(57)【要約】【課題】安価に充電方式の変更が可能なバッテリフォークリフトの充電器を提供すること。【解決手段】外部交流電源１にマグネットスイッチ２を介してスイッチングレギュレータ３を接続し、このスイッチングレギュレータ３に、スイッチングレギュレータ３によりバッテリ５に印加される実際の充電電圧を検出し、この実充電電圧に基づいて定電流方式充電を行う場合の充電終了までの残り充電時間を演算し、準定電圧方式充電を行う場合の、充電終了時点から前記残り充電時間と等しい時間だけ遡った時点でのバッテリに印加される想定充電電圧を演算して前記充電制御器４に出力する電圧印加手段７を設けることにより、本来準定電圧方式充電用としてのみ用いられる充電制御器４を定電流方式充電に用いることができるようにした。【選択図】　　　図１
2004079215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源に接続されるマグネットスイッチと、前記マグネットスイッチがオン状態のときに外部電源からの電力を調節してバッテリへ供給するスイッチングレギュレータと、前記マグネットスイッチのオン／オフを制御する充電制御器とを備え、
前記スイッチングレギュレータには、このスイッチングレギュレータによりバッテリに印加される実際の充電電圧を検出し、この実充電電圧に基づいて定電流方式充電を行う場合の充電終了までの残り充電時間を求め、準定電圧方式充電を行う場合の、充電終了時点から前記残り充電時間と等しい時間だけ遡った時点でのバッテリに印加される想定充電電圧を求めて前記充電制御器に印加する電圧印加手段が設けられ、
前記充電制御器は、前記電圧印加手段からの前記想定充電電圧に基づいて準定電圧方式充電を行う場合の充電終了までの残り充電時間を求め、この残り充電時間がゼロとなるまで前記マグネットスイッチをオン状態に保持させ、この残り充電時間がゼロとなった時点で前記マグネットスイッチをオフさせることを特徴とするバッテリフォークリフトの充電器。
【請求項２】
前記電圧印加手段は、
前記スイッチングレギュレータによりバッテリに印加される実際の充電電圧を検出する電圧検出手段と、
この電圧検出手段により検出された前記実充電電圧が所定の転極点電圧を上回るか否かを判定する電圧判定手段と、
充電経過時間と充電電圧との関係で表される定電流方式充電を行う場合の充電特性データと、充電経過時間と充電電圧との関係で表される準低電圧方式充電を行う場合の充電特性データとを予め記憶させた記憶手段と、
前記実充電電圧が前記転極点電圧を上回る場合に、前記記憶手段に記憶された定電流方式充電の充電特性データに従って、前記実充電電圧に基づき充電終了までの残り充電時間を求める残充電時間演算手段と、
前記実充電電圧が前記転極点電圧を上回る場合には、前記記憶手段に記憶された準定電圧方式充電の充電特性データに従って、準定電圧方式充電を行う場合の、充電終了時点から前記残充電時間演算手段で求めた残り充電時間と等しい時間を遡った時点での想定充電電圧を求め、前記実充電電圧が前記転極点電圧以下の場合には、前記想定充電電圧を所定値とする想定充電電圧演算手段と、
この想定充電電圧演算手段により求められた前記想定充電電圧を前記充電制御器に印加する出力手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載されたバッテリフォークリフトの充電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリフォークリフトに搭載されるバッテリを充電するための充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バッテリフォークリフトには、車体に搭載されているバッテリを外部電源により充電するための充電器を備えたものがあり、この充電器としては準定電圧方式充電器や定電流方式充電器が採用されている。
【０００３】
図６は準定電圧方式充電器の一例を示す機能ブロック図であり、この準定電圧方式充電器は、外部交流電源１０１をオン／オフするマグネットスイッチ１０２と、準定電圧トランス１０３と、整流器１０４と、充電制御器１０５とを備える。充電制御器１０５は整流器１０４からバッテリ１０６に印加される充電電圧を検出し、例えば図７に示す充電経過時間と充電電圧との関係で表される充電特性に従って、充電終了までの残り充電時間を演算する。そして、充電開始からこの残り充電時間が０となるまでマグネットスイッチ１０２をオンにして充電を継続させ、残り充電時間が０となった時点でマグネットスイッチ１０２をオフにして充電を終了させる。
【０００４】
この準定電圧方式充電器によれば、バッテリ容量の低下を少なくするために電流密度を一定以下に抑えてバッテリ１０６を充電することができるが、長時間（例えば８〜１０時間）掛けて充電しなければならない。
【０００５】
一方、図８は定電流方式充電器の一例を示す機能ブロック図であり、この定電流方式充電器は、外部交流電源２０１をオン／オフするマグネットスイッチ２０２と、このマグネットスイッチ２０２とバッテリ２０５との間に接続されたスイッチングレギュレータ２０３と、充電制御器２０４とを備える。充電制御器２０４は、スイッチングレギュレータ２０３からバッテリ２０５に印加される充電電圧を検出し、例えば図９に示す充電経過時間と充電電圧との関係で表される充電特性に従って、充電終了までの残り充電時間を演算する。そして、充電開始からこの残り充電時間が０となるまでマグネットスイッチ２０２をオンにして充電を継続させ、残り充電時間が０となった時点でマグネットスイッチ２０２をオフにして充電を終了させる。
【０００６】
この定電流方式充電器によれば、充電の進行に拘わらず一定電流でバッテリ２０５を充電することができるので、短時間で充電を完了させる、いわゆる急速充電を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した準定電圧方式充電器と定電流方式充電器とでは構成が異なっているため、従来はいずれかの充電方式の充電器を選択してバッテリフォークリフトに搭載することが行われている。従って、準定電圧方式充電器を搭載すると定電流方式のような急速充電ができず、定電流方式充電器を搭載すると準定電圧方式のようなバッテリ容量の低下を抑えながらの充電ができないことになっていた。
【０００８】
そこで、例えば、既に準定電圧方式充電器が搭載されているバッテリフォークリフトに対し準定電圧方式から定電流方式に変更して急速充電ができるようにしようとすると、準低電圧トランス１０３及び整流器１０４をスイッチングレギュレータ２０３に置換えるだけでなく、過充電を避けるためには充電制御器も準定電圧方式用充電制御器１０５から定電流方式用充電制御器２０４に置換える必要が生じ、充電方式の変更にかかる費用が大きいという問題があった。
【０００９】
本発明は、この従来技術の課題を解決し、安価に充電方式の変更が可能なバッテリフォークリフトの充電器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、外部電源に接続されるマグネットスイッチと、前記マグネットスイッチがオン状態のときに外部電源からの電力を調節してバッテリへ供給するスイッチングレギュレータと、前記マグネットスイッチのオン／オフを制御する充電制御器とを備え、前記スイッチングレギュレータには、このスイッチングレギュレータによりバッテリに印加される実際の充電電圧を検出し、この実充電電圧に基づいて定電流方式充電を行う場合の充電終了までの残り充電時間を演算し、準定電圧方式充電を行う場合の、充電終了時点から前記残り充電時間と等しい時間だけ遡った時点でのバッテリに印加される想定充電電圧を演算して前記充電制御器に出力する電圧印加手段が設けられ、前記充電制御器は、前記電圧印加手段からの前記想定充電電圧に基づいて準定電圧方式充電を行う場合の充電終了までの残り充電時間を演算し、この残り充電時間がゼロとなるまで前記マグネットスイッチをオン状態に保持させ、この残り充電時間がゼロとなった時点で前記マグネットスイッチをオフさせることを特徴とする、という技術的手段を採用する。
【００１１】
これによれば、バッテリはスイッチングレギュレータにより充電されるので、定電流方式で急速充電することができ、又、電圧印加手段により実際にバッテリに印加されている実充電電圧が準定電圧方式充電を行う場合に想定される充電電圧（想定充電電圧）に変換された上で充電制御器に印加されるので、準定電圧方式用として使用される充電制御器を用いてもバッテリが過充電になることはなくなる。
【００１２】
又、充電方式を変更する際には、準定電圧トランス及び整流器と、スイッチングレギュレータとを置換えればよいので、例えば既に準定電圧方式充電器を搭載しているバッテリフォークリフトを容易に急速充電機能を備えるものに改造することができる。
【００１３】
本発明において、前記電圧印加手段は、例えば、前記スイッチングレギュレータによりバッテリに印加される実際の充電電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段により検出された前記実充電電圧が所定の転極点電圧を上回るか否かを判定する電圧判定手段と、充電経過時間と充電電圧との関係で表される定電流方式充電を行う場合の充電特性データと、充電経過時間と充電電圧との関係で表される準低電圧方式充電を行う場合の充電特性データとを予め記憶させた記憶手段と、前記実充電電圧が前記転極点電圧を上回る場合に、前記記憶手段に記憶された定電流方式充電の充電特性データに従って、前記実充電電圧に基づき充電終了までの残り充電時間を求める残充電時間演算手段と、前記実充電電圧が前記転極点電圧を上回る場合には、前記記憶手段に記憶された準定電圧方式充電の充電特性データに従って、準定電圧方式充電を行う場合の、充電終了時点から前記残充電時間演算手段で求めた残り充電時間と等しい時間を遡った時点での想定充電電圧を求め、前記実充電電圧が前記転極点電圧以下の場合には、前記想定充電電圧を所定値とする想定充電電圧演算手段と、この想定充電電圧演算手段により求められた前記想定充電電圧を前記充電制御器に印加する出力手段と、を備えるという構成を採用すればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例に係るバッテリフォークリフトの充電器を図面に基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００１５】
図１は本発明の一実施例に係るバッテリフォークリフトの充電器の機能ブロック図であり、この充電器は、外部交流電源１に接続されるマグネットスイッチ２と、外部交流電源１にマグネットスイッチ２を介して接続され、マグネットスイッチ２がオン状態のときに外部電源１からの電力を調節してバッテリ５へ供給するスイッチングレギュレータ３と、マグネットスイッチ２のオン／オフを制御する充電制御器４とを備え、図９に示すような定電流方式の充電特性でバッテリ５が充電されるようになっている。
【００１６】
スイッチングレギュレータ３は、外部交流電源１からの電力を調節した上でバッテリ５に電圧を印加するスイッチングレギュレータ本体６と、充電制御器４に所定の電圧を印加する電圧印加手段７とから構成されている。ここで、電圧印加手段７は、図２に示すように、充電経過時間と充電電圧との関係で表される定電流方式の充電特性データ（図９参照）と、充電経過時間と充電電圧との関係で表される準低電圧方式の充電特性データ（図７参照）とを記憶させた記憶手段７１、スイッチングレギュレータ本体６からバッテリ５に印加される実際の充電電圧Ｖ（バッテリ５の端子間電圧）を検出する電圧検出手段７２、電圧検出手段７２により検出された実充電電圧Ｖが所定の転極点電圧Ｖｐを上回るか否かを判定する電圧判定手段７３、を備える。更に、電圧印加手段７は、実充電電圧Ｖが転極点電圧Ｖｐを上回る場合に、記憶手段７１に記憶された定電流方式の充電特性データに従って、実充電電圧Ｖに基づき充電終了までの残り充電時間Ｔｒを求める残充電時間演算手段７４、実充電電圧Ｖが転極点電圧Ｖｐを上回る場合には、記憶手段７１に記憶された準定電圧方式の充電特性データに従って、準定電圧方式充電を行う場合の、充電終了時点から前記残充電時間演算手段７４で求めた残り充電時間Ｔｒと等しい時間を遡った時点での想定充電電圧Ｖ´を求め、実充電電圧Ｖが転極点電圧Ｖｐ以下の場合には、想定充電電圧Ｖ´を所定値とする想定充電電圧演算手段７５と、この想定充電電圧演算手段７５により求められた想定充電電圧Ｖ´を前記充電制御器４に印加する出力手段７６と、を備える。
【００１７】
図３は電圧印加手段７の制御プログラムのフロー図であり、この電圧印加手段７においては、先ず電圧検出手段７２が実充電電圧Ｖを検出し（Ｓ１）、この実充電電圧Ｖが電圧判定手段７３において転極点電圧Ｖｐ以下であると判定されれば（Ｓ２のＮｏ）、想定充電電圧演算手段７５により想定充電電圧Ｖ´は一定値、例えば転極点電圧Ｖｐとされ（Ｓ３）、この想定充電電圧Ｖ´が出力手段７６から前記充電制御器４に印加される（Ｓ４）。
【００１８】
一方、電圧判定手段７３において実充電電圧Ｖが転極点電圧Ｖｐを上回ると判定されると（Ｓ２のＹｅｓ）、残充電時間演算手段７４において記憶手段７１に記憶された定電流方式の充電特性データに従って、実充電電圧Ｖに基づき充電電圧検出時点から充電終了までの残り充電時間Ｔｒが求められる（Ｓ５）。記憶手段７１には図９に示す定電流方式の充電特性データが記憶されており、残充電時間演算手段７４は、記憶手段７１から実充電電圧Ｖに対応する充電電圧検出時点での充電経過時間ｔを読み出すと共に、充電終了時点での充電経過時間Ｔを読み出す。そして、充電終了時点での充電経過時間Ｔから充電電圧検出時点での充電経過時間ｔを差し引く演算を行うことで、残り充電時間Ｔｒを求める。
【００１９】
更に、想定充電電圧演算手段７５において、記憶手段７１に記憶された準定電圧方式の充電特性データに従って、準定電圧方式充電を行う場合の、充電終了時点から前記残充電時間演算手段７４で求めた残り充電時間Ｔｒと等しい時間だけ遡った時点での想定される充電電圧Ｖ´が求められる（Ｓ６）。記憶手段７１には図７に示す準定電圧方式の充電特性データが記憶されており、想定充電電圧演算手段７５は、記憶手段７１から充電終了時点での充電経過時間Ｔ´を読み出した上で、充電終了時点での充電経過時間Ｔ´から前記残充電時間演算手段７４で求めた残り充電時間Ｔｒを差し引く演算を行うことで、充電経過時間ｔ´を求める。そして、この充電経過時間ｔ´に対応する充電電圧Ｖ´を記憶手段７１から読み出すことで想定充電電圧Ｖ´を求める。このようにして想定充電電圧演算手段７５により求められた想定充電電圧Ｖ´が、出力手段７６から前記充電制御器４に印加される（Ｓ４）。
【００２０】
図４は前記充電制御器４の機能ブロック図であり、この充電制御器４は、図７に示す充電経過時間と充電電圧との関係で表される準定電圧方式の充電特性データを記憶させた記憶手段４１と、前記電圧印加手段７から印加される電圧Ｖ´を検出する電圧検出手段４２と、記憶手段４１の充電特性データに従って、この電圧検出手段４２が検出した電圧Ｖ´に基づき残り充電時間Ｔｒ´を求める残充電時間演算手段４３と、この残り充電時間Ｔｒ´が０よりも大か否かを判定する残充電時間判定手段４４と、この残充電時間判定手段４４の判定結果に従って前記マグネットスイッチ２をオン／オフさせるスイッチ駆動手段４５とを備える。
【００２１】
図５は充電制御器４の制御プログラムのフロー図であり、この充電制御器４では、先ず電圧検出手段４２で前記電圧印加手段７から印加される電圧Ｖ´を検出し（Ｓ１１）、残充電時間演算手段４３により記憶手段４１に記憶された準定電圧方式の充電特性データに従って、この電圧Ｖ´に基づき充電終了までの残り充電時間Ｔｒ´が求められる（Ｓ１２）。記憶手段４１には図７に示す準定電圧方式の充電特性データが記憶されており、残充電時間演算手段４３は、記憶手段４１から電圧Ｖ´に対応する充電経過時間ｔ´を読み出すと共に、充電終了時点での充電経過時間Ｔ´を読み出す。そして、充電終了時点での充電経過時間Ｔ´から充電経過時間ｔ´を差し引く演算を行うことで、残り充電時間Ｔｒ´を求める。尚、この残り充電時間Ｔｒ´は、電圧印加手段７の残充電時間演算手段７４が求める残り充電時間Ｔｒと等しい値となる。
【００２２】
そして、残充電時間判定手段４４では、この残り充電時間Ｔｒ´が０より大か否かを判定し（Ｓ１３）、０より大と判定されれば（Ｓ１３のＹｅｓ）、スイッチ駆動手段４５がマグネットスイッチ２をオンにし（Ｓ１４）、０以下であれば（Ｓ１３のＮｏ）、スイッチ駆動手段４５がマグネットスイッチ２をオフにする（Ｓ１５）。
【００２３】
かくして、本来準定電圧方式充電用としてのみ使用される充電制御器４を用いながらも、スイッチングレギュレータ３を用いた定電流方式でバッテリ５を急速充電することができ、しかも、バッテリ５が過充電されるおそれもない。
【００２４】
又、既にバッテリフォークリフトに搭載されている従来の準定電圧方式充電器の準定電圧トランス及び整流器を、前記電圧印加手段７を内蔵したスイッチングレギュレータ３に付替えるというすこぶる簡単な改造で急速充電可能とすることができ、充電制御器まで付替える必要がないので、安価に改造することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、準定電圧トランス及び整流器を、電圧印加手段を備えたスイッチングレギュレータに置換えるという簡単な改造で、準定電圧方式から定電流方式へ変更することができるという効果を得ることができる。又、充電方式の変更に際し充電制御器を付替える必要がないので、安価に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の充電器を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の充電器が備えるスイッチングレギュレータを詳細に示す機能ブロック図である。
【図３】スイッチングレギュレータの制御プログラムのフロー図である。
【図４】本発明の充電器が備える充電制御器を詳細に示す機能ブロック図である。
【図５】充電制御器の制御プラグラムのフロー図である。
【図６】従来の準定電圧方式充電器の一例を示す機能ブロック図である。
【図７】準定電圧方式の充電特性図である。
【図８】従来の定電流方式充電器の一例を示す機能ブロック図である。
【図９】定電流方式の充電特性図である。
【符号の説明】
１　外部交流電源
２　マグネットスイッチ
３　スイッチングレギュレータ
４　充電制御器
５　バッテリ
７　電圧印加手段
７１　記憶手段
７２　電圧検出手段
７３　電圧判定手段
７４　残充電時間演算手段
７５　想定充電電圧演算手段
７６　出力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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