JPH087792Y2

JPH087792Y2 - 充電装置

Info

Publication number: JPH087792Y2
Application number: JP1987028028U
Authority: JP
Inventors: 正章宇都宮; 義則水畑; 宣弘羽田; 基岡田
Original assignee: 小松フォークリフト株式会社; 株式会社三陽電機製作所
Priority date: 1987-02-25
Filing date: 1987-02-25
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2002-02-25
Also published as: JPS63137538U

Description

【考案の詳細な説明】「産業上の利用分野」この考案は交流電力を整流して蓄電池に充電する充電
装置に関し、特にその充電完了までの時間、或は充電完
了時刻を表示するようにしようとするものである。

「従来の技術」従来の充電装置においてその充電状態を表示するた
め、蓄電池の電圧を検出してその検出に対応した表示灯
を順次点灯することが特開昭59−169550号公報により示
されている。この場合は蓄電池の各状態の電圧を検出す
るため多くの電圧検出回路を必要とし、それだけ構成が
複雑であった。また必ずしもその充電状態を良く表示し
ているということはできず、特にその充電がいつ終了す
るか、あとどの程度後に終了するかを予測することは困
難であった。また蓄電池の電圧が充電特性における変曲
点の電圧になったことを検出して充電がある程度完了し
たことを表示することが実開昭59−163637号公報で示さ
れている。この場合はその充電状態の表示が非常に粗
く、とてもその終了時刻や終了までの時間を予測するこ
とはできない。

しかし蓄電池を利用した機器においてその機器を有効
に利用するためには、その蓄電池を充電する際に充電が
いつ完了するか、あとどの位の時間の後に完了するかを
知ることができると頗る便利である。

この考案の目的は蓄電池の性能が異なる場合でも、ま
た経年変化、周囲温度変化により充電特性が変化して蓄
電池の充電期間が異なる場合に、充電完了時刻、或いは
充電完了までの時間を予測表示することができる充電装
置を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」この考案によれば蓄電池の電圧が電圧検出手段で検出
され、充電開始からの経過時間が時間測定手段で測定さ
れ、その測定した経過時間が第１設定経過時間になる
と、その時の検出蓄電池電圧と、充電開始時の蓄電池電
圧V₁との差の関数から充電完了までの時間が第１充電完
了時間検出手段で求められ、その第１充電完了時間検出手段の充電完了時間検出後
から上記蓄電池が変曲点電圧になる前において、上記蓄
電池電圧が複数の設定電圧になるごとに、又は上記測定
経過時間が複数の設定経過時間になるごとに、これがタ
イミング検出手段で検出され、そのタイミング検出手段
が検出するごとに、その時の上記蓄電池電圧と上記電圧
V₁との差の関数と、その時の経過時間の関数との積から
充電完了までの時間が第２充電完了時間検出手段で求め
られ、その第２充電完了時間検出手段が求めた充電完了
までの時間を用いて充電完了までの時間または充電完了
時刻が表示手段で表示される。

このようにこの考案によれば蓄電池電圧が変曲点電圧
になる前においてその充電完了までの時間、または充電
完了時刻が表示されて頗る便利であり、しかも充電中に
設定した電圧または設定された経過時間になるごとに充
電完了までの時間の予測が行われるため、充電完了に近
づくに従ってより正しい完了時間または完了時刻が求め
られ、完了時間或は完了時刻が修正表示される。

「実施例」第１図にこの考案による充電装置の実施例を示す。商
用電源のような交流電源11の出力は、充電装置の入力端
子12を通じ電磁接触器接点13、更に過電流検出用サーマ
ルリレー接点14を通じて変圧器15に供給される。変圧器
15は漏洩磁路を有する漏洩変圧器であり、電流垂下特性
を有する。変圧器15で所定の電圧に変換された交流電力
は整流器16で全波整流され、ヒューズ18を通じ充電装置
11の出力端子19を通じて充電されるべき蓄電池21に供給
される。

充電制御装置22が設けられ、整流器16及びヒューズ18
の接続点に充電制御装置22の入力端子23が接続される。
この入力端子23に電源回路24が接続され、電源回路24は
蓄電池21よりの直流電力を入力して充電制御装置22内の
各部に対する所用の動作電源電力を供給する。

この考案においては入力端子23に電圧検出回路25が設
けられる。電圧検出回路は蓄電池21の電圧をデジタル値
として検出するものであって、アナログ電圧として検出
したものをAD変換器でデジタル電圧に変化してもよく、
或いはいわゆるデジタル電圧計を用いてもよい。何れに
しても蓄電池21の電圧V_bをデジタル値として検出するも
のであり、その検出値はマイクロコンピュータよりなる
制御部26に供給される。

入力端子12にはAC検出回路27が設けられ、AC検出回路
27は、入力端子12に交流電源11か接続され、交流電力が
入力されたことを検出して制御部26に通知し、或は停電
などによって交流電力の入力が停止されると、これがAC
検出回路27で検出されて制御部26に通知される。

制御部26には普通充電スイッチ28と均等充電スイッチ
29とが接続され、スイッチ28がオンにされると制御部26
はいわゆる普通充電制御を行い、つまり蓄電池21の電圧
を検出しながら予め決められたプログラムに従って蓄電
池21に対する充電制御を行う。均等充電スイッチ29がオ
ンにされると、制御部26は、蓄電池21の各セルに均等に
充電させるために普通充電による充電が完了された後に
おいても、一定時間例えば更に２時間充電を行って各セ
ルに対する充電を均等に行う制御を行うものである。

制御部26には更に時計回路31が接続され、現在時刻が
デジタル値として制御部26に入力される。制御部26は駆
動回路32を通じてSSRリレー33を制御し、このリレーに
より電磁接触器コイル34に対する電流を制御してその接
点13をオン、オフ制御することができる。更に充電状態
を示すLEDのような表示素子L₁乃至L₆が設けられ、これ
らは駆動回路32を通じて制御部26によって点灯表示され
る。また駆動回路32には数値表示部35が設けられ、この
表示部35には充電終了時刻或は充電終了までの時間が表
示される。その表示の切替えは制御部に接続されたスイ
ッチ36により行われる。

表示素子L₁乃至L₆は例えば第２図に示すように線上に
配列されており、しかもこの例においては充電特性曲線
の形状にほぼ合わせた線上に配列された場合である。ま
たこのパネル面には数値表示部35の表示部を設けられて
いる。

次に制御部26の動作を第３図の流れ図、及び第４図の
充電特性図を参照して説明しよう。入力端子12に交流電
源11を接続してスイッチ28,29の一方、例えば28がオン
になると充電開始となる。制御部26はSSRリレー33をON
にし、これにより電磁接触器接点13がONとなって蓄電池
21に対する充電が開始され、また表示素子L₁が点灯され
る（ステップS₁）。次に表示切替フラグＦが０に設定さ
れ（ステップS₂）、減算タイマの動作が停止され、かつ
その値t_Dは０にされる（ステップS₃）、一方加算タイマ
は０から加算動作が開始され、充電開始からの経過時間
t_upが加算タイマに得られることになる（ステップ
S₄）。更に蓄電池21の電圧V_bが電圧検出回路25で測定さ
れ、その測定電圧V₁を得、これはレジスタ又はメモリに
記憶される（ステップS₅）。

加算タイマの値t_upが設定時間T₀になったかが調べら
れ（ステップS₆）、t_upがこの設定時間T₀になると、そ
の時の蓄電池電圧V_bが測定され、測定電圧V₂を得る（ス
テップS₇）。この電圧V₂と初期電圧V₁との差V_Aが演算さ
れ（ステップS₈）、このV_Aから充電完了時間を、充電電
圧V_bの立上り特性から実験などで予め作られた関数ｆに
代入して求め、この充電完了時間ｆ（V_A）を減算タイマ
の値t_Dに設定し、かつ減算タイマを動作させ、時間の経
過に従ってそのt_Dが減少する（ステップS₉）。検出した
充電完了時間ｆ（V_A）を時計回路36の現在時刻t_pに加算
して充電完了時刻T_Fを演算する（ステップS₁₀）。

次に表示サブルーチンを実行して充電完了時間又は充
電完了時刻を表示する（ステップS₁₁）。蓄電池電圧V_b
が設定電圧V₃になったかを調べ（ステップS₁₂）、設定
電圧V₃になるまでは表示サブルーチンを実行する。V_bが
V₃になると、表示灯L₂が点灯され、その電圧V₃と初期電
圧V₁との差V_Bが演算される（ステップS₁₃）。この差電
圧V_Bと、それまでの経過時間t_upとから予め決めた関数
により充電完了時間ｆ（V_B）×ｇ（t_up）を演算し、こ
れを減算タイマに設定する（ステップS₁₄）。この充電
完了時間ｆ（V_B）×ｇ（t_up）を現在時刻t_pに加算して
充電完了時刻T_Fを得る（ステップS₁₅）。

その後表示サブルーチンを実行しながら（ステップS
₁₆）、蓄電池電圧V_bが設定電圧V₄になったかが調べられ
る（ステップS₁₇）。V_bがV₄になると、表示灯L₃が点灯
され、またV₄−V₁＝V_cが演算される（ステップS₁₈）。
そのV_cと加算タイマに得られている経過時間t_upとから
充電完了時間ｆ（V_c）×ｇ（t_up）が求められ（ステッ
プS₁₉）、更にその時間ｆ（V_c）×ｇ（t_up）を現在時刻
t_pに加算して充電終了時刻T_Fが求められる（ステップS
₂₀）。

これら検出した充電完了時間又は時刻にもとずき、表
示サブルーチンが実行されて充電完了時間t_D又は充電完
了時間T_Fが表示される（ステップS₂₁）。蓄電池電圧V_b
が設定電圧V₅になったか調べられ（ステップS₂₂）。V_b
＝V₅になると、表示灯L₄が点灯され、V₅−V₁＝V_Dが演算
される（ステップS₂₃）。このV_Dと経過時間t_upとから充
電完了時間ｆ（V_D）×ｇ（t_up）が演算され、その時間
が減算タイマに設定される（ステップS₂₄）。またこの
時間ｆ（V_D）×ｇ（t_up）と現在時刻t_pとが加算されて
充電完了時刻T_Fが求められる（ステップS₂₅）。更にｆ
（V_D）×ｇ（t_up）×0.5に現在時刻t_pを加算し、表示灯
L₅を点灯する時刻T_Hを求める（ステップS₂₆）。

これら求めた充電完了時間及び充電完了時刻の何れか
が表示サブルーチンの実行により表示される（ステップ
S₂₇）。

この表示を行っている間に、現在時刻t_pがT_Hになった
かが調べられる（ステップS₂₈）。t_p＝T_Hになると、表
示灯L₅が点灯される（ステップS₂₉）。その後表示サブ
ルーチンが実行され（ステップS₃₀）、また現在時刻t_p
がステップS₂₅で求めた充電完了時刻T_Fになったかが調
べられる（ステップS₃₁）。t_p＝T_Fになると、表示灯L₆
を点灯して充電が完了したことを表示し、かつSSRリレ
ー33をOFFとする。従って電流接触器接点13がOFFとな
り、蓄電池21に対する充電が終了する（ステップ
S₃₂）。またこの例では表示部35に「UP」を表示して充
電完了を表示する（ステップS₃₃）。

ステップS₁₁，S₁₆，S₂₁，S₂₇，S₃₀の各表示サブルー
チンは例えば第５図に示すように、まずフラグＦが０で
あるかが調べられ（ステップS₃₀）、Ｆ＝０の場合は表
示部35に、充電完了時刻T_Fが表示され（ステップ
S₃₅）、Ｆ≠０の場合は減算タイマの値t₀、つまり充電
完了までの時間が表示部35に表示される（ステップ
S₃₆）。

第３図に示した動作ではステップS₂でフラグＦが０に
されるため、充電完了時刻T_Fが表示部35に表示される。
充電完了までの時間t_Dを表示させたい場合は第１図中の
スイッチ36をONにすればよい。このスイッチ36がONにさ
れると第６図に示す割込ルーチンが動作する。すなわち
スイッチ36がONされたか調べられ（ステップS₃₇）、ス
イッチ36がONにされると、フラグＦが０か調べられ（ス
テップS₃₈）、Ｆ＝０の場合はフラグＦが１とされ（ス
テップS₄₀）、従って表示サブルーチンを実行すると減
算タイマの値t_D、つまり充電完了時間が表示部35に表示
される。ステップS₃₉でＦ＝０でない場合はフラグＦは
０にされる（ステップS₄₁）。つまりスイッチ36をONと
するごとにフラグＦが０と１とに交互に切替えられて、
充電完了時刻表示と充電完了時間表示との切替えが行わ
れることになる。

なお充電完了時間を求めるために、差電圧Ｖと、経過
時間t_upとをアドレスとしてメモリを読出し得るように
各ｆ×ｇの各値を記憶しておいてもよい。ステップS₉に
おけるｆ（V_A）も同様に求めることもできる。経過時間
としては充電開始からの経過時間ではなく、設定電圧か
ら次の設定電圧になるまでの経過時間を用いてもよい。
また充電開始からの時間を設定し、その設定時間にする
ごとに蓄電池電圧を測定して同様に充電完了時間を求め
てもよい。充電特性曲線における変曲点電圧（第４図中
のV₅）に、蓄電池電圧V_bがなるまでの経過時間T₃を検出
すると、その時点から充電完了までの時間はT₃の関数と
して求めることができる。従ってステップS₂₄，S₂₅，S
₂₆の代りに、前記T₃より充電完了時間と、充電完了時刻
と、この例では表示灯L₅を点灯する時刻とを求めるよう
にしてもよい。

「考案の効果」以上述べたようにこの考案の充電装置によれば、充電
完了までの時間又は充電完了時刻が表示されるため、充
電している蓄電池が用いられる機器に対する使用予測が
でき頗る便利である。しかも充電の途中で繰返し予測し
なおしを行っているため、蓄電池の性能が異なる場合で
も、また経年変化、周囲温度変化により充電特性が変化
して蓄電池の充電完了時間が異なる場合でも、設定電圧
と、その蓄電池の充電電圧が設定電圧になるまでの経過
時間とから充電所要時間を求めるために、常に充電する
蓄電池ごとに正確な充電所要時間を求めることができ、
しかも充電の途中で設定電圧ごとに繰り返し予測しなお
しを行っているため、充電完了に近づくに従って、つま
り充電変曲点に近づくに従ってより正しい予測値が表示
される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による充電装置の一例を示すブロック
図、第２図はそのパネルの例を示す図、第３図はこの充
電装置の動作例を示す流れ図、第４図は充電特性図、第
５図は第３図中の表示ルーチンの例を示す流れ図、第６
図は表示を切替える動作の例を示す流れ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者羽田宣弘岐阜県岐阜市本郷町１丁目18 (72)考案者岡田基岐阜県本巣郡真正町上真桑1673−12 (56)参考文献特開昭60−255025（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】交流電力を整流して蓄電池に充電する充電
装置において、上記蓄電池の電圧を検出する電圧検出手段と、充電開始
からの経過時間を測定する時間測定手段と、上記測定した経過時間が第１設定経過時間になると、そ
の時の検出蓄電池電圧と、充電開始時の蓄電池電圧V₁と
の差の関数から充電完了までの時間を求める第１充電完
了時間検出手段と、その第１充電完了時間検出手段の充電完了時間検出後か
ら上記蓄電池電圧が変曲点電圧になる前において、上記
蓄電池電圧が複数の設定電圧になるごとにこれを検出
し、又は上記測定経過時間が複数の設定経過時間になる
ごとにこれを検出するタイミング検出手段と、そのタイミング検出手段が検出するごとに、その時の上
記蓄電池電圧と上記電圧V₁との差の関数と、その時の経
過時間の関数との積から充電完了までの時間を求める第
２充電完了時間検出手段と、上記第２充電完了時間検出手段が求めた充電完了までの
時間を用いて充電完了までの時間又は充電完了時刻を表
示する表示手段とを具備する充電装置。