JPH02311131A

JPH02311131A - 充電制御回路

Info

Publication number: JPH02311131A
Application number: JP13323889A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Isaka; 篤井坂; Mikihiro Yamashita; 幹弘山下
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-05-26
Filing date: 1989-05-26
Publication date: 1990-12-26
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JP2744066B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、蓄電池を充電する充電制御回路に係り、特に
、マイクロコンピュータを用いてＮ電池への充電を制御
する充電制御回路に関する。

（従来の技術）従来、実ｌ７１１昭６２−６４１４１８公報に示される
ように、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという
）を用いて蓄電池の充電状態を検出して充電制御する充
電制御回路が提案されている。

第５図はこの従来の充電制御回路を示すものである。

すなわち、上記充電制御回路では、放電容量測定記憶回
路５３で検出される蓄電池Ｂへの流入電流と温度センサ
５４からの温度データとからマイコン５１により充放電
間がｖ４算され、上記演算結果により蓄電池Ｂが満充電
になったと判断されると、回復制御信号を整流回路５２
に送出して蓄電池Ｂへの充電を停止させるようにしてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の充電制御回路にあっては、マイコン５
１の動作異常を判断する手段がなく、マイコン５１が正
常に動作しているかどうかの確認をすることができなか
った。したがって、マイコン５１が暴走したような場合
、回復制御信号がいつまでも送出されず、蓄電池Ｂが過
充電されて破損する虞れがあった。

本発明は上記問題を解消するもので、マイクロコンピュ
ータが暴走した場合でも、蓄電池への充電を好適に制御
し得る充電ＩＩ　ｔ１１回路を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、マイクロコンピ
ュータで充電を検知して蓄電池への充電制御を行う第１
制御手段と、該第１制御手段の動作が異常であることを
検出する異常検出手段と、他の検知手段により充電を検
知して上記蓄電池への充電制御を行う第２制御手段と、
上記異常検出手段の出力により上記第１制御手段に代え
て上記第２制御手段で充電制御を行わせる切換手段とを
備えたものである。

〔作用）上記構成の充電ＩＩＩ　１１１回路によれば、マイクロ
コンピュータが正常動作中は第１制御手段により蓄電池
への充電が制御される。

そして、マイクロコンピュータが暴走して第１制御手段
の動作の異常が検出されると、第２１１Ｊｔｌ１手段に
切り換えて蓄電池への充電が引き続き制御される。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る充電制御回路の一実施例を示すブ
ロック図である。

本充電制御四路は充電回路１、暴走検出回路２、リセッ
ト回路３、アナログスイッチ４、第２制御回路５、容量
記憶回路６、表示回路７、マイコン８および入出力回路
９からなる。

充電回路１は、例えば商用電源１０からの交流電流を整
流して蓄電池Ｂやモータ等の負荷１１へ電流を供給する
ものである。また、充電回路１は蓄電池Ｂへの電流供給
時には、マイコン８に充電信号を送出するとともに、マ
イコン８からの充電制御信号が入力されると、充電を停
止するようにしている。

暴走検出回路２はマイコン８からの暴走検出パルスを検
出してマイコン８の動作が正常か否かを判定するもので
ある。

暴走検出パルスはマイコン８の動作が正常か否かを検出
するためのもので、マイコン８が正常に動作している間
は所定周期のパルスが送出されるようにしている（第４
図（Ａ）の（ａ）参照）。

そして、暴走検出回路２はマイコン８が暴走して、暴走
検出パルスが検出されなくなると、リセット回路３に暴
走検出信ｑを送出するようにしている。

リセット回路３は暴走検出信号が入力されると、マイコ
ン８の動作をリセットするとともに、表示回路７の表示
をラッチあるいはクリアするようにしている。また、リ
セット回路３はマイコン８が暴走すると、アナログスイ
ッチ４をオフにし、マイコン８からの誤った充電制御信
号が充電回路１に入力されないようにしている。

第２制御回路５はタイマｉ制御手段、温度差制御手段あ
るいは電圧制御手段を有し、蓄電池Ｂが満充電になった
ときに、充電回路１に充電制御信号を送出するとともに
、マイコン８に充電完了信号を送出するようにしている
。

なお、上記タイマ制御手段は充電開始から所定時間経過
すると、蓄電池Ｂ１ｆｉ満充電になったと判断するもの
である。温度差制御手段は温度センサにより所定温度上
昇したことが検出されると、満充電になったと判断する
ものである。電圧制御手段は蓄電池Ｂの端子ＷＪ雷電圧
検出するように構成され、検出電圧が所定電圧になると
、満充電になったと判断するものである。また、第２制
御回路５は、例えば充電電流を検出するようにして満充
電の判断を行うものであってもよい。

容量記憶回路６はマイコン８からの信号に基づいて蓄電
池Ｂの残容量を記憶するものである。また、容量記憶回
路６はマイコン８が暴走したときには、マイコン８がリ
セットされるまで、上記記憶内容をラッチするようにな
されている。

表示回路７はマイコン８からの信号に基づいて蓄電池Ｂ
の残容量、あるいは充電完了等を表示するものである。

マイコン８は、例えば蓄電池Ｂに並列接続されて電源を
供給されるものである。このマイコン８は充電回路１か
ら上記充電信号が入力されると、充電状態と判断し、負
荷１１へ電流を供給するスイッチＳＷ１がオンされると
、放電状態と判断して蓄電池Ｂの残容量を演算するよう
にしている。

また、マイコン８は上記ｘｎ結果により蓄電池Ｂが過充
電になったと判断すると、充７δ回路１へ充電制御信号
を送出し、更にマイコン８によって上記過充電と判断さ
れる前に第２制御回路５からの充電完了信号が入力され
ると、充電回路１へ充電制御信号を送出し、蓄電池Ｂへ
の充電を停止するようにしている。

さらに、マイコン８は正常に動作しているときには、上
述したように暴走検出回路２に所定周期の暴走検出パル
ス列を送出するとともに、表示０路７に蓄電池Ｂの残容
量等を示す信号を送出する。

入出力回路９は充電回路１からの充電信号を抵抗Ｒ１、
トランジスタＱ１を介してマイコン８に送入し、第２制
御回路５からの充電完了信号を抵抗Ｒ２、トランジスタ
Ｑ２を介してマイコン８に送入するものである。また、
この入出力回路９は上記充電信号が送入されているとき
に、上記充電１１１１１ｍ信号が送入されると、この充
電制御信号を抵抗Ｒ４、トランジスタＱ３を介してアナ
ログスイッチ４に送入するようにしている。

入出力回路９のスイッチＳＷ２は本充電制御回路の長時
間の不使用中にオフにしてマイコン８を介して入出力回
路９に供給される蓄電池Ｂからの消費′４流を最小限に
押えるものである。

なお、入出力回路９は上記スイッチＳＷ２を設けない場
合でも入出力回路９を構成する各素子による電力消費を
最小限に押えるべく、回路が構成されている。

第２図は本発明に係る充電制御回路の他の実施例を示す
図である。なお、図中、第１図と同一符号が付されたも
のは同一物を示す。

この実施例における充電１．ＩＩ御回路では、第２制御
回路５、容量記憶回路６に代えて暴走時制御回路１２を
協えたものである。

すなわち、暴走時制御回路１２はマイコン８の暴走が検
出されると、暴走検出時における蓄電池Ｂの残容量に対
応する時間を、例えば内蔵されたタイマにセットすると
ともに、タイマを作動させるものである。そして、タイ
マがタイムアツプすることにより、暴走時制御回路１２
は充電回路１へ充電制御信号を出力して蓄電池Ｂへの充
電を停止するようにしている。

このように本実施例では、マイコン８の暴走時には、暴
走時制御回路１２により蓄電池Ｂの残容量に対応する時
間だけ充電するので、過充電をより確実に防ぐことがで
き、蓄電池Ｂの劣化防止が図れる。

第３図は上記充電制御回路の動作を説明するフローチャ
ートである。

充電回路１に商用電源１０が投入されてマイコン８が動
作を開始すると、ステップＳ１でマイコン８のカウンタ
、タイマ等が初期設定される。

ステップＳ２では、充電回路１およびスイッチＳＷ１か
らの信号に基づいて充電状態、放電状態、ＡＣドライブ
状態あるいは放置状態のいずれの状態かの判定が行われ
る。

すなわら、充電回路１は商用電１１１１０が投入されて
電流が出力されると、充電信号を送出する。

このとき、スイッチＳＷ１がオフにされていると、マイ
コン８は充電状態と判定し、逆にオンにされていると負
荷１１への電流供給がされているＡＣドライブ状態と判
定する。

一方、商用電源１０が投入されず、充電回路１から充電
信号が送出されていない状態で、スイッチＳＷ１がオン
にされていると、マイコン８は放電状態と判定し、逆に
オフにされていると、放置状態と判定する。　　。

そして、充電状態と判定されるとステップＳ３に、放電
状態と判定されるとステップＳ％に、ＡＣドライブ状態
と判定されるとステップＳ１ａに、ｔｌｉ置装態と判定
されるとステップＳ　２３にそれぞれ分岐する。

上述に３３いて、充電状態と判定されてステップＳ３に
移行すると、蓄電池Ｂに容量が残っているかどうかの判
定が行われる。すなわち、蓄電池Ｂの残容量を示すカウ
ント値が“Ｏ”であるかどうかの判定が行われ、蓄電池
Ｂの残容量がなくカウント値が“０”であれば、ステッ
プＳ４乃至ステップＳ６の処理を行わずにステップＳ７
に移行する。

また、ステップＳ３でカウント値が“０”でなければ、
ステップＳ４で誤差修正のための分岐が行われる。すな
わち、蓄電池Ｂが途中まで放電された後、容量の残って
いる状態から蓄電池Ｂの充電が開始された場合、充電制
御回路の量産に伴う製品のわずかなばらつき等に起因し
て生じるマイコン８による蓄電池Ｂの残容量の演算誤差
を修正する必要がある。例えば、実際には蓄電池Ｂに容
量が残っていないにもかかわらず表示回路７に残容量が
表示される場合や、逆に蓄電池Ｂに容置が残っているに
もかかわらず残容量がないと表示される場合がある。

このため、組立時にマイコン８の演算誤差が測定され、
誤差修正をプラス側またはマイナス側に行うか、あるい
は誤差修正の必要がないかが設定される。

そして、プラス側に修正されている場合はステップＳ５
で蓄電池Ｂの満充電を示す満カウント値が、例えば、所
定値からＮ１だけダウンされ、マイナス側に修正されて
いる場合はステップＳ６で満カウント値が、例えば、所
定値からＮまたけアップされ、誤差修正をしていない場
合は上記所定値が満カウント値とされて、ステップＳ７
に移行する。

ステップＳ７では暴走検出回路２によりマイコン８から
の暴走検出パルスの有無が検出され、マイコン８の動作
が正常か否かの検出が行われる。

そして、マイコン８の動作が正常であれば、ステップＳ
８以降の処理を続け、異常であれば、後述する充電制御
が行われる。

ステップＳ８では、充電効率のデータが図示しない温度
センサからの温度データ等に応じて補正され、ステップ
Ｓ８でこの充電効率に基づいてカウント値がアップされ
る。

ステップＳ１０では再び充電状態、放電状態、ＡＣドラ
イブ状態あるいは放置状態のいずれの状態かの判定が行
われる。そして、充電状態と判定されるとステップＳａ
ｔに、放電状態と判定されるとステップＳ　１４に、Ａ
Ｃドライブ状態と判定されるとステップＳ１８に、放置
状態と判定されるとステップ３２３にそれぞれ分岐する
。

引き続き充電状態と判定されてステップＳ１１に移行し
た場合にはステップＳ９でアップされたカウント値が満
カウント値に達したかどうかが判定される。満カウント
値に達してなければ、ステップＳ９に戻り、満カウント
値に達している。と、ステップＳｒ２でマイコン８から
充電制御信号が送出され、充電回路１がｖ制御されて蓄
電池Ｂへの充電が停止される。また、同時にステップＳ
１３で表示回路７に蓄電池Ｂの充電完了が表示される。

こののち、ステップＳ２に戻る。

一方、ステップＳ２あるいはステップＳ１ｏで放電状態
と判定されてステップＳ１４に移行すると、暴走検出回
路２によりマイコン８の動作が正常か否かの検出が行わ
れる。

そして、マイコン８の動作が正常であれば、ステップＳ
５以降の処理を実行し、異常であれば、後述する充電制
御が行われる。

ステップＳ５では、放電効率のデータが温度データ等に
応じて補正され、ステップ＄１６でこの放電効率５ｇづ
いてカウント値がダウンされる。そして、ステップＳ１
７で蓄電池Ｂの残容量である上記ダウンされたカウント
値が更新的に表示された後、ステップＳ２に戻る。

また、ステップＳ２あるいはステップＳ１０でＡＣドラ
イブ状態と判定されてステップＳｔａに移行すると、城
走検出回路２によりマイコン８の動作が正常か否かの検
出が行われ、マイコン８の動作が正常であれば、ステラ
１８１ｇ以降の処理を実行し、異常であれば、後述する
充電制御が行われる。

ステップＳ１９では、カウント値をアップするか、ダウ
ンするか、あるいはアップダウンしないかが判定される
。すなわち、上述したように量産時のわずかな製品のば
らつきに対応させる必要から、製品毎にＡＣドライブ時
に充電回路１からの電流が蓄電池８と負荷１１の双方へ
流れるか、負荷１１のみに流れるか、あるいは充電回路
１と蓄電池Ｂの双方からの電流が負荷１１へ流れるかが
測定される。

そして、ｆｆ１ＦＩｔが蓄電池８１負荷１１双方へ流れ
て蓄電池Ｂが充電される場合はカウント値をアラゝ、ブするように、負荷１１のみに流れる場合はカウント値
をアップダウンしないように、充電回路１、蓄電池Ｂ双
方から負荷１１へ電流が流れて蓄電池Ｂが放電される場
合はカウント値をダウンするように設定される。

上記において、カウント値をアップするように設定され
ている場合はステップ８２０でＡＣドライブ用の充電効
率のデータが温度データ等に応じて補正され、この充電
効率に基づいてカウント値がアップされた侵、ステップ
Ｓ　２２へ移行する。

また、カウント値をダウンするように設定されている場
合はステップＳ２１でＡＣドライブ用の放電効率のデー
タが温度データ等に応じて補正され、この放電効率に塁
づいてカウント値がダウンされた後、ステップＳ　２２
へ移行する。一方、カウント値をアップダウンしないよ
うに設定されている場合はそのままステップＳ　２２に
移行して蓄電池Ｂの残容量を更新的に表示した後、ステ
ップＳ２に戻る。

ステップＳ２あるいはステップＳｗで放置状態と判定さ
れてステップＳ　２３に移行すると、暴走検出回路２に
よりマイコン８の動作が正常か否かの検出が行われ、マ
イコン８の動作が正常であれば、ステップＳ　２４以降
の処理を実行し、異常であれば、後述する充電制御が行
われる。

ステップ８２４では、蓄電池８の種類別による自己放電
率の設定のための判定が行われる。

すなわち、例えば、蓄電池Ｂの種類として蓄電池Ａが装
着されていると、ステップＳ　２５で蓄電池Ａに対応す
る自己放電率のデータに補正される。

そして、放置時間と上記補正後の自己放電率とが乗粋さ
れて自己放電量が求められ、この自己放電量に基づいて
カウント値がダウンされる。

そののち、ステップ８２７で充ｖ１ｔｉＩＩ１１１回路
自体の回路電流消費分に基づいてカウント値がダウンさ
れ、ステップ８２ａで蓄電池Ｂの残容量が更新的に表示
された後、ステップＳ２に戻る。

一方、ステップＳ２４で蓄電池Ｂの種類が蓄電池Ｂに設
定されているとステップＳ２ａで蓄電池Ｂに対応する自
己放電率のデータに補正される。そして、放置時間と上
記自己放電率が乗算されて自己放１１１１が求められ、
この自己放？Ｉｉ量に基づいてカウント値がダウンされ
る。

そののら、ステップＳ　２７で回路電流消費分に基づい
てカウント値がダウンされ、ステップＳ２６で蓄電池Ｂ
の残容量が更新的に表示された後、ステップＳ２に戻る
。

次に、上述のステップ８７　、Ｓｖ４．Ｓｓａ、Ｓ２３
の暴走検出回路２によるマイコン８の暴走時における充
電制御について、第１図、第４図（Ａ）〜（Ｃ）の構成
に基づいて説明する。

すなわち、第４図（Ａ）はマイコン８の暴走時における
動作の第１実施例に示す。同図において、例えばｔｇ時
点で商用電源１０が投入されると、マイコン８に供給さ
れる′Ｉ／／１ｇＩＮ圧（Ｃ）は一定電圧に向けて上昇
する。そして、ｔ１時点で上記電源電圧（Ｃ）が一定電
圧に上昇すると、マイコン８は動作を開始し、暴走検出
回路２に所定周期の暴走検出パルス（ａ）を送出する。

暴走検出回路２はこの暴走検出パルス（ａ）を検出する
ことにより、マイコン８が正常動作を行っていると判断
する。このため、リセット回路３からのリセット電圧（
ｂ）はハイを維持し、マイコン８および表示回路７はリ
セットされない。この結果、マイコン８は動作を継続し
、表示回路７はマイコン８からの信号に基づいて蓄電池
Ｂの残容量を表示する。

一方、例えば１２時点でマイコン８が暴走すると、暴走
検出パルス（ａ）がマイコン８から送出されなくなり、
暴走検出回路２にはハイまたは［１−のままの一定レベ
ルが入力される。暴走検出回路２はこの一定レベルを検
出すると、マイコン８が暴走していると判断し、リセッ
ト回路３に暴走検出信号を送出する。

このため、リセット回路３はリセット電圧（ｂ）を０−
　に反転してマイコン８および表示回路７をリセットさ
せる。すなわち、マイコン８はカウント動作を中止する
とともに、表示回路７は表示を消す。

その後、第２制御回路５により蓄電池Ｂの充電制御が行
われる。例えば、ｔ３時点で第２制御回路５が蓄電池Ｂ
の満充電になったと判断して、充電制御信号を送出する
とともに、マイコン８に充電完了信号（ｄ）を送出する
。

この充電完了信号（ｄ）によりマイコン８はカウント動
作を再スタートするとともに、表示回路７は蓄電池Ｂの
充電完了を表示する。

このように、マイコン８の暴走時にリセットしてマイコ
ン８の動作を再スタートさせて正常動作に戻するととも
に、表示回路７の表示を消灯することでマイコン８の暴
走を知らせることができる。

また、暴走時は第２制御回路５を用いて蓄電池Ｂの充電
制御を行うので、蓄電池Ｂの充電を安全に行うことがで
きる。なお、第２図の実施例においても、暴走時に暴走
時制御回路１２を用いて蓄電池Ｂの充電制御を行わせて
、蓄電池Ｂの充電を安全に行うようにすることができる
。

次に、マイコン８の暴走時における動作の第２実施例に
ついて第４図（Ｂ）を用いて説明する。

この実施例も、例えばｔ２時点でマイコン８が暴走して
いると判断されるまでは、第１実施例と同様の動作が行
われる。

そして、暴走検出パルス（Ｑ）が一定レベルになって暴
走していると判断されると、リセット回路３のリセット
電圧（ｈ）はハイのままで、マイコン８の動作を継続さ
せ、表示回路７もそのまま表示させる。また、リセット
回路３はアナログスイッチ４をオフにして、充電回路１
へ誤った充電１１Ｊ　Ｉｎ信号が送られないようにする
。

ｔ３時点で第２制御回路５により蓄電池Ｂが満充電にな
ったと判断されることにより、充電制御信号の送出とと
もに、マイコン８に充電完了信号（ｊ）が送出される。

この充電完了信号（ｊ）はマイコン８を介してリセット
回路３に送られる。リセット回路３は充電完了信Ｑ（ｊ
）の立ち上がりを微分して微小幅のリセットパルス１」
１を送出する。マイコン８はこのリセットパルスト１１
でリセットされた債、リ　′セットパルスＨ１の後縁で
カウント動作を再スタートする。また、表示回路７は表
示が消された後、蓄電池Ｂの充電完了を表示する。

なお・、表示回路７は暴走していると判断されたときに
リセット回路３からのリセットパルスト１１で表示をラ
ッチして表示が変わらないようにしてもよい。

このように、本実施例では、リセット回路３の構成を簡
単にすることができる。すなわち轡第１実施例では、リ
セット回路３にリセット出力をローにラッチするラッチ
機能が必要になるのに比べ、本実施例では、充電完了信
号の立ち上がりを微分したリセットパルスＨ１でリセッ
トするので、抵抗、コンデンサで微分してリセット回路
３の構成を簡略することができる。なお、第２図の実施
例においても、本実施例の動作を行わすことができる。

次に、マイコン８の暴走時における動作の第３実施例に
ついて第４図（Ｃ）を用いて説明する。

そして、ｔ２時点でリセット回路３から微小幅のリセッ
トパルスＮ１を送出する。マイコン８はこのリセットパ
ルスＮ１でリセットされた復、リセットパルスＮ１の後
縁でカウント動作を再スタートする。

すなわち、マイコン８の暴走直前の蓄電池Ｂの残容量は
容量記憶回路６に記憶されているので、再スタート時に
マイコン８はこの記憶されている蓄電池Ｂの残容量を基
準にしてカウント値をセットし、こののち、カウント動
作を開始する。一方、表示回路７は上記記憶されている
蓄電池Ｂの残容量を表示する。

このように、本実施例では、マイコン８が暴走すると、
リセットされた後、容量記憶回路６に記憶されている蓄
電池Ｂの残容量を基準にしてカウント動作を開始するの
で、マイコン８のリセット後、直ちにマイコン８を復帰
させて蓄電池Ｂの充電υｊＩｌｌを行うことが可能にな
る。

なお、マイコン８が満充電になったと判定する前に第２
制御回路５から充電完了信号が送出されたときには、蓄
電池Ｂへの充電を停止させることができるので、より安
全に蓄電池Ｂの充電制御を行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明は、マイクロコンピュータの動作の異常が検出さ
れると、第２　ＩＩＩ御手段に切り換えられて蓄電池の
充電制御を行うようにしたので、マイクロコンピュータ
が暴走しても、蓄電池の過充電を防止することができ、
蓄電池を安全に充電することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る充電制御回路の一実施例を示すブ
［Ｉツク図、第２図は本発明の充電制御回路の他の実施
例を示すブロック図、第３図は本発明の充電制御回路の
動作を説明する）【」−チャート、第４図（Ａ）〜（Ｃ
）は本発明の充電制御回路の動作を説明するタイミング
チャート、第５図は従来の充電制御回路を示す図である
。１・・・充電回路、２・・・暴走検出回路、３・・・リ
セット回路１．５・・・第２制御回路、６・・・容量記
憶回路、８・・・マイコン（第１制御手段）、１２・・
・暴走時制御回路、Ｂ・・・蓄電池。特許出願人　　　松下電工株式会社代　理　人　　　　弁理士　小谷　悦司同　　　　　　
弁理士　長１）　正向　　　　　　弁理士　伊藤　孝夫１　４　　ｒ；！Ｊ　＜　Ａ＞（Ｂ）第　　４　　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、マイクロコンピュータで充電を検知して蓄電池への
充電制御を行う第１制御手段と、該第１制御手段の動作
が異常であることを検出する異常検出手段と、他の検知
手段により充電を検知して上記蓄電池への充電制御を行
う第２制御手段と、上記異常検出手段の出力により上記
第１制御手段に代えて上記第２制御手段で充電制御を行
わせる切換手段とを備えたことを特徴とする充電制御回
路。