JP4969943B2 - バッテリ充放電電流検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載されるバッテリの充放電電流を検出するバッテリ充放電電流検出装置に関する。

車両に搭載されたバッテリの充放電電流を検出することにより、バッテリの過放電や過充電が生じないように車両用発電機の発電状態を制御することが可能になる。一般に、バッテリの充放電電流を検出する電流センサの検出値にはオフセット誤差が含まれており、このオフセット誤差を判定することができるバッテリ充放電電流検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このバッテリ充放電電流検出装置では、電流センサのオフセット誤差を判定するために電流センサの検出値がほぼゼロになるように車両用発電機の発電量を制御し、所定時間Ｔ経過後のバッテリ電圧の変化を検出し、バッテリ電圧の変化量が所定範囲内であれば、所定時間Ｔ経過後の電流センサの検出値をオフセット誤差Ｄとしている。
特開２００５−１００６８２号公報（第６−１２頁、図１−５）

ところで、特許文献１に開示された従来技術においては、電流センサの検出電流のゼロポイントを観測する上で以下の問題があった。
（１）ゼロレベル判定において、電流センサから離れて配置されたコントロールユニットで判定する場合に、一般にはエンジンルーム内にバッテリが配置されるため、点火ノイズなどが電流センサの出力信号に重畳し、安定的な計測が得られない。
（２）車両用発電機の発電電圧を制御して、ゼロレベルでのバッテリ電圧変化にて判定するが、車両用発電機の回転数、励磁電流変化による出力電流変化が発生していた場合に、この出力電流変化を電流センサの誤差と誤判定するおそれがある。
（３）不安定な計測条件下でむやみにオフセット誤差の判定を実施することで、オフセット誤差が確定せず、電流積算による容量制御に支障をきたすおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ノイズの影響を低減して安定的に測定が可能であり、電流積算による容量制御を安定かつ高精度で行うことができるバッテリ充放電電流検出装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のバッテリ充放電電流検出装置は、バッテリの充放電電流値を検出する充放電電流検出手段と、車両用発電機の発電状態を受信する受信手段と、充放電電流検出手段によって検出された充放電電流値と、受信手段によって受信した車両用発電機の発電状態に基づいて、バッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように車両用発電機を制御する発電機制御手段と、発電機制御手段によって車両用発電機が制御された状態においてバッテリの電圧を監視し、この電圧が所定の条件を満たすときに充放電電流検出手段によって検出された充放電電流値をオフセット誤差値として設定するオフセット誤差設定手段とを備えている。バッテリ充放電電流検出装置内に発電機制御手段を備えることにより、従来離れて配置された発電機制御手段にバッテリの充放電電流値を通知する際に混入するノイズの影響を大幅に低減することができる。特に、このようなノイズを除去するためには高周波成分を除去するフィルタが必要になるが、このフィルタの使用がオフセット誤差の発生原因となるため、ノイズを大幅に低減することによりフィルタをなくしたり、簡易な構成のものを用いることにより、オフセット誤差そのものを低減することが可能となる。以上により、ノイズの影響を低減することにより、オフセット誤差を安定的に測定するとともに、このオフセット誤差を考慮して精度の高いバッテリ充放電電流検出を行うことが可能となる。

また、上述した発電機制御手段によってバッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように制御する際に、受信手段は発電状態として車両用発電機の回転数を検出し、この回転数が所定の範囲内で安定しているときに、オフセット誤差設定手段によってオフセット誤差値を設定する動作を実施する。車両用発電機の回転状態が安定しているときにオフセット誤差値の設定を行うことにより、車両用発電機の回転状態が変化したときに発生する発電量変動の影響を除去することができ、精度の高いオフセット誤差値の設定が可能となる。

あるいは、上述した発電機制御手段によってバッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように制御する際に、受信手段は発電状態として車両用発電機の励磁電流を検出し、この励磁電流が所定の範囲内で安定しているときに、オフセット誤差設定手段によってオフセット誤差値を設定する動作を実施する。車両用発電機の励磁電流が安定しているときにオフセット誤差値の設定を行うことにより、車両用発電機の励磁電流が変化したときに発生する発電量変動の影響を除去することができ、精度の高いオフセット誤差値の設定が可能となる。

また、上述した発電機制御手段は、車両用発電機の励磁電流を制御して車両用発電機の出力電流を可変することにより、バッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように制御することが望ましい。励磁電流を制御して車両用発電機の出力電流を可変することにより、発電電圧を制御して車両用発電機の出力電流を可変する従来の手法に対して、所定の基準値とする制御がより安定する。特に、バッテリの入力インピーダンスは数ｍΩ程度であり、わずかな電圧変化で充放電電流が変化してしまうが、励磁電流を制御して車両用発電機の出力電流を可変することにより、バッテリの充放電電流をより安定的に制御することができる。

また、上述した充放電電流検出手段は、バッテリの充放電電流の供給経路に直列に挿入された電流検出用抵抗の両端電圧に基づいてバッテリの充放電電流値を検出することが望ましい。電流検出の方法としては他に磁界変化に基づいて電流値を検出する方法があるが、この方法に比べると、電流検出用抵抗を用いる場合には地磁気の影響を受けないため、外乱の影響を取り除いて精度の高いオフセット誤差値の設定が可能となる。

また、上述した電流検出用抵抗は、バッテリの負極端子側に接続されていることが望ましい。これにより、アース電位を基準としてバッテリの充放電電流値を検出することができるため、バッテリ充放電電流検出装置全体をアース電位を基準に動作させることができ、アースフロートの場合に比べて動作を安定させることができる。

また、上述した受信手段は、デジタル通信によって車両用発電機の発電状態を受信することが望ましい。これにより、点火ノイズ等の影響を排除することができるため、車両用発電機の発電の安定状態を確実に判定することができる。

また、上述した受信手段によって車両用発電機の発電状態を受信する時間間隔は、車両用発電機の回転子の時定数のほぼ１／１０以下であることが望ましい。これにより、車両用発電機の発電状態の変化よりも十分に速い速度で発電状態を検出することができるため、車両用発電機の発電の安定状態をさらに確実に判定することができる。

また、上述した充放電電流検出手段によって検出されたバッテリの充放電電流値からオフセット誤差値を減算した値を時間積算することによりバッテリ容量を推定するバッテリ容量推定手段と、バッテリ容量推定手段によって推定されたバッテリ容量を外部制御装置に向けて送信する送信手段とをさらに備えることが望ましい。これにより、ノイズの影響を排除してオフセット誤差を確定することにより、電流積算による容量制御を安定かつ高精度で行うことが可能となる。

以下、本発明を適用した一実施形態のバッテリ充放電電流検出装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態のバッテリ充放電電流検出装置を含む充電システムの全体構成を示す図である。図１に示す充電システムは、ＥＣＵ（エンジン制御装置）１、エンジン２、車両用発電機（ＡＬＴ）３、バッテリ（ＢＡＴＴ）５、バッテリ充放電電流検出装置（Ｓ）６、キースイッチ７を含んで構成されている。

ＥＣＵ１は、エンジン２の回転状態を監視しながら回転制御を行う外部制御装置である。車両用発電機３は、ベルトを介してエンジン２によって回転駆動されて発電を行い、バッテリ５に対する充電電力や各種の電気負荷（図示せず）に対する動作電力を供給する。この車両用発電機３には、励磁電流を調整することにより出力電圧を制御する車両用発電制御装置４が内蔵されている。バッテリ充放電電流検出装置６は、バッテリ５の近傍に配置されており（例えばバッテリ５の筐体の一部に固定されている）、バッテリ５の充放電電流の検出、オフセット誤差値の測定、車両用発電機３に対する発電制御等を行う。

図２は、バッテリ充放電電流検出装置６と車両用発電制御装置４の詳細構成を示す図である。図２に示すように、車両用発電制御装置４は、パワートランジスタ１０、環流ダイオード１２、発電機回転数検出部１４、発電電圧検出部１６、励磁電流検出部１８、発電状態送信信号格納部２０、通信コントローラ２２、ドライバ２４、発電制御受信信号格納部２６、電圧制御励磁電流制御部２８、ドライバ３０を含んで構成されている。

パワートランジスタ１０は、車両用発電機３内の励磁巻線３Ａに直列に接続されており、オンされたときに励磁巻線３Ａに励磁電流が供給される。環流ダイオード１２は、励磁巻線３Ａに並列に接続されており、パワートランジスタ１０がオフされたときに励磁巻線３Ａに流れる励磁電流を環流させる。

発電機回転数検出部１４は、車両用発電機３の回転数を検出する。例えば、車両用発電機３の固定子巻線を構成する相巻線に現れる相電圧の周波数を監視することにより、車両用発電機３の回転数検出が行われる。発電電圧検出部１６は、車両用発電機３の出力端子電圧を発電電圧として検出する。励磁電流検出部１８は、励磁巻線３Ａに流れる励磁電流を検出する。例えば、パワートランジスタ１０のオンオフ状態を監視しており、このオンオフ状態と発電電圧とに基づいて励磁電流が演算される。

発電状態送信信号格納部２０は、発電機回転数検出部１４、発電電圧検出部１６、励磁電流検出部１８のそれぞれによって検出された回転数、発電電圧、励磁電流のそれぞれの検出値が含まれる発電状態送信信号を格納する。通信コントローラ２２は、この発電状態送信信号をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ２４から通信線を介してバッテリ充放電電流検出装置６に向けて送信される。

上述したドライバ２４は、反対にバッテリ充放電電流検出装置６から通信線を介して送られてくるデジタル変調信号を受信するレシーバの機能も備えている。また、上述した通信コントローラ２２は、ドライバ２４で受信したデジタル変調信号に対して復調処理を行う機能も備えている。復調処理によって得られた発電制御送信信号は、発電制御受信信号格納部２６に格納される。電圧制御励磁電流制御部２８は、発電電圧が所定の調整電圧値になるように、あるいは、励磁電流が所定の調整電流値になるように制御する動作を行っており、この制御に必要な駆動信号をドライバ３０に送る。ドライバ３０は、電圧制御励磁電流制御部２８から送られてくる駆動信号に応じてパワートランジスタ１０を駆動する。

また、図２に示すように、バッテリ充放電電流検出装置６は、シャント抵抗５０、増幅器５２、６０、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）５４、６２、抵抗５６、５８、マイコン（マイクロコンピュータ）６４、ドライバ７０、通信コントローラ７２、発電状態受信信号格納部７４、発電制御送信信号格納部７６、電源回路７７を含んで構成されている。電源回路７７は、キースイッチ７がオンされたときに動作を開始し、各回路の作動に必要な電力を供給する。

シャント抵抗５０は、バッテリ５の充放電電流検出用の抵抗であり、一方端がバッテリ５の負極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器５２は、例えば差増増幅器であって、シャント抵抗５０の両端電圧を増幅する。この増幅された電圧は、アナログ−デジタル変換器５４によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。

抵抗５６、５８は、バッテリ５の端子電圧（バッテリ電圧）検出用の分圧回路を構成しており、この分圧回路の一方端がバッテリ５の正極端子に接続され、他方端が接地されている。増幅器６０は、例えば演算増幅器であって、抵抗５６、５８からなる分圧回路の出力側に接続されたバッファとして機能する。増幅器６０の出力電圧（図２に示す構成では抵抗５６、５８の接続点に現れる分圧電圧に等しい）は、アナログ−デジタル変換器６２によってデジタルデータに変換されてマイコン６４に入力される。

ドライバ７０、通信コントローラ７２は、通信線を介して車両用発電制御装置４との間で信号の送受信を行うためのものであり、車両用発電制御装置４内に備わったドライバ２４および通信コントローラ２２と基本的に同じ動作を行う。車両用発電制御装置４から通信線を介して送られてきたデジタル変調信号（発電状態送信信号）をドライバ７０によって受信すると、通信コントローラ７２によって復調処理が行われ、得られた発電状態受信信号が発電状態受信信号格納部７４に格納される。また、マイコン６４から出力される発電制御送信信号が発電制御送信信号格納部７６に格納されると、通信コントローラ７２は、この発電制御送信信号をデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ７０から通信線を介して車両用発電制御装置４に向けて送信される。

上述したシャント抵抗５０、増幅器５２、アナログ−デジタル変換器５４が充放電電流検出手段に、ドライバ７０、通信コントローラ７２、発電状態受信信号格納部７４が受信手段に、マイコン６４が発電機制御手段、オフセット誤差設定手段にそれぞれ対応する。

本実施形態のバッテリ充放電電流検出装置６等はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図３は、バッテリ充放電電流検出装置６の動作手順を示す流れ図である。この動作手順は、車両用発電機３の回転子の時定数のほぼ１／１０以下の時間間隔で繰り返される。

車両用発電制御装置４から発電状態送信信号が送られてくると、ドライバ７０はこれを受信し、通信コントローラ７２によって所定の復調処理が行われて、車両用発電機３の発電状態を示すデータが発電状態受信信号格納部７４に格納される（ステップ１００）。この発電状態には、車両用発電機の回転数Ｎｐ、励磁電流Ｉｆ、発電電圧Ｖｂなどが含まれる。

次に、マイコン６４は、受信した発電状態を示すデータに基づいて、回転数偏差（ΔＮｐ）と励磁電流偏差（ΔＩｆ）を以下の式を用いて演算する（ステップ１０１）。

ΔＮｐ＝Ｎｐ（ｎ）−Ｎｐ（ｎ−１）
ΔＩｆ＝Ｉｆ（ｎ）−Ｉｆ（ｎ−１）
ここで、Ｎｐ（ｎ）、Ｉｆ（ｎ）は今回受信した回転数、励磁電流の値を、Ｎｐ（ｎ−１）、Ｉｆ（ｎ−１）は前回受信した回転数、励磁電流の値をそれぞれ示している。

次に、マイコン６４は、回転数偏差の絶対値｜ΔＮｐ｜と励磁電流偏差の絶対値｜ΔＩｆ｜のそれぞれが所定値（ΔＮｐ用の所定値とΔＩｆ用の所定値は別々に設定される）よりも小さいか否かを判定する（ステップ１０２）。少なくとも一方の偏差の絶対値が所定値以上の場合には否定判断が行われ、マイコン６４は、通常発電制御条件の演算を行う（ステップ１０５）。この通常発電制御条件とは、従来から行われている各種の発電制御を実施するための各種設定条件である。例えば、シャント抵抗５０を用いて検出されたバッテリ５の充放電電流に基づいて発電電圧を制御するための調整電圧値を指定したり、励磁電流を制御するための調整電流値を指定する場合が考えられる。また、エンジン２のアイドリング時に発電トルクの急激な増加を抑制するために、駆動電流を徐々に上昇させるために、励磁電流を制御するための調整電流値を経過時間に応じて増加させる負荷応答制御（徐励制御）を行う場合などが考えられる。マイコン６４は、通常圧電制御条件を演算した後、この条件に対応する発電制御に必要な発電制御送信信号を生成し、車両用発電制御装置４に向けて送信する（ステップ１０６）。

また、ステップ１０１において演算された両方の偏差の絶対値がともに所定値よりも小さい場合にはステップ１０２の判定において肯定判断が行われる。この場合には、マイコン６４は、充電電流の基準値制御が必要か否かを判定する（ステップ１０３）。この基準値制御とは、シャント抵抗５０を用いた充放電電流の検出値に含まれるオフセット誤差を測定するために、車両用発電機３の発電量を可変してその時点で検出されるバッテリ５の充放電電流値を０Ａ近傍の所定の基準値に制御することをいい、バッテリ電圧が安定した状態の基準値がオフセット誤差として設定される。オフセット誤差の測定原理自体は、特許文献１に開示された手法と同じである。

ステップ１０３の判定では、基準値制御のタイミングが到来したか否かが判定される。例えば、キースイッチ７がオンされてバッテリ充放電電流検出装置６が動作可能な状態になった後に、ステップ１０２の判定において肯定判断が行われたときに１回だけ基準値制御を行う場合や、一定時間毎に基準値制御を行う場合、温度等のオフセット誤差が変動する原因となる各種の状態を監視してこの状態に変化が生じたときに基準値制御を行う場合などが考えられる。基準値制御を行うタイミングが到来しない場合にはステップ１０３の判定において否定判断が行われ、ステップ１０５に移行して通常発電制御条件演算以降の処理が行われる。また、基準値制御を行うタイミングが到来した場合にはステップ１０３の判定において肯定判断が行われ、マイコン６４は、基準値制御を行うために必要な発電制御条件を演算する（ステップ１０４）。

図４は、基準値制御の具体的な内容を示す流れ図である。まず、マイコン６４は、バッテリ５の充放電電流測定を行う（ステップ１０４Ａ）。この測定はシャント抵抗５０を用いて行われ、測定された充放電電流値にはオフセット誤差も含まれる。次に、マイコン６４は、回転数と励磁電流とに基づいて車両用発電機３の出力電流を演算し（ステップ１０４Ｂ）、ステップ１０４Ａで測定された充放電電流値と基準値との充放電電流偏差を演算する（ステップ１０４Ｃ）。例えば、ステップ１０４Ａで測定された充放電電流値が＋１０Ａ（充電電流）とすると、基準値（０Ａ）との充放電電流偏差は＋１０Ａとなる。次に、マイコン６４は、この充放電電流偏差をゼロにするために必要な制限励磁電流、すなわち、この充放電電流偏差をゼロにするように車両用発電機３の出力電流を設定するために必要な励磁電流（この励磁電流を「制限励磁電流」と称する）を演算する（ステップ１０４Ｄ）。例えば、充放電電流偏差が＋１０Ａで、その時点での車両用発電機３の出力電流値が９０Ａとすると、この出力電流を８０Ａに下げれば、充放電電流偏差を０Ａにして基準値と一致させることができる。ステップ１０４Ｄでは、車両用発電機３の出力電流を８０Ａにするために必要な制限励磁電流が演算される。

なお、上記の説明（ステップ１０４Ｂ）では、回転数と励磁電流とに基づいて出力電流が演算できるものとしたが、演算精度を高めるために他の要素（例えば発電電圧等）を加えるようにしてもよい。

図５は、制限励磁電流（制限Ｉｆ）の説明図である。図５において、現在の励磁電流Ｉｆにおける出力電流が実線で示されている。この出力電流を、基準値との充放電電流偏差分減少（あるいは増加）させるためにそれまでの励磁電流が制限励磁電流に変更される。

マイコン６４は、このようにして基準値制御を行うために必要な発電制御条件を演算した後、この条件に対応する発電制御に必要な発電制御送信信号を生成し、車両用発電制御装置４に向けて送信する（ステップ１０６）。このようにして、充放電電流が基準値に制御される。

ところで、図３および図４に示した動作手順では、オフセット誤差を測定する前提として充放電電流を基準値（０Ｖ）に制御する場合の動作を説明したが、実際にオフセット誤差を求めるためには、その後、バッテリ電圧を監視しながら車両用発電機３の出力電流を微調整し、最終的にバッテリ電圧が安定したときに検出されるバッテリ５の充放電電流値をオフセット誤差としている。すなわち、図４のステップ１０４Ｄで演算した制限励磁電流となるように車両用発電機３を制御して、その時点で検出されるバッテリ５の充放電電流値を０Ａにすることができたとしても、この検出値にはオフセット値（この時点では値は不明）が含まれるため、実際にはオフセット誤差に相当する充放電電流がバッテリ５に流れている。このため、この充放電電圧に応じてバッテリ電圧が変動する。マイコン６４は、このバッテリ電圧の変動の有無を監視し、バッテリ電圧の変動がある場合には高低どちらに変動するかによって出力電流をさらに増減するように車両用発電機３の発電状態を制御する。最終的にバッテリ電圧の変動がなくなると、その時点でバッテリ５の充放電電流の真の値がほぼ０Ａのはずであり、実際に検出された充放電電流がオフセット誤差に相当する。このようにしてオフセット誤差の測定が行われる。

このように、本実施形態では、バッテリ充放電電流検出装置６内に発電機制御を行うマイコン６４を備えることにより、バッテリ５の充放電電流値をマイコン６４に通知する際に混入する点火ノイズ等の影響を大幅に低減することができる。特に、このようなノイズが多いとこれを除去するためには高周波成分を除去するフィルタが必要になるが、このフィルタの使用がオフセット誤差の発生原因となるため、ノイズを大幅に低減することによりフィルタをなくしたり、簡易な構成のものを用いることにより、オフセット誤差そのものを低減することが可能となる。以上により、ノイズの影響を低減することにより、オフセット誤差を安定的に測定するとともに、このオフセット誤差を考慮して精度の高いバッテリ充放電電流検出を行うことが可能となる。

また、マイコン６４によってバッテリ５の充放電電流値が所定の基準値となるように制御する際に、車両用発電機３の回転数が所定の範囲内で安定しているときに、オフセット誤差を測定する動作を実施している。車両用発電機３の回転状態が安定しているときにオフセット誤差の測定を行うことにより、車両用発電機３の回転状態が変化したときに発生する発電量変動の影響を除去することができ、精度の高いオフセット誤差値の設定が可能となる。

また、マイコン６４によってバッテリ５の充放電電流値が所定の基準値となるように制御する際に、車両用発電機３の励磁電流が所定の範囲内で安定しているときに、オフセット誤差を測定する動作を実施している。車両用発電機３の励磁電流が安定しているときにオフセット誤差の測定を行うことにより、車両用発電機３の励磁電流が変化したときに発生する発電量変動の影響を除去することができ、精度の高いオフセット誤差値の設定が可能となる。

また、マイコン６４は、車両用発電機３の励磁電流を制御して車両用発電機３の出力電流を可変することにより、バッテリ５の充放電電流値が所定の基準値となるように制御している。励磁電流を制御して車両用発電機３の出力電流を可変することにより、発電電圧を制御して車両用発電機３の出力電流を可変する従来の手法に対して、所定の基準値とする制御がより安定する。特に、バッテリ５の入力インピーダンスは数ｍΩ程度であり、わずかな電圧変化で充放電電流が変化してしまうが、励磁電流を制御して車両用発電機３の出力電流を可変することにより、バッテリ５の充放電電流をより安定的に制御することができる。

また、バッテリ５の充放電電流の供給経路に直列に挿入された電流検出用抵抗（シャント抵抗５０）の両端電圧に基づいてバッテリ５の充放電電流値を検出している。電流検出の方法としては他に磁界変化に基づいて電流値を検出する方法があるが、この方法に比べると、シャント抵抗５０を用いる場合には地磁気の影響を受けないため、外乱の影響を取り除いて精度の高いオフセット誤差値の設定が可能となる。

また、シャント抵抗５０は、バッテリ５の負極端子側に接続されている。これにより、アース電位を基準としてバッテリ５の充放電電流値を検出することができるため、バッテリ充放電電流検出装置６全体をアース電位を基準に動作させることができ、アースフロートの場合に比べて動作を安定させることができる。

また、バッテリ充放電電流検出装置６は、デジタル通信によって車両用発電機３の発電状態を受信している。これにより、点火ノイズ等の影響を排除することができるため、車両用発電機３の発電の安定状態を確実に判定することができる。特に、この発電状態を受信する時間間隔は、車両用発電機３の回転子の時定数のほぼ１／１０以下に設定されている。これにより、車両用発電機３の発電状態の変化よりも十分に速い速度で発電状態を検出することができるため、車両用発電機３の発電の安定状態をさらに確実に判定することができる。また、バッテリ充放電電流検出装置６は、内部にバッテリ５から内部回路に電力を供給するための電源回路７７を備えており、電源ラインから侵入するノイズ、およびバッテリ５の電圧変動に対しても、安定した動作を確保することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。上述した実施形態では、オフセット誤差を測定する前提となる基準値制御について主に説明を行い、測定されたオフセット誤差を用いた制御動作については特に説明しなかったが、高い精度でオフセット誤差を測定することができれば、バッテリ５の充放電電流の検出値をこのオフセット誤差で補正することができるため、補正後の充放電電流値を時間積算することにより、バッテリ容量を正確に推定することができる。

図６は、バッテリ充放電電流検出装置の変形例を示す図である。図６に示すバッテリ充放電電流検出装置６Ａは、図２に示したバッテリ充放電電流検出装置６に対して、充電容量格納部７８が追加されている点が異なっており、それ以外の構成は基本的に同じである。オフセット誤差の測定が行われた後に、マイコン６４は、検出されたバッテリ５の充放電電流値からこのオフセット誤差を減算した値を時間積分することによりバッテリ容量を推定する。このバッテリ容量の推定値は、充電容量格納部７８に格納される。通信コントローラ７２は、充電容量格納部７８に格納されたバッテリ容量を読み出してデジタル通信用の所定のフォーマットに変換して変調処理を行う。変調された信号（デジタル変調信号）は、ドライバ７０から通信線を介して車両用発電制御装置４およびＥＣＵ１に向けて送信される。マイコン６４がバッテリ容量推定手段に、充電容量格納部７８、通信コントローラ７２、ドライバ７０が送信手段にそれぞれ対応する。

このように、検出したバッテリ５の充放電電流値からオフセット誤差値を減算した値を時間積算することによりバッテリ容量を推定し、この推定されたバッテリ容量をＥＣＵ１に向けて送信しており、ノイズの影響を排除してオフセット誤差を確定することにより、電流積算による容量制御を安定かつ高精度で行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、バッテリ容量をデジタル通信で送信する例について説明したが、別のアナログ量として送信したり、ＰＷＭ通信のデューティ量として送信したりする種々の変形実施が可能である。

一実施形態のバッテリ充放電電流検出装置を含む充電システムの全体構成を示す図である。 バッテリ充放電電流検出装置と車両用発電制御装置の詳細構成を示す図である。 バッテリ充放電電流検出装置の動作手順を示す流れ図である。 基準値制御の具体的な内容を示す流れ図である。 制限励磁電流の説明図である。 バッテリ充放電電流検出装置の変形例を示す図である。

符号の説明

１ ＥＣＵ
２ エンジン
３ 車両用発電機（ＡＬＴ）
４ 車両用発電制御装置
５ バッテリ（ＢＡＴＴ）
６ バッテリ充放電電流検出装置（Ｓ）
７ キースイッチ
５０ シャント抵抗
５２、６０ 増幅器
５４、６２ アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）
５６、５８ 抵抗
６４ マイコン（マイクロコンピュータ）
７０ ドライバ
７２ 通信コントローラ
７４ 発電状態受信信号格納部
７６ 発電制御送信信号格納部

Claims (8)

1. バッテリの充放電電流値を検出する充放電電流検出手段と、
   車両用発電機の発電状態を受信する受信手段と、
   前記充放電電流検出手段によって検出された充放電電流値と、前記受信手段によって受信した前記車両用発電機の発電状態に基づいて、前記バッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように前記車両用発電機を制御する発電機制御手段と、
   前記発電機制御手段によって前記車両用発電機が制御された状態において前記バッテリの電圧を監視し、この電圧が所定の条件を満たすときに前記充放電電流検出手段によって検出された充放電電流値をオフセット誤差値として設定するオフセット誤差設定手段と、
   を備え、前記発電機制御手段によって前記バッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように制御する際に、前記受信手段は前記発電状態として前記車両用発電機の回転数を検出し、この回転数が所定の範囲内で安定しているときに、前記オフセット誤差設定手段によって前記オフセット誤差値を設定する動作を実施することを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
2. バッテリの充放電電流値を検出する充放電電流検出手段と、
   車両用発電機の発電状態を受信する受信手段と、
   前記充放電電流検出手段によって検出された充放電電流値と、前記受信手段によって受信した前記車両用発電機の発電状態に基づいて、前記バッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように前記車両用発電機を制御する発電機制御手段と、
   前記発電機制御手段によって前記車両用発電機が制御された状態において前記バッテリの電圧を監視し、この電圧が所定の条件を満たすときに前記充放電電流検出手段によって検出された充放電電流値をオフセット誤差値として設定するオフセット誤差設定手段と、
   を備え、前記発電機制御手段によって前記バッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように制御する際に、前記受信手段は前記発電状態として前記車両用発電機の励磁電流を検出し、この励磁電流が所定の範囲内で安定しているときに、前記オフセット誤差設定手段によって前記オフセット誤差値を設定する動作を実施することを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
3. 請求項１または２において、
   前記発電機制御手段は、前記車両用発電機の励磁電流を制御して前記車両用発電機の出力電流を可変することにより、前記バッテリの充放電電流値が所定の基準値となるように制御することを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
4. 請求項１または２において、
   前記充放電電流検出手段は、前記バッテリの充放電電流の供給経路に直列に挿入された電流検出用抵抗の両端電圧に基づいて前記バッテリの充放電電流値を検出することを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
5. 請求項４において、
   前記電流検出用抵抗は、前記バッテリの負極端子側に接続されていることを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
6. 請求項１または２において、
   前記受信手段は、デジタル通信によって前記車両用発電機の発電状態を受信することを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
7. 請求項６において、
   前記受信手段によって前記車両用発電機の発電状態を受信する時間間隔は、前記車両用発電機の回転子の時定数のほぼ１／１０以下であることを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。
8. 請求項１または２において、
   前記充放電電流検出手段によって検出された前記バッテリの充放電電流値から前記オフセット誤差値を減算した値を時間積算することによりバッテリ容量を推定するバッテリ容量推定手段と、
   前記バッテリ容量推定手段によって推定された前記バッテリ容量を外部制御装置に向けて送信する送信手段と、
   をさらに備えることを特徴とするバッテリ充放電電流検出装置。

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