JP2002191136A - バッテリ充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急速充電モードにて劣化バッテリを充電した
場合においても、バッテリ充電を適正に行うことが可能
に構成されたバッテリ充電装置を提供すること。 【解決手段】 バッテリに対し急速充電電流Ｉ_fによる
初期定電流充電が開始されると（Ｓ１００）、充電開始
時に計時動作が開始された切換タイマーにて計測された
経過時間が切換タイマー設定時間Ｔ_cに達したか否かの
判定がなされ（Ｓ１１０）、設定時間Ｔ_cに達したと判
定された場合は、バッテリに流れ込ませる充電電流Ｉを
通常の大きさの電流Ｉ_nに切り換える。即ち、このバッ
テリ充電装置によれば、バッテリ充電に伴うバッテリ電
圧Ｖの上昇が鈍くなった劣化バッテリに対して急速充電
モードによる充電を行った場合であっても、急速充電電
流Ｉ _fにて充電を行う上限の時間を上記設定時間Ｔ_cとす
ることができ、バッテリにダメージが与えられることを
回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリを充電す
るためのバッテリ充電装置、具体的には、特に電気式フ
ォークリフト等の産業車両等、バッテリによる電力を駆
動源とするバッテリ式電動車両に装備するため等に用い
られるバッテリ充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フォークリフト等の産業車両
等の中には、バッテリからの電力を使用して駆動するも
のがある。そして、この種の車両等に搭載されるバッテ
リ充電装置としては、バッテリに通常の大きさの電流を
流すことでバッテリ充電を行う普通充電モードと、バッ
テリに通常の大きさの電流に比べて大きな電流（以下、
単に「急速充電電流」ともいう。）を流すことでバッテ
リ充電を行う急速充電モードとのうちのいずれかのモー
ドにてバッテリを充電できるものもある。

【０００３】即ち、例えば、定電流・定電圧方式のバッ
テリ充電を行うバッテリ充電装置では、一般的には、充
電初期に定電流充電が行われ、バッテリ電圧が上昇して
予め定める電圧値に達した時点で充電方式が定電圧充電
に切り換えられるが、この種のバッテリ充電装置の中に
も上記２つの充電モードにてバッテリ充電を行えるもの
がある。

【０００４】具体的には、このような定電流・定電圧方
式のバッテリ充電装置では、急速充電モードを選択した
際の初期の定電流充電時にバッテリに流される電流の大
きさが、普通充電モードを選択した際の初期の定電流充
電時にバッテリに流される電流の大きさよりも大きくさ
れ、急速充電モードにてバッテリを充電した際には、普
通充電モードにてバッテリを充電した場合よりも短時間
でバッテリが満充電の状態にされるよう構成されてい
る。

【０００５】そして、このような２つの充電モードにて
バッテリ充電を行えるバッテリ充電装置には、一般的に
は、普通充電開始用ボタンと、急速充電開始用ボタンと
が備えられており、普通充電開始用ボタンが押された際
には、普通充電モードでのバッテリ充電が開始され、急
速充電開始用ボタンが押された際には、急速充電モード
でのバッテリ充電が開始されるよう構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の如く
２つの充電モードにてバッテリ充電ができる従来のバッ
テリ充電装置では、急速充電モードにてバッテリ充電を
行う場合においても、バッテリ電圧が上昇して予め定め
る値（例えば、バッテリの転極点電圧値）に達するまで
は急速充電電流によるバッテリ充電が行われるよう構成
されている。

【０００７】従って、従来のバッテリ充電装置では、バ
ッテリ充電に伴うバッテリ電圧の上昇が鈍くなった劣化
バッテリに対して急速充電モードによる充電を行った場
合には、長時間に渡って当該バッテリに急速充電電流を
流れ込ませ続けてしまうことから、バッテリ温度が過度
に高くなり、遂にはバッテリ極板等の劣化が促進されて
バッテリにダメージを与えてしまうことになるという問
題があった。

【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、急速充電モードにて劣化
バッテリを充電した場合においても、バッテリ充電を適
正に行うことが可能に構成されたバッテリ充電装置を提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】かかる目
的を達成するために、請求項１に記載のバッテリ充電装
置は、外部電源に接続されることで、該外部電源からバ
ッテリにバッテリ充電用の電流電圧を供給する充電手段
と、前記充電手段による前記バッテリの充電状態を制御
する制御手段と、を備え、前記バッテリの充電を行う際
に前記バッテリに通常の大きさの電流を流す普通充電モ
ードと、前記バッテリの充電を行う際に前記バッテリに
通常の大きさの電流に比べて大きな電流を流す急速充電
モードとのうちのいずれかのモードにて前記バッテリを
充電可能なバッテリ充電装置であって、前記制御手段
は、前記急速充電モードにて充電を行った際に時間計測
を行い、充電を開始してから、予め定める切換時間が経
過したか否かを判定する切換時間経過判定手段と、前記
切換時間経過判定手段にて前記切換時間が経過したと判
定された際に充電電流を前記通常の大きさの電流に切り
換える電流切換手段と、を有することを特徴とする。

【００１０】このように構成された本発明のバッテリ充
電装置においては、切換時間経過判定手段が、通常の大
きさの電流に比べて大きな充電電流（急速充電電流）を
バッテリに流す急速充電モードにてバッテリ充電を開始
してからの時間が切換時間に達したか否かの判定を行
う。そして、切換時間経過判定手段にて切換時間が経過
したと判定された際には、バッテリ電圧がどのような値
であっても、電流切換手段が、充電電流を通常の大きさ
の電流（普通充電モードでの電流）に切り換える。

【００１１】従って、本発明によれば、バッテリ充電に
伴うバッテリ電圧の上昇が鈍くなった劣化バッテリに対
して急速充電モードによる充電を行った場合であって
も、バッテリに急速充電電流が流れ込み続ける上限の時
間を上記の切換時間とすることができるので、バッテリ
温度が過度に上昇してバッテリにダメージが与えられる
ことになるといった事態を回避できる。即ち、急速充電
モードにて劣化バッテリを充電した場合においても、バ
ッテリ充電を適正に行えることとなる。

【００１２】一方、バッテリの劣化の程度、外気温度等
によっては、劣化バッテリを急速充電モードにて充電す
る場合であっても、バッテリ電圧が切換時間よりも短い
時間で充電条件を変化させるべき所望の値（例えば、バ
ッテリの転極点電圧等）にまで上昇してしまう場合もあ
る。そして、バッテリ電圧がこのような所望の電圧値に
まで上昇した時点から切換時間に至るまでの間、バッテ
リに急速充電電流が流れ込み続けることが望ましくない
場合もある。

【００１３】そこで、このような場合には、請求項２に
記載の態様を採ればよい。即ち請求項２に記載のバッテ
リ充電装置は、上記請求項１に記載の構成に加え、前記
制御手段は、前記バッテリのバッテリ電圧を検出する電
圧検出手段と、前記電圧検出手段による検出値を用い
て、前記バッテリ電圧が前記切換時間よりも短い時間
で、予め定める電圧に至るまで上昇したか否かを判定す
るバッテリ電圧判定手段と、前記バッテリ電圧判定手段
にて前記バッテリ電圧が前記切換時間よりも短い時間で
前記予め定める電圧にまで上昇したと判定された際に、
前記バッテリの充電条件を前記バッテリ電圧の更なる上
昇を防止する他の条件に変化させる充電条件変更手段
と、を更に有することを特徴とする。

【００１４】請求項２に記載のバッテリ充電装置によれ
ば、電圧検出手段にて検出されるバッテリ電圧が切換時
間よりも短い時間で予め定める電圧（バッテリの充電条
件を変化させるべき所望の電圧として予め定められたバ
ッテリの転極点電圧等の電圧）に至るまで上昇したとバ
ッテリ電圧判定手段が判定した際に、充電条件変更手段
が、バッテリの充電条件をバッテリ電圧の更なる上昇を
防止する他の条件に変化させる。

【００１５】従って、本発明（請求項２）によれば、バ
ッテリ電圧が速やかに上昇してバッテリ電圧が切換時間
よりも短い時間で予め定める電圧に至るまで上昇してし
まうような場合であっても、バッテリ電圧が当該予め定
める電圧に達した時点でバッテリの充電条件がバッテリ
電圧の更なる上昇を防止する他の条件（定電圧方式のバ
ッテリ充電を行う際の充電条件等）に変更されることに
伴い、バッテリに流れ込む電流の大きさは小さくされる
ことになる。

【００１６】即ち、本発明（請求項２）によれば、バッ
テリ電圧が予め定める電圧（所望の電圧）にまで上昇し
た時点から切換時間に至るまでの間、バッテリに急速充
電電流が流れ込み続けるといった事態は確実に防がれ、
バッテリ充電が更に適正に行われることとなる。

【００１７】次に、請求項３に記載のバッテリ充電装置
は、上記請求項１又は請求項２に記載の構成に加え、前
記制御手段は、前記急速充電モードにて充電を行った際
に時間計測を行い、充電を開始してから、前記切換時間
よりも長い時間として予め定めるトータル時間が経過し
たか否かを判定するトータル時間経過判定手段と、前記
トータル時間経過判定手段にて前記トータル時間が経過
したと判定された際に前記バッテリの充電を終了させる
充電終了手段と、を更に有することを特徴とする。

【００１８】請求項３に記載のバッテリ充電装置によれ
ば、急速充電モードのバッテリ充電を行う際の安全性を
上記の各態様（請求項１又は請求項２の態様）に比べ向
上させることができる。つまり、本発明（請求項３）に
よれば、例えば、切換時間計測用の機器（タイマー等）
等が故障したことにより電流切換手段によるバッテリの
充電電流の切換えが正常に実行されなくなり、切換時間
を経過してもバッテリに急速充電電流が流れ込み続けて
しまうようなことが起こった場合であっても、トータル
時間経過判定手段にてトータル時間が経過したと判定さ
れれば、充電終了手段にてバッテリ充電が終了され、バ
ッテリに急速充電電流が流れ続けてしまうことを防止す
ることができる分だけ、急速充電モードのバッテリ充電
を行う際の安全性が向上されるのである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面と
共に説明する。まず、図１は、バッテリによる電力を駆
動源とする電気式フォークリフト（図示省略）に装備さ
れた、本発明の一実施例としてのバッテリ充電装置を、
当該バッテリ充電装置の構成要素でない３相交流電源２
０及びバッテリ３０と共に示した概略的な回路図であ
る。

【００２０】本実施例のバッテリ充電装置は、外部電源
としての３相交流電源２０に接続プラグ１１を接続する
ことにより、電気式フォークリフトに搭載されたバッテ
リ３０に充電用の電流電圧を供給できるよう構成されて
いる。具体的には、３相交流電源２０より供給された電
源は、接続プラグ１１及び漏電ブレーカ１２を介して整
流器１３に供給され、整流器１３にて交流から直流に整
流された出力電源が、スイッチング素子１４を介してバ
ッテリ３０に供給されるよう構成されている。

【００２１】本実施例のバッテリ充電装置では、スイッ
チング素子１４のスイッチング動作によって３相交流電
源２０とバッテリ３０との間の電気的な接続の維持／切
断を繰り返させ、バッテリ３０に供給される電流電圧を
適宜変化させることにより、定電流・定電圧方式による
バッテリ充電が行えるよう構成されている。

【００２２】スイッチング素子１４の動作条件は、スイ
ッチング素子１４に接続されたコントローラ１５によっ
て変更される。具体的には、まず、コントローラ１５に
は、スイッチング素子１４とバッテリ３０との間の配線
上に配置され、バッテリに流れ込む電流Ｉを検出する電
流センサ１６と、整流器１３とバッテリ３０とをつなぐ
配線中におけるバッテリ３０に並列に接続された配線Ｌ
１中に直列に接続された抵抗ｒ１，ｒ２間の接続点ｐの
電位Ｖ_pをバッテリ電圧Ｖ（バッテリ３０の端子間電圧
値Ｖ）に対応する電圧として検出するため接続点ｐに接
続された配線Ｌ２と、バッテリ３０の充電時間を計測す
るための計時手段としてのトータルタイマー１５ａ，切
換タイマー１５ｂ及び停止タイマー１５ｃと、外気温度
の計測を行うための外気温度計測手段としてのサーミス
タ１５ｄとが接続されている。

【００２３】そして、コントローラ１５は、電流センサ
１６にて検出される電流Ｉと、配線Ｌ２を介して接続点
ｐの電位Ｖ_pに対応するものとして検出されるバッテリ
電圧Ｖと、タイマー１５ａ，１５ｂ，１５ｃにて検出さ
れる充電時間と、サーミスタ１５ｄにて検出される外気
温度とを用いてこれらの検出値に対応したスイッチング
素子１４動作用のパルス電流を生成してスイッチング素
子１４に送出することにより、スイッチング素子１４の
動作条件を変化させ、バッテリ３０の充電条件の変更を
行う。

【００２４】尚、コントローラ１５は、ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータを中心とし
て構成された装置である。また、後述のフローチャート
を用いての説明でも明らかにするように、トータルタイ
マー１５ａは、バッテリ３０の最大充電時間を計測する
ためのタイマーであり、切換タイマー１５ｂは、バッテ
リ充電を開始してからバッテリの充電電流を変更すべき
時間（後述の切換タイマー設定時間）が経過するまでの
時間を計測するためのタイマーであり、停止タイマー１
５ｃは、バッテリ充電の初期段階で行う初期定電流充電
より定電圧充電に移行した時点からバッテリ充電を停止
するまでの時間の計測を行うためのタイマーである。

【００２５】また、本実施例のバッテリ充電装置は、上
述のように定電流・定電圧方式にてバッテリ充電を行う
べく構成されたものであるが、バッテリ充電を開始した
際に最初に行う初期定電流充電のときにバッテリ３０に
流す一定の大きさの電流を通常の大きさの電流Ｉ_nとす
る普通充電モードと、当該初期定電流充電時における一
定の大きさの電流を上記の通常の大きさの電流Ｉ_nに比
べて大きな電流Ｉ_f（以下、単に急速充電電流Ｉ_fともい
う。Ｉ_f＞Ｉ_nである。）とする急速充電モードとのうち
のいずれかのモードにてバッテリ充電を行えるよう構成
されている。

【００２６】つまり、本実施例のバッテリ充電装置に
は、図示を省略した普通充電開始用ボタンと急速充電開
始用ボタンとが備えられており、当該バッテリ充電装置
の使用者（詳しくは、当該バッテリ充電装置が装備され
た電気式フォークリフトの使用者）が接続プラグ１１を
３相交流電源２０につないだ後に普通充電開始用ボタン
を押した際には、コントローラ１５（延いては、スイッ
チング素子１４）の動作により普通充電モードでのバッ
テリ充電が開始される一方、上記使用者が接続プラグ１
１を３相交流電源２０につないだ後に急速充電開始用ボ
タンを押した際には、コントローラ１５（延いては、ス
イッチング素子１４）の動作により急速充電モードでの
バッテリ充電が開始されるよう構成されている。

【００２７】尚、上記のうち普通充電モードによるバッ
テリ充電は、例えば、電気式フォークリフトの使用を終
了した夕方の終業時から電気式フォークリフトを再び稼
動させる翌日の朝までの比較的長い時間の間にバッテリ
３０の充電を行う場合等に行われるものである。また、
上記のうち急速充電モードによるバッテリ充電は、電気
式フォークリフトの稼動の合間である昼休み等を利用し
て、バッテリ３０の放電電気量を素早く補いたい場合等
において実行されるものである。

【００２８】次に、上記のように構成された本実施例の
バッテリ充電装置にて急速充電モードによるバッテリ充
電を行った際に、コントローラ１５にて実行される急速
充電処理及び最大充電時間管理処理について、図２及び
図３に示すフローチャートに沿って説明する。

【００２９】急速充電処理は、接続プラグ１１が３相交
流電源２０につながれ、急速充電開始用ボタンが押され
た際に開始される。そして、急速充電処理では、図２に
示すように、まず、Ｓ１００（Ｓはステップを表す）に
て、スイッチング素子１４へのパルス電流の送出を開始
し、電流センサ１６にて検出される電流Ｉが急速充電電
流Ｉ_fの一定電流となるようバッテリ３０を充電させる
急速充電（初期定電流充電）を開始する。また、このよ
うにバッテリ３０の充電を開始した際には、当該バッテ
リ充電の開始と同時に切換タイマー１５ｂによる計時を
開始させ、バッテリ充電を開始してからの経過時間の計
測が行われる。

【００３０】一方、図３に示す最大充電時間管理処理
は、Ｓ１００の急速充電が開始されたのと同時に開始さ
れる。具体的には、まず、Ｓ３００では、急速充電（Ｓ
１００）が開始されたのと同時にトータルタイマー１５
ａによる計時を開始させ、バッテリ充電が開始してから
の経過時間の計測を行う。

【００３１】次に、Ｓ３１０では、トータルタイマー１
５ａにて検出される経過時間が、バッテリ充電を継続す
る最大限の時間としてコントローラ１５内のＲＯＭ等に
予め記憶された、トータル時間としてのトータルタイマ
ー設定時間Ｔ_t（例えば、Ｔ_t＝１０時間）に達したか否
かの判定を行う。ここで、トータルタイマー設定時間Ｔ
_tは、バッテリ３０の過充電等による事故、不具合を防
止するため当該設定時間を経過した際には強制的にバッ
テリ充電を終了させるべく設定されるものである。尚、
トータルタイマー１５ａは、切換タイマー１５ｂや停止
タイマー１５ｃ等が故障等した場合のバックアップ用の
タイマーとして位置付けられるものであり、トータルタ
イマー設定時間Ｔ_tは、トータルタイマー１５ａのこの
ような位置付けから、後述の切換タイマー設定時間Ｔ_c
よりも長い時間として設定される。

【００３２】最大充電時間管理処理では、トータルタイ
マー設定時間Ｔ_tの上述のような位置付けから、次のよ
うな処理が行われる。即ち、Ｓ３１０で、トータルタイ
マー１５ａにて検出される経過時間がトータルタイマー
設定時間Ｔ_tに達していないと判定した場合（Ｓ３１
０：ＮＯ）は、トータルタイマー１５ａによる経過時間
の計時を継続させつつ当該判定処理（Ｓ３１０）を繰り
返し行うが、Ｓ３１０で、トータルタイマー１５ａにて
検出される経過時間がトータルタイマー設定時間Ｔ_tに
達したと判定した場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）は、Ｓ３２
０に移行し、バッテリ充電が停止される。つまり、Ｓ３
２０では、スイッチング素子１４へのパルス電流の送出
を停止させることによりバッテリ充電が終了され、当該
最大充電時間管理処理が終了される。この場合、図２に
示す急速充電処理も強制的に終了されることとなる。

【００３３】一方、上述のＳ３１０で、トータルタイマ
ー１５ａにて検出される経過時間がトータルタイマー設
定時間Ｔ_tに達していないと判定されている限りにおい
ては、図２に示す急速充電処理におけるＳ１１０〜Ｓ２
００の処理が実行される。即ち、まず、Ｓ１１０では、
切換タイマー１５ｂにて検出される経過時間が、急速充
電電流Ｉ_fにて初期定電流充電を継続する最大限の時間
としてコントローラ１５内のＲＯＭ等に予め記憶され
た、切換時間としての切換タイマー設定時間Ｔ_c（例え
ば、Ｔ_c＝１時間）に達したか否かの判定を行う。ここ
で、切換タイマー設定時間Ｔ_cは、バッテリ充電に伴う
バッテリ電圧Ｖの上昇が鈍くなった劣化バッテリに対し
て当該設定時間Ｔ_cの間継続して急速充電電流Ｉ_fでの初
期定電流充電を行ったとしてもバッテリ温度が過度に上
昇してバッテリ３０にダメージが与えられるといったこ
とは起きないと考えられる時間として設定されるもので
ある。

【００３４】そして、切換タイマー１５ｂにて検出され
る経過時間が切換タイマー設定時間Ｔ_cに達したと判定
した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）は、Ｓ１２０に移行し、
バッテリ３０に流れ込む一定電流（換言すれば、電流セ
ンサ１６にて検出される一定電流Ｉ）が上記の通常の大
きさの電流Ｉ_nとなるようスイッチング素子１４へのパ
ルス電流の特性を変化させた上で、初期定電流充電が継
続される。

【００３５】次に、続くＳ１３０では、配線Ｌ２を介し
て接続点ｐの電位Ｖ_pに対応するものとして検出される
バッテリ電圧Ｖがバッテリ３０の転極点電圧に到達した
か否かが判定される。つまり、まず、上記のようにバッ
テリ充電（初期定電流充電）がなされると、配線Ｌ２を
介して接続点ｐの電位Ｖ_pに対応するものとして検出さ
れるバッテリ電圧Ｖは徐々に上昇する。Ｓ１３０では、
このように検出されるバッテリ電圧Ｖが、バッテリ３０
の充電条件を変化させるべき所望の電圧値としてコント
ローラ１５内のＲＯＭ等に予め記憶された、バッテリ３
０の転極点電圧値に至るまで上昇したか否かが判定され
るのである。

【００３６】そして、Ｓ１３０にて、バッテリ電圧Ｖが
バッテリ３０の転極点電圧に到達していないと判定され
た場合（Ｓ１３０：ＮＯ）は、通常の大きさの電流Ｉ_n
による初期定電流充電（Ｓ１２０）の状態を維持しつつ
当該判定処理（Ｓ１３０）を繰り返し行うが、バッテリ
電圧Ｖがバッテリ３０の転極点電圧に到達したと判定さ
れた場合（Ｓ１３０：ＹＥＳ）は、後述の定電圧充電処
理（Ｓ１５０）が開始される。

【００３７】一方、上述のＳ１１０にて、切換タイマー
１５ｂにて検出される経過時間が切換タイマー設定時間
Ｔ_cに達していないと判定された場合（Ｓ１１０：Ｎ
Ｏ）は、Ｓ１４０に移行し、上記のＳ１３０での処理と
同様の処理にてバッテリ電圧Ｖがバッテリ３０の転極点
電圧に到達したか否かが判定される。

【００３８】そして、Ｓ１４０にて、バッテリ電圧Ｖが
バッテリ３０の転極点電圧に到達していないと判定され
た場合（Ｓ１４０：ＮＯ）は、急速充電電流Ｉ_fによる
初期定電流充電（Ｓ１００）の状態を維持しつつ上述の
Ｓ１１０に再び移行するが、バッテリ電圧Ｖがバッテリ
３０の転極点電圧に到達したと判定された場合（Ｓ１４
０：ＹＥＳ）は、Ｓ１５０に移行して定電圧充電処理を
行う。

【００３９】Ｓ１５０にて実行される定電圧充電処理で
は、バッテリ３０に印加される電圧Ｖ（換言すれば、配
線Ｌ２を介して接続点ｐの電位Ｖ_pに対応するものとし
て検出されるバッテリ電圧Ｖ）がバッテリ３０の転極点
電圧に保持されるようスイッチング素子１４へのパルス
電流の特性を変化させて、バッテリ３０の定電圧充電が
実行される。また、このように定電圧充電処理を開始し
た際には、当該定電圧充電処理の開始と同時に停止タイ
マー１５ｃによる計時を開始させ、当該定電圧充電処理
を開始してからの経過時間の計測が行われる。

【００４０】次に、Ｓ１６０では、停止タイマー１５ｃ
にて検出される経過時間が、上記の定電圧充電（Ｓ１５
０）から後述の終期定電流充電（Ｓ１８０）までの処理
を行うのに十分な時間としてコントローラ１５内のＲＯ
Ｍ等に予め記憶された停止タイマー設定時間Ｔ_e（例え
ば、Ｔ_e＝３時間）に達したか否かの判定を行う。

【００４１】そして、Ｓ１６０にて、停止タイマー１５
ｃにて検出される経過時間が停止タイマー設定時間Ｔ_e
に達したと判定した場合（Ｓ１６０：ＹＥＳ）はＳ２０
０に移行して、スイッチング素子１４へのパルス電流の
送出を停止させることによりバッテリ充電が終了され、
当該急速充電処理が終了される。この場合は、図３に示
す最大充電時間管理処理も強制的に終了されることとな
る。

【００４２】一方、Ｓ１６０にて、停止タイマー１５ｃ
にて検出される経過時間が停止タイマー設定時間Ｔ_eに
達していないと判定した場合（Ｓ１６０：ＮＯ）はＳ１
７０に移行して、バッテリ３０に流れ込む電流Ｉが上記
の通常の大きさの電流Ｉ_nに比べて小さな電流である終
期定電流充電移行電流Ｉ_eとなったか否かが判定され
る。

【００４３】つまり、まず、上記のように定電圧充電処
理（Ｓ１５０）が実行されると、バッテリ３０に流れ込
む電流Ｉ（電流センサ１６にて検出される電流Ｉ）は、
充電の進行と共に次第に減少していく。Ｓ１７０では、
この電流Ｉが、コントローラ１５内のＲＯＭ等に予め記
憶された終期定電流充電移行電流Ｉ_eにまで減少したか
否かの判定を行うのである。

【００４４】そして、Ｓ１７０にて、バッテリ３０に流
れ込む電流Ｉが終期定電流充電移行電流Ｉ_eにまで減少
していないと判定された場合（Ｓ１７０：ＮＯ）は、既
述したＳ１６０に再び移行し、定電圧充電（Ｓ１５０）
の状態が維持されることになるが、電流Ｉが終期定電流
充電移行電流Ｉ_eにまで減少したと判定された場合（Ｓ
１７０：ＹＥＳ）は、Ｓ１８０に移行する。

【００４５】Ｓ１８０では、バッテリ３０に流れ込む電
流Ｉが終期定電流充電移行電流Ｉ_eに維持されるようス
イッチング素子１４へのパルス電流の特性を変化させる
ことにより、バッテリ３０の終期定電流充電を行う。そ
して、続くＳ１９０では、上記のＳ１６０での処理と同
様に、停止タイマー１５ｃにて検出される経過時間が停
止タイマー設定時間Ｔ_eに達したか否かの判定を行う。

【００４６】Ｓ１９０にて、停止タイマー１５ｃにて検
出される経過時間が停止タイマー設定時間Ｔ_eに達して
いないと判定した場合（Ｓ１９０：ＮＯ）は、終期定電
流充電（Ｓ１８０）の状態を維持しつつ当該判定処理
（Ｓ１９０）を繰り返し行うが、停止タイマー１５ｃに
て検出される経過時間が停止タイマー設定時間Ｔ_eに達
したと判定した場合（Ｓ１９０：ＹＥＳ）はＳ２００に
移行して、スイッチング素子１４へのパルス電流の送出
を停止させることによりバッテリ充電が終了され、当該
急速充電処理が終了される。この場合は、図３に示す最
大充電時間管理処理も強制的に終了されることとなる。

【００４７】次に、図４も参照しながら、本実施例のバ
ッテリ充電装置によりもたらされる効果について詳述す
る。尚、図４は、バッテリ充電の際にバッテリ３０に流
れ込ませる充電電流Ｉのバッテリ充電時間の経過に伴う
変化を模式的に示したものである。

【００４８】まず、本実施例のバッテリ充電装置では、
図４（ａ）にも示されているように、急速充電電流Ｉ_f
での初期定電流充電の継続時間が切換タイマー設定時間
Ｔ_cに達した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、バッテリ電圧
Ｖがバッテリ３０の転極点電圧より小さいどのような値
であっても、バッテリ３０の充電電流Ｉは、通常の大き
さの電流（普通充電電流）Ｉ_nに切換えられる（Ｓ１２
０）。

【００４９】従って、本実施例によれば、バッテリ充電
に伴うバッテリ電圧Ｖの上昇が鈍くなった劣化バッテリ
に対して急速充電モードによる充電を行った場合であっ
ても、バッテリ３０に急速充電電流Ｉ_fが流れ込み続け
る上限の時間を切換タイマー設定時間Ｔ_cとすることが
でき、バッテリ温度が過度に上昇してバッテリ３０にダ
メージが与えられることになるといった事態を回避でき
る。即ち、本実施例によれば、急速充電モードにて劣化
バッテリを充電した場合であっても、バッテリ充電を適
正に行うことができる。

【００５０】尚、図４（ａ）には、バッテリ３０の充電
電流Ｉが通常の大きさの電流Ｉ_nに切換えられた後にお
ける当該充電電流Ｉの変化も示されている。即ち、本実
施例のバッテリ充電装置によれば、通常の大きさの電流
Ｉ_nにて初期定電流充電を継続している際にバッテリ電
圧Ｖがバッテリ３０の転極点電圧に到達すると（Ｓ１３
０：ＹＥＳ）、その時点Ｔ１でバッテリ３０の充電条件
が定電圧充電（Ｓ１５０）の条件に変更され、更に、そ
の後、バッテリ３０の充電電流Ｉが終期定電流充電移行
電流（終期充電電流）Ｉ_eにまで減少すると（Ｓ１７
０：ＹＥＳ）、その時点Ｔ２でバッテリ３０の充電条件
が終期定電流充電（Ｓ１８０）の条件に変更され、その
後、定電圧充電（Ｓ１５０）を開始してから停止タイマ
ー設定時間Ｔ_eが経過した時点Ｔ３（Ｓ１９０：ＹＥ
Ｓ）にてバッテリ充電が終了される（Ｓ２００）ことが
示されている。

【００５１】また、一方、本実施例のバッテリ充電装置
では、図４（ｂ）にも示されているように、バッテリ電
圧Ｖが切換タイマー設定時間Ｔ_cよりも短い時間Ｔ１’
（Ｔ１’＜Ｔ_c）でバッテリ３０の転極点電圧に至るま
で上昇した場合（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、バッテリ３０の
充電条件が定電圧充電（Ｓ１５０）の条件に変更され
る。

【００５２】従って、本実施例によれば、バッテリ電圧
Ｖが速やかに上昇して、バッテリ電圧Ｖが切換タイマー
設定時間Ｔ_cよりも短い時間Ｔ１’でバッテリ３０の転
極点電圧に至るまで上昇してしまうような場合であって
も、時点Ｔ１’でバッテリ３０の充電条件を定電圧充電
（Ｓ１５０）の条件に変更することに伴い、バッテリ３
０に流れ込む電流Ｉの大きさを小さくさせることができ
る（図４（ｂ）における時点Ｔ１’〜Ｔ２’間の充電電
流Ｉの変化参照）。

【００５３】即ち、本実施例によれば、バッテリ電圧Ｖ
がバッテリ３０の転極点電圧にまで上昇した時点Ｔ１’
から切換タイマー設定時間Ｔ_cに至るまでの間、バッテ
リ３０に急速充電電流Ｉ_fが流れ込み続けるといった事
態も確実に防がれ、この点においてもバッテリ充電が適
正に行われることとなる。

【００５４】尚、図４（ｂ）には、次のことも示されて
いる。即ち、バッテリ３０の定電圧充電（Ｓ１５０）を
行っている際にバッテリ３０の充電電流Ｉが終期定電流
充電移行電流（終期充電電流）Ｉ_eにまで減少すると
（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、その時点Ｔ２’でバッテリ３０
の充電条件が終期定電流充電（Ｓ１８０）の条件に変更
され、その後、定電圧充電（Ｓ１５０）を開始してから
停止タイマー設定時間Ｔ _eが経過した時点Ｔ３’（Ｓ１
９０：ＹＥＳ）にてバッテリ充電が終了される（Ｓ２０
０）ことが示されている。

【００５５】一方、更に、本実施例のバッテリ充電装置
では、バッテリ充電の継続時間がトータルタイマー設定
時間Ｔ_tにまで達してしまった場合（Ｓ３１０：ＹＥ
Ｓ）、バッテリ充電が強制的に停止・終了される（Ｓ３
２０）。つまり、本実施例のバッテリ充電装置によれ
ば、例えば、切換タイマー１５ｂや停止タイマー１５ｃ
等が故障してバッテリ３０の充電条件の変更やバッテリ
充電の終了が正常にできなくなった場合であっても、ト
ータルタイマー設定時間Ｔ _tが経過した時点で確実にバ
ッテリ充電が停止・終了されることになる。

【００５６】従って、本実施例によれば、本実施例のバ
ッテリ充電装置のようにトータルタイマー１５ａを用い
た充電継続時間の管理を行わないバッテリ充電装置に比
べ、バッテリ充電を安全に実行・完了させることができ
る。尚、本実施例においては、３相交流電源２０とバッ
テリ３０とを接続する回路構成（接続プラグ１１、漏電
ブレーカ１２、整流器１３を含んだ回路構成）が本発明
の充電手段に相当する。また、コントローラ１５とスイ
ッチング素子１４との組合せが本発明の制御手段に相当
し、抵抗ｒ１，ｒ２を含んだ配線Ｌ１、配線Ｌ１との接
続点ｐを有する配線Ｌ２を含んだバッテリ電圧Ｖ検出用
の機構が本発明の電圧検出手段に相当する。また、図２
及び図３に示したフローチャートにおいて、Ｓ１００で
切換タイマー１５ｂによる計時を開始させる部分とＳ１
１０との組合せは、本発明の切換時間経過判定手段に相
当し、Ｓ１２０は、本発明の電流切換手段に相当する。
また、Ｓ１４０は、本発明のバッテリ電圧判定手段に相
当し、Ｓ１４０にてバッテリ電圧Ｖがバッテリ３０の転
極点電圧に到達したと判定された際に実行されるＳ１５
０は、本発明の充電条件変更手段に相当する。また、Ｓ
３００とＳ３１０との組合せは、本発明のトータル時間
経過判定手段に相当し、Ｓ３２０は、本発明の充電終了
手段に相当する。

【００５７】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、
種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例で
は、上記実施例に係るバッテリ充電装置が電気式フォー
クリフトに装備されたものであるとしたが、電気式フォ
ークリフトに限らず他の機器（例えば、電気式の産業車
両等のバッテリ式電動車両等）に装備されたものであっ
ても良く、この場合も上記実施例と同様の作用効果を奏
することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のバッテリ充電装置を示す概略的な回
路図である。

【図２】 実施例のバッテリ充電装置におけるコントロ
ーラにて実行される急速充電処理を表すフローチャート
である。

【図３】 実施例のバッテリ充電装置におけるコントロ
ーラにて実行される最大充電時間管理処理を表すフロー
チャートである。

【図４】 バッテリに流れ込ませる充電電流の充電時間
の経過に伴う変化を模式的に表した説明図であり、
（ａ）は、切換タイマー設定時間に至るまで急速充電電
流での定電流充電が行われた場合の充電電流の変化を説
明する説明図、（ｂ）は、切換タイマー設定時間に至る
前にバッテリ電圧がバッテリの転極点電圧に達してしま
った場合の充電電流の変化を説明する説明図である。

【符号の説明】 １１…接続プラグ、１２…漏電ブレーカ、１３…整流
器、１４…スイッチング素子、１５…コントローラ、１
５ａ…トータルタイマー、１５ｂ…切換タイマー、１５
ｃ…停止タイマー、２０…３相交流電源、３０…バッテ
リ

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 Ｈ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部電源に接続されることで、該外部電
   源からバッテリにバッテリ充電用の電流電圧を供給する
   充電手段と、 前記充電手段による前記バッテリの充電状態を制御する
   制御手段と、 を備え、前記バッテリの充電を行う際に前記バッテリに
   通常の大きさの電流を流す普通充電モードと、前記バッ
   テリの充電を行う際に前記バッテリに通常の大きさの電
   流に比べて大きな電流を流す急速充電モードとのうちの
   いずれかのモードにて前記バッテリを充電可能なバッテ
   リ充電装置であって、 前記制御手段は、 前記急速充電モードにて充電を行った際に時間計測を行
   い、充電を開始してから、予め定める切換時間が経過し
   たか否かを判定する切換時間経過判定手段と、 前記切換時間経過判定手段にて前記切換時間が経過した
   と判定された際に充電電流を前記通常の大きさの電流に
   切り換える電流切換手段と、 を有することを特徴とするバッテリ充電装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、 前記バッテリのバッテリ電圧を検出する電圧検出手段
   と、 前記電圧検出手段による検出値を用いて、前記バッテリ
   電圧が前記切換時間よりも短い時間で、予め定める電圧
   に至るまで上昇したか否かを判定するバッテリ電圧判定
   手段と、 前記バッテリ電圧判定手段にて前記バッテリ電圧が前記
   切換時間よりも短い時間で前記予め定める電圧にまで上
   昇したと判定された際に、前記バッテリの充電条件を前
   記バッテリ電圧の更なる上昇を防止する他の条件に変化
   させる充電条件変更手段と、 を更に有することを特徴とする請求項１に記載のバッテ
   リ充電装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、 前記急速充電モードにて充電を行った際に時間計測を行
   い、充電を開始してから、前記切換時間よりも長い時間
   として予め定めるトータル時間が経過したか否かを判定
   するトータル時間経過判定手段と、 前記トータル時間経過判定手段にて前記トータル時間が
   経過したと判定された際に前記バッテリの充電を終了さ
   せる充電終了手段と、 を更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に
   記載のバッテリ充電装置。