JP4075474B2

JP4075474B2 - Storage battery

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Publication number: JP4075474B2
Application number: JP2002169148A
Authority: JP
Inventors: 賢治山内; 進田中; 裕泰河田; 信治山田; 健三川北; 正道稲倉
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-06-10
Also published as: JP2003173824A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄電池に係り、特に、電池の寿命が近いことを警告する警告装置を内蔵する蓄電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の自動車用電池には、電池寿命を、簡易に知る手段を有していない。そこで、電池の内部インピーダンスを測定したり、電池電圧を測定したりして、電池寿命を判定している。
また、簡易に、電池寿命を判定する方法としては、電池のケース等に、電池寿命を記載しておき(例えば、「本電池の保証期間は、○年です。」と記載する。)、その記載に基づいて、電池寿命を判定する。
【０００３】
更に、電池寿命を判定する方法としては、特開平５-３６４４３号公報（発明の名称「密封形蓄電池」）に記載されているように、使用開始時にボタン操作を行うことにより、計時動作を開始するタイマー機能と該タイマー機能の設定時間の経過後に所定の表示動作をする表示機能とを有するメモリカードを、密封形蓄電池本体に取付け、所定時間(例えば、保証期間)経過すると、メモリカードの表示部に、この電池が電池寿命に達したことを表示する技術がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池の内部インピーダンスを測定したり、電池電圧を測定して、電池寿命を判定する方法は、電池寿命をほぼ正確に計測できるものの、高価な測定器を用意する必要があり、ユーザ自身で行えるものではない。しかも、判定には、時間と手間を要するという問題がある。
【０００５】
また、電池のケース等に電池寿命を表示する方法では、製造時点から、計測を開始し、製造から使用開始までの時間が長い場合は、電池寿命に程遠いにも拘わらず、電池の寿命がきたと判断して、電池を交換したりする問題が発生する。また、電池寿命の確認のために自動車のボンネットを開ける等の手間をかける必要があるという問題がある。
【０００６】
また、表示機能を有するメモリカードを密封形蓄電池本体に取り付ける特開平５-３６４４３号公報に記載された発明では、電池寿命を確認するには、自動車のボンネットを開けて確認する等の手間をかける必要があり、確認を怠ると電池寿命を超えて使用し、大切な時に寿命によって、電池が作動しないケースが発生する虞がある。
【０００７】
また、このような問題は、電池の保証期間に注意し、定期的に電池を交換することで、防ぐことが可能であるが、電池購入時期、使用開始日時等を忘れることが多く、保証期間を超えて使うことが少なくないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、電池寿命が近いことを簡単にかつ確実にユーザに知らしめることが可能な蓄電池を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。
【００１０】
請求項１に記載された発明は、電池の寿命が近いことを警告する警告装置を内蔵する蓄電池であって、前記警告装置は、当該蓄電池の使用開始を検出する使用開始検出手段と、前記検出手段が当該蓄電池の最初若しくは最初から所定回数の使用を検出した時点で、時間の計測を開始する時間計測手段と、前記時間計測手段が、所定の時間を計測したとき、聴覚的、又は、聴覚及び視覚的に、警告を行う警告手段とを有し、かつ前記使用開始検出手段が、当該蓄電池の使用開始による電圧の変動の検出、又は、蓄電池の端子に貼られたシール又はキャップ又はキャップの除去の検出、当該蓄電池を充電するオルタネータが発電しているときに発生するオルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号、当該蓄電池を搭載する自動車のエンジンのインジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号、当該蓄電池を搭載する自動車のガソリンエンジンのイグニッション放電雑音、のいずれかに基づいて、に基づいて、蓄電池の使用開始を検出するものであることを特徴とする蓄電池である。
【００１１】
請求項１に記載された発明によれば、電池の寿命が近いことを警告する警告装置を内蔵する蓄電池であって、警告装置は、蓄電池の使用開始を検出する使用開始検出手段と、検出手段が蓄電池の最初若しくは最初から所定回数の使用を検出した時点で、時間の計測を開始する時間計測手段と、時間計測手段が、所定の時間を計測したとき、聴覚的、又は、聴覚及び視覚的に、警告を行う警告手段とを有することにより、電池寿命が間近いことを簡単にかつ確実にユーザに知らしめることが可能な蓄電池を提供することができる。請求項１記載の蓄電池は、少なくとも、聴覚的に警告を行う警告手段を有しているので、電池の使用者は、警告音を聞くことにより、簡易に電池寿命が間近いことを知ることができる。例えば、自動車の蓄電池であれば、ボンネットを開けなくても、運転席に座っている状態で、電池寿命が間近いことを知ることができる。前記使用開始検出手段が、当該蓄電池の使用開始による電圧の変動の検出、又は、蓄電池の端子に貼られたシール又はキャップの除去の検出に基づいて、蓄電池の使用開始を検出するものであれば、確実に、しかも、自動的に使用開始を検出することができる。また、オルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号は、オルタネータのＢ端子とつながるバッテリのプラス端子、Ｂ端子、Ｎ端子及びＡ端子から得ることができるので、オルタネータが発電しているときに発生するオルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出することにより、簡単に、且つ確実に、蓄電池の使用開始を検出することができる。また、インジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出することにより、簡単に、且つ確実に、蓄電池の使用開始を検出することができる。また、ガソリンエンジンのイグニッション放電雑音に基づいて、蓄電池の使用開始を検出することにより、簡単に、且つ確実に、蓄電池の使用開始を検出することができる。
【００１３】
なお、警告装置には、当該警告装置専用の電池を有することにより、蓄電池本体の電池が消耗しても、蓄電池の電池寿命を警告することができる。つまり、請求項１に記載された発明は、電池の寿命がくる前に、電池寿命が間近いことを警告するので、当該警告装置専用の電池を備えなくても実施できる。しかしながら、蓄電池を電源とした場合、ユーザが警告を無視したために蓄電池が寿命に至るか、又は、使用中の過放電放置によって一時的に電池の出力が失われているような場合に警告を発することができなくなる虞が生じるが、このように、専用の電池を設けることにより、蓄電池本体の電池が消耗しても、専用の電池により警告を発することが可能となり、警告装置の信頼性を高めることができる。
【００２３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の蓄電池において、当該蓄電池を搭載する自動車のエンジンの停止を検出するエンジン停止検出手段を有し、聴覚的な前記警告手段は、前記エンジン停止検出手段の出力に基づいて、エンジン停止後に、警告を行うことを特徴とし、かつ前記エンジン停止検出手段が、オルタネータが発電しているときに発生するオルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号、インジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号、自動車のガソリンエンジンのイグニッション放電雑音、のいずれかに基づいて、エンジンの停止を検出するものである。
【００２４】
請求項２に記載された発明によれば、聴覚的な前記警告手段は、エンジンを切った後に、警告を行うことにより、確実に、ユーザに電池寿命を警告することができる。例えば、自動車の蓄電池の場合、エンジンのかかっているときは、エンジン音によって警告音が聞こえない場合がある。一方、エンジンを切った後においては静かとなり、車内にいるユーザが警告音を聞き逃すことがない。また、エンジンを切った後であっても、エンジンを切った直後にユーザに電池寿命を警告することが好ましい。何故なら、エンジンを切った直後では、運転席に、ユーザが着席しており、警報が認知され易いからである。なお、警告音は、タイマーにより、一定時間警告を発した後、停止することが望ましい。しかし、ユーザが警告に気付かない場合もあるので、必要に応じて、ユーザが意識して警告をキャンセルするまでは、自動車が止まる度に、繰り返し警告を発することが望ましい。前記エンジン停止検出手段が、オルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、エンジンの停止を検出するものであれば、簡単に、且つ確実に、エンジンの停止を検出することができる。また、インジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号に基づいて、エンジンの停止を検出することにより、簡単に、且つ確実に、エンジンの停止を検出することができる。また、ガソリンエンジンのイグニッション放電雑音に基づいて、エンジンの停止を検出することにより、簡単に、且つ確実に、エンジンの停止を検出することができる。
【００３１】
請求項３に記載された発明は、請求項１記載の蓄電池において、視覚的な前記警告手段は、前記時間計測手段が計測した計測時間に応じて、警告内容を変更することを特徴とする。
【００３２】
請求項３に記載された発明によれば、時間計測手段が計測した計測時間に応じて、警告内容を変更することにより、電池の寿命までの時間を視覚的に知ることができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
【００３４】
図１に本発明の実施の形態の外観の例を示す。図１の蓄電池１０は、プラスターミナル１１、マイナスターミナル１２、蓄電池の蓋１３、蓄電池のケース１４及び警告装置１５から構成されている。
蓄電池のケース１４は、図示していないが、複数のセルを有している。セルは、電解液と極板（陽極板と陰極板）を収めている容器で、例えば、ポリプロピレン(ＰＰ)合成樹脂で作製され、化学反応がこのセルの中で行われる。複数のセルは直列接続され、一方の端のセル内の陽極板にはプラスターミナル１１が接続され、また、他方の端のセルの陰極板にはマイナスターミナル１２が接続されている。
蓄電池の蓋１３は、蓄電池のケース１４の蓋であり、プラスターミナル１１及びマイナスターミナル１２が、蓄電池の蓋１３を貫通して設けられている。
警告装置１５は、蓄電池の蓋１３の内部の所定の場所に設けられる。プラスターミナル１１及びマイナスターミナル１２に接続され、後述するように、使用開始検出手段、時間計測手段、警告手段を有する。
【００３５】
図２に、警告装置１５のブロック構成例を示す。図２の警告装置は、使用開始検出部２１、時間計測部２２、警告部２３、スピーカ２４及び表示装置２５から構成されている。
【００３６】
使用開始検出部２１は、プラスターミナル１１の電位等を計測して、蓄電池の使用開始を検出する。時間計測部２２は、使用開始検出部２１が蓄電池の使用開始を検出した時点で、時間の計測を開始する。警告部２３は、時間計測部２２が、所定の時間を計測したとき、スピーカ２４による聴覚的な警告及び／又は表示装置２５による視覚的な警告を行う。なお、表示装置２５は、警告装置の外部に設けてもよい。例えば、電池が車載用電池の場合、運転席から見える位置で表示するようにしてもよい。
【００３７】
図３は、使用開始検出部２１を説明するための図である。図３では、電池電圧に基づいて、使用開始を検出する場合である。自動車に設置された蓄電池は、使用開始前では、１２〜１３Ｖの電位を保っているが、使用を開始すると、負荷に電流が流れ、一時的に電位が低下する（例えば、約１０Ｖ程度に低下する）。その後、エンジンが作動するとオルタネータが起動し、蓄電池が充電され、その結果、電池電圧は、１３．５〜１４.５Ｖ程度に上昇する。
【００３８】
電池電圧が、図３のような特性を有しているので、使用開始検出部２１は、
▲１▼電池電圧の１２〜１３Ｖから約１０Ｖへの瞬間低下
▲２▼電池電圧の１３．５Ｖ以上への上昇
の一方又は両方の変化を検出して、蓄電池の使用の開始を検出する。
【００３９】
図４は、時間計測部２２の例を説明するための図である。図４の時間計測部２２は、発振器３１、分周器３２及びカウンタ３３から構成されている。発振器３１は、使用開始検出部２１からの出力を得て発振を開始する。発振器３１の出力は、分周器３２で分周され、カウントされる。発振器３１は、ほぼ一定の周波数（ｆ_０）で発振する（そのときの周期＝１／ｆ_０秒）ので、その周波数をＮ分周した、ｆ_０／Ｎのパルス（そのときの周期＝Ｎ／ｆ_０秒）をカウントする。カウント値がＭであれば、電池の開始から、Ｎ×Ｍ／ｆ_０秒経過したことになる。
【００４０】
従って、カウンタ３３のカウンタ値によって、電池の開始からの経過時間を知ることができる。そこで、時間計測部２２の出力を警告部２３に通知して、電池の保証期間に対応するカウンタ値になったときに警告を行う。
【００４１】
なお、図４では、発振器３１は、使用開始検出部２１から、使用開始信号の出力を得て発振を開始するものであるが、発振器３１は、電源の投入と同時に発振し、使用開始検出部２１からの出力を得て、カウンタ３３のカウントを開始するようにしてもよい。
【００４２】
警告部２３は、時間計測部２２の出力を得て、電池の保証期間に対応するカウンタ値になったとき、スピーカ２４から所定の音を発生することで、ユーザに電池寿命が近いことを知らせることができる。所定の音としては、ブザー音であっても良いし、予めＲＯＭ等に録音してある音声（例えば、「この電池は、保証期間を過ぎました、新しい電池とお取代え下さい」等の音声）であってもよい。
【００４３】
なお、スピーカからの警告は、電池が車載用電池の場合、エンジンを切った直後に、警告を行うことが望ましい。これにより、確実に、ユーザに電池寿命を警告することができる。例えば、自動車の蓄電池の場合、エンジンのかかっているときは、警告音が聞こえない場合がある。一方、エンジンを切った後においては静かとなり、車内にいるユーザが警告音を聞き逃すことがない。なお、警告音は、タイマーにより、一定時間警告を発した後、停止することが好ましい。
【００４４】
なお、自動車における鉛電池の場合は、エンジンが停止すると、電池電圧が１３．５Ｖ以上から１４Ｖ未満の電位に変化するので、それにより、エンジンの停止を知ることができる。従って、警告部２３は、図２に示すように、使用開始検出部２１により、電池電圧が１３．５Ｖ以上か、又は１３．５Ｖ未満かの情報に基づいて、エンジン停止信号を得て、自動車のエンジンが停止直後にあるか否かを知り、エンジン停止状態のとき、警告音を発生することができる。
【００４５】
また、表示装置２５は、例えば、「保証期間の経過」等の表示を行っても良いし、図５に示すように、バーによる表示をしてもよい。図５（Ａ）は、使用初めの場合であり、図５（Ｂ）は、電池寿命に近い状況を示している。なお、自動車の蓄電池の場合であって、聴覚及び視覚的に警告を行う場合においては、視覚に訴える表示装置を車内に設置することが望ましい。例えば、キーレスエントリーなどで使用されている信号発信によりシガレットライター用電源に接続した表示装置に表示する。また、このとき、車内の視覚警告表示用には、別の電源を用いてもよい。
【００４６】
なお、警告装置は、蓄電池自体を電源としても良いし、警告装置専用の電池を設けるようにしてもよい。蓄電池を電源とした場合、蓄電池の寿命により、警告を発することができなくなる虞が生じるが、専用の電池を用いた場合は、蓄電池本体の電池が消耗しても、警告を行うことができる。
【００４７】
また、上記実施の形態では、警告装置を電池の蓋の内部に設けた場合について説明したが、警告装置が蓄電池と一体とされ、外部からは蓄電池と見られるような態様であれば、警告装置が、電池の蓋の内部に設けられなくてもよい。
【００４８】
また、上記実施の形態における使用開始検出部は、ＩＣ回路等のハードウエアにより構成してもよいし、マイクロプロセッサを備えて、ソフトウエアにより、実現するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態では、蓄電池の使用開始による電圧の変動の検出に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する場合について説明したが、これ以外の場合でも適用できる。
【００５０】
例えば、
シール又はキャップが除去されたことにより蓄電池の使用開始を検出する。
当該蓄電池を充電するオルタネータが発電しているときに発生するオルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する。
当該蓄電池の充電装置におけるチャージランプの点灯を検出する。
当該蓄電池を搭載する自動車のエンジンのインジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する。
当該蓄電池を搭載する自動車のガソリンエンジンのイグニッション放電雑音に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する。
こともできる。
【００５１】
以下、これらの場合について、順に説明する。
（シール又はキャップの除去）
例えば、図６に使用開始前の状態を示す。図６では、蓄電池のマイナス端子１２にシール又はキャップ４１が載せられている。また、シール又はキャップ４１は、端子４２上にも載せられている。シール又はキャップ４１の裏側は、一部又は全面を導体で構成し、蓄電池のマイナス端子１２と端子４２が電気的に接続されている。また、端子４１は警告装置１５に接続されている。
【００５２】
このように、使用開始前の状態では端子４２は、蓄電池のマイナス端子１２に接続されている。使用開始に当たって、シール又はキャップ４１を除去すると、端子４２とマイナス端子１２との接続が切断される。
【００５３】
次に、蓄電池の端子に貼られたシール又はキャップの除去の検出について、図７を用いて説明する。
【００５４】
図７は、トランジスタＴＲ１、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ツェナダイオードＺＤ１及びスイッチＳＷ１から構成されている。図６との関係では、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２の接続点に、図６の端子４２が接続されている。また、スイッチＳＷ１は、蓄電池の端子に貼られたシール又はキャップ４１と端子４１との接続が対応し、使用開始前の状態では、端子４２が蓄電池のマイナス端子１２に接続されているのでスイッチＳＷ１が閉じた状態である。一方、シール又はキャップ４１を除去すると、端子４２と蓄電池のマイナス端子１２との接続が絶たれるので、スイッチＳＷ１が開いた状態である。
【００５５】
使用開始前の状態では、スイッチＳＷ１が閉じており、トランジスタＴＲ１のベース電極は、マイナス電源に接続されている。この状態では、トランジスタＴＲ１は、オフの状態であり、トランジスタＴＲ１には、電流が流れず、抵抗器Ｒ２の両端には電圧は発生しない、その結果、時間計測部２２へは、信号が伝送されない。
【００５６】
一方、使用開始に際して、蓄電池の端子に貼られたシール又はキャップを除去するとスイッチＳＷ１が開いた状態となる。この状態では、トランジスタＴＲ１のベース電極には、蓄電池のマイナス電源を抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧した電圧が印加され、トランジスタＴＲ１が導通する。その結果、トランジスタＴＲ１に電流が流れ、トランジスタＴＲ１のエミッタに接続された抵抗Ｒ３の両端に電圧が発生し、その電圧が、電池の使用開始信号となって、時間計測部２２へ伝送される。このようにして、電池の使用開始を検出することができる。
（オルタネータの出力信号）
自動車には、充電装置が設けられている。充電装置は、運転中に電気負荷に電力を供給し、次のエンジン始動に備えて電池を充電するものである。この充電装置の信号を利用して、電池の使用の開始を検出してもよい。
【００５７】
図８（Ａ）に、充電装置であるオルタネータの構成を示す。図８（Ａ）のオルタネータは、Ｙ結線の３相交流発電機であり、ステータコイル５１〜５３、ロータコイル（フィールドコイル）５４、全波整流用ダイオード５５〜６０及び中性点ダイオード６１、６２から構成されている。ロータコイル５４は鉄心に巻回され電磁石を構成する。端子Ｆにロータコイルに発電に必要な電流を供給し、オルタネータの端子Ｂから、オルタネータにより発電され、整流された直流の電流を得ることができる。図８(Ｂ)のＶＢに、端子Ｂにおける電位を示す。また、中性点端子Ｎからは、図８(Ｂ)のＶＮに示すように、ＶＢの約半分の電位が得られる。
【００５８】
なお、中性点ダイオード６１、６２は、高速回転時において、ＶＢの出力を１０〜１５％上げることができる。また、図８(Ｂ)のＶＢに、インパルス状の信号６５が示されているが、これは、イグニッション雑音で、エンジンの点火時に発生するものである。
【００５９】
なお、イグニッション雑音は、オルタネータが３相発電機の場合、通常、いくつかの山（リップル）を挟んで、発生するので、イグニッション雑音の周波数の信号を検出することにより、その存在を検出することができる。なお、イグニッション雑音は、インパルス雑音であるので、高い周波数を有し、近くに設けた無線受信機により検出することもできる。
【００６０】
このように、端子Ｂの電位ＶＢ及び中性点端子Ｎの電位ＶＮは、オルタネータの起動時に、所定の値になるので、これらの電位を見ることにより、オルタネータの動作開始を知ることができる。また、端子Ｂ又は端子Ｎにおけるオルタネータの信号に含まれるオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号を検出することによっても、オルタネータの動作開始を知ることができる。
【００６１】
また、イグニッション雑音を検出することにより、エンジンの起動開始を知ることができる。
【００６２】
図１５（Ａ）に、端子Ｂの電位ＶＢ及び中性点端子Ｎの電位ＶＮの大きさを検出することによって、オルタネータの動作開始を検出する回路を示す。
【００６３】
端子１１９に、図８のＮ端子又はＢ端子を接続する。オルタネータのＢ端子は、バッテリのプラス端子に接続されており、端子１１９にバッテリ端子を接続してもよい。オルタネータからの信号に含まれている脈流（リプル信号）を、平滑回路１２０で平滑し、平滑して脈流（リプル信号）を除去した信号を、比較器１２１で、基準電圧Ｖｒｅｆ１と比較する。基準電圧Ｖｒｅｆ１以上であれば、オルタネータが発電しているとして、検出出力を検出出力端子１２２から出力する。基準電圧Ｖｒｅｆは、端子１１９に接続される端子がＮ端子かＢ端子かによって、適当な値を設定する。
【００６４】
図１５（Ｂ）に、端子Ｂ又は端子Ｎにおけるオルタネータの信号に含まれるオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号を検出することによって、オルタネータの動作開始を検出する回路を示す。
【００６５】
端子１２９に、図８のＮ端子又はＢ端子を接続する。オルタネータからの信号に含まれている脈流（リプル信号）を、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１３０で選択する。選択されたリプル信号を整流回路１３１で整流し、さらに、平滑回路１３２で平滑し、平滑した信号を、比較器１３４で、基準電圧Ｖｒｅｆ２と比較する。基準電圧Ｖｒｅｆ２以上であれば、オルタネータが発電しているとして、検出出力を検出出力端子１３６から出力する。
【００６６】
なお、ＢＰＦの中心周波数は、端子１２９に接続される端子がＮ端子かＢ端子かによって、適当な値を設定する。また、オルタネータのＢ端子は、バッテリのプラス端子に接続されており、端子１２９にバッテリ端子を接続してもよい。
【００６７】
「オルタネータの動作開始」及び「エンジンの起動開始」は、厳密に言えば、電池の使用開始とは、異なるが、最初若しくは最初から所定回数の「オルタネータの動作開始」又は最初若しくは最初から所定回数「エンジンの起動開始」を「電池の使用開始」としても、実用上の問題はない。
（チャージランプ）
図９に、ＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０とＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０に接続されるチャージランプリレー７１、チャージランプ７２及びバッテリ７３を示す。
【００６８】
ＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０は、ステータコイル、ロータコイル及び整流用ダイオード等から構成されているオルタネータ６９、ＩＣレギュレータ６８、イグニッションスイッチ７４、初期励磁抵抗７５及び逆流防止用ダイオード７６から構成されている。なお、図９のオルタネータ６９には、中性点ダイオードが示されていないが、中性点ダイオードを有していても良い。
【００６９】
ＩＣレギュレータ６８は、二つのトランジスタ８２、８３、ツェナダイオード８６、ダイオード８１及び抵抗８４、８５、８７を有し、オルタネータ６９の出力を消費電流に合せてコントロールしてバッテリの過充電を防止すると共に、常に、バッテリ７３を満充電の状態にする働きをする。チャージランプ７２は、チャージランプリレー７１のコイル８８に電流が流れ、スイッチ８９が閉じたとき点灯するもので、バッテリ７３の充電状態を示す。
【００７０】
次に、チャージランプ７２の点灯動作について説明する。図１０に示すように、イグニッションスイッチ７４を閉じると、
・バッテリ７３から、イグニッションスイッチ７４、ＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０のＩＧ端子、逆流防止用ダイオード７６、初期励磁抵抗７５及び抵抗８４を介して、ＩＣレギュレータのトランジスタ８２のベースに駆動信号が印加され、
・バッテリ７３から、イグニッションスイッチ７４ＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０のＩＧ端子、逆流防止用ダイオード７６、初期励磁抵抗７５及びロータコイルを介して、ＩＣレギュレータのトランジスタ８２のコレクタに駆動信号が印加されてトランジスタ８２がオンとなる。
その結果、
・バッテリ７３から、イグニッションスイッチ７４、コイル８８、ダイオード９０、ロータコイル及びトランジスタ８２を介して、電流が流れる。
・コイル８８に電流が流れと、チャージランプのスイッチ７１が閉じて、チャージランプ７２が点灯する。
【００７１】
また、ロータコイルに電流が流れたことにより、エンジンが始動し、回転の上昇に伴って、オルタネータのからの発生電圧が上昇する。そして、ＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０のＢ端子の電位が、バッテリ７３の電圧以上になると、このＢ端子からバッテリ７３に充電電流が流れる。このとき、ＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０のＢ端子の電位と、ＩＣレギュレータ付きオルタネータ７０のＬ端子の電位とがほぼ同一であるので、チャージランプリレー７１の逆流防止用ダイオード９０には、逆のバイアスが印加されて、遮断される。その結果、コイル８８に電流が遮断され、チャージランプのスイッチ７１が開き、チャージランプ７２が消灯する。
【００７２】
チャージランプ７２は、エンジン停止時に、イグニッションスイッチが閉じたとき、点灯するものであり、厳密に言えば、電池の使用開始とは、異なるが、最初若しくは最初から所定回数の「チャージランプの点灯」を「電池の使用開始」としても、実用上の問題はない。
（イグニッションコイルの信号）
図１１に点火装置の例を示す。図１１の点火装置は、バッテリ７３、イグニッションスイッチ９１、ディストリビュータ９２、スパークプラグ９３、コンデンサ９４、コンタクトポイント９５、一次コイル９６及び２次コイル９７から構成されている。一次コイル及び２次コイル９５は、イグニッションコイルを構成し、スパークプラグ９３の電極間の空隙に火花を飛ばすのに必要な高電圧を発生する。
【００７３】
コンタクトポイント９５は、イグニッションスイッチ９１が閉じているとき、バッテリ７３からの電流が、イグニッションスイッチ９１、一次コイル９６及びコンタクトポイント９５を介して流れている。この状態で、コンタクトポイント９５を開くことにより、一次コイル９６に逆起電力が発生し、そのパルス状の電圧を２次コイル９７で昇圧して、ディストリビュータ９２に送出する。また、ディストリビュータ９２は、イグニッションコイルで発生された高圧を分配するもので、スパークプラグ９３のタイミングを決定するものである。
【００７４】
イグニッションコイルからの高圧信号は、イグニッションスイッチが閉じているとき、コンタクトポイント９５を開いたときに発生するものであり、厳密に言えば、電池の使用開始とは、異なるが、最初若しくは最初から所定回数の「２次コイルからの高圧の発生」を「電池の使用開始」としても、実用上の問題はない。
（インジェクタのソレノイドの信号）
図１２にインジェクタの構造を示す。インジェクタは、エンジン制御を行うコンピュータからの噴射信号を受けて、スロットルボデー内に又はエンジンシリンダー内に燃料噴射を行う。全気筒同時にエンジン１回転に対して、噴射を行う。動作は、ソレノイドコイル１００にコンピュータから駆動信号が印加されると、プランジャ１０１が吸引され、ニードルバルブが開いて、燃料が噴射される。
【００７５】
ソレノイドコイル１００には、コンピュータから駆動信号が印加されたとき、信号印加されるので、厳密に言えば、電池の使用開始とは、異なるが、最初若しくは最初から所定回数の「ソレノイドへの印加」を「電池の使用開始」としても、実用上の問題はない。
【００７６】
このように、使用開始検出部２１として、
(１)シール又はキャップが除去されたことにより蓄電池の使用開始を検出する検出部
(２)当該蓄電池を充電するオルタネータが発電しているときに発生するオルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する検出部
(３)当該蓄電池の充電装置におけるチャージランプの点灯を検出する検出部
(４)当該蓄電池を搭載する自動車のエンジンのインジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する検出部
(５)当該蓄電池を搭載する自動車のガソリンエンジンのイグニッション放電雑音に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する検出部
を設けるようにしてもよい。
（エンジン停止信号検出部）
図１３は、使用開始検出部２１により、電池電圧が１３．５Ｖ以上か、又は１３．５Ｖ未満かの情報に基づいて、エンジン停止信号を得て、これにより、警告部２３を制御している。この場合、エンジンの停止は、電池電圧が１３．５Ｖ以上か、又は１３．５Ｖ未満かの情報に基づいて検出している。
【００７７】
しかしながら、図１４に示すように、エンジン停止信号検出部１１１を設けて、エンジン停止信号を得るようにしてもよい。この場合、エンジン停止信号検出部１１１は、例えば、次のようにして、エンジンの停止を検出する。
オルタネータが発電しているときに発生するオルタネータの出力信号のきさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、エンジンの停止を検出する。
【００７８】
例えば、図８(Ｂ)において、端子Ｂの電位ＶＢ及び中性点端子Ｎの電位ＶＮが、所定値以下になったとき、エンジン停止と判断する。又は、端子Ｂ又は中性点端子Ｎにおけるオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号が、無くなったとき、エンジン停止と判断する。
【００７９】
端子Ｂの電位ＶＢ及び中性点端子Ｎの電位ＶＮが、所定値以下になったときに、エンジン停止と判断する検出回路と端子Ｂ又は中性点端子Ｎにおけるオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号が無くなったときにエンジン停止と判断する検出回路は、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）と同様な回路で実現できる。インジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号に基づいて、エンジンの停止を検出する。
【００８０】
例えば、インジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号が、所定期間、無くなった場合に、エンジンの停止として検出する。
ガソリンエンジンのイグニッション放電雑音に基づいて、エンジンの停止を検出する。
【００８１】
例えば、図８(Ｂ)において、端子Ｂの電位ＶＢにおいて、インパルス状の信号６５がなくなった場合に、エンジンの停止として検出する。
【００８２】
このように、上記実施の形態によれば、定期点検を頻繁に行うことがない一般ユーザにも、寿命前警告をすることが可能となる。
【００８３】
また、ユーザは、これにより、トラブル前に、寿命に対する心構えができ、電池交換又は予備バッテリを購入等の対策をとることが可能となる。
【００８４】
なお、上記実施の形態では、聴覚的な警告をスピーカで行う場合について説明したが、聴覚的な警告は、ブザー等によってもよい。
【００８５】
また、警告に限らず、安全音を出すことにより、電池が消耗していないことを確認できるようにしてもよい。
【００８６】
定期点検を頻繁に行なわない一般ユーザに対して、電池寿命を寿命前に、警告することが可能となった。これにより、ユーザは、電池の寿命に基づくトラブルに巻き込まれる前に、寿命に対する心構えができ、電池交換、又は、予備電池の購入等の対策を講じることが可能となる。
【００８７】
また、上記実施の形態では、オルタネータとして、Ｙ結線の３相交流発電機とした場合について説明したが、これ以外の場合でも実施することができる。
【００８８】
また、上記実施の形態では、自動車に搭載する蓄電池を例に説明しているが、本発明はこれに、限定されるものではない。例えば、船舶や産業用の据え置き電池、コンピュータのバックアップ電源の寿命警告用の場合でも適用できる。
【００８９】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を奏することができる。
【００９０】
請求項１に記載された発明によれば、聴覚的、又は、聴覚及び視覚的に、警告を行う警告手段を有することにより、電池寿命が間近いことを簡単に確認することが可能な蓄電池を提供することができる。請求項１記載の蓄電池は、少なくとも、聴覚的に警告を行う警告手段を有しているので、電池の使用者は、警告音を聞くことにより、簡易に電池が保証期間を経過したことを知ることができる。また、使用開始検出手段が、当該蓄電池の使用開始による電圧の変動の検出、又は、蓄電池の端子に貼られたシール又はキャップの除去の検出に基づいて、蓄電池の使用開始を検出することにより、確実に、しかも、自動的に使用開始を検出することができる。また、オルタネータが発電しているときに発生するオルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出することにより、簡単に、且つ確実に、蓄電池の使用開始を検出することができる。また、インジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出することにより、簡単に、且つ確実に、蓄電池の使用開始を検出することができる。また、ガソリンエンジンのイグニッション放電雑音に基づいて、蓄電池の使用開始を検出することにより、簡単に、且つ確実に、蓄電池の使用開始を検出することができる。
【００９６】
請求項２に記載された発明によれば、聴覚的な前記警告手段は、エンジンを切った後に、警告を行うことにより、確実に、ユーザに電池寿命を警告することができる。例えば、自動車の蓄電池の場合、エンジンのかかっているときは、エンジン音によって警告音が聞こえない場合がある。一方、エンジンを切った後においては静かとなり、車内にいるユーザが警告音を聞き逃すことがない。また、オルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、エンジンの停止を検出することにより、簡単に、且つ確実に、エンジンの停止を検出することができる。また、インジェクタのソレノイドに供給される信号又はインジェクタのソレノイドに供給された信号に基づいて、エンジンの停止を検出することにより、簡単に、且つ確実に、エンジンの停止を検出することができる。また、ガソリンエンジンのイグニッション放電雑音に基づいて、エンジンの停止を検出することにより、簡単に、且つ確実に、エンジンの停止を検出することができる。
【０１００】
請求項３に記載された発明によれば、時間計測手段が計測した計測時間に応じて、警告内容を変更することにより、電池の寿命までの時間を視覚的に知ることができる。
【０１０１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の外観の例である。
【図２】警告装置のブロック構成例である。
【図３】使用開始検出部の例を説明するための図である。
【図４】時間計測部の例を説明するための図である。
【図５】表示装置の例を説明するための図である。
【図６】蓄電池の端子に貼られたシール又はキャップを説明するための図である。
【図７】蓄電池の電極に貼られたシール又はキャップの除去を説明するための図である。
【図８】オルタネータの構成及びオルタネータが発生する信号の例を説明するための図である。
【図９】充電装置の例を説明するための図である。
【図１０】チャージランプの点灯動作を説明するための図である。
【図１１】点火装置の例を説明するための図である。
【図１２】インジェクタの構造の例を説明するための図である。
【図１３】使用開始検出部が、エンジン停止信号を出力する例を説明するための図である。
【図１４】エンジン停止信号検出部を設けた例を説明するための図である。
【図１５】オルタネータの出力信号の大きさ又はオルタネータの出力信号に含まれているリプル信号に基づいて、蓄電池の使用開始を検出する回路を説明するための図である。
【符号の説明】
１０蓄電池
１１プラスターミナル
１２マイナスターミナル
１３蓄電池の蓋
１４蓄電池のケース
１５警告装置
２１使用開始検出部
２２時間計測部
２３警告部
２４スピーカ
２５表示装置
４０警告装置と端子４２を接続する電線
４１蓄電池の電極に貼られたシール又はキャップ
４２シール又はキャップと接続される端子
５１〜５３ステータコイル
５４ロータコイル
５５〜６０全波整流用ダイオード
６１、６２中性点ダイオード
６８ＩＣレギュレータ
６９オルタネータ
７０ＩＣレギュレータ付きオルタネータ
７１チャージランプリレー
７２チャージランプ
７３バッテリ
７４、９１イグニッションスイッチ
７６、９０逆流防止用ダイオード
９２ディストリビュータ
９３スパークプラグ
９４コンデンサ
９５コンタクトポイント
９６、９７イグニッションコイル
１００ソレノイドコイル
１０１プランジャ
１０２ニードルバルブ
１１１エンジン停止検出部
１２０、１３２平滑回路
１２１、１３４比較器
１３０ＢＰＦ
１３１整流回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a storage battery, and more particularly to a storage battery including a warning device that warns that the battery is near the end of its life.
[0002]
[Prior art]
General automobile batteries do not have means for easily knowing the battery life. Therefore, the battery life is determined by measuring the internal impedance of the battery or measuring the battery voltage.
In addition, as a simple method for determining the battery life, the battery life is described in a battery case or the like (for example, “the warranty period of this battery is described as ○ year”). The battery life is determined based on the description.
[0003]
Furthermore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-36443 (name of invention “sealed storage battery”), a time operation is started by performing a button operation at the start of use as a method for judging the battery life. A memory card having a timer function to perform and a display function to perform a predetermined display operation after a set time of the timer function is attached to the sealed storage battery body, and when a predetermined time (for example, a warranty period) has elapsed, the memory card display There is a technology for displaying that the battery has reached the end of its battery life.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method for determining the battery life by measuring the internal impedance of the battery or measuring the battery voltage can measure the battery life almost accurately, but it is necessary to prepare an expensive measuring instrument. It cannot be done. Moreover, there is a problem that the determination requires time and labor.
[0005]
Moreover, in the method of displaying the battery life on the battery case or the like, if the measurement is started from the time of manufacture and the time from the start of use to the start of use is long, the battery life has been reached despite being far from the battery life. Therefore, there arises a problem of replacing the battery. In addition, there is a problem that it is necessary to take troubles such as opening the hood of an automobile in order to check the battery life.
[0006]
In addition, in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-36443 in which a memory card having a display function is attached to a sealed storage battery body, in order to check the battery life, it takes time to open and check the hood of the automobile. If it is necessary, if it is neglected, it may be used beyond the battery life, and there may be a case where the battery does not operate depending on the life at an important time.
[0007]
In addition, such problems can be prevented by paying attention to the warranty period of the battery and replacing the battery regularly. There is a problem that it is often used beyond.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a storage battery capable of easily and reliably informing a user that the battery life is near.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs means for solving the problems having the following characteristics.
[0010]
The invention described in claim 1 is a storage battery including a warning device that warns that the battery life is near, wherein the warning device detects the start of use of the storage battery, and the detection. When the means detects the use of the storage battery at the beginning or a predetermined number of times from the beginning, the time measuring means for starting the time measurement, and the time measuring means, when the predetermined time is measured, And a warning means for giving a warning visually, and the use start detecting means detects a change in voltage due to the start of use of the storage battery, or a seal or a cap or a cap attached to a terminal of the storage battery. Detection of removal, the magnitude of the output signal of the alternator generated when the alternator charging the storage battery is generating power, or the ripple signal included in the output signal of the alternator, Based on either a signal supplied to a solenoid of an injector of an automobile engine equipped with a storage battery, a signal supplied to the solenoid of an injector, or an ignition discharge noise of a gasoline engine of an automobile equipped with the storage battery The storage battery is characterized by detecting the start of use of the storage battery.
[0011]
According to the first aspect of the present invention, the storage battery includes a warning device that warns that the battery is near the end of its life, the warning device including a use start detection unit that detects the start of use of the storage battery, and a detection unit. At the time of detecting the use of the storage battery at the beginning or the predetermined number of times from the beginning, the time measuring means for starting the time measurement, and the time measuring means, when the predetermined time is measured, are auditory, or auditory and visual In addition, it is possible to provide a storage battery that can easily and surely inform the user that the battery life is near by providing warning means for giving a warning. Since the storage battery according to claim 1 has at least warning means for making an audible warning, the user of the battery can easily know that the battery life is near by listening to the warning sound. . For example, in the case of a storage battery of an automobile, it is possible to know that the battery life is near while sitting in the driver's seat without opening the hood. If the use start detecting means detects the start of use of the storage battery based on the detection of the fluctuation of the voltage due to the start of use of the storage battery or the detection of the removal of the seal or the cap attached to the terminal of the storage battery. The start of use can be detected surely and automatically. Further, since the magnitude of the output signal of the alternator or the ripple signal included in the output signal of the alternator can be obtained from the positive terminal, B terminal, N terminal and A terminal of the battery connected to the B terminal of the alternator, the alternator By detecting the start of use of the storage battery based on the magnitude of the output signal of the alternator generated when the battery is generating or the ripple signal included in the output signal of the alternator, the storage battery can be easily and reliably The start of use can be detected. Further, by detecting the start of use of the storage battery based on the signal supplied to the injector solenoid or the signal supplied to the injector solenoid, the start of use of the storage battery can be detected easily and reliably. . Further, by detecting the start of use of the storage battery based on the ignition discharge noise of the gasoline engine, the start of use of the storage battery can be detected easily and reliably.
[0013]
In addition, even if the battery of a storage battery main body is exhausted by having a battery only for the warning apparatus in the warning device, the battery life of the storage battery can be warned. That is, the invention described in claim 1 warns that the battery life is near before the battery life is reached, and therefore can be implemented without providing a battery dedicated to the warning device. However, when the storage battery is used as a power source, a warning is issued when the storage battery reaches the end of its life because the user ignores the warning, or when the battery output is temporarily lost due to overdischarge during use. In this way, by providing a dedicated battery, even if the battery of the storage battery body is exhausted, a warning can be issued by the dedicated battery, and the reliability of the warning device is improved. be able to.
[0023]
According to a second aspect of the present invention, in the storage battery according to the first aspect of the present invention, the storage battery includes an engine stop detection unit that detects a stop of an engine of an automobile on which the storage battery is mounted. The engine stop detection means includes a magnitude of an output signal of the alternator generated when the alternator is generating power or an output signal of the alternator. The stop of the engine is detected based on any one of a ripple signal, a signal supplied to the solenoid of the injector, a signal supplied to the solenoid of the injector, or ignition discharge noise of the gasoline engine of the automobile.
[0024]
According to the second aspect of the present invention, the audible warning means can reliably warn the user of the battery life by giving a warning after the engine is turned off. For example, in the case of a storage battery of an automobile, a warning sound may not be heard due to the engine sound when the engine is running. On the other hand, after the engine is turned off, the user is quiet, and the user in the vehicle does not miss the warning sound. Even after the engine is turned off, it is preferable to warn the user of the battery life immediately after the engine is turned off. This is because immediately after the engine is turned off, the user is seated in the driver's seat and the warning is easily recognized. Note that it is desirable that the warning sound is stopped after a warning is issued for a certain time by a timer. However, since the user may not be aware of the warning, it is desirable to issue the warning repeatedly whenever the automobile stops until the user consciously cancels the warning as necessary. If the engine stop detection means detects engine stop based on the magnitude of the output signal of the alternator or the ripple signal included in the output signal of the alternator, the engine stop can be easily and reliably performed. A stop can be detected. Further, by detecting the stop of the engine based on the signal supplied to the injector solenoid or the signal supplied to the injector solenoid, the engine stop can be detected easily and reliably. Further, by detecting the engine stop based on the ignition discharge noise of the gasoline engine, it is possible to detect the engine stop easily and reliably.
[0031]
According to a third aspect of the present invention, in the storage battery according to the first aspect, the visual warning means changes a warning content according to a measurement time measured by the time measurement means.
[0032]
According to the invention described in claim 3, it is possible to visually know the time until the battery life by changing the warning content according to the measurement time measured by the time measuring means.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0034]
FIG. 1 shows an example of the appearance of an embodiment of the present invention. The storage battery 10 in FIG. 1 includes a plus terminal 11, a minus terminal 12, a storage battery lid 13, a storage battery case 14, and a warning device 15.
Although not shown, the storage battery case 14 has a plurality of cells. The cell is a container containing an electrolytic solution and an electrode plate (anode plate and cathode plate), and is made of, for example, a polypropylene (PP) synthetic resin, and a chemical reaction is performed in this cell. A plurality of cells are connected in series, a positive terminal 11 is connected to an anode plate in one end cell, and a negative terminal 12 is connected to a cathode plate of the other end cell.
The storage battery lid 13 is a lid of the storage battery case 14, and a plus terminal 11 and a minus terminal 12 are provided through the storage battery lid 13.
The warning device 15 is provided at a predetermined location inside the lid 13 of the storage battery. Connected to the plus terminal 11 and the minus terminal 12, and has a use start detecting means, a time measuring means, and a warning means, as will be described later.
[0035]
FIG. 2 shows a block configuration example of the warning device 15. The warning device in FIG. 2 includes a use start detection unit 21, a time measurement unit 22, a warning unit 23, a speaker 24, and a display device 25.
[0036]
The use start detector 21 measures the potential of the plus terminal 11 and detects the start of use of the storage battery. The time measuring unit 22 starts measuring time when the use start detecting unit 21 detects the start of use of the storage battery. The warning unit 23 performs an audible warning by the speaker 24 and / or a visual warning by the display device 25 when the time measurement unit 22 measures a predetermined time. The display device 25 may be provided outside the warning device. For example, when the battery is a vehicle-mounted battery, it may be displayed at a position that can be seen from the driver's seat.
[0037]
FIG. 3 is a diagram for explaining the use start detection unit 21. FIG. 3 shows a case where the start of use is detected based on the battery voltage. A storage battery installed in an automobile maintains a potential of 12 to 13 V before the start of use. However, when the use is started, a current flows through the load, and the potential temporarily decreases (for example, about 10 V). To do). Thereafter, when the engine is operated, the alternator is activated and the storage battery is charged. As a result, the battery voltage rises to about 13.5 to 14.5V.
[0038]
Since the battery voltage has the characteristics as shown in FIG.
(1) Instantaneous drop in battery voltage from 12-13V to about 10V
(2) Increase in battery voltage to 13.5V or higher
The change of one or both of these is detected, and the start of use of a storage battery is detected.
[0039]
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the time measurement unit 22. The time measuring unit 22 in FIG. 4 includes an oscillator 31, a frequency divider 32, and a counter 33. The oscillator 31 obtains an output from the use start detector 21 and starts oscillation. The output of the oscillator 31 is divided by the frequency divider 32 and counted. The oscillator 31 has a substantially constant frequency (f ₀ ) (The period at that time = 1 / f) ₀ Second), so that frequency is divided by N, f ₀ / N pulse (period at that time = N / f ₀ Seconds). If the count value is M, N × M / f from the start of the battery ₀ Seconds have passed.
[0040]
Therefore, the elapsed time from the start of the battery can be known from the counter value of the counter 33. Therefore, the warning unit 23 is notified of the output of the time measuring unit 22 and a warning is given when the counter value corresponding to the battery warranty period is reached.
[0041]
In FIG. 4, the oscillator 31 obtains a use start signal output from the use start detection unit 21 and starts oscillation. However, the oscillator 31 oscillates at the same time as the power is turned on, and the use start detection unit. 21 to obtain the output from the counter 21, and the counter 33 may start counting.
[0042]
When the warning unit 23 obtains the output of the time measuring unit 22 and reaches a counter value corresponding to the battery warranty period, the warning unit 23 generates a predetermined sound from the speaker 24 to inform the user that the battery life is near. be able to. The predetermined sound may be a buzzer sound or a sound that has been recorded in the ROM in advance (for example, “This battery has passed the warranty period, please replace it with a new battery”) It may be.
[0043]
When the battery is a vehicle-mounted battery, it is desirable that the warning be given immediately after the engine is turned off. Thereby, it is possible to reliably warn the user of the battery life. For example, in the case of a storage battery of an automobile, a warning sound may not be heard when the engine is running. On the other hand, after the engine is turned off, the user is quiet, and the user in the vehicle does not miss the warning sound. The warning sound is preferably stopped after issuing a warning for a certain time by a timer.
[0044]
In the case of a lead battery in an automobile, when the engine stops, the battery voltage changes from 13.5 V or more to less than 14 V, so that it can be known that the engine has stopped. Therefore, as shown in FIG. 2, the warning unit 23 obtains an engine stop signal based on information on whether the battery voltage is 13.5 V or more or less than 13.5 V by the use start detection unit 21, and It is possible to know whether or not the engine is immediately after being stopped and to generate a warning sound when the engine is stopped.
[0045]
Further, the display device 25 may display, for example, “elapsed warranty period”, or may display a bar as shown in FIG. FIG. 5A shows the case of the beginning of use, and FIG. 5B shows a situation near the battery life. In the case of an automobile storage battery, when a warning is given audibly and visually, it is desirable to install a display device that appeals visually. For example, a signal used in keyless entry or the like is displayed on a display device connected to a cigarette lighter power source. At this time, another power source may be used for visual warning display in the vehicle.
[0046]
The warning device may use the storage battery itself as a power source, or may provide a battery dedicated to the warning device. When the storage battery is used as a power source, there is a possibility that a warning cannot be issued due to the life of the storage battery. However, when a dedicated battery is used, the warning can be issued even if the battery of the storage battery body is exhausted.
[0047]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a warning device was provided in the inside of the lid | cover of a battery, if a warning device is an aspect integrated with a storage battery and seen as a storage battery from the outside, a warning device will be provided. However, it may not be provided inside the battery lid.
[0048]
In addition, the use start detection unit in the above embodiment may be configured by hardware such as an IC circuit, or may be realized by software including a microprocessor.
[0049]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the use start of a storage battery was detected based on the detection of the fluctuation | variation of the voltage by the use start of a storage battery, it is applicable also in other cases.
[0050]
For example,
The start of use of the storage battery is detected when the seal or the cap is removed.
The start of use of the storage battery is detected based on the magnitude of the output signal of the alternator generated when the alternator that charges the storage battery is generating power or the ripple signal included in the output signal of the alternator.
The lighting of the charge lamp in the storage battery charging device is detected.
The start of use of the storage battery is detected based on a signal supplied to a solenoid of an injector of an automobile engine equipped with the storage battery or a signal supplied to the solenoid of the injector.
The start of use of the storage battery is detected based on the ignition discharge noise of the gasoline engine of the automobile equipped with the storage battery.
You can also.
[0051]
Hereinafter, these cases will be described in order.
(Removal of seal or cap)
For example, FIG. 6 shows a state before the start of use. In FIG. 6, a seal or cap 41 is placed on the negative terminal 12 of the storage battery. The seal or cap 41 is also placed on the terminal 42. The back side of the seal or cap 41 is partially or entirely made of a conductor, and the negative terminal 12 and the terminal 42 of the storage battery are electrically connected. The terminal 41 is connected to the warning device 15.
[0052]
Thus, in the state before the start of use, the terminal 42 is connected to the negative terminal 12 of the storage battery. When the seal or cap 41 is removed at the start of use, the connection between the terminal 42 and the minus terminal 12 is disconnected.
[0053]
Next, detection of the removal of the seal or cap attached to the terminal of the storage battery will be described with reference to FIG.
[0054]
FIG. 7 includes a transistor TR1, resistors R1, R2, and R3, a Zener diode ZD1, and a switch SW1. In relation to FIG. 6, the terminal 42 of FIG. 6 is connected to the connection point of the resistor R1 and the resistor R2. Further, the switch SW1 corresponds to the connection between the seal 41 or the cap 41 attached to the terminal of the storage battery and the terminal 41, and since the terminal 42 is connected to the negative terminal 12 of the storage battery in the state before the start of use, the switch SW1. Is in a closed state. On the other hand, when the seal or cap 41 is removed, the connection between the terminal 42 and the negative terminal 12 of the storage battery is cut off, so that the switch SW1 is open.
[0055]
In a state before the start of use, the switch SW1 is closed, and the base electrode of the transistor TR1 is connected to a negative power source. In this state, the transistor TR1 is in an off state, no current flows through the transistor TR1, and no voltage is generated across the resistor R2. As a result, no signal is transmitted to the time measuring unit 22. .
[0056]
On the other hand, when the use is started, the switch SW1 is opened when the seal or cap attached to the terminal of the storage battery is removed. In this state, a voltage obtained by dividing the negative power source of the storage battery by the resistors R1 and R2 is applied to the base electrode of the transistor TR1, and the transistor TR1 becomes conductive. As a result, a current flows through the transistor TR1, a voltage is generated at both ends of the resistor R3 connected to the emitter of the transistor TR1, and the voltage is transmitted to the time measuring unit 22 as a battery use start signal. In this way, the start of use of the battery can be detected.
(Alternator output signal)
The automobile is provided with a charging device. The charging device supplies power to the electric load during operation and charges the battery in preparation for the next engine start. You may detect the start of use of a battery using the signal of this charging device.
[0057]
FIG. 8A illustrates a configuration of an alternator that is a charging device. The alternator in FIG. 8A is a Y-connected three-phase AC generator, which is a stator coil 51-53, a rotor coil (field coil) 54, full-wave rectifier diodes 55-60, and neutral point diodes 61, 62. It is composed of The rotor coil 54 is wound around an iron core to constitute an electromagnet. A current required for power generation is supplied to the rotor coil at the terminal F, and a rectified DC current generated by the alternator from the terminal B of the alternator can be obtained. The potential at the terminal B is shown as VB in FIG. Further, from the neutral point terminal N, as indicated by VN in FIG. about Half potential is obtained.
[0058]
The neutral point diodes 61 and 62 are High During high speed rotation, the VB output can be increased by 10 to 15%. Further, an impulse-like signal 65 is shown in VB of FIG. 8B, which is ignition noise and is generated when the engine is ignited.
[0059]
In addition, when the alternator is a three-phase generator, the ignition noise is usually generated with several peaks (ripples) in between. Therefore, the presence of the ignition noise must be detected by detecting the signal of the ignition noise frequency. Can do. Since the ignition noise is impulse noise, it has a high frequency and can be detected by a wireless receiver provided nearby.
[0060]
Thus, since the potential VB of the terminal B and the potential VN of the neutral point terminal N become predetermined values when the alternator is activated, it is possible to know the start of operation of the alternator by looking at these potentials. Further, the start of operation of the alternator can also be known by detecting a ripple signal included in the output signal of the alternator included in the signal of the alternator at the terminal B or N.
[0061]
Further, it is possible to know the start of the engine by detecting the ignition noise.
[0062]
FIG. 15A shows a circuit for detecting the start of operation of the alternator by detecting the magnitude of the potential VB of the terminal B and the potential VN of the neutral point terminal N.
[0063]
The N terminal or the B terminal in FIG. 8 is connected to the terminal 119. The B terminal of the alternator is connected to the positive terminal of the battery, and the battery terminal may be connected to the terminal 119. The smoothing circuit 120 smoothes the pulsating flow (ripple signal) included in the signal from the alternator, and compares the signal obtained by smoothing and removing the pulsating flow (ripple signal) with the reference voltage Vref1. . If it is equal to or higher than the reference voltage Vref1, the detection output is output from the detection output terminal 122 on the assumption that the alternator is generating power. The reference voltage Vref is set to an appropriate value depending on whether the terminal connected to the terminal 119 is an N terminal or a B terminal.
[0064]
FIG. 15B shows a circuit for detecting the start of operation of the alternator by detecting the ripple signal included in the output signal of the alternator included in the signal of the alternator at the terminal B or N.
[0065]
The N terminal or the B terminal in FIG. 8 is connected to the terminal 129. A pulsating flow (ripple signal) included in the signal from the alternator is selected by a BPF (band pass filter) 130. The selected ripple signal is rectified by the rectifier circuit 131, further smoothed by the smoothing circuit 132, and the smoothed signal is compared with the reference voltage Vref 2 by the comparator 134. If it is equal to or higher than the reference voltage Vref2, the detection output is output from the detection output terminal 136, assuming that the alternator is generating power.
[0066]
The center frequency of the BPF is set to an appropriate value depending on whether the terminal connected to the terminal 129 is an N terminal or a B terminal. The B terminal of the alternator is connected to the positive terminal of the battery, and the battery terminal may be connected to the terminal 129.
[0067]
Strictly speaking, “alternator operation start” and “engine start-up start” are different from the start of battery use, but “alternator operation start” a predetermined number of times from the beginning or the beginning, or a predetermined number of times from the beginning or the beginning. There is no practical problem even if “starting engine startup” is set to “starting battery use”.
(Charge lamp)
FIG. 9 shows an alternator 70 with an IC regulator, a charge lamp relay 71, a charge lamp 72 and a battery 73 connected to the alternator 70 with an IC regulator.
[0068]
The alternator 70 with an IC regulator includes an alternator 69 composed of a stator coil, a rotor coil, a rectifying diode, and the like, an IC regulator 68, an ignition switch 74, an initial excitation resistor 75, and a backflow prevention diode 76. The alternator 69 in FIG. 9 does not show a neutral point diode, but may have a neutral point diode.
[0069]
The IC regulator 68 includes two transistors 82 and 83, a Zener diode 86, a diode 81, and resistors 84, 85, and 87, and controls the output of the alternator 69 according to current consumption to prevent overcharging of the battery. It always works to put the battery 73 in a fully charged state. The charge lamp 72 is turned on when a current flows through the coil 88 of the charge lamp relay 71 and the switch 89 is closed, and indicates a charged state of the battery 73.
[0070]
Next, the lighting operation of the charge lamp 72 will be described. As shown in FIG. 10, when the ignition switch 74 is closed,
A drive signal is applied from the battery 73 to the base of the transistor 82 of the IC regulator via the ignition switch 74, the IG terminal of the alternator 70 with IC regulator, the backflow prevention diode 76, the initial excitation resistor 75, and the resistor 84.
The drive signal is applied from the battery 73 to the collector of the transistor 82 of the IC regulator via the IG terminal of the alternator 70 with the IC regulator, the backflow prevention diode 76, the initial excitation resistor 75, and the rotor coil. Turn on.
as a result,
A current flows from the battery 73 through the ignition switch 74, the coil 88, the diode 90, the rotor coil, and the transistor 82.
When a current flows through the coil 88, the charge lamp switch 71 is closed and the charge lamp 72 is lit.
[0071]
Further, since the current flows through the rotor coil, the engine is started, and the generated voltage from the alternator increases as the rotation increases. When the potential at the B terminal of the alternator 70 with the IC regulator becomes equal to or higher than the voltage of the battery 73, a charging current flows from the B terminal to the battery 73. At this time, since the potential of the B terminal of the alternator 70 with IC regulator and the potential of the L terminal of the alternator 70 with IC regulator are substantially the same, the reverse current prevention diode 90 of the charge lamp relay 71 has a reverse bias. Applied and blocked. As a result, the current is cut off in the coil 88, the charge lamp switch 71 is opened, and the charge lamp 72 is turned off.
[0072]
The charge lamp 72 is turned on when the ignition switch is closed when the engine is stopped. Strictly speaking, the charge lamp 72 is different from the start of use of the battery, but the “charge lamp is turned on” a predetermined number of times from the beginning or the beginning. There is no practical problem even if “use of battery” is set.
(Ignition coil signal)
FIG. 11 shows an example of an ignition device. The ignition device of FIG. 11 includes a battery 73, an ignition switch 91, a distributor 92, a spark plug 93, a capacitor 94, a contact point 95, a primary coil 96, and a secondary coil 97. The primary coil and the secondary coil 95 constitute an ignition coil, and generate a high voltage necessary for blowing a spark into the gap between the electrodes of the spark plug 93.
[0073]
In the contact point 95, when the ignition switch 91 is closed, the current from the battery 73 flows through the ignition switch 91, the primary coil 96 and the contact point 95. In this state, a back electromotive force is generated in the primary coil 96 by opening the contact point 95, and the pulsed voltage is boosted by the secondary coil 97 and sent to the distributor 92. The distributor 92 distributes the high voltage generated by the ignition coil, and determines the timing of the spark plug 93.
[0074]
The high-voltage signal from the ignition coil is generated when the contact point 95 is opened when the ignition switch is closed. Strictly speaking, it is different from the start of use of the battery, but is predetermined from the beginning or the beginning. There is no practical problem even if the number of times “generation of high voltage from the secondary coil” is set to “start of battery use”.
(Injector solenoid signal)
FIG. 12 shows the structure of the injector. The injector receives fuel injection signals from a computer that controls the engine and injects fuel into the throttle body or into the engine cylinder. Injection is performed for one rotation of the engine simultaneously for all cylinders. In operation, when a drive signal is applied to the solenoid coil 100 from the computer, the plunger 101 is sucked, the needle valve is opened, and fuel is injected.
[0075]
Since a signal is applied to the solenoid coil 100 when a drive signal is applied from a computer, strictly speaking, although it is different from the start of use of the battery, a predetermined number of “application to the solenoid” from the beginning or the beginning. There is no practical problem even if “use of battery” is set.
[0076]
Thus, as the use start detection unit 21,
(1) Detection unit that detects the start of use of the storage battery when the seal or cap is removed
(2) A detector that detects the start of use of a storage battery based on the magnitude of the output signal of the alternator generated when the alternator that charges the storage battery is generating power or the ripple signal included in the output signal of the alternator
(3) Detection unit for detecting lighting of a charge lamp in the storage battery charging device
(4) A detection unit that detects the start of use of a storage battery based on a signal supplied to a solenoid of an injector of an automobile engine equipped with the storage battery or a signal supplied to a solenoid of the injector
(5) A detection unit that detects the start of use of a storage battery based on ignition discharge noise of a gasoline engine of an automobile equipped with the storage battery
May be provided.
(Engine stop signal detector)
In FIG. 13, the use start detection unit 21 obtains an engine stop signal based on information on whether the battery voltage is 13.5 V or more or less than 13.5 V, thereby controlling the warning unit 23. . In this case, the engine stop is detected based on information on whether the battery voltage is 13.5 V or more or less than 13.5 V.
[0077]
However, as shown in FIG. 14, an engine stop signal detector 111 may be provided to obtain an engine stop signal. In this case, the engine stop signal detection unit 111 detects engine stop as follows, for example.
The engine stop is detected based on the output signal of the alternator generated when the alternator is generating power or the ripple signal included in the output signal of the alternator.
[0078]
For example, in FIG. 8B, when the potential VB of the terminal B and the potential VN of the neutral point terminal N are equal to or lower than a predetermined value, it is determined that the engine is stopped. Alternatively, when the ripple signal included in the output signal of the alternator at the terminal B or the neutral point terminal N disappears, it is determined that the engine is stopped.
[0079]
When the potential VB of the terminal B and the potential VN of the neutral point terminal N are equal to or lower than a predetermined value, the detection circuit that determines that the engine is stopped and the output signal of the alternator at the terminal B or the neutral point terminal N are included. A detection circuit that determines that the engine is stopped when the ripple signal that has been lost can be realized by a circuit similar to that shown in FIGS. 15 (A) and 15 (B). The engine stop is detected based on a signal supplied to the injector solenoid or a signal supplied to the injector solenoid.
[0080]
For example, when the signal supplied to the solenoid of the injector or the signal supplied to the solenoid of the injector disappears for a predetermined period, it is detected as an engine stop.
The engine stop is detected based on the ignition discharge noise of the gasoline engine.
[0081]
For example, in FIG. 8B, when the impulse-like signal 65 disappears at the potential VB of the terminal B, it is detected as an engine stop.
[0082]
As described above, according to the above-described embodiment, it is possible to give a warning before life even to a general user who does not regularly perform periodic inspections.
[0083]
In addition, this enables the user to be prepared for the life before trouble, and to take measures such as battery replacement or purchase of a spare battery.
[0084]
In the above embodiment, the case where an audible warning is performed by a speaker has been described. However, the audible warning may be performed by a buzzer or the like.
[0085]
Further, not only the warning but also a safety sound may be issued to confirm that the battery is not exhausted.
[0086]
It has become possible to warn general users who do not perform regular inspections before the end of their battery life. Thereby, the user can be prepared for the life before being involved in a trouble based on the life of the battery, and can take measures such as battery replacement or purchase of a spare battery.
[0087]
Moreover, although the case where it was set as the Y connection 3 phase alternating current generator was demonstrated as the alternator in the said embodiment, it can implement also in cases other than this.
[0088]
Moreover, although the said embodiment demonstrated the storage battery mounted in a motor vehicle as an example, this invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to life warnings for marine and industrial stationary batteries and computer backup power supplies.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following various effects can be achieved.
[0090]
According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide an accumulator that can easily confirm that the battery life is close by having a warning means for performing a warning audibly or audibly and visually. can do. Since the storage battery according to claim 1 has at least warning means for making an audible warning, the battery user can easily know that the battery has passed the warranty period by listening to the warning sound. be able to. Further, the use start detecting means detects the start of use of the storage battery based on the detection of the fluctuation of the voltage due to the start of use of the storage battery, or the detection of the removal of the seal or the cap attached to the terminal of the storage battery, The start of use can be detected surely and automatically. In addition, by detecting the start of use of the storage battery based on the magnitude of the output signal of the alternator generated when the alternator is generating power or the ripple signal included in the output signal of the alternator, it is simple and reliable. In addition, the start of use of the storage battery can be detected. Further, by detecting the start of use of the storage battery based on the signal supplied to the injector solenoid or the signal supplied to the injector solenoid, the start of use of the storage battery can be detected easily and reliably. . Further, by detecting the start of use of the storage battery based on the ignition discharge noise of the gasoline engine, the start of use of the storage battery can be detected easily and reliably.
[0096]
According to the second aspect of the present invention, the audible warning means can reliably warn the user of the battery life by giving a warning after the engine is turned off. For example, in the case of a storage battery of an automobile, a warning sound may not be heard due to the engine sound when the engine is running. On the other hand, after the engine is turned off, the user is quiet, and the user in the vehicle does not miss the warning sound. Further, by detecting the engine stop based on the magnitude of the output signal of the alternator or the ripple signal included in the output signal of the alternator, the engine stop can be detected easily and reliably. . Further, by detecting the stop of the engine based on the signal supplied to the injector solenoid or the signal supplied to the injector solenoid, the engine stop can be detected easily and reliably. Further, by detecting the engine stop based on the ignition discharge noise of the gasoline engine, it is possible to detect the engine stop easily and reliably.
[0100]
According to the invention described in claim 3, it is possible to visually know the time until the battery life by changing the warning content according to the measurement time measured by the time measuring means.
[0101]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of the appearance of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block configuration example of a warning device.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a use start detection unit;
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a time measurement unit.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a display device.
FIG. 6 is a diagram for explaining a seal or a cap attached to a terminal of a storage battery.
FIG. 7 is a view for explaining removal of a seal or a cap attached to an electrode of a storage battery.
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a configuration of an alternator and a signal generated by the alternator.
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a charging device.
FIG. 10 is a diagram for explaining a lighting operation of a charge lamp.
FIG. 11 is a diagram for explaining an example of an ignition device.
FIG. 12 is a diagram for explaining an example of the structure of an injector.
FIG. 13 is a diagram for explaining an example in which a use start detection unit outputs an engine stop signal.
FIG. 14 is a diagram for explaining an example in which an engine stop signal detection unit is provided.
FIG. 15 is a diagram for explaining a circuit for detecting the start of use of a storage battery based on the magnitude of the output signal of the alternator or the ripple signal included in the output signal of the alternator.
[Explanation of symbols]
10 Storage battery
11 Plus terminal
12 Minus terminal
13 Battery cover
14 Case of storage battery
15 Warning device
21 Use start detector
22 Time measurement unit
23 Warning section
24 Speaker
25 Display device
40 Electric wire connecting warning device and terminal 42
41 Seals or caps attached to storage battery electrodes
42 Terminals connected to seals or caps
51-53 Stator coil
54 Rotor coil
55-60 Full-wave rectifier diode
61, 62 Neutral point diode
68 IC regulator
69 Alternator
70 Alternator with IC regulator
71 Charge lamp relay
72 Charge lamp
73 battery
74, 91 Ignition switch
76, 90 Backflow prevention diode
92 Distributor
93 Spark plug
94 capacitors
95 contact points
96, 97 Ignition coil
100 Solenoid coil
101 Plunger
102 Needle valve
111 Engine stop detection unit
120, 132 smoothing circuit
121, 134 comparator
130 BPF
131 Rectifier circuit

Claims

A storage battery with a built-in warning device that warns that battery life is near,
The warning device is a use start detecting means for detecting the start of use of the storage battery,
At the time when the use start detecting means detects the use of the storage battery a predetermined number of times from the beginning or the beginning, a time measuring means for starting time measurement,
Wherein the time measuring means, when measuring a predetermined time, audible, or audible and visual, possess a warning means for performing warning,
And the use start detecting means,
Detection of voltage fluctuation due to the start of use of the storage battery, or detection of removal of a seal or cap attached to the terminal of the storage battery,
The magnitude of the output signal of the alternator generated when the alternator that charges the storage battery is generating power, or the ripple signal included in the output signal of the alternator,
A signal supplied to a solenoid of an injector of an automobile engine equipped with the storage battery or a signal supplied to a solenoid of the injector;
Ignition discharge noise of a gasoline engine of a car equipped with the storage battery,
A storage battery characterized by detecting the start of use of the storage battery based on any of the above .

The storage battery according to claim 1 , further comprising an engine stop detection means for detecting a stop of an engine of an automobile equipped with the storage battery,
Auditory said warning means based on the output of the engine stop detecting means, after the engine is stopped, have rows warning,
And the engine stop detection means,
The magnitude of the output signal of the alternator generated when the alternator is generating power, or the ripple signal included in the output signal of the alternator,
The signal supplied to the solenoid of the injector or the signal supplied to the solenoid of the injector,
Ignition discharge noise of automobile gasoline engine,
A storage battery that detects engine stop based on any of the above .

The storage battery according to claim 1, wherein the visual warning means changes a warning content according to a measurement time measured by the time measurement means.