JP2000308270A

JP2000308270A - 蓄電制御装置

Info

Publication number: JP2000308270A
Application number: JP11115621A
Authority: JP
Inventors: Hidemine Murahata; 秀峰村端
Original assignee: Paloma Kogyo KK
Current assignee: Paloma Kogyo KK
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JP4014333B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蓄電手段の充電量を所定量範囲に制御して、
蓄電手段の寿命を延ばすことを目的とする。【解決手段】熱発電素子１６の発生した熱起電力を蓄
電池２２に蓄電させ、また、マイコン２５は、出力ポー
トＯＵＴからオープン出力しＦＥＴをオンしトランジス
タＴｒ１をオンし、充電路を形成して乾電池２３から蓄
電池２２へ充電する。この蓄電池２２の電力を負荷駆動
回路２６へ供給し、ガス炊飯器の負荷を駆動する。蓄電
池２２の充電量が８０％とみなされる所定時間（６時
間）が充電開始時から経過すると出力ポートＯＵＴから
Ｌｏｗ出力をしてＦＥＴ，トランジスタＴｒ１をオフ
し、充電路を遮断して充電制御を終了するため、蓄電池
２２が過充電されることはないので、電池寿命が延び
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は蓄電池（二次電池）
の電力により機器を駆動させる蓄電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、バーナの燃焼熱を利用して発
電し、電気的負荷を作動させるガス炊飯器等の燃焼機器
が知られている。こうした燃焼機器では、燃焼中は発電
素子の電力で電気的負荷の駆動を賄えるが、点火開始時
においては所定の電力（エネルギー）が得られないため
蓄電池を搭載し、燃焼中に発生した電力を蓄電池に充電
しておき、点火動作に必要な電力を賄うよう構成されて
いる。

【０００３】長期にわたり機器を使用しないと、蓄電池
は、自己放電や暗電流により起動に必要な充電量（残容
量）以下に低下する。そこで、一次電池から機器の負荷
へ電源を供給する方法が知られており、例えば、特開平
８−１１４３２２に示されるようなガスコンロは、バー
ナの燃焼熱を利用して発電した電力を蓄電池に蓄電し、
この電力により電気的負荷を作動させ、蓄電池の充電量
が少ない場合には、一次電池から負荷へのバックアップ
と共に蓄電池の充電を行うように構成している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た機器においては、蓄電池の充電量を検知する手段を備
えていないため、一次電池は放電し続け、蓄電池を過充
電してしまい、液漏れによる電解液の枯渇（ドライアウ
ト）や内部短絡（ショート）が生じ、蓄電池を破壊に導
いて、電池寿命を短くする可能性があった。また、蓄電
池の充電量が不十分であると、蓄電池の充電効率が低下
するため、所定量以上の充電量が必要であった。

【０００５】例えばニッケル・カドミウム蓄電池は、図
８に示すように、充電初期（充電量が充電容量Ｃの２
０％未満）と充電終期（１００％以上）とにおいて充
電効率（充電量に対する放電量の割合）が悪い。これ
は、充電初期では、入力エネルギーの殆どが活物質
（蓄電池の電極の電気化学反応物質）を充電され易い形
態に変換するのに費やされるためであり、また、充電終
期では、入力エネルギーが正極からの酸素ガス発生の
エネルギーとして費やされるためである。従って、蓄電
池の充電量が２０％未満にまで一旦下回ってしまうと、
充電するのに非常に時間がかかるという問題があった。
このため、ニッケル・カドミウム蓄電池の充電量を所定
範囲内（２０〜１００％、望ましくは、２０〜８０％）
に制御することが望ましかった。本発明の蓄電制御装置
は上記課題を解決し、蓄電手段の充電量を適切に制御し
て、蓄電手段の寿命を延ばすことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１記載の蓄電制御装置は、機器を使用して発
生した熱、光、水力、風力等のエネルギーを電力に変換
する発電手段と、発電された電力を蓄電する蓄電手段
と、上記蓄電手段へ電力を供給する一次電池と、上記蓄
電手段により蓄電された電力を電源として作動する電気
的負荷を駆動制御する負荷制御手段とを備えた蓄電制御
装置において、上記一次電池から上記蓄電手段への充電
路を開閉するスイッチング手段と、上記一次電池が接続
されていることを検知する接続検知手段と、上記接続検
知手段により上記一次電池が接続されたことを検知した
時点から計時を開始する計時手段と、上記計時手段の計
時開始から所定時間経過後、上記スイッチング手段を開
いて上記一次電池からの充電を停止する充電制御手段と
を備えたことを要旨とする。

【０００７】また、本発明の請求項２記載の蓄電制御装
置は、上記請求項１記載の蓄電制御装置において、上記
蓄電手段の充電量を検出する手段を備え、上記充電量が
所定量未満と検出された時、上記スイッチング手段を閉
じることを要旨とする。

【０００８】また、本発明の請求項３記載の蓄電制御装
置は、上記請求項１または２記載の蓄電制御装置におい
て、上記一次電池の電圧が所定電圧以下の場合には、上
記スイッチング手段を開いた状態に維持し、上記接続検
知手段により該一次電池が外されたことを検知した後、
該スイッチング手段を閉じて該一次電池から該蓄電手段
への充電を再開できる状態に戻すことを要旨とする。

【０００９】また、本発明の請求項４記載の蓄電制御装
置は、機器を使用して発生した熱、光、水力、風力等の
エネルギーを電力に変換する発電手段と、発電された電
力を蓄電する蓄電手段と、上記蓄電手段へ電力を供給す
る一次電池と、上記蓄電手段により蓄電された電力を電
源として作動する電気的負荷を駆動制御する負荷制御手
段とを備えた蓄電制御装置において、上記一次電池から
上記蓄電手段への充電路を開閉するスイッチング手段
と、上記蓄電手段の充電量を検出する充電量検出手段
と、上記一次電池から上記蓄電手段への充電中におい
て、該蓄電手段が所定の充電量になったことを上記充電
量検出手段により検出した場合には、上記スイッチング
手段を開いて上記一次電池からの充電を停止する充電制
御手段とを備えたことを要旨とする。

【００１０】また、本発明の請求項５記載の蓄電制御装
置は、上記請求項４記載の蓄電制御装置において、上記
充電量検出手段によって上記蓄電手段の充電量が所定量
未満と検出された時、上記スイッチング手段を閉じるこ
とを要旨とする。

【００１１】また、本発明の請求項６記載の蓄電制御装
置は、上記請求項４または５記載の蓄電制御装置におい
て、上記一次電池が接続されていることを検知する接続
検知手段を備え、上記一次電池の電圧が所定電圧以下の
場合には、上記スイッチング手段を開いた状態に維持
し、上記接続検知手段により該一次電池が外されたこと
を検知した後、該スイッチング手段を閉じて該一次電池
から該蓄電手段への充電を再開できる状態に戻すことを
要旨とする。

【００１２】また、本発明の請求項７記載の蓄電制御装
置は、上記請求項１ないし３及び６の何れかに記載の蓄
電制御装置において、上記一次電池から上記蓄電手段へ
の充電中に、該一次電池が外されたことを上記接続検知
手段により検出した場合には、その旨を報知する警告手
段を設けることを要旨とする。

【００１３】また、本発明の請求項８記載の蓄電制御装
置は、上記請求項１ないし７の何れかに記載の蓄電制御
装置において、上記一次電池から上記蓄電手段への充電
中に、該一次電池より電源供給を得て該一次電池からの
充電中であることを報知する充電報知手段を設けること
を要旨とする。

【００１４】また、本発明の請求項９記載の蓄電制御装
置は、上記請求項１ないし８の何れかに記載の蓄電制御
装置において、上記一次電池から上記蓄電手段への充電
中に、該蓄電手段の電圧が所定値を越えた場合には、異
常処理を行うことを要旨とする。

【００１５】また、本発明の請求項１０記載の蓄電制御
装置は、上記請求項１ないし９の何れかに記載の蓄電制
御装置において、ガス燃焼機器に用いられ、バーナの燃
焼熱により発電する熱発電素子を備え、蓄電した電力に
よりバーナの燃焼制御を行うことを要旨とする。

【００１６】上記構成を有する本発明の請求項１記載の
蓄電制御装置は、機器を使用して発生したエネルギーを
電力に変換して発電し、発電された電力を蓄電手段に充
電し、この電力で電気的負荷を駆動する。蓄電手段に
は、スイッチング手段を介して一次電池からの充電路が
設けられ、スイッチング手段を閉じた状態で一次電池が
接続されると、一次電池の電力により蓄電手段への充電
を開始すると共に計時も開始して、その計時開始時点か
ら所定時間（例えば、充電中期と同程度の充電量まで増
加したとみなすことができる充電時間）経過後、スイッ
チング手段を開き、充電路を遮断して一次電池からの充
電を停止する。従って、蓄電手段への過充電を防止で
き、蓄電手段の熱暴走と内部短絡と電解液枯渇とを防止
して、蓄電手段の寿命を延ばす。

【００１７】上記構成を有する本発明の請求項２記載の
蓄電制御装置は、充電量検出手段により蓄電手段の充電
量を検出し、充電量が所定量（例えば、充電初期と同程
度の充電量）未満に低下したことを検出した時、スイッ
チング手段を閉じて一次電池の電力により蓄電手段への
充電を開始する。この結果、充電効率が悪くなってしま
う充電量にまで低下する前に、一次電池により充電する
ことができる。尚、充電量検出手段は、例えば、機器の
使用回数または使用時間または蓄電手段の端子電圧等に
より蓄電手段の充電量の低下を推定して検出とみなすこ
とができる。

【００１８】上記構成を有する本発明の請求項３記載の
蓄電制御装置は、一次電池の電圧が所定電圧以下の場合
には、スイッチング手段を開いた状態に維持し、一次電
池から蓄電手段への充電を停止させ、接続検知手段によ
り一次電池が外されたことを検知した後、スイッチング
手段を閉じて一次電池から蓄電手段への充電を再開でき
る状態に戻す。その後、使用者が新しい一次電池を接続
すると、その一次電池から蓄電手段への充電が開始され
る。つまり、一次電池の電圧が所定電圧以下に低下した
場合には、一次電池の電流は蓄電手段以外の回路へ流れ
続けてしまい過放電となり、一次電池が液漏れをしてし
まうが、それを対処するため、スイッチング手段を開い
て一次電池から蓄電手段以外の回路へ流れるのを抑制
し、一次電池が外された時スイッチング手段を閉じて一
次電池からの充電のスタンバイ状態に入るのである。こ
の結果、一次電池の過放電および液漏れを防止する。

【００１９】上記構成を有する本発明の請求項４記載の
蓄電制御装置は、機器を使用して発生したエネルギーを
電力に変換して発電し、発電された電力を蓄電手段に充
電し、この電力で電気的負荷を駆動する。蓄電手段に
は、スイッチング手段を介して一次電池からの充電路が
設けられ、スイッチング手段を閉じた状態で、一次電池
の電力により蓄電手段への充電を開始する。蓄電手段が
所定の充電量（過充電にならない程度の充電量）になっ
たことを充電量検出手段により検出し、スイッチング手
段を開き、充電路を遮断して一次電池からの充電を停止
する。従って、蓄電手段への過充電を防止でき、蓄電手
段の熱暴走と内部短絡と電解液枯渇とを防止して、蓄電
手段の寿命を延ばす。尚、充電量の検出は、例えば、蓄
電手段の端子電圧の変化やその温度変化により充電量を
推定することができる。

【００２０】上記構成を有する本発明の請求項５記載の
蓄電制御装置は、充電量検出手段により蓄電手段の充電
量が所定量未満に低下したことを検出した時、スイッチ
ング手段を閉じて、一次電池の電力により蓄電手段への
充電を開始する。この結果、充電効率が悪くなってしま
う充電量にまで低下する前に、一次電池により充電する
ことができる。

【００２１】上記構成を有する本発明の請求項６記載の
蓄電制御装置は、一次電池の電圧が所定電圧以下の場合
には、スイッチング手段を開いた状態に維持し、一次電
池から蓄電手段への充電を停止させ、一次電池の過放電
および液漏れを防止する。接続検知手段により一次電池
が外されたことを検知した後、スイッチング手段を閉じ
て一次電池から蓄電手段への充電を再開できる状態に戻
す。その後、使用者が新しい一次電池を接続すると、そ
の一次電池から蓄電手段への充電が開始される。

【００２２】上記構成を有する本発明の請求項７記載の
蓄電制御装置は、一次電池から蓄電手段への充電中に、
一次電池が外されたことを接続検知手段が検知した場合
には、その旨を警告手段により使用者に報知する。この
結果、充電中に一次電池を外してはいけないことを使用
者に認識させることができ、以降、充電中に一次電池が
外される可能性を減少させ、蓄電手段が所定充電量にな
るまで充電を行う。

【００２３】上記構成を有する本発明の請求項８記載の
蓄電制御装置は、一次電池から蓄電手段への充電中に一
次電池より電源供給を得て、一次電池からの充電中であ
ることを充電報知手段により報知する。この結果、使用
者に（一次電池からの）充電中であることを認識させ、
一次電池からの充電中に一次電池や蓄電手段が外される
ことを抑制し、蓄電手段が所定の充電量になるまで充電
を行う。また、充電報知手段の電源は一次電池により供
給されるため、蓄電手段の電力を消費しないで済む。

【００２４】上記構成を有する本発明の請求項９記載の
蓄電制御装置は、蓄電手段の測定電圧が所定値を越えた
場合には、その旨を報知したり充電動作を停止する等の
異常処理をして、蓄電手段に異常がある可能性を知ら
せ、修理時の目安となって修理の手間を減少させる。通
常、一次電池から蓄電手段への充電中は、一次電池の電
圧は蓄電手段の電圧より高いが、例えば、蓄電手段が断
線している場合や蓄電手段が接続されていない場合に
は、蓄電手段の測定電圧は一次電池の電圧に近くなるた
め、正常時の蓄電手段の最大電圧よりも高くなる。こう
した現象を捉えて蓄電手段の異常の可能性を知らせる。

【００２５】上記構成を有する本発明の請求項１０記載
の蓄電制御装置は、ガス燃焼機器に用いられ、熱発電素
子によりバーナの燃焼熱から発電し、充電制御手段によ
り発電された電力を蓄電手段により蓄電する。負荷制御
手段は蓄電手段の電力を使用してバーナの燃焼制御を行
う。

【００２６】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の蓄電制御装置
の好適な実施形態について説明する。

【００２７】本発明の一実施形態としての蓄電制御装置
を備えたガス炊飯器について図１を用いて説明する。ガ
ス炊飯器は大別して燃焼部１０とコントローラ２０とか
ら構成される。

【００２８】燃焼部１０は、ガスを燃焼して内釜１８を
加熱するバーナ１１と、バーナ１１へガスを供給するガ
ス導管１２と、点火、消火操作により開閉する自己保持
型電磁弁１３と、点火操作によりプッシュソレノイドの
押動で開弁し後述する熱電対１７の起電力により吸着用
コイル１４ａに通電して吸着開弁状態を保持するマグネ
ット電磁弁１４と、点火スパーク用高電圧を発生するイ
グナイタ２４と、高電圧が印加されることでスパークす
る電極１５と、燃焼炎に加熱されることにより熱起電力
を発生する複数の熱電対を直列接続した熱発電素子１６
と、バーナ１１の燃焼中に熱起電力を発生してマグネッ
ト電磁弁１４を開弁保持する熱電対１７と、内釜１８の
釜底の温度を検出する釜底センサ１９とを備える。

【００２９】コントローラ２０は、熱発電素子１６から
発生した熱起電力を充電し脱着可能な蓄電池２２と、蓄
電池２２へ電力を供給し脱着可能な乾電池２３と、乾電
池２３から蓄電池２２への充電を制御する充電制御回路
２１と、乾電池２３が接続されたことを検知する接続検
知回路２８と、燃焼制御および充電制御を司るマイコン
２５と、自己保持型電磁弁１３，マグネット電磁弁１
４，イグナイタ２４を駆動する負荷駆動回路２６と、乾
電池２３から蓄電池２２への充電中に点灯する発光ダイ
オードＬＥＤと、マイコン２５によりオンし発光ダイオ
ードＬＥＤを点灯させるトランジスタＴｒ２と、乾電池
２３の電圧Ｖｐを検出するために設けられた調整抵抗Ｒ
５，Ｒ６と、蓄電池２２の電圧Ｖｓを検出するために設
けられた調整抵抗Ｒ８とを備える。

【００３０】充電制御回路２１は、乾電池２３から制限
抵抗Ｒ１を介してゲート−ソース間に電圧が印加される
ＦＥＴと、ＦＥＴのオン動作によりオンし乾電池２３か
らの電流を蓄電池２２へ流すトランジスタＴｒ１と、ト
ランジスタＴｒ１から蓄電池２２方向にのみ電流を流す
ショットキーダイオードＳＤと、蓄電池２２への充電電
流を調整する調整抵抗Ｒ２，Ｒ３とにより構成される。
このＦＥＴはマイコン２５の出力ポートＯＵＴからのオ
ープン出力によりオンしＬｏｗ出力によりオフする。ま
た、制限抵抗Ｒ１は数百ｋΩの大きな抵抗値を持つ。

【００３１】また、接続検知回路２８は、乾電池２３が
接続されている時にオンするトランジスタＴｒ３を備
え、トランジスタＴｒ３がオフの場合には、蓄電池２２
による電源ＶＣＣ１からの電圧が制限抵抗Ｒ４を介して
マイコン２５の入力ポートＩＮに印加されて、乾電池２
３が接続されていないことを検知する。

【００３２】蓄電池２２には、ニッケル・カドミウム蓄
電池を２個直列に用いる。尚、蓄電池２２の電圧Ｖｓは
Ｔｙｐ．約２．８Ｖ、充電容量Ｃは６００ｍＡｈであ
る。また、乾電池２３には、マンガン乾電池を３個直列
に用い、その電圧ＶｐはＴｙｐ．５．１Ｖである。

【００３３】次に、このガス炊飯器の動作について説明
する。図示しない操作部の炊飯スイッチの入力操作によ
り、蓄電池２２から負荷駆動回路２６に電力が供給され
る。マイコン２５は、常時蓄電池２２から電源供給され
ており、炊飯操作に基づいて負荷駆動回路２６に制御信
号を出力して自己保持型電磁弁１３とマグネット電磁弁
１４とを開弁させてガスをガス導管１２からバーナ１１
へ供給すると共に、イグナイタ２４を所定時間駆動し
て、電極１５のスパークによりバーナ１１に点火する。

【００３４】バーナ１１の燃焼中に、熱発電素子１６が
発電し蓄電池２２へ充電すると共に、内釜１８内の米が
加熱されて炊飯が行われる。内釜１８の水分が無くな
り、釜底センサ１９が所定の炊き上げ温度を検出した
時、マイコン２５により、炊飯が完了したと判断して、
自己保持型電磁弁１３を閉弁して、バーナ１１の燃焼を
停止し、熱発電素子１６から蓄電池２２への充電も停止
する。

【００３５】炊飯中においては、ガス炊飯器の負荷が小
さい場合には、発電された熱起電力は、調整抵抗Ｒ３を
介して蓄電池２２に充電されると共に、マイコン２５と
負荷駆動回路２６とへ供給されてガス炊飯器の負荷を駆
動する。また、負荷が大きい場合には、駆動電流がより
多く必要なので、蓄電池２２からも負荷駆動回路２６へ
電力を供給する。

【００３６】ところで、工場出荷から使用者に届くまで
の期間が長かったり、使用開始後の未使用期間が長かっ
たりすると、蓄電池２２の自己放電等の消費により、蓄
電池２２の充電量は低下する。そこで、以下に示す充電
制御処理を行う。図２は、マイコン２５の実行する充電
制御処理を表すもので、蓄電池２２より電源供給を得て
起動する。

【００３７】まず、ステップ１０において、マイコン２
５の出力ポートＯＵＴからオープン出力することにより
ＦＥＴをオンし、このオン動作によりトランジスタＴｒ
１がオンして、乾電池２３から蓄電池２２への充電路が
形成されてステップ２０へ進む。

【００３８】次に、乾電池２３が接続中であるか否かを
判断する。乾電池２３がセットされている場合には、乾
電池２３の電圧Ｖｐにより接続検知回路２８のトランジ
スタＴｒ３がオンし、乾電池２３が接続されていると判
断する。逆に、乾電池２３が未接続の場合には、トラン
ジスタＴｒ３はオフし、乾電池２３が接続されていない
と判断する。

【００３９】新品購入時においては乾電池２３が機器か
ら外された状態で梱包されているため、蓄電池２２への
充電は使用者が乾電池２３を装着した時点で開始され
る。乾電池２３が接続されたと判断した場合には、マイ
コン２５内の図示しないタイマにより計時を開始する
（Ｓ３０）。トランジスタＴｒ１はオンして充電路が形
成されているため、乾電池２３が接続されると、その電
力はトランジスタＴｒ１、ショットキーダイオードＳ
Ｄ、調整抵抗Ｒ２，Ｒ３を経由して蓄電池２２に充電さ
れ始める。充電が行われている間、マイコン２５により
トランジスタＴｒ２をオンさせ、乾電池２３からの電源
ＶＣＣ２により発光ダイオードＬＥＤに通電して点灯さ
せ、使用者に充電の最中であることを認識させる。この
場合、発光ダイオードＬＥＤの電源は乾電池２３により
供給されるため、蓄電池２２の電力を消費しないで済
む。

【００４０】続いて、後述する液漏れ防止制御、乾電池
取り外し警告制御、蓄電池異常制御（Ｓ４０、５０、６
０）を順次行った後、ステップ７０で、充電開始から所
定時間（６時間）が経過したか否かを判断し、６時間が
経過するまでステップ４０〜６０を繰り返して充電を継
続する。

【００４１】６時間が経過したと判断した場合には、ス
テップ８０へ進み、出力ポートＯＵＴからＬｏｗ出力す
ることにより、ＦＥＴ及びトランジスタＴｒ１をオフし
て充電路を遮断し、充電を終了してステップ９０へ進
む。この際、トランジスタＴｒ２をオフし、発光ダイオ
ードＬＥＤを消灯させ、使用者に充電終了を報知する。
尚、充電時間が６時間という設定は、図６に示すよう
に、０．１ＣｍＡ充電を充電量が２０％から開始して８
０％に達するのに要する時間である。

【００４２】充電終了後、ステップ９０において、未使
用期間が３ヵ月を経過したか否かをタイマにより判断す
る。通常、炊飯操作を行えば熱発電素子１６による起電
力で充電されるため、蓄電池２２の充電量が減少するこ
とはないが、未使用期間が長いと蓄電池２２の自己放電
や回路の暗電流により充電量が減少し、未使用期間が３
ヵ月を経過すると充電量が２０％（１２０ｍＡｈ）程度
まで低下すると推定される。３ヵ月が経過したと判断し
た場合には、ステップ１００へ進み、タイマの計時を終
了してステップ１０に戻る。

【００４３】再び、出力ポートＯＵＴからオープン出力
して、ＦＥＴ，トランジスタＴｒ１をオンし充電路を形
成して、乾電池２３が接続中であるか否かを判断する
（Ｓ２０）。通常、乾電池２３は接続されたままなの
で、ステップ１０の時点で充電が開始される。ステップ
２０において、乾電池２３が接続中であると判断する
と、ステップ３０へ進み、以降同様に制御処理を行い、
蓄電池２２の充電量を２０〜８０％の範囲に制御する。
ところで、使用者に機器が届いた時の蓄電池２２の充電
量を推定できないので、充電量が２０％以上の場合で
も、６時間充電するため過充電する可能性があるが、初
回だけのことなので蓄電池２２に不具合は生じない。こ
のように蓄電池２２の充電量が８０％と推定される時間
経過で充電を停止するため、過充電を防止し、蓄電池２
２の熱暴走、内部短絡、電解液枯渇といった不具合を生
じさせない。この結果、タイマを使用するという簡単な
構成で、蓄電池２２の電池寿命を延ばすことができる。
また、蓄電池２２の充電量が２０〜８０％になるように
計時して充電制御をしているため、充電効率が良い。

【００４４】次に充電中の乾電池２３の液漏れ防止制御
を図３を用いて説明するが、その前に液漏れする要因に
ついて説明する。トランジスタＴｒ１及びショットキー
ダイオードＳＤでの電圧降下は合計０．６Ｖで、蓄電池
２２の電圧Ｖｓは２．８Ｖであるので、乾電池２３の電
圧Ｖｐがその和の３．４Ｖ程度にまで低下すると充電電
圧は２．８Ｖになり、充電不能となる。このため、乾電
池２３の電流はトランジスタＴｒ１を介してＦＥＴへ流
れ、これが続くと乾電池２３は過放電になり、液漏れを
生じる可能性がある。そこで、ＦＥＴをオフすることに
より、乾電池２３の電流を大きな抵抗値を持つ制限抵抗
Ｒ１を経由してＦＥＴへ流す。この電流は１００〜２０
０μＡと微少なため、乾電池２３が液漏れする心配はな
い。

【００４５】液漏れ防止制御は、まずステップ４１へ進
み、乾電池２３の電圧Ｖｐを調整抵抗Ｒ５を介して検出
し、所定電圧値（３．４Ｖに余裕を持たせて）３．５Ｖ
以下であるか否かを判断する。３．５Ｖより高いと判断
した場合、そのまま図４のステップ５０へ進み、逆に
３．５Ｖ以下であると判断した場合、蓄電池２２への充
電が行えないとみなして、ステップ４２へ進み、出力ポ
ートＯＵＴからＬｏｗ出力をしてＦＥＴ，トランジスタ
Ｔｒ１をオフし充電路を遮断し、充電動作を停止させる
と共に、トランジスタＴｒ２もオフし、発光ダイオード
ＬＥＤを消灯してステップ４３へ進む。

【００４６】ステップ４３では、接続検知回路２８によ
り乾電池２３が外されたか否かを判断する。使用者が
（容量の少ない）乾電池２３を外した場合、或いは乾電
池２３が外れている場合、ステップ４４へ進み、出力ポ
ートＯＵＴからオープン出力して、ＦＥＴ，トランジス
タＴｒ１をオンし充電路を形成して、乾電池２３が接続
されたら充電を再開できるように待機して図２のステッ
プ２０に戻る。このようにして、乾電池２３の電圧Ｖｐ
が所定電圧値以下になると充電を停止するため、充電継
続による乾電池２３の過放電を防止でき乾電池２３の寿
命を延ばすことができて経済的である。また、過放電に
よる液漏れも防止できるため、使用者にとって安全で使
い易い。

【００４７】次に、充電中に乾電池２３が外された場合
の警告制御を図４を用いて説明する。ステップ５１にお
いて、接続検知回路２８により乾電池２３が接続中であ
るか否かを判断する。乾電池２３が接続中であればステ
ップ５３へ進み、発光ダイオードＬＥＤは点灯のままで
図５のステップ６０へ進む。乾電池２３が外されたと判
断した場合には、ステップ５２へ進み、トランジスタＴ
ｒ２をオンオフさせ、発光ダイオードＬＥＤを低速点滅
させてステップ５１に戻り、接続確認を継続する。この
途中で、使用者により乾電池２３が接続され、乾電池２
３が接続中であると判断した場合には、トランジスタＴ
ｒ２を常時オンし、発光ダイオードＬＥＤの表示を点滅
から点灯に切り替えて（Ｓ５３）警告制御を終了し、図
５のステップ６０へ進む。このように発光ダイオードＬ
ＥＤを低速点滅させることにより、使用者に充電の最中
は乾電池２３を外してはいけないことを気付かせる。こ
の結果、充電中に乾電池２３が外されることを抑制し、
蓄電池２２の充電を完遂することができる。

【００４８】次に蓄電池２２が異常時の制御を図５を用
いて説明する。通常、充電制御回路２１が作動中は乾電
池２３の電圧Ｖｐは蓄電池２２の電圧Ｖｓより高いが、
蓄電池２２が接続されていない場合や蓄電池２２が断線
している場合には、蓄電池２２の電圧Ｖｓ（測定値）は
乾電池２３の電圧Ｖｐに近くなるため、正常時の蓄電池
２２の最大電圧（２．８Ｖ）よりも高くなる。そこで蓄
電池２２の電圧Ｖｓが所定値（２．８Ｖ）を越えた場合
には、異常とみなし、使用者や修理者に知らせる。

【００４９】異常制御は、まずステップ６１へ進み、蓄
電池２２の電圧Ｖｓを調整抵抗Ｒ８を介して検出し、
２．８Ｖを越えたか否かを判断する。蓄電池２２の電圧
Ｖｓが２．８Ｖ以下と判断した場合には、ステップ６３
へ進み、発光ダイオードＬＥＤは点灯のままで、オープ
ン出力のまま（ＦＥＴ，トランジスタＴｒ１はオン）で
図２のステップ７０へ進む。２．８Ｖを越えたと判断し
た場合には、異常とみなし異常処理を行い（Ｓ６２）、
ステップ６１に戻る。この異常処理とは、トランジスタ
Ｔｒ２をオンオフし、発光ダイオードＬＥＤの高速点滅
により報知すると共に、出力ポートＯＵＴからＬｏｗ出
力し、ＦＥＴ，トランジスタＴｒ１をオフし充電路を遮
断して充電動作を停止することである。こうして蓄電池
２２に異常がある可能性を知らせることにより修理時の
目安となって修理の手間を減少させる。

【００５０】ステップ６１において、蓄電池２２の電圧
Ｖｓが２．８Ｖ以下と判断した場合には、ステップ６３
へ進み、トランジスタＴｒ２を常時オンし、発光ダイオ
ードＬＥＤの表示を点滅から点灯に切り替えて、また、
Ｌｏｗ出力しているため充電再開に向けて出力ポートＯ
ＵＴからオープン出力し、ＦＥＴ，トランジスタＴｒ１
をオンし充電路を形成して異常制御を終了し、図２のス
テップ７０へ進む。

【００５１】以上説明したように本実施形態のガス炊飯
器によれば、充電時間（６時間）の経過により充電を停
止させ、未使用期間（３ヵ月）が経過して充電を再開す
るというようにタイマのみで充電制御を行うため、製品
コストが低く経済的である。また、蓄電池２２の充電量
が８０％と推定される時間経過で充電を停止するため、
蓄電池２２を過充電することが無く、熱暴走、内部短
絡、電解液枯渇等を防止し、蓄電池２２の電池寿命を延
ばすことができて経済的である。また、蓄電池２２の充
電量が２０％と推定される時間経過で充電を開始するた
め、熱発電素子１６の電力による蓄電池２２への充電が
効率良く行うことができる。また、乾電池２３の電圧Ｖ
ｐが所定値（３．５Ｖ）以下になると、充電を停止する
ため、充電継続による乾電池２３の過放電を防止でき、
乾電池２３の寿命を延ばすことができて経済的である。
しかも、過放電による液漏れも防止できるため、使用者
にとって安全で使い易い。

【００５２】また、充電中は発光ダイオードＬＥＤを点
灯させて報知し、充電中に乾電池２３が外されると、発
光ダイオードＬＥＤが低速点滅して警告するため、使用
者は充電中に乾電池２３や蓄電池２２を外さないように
なり、充電の阻害を抑制できる。しかも、発光ダイオー
ドＬＥＤの電源は乾電池２３により供給されるため、蓄
電池２２の電力を消費しないで済む。また、蓄電池２２
の電圧Ｖｓが所定値（２．８Ｖ）を越えた場合には、発
光ダイオードＬＥＤを高速点滅し、充電動作を停止する
といった異常処理をして、蓄電池２２に異常がある可能
性を知らせることにより、修理時に故障の原因の目安と
なって修理の手間を減少させることができる。

【００５３】以上本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこうした実施形態に何等限定されるもので
はなく、例えばガス炊飯器以外の蓄電制御装置にも適用
することができ、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例え
ば、ステップ９０において蓄電池２２の充電量が２０％
未満か否かを判断する別の方法として、炊飯回数が所定
回数（例えば１００回）以上になったか否かによる判断
方法や、炊飯使用時間の累計が所定時間（例えば２５時
間、これは１５分×１００回）以上になったか否かによ
る判断方法や、蓄電池２２の充電量に応じて変動する電
圧Ｖｓ等の物理量を直接検出して所定値未満か否かによ
る判断方法を用いてもよい。

【００５４】また、ステップ７０における充電を終了す
る条件として、満充電を検出したか否かを判断してもよ
く、この方法によれば、蓄電池２２の充電開始時の充電
量が多くても確実に過充電を防止できる。この満充電を
検出する方法は、蓄電池２２の電圧Ｖｓを検出し、図７
に示すように、この電圧Ｖｓ変化の勾配が正から負に変
わったことにより検出する。または、単位時間当たりの
電圧上昇の変化をとらえてもよいし、または、蓄電池２
２の近傍にサーミスタを設けて、単位時間当たりの蓄電
池２２の温度上昇の変化をとらえてもよい。

【００５５】或いは、ステップ７０における充電を終了
する条件として、満充電検出と所定時間経過による検出
とを組合わせてもよい。つまり、充電量が２０％の状態
から充電を開始して８０％に達したとみなすことができ
る所定時間（６時間）が経過する前に満充電が検出され
た場合には、充電を停止する。この結果、蓄電池２２の
充電開始時の充電量が多くても確実に過充電を防止でき
る。しかも、蓄電池２２の充電開始時の充電量が充電開
始想定量（２０％）程度であれば、所定時間経過後、充
電を停止するため充電量は８０％になり、満充電と比べ
て蓄電池２２が過充電状態に近づく時に生じる負担が減
少し、蓄電池２２の寿命が延びる。

【００５６】また、充電中の乾電池２３の液漏れ防止制
御のステップ４１において、乾電池２３の電圧Ｖｐと蓄
電池２２の電圧Ｖｓとの差（Ｖｐ−Ｖｓ）が（ロス分の
０．６Ｖに余裕を持たせた）０．７Ｖ以下となった場合
に、充電が不可能だと判断してステップ４２へ進んでも
よい。また、充電中の報知や、充電中に乾電池２３が外
された場合の警告報知や、蓄電池２２の異常の報知は、
ブザー音の周期や高低の違いによって報知してもよい
し、また、異常用ランプ、充電用ランプとして発光ダイ
オードを複数設けてもよいし、またブザーとランプとの
組合わせによって報知してもよい。また、蓄電手段とし
て、ポリアセン系有機半導体コンデンサ等の有機半導体
コンデンサを用いても構わないし、また、ニッケル・水
素蓄電池、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池を用いても
よい。また、スイッチング素子には、リレーを用いても
よい。また、太陽光による発電を用いてもよいし、給湯
器に適用した場合には、通水による発電やファンの風力
による発電を用いてもよい。

【００５７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
記載の蓄電制御装置によれば、一次電池による蓄電手段
への充電を充電時間により制御するため、蓄電手段を過
充電することが無く、熱暴走、内部短絡、電解液枯渇等
を防止し、蓄電手段の電池寿命を延ばすことができ、経
済的である。また、充電時間を調整することにより簡単
な構成で適切な充電を行うことができる。

【００５８】更に、本発明の請求項２記載の蓄電制御装
置によれば、蓄電手段の充電量が所定量未満に低下した
ことを検出した時には、一次電池により充電を開始し、
発電量が少ない場合でも自動的に蓄電手段に補充するこ
とができる。

【００５９】更に、本発明の請求項３記載の蓄電制御装
置によれば、一次電池の電圧が所定電圧以下の場合に
は、スイッチング手段を開くため、充電継続による一次
電池の過放電を防止でき、蓄電手段の寿命を延ばすこと
ができて経済的である。しかも、過放電による液漏れも
防止できるため、使用者にとって安全になり使い易い。
また、計時により充電を停止するため、所望の充電量ま
で制御できる。

【００６０】また、本発明の請求項４記載の蓄電制御装
置によれば、蓄電手段が所定の充電量になったことを検
出して一次電池からの充電を停止するため、蓄電手段を
過充電することが無く、熱暴走、内部短絡、電解液枯渇
等を確実に防止し、蓄電手段の電池寿命を延ばすことが
できて経済的である。

【００６１】更に、本発明の請求項５記載の蓄電制御装
置によれば、蓄電手段の充電量が所定量未満に低下した
ことを検出した時には、一次電池により充電を開始し、
発電量が少ない場合でも自動的に蓄電手段に補充するこ
とができる。また、蓄電手段が所定の充電量を検出して
充電を停止するため、過充電を確実に防止できる。

【００６２】更に、本発明の請求項６記載の蓄電制御装
置によれば、一次電池の電圧が所定電圧以下の場合に
は、スイッチング手段を開くため、充電継続による一次
電池の過放電を防止でき、蓄電手段の寿命を延ばすこと
ができて経済的である。しかも、過放電による液漏れも
防止できるため、使用者にとって安全になり使い易い。
また、蓄電手段が所定の充電量を検出して充電を停止す
るため、過充電を確実に防止できる。

【００６３】更に、本発明の請求項７記載の蓄電制御装
置によれば、充電中に一次電池が外されたことを報知す
る警告手段を設けるため、充電中に一次電池を外しては
いけないことを使用者に認識させて、一次電池からの充
電の阻害を抑制できる。

【００６４】更に、本発明の請求項８記載の蓄電制御装
置によれば、充電中を報知する充電報知手段を設けるた
め、使用者に充電中であることを認識させ、充電中に一
次電池や蓄電手段が外されることを抑制し、一次電池か
らの充電の阻害を抑制できる。しかも、充電報知手段の
電源は一次電池により供給されるため、蓄電手段の電力
を消費しないで済む。

【００６５】更に、本発明の請求項９記載の蓄電制御装
置によれば、蓄電手段の電圧が所定値以上になった場合
には、異常処理して蓄電手段に異常がある可能性を知ら
せることにより、修理時の目安となって修理の手間を減
少させることができる。

【００６６】更に、本発明の請求項１０記載の蓄電制御
装置によれば、ガス燃焼機器に用いられ、熱発電素子に
よりバーナの燃焼熱から発電して、その発電された電力
を蓄電手段により蓄電して、蓄電手段の電力を使用して
バーナの燃焼制御を行うので、制御のための電力をガス
燃焼機器自身で補い、エネルギーを有効に使うことがで
きて経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としてのガス炊飯器の概略
構成図である。

【図２】コントローラの制御を表すフローチャートであ
る。

【図３】コントローラの制御を表すフローチャートであ
る。

【図４】コントローラの制御を表すフローチャートであ
る。

【図５】コントローラの制御を表すフローチャートであ
る。

【図６】蓄電池の充電量変化を表すグラフである。

【図７】充電時の蓄電池の電圧を表すグラフである。

【図８】蓄電池の充電効率を表すグラフである。

【符号の説明】

１０…燃焼部、１６…熱発電素子、２０…コントロ
ーラ、２１…充電制御回路、２２…蓄電池、２３…
乾電池、２５…マイコン、２６…負荷駆動回路、２
８…接続検知回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機器を使用して発生した熱、光、水力、
風力等のエネルギーを電力に変換する発電手段と、発電された電力を蓄電する蓄電手段と、上記蓄電手段へ電力を供給する一次電池と、上記蓄電手段により蓄電された電力を電源として作動す
る電気的負荷を駆動制御する負荷制御手段とを備えた蓄
電制御装置において、上記一次電池から上記蓄電手段への充電路を開閉するス
イッチング手段と、上記一次電池が接続されていることを検知する接続検知
手段と、上記接続検知手段により上記一次電池が接続されたこと
を検知した時点から計時を開始する計時手段と、上記計時手段の計時開始から所定時間経過後、上記スイ
ッチング手段を開いて上記一次電池からの充電を停止す
る充電制御手段とを備えたことを特徴とする蓄電制御装
置。
【請求項２】上記蓄電手段の充電量を検出する手段を
備え、上記充電量が所定量未満と検出された時、上記スイッチ
ング手段を閉じることを特徴とする請求項１記載の蓄電
制御装置。
【請求項３】上記一次電池の電圧が所定電圧以下の場
合には、上記スイッチング手段を開いた状態に維持し、
上記接続検知手段により該一次電池が外されたことを検
知した後、該スイッチング手段を閉じて該一次電池から
該蓄電手段への充電を再開できる状態に戻すことを特徴
とする請求項１または２記載の蓄電制御装置。
【請求項４】機器を使用して発生した熱、光、水力、
風力等のエネルギーを電力に変換する発電手段と、発電された電力を蓄電する蓄電手段と、上記蓄電手段へ電力を供給する一次電池と、上記蓄電手段により蓄電された電力を電源として作動す
る電気的負荷を駆動制御する負荷制御手段とを備えた蓄
電制御装置において、上記一次電池から上記蓄電手段への充電路を開閉するス
イッチング手段と、上記蓄電手段の充電量を検出する充電量検出手段と、上記一次電池から上記蓄電手段への充電中において、該
蓄電手段が所定の充電量になったことを上記充電量検出
手段により検出した場合には、上記スイッチング手段を
開いて上記一次電池からの充電を停止する充電制御手段
とを備えたことを特徴とする蓄電制御装置。
【請求項５】上記充電量検出手段によって上記蓄電手
段の充電量が所定量未満と検出された時、上記スイッチ
ング手段を閉じることを特徴とする請求項４記載の蓄電
制御装置。
【請求項６】上記一次電池が接続されていることを検
知する接続検知手段を備え、上記一次電池の電圧が所定電圧以下の場合には、上記ス
イッチング手段を開いた状態に維持し、上記接続検知手
段により該一次電池が外されたことを検知した後、該ス
イッチング手段を閉じて該一次電池から該蓄電手段への
充電を再開できる状態に戻すことを特徴とする請求項４
または５記載の蓄電制御装置。
【請求項７】上記一次電池から上記蓄電手段への充電
中に、該一次電池が外されたことを上記接続検知手段に
より検出した場合には、その旨を報知する警告手段を設
けることを特徴とする請求項１ないし３及び６の何れか
に記載の蓄電制御装置。
【請求項８】上記一次電池から上記蓄電手段への充電
中に、該一次電池より電源供給を得て該一次電池からの
充電中であることを報知する充電報知手段を設けること
を特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の蓄電制
御装置。
【請求項９】上記一次電池から上記蓄電手段への充電
中に、該蓄電手段の電圧が所定値を越えた場合には、異
常処理を行うことを特徴とする請求項１ないし８の何れ
かに記載の蓄電制御装置。
【請求項１０】ガス燃焼機器に用いられ、バーナの燃
焼熱により発電する熱発電素子を備え、蓄電した電力に
よりバーナの燃焼制御を行うことを特徴とする請求項１
ないし９の何れかに記載の蓄電制御装置。