JPS6298278A - バツテリ状態検出装置 - Google Patents

バツテリ状態検出装置

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JPS6298278A
JPS6298278A JP60237601A JP23760185A JPS6298278A JP S6298278 A JPS6298278 A JP S6298278A JP 60237601 A JP60237601 A JP 60237601A JP 23760185 A JP23760185 A JP 23760185A JP S6298278 A JPS6298278 A JP S6298278A
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JP
Japan
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battery
current
discharging
life
charging
Prior art date
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Pending
Application number
JP60237601A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiro Muramatsu
村松 国弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co 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】 〔産業上の利用分野〕 未発明は、自動車用バッテリの残容量等を検出するバッ
テリ状態検出装置に関する。
〔従来の技術〕
かかる装置としては、従来例えば特開昭53−1276
46号公報所載のものがある。これは、バッテリの残容
量とバッテリ内部抵抗との間に一定の関係があることに
看目し、走行中のバッテリ端子電圧と充放電電流とから
バッテリの内部抵抗(充放電時の入出力抵抗)を求めて
、当該内部抵抗に対応したパフテリ残容量を検出するも
のである。
すなわち、充放′?Vt電流をI2とすればバッテリ1
の人力抵抗Zoは次式で示される。
(但し、VBは充電中のバッテリ端子電圧、Eは開放端
子電圧である。) また、放電電流を11とすればバッテリ1の出力抵抗Z
iは次式で示される。
バッテリ1の開放端子電圧Eはバッテリ容1j−によっ
て変化しないと考えれば、(VB/I2)及び(VB/
It)の夫々に特定の定数(バッテリの公称容量によっ
て定まる)を掛けて、これをバッテリ液温Taで補正し
た値がバッテリの残容量となるわけである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、このような従来のバッテリ状態検出装置は、
バッテリの端子電圧VBおよび開放端子電圧Eと充放電
電流I、、I2に基づきバッテリの内部抵抗を求め、そ
れによりバフテリの残容量を求めるものである。しかし
ながら、バッテリの残容量とパー7テリの内部抵抗との
関係はバッテリの寿命によって変動するから、従来のバ
ッテリ状態検出装置によってはバー2テリ残容量を正確
に検出できないという問題がある。また従来の装置によ
ってはバッテリの寿命も検出できない、このため、バッ
テリの残容量、ないし寿命に応じた適切な措置を講する
ことができないという問題がある。
そこで本発明の課題は、バッテリ残容量のより正確な検
出を可能とするとともにバッテリの残寿命をも検出可能
とする点にある。
〔問題点を解決するための手段〕
前記課題を達成して従来技術の問題点を解決するため、
本発明に係るバッテリ状態検出装置は、第1図に示すよ
うにバッテリの端子電圧と充放電′@、流に基づき、大
″rjj、流放電時のバッテリ特性および小電流充放電
時のバッテリ特性をそれぞれ演算する演算手段と、大電
流放電時のバッテリ特性および小電流充放電時のバッテ
リ特性に応じたバッテリの寿命と残容量との関係をそれ
ぞれ記憶している記憶手段と、前記演算手段の演算結果
および記憶手段の記憶情報に基づいてバッテリの寿命お
よび残容量を検出する検出手段を有するよう構成した。
〔実施例〕
第2図は本発明に係るバッテリ状態検出装置の一例を示
すものである。
図において、lはバッテリ、2はバッテリ1の流出入電
流な検知する電流検知器である。3は発電機、4はスタ
ータモータ、点火装置等を含む車両電気負荷器である。
5はイグニッションキースイッチであり、6はエンジン
回転速度検出器であり、例えば磁気ピックアップセンサ
で構成される。7はマ・rクロプロセッサであり、主に
CPU8とメモリ9とインターフェース10とから構成
されている。インターフェース10には、バッテリ1の
゛重圧信号と、電流検知器2からのバッテリ電流信号と
、イグニッションキースイッチ5の位:d信号と、エン
ジン回転速度検出器6からのエンジン回転速度信号とが
波形成形回路、A/D変換器等を介し入力される。 又
、インターフェース10からは、バッテリ1の残容量信
号及び残寿命信号が表示器11に出力され、バッテリ1
の残容J4及び残寿命が表示される。メモリ9のROM
には、第3図(a)(b)に基づいてバフテリ1のクラ
ンキング時の起電力Eoとエンジン作動時の内部抵抗R
apとに対応するバッテリ残寿命とバッテリ残容量とが
予めデータテーブルとして記憶されている。CPU8は
、バッテリ電圧信号とバッテリ電流信号とイブニー7シ
ヨンキースイッチ位置信号とエンジン回転速度信号とか
ら、クランキング時の起電力EOとエンジン作動時の内
部抵抗Rapとを算出する機能を持っている。
本実施例では、バッテリの端子電圧と充放電電流に基づ
いて大電流放電時のバッテリ特性として、起電力、最大
出力、内部抵抗、デッドショート電流の場合を示し、小
電流充放電時のバッテリ特性として内部抵抗の場合を示
す、演算方法は次の通りである。
一般に、充放電時のバッテリ端子電圧VBと充放電電流
IBとの間には、第7図に示すような関係がある。同図
において横軸は充放電電流IB。
縦軸は端子電圧VBをそれぞれ示している。クランキン
グ時のように大電流の放電域においては。
このVB−I B特性はほとんど直線で近似することが
できる。したがって電流が11時の端子電圧V1 、電
流がI2の際の端子電圧をv2とすると、大電流の放電
域におけるバッテリの内部抵抗Rclkは上記直線の傾
きから求められ、次式で表わされる。
また、大電流放電域のバッテリの起電力Eoは第7図の
直線部をIB=Oまで延長した値から求められ、次式で
表わされる。
また、バッテリを短絡した時のデッドショート電1it
ISは第7図の直線部をVB=Oまで延長した値から求
められ、次式で表わされる。
さらにこのデッドショート電流Isと起電力EOとから
バッテリから取り出し得る最大電力出力Pmaxが求め
られ、次式で表わされる。
Eo・Is P履a!= □ ところでクランキング時のバッテリの放電電流IB及び
端子電圧VBは一定ではなく、第8図に示す様にクラン
ク軸の回転角により大きく変動する。したがってクラン
キング中の任意の時点t1での放電電流を11 、端子
電圧をvl とし、またtl より時間Δtclkだけ
たった時点12=1.+Δtc lkでの放Tli電流
を■2.端子電圧を■2とすれば、大電流放電時のバッ
テリの起電力Eaは、前述の第(2)式より求めること
ができる。
一方、エンジン作動時のように小電流充放電時において
は、第7図に示すようにVB−IB特性は、大電流放電
時と異なる直線で近似することができる。したがって充
放電電流がI3の際の端子電圧を■j+放電電流が14
の際の端子電圧をv4とすると小電流充放電時のバッテ
リの内部抵抗Rapは上記直線の傾きから求められ、次
式で表わされる。
ところでエンジン作動中のバッテリの放電電流IB及び
端子電圧VBは一定でなく第9図に示すように点火装置
や電子燃量噴射装置等の電気負荷により変動する。した
がってエンジン作動中の任意の時点1.での充放電電流
を13 、端子電圧をv3とし、またし、より時間Δt
opだけたった時点t 4 = t 3 + Δtop
 テの充放電*aをI4、端子電圧をV4とすれば小電
流充放電時のバッテリの内部抵抗Rapは、前述の第(
5)式から求めることができる。
尚、大電流放電時及び小電流充放電時の充放電電流及び
端子電圧の測定点は2点に限らず複数点であれば良い。
次に本実施例では、第3図ないし第6図に示すような、
大電流放電時のバッテリ特性および小電流充放電時の内
部抵抗と、バッテリの寿命、残容量との関係をテーブル
の形で記憶している。図に示すようなバッテリの寿命お
よび残容量とバッテリ特性との相互関係は本願発明者に
よる実験によって明らかになったものであり、バッテリ
の残容量はバッテリの寿命によって変動することがわか
る。
次に、バッテリの寿命および残容量を検出する。この検
出方法は次の通りである。前述のように求めた大電流放
電時のバッテリ特性(例えば、バッテリの起電力Eo)
が第3図(a)中Eo=aであり、他方、小電流充放電
時のバッテリ内部抵抗が第3図(b)中Rap = b
であったとする。ところで、前記演算手段は一つのバッ
テリについて大電流放電時の起電力Eo=aと小′II
i流充放電時の内部抵抗Rap = bとを求めたので
あるから、バッテリの残容ゆおよび寿命は一致するはず
であり、前記a、bの両値から一義的に求めることがで
きる。そこで、前記記憶手段のテーブルに基づき、前記
a、bの両値から一義的に求めうる点、すなわち第3図
(a)(b)中、c、d点を求めるわけ一1ll’する
。このc、d点がこのバッテリの状態を表わしているこ
とになる。そのことがら残容量は60%、残寿命は50
%であることが求まる。
尚、大電流放電時のバッテリ特性としては、起電力EO
の他にもバフテリの最大出力ρwax (第4図参照)
、内部抵抗Rclk (第5図参照)デッドショート電
流Is(第6図参照)などがあり、さらに、小電流充放
電時のバッテリ特性としても、同様に内部抵抗の他に起
動や最大出力、デッドショート電流などがあるから、い
ずれの値を用いてもバッテリ状態を一義的に求めうろこ
とは勿論である。
以上をフローチャートで示すと、第10図のように、ま
ずSlでイグニッションキースイッチ位置が“スタート
”であるかどうかによりクランキング中であるか否かを
判定する。
次に、Slで“’Yes”と判定された場合、S2では
、所定時間間隔Δtclk= t2− t 1 におけ
る/ヘラテ電圧圧V (ti )  、 V (t2 
) とバッテリ電流I(ti )  、 I(h )と
を入力する。そして53で E o = V (t 1 ) + を算出する。
次に54でエンジン回転速度が所定回転速度Nより大き
いかどうかにより、エンジン作動中であるか否かを判定
する。
次に54で“’Yes”と判定した場合、S5で所定時
間間隔Δtop = L。−t3におけるバッテリ電圧
V (ti ) 、 V (t4)とバッテリ電流1(
h )、I(ti )とを入力する。そして58でエン
ジン作動中の内部インピーダンスRopをと算出する。
次に87で、クランキング時の起電力EOとエンジン作
動中の内部抵抗Rapとから予めメモリ9に登録されて
いるデータテーブルを検索し、E o 、 Rapの値
に対応した残容量・残寿命の値をテーブル・ルックアッ
プし、バッテリ1残容量φ残寿命を求める。
次に58で残容量・残寿命を表示器11(例えばバーグ
ラフ等)に表示する。これにより運転者は、バッテリ状
態を正確に知ることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明は大電流放電時のバッテリ特性と
小電流充放電時のバッテリ内部抵抗とを、バッテリの寿
命および残容量に応じて検出するから、バッテリの残容
量をより正確に検出することができるとともにバッテリ
の寿命をも検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のクレーム対応図、第2図は実施例に係
るバッテリ状態検出装置の一例を示すブロック図、第3
図(a)は、大電流放電時のバッテリ起電力とバッテリ
寿命、残容量との関係を示すグラフ、第3図(b)は小
電流充放電時のバッテリ内部抵抗とバッテリ寿命、残容
量を示すグラフ、第4図はバッテリの最大出力とバッテ
リ寿命、残容量との関係を示すグラフ、第5図は大電流
放電時のバッテリ内部抵抗とバッテリ寿命、残容量との
関係を示すグラフ、第6図はバッテリのデッドショート
′屯流とバッテリの寿命、残容量との関係を示すグラフ
、第7図は/ヘラテリの端子電圧と充放71i電流との
関係を示すグラフ、第8図はクランキング時のバッテリ
放ft1t流と端子電圧の波形を示す図、第9図はエン
ジン作動時におけるバッテリ充放電電流と端子電圧の波
形を示す図、第10図は実施例に係るバッテリ状態検出
装置の作動を示すフローチャートである。 ■・・・バッテリ     2・・・電流検知器3・・
・発電機      4・・・車両電気負荷器5・・・
イグニッションキースイッチ 6・・・エンジン回転速度検出器 7・・・マイクロプロセッサ 8・・・CPU        9・・・メモリ10・
・・インターフェース 11・・・表示器 特許出願人   日産自動車株式会社 第1図 第2図 7(MPUI 第3図(a) 第3図(b) □ !\)!(/@I TRop+711.電:丸先&ti?fA61へ− 4  夕     !  ・ 〉             −− 壷吊シ且   硬シ一イ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バッテリの端子電圧と充放電電流に基づき、大電流放電
    時のバッテリ特性および小電流充放電時のバッテリ特性
    をそれぞれ演算する演算手段と、大電流放電時のバッテ
    リ特性および小電流充放電時のバッテリ特性に応じたバ
    ッテリの寿命と残容量との関係をそれぞれ記憶している
    記憶手段と、前記演算手段の演算結果および記憶手段の
    記憶情報に基づいてバッテリの寿命および残容量を検出
    する検出手段を有することを特徴とするバッテリ状態検
    出装置。
JP60237601A 1985-10-25 1985-10-25 バツテリ状態検出装置 Pending JPS6298278A (ja)

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