JP2003319565A - 充電監視装置 - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 監視対象である充電中の電池の電圧を計測す
る電圧計測手段の異常動作を検出して、的確な電池の監
視を可能とする。 【解決手段】 充電対象の電池ＢＴの電圧を計測する電
圧計測手段ＶＭが備えられて、電池ＢＴの充電状態を監
視する充電監視装置において、電圧計測手段ＶＭにて計
測した電圧の時間に対する変化の変動、又は、電圧計測
手段ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化の
変動に基づいて、電池ＢＴに対する充電状態が異常か否
かを判断する充電異常監視手段ＣＦと、充電異常監視手
段ＣＦが、充電状態が異常であると判断した場合におけ
る、電圧計測手段ＶＭの計測電圧に基づいて、電圧計測
手段ＶＭの動作が異常であるか否かを判断する計測状態
監視手段ＭＣとが設けられている。
る電圧計測手段の異常動作を検出して、的確な電池の監
視を可能とする。 【解決手段】 充電対象の電池ＢＴの電圧を計測する電
圧計測手段ＶＭが備えられて、電池ＢＴの充電状態を監
視する充電監視装置において、電圧計測手段ＶＭにて計
測した電圧の時間に対する変化の変動、又は、電圧計測
手段ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化の
変動に基づいて、電池ＢＴに対する充電状態が異常か否
かを判断する充電異常監視手段ＣＦと、充電異常監視手
段ＣＦが、充電状態が異常であると判断した場合におけ
る、電圧計測手段ＶＭの計測電圧に基づいて、電圧計測
手段ＶＭの動作が異常であるか否かを判断する計測状態
監視手段ＭＣとが設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、充電対象の電池の
電圧を計測する電圧計測手段が備えられて、前記電池の
充電状態を監視する充電監視装置に関する。
電圧を計測する電圧計測手段が備えられて、前記電池の
充電状態を監視する充電監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】かかる充電監視装置は、充電対象の電池
の電圧を電圧計測手段にてモニタして、過充電となって
いるか否かの監視を行う。一般には、過充電か否かを判
別するための電圧値を設定し、電圧計測手段による電池
の電圧の計測値と、その判別用の電圧値とを比較して過
充電か否かを判断している。ところで、従来は、前記電
圧計測手段が適正に作動しているか否かを判断するため
の手段は特に備えられていなかった。
の電圧を電圧計測手段にてモニタして、過充電となって
いるか否かの監視を行う。一般には、過充電か否かを判
別するための電圧値を設定し、電圧計測手段による電池
の電圧の計測値と、その判別用の電圧値とを比較して過
充電か否かを判断している。ところで、従来は、前記電
圧計測手段が適正に作動しているか否かを判断するため
の手段は特に備えられていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現実に
は、回路部品の経時変化による不具合等によって、電圧
計測手段が動作異常を起こし、的確な電池の監視を行え
ない事態が発生する虞がある。本発明は、かかる実情に
鑑みてなされたものであって、その目的は、監視対象の
電池の電圧を計測する電圧計測手段の異常動作を検出し
て、的確な電池の監視を可能とする点にある。
は、回路部品の経時変化による不具合等によって、電圧
計測手段が動作異常を起こし、的確な電池の監視を行え
ない事態が発生する虞がある。本発明は、かかる実情に
鑑みてなされたものであって、その目的は、監視対象の
電池の電圧を計測する電圧計測手段の異常動作を検出し
て、的確な電池の監視を可能とする点にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記請求項１記載の構成
を備えることにより、充電対象の電池の電圧を計測する
電圧計測手段が備えられて、前記電池の充電状態を監視
する充電監視装置において、前記電圧計測手段にて計測
した電圧の時間に対する変化の変動、又は、前記電圧計
測手段にて計測した電圧の充電電気量に対する変化の変
動に基づいて、前記電池に対する充電状態が異常か否か
を判断する充電異常監視手段と、前記充電異常監視手段
が、充電状態が異常であると判断した場合における、前
記電圧計測手段の計測電圧に基づいて、前記電圧計測手
段の動作が異常であるか否かを判断する計測状態監視手
段とが設けられている。
を備えることにより、充電対象の電池の電圧を計測する
電圧計測手段が備えられて、前記電池の充電状態を監視
する充電監視装置において、前記電圧計測手段にて計測
した電圧の時間に対する変化の変動、又は、前記電圧計
測手段にて計測した電圧の充電電気量に対する変化の変
動に基づいて、前記電池に対する充電状態が異常か否か
を判断する充電異常監視手段と、前記充電異常監視手段
が、充電状態が異常であると判断した場合における、前
記電圧計測手段の計測電圧に基づいて、前記電圧計測手
段の動作が異常であるか否かを判断する計測状態監視手
段とが設けられている。
【０００５】すなわち、例えば過充電の状態となった場
合のように、電池の充電状態が異常となったときは、電
池の電圧が時間あるいは充電電気量に対して、正常時に
は緩やかに変化していたものが、急に変化が大となり、
変化のしかたが変動する。この変化のしかたの変動によ
って充電状態が異常か否かを判断できるのである。更に
具体的に説明すると、例えば、電池の電圧を時間によっ
て微分や２階微分等することによって電池の電圧の時間
に対する変化を求めて、その変化が設定値を超える程の
変動をしたか否かによって充電状態が異常か否かを判断
できる。あるいは、例えば、電池の電圧を充電電気量に
よって微分や２階微分等することによって電池の電圧の
充電電気量に対する変化を求めて、その変化が設定値を
超える程の変動をしたか否かによって充電状態が異常か
否かを判断できる。このような電圧の変化状態に着目し
た充電状態の良否の判断手法では、電池の電圧を計測す
る電圧計測手段の動作が異常となり、電圧計測手段によ
って得られた電圧値が本来の電圧値からずれた値となっ
てしまった場合でも、的確に充電状態が異常か否かを判
断できる。
合のように、電池の充電状態が異常となったときは、電
池の電圧が時間あるいは充電電気量に対して、正常時に
は緩やかに変化していたものが、急に変化が大となり、
変化のしかたが変動する。この変化のしかたの変動によ
って充電状態が異常か否かを判断できるのである。更に
具体的に説明すると、例えば、電池の電圧を時間によっ
て微分や２階微分等することによって電池の電圧の時間
に対する変化を求めて、その変化が設定値を超える程の
変動をしたか否かによって充電状態が異常か否かを判断
できる。あるいは、例えば、電池の電圧を充電電気量に
よって微分や２階微分等することによって電池の電圧の
充電電気量に対する変化を求めて、その変化が設定値を
超える程の変動をしたか否かによって充電状態が異常か
否かを判断できる。このような電圧の変化状態に着目し
た充電状態の良否の判断手法では、電池の電圧を計測す
る電圧計測手段の動作が異常となり、電圧計測手段によ
って得られた電圧値が本来の電圧値からずれた値となっ
てしまった場合でも、的確に充電状態が異常か否かを判
断できる。
【０００６】つまり、電圧計測手段によって得られた電
圧値の絶対値は信頼できないものの、その電圧値の時間
に対する変化、あるいは、充電電気量に対する変化、す
なわち相対値については、電池に対する充電の状態が異
常か否かを判断をできる程度の信頼性を有している場合
が多いのである。このような状況は、電圧計測手段を構
成する回路の回路部品が経年変化によって特性が変化し
て電圧計測手段が動作異常となった場合に起こり得るも
のである。従って、逆に、電圧値の時間に対する変化、
あるいは、充電電気量に対する変化がどのように変動し
たかによって充電状態が異常であると判断したにも拘わ
らず、電圧計測手段の計測電圧値が異常な電圧上昇を示
す値となっていなければ、その電圧計測手段に何らかの
異常が発生していると特定できる。もって、監視対象の
電池の電圧を計測する電圧計測手段の異常動作を検出し
て、的確な電池の監視が可能となった。
圧値の絶対値は信頼できないものの、その電圧値の時間
に対する変化、あるいは、充電電気量に対する変化、す
なわち相対値については、電池に対する充電の状態が異
常か否かを判断をできる程度の信頼性を有している場合
が多いのである。このような状況は、電圧計測手段を構
成する回路の回路部品が経年変化によって特性が変化し
て電圧計測手段が動作異常となった場合に起こり得るも
のである。従って、逆に、電圧値の時間に対する変化、
あるいは、充電電気量に対する変化がどのように変動し
たかによって充電状態が異常であると判断したにも拘わ
らず、電圧計測手段の計測電圧値が異常な電圧上昇を示
す値となっていなければ、その電圧計測手段に何らかの
異常が発生していると特定できる。もって、監視対象の
電池の電圧を計測する電圧計測手段の異常動作を検出し
て、的確な電池の監視が可能となった。
【０００７】又、上記請求項２記載の構成を備えること
により、前記充電異常監視手段は、前記電池に対する充
電期間の初期においては、前記電池に対する充電状態が
異常であるとは判断しないように構成されている。すな
わち、本発明の発明者による実験の結果、充電対象の電
池の放電深度が深いときは、充電開始期間の初期におい
て、電池の電圧の急激な上昇が見られる場合があった。
このような充電開始当初の急激な電池電圧の上昇は、充
電状態の異常を示すものではない。そこで、少なくと
も、充電開始当初の急激な電池電圧の上昇が、充電状態
の異常の有無を判断するための電池電圧の時間に対する
変化あるいは電池電圧の充電電気量に対する変化につい
ての判断条件に照らして前記充電異常監視手段が充電状
態が異常であると判断してしまうことを回避出来る程度
に小さくなるまでの充電期間の初期においては、前記電
池に対する充電状態が異常であるとは判断しないように
構成することで、的確な充電状態の良否の判別を行える
ものとなった。
により、前記充電異常監視手段は、前記電池に対する充
電期間の初期においては、前記電池に対する充電状態が
異常であるとは判断しないように構成されている。すな
わち、本発明の発明者による実験の結果、充電対象の電
池の放電深度が深いときは、充電開始期間の初期におい
て、電池の電圧の急激な上昇が見られる場合があった。
このような充電開始当初の急激な電池電圧の上昇は、充
電状態の異常を示すものではない。そこで、少なくと
も、充電開始当初の急激な電池電圧の上昇が、充電状態
の異常の有無を判断するための電池電圧の時間に対する
変化あるいは電池電圧の充電電気量に対する変化につい
ての判断条件に照らして前記充電異常監視手段が充電状
態が異常であると判断してしまうことを回避出来る程度
に小さくなるまでの充電期間の初期においては、前記電
池に対する充電状態が異常であるとは判断しないように
構成することで、的確な充電状態の良否の判別を行える
ものとなった。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の充電監視装置の実
施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の充電
監視装置ＣＣは、図１に概略的に示すように、充電回路
１によって電池ＢＴの１例であるリチウム・イオン電池
に充電する場合において、充電が適正に行われているか
否かを監視し、充電状態が異常状態となっていれば充電
作業を停止させる役割を担っている。
施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の充電
監視装置ＣＣは、図１に概略的に示すように、充電回路
１によって電池ＢＴの１例であるリチウム・イオン電池
に充電する場合において、充電が適正に行われているか
否かを監視し、充電状態が異常状態となっていれば充電
作業を停止させる役割を担っている。
【０００９】充電監視装置ＣＣには、充電状態を監視す
るために、充電回路１に接続された電池ＢＴへの充電電
流を計測する電流検出器２と、電池ＢＴの電圧を計測す
るための電圧計測手段ＶＭと、電圧計測手段ＶＭ及び電
流検出器２の検出情報に基づいて充電状態の監視処理を
実行制御する充電監視制御部３とが備えられている。電
圧計測手段ＶＭは、電池ＢＴの端子間電圧を設定比率で
減圧する減衰器４と、減衰器４の出力電圧をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器５と、Ａ／Ｄ変換器５にＡ／Ｄ変換用
の基準電圧を供給する基準電圧発生回路６とを主要部と
して構成されている。
るために、充電回路１に接続された電池ＢＴへの充電電
流を計測する電流検出器２と、電池ＢＴの電圧を計測す
るための電圧計測手段ＶＭと、電圧計測手段ＶＭ及び電
流検出器２の検出情報に基づいて充電状態の監視処理を
実行制御する充電監視制御部３とが備えられている。電
圧計測手段ＶＭは、電池ＢＴの端子間電圧を設定比率で
減圧する減衰器４と、減衰器４の出力電圧をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器５と、Ａ／Ｄ変換器５にＡ／Ｄ変換用
の基準電圧を供給する基準電圧発生回路６とを主要部と
して構成されている。
【００１０】本実施の形態における充電監視装置ＣＣの
具体的な機能は、主に、電流検出器２及び電圧計測手段
ＶＭの計測情報に基づいて、電池ＢＴの端子間電圧が異
常な上昇を示したときに、充電回路１による充電作業を
停止する機能と、電圧計測手段ＶＭが正常に機能してい
るか否かを監視する機能との２つの機能である。先ず、
電池ＢＴの端子間電圧の異常な上昇の検出手法につい
て、実際の電圧の計測例に基づいて説明する。図２にお
いて、放電深度の深い状態から電圧計測手段ＶＭにて計
測した電池ＢＴの端子間電圧の変化を、横軸に充電電気
量（Ａｈ）をとって実線Ａにて示す。尚、図２では、横
軸を定格の充電電気量を１００％としたパーセント表示
にて示しているが、実質的に充電電気量を示している。
具体的な機能は、主に、電流検出器２及び電圧計測手段
ＶＭの計測情報に基づいて、電池ＢＴの端子間電圧が異
常な上昇を示したときに、充電回路１による充電作業を
停止する機能と、電圧計測手段ＶＭが正常に機能してい
るか否かを監視する機能との２つの機能である。先ず、
電池ＢＴの端子間電圧の異常な上昇の検出手法につい
て、実際の電圧の計測例に基づいて説明する。図２にお
いて、放電深度の深い状態から電圧計測手段ＶＭにて計
測した電池ＢＴの端子間電圧の変化を、横軸に充電電気
量（Ａｈ）をとって実線Ａにて示す。尚、図２では、横
軸を定格の充電電気量を１００％としたパーセント表示
にて示しているが、実質的に充電電気量を示している。
【００１１】電池ＢＴの電圧（端子間電圧）は、充電初
期において急速に立ち上がった後、充電の進行に伴って
一定の割合で上昇し、定格の充電電気量を超えた後、し
ばらくしてから再び急速に異常な上昇を示す。この異常
な上昇は、過充電である場合に典型的であり、この異常
な上昇を検出することによって充電状態の異常を検出で
きる。本実施の形態では、この電池ＢＴの電圧の異常な
上昇を２つの方法で検出している。第１番目の方法は、
例えば図２において矢印Ｄで示す位置の電圧値をしきい
値として設定して、電圧計測手段ＶＭの検出電圧値がそ
のしきい値を超えたときに異常な電圧上昇が発生したと
判断する方法である。第２番目の方法は、電圧計測手段
ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化がどの
ように変動するかに着目して電圧の異常な上昇を検知す
る方法である。このように２つの手法で充電状態の監視
を行っているのは、何らかの理由により電圧計測手段Ｖ
Ｍが動作異常を起こし、その計測電圧が信頼できない異
常な値となった場合でも、電圧の急激な上昇を検出する
ためである。
期において急速に立ち上がった後、充電の進行に伴って
一定の割合で上昇し、定格の充電電気量を超えた後、し
ばらくしてから再び急速に異常な上昇を示す。この異常
な上昇は、過充電である場合に典型的であり、この異常
な上昇を検出することによって充電状態の異常を検出で
きる。本実施の形態では、この電池ＢＴの電圧の異常な
上昇を２つの方法で検出している。第１番目の方法は、
例えば図２において矢印Ｄで示す位置の電圧値をしきい
値として設定して、電圧計測手段ＶＭの検出電圧値がそ
のしきい値を超えたときに異常な電圧上昇が発生したと
判断する方法である。第２番目の方法は、電圧計測手段
ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化がどの
ように変動するかに着目して電圧の異常な上昇を検知す
る方法である。このように２つの手法で充電状態の監視
を行っているのは、何らかの理由により電圧計測手段Ｖ
Ｍが動作異常を起こし、その計測電圧が信頼できない異
常な値となった場合でも、電圧の急激な上昇を検出する
ためである。
【００１２】第２番目の方法を更に説明すると、電圧計
測手段ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化
を示す量として、図２において、電圧を充電電気量で微
分したものを１点鎖線Ｂにて示しており、電圧を充電電
気量で２階微分したものを破線Ｃにて示している。尚、
１点鎖線Ｂの表示においては、比較のために定数部分を
無視して表示している。このように、電圧計測手段ＶＭ
にて計測した電圧の充電電気量に対する変化に着目する
と、たとえ電圧計測手段ＶＭから得られる計測電圧の絶
対値が信頼性の低いものとなってしまった場合でも、そ
の変化状態は有用な情報として利用できる場合が少なく
ないので、例えば図２に矢印Ｄで示す位置での１点鎖線
Ｂあるいは破線Ｃとの交点を電圧の異常上昇を判別する
ための判別値として設定して、電圧計測手段ＶＭにて計
測した電圧の充電電気量に対する変化が、その判別値を
超えるほどに変動した場合に、電池ＢＴの電圧の充電状
態が異常（通常は過充電）であると判断できる。このよ
うに、電圧値の絶対値自体が信頼できない値となって
も、その電圧の変化のしかたについては十分信頼できる
ような電圧計測手段ＶＭの異常としては、例えば、基準
電圧発生回路６の構成部品に不具合が発生し出力基準電
圧の値がシフトしてしまったような場合や、減衰器４の
構成部品が不具合となって減圧率がシフトしてしまった
ような場合が想定される。
測手段ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化
を示す量として、図２において、電圧を充電電気量で微
分したものを１点鎖線Ｂにて示しており、電圧を充電電
気量で２階微分したものを破線Ｃにて示している。尚、
１点鎖線Ｂの表示においては、比較のために定数部分を
無視して表示している。このように、電圧計測手段ＶＭ
にて計測した電圧の充電電気量に対する変化に着目する
と、たとえ電圧計測手段ＶＭから得られる計測電圧の絶
対値が信頼性の低いものとなってしまった場合でも、そ
の変化状態は有用な情報として利用できる場合が少なく
ないので、例えば図２に矢印Ｄで示す位置での１点鎖線
Ｂあるいは破線Ｃとの交点を電圧の異常上昇を判別する
ための判別値として設定して、電圧計測手段ＶＭにて計
測した電圧の充電電気量に対する変化が、その判別値を
超えるほどに変動した場合に、電池ＢＴの電圧の充電状
態が異常（通常は過充電）であると判断できる。このよ
うに、電圧値の絶対値自体が信頼できない値となって
も、その電圧の変化のしかたについては十分信頼できる
ような電圧計測手段ＶＭの異常としては、例えば、基準
電圧発生回路６の構成部品に不具合が発生し出力基準電
圧の値がシフトしてしまったような場合や、減衰器４の
構成部品が不具合となって減圧率がシフトしてしまった
ような場合が想定される。
【００１３】次に、電圧計測手段ＶＭが正常に動作して
いるか否かを監視する機能について説明する。電圧計測
手段ＶＭが正常に動作しているか否かの監視は、上記の
電圧の計測値の絶対値が信頼できない場合でも、電圧の
異常な上昇を的確に検出できるようにする構成を逆に利
用するものであり、電池ＢＴの電圧の充電状態が異常で
あると判断できるほどに電池ＢＴの電圧が異常な上昇を
示したときでも、電圧計測手段の計測値が異常な電圧値
となっていない場合は、本来異常な計測値を示すべき電
圧計測手段ＶＭの動作が異常であると判断できるのであ
る。本実施の形態では、上述のように、電圧計測手段Ｖ
Ｍの計測値を判別値と比較する前記第１番目の方法と、
電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して微分す
るあるいは２階微分するのに相当する処理を行って、そ
の結果を判別値と比較する前記第２番目の方法の２つの
方法を併用しているので、夫々の判別値を適切に設定す
ることで、前記第１番目の方法で異常検出しない場合に
おいて、前記第２番目の方法で異常と判断された場合
は、直ちに電圧計測手段ＶＭの動作が異常であると判断
できる。
いるか否かを監視する機能について説明する。電圧計測
手段ＶＭが正常に動作しているか否かの監視は、上記の
電圧の計測値の絶対値が信頼できない場合でも、電圧の
異常な上昇を的確に検出できるようにする構成を逆に利
用するものであり、電池ＢＴの電圧の充電状態が異常で
あると判断できるほどに電池ＢＴの電圧が異常な上昇を
示したときでも、電圧計測手段の計測値が異常な電圧値
となっていない場合は、本来異常な計測値を示すべき電
圧計測手段ＶＭの動作が異常であると判断できるのであ
る。本実施の形態では、上述のように、電圧計測手段Ｖ
Ｍの計測値を判別値と比較する前記第１番目の方法と、
電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して微分す
るあるいは２階微分するのに相当する処理を行って、そ
の結果を判別値と比較する前記第２番目の方法の２つの
方法を併用しているので、夫々の判別値を適切に設定す
ることで、前記第１番目の方法で異常検出しない場合に
おいて、前記第２番目の方法で異常と判断された場合
は、直ちに電圧計測手段ＶＭの動作が異常であると判断
できる。
【００１４】以下、充電監視制御部３が定期的に実行す
る図３のフロチャートに基づいて具体的な処理を説明す
る。図３の処理では、電流検出器２が検出する電流を時
間積分する形でその時点までの充電電気量を算出する処
理を、その求めた充電電気量が設定量増加するまで繰返
し実行する（ステップ＃１，＃２）。尚、この処理を実
行するために、充電監視制御部３は、各回の充電電気量
の算出値を次回の充電電気量の算出時まで記憶してい
る。求めた充電電気量が設定量増加すると（ステップ＃
２）、電圧計測手段ＶＭの計測電圧を取り込み、その電
圧値が電圧に異常な上昇を検知するための判別用電圧値
を超えているか否かを判断する（ステップ＃３）。この
判別用電圧値としては、上記したように、例えば、図２
に例示したデータにおいて矢印Ｄで示す位置での電圧値
に設定しておけば良い。
る図３のフロチャートに基づいて具体的な処理を説明す
る。図３の処理では、電流検出器２が検出する電流を時
間積分する形でその時点までの充電電気量を算出する処
理を、その求めた充電電気量が設定量増加するまで繰返
し実行する（ステップ＃１，＃２）。尚、この処理を実
行するために、充電監視制御部３は、各回の充電電気量
の算出値を次回の充電電気量の算出時まで記憶してい
る。求めた充電電気量が設定量増加すると（ステップ＃
２）、電圧計測手段ＶＭの計測電圧を取り込み、その電
圧値が電圧に異常な上昇を検知するための判別用電圧値
を超えているか否かを判断する（ステップ＃３）。この
判別用電圧値としては、上記したように、例えば、図２
に例示したデータにおいて矢印Ｄで示す位置での電圧値
に設定しておけば良い。
【００１５】電圧計測手段ＶＭの計測電圧が前記判別用
電圧値を超えていれば（ステップ＃３）、充電状態が異
常であると判断して、充電回路１から電池ＢＴへの通電
経路に備えたスイッチ７を切断して充電を停止する（ス
テップ＃８）。前記判別用電圧値を超えていなければ
（ステップ＃３）、引き続いて、電圧計測手段ＶＭにて
計測した電圧の充電電気量に対する変化に基づいて充電
状態の異常の存否を判断する。すなわち、先ず、前回に
ステップ＃４の処理を実行したときの計測電圧と、この
時点での電圧計測手段ＶＭの計測電圧との差をとって、
電圧変化量を算出する（ステップ＃４）。この電圧変化
量の算出は、ステップ＃４の処理が充電電気量が前記設
定値増加する度に実行されることから、電圧計測手段Ｖ
Ｍの計測値を充電電気量に対して微分するのに相当する
処理となっている。
電圧値を超えていれば（ステップ＃３）、充電状態が異
常であると判断して、充電回路１から電池ＢＴへの通電
経路に備えたスイッチ７を切断して充電を停止する（ス
テップ＃８）。前記判別用電圧値を超えていなければ
（ステップ＃３）、引き続いて、電圧計測手段ＶＭにて
計測した電圧の充電電気量に対する変化に基づいて充電
状態の異常の存否を判断する。すなわち、先ず、前回に
ステップ＃４の処理を実行したときの計測電圧と、この
時点での電圧計測手段ＶＭの計測電圧との差をとって、
電圧変化量を算出する（ステップ＃４）。この電圧変化
量の算出は、ステップ＃４の処理が充電電気量が前記設
定値増加する度に実行されることから、電圧計測手段Ｖ
Ｍの計測値を充電電気量に対して微分するのに相当する
処理となっている。
【００１６】次に、算出した電圧変化量が、電圧の異常
な上昇を検知するための判別用電圧変化量を超えている
か否かを判断する。この判別用電圧変化量としては、例
えば、図２に例示したデータにおいて矢印Ｄで示す位置
での電圧値の微分値（１点鎖線Ｂにて示すもの）に設定
しておけば良い。前記判別用電圧変化量を超えていなけ
れば、この時点での図３の充電監視処理を終了し、超え
ていれば、この時点の充電電気量が、電池ＢＴに対する
充電期間の初期におけるものか否かを判断する（ステッ
プ＃６）。これは、図２に例示するように、電圧値を充
電電気量に対して微分したときの充電期間初期における
値の変動を異常状態として検出してしまうのを回避する
ためであり、このための判断基準としては、図２におい
て、例えば矢印Ｅで示す位置のように、少なくとも、充
電開始当初の急激な電池電圧の上昇の程度が、充電状態
の異常の有無を判断するための電池電圧の充電電気量に
対する変化についての判断条件（すなわち、矢印Ｄで示
す位置での電圧値の微分値を超えているか否か）に照ら
して、充電状態が異常であると判断してしまうことを回
避出来る程度に小さくなるまで（すなわち、矢印Ｄで示
す位置での電圧値の微分値より小さくなるまで）の期間
は、充電期間の初期であると判断すれば良い。
な上昇を検知するための判別用電圧変化量を超えている
か否かを判断する。この判別用電圧変化量としては、例
えば、図２に例示したデータにおいて矢印Ｄで示す位置
での電圧値の微分値（１点鎖線Ｂにて示すもの）に設定
しておけば良い。前記判別用電圧変化量を超えていなけ
れば、この時点での図３の充電監視処理を終了し、超え
ていれば、この時点の充電電気量が、電池ＢＴに対する
充電期間の初期におけるものか否かを判断する（ステッ
プ＃６）。これは、図２に例示するように、電圧値を充
電電気量に対して微分したときの充電期間初期における
値の変動を異常状態として検出してしまうのを回避する
ためであり、このための判断基準としては、図２におい
て、例えば矢印Ｅで示す位置のように、少なくとも、充
電開始当初の急激な電池電圧の上昇の程度が、充電状態
の異常の有無を判断するための電池電圧の充電電気量に
対する変化についての判断条件（すなわち、矢印Ｄで示
す位置での電圧値の微分値を超えているか否か）に照ら
して、充電状態が異常であると判断してしまうことを回
避出来る程度に小さくなるまで（すなわち、矢印Ｄで示
す位置での電圧値の微分値より小さくなるまで）の期間
は、充電期間の初期であると判断すれば良い。
【００１７】充電期間の初期であるときは（ステップ＃
６）、この時点で算出した前記電圧変化量が前記判別用
電圧変化量を超えていても異常ではないので、図３の充
電監視処理を終了し、充電期間の初期でないときは（ス
テップ＃６）、電池ＢＴの電圧が異常な上昇を示し、充
電状態が異常となっていると判断できる。尚、以上の説
明は電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して微
分するのに相当する処理を実行して異常の存否を判断し
ているが、この時点で算出した電圧変化量と前回のステ
ップ＃４で算出した電圧変化量との差をとって、電圧計
測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して２階微分する
のに相当する処理を行っても良い。
６）、この時点で算出した前記電圧変化量が前記判別用
電圧変化量を超えていても異常ではないので、図３の充
電監視処理を終了し、充電期間の初期でないときは（ス
テップ＃６）、電池ＢＴの電圧が異常な上昇を示し、充
電状態が異常となっていると判断できる。尚、以上の説
明は電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して微
分するのに相当する処理を実行して異常の存否を判断し
ているが、この時点で算出した電圧変化量と前回のステ
ップ＃４で算出した電圧変化量との差をとって、電圧計
測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して２階微分する
のに相当する処理を行っても良い。
【００１８】ステップ＃６における判断によって、電池
ＢＴに対する充電状態が異常であると判断すると、電圧
計測手段ＶＭ自体も異常であるとしてシステム異常をラ
ンプあるいはブザー等の報知手段により報知する（ステ
ップ＃７）。すなわち、ステップ＃３における判断で電
池ＢＴの電圧値が異常な値となっていないと判断したに
も拘わらず、ステップ＃６の判断で充電状態が異常であ
ると判断したということは、ステップ＃３における判断
で電池ＢＴの電圧値が異常な値となっていないと判断し
たにも拘わらず、電圧計測手段ＶＭから入力される計測
電圧が前記判別用電圧値以下となっているということで
あり、本来はもっと高い計測電圧値を示すべき電圧計測
手段ＶＭが異常となっていると判断できるためである。
この後、直ちにスイッチ７を切断して充電を停止する
（ステップ＃８）。以上のように、充電監視制御部３
は、電圧計測手段ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に
対する変化の変動に基づいて、前記電池に対する充電状
態が異常か否かを判断する充電異常監視手段ＣＦとして
機能すると共に、充電異常監視手段ＣＦが、充電状態が
異常であると判断した場合における、電圧計測手段ＶＭ
の計測電圧に基づいて、電圧計測手段の動作が異常であ
るか否かを判断する計測状態監視手段ＭＣとして機能す
る。
ＢＴに対する充電状態が異常であると判断すると、電圧
計測手段ＶＭ自体も異常であるとしてシステム異常をラ
ンプあるいはブザー等の報知手段により報知する（ステ
ップ＃７）。すなわち、ステップ＃３における判断で電
池ＢＴの電圧値が異常な値となっていないと判断したに
も拘わらず、ステップ＃６の判断で充電状態が異常であ
ると判断したということは、ステップ＃３における判断
で電池ＢＴの電圧値が異常な値となっていないと判断し
たにも拘わらず、電圧計測手段ＶＭから入力される計測
電圧が前記判別用電圧値以下となっているということで
あり、本来はもっと高い計測電圧値を示すべき電圧計測
手段ＶＭが異常となっていると判断できるためである。
この後、直ちにスイッチ７を切断して充電を停止する
（ステップ＃８）。以上のように、充電監視制御部３
は、電圧計測手段ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に
対する変化の変動に基づいて、前記電池に対する充電状
態が異常か否かを判断する充電異常監視手段ＣＦとして
機能すると共に、充電異常監視手段ＣＦが、充電状態が
異常であると判断した場合における、電圧計測手段ＶＭ
の計測電圧に基づいて、電圧計測手段の動作が異常であ
るか否かを判断する計測状態監視手段ＭＣとして機能す
る。
【００１９】〔別実施形態〕以下、本発明の別実施形態
を列記する。 （１）上記実施の形態では、電圧計測手段ＶＭの計測値
を充電電気量に対して微分するのに相当する処理とし
て、電池ＢＴに対する充電電気量が設定量増加するたび
に電圧計測手段ＶＭの計測電圧を取り込むと共に、最新
の計測電圧と前回の計測電圧の差を取る処理を行ってい
るが、最新の計測電圧を含む３回以上の計測電圧からよ
り精度良く微分演算を実行するように構成しても良い。
これは、電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対し
て２階微分するのに相当する処理を実行する場合でも同
様である。
を列記する。 （１）上記実施の形態では、電圧計測手段ＶＭの計測値
を充電電気量に対して微分するのに相当する処理とし
て、電池ＢＴに対する充電電気量が設定量増加するたび
に電圧計測手段ＶＭの計測電圧を取り込むと共に、最新
の計測電圧と前回の計測電圧の差を取る処理を行ってい
るが、最新の計測電圧を含む３回以上の計測電圧からよ
り精度良く微分演算を実行するように構成しても良い。
これは、電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対し
て２階微分するのに相当する処理を実行する場合でも同
様である。
【００２０】（２）上記実施の形態では、充電状態が異
常か否かを判断するために、電圧計測手段ＶＭの計測電
圧を前記判別用電圧と比較する方法（前記第１番目の方
法）と、電圧計測手段ＶＭの計測電圧の変化量を前記判
別用電圧変化量と比較する方法（前記第２番目の方法）
との２つの手法を併用しているが、充電状態が異常か否
かを判断するための方法として前記第２番目の方法のみ
を用いて、前記第２番目の方法によって充電状態が異常
であると判断したときに、電圧計測手段ＶＭから取り込
んだ計測電圧が、異常な電圧上昇の領域に相当する設定
電圧範囲内に入っていなければ、電圧計測手段ＶＭの動
作が異常であると判断するように構成しても良い。尚、
前記設定電圧範囲としては、例えば、図２における矢印
Ｄで示す位置の電圧値を含む範囲に設定すれば良い。
常か否かを判断するために、電圧計測手段ＶＭの計測電
圧を前記判別用電圧と比較する方法（前記第１番目の方
法）と、電圧計測手段ＶＭの計測電圧の変化量を前記判
別用電圧変化量と比較する方法（前記第２番目の方法）
との２つの手法を併用しているが、充電状態が異常か否
かを判断するための方法として前記第２番目の方法のみ
を用いて、前記第２番目の方法によって充電状態が異常
であると判断したときに、電圧計測手段ＶＭから取り込
んだ計測電圧が、異常な電圧上昇の領域に相当する設定
電圧範囲内に入っていなければ、電圧計測手段ＶＭの動
作が異常であると判断するように構成しても良い。尚、
前記設定電圧範囲としては、例えば、図２における矢印
Ｄで示す位置の電圧値を含む範囲に設定すれば良い。
【００２１】（３）上記実施の形態では、電圧計測手段
ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化の変動
に着目して充電状態が異常か否かを判断する場合を例示
しているが、電圧計測手段ＶＭにて計測した電圧の時間
に対する変化も図２に示すものと同様の傾向を示すの
で、電圧計測手段ＶＭにて計測した電圧の時間に対する
変化の変動に着目して充電状態が異常か否かを判断して
も良い。この場合は、図３に示す処理において、ステッ
プ＃１，＃２の充電電気量が設定量増加するのを検出す
る処理の代わりに、充電開始からの経過時間が設定時間
経過したことを検出する処理を行い、ステップ＃４にお
いて電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して微
分するのに相当する処理、あるいは、電圧計測手段ＶＭ
の計測値を充電電気量に対して２階微分するのに相当す
る処理を実行する代わりに、電圧計測手段ＶＭの計測値
を時間に対して微分するのに相当する処理、あるいは、
電圧計測手段ＶＭの計測値を時間に対して２階微分する
のに相当する処理を実行すれば良く、他の部分の処理は
共通である。
ＶＭにて計測した電圧の充電電気量に対する変化の変動
に着目して充電状態が異常か否かを判断する場合を例示
しているが、電圧計測手段ＶＭにて計測した電圧の時間
に対する変化も図２に示すものと同様の傾向を示すの
で、電圧計測手段ＶＭにて計測した電圧の時間に対する
変化の変動に着目して充電状態が異常か否かを判断して
も良い。この場合は、図３に示す処理において、ステッ
プ＃１，＃２の充電電気量が設定量増加するのを検出す
る処理の代わりに、充電開始からの経過時間が設定時間
経過したことを検出する処理を行い、ステップ＃４にお
いて電圧計測手段ＶＭの計測値を充電電気量に対して微
分するのに相当する処理、あるいは、電圧計測手段ＶＭ
の計測値を充電電気量に対して２階微分するのに相当す
る処理を実行する代わりに、電圧計測手段ＶＭの計測値
を時間に対して微分するのに相当する処理、あるいは、
電圧計測手段ＶＭの計測値を時間に対して２階微分する
のに相当する処理を実行すれば良く、他の部分の処理は
共通である。
【００２２】（４）上記実施の形態では、電圧計測手段
ＶＭとしてＡ／Ｄ変換器５を備えて計測電圧をデジタル
データとして充電監視制御部３に送って、電圧変化量の
変動を演算処理によって求める場合を例示しているが、
電池ＢＴの電圧をアナログ出力して、電圧変化量をアナ
ログ演算器にて求めるように構成しても良い。
ＶＭとしてＡ／Ｄ変換器５を備えて計測電圧をデジタル
データとして充電監視制御部３に送って、電圧変化量の
変動を演算処理によって求める場合を例示しているが、
電池ＢＴの電圧をアナログ出力して、電圧変化量をアナ
ログ演算器にて求めるように構成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】上記請求項１記載の構成によれば、電圧
計測手段によって得られた電圧値の絶対値は信頼できな
いものの、その電圧値の時間に対する変化、あるいは、
充電電気量に対する変化、すなわち相対値については、
電池に対する充電の状態が異常か否かを判断をできる程
度の信頼性を有している場合が多いことから、電圧値の
時間に対する変化、あるいは、充電電気量に対する変化
がどのように変動したかによって充電状態が異常である
と判断したにも拘わらず、電圧計測手段の計測電圧が異
常な電圧値となっていなければ、その電圧計測手段に何
らかの異常が発生していると特定できる。もって、監視
対象の電池の電圧を計測する電圧計測手段の異常動作を
検出して、的確な電池の監視が可能となった。
計測手段によって得られた電圧値の絶対値は信頼できな
いものの、その電圧値の時間に対する変化、あるいは、
充電電気量に対する変化、すなわち相対値については、
電池に対する充電の状態が異常か否かを判断をできる程
度の信頼性を有している場合が多いことから、電圧値の
時間に対する変化、あるいは、充電電気量に対する変化
がどのように変動したかによって充電状態が異常である
と判断したにも拘わらず、電圧計測手段の計測電圧が異
常な電圧値となっていなければ、その電圧計測手段に何
らかの異常が発生していると特定できる。もって、監視
対象の電池の電圧を計測する電圧計測手段の異常動作を
検出して、的確な電池の監視が可能となった。
【００２４】上記請求項２記載の構成によれば、充電対
象の電池の放電深度がある程度深いときは、充電開始期
間の初期において、充電状態の異常とは結びつかない電
池の電圧の急激な上昇が見られる場合があるという知見
に基づいて、充電期間の初期においては、前記電池に対
する充電状態が異常であるとは判断しないように構成す
ることで、的確な充電状態の良否の判別を行えるものと
なった。
象の電池の放電深度がある程度深いときは、充電開始期
間の初期において、充電状態の異常とは結びつかない電
池の電圧の急激な上昇が見られる場合があるという知見
に基づいて、充電期間の初期においては、前記電池に対
する充電状態が異常であるとは判断しないように構成す
ることで、的確な充電状態の良否の判別を行えるものと
なった。
【図１】本発明の実施の形態にかかる充電監視装置のブ
ロック構成図
ロック構成図
【図２】本発明の実施の形態にかかる充電特性の説明図
【図３】本発明の実施の形態にかかるフローチャート
ＢＴ 電池
ＣＦ 充電異常監視手段
ＭＣ 計測状態監視手段
ＶＭ 電圧計測手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G016 CB31 CB33 CC01 CC04 CC06
CC12 CC16 CC20 CC23 CE01
CE07
5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 CC02
EA08 FA08 GC05
5H030 AA06 AS18 FF43 FF52
Claims (2)
- 【請求項１】 充電対象の電池の電圧を計測する電圧計
測手段が備えられて、前記電池の充電状態を監視する充
電監視装置であって、 前記電圧計測手段にて計測した電圧の時間に対する変化
の変動、又は、前記電圧計測手段にて計測した電圧の充
電電気量に対する変化の変動に基づいて、前記電池に対
する充電状態が異常か否かを判断する充電異常監視手段
と、 前記充電異常監視手段が、充電状態が異常であると判断
した場合における、前記電圧計測手段の計測電圧に基づ
いて、前記電圧計測手段の動作が異常であるか否かを判
断する計測状態監視手段とが設けられている充電監視装
置。 - 【請求項２】 前記充電異常監視手段は、前記電池に対
する充電期間の初期においては、前記電池に対する充電
状態が異常であるとは判断しないように構成されている
請求項１記載の充電監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122276A JP2003319565A (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 充電監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002122276A JP2003319565A (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 充電監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003319565A true JP2003319565A (ja) | 2003-11-07 |
Family
ID=29537932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002122276A Pending JP2003319565A (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 充電監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003319565A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011078172A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP2012016222A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 充電装置、充電制御装置、電圧監視装置、ａｄ変換装置、基準電圧回路の自己診断方法 |
| JP2014138451A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 変換装置、故障判定方法及び制御プログラム |
| JP2018017722A (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 致茂電子股▲分▼有限公司Ｃｈｒｏｍａ Ａｔｅ Ｉｎｃ． | 電池試験装置及びその方法 |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122276A patent/JP2003319565A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011078172A (ja) * | 2009-09-29 | 2011-04-14 | Hitachi Koki Co Ltd | 充電装置 |
| JP2012016222A (ja) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Lapis Semiconductor Co Ltd | 充電装置、充電制御装置、電圧監視装置、ａｄ変換装置、基準電圧回路の自己診断方法 |
| US8692510B2 (en) | 2010-07-02 | 2014-04-08 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Battery charger, voltage monitoring device and self-diagnosis method of reference voltage circuit |
| US9172265B2 (en) | 2010-07-02 | 2015-10-27 | Lapis Semiconductor Co., Ltd. | Battery charger, voltage monitoring device and self-diagnosis method of reference voltage circuit |
| JP2014138451A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 変換装置、故障判定方法及び制御プログラム |
| JP2018017722A (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 致茂電子股▲分▼有限公司Ｃｈｒｏｍａ Ａｔｅ Ｉｎｃ． | 電池試験装置及びその方法 |
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