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公開番号2025124221
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-26
出願番号2024020120
出願日2024-02-14
発明の名称車載バッテリの状態検査装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類G01R 31/389 20190101AFI20250819BHJP(測定;試験)
要約【課題】車載バッテリ1の状態の検査のために、車両の作動停止時又は停止中にバッテリの正負極端子間に接続されるシャント抵抗11がバッテリの内部電圧よりも高電圧の頻繁な印加により焼損してしまうことを防止する。
【解決手段】車載のバッテリの状態検査装置10に於いて、バッテリの正負極端子間に選択的に導通するよう接続されたシャント抵抗の導通が、車両の作動スイッチのONからOFFへの切換の情報の到達から所定の待機時間Tsの経過を待って実行され、待機中に作動スイッチがONに復帰するとシャント抵抗の導通が未然に中止される。作動スイッチのONからOFFへの切換の情報の到達後に、バッテリの正負極端子間の電圧VBが所定の電圧値VBoを超えているときには、所定の待機時間が延長される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
車載のバッテリの状態検査装置であって、
前記バッテリの正負極端子間に選択的に導通するよう接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗に流通する電流を検出する電流検出手段と、
前記バッテリの正負極端子間の電圧を検出する電圧検出手段と、
車両の作動スイッチのＯＮからＯＦＦへの切換の情報の到達から所定の待機時間の経過後に前記シャント抵抗を遮断状態から導通状態へ遷移し、前記電流検出手段による前記シャント抵抗に流通する前記電流の検出後に前記シャント抵抗を導通状態から遮断状態へ遷移するシャント抵抗導通切換手段と
を含み、前記電流検出手段の検出した前記電流と前記電圧検出手段の検出した前記バッテリの正負極端子間の電圧とにより前記バッテリの状態を評価する装置にして、
前記車両の前記作動スイッチのＯＮからＯＦＦへの切換の情報の到達から前記所定の待機時間の経過後に、前記電圧検出手段の検出した前記バッテリの正負極端子間の電圧が所定の電圧値を超えているときには、前記シャント抵抗導通切換手段が前記所定の待機時間を延長するよう構成されている装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に搭載されたバッテリの状態を検査するための装置に係り、より詳細には、車両の作動の停止中にバッテリの状態を検査するためにシャント抵抗をバッテリの正負極端子間に接続してシャント抵抗に流れる電流を計測するよう構成された装置に係る。
続きを表示（約 3,800 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両などに搭載されるバッテリの電流や電圧の計測には、バッテリにシャント抵抗を接続して、そのシャント抵抗に流れる電流と電圧が計測される。例えば、特許文献１に於いては、車両の駆動用バッテリの電流を計測するために、複数の直列接続されたバッテリの間にシャント抵抗を介装し、そのシャント抵抗にかかった電圧を計測してバッテリに流れる電流が計測される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１２－２１７２７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
車載バッテリについて、その状態を検査するために、車両の作動停止時又は停止中、例えば、作動スイッチ（イグニッションスイッチＩＧＳＷ）がＯＮからＯＦＦに切換えられたとき又は作動スイッチがＯＦＦ状態にある間に、バッテリの正負極端子間にシャント抵抗を接続し、そこに於ける電流を計測して、それを用いてバッテリの内部抵抗を見積もり、その内部抵抗の高低により、バッテリの状態を評価する構成が知られている。
【０００５】
より具体的には、図１に例示されている如く、車載バッテリ１に於いては、車両の作動中の電流を計測するための電流センサ２がバッテリ１の負極に直列に接続されるとともに、車両の作動停止時又は停止中にバッテリ１の内部抵抗を見積もるためのシャント抵抗１１が、選択的に開閉制御されるリレー１２を介して、バッテリ１の正負極端子間に接続される。リレー１２は、車両の作動中、即ち、作動スイッチがＯＮの間は、開状態であり、シャント抵抗１１の導通を遮断し、車両の停止時、即ち、作動スイッチがＯＦＦになると、これに応答して、リレー駆動部１５がリレー１２を閉状態に遷移し、バッテリ１の正負極端子間をシャント抵抗１１を介して接続し、これにより、シャント抵抗１１にて計測される電流とバッテリの正負極端子間の電圧とからバッテリの内部抵抗が算出されることとなる。
【０００６】
かかる図１の構成に於いて、バッテリの正負極端子間の電圧は、車両の作動停止中は、バッテリ内部から出力される電圧であるが、車両の作動中に於いては、バッテリに充電するオルタネータなどのバッテリの出力する電圧（内部電圧）よりも高電圧を出力する機器が作動し、その機器の出力電圧がバッテリの正負極端子間にかかっているので、車両の作動中のバッテリの正負極端子間の電圧は、車両の作動停止中よりも高電圧となっている。一方、車両の作動停止時又は停止中にバッテリの状態の検査のためにその正負極端子間に接続されるシャント抵抗は、車両の作動停止状態のときに選択的に接続されることが想定されているので、車両の作動中にバッテリの正負極端子間にかかる高電圧が頻繁に印加されると、焼損してしまう可能性がある。また、車両の状態が作動状態から作動停止状態へ切換わったとき、その直後からバッテリの端子間電圧が車両の停止状態での電圧に安定するまでに、或る程度の期間（例えば、１０分間程度～）を要するので、シャント抵抗１１が不用意にバッテリの内部電圧よりも高電圧が印加されることで焼損することを防止すべく、上記のリレー１２の閉状態への遷移、即ち、シャント抵抗１１の導通は、車両の状態の作動状態から作動停止状態への切換え後からバッテリの状態が安定するまでの期間が経過してから実行される。
【０００７】
ところで、車両の作動状態の切換は、上記の如く作動スイッチのＯＮ／ＯＦＦの切換によって達成されるところ、通常、作動スイッチの状態は、ＬＩＮ通信などの車載ネットワークを通じて車両の各部に伝達されるため、そのスイッチの切換の情報の伝達が部位によって遅れることがある。従って、上記のバッテリの状態の検査のための構成に於けるリレー駆動部１５への作動スイッチがＯＦＦからＯＮになったことの情報の到達が、その作動スイッチのＯＮへの切換えによる車両の停止状態から作動状態への復帰よりも、遅くなることがある。そのような場合、例えば、車両の運転者が作動スイッチをＯＮからＯＦＦに切換えた後、バッテリの状態が安定するまでの期間が経過するかしないかのうちに、作動スイッチをＯＦＦから再びＯＮに切換えるような操作すると、シャント抵抗１１が導通されるタイミングが、作動スイッチがＯＮになったことの情報はリレー駆動部１５まで届いていないが、車両が停止状態から作動状態へ復帰している時期と重なることがあり、そのような状態が繰返されると、シャント抵抗１１に繰り返しバッテリの内部電圧よりも高電圧が印加されてシャント抵抗１１が焼損してしまう可能性が生ずる。この点に関し、多くの運転者の場合には、作動スイッチをＯＮからＯＦＦに切換えた後にすぐに作動スイッチをＯＮにする操作をすることは比較的少ないところ、作動スイッチをＯＮからＯＦＦに切換えた後、比較的すぐに作動スイッチをＯＦＦからＯＮに切換える操作をする運転者は、そのような操作を頻繁に実行する傾向がある。従って、作動スイッチのＯＮ／ＯＦＦの切換えを繰返す傾向のある運転者の場合には、作動スイッチのＯＮからＯＦＦへの切換による車両の作動の停止後にバッテリの状態が安定してから実行するシャント抵抗１１の導通を実行するまで待つ期間を通常よりも長めにとって、作動スイッチを一旦ＯＦＦにした後にすぐにＯＮする操作が実行されたときには、作動スイッチをＯＮに復帰した情報がシャント抵抗１１の導通を実行するまで待つ期間にリレー駆動部１５に届くようにし、車両が停止状態から作動状態へ復帰しているときには、シャント抵抗１１の導通が未然に中止できるようにして（作動スイッチがＯＮになった情報がリレー駆動部１５に届いたら、シャント抵抗の導通は実行しない。）、シャント抵抗１１へのバッテリの内部電圧よりも高電圧の頻繁な印加を防止できるようになっていることが好ましい。
【０００８】
かくして、本発明の主な課題は、車載バッテリの状態の検査のために、車両の作動停止時又は停止中にバッテリの正負極端子間に接続されるシャント抵抗がバッテリの内部電圧よりも高電圧の頻繁な印加により焼損してしまうことを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、上記の課題は、車載のバッテリの状態検査装置であって、
前記バッテリの正負極端子間に選択的に導通するよう接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗に流通する電流を検出する電流検出手段と、
前記バッテリの正負極端子間の電圧を検出する電圧検出手段と、
車両の作動スイッチのＯＮからＯＦＦへの切換の情報の到達から所定の待機時間の経過後に前記シャント抵抗を遮断状態から導通状態へ遷移し、前記電流検出手段による前記シャント抵抗に流通する前記電流の検出後に前記シャント抵抗を導通状態から遮断状態へ遷移するシャント抵抗導通切換手段と
を含み、前記電流検出手段の検出した前記電流と前記電圧検出手段の検出した前記バッテリの正負極端子間の電圧とにより前記バッテリの状態を評価する装置にして、
前記車両の前記作動スイッチのＯＮからＯＦＦへの切換の情報の到達から前記所定の待機時間の経過後に、前記電圧検出手段の検出した前記バッテリの正負極端子間の電圧が所定の電圧値を超えているときには、前記シャント抵抗導通切換手段が前記所定の待機時間を延長するよう構成されている装置によって達成される。
【００１０】
上記の構成に於いて、「バッテリ」は、車載される任意のバッテリ、例えば、補機用鉛バッテリ、リチウムバッテリ等であってよい。「シャント抵抗」は、この分野でシャント抵抗として通常使用される抵抗素子、適当な抵抗を有する部材であってよい。「電流検出手段」、「電圧検出手段」は、この分野で通常使用される形式の電流検出手段、電圧検出手段であってよい。「シャント抵抗導通切換手段」は、バッテリの正負極端子間にてシャント抵抗と直列に接続されて選択的に開閉するリレー素子又はスイッチング素子と、その素子の状態を制御する手段であってよい。「車両の作動スイッチのＯＮからＯＦＦへの切換の情報」は、ＬＩＮ通信或いはＣＡＮ通信などの車載ネットワークシステムから送信される作動スイッチの操作状態を表わす情報である。「所定の待機時間」は、基本的には、作動スイッチがＯＮからＯＦＦに切換えられて車両の状態が作動状態から停止状態になったときに、バッテリの正負極端子間の電圧がバッテリ自体の出力する電圧に落ち着き、暗電流が安定するまでの期間に設定されてよく、実験的に適合により決定されてよい。バッテリの正負極端子間の電圧に対する「所定の電圧値」は、バッテリ自体の出力する電圧より高い電圧であり、典型的には、車両の作動中に動作するオルタネータなどの機器の出力電圧相当の電圧であってよく、実験的に適合により決定されてよい。「所定の待機時間」を延長する際の延長時間幅は、適合により適宜設定されてよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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