专利名称：二次电池过量放电防止装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及防止用于汽车、机动二轮车和安装了辅助马达的自行车等的二次电池过量放电、防止二次电池早期劣化的技术。
背景技术：
已经知道在二次电池的某临界值以上放电时，二次电池会早期劣化缩短寿命。为此，在上述电动车辆中使用二次电池时，希望一旦二次电池的电压低于预定值时，就使给马达供电的系统停止工作以防止过量放电。
但是，尽管二次电池通过放电会降低电压，但放置后电压会得到某种程度的恢复，可能重新起动。而且，通过进行若干次这样的重新起动，可以预料，最终二次电池会过量放电，结果出现二次电池早期劣化的情形。
发明的公开考虑上述情形，本发明的目的在于提供能够确实防止二次电池过量放电的发生从而能够防止二次电池早期劣化的二次电池过量放电防止装置。
权利要求1中记载的二次电池过量放电防止装置，其特征在于，包括判定二次电池是否处于必需充电状态的充电判定装置；在该充电判定装置判定二次电池必需充电时停止从上述二次电池放电的放电停止判断单元；检测对上述二次电池进行充电的充电检测装置；对上述二次电池进行充电时用于使上述二次电池成为可放电状态的放电开始判断单元。
权利要求2中记载的、如权利要求1中的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述充电判定装置包括检测上述二次电池电压的检测装置，上述放电停止判断单元将上述电压检测装置检测的上述二次电池的电压同预先存储的放电停止下限值进行比较，当上述电压未达到上述放电停止下限值或在放电停止下限值之下时，停止上述二次电池的放电。
权利要求3中记载的、如权利要求1或2中的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述充电检测装置把用上述电压检测装置检测的上述二次电池的电压同设定为比上述放电停止下限值还高的放电开始下限值进行比较，上述放电开始判断单元在上述电压高于放电开始下限值时或超过放电开始下限值时判定上述二次电池处于可放电状态。
权利要求4中记载的、如权利要求1或2中的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述二次电池被设置成如何在充电时可从车辆上自由装卸下类可从车辆上拆卸；上述充电检测装置包括检测上述二次电池从上述车辆上拆卸的开关。
权利要求5中记载的、如权利要求1或2中的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述充电检测装置包括检测为充电而供给上述二次电池的电流的电流检测装置。(作用)在权利要求1中记载的二次电池过量放电防止装置中，充电判定装置检测二次电池是否必需充电，由放电停止判断单元来结束二次电池放电。因此，此后不进行从二次电池的放电从而防止过量放电。并且，因为不充电二次电池就不能成为可放电状态，所以即使在通过放置造成二次电池的电压恢复时，也不会再放电。
在权利要求2中记载的二次电池过量放电防止装置中，电压检测装置检测二次电池电压降到必需充电的值时，由放电停止判断单元停止二次电池放电。
在权利要求3中记载的二次电池过量放电防止装置中，因为可放电状态是根据二次电池的电压确定的，大多数装置可以通过软件来构成，可降低制造成本。
在权利要求4中记录的二次电池过量放电防止装置中，通过二次电池从车辆上拆卸，判断为开关动作进行了充电，在权利要求5中记载的二次电池过量放电防止装置中，通过检测为了充电而供给二次电池的电流判断为进行了充电。
附图的简单说明
图1是安装了适用本发明的二次电池过量放电防止装置的辅助马达的自行车的侧视图。
图2是表示第1实施例电路的框图。
图3是表示第1实施例动作的流程图。
图4是表示第2实施例电路的框图。
图5是表示第3实施例电路的框图。
发明的优选实施例(1)第1实施例以下，参照附图对本发明的第1实施例进行说明。A.自行车的总体构成图1示出了安装辅助马达的自行车的侧视图，其中辅助马达装有与本发明有关的二次电池过量放电防止装置。首先，在说明实施例前说明有关自行车的构成。在图中符号10表示主车身管，在主车身管10的前部固定了头管11。在头管11内部，以头管11的轴线为中心自由转动插入车把12。在车把12的下部固定有左右一对的前叉，在该前叉上安装着可旋转的前轮14。另外，在车把12的上部固定有向左右伸展的把手18。
主车身管10从前部向斜下后方伸展，在其后端中固定有中间套管44，在该中间套管44中固定有座管22和一个后管26。并且，主车身管10下凹变曲，是以使用者例如即使为穿裙子的女性时也能容易地跨越主车身管10骑车。
座管22支撑固定座20的座杆19。在后管26中，通过支架套管45固定一对键撑27。链撑27和座管22通过左右一对座撑24被连接。如图所示，座管22、座撑24、后管26和链撑27形成大体上的三角形，可以在使用者骑车时支持体重。在座撑24和链撑27连接部分安装可旋转的后轮28。
在中间套管44和支架套管45的下方，通过固定夹46、47安装供电单元34。该供电单元34是把人力驱动系统、电动马达驱动系统和二者的合力机构做成一个单元的装置。在该单元外壳上安装曲轴33，在该曲线33的两端固定有曲柄32。在曲柄32上分别装有脚踏板31。并且，符号36表示电动马达。
使用者踏住脚踏板31时曲轴33的旋转，通过供电单元34中的机构传递给车链37，然后通过飞轮29传动递给后轮28，通过后轮28旋转来推动这个安装辅助马达的自行车。另一方面，电动马达36被驱动时，转子旋转通过供电单元34内部的其他机构传递给车链37，由此也使得后轮28旋转。这样，上述安装电动马达的自行车具备通过曲轴33传动的人力驱动系统和电动马达36的驱动系统。
另外，在主车身管10的下部固定有箱41。在箱41的内部设有控制器42。从可充电电池(二次电池)供给电动马达36驱动用的电流。电池39为电动马达36提供电流，控制器42调整该电流的大小。即，人力驱动力通过脚踏板31、曲柄31、曲轴33所提供的踏力大时，控制器42增大流过电动马达36的电流，踏力小时，控制器42减少流过电动马达36的电流。因此，人力负载变大时电动马达36的驱动力变大，能够减少人力负载。
电池39在内箱38内分上下两层储存，内箱38进一步由外箱40收容。外箱40配置在座管22和后轮28之间，固定在座管22、座撑24及后管26上。并且，图中符号61是外箱40的上盖，通过打开上盖40，内箱38可贮存在外箱40中，或从其中取出来。既可以取出该内箱38的状态来充电，也可以贮存状态原封不动来充电。B.过量放电防止装置的构成以下，参照图2对实施例的过量放电防止装置进行说明。图2是概略表示过量放电防止装置控制电路的框图。如图2所示，向控制器42的指示电流计算单元101提供来自设置在供电单元34内的转矩传感器(未图示)表示踏脚踏板31踏力的数据，指示电流计算单元101计算与踏力成比例的指示电流并把上述数据供给PWM计算单元102。PWM计算单元102计算与指示电流对应的脉冲电流的占空比，把表示上述计算结果的数据通过接口103供给电流控制单元104。电流控制单元104控制为把PWM计算单元102计算了占空比的脉冲电流从电池39供给电动马达36。
在电池39上连接了电压传感器(充电判定装置、电压检测装置、充电检测装置)105，表示电池39电压的数据通过接口106供给控制器42的电压检测单元107，电压检测单元107把上述数据变换成适当处理的信号并同时供给电池容量判断单元(充电停止判断单元)108和后面详述的信息复原判断单元(充电开始判断单元)116。电池容量判断单元108把电池39的电压和容量下限值存储单元109存储的电池电压放电停止下限值进行比较，把表示上述结果的数据供给停止判断单元110。例如，当电池电压超过放电停止下限值时，向系统停止判断单元110供给信号“0”，未超过时供给信号“1”。
系统停止判断单元110在电池电压超过放电停止下限值时向安装在电动马达36和电流控制单元104之间的继电器111的线圈(未图示)供应励磁电流，除此之外的情况则停止供给。继电器111为常开式继电器，通过接口112供应励磁电流时，电磁马达36和电流控制单元104连接，停止供应励磁电流时，断开电磁马达36和电流控制单元104间的连接。根据这种构成，一旦电池39的电压达到放电停止下限值就停止电池39的放电。另外，系统停止判断单元110在电池电压达到放电停止下限值时，就供给指示电流计算单元101旨在指示电流为0的信号。这样，例如继电器111即使因为上述接点间的火花等而仍然接触时，也使从电池39的放电停止。
一旦停止从电池39的放电，表示放电停止的信号就供给写入/读出控制单元113。写入/读出控制单元113把上述信号通过接口114供给信息存储单元120。信息存储单元120由与控制器42同时设置的EP·ROM等IC构成，存储放电停止状态。而且，在写入/读出控制单元经常读出信息存储单元120的存储内容、存储放电停止状态时，接连不断地向系统停止判断单元110供给旨在停止放电的信号。因此，实施一次放电停止后放置的结果是，即使电池39的电压恢复并超过放电停止下限值，也不再次开始电池39的放电。
其次，电池39的充电通过把内箱38从外箱40中取出、把电池39连接到家用电源上来进行。然后，充电一结束就把内箱38放入到外箱40中，此时电池39和图2所示的控制电路进行连接。然后，辅助马达系统的主开关变成ON，据此起动控制器42，开始用电压传感器105检测电池电压，把表示电池电压的数据供给电压检测单元107。
这里，表示来自电压检测单元107电压的数据如前所述也被供给信息复原判断单元116。信息复原判断单元116比较电池电压和放电下限值存储单元117中存储的可放电下限值，当电池电压在可放电下限值之上时，把旨在进行信息存储单元120复原的信号供给写入/读出控制单元113。根据上述信号，写入/读出控制单元113清除信息存储单元120中存储的表示放电停止状态的数据。
与此同时，写入/读出控制单元113读出信息存储单元120的存储内容，因为上述存储内容不存在，所以供给系统停止判断单元110旨在解除放电停止状态的信号。根据这个信号，系统停止判断单元110供给继电器111的线圈励磁电流，停止供给此前向电流计算单元101供应的旨在使指示电流为0的信号。因此，成为能够把来自电池39的电流供给电动马达的状况。此外，可放电下限值被设定为比放电停止后放置时电池电压恢复的电压足够高的值。C.实施例的动作下面，参照图3对上述构成的二次电池过量放电防止装置的动作进行说明。自行车的辅助马达系统电源被接入时控制器42起动。然后，进行读出信息存储单元120的存储内容(步骤S1)，判定是否存储表示放电停止状态的数据(步骤S2)。这里，因为在电池39的残量足够的情况下接入辅助马达系统的电源时信息存储单元120不存储表示放电停止状态的数据，所以步骤S2的判定结果为“否”，进到步骤S3计算指示电流值。上述指示电流值具有与加到足踏板31上的踏力成比例的值。其次，把与指示电流值对应的电流从电池39通过电流控制单元104供给电动马达36(步骤S4)，其次，读入电池39的电压和容量下限值存储单元109存储的放电停止下限值(步骤S5)。
其次，进入到步骤S6，判定电池39的电压是否在下限值以下。在电池39的电压超过下限值时，返回到步骤S1，此后重复直到步骤S6的动作。然后，连续运转自行车，当电池39的电压达到放电停止下限值时，向信息存储单元120写入表示放电停止状态的信息(步骤S7)，系统停止判断单元110把旨在使指示电流值为0的信号供给指示电流计算单元101，同时关闭继电器111(步骤S8，S9)。
其次，程序返回到步骤S1，进行读出信息存储单元120存储内容的操作。因为在步骤S7中已经向信息存储单元120中写入了表示放电停止状态的信息，所以在下一步骤S2中的判定结果为“是”，进入到步骤10读入电池39的电压和放电下限值存储单元117存储的可放电下限值。其次，进到步骤11，判定读入的电池39的电压是否在可放电下限之上。
电池39还没进行充电时，因为该电压还未达到放电下限值，所以步骤S11的判定结果为“否”，进入到步骤S8，把旨在使指示电流值为0的信号供给指示电流计算单元101，同时持续关闭继电器111(步骤S9)的状态。因此，在电池39未充电时，禁止从电池39放电。
另一方面，电池39进行充电其电压在放电下限值之上时，步骤S11的判定结果为“是”，进入到步骤12清除存储在信息存储单元120中表示放电停止状态的数据。然后，经由步骤S3进入到步骤S6，因为电池39的电压超过了放电停止下限值，所以步骤S6中的判定结果为“否”。而且此后直到电池39的电压低于放电停止下限值为止循环进行步骤S6～S1～S5。
在上述构成的二次电池过量放电防止装置中，电池容量判断单元108检测到电池39的电压降低的充电必需的值时，通过系统停止判断单元110停止电池39的放电。因此，以后不能进行电池39的放电，从而防止了过量放电。另外，因为只要进行充电时电池39的电压不超过规定，就不能清除信息存储单元120的表示充电停止状态的数据，所以即使通过放置电池39造成其电压恢复时，也不能再放电。
特别地，在上述实施例中，因为基于电池39的电压停止放电的同时成为可放电状态，装置的大部分可以通过控制器42内的软件来完成，能够降低制造成本。(2)第2实施例下面，参照图1和图4对本发明的第2实施例进行说明。第2实施例同上述第1实施例只有在通过检测收容电池39的内箱38在充电时从外箱40中取出来判断电池39进行了充电这一点不同。在以下的说明中，与上述第1实施例相同的构成要素附以相同的符号而省略其说明。
在图1中符号200是限位开关(充电检测装置)。限位开关200具有从主体自由伸缩地突出的操作子(图示略)，上述操作子从外箱40的底部向内侧突出。在内箱38存放于外箱40中的情况下，操作子由于内箱38而成为缩小状态。而且，若内箱38从外箱40中取出，则限位开关200的操作子成为伸长状态，限位开关200的连接状态被改换。
图4是表示第2实施例控制电路的框图。在该实施例中构成为若限位开关200的操作子成为伸长状态切换其连接状态，则控制器42的电源变为ON瞬时起动(但是省略了有关该电路的图示)。如图4所示，限位开关200的连接状态被改换时，该信号通过接口201供给信息复原判断单元116，与上述第1实施例相同，清除存放在信息存储单元120中的表示放电停止状态的数据。这样，写入/读出控制单元113向系统停止判断单元110提供旨在解除放电停止状态的信号。根据该信号，系统停止判断单元110向继电器111的线圈提供励磁电流，同时停止此前向电流计算单元101提供的旨在使指示电流为0的信号的供给。这样，从电池39向电动马达36供应电流就成为可能的状态。并且，此后，只要辅助马达系统的主开关不闭合，控制器42的电源就保持断开状态。
在本实施例中也能得到与上述第1实施例相同的效果。特别地，在本实施例中，因为通过根据限位开关200检测内箱38存取的简单构成来检测进行充电这一事实，所以能够降低制造成本。另外，因为是通过限位开关200连接的转换控制器42的电池自动关闭从而解除上述放电停止状态的结构，所以省去了操作主开关的麻烦而使操作简单。并且，在上述第2实施例中，使用了限位开关200，而也可以使用磁式开关和光开关。(3)第3实施例下面，参照图5对本发明的第3实施例进行说明。第3实施例在电池以装在自行车上的状态进行充电这一点和通过在电池39充电时检测充电电流来判断电池39进行充电这一点与上述第1实施例不同。因此，在第3实施例中，与上述第1实施例中相同的构成要素附以相同的符号而省略其说明。
在图5中符号130是与控制器42同时设置的充电控制单元，构成为通过把连接了家用电源的充电器连接到充电控制单元130向电池39进行充电，若充电电池流过电池39，则以此作为信号接通控制器42的电源。但是省略对该电路的图示。充电时电流流过电池39，上述电流的值由电流传感器(充电检测装置131)来检测，与该电流值对应的数据通过接口132供给充电电流读入单元133。
充电电流读入单元133在所供的数据超过预定的充电电流值时，把表示开始充电的信号供给信息复原判断单元116，与上述第1实施例相同，清除存放在信息存储单元120中的表示放电停止状态的数据。这样，写入/读出控制单元113向系统停止判断单元110提供旨在解除放电停止状态的信号。根据上述信号，系统停止判断单元110向继电器111的线圈提供励磁电流，同时停止此前向电流计算单元101提供的旨在使指示电流为0的信号的供给。这样，从电池39向电动马达36供应电流就成为可能的状态。并且，在本实施例中，控制器42的电池变成断开，除非辅助马达系统的主开关闭合。
在本实施例中，与上述实施例相同，也能确实防止过量放电。特别地，在本实施例中，因为根据检测充电电流来解除放电停止状态，所以能够适用于在上述那样的车载状态下给电池充电型自行车。(4)变更实施例本发明不限定于上述实施例，以下的各种变更是可能的。
(1)在第3实施例中通过根据检测充电电流来检测充电开始，而也能够构成为在充电器的耦合器上配置不同于充电用端子的其他端子，通过耦合器和电池39连接把信号从上述端子供给信息复原判断单元116。具体地说，构成一旦从耦合器的端子供给信号和控制器42的电源就瞬时闭合这样的电路。而且，把上述信号输入到信息复原判断单元116，并清除信息存储单元120中存储的表示放电停止状态的数据。另外，构成为控制器42的电源在此后自动变成断开，除非辅助马达系统的主开关闭合。
(2)在上述各个实施例中，电池39的容量降低通过电压传感器105来检测，而也能够构成积分从电池39放电电流的电路，根据积分放电量达到预定值时变成放电停止状态。
(3)在第3实施例中，电流控制单元104和电动马达36之间安装有继电器，而也可以切断2个继电器形成放电停止状态。(5)效果如以上所说明的那样，在本发明二次电池过量放电防止装置中，若二次电池成为需要进行充电状态则在其后不进行二次电池放电。并且，因为只要二次电池不进行充电就不能成为可放电状态，所以能够确实防止二次电池过量放电(权利要求1)。并且，装置的大部分能够通过软件来构成，可以降低制造成本(权利要求3)。
产业上的可利用性本发明涉及在汽车、机动二轮车和装有马达的自行车上等使用的防止二次电池过量放电防止二次电池早期劣化的技术，可用于二次电池过量放电防止装置中。
权利要求
1.一种二次电池过量放电防止装置，其特征在于，包括判定二次电池是否处于必需充电状态的充电判定装置；在上述充电判定装置判定为必需充电时停止从上述二次电池放电的放电停止判断单元；检测上述二次电池进行了充电的充电检测装置；对上述二次电池进行充电时，用于使上述二次电池成为可放电状态的放电开始判断单元。
2.权利要求1中记载的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述充电判定装置具有检测上述二次电池电压的电压检测装置；上述放电停止判断单元把用上述电压检测装置检测的上述二次电池的电压同预先存储的放电停止下限值进行比较，当上述电压未达到上述放电停止下限值或在其之下时，停止二次电池的放电.
3.权利要求1或2中记载的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述充电检测装置把用上述电压检测装置检测的上述二次电池的电压同设定为比上述放电停止下限值还高的放电开始下限值进行比较，上述放电开始判断单元在上述电压在高于放电开始下限值时或超过放电开始下限值时判定上述二次电池处于可放电状态。
4.权利要求1或2中记载的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述二次电池被设置成如同在充电时从车辆上拆卸下来那样可从车辆上自由拆卸；上述充电检测装置包括检测上述二次电池从上述车辆上拆卸的开关。
5.权利要求1或2中记载的二次电池过量放电防止装置，其特征在于上述充电检测装置具有检测为充电而供给上述二次电池的电流的电流检测装置。
全文摘要
本发明的目的在于提供能够确实防止二次电池过量放电的发生从而能够防止二次电池早期劣化的二次电池过量放电防止装置。二次电池过量放电防止装置包括判定二次电池39是否是必需充电状态的充电判定装置108；上述充电判定装置108判定为必需充电时停止从二次电池39放电的放电停止判断单元108；检测对二次电池39进行了充电的充电检测装置105；向二次电池39进行充电时，使二次电池39成为可放电状态的放电开始判断单元116。
文档编号H02J7/00GK1142282SQ9519181
公开日1997年2月5日 申请日期1995年12月25日 优先权日1994年12月27日
发明者斋藤干夫, 伊藤雅树 申请人:雅马哈发动机株式会社