回計
数しその後でフラグＰＴ１８ＣＦを設定する。以下に更
に詳細に説明するとうり、ルーチンＢＡＫＧＮＤ３はフ
ラグＰＴＩＳＣＦを検査しそれが設定されているとルー
チンＰＴ１ＳＥＣ６、ＡＤＣＯＮＶ３、ＣＨＡＲＧＥ３
、ＤＩＳＣＨ３、およびＦＣ，ＧＡＬ（、、を設定する
。こうして、これらルーチンが０．１８の間隔で実行さ
れる。
次にルーチンＩＮＴＳＥＲ３のフローチャートな更に詳
しく説明する。このルーチンに入ってから、ステップ１
０５で、ピッ）ＯＬＶＬが反転する。次に、ステップ１
０６で、ビット０ＬＶＬ　　が検査される。もしこのビ
ットがＯに等しければ、出力比較ヮジオターＴＩＭＥＲ
が変数ＴＩＭＯＦＦの現在の設定値だけ増加し、カウン
ターＰＴＩＧＮＴが歩進する。もしピッ）ＯＬＶＬが１
に等しければ、出力比較レジスターＴＩＭＥＲは変数Ｔ
ＩＭＯＮに等しい量だけ増加する。次にルーチンは継続
しステップ１０７でカウンターＰ’ｒ１ＣＮＴを検査す
る。カウンターＰＴ　Ｉ　ＣＮＴが１０に等しければ、
ステップ１０８で、ＯにリセットされフラグＰＴ１８Ｃ
Ｆが設定される１、 ルーチンＲＥＳＥＴ３のフローチャートを第７図に示す
。上に説明したように、このルーチンは車輛の電力が投
入されるかあるいは充電器が投入されると入り込む。こ
のプログラムが入り込んでから、ステップ１１０でシス
テムが初期状態になる。
次に、ステップ１１１でサブルーチン＋３１１０ＡＬＣ
３が呼び出される。このサブルーチンは電池が遊んでい
る間に起る自己放電を計算する。ステップ１１２で信号
ＶＡＮＯＮとＣＨＧＯＮとが読み取られ次いでステップ
１１３で試験を行い充電器が接続されているがどうかを
確昭する。充電器が接続されていれば、サブルーチンＩ
ＤＬ（３Ｈ３が呼び出されもし接続されていなければサ
ブルーチンＩＤＬＤＲＶ３が呼び出される６続いて、ス
テップ１１４で、＋−ｆルーチｙＭＤｃＡＬｃ３　が呼
び出ｊれこのサブルーチンは電池１０の充電状態を表わ
す変数ＤＥＦＬＮを計算する。ステップ１１５で、変数
ＡＬＦＡが変数ＦＣＷＤの現在値に設定され変数ＢＥＴ
Ａが変数ＤＥＦＬＮの現在値に設定される。以下に更に
詳しく説明するように、変数ＥＯＷＤは電池１０から流
れ出た、電荷が流れ出た速さな考慮に入れて補正した電
荷を表わす。次にサブルーチンＢＡＫＧＮＤ　Ｋジャン
プする。
サブルーチン５ＤＣＡＬＣ３のフローチャートを第８図
に示す。このサブルーチンが入ってから、変数ＳＤＴが
計算される。この変数は電池が遊んでいた時間を表わす
ものでプログラムＰＷＲＤＮ３の最後の実行中にステッ
プ１００で記録された時間とクロック・ＲＡＭ複合体１
８から供給される現在時間の値とを比較して計算される
。１２０から１３４までの一連のステップで、変数ＡＨ
Ｔが検査されしたがって変数ＳＤＲが設定される。変数
ＡＨＴは電池１０の寿命中に起った全放電量を表わし変
数ＳＤＲは電池が遊んでいるとき電池が自己放電する速
さを表わしている。電池の自己放電速さはその寿命中増
大する。現在の例では、変数ＡＨＴが３００００Ａｈ　
より大きければ、変数ＳＤＲは新しいときの電池の公称
電荷蓄積容量の４％の１日当り放電速さに相当する値に
設定されＡＨＴが１５０００から３００　’００　Ａ　
ｒの範囲内にアｔｌ。
ば変数ＳＤＲはこの容量の２％に等しい１日当り放電速
さに相当する値に設定され、もしＡＨＴが１５０００Ａ
ｈより少なければＳＤＲはこの容量の１％に相当する１
日当り放電速さに相当する値に設定される。次に、ステ
ップ１２５で、変数ＳＤは変数ＳＤＴとＳＤＲとの積と
して引算される。変数ＳＤは電池のそれ以前の遊び期間
に起った自己放電を表わす。
次いで、ステップ１２６で、変数ＦＣＷＩ）を変数ＡＩ
Ｌから差引く。変数ＡＨＬは電池の現在の電荷蓄積容量
を表わししたがって電池に残存している電荷を表わすこ
れら二つの変数の差す表わす。
もしこの差が変数ＳＤより小さいと、ステップ１２７で
、変数ＳＤはこの差に等しく設定さハる。
最後にステップ１２８で、変数ＥＣＷＤとＣＷＤとが共
に変数ＳＤ［筑しい量だけ増加される。
サブルーチンＩＤＬＤＲＶ３のフローチャートを第９図
に示す。このプログラムに入り込んでから、サブルーチ
ンＤＩＳＣＨ３Ｋ使用される変数ＶＬＡＳＴは３００Ｖ
に等しく設定される。次に、ステップ１３０で、サブル
ーチンＡＤＣＯＮＶ３が呼び出される。次に、ステップ
１６１で、変数ＴＩＩＮＩＴが変数ＴＢＡＴＴの現在値
に等しく設定される。変数ＴＢＡＴＴは温度検出器２１
が検知した電池の温度を表わす。次に、ステップ１６２
で、サブルーチンＤＩＳＣＨ３にも使用される変ｆｐ　
ＶＰＯＬは０に等しく設定される。最後に、増幅器２５
のゲインがその低い設定値に調節される。
プログラムＩＤＬＣＨＦｉ３は充電器が投入される度ご
とに実行されるがそのフローチャートを第１０図に示す
。このプログラムに入ってから、変数ＯＷＤが検査され
る。この変数が５．３Ａｈ　より小さければ、変数ＦＧ
Ｋが１に等しく設定されもしこの５．３　Ａｈ　より大
きければ変数ＦＧＫはＥＣＷＤ／Ｃ，ＷＤに設定される
。この変数Ｆ（１，にはプログラムＣＨＡＲＧＥ３に使
用される。以下に更に詳しく説明すると５・つ、サブル
ーチンＩ）ＩｓＣＨ５で変数ＡＨＬの新しい値が放電の
最後の部分での成る状態のもとで計算される。新しい値
がそのように計算され、ると、フラグＡＨＬＯが設定さ
れ現在のサブルーチンのステップ１６５でこのフラグが
検討される。このフラグが設定されていないと、プログ
ラムはステップ１３乙にジャンプする。このフラグが設
定さ、れていると、フラグＰＣＦが検査される。フラグ
ＰＧＦが設定されているとプログラムはステップ１３６
にジャンプする。フラグＰＣＦが設定されていないと、
フラグＡＨＬ（３がリセツトシ次いでステツー／１３７
で変数ＣＷの新しい値が変数ＣＷとＡＨＬ／ＣＷＦ’Ｉ
’との現在値の平均として計算される。変ａｙ　ｃ　ｗ
は電池の現在の電荷蓄積容量を６０℃の温度に正帰化し
たものを表わし変数ＣＷＦＴは温度の関数でＣＷからＡ
ＨＬを計算するのに使用される。このようにして、前の
充電サイクルが完了しＡ　ＨＬの新しい値が放電の間に
計算されると、ＣＷの値が訂正され電池の実、際の蓄積
容量に正確に対応するように更新され、これはその作業
寿命中に低下すると考えられろ。ＣＷの値な訂正する。
ことにより、以下に論する充電状態計算の精度が向上す
る。
ステップ１６６で、変数ＣＯＤは変数ＣＷＤとＣＷＤＯ
との差に等しく設牢される。充電器が以前切られたとき
ｃｗｎｏがＣＷＤＫ＠Ｌ＜設定されたので、変数ＣＵＤ
はその時間以後発生した放電を表わす。ステップ１６７
と１６８との２ステツプで変数ＣＵＤが検査されもしそ
れが負なら０に等しく設定される。次に、、ステップ１
６９で、変数ＡＨＴはＣＵ−Ｄだけ増大し、このように
して変数ＡＨＴは電池の寿命中に起った全放電量を表わ
す。ステップ１４０で、変数ＤＥＦＬＮは０に等しく設
定され最後に増幅器２５のゲインがその高い方の設定値
に調節される。
第１１図に、示すサブルーチンＢＡＫＩＤ３の唯一つの
機能はフラグＰＴＩＳＣＦを検査することとこのフラグ
が設定されたときプログラムＰＴｉ　５ＥＧ３を呼び出
すこととである。サブルーチンＰＴ１８ＥＧ３のフロー
チャートを第１２図に示す。このプログラムに入ってか
ら、サブルーチンＡＤＣＯＮＶが呼び出され次いでステ
ップ１４１で試験を行って充電器が接続されているかど
うか調べる゛。充電器が接続されていると、サブルーチ
ンＣＩ（ＡＲＧＥ３か呼び出されるが充電器が接続され
ていないとサブルーチンＤＩＳＣＨＧ３が呼び出される
。最後に、サブルーチンＦＧＣＡＬＣ３が呼び出される
。
次に第１３図に転すると、サブルーチンＡＤＣＯＮＶ３
のフローチャートが示されている。このサブルーチンで
は各種アナログ信号がディジタル形式に変、換されマイ
クロコンピュータの記憶装置に記憶されろ。たとえば騒
音による粗い誤差を受ける電池電圧の読みはすべて捨て
られ電池の充電状態を求める際にザブルーチンＤＩＳＣ
ＨＧ３には使用されない。それ放電圧の読みは以前の値
の推定限界値内にあるかどうかが調べられる。そうでな
い場合には、電圧が更に変換される。したがって、サブ
ルーチンＡ、ＤＣＯＮＶ３には電圧だけを変換する用意
がなされている。このサブルーチンに入ってから、ステ
ップ１４２で、電圧だけを変換することが必要かどうか
を調べる試験が行われる。
電、圧だけの変換が必要な場合には、電池の全電圧が読
み取られ変数ＶＢＡＴＴとして記憶される。そうでない
場合は、ステップ１４６と１４６との一連のステップで
、電池ピーク電流、電池平泊電流、電池温度、および電
池全電圧が読取られそれぞれ変数ＩＰＥＡＫ、ＣＵＲＲ
％ＴＢＡＴＴ、およびＶＢＡＴＴとして記憶される。電
池のピーク電流および平均電流は充電電流として正の値
で、放電電流として負の値として記憶される。
サブルーチンＧＨＡＩ’（ＧＥ３は、電池の温度と充電
とを監視し供給される電荷にしたがって変数Ｑ山とＥ（
３ＷＩｌとを減小させる。第１４図に示したように、こ
のプログラムに入ってから１５０から１５４までの一連
のステップでＶＢＡＴＴが検査されしたがって変数ＥＴ
Ａが設定される。変数ＥＴＡは充電効率を表わし、周知
のとうり、充電効率は電池の電圧が増大するにつれて低
下する。変数ＥＴＡは電池の電圧が２６０■より大きい
場合ＥＴＡ３Ｇの値に設定され、電池電圧が２５ｏ■と
２６０Ｖとの間にある場合ＥＴＡ２Ｃの値に、電池電圧
が２５０■より小さい場合ＥＴＡＩＧの値に設定される
。これらの電圧は充電電流に依存しこの例では電池電圧
が２５０■より低いとき充電電流は３０Ａ、電圧が２５
０から２６０Ｖの範囲にあるとき、２０カラ３　ＯＡ、
　’ｉｉｆ圧が２６ｏ■を超すとき１゜から２ＯＡであ
ると仮定している。次に、ステップ１５５で、変数ＩＥ
ＦＦがＥＴＡとＣＵＲＲとの積として計算される。変数
ＩＥＦＦは充電効率を考慮して補正した充Ｎｉ！流を表
わす。次いで、ステップ１５６で、変数ＣＷＤがＩＥＦ
Ｆだけ減小される。ステップ１５６で、変数ＥＣＷＤは
ＣＷＤとＦＧＫとの積として計算されろ。ＦＣ，にはプ
ログラム１．ＤＬＣＨＦ１３で計算されこうして変数Ｅ
Ｃ，ＷＤは変数ＣＷＤとともに０まで直線的に低下する
。
サブルーチンＤＩＳＣＨＧ３のフローチャートを第１５
図に示す。このザブルーチンに入ってから、ルーチンＶ
ＰＣＡＬＧ３が呼び出されて変数ＶＰＯＬとして記憶さ
れている分極電圧を計算する。次に、ステップ１６０で
、変数ＣＵＦＩＲが検査され、この変数が負の場合に、
電池が放電しているが、あるいはまた再生ブレーキ中の
場合で変数が正の場合であるが、電池が再充電されてい
るか確かめられる、ＣＵＦＩＦＩが正の場合には、操作
１６１へのジャンプが行われ、一方負の場合にはサブル
ーチンがステップ１６２で続行される。このサブルーチ
ンの残りでまたサブルーチンＰＥＵＫＲＴ３ど変換ＣＵ
ＲＲについて云う場合はすべてその大きさだけを指すと
いうことに注意しなければならない。ステップ１６２で
、サブルーチンＰＥＵＫＲＴ３が呼び出されこれは放電
速さにしたがって補正された放電電流を表わす変数ＩＥ
ＦＦを計算する。ステップ１６６で、変数ＥＣＷＤ　　
が変数ＩＥＦＦに等しい量だけ増加され変ｖｉＣＷＤは
変数ＣＵＦ（ＲＫ　等しい量だけ増加される。電池電圧
は放電の終末に向って更に急速に低下し次第に電池の利
用できる残存電荷を見積るためには一層信頼できるパラ
メータになって来る。このサブルーチンの次の部分で、
三つの条件が満たされれば、電池全体の電圧が電池の残
存電荷を求めるために使用され次いで重荷蓄積容量を計
算するために使用される。
第１の条件は放電電流が８ＯＡから１０ＯＡの範囲にあ
ることでありこの条件はステラ７Ｐ１６４で検査される
。もし電流がこの範囲外にある場合には、サブルーチン
の終りまてジャンプし、電流がこの範囲内にあればサブ
ルーチンはステップ１６５により続行される。ステップ
１６５で、変数ｐＧＢＡＴＶが計算されろう変数ＰＣＢ
ＡＴＶは分極゛電圧を考慮に入れて補正し電比′温度３
０℃ｒ（正規した電池電圧を表わす。変数Ｐ（３ＢＡＴ
Ｖは次の式にしたがって計算される。
ＰＣ３ＢＡＴＶ−ＶＢＡＴＴ−ＶＰＯＴ、＋−ＴＯ，（
３０−ＴＢＡＴＴ　）この式で、変数ＴＣは電池の温度
係数を表わしこの値は２９１　ｍＶ／’Ｃである。
次の条件はこのように補正した電池電圧が数値■ｘより
小さいことであう。数値■ｘは宵、池の残存電荷を正確
に計算できる渚大の電圧を表わす。
この条件はステップ１６６で試験されもし電池電圧が数
値■ｘより大きければサブルーチンの終りまでジャンプ
する。電池直圧が■Ｘより小さい場合にはルーチンはス
テップ１６７を用いて進行する。
第６の条件は変数ＰＣＢＡＴＶで表わされる電池直圧が
変数ＶＬＡＳＴより小さいことである。変数ＶＬＡＳＴ
はこの変数が以前残存電荷を計算するのに使用されたと
きの変数ＰＣＢＡＴＶの値を表わしている。この条件は
ステップ１６７で試験されもし変数ＰＣＢＡＴＶが変数
ＶＬＡＳＴ以上であればサブルーチンの終りまでジャン
プする。変数ＰＣＢＡＴＶが変数ＶＬＡＳＴより小さけ
れば、プログラムはステップ１６８で進行し変数ＶＬＡ
ＳＴが変数ＰＣＢＡＴＶの現在値に設定される。三つの
条件がすべて満足されるならば、次に残存電荷は電池電
圧の関数として計算される１、養育電荷と電池電圧との
関係を第１６図に示す。第１６図に於て、破線は電池の
実際の放電特性を表わし一方実線は現在のサブルーチン
に使用される直線近似を表している。この直線近似にし
たがって変数ＯＡを計算するために、ステップ１６９で
、変数ＰＣＢＡＴＶが常数ＶＹと比較され、もしこの常
数より小さければ残存電荷が次の式にしたがって計算さ
れる。
ＯＡ＝に１（ＰＣＢＡＴＶ−ＶＺ） 変数ＰＣＢＡＴＶが常数ＶＹより大きい場合には、変数
（３Ａは次の式にしたがって計算される。
ＣＡ＝に２＋に３（ＰＣＢＡＴＶ−ＶＹ）計算のため上
に記した式の中で変数ＯＡ、Ｋｉ、Ｋ２、Ｋ６、Ｖｘ、
ｖｙ、：ＭＪ：びＶＺは常数である。常数■ｘ、ＶＹお
よび■ｚを第１６図に示す。
変数Ｇｋで表わされる残存電荷を計算してからプログラ
ムはステップ１７０で続けられる。ステップ１７０で、
電池の現在の電荷蓄積容量が変数ＥＣＷＤとＯＡとの和
を求めて計算される。
以下に更に詳しく説明するように、サブルーチンＦＧＣ
ＡＬ（３３とＭＤＣＡＬＯ３で電池の充電状態が変数Ａ
ＨＬＬＩＭにしたがって計算される。ステツ″１７′１
７１で、変数ＡＨＬが検査され、もしそれが１５３Ａｈ
以上の場合にはＡＨＬＬ、ＩＭが１５５Ａｈに設定きれ
る。もし変数ＡＨＬがこの値より小さければ、ＡＨＬＬ
ＩＭがＡＨＬに等しく設定される。
１５３　Ａｈは電池が新しいときの電池容量の８５％に
相当する。
次に、ステップ１７２で、フラグＡＨＬＣが設定され新
しい数値が変数ＡＨＬに対して電池電圧から計算された
ことを示し、ステップ１７６で、フラグＮＡＨＬが設定
され電池電圧から計算されたＡＨＬの新しい数値が利用
できることを示す。この二つのフラグは共にサブルーチ
ンＦＣ，（３ＡＬＣ３で使用される・次にサブルーチン
はその終りまでジャンプする。
上述のとうり、ステップ１６０でＣＵＲＲが正であるこ
とがわかるとステップ１６１にジャンプが行われる。ス
テップ１６１と１７４から１７７までで変数ＶＢＡＴＴ
が検査されしたがって変数ＥＴＡが設定される。変数Ｅ
ＴＡは充電効率を表わし、電池電圧が２８０■より高け
れば０に設定され、電池電圧が２６０ｖと２８０ｖとの
間にあればＥＴＡＩＨの値に、電池電圧が２６０ｖより
低ければＥＴＡ２Ｈの値に設定される。次に、ステップ
１７８で、変数ＩＥＦＦ　がＥＴＡとＣＵＲＲとの積と
して計算される。計算された変数ＩＥＦＦは充電効率を
考慮に入れて補正した充電電流を表わす。
最後に、ステップ１７９と１８０とで、変数ＣＷＤとＥ
ＣＷＤとが変数ＩＥＦＦに等しい量だけ減らされる。
電流がはじめて電池から引き出されるときは、反応に参
加する活性イオンは利用の割合が新しいイオンが反応領
域に拡散できる割合に等しくなるまで漸次反応領域から
消えてゆく。この消滅のため電圧降下が起り分極電圧と
言われるのはこの電圧降下のことである。分極電圧の値
は引き出されている電流に依存しこれは長時間常数に関
連している。同様に、放電電流が除かれてから、分極電
圧は徐々に衰えてゆく。分極電圧ＶＰＯＬは時間と電流
との複雑な関数であって次のように表わせることがわか
っている。
ＶＰＯＬ−ＶＰ　（１−ｅ　−ｔ／Ｔ）たＫＬ　　ＶＰ
＝０．０７６（ＩＰＥＡＫ）０°３７７τ−２９，３−
４，７１Ｉｎ（ＩＰＥＡＫ　）こｙでＶＰは時間ｔが無
限大になったときの分極電圧であり、ＩＰＥＡＫはピー
ク電流ででは時定数である。
分極電圧を計算するサブルーチンＶＰＣＡＬＣ３を第１
７図に示しであるがこのザブルーチンは第１８図に示す
フィルタを模擬している。このサブルーチンとフィルタ
とは一時変数ＶＰＬＡＳＴとＸとともに次のように定義
される変数に１１とに１２とを使用している。
Ｋｌｌ−１−ｅ−０】／ｒ Ｋ１２＝１−に１１ ピーク電流Ｉ　ＰＥＡＫ　　と平均電流（３０ＲＲとは
放電電流に対して負の値として記憶されているので、分
極電圧は普通は負の値である。
一般に、電池から引き出される電荷は、放電が大電流で
は電池極板の表面に限られているので放電電流が増加す
るにしたがって減小する。サブルーチンＤＩＳＣＨＧ３
で、変数ＩＥＦＦは放電速さを考慮して補正した放電電
流を表わしている。
Ｐｅｕ’ｋｅｒｔは変数Ｉ　ＥＦＦは変数ＣＵＲＨに関
係し、次のように電池電流を表わしていることを示した
。
■ＥＦＦ＝Ｉ２（ｃ３Ｕ１７Ｉ２）’ こ〜で１２は電池が２時間放電する電流であリルは鉛−
酸電池に対しては１．１５という値が普通の常数である
。
ＩＥＦＦのイ１ａはサブルーチンＰＥＵＫＨＴ３で計算
されるが、そのフローチャートを第１９図に示す・この
サブルーチンは常数ルとして１．１５という数値を用い
常数工２を９ＯＡといろ値に設定している。今度は第２
０図に転すると、サブルーチン（３ＵＴＢＡＣＫのフロ
ーチャートが示されている。このサブルーチンでは、信
号０ＵＴＢＡＣＫの信号間隔比は宿１池の充電状態にし
たがって設定されている。
このサブルーチンに入ってから、電池に残存している電
荷を表わす量（ＡＨＬＬＩＭ−ＥＣＷＤ）　が検査され
る。もしこれが０以下であれば、ステップ１８１で電動
機への電流供給の限界を表わす変数が運転者が必要とす
る電流の０％に相当する値に設定される。もしそれが１
０　Ａｈ　より大きければ電流制限変数はステップ１８
２で運転者が必要とする電流の１００％に相当する値に
設定され、もしそれが１ＱＡｈ　と０との間にある場合
には、電流制限変数はステップ１８３で、運転者が必要
とする電流の１００％から４０％の範囲に相当する範囲
の近似値に設定される。最後に、ステップ１８４で、信
号ＣＵＴＢＡＣＫに対する信号間隔比がこの信号のオン
時間とオフ時間とを計算して設定される。残存電荷は量
（ＡＨＬＬＩＭ−ＥＣＷＤ）として計算されることに注
意しなければならない。
充電状態を計算するのに変数ＡＨＬＬＩＭを使用する理
由はサブルーチンＭＤＣＡＬＣ３を参照して説明する。
次に第２１図を参照すると、ザブルーチンＦＧＣＡＬＣ
のフローチャートが示されている。
これは電池の充電状態を計算する役目を持ち変数ＤＥＦ
ＬＮとして結果を記憶している。
このサブルーチンに入ってから、操作１９０で充電器が
接続されているかどうかを見る試験が行われる。充電器
が接続されていれば、ルーチンはステップ１９１で継続
するが、そうでない場合はルーチンは操作１９２につな
がる。操作１９２で変数ＣＷＦＴが電池の現在の温度と
車輛電力が投入された時の電池の温度の関数として計算
される。
次に、操作１９６で、フラグＡＨＬＣが検査されサブル
ーチンＤＩＳＣＨＧ３の最後の実行中にＡＨＬの値が訂
正されたかどうかを見る。もしそのように訂正されてい
れば、ステップ１９４にジャンプする。ＡＨＬが訂正さ
れていなければ、操作１９５で変数ＣＷに変数０ＷＦＴ
を乗じてＡＨＬを計算する。変数ＣＷは６０℃での電池
の電荷蓄積容量を表わす。これにＧＷＦＴを掛けて３０
℃以下の１℃について０８％づ〜有効にプレイドされる
。操作１９４で、変数ＡＨＬが１５３　Ａｈ　より大き
いかどうか検査される。もしそれが１５３　Ａｈ　より
大きければ、変数ＡＨＬＬＩＭは１５３　Ａｈ　に設定
されるがそうでない場合は変数ＡＨＬＬＩＭはＡＨＬの
現在値に設定される。上述のとうり、変数ＡＨＬＬＩＭ
はサブルーチンＭＤＣＡＬ０３で電池の充電状態を計算
するのに使用される。この変数は現在のサブルーチンで
計算されなげればならない。
それはもしＡＨＬの新しい値がサブルーチンＤＩＳＣＨ
３で計算されるとすれば、その変数はサブルーチンＤＩ
ＳＣＨ３で計算されるだけだからである。充電状態を計
算するのに変数ＡＨＬＬＩＭを使用する理由は以下圧説
明する、操作１９５で、フラグＮＡＨＬが検査されＡＨ
Ｌの新しい値が利用できるかどうかを調べる。もしこの
フラグが設定されていなければ、サブルーチンは操作１
９６とともに続行される。もしこのフラグが設定されて
いれば、ＡＨＬの新しい値が利用でき操作１９６に進む
前にＤＥＦＬＮの現在値が変数ＢＥＴＡとして記憶され
変数ＥＣＷＤＯが変数ＡＬＦＡとして記憶される。後に
サブルーチンＭＤＣＡＬＣ３を参照して説明するとうり
、これにより、プログラムＤＩＳＣＨ３の間ＡＨＬが計
算される度ごとにメーター３４のスケール直しが行われ
てメーターの読みが不連続にならないようになっている
。ステップ１９６でサブルーチンＭＤＣＡＬＣ３が呼び
出されて変数ＤＥＦＬＮを計算する。次にプログラムは
ステップ１９７に進む。
ステップ１９０で充電器が接続されていることカワ力れ
ば、ステップ１９１でＡＬＦＡが数値２、１４　Ａｈ　
　と比較される。ＡＬＦＡがこの値より大きければ、ス
テップ１９８に示すように次の式にしたがって変数ＤＥ
ＦＬＮが計算される。
ＤＥＦＬＮ＝ＭＡＸ−（ＭＡＸ−ＢＥＴＡ）　−（Ｅ（
３ＷＴ）／ＡＬＦＡ）この式で、ＭＡＸは完全充電状態
に対応するＤＥＦＬＮの値である。
ステップ１９１でＡＬＦＡが常数より小さいことがわか
れば、ステップ１９９に示すように次の式にしたがって
変数ＤＥＦＬＮが計算される。
ＤＥＦＬＮ＝（１−ＥＣＷＤ／ＡＨＬＬＩＭ）、ＭＡＸ
このようにして、充電中変数ＤＥＦＬＮはＥ（ＥＷＤと
ともに０に向って直線的に低下する。ステップ１９８ま
たは１９９の後でステップ１９７にジャンする。ステッ
プ１９７で、この変数が検査されそれがＭＡＸより大き
ければＭＡＸに等しく設定される。最後に、ス子ツー７
”２００で信号ＦＣの信号間隔比が電池の充電状態を表
わすように変数ＴＩＭＯＮとＴＩＭＯＦＦ　とが変数Ｄ
ＥＦＬＮの値にしたがって計算される・ サブルーチンＭＤＣＡＬＣ３のフローチャートを第２１
図に示す。このサブルーチンに入ってから、変数ＦＧＴ
１がＡＨＬＬＩＭからＡＬＦＡを差引くことにより計算
される。次に、ステップ２１０で、変数ＦＧＴｌが検査
され、それが正ならばステップ２１１にジャンプする。
もしそれが負である場合には、変数ＦＧＴ　ｌはＯＫ等
しく設定され、フラグＡＨＬＣが設定サレ、変数ＡＨＬ
ＬＩＭ　がＥｃｗＤＫ設定され、変数ＡＬＦＡはＥＣＷ
Ｄ　Ｋ設定され、変３数ＤＥＦＬＮは０に設定される。
次にルーチンの終りまでジャンプする。ステップ２１１
で、変数ＥＣＷＤＯがＥＣＷＤに等しく設定される。変
数ＥＣＷＤ　ＯはルーチンＤＩＳＣＨ３の次の実行中に
使用される。次いで、ステップ２１２で、変数ＡＬＦＡ
とＡＨＬＬＩＭとの差が検査さ、れるにの差が５３　Ａ
ｈより小さければ、ステラＪ２１６にジャンプし、もし
５．３Ａｈ　より大きければ、プログラムはステップ２
１４で続行される。ステップ２１４で、変数ＦＧＴ２が
ＡＨＬＬＩＭ　からＥＧＷＤを差し引（ことにより計算
される。次に、ステップ２１５で、変数ＦＧＴ２が検査
され、それが０より小さければ、０に設定される。次に
、ステップ２１６で変数ＦＧＴ１がＦＧＴ２をＦＧＴｌ
で割った値に等しく設定される。最後に、サブルーチン
の終りまでジャンプする前に、変数ＤＥＦＬＮがＢＥＴ
ＡとＦＧＴｉの積として計算される。
このようにして、変数ＤＥＦＬＮが次の式にしたがって
計算される。
ＤＥＦＬＮ−ＢＥＴＡ（ＡＩ（ＬＬＩＭ−ＥＣＷＤ）／
　（ＡＨＬＬＩＭ−ＡＬＦＡ）この式は変数ＡＨＬの新
しい値を計算してからＡＨＬＬＩＭの新しい値を計算す
るとき変数ＤＥＦＬＮが不連続にならないように使用す
るものである。
第２６図に示すように、完全に充電した電池につぃて変
数ＡＨＬＬＩＭがＡＨＬＬＩＭｌ　に等しい状態で放電
が始まると、ＥＣＷＤの値がＡＨＬＬＩＭ、に増大する
につれて変数ＤＥＦＬ’Ｎが直線的にＯに低下する。次
に、悔ｚでＡＨＬＩ、ＩＭの新しい値がＡＨＬＬＩＭ　
２で計算されると、したがって変数ＥＣＷＤがＡＨＬＬ
ＩＭ２の値にまで−り昇するにつれて変数ＤＥＦＬＮは
０にまで低下する。もし変数ＤＥＦＬＮが簡単に（ｉ　
−ＥＧＷＤ／ＡＨＬ）に比例するように計算されるとす
れば不連続は点Ｘで起ることになる。
ステップ２１２でＡＬＦＡとＡＨＬＬＩＭとの差が５．
３Ａｈ　　より小さいことがわかれば、ＤＥＦＬＮはス
テップ２１７での表現を用いて正確に計算することはで
きない。したがって、ステップ２１６で、変数ＤＥＦＬ
Ｎを次の式にしたがって計算する。
ＤＥＦＬＮ＝ＭＡＸ（１−ＥＣＷＤ／ＡＨＬＬＩＭ）次
に、変数ＤＥＦＬＮを検査し、もしこれが０より小さけ
れば０に設定する。それからサブルーチンの終りまでジ
ャンプが行われる、 ザブルーチンＦＣ，ＣＡＬＣ３を参照して説明したよう
に、変数ＡＨＬＬＩＭの値を計算するためには、変数Ａ
ＨＬの値を１５５　Ａｈ　という数値と比較しその後変
数ＡＨＬＬＩＭをこれら二つの数値の小さい方に設定す
る。１５３　Ａｈ　　という数値は新しいときの電池の
公称電荷蓄積容量１８０　Ａｈ　の８５％に相当する。
充電状態を表わす変数ＤＥＦＬＮを次に変数ＡＨＬＬＩ
ＭＯ値にしたがって計算する。
充電状態を計算するのに変数Ａ　ＨＬのかわりに変数Ａ
ＨＬＬＩＭを使用する理由を次に能、明する。
電池の寿命のはじめの部分では、実際の電荷蓄積容量は
１５５　Ａｈ　より大きいであろう。したがって、電池
の寿命のこの期間では、放電の終りは１５３　Ａｈに相
当する放電に関して表示されることになる。新しいとき
の電池の公称電荷蓄積容量の８５％に放電を限窒すると
、電池を完全に放電を繰迫す場合に比して電池の寿命を
かなり伸ばすことができることがわかっている。電池の
寿命が進むにつれて、その電荷蓄積容量が低下し１５６
Ａｈ以下に低下すると、変数ＡＨＬＬＩＭを実際の電荷
蓄積容量°に設定することが明らかに必９になってくる
。′ｉ％￥池を初期の段階で交換する必要がないように
するために車輛の操作者が、デユーティ−サイクルが１
５３Ａｈ’Ｙ超す、すなわち新しい電池の公称電荷蓄積
容量の８５％を超す放電を必要とするよ５に車上電池を
使用することはありそうもない。それ故、放電、をこの
値に限定することは不便を起すことはないはずである。
ルーチンＤＩＳＣＨ乙について述べたように、放電の最
後の期間に電池の残存電荷と実際の電荷蓄積容量とは電
池電圧の関数として計算される。宵。
池電圧がｖｚＯ値にまで低下すると、残存電荷はＯＫな
りそれ故この電圧は放電点の終りに対応する。もしｖｚ
が１９５Ｖという値に設定すれば二単位電池以下が反転
を起すという適格′ｊ【確率が存在することがわかって
いる。したがって、電池の全電圧は電池の実際の電荷蓄
積容量な計算１−るための満足な／でラメータである。
それ故、電池の寿命の最後の期間に変数ＡＨＬＬＩＭを
電池の実際の電荷蓄積容量に等しく設定すると、充′イ
状態を正確に評価することができる。
英国特許申請書第２０８０５５０号に電池の残存電荷と
実際の充電状態とを計算する方法が記されている。ごの
方法では、電池は多数の副次束に分割されこれら二つの
変数の評価は最低電圧の副次束の電圧に基いてなされる
。もし望むならば、残存電荷と実際の電荷蓄積容量とを
計算するこの方法を本発明に利用することができる。
例を挙げると、上記各種変数は下記の値を取ることが　
できる。
Ｋ１　　　＝　２．７７８Ａｈ／Ｖ Ｋ２　　　　＝１５Ａｈ Ｋ３　　　　＝５Ａｈ／Ｖ ＶＸ　　　　＝２０８Ｖ ｖｙ　　　　＝２０２ｖ ＶＺ　　　　−１９６，６Ｖ ＥＴＡＩＣ−１００％ ＥＴＡ２Ｃ＝　　９０％ ＥＴＡ３（３＝　　８０％ ＥＴＡＩＢ　−９０％ ＥＴＡ２Ｒ−１００％
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電動機制御装置と電池の充電状態評価
装置との複合システムの一実施例のブロック図、 第２図と第６図とは第１図に示すシステムの各部の回路
図、 第４図は第１図に示すシステムに使用するコンピュータ
プログラムのブロック図。 第５図から第２３図まではこのプログラムのフローチャ
ートと関連図表とである。 図に於て、９・・・データ・バス、１０・・・電池、１
１・・・電車電動機、１２．１３・・・コネクター、１
４・・・制御器、１５・・・インターフェース、１６・
・・マイクロコンピュータ、１８・・・クロック・ＦＩ
ＡＭ複合体、１９・・・補助電源、２０・・・主電源、
２１・・・温度検出器、２２・・・電圧検出器、２３・
・・電流測定用抵抗器、２４・・・マルチプレクサ、２
５・・・可変利得増幅器、２６・・・ピーク電流検出器
、２７・・・平均電流検出器、２８・・・信号処理回路
、２９・・・アナログ・デジタルｆｌ！’５．３０・・
・バス、３１・・・レール、３２・・・コネクター、６
４・・・メーター、３５・・・コネクター、３６・・・
ｖ　−、ｘｚ、　４　Ｑ〜４４・・・ｔｌ［Ｗ、４５川
コンデンサー、４６・・・演算増幅器、５０・・・光ア
イソレータ、　５１．５２・・・抵抗器、５６・・・コ
ンデンサー。 ５６・・・増幅器、５７・・・抵抗器、５８・・・ＮＰ
Ｎ）ランジスタ、５９．６０・・・抵抗器、６１・・・
演算増幅器、６２・・・抵抗器、６６・・・トランジス
タ。 ＦＩＧ７゜ ＦＩＧ、　ＩＯ１ ＦＩＣＩＩ。 ＦＩＧ、Ｉ２゜ ＦＩＣＩ３゜ ＦＩＣＩ４゜ ＶＰＬＡｓＴ ＦＩＣ，ｌδ。 ＤＥＦＬＮ 第１頁の続き （ｎ）発　明　者　アミット・サテイアヴラット・ジョ
バンプトラ イギリス国ウェスト・ミツドラ ンズ・ソリハル・オルトン・ス ワンズウエル・ロード３３ の発　明　者　ロパート・パーナート・オリーブ イギリス国ウェスト・ミツドラ ンズ・ソリハル・モート・レイ ン・３８

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）電池と、電池の現在の電荷蓄積容量を表わす値を求
    めるため電池に反応する手段と、現在の電荷蓄積容量値
    と電池の公称電荷蓄積容量の予め定めた百分率を表わす
    値とを新しいときおよび該二数値の低い方の値を選択す
    るとき比較する手段と、前記低い方の値にしたがって電
    池の充電状態を調べるため電池に反応する手段とから成
    ることを特徴とする電池の充電状態評価装置。 ２）更に、電流値を発生するため電池電流に反応する手
    段と、電流値を時１１１に関して積分して電池から流れ
    出る電荷を表わす数値を求める手段とを含み、前記低い
    方の値と流れ出る電荷の値とから充電の状態を求めるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電池の充
    電状態評価装置。 ５）更に、電池の少（とも一部の電圧を示す値を求める
    手段と、電池の残存電荷を電圧値の関数として泪算し領
    有電荷量を求める手段と、電゛池め電荷蓄積容量を残存
    電荷量と流れ出る電荷量との和として泪舞する手段とを
    備えることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
    電池の充電状態評価装置。 ４）前記電圧値が電池の全電圧を表わすことを特徴とす
    る特許請求の範囲第６項に記載の電池の充電状態評価装
    置。 ５）更に、分極電圧値を時間と電流値との関数として計
    算する手段と、電圧値を修正して分極電圧を補正する手
    段とを備えることを特徴とする特許請求の範囲第６項に
    記載の電池の充電状態評価装置。 ６）電池の現在の電荷蓄積容量を表わす値を求めること
    と、現在の電荷蓄積容量の−と電池の公称電荷蓄積容量
    の予め宇めた百分率を表わす値とを新しいときおよび該
    二数値の低い方の値を選択するとき比較することと、前
    記低い方の値にしたがって電池の充電状態を求めること
    とから成ることを特徴とする電池の充電状態を評価する
    方法。 ７）更に、電池の電流を測定して電流値を求めることと
    、電流値を時間に関して積分して電ｍｌから流れ出る電
    荷を表わす量を求め充電の状態を前記低い方の値と流れ
    出る電荷の量との関数として求めることとから成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の電池の充電
    状態を評価する方法。 ８）更に、電池の少（とも一部の電圧を表わす値を求め
    ることと、電池の残存電荷を電圧値の関数として計算し
    残存電荷の量を求めることと、電池の電荷蓄積容量を残
    存電荷量と流れ出る電荷の量の和として計算することと
    から成ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の
    電池の充電状態を評価する方法。 ９）電車電動機に電力を供給する牽引用電池と電車電動
    機への電流の供給を制御する手段と、電池の現在の電荷
    蓄積容量を表わす値を求めるために電池に反応する手段
    と、現在の電池蓄積容量と電池の公称電荷蓄積谷１の予
    め定めた百分率を表わす値とを新しいときと該工数値の
    低い方の値を選択するとき比較する手段と、前記低い方
    の値にしたがって電池の充電状態を求めるため電池に反
    応する手段と、充電状態決定手段により求めた充電状態
    が予め定めた値以下になったとき電車電動機への電流の
    供給を制限するため制御手段と充電状態決定手段とに接
    続されている手段とから成ることを特徴とする主電車電
    動機を備える電気車輛用の、電動機制御装置と電池の充
    電状態評価装置との複合システム。 １０）電車電動機への電流の供給が運転者が必要とする
    電流の予め定めた百分率に制限されており、該予め定め
    た百分率が充電状態が前記予め定めた値から０に向って
    下るにつれて漸次減少することを特徴とする特許請求の
    範囲第９項に記載の複合システム。 １１）　　電池の現在の電荷蓄積容量を表わす値を求め
    ることと、現在の電荷蓄積容量と電池の公称電荷蓄積容
    量の予め宇めた百分率を表わす値とを新しいときと該工
    数値の低い方の値にしたがって充電の状態を求めること
    と、そのように求めた充電の状態が予め定めた値より下
    ったとき電車電動機への電流の１１（給を制限すること
    とから成ることを特徴とする電気市軸の主電動機に電流
    を供給する牽引用電池を放置させるｈ法。 １２）電車電動機への電流の供給が運転者が必要とする
    電流の予め定めた百分率に制限されており、該予め定め
    た百分率が充電の状態が前記予め定めた値から０に向っ
    て下るに一つれて漸次減少することな特徴とする特許請
    求の範囲第１１項に記載の方法。
JP58104329A 1982-06-12 1983-06-13 電池の充電状態評価装置および方法およびその方法を用いた複合システム Pending JPS595975A (ja)

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GB8217140 1982-06-12
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