(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の温度上昇値を抑えながら充電し得る充電電流の許容値を、電池温度及び電池温度の上昇値とに基づきマッピングしたマップを記憶する記憶手段と、電池温度を検出する電池温度検出手段と、電池温度検出手段の出力に基づき所定周期ごとの電池温度の上昇値を演算する電池温度上昇値検出手段と、電池温度検出手段により検出された電池温度及び電池温度上昇検出手段により検出された電池温度上昇値とが、前記マップ中における充電末期を示す領域に属する頻度が高いか否かに基き充電完了を判断する充電完了判断手段と、充電開始からの経過時間をカウントするカウンタ手段とを備え、
前記マップ内の充電電流の許容値を電池温度及び電池温度上昇値に応じて検索し、この検索した充電電流許容値により充電すると共にこの充電過程で充電完了判断手段が充電完了と判断した際の充電開始からの経過時間が所定値以内の場合満充電と判断せず、充電完了判断手段が充電完了と判断する設定を変更して前記充電電流許容値による充電を継続し、この充電継続中に充電完了判断手段が充電完了を判断した時満充電と判断して充電を終了することを特徴とした充電方法。
【請求項２】
電池の温度上昇値を抑えながら充電し得る充電電流の許容値を、電池温度及び電池温度の上昇値とに基づきマッピングしたマップを記憶する記憶手段と、電池温度を検出する電池温度検出手段と、電池温度検出手段の出力に基づき所定周期ごとの電池温度の上昇値を演算する電池温度上昇値検出手段と、電池温度検出手段により検出された電池温度及び電池温度上昇検出手段により検出された電池温度上昇値とが、前記マップ中における充電末期を示す領域に属する頻度が高いか否かに基き充電完了と判断する充電完了判断手段と、充電開始からの経過時間をカウントするカウンタ手段とを備え、次のステップからなる充電方法。
ａ．電池温度及び電池温度上昇値に応じて前記マップ内の充電電流許容値を検索するステップ。
ｂ．上記ステップで検索した充電電流許容値で充電するステップ。
ｃ．前記充電電流許容値が充電末期領域内の値か否かを判断し、領域内の値でない時ステップａに戻るステップ。
ｄ．前記充電電流許容値が充電末期領域内の値か否かを判断し、領域内の値であり、充電末期領域に属する頻度が高い時仮の充電完了と判断するステップ。
ｅ．ステップｄにおいて仮の充電完了と判断された場合、充電開始からの経過時間が所定値以下なら充電完了判断手段が充電完了と判断する設定を変更してステップａに戻り、充電開始からの経過時間が所定値を超えたら満充電と判断するステップ。
ｆ．充電完了判断手段が前記設定を変更した後の充電継続時に再度ステップｄによる充電完了の判断が出された時満充電と判断するステップ。
ｇ．ステップｅ、ｆにおいて満充電と判断された時充電を停止するステップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はニッケル・カドミウム電池（以下ニカド電池という）やニッケル・水素電池（以下ニッケル水素電池という）等の２次電池を充電する充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電動工具等の電源に用いられているニッケルカドミニウム電池やニッケル水素電池等を充電する方法の１つとして、特開平１１−３５５９７１号に開示の如く、充電時の電池温度及び温度上昇値が高い（低い）時は小さい（大きい）充電電流で充電するようにし、電池温度の上昇を抑えかつ急速に充電し得る充電電流の許容値を、電池温度値及び電池の温度上昇値に基づきマッピングしたマップを、例えば周囲温度と電池温度の温度差に対応して複数記憶し、検出及び演算した電池温度及び電池温度上昇値に基き選択したマップ内から一定周期毎に充電電流許容値を検索し、この検索した充電電流許容値により充電すると共に、電池温度と電池温度上昇値とが、マップ中における温度上昇値が大きい領域または電池温度が高く温度上昇値が中程度の領域である充電末期領域に属する頻度が高いか否かに基づき満充電を判断する充電装置が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる充電装置においては、周囲温度が電池温度に対して高い場合、充電開始直後から電池温度と周囲温度との温度勾配によって温度上昇値が高くなり、このような現象を想定してないマップにおいては充電末期を示す領域において頻繁に充電を行ってしまい、ほとんど充電されることなく満充電と誤判断されて充電不足を生じる恐れがある。
【０００４】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、周囲温度が電池温度に対して相対的に所定値以上高い場合においても、充電早切れによる充電不足を起こすことなく充電できるようにすると共に満充電を確実に判断できるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、充電完了判断手段により充電完了を判断し、引き続きカウンタ手段の出力に基づき充電開始からの経過時間が所定時間以内の場合は、前記マップ中における充電末期を示す領域に属する頻度が高いか否かに基き充電完了を判断する充電完了判断手段の設定を変更し、再びマップ内の充電電流許容値を電池温度及び電池温度上昇値に応じて検索し、この検索した充電電流許容値により充電を継続すると共に設定を変更した充電完了判断手段により充電完了すなわち満充電を判断することにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態を示す回路図である。１は交流電源、２は複数の素電池を直列接続した電池組であって、素電池に接触または近接して電池温度を検出する例えばサーミスタ等からなる電池温度検出手段２Ａが内蔵されている。３は電池組２に流れる充電電流を検出する電流検出手段、４は充電の開始及び停止を制御する信号を伝達する充電制御信号伝達手段、５は充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還する充電電流信号伝達手段である。充電制御伝達信号手段４及び充電電流信号伝達手段５はホトカプラ等からなる。１０は全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２からなる整流平滑回路、２０は高周波トランス２１、ＭＯＳＦＥＴ２２とＰＷＭ制御ＩＣ２３からなるスイッチング回路である。ＰＷＭ制御ＩＣ２３はＭＯＳＦＥＴ２２の駆動パルス幅を変えて整流平滑回路２０の出力電圧を調整するスイッチング電源ＩＣである。３０はダイオード３１、３２、チョークコイル３３、平滑用コンデンサ３４からなる整流平滑回路、４０は抵抗４１、４２からなる電池電圧検出手段で、電池組２の端子電圧を分圧する。５０は演算手段（ＣＰＵ）５１、ＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、カウンタ５４、Ａ／Ｄコンバータ５５、出力ポート５６、リセット入力ポート５７からなるマイコンである。６０は演算増幅器６１、６２、抵抗６３〜６６からなる充電電流制御手段、７０は電源トランス７１、全波整流回路７２、平滑コンデンサ７３、７４、３端子レギュレータ７５、リセットＩＣ７６からなる定電圧電源で、マイコン５０、充電電流制御手段６０等の電源となる。リセットＩＣ７６はマイコン５０を初期状態にするためにリセット入力ポート５７にリセット信号を出力する。８０は充電電流を設定する充電電流設定手段であって、前記出力ポート５６aからの信号に対応して演算増幅器６２の反転入力端に印加する電圧値を変えるものである。
【０００７】
図２は電池温度Ｔ及び電池温度上昇値ΔＴに応じて検索される充電電流の許容値Ｉ１１〜Ｉ６６を示し、また斜線部は充電末期に検索される領域を示す。すなわち電池温度上昇値ΔＴが大きい領域（Ｉ５１〜Ｉ６６）や電池温度Ｔが高く電池温度上昇値ΔＴが中程度の領域（Ｉ４５、Ｉ４６）が充電末期に検索される領域である。なお、マップは電池種及び電池電圧（素電池数）に応じて夫々マップを設ける方が良好な満充電検出が可能になる。
【０００８】
次に図１の回路図、図２のマップ及び図３のフローチャートを参照して本発明充電方法の動作を説明する。
【０００９】
電源を投入するとマイコン５０は出力ポート５６及び充電早切れFlagをイニシャルセットし、電池組２の接続待機状態となる（ステップ１０１）。電池組２が接続されると充電を開始し（ステップ１０２）、引き続き充電開始からの時間をカウントするカウンタ５４をスタートする（ステップ１０３）。次いで充電中の電池温度Ｔを所定周期毎に電池温度検出手段２Ａの出力から検出演算すると共に（ステップ１１０４）、温度上昇値ΔＴを求め（ステップ１０５）、この電池温度値Ｔ及び温度上昇値ΔＴに基づきマイコン５０はマップを検索して温度上昇を抑えながら充電し得る充電電流許容値を求める（ステップ１０６）。
【００１０】
次にマイコン５０は、検索した充電電流許容値が図２の選択したマップ中で斜線部で示す充電末期領域に入ったか否かを判断する（ステップ１０７）。充電末期領域に入らない時はステップ１１３に進みステップ１０６で求めた許容充電電流値での充電を継続してステップ１０４に戻る。充電末期領域に入った時は、充電末期領域に入る確率が高いか否かを判断する（ステップ１０８）。これは例えば３周期連続して充電末期領域に入った場合に充電末期領域に入る確率が高いと判断する。充電末期領域に入ったしても、３周期連続充電末期領域に入らなかった場合は、充電末期領域に入る確率が高いと判断されず、ステップ１１３を介してステップ１０４に戻る。３周期連続充電末期領域に入った場合は、充電末期領域に入る確率が高いと判断し、引き続き充電早切れＦｌａｇがセットされているか否かの判断を行い（ステップ１０９）、Ｆｌａｇ＝１でない場合は、引き続きカウンタ５４の出力に基づいて充電開始からの経過時間が所定時間以上か否かの判断を行う（ステップ１１０）。これは、充電開始直後から電池温度と周囲温度との温度勾配によって温度上昇値が高くなり、その結果、充電完了と誤判断する可能性があるので、充電開始から電池温度と周囲温度との温度勾配の影響が少なくなるまでの経過時間の監視を行い、経過時間が所定時間経過している場合前記充電完了により満充電と判断して充電を停止する（ステップ１１４）。それゆえ所定時間の設定は電池温度と周囲温度との温度勾配の影響が少くなくなる時間に設定すれば良い。
【００１１】
ステップ１１０において所定時間経過していない場合は、充電開始直後から電池温度と周囲温度との温度勾配によって温度上昇値が高くなり、電池組２を満充電と誤判断した可能性があるので、再チェックするために、充電末期領域内に入る確率の設定を変更する（ステップ１１１）。設定の変更は、例えば前述した３周期連続して充電末期領域に入った場合に充電末期領域に入る確率が高いと判断するようにしたが、この３周期連続を多くするとか、もう一度３周期連続して充電末期領域に入ったことを判断するようにするとか種々の方法がある。ステップ１１１で設定変更後、引き続き、一度電池温度と周囲温度との温度勾配によって温度上昇値が高くなり、充電早切れを引き起こした可能性があるので、充電早切れＦｌａｇを１にセットし（ステップ１１２）、ステップ１１３を介してステップ１０４に戻る。ステップ１０９において、充電早切れＦｌａｇが１にセットされている場合は、一度充電完了と判断し、再び充電完了と判断したので、この時は満充電と最終判断し、ステップ１１０をスキップして充電を完了させる。
【００１２】
以上のように上記実施形態においては、所定時間内で充電末期領域に入ったと判断した時は、電池温度と周囲温度との温度勾配によって温度上昇が高くなり、これを起因として満充電と判断する可能性があるので、再度充電末期領域に入る確率を再チェックするようし、これにより充電早切れによる充電不足を起こすことなく充電できるようにすると共に、満充電を確実に判別できるようにすることである。また充電装置の構成も簡単になる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、周囲温度が電池温度に対して高い場合、充電開始直後から電池温度と周囲温度との温度勾配によって温度上昇値が高くなったとしても充電早切れによる充電不足をなくし、確実な満充電判断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明充電方法を採用した充電装置の一実施形態を示す回路図。
【図２】マップの一例の内容を示す説明図。
【図３】本発明充電方法の動作説明用フローチャート。
【符号の説明】
２は電池組、２Ａは電池温度検出手段、５０はマイコンである。
【図１】
0004029591.tif 000002
【図２】
0004029591.tif 000003
【図３】
0004029591.tif 000004