JP2000287374A

JP2000287374A - バッテリー充電装置およびその充電制御方法

Info

Publication number: JP2000287374A
Application number: JP11088433A
Authority: JP
Inventors: Taketeru Iwamoto; 武輝岩本
Original assignee: Sumitomo Nacco Material Handling Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Nacco Forklift Co Ltd
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】長期間作業を行わない場合に、作業開始
時に十分に充電が行われているようにし、緊急時の使用
にも十分なバッテリー容量の状態に待機させるととも
に、予約充電指示の制御が簡単で、制御回路自体を簡略
化し、安価に提供可能なバッテリー充電装置およびその
充電制御方法を提供すること。【解決手段】予約充電指示後、単純にまずバッテリー
の全容量をとにかく充電してしまうこと、その後は外気
温度の値に応じた補充電時間だけ充電することに着目
し、予約充電指示信号によりバッテリーの充電を開始
し、その全容量を充電して満充電とするとともに充電を
一時的に停止し、外気温度に応じた補充電時間にもとづ
いて充電完了時刻から補充電開始時刻を演算し、補充電
開始時刻から充電を再開して、充電完了時刻にバッテリ
ーの全容量を充電可能とするように制御することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッテリー充電装置
およびその充電制御方法にかかるもので、とくにフォー
クリフトなどの作業機械に装備されて動力源として使用
されるとともに予約充電機能を有するバッテリー充電装
置およびその充電制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフォークリフトその他の作業機械
についてはその動力源をバッテリーとくに充電可能な蓄
電池から取っているものがある。蓄電池は、その充電終
了時（満充電時）から時間が経過すると、自己放電や液
温の低下により容量が低下してしまうという問題があ
る。すなわち、充電終了後に日数があいた場合に、外気
温などの影響により電解液の温度が低下すれば、バッテ
リーの実効容量も低下するため、その後の蓄電池の使用
時間が短くなってしまうという問題がある。

【０００３】フォークリフトなどの作業機械について通
常は、その日の作業終了後に充電指示を行っておけば、
約１５時間程度で充電が完了するため、翌日の作業開始
時には満充電の状態で直ちに作業にかかり、能率よく使
用することができる。しかしながら、連休の前や金曜日
などに作業が終了して充電指示を行った場合に、一度充
電を完了したバッテリーが休日中に放電することによ
り、月曜日の作業開始時に充電容量が低下してしまって
いるという問題がある。

【０００４】上述のような容量低下を防止するために、
たとえば、特開平８−９８４２０号などにおいては、充
電完了時刻を設定しておき、充電開始指示（予約充電指
示）を与えると、まず蓄電池の全容量のうち何割かの所
定量を充電したのち一時的に充電を停止する。ついで、
予約した時間（充電完了時刻）に全容量の充電が完了す
るように、所定時間経過後に充電を再開し、残りの何割
かの容量を充電して満充電（全容量充電）とするものが
ある。

【０００５】図５は、従来の充電制御方法における時間
経過にともなう充電量のグラフであって、充電開始から
たとえばまず全容量の８０％まで充電し、一度停止後、
所定時間経過後充電を再開し、充電完了時刻に合わせて
１００％の充電が完了するように制御する。

【０００６】しかしながら実際には、休日中ないし休日
が始まった日、たとえば土曜日に作業を行う必要が生ず
る場合があり、このとき充電が完了していないと、不十
分なバッテリー容量のままで作業を行わざるを得ず、作
業能率の低下につながるという問題がある。したがっ
て、特開平８−９８４２０号による充電装置などのよう
に、充電を開始しても所定容量のレベルまでしか充電を
行わないように制御することは、緊急時には対処するこ
とができないという問題がある。さらにその充電制御工
程は、たとえば、まずどの程度のレベルまで充電すれば
よいか、あるいはどのタイミングで充電を再開するかな
どについて、多くの諸要素を考慮してこれを実行する必
要があり、充電装置としては全体として複雑かつ高価と
なるという問題がある。

【０００７】なお従来の充電装置としては、上述のもの
以外に、特開平２−２８０６３３号、実開平５−２５９
５０号、実開平５−７５９号などがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、長期間作業を行わな
い場合に、作業開始時に十分に充電が行われているよう
にしたバッテリー充電装置およびその充電制御方法を提
供することを課題とする。

【０００９】また本発明は、予約充電によりバッテリー
を充電する場合に、緊急時の使用にも十分なバッテリー
容量の状態に待機させることが可能なバッテリー充電装
置およびその充電制御方法を提供することを課題とす
る。

【００１０】また本発明は、とくに予約充電指示の制御
が簡単で、制御回路自体の構成を簡略化し、安価に提供
することができるバッテリー充電装置およびその充電制
御方法を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、予約
充電指示後、単純にまずバッテリーの全容量をとにかく
充電してしまうこと、その後は外気温度の値に応じた補
充電時間だけ充電することに着目したもので、第一の発
明は、バッテリーを満充電とする充電完了時刻の予約充
電を行うことができるバッテリー充電装置であって、上
記バッテリーの充電をオン・オフする開閉器と、上記充
電完了時刻を設定可能なタイマーと、外気温度を検知可
能なサーミスターと、これらの開閉器およびタイマーを
制御する制御手段と、を有し、この制御手段は、予約充
電指示信号により上記バッテリーの充電を開始し、その
全容量を充電して満充電とするとともに充電を一時的に
停止し、上記サーミスターにより検知した上記外気温度
に応じた補充電時間にもとづいて上記充電完了時刻から
補充電開始時刻を演算し、この補充電開始時刻から充電
を再開して、上記充電完了時刻に上記バッテリーの全容
量を充電可能とするように制御することを特徴とするバ
ッテリー充電装置である。

【００１２】上記外気温度に対する補充電時間をあらか
じめテーブルとして有する補充電時間メモリーを備えて
いることができる。

【００１３】第二の発明は、バッテリーを満充電とする
充電完了時刻の予約充電を行うことができるバッテリー
充電装置の充電制御方法であって、予約充電指示信号に
より上記バッテリーの充電を開始し、その全容量を充電
して満充電とするとともに充電を一時的に停止し、上記
外気温度に応じた補充電時間にもとづいて上記充電完了
時刻から補充電開始時刻を演算し、この補充電開始時刻
から充電を再開して、上記充電完了時刻に上記バッテリ
ーの全容量を充電可能とするように制御することを特徴
とするバッテリー充電装置の充電制御方法である。

【００１４】本発明によるバッテリー充電装置およびそ
の充電制御方法においては、バッテリー使用開始可能時
刻すなわち、充電完了の日付および時刻（充電完了時
刻）を予約設定した上で予約充電指示を与えると、通常
の充電と同様に、何らの制御を行うことなく、まずバッ
テリーの全容量を充電（満充電）する。その後、予約さ
れた充電完了時刻に充電が完了するように、外気温度の
値に応じた補充電時間だけ補充電を行うことにより、バ
ッテリーの液温を上げ、充電完了とする。かくして、予
約充電指示時からバッテリーを実際に使用開始するとき
まで日数があいた場合であってもバッテリー容量を適量
に準備しておくことができ、バッテリーの容量不足によ
るフォークリフトなど作業機械の能率低下を防止するこ
とができる。

【００１５】さらに、充電開始信号（予約充電指示信
号）により充電を開始し、満充電を検知して一時的に充
電を停止し、補充電開始時刻を演算し、補充電時間を管
理するだけであるので、制御工程がきわめて単純化さ
れ、構成の簡略化および低廉化が可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態による
バッテリー充電装置１をその充電制御方法とともに図１
ないし図４にもとづき説明する。ただし、図５と同様の
部分には同一符号を付し、その詳述はこれを省略する。
図１は、バッテリー充電装置１の回路図であって、バッ
テリー充電装置１は、ＣＰＵ２（制御手段）と、ＲＯＭ
３と、ＲＡＭ４と、タイマー５と、電磁開閉器６（開閉
器）と、変圧器７と、整流器８と、バッテリー９と、を
有する。

【００１７】ＣＰＵ２は、バス１０に上記ＲＯＭ３、Ｒ
ＡＭ４およびタイマー５、さらにインターフェース１１
を接続するとともに、インターフェース１１に上記電磁
開閉器６およびバッテリー９を接続してある。インター
フェース１１には、予約充電指示用スイッチ１２と、自
動充電指示用スイッチ１３と、手動均等充電用スイッチ
１４と、外気温度検知用のサーミスター１５と、時刻設
定用スイッチ群１６と、現在時刻および充電完了時刻を
表示可能なディスプレイ１７と、を接続してある。

【００１８】ＣＰＵ２は、ＲＯＭ３に記憶されているプ
ログラム、ならびにＲＡＭ４およびタイマー５やサーミ
スター１５からのデータにもとづき、時刻設定制御、充
電管理制御、および補充電時間演算制御、などを行う。
時刻設定制御は、時刻設定用スイッチ群１６による時刻
の設定および充電完了時刻の設定の制御である。充電管
理制御は、予約充電指示用スイッチ１２、あるいは自動
充電指示用スイッチ１３や手動均等充電用スイッチ１４
のいずれかが押されることにより充電を開始し満充電で
充電を一時的に停止させる制御、および補充電時間演算
制御に続く補充電を行う制御である。補充電時間演算制
御は、サーミスター１５により検知した外気温度に応じ
た補充電時間を選択し、この補充電時間および充電完了
時刻から補充電開始時刻を演算する制御である。

【００１９】なお図２は、外気温ｔに対応した補充電時
間を示すテーブルの一例であって、図示のように検知し
た外気温が低いほど補充電時間を長く、高温なほど短縮
した補充電時間の設定とする。このテーブルは、補充電
時間メモリー１８としてＲＡＭ４内にこれを記憶させて
おく。この補充電時間の具体的数値については、当該バ
ッテリー充電装置１ないしこれが装備されるフォークリ
フトなど（図示せず）の実際の使用環境ないし状況に合
わせて実験的にこれを求めることができる。

【００２０】タイマー５には、カレンダー機能を組み込
んであり、現在時刻の設定および充電完了時刻の設定に
は、それぞれの年月日および時刻を入力し、ディスプレ
イ１７に現在時刻および充電完了時刻を表示する。

【００２１】電磁開閉器６は、２００ボルトの交流電源
１９にこれを接続する。変圧器７の一次側に電磁開閉器
６を接続し、二次側には整流器８を介してバッテリー９
を接続する。

【００２２】こうした構成のバッテリー充電装置１にお
いて、まず初期設定として、前もって時刻設定用スイッ
チ群１６により現在時刻を設定し、交流電源１９および
バッテリー９との接続をしておく。通常の充電操作とし
て、翌日の作業に備えた充電を行う場合は、自動充電指
示用スイッチ１３を押すだけよい。すなわち充電指示後
ただちに、自動で普通充電あるいは均等充電を開始し、
満充電にして完了する。なお、作業の途中であっても手
動均等充電用スイッチ１４を押すことにより、手動で均
等充電を行うことができる。

【００２３】既述のように連休の前など、つぎの作業開
始までに比較的長時間が経過する場合には予約充電を行
う。図３は、この予約充電における制御工程のフローチ
ャート図、図４は、同、図５と同様の、時間経過にとも
なう充電量のグラフであって、まず、時刻設定用スイッ
チ群１６の操作により充電完了時刻を予約設定する（ス
テップＳ１）。充電に必要な時間は通常、長い場合で約
１５時間かかることなどから、予約することができる充
電完了時刻は、現在の時刻からあまり短い時刻ではかえ
って都合が悪い。したがって、たとえば現在時刻から２
４時間以内の時刻は充電完了時刻として予約設定を行う
ことができないようにすることが望ましい。

【００２４】つぎに予約充電指示用スイッチ１２をオン
して、ＣＰＵ２から予約充電指示信号が出力され予約充
電を開始させると（ステップＳ２）、直ちに電磁開閉器
６が閉じられ（オンされ）、バッテリー９の充電が開始
される（ステップＳ３）。満充電となると、電磁開閉器
６は開かれ（オフされ）、充電を一時的に終了する（ス
テップＳ４）。図４に示すように、この満充電の状態は
通常、つぎの日（たとえば土曜日）の始業時前であり、
この日に作業を行う必要があっても十分に対応可能であ
る。

【００２５】ついで、サーミスター１５により検知した
外気温度に応じて、図２のテーブルにしたがって補充電
時間を選択する（ステップＳ５）。

【００２６】この選択された補充電時間および予約され
た充電完了時刻から補充電開始時刻を演算し（ステップ
Ｓ６）、この補充電開始時刻になると再び電磁開閉器６
が閉じられ、図２にもとづく補充電時間だけ補充電を行
う（ステップＳ７）。補充電開始時刻は一般的には、図
４に示すように、たとえば月曜日の早朝であって、作業
開始に十分間に合う時間である。この補充電が完了した
時点が充電完了時刻であり、予約充電が完了する（ステ
ップＳ８）。

【００２７】この補充電により、バッテリー９の液温は
上昇しているので、液温低下による容量不足がない状態
でのバッテリー９の使用が可能となる。また、充電指示
後すぐに全容量を充電するようにしてあるので、不意の
使用にも有利に対応することができる。なお外気温度の
急激な変化により、補充電時間の実際の終了時と充電完
了時刻とが完全には一致しない場合も想定されるが、既
述のように単純な制御工程によりほとんど全容量を誤差
範囲内で充電することができ、実用上は支障が生ずるこ
とはない。

【００２８】さらに、本発明のバッテリー充電装置１
は、一般的な普通充電の制御回路に補充電制御機能を追
加するだけで予約時刻に充電を完了することができ、制
御回路が簡略化可能であるとともに制御が容易である。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、予約充電
指示後からただちに充電を開始して全容量を充電して一
時的に停止し、その後外気温度に応じて補充電ののち充
電完了とするようにしたので、不意の使用にも対応可能
であるとともに、長時間のあき時間ののちにも満充電の
状態で使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるバッテリー充電装置
１の回路図である。

【図２】同、外気温ｔに対応した補充電時間を示すテー
ブルの一例である。

【図３】同、予約充電における制御工程のフローチャー
ト図である。

【図４】同、図５と同様の、時間経過にともなう充電量
のグラフである。

【図５】従来の充電制御方法における時間経過にともな
う充電量のグラフである。

【符号の説明】

１バッテリー充電装置（実施の形態、図１）２ＣＰＵ（制御手段）３ＲＯＭ４ＲＡＭ５タイマー６電磁開閉器（開閉器）７変圧器８整流器９バッテリー１０バス１１インターフェース１２予約充電指示用スイッチ１３自動充電指示用スイッチ１４手動均等充電用スイッチ１５サーミスター１６時刻設定用スイッチ群１７ディスプレイ１８補充電時間メモリー１９２００ボルトの交流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｑ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリーを満充電とする充電完了時
刻の予約充電を行うことができるバッテリー充電装置で
あって、前記バッテリーの充電をオン・オフする開閉器と、前記充電完了時刻を設定可能なタイマーと、外気温度を検知可能なサーミスターと、これらの開閉器およびタイマーを制御する制御手段と、
を有し、この制御手段は、予約充電指示信号により前記バッテリーの充電を開始
し、その全容量を充電して満充電とするとともに充電を
一時的に停止し、前記サーミスターにより検知した前記外気温度に応じた
補充電時間にもとづいて前記充電完了時刻から補充電開
始時刻を演算し、この補充電開始時刻から充電を再開して、前記充電完了
時刻に前記バッテリーの全容量を充電可能とするように
制御することを特徴とするバッテリー充電装置。
【請求項２】前記外気温度に対する補充電時間をあ
らかじめテーブルとして有する補充電時間メモリーを備
えていることを特徴とする請求項１記載のバッテリー充
電装置。
【請求項３】バッテリーを満充電とする充電完了時
刻の予約充電を行うことができるバッテリー充電装置の
充電制御方法であって、予約充電指示信号により前記バッテリーの充電を開始
し、その全容量を充電して満充電とするとともに充電を
一時的に停止し、前記外気温度に応じた補充電時間にもとづいて前記充電
完了時刻から補充電開始時刻を演算し、この補充電開始時刻から充電を再開して、前記充電完了
時刻に前記バッテリーの全容量を充電可能とするように
制御することを特徴とするバッテリー充電装置の充電制
御方法。