JPH0851727A - 充電器および充電方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用途中で電池切れとならないように使用し
たい状況に応じた充電を行なうことができる充電器およ
び充電方法を提供する。 【構成】 充電器５０は、ワンチップマイコン１、スイ
ッチＳＷ１、ＳＷ２、動作モードテーブル１３、定電圧
電源１４、定電流回路１５を備え、電池パック２２に内
蔵された電池２１に充電を行なう。電池パック２２には
電池の温度を検出するサーミスタ２３および電池残量を
検出する電池残量検出手段２０が備わっている。スイッ
チＳＷ１、ＳＷ２から充電後に使用する動作モードおよ
びその使用時間を入力すると、現在の電池残量からどの
くらい充電量が必要であるかを算出して充電を開始す
る。例えば、メモリカードのリードライトを５０分使用
したいときにはその動作モードを入力し、必要な充電量
に相当する時間になるまで充電時間をタイマにより計測
し、達したら充電を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は二次電池の充電を制御す
る充電器および充電方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ニッカド（ＮｉＣｄ）電池やニッ
ケル水素電池などの二次電池の充電を制御する充電器と
して、満充電時における電池の温度上昇率から充電完了
を検出するいわゆる△Ｔ検出方式のものと、満充電時に
おける電池の電圧降下から充電完了を検出する△Ｖ検出
方式のものとが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、一旦、充電を開始すると満充電に至るまで充
電を終了しないので、例えば充電してすぐに僅かの時間
だけ使用したい時でも満充電になるまで充電時間の終了
を待たなければならない。

【０００４】また、そのような状況の対処としては適当
な時間で充電を中止して使用することが考えられるが、
いざ使用してみると充電が足りず使用途中で電池切れと
なってしまうことがあった。

【０００５】そこで、本発明は使用途中で電池切れとな
らないように使用したい状況に応じて充電を行なうこと
ができる充電器および充電方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る充電器は、電池の充電を行
なう充電器において、前記電池の残量を検出する電池残
量検出手段と、充電後に使用する動作モードを入力する
動作モード入力手段と、該動作モードの使用時間を入力
する使用時間入力手段と、該入力された動作モードの使
用時間に必要な充電量を前記電池の残量に応じて算出す
る充電量算出手段と、充電時間を計測するタイマと、該
計測された充電時間が前記充電量に相当する時間に達す
るまで前記電池を充電する充電回路とを備える。

【０００７】請求項２に係る充電器は、電池の充電を行
なう充電器において、短時間の使用であることを入力す
る入力手段と、該短時間の使用に必要な充電量を算出す
る充電量算出手段と、充電時間を計測するタイマと、該
計測された充電時間が前記充電量に相当する時間に達す
るまで前記電池を充電する充電回路とを備える。

【０００８】請求項３に係る充電方法は、電池の充電を
行なう充電方法において、前記電池の残量を検出し、充
電後に使用する動作モードを入力し、該動作モードの使
用時間を入力し、該入力された動作モードの使用時間に
必要な充電量を前記電池の残量に応じて算出し、充電時
間を計測し、該計測された充電時間が前記充電量に相当
する時間に達するまで前記電池を充電する。

【０００９】

【作用】本発明の請求項１に係る充電器では、電池の充
電を行なう際に電池残量検出手段により前記電池の残量
を検出し、動作モード入力手段により充電後に使用する
動作モードを入力し、使用時間入力手段により該動作モ
ードの使用時間を入力し、充電量算出手段により該入力
された動作モードの使用時間に必要な充電量を前記電池
の残量に応じて算出し、タイマにより充電時間を計測
し、充電回路により該計測された充電時間が前記充電量
に相当する時間に達するまで前記電池を充電する。

【００１０】請求項２に係る充電器は、電池の充電を行
なう際に入力手段により短時間の使用であることを入力
し、充電量算出手段により該短時間の使用に必要な充電
量を算出し、タイマにより充電時間を計測し、充電回路
により該計測された充電時間が前記充電量に相当する時
間に達するまで前記電池を充電する。

【００１１】

【実施例】つぎに、本発明の充電器および充電方法の実
施例について説明する。

【００１２】［第１実施例］図１は本実施例の充電器５
０の外観を示す正面図である。図２は充電器５０が使用
されるハンディーターミナルの外観を示す斜視図であ
る。充電器５０は略直方体の本体５１を有し、その本体
５１の一面には商用交流（ＡＣ１００Ｖ）に接続される
電源プラグ５２が設けられており、その反対の面にはハ
ンディーターミナル７１に接続される充電プラグ５３が
設けられている。また、本体５１の正面には符号２４、
２５でそれぞれ示すロータリスイッチＳＷ１、プッシュ
スイッチＳＷ２が設けられており、その側方には充電時
に点灯するＬＥＤ５７が設けられている。

【００１３】図３は第１実施例の充電器の電気的構成を
示すブロック図である。本実施例の充電器５０にはワン
チップマイコン１が制御ユニットとして採用されてい
る。

【００１４】図において、８〜１２および１８はワンチ
ップマイコン１の入力ポート（Ｐ１〜Ｐ６）である。前
述したように、２４は８〜１２の入力ポートＰ１〜Ｐ５
にデータを設定するためのロータリスイッチＳＷ１であ
り、２５は入力ポートＰ６にデータを設定するプッシュ
スイッチＳＷ２である。

【００１５】ワンチップマイコン１にはマイクロプロセ
ッサ（ＣＰＵ）３の他に、周知のＲＯＭ５、ＲＡＭ７、
タイマ２、カウンタ４、Ａ／Ｄコンバータ６、Ｉ／Ｏポ
ート８〜１２、１８などが内蔵されている。

【００１６】１３は外部メモリに格納されており、動作
モード別の消費電流などのデータが格納された動作モー
ドテーブルである。１４は定電圧電源で商用交流ＡＣ１
００Ｖからワンチップマイコン１が動作するのに必要な
直流電圧ＤＣ５Ｖと定電流回路１５を動作させるのに必
要な電圧を出力する。ワンチップマイコン１は抵抗１６
と電池パック２２内のサーミスタ２３とによって分圧さ
れた電圧値から電池２１の温度を判断し、定電流回路１
５をオンオフ制御して電池２１の充電を行なう。

【００１７】また、電池パック２２には現在の電池残量
を検出するために電池残量検出手段２０が設けられてい
る。電池残量検出手段２０は、抵抗１９による電圧降下
から電池２１の放電電流を計算し、満充電状態からの放
電電流を積算していくことにより電池残量のデータを算
出し、そのデータをワンチップマイコン１に送出する。

【００１８】上記構成を有する充電器５０では、まず使
用者はどのような動作モードでどのくらいの時間だけ動
作させたいのかをロータリスイッチＳＷ１、プッシュス
イッチＳＷ２から入力する。ロータリスイッチＳＷ１、
プッシュスイッチＳＷ２のスイッチ状態は前述のＩ／Ｏ
ポートＰ１〜Ｐ６に入力される。ここで、各Ｉ／Ｏポー
トは抵抗によりプルアップされているので、スイッチＳ
Ｗ１、ＳＷ２がオフ状態ではＨレベル、オン状態ではＬ
レベルがそれぞれ各Ｉ／Ｏポートに入力される。

【００１９】ロータリスイッチＳＷ１からＩ／Ｏポート
Ｐ１〜Ｐ５に入力されるＨ／Ｌレベルは後述するＭ１〜
Ｍ５のデータイネーブルに相当し、Ｍ１〜Ｍ５のデータ
はＩ／ＯポートＰ６によって設定される。図４はＭ１お
よびＭ２に応じた動作モードを表すテーブルである。図
５はＭ３〜Ｍ５に応じた動作時間を表すテーブルであ
る。

【００２０】動作モードおよび動作時間の内容は動作モ
ードテーブル１３に記憶されている。図４にはスイッチ
ＳＷ１、ＳＷ２によって入力されたＭ１およびＭ２のデ
ータの組み合わせに応じた４つの動作モード、すなわち
キー入力、メモリカードの読み書き、シリアルインター
フェースによる通信、プリンタといった各動作モードと
それに応じた消費電流が示されている。また、図５には
Ｍ３〜Ｍ５のデータの組み合わせに応じた動作時間が示
されており、１０分から７０分の範囲で動作時間を１０
分単位に設定できる。

【００２１】つづいて、動作モードおよび動作時間の設
定について具体的に説明する。使用者はロータリスイッ
チＳＷ１を切り替えてプッシュスイッチＳＷ２からデー
タを入力することにより動作モードを決定する。まず、
ロータリスイッチＳＷ１のＩ／ＯポートＰ１をオン状態
にしておき、プッシュスイッチＳＷ２をオンかオフに設
定することによりＭ１のデータを確定し、ロータリスイ
ッチＳＷ１をＩ／ＯポートＰ１からＰ２に切り替えたと
きにＩ／ＯポートＰ１のデータがＬレベルからＨレベル
になるときの信号の立ち上がりによって、ワンチップマ
イコン１はプッシュスイッチＳＷ２のデータをＭ１のデ
ータとして取り込む。同様にしてＭ２からＭ５のデータ
もプッシュスイッチＳＷ２による設定とロータリスイッ
チＳＷ１の切り替えにより取り込まれる。

【００２２】例えば、メモリカードのリードライトを５
０分使用する場合の入力方法を示す。この場合にＭ１か
らＭ５のデータは図４および図５に示した動作モードテ
ーブルからつぎのようになる。

【００２３】Ｍ１＝Ｌｏｗ、Ｍ２＝Ｈｉｇｈ、 Ｍ３＝Ｈｉｇｈ、Ｍ４＝Ｌｏｗ、Ｍ５＝Ｌｏｗ これらのデータをスイッチＳＷ１、ＳＷ２から入力して
いく。まず、ロータリスイッチＳＷ１をＩ／ＯポートＰ
１の位置に合わせてあることを確認し、プッシュスイッ
チＳＷ２をＭ１の設定データのＬｏｗにするためにオン
状態にし、Ｉ／ＯポートＰ６の入力データをＬｏｗにす
る。つぎに、スイッチＳＷ１をＩ／ＯポートＰ２に切り
替えることによりＩ／ＯポートＰ１のデータはＬｏｗか
らＨｉｇｈになり、この立ち上がりエッジをワンチップ
マイコン１が検出すると同時にＭ１のデータとしてＬｏ
ｗを取り込む。同様にＭ２の設定データであるＨｉｇｈ
を入力するためスイッチＳＷ１がＩ／ＯポートＰ２の位
置にあることを確認し、スイッチＳＷ２をオフ状態（Ｉ
／ＯポートＰ６のデータがＨｉｇｈ状態）にし、スイッ
チＳＷ１をＩ／ＯポートＰ２からＰ３の位置に切り替え
ることによりＩ／ＯポートＰ２の入力がＬｏｗからＨｉ
ｇｈになり、この立ち上がりをトリガにしてＰ６のデー
タをＭ２のデータとして取り込む。Ｍ３からＭ５のデー
タ入力も同様にして、スイッチＳＷ２をオフ状態にして
スイッチＳＷ１をＰ３からＰ４に切り替えることでＭ３
にＨｉｇｈのデータが、つづいてスイッチＳＷ２をオン
状態にしてスイッチＳＷ１をＰ４の位置からＰ５の位置
に切り替えることでＭ４にＬｏｗのデータが、最後にス
イッチＳＷ２をオン状態にしてスイッチＳＷ位置をＰ５
の位置からＰ４の位置に戻してＭ５のデータとしてＬｏ
ｗが取り込まれる。

【００２４】ここで、ロータリスイッチＳＷ１は動作モ
ードの入力時必ずＰ１の位置からＰ２、Ｐ３と順に切り
替えていき、最後にＰ５の入力をＬｏｗからＨｉｇｈに
するためにＰ４の位置に戻すことにより立ち上がりエッ
ジが入力されてデータの入力設定が終了する。改めて入
力するためには再びロータリスイッチＳＷ１をＰ１の位
置に戻すことにより初めて入力スタンバイの状態にな
る。

【００２５】このようにして入力した各Ｉ／Ｏポートの
入力データから動作モードテーブル１３を参照し、ワン
チップマイコン１は動作モードとその消費電流を判断
し、このデータを基に選択された動作モードに必要な充
電量を計算し、更に電池パック２２内の電池残量検出手
段２０から電池残量に関するデータを受け取り、入力さ
れた動作モードを動作させるには残りどのくらい充電す
べきであるかを判断して充電を開始する。

【００２６】また、Ｍ１からＭ５のデータが全てＨｉｇ
ｈのとき、つまりスイッチＳＷ２はオフのままスイッチ
ＳＷ１を切り替えていったときは通常の充電を行なう。
通常の充電は電池温度をサーミスタ２３と抵抗１６によ
る電圧から充電時の電池温度をモニタし、単位時間当た
りの電池の温度上昇を算出し、満充電時に起こる温度上
昇率１℃／分に達したら満充電と判断して充電を終了す
る。

【００２７】図６は充電処理ルーチンを示すフローチャ
ートである。ワンチップマイコン１は、まず通常の充電
であるか、あるいは少しだけ動作させるための充電であ
るかを動作モード入力用のスイッチＳＷ１、ＳＷ２の設
定から判断し（ステップＳ１）、電池パック２２が充電
器５０にセットされると（ステップＳ２）、少しだけ動
作させるための充電であるか通常の充電であるかを判別
する（ステップＳ３）。通常の充電であるならば満充電
になるまで充電を行ない（ステップＳ４）、満充電を検
出したら充電を終了する（ステップＳ７）。

【００２８】また、少しだけ動作させるための充電であ
るならば、現在の電池残量を電池パック２２内の電池残
量検出手段２０から電池残量に関するデータを受け取
り、入力された動作モードの必要充電量が現在の電池残
量で間に合うかどうかを判断し（ステップＳ５）、間に
合う場合は充電を直ちに終了し（ステップＳ７）、不足
している場合は不足分を充電して（ステップＳ６）充電
を終了する（ステップＳ７）。

【００２９】図７はステップＳ６において不足分を充電
させたい場合の不足分充電処理サブルーチンを示すフロ
ーチャートである。まず、電池残量を検出し（ステップ
Ｓ８）、電池残量が２０％に満たないか否かを判別する
（ステップＳ９）。

【００３０】電池残量が２０％に満たないならば２０％
を越えるまで予備充電を行なう（ステップＳ１０、Ｓ１
１）。ここで、図８は電池の充電量に対する充電効率を
示すグラフである。予備充電を行なうのは、残量が少な
いと充電効率が極端に落ちるという電池の特性を考慮
し、残量を２０％以上にしてから動作モードに見合った
充電を行なうためである。

【００３１】電池残量が２０％以上ならば充電効率を８
０％とし、動作モードに見合った必要充電量を計算して
充電時間を算出する（ステップＳ１２、Ｓ１３）。必要
充電量は次式により算出される。

【００３２】必要充電時間＝選択動作モードの消費電流
×動作時間／（充電電流×０．８）算出された時間の充
電を行ってから（ステップＳ１４）充電量が必要充電量
に応じた必要充電時間に達したら充電を終了する（ステ
ップＳ１５）。

【００３３】以上示したように、本実施例の充電器５０
によれば、所定の動作モードで使用したいときに電池残
量があまり残ってないときなどでも電池の充電の必要が
あるときなどにその動作モードに応じた充電時間だけ充
電できるので、従来のように電池が満充電になるまで充
電しなければならなかったり、適当に充電を行った結
果、使用途中で電池がなくなってしまうというようなこ
とがなく、最短の時間て必要な分だけ充電することがで
きる。

【００３４】尚、充電する際に充電電流や充電電圧を変
更してもよいことは勿論である。

【００３５】［第２実施例］つぎに、第２実施例の充電
器および充電方法の実施例について説明する。図９は第
２実施例の充電器の電気的構成を示すブロック図であ
る。第２実施例の充電器はロータリスイッチＳＷ１、電
池残量検出手段２０などを省いて前記第１実施例より簡
略化した電気的構成を有する。前記第１実施例と同一の
構成部分は同一の符号で示されている。

【００３６】本実施例の充電器では、モードスイッチと
してのプッシュスイッチＳＷ２が押されたか否かを判別
し、押されていればワンチップマイコン１内のＲＯＭ５
に記憶されている機器の平均的な動作に必要な消費電流
から算出された充電時間、つまり機器を１０分間使用す
るのに必要な充電時間を呼び出し、その時間をタイマ２
に設定し、それに従って定電流回路１５をイネーブルに
して１０分以内の短時間の使用に対する充電を行なう。
また、スイッチＳＷ２が押されていなければ通常の充電
モードに入り、満充電を検出したら充電を終了する。

【００３７】以上示したように、第２実施例の充電器に
よれば電池を充電しなければならなく、しかも１０分以
内のような短時間だけ動作させたいような場合が急遽発
生した場合、電池が満充電になるまて待たなくても短時
間の使用に見合った充電を行なうことができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る充電器によれ
ば、電池の充電を行なう際に電池残量検出手段により前
記電池の残量を検出し、動作モード入力手段により充電
後に使用する動作モードを入力し、使用時間入力手段に
より該動作モードの使用時間を入力し、充電量算出手段
により該入力された動作モードの使用時間に必要な充電
量を前記電池の残量に応じて算出し、タイマにより充電
時間を計測し、充電回路により該計測された充電時間が
前記充電量に相当する時間に達するまで前記電池を充電
するので、電池が満充電になるまで待つことなく、充電
後に使用する動作モードに応じた量の充電を行なうこと
ができる。

【００３９】また、電池の残量が無い状態で短時間だけ
ある動作モードで使用したいときに充電する場合におい
て、満充電になる前に充電を終了して使用したとき、従
来の充電器では充電量が十分でなく使用途中で電池切れ
が起こってしまうことがあるが、本発明の充電器によれ
ば充電後に使用する動作モードに応じた充電時間を判断
し、短時間で充電を終わらせることができるので、使用
途中で電池切れが起こってしまうことを防ぐことができ
る。

【００４０】請求項２に係る充電器によれば、電池の充
電を行なう際に入力手段により短時間の使用であること
を入力し、充電量算出手段により該短時間の使用に必要
な充電量を算出し、タイマにより充電時間を計測し、充
電回路により該計測された充電時間が前記充電量に相当
する時間に達するまで前記電池を充電するので、短時間
だけ動作させたいような場合が急きょ発生した場合、電
池が満充電になるまで待たなくても短時間に使用したい
動作に見合った充電を行なうことができる。

【００４１】請求項３に係る充電方法によれば、電池の
充電を行なう充電方法において、前記電池の残量を検出
し、充電後に使用する動作モードを入力し、該動作モー
ドの使用時間を入力し、該入力された動作モードの使用
時間に必要な充電量を前記電池の残量に応じて算出し、
充電時間を計測し、該計測された充電時間が前記充電量
に相当する時間に達するまで前記電池を充電するので、
電池が満充電になるまで待つことなく、充電後に使用す
る動作モードに応じた量の充電を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の充電器５０の外観を示す正面図で
ある。

【図２】充電器５０が使用されるハンディーターミナル
の外観を示す斜視図である。

【図３】第１実施例の充電器の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】Ｍ１およびＭ２に応じた動作モードを表すテー
ブルである。

【図５】Ｍ３〜Ｍ５に応じた動作時間を表すテーブルで
ある。

【図６】充電処理ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図７】ステップＳ６において不足分を充電させたい場
合の不足分充電処理サブルーチンを示すフローチャート
である。

【図８】電池の充電量に対する充電効率を示すグラフで
ある。

【図９】第２実施例の充電器の電気的構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ … ワンチップマイコン ２ … タイマ ３ … ＣＰＵ ４ … カウンタ ５ … ＲＯＭ ６ … Ａ／Ｄコンバータ ７ … ＲＡＭ ８ … Ｉ／ＯポートＰ１ ９ … Ｉ／ＯポートＰ２ １０ … Ｉ／ＯポートＰ３ １１ … Ｉ／ＯポートＰ４ １２ … Ｉ／ＯポートＰ５ １３ … 動作モードテーブル １４ … 定電圧電源 １５ … 定電流回路 １６ … 抵抗 １８ … Ｉ／／Ｏポート９６ １９ … 抵抗 ２０ … 電池残量検出手段 ２１ … 電池 ２２ … 電池パック ２３ … サーミスタ ２４ … ロータリスイッチ ２５ … プッシュスイッチ ２６ … 抵抗 ５０ … 充電器 ５１ … 本体 ５２ … 電源プラグ ５３ … 充電プラグ ５７ … ＬＥＤ ７１ … ハンディーターミナル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池の充電を行なう充電器において、 前記電池の残量を検出する電池残量検出手段と、 充電後に使用する動作モードを入力する動作モード入力
   手段と、 該動作モードの使用時間を入力する使用時間入力手段
   と、 該入力された動作モードの使用時間に必要な充電量を前
   記電池の残量に応じて算出する充電量算出手段と、 充電時間を計測するタイマと、 該計測された充電時間が前記充電量に相当する時間に達
   するまで前記電池を充電する充電回路とを備えたことを
   特徴とする充電器。
2. 【請求項２】 電池の充電をなう充電器において、 短時間の使用であることを入力する入力手段と、 該短時間の使用に必要な充電量を算出する充電量算出手
   段と、 充電時間を計測するタイマと、 該計測された充電時間が前記充電量に相当する時間に達
   するまで前記電池を充電する充電回路とを備えたことを
   特徴とする充電器。
3. 【請求項３】 電池の充電を行なう充電方法において、 前記電池の残量を検出し、 充電後に使用する動作モードを入力し、 該動作モードの使用時間を入力し、 該入力された動作モードの使用時間に必要な充電量を前
   記電池の残量に応じて算出し、 充電時間を計測し、 該計測された充電時間が前記充電量に相当する時間に達
   するまで前記電池を充電することを特徴とする充電方
   法。