JP2006240541A - バッテリ状態検知装置及びバッテリ状態管理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バッテリ1の出力電圧を監視し、その監視結果に基づいて、プランジャ2の駆動が可能か、クランキング回転数がエンジンの着火可能回転数以上か、クランキング回転数がエンジン始動まで維持されるか、という3つの条件判断を行い、その判断結果によりバッテリ1が正常であるか否かを判断する。したがって、温度等のバッテリの搭載環境や自動車の車種等の様々な諸条件を考慮せずに、現実の状況に即応してバッテリ1が正常か否かを正確に判断できる。クランキング回転数やその維持の可否は、電圧センサ23で検出された出力電圧13の振動を検出することで効率的に行う。
【選択図】図1
Description
本出願人は、自動車に搭載されるバッテリとして、新品のバッテリと、様々に劣化した状況のバッテリとのそれぞれに対して、その充電残量を種々に変化させ、その充電残量の異なる各状態において、バッテリに対してエンジン始動時放電(所定放電)を行わせて、バッテリの放電前及び放電中の出力電圧を計測した。そして、劣化状況の異なる各バッテリの異なる各充電残量状態における各エンジン始動時放電を行う前の開放電圧値と、エンジン始動時放電が行われた際の下限電圧値(放電時電圧値)との関係を調べた。
上述のように、まず第1の条件として、スタータのモータのギヤをエンジンに噛み合わせるためのプランジャの動作電圧を確保することが必要である。図2に一般的なスタータSTの一例を示す模式図を示す。図2中の符号1はバッテリ、符号2はプランジャ、符号3はプランジャ2の可動接点、符号4は固定接点、符号5はスタータモータ、符号6はバッテリ1からの電圧をプランジャ2に供給するためのイグニションスイッチ、符号7はエンジンのギヤをそれぞれ示している。イグニションスイッチ6がオンになると、スタータSTのプランジャ2が駆動して可動接点3を固定接点4に当接させ、これによってスタータモータ5が始動するとともに、レバー6aを介してピニオンギヤ6bが矢印Qの方向に移動し、エンジンのギア7に噛み合って、スタータモータ5の回転がエンジンに伝達できる状態となる。エンジンが回り始めると、ピニオンギヤ6bはエンジンのギヤから外れるようになっている。したがって、このプランジャの動作電圧を確保することが最低限必要となる。
ただし、プランジャ2が支障無く駆動した場合であっても、クランキング回転数がエンジンの着火可能回転数未満であれば、エンジンへの着火が行われない。即ち、バッテリ1からの電圧レベルが低いと、クランキング回転数が低下してしまって、エンジンの着火が不能となる事態が生じ得る。したがって、上述のように、第2の条件として、エンジン始動の際のクランキング回転数がエンジンの着火可能回転数以上になることが必要である。したがって、この実施の形態においては、エンジンを始動する際に、クランキング回転数を検出し、この検出した回転数を、規格値または予め試験により検出しておいたエンジンの着火可能回転数に対して比較することで、エンジンが着火可能か否かを判断する。
ただし、エンジン始動の際の実際のクランキングにおいては、一般に、1回転だけではエンジンが始動しない。例えば4気筒のエンジンでは、合計で4回程度のクランキング(図5中の4つのトルク変動11−2,11−1,11−3,11−4を参照)が行われないとエンジンが始動しないことが分かっている。エンジン始動の際に、バッテリ1からの電圧レベルが低いと、エンジン始動の際のクランキングを行っている一定の間に、クランキング回転数が徐々に低下していき、最終的にエンジンの着火が不能となる事態が生じ得る。したがって、上述のように、第3の条件として、エンジン始動の際のクランキングを行っている間、その回転数を維持することが必要となる。
図12は、本発明の一の実施の形態に係るバッテリ状態検知装置のブロック図である。このバッテリ状態検知装置は、図12に示すように、電流センサ21、電圧センサ23、処理部25、記憶部27及び出力部29を備えて構成されており、車両に搭載されたバッテリ1の状態を管理する。
上記構成のバッテリ状態検知装置の動作例を、図14に示したフローチャートに沿って説明する。
2 プランジャ
5 スタータモータ
6 イグニションスイッチ
7 ギヤ
10 エンジン気筒部
13 出力電圧
15 クランキング期間
21 電流センサ
23 電圧センサ
25 処理部
25a 第1の条件判断部
25b 第2の条件判断部
25c 第3の条件判断部
25d 総合判断部
27 記憶部
29 出力部
Claims (9)
- 自動車に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ状態検知装置であって、
自動車に搭載されたバッテリの出力電圧を検出する電圧センサと、
前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記バッテリが正常であるか否かを判断する処理部と、
前記処理部が行う処理動作に必要な情報を記憶する記憶部と
を備え、
前記記憶部に、自動車のスタータのプランジャ駆動最低電圧またはスタータモータ始動最低電圧が格納され、
前記処理部が、前記バッテリの放電開始時において前記電圧センサで検出された下限電圧値が、前記記憶部に格納された前記プランジャ駆動最低電圧以上または前記スタータモータ始動最低電圧以上であるか否かを判断する第1条件判断部を備えるバッテリ状態検知装置。 - 自動車に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ状態検知装置であって、
自動車に搭載されたバッテリの出力電圧を検出する電圧センサと、
前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記バッテリが正常であるか否かを判断する処理部と、
前記処理部が行う処理動作に必要な情報を記憶する記憶部と
を備え、
前記記憶部に自動車のエンジンの着火可能回転数が格納され、
前記処理部が、前記エンジンのクランキング回転数を検出し、当該クランキング回転数が前記記憶部に格納された前記エンジンの着火可能回転数以上であるか否かを判断する第2条件判断部を備えるバッテリ状態検知装置。 - 請求項1に記載のバッテリ状態検知装置であって、
前記記憶部に自動車のエンジンの着火可能回転数が格納され、
前記処理部が、前記エンジンのクランキング回転数を検出し、当該クランキング回転数が前記記憶部に格納された前記エンジンの着火可能回転数以上であるか否かを判断する第2条件判断部をさらに備えるバッテリ状態検知装置。 - 自動車に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ状態検知装置であって、
自動車に搭載されたバッテリの出力電圧を検出する電圧センサと、
前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記バッテリが正常であるか否かを判断する処理部と、
前記処理部が行う処理動作に必要な情報を記憶する記憶部と
を備え、
前記処理部が、前記クランキング回転数がエンジン始動まで維持されているか否かを判断する第3条件判断部を備えるバッテリ状態検知装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のバッテリ状態検知装置であって、
前記処理部が、前記クランキング回転数がエンジン始動まで維持されているか否かを判断する第3条件判断部をさらに備えるバッテリ状態検知装置。 - 請求項2または請求項3に記載のバッテリ状態検知装置であって、
第2条件判断部が、前記電圧センサで検出された前記出力電圧の振動を検出することで、前記クランキング回転数を検出することを特徴とするバッテリ状態検知装置。 - 請求項4または請求項5に記載のバッテリ状態検知装置であって、
前記記憶部に、前記エンジンが始動するまでの前記バッテリの前記出力電圧の趨勢変化の許容範囲がさらに格納され、
前記第3条件判断部が、前記電圧センサで検出された前記出力電圧の趨勢変化を検出し、当該趨勢変化が前記許容範囲内であるか否かを判断することで、前記クランキング回転数がエンジン始動まで維持されているか否かを判断することを特徴とするバッテリ状態検知装置。 - 請求項7に記載のバッテリ状態検知装置であって、
前記第3条件判断部が、前記電圧センサで検出された前記出力電圧において時系列に現れる複数の振動の極大値同士及び/または極小値同士の変化、あるいは指数平滑または移動平均に基づいて、前記趨勢変化を検出することを特徴とするバッテリ状態検知装置。 - 自動車に搭載されたバッテリの状態を管理するバッテリ状態管理方法であって、
a)自動車に搭載されたバッテリの出力電圧を電圧センサで検出する工程と、
b)前記電圧センサの検出結果に基づいて、前記バッテリが正常であるか否かを判断する工程と
を備え、
前記b)の工程が、
b−1)前記電圧センサで検出された前記出力電圧の趨勢変化を検出し、当該趨勢変化が前記記憶部に予め格納された所定の許容範囲内であるか否かを判断することで、前記エンジンのクランキング回転数がエンジン始動まで維持されているか否かを判断する工程と、
b−2)前記電圧センサで検出された前記出力電圧の振動を検出することで、前記クランキング回転数を検出し、当該クランキング回転数が前記記憶部に予め格納されたエンジンの所定の着火可能回転数以上であるか否かを判断する工程と、
b−3)前記バッテリの放電開始時において前記電圧センサで検出された下限電圧値が、所定の記憶部に予め格納された所定のプランジャ駆動最低電圧以上またはスタータモータ始動最低電圧以上であるか否かを判断する工程と
を備えるバッテリ状態管理方法。
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