JPH0288981A - バッテリの管理装置 - 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） 本発明はターボチャージャの回転軸に結合された電動機
構などに電力を供給する大電流放電用のバッテリの蓄電
量を管理するバッテリの管理装置に関する。

（従来の技術） 近年、エンジンの燃焼室を中心とした部分にセラミック
スなどの耐火性の断熱材を採用した断熱エンジンが開発
されている。

この種の断熱エンジンはシリンダヘッドやシリンダヘッ
ドなどの冷却を必要としないため、燃焼後の排気ガス温
度が高くて排気ガスエネルギーが大きいので、この排気
ガスエネルギーによりコンプレッサを備えたターボチャ
ージャを駆動してエンジンに過給気を圧送して、エンジ
ン出力を向上させており、さらにターボチャージャの回
転軸に電動−発電機となる回転電機を取付け、エンジン
の運転状態に応じて電動機または発電機として駆動させ
、エンジン出力の向上や排気エネルギーの回収を計る提
案が特開昭５９−１４１７１１号、特開昭６０−１９５
３２９号などの公報に開示されている。

そして、回転電機の電動機駆動の際には、車載のバッテ
リより電源を供給してカ行させ、コンプレッサの過給作
動を助勢することが行われている。

（発明が解決しようとする課題） 上述のような提案の回転電機の電動機駆動時には、バッ
テリから放電が行われることになり、例えば積荷の満載
時に長い坂道を登板するように、エンジンの低回転高負
荷の状態が長く続いて放電時間が長くなると、バッテリ
の蓄電量が枯渇して、いわゆるバッテリの上りが生ずる
虞がある。

また、バッテリの上りを防止するため、常時バッテリ電
圧をモニターする必要があり、電圧の監視が面倒である
という欠点があるとともに、バッテリ電圧のモニターに
際し車載の電気負荷の使用状態や、バッテリの液温の変
化によっての端子電圧が変動することになり、バッテリ
の蓄電状態を正しく把握することが困難である。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、
その目的はターボチャージャの回転電機用のバッテリの
蓄電量を容易に精度よく把握してバッテリの上りを防止
しようとするバッテリの管理装置を提供することにある
。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、バッテリ回路に接続してバッテリの充
放電する電流を計測し、該電流値を積算してバッテリの
放電量を検知する放電量検知手段と、該放電量検知手段
による放電量がバッテリ温度特性に基づいたバッテリ上
りとなる許容限度放電量に到達したときｗ８を発する警
告手段とを有するバッテリの管理装置が提供される。

（作用） 本発明では、バッテリ回路に接続した電力計測器により
バッテリの充放電電流が計測できて、その積算値により
バッテリの充電状態が検知できる作用があり、さらにバ
ッテリ温度特性に基づいた許容放電量に達すると警告が
発せられてバッテリの充電が行われる作用がある。

（実施例） つぎに本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック図
である。

同図において、１はエンジンで、このエンジンはシリン
ダ、シリンダヘッド、吸気排気経路の内側、ピストンリ
ング、ピストンヘッド、バルブなどにファインセラミッ
クスが採用された断熱エンジンであり、エンジンの冷却
にラジェータを不要とするものである。

そして、吸気管１１を通じて吸入する空気と供給された
燃料との燃焼エネルギーによって車両を駆動するもので
、燃焼後の排気ガスは排気管１２を介して排出される。

２はターボチャージャであり、吸気管！！と排気管１２
とによりエンジン１に接続され、排気管１２から排出さ
れる排気ガスエネルギーによフてタービン２が回転駆動
されると、タービン２と同軸に配置されたコンプレッサ
２２の圧気作動によって吸気管１１を介して過給気がエ
ンジン１に圧送されるものである。

３はタービン２１とコンプレッサ２２との回転軸に取付
けられた回転電機であり、駆動用電力が供給されると電
動機としてカ行してコンプレッサ２２を付勢し、ターボ
チャージャ２の過給作動を助勢するもので、例えば排気
エネルギーの少ないエンジンの低回転高負荷時にエンジ
ン出力を向上させるため、回転電機３に送電して過給圧
の上昇が計られる。

４は電力変換器で、バッテリ５からの直流電力を所定周
波数の交流電力に変換して回転電機３に送電し、回転電
機３を駆動させるもので、例えばインバータや電圧昇圧
器などの強電機器を内蔵しており、通電スイッチ４１が
閉じられると、電力変換器４が作動して゛回転電機３に
所定電力が印加される。

６は電力計測器でホール素子を用いた非接触型の計測部
６１を備え、計測部６１を通過する回路の電流値、電流
の方向、電圧などが計測できるもので、マイクロコンピ
ュータが内蔵されている。

したがって計測した電流の積分値や電力の積分値などが
算出されるほか、後述する回転電機のＩｌＩ御図表や、
バッテリ温度と端子電圧との関連データなどがデータマ
ツプとして格納され、各種の入力に基づいて格納された
データマツプの検索が行われ所望するデータが得られる
よう構成されている。

７は車両に配置された照明灯などの通常の電気負荷で、
バッテリ５から電力が供給されるものであり、５１はバ
ッテリ５の液温を検出する液温計で、その出力は電力計
測器６に接続されて、バッテリの液温に基づく信号を電
力計測器６に出力する。

８１および８２は警告灯であり、バッテリ５の蓄電量（
充電率）が減じて充電を必要とする状態であることを警
告するもので、警告灯８１．８２とがともにオンのとき
は緊急に充電を要する場合、警告灯８１がオンで警告灯
８２がオフのときは急速に充電を要する場合を示すもの
で、これらの警告灯への点灯指令は電力計測器６から発
せられるものである。

第２図はバッテリの温度と無負荷時の端子電圧とバッテ
リの充電状態との関連を示す曲線図であり、バッテリの
充電状態や温度によフて端子電圧が変化することを示し
ており、充電状態を知るには端子電圧と温度を計測し、
これらの値に基づいて検索し、充電状態が求められるも
のである。

第３図は電力計測器６の計測する電流値を時間に応じて
積分した一例を示した説明図である。そして図示のよう
に充電量より放電量が増加してバッテリ上りが生ずる値
（Ａ点）に達したとき、警告灯にて表示し、この点以降
は回転電機３を発動機動作として電力変換器４を介して
バッテリ５の充電を行うことになる。なお、第３図のＡ
点のレベル設定に際して・は、エンジン始動前のバッテ
リ５の開路時の端子電圧と、バッテリ温度を計測して第
２図に示す曲線図のバッテリ特性から初期状態を設定し
た後、バッテリの許容放電量に基づいてＡ点のレベルを
算定するものである。

第４図および第５図はこのような場合の回転電機の制御
図表および、関連する作動の一例を示す処理フロー図で
あり、つぎにその処理を説明する。

まずステップ１〜３においては初期設定としてバッテリ
の無負荷時の端子電圧や温度を測定して、データマツプ
からバッテリの充電率を読出す。

ステップ４ではエンジンをスタートさせ、ターボチャー
ジャおよび回転電機を作動させ、ステップ５〜６にてバ
ッテリ電圧、バッテリの電流、エンジン回転数、ブース
ト圧などを読込み、現在の充電率をバッテリの電流を積
分することにより算出し、また、目標とするブースト圧
をステップ７にて読出す。

ステップ８では算出した充電率をチエツクして６０以下
の場合には警告灯８１．８２を共にオンにして警告し、
回転電機３の電動機作動を停止して発電機作動としてバ
ッテリ５の緊急充電を行うことになる（ステップ９〜１
０）。

ステップ８にて充電率が６０以上の場合はステップ１１
に進み、ここで７５以下の場合はステップ１２にて警告
灯８１をオン、８２をオフとして片方のみ点灯して充電
状態の注意を表示するが、７５以上の場合はステップ１
８に進んで警告灯８１．８２は共にオフにして充電状態
は一応良好であることを示す。そしてステップ１２の注
意の状態からステップ１３に進み、ターボチャージャを
加速させる判断のときにステップ１４に進むが、インバ
ータをオフにしてバッテリからの通電を停止する。また
、ステップｔ３にて加速させないときはステップ１６に
進み、回転電機３のモード判断にしたがい、電動のとき
はステップ１４に進んでインバータをオフとし、充電の
ときはス、テップ１７にて急速充電を行い、なしのとき
はステップ１４に進んでバッテリからの放電が停止とな
る。

バッテリの充電状態が一応良好なステップ１８からはス
テップ１９に進んで充電率が８０と比較され、８０以下
のときはステップ２０に進み、ここでターボチャージャ
を加速させるときはステップ２１にて電力変換器４を介
して回転電機３に電力を供給して電動機作動させ、ブー
スト圧を上昇させる。なお、ステップ２０にて加速させ
る必要がないときはステップ２２に進み、回転電機３の
モード判断にしたがい、電動のときはバッテリ５から回
転電機３に電力を供給して電動駆動させることになる。

また、充電のときは発！機動作の回転電機３の出力によ
り急速充電されることになる（ステップ２４．２３）。

ステップ１９にて充電率が８０以上のときはステップ２
５に進み、ここで加速と判断されるとステップ２１にて
加速運転となる。

また、ステップ２５にて加速の必要ないときはステップ
２６にて回転電機３のモードにしたがい、充電の場合は
ステップ２７に進んで充電率が１２０と比較され、１２
０以下のときはステップ２８にて通常充電が行われる。

また、ステップ２７にて１２０以上の場合はステップ２
９にて電圧がチエツクされ、１４．５Ｖ以下の場合には
ステップ２８の通常充電となるが１４．５Ｖ以上の場合
は過充電となるので、レギュレータがオフにされて充電
は行われない（ステップ１５）。

以上、本発明を上述の実施例によって説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、電力計測器をバッテリ回路に接続して
バッテリの充放電する電流値を計測し、この電流値の積
算により検知される放電量が、バッテリ温度特性から求
められる許容限度放電量に達したときに警告が発せられ
て直ちに充電が行われるので、バッテリからの放電時間
が長い場合でも誤ってバッテリの上りが生ずることなく
、また、バッテリの充電状態が常に正しく管理されると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例の構成を示す構成ブロック図
、第２図はバッテリの温度特性曲線図、第３図はバッテ
リの充放電電流の積分値の一例を示す曲線図、第４図は
回転電機の制御図表、第５図は本実施例に関連する作動
の一例を示す処理フロー図である。 １・・・エンジン、２・・・ターボチャージャ、３・・
・回転電機、５・・・バッテリ、６・・・電力計測器、
５１・・・液温計、６１・・・計測部。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バッテリ回路に接続してバッテリの充放電する電流を計
   測し、該電流値を積算してバッテリの放電量を検知する
   放電量検知手段と、該放電量検知手段による放電量がバ
   ッテリ温度特性に基づいたバッテリ上りとなる許容限度
   放電量に到達したとき警告を発する警告手段とを有する
   ことを特徴とするバッテリの管理装置。