JP2012090451A - 充電装置及び携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】充電電流の異常をより正確に検出しうる構成を部品点数を増大させることなく且つ回路構成を複雑化することなく実現する。
【解決手段】充電装置１００は、外部電源９０からの電力に基づいて電池１７に充電電流を供給する充電回路７０と、充電回路７０から電池１７への充電電流の供給をオン状態とオフ状態とに切り替えるマイコン８１と、電池１７の端子電圧に応じた値を出力するＡＤ変換器８２を備えている。マイコン８１は、充電電流の供給を所定のタイミングでオフ状態及びオン状態の一方の状態から他方の状態に切り替え、他方の状態が所定時間経過した後に一方の状態に切り替えており、更に、他方の状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２からの出力値と、所定時間の前又は後に一方の状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２からの出力値との差に基づいて故障を判定している。
【選択図】図３

Description

本発明は、充電装置及び充電装置を備えた携帯端末に関するものである。

携帯型コードリーダなどの携帯端末では、一般的に充電可能な電池を搭載しており、この電池は携帯端末の内部又は外部に設けられた充電装置によって充電されるようになっている。この種の充電装置では、例えば定電流制御を行う充電回路などによって電池に供給する充電電流を規定値以下に制御しており、これにより電池に対して充電電流を安定的に供給している。

特開２０１０−１４８２５２公報

ところで、上記のような充電装置では、充電回路等が故障したときに電池に異常な充電電流が流れることが懸念されており、このような異常電流が生じると電池等の損傷を招く虞がある。従って、この種の充電装置では、装置内に充電回路等の故障を検出するための何らかの構成を設けておくことが望ましく、このような技術としては例えば特許文献１のようなものが提供されている。

この特許文献１では、電源から電池へ流れる充電電流の経路に電流センサを設けており、この電流センサの検出値に基づいて制御回路の故障を検出している。しかしながら、特許文献１の構成では、電源からの経路に専用の電流センサを介在させているため電流センサでの損失が問題となる。また、特許文献１の技術では、制御部へ流入する異常電流を検出しており、電池に流入する充電電流を検出しているわけではないため、電池保護の面で信頼性が高いとはいえなかった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、充電電流の異常をより正確に検出しうる構成を部品点数を増大させることなく且つ回路構成を複雑化することなく実現することを目的とする。

請求項１の発明は、外部電源からの電力に基づいて電池に充電電流を供給する充電回路と、前記充電回路から前記電池への充電電流の供給をオン状態とオフ状態とに切り替える切替制御手段と、前記電池の端子電圧に応じた値を出力する電圧測定手段と、を備えた充電装置であって、前記切替制御手段は、前記充電電流の供給を所定のタイミングで前記オフ状態及び前記オン状態の一方の状態から他方の状態に切り替え、前記他方の状態が所定時間経過した後に前記一方の状態に切り替える構成をなしており、更に、前記切替制御手段によって前記他方の状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果と、前記所定時間の前又は後に前記一方の状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果との差に基づいて故障を判定する故障判定手段が設けられていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の充電装置であって、前記切替制御手段が、前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されない非充電時に前記オフ状態から前記オン状態に切り替え、前記所定時間が経過した後に前記オフ状態に切り替えている。
更に、前記故障判定手段は、前記非充電時において前記所定時間の前に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖａが、前記所定時間中に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｂよりも小さくなり、且つ、前記所定時間の後に前記オフ状態に切り替えられたときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｃが前記所定時間中の測定電圧Ｖｂよりも小さくなることを条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定している。

請求項３の発明は、請求項１に記載の充電装置であって、前記切替制御手段が前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されている充電時に前記オン状態から前記オフ状態に切り替え、前記所定時間が経過した後に前記オン状態に切り替えている。
更に、前記故障判定手段は、前記充電電流の供給が前記所定時間の前に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｄが、前記所定時間中に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｅよりも大きくなり、且つ、前記所定時間の後に前記オン状態に切り替えられたときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｆが前記所定時間中の測定電圧Ｖｅよりも大きくなることを条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定している。

請求項４の発明は、請求項１に記載の充電装置であって、前記切替制御手段が前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されない非充電時に第１の所定タイミングで前記オフ状態から前記オン状態に切り替え、前記オン状態が第１所定時間経過した後に前記オフ状態に切り替えており、前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されている充電時に第２の所定タイミングで前記オン状態から前記オフ状態に切り替え、前記オフ状態が第２所定時間経過した後に前記オン状態に切り替えている。
更に、前記故障判定手段は、前記非充電時の前記第１所定時間に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果と、前記第１所定時間の前又は後に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第１の差を検出し、前記充電時の前記第２所定時間に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果と、前記第２所定時間の前又は後に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第２の差を検出し、前記第１の差及び前記第２の差の少なくともいずれかが所定条件を満たす場合に故障と判定している。

請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の充電装置であって、前記故障判定手段は、前記他方の状態に切り替えられているときの電圧測定結果と前記一方の状態に切り替えられているときの電圧測定結果との差に基づく異常判定を複数回行っている。

請求項６の発明は、請求項５に記載の充電装置であって、前記故障判定手段は、複数回行われる異常判定の結果が所定回数一致した場合に故障と判定している。

請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の充電装置であって、更に、前記電池へ電流を流入させる通電状態と、前記電池への流入電流を停止させる非通電状態とに切り替え可能なスイッチと、前記故障判定手段によって故障と判定された場合に前記スイッチを前記非通電状態に切り替えるスイッチ制御手段と、が設けられていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の充電装置であって、更に、前記故障判定手段による故障判定の結果を表示する表示装置が設けられていることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１から請求項８の充電装置を備えた携帯端末に係るものである。

請求項１、９の発明では、切替制御手段が充電電流の供給を所定のタイミングでオフ状態及びオン状態の一方の状態から他方の状態に切り替え、他方の状態が所定時間経過した後に一方の状態に切り替えている。そして、故障判定手段は、切替制御手段によって他方の状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果と、所定時間の前又は後に一方の状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果との差に基づいて故障を判定している。
この構成によれば、電池の端子電圧の変化に基づいて充電電流の異常を判断することができるため、専用の電流センサを別途設けることなく故障を判定することができ、部品点数の削減、装置構成の簡素化を図りつつ充電電流の異常が検出可能となる。特に、電池の端子電圧の変化を検出しているため、電池に直接流入する電流の異常をより正確に検出することができ、電池を効果的に保護しやすくなる。

請求項２の発明は、非充電時において所定時間の前にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖａが、所定時間中にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｂよりも小さくなり（即ちＶａ＜Ｖｂ）、且つ、所定時間の後にオフ状態に切り替えられたときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｃが所定時間中の測定電圧Ｖｂよりも小さくなること（即ち、Ｖｃ＜Ｖｂ）を条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定している。この構成では、非充電時にオフ状態からオン状態に切り替えたときの電圧変化だけでなく、その後にオン状態からオフ状態に切り替えたときの電圧変化をも評価して故障を判定することができるため、非充電時に一層正確な故障判定が可能となる。

請求項３の発明は、充電電流の供給が所定時間の前にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｄが、所定時間中にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｅよりも大きくなり（即ちＶｄ＞Ｖｅ）、且つ、所定時間の後にオン状態に切り替えられたときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｆが所定時間中の測定電圧Ｖｅよりも大きくなること（即ちＶｆ＞Ｖｅ）を条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定している。この構成では、充電時にオン状態からオフ状態に切り替えたときの電圧変化だけでなく、その後にオフ状態からオン状態に切り替えたときの電圧変化をも評価して故障を判定することができるため、充電時に一層正確な故障判定が可能となる。

請求項４の発明は、非充電時の第１所定時間にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果と、第１所定時間の前又は後にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第１の差を検出し、充電時の第２所定時間にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果と、第２所定時間の前又は後にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第２の差を検出している。そして、第１の差及び第２の差の少なくともいずれかが所定条件を満たす場合に故障と判定している。
この構成では、非充電時も充電時も故障判定が行われるため、故障が発生したときにより迅速に故障を検出することができ、電池を保護する上で一層有利となる。

請求項５の発明では、他方の状態に切り替えられているときの電圧測定結果と一方の状態に切り替えられているときの電圧測定結果との差に基づく異常判定を複数回行っている。このように異常判定を複数回行うようにすれば、異常判定の信頼性をより高めることができる。

請求項６の発明では、複数回行われる異常判定の結果が所定回数一致した場合に故障と判定している。この構成によれば、ノイズ等に起因する故障の誤判定を極力防ぐことができ、故障である可能性が極めて高い場合に故障と判定することができるようになる。

請求項７の発明では、電池へ電流を流入させる通電状態と、電池への流入電流を停止させる非通電状態とに切り替え可能なスイッチと、故障判定手段によって故障と判定された場合にスイッチを非通電状態に切り替えるスイッチ制御手段とが設けられている。この構成によれば、故障と判定された場合に、電池への流入電流を迅速に停止することができ、異常電流に起因する電池等の損傷をより効果的に抑えることができる。

請求項８の発明では、故障判定手段による故障判定の結果を表示する表示装置が設けられている。この構成によれば、充電装置が故障状態にあるか否かをユーザに知らしめることができ、ユーザが故障判定結果に応じた適切な対応を取りやすくなる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る携帯端末の電気的構成を概略的に例示するブロック図である。 図２（Ａ）は、図１の携帯端末で用いられる無線リーダ部を概略的に例示するブロック図であり、図２（Ｂ）は、情報コード読取部を概略的に例示するブロック図である。 図３は、第１実施形態に係る携帯端末に設けられた充電装置の構成を概略的に例示するブロック図である。 図４は、図３の充電装置における充電回路の構成を概略的に例示するブロック図である。 図５は、図３の充電装置における非充電時の故障判定の流れを例示するフローチャートである。 図６は、図３の充電装置における充電時の故障判定の流れを例示するフローチャートである。 図７は、非充電時におけるオフ状態及びオン状態の制御タイミングと、正常時の電圧及び異常時の電圧の関係を概略的に例示するタイミングチャートである。 図８は、充電時におけるオフ状態及びオン状態の制御タイミングと、正常時の電圧及び異常時の電圧の関係を概略的に例示するタイミングチャートである。 図９は、第２実施形態に係る携帯端末に設けられた充電装置の構成を概略的に例示するブロック図である。 図１０は、他の実施形態に係る充電装置等を概略的に例示するブロック図である。

[第１実施形態]
以下、本発明に係る充電装置及び携帯端末を具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。
（携帯端末の全体構成）
まず、図１、図２を参照し、携帯端末の全体構成について概説する。
図１は、本発明の第1実施形態に係る携帯端末の電気的構成を概略的に例示するブロック図である。図２（Ａ）は、図１の携帯端末で用いられる無線リーダ部を概略的に例示するブロック図であり、図２（Ｂ）は、情報コード読取部を概略的に例示するブロック図である。

第１実施形態に係る携帯端末１は、ユーザによって携帯されて様々な場所で用いられる携帯情報端末として構成されており、バーコードや二次元コードなどの情報コードを読み取る情報コードリーダとしての機能と、無線タグを読み取る無線タグリーダとしての機能とを備え、読み取りを二方式で行うことが可能となっている。

図１に示すように、携帯端末１は、全体的制御を司る制御部１０を備えており、この制御部１０に、メモリ１１、キー操作部１２、液晶表示器１３、ブザー１４、バイブレータ１５、ＬＥＤ１６、無線リーダ部２０、情報コード読取部３０、ＩｒＤＡ通信部４０、Bluetooth通信部５０、シリアル通信部６０などが接続されている。

制御部１０は、マイコンを主体として構成されるものであり、ＣＰＵ、システムバス、入出力インタフェース等を有し、メモリ１１とともに情報処理装置として機能している。
メモリ１１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリなどの半導体メモリによって構成されており、後述する処理を動作させる動作プログラムや様々なデータを記憶可能に構成されている。

キー操作部１２は、複数のキーによって構成され、使用者のキー操作に応じて制御部１０に対して操作信号を与える構成をなしている。液晶表示器１３は、公知の液晶表示パネルによって構成されており、制御部１０によって表示内容が制御されるようになっている。ブザー１４は、公知のブザーによって構成されており、制御部１０からの動作信号に応じて所定の音を発生させるように構成されている。バイブレータ１５は、携帯機器に搭載される公知のバイブレータによって構成されており、制御部１０からの駆動信号に応じて振動を発生させるように構成されている。また、ＬＥＤ１６は、制御部１０からの点灯信号応じて点灯するように構成されている。

無線リーダ部２０は、アンテナ２５及び制御部１０と協働して図示しない無線タグとの間で電磁波による通信を行い、無線タグに記憶されるデータの読み取り、或いは無線タグへのデータの書き込みを行うように機能している。この無線リーダ部２０は、公知の電波方式で伝送を行う回路として構成されており、図２（Ａ）に示すように、送信回路２１、受信回路２２、整合回路２３などを有している。

送信回路２１は、キャリア発振器、符号化部、増幅器、送信部フィルタ、変調部などによって構成されており、キャリア発振器から例えば周波数９５３ＭＨｚのキャリア（搬送波）が出力される構成をなしている。また、符号化部は、制御部１０より出力される送信データを符号化して変調部に出力しており、変調部は、キャリア発振器より出力されるキャリア（搬送波）に対し、通信対象へのコマンド送信時に符号化部より出力される符号化された送信符号（変調信号）によってＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調された被変調信号を生成し、増幅器に出力している。増幅器は、入力信号（変調部によって変調された被変調信号）を所定のゲインで増幅し、その増幅信号を送信部フィルタに出力しており、送信部フィルタは、増幅器からの増幅信号をフィルタリングした送信信号を、整合回路２３を介してアンテナ２５に出力している。このようにしてアンテナ２５に送信信号が出力されると、その送信信号が電磁波として当該アンテナ２５より外部に放射される。一方、アンテナ２５によって受信された電波信号は、整合回路２３を介して受信回路２２に入力される。この受信回路２２は、受信部フィルタ、増幅器、復調部、二値化処理部、複号化部などによって構成されており、アンテナ２５を介して受信された信号を受信部フィルタによってフィルタリングした後、増幅器によって増幅し、その増幅信号を復調部によって復調する。そして、その復調された信号波形を二値化処理部によって二値化し、復号化部にて復号化した後、その復号化された信号を受信データとして制御部１０に出力している。

情報コード読取部３０は図２（Ｂ）に示すように、ＣＣＤエリアセンサなどの固体撮像素子からなる受光センサ３３、結像レンズ３７、複数個のＬＥＤやレンズ等から構成される照明部３１などを備えた構成をなしており、制御部１０と協働して読取対象物Ｒに付された情報コードＣ（バーコードやＱＲコード（登録商標）等）を読み取るように機能する。 この情報コード読取部３０では、情報コードの読み取りを行う場合、制御部１０から指令を受けた照明部３１にて照明光Ｌｆが出射され、この照明光Ｌｆが情報コードＣにて反射した反射光Ｌｒが読取口（図示略）を通って装置内に取り込まれ、結像レンズ３７を通って受光センサ３３に受光されるようになっている。読取口と受光センサ３３との間に配される結像レンズ３７は、情報コードＣの像を受光センサ３３上に結像させるものであり、受光センサ３３はこの情報コードＣの像に応じた受光信号を出力する。受光センサ３３から出力される受光信号は、画像データとしてメモリ１１（図２）に記憶され、デコード処理などに用いられる。なお、情報コード読取部３０には、受光センサ３３からの信号を増幅する公知の増幅回路や、その増幅された信号をデジタル信号に変換する公知のＡＤ変換回路等が設けられているがこれらの回路については図示を省略している。

更に、制御部１０には、ＩｒＤＡ通信部４０、Bluetooth通信部５０、シリアル通信部６０等も接続されており、外部装置との間で有線通信や無線通信が可能となっている。

また、携帯端末１には、電池１７や電源回路として構成される電源部１８が設けられており、これらによって制御部１０や各種電気部品に電力が供給されている。電池１７は、充電可能な二次電池（例えばリチウムイオン電池等）によって構成されており、充電時には後述する充電装置１００（図３）からの電力供給を受けることが可能となっている。

（充電装置）
次に、充電装置１００について説明する。
図３は、第１実施形態に係る携帯端末に設けられた充電装置の構成を概略的に例示するブロック図である。図４は、図３の充電装置における充電回路の構成を概略的に例示するブロック図である。図５は、図３の充電装置における非充電時の故障判定の流れを例示するフローチャートである。図６は、図３の充電装置における充電時の故障判定の流れを例示するフローチャートである。図７は、非充電時におけるオフ状態及びオン状態の制御タイミングと、正常時の電圧及び異常時の電圧の関係を概略的に例示するタイミングチャートである。図８は、充電時におけるオフ状態及びオン状態の制御タイミングと、正常時の電圧及び異常時の電圧の関係を概略的に例示するタイミングチャートである。

図３に示すように、充電装置１００には、携帯端末１に設けられた図示しない端子を介して外部電源９０（商用電源等）に接続される充電回路７０が設けられている。この充電回路７０は、外部電源９０からの電力に基づいて電池１７に充電電流を供給するものであり、例えば図４のような構成をなしている。図４に示す充電回路７０は、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１,Ｔｒ２と、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３とを備え、電池１７に対して定電流を供給する定電流制御回路として構成されている。

この充電回路７０では、抵抗Ｒ１の一端側が商用電源からの電力供給路９１とＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のエミッタ端子に接続され、抵抗Ｒ１の他端側がＰＮＰ型トランジスタＴｒ２のエミッタ端子とＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のベース端子に接続されている。また、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ１のコレクタ端子は、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ２のベース端子と抵抗Ｒ２の一端側に接続されており、抵抗Ｒ２の他端側はＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のコレクタ端子に接続されている。また、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のベース端子はマイコン８１の出力ポートに接続されており、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のエミッタ端子は接地されている。

この充電回路７０は、マイコン８１からＨレベルの制御信号が出力されることでＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のベース端子に電圧が印加され、このＮＰＮ型トランジスタＴｒ３がオン状態とされたときに電池１７に対して一定量の充電電流が供給されるようになっている。一方、マイコン８１からＮＰＮ型トランジスタＴｒ３のベース端子に出力される制御信号がＬレベルになったときに、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ３がオフ状態となり、ＰＮＰ型トランジスタＴｒ２がオフ状態となって電池１７への充電電流の供給を停止するように構成されている。

図３に示すマイコン８１は、例えばＣＰＵを備えた公知のマイコンとして構成されており、充電回路７０に対してオン信号（Ｈレベル信号）又はオフ信号（Ｌレベル信号）を出力するように構成されている。なお、本実施形態では、マイコン８１が「切替制御手段」の一例に相当し、充電回路７０から電池１７への充電電流の供給をオン状態とオフ状態とに切り替えるように機能する。

ＡＤ変換器８２は、電圧値のアナログ信号をデジタル信号に変換する公知のＡＤ変換器として構成されており、電池１７の端子電圧に応じた値を出力するように構成されている。なお、本実施形態では、ＡＤ変換器８２が「電圧測定手段」の一例に相当し、電池１７の端子電圧に応じた値を出力するように機能する。

また、外部電源９０から充電回路７０までの電力供給路９１は、充電回路７０を介して電池１７に充電電流を供給する充電電流供給路７１と、携帯端末１の電源部１８に電力を供給する外部電力供給路７２とに分岐しており、外部電力供給路７２には順方向ダイオードＤ１が設けられ、電流の逆流が防止されている。このように構成されているため、携帯端末１に外部電源９０が接続されているときには、外部電源９０からの電力に基づいて電源部１８から各種部品に電力を供給することができるようになっている。

また、電池１７と充電回路７０の間において、内部電力供給路７３が分岐しており、内部電力供給路７３には順方向ダイオードＤ２が設けられ、電流の逆流が防止されている。このように構成されているため、電池１７の電力に基づいて電源部１８から各種部品に電力を供給することができるようになっている。なお、外部電力供給路７２と内部電力供給路７３は、共通の電力供給路７４を介して電源部１８（図３では詳細な図示を省略）に接続されている。この構成では、ダイオードＤ２の存在により、外部電源９０と電池１７との短絡が防がれているが、外部電力供給路７２と内部電力供給路７３とが何らかの理由で短絡した場合であっても電池１７に対する異常電流が抑制されるように後述する特徴的対策が図られている。

上記のように構成される充電装置１００では、図５、図６のような流れで故障判定が行われる。電池１７に対して充電電流が供給されていない非充電時には、図５のような流れで故障判定処理が行われる。なお、本実施形態では、マイコン８１において満充電時に充電回路７０をオフ状態に切り替える機能が設けられており、例えば外部電源９０が接続されているときに電池１７の端子電圧が所定の閾値を超えている場合には、後述する所定時間を除き、充電回路７０をオフ状態に切り替えて充電電流の供給を停止させている。

図５の故障判定処理は、上述のように、外部電源９０が接続され且つ電池１７に対する充電電流の供給が停止されている非充電時（例えば満充電による供給停止時）に、マイコン８１によって所定の時間間隔（具体的にはＳ２でのオン時間よりも長い時間間隔）で行われるようになっている。この図５の処理では、当該処理開始後、図７のようにマイコン８１から制御信号がＬレベルとなっている第１のタイミングｔａ（例えば図５の処理の開始から一定時間経過したタイミング）のときにＡＤ変換器８２から電池１７の端子電圧を示す電圧値Ｖａを取得する（Ｓ１）。

そして、電圧値Ｖａを取得した後の所定タイミング（第１の所定タイミング）で制御信号をＨレベルに設定してオフ状態からオン状態に切り替えている（Ｓ２）。第１の所定タイミングは様々なタイミングとすることができるが、例えば、電圧値Ｖａを取得してから一定時間経過したタイミングとすることができる。そして、制御信号をＨレベルに設定して充電回路７０をオフ状態からオン状態に切り替えた後、このオン状態が維持されている第２のタイミングｔｂのときにＡＤ変換器８２から電池１７の端子電圧を示す電圧値Ｖｂを取得する（Ｓ３）。第２のタイミングｔｂは、例えばオン状態に切り替えられてから一定時間経過したタイミングとすることができる。

Ｓ３の処理の後には、再び充電回路７０をオフ状態に切り替えている（Ｓ４）。具体的には、Ｓ２でオン状態に切り替えてからこのオン状態を所定時間Ｔ１（第１所定時間に相当する時間であり、例えば１秒以上１０秒以下の一定時間）維持しており、そして、このオン状態が第１所定時間Ｔ１経過した後に、再び制御信号をＬレベルに設定してオフ状態に切り替えている（Ｓ４）。Ｓ４で充電回路７０をオフ状態に切り替えた後には、オフ状態が維持されている第３のタイミングｔｃのときにＡＤ変換器８２から電池１７の端子電圧を示す電圧値Ｖｃを取得する（Ｓ５）。なお、第３のタイミングｔｃは、例えばオフ状態に切り替えられてから一定時間経過したタイミングとすることができる。

Ｓ５の処理の後には、故障の判定を行う（Ｓ６）。本実施形態では、図５のように非充電時（充電回路７０によって電池１７に充電電流が供給されない時）には、上記第１所定時間Ｔ１の前にオフ状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２（電圧測定手段）による測定電圧Ｖａが、上記第１所定時間Ｔ１中にオン状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２による測定電圧Ｖｂよりも小さくなり、且つ、上記第１所定時間Ｔ１の後にオフ状態に切り替えられたときのＡＤ変換器８２による測定電圧Ｖｃが上記第１所定時間Ｔ１中の測定電圧Ｖｂよりも小さくなることを条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定している。つまり、図７の中段のように、Ｖａ＜Ｖｂであり、且つＶｃ＜Ｖｂとなる場合に正常と判定し、この条件を満たさない場合（即ち、Ｖａ≧Ｖｂ又はＶｃ≧Ｖｂの場合：図７下段参照）に故障と判定している。

Ｓ６で故障と判定された場合にはＹｅｓに進み、充電装置１００に故障が発生している旨（例えば、「故障発生」等のメッセージや故障発生に対応したエラー番号等）を液晶表示器１３に表示する（Ｓ７）。なお、液晶表示器１３は、「表示装置」の一例に相当し、故障判定手段による故障判定の結果を表示するように機能する。一方、Ｓ６で故障発生と判定されない場合にはＮｏに進み、図５の処理を終了する。

次に、電池１７に対して充電電流が供給されている充電時の故障判定について説明する。本実施形態では、充電時には、図６のような流れで故障判定処理が行われる。図６の故障判定処理は、例えば外部電源９０が接続され、電池１７に対して充電電流が供給されているときに所定の時間間隔（具体的にはＳ２２でのオフ時間よりも長い時間間隔）で行われる。

この図６の処理では、当該処理開始後、図８のようにマイコン８１からの制御信号がＨレベルとなっている第１のタイミングｔｄのときにＡＤ変換器８２から電池１７の端子電圧を示す電圧値Ｖｄを取得する（Ｓ２１）。なお、第１のタイミングｔｄは、例えば、図６の処理が開始してから一定時間経過したタイミングとすることができる。

そして、Ｓ２１で電圧値Ｖｄを取得した後の所定タイミング（第２の所定タイミング）で制御信号をＬレベルに設定してオン状態からオフ状態に切り替えている（Ｓ２２）。なお、第２の所定タイミングは様々なタイミングとすることができるが、例えば、電圧値Ｖｄを取得してから一定時間経過したタイミングとすることができる。

Ｓ２２において制御信号をＬレベルに設定しオフ状態に切り替えた後には、そのオフ状態が維持されている第２のタイミングｔｅのときにＡＤ変換器８２から電池１７の端子電圧を示す電圧値Ｖｅを取得する（Ｓ２３）。第２のタイミングｔｅは、例えばオフ状態に切り替えられてから一定時間経過したタイミングとすることができる。

Ｓ２３の処理の後には、再び制御信号をＨレベルに設定し、充電回路７０をオン状態に切り替えている（Ｓ２４）。具体的には、Ｓ２２でオフ状態に切り替えてからこのオフ状態を所定時間Ｔ２（第２所定時間に相当する時間であり、例えば１秒以上１０秒以下の一定時間）の間維持しており、そして、このオフ状態が第２所定時間Ｔ２経過した後に、再び制御信号をＨレベルに設定してオン状態に切り替えている（Ｓ２４）。Ｓ２４で充電回路７０をオン状態に切り替えた後には、このオン状態が維持されている第３のタイミングｔｆのときにＡＤ変換器８２から電池１７の端子電圧を示す電圧値Ｖｆを取得する（Ｓ２５）。なお、第３のタイミングｔｆは、例えばオン状態に切り替えられてから一定時間経過したタイミングとすることができる。

Ｓ２５の処理の後には、故障の判定を行う（Ｓ２６）。本実施形態では、図６のように充電時（充電回路７０によって電池１７に充電電流が供給される時）には、上記第２所定時間Ｔ２の前にオン状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２（電圧測定手段）による測定電圧Ｖｄが、第２所定時間Ｔ２中にオフ状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２による測定電圧Ｖｅよりも大きくなり、且つ、第２所定時間Ｔ２の後にオン状態に切り替えられたときのＡＤ変換器８２による測定電圧Ｖｆが第２所定時間Ｔ２中の測定電圧Ｖｅよりも大きくなることを条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定している。つまり、図８中段のように、Ｖｄ＞Ｖｅであり、且つＶｆ＞Ｖｅとなる場合に正常と判定し、この条件を満たさない場合（即ちＶｄ≦Ｖｅ又はＶｆ≦Ｖｅの場合：図８下段の例を参照）に故障と判定している。故障と判定された場合にはＳ２６にてＹｅｓに進み、Ｓ７と同様に、充電装置１００に故障が発生している旨を液晶表示器１３に表示する（Ｓ２７）。

（第１実施形態の主な効果）
本実施形態に係る構成では、切替制御手段が充電電流の供給を所定のタイミングでオフ状態及びオン状態の一方の状態から他方の状態に切り替え、他方の状態が所定時間経過した後に一方の状態に切り替えている。そして、故障判定手段は、切替制御手段によって他方の状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２からの出力値と、所定時間の前又は後に一方の状態に切り替えられているときのＡＤ変換器８２からの出力値との差に基づいて故障を判定している。
この構成によれば、電池１７の端子電圧の変化に基づいて充電電流の異常を判断することができるため、専用の電流センサを別途設けることなく故障を判定することができ、部品点数の削減、装置構成の簡素化を図りつつ充電電流の異常が検出可能となる。特に、電池１７の端子電圧の変化を検出しているため、電池１７に直接流入する電流の異常をより正確に検出することができ、電池１７を効果的に保護しやすくなる。

また、本実施形態では、図５、図７のように、非充電時において所定時間Ｔ１の前にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖａが、所定時間Ｔ１中にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｂよりも小さくなり（即ちＶａ＜Ｖｂ）、且つ、所定時間Ｔ１の後にオフ状態に切り替えられたときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｃが所定時間Ｔ１中の測定電圧Ｖｂよりも小さくなること（即ち、Ｖｃ＜Ｖｂ）を条件として正常と判定し、この条件をみたさない場合に故障と判定している。この構成では、非充電時にオフ状態からオン状態に切り替えたときの電圧変化だけでなく、その後にオン状態からオフ状態に切り替えたときの電圧変化をも評価して故障を判定することができるため、非充電時に一層正確な故障判定が可能となる。

また、本実施形態では、充電時には、図６、図８のように、充電電流の供給が所定時間Ｔ２の前にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｄが、所定時間Ｔ２中にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｅよりも大きくなり（即ちＶｄ＞Ｖｅ）、且つ、所定時間Ｔ２の後にオン状態に切り替えられたときの電圧測定手段による測定電圧Ｖｆが所定時間Ｔ２中の測定電圧Ｖｅよりも大きくなること（即ちＶｆ＞Ｖｅ）を条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定している。この構成では、充電時にオン状態からオフ状態に切り替えたときの電圧変化だけでなく、その後にオフ状態からオン状態に切り替えたときの電圧変化をも評価して故障を判定することができるため、充電時に一層正確な故障判定が可能となる。

また、本実施形態では、非充電時の第１所定時間Ｔ１にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果と、第１所定時間Ｔ１の前又は後にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第１の差を検出し、充電時の第２所定時間Ｔ２にオフ状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果と、第２所定時間Ｔ２の前又は後にオン状態に切り替えられているときの電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第２の差を検出している。そして、第１の差及び第２の差の少なくともいずれかが所定条件を満たす場合に故障と判定している。
この構成では、非充電時も充電時も故障判定が行われるため、故障が発生したときにより迅速に故障を検出することができ、電池１７を保護する上で一層有利となる。

また、本実施形態では、故障判定手段による故障判定の結果を表示する液晶表示器１３（表示装置）が設けられている。この構成によれば、充電装置１００が故障状態にあるか否かをユーザに知らしめることができ、ユーザが故障判定結果に応じた適切な対応を取りやすくなる。

［第２実施形態］
次に、図９を参照して第２実施形態について説明する。図９は、第２実施形態に係る携帯端末に設けられた充電装置の構成を概略的に例示するブロック図である。本実施形態は、外部電源９０から充電回路７０までの電力供給路９２にスイッチＳＷ１を設けた点、及び、Ｓ６又はＳ２６で故障と判定された場合に、スイッチＳＷ１をオフ状態に切り替えている点が第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同様である。よって、第１実施形態と同様の部分については第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

第２実施形態に係る充電装置２００では、電池１７へ電流を流入させる通電状態と、電池１７への流入電流を停止させる非通電状態とに切り替え可能なスイッチＳＷ１が設けられており、スイッチ制御手段に相当するマイコン８１は、Ｓ６又はＳ２６にて故障と判定された場合に、Ｓ７又はＳ２７での診断結果の出力に加え、スイッチＳＷ１を非通電状態に切り替える制御を行っている。従って、Ｓ６又はＳ２６にて故障と判定された場合に、電池１７への充電電流の供給が確実に遮断されるようになっている。なお、図９の例では、スイッチＳＷ１が電力供給路９１に設けられた例を示したが、充電回路７０よりも電池１７側の位置であって且つ内部電力供給路７３よりも電池１７側の位置にスイッチＳＷ１が設けられていてもよい。

（第２実施形態の主な効果）
第２実施形態の構成によれば、第１実施形態と同様の効果が得られることとなる。更に、第２実施形態の構成では、電池１７へ電流を流入させる通電状態と、電池１７への流入電流を停止させる非通電状態とに切り替え可能なスイッチＳＷ１が設けられ、故障と判定された場合にスイッチＳＷ１を非通電状態に切り替えているため、故障と判定された場合に、電池への流入電流を迅速に停止することができ、異常電流に起因する電池等の損傷をより効果的に抑えることができる。

また、充電回路７０内で短絡等が生じた場合であっても充電回路７０とは独立したスイッチＳＷ１の制御によって電池１７への流入電流を停止することができるため、電池１７をより確実に保護することができる。

［他の実施形態]
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

上記実施形態では、制御部１０とマイコン８１を別々の制御回路として設けていたが、マイコン８１が制御部１０によって兼用されていてもよい。

上記実施形態では、充電回路の一例として充電回路７０を例示したが、マイコン８１によって充電電流の供給、遮断が制御可能な構成であれば公知の様々な充電回路を採用することができる。

上記実施形態では、図５のＳ６又は図６のＳ２６で異常と判断された場合に故障と判定しているが、このようなＳ６又はＳ２６の異常判定を複数回行い、異常判定の信頼性を高めるようにしてもよい。この場合、複数回行われる異常判定の結果が所定回数一致した場合に故障と判定することが望ましい。例えば、図５の処理を複数回行うことでＳ６の処理を複数回繰り返して行い、この繰り返されるＳ６の処理において所定回数連続して異常と判定された場合（即ち、繰り返されるＳ６において、所定回数連続してＶａ≧Ｖｂ又はＶｃ≧Ｖｂと判断される場合）に、故障と判定するようにしてもよい。或いは、図６の処理を複数回行うことでＳ２６の処理を複数回繰り返して行い、この繰り返されるＳ２６の処理において所定回数連続して異常と判定された場合（即ち、繰り返されるＳ２６において所定回数連続してＶｄ≦Ｖｅ又はＶｆ≦Ｖｅと判断される場合）に、故障と判定するようにしてもよい。この構成によれば、ノイズ等に起因する故障の誤判定を極力防ぐことができ、故障である可能性が極めて高い場合に故障と判定することができるようになる。

上記実施形態では、携帯端末の内部に設けられた充電装置を例示したが、図１０のように携帯端末３０１の外部に設けられた充電装置３００に、第１、第２実施形態の充電装置１００，２００と同様の機能をもたせてもよい。なお、図１０の例では、携帯端末３０１の内部構成については電池１７以外は省略して示しているが、充電装置１００が設けられていない点以外は第１実施形態の携帯端末１（図１等参照）と同様である。

１，２０１，３０１…携帯端末
１３…液晶表示器（表示装置）
１７…電池
７０…充電回路
８１…マイコン（切替制御手段、故障判定手段、スイッチ制御手段）
８２…ＡＤ変換器（電圧測定手段）
９０…外部電源
１００，２００，３００…充電装置
ＳＷ１…スイッチ

Claims (9)

1. 外部電源からの電力に基づいて電池に充電電流を供給する充電回路と、
   前記充電回路から前記電池への充電電流の供給をオン状態とオフ状態とに切り替える切替制御手段と、
   前記電池の端子電圧に応じた値を出力する電圧測定手段と、
   を備えた充電装置であって、
   前記切替制御手段は、前記充電電流の供給を所定のタイミングで前記オフ状態及び前記オン状態の一方の状態から他方の状態に切り替え、前記他方の状態が所定時間経過した後に前記一方の状態に切り替える構成をなしており、
   更に、前記切替制御手段によって前記他方の状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果と、前記所定時間の前又は後に前記一方の状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果との差に基づいて故障を判定する故障判定手段が設けられていることを特徴とする充電装置。
2. 前記切替制御手段は、前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されない非充電時に前記オフ状態から前記オン状態に切り替え、前記所定時間が経過した後に前記オフ状態に切り替えており、
   前記故障判定手段は、前記非充電時において前記所定時間の前に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖａが、前記所定時間中に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｂよりも小さくなり、且つ、前記所定時間の後に前記オフ状態に切り替えられたときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｃが前記所定時間中の測定電圧Ｖｂよりも小さくなることを条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記切替制御手段は、前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されている充電時に前記オン状態から前記オフ状態に切り替え、前記所定時間が経過した後に前記オン状態に切り替えており、
   前記故障判定手段は、前記充電電流の供給が前記所定時間の前に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｄが、前記所定時間中に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｅよりも大きくなり、且つ、前記所定時間の後に前記オン状態に切り替えられたときの前記電圧測定手段による測定電圧Ｖｆが前記所定時間中の測定電圧Ｖｅよりも大きくなることを条件として正常と判定し、この条件を満たさない場合に故障と判定することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
4. 前記切替制御手段は、
   前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されない非充電時に第１の所定タイミングで前記オフ状態から前記オン状態に切り替え、前記オン状態が第１所定時間経過した後に前記オフ状態に切り替えており、
   前記充電回路によって前記電池に充電電流が供給されている充電時に第２の所定タイミングで前記オン状態から前記オフ状態に切り替え、前記オフ状態が第２所定時間経過した後に前記オン状態に切り替えており、
   前記故障判定手段は、
   前記非充電時の前記第１所定時間に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果と、前記第１所定時間の前又は後に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第１の差を検出し、
   前記充電時の前記第２所定時間に前記オフ状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果と、前記第２所定時間の前又は後に前記オン状態に切り替えられているときの前記電圧測定手段による電圧測定結果とを比較した第２の差を検出し、
   前記第１の差及び前記第２の差の少なくともいずれかが所定条件を満たす場合に故障と判定することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
5. 前記故障判定手段は、前記他方の状態に切り替えられているときの電圧測定結果と前記一方の状態に切り替えられているときの電圧測定結果との差に基づく異常判定を複数回行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の充電装置。
6. 前記故障判定手段は、複数回行われる異常判定の結果が所定回数一致した場合に故障と判定することを特徴とする請求項５に記載の充電装置。
7. 前記電池へ電流を流入させる通電状態と、前記電池への流入電流を停止させる非通電状態とに切り替え可能なスイッチと、
   前記故障判定手段によって故障と判定された場合に前記スイッチを前記非通電状態に切り替えるスイッチ制御手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の充電装置。
8. 前記故障判定手段による故障判定の結果を表示する表示装置を備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の充電装置。
9. 請求項１から請求項８の充電装置を備えたことを特徴とする携帯端末。

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