JP2008295169A - バッテリーパック、充電装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、バッテリーパックの充電状態及び残容量を精度よく把握することができる充電装置を提供する。
【解決手段】不揮発性メモリ１３３と、サーミスタ１３４と、二次電池セル１３９とを備えたバッテリーパック１２８が装着される充電装置１０１において、バッテリーパック１２８の充電状態を表す充電状態データ１，２と充電特性データとを対応させた充電時充電状態データテーブルを充電時温度毎に格納し、サーミスタ１３４によりバッテリーパック１２８の温度を測定し、バッテリーパック１２８への充電電流及び充電電圧を測定する。そして、測定された充電電流及び充電電圧に基づいて、測定された温度に対応する充電時充電状態データテーブルから充電状態データ１，２を算出し、算出した充電状態データ１，２を不揮発性メモリ１３３に格納する。
【選択図】図３

Description

本発明は、メモリ及び二次電池を備えたバッテリーパック、該バッテリーパックを充電する充電装置、及び該バッテリーパックを電源とする電子機器に関する。

従来、電子機器に装着されて使用されるバッテリーパックには、公称電荷容量値及び残存電荷容量値を記憶する不揮発性メモリを備えるものがある。

また、このようなバッテリーパックの充電装置には、電流積算結果と不揮発性メモリ内の初期残存電荷容量値及び公称電荷容量値から残存電荷容量値を算出し、この初期残存電荷容量値を現在の残存電荷容量値に書き換えるように構成されたものがある（例えば特許文献１参照）。

また、このようなバッテリーパックが装着される電子機器は、現在の残存電荷容量値と負荷電流から使用可能時間を算出するように構成されている。
特開平０６−３１０１７９号公報

しかしながら、上記従来例に代表される技術では、残存電荷容量を不揮発性メモリに記憶させているため、充電電流及び負荷電流の積算が必須条件となっていた。この構成では、ラッシュ電流が頻繁に発生するような電子負荷の場合に正確な電流の測定ができず、残容量精度の誤差要因となっている。また、電流値を測定するための素子を電源ラインに設ける必要があり、電圧の低下を招いて電力の効率化を妨げる要因となっている。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、バッテリーパックの充電状態及び残容量を精度よく把握することができるバッテリーパック、充電装置、及び電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の充電装置は、メモリと二次電池とを備えたバッテリーパックが装着される充電装置であって、前記バッテリーパックへの充電電流を測定する充電電流測定手段と、前記バッテリーパックへの充電電圧を測定する充電電圧測定手段と、前記測定された充電電流及び充電電圧の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電状態データ決定手段と、前記決定した充電状態データを前記バッテリーパックのメモリに書き込む書き込み手段とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明の電子機器は、メモリと二次電池とを備えたバッテリーパックが装着される電子機器であって、前記バッテリーパックからの出力電圧を測定する出力電圧測定手段と、前記測定された出力電圧に基づいて前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電状態データ決定手段と、前記決定した充電状態データを前記バッテリーパックのメモリに書き込む書き込み手段とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のバッテリーパックは、装着されたバッテリーパックへの充電電流及び充電電圧の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電装置に装着されるバッテリーパックであって、前記決定された充電状態データが書き込まれるメモリを有することを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明のバッテリーパックは、装着されたバッテリーパックからの出力電圧に基づいて、前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する電子機器に装着されるバッテリーパックであって、前記決定された充電状態データが書き込まれるメモリを有することを特徴とする。

本発明によれば、充電装置によるバッテリーパックの充電時の充電状態を精度よく管理することができる。

また、本発明によれば、電子機器におけるバッテリーパックの残容量を精度よく管理することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る充電装置及びバッテリーパックの内部構成を示すブロック図である。

図１において、充電装置１０１は、バッテリーパック１２８に充電を行う充電装置である。バッテリーパック１２８は、充電装置１０１に着脱可能に構成され、繰り返し充電が可能な二次電池を備える。また、バッテリーパック１２８は、後述するデジタルカメラやＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の電子機器に着脱可能に構成され、当該電子機器の電源として機能する。

充電装置１０１において、ＡＣ入力部１０２は外部のＡＣ（Alternating Current：交流）電源に接続し、該ＡＣ電源からＡＣの供給を受ける。フィルタ回路１０３は、ＡＣ入力部１０２から入力されたＡＣに含まれるノイズを低減する。ブリッジダイオード１０４は、ＡＣを半波に整流する。一次電解コンデンサ１０５は、半波整流されたＡＣをＤＣ（Direct Current：直流）に変換する。トランス１０６は、ＤＣを変圧する変圧器である。スイッチングコントロール部１０７は、フォトカプラ１０８からの信号に基づいてトランス１０６の二次側出力を安定化する。フォトカプラ１０８は、トランス１０６の二次側の充電電圧／充電電流の状態を一次側に伝達する。整流ダイオード１０９及び整流コンデンサ１１０は、トランス１０６からの出力を整流する。

レギュレータ１１１は、充電制御マイコン１１８に規定のＤＣを供給すると共に、オペアンプ１１２，１１５に基準電圧を印加する。オペアンプ１１２は、バッテリーパック１２８への充電電圧を帰還するためのものである。オペアンプ１１５は、バッテリーパック１２８への充電電流を帰還するためのものである。抵抗器１１３，１１４は、バッテリーパック１２８への充電電圧を帰還するために設けられた抵抗である。抵抗器１１６，１１７は、所定の充電電流を設定するために設けられた抵抗である。

充電制御マイコン１１８は、不揮発性のＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ(Read Only Memory)を備える制御回路である。充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８への充電電圧及び充電電流を測定し、またバッテリーパック１２８内のサーミスタ１３４で温度を測定することができる。また、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から図２に示すデータやテーブル情報を読み出し、これらに基づいてバッテリーパック１２８の充電状態を判定する。また、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３にアクセスして各種データの書き込み又は更新を行う。

充電スイッチ回路１１９は、充電出力をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ回路である。電流検知抵抗１２０は、充電制御マイコン１１８が充電電流を測定するための抵抗である。抵抗器１２１，１２２は、充電制御マイコン１１８が充電電圧を測定するための抵抗である。抵抗器１２３は、不揮発性メモリ１３３に所定の電圧を印加するための抵抗である。表示部１３９は、複数のＬＥＤによって構成され、それらの点灯又は点滅によりバッテリーパック１２８の充電状態を表す。

＋端子１２４は、バッテリーパック１２８が充電装置１０１に装着されたときにバッテリーパック側の＋端子１２９と接触して電気的に接続する。通信（Ｄ）端子１２５は、バッテリーパック１２８が充電装置１０１に装着されたときにバッテリーパック側の通信（Ｄ）端子１３０と接触して電気的に接続する。温度（Ｔ）端子１２６は、バッテリーパック１２８が充電装置１０１に装着されたときにバッテリーパック側の温度（Ｔ）端子１３１と接触して電気的に接続する。−端子１２７は、バッテリーパック１２８が充電装置１０１に装着されたときにバッテリーパック側の−端子１３２と接触して電気的に接続する。

サーミスタ１３４は、温度変化を抵抗値に変換する温度測定素子である。充電制御マイコン１１８は、互いに接続された温度（Ｔ）端子１２６，１３１を介してサーミスタ１３４から二次電池セル１３８の温度を測定することができる。電池保護回路１３５は、バッテリーパック１２８の充電時及び放電時において、電圧／電流を監視して過充電や過放電にならないように二次電池セル１３８を保護する。充電保護ＦＥＴ１３６は、充電時に異常が発生した場合、回路を遮断するスイッチであり、電池保護回路１３５により制御される。放電保護ＦＥＴ１３７は、放電時の異常が発生した場合、回路を遮断するスイッチであり、電池保護回路１３５により制御される。二次電池セル１３８はリチウムイオン二次電池等から成る。

ＡＣ入力部１０２にＡＣが入力されると、フィルタ回路１０３、ブリッジダイオード１０４、一次電解コンデンサ１０５を介してトランス１０６に電力が供給される。トランス１０６の二次側出力電圧は、整流ダイオード１０９、整流コンデンサ１１０で整流される。そして、抵抗器１１３，１１４、オペアンプ１１２、フォトカプラ１０８を介してバッテリーパック１２８の充電電圧に設定される。

バッテリーパック１２８が充電装置１０１に装着されると、充電装置１０１の＋端子１２４がバッテリーパック１２８の＋端子１２９に接続され、充電装置１０１の−端子１２７がバッテリーパック１２８の−端子１３２に接続される。同時に、充電装置１０１の通信（Ｄ）端子１２５がバッテリーパック１２８の通信（Ｄ）端子１３０に接続され、充電装置１０１の温度（Ｔ）端子１２６がバッテリーパック１２８の温度（Ｔ）端子１３１に接続される。そして、抵抗器１１６及び抵抗器１１７により充電電流が設定され、電流検知抵抗１２０、オペアンプ１１５、フォトカプラ１０８を介して定電圧／定電流充電が行われる。

バッテリーパック１２８への充電は、充電制御マイコン１１８によって制御される。充電制御マイコン１１８は、電流検知抵抗１２０の両端に発生する電位差により充電電流を測定する（充電電流測定手段）と共に、抵抗器１２１，１２２により充電電圧を測定する（充電電圧測定手段）。さらに、充電電圧の上昇及び充電電流の低下を測定する。

図２は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納された各種データ及びテーブル情報を示す図である。

不揮発性メモリ１３３には、識別データ、充電特性データ、充電状態データ１，２、充電カウントデータ、満充電容量データ、充電時温度データ、充電温度特性データ、充電履歴データ、放電特性データ、充電サイクル劣化補正テーブルが予め格納されている。また、不揮発性メモリ１３３には、充電放置劣化補正テーブル、及び放電温度負荷特性データテーブルが予め格納されている。これらのうち、識別データ、充電特性データ、放電特性データ、充電温度特性データ、充電サイクル劣化補正テーブル、及び充電放置劣化テーブルは固定値である。

識別データは、バッテリーパック１２８の種別を表すデータであって、バッテリーパックの種別毎に設定された固有のデータである。充電特性データは、後述する充電時充電状態データテーブルを作成するためのデータであり、充電時温度、充電電圧、充電電流、満充電容量比率、及び充電容量の数値データが選択的に含まれる。

充電状態データ１，２は、バッテリーパック１２８の充電状態を表すデータである。充電カウントデータは、充電状態データ１が書き換えられる毎にカウントされ、バッテリーパック１２８の充電サイクルを管理するためのデータである。本実施の形態では、充電状態データ１が１２回書き換えられたときに１サイクルとするか、又は充電状態データ２が１００回書き換えられたときに１サイクルとしている。

満充電容量データは、バッテリーパック１２８の満充電時における充電可能容量を示すデータである。充電時温度データは充電時の温度情報である。充電温度特性データは、充電時温度における満充電容量の補正を行うためのデータである。

充電履歴データは、バッテリーパック１２８の充電履歴を示すデータフラグである。充電履歴データは、バッテリーパック１２８が充電装置１０１により充電されたときには「１」がセットされ、後述する電子機器３０１に装着され、電源として使用されたときには「０」がセットされる。放電特性データは、後述する放電時充電状態データテーブルを作成するためのデータであり、放電時温度、出力電圧、放電負荷、満充電容量比率、及び残容量の数値データが選択的に含まれる。

充電サイクル劣化補正テーブルは、図１６に示すように、充電サイクル数に応じて満充電容量データを補正するための補正テーブルである。充電放置劣化補正テーブルは、図１５に示すように、所定の充電状態時での放置に応じて満充電容量データを補正するための補正テーブルである。放電温度負荷特性データテーブルは、放電時の温度によって消費電力量を補正するための補正テーブルである。放電温度負荷特性データテーブルは、図３３に示すように、放電時温度２５℃で０．５Ｗ放電時の放電効率を１として、放電時温度と放電電力効率との関係によって消費電力量を補正する補正値が定義されている。

次に、充電装置１０１によるバッテリーパック１２８への充電処理を図３〜図１７を参照して説明する。

図３及び図４は、充電装置１０１によるバッテリーパック１２８への充電処理を示すフローチャートである。

図３において、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８の装着を検出すると（ステップＳ１０２）、通信端子１２５，１３０を介してバッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から識別データを読み出す（ステップＳ１０３）。不揮発性メモリ１３３から識別データを読み出す際には、図５に示すデータの読出し処理が実行される。

図５において、ステップＳ５０１では、充電制御マイコン１１８は、不揮発性メモリ１３３上のデータアドレスを指定する。図３のステップＳ１０３では、識別データが格納されている不揮発性メモリ１３３上のデータアドレスが指定される。次に、ステップＳ５０２では、不揮発性メモリ１３３にデータ要求を送信する。つづいて、ステップＳ５０３では、送信したデータ要求に対する返信データを充電制御マイコン１１８内のＲＡＭに格納して、メインフローへリターン（ＲＥＴ）する。図３のステップＳ１０３では、返信データとして識別データが充電マイコン１１８内のＲＡＭに格納される。

図３に戻り、ステップＳ１０４では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１０３で読み出した識別データが当該充電制御マイコン１１８内のＲＯＭに格納（登録）されているかを判断する。この結果、充電制御マイコン１１８内のＲＯＭに識別データが登録されていない場合は、ステップＳ１０５に移行する一方、登録されている場合にはステップＳ１０８に移行する。

充電制御マイコン１１８内のＲＯＭには、バッテリーパックのモデル毎に識別データと当該識別データに関連付けられた充電時充電状態データテーブルとが予め格納されている。そこで、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１０３で読み出した識別データに基づいて、当該充電制御マイコン１１８内のＲＯＭに格納された当該識別データに対応する充電時充電状態データテーブルを読み出す。

一方、充電制御マイコン１１８内のＲＯＭに識別データと該識別データに関連付けられた充電時充電状態データテーブルが格納されていない場合、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０７の処理を行う。これは、充電装置１０１の発売後に新規にバッテリーパックが商品化された場合、充電制御マイコン１１８内のＲＯＭには新規に商品化されたバッテリーパックの識別データと充電時充電状態データテーブルが格納されていないためである。

ステップＳ１０５では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から充電特性データを読み出す。充電特性データの読出し時には、図５に示したデータの読出し処理が実行される。次に、ステップＳ１０６では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１０５で読み出した充電特性データに基づいて充電時充電状態データテーブルを作成する。充電特性データは、図１１（ａ）に示すような充電時温度、充電電圧、充電電流等の数値データである。充電制御マイコン１１８は、充電特性データとして読み出した数値を空のデータテーブルに当てはめて充電時充電状態データテーブルを作成する。

次に、ステップＳ１０７では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１０３で読み出した識別データとステップＳ１０６で作成した充電時充電状態データテーブルとを関連付けてＲＡＭに登録（格納）し、ステップＳ１０８へ移行する。

なお、充電制御マイコン１１８内のＲＯＭに予め充電時充電状態データテーブルを登録することなく、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から充電特性データを読み出して、充電時充電状態データテーブルを作成する構成であってもよい。この方式では、充電制御マイコン１１８に不揮発性のＲＡＭは不要である。

ここで、充電時充電状態データテーブルについて説明する。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）及び図１２は、充電時充電状態データテーブルの一例を示す図である。図１３は、バッテリーパック１２８の充電特性と充電状態データ１，２との関係を示す図である。図示の充電特性は、充電時温度２５℃時の充電電流と充電電圧である。図１４は、温度変化による充電特性の変化を示す図である。

充電時充電状態データテーブルは、バッテリーパック１２８の充電状態を表す充電状態データ１，２と充電特性データとを対応させたデータテーブルである。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す充電時充電状態データテーブルは、充電時温度毎に異なるテーブルが設定されている。具体的には、充電時温度が１５℃未満の場合は図１１（ｂ）に示す充電時充電状態データテーブルが使用される。また、充電時温度が１５℃以上３５℃未満の場合は図１１（ａ）に示す充電時充電状態データテーブルが使用される。また、充電時温度が３５℃以上の場合は図１１（ｃ）に示す充電時充電状態データテーブルが使用される。これは、バッテリーパック１２８の充電電圧及び充電電流が、図１４に示すように、充電温度によって変化するためである。すなわち、充電時温度が低い（５℃）場合、常温（２５℃）と比較して充電電圧の立ち上がりが早く、充電電流の減少が早く発生し、満充電状態までの充電時間が長くかかる傾向にある。一方、充電時温度が高い（３５℃）場合、常温と比較して充電電圧の立ち上がりが緩やかであり、充電電流の減少が遅く発生し、満充電状態までの充電時間が短い傾向にある。

また、充電時充電状態データテーブルは、バッテリーパック１２８の充電状態を放電状態であるＬＢ（Ｌｏｗ Ｂａｔｔｅｒｙの略）、状態１〜１０、Ｆｕｌｌの１２段階に分けたものを充電状態データ１として定義している。充電状態データ１のＬＢから状態８までの各範囲は、充電特性の充電電圧に基づいて設定されている。一方、状態９からＦｕｌｌまでの各範囲は、充電特性の充電電流に基づいて設定されている。これは、充電電圧は満充電が近くなると変化がなくなることから、満充電に近い範囲では充電状態を適切に示すことが困難であり、一方、満充電が近くなるとそれまで一定だった充電電流に変化が出てくる。そこで、ＬＢから状態８までは充電電圧が変化するので、充電電圧によって充電状態を判断し、状態９からＦｕｌｌまでは充電電流が変化するので、充電電流によって充電状態を判断している。

さらに、充電時充電状態データテーブルは、図１２に示すように、充電状態データ１の各段階をさらに細分化して充電状態データ２として定義している。充電状態データ２では、充電状態データ１の状態２〜９がそれぞれ１０分割されており、状態１とＬＢとを合わせたものが１０分割されている。そして、充電状態データ１の状態１０とＦｕｌｌとを合わせたものが１０分割されている。充電状態データ１，２により、バッテリーパック１２８の充電状態を１００段階で表すことができる。したがって、１％単位で充電状態を管理している。

充電状態データ１において充電電圧に基づいて設定されているＬＢから状態８までの範囲では、図１３に示すように、充電状態データ２の範囲も充電電圧に基づいて設定される。また、充電電流に基づいて設定されている状態９からＦｕｌｌまでの範囲では、充電状態データ２の範囲も充電電流に基づいて設定される。

図３に戻り、ステップＳ１０８では、充電制御マイコン１１８は充電を開始する。次に、ステップＳ１０９では、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から満充電容量データを読み出す。つづいて、ステップＳ１１０では、不揮発性メモリ１３３から充電状態データ１及び２を読み出し、ステップＳ１１１では、不揮発性メモリ１３３から充電履歴データを読み出す。ステップＳ１０９〜Ｓ１１１における各データの読出し時には、図５に示したデータの読出し処理が実行される。読み出されたデータは充電制御マイコン１１８内のＲＡＭに格納される。

次に、ステップＳ１１２では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内のサーミスタ１３４によりバッテリーパック１２８の温度を測定する（バッテリーパック温度測定処理）。

図７は、図３のステップＳ１１２におけるバッテリーパック温度測定処理の詳細を示すフローチャートである。

図７において、ステップＳ７０１では、充電制御マイコン１１８は、サーミスタ１３４に抵抗（不図示）を介して一定の電圧を加え、サーミスタ１３４の抵抗値を電圧レベルに変換する。次に、ステップＳ７０２では、ステップＳ７０１で変換した電圧レベルに基づいて、予め設定された電圧データテーブル（不図示）を参照する。この電圧データテーブルは充電制御マイコン１１８内のＲＯＭに格納されている。電圧データテーブルは、温度とサーミスタの抵抗値の関係により設定され、電圧レベルから温度を推定するためのデータテーブルである。

ステップＳ７０３では、充電制御マイコン１１８は、参照した電圧データテーブルにおいて、ステップＳ７０１で変換した電圧レベルに対応するサーミスタの温度を特定して、メインフローにリターンする。

図３に戻り、ステップＳ１１３では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１１２で測定したバッテリーパックの温度を充電時温度データとして、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に書き込み、充電時温度データを更新する。充電時温度データを書き込む際には、図６に示すデータの書き込み処理が実行される。

図６において、ステップＳ６０１では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に書き込むデータを指定する。図３のステップＳ１１３の場合には充電時温度データである。次に、ステップＳ６０２では、不揮発性メモリ１３３のデータアドレスを指定する。図３のステップＳ１１３の場合には充電時温度データのデータアドレスである。次に、ステップＳ６０３では、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３の所定のアドレスにデータ（ここでは充電時温度データ）を書き込み、メインフローにリターンする。

図３に戻り、ステップＳ１１４では、充電制御マイコン１１８は、充電状態データ算出処理を行う。

図８は、図３のステップＳ１１４における充電状態データ算出処理の詳細を示すフローチャートである。

図８において、ステップＳ８０１では、充電制御マイコン１１８は、抵抗器１２１，１２２を介してバッテリーパック１２８への充電電圧を測定する。次に、ステップＳ８０２では、電流検知抵抗１２０の両端に発生する電位差によりバッテリーパック１２８への充電電流を測定する。

次に、ステップＳ８０３では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１０３で読み出した識別データに関連付けられた充電時充電状態データテーブルのうち、ステップＳ１１２で測定した温度に対応する充電時充電状態データテーブルを参照する。参照される充電時充電状態データテーブルは、充電制御マイコン１１８内のＲＯＭに格納されていたものか、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７で作成されたものである。次に、ステップＳ８０４では、ステップＳ８０１で測定した充電電圧及びステップＳ８０２で測定した充電電流に基づき、ステップＳ８０３で参照した充電時充電状態データテーブルから充電状態データ１，２を算出して、メインフローにリターンする。

図１１（ａ）及び図１２は、充電時温度が２５℃で、満充電容量が７００ｍＡｈのバッテリーパックの充電時充電状態データテーブルの一例を示す図である。例えば、充電電圧Ｖｂが３．９３０〔Ｖ〕である場合、図１１（ａ）では充電状態データ１が状態２となる。そして、図１２では充電状態データ２は８となり、満充電容量比率は１８％、充電容量は１２６ｍＡｈであることを示している。

図３に戻り、ステップＳ１１５〜Ｓ１１８は、バッテリーパックを満充電状態で放置した場合に生じる充電容量の劣化を満充電容量データに反映させる一連の処理である。リチウムイオン二次電池等は満充電状態で放置すると、電子機器で使用しない状態であっても充電可能な容量が低下する。この充電容量の低下を充電放置劣化と呼ぶ。

ステップＳ１１５では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１１１で読み出した充電履歴データが「０」か否かを判断し、「０」の場合には図４のステップＳ１１９に移行する。一方、「１」の場合にはステップＳ１１６に移行する。

次に、ステップＳ１１６では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１１０で読み出した充電状態データ１とステップＳ１１４で算出した充電状態データ１とを比較し、充電放置劣化補正が必要か否かを判断する。データを比較した結果、充電状態データ１が一致した場合、充電制御マイコン１１８は充電放置劣化補正が必要でないと判断し、図４のステップＳ１１９に移行する。一方、充電状態データ１が一致しない場合、充電制御マイコン１１８は充電放置劣化補正が必要と判断し、ステップＳ１１７に移行して充電放置劣化補正処理を行う。

図９は、図３のステップＳ１１７における充電放置劣化補正処理の詳細を示すフローチャートである。

図９において、ステップＳ９０１では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から充電放置劣化補正テーブルを読み出す。充電放置劣化補正テーブルの読出し時には、図５に示したデータの読出し処理が実行される。

次に、ステップＳ９０２では、充電制御マイコン１１８は、読み出した充電放置劣化補正テーブルに基づいて満充電容量データを補正する。ここでは、ステップＳ１１４で算出された充電状態データに対応する充電放置劣化補正値を充電放置劣化補正テーブルから特定し、満充電容量データから該充電放置劣化補正値を減算する。充電放置劣化補正テーブルの一例を図１５に示す。

図１５において、充電放置劣化補正テーブルでは、不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１がＦｕｌｌである場合の方が、不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１が状態１０である場合より劣化量が大きいことを示している。これは、リチウムイオン二次電池では、満充電に近いほど放置による劣化が大きくなることに対応するためである。

充電放置劣化補正テーブルでは、バッテリーパック１２８の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１とステップＳ１１４で算出した充電状態データ１に対応した充電放置劣化補正値が設定されている。例えば図１５では、不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１がＦｕｌｌで、ステップＳ１１４で算出した充電状態データ１がＦｕｌｌ又は状態１０の場合、充電放置劣化は発生せず、充電放置劣化補正値は０となる。その結果、図９のステップＳ９０２では、満充電容量データの値はそのままである。一方、不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１がＦｕｌｌで、ステップＳ１１４で算出した充電状態データ１が状態９の場合、充電放置劣化補正値が１となる。その結果、満充電容量が１〔ｍＡｈ〕劣化するため、ステップＳ９０２では、満充電容量データの値から１〔ｍＡｈ〕を減算する。同様に、不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１がＦｕｌｌで、ステップＳ１１４で算出した充電状態データ１が状態８の場合、ステップＳ９０２では、満充電容量データの値から２〔ｍＡｈ〕を減算する。

図３に戻り、ステップＳ１１８では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている満充電容量データを、ステップＳ１１７にて補正した満充電容量データに書き換え、図４のステップＳ１１９に移行する。ステップＳ１１８における満充電容量データの不揮発性メモリ１３３への書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。ステップＳ１１５〜ステップＳ１１８の一連の処理により、充電状態での放置に伴う二次電池の劣化を補正することができると共に、より正確な残量表示を行うことができる。なお、満充電容量データを書き換えても、充電カウントデータの書き換えについては行わない。

図４のステップＳ１１９では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納された充電状態データの書き換えが必要か否かを判断する。ここでは、ステップＳ１１４にて算出した充電状態データが不揮発性メモリ１３３から読み出した充電状態データを上回ったか否かが判断される。この結果、ステップＳ１１４にて算出した充電状態データが不揮発性メモリ１３３から読み出した充電状態データを上回っていない場合には、書き換えが必要でないと判断して、図３のステップＳ１０９に移行する。一方、上回った場合にはステップＳ１２０に移行する。

ステップＳ１２０では、充電制御マイコン１１８は、当該充電制御マイコン１１８内のＲＡＭに読み出された充電履歴データに「１」をセットする。次に、ステップＳ１２１では、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電履歴データのデータアドレスに「１」を書き込む。この充電履歴データの書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。

ステップＳ１２２〜ステップＳ１２７では、充放電の繰り返しによるバッテリーパック１２８の満充電容量の劣化を満充電容量データに反映させる一連の処理である。二次電池は、一般に、充放電を繰り返すことにより充電可能な容量が低下する。この充電容量の低下を充電サイクル劣化と呼ぶ。本実施の形態では、バッテリーパック１２８に対して充放電が１サイクル行われたときに満充電容量が劣化した分を満充電容量データに反映させている。

ステップＳ１２２では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から充電カウントデータを読み出す。充電カウントデータの読出し時には、図５に示したデータの読出し処理が実行される。次に、ステップＳ１２３では、ステップＳ１２２で読み出した充電カウントデータに１を加算する。つづいて、ステップＳ１２４では、加算後の充電カウントデータをバッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に書き込み、充電カウントデータを更新して、ステップＳ１２５へ移行する。この充電カウントデータの書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。

ステップＳ１２５では、充電制御マイコン１１８は、充電カウントデータにて充電状態データの書き換え回数をカウントすることで、１サイクルに相当する充電を行ったか否かを判断する。例えば、充電カウントデータが１０カウントで１サイクルの充電を行ったと判断する。ステップＳ１２５の判断の結果、充電制御マイコン１１８は、充電サイクル数が１サイクル未満である場合、充電サイクル劣化補正が必要でないと判断して、ステップＳ１２８に移行する。一方、充電サイクル数が１サイクル以上である場合、充電サイクル劣化補正が必要と判断して、充電サイクル劣化補正処理を行う（ステップＳ１２６）。ステップＳ１２２〜ステップＳ１２７の一連の処理により、充電サイクルに伴う二次電池の劣化を補正することができると共に、より正確な残量表示を行うことができる。

バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電サイクル劣化補正テーブルを参照する。充電サイクル劣化補正テーブルの一例を図１６に示す。

図１６において、充電サイクル劣化補正テーブルでは、充電サイクル数が１〜５０の範囲にあるときは、１サイクルの充電における充電サイクル劣化補正値（満充電容量の劣化量）が０．４２〔ｍＡｈ〕となる。また同様に、５１〜１００の範囲にあるときは充電サイクル劣化補正値が０．７〔ｍＡｈ〕となる。また、１０１〜１５０の範囲にあるときは充電サイクル劣化補正値が０．９８〔ｍＡｈ〕となる。

図１０は、図４のステップＳ１２６における充電サイクル劣化補正処理の詳細を示すフローチャートである。

図１０において、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から満充電容量データと充電サイクル劣化補正テーブルを読み出す（ステップＳ１００１，Ｓ１００２）。データの読出し時には、図５に示したデータの読出し処理が実行される。

次に、ステップＳ１００３では、読み出した充電サイクル劣化補正テーブルに基づいて満充電容量データを補正する。ここでは、充電カウントデータから求めた充電サイクル数に対応する充電サイクル劣化補正値を充電サイクル劣化補正テーブルから特定し、満充電容量データから該充電サイクル劣化補正値を減算する。例えば、充電サイクル数が１〜５０のときは、１サイクルの充電につき０．４２〔ｍＡｈ〕を満充電容量データから減算する。なお、本実施の形態では、満充電容量データから固定された補正値を減算することによりサイクル劣化補正を行う方法について説明したが、近似式を用いてサイクル劣化特性曲線を再現し、サイクル劣化量を決定する方法でもよい。

図４に戻り、ステップＳ１２７では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている満充電容量データを、ステップＳ１２６にて補正した満充電容量データに書き換え、ステップＳ１２８へ移行する。ステップＳ１２６における満充電容量データの不揮発性メモリ１３３への書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。ステップＳ１２２〜ステップＳ１２７の一連の処理により、充電サイクルに伴う二次電池の劣化を補正することができると共に、より正確な残量表示を行うことができる。

ステップＳ１２８では、充電制御マイコン１１８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３にある充電状態データ１，２のデータアドレスに、ステップＳ１１４で算出した充電状態データ１，２を書き込む。充電状態データの不揮発性メモリ１３３への書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。

次に、ステップＳ１２９では、充電制御マイコン１１８は、ステップＳ１１４で算出した現在の充電状態データ１，２に基づいて、充電装置１０１の表示部１３９にバッテリーパック１２８の充電状態を表示するように制御する。

図１７は、充電装置１０１の表示部１３９に表示される充電状態の表示例を示す図である。

図１７において、表示部１３９が５灯のＬＥＤで構成される場合には、図１７のＬＥＤ表示１の通り表示される。また、表示部１３９が３灯のＬＥＤで構成される場合には、図１７のＬＥＤ表示２の通り表示される。

ＬＥＤ表示１の表示例では、ＬＢから状態２まではＬＥＤ１のみ点灯する。状態３から状態４まではＬＥＤ１とＬＥＤ２を点灯する。状態５から状態６まではＬＥＤ１からＬＥＤ３を点灯する。状態７から状態８まではＬＥＤ１からＬＥＤ４を点灯する。状態９からＦｕｌｌまではＬＥＤ１からＬＥＤ４を点灯する。

ＬＥＤ表示２の表示例では、ＬＢから状態２まではＬＥＤ１のみ点灯する。状態３から状態４まではＬＥＤ１を点滅して表示する。状態５から状態６まではＬＥＤ１を点灯し、ＬＥＤ２を点滅して表示する。状態７から状態８まではＬＥＤ１とＬＥＤ２を点灯し、ＬＥＤ３を点滅して表示する。状態９からＦｕｌｌまでは全てのＬＥＤを点灯して表示する。ＬＥＤの点滅状態を組み合わせることで、より詳細の表示を行うことも可能である。

図４に戻り、ステップＳ１３０では、充電制御マイコン１１８は、充電電圧及び充電電流が充電終了条件に一致するか否かにより充電終了を判断し、一致していないときにはステップＳ１０９に移行して充電を継続する。一方、充電電圧及び充電電流が充電終了条件を満たす場合には充電を終了する。

次に、本発明の実施形態に係る電子機器について説明する。

図１８は、本発明の実施形態に係る電子機器及びバッテリーパックの内部構成を示すブロック図である。なお、図１に示した実施の形態と同じ構成部分については同一の符号を用いてその説明を省略する。

図１８において、電子機器３０１は、バッテリーパック１２８を電源とするデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の電子機器である。

電子機器３０１において、＋端子３０２は、バッテリーパック１２８が電子機器３０１に装着されたときにバッテリーパック側の＋端子１２９に接触して電気的に接続する。通信（Ｄ）端子３０３は、バッテリーパック１２８が電子機器３０１に装着されたときにバッテリーパック側の通信（Ｄ）端子１３０に接触して電気的に接続する。温度（Ｔ）端子３０４は、バッテリーパック１２８が電子機器３０１に装着されたときにバッテリーパック側の温度（Ｔ）端子１３１と接触して電気的に接続する。−端子３０５は、バッテリーパック１２８が電子機器３０１に装着されたときにバッテリーパック側の−端子１３２と接触して電気的に接続する。

レギュレータ（ＲＥＧ）３０６は、制御マイコン３０８に規定のＤＣを供給する。抵抗器３０７は、プルアップ抵抗である。抵抗器３１１，３１２は、バッテリーパック１２８の出力電圧を測定するための分圧抵抗である。電子負荷３０９は、動作モード毎に変化する電子機器３０１の負荷を表している。動作モードとは、電子機器３０１が実行可能な動作の種類である。本実施の形態では、電子機器３０１をデジタルカメラと想定しているので、画像を撮影する撮影モード（ＲＥＣモード）、撮影した画像を再生する再生モード（ＰＬＡＹモード）等が考えられる。

制御マイコン３０８は、不揮発性のＲＡＭやＲＯＭを備える制御回路である。制御マイコン３０８は、抵抗器３１１，３１２によりバッテリーパック１２８の出力電圧を測定し（出力電圧測定手段）、またバッテリーパック１２８内のサーミスタ１３４で温度を測定することができる。また、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から図２に示すデータやテーブル情報を読み出し、これらに基づいてバッテリーパック１２８の充電状態を判定する。また、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３にアクセスして各種データの読出し或いは書き込み処理を行う。

さらに、制御マイコン３０８は、電子機器３０１に設定された動作モードを検出すると共に、当該動作モードに対応する動作を行ったときの動作時間を計測する。そして、計測した動作時間と制御マイコン３０８内のＲＯＭに格納されている動作モード毎の消費電力データテーブルとにより消費電力量を算出する。さらに、算出した消費電力量に基づいて、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１，２を書き換える。

トランジスタ３１０は、制御マイコン３０８がバッテリーパック１２８の出力電圧を測定する際にＯＮするスイッチである。なお、図示では、トランジスタ３１０を使用しているが、より精度の高い測定が必要な場合にはＦＥＴスイッチを使用する。表示部３１３は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＣＶＦ（Color View Finder）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等から成る。表示画面３１４は、表示部３１３に表示される画面の一例である。表示画面３１４には、バッテリーパック１２８の残容量として、連続使用可能時間や実使用可能時間が表示される。

バッテリーパック１２８が電子機器３０１に装着されると、電子機器３０１の＋端子３０２がバッテリーパック１２８の＋端子１２９に接続され、電子機器３０１の−端子３０５がバッテリーパック１２８の−端子１３２に接続される。同時に、電子機器３０１の通信（Ｄ）端子３０３がバッテリーパック１２８の通信（Ｄ）端子１３０に接続され、電子機器３０１の温度（Ｔ）端子３０４がバッテリーパック１２８の温度（Ｔ）端子１３１に接続される。そして、バッテリーパック１２８の出力電圧がレギュレータ３０６に印加されると、該レギュレータ３０６により制御マイコン３０８に安定した電圧が印加される。

図１９及び図２０は、バッテリーパック１２８の装着後の電子機器３０１における動作処理を示すフローチャートである。

図１９において、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８の装着を検出すると（ステップＳ２０２）、通信端子３０３，１３０を介してバッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から識別データを読み出す（ステップＳ２０３）。不揮発性メモリ１３３からの識別データの読み出し時には、図５に示したデータの読み出し処理が実行される。

次に、ステップＳ２０４では、制御マイコン３０８は、ステップＳ２０３で読み出した識別データが当該制御マイコン３０８内のＲＯＭに格納（登録）されているかを判断する。この結果、制御マイコン３０８内のＲＯＭに識別データが登録されていない場合は、ステップＳ２０５に移行する一方、登録されている場合にはステップＳ２０８に移行する。

制御マイコン３０８内のＲＯＭには、バッテリーパックのモデル毎に識別データと当該識別データに関連付けられた放電時充電状態データテーブルとが予め格納されている。そこで、制御マイコン３０８は、ステップＳ２０３で読み出した識別データに基づいて、当該制御マイコン３０８内のＲＯＭに格納された当該識別データに対応する放電時充電状態データテーブルを読み出す。

一方、制御マイコン３０８内のＲＯＭに識別データと該識別データに関連付けられた放電時充電状態データテーブルが格納されていない場合、ステップＳ２０５〜ステップＳ２０７の処理を行う。これは、電子機器３０１の発売後に新規にバッテリーパックが商品化された場合、制御マイコン３０８内のＲＯＭには新規に商品化されたバッテリーパックの識別データと放電時充電状態データテーブルが格納されていないためである。

ステップＳ２０５では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から放電特性データを読み出す。放電特性データの読出し時には、図５に示したデータの読み出し処理が実行される。

次に、ステップＳ２０６では、制御マイコン３０８は、ステップＳ２０５で読み出した放電特性データに基づいて放電時充電状態データテーブルを作成する。制御マイコン３０８は、放電特性データとして読み出した数値を空のデータテーブルに当てはめて放電時充電状態データテーブルを作成する。

次に、ステップＳ２０７では、制御マイコン３０８は、ステップＳ２０３で読み出した識別データとステップＳ２０６で作成した放電時充電状態データテーブルとを関連付けてＲＡＭに登録（格納）し、ステップＳ２０８へ移行する。

なお、制御マイコン３０８内のＲＯＭに予め放電時充電状態データテーブルを登録することなく、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から放電特性データを読み出して、放電時充電状態データテーブルを作成する構成であってもよい。この方式では、制御マイコン３０８に不揮発性ＲＡＭは不要である。

図２６（ａ）〜図２６（ｃ）及び図２７は、放電時充電状態データテーブルの一例を示す図である。図２８は、バッテリーパック１２８の放電温度特性と充電状態データ１との関係を示す図である。図示の放電特性は、放電時温度５℃及び２５℃時のバッテリー（ＢＰ）電圧である。図２９は、バッテリーパック１２８の放電負荷特性と充電状態データ１との関係を示す図である。

放電時充電状態データテーブルは、バッテリーパック１２８の充電状態を表す充電状態データ１，２と放電特性データとを対応させたデータテーブルである。

図２６（ａ）〜図２６（ｃ）に示す放電時充電状態データテーブルは、満充電容量７００〔ｍＡｈ〕、放電時温度２５℃、５℃、３５℃、放電出力１Ｗ時の充電状態データ１と出力電圧、満充電容量に対する比率、残容量の関係を示している。放電時充電状態データテーブルは、放電時温度毎に異なるテーブルが設定されている。

放電時充電状態データテーブルでは、バッテリーパック１２８の充電状態をＬＢ、状態１〜１０、Ｆｕｌｌの１２段階に分けたものを充電状態データ１として定義している。例えば、満充電容量７００ｍＡｈ、充電温度２５℃、放電出力１Ｗ、放電温度５℃で充電状態データ１が状態３の場合、出力電圧（Ｖｂ）は３．３６Ｖ≦Ｖｂ＜３．４４Ｖ、満充電容量比率は２１〜３０％、残容量は１３２．３〜１８９ｍＡｈと判断する。２５℃充電の満充電容量効率が１（図３０参照）、５℃／１Ｗ放電時の放電温度負荷特性データテーブルの補正値が０．９（図３３参照）であるため、満充電容量比率が１００％時の残容量は、７００×０．９＝６３０ｍＡｈである。（仮に５℃充電である場合、６３０×０．９２＝５７９．６ｍＡｈと算出する）。

また、放電時充電状態データテーブルは、図２７に示すように、充電状態データ１の各段階をさらに細分化して充電状態データ２として定義している。放電時充電状態データテーブルと充電時充電状態データテーブルとは、充電状態データ１，２が充電時と放電時とで一致するように定義されている。図２７の放電時充電状態データテーブルは、図１２の充電時充電状態データテーブルと同じように、充電状態データ１が状態２〜９でそれぞれ１０分割され、状態１とＬＢを合わせたものが１０分割され、充電状態１０とＦｕｌｌを合わせたものが１０分割されている。

図２８において、放電特性は、放電負荷が定電力１Ｗ時において、放電時温度が５℃時と２５℃時の出力電圧の特性を示す。４０１はバッテリーパック１２８の満充電時の開放電圧である。ＬＢ電圧は電子機器３０１が正常に動作するために必要な下限電圧である。

図中ａは、放電時温度：２５℃、放電出力：１Ｗで放電された場合のバッテリーパック１２８の放電特性グラフである。一方、図中ｂは、放電時温度：５℃、放電出力：１Ｗで放電された場合のバッテリーパック１２８の放電特性グラフである。図中Ａは、放電特性グラフａに対応する放電時充電状態データテーブルであり、Ｂは放電特性グラフｂに対応する放電時充電状態データテーブルである。このように、放電時温度が低いほど同じ負荷（放電出力）でもバッテリーパック１２８の使用可能時間が短くなってしまうので、放電時温度に合わせてバッテリーパック１２８の充電状態を示す範囲が設定されている。

図２９において、放電特性は、放電時温度が２５℃において、放電負荷が定電力１Ｗ時と定電力２Ｗ時の出力電圧の特性を示す。図中ａは、放電時温度：２５℃、放電出力：１Ｗで放電された場合のバッテリーパック１２８の放電特性グラフである。一方、図中ｃは、放電時温度：２５℃、放電出力：２Ｗで放電された場合のバッテリーパック１２８の放電特性グラフである。図中Ａは、放電特性グラフａに対応する放電時充電状態データテーブルであり、Ｃは放電特性グラフｃに対応する放電時充電状態データテーブルである。このように、負荷（放電出力）が大きくなるほどバッテリーパック１２８の使用可能時間が短くなってしまうので、負荷に合わせてバッテリーパック１２８の充電状態を示す範囲が設定されている。

図１９に戻り、ステップＳ２０８では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から充電状態データ１，２を制御マイコン３０８内のＲＡＭに読み出す。この充電状態データ１，２の読み出し時には、図５に示したデータの読出し処理が実行される。

ステップＳ２０９では、制御マイコン３０８は、抵抗器３１１，３１２を介してバッテリーパック１２８の出力電圧Ｖｂを測定する。ステップ２１０では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内のサーミスタ１３４によりバッテリーパック１２８の温度を測定する（バッテリーパック温度測定処理）。この温度測定時には、図７に示したバッテリーパック温度測定処理が実行される。

ステップＳ２１１からステップＳ２１３では、自己放電補正を行う。自己放電とは、バッテリーパックを使用しない状態での放置やバッテリーパックを電子機器に装着したままの状態で放置したときに、バッテリーパック１２８内の二次電池セル１３８の内部抵抗や電子機器へのリーク電流により自然に充電容量が減少することである。バッテリーパック１２８に自己放電が発生した場合、充電容量の減少により、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データと現在の充電状態データとが一致しない状態となる。

そこで、本実施の形態では、バッテリーパック１２８の出力電圧Ｖｂから求めた充電状態データ１が、不揮発性メモリ１３３内の充電状態データ１と一致しない場合、バッテリーパック１２８の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１を更新する。これにより、バッテリーパック適正な充電状態データを保持することができる。

ステップＳ２１１では、温度毎の放電時充電状態データテーブルを参照し、ステップＳ２０９で測定した出力電圧Ｖｂに対応する充電状態データ１，２を算出する。放電時充電状態データテーブルは、制御マイコン３０８内のＲＯＭに格納されていたものか、ステップＳ２０５〜Ｓ２０７で作成されたものである。

次に、ステップＳ２１２では、制御マイコン３０８がステップＳ２０８で読み出した充電状態データ１とステップＳ２１１で算出した充電状態データ１とを比較し、一致するか否かを判断する。この結果、充電状態データ１が一致する場合は、ステップＳ２１４に移行する一方、一致しない場合はステップＳ２１３に移行する。

ステップＳ２１３では、制御マイコン３０８は、不揮発性メモリ１３３内の充電状態データ１，２のデータアドレスに、ステップＳ２１１で算出した充電状態データ１，２を書き込み、不揮発性メモリ１３３内の充電状態データ１，２を更新する。不揮発性メモリ１３３への充電状態データの書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。なお、図示はしないが、ステップＳ２１１からステップＳ２１３の自己放電補正はバッテリーパック装着後の初回のみ行い、２回目移行の処理は行わない。これは消費電力量による残容量の算出を優先するためである。

次に、ステップＳ２１４では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から満充電容量データを読み出す。この満充電容量データの読み出し時には、図５に示したデータの読み出し処理が実行される。

ステップＳ２１５では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電時温度データを読み出す。次に、ステップＳ２１６では、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３から充電温度特性データを読み出す。ステップＳ２１５〜Ｓ２１６における各データの読出し時には、図５に示したデータの読出し処理が実行される。

図３０は、充電温度特性データの一例を示す図である。

図３０において、充電温度特性データは、充電時温度によってバッテリーパック１２８の満充電容量が変化するのを補正するためのデータである。本実施の形態では、充電時温度２５℃のときの満充電容量を１として、充電時温度５℃のときの満充電容量効率が０．９２、充電時温度３５℃のときの満充電容量効率が１．０２となる。

図１９に戻り、ステップＳ２１７では、制御マイコン３０８は、満充電容量データ、温度、充電時温度データ、充電温度特性データ、及び充電状態データ１，２に基づいて、バッテリーパック１２８の残容量を算出する（残容量算出処理）。

図２１は、図１９のステップＳ２１７における残容量算出処理の詳細を示すフローチャートである。

図２１において、ステップＳ２１０１では、制御マイコン３０８は、ステップＳ２１３で読み出した満充電容量データを参照する。次に、ステップＳ２１０２では、ステップＳ２１５で読み出した充電時温度データを参照する。次に、ステップＳ２１０３では、ステップＳ２１６で読み出した充電温度特性データを参照する。

次に、ステップＳ２１０４では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電状態データ１，２を参照する。次に、ステップＳ２１０５では、放電時充電状態データテーブルを参照する。

次に、ステップＳ２１０６では、制御マイコン３０８は、充電温度特性データから充電時温度データに対応する満充電容量効率を特定し、満充電容量データから該満充電容量効率を乗算して、満充電容量データを補正する。そして、充電状態データ１，２に基づいて、放電時温度に対応する放電時充電状態データテーブルからバッテリーパック１２８の残容量を算出して、メインフローにリターンする。

図１９に戻り、ステップＳ２１８では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８の連続使用可能時間の算出を行う（連続使用可能時間算出処理）。

図２２は、図１９のステップＳ２１８における連続使用可能時間算出処理の詳細を示すフローチャートである。

図２２において、ステップＳ２２０１では、制御マイコン３０８は、電子機器３０１に設定された動作モードを検出する。ステップＳ２２０２では、制御マイコン３０８内のＲＯＭに格納されている消費電力データテーブルを参照し、ステップＳ２２０１で検出した動作モードに対応する消費電力を算出する。消費電力データテーブルの一例を図３１に示す。消費電力データテーブルでは、電子機器３０１の動作モード毎に単位時間当たりの消費電力が定義されている。

次に、ステップＳ２２０３では、ステップＳ２１７で算出したバッテリーパック１２８の残容量を、ステップＳ２２０２で算出した消費電力で除算することで、動作モードにおける連続使用可能時間を算出して、メインフローにリターンする。

図１９に戻り、ステップＳ２１９では、制御マイコン３０８は、ステップＳ２１８で算出した連続使用可能時間から実使用可能時間の算出を行う（実使用可能時間算出処理）。

図２３は、図１９のステップＳ２１９における実使用可能時間算出処理の詳細を示すフローチャートである。

図２３おいて、ステップＳ２３０１では、ステップＳ２１８で算出した連続使用可能時間を参照する。次に、ステップＳ２３０２では、制御マイコン３０８内のＲＯＭに予め格納されている実使用可能時間係数データテーブルから適切な実使用可能時間係数を選択して、選択した実使用可能時間係数を連続使用可能時間に乗算することで実使用可能時間を算出する。そして、メインフローにリターンする。

実使用可能時間係数は、例えば、撮影モードにおいて一般的に行われる撮影待機、ズーム操作等の消費電力量を定数化したものである。制御マイコン３０８内のＲＯＭに格納されている実使用可能時間係数データテーブルの一例を図３２に示す。実使用可能時間係数データテーブルでは、動作モード毎に実使用可能時間係数が定義されている。

図１９に戻り、ステップＳ２２０では、制御マイコン３０８は、ステップＳ２１８で算出した連続使用可能時間とステップＳ２１９で算出した実使用可能時間とを電子機器３０１の表示部３１３に表示するように制御する。

図２０において、ステップＳ２２１では、制御マイコン３０８は、電子機器３０１に設定された動作モードに対応する動作を開始する。本実施の形態では、電子機器３０１はデジタルカメラであるので、動作モードが撮影モードであれば撮影動作を開始し、動作モードが再生モードであれば、再生動作を開始する。次に、ステップＳ２２２では、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている充電履歴データのデータアドレスに「０」を書き込む。この充電履歴データの書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。

ステップＳ２２４〜ステップＳ２２６では、制御マイコン３０８は、ステップＳ２１１で動作開始された動作モードの動作時間をタイマーで計測する。なお、タイマーは制御マイコン３０８内に内蔵されているものとする。

次に、ステップＳ２２７では、制御マイコン３０８は、消費電力量の算出を行う（消費電力量算出処理）。

図２４は、図２０のステップＳ２２７における消費電力量算出処理の詳細を示すフローチャートである。

図２４において、ステップＳ２４０１では、制御マイコン３０８がバッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３に格納されている放電温度負荷特性データテーブルを参照する。この放電温度負荷特性データテーブルは、図３３に示すように、放電時の温度によって消費電力量を補正するための補正テーブルである。

次に、ステップＳ２４０２では、制御マイコン３０８が電子機器３０１の現在の動作モードを検出する。次に、ステップＳ２４０３では、図３１に示した、制御マイコン３０８内のＲＯＭに格納されている消費電力データテーブルを参照し、ステップＳ２４０２で検出した動作モードに対応する消費電力を特定する。そして、ステップＳ２４０４では、ステップＳ２４０３で特定した消費電力に、ステップＳ２２４からステップＳ２２６で計測した動作時間を掛けて、動作モードの消費電力量を算出する。そして、ステップＳ２４０１で参照した放電温度負荷特性データテーブルに基づいて該消費電力量の補正を行い、メインフローにリターンする。

図２０に戻り、ステップＳ２２８では、充電状態データ算出処理を行う。

図２５は、図２０のステップＳ２２８における充電状態データ算出処理の詳細を示すフローチャートである。

図２５において、ステップＳ２５０１では、ステップＳ２１７にて算出した残容量を参照する。ステップＳ２５０２では、ステップＳ２２７で算出した消費電力量を参照する。ステップＳ２５０３では、残容量から消費電力量を減算して動作モード終了後のバッテリーパック１２８の残容量を算出する。ステップＳ２５０４では、ステップＳ２１０で測定した温度に対応する放電時充電状態データテーブルを参照する。ステップＳ２５０５では、ステップＳ２５０３で算出された残容量に基づいて、ステップＳ２５０４で参照した放電時充電状態データテーブルから動作モード終了後の充電状態データ１，２を算出して、メインフローにリターンする。

図２０に戻り、ステップＳ２２９では、制御マイコン３０８は、不揮発性メモリ１３３内の充電状態データ１，２とステップＳ２２８で算出した充電状態データ１，２とを比較し、充電状態データの書き換えが必要か否かを判断する。データを比較した結果、充電状態データが一致した場合、制御マイコン３０８は充電状態の書き換えが不要と判断し、ステップＳ２０８に移行する。一方、充電状態データが一致しない場合は、制御マイコン３０８は充電状態データの書き換え必要と判断して、ステップＳ２３０に移行する。

ステップＳ２３０では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８内の不揮発性メモリ１３３にある充電状態データ１，２のデータアドレスに、ステップＳ２２８で算出した充電状態データ１，２を書き込む。充電状態データの書き込みには、図６に示したデータの書き込み処理が実行される。

次に、ステップＳ２３２では、制御マイコン３０８は、バッテリーパック１２８の脱却検出を行い、電子機器３０１からバッテリーパック１２８が外されると本処理を終了する。バッテリーパック１２８が外されていない場合には、ステップＳ２０８に移行する。なお、脱却検出には、例えば、電子機器側の温度（Ｔ）端子３０４がオープンになった場合に、バッテリーパック１２８が取り外されたと判断する。

上記実施の形態によれば、充電装置１０１によるバッテリーパック１２８の充電時の充電状態を精度よく管理することができる。また、電子機器３０１におけるバッテリーパック１２８の残容量を精度よく管理することができ、より正確な残量表示を行うことができる。また、充電時の温度特性や放電時の温度特性をバッテリーパック１２８の残量表示に反映させることが可能となり、残量表示の精度を向上させることができる。また、電流値を測定するための素子を電源ラインに設けることなく、小型・低コストで電力効率の良い残量表示を行うことができる。

上記実施の形態では、充電時及び放電時の使用温度範囲を３分割して管理する例を示したが、より細分化して温度毎のデータを記憶することも可能である。またメモリ容量が限られている場合、温度範囲毎の充電特性データ及び放電特性データを補間計算により算出し、充電時充電状態データテーブル及び放電時充電状態データテーブルを作成することも可能である。このことにより、より高精度に残容量状態を管理することが可能になる。

上記実施の形態では、電子機器３０１は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラに限らず、携帯電話やノートパソコン、ＰＤＡ等の情報端末であってもよい。また、バッテリーパック１２８は、サーミスタ１３４を備えているが、温度の測定が可能であれば、これに限定されるものではない。

また、上記実施の形態では、バッテリーパック１２８に温度測定素子であるサーミスタ１３４を設けているが、当該サーミスタが省略されていてもよい。その場合、図３のステップＳ１１２が省略される。そして、充電制御マイコン１１８内のＲＯＭには常温時の充電時充電状態データテーブルのみが格納されることになる。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによって達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを格納した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行う場合である。

本発明の実施形態に係る充電装置及びバッテリーパックの内部構成を示すブロック図である。 バッテリーパック内の不揮発性メモリに格納された各種データ及びテーブル情報を示す図である。 充電装置によるバッテリーパックへの充電処理を示すフローチャートである（その１）。 充電装置によるバッテリーパックへの充電処理を示すフローチャートである（その２）。 不揮発性メモリからのデータの読出し処理を示すフローチャートである。 不揮発性メモリへのデータの書き込み処理を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１１２におけるバッテリーパック温度測定処理の詳細を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１１４における充電状態データ算出処理の詳細を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１１７における充電放置劣化補正処理の詳細を示すフローチャートである。 図４のステップＳ１２６における充電サイクル劣化補正処理の詳細を示すフローチャートである。 充電状態データ１に対応する充電時充電状態データテーブルの一例を示す図であり、（ａ）は充電時温度２５℃時、（ｂ）は充電時温度５℃時、（ｃ）は充電時温度３５℃時のものである。 充電状態データ１，２に対応する充電時充電状態データテーブルの一例を示す図である。 バッテリーパックの充電特性と充電状態データ１，２との関係を示す図である。 温度変化による充電特性の変化を示す図である。 充電放置劣化テーブルの一例を示す図である。 充電サイクル劣化補正テーブルの一例を示す図である。 充電装置の表示部に表示される充電状態の表示例を示す図である。 本発明の実施形態に係る電子機器及びバッテリーパックの内部構成を示すブロック図である。 バッテリーパック装着後の電子機器における動作処理を示すフローチャートである（その１）。 バッテリーパック装着後の電子機器における動作処理を示すフローチャートである（その２）。 図１９のステップＳ２１７における残容量算出処理の詳細を示すフローチャートである。 図１９のステップＳ２１８における連続使用可能時間算出処理の詳細を示すフローチャートである。 図１９のステップＳ２１９における実使用可能時間算出処理の詳細を示すフローチャートである。 図２０のステップＳ２２７における消費電力量算出処理の詳細を示すフローチャートである。 図２０のステップＳ２２８における充電状態データ算出処理の詳細を示すフローチャートである。 充電状態データ１に対応する放電時充電状態データテーブルの一例を示す図であり、（ａ）は放電時温度２５℃時、（ｂ）は放電時温度５℃時、（ｃ）は放電時温度３５℃時のものである。 充電状態データ１，２に対応する放電時充電状態データテーブルの一例を示す図である。 バッテリーパックの放電温度特性と充電状態データ１との関係を示す図である。 バッテリーパックの放電負荷特性と充電状態データ１との関係を示す図である。 充電温度特性データの一例を示す図である。 消費電力データテーブルの一例を示す図である。 実使用可能時間係数データテーブルの一例を示す図である。 放電温度負荷特性データテーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１０１ 充電装置
１１８ 充電制御マイコン
１２８ バッテリーパック
１３３ 不揮発性メモリ
１３４ サーミスタ（温度測定素子）
１３８ 二次電池セル
１３９，３１３ 表示部
３０１ 電子機器
３０８ 制御マイコン
３０９ 電子負荷

Claims (24)

1. メモリと二次電池とを備えたバッテリーパックが装着される充電装置であって、
   前記バッテリーパックへの充電電流を測定する充電電流測定手段と、
   前記バッテリーパックへの充電電圧を測定する充電電圧測定手段と、
   前記測定された充電電流及び充電電圧の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電状態データ決定手段と、
   前記決定した充電状態データを前記バッテリーパックのメモリに書き込む書き込み手段とを備えることを特徴とする充電装置。
2. 前記充電状態データ決定手段は、前記バッテリーパックへの充電電流及び充電電圧の少なくとも一方と前記充電状態データとを対応させたデータテーブルを有し、前記データテーブルに基づいて前記充電状態データを決定することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
3. 前記バッテリーパックのメモリには前記バッテリーパックの種別を表す識別データが記憶され、前記充電状態データ決定手段は前記識別データに基づいて複数のデータテーブルから使用するデータテーブルを選択することを特徴とする請求項２記載の充電装置。
4. 前記バッテリーパックは温度測定素子を有し、前記充電状態データ決定手段は前記温度測定素子によって測定される温度に基づいて複数のデータテーブルから使用するデータテーブルを選択することを特徴とする請求項２記載の充電装置。
5. 前記バッテリーパックのメモリには前記データテーブルを作成するための充電特性データが記憶され、前記充電状態データ決定手段は、前記充電特性データを前記メモリから読み出して、前記バッテリーパックへの充電電流及び充電電圧の少なくとも一方と前記充電状態データとを対応させたデータテーブルを作成することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
6. 前記バッテリーパックのメモリには前記バッテリーパックの種別を表す識別データが記憶され、前記充電状態データ決定手段は、前記バッテリーパックのメモリから読み出した前記識別データに対応するデータテーブルがない場合に、前記充電特性データを前記メモリから読み出して、前記データテーブルを作成することを特徴とする請求項５記載の充電装置。
7. 前記充電特性データは、少なくとも前記バッテリーパックの充電電圧、充電電流、満充電容量比率、及び充電容量を含むことを特徴とする請求項５又は６記載の充電装置。
8. 前記充電状態データ決定手段は、放電状態から所定の充電状態までは充電電圧に基づいて前記充電状態データを決定し、前記所定の充電状態から満充電状態までは充電電流に基づいて前記充電状態データを決定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の充電装置。
9. メモリと二次電池とを備えたバッテリーパックが装着される電子機器であって、
   前記バッテリーパックからの出力電圧を測定する出力電圧測定手段と、
   前記測定された出力電圧に基づいて前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電状態データ決定手段と、
   前記決定した充電状態データを前記バッテリーパックのメモリに書き込む書き込み手段とを備えることを特徴とする電子機器。
10. 前記充電状態データ決定手段は、前記バッテリーパックからの出力電圧と前記充電状態データとを対応させたデータテーブルを有し、前記データテーブルに基づいて前記充電状態データを決定することを特徴とする請求項９記載の電子機器。
11. 前記バッテリーパックのメモリには前記バッテリーパックの種別を表す識別データが記憶され、前記充電状態データ決定手段は前記識別データに基づいて複数のデータテーブルから使用するデータテーブルを選択することを特徴とする請求項１０記載の電子機器。
12. 前記バッテリーパックのメモリには前記バッテリーパックの充電時の温度を表す充電時温度データが記憶され、前記充電状態データ決定手段は前記充電時温度データに基づいて複数のデータテーブルから使用するデータテーブルを選択することを特徴とする請求項１０記載の電子機器。
13. 前記バッテリーパックのメモリには前記データテーブルを作成するための放電特性データが記憶され、前記充電状態データ決定手段は、前記放電特性データを前記メモリから読み出して、前記バッテリーパックからの出力電圧と前記充電状態データとを対応させたデータテーブルを作成することを特徴とする請求項９記載の電子機器。
14. 前記バッテリーパックのメモリには前記バッテリーパックの種別を表す識別データが記憶され、前記充電状態データ決定手段は、前記バッテリーパックのメモリから読み出した前記識別データに対応するデータテーブルがない場合に、前記放電特性データを前記メモリから読み出して、前記データテーブルを作成することを特徴とする請求項１３記載の電子機器。
15. 前記放電特性データは、少なくとも前記バッテリーパックの出力電圧、放電負荷、満充電容量比率、及び充電容量を含むことを特徴とする請求項１３又は１４記載の電子機器。
16. 前記充電状態データ決定手段によって決定された充電状態データが、前記バッテリーパックのメモリに記憶されている充電状態データと異なる場合には、前記書き込み手段は前記バッテリーパックのメモリに記憶されている充電状態データを前記充電状態データ決定手段によって決定された充電状態データに更新することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の電子機器。
17. 前記充電状態データ決定手段によって決定された充電状態データから前記電子機器の使用可能時間を算出する使用可能時間算出手段を有することを特徴とする請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の電子機器。
18. 装着されたバッテリーパックへの充電電流及び充電電圧の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電装置に装着されるバッテリーパックであって、
    前記決定された充電状態データが書き込まれるメモリを有することを特徴とするバッテリーパック。
19. 前記メモリには、前記バッテリーパックへの充電電流及び充電電圧の少なくとも一方と前記充電状態データとを対応させたデータテーブルを作成するための充電特性データが記憶されることを特徴とする請求項１８記載のバッテリーパック。
20. 装着されたバッテリーパックからの出力電圧に基づいて、前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する電子機器に装着されるバッテリーパックであって、
    前記決定された充電状態データが書き込まれるメモリを有することを特徴とするバッテリーパック。
21. 前記メモリには、前記バッテリーパックからの出力電圧と前記充電状態データとを対応させたデータテーブルを作成するための放電特性データが記憶されることを特徴とする請求項２０記載のバッテリーパック。
22. メモリと、二次電池とを備えたバッテリーパックが装着される充電装置の制御方法であって、
    前記バッテリーパックへの充電電流を測定する充電電流測定ステップと、
    前記バッテリーパックへの充電電圧を測定する充電電圧測定ステップと、
    前記測定された充電電流及び充電電圧の少なくとも一方に基づいて、前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電状態データ決定ステップと、
    前記決定した充電状態データを前記バッテリーパックのメモリに書き込む書き込みステップとを備えることを特徴とする充電装置の制御方法。
23. メモリと、二次電池とを備えたバッテリーパックが装着される電子機器の制御方法であって、
    前記バッテリーパックからの出力電圧を測定する出力電圧測定ステップと、
    前記測定された出力電圧に基づいて前記バッテリーパックの充電状態を表す充電状態データを決定する充電状態データ決定ステップと、
    前記決定した充電状態データを前記バッテリーパックのメモリに書き込む書き込みステップとを備えることを特徴とする電子機器の制御方法。
24. 請求項２２又は２３記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータに読み取り可能なプログラム。

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