(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池により蓄電池を充電する充電制御方法において、第１の一定時間ｔｌの充電の後、第２の一定時間ｔ２の充電停止を行って蓄電池開放電圧を測定し、前記蓄電池開放電圧とあらかじめ設定した過充電防止電圧との比較を行い、前記蓄電池開放電圧が下回っていた時、再び前記第１の一定時間ｔｌの充電と前記第２の一定時間ｔ２の充電停止および前記比較を繰り返す第１のステップと、
前記第１のステップで前記蓄電池開放電圧が前記過充電防止電圧以上となった時、充電停止を維持し、前記蓄電池開放電圧があらかじめ設定した過充電防止リセット電圧となった時点で前記第１のステップに戻る第２のステップを含む充電制御方法。
【請求項２】
太陽電池により蓄電池を充電する場合に第１の一定時間ｔ１の充電と、第２の一定時間ｔ２の充電停止を順次繰り返す充電制御方法であって、前記第１の一定時間ｔｌの開始時に蓄電池開放電圧が過充電防止電圧を上回ったとき充電停止し、つぎに前記第１の一定時間ｔｌの開始時に前記蓄電池開放電圧が過充電防止リセット電圧以下となったとき充電を再開することを特徴とする充電制御方法。
【請求項３】
前記蓄電池電圧よりも太陽電池電圧が上回った時点で蓄電池への充電開始と、第１の一定時間ｔｌおよび第２の一定時間ｔ２を計測する充電制御用タイマを動作させる請求項１または請求項２記載の充電制御方法。
【請求項４】
太陽電池により蓄電池を充電する充電制御装置において、前記太陽電池と前記蓄電池の接続を開閉する開閉部と、
この開閉部を第１の一定時間ｔｌ閉じて充電した後、第２の一定時間ｔ２開いて充電停止を行う制御部を有し、前記第２の一定時間ｔ２後に蓄電池開放電圧を測定し、あらかじめ設定した過充電防止電圧と比較し、蓄電池開放電圧が下回っていた時、再び前記制御部を動作させる比較部を有する処理部とを備え、
前記処理部は前記蓄電池開放電圧が過充電防止電圧以上となった時、過充電防止機能として充電停止を維持させ、前記蓄電池開放電圧があらかじめ設定した過充電防止リセット電圧となった時点で再び前記開閉部の開閉を行うことを特徴とする充電制御装置。
【請求項５】
太陽電池により蓄電池を充電する場合に第１の一定時間ｔ１の充電と、第２の一定時間ｔ２の充電停止を順次繰り返す充電制御装置であって、前記第１の一定時間ｔｌの開始時に蓄電池開放電圧が過充電防止電圧を上回ったとき充電停止し、つぎに前記第１の一定時間ｔｌの開始時に前記蓄電池開放電圧が過充電防止リセット電圧以下となったとき充電を再開することを特徴とする充電制御装置。
【請求項６】
前記蓄電池電圧よりも太陽電池電圧が上回った時点で蓄電池への充電を開始し、前記第１の一定時間ｔｌおよび前記第２の一定時間ｔ２を計測させる充電制御用タイマを有する請求項４または請求項５記載の充電制御装置。
【請求項７】
請求項４、請求項５または請求項６記載の充電制御装置を有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池と、例えばシール鉛蓄電池及び充電制御回路部を有する充電制御方法および装置並びに照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例（例えば特開平７−３１２８３３号等）は、太陽電池とシール鉛蓄電池を電気的に接続した状態でシール鉛蓄電池の端子電圧を監視しながら充電を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、充電中におけるシール鉛蓄電池の端子電圧が太陽電池の出力変動に影響されることにより、あらかじめ設定した過充電防止電圧に対して監視した電圧が上回った時点では、蓄電池は満充電となっていないことがあるという不都合があった。
【０００４】
したがって、この発明の目的は、太陽電池によるシール鉛蓄電池の充電制御において、蓄電池の特性を利用した簡素な充電制御で、過充電状態を回避し、効率良く充電させる充電制御方法および装置並びに照明装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、太陽電池によるシール鉛蓄電池の充電において、定電圧出力特性を持たない太陽電池で、シール鉛蓄電池を効率良く満充電するに当たり、蓄電池の充電容量の増加に伴って蓄電池の開放電圧が上昇するという特性を利用し、太陽電池の出力電圧の影響を受けない蓄電池の開放電圧を定期的に監視することで、蓄電池が満充電の時の開放電圧となった時点で充電を停止（過充電防止）させるものである。
【０００６】
請求項１記載の充電制御方法は、太陽電池により蓄電池を充電する充電制御方法において、第１の一定時間ｔｌの充電の後、第２の一定時間ｔ２の充電停止を行って蓄電池開放電圧を測定し、前記蓄電池開放電圧とあらかじめ設定した過充電防止電圧との比較を行い、前記蓄電池開放電圧が下回っていた時、再び前記第１の一定時間ｔｌの充電と前記第２の一定時間ｔ２の充電停止および前記比較を繰り返す第１のステップと、
前記第１のステップで前記蓄電池開放電圧が前記過充電防止電圧以上となった時、充電停止を維持し、前記蓄電池開放電圧があらかじめ設定した過充電防止リセット電圧となった時点で前記第１のステップに戻る第２のステップを含むものである。
【０００７】
請求項１記載の充電制御方法によれば、太陽電池の出力電圧に影響を受けない蓄電池の開放電圧を定期的に監視して充電を停止することで過充電を防止することができ、簡単な構成により、効率良く充電し満充電することができる。
【０００８】
請求項２記載の充電制御方法は、太陽電池により蓄電池を充電する場合に第１の一定時間ｔ１の充電と、第２の一定時間ｔ２の充電停止を順次繰り返す充電制御方法であって、前記第１の一定時間ｔｌの開始時に蓄電池開放電圧が過充電防止電圧を上回ったとき充電停止し、つぎに前記第１の一定時間ｔｌの開始時に前記蓄電池開放電圧が過充電防止リセット電圧以下となったとき充電を再開することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の充電制御方法によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１０】
請求項３記載の充電制御方法は、請求項１または請求項２において、前記蓄電池電圧よりも太陽電池電圧が上回った時点で蓄電池への充電開始と、第１の一定時間ｔｌおよび第２の一定時間ｔ２を計測する充電制御用タイマを動作させるものである。
【００１１】
請求項３記載の充電制御方法によれば、請求項１または請求項２と同様な効果がある。
【００１２】
請求項４記載の充電制御装置は、太陽電池により蓄電池を充電する充電制御装置において、前記太陽電池と前記蓄電池の接続を開閉する開閉部と、
この開閉部を第１の一定時間ｔｌ閉じて充電した後、第２の一定時間ｔ２開いて充電停止を行う制御部を有し、前記第２の一定時間ｔ２後に蓄電池開放電圧を測定し、あらかじめ設定した過充電防止電圧と比較し、蓄電池開放電圧が下回っていた時、再び前記制御部を動作させる比較部を有する処理部とを備え、
前記処理部は前記蓄電池開放電圧が過充電防止電圧以上となった時、過充電防止機能として充電停止を維持させ、前記蓄電池開放電圧があらかじめ設定した過充電防止リセット電圧となった時点で再び前記開閉部の開閉を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４記載の充電制御装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１４】
請求項５記載の充電制御装置は、太陽電池により蓄電池を充電する場合に第１の一定時間ｔ１の充電と、第２の一定時間ｔ２の充電停止を順次繰り返す充電制御装置であって、前記第１の一定時間ｔｌの開始時に蓄電池開放電圧が過充電防止電圧を上回ったとき充電停止し、つぎに前記第１の一定時間ｔｌの開始時に前記蓄電池開放電圧が過充電防止リセット電圧以下となったとき充電を再開することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５記載の充電制御装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００１６】
請求項６記載の充電制御装置は、請求項４または請求項５において、前記蓄電池電圧よりも太陽電池電圧が上回った時点で蓄電池への充電を開始し、前記第１の一定時間ｔｌおよび前記第２の一定時間ｔ２を計測させる充電制御用タイマを有するものである。
【００１７】
請求項６記載の充電制御装置によれば、請求項４または請求項５と同様な効果がある。
【００１８】
請求項７記載の照明装置は、請求項４、請求項５または請求項６記載の制御装置を有するものである。
【００１９】
請求項７記載の照明装置によれば、請求項４、請求項５または請求項６と同様な効果がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１から図３により説明する。すなわち、図１は、充電制御装置を示す。１は太陽電池、２は充電回路部、３は太陽電池１により充電される蓄電池である。充電回路部２において、４は太陽電池と蓄電池を開閉する開閉部、５は開閉部２を制御する制御部と、蓄電池開放電圧を過充電防止電圧等と比較する比較部と、充電制御用タイマを有する処理部である。
【００２１】
図２は処理部５の制御フローチャートを示す。ステップＳ１は太陽電池１の電圧が蓄電池開放電圧を上回っているかを判断し、上回るまで繰り返す。太陽電池が蓄電池開放電圧を上回ってから充電するためである。ステップＳ２では太陽電池電圧が蓄電池開放電圧を上回った場合に、過充電を防止するため、蓄電池開放電圧が過充電防止電圧を下回っているかを判断し、ＮＯであればステップＳ１０で蓄電池開放電圧が過充電防止リセット電圧を下回っているかを判断し、下回るまでこれを繰り返し、下回るとステップＳ１に戻る。ステップＳ３では蓄電池開放電圧が過充電防止電圧を下回っている場合に、太陽電池１を蓄電池３に開閉部４により接続し、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では充電開始となり、充電制御用タイマがスタートとなる。ステップＳ５では充電制御用タイマが所定時間ｔ１が経過したかを判断し、時間ｔ１を経過するまでこれを繰り返し、時間ｔ１を経過するとステップＳ６で充電を停止し、ステップＳ７で開閉部４を開いて太陽電池１を蓄電池３から切り離す。つぎにステップＳ８で充電用タイマが所定時間ｔ２を経過したかを判断し、時間ｔ２が経過するまでこれを繰り返し、時間ｔ２が経過すると、ステップＳ９に移行しステップＳ２と同様に蓄電池開放電圧が過充電防止を下回っているかを判断し、ＮｏであればステップＳ１０に移行し、過充電防止リセット電圧を下回るまで繰り返した後ステップＳ１に戻り、ＹｅｓであればステップＳ１に戻る。
【００２２】
図３（ａ）は上記フローチャートによる充電途中の状態を示している。充電制御用タイマによりタイマ動作開始から一定時間ｔｌ後に充電停止し、さらに一定時間ｔ２後に蓄電池開放電圧を測定し、過充電防止電圧ａと比較を行い、下回っていれば充電を再開し、一定時間ｔ１の充電および一定陣かｔ２の充電停止を繰り返し実施して、蓄電池容量を上昇させていく。この場合、過充電防止電圧ａは満充電状態の蓄電池を太陽電池にて充電した時、充電停止時間ｔ２後に測定される開放電圧の値を用いる。
【００２３】
図３（ｂ）は、過充電防止機能の動作時の状態を示している。一定時間ｔ２後に蓄電池開放電圧を測定し、過充電防止電圧ａ以上に上回っていた場合（Ａ部）、過充電防止機能により図２のステップＳ１０で充電の停止を維持する。過充電防止リセット電圧ｂとなった時点（Ｂ部）で、再度充電制御用タイマーを動作させ、ステップＳ１〜Ｓ３を経て充電を開始する。すなわち、時間ｔｌおよび時間ｔ２のタイミングで充電を再開、停止し、適宜上記の動作を行う。ここで、過放電防止リセット電圧ｂは接続される負荷の消費電力より、負荷を一定時間動作させる為に最低限必要な蓄電量の時の開放電圧の値を用いる。
【００２４】
図３（ｃ）は、充電およびタイマ動作開始タイミングを示す。すなわち、日出と共に太陽電池の電圧が上昇していく。図２のステップＳ１では蓄電池電圧より太陽電池電圧が上回ったタイミングで、蓄電池への充電を開始し、充電制御用タイマも動作を開始し、時間ｔ１、ｔ２の計測が行われる。蓄電池電圧は、充電容量が上昇するに従い上昇していく。
【００２５】
図４は第２の実施の形態である。すなわち、第１の実施の形態において、処理部が、常時、充電する時間ｔｌと充電停止する時間ｔ２の順次繰り返えす充電制御を行うように開閉部を制御するものである。図４は過充電防止機能動作時（満充電判定時）の状態を示している。この場合処理部は、時間ｔ２後すなわち時間ｔ１の開始時に蓄電池開放電圧を測定し、過充電防止電圧ａを上回っていた場合（Ｃ部）、過充電防止桟能により時間ｔ１は充電の停止を維持する。つぎに、時間ｔｌ開始時に過充電防止防止リセット電圧ｂとなっていた時（Ｄ部）、再度充電を開始する。このように一定時間ｔｌおよびｔ２のタイミングで充電を再開、停止し、適宜上記の動作を行う。
【００２６】
なお、上記の各実施の形態の処理部の開閉部を制御する具体構成は公知の手段を用いる。
【００２７】
図５はシステム構成図であり、太陽電池１と、蓄電池ボックス７と、照明器具などの負荷６により構成される。蓄電池ボックス７には蓄電池３と制御ユニット２′がある。図６はその具体的構成であり、昼間に太陽電池１の発電で電力をシール鉛蓄電池３に充電し、夜間に照明器具のランプ６ａを点灯させる照明装置である。８は太陽電池１およびランプ６ａ等を支持するポールである。悪天侯などで太陽電池１による蓄電池３の充電ができない日が数日間つづいても、１日当たり規定時間のランプ点灯が可能なように蓄電池３の容量を選定する。上記性能を満たす為にも、蓄電池３を効率良く満充電させることが重要である。
【００２８】
上記のように、第１および第２の実施の形態によれば、シール鉛蓄電池の、「開放電圧が充電容量に応じて一定の関係を持つ」という特性を利用し、あらかじめ確認した、使用する蓄電池の各特性値すなわち満充電時における時間ｔ２後の開放端子電圧および再充電開始電圧を過充電防止電圧ａおよび過充電防止リセット電圧ｂとして閾値設定し、簡素な充電回路で「充電一充電停止一開放電圧測定（比較）」のサイクルを繰り返すことにより、蓄電池開放電圧と各閾値を比較しながら過充電の時間を抑え、シール鉛蓄電池の短寿命化を防止することが可能である。
【００２９】
また、太陽電池−シール鉛蓄電池応用システムにおいて、太陽電池からシール蓄電池を効率良く充電し、満充電にすることができる、安価かつ簡素で小型の充電制御回路を構成することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の充電制御方法によれば、太陽電池の出力電圧に影響を受けない蓄電池の開放電圧を定期的に監視して充電を停止することで過充電を防止することができ、簡単な構成により、効率良く充電し満充電することができる。
【００３１】
請求項２記載の充電制御方法によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００３２】
請求項３記載の充電制御方法によれば、請求項１または請求項２と同様な効果がある。
【００３３】
請求項４および請求項５記載の充電制御装置によれば、請求項１と同様な効果がある。
【００３４】
請求項６記載の充電制御装置によれば、請求項４または請求項５と同様な効果がある。
【００３５】
請求項７記載の照明装置によれば、請求項４、請求項５または請求項６と同様な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のブロック図である。
【図２】制御方法のフローチャートである。
【図３】（ａ）は充電途中の時間に対する蓄電池電圧の関係図、（ｂ）は過充電防止機能動作時（満充電判定時）の状態の時間に対する蓄電池電圧の関係図、（ｃ）充電およびタイマ動作開始タイミングの時間に対する電圧の関係図である。
【図４】第２の実施の形態の過充電防止機能動作時（満充電判定時）の状態の時間に対する蓄電池電圧の関係図である。
【図５】負荷と蓄電池と太陽電池のシステム構成図である。
【図６】照明装置の斜視図である。
【符号の説明】
１    太陽電池
２    充電回路部
３    蓄電池
４    開閉部
５    処理部
【図１】
0003795370.tif 000002
【図２】
0003795370.tif 000003
【図３】
0003795370.tif 000004
【図４】
0003795370.tif 000005
【図５】
0003795370.tif 000006
【図６】
0003795370.tif 000007