JPS6348481A - バツテリイ上り予告装置 - Google Patents

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、エンジン作動中にあけるバッテリィの状態か
ら車両のエンストおよびエンジン始動不能を予測して警
告するようにしたバッテリィ上り予告装置に関する。

（従来技術） 従来のバッテリィ上り予告装置としては、例えば特開昭
４９−５１５４０号として電気自動車用バッテリィを対
象とした装置が知られている。

このバッテリィ上り予告装置にあっては、バッテリィの
放電電流をシャント抵抗で電圧に変換し、シャント抵抗
で検出したバッテリィ電圧を増幅した後に電圧比較器に
入力して所定の基準電圧と比較し、所定の放電電流が得
られたときのバッチ１ノイ端子電圧をコンデンサに保持
し、このコンデンサ保持電圧を高入力インピーダンス増
幅器で取出して最終的に所定放電電流時のバッテリィ端
子電圧に基づいてバッテリィ容量を求め、バッテリィ容
凹が規定値に以下に低下したとき、バッテリィ上りを予
告警告するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来のバッテリィ上り予告装
置にあっては、バッテリィの充放電電流をシャント抵抗
に流すことによって電流を電圧に変換して検出するよう
にしていたため、シャント抵抗によるバッテリィ電圧の
低下と電力損失を起こしてバッテリィ能力を損うことが
避けられず、またシャント抵抗の値を小さくして悪影響
を低減しようとした場合には、検出電圧が小さくなるこ
とから増幅率の高い高性能の増幅器が必要になる等して
信頼性及びコストの面で一般の車両に用いられる装置と
しては問題があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、放電電流を検出するシャント抵抗を必要とするこ
となく簡単な構成でエンストやエンジン始動不能なバッ
テリィ容量となったことを判、断して予告警告するバッ
テリィ上り予告装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、エンジン作
動中におけるバッテリィ端子電圧を電圧検出手段で検出
し、検出電圧が一定時間以上継続して予め定めた第１の
基準電圧以下となった状態を電圧判別手段で判別し、こ
の判別出力が得られたときに予め定めた所定の車載電気
負荷をスイッチ手段によってバッテリィに接続し、スイ
ッチ手段により新たな負荷を接続したときのバッテリィ
端子電圧の降下分を電圧降下検出手段で検出し、この電
圧降下分が予め定めた第２の基準電圧以上となったとき
に異常判別手段によりエンストやエンジン不能なバッテ
リィ容量に低下したものと判断して警告表示手段にバッ
テリィ上りを予告警告させるようにしたものである。

（作用） このような本発明の構成によれば、バッテリィ端子電圧
が第１の基準電圧以下に一定時間継続して下がったとき
に、所定の車載電気負荷をバッテリィに接続してバッテ
リィ端子電圧の電圧降下をチェックし、バッテリィ容量
が低いほど新たな負荷を接続したときの電圧降下が大き
くなることから、この電圧降下の大きざが第２め基準電
圧を越えたときに、エンストを起こしたり、そのまま停
止した場合にはエンジンの再始動が不可能なバッテリィ
容量の不足状態におるものと判断して予告警報を出すよ
うになる。。

また、バッテリィの端子電圧のみからバッテリィ容量の
低下を判断しているため、バッテリィ充放電電流を電圧
信号に変換するためのシャント抵抗が不要となり、シャ
ント抵抗を接続したときのバッテリィ電圧降下や電力損
失の問題がなく、−般の自動車に適用した場合に信頼性
が保証され、またコスト的にも安価にすることができる
。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図でお
る。

まず構成を説明すると、１はバッテリィであり、エンジ
ン作動中においてはオルタネータ２により充電され、バ
ッテリィ１にはスイッチ３ａ〜３ｎを介して複数の車載
電気負荷４ａ〜４ｎが接続されている。

このようなバッテリィ１の端子電圧ｖｂは波形整形回路
等より成る電圧検出回路５に入力され、電圧検出回路５
で検出されたバッテリィ端子電圧ｖｂは比較回路６の一
方に入力される。比較回路６の他方には第１の基準電圧
回路７から予め定めた第１の基準電圧■ｒが与えられて
おり、比較回路６は電圧検出回路５からのバッテリィ端
子電圧ｖｂが第１の基準電圧Ｖｒ１以下となったとき比
較出力を生ずる。比較回路６の出力は放電状態判定回路
８に与えられており、放電状態判定回路８には、比較回
路６の出力が一定時間以上継続したときに出力を生ずる
時定数回路、または単安定マルチバイブレータが設けら
れている。従って、比較回路６、第１の基準電圧回路７
、及び放電状態判定回路８によって電圧検出回路５で検
出されたバッテリィ端子電圧ｖｂが一定時間以上継続し
て予め定めた第１の基準電圧Ｖｒ１以下に低下したとき
に判別出力を生ずる電圧判別手段を構成している。

放電状態判定回路８の出力はスイッチ回路９のスイッチ
制御信号として与えられ、このスイッチ回路９には予め
定めた所定の電気負荷１０が接続されており、放電状態
判定回路８の出力を受けてスイッチ回路９のスイッチ接
点が閉じ、所定の車載電気負荷１０をバッテリィ１に接
続するようになる。この車載電気負荷１０としては、例
えばリヤデフォツガヒータが用いられ、車載電気負荷１
０としてのりャデフオッガヒータがバッテリィ１に接続
されると、その抵抗値で定まる所定の電流６１分だけバ
ッテリィ１の放電電流を増加ざぜるようにしている。尚
、車載電気負荷１０としてはりャデフォッガヒータの他
に例えば５Ａ以上の消費電流が作動状態の如何に係わら
ず定常的に流れる適宜の車載電気負荷を使用することが
できる。

また、スイッチ回路９によりバッテリィ１に接続される
車載電気負荷１０としては選択した負荷が作動状態のと
きスイッチ回路９がスイッチ接点を閉じてもバッテリィ
放電電流が増加しないことから、２以上の所定の車載電
気負荷をスイッチ回路９に接続し、いずれか１つの車載
負荷が使用状態におっても他の使用状態にない負荷のバ
ッテリィ１への接続でバッテリィ放電電流を一時的に増
加させることが望ましい。

一方、電圧検出回路５の出力は電圧保持回路１１に入力
され、電圧保持回路１１はスイッチ回路９のスイッチ出
力を受けており、スイッチ回路９のスイッチ接点を閉じ
る直前のバッテリィ端子電圧ｖｂを保持して出力するよ
うになる。このための電圧保持回路１１としては、電圧
検出回路５の検出出力をアナログスイッチを介してコン
デンサに入力し、コンデンサの端子電圧を高入力インピ
ーダンス増幅器を介して出力するようにした所謂サンプ
ルホールド回路が使用される。゛電圧保持回路１１に保
持されたスイッチ回路９のスイッチ接点が閉じる直前の
バッテリィ端子電圧は、差動回路１２の一方の入力に与
えられ、差動回路１２の他方の入力には電圧検出回路５
の出力がそのまま与えられる。このため差動回路１２は
スイッチ回路９のスイッチ接点が閉じる直前のバッテリ
ィ端子電圧ｖｂとスイッチ回路９のスイッチ接点を閉じ
て車載電気負荷１０をバッテリィ１に接続することで電
圧降下を起こしたバッテリィ端子電圧との電圧差から電
圧降下分を検出して出力するようになり、この差動回路
１２によって電圧降下検出手段が構成される。また、差
動回路１２における電圧降下分の検出はスイッチ回路９
を閉じて車載電気負荷１０をバッテリィ１に接続したと
きから数秒を経過したタイミングのバッテリィ端子電圧
と電圧保持回路１１の保持電圧との電圧差を取出すよう
になる。

差動回路１２で検出された車載電気負荷１０の接続によ
る電圧降下分は比較回路１３の一方に入力され、比較回
路１３の他方には第２の基準電圧回路１４からの第２の
基準電圧ｒ２が入力されている。このため、比較回路１
３は差動回路１２から得られた電圧降下分が第２の基準
電圧Ｖｒ２以上となったとき比較出力を生じ、この比較
回路１３からの比較出力に基づいて警告表示部１５にお
いてバッテリィ上りの予告警告の表示が行なわれる。

このため比較回路１３、第２の基準電圧回路１４によっ
て差動回路１２で検出された電圧降下分が予め定めた第
２の基準電圧Ｖｒ２以上のとき警告表示部１５にバッテ
リィ上りの予告警告を表示させる異常判別手段が構成さ
れる。

次に、第１図の実施例の動作を説明する。

まず、バッテリィ端子電圧ｖｂ及びバッテリィ放電電流
Ｉｂに対するバッテリィ容量の関係は、例えば規定バッ
テリィ電圧１２Ｖのバッテリィ１を例にとると、第２図
の特性グラフに示すようになる。

この第２図の特性グラフから明らかなように、バッテリ
ィ端子電圧ｖｂはバッテリィ放ＮＮ流■ｂが増加する程
、略直線的に減少する関係にあり、更にバッテリィを満
充電にしたときの電気量に対する充電量（％）で表した
バッテリィ容量をパラメータとした特性を持ち、バッテ
リィ容量が低い程、バッテリィ放電電流ｒｂの増加に対
しバッテリィ端子電圧ｖｂの低下が大きくなる関係にあ
る。

この第２図に示す特性をもったバッテリィ１のバッテリ
ィ上りを予告するため、例えば比較回路６に対する第１
の基準電圧回路７からの基準電圧Ｖｒ１としては、Ｖｒ
１＝１１．７５Ｖが設定される。

この第１の基準電圧Ｖｒ＝１１．７５Ｖの設定により比
較回路６が比較出力を生ずるバッテリィ放電電流Ｉｂの
値はバッテリィ容量１００％で３７Ａ、５０％で２０Ａ
、３０％で１２Ａ、２０％で８Ａ、１０％では５Ａとな
る。

このように比較回路６が比較出力を生じても、第２図に
示すいずれのバッテリィ容量におけるＶｂ−Ｉｂ特性か
ら得られた比較出力であるかがわからず、比較回路６の
出力からバッテリィ容量を決めることはできない。

この比較回路６の比較出力が得られたときのバッテリィ
容量の決定は、スイッチ回路９による所定の車載電気負
荷１０のバッテリィ１に対する接続で低下したバッテリ
ィ１の電圧降下分から求めることができる。

即ち、スイッチ回路９を閉じることによりバッテリィ１
に所定の車載電気負荷１０を接続することにより、それ
までのバッテリィ放電電流■ｂ１が車載電気負荷１０の
負荷インピーダンスで決まる所定電流Δｉだけ増加した
とする。このバッテリィ放電電流の増加分△ｉに対する
バッテリィ端子電圧の電圧降下は、第２図の特性グラフ
から明らかなように、バッテリィ容量が大きい程小さく
、バッテリィ容量が下がるにつれて大きな電圧降下を生
ずることとなる。

そこで、例えばバッテリィ容量が２０％以下となったと
きにバッテリィ予告警告を出すものとすると、バッテリ
ィ容量２０％を与える特性曲線の傾きは略直線とみなす
と傾きＫを予め求めることができ、車載電気負荷１０を
接続したうちのバッテリィ放電電流の増加分はΔｉであ
ることから、バッテリィ容量が２０％のときの車載電気
負荷１０の接続による電圧降下分△■はΔＶ＝ＫＸ△１
として一義的に求めることができ、この車載電気負荷１
０を接続したときに予想されるバッテリィ端子電圧の電
圧降下分Δ■に基づいて第２の基準電圧回路１４による
第２の基準電圧Ｖｒ２の値を定める。具体的には、第２
の基準電圧■ｒ２はバッテリィ容量が２０％以下となっ
たときにバッテリィ予告警告を出すものとすると、Ｖｒ
２＝０．２〜０゜３Ｖ程度の値に定めることができる。

次に、前述した第１の基準電圧Ｖｒ１＝１１．７５■及
び第２の基準電圧Ｖｒ２＝０．２〜０．３Ｖに設定した
場合を例にとって第１図の実施例の動作を具体的に説明
する。

今、電圧検出回路５の検出電圧が規定電圧１２Ｖから、
第２図に示スヨうにＶｂｌ＝１１．５Ｖに低下したとす
ると、電圧検出回路５の検出電圧■ｂ１が第１の基準電
圧Ｖｒ１−１１．７５Ｖを下回ることから比較回路６が
比較出力を生じ、放電状態判定回路８において一定時間
以上継続して比較回路６の比較出力が得られたとき、放
電状態判定回路８が判定出力を生じてスイッチ回路９の
スイッチ接点を閉じ、所定の車載電気負荷１０をバッテ
リィ１に接続する。このスイッチ９が閉じたときのスイ
ッチ出力は電圧保持回路１１に与えられてあり、電圧保
持回路１１はスイッチ回路９が閉じる直前の検出電圧Ｖ
ｂ１を保持する。続いて、スイッチ回路９が閉じること
により所定の車載電気負荷１０をバッテリィ１に接続し
て数秒を経過すると、バッテリィ端子電圧ｖｂは車載電
気負荷１０を接続することによりバッテリィ放電電流が
それまでのバッテリィ放電電流Ｉｂ１よりΔｉ分だけ増
加したＩｂ２となり、このときのバッテリィ容量が２０
％であったとすると差動回路１２で検出された電圧降下
分ΔＶ　（＝Ｖｂ１−Ｖｂ２＞は比較回路１３に対する
第２の基準電圧Ｖｒ２を上回り、比較回路１３が比較出
力を生ずることで警告表示部１５にバッテリィ上りの予
告警告を表示ランプの点灯やブザーの鳴動等により行な
わせるよ、うになる。

このようにバッテリィ上りの予告警告が出されたならば
、走行中にエンストを起こしたりエンジンの再始動が不
可能なバッテリィ容量の低下状態におることから、運転
者は不必要な車載負荷のスイッチを切ったり、或いは車
両停止時に充分なアイドリングを行なってからエンジン
を停止させる等の適切な措置を取ることができる。

第３図は本発明の他の実施例を示した回路ブロック図で
あり、この実施例はバッテリィ上りの予告警告のためマ
イクロコンピュータによる演算手段を用いたことを特徴
とする特 即ち、電圧検出回路５で検出したバッテリィ１の端子電
圧ｖｂをＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換し、マ
イクロコンピュータ１８に入力する。マイクロコンピュ
ータ１８は演算手段としてのＣＰＵ１９、入力データを
一時記憶するＲ’Ａ　Ｍ２Ｏ、及びバッテリィ上りを予
告警告するための処理プログラムを固定的に記憶したＲ
ＯＭ２１を備え、更にＣＰＵ１９の制御出力によって所
定の車載電気負荷１０に直列接続したスイッチ回路９を
オン、オフ制御できるようにしている。

マイクロコンピュータ１８に設けたＣＰＵ１９による演
算機能は第１図の実施例における比較回路６、放電状態
判定回路８、電圧保持回路１１、差動回路１２及び比較
回路１３の機能をプログラム処理により実現する。また
、バッテリィ容量の判別処理をより正確に行なうため、
ＲＯＭに第２図に示したようなバッテリィ１の特性グラ
フに基づいて作成したテーブルデータを記憶しておき、
このテーブルデータを使用して車載電気負荷１０をバッ
テリィ１に接続したときのバッテリィ端子電圧の電圧降
下分Δ■からバッテリィ容量を求めてバッテリィ上りの
予告警告を行なうようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、バッテリィ端
子電圧が予め定めた第１の基準電圧以下に一定時間継続
して低下したときに予め定めた所定の電気負荷をバッテ
リィに接続して一時的にバッテリィの放電電流を増加さ
せ、このときのバッテリィ端子電圧の電圧降下分を検出
してバッテリィ容量が規定容量以下に低下しているか否
かを判断し、規定容量以下に低下したときにバッテリィ
上りの予告警告を行なうようにしたため、バッテリィの
端子電圧のみを検出するだけでバッテリィ容量の低下を
判断することができるため、従来装置のようにシャント
抵抗を用いてバッテリィ放電電流を電圧信号に変換する
手段が不要となり、バッテリィ端子電圧のみの検出で正
確にバッテリィ容量を求めてエンストやエンジン停止後
の再始動不能の可能性を生ずるバッテリィ上り状態を判
断して予告警告することができる。

また、バッテリィ容量の低下を判断するために所定の車
載負荷を一時的にバッテリィに接続するにすぎないこと
から、シャント抵抗により継続的に放電電流を検出する
場合に比べ、バッテリィの電力損失を大幅に低減でき、
更に析たな車載電気負荷の接続によるバッテリィの実動
作を通じてバッテリィ容量の低下を判断していることか
ら、信頼性の高いバッテリィ上りの予告警告を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図、第
２図はバッテリィ容量をパラメータとしてバッテリィ端
子電圧と放電電流の関係を示した特性グラフ、第３図は
本発明の他の実施例を示した回路ブロック図である。 １：バッテリィ ２：オルタネータ ３ａ〜３ｎ：スイッチ ４ａ　〜４ｎ、１０：車載電気負荷 ５：電圧検出回路 ６．１３二比較回路 ７：第１の基準電圧回路 ８：放電状態判定回路 ９：スイッチ回路 １に電圧保持回路 １２：差動回路 １４：第２の基準電圧回路 １５：警告表示部 １６：Ａ／Ｄ変換器 １８二マイクロコンピユータ １９　：　ＣＰＵ ２０：ＲＡＭ ２１：ＲＯＭ 特許出願人　日産自動車株式会社 同　　　上　日本電池株式会社 代理人　弁理士　土　橋　　皓１′′□゛′第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン作動中におけるバッテリィ電圧を検出する電圧
   検出手段と、該電圧検出手段による検出電圧が一定時間
   以上継続して予め定めた第１の基準電圧値以下に低下し
   たとき判別出力を生ずる電圧判別手段と、該電圧判別手
   段の判別出力を受けて予め定めた所定の車載電気負荷を
   バッテリィに接続するスイッチ手段と、該スイッチ手段
   による負荷接続時のバッテリィ電圧の降下分を検出する
   電圧降下検出手段と、該電圧降下検出手段による検出降
   下分が予め定め第２の基準電圧以上のとき警告表示手段
   にバッテリィ上りの予告警報を表示させる異常判別手段
   とを備えたことを特徴とするバッテリィ上り警告装置。