JPS62240876A - 自動車用バツテリの寿命診断装置 - Google Patents

自動車用バツテリの寿命診断装置

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JPS62240876A
JPS62240876A JP61084138A JP8413886A JPS62240876A JP S62240876 A JPS62240876 A JP S62240876A JP 61084138 A JP61084138 A JP 61084138A JP 8413886 A JP8413886 A JP 8413886A JP S62240876 A JPS62240876 A JP S62240876A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動用のバッテリにおいてその寿命を判断して
表示する自動車用バッテリの寿命診断装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、特開昭５３−７９２３８号公報、特開昭５３−１
２７６４６号公報、さらには特開昭５６−１２６７７４
号公報等に記載されているように、バッテリの端子電圧
、充放１ｔｉ′ｌ！流、バッテリ温度を検出を検出し、
これをコンピュータで演算処理してバッテリの収支電荷
量、開始電荷量、内部抵抗、短絡電流などの充電状態と
寿命診断にリンクした出力を求れ、これを所定の基準レ
ベルと照らして充電状態と寿命を判断論断するものが知
られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記従来技術は、個々のバッテリの初期
ばらつきを打消すことを考慮しておらず。
この初期ばらつきが、検出条件の変化を補正するときの
誤差とともに経時変化に加算されるため、閾値による単
純な判別診断を行なおうとすると、その誤差は正常晶と
異常品を混同することを頻繁に発生した。
さらに上記従来技術では、利用可能な残存電荷量と寿命
劣化を示す例えば内部抵抗、漏洩電流とを明確に区別し
て検出・演算し、さらに表示・制御されることが少なか
った。その結果、単に充電不足のバッテリを寿命劣化品
として廃棄したり。
寿命品を満充電にして寒地の低温時に使用して始動不能
のトラブルを起こすケースがあった。
本発明は上記の従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
あり、初期ばらつきを打消して診断精度向上がはかれる
バッテリ診断装置を提供することを［１的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
バッテリ端子電圧、充放電電流及びバッテリの温度を検
出する手段と、上記検出手段からの出力信号を入力して
これを基に所定の演算処理を行う制御装置と、寿命警報
表示手段を備え、上記制御手段は機関のクランキング前
後における上記検出手段からの検出信号に基づきバッテ
リ寿命を表ね・す値を算出する機能と、上記バッテリの
初期段階における上記寿命表示値を記憶する機能と、上
記寿命表示値を上記記憶値と比較し、これらの間に所定
の関係が成立した時にバッテリ寿命予知信号を発生する
機能を有し、この予知信号に基づいて警告表示する。
〔作用〕
上記構成によれば１個々のバッテリ個有の初期値の使用
過程における値（即ち単位容量当りの内部抵抗率の変化
）を比較判断することにより、経時変化だけを浮き彫り
にでき、これによりバッテリ寿命の判断を個々のバッテ
リの初期状態に適合して適切・正確に判断できる。
〔実施例］ 本発明の実施例についての詳述を行う前に、本発明をよ
り良く理解するため、まず本願発明の特徴の基礎となる
バッテリの寿命診断と、これに密接に相関するパラメー
タとしてのバッテリの内部抵抗について説明する。
公称容量の異なるバッテリの使用過程におけるその内部
抵抗は、８１ＩＩ定条件を合わせてその経時的変化をプ
ロットすると、第２図（ａ）に示すようになる。即ち、
バッテリの内部抵抗は、一般に電極と電解液との界面に
おけるイオンの吸着解離能に依存し、その変化は電極活
物質の劣化、脱落等による有効電極面積の低減により増
加する傾向にあり、巨視的には連続的に変化していると
言える。
また、このような変化は、電気化学的反応によるため温
度依存性を有する他、またバッテリ自体の初期状態にお
けるばらつきにも左右され、これを−律に管理すること
は極めて困難となる。
しかしながら、上記第２図（ａ）には、公称容量の異な
る各種バッテリのうち１選ばれた例えば４ケのバッテリ
の上記内部抵抗特性を実線により示しているが、全体と
しての特性の傾向も図中の二本の破線により示すように
、そのバッテリの内部抵抗は、上述の如く、時間の経過
とともに確実に増加する傾向を有する。図中の破線は、
特性測定に供された複数の公称容量の異なる各種バッテ
リ全体の内部抵抗（放ｆｆｉ開始５秒後の電圧と電流の
比）を、経時変化、即ち走行距離を横軸にとったプロッ
トした時の最外側線を表わすものである。
このような傾向を有するバッテリの内部抵抗につき、こ
の値をまず公称容量で除算し、さらに全べてそのバッテ
リの初期値で除算してみると、第２図（ｂ）に示すごと
く経時変化が規格化される。
これを言い換えれば、バッテリの単位容量当りの内部抵
抗増加率の経時的変化と言うことができる。
ここで、統計的に寿命の近いバッテリの内部抵抗および
単位容量当りの抵抗増加率を調べると、内部抵抗単独で
はなく、その抵抗増加率の変化状況により寿命の判断を
行うことにより、より正確な精度の高い診断を行い得る
ことが発明者により実験、確認された。
本発明は、上記の様な本発明の発明者による確認、実証
に基づくものである。
また、バッテリの単位容量当りの内部抵抗変化率による
バッテリ寿命診断の精度をさらに上げるためには、バッ
テリのｕ度依存性を補正する必要があるが、これは補正
係数を実験的に求めることによりその値を定める。何故
ならば、車載での温度依存性は、機関のクランキング時
におけるバッテリの負荷であるスタータやエンジンの温
度依存性を含め決めるのが好ましく、少なくともバッテ
リＱｉ、体の温度依存性だけから補正係数を定めるのは
無意味であるからである。
次に、第１図により、本発明の実施例について詳細に説
明する。
バッテリ１にはオルタネータ２、スタータ３が電気的に
並列接続される。スタータ２はエンジン４とギアで機械
的に連結し、電磁開閉器５はエンジンキースイッチ６で
開閉動作する。オルタネータ２は励磁コイル７で出力電
圧が調整され、整流器９を介して交直（Ａ−ｒ））変換
後フユーズボックス１０を経て各種負荷また必要に応じ
てバッテリに電気エネルギを供給する。バッテリ１に接
続されたハーネス１１の両端Ａ、Ｂには充放電電流によ
る電圧降下から電流を検出するための増巾器１２が接続
され、これからの電流信号Ｉｎと、バッテリ端子電圧信
号Ｖｎ、バッテリの電解液、電極の代表的平均温度を検
出する温度センサ】３からの温度信号Ｔｎが、入出力（
Ｉｌｏ）ユニット１４に入力する。さらに、Ｉ１０ユニ
ット１４には中央処理装置ｉ　（（：ＰＵ）　ｉ　５、
リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１６、ランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）が接続されている。またＩ１０ユニッ
ト１４には入力セットボタン１９が接続されている。
以上の構成において、その動作を以下に説明する。まず
バッテリからの上記３信号Ｖｎ　＋　Ｉｓ　＋Ｔｎを初
期値として入力し処理するために、Ｉ１０ユニット１４
の初期入力セットボタン１９を押す。
次に満充電状態の新しいバッテリを装着した状ｍ（例え
ば自動車組立工場の最終工程）で、クランキングを行な
い、その前後のバッテリ端子、電圧ＶＢ充放電電流Ｉａ
、バッテリ温度Ｔａを、？ｒｒ＋ｓ周期でサンプリング
しＲＡＭ１７に記憶する。この中から下記の値を読み出
す。
（１）クランキング直前の暗電流の流れている状態での
端子電圧ＶＢＯ （２）クランキング中の充放電電流の最大値１１ＩＰと
その時の端子電圧Ｖａｐ （３）グランキング直前のバッテリ容器の温度Ｔｏ。
次に最大数ｔｔｔｉ’ａ流Ｉｎｐにおける内部抵抗ＲＢ
Ｐを以下の（１）式により求める。
ＢＰ さに、予め実験的に求められた内部抵抗ＲＱＰの温度係
数αＲを用いて、内部抵抗Ｒｎｐの温度補正を以下の（
２）式により行なう。
Ｒｏｐｒ＝ＲｏｐＸ　　αｎ　（Ｔ　ｎｏ　−Ｔ　Ｂ）
　　　　　　　　　−・＝　（２）ここで、温度Ｔ’ａ
ｏは例えば２０℃で、αｇは予め２０℃を基準として求
めておくものである。
次に前記ＶＢｏも予め実験的に求められた端子電圧の温
度係数αＶを用いて、Ｖｎｏの温度補正を例えば２０℃
を基準として以下の（３）式により行なう。
Ｖ　１３０Ｔ　：　Ｖ　ｎｏ　Ｘαｖ（Ｔｏｏ　−Ｔｏ
）　　　　　°＝　＝−（３）以上の手順で求められた
内部抵抗値ＲＢＰＴと端子電圧値ＶＢＯＴはＲＡＭ１．
７の初期値エリアに記憶させ、初期入力セットボタン１
９を戻す。
この状態で例えばユーザに引渡された車は使用過程にお
いて特別のマニュアル操作をすることなく次のようなシ
ーケンシを繰返し寿命診断を行なう。
すなわち、クランキング前の休止期間が例えば所定の１
，０時間以上経過している時、クランキング前後のバッ
テリ電圧ＶＢ’　　、充放電電流ＴＢ１バッテリ温度Ｔ
　ａ　’　　のサンプリングを行ない、初期入力時の演
算処理と同様にして補正された内部抵抗値Ｒ’ＲＰＴ及
び端子電圧Ｖ’ａｏｔを求め、これらをＲΔＭｉ７に記
憶する。
次に、この使用過程における値を上記の初期値と比較し
て、それらの比、即ちＲ’　ａｐＴ／Ｔ＜ａｐｒ及びＶ
’ｕｏ丁／ＶＢＯＴを求め、これをあらかじめＲＯＭ１
６等に記憶させておいた第３図のような得命診所用のマ
スタテーブルに照らして、その時点におけるバッテリの
寿命と充電状態の診断を行なう。
図中の各領暖は下表１のように定義するとともに第３図
に示する。
表　　１ 第４図は上記診断手順のフローチャートを示す。
本発明の基本要件は、バッテリの寿命や充電状態の診断
をその初期値をベースにして行なうところにある。さら
に予め初期値ベースの代表的な診断用のマスタテーブル
を作っておくことが前提であり、これが初期入力段階で
の動作である。あるいは、上記初期段階では上記診断用
の計算を行わず、あらかじめそのバッテリに個有の値を
人力しておくことも可能であり、この場合は診断用の計
算式は特定しない。この方法はバッテリ・バックアップ
付のＲＡＭをＲＯＭに追加することにより実現できる。
また５診断結果は第１図のＩ１０ユニット１４を経て、
上記ａｌｌ結果をグラフィックまた文字等で表示するた
めの表示装置へ接続する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、診断結果が個々の初期値と使用過程値
を比較するので、経時変化だけを浮き彫りにでき、初期
ばらきつと経時変化を混同して単純な閾値判別してきた
従来技術に較べて著るしく診断精度が向上する。特に内
部抵抗と開放端子電圧を組合せて診断する場合に単純な
閾値判別に較べて約４倍に救済エリアが拡大し診断精度
があけばれるばかりでなく、真に逸脱していないサンプ
ルの救済が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例であるバッテリ寿命診断装置を
示す全体図、第２図（ａ）及び（ｂ）は本発明によるバ
ッテリの寿命判断の重要な基礎となるバッテリ内部抵抗
及び単位容量当りの内部抵抗増加率の経時変化を示す図
、第３図は第１表の内容と対応して判断のランクとその
範囲を示す図、第４図は本発明を実施するためのフロー
チャートの一例を示す図。 １・・・バッテリ、１】・・・ハーネス、１２・・・増
幅器。 １３・・・温度センサ、１４・・・Ｉ１０ユニット、１
５・・・中央処理装置、】６・・・ＲＯＭ、１７・・・
ＲＡＭ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、内燃機関により駆動されるオルタネータにより充電
    されるバッテリから成る自動車用電源において、上記バ
    ッテリ端子電圧を検出する手段と、上記バッテリ充放電
    電流を検出する手段と、上記バッテリ温度を検出する手
    段と、さらに上記各検出手段からの検出出力を入力して
    所定の演算処理を行う制御部を有するものにおいて、上
    記制御部は、機関のクランキング前後における上記各検
    出手段からの検出信号により所定の演算を行つてバッテ
    リ寿命を表わす値を算出する機能と、上記バッテリの初
    期段階における上記バッテリ寿命表示値を演算して記憶
    する機能と、上記バッテリ寿命表示値を上記記憶値と比
    較判定し、これらの間に所定の関係が成立した時にバッ
    テリ寿命予知信号を発生する機能を有し、さらに上記制
    御部からの寿命予知信号に基づいて警告表示することを
    特徴とする自動車用バッテリの寿命診断装置。
JP61084138A 1986-04-14 1986-04-14 自動車用バツテリの寿命診断装置 Expired - Lifetime JPH0650340B2 (ja)

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