JP3564458B2 - バッテリ再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用鉛バッテリの容量を回復させ更に充電を施すためのバッテリ再生装置に関し、特に、車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去することにより容量を回復させると共に、そのサルフェーション除去と並行して車載用鉛バッテリを充電することができるバッテリ再生充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、二次電池（蓄電池）の一種である鉛蓄電池は、他の蓄電池に比べて安価であるため、車輌用電気機器の電力源などとして多岐にわたって利用されている。一般に、車載用鉛蓄電池（車載用鉛バッテリ）は、その充放電が繰り返された場合、種々の原因により容量が大幅に低下してしまう。例えば、約２〜３年の期間使用された車載用鉛バッテリは、未使用のものに比べて容量が約５０％程度に低下することもあり、車両用電気機器などの負荷に電力供給不能となってしまう。このように容量が低下した車載用鉛バッテリは寿命を迎えたものと判断され廃棄処分されている。
【０００３】
ところで、上記した車載用鉛バッテリの容量の低下には種々の原因が考えられるが、その一つにサルフェーションによるものがある。サルフェーションは、硫酸鉛が大結晶化した硬い皮膜であり、電子伝導性やイオン伝導性を殆ど有していないものである。このサルフェーションは、例えば、車載用鉛バッテリの充放電が所定期間繰り返されたり、或いは、経時的な自然放電が所定期間継続された場合に、車載用鉛バッテリの下部に貯留される電解液が高比重となる現象（成層化）によって電極板下部の表面に形成される。
【０００４】
一般に、車載用鉛バッテリの電極板は、その表面に多数の細孔を有する海綿状体に形成され、結果、その表面積が大きくされて容量が高められている。しかし、サルフェーションが生じた車載用鉛バッテリの電極板は、その表面の細孔が結晶化した硫酸鉛により塞がれてしまうため、電極板の表面積が減少してしまう。この結果、車載用鉛バッテリの容量が低下すると共に、内部抵抗が著しく上昇してしまうのである。
【０００５】
そこで、近年、サルフェーションを電極表面から除去して、車載用鉛バッテリの容量を回復させる処理方法が種々提案されており、その一例として、直流パルス電流を車載用鉛バッテリへ通電させることにより電極表面の蓄積したサルフェーションを電気分解させる処理方法がある。この車載用鉛バッテリの容量回復処理によれば、約１〜８Ａ（アンペア）程度の直流電流を、数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚの周波数でオンオフさせたパルス電流波を、車載用鉛バッテリへ所定時間通電させることによって、サルフェーションを電極表面から除去するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した車載用鉛バッテリの容量回復処理によれば、直流パルス電流を車載用鉛バッテリへ所定時間通電させることによってサルフェーションは除去されるが、かかる直流パルス電流のみを鉛蓄電池へ通電させるだけでは、その車載用鉛バッテリを満充電状態まで充電することができないという問題点があった。即ち、上記した容量回復処理によって車載用鉛バッテリの容量を回復させた後、更に、その車載用鉛バッテリに充電処理を施す必要があり、大量の車載用鉛バッテリを処理するには作業が繁雑となるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去させて、車載用鉛バッテリの容量をほぼ未使用状態に相当する値まで回復させることができ、更に、そのサルフェーション除去と並行して車載用鉛バッテリを充電することができるバッテリ再生装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のバッテリ再生装置は、直流電流を発生する直流電源回路と、その直流電源回路及び車載用鉛バッテリ間に挿入されその車載用鉛バッテリへ流入させる充電電流の通電をオン又はオフする充電スイッチング回路と、その充電スイッチング回路をオン又はオフさせる充電制御手段とを備えており、前記充電制御手段は、略一定の充電駆動ベース電圧に対して略矩形波状に変化する充電駆動パルス電圧を２ｋＨｚの周波数で重畳させた充電駆動基準電圧を前記充電スイッチング回路へ出力する充電駆動回路と、その充電駆動回路に対して充電駆動基準電圧の出力を指令する充電駆動指令手段と、その充電駆動指令手段の実行時間を計時する充電計時手段と、その充電計時手段による計時が充電制限時間を経過する毎に前記充電駆動指令手段の実行を所定時間禁止する充電インターバル手段とを備えており、前記充電スイッチング回路は、その充電駆動回路の出力端に直接又は間接的に接続される制御端と、前記直流電源回路の出力端に接続される入力端と、前記車載用鉛バッテリの正極端子に接続される出力端とを有した電圧制御型スイッチング素子を備えており、その電圧制御型スイッチング素子は、前記充電駆動回路から出力される前記充電駆動基準電圧の充電駆動パルス電圧に比例したパルス電流成分、及び、前記充電駆動基準電圧の充電駆動ベース電圧に比例したベース電流成分が２ｋＨｚの周波数で周期的に交互に変化する充電電流を、その電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電させるものである。
【０００９】
この請求項１記載のバッテリ再生装置によれば、充電制御手段によって、充電駆動回路から充電駆動基準電圧が出力される。充電駆動基準電圧は、略一定の充電駆動ベース電圧に略矩形波状の充電駆動パルス電圧が重畳されており、充電スイッチング回路の電圧制御型スイッチング素子の制御端へ出力される。電圧制御型スイッチング素子は、その制御端へ充電駆動基準電圧が直接又は間接的に印加されるとオンされ、その充電駆動基準電圧に比例した充電電流を、直流電源回路から車載用鉛バッテリへと通電させる。
【００１０】
具体的には、充電駆動指令手段の実行によって、充電駆動回路に対して充電駆動基準電圧の出力が指令されると、充電駆動回路から充電駆動基準が出力される。充電計時手段による計時に基づいて、充電駆動指令手段の実行時間が充電制限時間を経過すると、その経過毎に、充電インターバル手段によって、充電駆動指令手段の実行が所定時間禁止され、この間は、充電駆動回路からの充電駆動基準電圧の出力が停止され、スイッチング回路の電圧制御型スイッチング素子がオフされる。即ち、車載用鉛バッテリへの充電電流の供給は、充電制限時間を経過する毎に、充電インターバル手段によって所定時間禁止される。この充電電流の通電と、その通電の禁止とが繰り返し行われる。
【００１１】
また、車載用鉛バッテリへ流入する充電電流は、充電駆動回路から出力される充電駆動基準電圧の充電駆動パルス電圧に比例したパルス電流成分と、その充電駆動基準電圧の充電駆動ベース電圧に比例したベース電流成分とが周期的に交互に変化するものである。即ち、充電電流は、略矩形波状に変化するパルス電流成分が略一定のベース電流成分に重畳された電流となり、そのパルス電流成分により車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去させると共に、そのベース電流成分により車載バッテリの充電を確実に進行させる。
【００１２】
請求項２記載のバッテリ再生装置は、請求項１記載のバッテリ再生装置において、前記充電制御手段は、前記電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電される充電電流を、その充電電流に比例した検出電圧に変換する電流電圧変換回路と、その電流電圧変換回路により変換された検出電圧と前記充電駆動回路から出力される充電駆動基準電圧との偏差を増幅して前記電圧制御型スイッチング素子の制御端へ印加する負帰還増幅回路とを備えている。
【００１３】
この請求項２記載のバッテリ再生装置によれば、請求項１記載のバッテリ再生装置と同様に作用する上、電流電圧変換回路により変換された充電電流の検出電圧、及び、充電駆動回路から出力された充電駆動基準電圧は帰還増幅回路へ入力される。ここで、充電駆動基準電圧は電圧制御型スイッチング素子の入出力端間に流したい充電電流に比例する目標電圧であり、この目標電圧である充電駆動基準電圧と検出電圧との偏差は、帰還増幅回路によって増幅され制御電圧として電圧制御型スイッチング素子の制御端へ印加される。
【００１４】
電圧制御型スイッチング素子へ印加される制御電圧は、帰還増幅回路によって、充電電流の検出電圧と充電駆動基準電圧と一致するように（即ち、その両電圧の偏差が低下するように）逐次変更され、結果、充電駆動基準電圧に比例した充電電流（充電電流の目標値）により近い充電電流が電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電されるのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本実施例におけるバッテリ充放電装置１の電気的構成図である。このバッテリ充放電装置１は、主に、車載用蓄電池として使用される鉛蓄電池（バッテリ）６１へ供給される充電電流を制御することによって、そのバッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去させつつ補充電（以下単に「充電」と称す。）するための装置である。
【００１６】
このバッテリ充放電装置１には、１００Ｖ（ボルト）又は２００Ｖの電圧の単相三線方式交流電源（以下「交流電源」と称す。）６０から、１２Ｖの定格出力電圧でかつ４０Ａ（アンペア）の最大出力電流の電力を生成し出力する直流電源回路２を備えている。この直流電源回路２で生成された直流電流は、充電スイッチング回路４へ供給され、バッテリ６１の充電電流として使用される。なお、直流電源回路２は、上記した充電電流を生成する一方で、制御ユニット３を駆動させるための駆動電圧をも生成し出力しているが、その説明および図示は省略している。また、直流電源回路２のグランド側端子Ｎは接地されている。
【００１７】
充電スイッチング回路４は、直流電源回路２からバッテリ６１へ供給される充電電流の通電をオン又はオフするための回路であり、制御電圧により動作される電圧制御型スイッチング素子である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下単に「トランジスタ」と称す。）ＩＧＢＴ１と、ツェナー電圧が１５ＶのツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と、１０ｋΩの抵抗Ｒ１と、非充電型スナバ回路５とを備えている。トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ端子（電圧制御型スイッチング素子の入力端）は、直流電源回路２のプラス側出力端Ｐと接続されるとともに、非充電型スナバ回路５を介してトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子（電圧制御型スイッチング素子の出力端）に接続されている。
【００１８】
また、トランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子（電圧制御型スイッチング素子の制御端）にはツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子が、そのツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子にはツェナーダイオードＺＤ２のカソード端子が、そのツェナーダイオードＺＤ２のアノード端子にはトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子が、それぞれ接続されている。この接続によって、トランジスタＩＧＢＴ１がオンオフされる際に、ゲート・エミッタ端子間に生じるサージ電圧などの過電圧を抑制して、かかる過電圧からトランジスタＩＧＢＴ１を保護することができる。
【００１９】
トランジスタＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ端子間には、保護およびゲート電圧のフローティング防止用の１０ｋΩの抵抗Ｒ１が、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と並列に挿入されると共に、このトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子およびエミッタ端子はそれぞれ別々に、制御ユニット３の充電ドライブ回路４８と接続されている。なお、充電ドライブ回路４８の詳細については後述する。
【００２０】
スナバ回路５は、１００Ωの抵抗Ｒ１０と、ダイオードＤ３と、１μＦのコンデンサＣ２とから構成されている。抵抗Ｒ１０とダイオードＤ３とは並列に接続されており、ダイオードＤ３のアノード端子がトランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ端子と接続されている。ダイオードＤ３のカソード端子は、抵抗Ｒ１０と直列接続されるコンデンサＣ２の一端に接続されており、このコンデンサＣ２の他端はトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子に接続されている。このスナバ回路５によって、トランジスタＩＧＢＴ１がオンオフされる際にゲート・エミッタ端子間に生じるサージ電圧などの過電圧を抑制して、かかる過電圧からトランジスタＩＧＢＴ１を保護することができる。
【００２１】
電流電圧変換回路６は、図１に示すように、充電スイッチング回路４から出力される充電電流（トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ電流）が入力端から出力端へ通電することによって、その充電電流を電圧に変換して、充電ドライブ回路４８の電流フィードバック回路４８ｃへ出力するための回路である。この電流電圧変換回路６は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子と逆流阻止回路７との間に挿入された０．１Ω（７５Ｗ（ワット））のシャント抵抗Ｒ２で構成されている。
【００２２】
この電流電圧変換回路６によれば、充電スイッチング回路４からの出力された充電電流（トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ電流）は、シャント抵抗Ｒ２によって、その電流値を１／１０倍した電圧値に変換され、充電ドライブ回路４８の電流フィードバック回路４８ｃへ出力される。例えば、充電電流値が３０Ａである場合には、電流電圧変換回路６は３Ｖの出力電圧を電流フィードバック回路４８ｃへ出力する。
【００２３】
逆流阻止回路７は、充電スイッチング回路４から出力された充電電流やバッテリ６１からの放電電流が充電スイッチング回路４へ逆流することを阻止するための回路であり、平均整流電流が３０Ａで且つピーク繰返し逆電圧が４０Ｖのショットキーバリア整流素子である一対のダイオードＤ１，Ｄ２で構成されている。このダイオードＤ１，Ｄ２は、そのアノード端子が電流電圧変換回路６の出力端にそれぞれ接続されるとともに、そのカソード端子同士が接続されている。
【００２４】
継電回路８は、バッテリ６１の正極端子６１ａの接続先を、充電スイッチング回路４側又は放電スイッチング回路１２側のいずれか一方に切り換えると共に、バッテリ充放電装置１の停止時にスイッチング回路４，５とバッテリ６１の正極端子６１ａとを絶縁するための回路である。この継電回路８は、後述する充電動作コイル２９によりオン又はオフされる有接点方式の充電系リレースイッチＳＷ１と、放電動作コイル３０によりオン又はオフされる有接点方式の放電系リレースイッチＳＷ２とから構成されている。
【００２５】
充電系リレースイッチＳＷ１の入力端は、逆流阻止回路７の出力端（即ち、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード端子）に接続される一方、充電系リレースイッチＳＷ１の出力端は、負荷回路９及び電流電圧検出回路１０と接続されている。また、放電系リレースイッチＳＷ２の入力端は、逆流阻止回路７の出力端に接続される一方、放電系リレースイッチＳＷ２の出力端は、放電回路Ｒ３と接続されている。なお、充電系リレースイッチＳＷ１及び放電系リレースイッチＳＷ２は、その初期状態においてオフ（切断）状態とされている。
【００２６】
負荷回路９は、継電回路８のリレースイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方がオフ状態の場合にバッテリ６１の正極端子６１ａ及び負極端子６１ｂ間の電圧（即ち、端子電圧）を検出するための負荷となるＲＣ直列回路であり、接続プラグ１５のプラス側端子１５ａとマイナス側端子１５ｂとの間に設けられている。負荷回路９は、１００Ω（３Ｗ）の抵抗Ｒ３と、１μＦ（２５０Ｖ）のコンデンサＣ１とから構成されており、抵抗Ｒ３の一端が充電系リレースイッチＳＷ１の出力端と電流電圧検出回路１０に接続され、抵抗Ｒ３の他端がコンデンサＣ３の一端に接続され、コンデンサＣ３の他端が接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂに接続されている。また、接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂは、直流電源回路２のグランド側出力端Ｎとも接続されている。
【００２７】
電流電圧検出回路１０は、バッテリ６１の正極端子６１ａを通過する電流とバッテリ６１の正極端子６１ａへ印加される電圧とを検出するための回路であり、０．０２Ω（５０Ｗ）の抵抗Ｒ４で構成されている。この抵抗Ｒ４は、その一端が接続プラグ１５のプラス側端子１５ａに接続されており、その他端が負荷回路９の抵抗Ｒ３の一端及び充電系リレースイッチＳＷ１の出力端に接続されている。バッテリ６１の正極端子６１ａへ向けて（又は正極端子６１ａから）流れる電流が抵抗Ｒ４を通過すると、抵抗Ｒ４の両端で電圧降下が生じる。よって、この電圧降下量を電流電圧測定回路５０で検出すれば、抵抗Ｒ４の抵抗値に基づいてオームの法則から抵抗Ｒ４を通過した電流値を測定できる。また、抵抗Ｒ４における接続プラグ１５のプラス側端子１５ａ側端の電圧は、バッテリ６１の正極端子６１ａの端子電圧として電流電圧測定回路５０により検出される。
【００２８】
具体的に、バッテリ６１の正極端子６１ａを通過する電流とは、充電時にバッテリ６１へ正極端子６１ａへ流入する充電電流と、放電時にバッテリ６１から流出する放電電流であり、バッテリ６１の正極端子６１ａへ印加される電圧とは、充電時に正極端子６１ａへ印加される充電電圧と、放電時に正極端子６１ａへ印加される放電電圧と、充電系リレースイッチＳＷ１のオフ状態にバッテリ６１の正極端子６１ａから負荷回路９へ印加される電圧であるバッテリ端子電圧とである。
【００２９】
放電回路１１は、バッテリ６１を放電させる場合の負荷用の回路であり、０．２２Ω（１００Ｗ）の抵抗Ｒ５，Ｒ６が並列接続されて構成されている。この抵抗Ｒ５，Ｒ６の一端は放電系リレースイッチＳＷ２の出力端にまとめて接続されており、抵抗Ｒ５，Ｒ６の他端は放電スイッチング回路１２にまとめて接続されている。継電回路８の両リレースイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となり、更に、放電スイッチング回路１２がオン状態となると、バッテリ６１から流出する放電電流が放電回路１１を通過して、バッテリ６１の電力が消費されるのである。
【００３０】
放電スイッチング回路１２は、バッテリ６１から流出する放電電流の通電をオン又はオフするための回路であり、トランジスタＩＧＢＴ１と同種の電圧制御型スイッチング素子であるトランジスタＩＧＢＴ２と、ツェナー電圧が１５ＶのツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４と、１０ｋΩの抵抗Ｒ７と、非充電型スナバ回路１３とを備えている。この放電スイッチング回路１２によれば、トランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子およびエミッタ端子はそれぞれ別々に、制御ユニット３の放電ドライブ回路４９と接続されている。スナバ回路１３は、１００Ωの抵抗Ｒ１２と、ダイオードＤ４と、１μＦのコンデンサＣ３とから構成されている。
【００３１】
なお、放電スイッチング回路１２におけるトランジスタＩＧＢＴ２、ツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４及び抵抗Ｒ７のその他の接続状態は、上記した充電スイッチング回路４におけるトランジスタＩＧＢＴ１、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２及び抵抗Ｒ１の接続状態と同一であるので、その説明を省略する。また、スナバ回路１３における抵抗Ｒ１２、ダイオードＤ４及びコンデンサＣ３の接続状態は、スナバ回路５における抵抗Ｒ１０、ダイオードＤ３及びコンデンサＣ２の接続状態と同一であるのでその説明を省略する。
【００３２】
電流電圧変換回路１４は、図１に示すように、放電スイッチング回路１２から出力される放電電流、即ち、トランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ電流を電圧に変換し、放電ドライブ回路４９の電流フィードバック回路４９ｃへ出力するための回路である。この電流電圧変換回路１４は、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のエミッタ端子と接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂとの間に挿入された０．１Ω（７５Ｗ（ワット））のシャント抵抗Ｒ８で構成されている。この電流電圧変換回路１４によれば、放電スイッチング回路１２からの出力された放電電流は、シャント抗Ｒ８によって、その電流値を１／１０倍した電圧値に変換され、放電ドライブ回路４９の電流フィードバック回路４８ｃへ出力される。
【００３３】
次に、図１及び図２を参照して、制御ユニット３について説明する。制御ユニット３には、ＣＰＵ２１、ＥＥＰＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、タイマ回路２４、Ａ／Ｄ変換器２５、Ｄ／Ａ変換器２６が設けられており、これらのＣＰＵ２１、ＥＥＰＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、タイマ回路２４、Ａ／Ｄ変換器２５、Ｄ／Ａ変換器２６は、アドレスバス及びデータバスで構成されたバスライン２７を介して相互に接続されている。
【００３４】
バスライン２７は、また、入出力ポート２８にも接続されており、この入出力ポート２８には、充電動作コイル２９、放電動作コイル３０、スタートボタン３１、ストップボタン３２、リセットボタン３３、非常停止ボタン３４、再生前処理ボタン３５、小容量処理ボタン３６、中容量処理ボタン３７、大容量処理ボタン３８、ブザー３９、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）４０、スタートランプ４１、ストップランプ４２、リセットランプ４３、再生前処理ランプ４４、小容量処理ランプ４５、中容量処理ランプ４６、大容量処理ランプ４７、充電ドライブ回路４８、放電ドライブ回路４９、電流電圧測定回路５０が接続されている。
【００３５】
ＣＰＵ２１は、ＥＥＰＲＯＭ２２に記憶される各種のプログラムを実行する演算装置である。ＥＥＰＲＯＭ２２は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、このバッテリ充放電装置１で実行される制御プログラム２２ａなどを格納している。このＥＥＰＲＯＭ２２に記憶されたデータは、バッテリ充放電装置１の電源オフ後も保持される。また、図４〜図９に示すフローチャートのプログラムは、制御プログラム２２ａの一部としてＥＥＰＲＯＭ２２内に記憶されている。タイマ回路２４は時間の計時を行うためのものであり、タイマ回路２４により計時された時間はＣＰＵ２１によって読み出され、各処理に使用される。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器２５は、電流電圧測定回路５０から入力されるアナログの電圧値（電圧データ）をデジタルの１０ビットの数値データに変換して出力するものである。一方、Ｄ／Ａ変換器２６は、ＣＰＵ２１により演算された８ビットのデジタル数値データをアナログの電圧データに変換し、充電ドライブ回路４８又は放電ドライブ回路４９へ出力するものである。このＤ／Ａ変換器２６から出力される電圧データには、図７のバッテリ放電処理において放電ドライブ回路４９へ入力される放電ドライブ指令および放電制御指令と、図８のバッテリ充電処理において充電ドライブ回路４８へ入力される充電ドライブ指令および充電制御指令とがある。
【００３７】
ＲＡＭ２３は、バッテリ充放電装置１の各動作の実行時に各種のデータを一時的に記憶するための揮発性メモリであり、処理モードメモリ２３ａと、最低充電時間カウンタ２３ｂと、単位処理時間カウンタ２３ｃと、充電回数カウンタ２３ｄと、放電回数カウンタ２３ｅと、端子電圧メモリ２３ｆと、放電前電圧メモリ２３ｇと、パルス電圧メモリ２３ｈと、ベース電圧メモリ２３ｉと、放電完了フラグ２３ｊと、強制終了フラグ２３ｋとを備えている。
【００３８】
処理モードメモリ２３ａは、選択されている処理モードを記憶するためのメモリである。ここで、処理モードとは、バッテリ６１へ施される処理種別であり、再生前処理モード、小容量処理モード、中容量処理モード、及び、大容量処理モードの４種類がある。再生前処理モードは、バッテリ６１が著しく劣化している場合に他の３種類の処理モードに前置される処理モードであり、再生前処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「０」が記憶される。小容量処理モードは、小容量のバッテリ６１を充電する場合の処理モードであり、小容量処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「１」が記憶される。中容量処理モードは、中容量のバッテリ６１を充電する場合の処理モードであり、中容量処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「２」が記憶される。大容量処理モードは、大容量のバッテリ６１を充電する場合の処理モードであり、大容量処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「３」が記憶される。
【００３９】
このように処理モードメモリ２３ａには、選択されている処理モードに応じて「０」〜「３」のいずれかの値が記憶される。これらの４種類の処理モードの選択は、再生前処理ボタン３５、小容量処理ボタン３６、中容量処理ボタン３７、又は、大容量処理ボタン３８のいずれかが押下されることによって行われる。なお、再生前処理ランプ４４、小容量処理ランプ４５、中容量処理ランプ４６、及び、大容量処理ランプ４７は、使用者により押下された処理ボタン３５〜３７に対応するものが点灯される。
【００４０】
ここで、自動車用鉛蓄電池であるバッテリ６１には日本工業規格（ＪＩＳ Ｄ ５３０１）に準拠した複数の形式があり、この形式に応じて容量がほぼ決定される。具体的に、バッテリ６１の容量には、上記規格に準拠したバッテリの幅及び高さに応じて７種類の区分Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈがあり、区分Ａのバッテリ６１の容量が最も小さく、以降、ＢからＨの順に容量が大きくなる。本実施例では、区分Ａ，Ｂのバッテリ６１が小容量処理モードで、区分Ｄ，Ｅ，Ｆのバッテリ６１が中容量処理モードで、区分Ｇ，Ｈのバッテリが大容量処理モードで処理される。
【００４１】
最低充電時間カウンタ２３ｂは、図７のバッテリ充電処理を繰り返し実行する最低時間（最低充電時間）を記憶するためのカウンタであり、本実施例では１時間に相当する値に設定される。よって、図７のバッテリ充電処理は、最低充電時間カウンタ２３ｂの値分の時間、即ち、本実施例では少なくとも１時間は繰り返し実行されるのである。
【００４２】
単位処理時間カウンタ２３ｃは、１回当たりのバッテリ再生前処理（図５参照）やバッテリ充電処理（図８参照）においてバッテリ６１へ実際に電流を流入させ続ける時間（実充電継続時間）、及び、１回当たりのバッテリ放電処理（図７参照）においてバッテリ６１から電流を実際に流出させ続ける時間（実放電継続時間）、に相当する値を記憶するためのカウンタである。この単位処理時間カウンタ２３ｃの初期値は、選択された処理モード毎に所定値に設定される。
【００４３】
例えば、本実施例では、処理モードメモリ２３ａに「０」が記憶され再生前処理モードが選択されている場合、単位処理時間カウンタ２３ｃには初期値として３０分の実充電継続時間に相当する値が設定される。また、処理モードメモリ２３ａに「１」又は「２」が記憶され小容量処理モード又は中容量処理モードが選択されている場合にあっては、５分の実充電継続時間（又は、実放電継続時間）に相当する値が、単位処理時間カウンタ２３ｃの初期値として設定される。更に、処理モードメモリ２３ａに「３」が記憶され大容量処理モードが選択されている場合にあっては、８分の実充電継続時間（又は、実放電継続時間）に相当する値が、単位処理時間カウンタ２３ｃの初期値として設定される。
【００４４】
充電回数カウンタ２３ｄは、図６のバッテリ再生充放電処理において、図８に示すバッテリ充電処理を繰り返し実行可能な最大回数を記憶するためのカウンタであり、そのカウンタ２３ｄの初期値は、小容量処理モード、中容量処理モード又は大容量処理モード毎に所定値に設定される。ここで、図６のバッテリ再生充放電処理では、図８のバッテリ充電処理が繰り返し実行される時間を８時間程度に制限している。
【００４５】
例えば、図８のバッテリ充電処理では、小容量処理モード又は中容量処理モードの場合に実充電継続時間が５分であり、その実充電継続時間の経過後に３分のインターバル時間を設けているので、１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間は約８分となる。この１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間である約８分で８時間（４８０分）を除算すると、６０になる。よって、小容量処理モード及び中容量処理モードの場合には、８時間に相当する充電回数カウンタ２３ｄの初期値として６０が設定される。
【００４６】
また、大容量処理モードの場合にあっては実充電継続時間が８分であり、その実充電継続時間の経過後に３分のインターバル時間を設けているので、１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間は約１１分となる。この１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間である約１１分で８時間（４８０分）を除算すると、約４４になる。よって、大容量処理モードの場合には、８時間に相当する充電回数カウンタ２３ｄの初期値として４４が設定される。
【００４７】
放電回数カウンタ２３ｅは、図６のバッテリ再生充放電処理において図７に示すバッテリ放電処理を連続して繰り返し実行可能な最大回数を記憶するためのカウンタであり、そのカウンタ２３ｅの初期値には、小容量処理モードの場合に５回が、中容量処理モードの場合に８回が、大容量処理モードの場合に１０回が、それぞれ設定される。即ち、図７のバッテリ放電処理を連続して繰り返す場合には、放電回数カウンタ２３ｅの値（図７のバッテリ放電処理の最大実行回数）分しか行われないのである。
【００４８】
端子電圧メモリ２３ｆは、電流電圧測定回路５０から出力されるバッテリ６１の端子電圧値を一時的に記憶するためのメモリである。バッテリ６１の正極端子６１ａの電圧（端子電圧）は、電流電圧測定回路５０へ入力され、この電流電圧測定回路５０によって、後述するＡ／Ｄ変換器２５の入力レベルに対応するアナログの電圧値（電圧データ）に変換される。この変換された電圧データは、入出力ポート２８を介してＡ／Ｄ変換器２５へ入力され、このＡ／Ｄ変換器２５によりデジタルの１０ビットの数値データに変換され、端子電圧メモリ２３ｆへ記憶される。即ち、端子電圧メモリ２３ｆの値は、バッテリ６１の端子電圧値に対応する１０ビットの数値データとして記憶されるのである。
【００４９】
放電前電圧メモリ２３ｇは、図７のバッテリ放電処理の実行前に端子電圧メモリ２３ｆの値を保存するメモリである。即ち、この放電前電圧メモリ２３ｇには、バッテリ６１から電流が流出し放電される以前の端子電圧に相当する値である１０ビットのデジタル数値データが記憶される。
【００５０】
パルス電圧メモリ２３ｈは、図８のバッテリ充電処理において、バッテリ６１へ充電電流としてパルス充電電流が流入される時間（パルス出力時間）中に、バッテリ６１に印加されている電圧（パルス電圧）値を記憶するためのメモリである。バッテリ６１の正極端子６１ａへ印加されるパルス電圧は、上記した端子電圧メモリ２３ｆの場合と同様に、電流電圧測定回路５０、入出力ポート２８及びＡ／Ｄ変換器２５を介してデジタルの１０ビットの数値データに変換されて、パルス電圧メモリ２３ｈへ記憶される。
【００５１】
ベース電圧メモリ２３ｉは、図８のバッテリ充電処理において、バッテリ６１へ充電電流としてベース充電電流が流入される時間（ベース出力時間）中に、バッテリ６１に印加されている電圧（ベース電圧）値を記憶するためのメモリである。バッテリ６１の正極端子６１ａへ印加されるベース電圧は、パルス電圧メモリ２３ｈの場合と同様に、電流電圧測定回路５０、入出力ポート２８及びＡ／Ｄ変換器２５を介してデジタルの１０ビットの数値データに変換されて、ベース電圧メモリ２３ｉへ記憶される。
【００５２】
放電完了フラグ２３ｊは、図６のバッテリ再生充放電処理において、バッテリ６１に対して図７のバッテリ放電処理を実行する必要があるか否かを示すフラグである。放電完了フラグ２３ｊがオンの場合には、バッテリ６１に対して図７のバッテリ放電処理をこれ以上実行する必要がなく、オフの場合にはバッテリ６１に対して図７のバッテリ放電処理を実行する必要があること示すものである。放電完了フラグ２３ｊは、バッテリ放電処理の実行前後のバッテリ６１の端子電圧の差が所定値未満である場合にオン状態にセットされる（図６のＳ５２）一方、ＲＡＭ２３が初期化される場合（図４のＳ１）、パルス電圧メモリ２３ｈの値が３５Ｖに相当する値以上の場合、及び、ベース電圧メモリ２３ｉの値が１４．５Ｖに相当する値以上の場合（図６のＳ６３）にオフ状態にリセットされる。
【００５３】
強制終了フラグ２３ｋは、図７のバッテリ放電処理において、図６のバッテリ再生充放電処理を強制終了させる必要があるか否かを示すフラグである。この強制終了フラグ２３ｋは、そのＲＡＭ２３の初期化によりオフ状態に設定されており、図９（ｂ）の放電電圧測定処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧が１０．５Ｖ以下になった場合にオン状態に変更される。放電中のバッテリ６１が１０．５Ｖ以下の端子電圧となった場合、そのバッテリ６１は放電終止電圧に達しており、それ以上の放電はバッテリ６１を過放電状態にしてしまう。そのため、かかる強制終了フラグ２３ｋをオンして、図６のバッテリ再生充放電処理を強制終了させるのである。
【００５４】
充電動作コイル２９は、その充電動作コイル２９が通電状態にあるか否かに応じて充電系リレースイッチＳＷ１をオン又はオフするためのものであり、通電状態の場合に充電系リレースイッチＳＷ１をオン状態にする一方、通電停止状態の場合に充電系リレースイッチＳＷ１をオフ状態にする。また、放電動作コイル３０は、その放電動作コイル３０が通電状態にあるか否かに応じて放電系リレースイッチＳＷ２をオン又はオフするためのものであり、通電状態の場合に放電系リレースイッチＳＷ２をオン状態にする一方、通電停止状態の場合に放電系リレースイッチＳＷ２をオフ状態にする。
【００５５】
スタートボタン３１は、図５のバッテリ再生前処理および図６のバッテリ再生充放電処理の開始時に使用者により押下されるものであり、この押下によって上記各処理が開始されると共にスタートランプ４１が点灯される。ストップボタン３２は、図５のバッテリ再生前処理および図６のバッテリ再生充放電処理の停止時に使用者により押下されるものであり、この押下によって上記各処理が停止されると共にストップランプ４２が点灯される。リセットボタン３３は、ＲＡＭ２３、各種ランプ４１〜４９、ブザー３９及びＬＣＤ４０を初期化する際に使用者により押下されるものであり、このリセットボタン３３の押下を使用者へ促すためにリセットランプ４３が点灯される。
【００５６】
非常停止ボタン３４は、バッテリ充放電装置１が稼動している場合に強制的に稼動を停止するために使用者により押下されるものであり、この非常停止ボタン３４が押下されると、直流電源回路２内に設けられたリレースイッチ（図示せず）が作動して、交流電源６０側と充電スイッチング回路４側との接続状態が切断される。
【００５７】
図２を参照して、充電ドライブ回路４８及び放電ドライブ回路４９について説明する。図２（ａ）は、充電ドライブ回路４８の構成を概略的に表した図であり、図２（ｂ）は、放電ドライブ回路４９の構成を概略的に表した図である。なお、図２（ｂ）に示すように放電ドライブ回路４９は、図２（ａ）に示した充電ドライブ回路４８と同一の構成とされている。
【００５８】
図２（ａ）に示すように、充電ドライブ回路４８は、指令電圧生成回路４８ａと、絶縁回路４８ｂと、電流フィードバック回路４８ｃとを、ゲート抵抗回路４８ｄとを備えている。指令電圧生成回路４８ａは、入出力ポート２８を介してＤ／Ａ変換器２６から入力されるアナログの電圧である充電ドライブ指令および充電制御指令から充電指令電圧を生成して出力する回路である。
【００５９】
この指令電圧生成回路４８ａの第１入力端ＩＮ１には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される充電ドライブ指令が入力され、指令電圧生成回路４８ａの第２入力端ＩＮ２には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される充電制御指令が入力される。指令電圧生成回路４８ａへ入力された充電ドライブ指令及び充電制御指令は、それぞれ指令電圧生成回路４８ａ内の電圧ホロワ（図示せず）を介して、指令電圧生成回路４８ａ内の差動増幅回路（図示せず）へ入力される。この指令電圧生成回路４８ａの差動増幅回路は、充電ドライブ指令及び充電制御指令の電圧差を充電指令電圧として指令電圧生成回路４８ａの出力端ＯＵＴから絶縁回路４８ｂへ出力する。
【００６０】
絶縁回路４８ｂは、指令電圧生成回路４８ａ側の入力段と、電流フィードバック回路４８ｃ側の出力段とを絶縁するための絶縁アンプ（アイソレーションアンプ）ＩＳＯ１で構成されている。この絶縁回路４８ｂの絶縁アンプＩＳＯ１の入力端へ入力された充電指令電圧は、その絶縁アンプＩＳＯ１の出力端から電流フィードバック回路４８ｃへ出力される。
【００６１】
電流フィードバック回路４８ｃは、絶縁回路４８ｂから入力される充電指令電圧と電流電圧変換回路６の出力電圧との偏差を０Ｖへ収束させるための帰還演算回路であり、オペアンプＯＰ１で構成されている。このオペアンプＯＰ１の非反転入力端は絶縁回路４８ｂの出力端と接続されており、その反転入力端は電流電圧変換回路６のシャント抵抗Ｒ２とトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子との間に接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端は、１０Ωの抵抗Ｒ９で構成されたゲート抵抗回路４８ｄと接続されており、このゲート抵抗回路４８ｄを介してトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子に接続されている。
【００６２】
図２（ｂ）に示すように、放電ドライブ回路４９は、図２（ａ）に示した充電ドライブ回路４８と同様に、指令電圧生成回路４９ａと、絶縁回路４９ｂと、電流フィードバック回路４９ｃとを、ゲート抵抗回路４９ｄとを備えている。指令電圧生成回路４９ａは、入出力ポート２８を介してＤ／Ａ変換器２６から入力されるアナログの電圧である放電ドライブ指令および放電制御指令から放電指令電圧を生成して出力する回路である。この指令電圧生成回路４９ａの第１入力端ＩＮ１には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される放電ドライブ指令が入力され、指令電圧生成回路４９ａの第２入力端ＩＮ２には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される放電制御指令が入力され、この充電ドライブ指令及び充電制御指令の電圧差を放電指令電圧として指令電圧生成回路４９ａの出力端ＯＵＴから絶縁回路４９ｂへ出力している。
【００６３】
絶縁回路４９ｂの絶縁アンプＩＳＯ２の入力端へ入力された放電指令電圧は、その絶縁アンプＩＳＯ２の出力端から電流フィードバック回路４９ｃへ出力され、電流フィードバック回路４９ｃのオペアンプＯＰ２の非反転入力端へ入力される。また、オペアンプＯＰ２の反転入力端は電流電圧変換回路１４のシャント抵抗Ｒ８とトランジスタＩＧＢＴ２のエミッタ端子との間に接続されている。更に、オペアンプＯＰ２の出力端は、１０Ωの抵抗Ｒ１１で構成されたゲート抵抗回路４９ｄと接続されており、このゲート抵抗回路４９ｄを介してトランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子に接続されている。
【００６４】
図３を参照して、充電ドライブ回路４８及び放電ドライブ回路４９の動作について説明する。図３（ａ）は、充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａへの入力電圧波形を示した図であり、図３（ｂ）は、指令電圧生成回路４８ａの出力電圧波形を示した図であり、図３（ｃ）は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ電流、即ち、バッテリ６１への充電電流波形を示した図である。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、中容量処理モードが選択された場合の各波形を示している。
【００６５】
まず、バッテリ充電処理において、Ｄ／Ａ変換器２６は、入出力ポート２８を介して３Ｖの充電ドライブ指令７１を充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａの第１入力端ＩＮ１へ出力すると共に、入出力ポート２８を介して充電制御指令７２を充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａの第２入力端ＩＮ２へ出力する（図３（ａ））。ここで、充電制御指令７２は、１．５Ｖのパルス制御指令７２ａと、２．２Ｖのベース制御指令７２ｂとを交互に繰り返したものである。
【００６６】
なお、パルス制御指令７２ａは、小容量処理モードの場合に２．２Ｖ、大容量処理モードの場合に０．５Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に１．５Ｖに設定される。また、ベース制御指令７２ｂは、小容量処理モードの場合に２．７Ｖ、大容量処理モードの場合に２．０Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に２．８Ｖに設定される。
【００６７】
ここで、本実施例のパルス制御指令７２ａは、その周波数が２ｋＨｚで且つデューティ比が２５％に設定されており、結果、パルス制御指令７２ａの周期ｔ１が５００μｓとされると共に、１周期ｔ１当たりの出力時間（パルス出力時間）ｔ２は１２５μｓとされる。一方、ベース指令制御７２ｂは、その周波数が２ｋＨｚで且つデューティ比が７５％に設定されており、結果、ベース制御指令７２ｂの周期ｔ３が５００μｓとされると共に、１周期ｔ３当たりの出力時間（ベース出力時間）ｔ４は３７５μｓとされる。
【００６８】
指令電圧生成回路４８ａは、第１及び第２入力端ＩＮ１，ＩＮ２へ入力された充電ドライブ指令７１から充電制御指令７２を減算した電圧を充電指令電圧７３として出力する（図３（ｂ））。この充電指令電圧７３は、１．５Ｖのパルス充電指令電圧７３ａと、０．８Ｖのベース充電指令電圧７３ｂとを交互に繰り返したものである。具体的に、充電指令電圧７３は、パルス充電指令電圧７３ａが１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ保持された後、ベース充電指令電圧７３ｂが３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ保持されている。
【００６９】
なお、パルス充電指令電圧７３ａは、小容量処理モードの場合に０．８Ｖ、大容量処理モードの場合に２．５Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に０．２Ｖとなる。また、ベース充電指令電圧７３ｂは、小容量処理モードの場合に０．３Ｖ、大容量処理モードの場合に１．０Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に１．５Ｖとなる。
【００７０】
充電指令電圧７３は、絶縁回路４８ｂを介して電流フィードバック回路４８ｃへ入力され、この電流フィードバック回路４８ｃによって、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ印加されるべきゲート電圧に変換される。このゲート電圧は、ゲート抵抗回路４８ｄへ入力され、このゲート抵抗回路４８ｄの抵抗Ｒ９によってゲート電流に変換され、トランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ流入する。このゲート電圧及びゲート電流がゲート端子へ印加されると、トランジスタＩＧＢＴ１がオンされて、トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ・エミッタ端子間にコレクタ電流（充電電流）７４が流れる（図３（ｃ））。
【００７１】
充電電流７４は、１５Ａのパルス充電電流（パルス電流成分）７４ａと、８Ｖのベース充電電流（ベース電流成分）７４ｂとを交互に繰り返したものである。具体的に、充電電流７４は、パルス充電電流７４ａが１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ保持された後、ベース充電電流７４ｂが３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ保持されている。このように略一定のベース充電電流７４ｂに略矩形波状に変化する大電流のパルス充電電流７４ａを重畳させた充電電流７４によれば、バッテリ６１の正極端子６１ａへ流入された場合に、大電流のパルス充電電流７４ａによりバッテリ６１の電極表面に析出したサルフェーションが分解除去される。しかも、パルス出力時間ｔ２の経過後は、ベース充電電流７４ｂがバッテリ６１へ流入されるので、かかるベース充電電流７４ｂによりバッテリ６１を充電することができ、更に、パルス充電電流７４ａによりバッテリ６１の充電速度を加速させることができるのである。
【００７２】
なお、パルス充電電流７４ａは、小容量処理モードの場合に８Ａ、大容量処理モードの場合に２５Ａ、及び、再生前処理モードの場合に２Ａとなる。また、ベース充電電流７４ｂは、小容量処理モードの場合に３Ａ、大容量処理モードの場合に１０Ａ、及び、再生前処理モードの場合に１５Ａとなる。
【００７３】
図３（ｄ）は、放電ドライブ回路４９の指令電圧生成回路４９ａへの入力電圧波形を示した図であり、図３（ｅ）は、指令電圧生成回路４９ａの出力電圧波形を示した図であり、図３（ｆ）は、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ電流、即ち、バッテリ６１からの放電電流波形を示した図である。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、中容量処理モードが選択された場合の各波形を示している。
【００７４】
まず、バッテリ放電処理において、Ｄ／Ａ変換器２６は、入出力ポート２８を介して、３Ｖの放電ドライブ指令７５を放電ドライブ回路４９の指令電圧生成回路４９ａの第１入力端ＩＮ１へ出力すると共に、２．２Ｖの放電制御指令７６を指令電圧生成回路４９ａの第２入力端ＩＮ２へ出力する（図３（ｄ））。指令電圧生成回路４９ａは、第１及び第２入力端ＩＮ１，ＩＮ２へ入力された放電ドライブ指令７５から放電制御指令７６を減算した０．８Ｖの放電指令電圧７７を生成して出力する（図３（ｅ））。
【００７５】
なお、放電制御指令７６は、小容量処理モードの場合に２．７Ｖ、大容量処理モードの場合に２．０Ｖに設定され、放電指令電圧７７は、小容量処理モードの場合に０．３Ｖ、大容量処理モードの場合に１．０Ｖで指令電圧生成回路４９ａから出力される。
【００７６】
放電指令電圧７７は、絶縁回路４９ｂを介して電流フィードバック回路４９ｃへ入力され、この電流フィードバック回路４９ｃによって、放電スイッチング回路１４のトランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子へ印加されるべきゲート電圧に変換される。このゲート電圧は、ゲート抵抗回路４９ｄへ入力され、このゲート抵抗回路４９ｄの抵抗Ｒ１１によってゲート電流に変換され、トランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子へ流入する。
【００７７】
このゲート電圧及びゲート電流がゲート端子へ印加されると、トランジスタＩＧＢＴ２がオンされて、バッテリ６１から放電回路１１を経由して、トランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ・エミッタ端子間に８Ａのコレクタ電流（放電電流）７８が流れる（図３（ｆ））。なお、放電電流７８は、小容量処理モードの場合に３Ａ、大容量処理モードの場合に１０Ａに調整される。
【００７８】
次に、図４から図９のフローチャートを参照して、上記のように構成されたバッテリ充放電装置１の動作について説明する。図４は、バッテリ充放電装置１のメイン処理を示したフローチャートである。このメイン処理は、バッテリ充放電装置１の電源スイッチがオンされた場合に実行される処理である。この処理では、まず、ＲＡＭ２３の値が初期化され、処理ボタン３５〜３８のいずれかが押下されるまで待機する（Ｓ２：Ｎｏ）。
【００７９】
使用者により処理ボタン３５〜３８のいずれかが押下されると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、再生前処理ボタン３５の場合は「０」を、小容量処理ボタン３６の場合は「１」を、中容量処理ボタン３７の場合は「２」を、大容量処理ボタン３８の場合は「３」を、処理モードメモリ２３ａへ書き込む（Ｓ３）。また、処理モードメモリ２３ａの値が「０」の場合は再生前処理ランプ４４を、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は小容量処理ランプ４５を、処理モードメモリ２３ａの値が「２」の場合は中容量処理ランプ４６を、処理モードメモリ２３ａの値が「３」の場合は大容量処理ランプ４７を点灯する（Ｓ４）。
【００８０】
処理ランプ４４〜４７の点灯後、スタートボタン３１が押下されるまで待機し（Ｓ５：Ｎｏ）、それが押下されると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、スタートランプ４１を点灯して（Ｓ６）、処理モードメモリ２３ａの値を再び判断する（Ｓ７）。処理モードメモリ２３ａの値が「０」の場合は（Ｓ７：「０」）、バッテリ再生前処理を実行し（Ｓ８）、処理モードメモリ２３ａの値がその他の場合は（Ｓ７：「１，２，３」）、バッテリ再生充放電処理を実行する（Ｓ９）。Ｓ８及びＳ９の処理後は、リセットボタン４３が押下されるまで待機し（Ｓ１０：Ｎｏ）、それが押下されると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、全てのランプ４１〜４７やブザー３９のうち作動しているものを停止し（Ｓ１１）、ＬＣＤ４０を初期化して（Ｓ１２）、他の処理を実行した後（Ｓ１３）、処理をＳ１へ移行する。その後はＳ１からＳ１３までの処理を電源がオフされるまで繰り返す。
【００８１】
図５は、バッテリ再生前処理を示したフローチャートである。このバッテリ再生前処理は、主に、バッテリ６１の電極表面に析出したサルフェーションにより電解液の比重が大幅に低下し、その劣化度が大幅に悪化したバッテリ６１に対して、図６のバッテリ再生充放電処理のバッテリ６１の前処理として施される処理である。即ち、このバッテリ再生前処理は、図６のバッテリ再生充放電処理のみでは、バッテリ６１のサルフェーションを除去して容量を回復しきれない場合に実行される特別な処理である。
【００８２】
バッテリ再生前処理では、まず、単位処理時間カウンタ２３ｃへ３０分に相当するカウンタ値を書き込んだ後（Ｓ２１）、バッテリ６１の端子電圧を測定して、その測定した端子電圧を端子電圧メモリ２３ｆへ書き込む（Ｓ２２）。この端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた値が１Ｖ以上の場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の正極端子６１ａが接続プラグ１５のプラス側端子１５ａに接続され且つバッテリ６１の負極端子６１ｂが接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂに正常に接続されているので、充電動作コイル２９へ通電することにより（Ｓ２４）、充電系リレースイッチＳＷ１をオンして、充電スイッチング回路４から、逆流阻止回路７及びバッテリ６１へ至る回路を接続する。
【００８３】
Ｓ２４の通電後、単位処理時間カウンタ２３ｃへ記憶されている値分、即ち、３０分の計時を開始し（Ｓ２５）、タイマ回路２４の時間を監視しつつ、３Ｖの充電ドライブ指令の出力を開始し（Ｓ２６）、１．５Ｖの充電制御指令の出力を開始する（Ｓ２７）。この１．５Ｖの充電制御指令の出力は１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ継続され（Ｓ２８：Ｎｏ）、このパルス出力時間ｔ２が経過すると（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、充電制御指令は２．８Ｖに切り換えられて出力される（Ｓ２９）。
【００８４】
また、この２．８Ｖの充電制御指令は３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ継続され（Ｓ３０：Ｎｏ）、このベース出力時間ｔ４が経過し（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、更に、Ｓ２５の計時開始から単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の時間が経過していない場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、処理をＳ２７へ移行して、Ｓ２７からＳ３０までの処理を繰り返す。充電ドライブ指令および充電制御指令は充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ｃを介して充電指令電圧に変換される。
【００８５】
この充電指令電圧は、絶縁回路４８ｂを経た後、電流フィードバック回路４８ｃによって充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート電圧に変換され、ゲート抵抗回路４８ｄによってトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ流入するゲート電流に変換される。結果、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１はオンされ、このトランジスタＩＧＢＴ１を介して直流電源回路２からバッテリ６１へ充電電流が流入する。
【００８６】
充電電流は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ印加されるゲート電圧によって調節され、このゲート電圧は、Ｄ／Ａ変換器２６から出力される充電ドライブ指令及び充電制御指令に応じて決定されている。具体的には充電電流として、２ｋＨｚの周波数で且つ２５％のデューティ比である１５Ａのパルス充電電流と、２ｋＨｚの周波数で且つ７５％のデューティ比である２Ａのベース充電電流とが連続して交互にバッテリ６１へ３０分流入するのである。
【００８７】
単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の計時の終了後は（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、充電ドライブ指令および充電制御指令を０Ｖにして（Ｓ３２）、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１をオフすると共に、充電動作コイル２９への通電を停止することにより（Ｓ３３）、充電系リレースイッチＳＷ１をオフして、バッテリ６１への充電電流の流入を停止する。その停止後、３分が経過するまで待機し（Ｓ３４：Ｎｏ）、この間、バッテリ６１は放置されることにより放熱が行われ、バッテリ６１の温度上昇が抑制される。
【００８８】
Ｓ３３の処理後から３分が経過すると（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ３５）、その端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた内容、即ち、Ｓ３５の処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧をＬＣＤ４０へ表示すると共に、バッテリ再生前処理が正常に終了した旨を示す「正常終了」なる文字をＬＣＤ４０へ表示して、このバッテリ再生処理を終了する。
【００８９】
一方、Ｓ２３の処理において、端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた値が１Ｖ未満の場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、バッテリ６１の正極端子６１ａが接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂに接続され且つバッテリ６１の負極端子６１ｂが接続プラグ１５のプラス側端子１５ａに接続されている。即ち、バッテリ６１は接続プラグ１５に逆接続されているので、ブザー３９を鳴動して、リセットランプ４３を点灯すると共に、ＬＣＤ４０へ「バッテリ逆接続」と表示して（Ｓ３７）、このバッテリ再生前処理を終了する。
【００９０】
図６は、バッテリ再生充放電処理を示したフローチャートである。このバッテリ再生充放電処理は、バッテリ６１の電極表面に析出したサルフェーションを除去することによりバッテリ６１の容量を未使用状態に相当する値まで回復させると共に、そのサルフェーション除去処理と並行してバッテリ６１を満充電状態まで充電するための処理である。
【００９１】
バッテリ再生充放電処理では、まず、最低充電時間カウンタ２３ｂへ１時間に相当するカウンタ値を書き込む（Ｓ４１）。また、処理モードメモリ２３ａの値が、「１」又は「２」の場合は６０を、「３」の場合は４４を、充電回数カウンタ２３ｄへ書き込む（Ｓ４２）。更に、処理モードメモリ２３ａの値が、「１」の場合は５を、「２」の場合は８を、「３」の場合は１０を、放電回数カウンタ２３ｅへ書き込む（Ｓ４３）。
【００９２】
その後、バッテリ６１の端子電圧を測定して、その測定した端子電圧を端子電圧メモリ２３ｆへ書き込む（Ｓ４４）。この端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた値が１Ｖ以上の場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、バッテリ６１が接続プラグ１５に正常に接続されているので、更に、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上か否かを判断する（Ｓ４６）。なお、端子電圧メモリ２３ｆの値が１Ｖ未満の場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、バッテリ６１が接続プラグ１５に逆接続されているので、ブザー３９を鳴動して、リセットランプ４３を点灯すると共に、ＬＣＤ４０へ「バッテリ逆接続」と表示をして（Ｓ６６）、このバッテリ再生前処理を終了する。
【００９３】
Ｓ４６の処理において、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上の場合には（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、バッテリ６１が過充電状態にあるので、バッテリ６１に対してバッテリ放電処理を実行する（Ｓ４７）。図７には、バッテリ放電処理のフローチャートが示されている。
【００９４】
図７に示したバッテリ放電処理では、まず、端子電圧メモリ２３ｆの値を放電前電圧メモリ２３ｇへ書き込んで（Ｓ７１）、バッテリ放電処理（Ｓ４７）の実行前に測定されたバッテリ６１の端子電圧を保持した後、処理モードメモリ２３ａの値が「１」又は「２」の場合は５分に相当する値を、「３」の場合は８分に相当する値を、単位処理時間カウンタ２３ｃへ書き込んで（Ｓ７２）、１回当たりのバッテリ放電処理における実放電継続時間を設定する。
【００９５】
実放電継続時間の設定後（Ｓ７２）、充電動作コイル２９及び放電動作コイル３０の双方へ通電することによって（Ｓ７３）、充電系リレースイッチＳＷ１及び放電系リレースイッチＳＷ２をオンして、バッテリ６１から放電回路１１、放電スイッチング回路１２に至る回路を接続する。かかる場合、逆流阻止回路７によりバッテリ６１からの放電電流が充電スイッチング回路４へ逆流することが防止される。
【００９６】
Ｓ７３の通電後、単位処理時間カウンタ２３ｃへ記憶されている値分の計時を開始し（Ｓ７４）、タイマ回路２４の時間を監視しつつ、３Ｖの放電ドライブ指令の出力を開始する（Ｓ７５）。この放電ドライブ指令の出力と共に、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は２．７Ｖの、「２」の場合は２．２Ｖの、「３」の場合は２．０Ｖの放電制御指令の出力を開始して（Ｓ７６）、単位処理時間カウンタ２３ｃの値分の計時が終了するまで、上記した放電ドライブ指令及び放電制御指令の出力を継続する（Ｓ７７：Ｎｏ）。
【００９７】
放電ドライブ指令および放電制御指令は、放電ドライブ回路４９の指令電圧生成回路４９ａによって、小容量処理モードの場合は０．３Ｖの、中容量処理モードの場合は０．８Ｖの、大容量処理モードの場合は１．０Ｖの放電指令電圧に変換される。この放電指令電圧は、絶縁回路４９ｂを経た後、電流フィードバック回路４９ｃによって放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のゲート電圧に変換され、ゲート抵抗回路４９ｄによってトランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子へ流入するゲート電流に変換される。結果、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２はオンされ、小容量モードの場合は３Ａの、中容量処理モードの場合は８Ａの、大容量処理モードの場合は１０Ａの放電電流がバッテリ６１から放電回路１１へ流れて、かかるバッテリ６１の放電が行われる。
【００９８】
単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の計時の終了後は（Ｓ７７：Ｙｅｓ）、放電ドライブ指令および放電制御指令を０Ｖにして（Ｓ７８）、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２をオフすると共に、充電動作コイル２９及び放電動作コイル３０への通電を停止することにより（Ｓ７９）、充電系リレースイッチＳＷ１及び放電系リレースイッチＳＷ２をオフして、バッテリ６１からの放電電流の流出を停止する。
【００９９】
その停止後、強制終了フラグ２３ｋがオンされている場合には（Ｓ８０：Ｙｅｓ）、「放電終止電圧に達したため強制終了する」とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ８１）、図４のメイン処理のＳ１０へ移行することにより（Ｓ８２）、このバッテリ放電処理が終了し、図４のメイン処理のＳ１０の処理でリセットボタン４３が押下されるまで待機する（Ｓ１０：Ｎｏ）。一方、強制終了フラグ２３ｋがオフの場合には（Ｓ８０：Ｎｏ）、３分が経過するまで待機する（Ｓ８３：Ｎｏ）。この間、バッテリ６１は放置されることにより放熱が行われ、バッテリ６１の過剰な温度上昇が抑制される。
【０１００】
Ｓ７９の処理後から３分が経過すると（Ｓ８３：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ８４）、その端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた内容、即ち、Ｓ８４の処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ８５）、放電回数カウンタ２３ｅの値から１を減算し（Ｓ８６）、このバッテリ放電処理を終了して、処理を図６のＳ４８へ移行する。
【０１０１】
図６に戻って説明する。Ｓ４８の処理では、端子電圧メモリ２３ｆの値と放電前電圧メモリ２３ｇの値との差を求め（Ｓ４８）、その差が示す電圧差の値が所定値以上（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、且つ、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上の場合には（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、放電回数カウンタ２３ｅの値が０か否かを判断して（Ｓ５１）、その値が１以上であれば（Ｓ５１：Ｎｏ）、処理をＳ４７へ移行して、Ｓ４７からＳ５０の処理を繰り返す。
【０１０２】
一方、端子電圧メモリ２３ｆの値と放電前電圧メモリ２３ｇの値との差が示す電圧値が所定値未満であれば（Ｓ４９：Ｎｏ）、放電完了フラグ２３ｊをオンした後に（Ｓ５２）、バッテリ６１に対して充電を施すために処理をＳ５３へ移行する。また同様に、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値未満の場合（Ｓ５０：Ｎｏ）、放電回数カウンタ２３ｅの値が０の場合（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、更に、上記したＳ４６の処理で端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値未満である場合にあっても（Ｓ４６：Ｎｏ）、処理をＳ５３へ移行する。
【０１０３】
Ｓ５３以降の処理では、まず、最低充電時間カウンタ２３ｂへ記憶されている値分の計時が開始されているか否かを判断し（Ｓ５３）、その計時が未開始であれば（Ｓ５３：Ｎｏ）、最低充電時間カウンタ２３ｂへ記憶されている値分の計時を開始する（Ｓ５４）一方、Ｓ５４の計時が開始されていれば（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、Ｓ５４の処理をスキップして、バッテリ６１に対してバッテリ充電処理を実行する（Ｓ５５）。図８には、バッテリ充電処理のフローチャートが示されている。
【０１０４】
図８に示したバッテリ充電処理では、まず、処理モードメモリ２３ａの値が「１」又は「２」の場合は５分に相当する値を、「３」の場合は８分に相当する値を、単位処理時間カウンタ２３ｃへ書き込んで（Ｓ９１）、１回当たりのバッテリ充電処理における実充電継続時間を設定し、充電動作コイル２９へ通電することによって（Ｓ９２）、充電系リレースイッチＳＷ１をオンする。結果、充電スイッチング回路４から、逆流阻止回路７及びバッテリ６１へ至る回路が接続されるのである。
【０１０５】
Ｓ９２の通電後、単位処理時間カウンタ２３ｃへ記憶されている値分の計時を開始し（Ｓ９３）、タイマ回路２４の時間を監視しつつ、３Ｖの充電ドライブ指令の出力を開始する（Ｓ９４）。この充電ドライブ指令の出力後、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は２．２Ｖの、「２」の場合は１．５Ｖの、「３」の場合は０．５Ｖの放電制御指令の出力を開始して（Ｓ９５）、これらの充電ドライブ指令および充電制御指令の出力を、１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ継続する（Ｓ９６：Ｎｏ）。
【０１０６】
パルス出力時間ｔ２が経過すると（Ｓ９６：Ｙｅｓ）、３Ｖの充電ドライブ指令の出力は保持されたまま、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は２．７Ｖの、「２」の場合は２．２Ｖの、「３」の場合は２．０Ｖの充電制御指令の出力を開始して（Ｓ９７）、これらの充電ドライブ指令および充電制御指令の出力を、３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ継続する（Ｓ９８：Ｎｏ）。
【０１０７】
ベース出力時間ｔ４が経過し（Ｓ９８：Ｙｅｓ）、更に、Ｓ９３の計時開始から単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の時間が経過していない場合には（Ｓ９９：Ｎｏ）、３Ｖの充電ドライブ指令の出力を保持したまま、処理をＳ９５へ移行して、Ｓ９５からＳ９８までの処理を繰り返す。なお、充電ドライブ指令および充電制御指令による充電ドライブ回路４８及び充電スイッチング回路４の動作は、図５のバッテリ再生前処理の場合と同様であり、これらの充電ドライブ指令及び充電制御指令によって、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１はオンされ、このトランジスタＩＧＢＴ１を介して直流電源回路２からバッテリ６１へ充電電流が流入する。
【０１０８】
充電電流は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ印加されるゲート電圧によって調節され、このゲート電圧は、Ｄ／Ａ変換器２６から出力される充電ドライブ指令及び充電制御指令に応じて決定されている。具体的には充電電流として、２ｋＨｚの周波数で且つ２５％のデューティ比であるパルス充電電流と、２ｋＨｚの周波数で且つ７５％のデューティ比であってパルス充電電流より小さなベース充電電流とが交互に途切れることなくバッテリ６１へ流入するのである。
【０１０９】
具体的に、小容量処理モードの場合には８Ａのパルス充電電流と３Ａのベース充電電流とが５分間、中容量処理モードの場合は１５Ａのパルス充電電流と８Ａのベース充電電流とが５分間、大容量処理モードの場合は５Ａのパルス充電電流と１０Ａのベース充電電流とが８分間、交互に途切れることなくバッテリ６１へ充電電流として流入するのである。
【０１１０】
単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の計時の終了後は（Ｓ９９：Ｙｅｓ）、充電ドライブ指令および充電制御指令を０Ｖにして（Ｓ１００）、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１をオフすると共に、充電動作コイル２９への通電を停止することにより（Ｓ１０１）、充電系リレースイッチＳＷ１をオフして、バッテリ６１への充電電流の流入を停止する。その停止後、３分が経過するまで待機し（Ｓ１０２：Ｎｏ）、この間、バッテリ６１は放置されることにより放熱が行われ、バッテリ６１の過剰な温度上昇が抑制される。
【０１１１】
Ｓ１０１の処理後から３分が経過すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ１０３）、その端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた内容、即ち、Ｓ１０３の処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧をＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ１０４）、充電回数カウンタ２３ｄの値から１を減算し（Ｓ１０５）、このバッテリ充電処理を終了して、処理を図６のＳ５６へ移行する。
【０１１２】
図６に戻って説明する。バッテリ充電処理の後（Ｓ５５）、端子電圧メモリ２３ｆの値が１３．５Ｖの充電完了電圧値未満の場合（Ｓ５６：Ｎｏ）、又は、端子電圧メモリ２３ｆの値が１３．５Ｖの充電完了電圧値以上かつ１５Ｖの放電切換電圧値未満の場合は（Ｓ５６：Ｙｅｓ，Ｓ５７：Ｎｏ）、充電回数カウンタ２３ｄの値が０か否かを判断して（Ｓ６４）、その値が１以上であれば（Ｓ６４：Ｎｏ）、処理をＳ５３へ移行して、Ｓ５５からＳ５７までの処理を繰り返し、充電回数カウンタ２３ｄの値が０となれば（Ｓ６４：Ｙｅｓ）、８時間相当の充電によってもバッテリ６１の端子電圧が１５Ｖの放電切換電圧値以上に達していないので、ブザー３９を鳴動し、リセットランプ４３を点灯し、「電圧不足」とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ６５）、このバッテリ再生充放電処理を終了する。
【０１１３】
一方、Ｓ５７の処理で、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上の場合は（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、放電完了フラグ２３ｊのオンオフを判断し（Ｓ５８）、放電完了フラグ２３ｊがオフの場合にはＳ４７のバッテリ放電処理へ移行する。一方、放電フラグ２３ｊがオンの場合にはパルス電圧メモリ２３ｈ及びベース電圧メモリ２３ｉの値を確認する（Ｓ５９，Ｓ６０）。パルス電圧メモリ２３ｈの値が３５Ｖのパルス電圧制限値以上の場合（Ｓ５９：Ｙｅｓ）、又は、パルス電圧メモリ２３ｈの値が３５Ｖのパルス電圧制限値未満であってベース電圧メモリ２３ｉの値が１４．５Ｖのベース電圧制限値以上の場合（Ｓ５９：Ｎｏ，Ｓ６０：Ｙｅｓ）は、放電完了フラグ２３ｊをオフ状態にリセットして（Ｓ６３）、Ｓ４７のバッテリ放電処理へ移行する。
【０１１４】
ベース電圧メモリ２３ｉの値が１４．５Ｖのベース電圧制限値未満である場合には（Ｓ６０）、最低充電時間カウンタ２３ｂの値分の計時が終了したか否かが判断して（Ｓ６１）、その計時開始から１時間が経過していなければ（Ｓ６１：Ｎｏ）、処理をＳ５３へ移行して、再び、Ｓ５３以降の処理を実行する。その後、最低充電時間カウンタ２３ｂの値分の計時が終了すれば（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、「バッテリ再生充放電処理完了」とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ６２）、このバッテリ再生充放電処理を終了する。
【０１１５】
図９（ａ）は、充電電圧測定処理のフローチャートを示している。この充電電圧測定処理は、図５のバッテリ再生前処理および図８のバッテリ充電処理によるバッテリ６１への実充電継続時間中に、バッテリ６１の端子電圧を測定するため、３０ｍｓ間隔毎に実行される割り込み処理である。この充電電圧測定処理では、パルス出力時間中に正極端子６１ａへ印加される端子電圧をパルス電圧メモリ２３ｈへ書き込み（Ｓ１１１）、ベース出力時間中に正極端子６１ａへ印加される端子電圧をベース電圧メモリ２３ｉへ書き込んで（Ｓ１１２）、この処理を終了する。
【０１１６】
図９（ｂ）は、放電電圧測定処理のフローチャートを示している。この放電電圧測定処理は、図７のバッテリ放電処理によるバッテリ６１の実放電継続時間中に、バッテリ６１の端子電圧を測定するため、３０ｍｓ間隔毎に実行される割り込み処理である。放電電圧測定処理では、実放電継続時間中にバッテリ６１の正極端子６１ａへ印加される端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ１２１）、その端子電圧メモリ２３ｆの値が１０．５Ｖの放電終止電圧値以上であるか否かを判断する（Ｓ１２２）。
【０１１７】
判断の結果、端子電圧メモリ２３ｆの値が、１０．５Ｖの放電終止電圧値以上であれば（Ｓ１２２：Ｙｅｓ）、そのまま放電電圧測定処理を終了する一方、１０．５Ｖの放電終止電圧未満であれば（Ｓ１２２：Ｎｏ）、強制終了フラグ２３ｋをオン状態にセットした後（Ｓ１２３）、図７に示すバッテリ放電処理のＳ７８へ移行することにより（Ｓ１２４）、この放電電圧測定処理を終了して、図７に示すバッテリ放電処理のＳ７８からＳ８２の処理を実行する。即ち、図９（ｂ）のＳ１２４の処理によって、バッテリ放電処理を強制終了するのである。これは、実放電継続時間中のバッテリ６１の放電電圧が１０．５Ｖの放電終止電圧値未満以下になった場合、バッテリ６１が過放電状態となるので、かかる過放電を抑制するために実行されるのである。
【０１１８】
なお、請求項３の充電駆動指令手段としては図８のＳ９４、Ｓ９５及びＳ９７の処理が、充電計時手段としてはＳ９４の処理が、充電インターバル手段としてはＳ９９のＹｅｓの分岐、Ｓ１００の処理及びＳ１０２のＮｏの分岐が、それぞれ該当する。
【０１１９】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【０１２０】
例えば、本実施例では、本発明の電圧制御型スイッチング素子の一例として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを用いて説明したが、かかる電圧制御型スイッチング素子は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、ＭＯＳＦＥＴなどの他のスイッチング素子を用いても良い。
【０１２１】
また、本実施例では、図３（ｃ）に示す１５Ａのパルス充電電流７４ａ及び８Ａのベース充電電流７４ｂを生成するために、３Ｖの充電ドライブ指令７１と１．５Ｖのパルス制御指令７２ａ及び２．２Ｖのベース制御指令７２ｂとを、充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａへ入力し、その指令電圧生成回路４８ａによって、３Ｖの充電ドライブ指令７１と１．５Ｖのパルス制御指令７２ａとの電圧差から１．５Ｖのパルス充電指令電圧７３ａ、及び、３Ｖの充電ドライブ指令７１と２．２Ｖのベース制御指令７２ｂとの電圧差から０．８Ｖのベース充電指令電圧７３ｂ、を生成して出力した。
【０１２２】
しかしながら、図３（ｃ）に示した１５Ａのパルス充電電流及び８Ａのベース充電電流を生成する充電ドライブ回路は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、０．８Ｖの充電ドライブ指令と、ハイ出力が０．７Ｖで且つロウ出力が０Ｖのパルス波状の充電制御指令とを、充電ドライブ回路の指令電圧生成回路へ入力しても良い。かかる場合、充電ドライブ指令と充電制御指令とを加算した電圧を出力するように指令電圧生成回路を構成すれば、その指令電圧生成回路は、充電制御指令のハイ出力時には、０．８Ｖの充電ドライブ指令に０．７Ｖの充電制御指令を重畳した１．５Ｖのパルス充電指令電圧を出力し、充電制御指令のロウ出力時には、０．８Ｖの充電ドライブ指令に０Ｖの充電制御指令を重畳した０．８Ｖのベース充電指令電圧を出力することができるのである。
【０１２３】
また、本実施例では、放電スイッチング回路１２の数は必ずしも１つに限られるものではなく、複数の放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ端子を放電回路１１にまとめて接続すると共に、トランジスタＩＧＢＴ２のエミッタ端子を直流電源回路２のグランド側入力端Ｎにまとめて接続して、複数の放電スイッチング回路１２を並列接続しても良い。
【０１２４】
更に、本実施例では、３Ｖの充電ドライブ指令を用いて説明したが、かかる充電ドライブ指令の値は必ずしもこれに限られるものではなく、制御ユニット３の駆動電圧に対応した５Ｖに設定しても良い。また、本実施例におけるパルス充電電流やベース充電電流の電流値、周波数、デューティ比は、あくまでも一例を示したものである。
【０１２５】
なお、以下に本発明の変形例を示す。請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ再生装置において、車載用鉛バッテリから流れ出る放電電流が通電する放電回路と、その放電回路へ車載用鉛バッテリから流れ込む放電電流の通電をオン又はオフする放電スイッチング回路と、その放電スイッチング回路をオン又はオフさせる放電駆動回路と、前記充電スイッチング回路によって充電電流のパルス電流成分が通電されている期間における車載用鉛バッテリの端子電圧を測定するパルス電圧成分測定手段と、そのパルス電圧成分測定手段による測定の結果、車載用鉛バッテリの端子電圧がパルス電圧成分制限値以上の場合に、前記放電駆動回路によって前記放電スイッチング回路をオンさせる第１放電手段とを備えていることを特徴とするバッテリ再生装置１。また、バッテリ再生装置１のパルス電圧成分測定手段としては図９（ａ）のＳ１１１の処理が、第１放電手段としては図６のＳ５９のＹｅｓの分岐並びに図７のＳ７５及びＳ７６の処理が、それぞれ該当する。
【０１２６】
バッテリ再生装置１、又は、請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ再生装置において、車載用鉛バッテリから供給される放電電流が通電する放電回路と、その放電回路へ車載用鉛バッテリから流れ込む放電電流の通電をオン又はオフする放電スイッチング回路と、その放電スイッチング回路をオン又はオフさせる放電駆動回路と、前記充電スイッチング回路によって充電電流のベース電流成分が通電されている期間における車載用鉛バッテリの端子電圧を測定するベース電圧成分測定手段と、そのベース電圧成分測定手段による測定の結果、車載用鉛バッテリの端子電圧がベース電圧成分制限値以上の場合に、前記放電駆動回路によって前記放電スイッチング回路をオンさせる第２放電手段とを備えていることを特徴とするバッテリ再生装置２。また、バッテリ再生装置２のベース電圧成分測定手段としては図９（ａ）のＳ１１２の処理が、第２放電手段としては図６のＳ６０のＹｅｓの分岐並びに図７のＳ７５及びＳ７６の処理が、それぞれ該当する。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明のバッテリ再生装置によれば、充電スイッチング回路によって、車載用鉛バッテリへ流入する充電電流は、略矩形波状に変化するパルス電流成分が略一定のベース電流成分に重畳された電流なるので、そのパルス電流成分により車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去して、車載用鉛バッテリの容量をほぼ未使用状態に相当する値にまで回復させることができる。
【０１２８】
しかも、車載用鉛バッテリには、充電電流のパルス電流成分の非通電時にベース電流成分が流入するので、かかるベース電流成分によって車載用鉛バッテリの充電を確実に進行させることができ、更に、パルス電流成分によって車載用鉛バッテリの充電進行速度を加速することもできるという効果がある。結果、従来のように車載用鉛バッテリに容量回復処理を施した後、更に、車載用鉛バッテリに充電処理を施す必要がないので、大量の車載用鉛バッテリを処理するに作業が簡素化され、処理コストを低減することもできるのである。
【０１２９】
また、車載用鉛バッテリへ充電電流の通電は、充電制限時間が経過する毎に、充電インターバル手段によって所定時間禁止されるので、この充電インターバル手段により充電駆動指令手段の実行が禁止されている間に、充電電流の流入によって過熱した車載用鉛バッテリを放熱させて、車載用鉛バッテリの過剰な温度上昇を抑制することができるという効果がある。
【０１３０】
請求項２記載のバッテリ再生装置によれば、電圧制御型スイッチング素子の制御端へ印加される制御電圧は、帰還増幅回路によって、充電電流の検出電圧が充電駆動基準電圧と一致するように、即ち、その両電圧の偏差が低下するように調整されるので、車載用鉛バッテリの内部抵抗や直流電源回路の出力電力が充電状況に応じて変動する場合であっても、充電駆動基準電圧に比例した充電電流を電圧制御型スイッチング素子の出力端へ確実に通電させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例におけるバッテリ充放電装置の電気的構成図である。
【図２】（ａ）は、充電ドライブ回路の構成を概略的に表した図であり、（ｂ）は、放電ドライブ回路の構成を概略的に表した図である。
【図３】（ａ）は、充電ドライブ回路の指令電圧生成回路への入力電圧波形を示した図であり、（ｂ）は、指令電圧生成回路の出力電圧波形を示した図であり、（ｃ）は、バッテリへの充電電流波形を示した図であり、（ｄ）は、放電ドライブ回路の指令電圧生成回路への入力電圧波形を示した図であり、（ｅ）は、指令電圧生成回路の出力電圧波形を示した図であり、（ｆ）は、バッテリからの放電電流波形を示した図である。
【図４】バッテリ充放電装置のメイン処理を示したフローチャートである。
【図５】バッテリ再生前処理を示したフローチャートである。
【図６】バッテリ再生充放電処理を示したフローチャートである。
【図７】バッテリ放電処理を示したフローチャートである。
【図８】バッテリ充電処理を示したフローチャートである。
【図９】（ａ）は、充電電圧測定処理を示したフローチャートであり、（ｂ）は、放電電圧測定処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ バッテリ充放電装置（バッテリ再生装置）
２ 直流電源回路
３ 制御ユニット（充電制御手段）
４ 充電スイッチング回路
６ 電流電圧変換回路
１１ 放電回路
１２ 放電スイッチング回路
２４ タイマ回路（充電計時手段の一部）
４８ａ 充電ドライブ回路の指令電圧生成回路（充電駆動回路）
４８ｃ 電流フィードバック回路（帰還増幅回路）
４９ａ 放電ドライブ回路の指令電圧生成回路（放電駆動回路）
６１ バッテリ（車載用鉛バッテリ）
６１ａ 正極端子
７３ 充電指令電圧の一例（充電駆動基準電圧の一例）
７３ａ パルス充電指令電圧の一例（充電駆動パルス電圧の一例）
７３ｂ ベース充電指令電圧の一例（充電駆動ベース電圧の一例）
７４ 充電電流の一例
７４ａ パルス充電電流の一例（充電電流のパルス電流成分の一例）
７４ｂ ベース充電電流の一例（充電電流のベース電流成分の一例）
７８ 放電電流の一例
ＩＧＢＴ１ 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（電圧制御型スイッチング素子）
ｔ２ パルス出力時間（充電電流のパルス電流成分が通電されている期間）
ｔ４ ベース出力時間（充電電流のベース電流成分が通電されている期間）
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用鉛バッテリの容量を回復させ更に充電を施すためのバッテリ再生装置に関し、特に、車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去することにより容量を回復させると共に、そのサルフェーション除去と並行して車載用鉛バッテリを充電することができるバッテリ再生充電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、二次電池（蓄電池）の一種である鉛蓄電池は、他の蓄電池に比べて安価であるため、車輌用電気機器の電力源などとして多岐にわたって利用されている。一般に、車載用鉛蓄電池（車載用鉛バッテリ）は、その充放電が繰り返された場合、種々の原因により容量が大幅に低下してしまう。例えば、約２〜３年の期間使用された車載用鉛バッテリは、未使用のものに比べて容量が約５０％程度に低下することもあり、車両用電気機器などの負荷に電力供給不能となってしまう。このように容量が低下した車載用鉛バッテリは寿命を迎えたものと判断され廃棄処分されている。
【０００３】
ところで、上記した車載用鉛バッテリの容量の低下には種々の原因が考えられるが、その一つにサルフェーションによるものがある。サルフェーションは、硫酸鉛が大結晶化した硬い皮膜であり、電子伝導性やイオン伝導性を殆ど有していないものである。このサルフェーションは、例えば、車載用鉛バッテリの充放電が所定期間繰り返されたり、或いは、経時的な自然放電が所定期間継続された場合に、車載用鉛バッテリの下部に貯留される電解液が高比重となる現象（成層化）によって電極板下部の表面に形成される。
【０００４】
一般に、車載用鉛バッテリの電極板は、その表面に多数の細孔を有する海綿状体に形成され、結果、その表面積が大きくされて容量が高められている。しかし、サルフェーションが生じた車載用鉛バッテリの電極板は、その表面の細孔が結晶化した硫酸鉛により塞がれてしまうため、電極板の表面積が減少してしまう。この結果、車載用鉛バッテリの容量が低下すると共に、内部抵抗が著しく上昇してしまうのである。
【０００５】
そこで、近年、サルフェーションを電極表面から除去して、車載用鉛バッテリの容量を回復させる処理方法が種々提案されており、その一例として、直流パルス電流を車載用鉛バッテリへ通電させることにより電極表面の蓄積したサルフェーションを電気分解させる処理方法がある。この車載用鉛バッテリの容量回復処理によれば、約１〜８Ａ（アンペア）程度の直流電流を、数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚの周波数でオンオフさせたパルス電流波を、車載用鉛バッテリへ所定時間通電させることによって、サルフェーションを電極表面から除去するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した車載用鉛バッテリの容量回復処理によれば、直流パルス電流を車載用鉛バッテリへ所定時間通電させることによってサルフェーションは除去されるが、かかる直流パルス電流のみを鉛蓄電池へ通電させるだけでは、その車載用鉛バッテリを満充電状態まで充電することができないという問題点があった。即ち、上記した容量回復処理によって車載用鉛バッテリの容量を回復させた後、更に、その車載用鉛バッテリに充電処理を施す必要があり、大量の車載用鉛バッテリを処理するには作業が繁雑となるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去させて、車載用鉛バッテリの容量をほぼ未使用状態に相当する値まで回復させることができ、更に、そのサルフェーション除去と並行して車載用鉛バッテリを充電することができるバッテリ再生装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために請求項１記載のバッテリ再生装置は、直流電流を発生する直流電源回路と、その直流電源回路及び車載用鉛バッテリ間に挿入されその車載用鉛バッテリへ流入させる充電電流の通電をオン又はオフする充電スイッチング回路と、その充電スイッチング回路をオン又はオフさせる充電制御手段とを備えており、前記充電制御手段は、略一定の充電駆動ベース電圧に対して略矩形波状に変化する充電駆動パルス電圧を２ｋＨｚの周波数で重畳させた充電駆動基準電圧を前記充電スイッチング回路へ出力する充電駆動回路と、その充電駆動回路に対して充電駆動基準電圧の出力を指令する充電駆動指令手段と、その充電駆動指令手段の実行時間を計時する充電計時手段と、その充電計時手段による計時が充電制限時間を経過する毎に前記充電駆動指令手段の実行を所定時間禁止する充電インターバル手段とを備えており、前記充電スイッチング回路は、その充電駆動回路の出力端に直接又は間接的に接続される制御端と、前記直流電源回路の出力端に接続される入力端と、前記車載用鉛バッテリの正極端子に接続される出力端とを有した電圧制御型スイッチング素子を備えており、その電圧制御型スイッチング素子は、前記充電駆動回路から出力される前記充電駆動基準電圧の充電駆動パルス電圧に比例したパルス電流成分、及び、前記充電駆動基準電圧の充電駆動ベース電圧に比例したベース電流成分が２ｋＨｚの周波数で周期的に交互に変化する充電電流を、その電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電させるものである。
【０００９】
この請求項１記載のバッテリ再生装置によれば、充電制御手段によって、充電駆動回路から充電駆動基準電圧が出力される。充電駆動基準電圧は、略一定の充電駆動ベース電圧に略矩形波状の充電駆動パルス電圧が重畳されており、充電スイッチング回路の電圧制御型スイッチング素子の制御端へ出力される。電圧制御型スイッチング素子は、その制御端へ充電駆動基準電圧が直接又は間接的に印加されるとオンされ、その充電駆動基準電圧に比例した充電電流を、直流電源回路から車載用鉛バッテリへと通電させる。
【００１０】
具体的には、充電駆動指令手段の実行によって、充電駆動回路に対して充電駆動基準電圧の出力が指令されると、充電駆動回路から充電駆動基準が出力される。充電計時手段による計時に基づいて、充電駆動指令手段の実行時間が充電制限時間を経過すると、その経過毎に、充電インターバル手段によって、充電駆動指令手段の実行が所定時間禁止され、この間は、充電駆動回路からの充電駆動基準電圧の出力が停止され、スイッチング回路の電圧制御型スイッチング素子がオフされる。即ち、車載用鉛バッテリへの充電電流の供給は、充電制限時間を経過する毎に、充電インターバル手段によって所定時間禁止される。この充電電流の通電と、その通電の禁止とが繰り返し行われる。
【００１１】
また、車載用鉛バッテリへ流入する充電電流は、充電駆動回路から出力される充電駆動基準電圧の充電駆動パルス電圧に比例したパルス電流成分と、その充電駆動基準電圧の充電駆動ベース電圧に比例したベース電流成分とが周期的に交互に変化するものである。即ち、充電電流は、略矩形波状に変化するパルス電流成分が略一定のベース電流成分に重畳された電流となり、そのパルス電流成分により車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去させると共に、そのベース電流成分により車載バッテリの充電を確実に進行させる。
【００１２】
請求項２記載のバッテリ再生装置は、請求項１記載のバッテリ再生装置において、前記充電制御手段は、前記電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電される充電電流を、その充電電流に比例した検出電圧に変換する電流電圧変換回路と、その電流電圧変換回路により変換された検出電圧と前記充電駆動回路から出力される充電駆動基準電圧との偏差を増幅して前記電圧制御型スイッチング素子の制御端へ印加する負帰還増幅回路とを備えている。
【００１３】
この請求項２記載のバッテリ再生装置によれば、請求項１記載のバッテリ再生装置と同様に作用する上、電流電圧変換回路により変換された充電電流の検出電圧、及び、充電駆動回路から出力された充電駆動基準電圧は帰還増幅回路へ入力される。ここで、充電駆動基準電圧は電圧制御型スイッチング素子の入出力端間に流したい充電電流に比例する目標電圧であり、この目標電圧である充電駆動基準電圧と検出電圧との偏差は、帰還増幅回路によって増幅され制御電圧として電圧制御型スイッチング素子の制御端へ印加される。
【００１４】
電圧制御型スイッチング素子へ印加される制御電圧は、帰還増幅回路によって、充電電流の検出電圧と充電駆動基準電圧と一致するように（即ち、その両電圧の偏差が低下するように）逐次変更され、結果、充電駆動基準電圧に比例した充電電流（充電電流の目標値）により近い充電電流が電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電されるのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本実施例におけるバッテリ充放電装置１の電気的構成図である。このバッテリ充放電装置１は、主に、車載用蓄電池として使用される鉛蓄電池（バッテリ）６１へ供給される充電電流を制御することによって、そのバッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去させつつ補充電（以下単に「充電」と称す。）するための装置である。
【００１６】
このバッテリ充放電装置１には、１００Ｖ（ボルト）又は２００Ｖの電圧の単相三線方式交流電源（以下「交流電源」と称す。）６０から、１２Ｖの定格出力電圧でかつ４０Ａ（アンペア）の最大出力電流の電力を生成し出力する直流電源回路２を備えている。この直流電源回路２で生成された直流電流は、充電スイッチング回路４へ供給され、バッテリ６１の充電電流として使用される。なお、直流電源回路２は、上記した充電電流を生成する一方で、制御ユニット３を駆動させるための駆動電圧をも生成し出力しているが、その説明および図示は省略している。また、直流電源回路２のグランド側端子Ｎは接地されている。
【００１７】
充電スイッチング回路４は、直流電源回路２からバッテリ６１へ供給される充電電流の通電をオン又はオフするための回路であり、制御電圧により動作される電圧制御型スイッチング素子である絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下単に「トランジスタ」と称す。）ＩＧＢＴ１と、ツェナー電圧が１５ＶのツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と、１０ｋΩの抵抗Ｒ１と、非充電型スナバ回路５とを備えている。トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ端子（電圧制御型スイッチング素子の入力端）は、直流電源回路２のプラス側出力端Ｐと接続されるとともに、非充電型スナバ回路５を介してトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子（電圧制御型スイッチング素子の出力端）に接続されている。
【００１８】
また、トランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子（電圧制御型スイッチング素子の制御端）にはツェナーダイオードＺＤ１のアノード端子が、そのツェナーダイオードＺＤ１のカソード端子にはツェナーダイオードＺＤ２のカソード端子が、そのツェナーダイオードＺＤ２のアノード端子にはトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子が、それぞれ接続されている。この接続によって、トランジスタＩＧＢＴ１がオンオフされる際に、ゲート・エミッタ端子間に生じるサージ電圧などの過電圧を抑制して、かかる過電圧からトランジスタＩＧＢＴ１を保護することができる。
【００１９】
トランジスタＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ端子間には、保護およびゲート電圧のフローティング防止用の１０ｋΩの抵抗Ｒ１が、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２と並列に挿入されると共に、このトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子およびエミッタ端子はそれぞれ別々に、制御ユニット３の充電ドライブ回路４８と接続されている。なお、充電ドライブ回路４８の詳細については後述する。
【００２０】
スナバ回路５は、１００Ωの抵抗Ｒ１０と、ダイオードＤ３と、１μＦのコンデンサＣ２とから構成されている。抵抗Ｒ１０とダイオードＤ３とは並列に接続されており、ダイオードＤ３のアノード端子がトランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ端子と接続されている。ダイオードＤ３のカソード端子は、抵抗Ｒ１０と直列接続されるコンデンサＣ２の一端に接続されており、このコンデンサＣ２の他端はトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子に接続されている。このスナバ回路５によって、トランジスタＩＧＢＴ１がオンオフされる際にゲート・エミッタ端子間に生じるサージ電圧などの過電圧を抑制して、かかる過電圧からトランジスタＩＧＢＴ１を保護することができる。
【００２１】
電流電圧変換回路６は、図１に示すように、充電スイッチング回路４から出力される充電電流（トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ電流）が入力端から出力端へ通電することによって、その充電電流を電圧に変換して、充電ドライブ回路４８の電流フィードバック回路４８ｃへ出力するための回路である。この電流電圧変換回路６は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子と逆流阻止回路７との間に挿入された０．１Ω（７５Ｗ（ワット））のシャント抵抗Ｒ２で構成されている。
【００２２】
この電流電圧変換回路６によれば、充電スイッチング回路４からの出力された充電電流（トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ電流）は、シャント抵抗Ｒ２によって、その電流値を１／１０倍した電圧値に変換され、充電ドライブ回路４８の電流フィードバック回路４８ｃへ出力される。例えば、充電電流値が３０Ａである場合には、電流電圧変換回路６は３Ｖの出力電圧を電流フィードバック回路４８ｃへ出力する。
【００２３】
逆流阻止回路７は、充電スイッチング回路４から出力された充電電流やバッテリ６１からの放電電流が充電スイッチング回路４へ逆流することを阻止するための回路であり、平均整流電流が３０Ａで且つピーク繰返し逆電圧が４０Ｖのショットキーバリア整流素子である一対のダイオードＤ１，Ｄ２で構成されている。このダイオードＤ１，Ｄ２は、そのアノード端子が電流電圧変換回路６の出力端にそれぞれ接続されるとともに、そのカソード端子同士が接続されている。
【００２４】
継電回路８は、バッテリ６１の正極端子６１ａの接続先を、充電スイッチング回路４側又は放電スイッチング回路１２側のいずれか一方に切り換えると共に、バッテリ充放電装置１の停止時にスイッチング回路４，５とバッテリ６１の正極端子６１ａとを絶縁するための回路である。この継電回路８は、後述する充電動作コイル２９によりオン又はオフされる有接点方式の充電系リレースイッチＳＷ１と、放電動作コイル３０によりオン又はオフされる有接点方式の放電系リレースイッチＳＷ２とから構成されている。
【００２５】
充電系リレースイッチＳＷ１の入力端は、逆流阻止回路７の出力端（即ち、ダイオードＤ１，Ｄ２のカソード端子）に接続される一方、充電系リレースイッチＳＷ１の出力端は、負荷回路９及び電流電圧検出回路１０と接続されている。また、放電系リレースイッチＳＷ２の入力端は、逆流阻止回路７の出力端に接続される一方、放電系リレースイッチＳＷ２の出力端は、放電回路Ｒ３と接続されている。なお、充電系リレースイッチＳＷ１及び放電系リレースイッチＳＷ２は、その初期状態においてオフ（切断）状態とされている。
【００２６】
負荷回路９は、継電回路８のリレースイッチＳＷ１，ＳＷ２の双方がオフ状態の場合にバッテリ６１の正極端子６１ａ及び負極端子６１ｂ間の電圧（即ち、端子電圧）を検出するための負荷となるＲＣ直列回路であり、接続プラグ１５のプラス側端子１５ａとマイナス側端子１５ｂとの間に設けられている。負荷回路９は、１００Ω（３Ｗ）の抵抗Ｒ３と、１μＦ（２５０Ｖ）のコンデンサＣ１とから構成されており、抵抗Ｒ３の一端が充電系リレースイッチＳＷ１の出力端と電流電圧検出回路１０に接続され、抵抗Ｒ３の他端がコンデンサＣ３の一端に接続され、コンデンサＣ３の他端が接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂに接続されている。また、接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂは、直流電源回路２のグランド側出力端Ｎとも接続されている。
【００２７】
電流電圧検出回路１０は、バッテリ６１の正極端子６１ａを通過する電流とバッテリ６１の正極端子６１ａへ印加される電圧とを検出するための回路であり、０．０２Ω（５０Ｗ）の抵抗Ｒ４で構成されている。この抵抗Ｒ４は、その一端が接続プラグ１５のプラス側端子１５ａに接続されており、その他端が負荷回路９の抵抗Ｒ３の一端及び充電系リレースイッチＳＷ１の出力端に接続されている。バッテリ６１の正極端子６１ａへ向けて（又は正極端子６１ａから）流れる電流が抵抗Ｒ４を通過すると、抵抗Ｒ４の両端で電圧降下が生じる。よって、この電圧降下量を電流電圧測定回路５０で検出すれば、抵抗Ｒ４の抵抗値に基づいてオームの法則から抵抗Ｒ４を通過した電流値を測定できる。また、抵抗Ｒ４における接続プラグ１５のプラス側端子１５ａ側端の電圧は、バッテリ６１の正極端子６１ａの端子電圧として電流電圧測定回路５０により検出される。
【００２８】
具体的に、バッテリ６１の正極端子６１ａを通過する電流とは、充電時にバッテリ６１へ正極端子６１ａへ流入する充電電流と、放電時にバッテリ６１から流出する放電電流であり、バッテリ６１の正極端子６１ａへ印加される電圧とは、充電時に正極端子６１ａへ印加される充電電圧と、放電時に正極端子６１ａへ印加される放電電圧と、充電系リレースイッチＳＷ１のオフ状態にバッテリ６１の正極端子６１ａから負荷回路９へ印加される電圧であるバッテリ端子電圧とである。
【００２９】
放電回路１１は、バッテリ６１を放電させる場合の負荷用の回路であり、０．２２Ω（１００Ｗ）の抵抗Ｒ５，Ｒ６が並列接続されて構成されている。この抵抗Ｒ５，Ｒ６の一端は放電系リレースイッチＳＷ２の出力端にまとめて接続されており、抵抗Ｒ５，Ｒ６の他端は放電スイッチング回路１２にまとめて接続されている。継電回路８の両リレースイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態となり、更に、放電スイッチング回路１２がオン状態となると、バッテリ６１から流出する放電電流が放電回路１１を通過して、バッテリ６１の電力が消費されるのである。
【００３０】
放電スイッチング回路１２は、バッテリ６１から流出する放電電流の通電をオン又はオフするための回路であり、トランジスタＩＧＢＴ１と同種の電圧制御型スイッチング素子であるトランジスタＩＧＢＴ２と、ツェナー電圧が１５ＶのツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４と、１０ｋΩの抵抗Ｒ７と、非充電型スナバ回路１３とを備えている。この放電スイッチング回路１２によれば、トランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子およびエミッタ端子はそれぞれ別々に、制御ユニット３の放電ドライブ回路４９と接続されている。スナバ回路１３は、１００Ωの抵抗Ｒ１２と、ダイオードＤ４と、１μＦのコンデンサＣ３とから構成されている。
【００３１】
なお、放電スイッチング回路１２におけるトランジスタＩＧＢＴ２、ツェナーダイオードＺＤ３，ＺＤ４及び抵抗Ｒ７のその他の接続状態は、上記した充電スイッチング回路４におけるトランジスタＩＧＢＴ１、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２及び抵抗Ｒ１の接続状態と同一であるので、その説明を省略する。また、スナバ回路１３における抵抗Ｒ１２、ダイオードＤ４及びコンデンサＣ３の接続状態は、スナバ回路５における抵抗Ｒ１０、ダイオードＤ３及びコンデンサＣ２の接続状態と同一であるのでその説明を省略する。
【００３２】
電流電圧変換回路１４は、図１に示すように、放電スイッチング回路１２から出力される放電電流、即ち、トランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ電流を電圧に変換し、放電ドライブ回路４９の電流フィードバック回路４９ｃへ出力するための回路である。この電流電圧変換回路１４は、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のエミッタ端子と接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂとの間に挿入された０．１Ω（７５Ｗ（ワット））のシャント抵抗Ｒ８で構成されている。この電流電圧変換回路１４によれば、放電スイッチング回路１２からの出力された放電電流は、シャント抗Ｒ８によって、その電流値を１／１０倍した電圧値に変換され、放電ドライブ回路４９の電流フィードバック回路４８ｃへ出力される。
【００３３】
次に、図１及び図２を参照して、制御ユニット３について説明する。制御ユニット３には、ＣＰＵ２１、ＥＥＰＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、タイマ回路２４、Ａ／Ｄ変換器２５、Ｄ／Ａ変換器２６が設けられており、これらのＣＰＵ２１、ＥＥＰＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、タイマ回路２４、Ａ／Ｄ変換器２５、Ｄ／Ａ変換器２６は、アドレスバス及びデータバスで構成されたバスライン２７を介して相互に接続されている。
【００３４】
バスライン２７は、また、入出力ポート２８にも接続されており、この入出力ポート２８には、充電動作コイル２９、放電動作コイル３０、スタートボタン３１、ストップボタン３２、リセットボタン３３、非常停止ボタン３４、再生前処理ボタン３５、小容量処理ボタン３６、中容量処理ボタン３７、大容量処理ボタン３８、ブザー３９、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）４０、スタートランプ４１、ストップランプ４２、リセットランプ４３、再生前処理ランプ４４、小容量処理ランプ４５、中容量処理ランプ４６、大容量処理ランプ４７、充電ドライブ回路４８、放電ドライブ回路４９、電流電圧測定回路５０が接続されている。
【００３５】
ＣＰＵ２１は、ＥＥＰＲＯＭ２２に記憶される各種のプログラムを実行する演算装置である。ＥＥＰＲＯＭ２２は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、このバッテリ充放電装置１で実行される制御プログラム２２ａなどを格納している。このＥＥＰＲＯＭ２２に記憶されたデータは、バッテリ充放電装置１の電源オフ後も保持される。また、図４〜図９に示すフローチャートのプログラムは、制御プログラム２２ａの一部としてＥＥＰＲＯＭ２２内に記憶されている。タイマ回路２４は時間の計時を行うためのものであり、タイマ回路２４により計時された時間はＣＰＵ２１によって読み出され、各処理に使用される。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器２５は、電流電圧測定回路５０から入力されるアナログの電圧値（電圧データ）をデジタルの１０ビットの数値データに変換して出力するものである。一方、Ｄ／Ａ変換器２６は、ＣＰＵ２１により演算された８ビットのデジタル数値データをアナログの電圧データに変換し、充電ドライブ回路４８又は放電ドライブ回路４９へ出力するものである。このＤ／Ａ変換器２６から出力される電圧データには、図７のバッテリ放電処理において放電ドライブ回路４９へ入力される放電ドライブ指令および放電制御指令と、図８のバッテリ充電処理において充電ドライブ回路４８へ入力される充電ドライブ指令および充電制御指令とがある。
【００３７】
ＲＡＭ２３は、バッテリ充放電装置１の各動作の実行時に各種のデータを一時的に記憶するための揮発性メモリであり、処理モードメモリ２３ａと、最低充電時間カウンタ２３ｂと、単位処理時間カウンタ２３ｃと、充電回数カウンタ２３ｄと、放電回数カウンタ２３ｅと、端子電圧メモリ２３ｆと、放電前電圧メモリ２３ｇと、パルス電圧メモリ２３ｈと、ベース電圧メモリ２３ｉと、放電完了フラグ２３ｊと、強制終了フラグ２３ｋとを備えている。
【００３８】
処理モードメモリ２３ａは、選択されている処理モードを記憶するためのメモリである。ここで、処理モードとは、バッテリ６１へ施される処理種別であり、再生前処理モード、小容量処理モード、中容量処理モード、及び、大容量処理モードの４種類がある。再生前処理モードは、バッテリ６１が著しく劣化している場合に他の３種類の処理モードに前置される処理モードであり、再生前処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「０」が記憶される。小容量処理モードは、小容量のバッテリ６１を充電する場合の処理モードであり、小容量処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「１」が記憶される。中容量処理モードは、中容量のバッテリ６１を充電する場合の処理モードであり、中容量処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「２」が記憶される。大容量処理モードは、大容量のバッテリ６１を充電する場合の処理モードであり、大容量処理モードが選択される場合、処理モードメモリ２３ａには「３」が記憶される。
【００３９】
このように処理モードメモリ２３ａには、選択されている処理モードに応じて「０」〜「３」のいずれかの値が記憶される。これらの４種類の処理モードの選択は、再生前処理ボタン３５、小容量処理ボタン３６、中容量処理ボタン３７、又は、大容量処理ボタン３８のいずれかが押下されることによって行われる。なお、再生前処理ランプ４４、小容量処理ランプ４５、中容量処理ランプ４６、及び、大容量処理ランプ４７は、使用者により押下された処理ボタン３５〜３７に対応するものが点灯される。
【００４０】
ここで、自動車用鉛蓄電池であるバッテリ６１には日本工業規格（ＪＩＳ Ｄ ５３０１）に準拠した複数の形式があり、この形式に応じて容量がほぼ決定される。具体的に、バッテリ６１の容量には、上記規格に準拠したバッテリの幅及び高さに応じて７種類の区分Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈがあり、区分Ａのバッテリ６１の容量が最も小さく、以降、ＢからＨの順に容量が大きくなる。本実施例では、区分Ａ，Ｂのバッテリ６１が小容量処理モードで、区分Ｄ，Ｅ，Ｆのバッテリ６１が中容量処理モードで、区分Ｇ，Ｈのバッテリが大容量処理モードで処理される。
【００４１】
最低充電時間カウンタ２３ｂは、図７のバッテリ充電処理を繰り返し実行する最低時間（最低充電時間）を記憶するためのカウンタであり、本実施例では１時間に相当する値に設定される。よって、図７のバッテリ充電処理は、最低充電時間カウンタ２３ｂの値分の時間、即ち、本実施例では少なくとも１時間は繰り返し実行されるのである。
【００４２】
単位処理時間カウンタ２３ｃは、１回当たりのバッテリ再生前処理（図５参照）やバッテリ充電処理（図８参照）においてバッテリ６１へ実際に電流を流入させ続ける時間（実充電継続時間）、及び、１回当たりのバッテリ放電処理（図７参照）においてバッテリ６１から電流を実際に流出させ続ける時間（実放電継続時間）、に相当する値を記憶するためのカウンタである。この単位処理時間カウンタ２３ｃの初期値は、選択された処理モード毎に所定値に設定される。
【００４３】
例えば、本実施例では、処理モードメモリ２３ａに「０」が記憶され再生前処理モードが選択されている場合、単位処理時間カウンタ２３ｃには初期値として３０分の実充電継続時間に相当する値が設定される。また、処理モードメモリ２３ａに「１」又は「２」が記憶され小容量処理モード又は中容量処理モードが選択されている場合にあっては、５分の実充電継続時間（又は、実放電継続時間）に相当する値が、単位処理時間カウンタ２３ｃの初期値として設定される。更に、処理モードメモリ２３ａに「３」が記憶され大容量処理モードが選択されている場合にあっては、８分の実充電継続時間（又は、実放電継続時間）に相当する値が、単位処理時間カウンタ２３ｃの初期値として設定される。
【００４４】
充電回数カウンタ２３ｄは、図６のバッテリ再生充放電処理において、図８に示すバッテリ充電処理を繰り返し実行可能な最大回数を記憶するためのカウンタであり、そのカウンタ２３ｄの初期値は、小容量処理モード、中容量処理モード又は大容量処理モード毎に所定値に設定される。ここで、図６のバッテリ再生充放電処理では、図８のバッテリ充電処理が繰り返し実行される時間を８時間程度に制限している。
【００４５】
例えば、図８のバッテリ充電処理では、小容量処理モード又は中容量処理モードの場合に実充電継続時間が５分であり、その実充電継続時間の経過後に３分のインターバル時間を設けているので、１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間は約８分となる。この１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間である約８分で８時間（４８０分）を除算すると、６０になる。よって、小容量処理モード及び中容量処理モードの場合には、８時間に相当する充電回数カウンタ２３ｄの初期値として６０が設定される。
【００４６】
また、大容量処理モードの場合にあっては実充電継続時間が８分であり、その実充電継続時間の経過後に３分のインターバル時間を設けているので、１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間は約１１分となる。この１回当たりのバッテリ充電処理の実行時間である約１１分で８時間（４８０分）を除算すると、約４４になる。よって、大容量処理モードの場合には、８時間に相当する充電回数カウンタ２３ｄの初期値として４４が設定される。
【００４７】
放電回数カウンタ２３ｅは、図６のバッテリ再生充放電処理において図７に示すバッテリ放電処理を連続して繰り返し実行可能な最大回数を記憶するためのカウンタであり、そのカウンタ２３ｅの初期値には、小容量処理モードの場合に５回が、中容量処理モードの場合に８回が、大容量処理モードの場合に１０回が、それぞれ設定される。即ち、図７のバッテリ放電処理を連続して繰り返す場合には、放電回数カウンタ２３ｅの値（図７のバッテリ放電処理の最大実行回数）分しか行われないのである。
【００４８】
端子電圧メモリ２３ｆは、電流電圧測定回路５０から出力されるバッテリ６１の端子電圧値を一時的に記憶するためのメモリである。バッテリ６１の正極端子６１ａの電圧（端子電圧）は、電流電圧測定回路５０へ入力され、この電流電圧測定回路５０によって、後述するＡ／Ｄ変換器２５の入力レベルに対応するアナログの電圧値（電圧データ）に変換される。この変換された電圧データは、入出力ポート２８を介してＡ／Ｄ変換器２５へ入力され、このＡ／Ｄ変換器２５によりデジタルの１０ビットの数値データに変換され、端子電圧メモリ２３ｆへ記憶される。即ち、端子電圧メモリ２３ｆの値は、バッテリ６１の端子電圧値に対応する１０ビットの数値データとして記憶されるのである。
【００４９】
放電前電圧メモリ２３ｇは、図７のバッテリ放電処理の実行前に端子電圧メモリ２３ｆの値を保存するメモリである。即ち、この放電前電圧メモリ２３ｇには、バッテリ６１から電流が流出し放電される以前の端子電圧に相当する値である１０ビットのデジタル数値データが記憶される。
【００５０】
パルス電圧メモリ２３ｈは、図８のバッテリ充電処理において、バッテリ６１へ充電電流としてパルス充電電流が流入される時間（パルス出力時間）中に、バッテリ６１に印加されている電圧（パルス電圧）値を記憶するためのメモリである。バッテリ６１の正極端子６１ａへ印加されるパルス電圧は、上記した端子電圧メモリ２３ｆの場合と同様に、電流電圧測定回路５０、入出力ポート２８及びＡ／Ｄ変換器２５を介してデジタルの１０ビットの数値データに変換されて、パルス電圧メモリ２３ｈへ記憶される。
【００５１】
ベース電圧メモリ２３ｉは、図８のバッテリ充電処理において、バッテリ６１へ充電電流としてベース充電電流が流入される時間（ベース出力時間）中に、バッテリ６１に印加されている電圧（ベース電圧）値を記憶するためのメモリである。バッテリ６１の正極端子６１ａへ印加されるベース電圧は、パルス電圧メモリ２３ｈの場合と同様に、電流電圧測定回路５０、入出力ポート２８及びＡ／Ｄ変換器２５を介してデジタルの１０ビットの数値データに変換されて、ベース電圧メモリ２３ｉへ記憶される。
【００５２】
放電完了フラグ２３ｊは、図６のバッテリ再生充放電処理において、バッテリ６１に対して図７のバッテリ放電処理を実行する必要があるか否かを示すフラグである。放電完了フラグ２３ｊがオンの場合には、バッテリ６１に対して図７のバッテリ放電処理をこれ以上実行する必要がなく、オフの場合にはバッテリ６１に対して図７のバッテリ放電処理を実行する必要があること示すものである。放電完了フラグ２３ｊは、バッテリ放電処理の実行前後のバッテリ６１の端子電圧の差が所定値未満である場合にオン状態にセットされる（図６のＳ５２）一方、ＲＡＭ２３が初期化される場合（図４のＳ１）、パルス電圧メモリ２３ｈの値が３５Ｖに相当する値以上の場合、及び、ベース電圧メモリ２３ｉの値が１４．５Ｖに相当する値以上の場合（図６のＳ６３）にオフ状態にリセットされる。
【００５３】
強制終了フラグ２３ｋは、図７のバッテリ放電処理において、図６のバッテリ再生充放電処理を強制終了させる必要があるか否かを示すフラグである。この強制終了フラグ２３ｋは、そのＲＡＭ２３の初期化によりオフ状態に設定されており、図９（ｂ）の放電電圧測定処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧が１０．５Ｖ以下になった場合にオン状態に変更される。放電中のバッテリ６１が１０．５Ｖ以下の端子電圧となった場合、そのバッテリ６１は放電終止電圧に達しており、それ以上の放電はバッテリ６１を過放電状態にしてしまう。そのため、かかる強制終了フラグ２３ｋをオンして、図６のバッテリ再生充放電処理を強制終了させるのである。
【００５４】
充電動作コイル２９は、その充電動作コイル２９が通電状態にあるか否かに応じて充電系リレースイッチＳＷ１をオン又はオフするためのものであり、通電状態の場合に充電系リレースイッチＳＷ１をオン状態にする一方、通電停止状態の場合に充電系リレースイッチＳＷ１をオフ状態にする。また、放電動作コイル３０は、その放電動作コイル３０が通電状態にあるか否かに応じて放電系リレースイッチＳＷ２をオン又はオフするためのものであり、通電状態の場合に放電系リレースイッチＳＷ２をオン状態にする一方、通電停止状態の場合に放電系リレースイッチＳＷ２をオフ状態にする。
【００５５】
スタートボタン３１は、図５のバッテリ再生前処理および図６のバッテリ再生充放電処理の開始時に使用者により押下されるものであり、この押下によって上記各処理が開始されると共にスタートランプ４１が点灯される。ストップボタン３２は、図５のバッテリ再生前処理および図６のバッテリ再生充放電処理の停止時に使用者により押下されるものであり、この押下によって上記各処理が停止されると共にストップランプ４２が点灯される。リセットボタン３３は、ＲＡＭ２３、各種ランプ４１〜４９、ブザー３９及びＬＣＤ４０を初期化する際に使用者により押下されるものであり、このリセットボタン３３の押下を使用者へ促すためにリセットランプ４３が点灯される。
【００５６】
非常停止ボタン３４は、バッテリ充放電装置１が稼動している場合に強制的に稼動を停止するために使用者により押下されるものであり、この非常停止ボタン３４が押下されると、直流電源回路２内に設けられたリレースイッチ（図示せず）が作動して、交流電源６０側と充電スイッチング回路４側との接続状態が切断される。
【００５７】
図２を参照して、充電ドライブ回路４８及び放電ドライブ回路４９について説明する。図２（ａ）は、充電ドライブ回路４８の構成を概略的に表した図であり、図２（ｂ）は、放電ドライブ回路４９の構成を概略的に表した図である。なお、図２（ｂ）に示すように放電ドライブ回路４９は、図２（ａ）に示した充電ドライブ回路４８と同一の構成とされている。
【００５８】
図２（ａ）に示すように、充電ドライブ回路４８は、指令電圧生成回路４８ａと、絶縁回路４８ｂと、電流フィードバック回路４８ｃとを、ゲート抵抗回路４８ｄとを備えている。指令電圧生成回路４８ａは、入出力ポート２８を介してＤ／Ａ変換器２６から入力されるアナログの電圧である充電ドライブ指令および充電制御指令から充電指令電圧を生成して出力する回路である。
【００５９】
この指令電圧生成回路４８ａの第１入力端ＩＮ１には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される充電ドライブ指令が入力され、指令電圧生成回路４８ａの第２入力端ＩＮ２には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される充電制御指令が入力される。指令電圧生成回路４８ａへ入力された充電ドライブ指令及び充電制御指令は、それぞれ指令電圧生成回路４８ａ内の電圧ホロワ（図示せず）を介して、指令電圧生成回路４８ａ内の差動増幅回路（図示せず）へ入力される。この指令電圧生成回路４８ａの差動増幅回路は、充電ドライブ指令及び充電制御指令の電圧差を充電指令電圧として指令電圧生成回路４８ａの出力端ＯＵＴから絶縁回路４８ｂへ出力する。
【００６０】
絶縁回路４８ｂは、指令電圧生成回路４８ａ側の入力段と、電流フィードバック回路４８ｃ側の出力段とを絶縁するための絶縁アンプ（アイソレーションアンプ）ＩＳＯ１で構成されている。この絶縁回路４８ｂの絶縁アンプＩＳＯ１の入力端へ入力された充電指令電圧は、その絶縁アンプＩＳＯ１の出力端から電流フィードバック回路４８ｃへ出力される。
【００６１】
電流フィードバック回路４８ｃは、絶縁回路４８ｂから入力される充電指令電圧と電流電圧変換回路６の出力電圧との偏差を０Ｖへ収束させるための帰還演算回路であり、オペアンプＯＰ１で構成されている。このオペアンプＯＰ１の非反転入力端は絶縁回路４８ｂの出力端と接続されており、その反転入力端は電流電圧変換回路６のシャント抵抗Ｒ２とトランジスタＩＧＢＴ１のエミッタ端子との間に接続されている。オペアンプＯＰ１の出力端は、１０Ωの抵抗Ｒ９で構成されたゲート抵抗回路４８ｄと接続されており、このゲート抵抗回路４８ｄを介してトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子に接続されている。
【００６２】
図２（ｂ）に示すように、放電ドライブ回路４９は、図２（ａ）に示した充電ドライブ回路４８と同様に、指令電圧生成回路４９ａと、絶縁回路４９ｂと、電流フィードバック回路４９ｃとを、ゲート抵抗回路４９ｄとを備えている。指令電圧生成回路４９ａは、入出力ポート２８を介してＤ／Ａ変換器２６から入力されるアナログの電圧である放電ドライブ指令および放電制御指令から放電指令電圧を生成して出力する回路である。この指令電圧生成回路４９ａの第１入力端ＩＮ１には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される放電ドライブ指令が入力され、指令電圧生成回路４９ａの第２入力端ＩＮ２には、Ｄ／Ａ変換器２６から入出力ポート２８を介して出力される放電制御指令が入力され、この充電ドライブ指令及び充電制御指令の電圧差を放電指令電圧として指令電圧生成回路４９ａの出力端ＯＵＴから絶縁回路４９ｂへ出力している。
【００６３】
絶縁回路４９ｂの絶縁アンプＩＳＯ２の入力端へ入力された放電指令電圧は、その絶縁アンプＩＳＯ２の出力端から電流フィードバック回路４９ｃへ出力され、電流フィードバック回路４９ｃのオペアンプＯＰ２の非反転入力端へ入力される。また、オペアンプＯＰ２の反転入力端は電流電圧変換回路１４のシャント抵抗Ｒ８とトランジスタＩＧＢＴ２のエミッタ端子との間に接続されている。更に、オペアンプＯＰ２の出力端は、１０Ωの抵抗Ｒ１１で構成されたゲート抵抗回路４９ｄと接続されており、このゲート抵抗回路４９ｄを介してトランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子に接続されている。
【００６４】
図３を参照して、充電ドライブ回路４８及び放電ドライブ回路４９の動作について説明する。図３（ａ）は、充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａへの入力電圧波形を示した図であり、図３（ｂ）は、指令電圧生成回路４８ａの出力電圧波形を示した図であり、図３（ｃ）は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ電流、即ち、バッテリ６１への充電電流波形を示した図である。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、中容量処理モードが選択された場合の各波形を示している。
【００６５】
まず、バッテリ充電処理において、Ｄ／Ａ変換器２６は、入出力ポート２８を介して３Ｖの充電ドライブ指令７１を充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａの第１入力端ＩＮ１へ出力すると共に、入出力ポート２８を介して充電制御指令７２を充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａの第２入力端ＩＮ２へ出力する（図３（ａ））。ここで、充電制御指令７２は、１．５Ｖのパルス制御指令７２ａと、２．２Ｖのベース制御指令７２ｂとを交互に繰り返したものである。
【００６６】
なお、パルス制御指令７２ａは、小容量処理モードの場合に２．２Ｖ、大容量処理モードの場合に０．５Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に１．５Ｖに設定される。また、ベース制御指令７２ｂは、小容量処理モードの場合に２．７Ｖ、大容量処理モードの場合に２．０Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に２．８Ｖに設定される。
【００６７】
ここで、本実施例のパルス制御指令７２ａは、その周波数が２ｋＨｚで且つデューティ比が２５％に設定されており、結果、パルス制御指令７２ａの周期ｔ１が５００μｓとされると共に、１周期ｔ１当たりの出力時間（パルス出力時間）ｔ２は１２５μｓとされる。一方、ベース指令制御７２ｂは、その周波数が２ｋＨｚで且つデューティ比が７５％に設定されており、結果、ベース制御指令７２ｂの周期ｔ３が５００μｓとされると共に、１周期ｔ３当たりの出力時間（ベース出力時間）ｔ４は３７５μｓとされる。
【００６８】
指令電圧生成回路４８ａは、第１及び第２入力端ＩＮ１，ＩＮ２へ入力された充電ドライブ指令７１から充電制御指令７２を減算した電圧を充電指令電圧７３として出力する（図３（ｂ））。この充電指令電圧７３は、１．５Ｖのパルス充電指令電圧７３ａと、０．８Ｖのベース充電指令電圧７３ｂとを交互に繰り返したものである。具体的に、充電指令電圧７３は、パルス充電指令電圧７３ａが１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ保持された後、ベース充電指令電圧７３ｂが３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ保持されている。
【００６９】
なお、パルス充電指令電圧７３ａは、小容量処理モードの場合に０．８Ｖ、大容量処理モードの場合に２．５Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に０．２Ｖとなる。また、ベース充電指令電圧７３ｂは、小容量処理モードの場合に０．３Ｖ、大容量処理モードの場合に１．０Ｖ、及び、再生前処理モードの場合に１．５Ｖとなる。
【００７０】
充電指令電圧７３は、絶縁回路４８ｂを介して電流フィードバック回路４８ｃへ入力され、この電流フィードバック回路４８ｃによって、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ印加されるべきゲート電圧に変換される。このゲート電圧は、ゲート抵抗回路４８ｄへ入力され、このゲート抵抗回路４８ｄの抵抗Ｒ９によってゲート電流に変換され、トランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ流入する。このゲート電圧及びゲート電流がゲート端子へ印加されると、トランジスタＩＧＢＴ１がオンされて、トランジスタＩＧＢＴ１のコレクタ・エミッタ端子間にコレクタ電流（充電電流）７４が流れる（図３（ｃ））。
【００７１】
充電電流７４は、１５Ａのパルス充電電流（パルス電流成分）７４ａと、８Ｖのベース充電電流（ベース電流成分）７４ｂとを交互に繰り返したものである。具体的に、充電電流７４は、パルス充電電流７４ａが１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ保持された後、ベース充電電流７４ｂが３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ保持されている。このように略一定のベース充電電流７４ｂに略矩形波状に変化する大電流のパルス充電電流７４ａを重畳させた充電電流７４によれば、バッテリ６１の正極端子６１ａへ流入された場合に、大電流のパルス充電電流７４ａによりバッテリ６１の電極表面に析出したサルフェーションが分解除去される。しかも、パルス出力時間ｔ２の経過後は、ベース充電電流７４ｂがバッテリ６１へ流入されるので、かかるベース充電電流７４ｂによりバッテリ６１を充電することができ、更に、パルス充電電流７４ａによりバッテリ６１の充電速度を加速させることができるのである。
【００７２】
なお、パルス充電電流７４ａは、小容量処理モードの場合に８Ａ、大容量処理モードの場合に２５Ａ、及び、再生前処理モードの場合に２Ａとなる。また、ベース充電電流７４ｂは、小容量処理モードの場合に３Ａ、大容量処理モードの場合に１０Ａ、及び、再生前処理モードの場合に１５Ａとなる。
【００７３】
図３（ｄ）は、放電ドライブ回路４９の指令電圧生成回路４９ａへの入力電圧波形を示した図であり、図３（ｅ）は、指令電圧生成回路４９ａの出力電圧波形を示した図であり、図３（ｆ）は、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ電流、即ち、バッテリ６１からの放電電流波形を示した図である。なお、図３（ａ）〜（ｃ）では、中容量処理モードが選択された場合の各波形を示している。
【００７４】
まず、バッテリ放電処理において、Ｄ／Ａ変換器２６は、入出力ポート２８を介して、３Ｖの放電ドライブ指令７５を放電ドライブ回路４９の指令電圧生成回路４９ａの第１入力端ＩＮ１へ出力すると共に、２．２Ｖの放電制御指令７６を指令電圧生成回路４９ａの第２入力端ＩＮ２へ出力する（図３（ｄ））。指令電圧生成回路４９ａは、第１及び第２入力端ＩＮ１，ＩＮ２へ入力された放電ドライブ指令７５から放電制御指令７６を減算した０．８Ｖの放電指令電圧７７を生成して出力する（図３（ｅ））。
【００７５】
なお、放電制御指令７６は、小容量処理モードの場合に２．７Ｖ、大容量処理モードの場合に２．０Ｖに設定され、放電指令電圧７７は、小容量処理モードの場合に０．３Ｖ、大容量処理モードの場合に１．０Ｖで指令電圧生成回路４９ａから出力される。
【００７６】
放電指令電圧７７は、絶縁回路４９ｂを介して電流フィードバック回路４９ｃへ入力され、この電流フィードバック回路４９ｃによって、放電スイッチング回路１４のトランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子へ印加されるべきゲート電圧に変換される。このゲート電圧は、ゲート抵抗回路４９ｄへ入力され、このゲート抵抗回路４９ｄの抵抗Ｒ１１によってゲート電流に変換され、トランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子へ流入する。
【００７７】
このゲート電圧及びゲート電流がゲート端子へ印加されると、トランジスタＩＧＢＴ２がオンされて、バッテリ６１から放電回路１１を経由して、トランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ・エミッタ端子間に８Ａのコレクタ電流（放電電流）７８が流れる（図３（ｆ））。なお、放電電流７８は、小容量処理モードの場合に３Ａ、大容量処理モードの場合に１０Ａに調整される。
【００７８】
次に、図４から図９のフローチャートを参照して、上記のように構成されたバッテリ充放電装置１の動作について説明する。図４は、バッテリ充放電装置１のメイン処理を示したフローチャートである。このメイン処理は、バッテリ充放電装置１の電源スイッチがオンされた場合に実行される処理である。この処理では、まず、ＲＡＭ２３の値が初期化され、処理ボタン３５〜３８のいずれかが押下されるまで待機する（Ｓ２：Ｎｏ）。
【００７９】
使用者により処理ボタン３５〜３８のいずれかが押下されると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、再生前処理ボタン３５の場合は「０」を、小容量処理ボタン３６の場合は「１」を、中容量処理ボタン３７の場合は「２」を、大容量処理ボタン３８の場合は「３」を、処理モードメモリ２３ａへ書き込む（Ｓ３）。また、処理モードメモリ２３ａの値が「０」の場合は再生前処理ランプ４４を、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は小容量処理ランプ４５を、処理モードメモリ２３ａの値が「２」の場合は中容量処理ランプ４６を、処理モードメモリ２３ａの値が「３」の場合は大容量処理ランプ４７を点灯する（Ｓ４）。
【００８０】
処理ランプ４４〜４７の点灯後、スタートボタン３１が押下されるまで待機し（Ｓ５：Ｎｏ）、それが押下されると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、スタートランプ４１を点灯して（Ｓ６）、処理モードメモリ２３ａの値を再び判断する（Ｓ７）。処理モードメモリ２３ａの値が「０」の場合は（Ｓ７：「０」）、バッテリ再生前処理を実行し（Ｓ８）、処理モードメモリ２３ａの値がその他の場合は（Ｓ７：「１，２，３」）、バッテリ再生充放電処理を実行する（Ｓ９）。Ｓ８及びＳ９の処理後は、リセットボタン４３が押下されるまで待機し（Ｓ１０：Ｎｏ）、それが押下されると（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、全てのランプ４１〜４７やブザー３９のうち作動しているものを停止し（Ｓ１１）、ＬＣＤ４０を初期化して（Ｓ１２）、他の処理を実行した後（Ｓ１３）、処理をＳ１へ移行する。その後はＳ１からＳ１３までの処理を電源がオフされるまで繰り返す。
【００８１】
図５は、バッテリ再生前処理を示したフローチャートである。このバッテリ再生前処理は、主に、バッテリ６１の電極表面に析出したサルフェーションにより電解液の比重が大幅に低下し、その劣化度が大幅に悪化したバッテリ６１に対して、図６のバッテリ再生充放電処理のバッテリ６１の前処理として施される処理である。即ち、このバッテリ再生前処理は、図６のバッテリ再生充放電処理のみでは、バッテリ６１のサルフェーションを除去して容量を回復しきれない場合に実行される特別な処理である。
【００８２】
バッテリ再生前処理では、まず、単位処理時間カウンタ２３ｃへ３０分に相当するカウンタ値を書き込んだ後（Ｓ２１）、バッテリ６１の端子電圧を測定して、その測定した端子電圧を端子電圧メモリ２３ｆへ書き込む（Ｓ２２）。この端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた値が１Ｖ以上の場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の正極端子６１ａが接続プラグ１５のプラス側端子１５ａに接続され且つバッテリ６１の負極端子６１ｂが接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂに正常に接続されているので、充電動作コイル２９へ通電することにより（Ｓ２４）、充電系リレースイッチＳＷ１をオンして、充電スイッチング回路４から、逆流阻止回路７及びバッテリ６１へ至る回路を接続する。
【００８３】
Ｓ２４の通電後、単位処理時間カウンタ２３ｃへ記憶されている値分、即ち、３０分の計時を開始し（Ｓ２５）、タイマ回路２４の時間を監視しつつ、３Ｖの充電ドライブ指令の出力を開始し（Ｓ２６）、１．５Ｖの充電制御指令の出力を開始する（Ｓ２７）。この１．５Ｖの充電制御指令の出力は１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ継続され（Ｓ２８：Ｎｏ）、このパルス出力時間ｔ２が経過すると（Ｓ２８：Ｙｅｓ）、充電制御指令は２．８Ｖに切り換えられて出力される（Ｓ２９）。
【００８４】
また、この２．８Ｖの充電制御指令は３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ継続され（Ｓ３０：Ｎｏ）、このベース出力時間ｔ４が経過し（Ｓ３０：Ｙｅｓ）、更に、Ｓ２５の計時開始から単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の時間が経過していない場合には（Ｓ３１：Ｎｏ）、処理をＳ２７へ移行して、Ｓ２７からＳ３０までの処理を繰り返す。充電ドライブ指令および充電制御指令は充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ｃを介して充電指令電圧に変換される。
【００８５】
この充電指令電圧は、絶縁回路４８ｂを経た後、電流フィードバック回路４８ｃによって充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート電圧に変換され、ゲート抵抗回路４８ｄによってトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ流入するゲート電流に変換される。結果、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１はオンされ、このトランジスタＩＧＢＴ１を介して直流電源回路２からバッテリ６１へ充電電流が流入する。
【００８６】
充電電流は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ印加されるゲート電圧によって調節され、このゲート電圧は、Ｄ／Ａ変換器２６から出力される充電ドライブ指令及び充電制御指令に応じて決定されている。具体的には充電電流として、２ｋＨｚの周波数で且つ２５％のデューティ比である１５Ａのパルス充電電流と、２ｋＨｚの周波数で且つ７５％のデューティ比である２Ａのベース充電電流とが連続して交互にバッテリ６１へ３０分流入するのである。
【００８７】
単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の計時の終了後は（Ｓ３１：Ｙｅｓ）、充電ドライブ指令および充電制御指令を０Ｖにして（Ｓ３２）、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１をオフすると共に、充電動作コイル２９への通電を停止することにより（Ｓ３３）、充電系リレースイッチＳＷ１をオフして、バッテリ６１への充電電流の流入を停止する。その停止後、３分が経過するまで待機し（Ｓ３４：Ｎｏ）、この間、バッテリ６１は放置されることにより放熱が行われ、バッテリ６１の温度上昇が抑制される。
【００８８】
Ｓ３３の処理後から３分が経過すると（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ３５）、その端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた内容、即ち、Ｓ３５の処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧をＬＣＤ４０へ表示すると共に、バッテリ再生前処理が正常に終了した旨を示す「正常終了」なる文字をＬＣＤ４０へ表示して、このバッテリ再生処理を終了する。
【００８９】
一方、Ｓ２３の処理において、端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた値が１Ｖ未満の場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、バッテリ６１の正極端子６１ａが接続プラグ１５のマイナス側端子１５ｂに接続され且つバッテリ６１の負極端子６１ｂが接続プラグ１５のプラス側端子１５ａに接続されている。即ち、バッテリ６１は接続プラグ１５に逆接続されているので、ブザー３９を鳴動して、リセットランプ４３を点灯すると共に、ＬＣＤ４０へ「バッテリ逆接続」と表示して（Ｓ３７）、このバッテリ再生前処理を終了する。
【００９０】
図６は、バッテリ再生充放電処理を示したフローチャートである。このバッテリ再生充放電処理は、バッテリ６１の電極表面に析出したサルフェーションを除去することによりバッテリ６１の容量を未使用状態に相当する値まで回復させると共に、そのサルフェーション除去処理と並行してバッテリ６１を満充電状態まで充電するための処理である。
【００９１】
バッテリ再生充放電処理では、まず、最低充電時間カウンタ２３ｂへ１時間に相当するカウンタ値を書き込む（Ｓ４１）。また、処理モードメモリ２３ａの値が、「１」又は「２」の場合は６０を、「３」の場合は４４を、充電回数カウンタ２３ｄへ書き込む（Ｓ４２）。更に、処理モードメモリ２３ａの値が、「１」の場合は５を、「２」の場合は８を、「３」の場合は１０を、放電回数カウンタ２３ｅへ書き込む（Ｓ４３）。
【００９２】
その後、バッテリ６１の端子電圧を測定して、その測定した端子電圧を端子電圧メモリ２３ｆへ書き込む（Ｓ４４）。この端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた値が１Ｖ以上の場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、バッテリ６１が接続プラグ１５に正常に接続されているので、更に、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上か否かを判断する（Ｓ４６）。なお、端子電圧メモリ２３ｆの値が１Ｖ未満の場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、バッテリ６１が接続プラグ１５に逆接続されているので、ブザー３９を鳴動して、リセットランプ４３を点灯すると共に、ＬＣＤ４０へ「バッテリ逆接続」と表示をして（Ｓ６６）、このバッテリ再生前処理を終了する。
【００９３】
Ｓ４６の処理において、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上の場合には（Ｓ４６：Ｙｅｓ）、バッテリ６１が過充電状態にあるので、バッテリ６１に対してバッテリ放電処理を実行する（Ｓ４７）。図７には、バッテリ放電処理のフローチャートが示されている。
【００９４】
図７に示したバッテリ放電処理では、まず、端子電圧メモリ２３ｆの値を放電前電圧メモリ２３ｇへ書き込んで（Ｓ７１）、バッテリ放電処理（Ｓ４７）の実行前に測定されたバッテリ６１の端子電圧を保持した後、処理モードメモリ２３ａの値が「１」又は「２」の場合は５分に相当する値を、「３」の場合は８分に相当する値を、単位処理時間カウンタ２３ｃへ書き込んで（Ｓ７２）、１回当たりのバッテリ放電処理における実放電継続時間を設定する。
【００９５】
実放電継続時間の設定後（Ｓ７２）、充電動作コイル２９及び放電動作コイル３０の双方へ通電することによって（Ｓ７３）、充電系リレースイッチＳＷ１及び放電系リレースイッチＳＷ２をオンして、バッテリ６１から放電回路１１、放電スイッチング回路１２に至る回路を接続する。かかる場合、逆流阻止回路７によりバッテリ６１からの放電電流が充電スイッチング回路４へ逆流することが防止される。
【００９６】
Ｓ７３の通電後、単位処理時間カウンタ２３ｃへ記憶されている値分の計時を開始し（Ｓ７４）、タイマ回路２４の時間を監視しつつ、３Ｖの放電ドライブ指令の出力を開始する（Ｓ７５）。この放電ドライブ指令の出力と共に、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は２．７Ｖの、「２」の場合は２．２Ｖの、「３」の場合は２．０Ｖの放電制御指令の出力を開始して（Ｓ７６）、単位処理時間カウンタ２３ｃの値分の計時が終了するまで、上記した放電ドライブ指令及び放電制御指令の出力を継続する（Ｓ７７：Ｎｏ）。
【００９７】
放電ドライブ指令および放電制御指令は、放電ドライブ回路４９の指令電圧生成回路４９ａによって、小容量処理モードの場合は０．３Ｖの、中容量処理モードの場合は０．８Ｖの、大容量処理モードの場合は１．０Ｖの放電指令電圧に変換される。この放電指令電圧は、絶縁回路４９ｂを経た後、電流フィードバック回路４９ｃによって放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のゲート電圧に変換され、ゲート抵抗回路４９ｄによってトランジスタＩＧＢＴ２のゲート端子へ流入するゲート電流に変換される。結果、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２はオンされ、小容量モードの場合は３Ａの、中容量処理モードの場合は８Ａの、大容量処理モードの場合は１０Ａの放電電流がバッテリ６１から放電回路１１へ流れて、かかるバッテリ６１の放電が行われる。
【００９８】
単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の計時の終了後は（Ｓ７７：Ｙｅｓ）、放電ドライブ指令および放電制御指令を０Ｖにして（Ｓ７８）、放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２をオフすると共に、充電動作コイル２９及び放電動作コイル３０への通電を停止することにより（Ｓ７９）、充電系リレースイッチＳＷ１及び放電系リレースイッチＳＷ２をオフして、バッテリ６１からの放電電流の流出を停止する。
【００９９】
その停止後、強制終了フラグ２３ｋがオンされている場合には（Ｓ８０：Ｙｅｓ）、「放電終止電圧に達したため強制終了する」とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ８１）、図４のメイン処理のＳ１０へ移行することにより（Ｓ８２）、このバッテリ放電処理が終了し、図４のメイン処理のＳ１０の処理でリセットボタン４３が押下されるまで待機する（Ｓ１０：Ｎｏ）。一方、強制終了フラグ２３ｋがオフの場合には（Ｓ８０：Ｎｏ）、３分が経過するまで待機する（Ｓ８３：Ｎｏ）。この間、バッテリ６１は放置されることにより放熱が行われ、バッテリ６１の過剰な温度上昇が抑制される。
【０１００】
Ｓ７９の処理後から３分が経過すると（Ｓ８３：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ８４）、その端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた内容、即ち、Ｓ８４の処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ８５）、放電回数カウンタ２３ｅの値から１を減算し（Ｓ８６）、このバッテリ放電処理を終了して、処理を図６のＳ４８へ移行する。
【０１０１】
図６に戻って説明する。Ｓ４８の処理では、端子電圧メモリ２３ｆの値と放電前電圧メモリ２３ｇの値との差を求め（Ｓ４８）、その差が示す電圧差の値が所定値以上（Ｓ４９：Ｙｅｓ）、且つ、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上の場合には（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、放電回数カウンタ２３ｅの値が０か否かを判断して（Ｓ５１）、その値が１以上であれば（Ｓ５１：Ｎｏ）、処理をＳ４７へ移行して、Ｓ４７からＳ５０の処理を繰り返す。
【０１０２】
一方、端子電圧メモリ２３ｆの値と放電前電圧メモリ２３ｇの値との差が示す電圧値が所定値未満であれば（Ｓ４９：Ｎｏ）、放電完了フラグ２３ｊをオンした後に（Ｓ５２）、バッテリ６１に対して充電を施すために処理をＳ５３へ移行する。また同様に、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値未満の場合（Ｓ５０：Ｎｏ）、放電回数カウンタ２３ｅの値が０の場合（Ｓ５１：Ｙｅｓ）、更に、上記したＳ４６の処理で端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値未満である場合にあっても（Ｓ４６：Ｎｏ）、処理をＳ５３へ移行する。
【０１０３】
Ｓ５３以降の処理では、まず、最低充電時間カウンタ２３ｂへ記憶されている値分の計時が開始されているか否かを判断し（Ｓ５３）、その計時が未開始であれば（Ｓ５３：Ｎｏ）、最低充電時間カウンタ２３ｂへ記憶されている値分の計時を開始する（Ｓ５４）一方、Ｓ５４の計時が開始されていれば（Ｓ５３：Ｙｅｓ）、Ｓ５４の処理をスキップして、バッテリ６１に対してバッテリ充電処理を実行する（Ｓ５５）。図８には、バッテリ充電処理のフローチャートが示されている。
【０１０４】
図８に示したバッテリ充電処理では、まず、処理モードメモリ２３ａの値が「１」又は「２」の場合は５分に相当する値を、「３」の場合は８分に相当する値を、単位処理時間カウンタ２３ｃへ書き込んで（Ｓ９１）、１回当たりのバッテリ充電処理における実充電継続時間を設定し、充電動作コイル２９へ通電することによって（Ｓ９２）、充電系リレースイッチＳＷ１をオンする。結果、充電スイッチング回路４から、逆流阻止回路７及びバッテリ６１へ至る回路が接続されるのである。
【０１０５】
Ｓ９２の通電後、単位処理時間カウンタ２３ｃへ記憶されている値分の計時を開始し（Ｓ９３）、タイマ回路２４の時間を監視しつつ、３Ｖの充電ドライブ指令の出力を開始する（Ｓ９４）。この充電ドライブ指令の出力後、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は２．２Ｖの、「２」の場合は１．５Ｖの、「３」の場合は０．５Ｖの放電制御指令の出力を開始して（Ｓ９５）、これらの充電ドライブ指令および充電制御指令の出力を、１２５μｓのパルス出力時間ｔ２だけ継続する（Ｓ９６：Ｎｏ）。
【０１０６】
パルス出力時間ｔ２が経過すると（Ｓ９６：Ｙｅｓ）、３Ｖの充電ドライブ指令の出力は保持されたまま、処理モードメモリ２３ａの値が「１」の場合は２．７Ｖの、「２」の場合は２．２Ｖの、「３」の場合は２．０Ｖの充電制御指令の出力を開始して（Ｓ９７）、これらの充電ドライブ指令および充電制御指令の出力を、３７５μｓのベース出力時間ｔ４だけ継続する（Ｓ９８：Ｎｏ）。
【０１０７】
ベース出力時間ｔ４が経過し（Ｓ９８：Ｙｅｓ）、更に、Ｓ９３の計時開始から単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の時間が経過していない場合には（Ｓ９９：Ｎｏ）、３Ｖの充電ドライブ指令の出力を保持したまま、処理をＳ９５へ移行して、Ｓ９５からＳ９８までの処理を繰り返す。なお、充電ドライブ指令および充電制御指令による充電ドライブ回路４８及び充電スイッチング回路４の動作は、図５のバッテリ再生前処理の場合と同様であり、これらの充電ドライブ指令及び充電制御指令によって、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１はオンされ、このトランジスタＩＧＢＴ１を介して直流電源回路２からバッテリ６１へ充電電流が流入する。
【０１０８】
充電電流は、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１のゲート端子へ印加されるゲート電圧によって調節され、このゲート電圧は、Ｄ／Ａ変換器２６から出力される充電ドライブ指令及び充電制御指令に応じて決定されている。具体的には充電電流として、２ｋＨｚの周波数で且つ２５％のデューティ比であるパルス充電電流と、２ｋＨｚの周波数で且つ７５％のデューティ比であってパルス充電電流より小さなベース充電電流とが交互に途切れることなくバッテリ６１へ流入するのである。
【０１０９】
具体的に、小容量処理モードの場合には８Ａのパルス充電電流と３Ａのベース充電電流とが５分間、中容量処理モードの場合は１５Ａのパルス充電電流と８Ａのベース充電電流とが５分間、大容量処理モードの場合は５Ａのパルス充電電流と１０Ａのベース充電電流とが８分間、交互に途切れることなくバッテリ６１へ充電電流として流入するのである。
【０１１０】
単位処理時間カウンタ２３ｃに記憶されている値分の計時の終了後は（Ｓ９９：Ｙｅｓ）、充電ドライブ指令および充電制御指令を０Ｖにして（Ｓ１００）、充電スイッチング回路４のトランジスタＩＧＢＴ１をオフすると共に、充電動作コイル２９への通電を停止することにより（Ｓ１０１）、充電系リレースイッチＳＷ１をオフして、バッテリ６１への充電電流の流入を停止する。その停止後、３分が経過するまで待機し（Ｓ１０２：Ｎｏ）、この間、バッテリ６１は放置されることにより放熱が行われ、バッテリ６１の過剰な温度上昇が抑制される。
【０１１１】
Ｓ１０１の処理後から３分が経過すると（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、バッテリ６１の端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ１０３）、その端子電圧メモリ２３ｆへ書き込まれた内容、即ち、Ｓ１０３の処理で測定されたバッテリ６１の端子電圧をＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ１０４）、充電回数カウンタ２３ｄの値から１を減算し（Ｓ１０５）、このバッテリ充電処理を終了して、処理を図６のＳ５６へ移行する。
【０１１２】
図６に戻って説明する。バッテリ充電処理の後（Ｓ５５）、端子電圧メモリ２３ｆの値が１３．５Ｖの充電完了電圧値未満の場合（Ｓ５６：Ｎｏ）、又は、端子電圧メモリ２３ｆの値が１３．５Ｖの充電完了電圧値以上かつ１５Ｖの放電切換電圧値未満の場合は（Ｓ５６：Ｙｅｓ，Ｓ５７：Ｎｏ）、充電回数カウンタ２３ｄの値が０か否かを判断して（Ｓ６４）、その値が１以上であれば（Ｓ６４：Ｎｏ）、処理をＳ５３へ移行して、Ｓ５５からＳ５７までの処理を繰り返し、充電回数カウンタ２３ｄの値が０となれば（Ｓ６４：Ｙｅｓ）、８時間相当の充電によってもバッテリ６１の端子電圧が１５Ｖの放電切換電圧値以上に達していないので、ブザー３９を鳴動し、リセットランプ４３を点灯し、「電圧不足」とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ６５）、このバッテリ再生充放電処理を終了する。
【０１１３】
一方、Ｓ５７の処理で、端子電圧メモリ２３ｆの値が１５Ｖの放電切換電圧値以上の場合は（Ｓ５７：Ｙｅｓ）、放電完了フラグ２３ｊのオンオフを判断し（Ｓ５８）、放電完了フラグ２３ｊがオフの場合にはＳ４７のバッテリ放電処理へ移行する。一方、放電フラグ２３ｊがオンの場合にはパルス電圧メモリ２３ｈ及びベース電圧メモリ２３ｉの値を確認する（Ｓ５９，Ｓ６０）。パルス電圧メモリ２３ｈの値が３５Ｖのパルス電圧制限値以上の場合（Ｓ５９：Ｙｅｓ）、又は、パルス電圧メモリ２３ｈの値が３５Ｖのパルス電圧制限値未満であってベース電圧メモリ２３ｉの値が１４．５Ｖのベース電圧制限値以上の場合（Ｓ５９：Ｎｏ，Ｓ６０：Ｙｅｓ）は、放電完了フラグ２３ｊをオフ状態にリセットして（Ｓ６３）、Ｓ４７のバッテリ放電処理へ移行する。
【０１１４】
ベース電圧メモリ２３ｉの値が１４．５Ｖのベース電圧制限値未満である場合には（Ｓ６０）、最低充電時間カウンタ２３ｂの値分の計時が終了したか否かが判断して（Ｓ６１）、その計時開始から１時間が経過していなければ（Ｓ６１：Ｎｏ）、処理をＳ５３へ移行して、再び、Ｓ５３以降の処理を実行する。その後、最低充電時間カウンタ２３ｂの値分の計時が終了すれば（Ｓ６１：Ｙｅｓ）、「バッテリ再生充放電処理完了」とＬＣＤ４０へ表示して（Ｓ６２）、このバッテリ再生充放電処理を終了する。
【０１１５】
図９（ａ）は、充電電圧測定処理のフローチャートを示している。この充電電圧測定処理は、図５のバッテリ再生前処理および図８のバッテリ充電処理によるバッテリ６１への実充電継続時間中に、バッテリ６１の端子電圧を測定するため、３０ｍｓ間隔毎に実行される割り込み処理である。この充電電圧測定処理では、パルス出力時間中に正極端子６１ａへ印加される端子電圧をパルス電圧メモリ２３ｈへ書き込み（Ｓ１１１）、ベース出力時間中に正極端子６１ａへ印加される端子電圧をベース電圧メモリ２３ｉへ書き込んで（Ｓ１１２）、この処理を終了する。
【０１１６】
図９（ｂ）は、放電電圧測定処理のフローチャートを示している。この放電電圧測定処理は、図７のバッテリ放電処理によるバッテリ６１の実放電継続時間中に、バッテリ６１の端子電圧を測定するため、３０ｍｓ間隔毎に実行される割り込み処理である。放電電圧測定処理では、実放電継続時間中にバッテリ６１の正極端子６１ａへ印加される端子電圧を測定して端子電圧メモリ２３ｆへ書き込み（Ｓ１２１）、その端子電圧メモリ２３ｆの値が１０．５Ｖの放電終止電圧値以上であるか否かを判断する（Ｓ１２２）。
【０１１７】
判断の結果、端子電圧メモリ２３ｆの値が、１０．５Ｖの放電終止電圧値以上であれば（Ｓ１２２：Ｙｅｓ）、そのまま放電電圧測定処理を終了する一方、１０．５Ｖの放電終止電圧未満であれば（Ｓ１２２：Ｎｏ）、強制終了フラグ２３ｋをオン状態にセットした後（Ｓ１２３）、図７に示すバッテリ放電処理のＳ７８へ移行することにより（Ｓ１２４）、この放電電圧測定処理を終了して、図７に示すバッテリ放電処理のＳ７８からＳ８２の処理を実行する。即ち、図９（ｂ）のＳ１２４の処理によって、バッテリ放電処理を強制終了するのである。これは、実放電継続時間中のバッテリ６１の放電電圧が１０．５Ｖの放電終止電圧値未満以下になった場合、バッテリ６１が過放電状態となるので、かかる過放電を抑制するために実行されるのである。
【０１１８】
なお、請求項３の充電駆動指令手段としては図８のＳ９４、Ｓ９５及びＳ９７の処理が、充電計時手段としてはＳ９４の処理が、充電インターバル手段としてはＳ９９のＹｅｓの分岐、Ｓ１００の処理及びＳ１０２のＮｏの分岐が、それぞれ該当する。
【０１１９】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【０１２０】
例えば、本実施例では、本発明の電圧制御型スイッチング素子の一例として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを用いて説明したが、かかる電圧制御型スイッチング素子は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、ＭＯＳＦＥＴなどの他のスイッチング素子を用いても良い。
【０１２１】
また、本実施例では、図３（ｃ）に示す１５Ａのパルス充電電流７４ａ及び８Ａのベース充電電流７４ｂを生成するために、３Ｖの充電ドライブ指令７１と１．５Ｖのパルス制御指令７２ａ及び２．２Ｖのベース制御指令７２ｂとを、充電ドライブ回路４８の指令電圧生成回路４８ａへ入力し、その指令電圧生成回路４８ａによって、３Ｖの充電ドライブ指令７１と１．５Ｖのパルス制御指令７２ａとの電圧差から１．５Ｖのパルス充電指令電圧７３ａ、及び、３Ｖの充電ドライブ指令７１と２．２Ｖのベース制御指令７２ｂとの電圧差から０．８Ｖのベース充電指令電圧７３ｂ、を生成して出力した。
【０１２２】
しかしながら、図３（ｃ）に示した１５Ａのパルス充電電流及び８Ａのベース充電電流を生成する充電ドライブ回路は必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、０．８Ｖの充電ドライブ指令と、ハイ出力が０．７Ｖで且つロウ出力が０Ｖのパルス波状の充電制御指令とを、充電ドライブ回路の指令電圧生成回路へ入力しても良い。かかる場合、充電ドライブ指令と充電制御指令とを加算した電圧を出力するように指令電圧生成回路を構成すれば、その指令電圧生成回路は、充電制御指令のハイ出力時には、０．８Ｖの充電ドライブ指令に０．７Ｖの充電制御指令を重畳した１．５Ｖのパルス充電指令電圧を出力し、充電制御指令のロウ出力時には、０．８Ｖの充電ドライブ指令に０Ｖの充電制御指令を重畳した０．８Ｖのベース充電指令電圧を出力することができるのである。
【０１２３】
また、本実施例では、放電スイッチング回路１２の数は必ずしも１つに限られるものではなく、複数の放電スイッチング回路１２のトランジスタＩＧＢＴ２のコレクタ端子を放電回路１１にまとめて接続すると共に、トランジスタＩＧＢＴ２のエミッタ端子を直流電源回路２のグランド側入力端Ｎにまとめて接続して、複数の放電スイッチング回路１２を並列接続しても良い。
【０１２４】
更に、本実施例では、３Ｖの充電ドライブ指令を用いて説明したが、かかる充電ドライブ指令の値は必ずしもこれに限られるものではなく、制御ユニット３の駆動電圧に対応した５Ｖに設定しても良い。また、本実施例におけるパルス充電電流やベース充電電流の電流値、周波数、デューティ比は、あくまでも一例を示したものである。
【０１２５】
なお、以下に本発明の変形例を示す。請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ再生装置において、車載用鉛バッテリから流れ出る放電電流が通電する放電回路と、その放電回路へ車載用鉛バッテリから流れ込む放電電流の通電をオン又はオフする放電スイッチング回路と、その放電スイッチング回路をオン又はオフさせる放電駆動回路と、前記充電スイッチング回路によって充電電流のパルス電流成分が通電されている期間における車載用鉛バッテリの端子電圧を測定するパルス電圧成分測定手段と、そのパルス電圧成分測定手段による測定の結果、車載用鉛バッテリの端子電圧がパルス電圧成分制限値以上の場合に、前記放電駆動回路によって前記放電スイッチング回路をオンさせる第１放電手段とを備えていることを特徴とするバッテリ再生装置１。また、バッテリ再生装置１のパルス電圧成分測定手段としては図９（ａ）のＳ１１１の処理が、第１放電手段としては図６のＳ５９のＹｅｓの分岐並びに図７のＳ７５及びＳ７６の処理が、それぞれ該当する。
【０１２６】
バッテリ再生装置１、又は、請求項１から３のいずれかに記載のバッテリ再生装置において、車載用鉛バッテリから供給される放電電流が通電する放電回路と、その放電回路へ車載用鉛バッテリから流れ込む放電電流の通電をオン又はオフする放電スイッチング回路と、その放電スイッチング回路をオン又はオフさせる放電駆動回路と、前記充電スイッチング回路によって充電電流のベース電流成分が通電されている期間における車載用鉛バッテリの端子電圧を測定するベース電圧成分測定手段と、そのベース電圧成分測定手段による測定の結果、車載用鉛バッテリの端子電圧がベース電圧成分制限値以上の場合に、前記放電駆動回路によって前記放電スイッチング回路をオンさせる第２放電手段とを備えていることを特徴とするバッテリ再生装置２。また、バッテリ再生装置２のベース電圧成分測定手段としては図９（ａ）のＳ１１２の処理が、第２放電手段としては図６のＳ６０のＹｅｓの分岐並びに図７のＳ７５及びＳ７６の処理が、それぞれ該当する。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明のバッテリ再生装置によれば、充電スイッチング回路によって、車載用鉛バッテリへ流入する充電電流は、略矩形波状に変化するパルス電流成分が略一定のベース電流成分に重畳された電流なるので、そのパルス電流成分により車載用鉛バッテリの電極表面に析出したサルフェーションを除去して、車載用鉛バッテリの容量をほぼ未使用状態に相当する値にまで回復させることができる。
【０１２８】
しかも、車載用鉛バッテリには、充電電流のパルス電流成分の非通電時にベース電流成分が流入するので、かかるベース電流成分によって車載用鉛バッテリの充電を確実に進行させることができ、更に、パルス電流成分によって車載用鉛バッテリの充電進行速度を加速することもできるという効果がある。結果、従来のように車載用鉛バッテリに容量回復処理を施した後、更に、車載用鉛バッテリに充電処理を施す必要がないので、大量の車載用鉛バッテリを処理するに作業が簡素化され、処理コストを低減することもできるのである。
【０１２９】
また、車載用鉛バッテリへ充電電流の通電は、充電制限時間が経過する毎に、充電インターバル手段によって所定時間禁止されるので、この充電インターバル手段により充電駆動指令手段の実行が禁止されている間に、充電電流の流入によって過熱した車載用鉛バッテリを放熱させて、車載用鉛バッテリの過剰な温度上昇を抑制することができるという効果がある。
【０１３０】
請求項２記載のバッテリ再生装置によれば、電圧制御型スイッチング素子の制御端へ印加される制御電圧は、帰還増幅回路によって、充電電流の検出電圧が充電駆動基準電圧と一致するように、即ち、その両電圧の偏差が低下するように調整されるので、車載用鉛バッテリの内部抵抗や直流電源回路の出力電力が充電状況に応じて変動する場合であっても、充電駆動基準電圧に比例した充電電流を電圧制御型スイッチング素子の出力端へ確実に通電させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例におけるバッテリ充放電装置の電気的構成図である。
【図２】（ａ）は、充電ドライブ回路の構成を概略的に表した図であり、（ｂ）は、放電ドライブ回路の構成を概略的に表した図である。
【図３】（ａ）は、充電ドライブ回路の指令電圧生成回路への入力電圧波形を示した図であり、（ｂ）は、指令電圧生成回路の出力電圧波形を示した図であり、（ｃ）は、バッテリへの充電電流波形を示した図であり、（ｄ）は、放電ドライブ回路の指令電圧生成回路への入力電圧波形を示した図であり、（ｅ）は、指令電圧生成回路の出力電圧波形を示した図であり、（ｆ）は、バッテリからの放電電流波形を示した図である。
【図４】バッテリ充放電装置のメイン処理を示したフローチャートである。
【図５】バッテリ再生前処理を示したフローチャートである。
【図６】バッテリ再生充放電処理を示したフローチャートである。
【図７】バッテリ放電処理を示したフローチャートである。
【図８】バッテリ充電処理を示したフローチャートである。
【図９】（ａ）は、充電電圧測定処理を示したフローチャートであり、（ｂ）は、放電電圧測定処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１ バッテリ充放電装置（バッテリ再生装置）
２ 直流電源回路
３ 制御ユニット（充電制御手段）
４ 充電スイッチング回路
６ 電流電圧変換回路
１１ 放電回路
１２ 放電スイッチング回路
２４ タイマ回路（充電計時手段の一部）
４８ａ 充電ドライブ回路の指令電圧生成回路（充電駆動回路）
４８ｃ 電流フィードバック回路（帰還増幅回路）
４９ａ 放電ドライブ回路の指令電圧生成回路（放電駆動回路）
６１ バッテリ（車載用鉛バッテリ）
６１ａ 正極端子
７３ 充電指令電圧の一例（充電駆動基準電圧の一例）
７３ａ パルス充電指令電圧の一例（充電駆動パルス電圧の一例）
７３ｂ ベース充電指令電圧の一例（充電駆動ベース電圧の一例）
７４ 充電電流の一例
７４ａ パルス充電電流の一例（充電電流のパルス電流成分の一例）
７４ｂ ベース充電電流の一例（充電電流のベース電流成分の一例）
７８ 放電電流の一例
ＩＧＢＴ１ 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（電圧制御型スイッチング素子）
ｔ２ パルス出力時間（充電電流のパルス電流成分が通電されている期間）
ｔ４ ベース出力時間（充電電流のベース電流成分が通電されている期間）
Claims (2)
- 直流電流を発生する直流電源回路と、
その直流電源回路及び車載用鉛バッテリ間に挿入されその車載用鉛バッテリへ流入させる充電電流の通電をオン又はオフする充電スイッチング回路と、
その充電スイッチング回路をオン又はオフさせる充電制御手段とを備えており、
前記充電制御手段は、
略一定の充電駆動ベース電圧に対して略矩形波状に変化する充電駆動パルス電圧を２ｋＨｚの周波数で重畳させた充電駆動基準電圧を前記充電スイッチング回路へ出力する充電駆動回路と、
その充電駆動回路に対して充電駆動基準電圧の出力を指令する充電駆動指令手段と、
その充電駆動指令手段の実行時間を計時する充電計時手段と、
その充電計時手段による計時が充電制限時間を経過する毎に前記充電駆動指令手段の実行を所定時間禁止する充電インターバル手段とを備えており、
前記充電スイッチング回路は、
その充電駆動回路の出力端に直接又は間接的に接続される制御端と、前記直流電源回路の出力端に接続される入力端と、前記車載用鉛バッテリの正極端子に接続される出力端とを有した電圧制御型スイッチング素子を備えており、
その電圧制御型スイッチング素子は、
前記充電駆動回路から出力される前記充電駆動基準電圧の充電駆動パルス電圧に比例したパルス電流成分、及び、前記充電駆動基準電圧の充電駆動ベース電圧に比例したベース電流成分が２ｋＨｚの周波数で周期的に交互に変化する充電電流を、その電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電させるものであることを特徴とするバッテリ再生装置。 - 前記充電制御手段は、前記電圧制御型スイッチング素子の出力端へ通電される充電電流を、その充電電流に比例した検出電圧に変換する電流電圧変換回路と、
その電流電圧変換回路により変換された検出電圧と前記充電駆動回路から出力される充電駆動基準電圧との偏差を増幅して前記電圧制御型スイッチング素子の制御端へ印加する負帰還増幅回路とを備えていることを特徴とする請求項１記載のバッテリ再生装置。
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