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JPH0522875B2 - - Google Patents
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JPH0522875B2 - - Google Patents

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JPH0522875B2
JPH0522875B2 JP59036154A JP3615484A JPH0522875B2 JP H0522875 B2 JPH0522875 B2 JP H0522875B2 JP 59036154 A JP59036154 A JP 59036154A JP 3615484 A JP3615484 A JP 3615484A JP H0522875 B2 JPH0522875 B2 JP H0522875B2
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circuit
voltage
battery
sampling
signal
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JP59036154A
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JPS60181669A (en
Inventor
Hisao Hanmura
Isao Aramaki
Hiroyasu Tada
Hisashi Hoshino
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Resonac Corp
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Shin Kobe Electric Machinery Co Ltd
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Publication date
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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気自動車、バツテリフオークリフ
ト車等に搭載されたバツテリに残存する電気エネ
ルギ容量(以下残存容量という。)を検出できる
バツテリ容量計に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Industrial Application Field The present invention relates to a battery capacity meter that can detect the electrical energy capacity (hereinafter referred to as remaining capacity) remaining in a battery mounted on an electric vehicle, battery lift truck, etc. It is.

従来技術 通常のエンジン付車両には燃料計が備えられて
おり、これにより残存燃料が指示されるが、電気
自動車、バツテリフオークリフト車等においても
バツテリの残存容量を表示することが要求されて
いる。特開昭58−117470号公報に示されたバツテ
リ容量計では、無負荷時のバツテリ端子間電圧
(以下、開路電圧という。)が電解液の比重とほぼ
比例関係にあることに着目して、ダイオード(単
方向性通電素子)を介してバツテリと並列にコン
デンサを接続し、バツテリ電圧でコンデンサを充
電してコンデンサに開路電圧を記憶させ、コンデ
ンサの端子電圧を増幅器でインピーダンス変換し
た電圧を利用してバツテリの容量を表示してい
る。このコンデンサの電圧は増幅器を通して放電
されるため、負荷がバツテリに接続されてバツテ
リ電圧が下がつているときには、徐々に低下する
コンデンサの端子電圧(放電電圧)で容量を表示
することになる。また負荷がバツテリから切離さ
れてバツテリ電圧がコンデンサの端子電圧よりも
大きくなると、増加するコンデンサの端子電圧
(充電電圧)で容量を表示することになる。その
ためこの従来の容量計が表示する容量値は、コン
デンサの端子電圧の変化に応じて増減変動するた
め、必ずしも検出精度がよいとは言えなかつた。
Prior Art Vehicles with a normal engine are equipped with a fuel gauge, which indicates the remaining fuel capacity, but electric vehicles, battery lift trucks, etc. are also required to display the remaining capacity of the battery. . The battery capacity meter disclosed in JP-A-58-117470 focuses on the fact that the voltage across the battery terminals under no load (hereinafter referred to as open circuit voltage) is almost proportional to the specific gravity of the electrolyte. A capacitor is connected in parallel with the battery through a diode (unidirectional current-carrying element), the capacitor is charged with the battery voltage, the open circuit voltage is stored in the capacitor, and the voltage obtained by converting the terminal voltage of the capacitor into impedance with an amplifier is used. The battery capacity is displayed. The voltage of this capacitor is discharged through the amplifier, so when a load is connected to the battery and the battery voltage is decreasing, the capacitance is indicated by the gradually decreasing terminal voltage (discharge voltage) of the capacitor. Further, when the load is disconnected from the battery and the battery voltage becomes higher than the terminal voltage of the capacitor, the capacitance is indicated by the increasing terminal voltage (charging voltage) of the capacitor. Therefore, the capacitance value displayed by this conventional capacitance meter increases or decreases depending on changes in the terminal voltage of the capacitor, and therefore the detection accuracy cannot necessarily be said to be good.

発明の目的は、開路電圧で充電したコンデンサ
の端子電圧を利用してバツテリの容量を検出する
場合において、従来よりも検出精度を高めること
にある。
An object of the invention is to improve detection accuracy compared to the conventional art when detecting the capacity of a battery using the terminal voltage of a capacitor charged with an open circuit voltage.

発明の構成 本発明のバツテリ容量計では、オンオフされる
負荷が接続されたバツテリに対して単方向性通電
素子を介して並列接続されたコンデンサと該コン
デンサの電圧をインピーダンス変換する増幅器と
を有して増幅器の出力電圧をバツテリ電圧のピー
ク値として出力する。サンプル指令回路は、バツ
テリに負荷が接続された瞬間を検出してサンプリ
ング指令信号を出力し、サンプルホールド回路
は、サンプリング指令信号を入力としてピーク値
ホールド回路の出力信号をサンプリングして保持
する。そしてサンプルホールド回路の出力電圧を
バツテリの残存容量に示す信号として用いる。
Configuration of the Invention The battery capacity meter of the present invention includes a capacitor connected in parallel to a battery to which a load to be turned on and off is connected via a unidirectional current-carrying element, and an amplifier that converts the voltage of the capacitor into impedance. The output voltage of the amplifier is output as the peak value of the battery voltage. The sample command circuit detects the moment when a load is connected to the battery and outputs a sampling command signal, and the sample hold circuit receives the sampling command signal as input and samples and holds the output signal of the peak value hold circuit. The output voltage of the sample and hold circuit is then used as a signal indicating the remaining capacity of the battery.

本発明では、更に負荷がバツテリから切り離さ
れた瞬間から一定期間サンプリング禁止信号を出
力するタイマと、増幅器の出力電圧とサンプルホ
ールド回路の出力電圧より所定値だけ小さい基準
出力とを比較し、増幅器の出力電圧が基準電圧よ
り大きい期間サンプリング許容信号を出力する比
較回路と、サンプル指令回路、タイマ及び比較回
路の出力を入力とするゲート回路を用いる。ゲー
ト回路は、サンプリング禁止信号が入力されてい
る期間はサンプリング指令信号がサンプルホール
ド回路に入力されるのを禁止し、サンプリング禁
止信号が入力されておらず且つサンプリング許容
信号が入力されている期間はサンプリング指令信
号がサンプルホールド回路に入力されるのを許容
する。
The present invention further includes a timer that outputs a sampling prohibition signal for a certain period of time from the moment the load is disconnected from the battery, and compares the output voltage of the amplifier with a reference output that is smaller than the output voltage of the sample and hold circuit by a predetermined value. A comparison circuit that outputs a sampling permission signal for a period in which the output voltage is higher than a reference voltage, and a gate circuit that receives the outputs of a sample command circuit, a timer, and the comparison circuit as inputs are used. The gate circuit prohibits the sampling command signal from being input to the sample hold circuit during the period when the sampling prohibition signal is input, and prohibits the sampling command signal from being input to the sample hold circuit during the period when the sampling prohibition signal is not input and the sampling permission signal is input. Allows a sampling command signal to be input to the sample and hold circuit.

発明の作用 バツテリに負荷が接続されるとバツテリ電圧は
低下し、負荷がバツテリから切離されてからバツ
テリ電圧が回復するまでに所定時間を要する。本
発明ではタイマとゲート回路とを用いて、負荷が
バツテリから切離されてバツテリ電圧が回復する
までは、コンデンサの端子電圧に比例する増幅器
の出力電圧をサンプリングしないようにしてい
る。タイマを用いても、負荷時のバツテリ電圧の
低下が大きい場合には、バツテリ電圧が十分に回
復していない場合がある。本発明では、タイマが
サンプリング禁止信号を出力していない場合で
も、増幅器の出力電圧が基準電圧より大きくなつ
ていなければ比較回路がサンプリング許容信号を
出力しないため、ゲート回路はサンプリング指令
信号をサンプルホールド回路に供給しない。その
ため回復したバツテリ電圧で充電されていないコ
ンデンサの端子電圧をバツテリの開路電圧として
サンプリングしてしまう誤動作を防止できる。サ
ンプリング信号が出力された時点では、すでにバ
ツテリ電圧は低下しているため、バツテリ電圧を
基準電圧と比較してサンプリング許容信号を得る
ことはできない。そこで本発明では、増幅器の出
力電圧と基準電圧とを比較している。
Effect of the Invention When a load is connected to the battery, the battery voltage decreases, and it takes a predetermined time for the battery voltage to recover after the load is disconnected from the battery. The present invention uses a timer and gate circuit to prevent sampling of the amplifier output voltage, which is proportional to the capacitor terminal voltage, until the load is disconnected from the battery and the battery voltage is restored. Even if a timer is used, if the battery voltage decreases significantly during load, the battery voltage may not recover sufficiently. In the present invention, even if the timer does not output a sampling prohibition signal, the comparator circuit does not output a sampling permission signal unless the output voltage of the amplifier becomes larger than the reference voltage, so the gate circuit samples and holds the sampling command signal. Do not supply to the circuit. Therefore, it is possible to prevent a malfunction in which the terminal voltage of a capacitor that is not charged with the recovered battery voltage is sampled as the battery open circuit voltage. At the time when the sampling signal is output, the battery voltage has already decreased, so it is not possible to obtain a sampling permission signal by comparing the battery voltage with the reference voltage. Therefore, in the present invention, the output voltage of the amplifier and the reference voltage are compared.

本発明では、上記のようにして誤つたサンプリ
ングが行われるのを防止して、しかもサンプリン
グが行われるまでは前に測定した残存容量を表示
するため、残存容量が増減変動する従来の容量計
と比べて、検出精度を高くできる。
The present invention prevents erroneous sampling as described above, and displays the previously measured remaining capacity until sampling is performed. In comparison, detection accuracy can be increased.

実施例 以下、図示の実施例により本発明のバツテリ容
量計を詳細に説明する。
Embodiments Hereinafter, the battery capacity meter of the present invention will be explained in detail with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明で用いる基本原理を説明するた
めの回路構成を示したもので、同図において、1
はバツテリ、2はその負荷となるモータ、3はモ
ータ2をオン、オフするスイツチで、バツテリ1
を両端にスイツチ3を介してモータ2が接続され
ている。また、4はピーク値ホールド回路、5は
サンプル指令回路、6はサンプルホールド回路、
7は表示用メータであつて、ピーク値ホールド回
路4はバツテリ1及びスイツチ3とモータ2との
直列回路に対して並行に接続され、その出力端に
はサンプルホールド回路6が接続されている。ま
た、サンプルホールド回路6の出力端には表示用
メータ7が接続され、サンプル指令回路5の入力
端はバツテリ1の正極側に、出力端はサンプルホ
ールド回路6のサンプルスイツチ61に接続され
ている。ピーク値ホールド回路4は単方向性通電
素子としてのダイオード41、コンデンサ42及
びコンデンサ42の電圧をインピーダンス変換す
る増幅器43から構成され、ダイオード41のア
ノードはバツテリ1の正極に、カソードはコンデ
ンサ42の一端と増幅器43の入力端に、コンデ
ンサ42の他端はバツテリ1の負極にそれぞれ接
続されている。サンプル指令回路5は一種の微分
回路からなる立下り検出回路により構成されてい
る。サンプルホールド回路6はサンプルスイツチ
61、コンデンサ62及び増幅器63から構成さ
れ、サンプルスイツチ61の一端はピーク値ホー
ルド回路4の増幅器43の出力端に、他端はコン
デンサ62の一端と増幅器63の入力端に、増幅
器63の出力端は表示用メータ7に、またコンデ
ンサ62の他端はバツテリ1の負極にそれぞれ接
続されている。
Figure 1 shows a circuit configuration for explaining the basic principle used in the present invention.
is the battery, 2 is the motor that is its load, 3 is the switch that turns motor 2 on and off, and battery 1 is
A motor 2 is connected to both ends of the motor 2 via a switch 3. Further, 4 is a peak value hold circuit, 5 is a sample command circuit, 6 is a sample hold circuit,
7 is a display meter, and a peak value hold circuit 4 is connected in parallel to the series circuit of the battery 1, switch 3, and motor 2, and a sample hold circuit 6 is connected to its output terminal. Further, a display meter 7 is connected to the output end of the sample hold circuit 6, an input end of the sample command circuit 5 is connected to the positive electrode side of the battery 1, and an output end is connected to the sample switch 61 of the sample hold circuit 6. . The peak value hold circuit 4 is composed of a diode 41 as a unidirectional conductive element, a capacitor 42, and an amplifier 43 that converts the voltage of the capacitor 42 into impedance.The anode of the diode 41 is connected to the positive electrode of the battery 1, and the cathode is connected to one end of the capacitor 42. and the input terminal of the amplifier 43, and the other end of the capacitor 42 is connected to the negative terminal of the battery 1, respectively. The sample command circuit 5 is constituted by a fall detection circuit consisting of a kind of differentiation circuit. The sample hold circuit 6 is composed of a sample switch 61, a capacitor 62, and an amplifier 63. One end of the sample switch 61 is connected to the output end of the amplifier 43 of the peak value hold circuit 4, and the other end is connected to one end of the capacitor 62 and the input end of the amplifier 63. The output end of the amplifier 63 is connected to the display meter 7, and the other end of the capacitor 62 is connected to the negative electrode of the battery 1.

次に動作を説明する。先ずバツテリ1の端子電
圧すなわちバツテリ電圧Vbの変化の様子を示す
と第2図Aのようになる。同図において時刻t1
t2の間及びt3〜t4の間は、スイツチ3が閉じて負
荷のモータ2に電流が流れバツテリ電圧Vbが低
下している期間である。また、時刻t2〜t3の間は
バツテリから負荷が切り離されている期間で、こ
の期間のバツテリ電圧Vb、すなわち開路電圧Vb
は、負荷が開放された直後では通常の開路電圧よ
りずつと低く、それから数秒の間に急上昇し、更
に数分の間はゆつくり上昇し続ける波形となる。
このことは無負荷になつた直後にバツテリVbを
測定するのは好ましくなく、できるだけ遅い時間
すなわちスイツチ3が閉じる時刻t3の直前に開路
電圧(バツテリ電圧)Vbを測定すると所望する
開路電圧に最も近い値が得られることが分る。
Next, the operation will be explained. First, the changes in the terminal voltage of the battery 1, that is, the battery voltage Vb, are shown in FIG. 2A. In the figure, from time t 1 to
During t2 and between t3 and t4 , the switch 3 is closed, current flows to the motor 2 as a load, and the battery voltage Vb decreases. Also, the period between time t 2 and t 3 is a period in which the load is disconnected from the battery, and the battery voltage Vb during this period, that is, the open circuit voltage Vb
Immediately after the load is released, the voltage is gradually lower than the normal open-circuit voltage, then it rises rapidly for several seconds, and continues to rise slowly for several minutes.
This means that it is not advisable to measure the battery voltage Vb immediately after a no-load state, and it is best to measure the open circuit voltage (battery voltage) Vb as late as possible, that is, just before the time t3 when switch 3 closes, to get the desired open circuit voltage. It can be seen that similar values can be obtained.

ピーク値ホールド回路4では、バツテリ電圧
Vbがコンデンサ42の両端電圧Vc′より高いとき
にダイオード41が導通してコンデンサ42を充
電する。逆にバツテリ電圧Vbがコンデンサ42
の両端電圧Vc′より低い場合にはダイオード41
は非導通となり、コンデンサ42の両端電圧
Vc′はバツテリ電圧Vbより高いままに保持され
る。すなわちコンデンサ42はバツテリ電圧Vb
のピーク値を保持する。なお増幅器43はコンデ
ンサ42の両端電圧をインピーダンス変換して外
部に送り出すために設けたもので、その出力電圧
Vcはコンデンサ42の両端電圧Vc′に等しくなる
ように設定されている。しかし、実際にはダイオ
ード41が非導通の間でもコンデンサ自身のリー
ク電流や増幅器43の入力抵抗を通して流れる放
電電流により、コンデンサの両端電圧Vc′の値は
徐々に低下し、増幅器43の出力電圧Vcも徐々
に低下する。コンデンサ42の両端電圧Vc′すな
わち増幅器43の出力電圧Vcの変化の様子は第
2図Aに破線で示した通りであるが、ここで重要
なことはスイツチ3が投入される時刻t1やt3の直
後においてバツテリ電圧Vbが負荷により低下し
ても出力電圧Vcはほぼ負荷に加わる直前のバツ
テリ電圧Vbの値を保持していることである。
In the peak value hold circuit 4, the battery voltage
When Vb is higher than the voltage Vc' across capacitor 42, diode 41 becomes conductive and charges capacitor 42. Conversely, the battery voltage Vb is the capacitor 42
When the voltage across the diode 41 is lower than Vc′, the diode 41
becomes non-conductive, and the voltage across the capacitor 42
Vc' is maintained higher than the battery voltage Vb. In other words, the capacitor 42 is connected to the battery voltage Vb.
The peak value of is maintained. The amplifier 43 is provided to impedance convert the voltage across the capacitor 42 and send it to the outside.
Vc is set to be equal to the voltage Vc' across the capacitor 42. However, in reality, even while the diode 41 is non-conducting, the value of the voltage Vc' across the capacitor gradually decreases due to the leakage current of the capacitor itself and the discharge current flowing through the input resistance of the amplifier 43, and the output voltage Vc of the amplifier 43. also gradually decreases. The state of change in the voltage Vc' across the capacitor 42, that is, the output voltage Vc of the amplifier 43, is as shown by the broken line in FIG . 3 , even if the battery voltage Vb decreases due to the load, the output voltage Vc maintains approximately the value of the battery voltage Vb immediately before being applied to the load.

サンプル指令回路5は一種の微分回路により構
成された立下り検出回路からなつているため、バ
ツテリ電圧Vbが急に低下した直後に第2図Bに
示すように一定のパルス信号であるサンプリング
指令信号Vsを発生する。サンプルホールド回路
6ではサンプリング指令信号Vsが存在する間サ
ンプルスイツチ61が閉じるためコンデンサ62
の両端電圧は増幅器43の出力電圧Vcに等しく
なる。サンプリング指令信号Vsが存在しない時
にはサンプルスイツチ61は開いているためコン
デンサ62の両端電圧は一定値に保たれる。増幅
器63は表示用メータ7を駆動するためのもので
あり、その出力電圧V0はコンデンサ62の両端
電圧に比例している。出力電圧V0の変化は第2
図に一点鎖線で示した通りである。同図から分か
るように、サンプルホールド回路6の出力電圧
V0は負荷が加わつた直後に変化するが、その値
は負荷が加わる直前のバツテリ電圧Vbの値に等
しくなる。このようにこの回路構成によれば、車
両の運転状態に応じて常に開路電圧に最も近い値
を検出信号電圧V0として出力させることができ、
これを表示用メータ7に加えることにより、バツ
テリ容量を指示させることができる。以上の説明
では開路電圧が十分回復してからバツテリに負荷
がかかる場合を想定したが、現実には開路電圧が
十分回復しない状態で負荷がかかり、サンプリン
グの誤動作が発生する。
Since the sample command circuit 5 consists of a falling detection circuit configured with a kind of differentiating circuit, immediately after the battery voltage Vb suddenly drops, a sampling command signal, which is a constant pulse signal, is generated as shown in FIG. 2B. Generate Vs. In the sample hold circuit 6, the capacitor 62 is closed because the sample switch 61 is closed while the sampling command signal Vs is present.
The voltage across it becomes equal to the output voltage Vc of the amplifier 43. Since the sample switch 61 is open when the sampling command signal Vs is not present, the voltage across the capacitor 62 is maintained at a constant value. The amplifier 63 is for driving the display meter 7, and its output voltage V0 is proportional to the voltage across the capacitor 62. The change in output voltage V0 is the second
This is shown by the dashed line in the figure. As can be seen from the figure, the output voltage of the sample and hold circuit 6
V0 changes immediately after the load is applied, but its value becomes equal to the value of the battery voltage Vb just before the load is applied. According to this circuit configuration, it is possible to always output the value closest to the open circuit voltage as the detection signal voltage V0 depending on the driving state of the vehicle.
By adding this to the display meter 7, the battery capacity can be indicated. In the above explanation, it is assumed that a load is applied to the battery after the open-circuit voltage has sufficiently recovered, but in reality, a load is applied before the open-circuit voltage has sufficiently recovered, and sampling malfunctions occur.

第3図はこのような場合に対処できる本発明の
実施例を示したものである。なお、以下の説明に
おいて第1図と同等部分には同符号を用いてい
る。第3図において、5′は第1図と同様なサン
プル指令回路、8はタイマ、9は比較回路、10
はゲート回路であり、これらにより、サンプル制
御回路50が構成されている。すなわちサンプル
指令回路5′、タイマ8及び比較回路9のそれぞ
れの出力はゲート回路10に入力され、ゲート回
路10の出力はサンプルスイツチ61に接続され
ている。サンプル指令回路5′及びタイマ8の入
力端はバツテリ1の正極に接続されている。ま
た、比較回路9は抵抗91,92の直列回路とコ
ンパレータ93とにより構成され、抵抗91,9
2の直列回路は表示用メータ7に対して並列に接
続され、コンパレータ93の負入力端と抵抗91
と92の接続点とが接続されている。更にコンパ
レータ93の正入力端は増幅器43の出力端に接
続されている。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention that can deal with such a case. In the following description, the same reference numerals are used for parts equivalent to those in FIG. 1. In FIG. 3, 5' is the same sample command circuit as in FIG. 1, 8 is a timer, 9 is a comparison circuit, and 10
is a gate circuit, and these constitute the sample control circuit 50. That is, the outputs of the sample command circuit 5', the timer 8, and the comparison circuit 9 are input to the gate circuit 10, and the output of the gate circuit 10 is connected to the sample switch 61. The input terminals of the sample command circuit 5' and the timer 8 are connected to the positive terminal of the battery 1. The comparison circuit 9 is composed of a series circuit of resistors 91 and 92 and a comparator 93.
The series circuit No. 2 is connected in parallel to the display meter 7, and is connected to the negative input terminal of the comparator 93 and the resistor 91.
and 92 connection points are connected. Furthermore, the positive input terminal of the comparator 93 is connected to the output terminal of the amplifier 43.

第3図の実施例においてサンプル指令回路5′
の動作は第1図の実施例と同様である。このサン
プル指令回路5′から出力されるサンプリング指
令信号Vs′を図示すると第4図Bのようになる。
タイマ8はバツテリ電圧Vbの立上りでトリガさ
れて一定時間Tの間出力を発生するものでその出
力信号(サンプリング禁止信号)Vtの波形は第
4図Cに示す通りである。また、比較回路9では
サンプルホールド回路6の出力電圧V0を抵抗9
1と92とで分圧した基準電圧V9(ここではV0
の90%とする。)とピーク値ホールド回路4の出
力電圧Vcとを比較し、出力電圧Vcが基準電圧V9
より大きい間、すなわちVcがV0の90%を越えて
いる間だけ第4図Dに示すように出力電圧(サン
プリング許容信号)Vhが発生するようにしてい
る。ゲート回路10はサンプリング禁止信号Vt
が発生せず、かつサンプリング信号Vs′及びサン
プリング許容信号Vhが同時に発生しているとき
にのみ第4図Eに示すようにサンプリング指令信
号Vs′をサンプリング指令信号Vsとして通過させ
る。
In the embodiment of FIG. 3, the sample command circuit 5'
The operation is similar to that of the embodiment shown in FIG. The sampling command signal Vs' output from the sample command circuit 5' is shown in FIG. 4B.
The timer 8 is triggered by the rise of the battery voltage Vb and generates an output for a certain period of time T, and the waveform of the output signal (sampling prohibition signal) Vt is as shown in FIG. 4C. In addition, in the comparator circuit 9, the output voltage V0 of the sample hold circuit 6 is connected to the resistor 9.
Reference voltage V9 divided by 1 and 92 (here V0
90% of ) and the output voltage Vc of the peak value hold circuit 4, and the output voltage Vc is the reference voltage V9.
Only while Vc is greater than 90% of V0, the output voltage (sampling permission signal) Vh is generated as shown in FIG. 4D. The gate circuit 10 is a sampling prohibition signal Vt
The sampling command signal Vs' is passed as the sampling command signal Vs, as shown in FIG. 4E, only when the sampling signal Vs' and the sampling permission signal Vh are not generated at the same time.

更に第4図により詳細に動作を説明すると、同
図において、t1は正常な測定が行なわれた時刻を
示している。次に時刻t3においては再び負荷が加
わりバツテリ電圧Vbが立下るためサンプル指令
回路5′よりサンプリング指令信号Vs′が発生す
るが、この時刻t2よりT秒間の間はタイマ8から
サンプリング禁止信号Vtが発生しており、t3−t2
<Tであれば時刻t3においてはサンプリング指令
信号Vsは発生せず、誤動作を避けることができ
る。なお、タイマの時限Tの大きさは状況により
異なるが、一般には5〜50秒程度が適当である。
次に、時刻t5において再び負荷が加わるがその前
の無負荷の期間(t5−t4)がタイマの時限Tより
やや長いとはいえ、バツテリ電圧Vbはまだ十分
に回復していない。またコンデンサ42の端子電
圧または増幅器43の出力電圧Vcも負荷状態が
繰返し続けているため大きく低下している。この
場合には出力電圧Vcが電圧V0の90%以下である
ことから、比較回路9がサンプリング許容信号
Vhを発生せず、サンプリング指令信号Vsは阻止
される。更に時刻t7では無負荷の期間(t7−t6
が十分長いためバツテリ電圧Vbが十分回復して
いる。したがつてサンプリング指令信号Vs′とサ
ンプリング許容信号Vhが発生し、サンプリング
禁止信号Vtは存在しないのでサンプリング指令
信号Vsの供給が許容され測定が行なわれること
になる。以上のように本実施例ではサンプル制御
回路50により適切なサンプリングを行い測定の
信頼度及び精度を向上させることができる。
The operation will be explained in more detail with reference to FIG. 4. In the figure, t1 indicates the time when a normal measurement was performed. Next, at time t3 , the load is applied again and the battery voltage Vb falls, so the sampling command signal Vs' is generated from the sample command circuit 5', but for T seconds from time t2 , the sampling prohibition signal is sent from the timer 8. Vt is occurring and t 3t 2
<T, the sampling command signal Vs is not generated at time t3 , and malfunction can be avoided. Note that the size of the time limit T of the timer varies depending on the situation, but generally about 5 to 50 seconds is appropriate.
Next, at time t5, a load is applied again, but even though the unloaded period ( t5 - t4 ) before that is slightly longer than the time limit T of the timer, the battery voltage Vb has not yet fully recovered. Furthermore, the terminal voltage of the capacitor 42 or the output voltage Vc of the amplifier 43 is also greatly reduced because the load condition continues to be repeated. In this case, since the output voltage Vc is 90% or less of the voltage V0, the comparator circuit 9 outputs a sampling permission signal.
Vh is not generated and the sampling command signal Vs is blocked. Furthermore, at time t 7 , there is a no-load period (t 7t 6 )
is long enough that the battery voltage Vb has fully recovered. Therefore, sampling command signal Vs' and sampling permission signal Vh are generated, and since sampling prohibition signal Vt does not exist, supply of sampling command signal Vs is permitted and measurement is performed. As described above, in this embodiment, the sample control circuit 50 performs appropriate sampling to improve the reliability and accuracy of measurement.

上記実施例ではコンパレータ93の負入力端に
電圧V0の90%の基準電圧V9を入力したが、抵抗
91,92の代わりにツエナーダイオード等を用
いて電圧V0より一定電圧Vzを減算して電圧V0よ
り一定値だけ低い基準電圧を得るようにしてもよ
い。
In the above embodiment, the reference voltage V9, which is 90% of the voltage V0, is input to the negative input terminal of the comparator 93, but a Zener diode or the like is used in place of the resistors 91 and 92, and a constant voltage Vz is subtracted from the voltage V0. A reference voltage lower by a certain value may be obtained.

次に、第5図は第3図の構成を具体化した実施
例を示したもので、第5図においてバツテリ電圧
Vbは抵抗111,112及びアンプ113から
構成される増幅回路11を通り、信号Vb′に変換
される。この増幅回路11は先の第3図の実施例
では省略したが、バツテリ電圧Vbが低すぎたり
高すぎたりする場合にはこのような増幅回路を用
いてバツテリ電圧を適当な電圧に変換することが
好ましい。ピーク値ホールド回路4ではダイオー
ド41の前にコンパレータ44が追加されてい
る。これは入力電圧Vb′とコンデンサ42の電圧
との差を大きく増幅することにより、わずかの電
位差があつてもダイオード41の導通、非導通を
確実に行わせ、正確なピーク値を保持できるよう
にするためのものである。サンプルホールド回路
6では第3図の実施例で用いたサンプルスイツチ
とコンデンサとの組合せに代えてデイジタル回路
を用いている。すなわちA−D変換器64により
サンプルホールド回路6の出力電圧Vcをデイジ
タル信号(図の例では6ビツト)に変換し、サン
プリング指令信号Vsが発生した時にその値をラ
ツチレジスタ65に入力するものである。このラ
ツチレジスタの出力はD−A変換器66で再びア
ナログ信号V0に変換される。このデイジタル方
式では、ピーク値ホールド回路の出力電圧V0の
保持時間を無限に長くすることが可能であり、極
めて高性能のサンプルホールド回路を得ることが
できる。また第5図の実施例ではサンプル指令回
路5′がコンデンサ51′と抵抗52′,53′とか
らなる微分回路により構成されており、その出力
をコンパレータ54′を用いてゲート回路10に
必要な、バツテリ電圧Vb′の立下りで発生するサ
ンプリング指令信号Vs′を得ている。タイマ8で
はコンデンサ81と抵抗82,83とにより同様
に微分回路が構成され、コンパレータ84を通し
て微分回路の出力であるVb′の立上りパルスをモ
ノステーブルマルチバイブレータ85に入力して
所定幅Tのパルスを発生させている。この場合モ
ノステーブルマルチバイブレータ85のコンデン
サ86と抵抗87の値を変えることにより時限T
の値を任意に設定できる。また、モノステーブル
マルチバイブレータ85の出力は次に使用すると
きに便利なように、第4図とはパルスの有無が逆
の関係になる否定信号としてあり、したがつ
てゲート回路10としては単純なアンドゲートを
用いることができる。
Next, FIG. 5 shows an embodiment embodying the configuration of FIG. 3. In FIG. 5, the battery voltage
Vb passes through an amplifier circuit 11 composed of resistors 111, 112 and an amplifier 113, and is converted into a signal Vb'. Although this amplifier circuit 11 was omitted in the embodiment shown in FIG. 3, if the battery voltage Vb is too low or too high, such an amplifier circuit can be used to convert the battery voltage to an appropriate voltage. is preferred. In the peak value hold circuit 4, a comparator 44 is added before the diode 41. By greatly amplifying the difference between the input voltage Vb' and the voltage of the capacitor 42, the diode 41 can be made conductive or non-conductive even if there is a slight potential difference, and an accurate peak value can be maintained. It is for the purpose of In the sample and hold circuit 6, a digital circuit is used in place of the combination of a sample switch and a capacitor used in the embodiment of FIG. That is, the A-D converter 64 converts the output voltage Vc of the sample hold circuit 6 into a digital signal (6 bits in the example shown), and inputs the value to the latch register 65 when the sampling command signal Vs is generated. be. The output of this latch register is again converted into an analog signal V0 by a DA converter 66. With this digital method, it is possible to make the holding time of the output voltage V0 of the peak value hold circuit infinitely long, and it is possible to obtain an extremely high-performance sample and hold circuit. In the embodiment shown in FIG. 5, the sample command circuit 5' is constituted by a differentiating circuit consisting of a capacitor 51' and resistors 52' and 53', and the output thereof is sent to the gate circuit 10 by using a comparator 54'. , a sampling command signal Vs' generated at the falling edge of the battery voltage Vb' is obtained. In the timer 8, a differentiating circuit is similarly constituted by a capacitor 81 and resistors 82 and 83, and a rising pulse of Vb', which is the output of the differentiating circuit, is inputted to a monostable multivibrator 85 through a comparator 84, and a pulse with a predetermined width T is generated. It is occurring. In this case, by changing the values of the capacitor 86 and resistor 87 of the monostable multivibrator 85, the time limit T
The value of can be set arbitrarily. Furthermore, for convenience when using the monostable multivibrator 85 next time, the output of the monostable multivibrator 85 is set as a negative signal in which the presence or absence of pulses is reversed from that in FIG. An AND gate can be used.

以上の各実施例においては、バツテリ電圧Vb
の立下り、立上りにより負荷のオンオフを検出し
ているが、スイツチ3と連動して直接負荷のオン
オフを示す信号が得られる場合は該信号を用いて
負荷のオンオフを検出するようにしてもよいこと
は明らかである。
In each of the above embodiments, the battery voltage Vb
The on/off state of the load is detected by the falling and rising edges of the switch 3, but if a signal directly indicating the on/off state of the load can be obtained in conjunction with the switch 3, this signal may be used to detect the on/off state of the load. That is clear.

発明の効果 本発明によれば、誤つたサンプリングが行われ
るのを防止して、しかもサンプリングが行われる
までは前に測定した残存容量を表示するため、残
存容量が増減変動する従来の容量計と比べて、検
出精度を高くできる利点がある。
Effects of the Invention According to the present invention, in order to prevent erroneous sampling and display the previously measured remaining capacity until sampling is performed, the present invention is different from conventional capacity meters in which the remaining capacity fluctuates. Compared to this, it has the advantage of increasing detection accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明で用いる基本原理を説明するた
めの基本回路図、第2図A及びBはそれぞれ第1
図の動作波形図、第3図は本発明の実施例を示す
基本回路図、第4図A乃至Eはそれぞれ第3図の
動作波形図、第5図は第3図の構成を具体化した
本発明の実施例を示す回路図である。 1……バツテリ、2……負荷(モータ)、3…
…スイツチ、4……ピーク値ホールド回路、5,
5′……サンプル指令回路、6……サンプルホー
ルド回路、7……表示用メータ、8……タイマ、
9……比較回路、10……ゲート回路、50……
サンプル制御回路、61……サンプルスイツチ。
Fig. 1 is a basic circuit diagram for explaining the basic principle used in the present invention, and Fig. 2 A and B are the first circuit diagram, respectively.
Figure 3 is a basic circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Figures 4 A to E are respectively operational waveform diagrams of Figure 3, and Figure 5 embodies the configuration of Figure 3. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 1...Battery, 2...Load (motor), 3...
...Switch, 4...Peak value hold circuit, 5,
5'... Sample command circuit, 6... Sample hold circuit, 7... Display meter, 8... Timer,
9... Comparison circuit, 10... Gate circuit, 50...
Sample control circuit, 61...Sample switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 オンオフされる負荷が接続されたバツテリに
対して単方向性通電素子を介して並列接続された
コンデンサと該コンデンサの電圧をインピーダン
ス変換する増幅器とを有して前記増幅器の出力電
圧を前記バツテリのバツテリ電圧のピーク値とし
て出力するピーク値ホールド回路と、 前記バツテリに負荷が接続された瞬間を検出し
てサンプリング指令信号を出力するサンプル指令
回路と、 前記サンプリング指令信号を入力として前記ピ
ーク値ホールド回路の出力信号をサンプリングし
て保持するサンプルホールド回路とを具備し、 前記サンプルホールド回路の出力電圧を前記バ
ツテリの残存容量を示す信号とするバツテリ容量
計であつて、 前記負荷が前記バツテリから切り離された瞬間
から一定期間サンプリング禁止信号を出力するタ
イマと、 前記増幅器の出力電圧と前記サンプルホールド
回路の出力電圧より所定値だけ小さい基準電圧と
を比較し、前記増幅器の出力電圧が前記基準電圧
より大きい期間サンプリング許容信号を出力する
比較回路と、 前記サンプル指令回路、前記タイマ及び前記比
較回路の出力を入力として、前記サンプリング禁
止信号が入力されている期間は前記サンプリング
指令信号が前記サンプルホールド回路に入力され
るのを禁止し、前記サンプリング禁止信号が入力
されておらず且つ前記サンプリング許容信号が入
力されている期間は前記サンプリング指令信号が
前記サンプルホールド回路に入力されるのを許容
するゲート回路とを具備してなるバツテリ容量
計。
[Claims] 1. The amplifier comprises a capacitor connected in parallel via a unidirectional current-carrying element to a battery connected to a load to be turned on and off, and an amplifier that converts the voltage of the capacitor into impedance. a peak value hold circuit that outputs an output voltage as a peak value of battery voltage of the battery; a sample command circuit that detects the moment when a load is connected to the battery and outputs a sampling command signal; and a sample command circuit that receives the sampling command signal. and a sample hold circuit that samples and holds the output signal of the peak value hold circuit, and the output voltage of the sample hold circuit is used as a signal indicating the remaining capacity of the battery, the battery capacity meter comprising: a timer that outputs a sampling prohibition signal for a certain period of time from the moment the circuit is disconnected from the battery; and a timer that compares the output voltage of the amplifier with a reference voltage that is smaller than the output voltage of the sample and hold circuit by a predetermined value, and determines the output voltage of the amplifier. a comparator circuit that outputs a sampling permission signal for a period in which is greater than the reference voltage; and inputs the outputs of the sample command circuit, the timer, and the comparison circuit, and outputs the sampling command signal during the period when the sampling prohibition signal is input. The sampling command signal is prohibited from being input to the sample hold circuit, and the sampling command signal is prohibited from being input to the sample hold circuit during a period when the sampling prohibition signal is not input and the sampling enable signal is input. A battery capacity meter that is equipped with a gate circuit that allows for
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58117470A (en) * 1981-12-29 1983-07-13 Japan Storage Battery Co Ltd Battery monitor
JPS5910023A (en) * 1982-07-09 1984-01-19 Oki Electric Ind Co Ltd Gyrator

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