JP2021069158A - 充電装置、及び無線通信ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】電力の待ち受け消費をする機会が多い機器の２次電池の劣化を抑制する。【解決手段】充電装置（１０）の制御部（１２）は、特定指示を受信した際に、目標電圧を通常時の所定値よりも高い値として、充電回路（１１）による２次電池（２１）の充電を行わせ、当該充電が終了すると、目標電圧を所定値に復帰させる。【選択図】図１

Description

本発明は充電装置、及びそれを備えた無線通信ユニットに関する。

携帯式の無線通信装置から人工衛星を介して通話を行う衛星電話が知られている。衛星電話によれば、携帯電話がつながらない山間部においても通信が可能である。また、災害発生地域において通信や電力供給等の地上インフラに支障が発生した場合であっても通信が可能である。よって衛星電話は、自治体やその他の公共機関、あるいは電力、通信、道路等の主要インフラを管理する事業者等において、多く利用されている。

通常の携帯電話端末と同様に、衛星電話用の携帯式無線通信装置は、リチウムイオン電池等の２次電池を電源として備えている。一方、２次電池に充電を行う従来技術として、特に携帯式ＶＴＲ（Video Tape Recorder）に用いられる２次電池の充放電を制御する充放電装置に関する技術が開示されている。

特許第３４７０７６８号公報

携帯電話がつながらない際の非常用として利用される性質上、衛星電話用の携帯式無線通信装置は、充電ドックといった充電装置に接続されたままで、待ち受け（２次電池の電力の消費）をしている時間がほとんどであるような利用がされる。しかし通話等のための持ち出し利用時の利便性をなるべく損なわないようにしつつ、このような利用形態を踏まえて無線装置の２次電池の劣化を抑制するように充電の制御をすることは、考慮されていなかった。

本発明の一態様は、持ち出し利用時の利便性をなるべく損なわないようにしつつ、充電装置に接続されたまま電力の待ち受け消費をする機会が多い機器の２次電池の劣化を抑制できる充電装置を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る充電装置は、２次電池の充電を行う充電回路と、前記充電回路を制御する制御部と、を備え、前記充電回路は、前記２次電池の端子間電圧を監視して、前記端子間電圧が目標電圧となるように充電を実行するものであり、前記制御部は、通常時には、前記目標電圧を所定値とし、特定指示を受信した際には、前記目標電圧を前記所定値よりも高い値とし、前記充電回路に充電開始指示を送信して、充電を行わせ、当該充電が終了すると、前記目標電圧を前記所定値に復帰させる構成を備える。

本発明の一態様によれば、持ち出し利用時の利便性をなるべく損なわないようにしつつ、充電装置に接続されたまま電力の待ち受け消費をする機会が多い機器の２次電池の劣化を抑制できる充電装置を実現できる。

本発明の実施形態１に係る充電装置、及びそれを備えた無線通信ユニットの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１に係る充電装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１に係る充電装置の動作を示すフローチャートにおけるフル充電処理のサブルーチンを説明するフローチャートある。 本発明の実施形態１に係る充電装置の状態を説明する状態遷移図である。 本発明の実施形態１に係る充電装置の動作例を示すタイムチャートである。 本発明の実施形態２に係る充電装置、及びそれを備えた無線通信ユニットの構成を示すブロック図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図５を参照しつつ詳細に説明する。

＜充電装置及びそれを備えた無線通信ユニットの構成＞
図１は、実施形態１に係る充電装置１０、及びそれを備えた無線通信ユニット１の構成を示すブロック図である。無線通信ユニット１は、充電装置１０と、無線通信装置２０とからなる。

実施形態１における無線通信装置２０の具体例は、衛星電話システムの携帯式端末である。無線通信装置２０は、２次電池２１と、通信回路２２とを備えている。２次電池２１は、携帯式端末である無線通信装置２０における蓄電式の電源である。２次電池２１は、好ましくはリチウムイオン電池（ＬｉＢ：Lithium-ion Battery）からなる。通信回路２２は、２次電池２１が供給する電力により動作し、通信衛星との間で無線通信を行う。

充電装置１０は、外部電源９から電力の供給を受けて、無線通信装置２０の２次電池２１の充電を行う装置である。適用例として、充電装置１０は自動車その他の輸送機器等に設置されるものであり、外部電源９は、当該輸送機器等が備える電力供給源である。また別の適用例としては、充電装置１０は建物内で卓上などに設置されるものであり、外部電源９は商用電源である。なお充電装置１０は、外部電源９から供給される電力の電圧変換や交直変換を行う公知の回路を適宜備えていてもよい。

また実施形態１における充電装置１０の具体例は、携帯式端末である無線通信装置２０がセットされると、無線通信装置２０の２次電池２１と電気的に接続されて、その充電を適宜に実行する、充電ドックやクレードルとも称される態様である。

充電装置１０は、充電回路１１、制御部１２、操作部１３、充電表示部１４（第１表示部）と、フル充電表示部１５（第２表示部）とを備えている。充電回路１１は、外部電源９に接続されている。充電回路１１は、無線通信装置２０が充電装置１０にセットされている際に、外部電源９から供給される電力を制御して２次電池２１に出力し、２次電池２１の充電を適宜に実行する機能ブロックである。

充電回路１１は、２次電池２１の端子間電圧Ｖｔと２次電池２１への充電電流を監視し、その情報に基づき充電を制御する。端子間電圧Ｖｔは、２次電池２１の充電量に対応する。充電量が少ないと端子間電圧Ｖｔは低く、充電量が多いと端子間電圧Ｖｔは高くなる。充電回路１１は、２次電池２１が接続されている際に、端子間電圧Ｖｔが設定された第１電圧Ｖ１より低いと、２次電池２１の充電を開始する。

また充電回路１１は、制御部１２から充電開始指示を受信した場合にも、２次電池２１の充電を開始する。充電回路１１は充電開始後、端子間電圧Ｖｔが目標電圧に達すると充電を終了する。更に充電回路１１は、充電回路１１自身が充電を実行しているか否かの情報（充電情報）を、制御部１２及び充電表示部１４に通知する。

充電回路１１による２次電池２１の充電の概要は次の通りである。充電を開始すると充電回路１１は、所定値の電流（ＣＣ充電電流）を２次電池２１の端子間に供給して、充電を実行する（定電流充電：ＣＣ充電）。そうして充電回路１１は、２次電池２１の端子間電圧Ｖｔを監視し、端子間電圧Ｖｔが目標電圧に達するまで定電流充電を行う。

充電回路１１は端子間電圧Ｖｔが目標電圧（ＣＶ充電電圧）に達すると、供給する電流を徐々に低下させることで、端子間電圧Ｖｔが目標電圧にある状態を維持する（定電圧充電：ＣＶ充電）。供給する電流値が所定の閾値（充電終止電流）以下まで低下すると、充電回路１１は充電を完了する。

このような充電制御を行う充電回路１１は公知の技術に基づき構成することができる。また、このような充電制御を行う充電回路１１は、充電制御ＩＣ（Integrated Circuit）として市販されている。よって、その回路構成の詳細の説明は省略する。

充電表示部１４（第１表示部）は、２次電池２１が接続されているか否か、及び、充電回路１１が充電を実行しているか否かを、制御部１２からの接続情報と充電回路１１からの充電情報に従って表示する機能ブロックである。実施形態１における充電表示部１４の具体例はＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプを有する回路である。例えば、２次電池２１が接続されていない場合にはＬＥＤランプは消灯する。２次電池２１が接続されて、充電中である場合にＬＥＤランプが橙色に点灯し、充電完了の場合に緑色に点灯することで、充電表示部１４が当該表示を実行し得る。

操作部１３は、ユーザによる操作を受け付け、制御部１２にその情報を通知する機能ブロックである。操作部１３は、ユーザによる所定の操作を受け付けた際に、フル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）として、制御部１２に通知する。また操作部１３は、ユーザによる所定の操作を受け付けた際に、フル充電モードのキャンセルを指示する操作情報を、制御部１２に通知する。

実施形態１における操作部１３の具体例は、プッシュボタンであり、その場合のユーザによる所定の操作は、プッシュボタンの押下である。フル充電モードで無い場合にプッシュボタンが押下されると、プッシュボタンの出力を受信する制御部１２は、フル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）を受信したと判断する。フル充電モードである場合にプッシュボタンが押下されると、プッシュボタンの出力を受信する制御部１２は、フル充電モードのキャンセルを指示する操作情報を受信したと判断する。

制御部１２は、操作部１３からの操作情報及び充電回路１１からの充電情報に応じて、充電回路１１の充電の態様を制御する、機能ブロックである。制御部１２は充電回路１１に対して、充電の目標電圧を設定し、充電開始指示を通知する。また制御部１２は、フル充電表示部１５に対して、フル充電モード情報を通知する。更に制御部１２は、２次電池２１の端子間電圧Ｖｔを監視し、監視結果に基づいて判断した２次電池２１が接続されているか否かの情報（接続情報）を、充電表示部１４に通知する。

フル充電表示部１５（第２表示部）は、充電装置１０がフル充電モードにあるか否かを、当該フル充電モード情報に従って表示する機能ブロックである。実施形態１におけるフル充電表示部１５の具体例はＬＥＤランプを有する回路である。例えば、フル充電モードである場合にＬＥＤランプが橙色に点灯し、フル充電モードで無い場合に消灯することで、フル充電表示部１５は当該表示を実行し得る。

通常時に制御部１２は、充電の目標電圧を、第１電圧Ｖ１よりも高い第２電圧Ｖ２（所定値）にセットする。制御部１２は、操作部１３からフル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）を受信すると、充電の目標電圧を、第２電圧Ｖ２よりも高い第３電圧Ｖ３にセットし、充電開始指示を充電回路１１に通知する。

上記フル充電モード情報は、充電の目標電圧が第３電圧Ｖ３であるか否かを示す情報である。充電の目標電圧が第３電圧Ｖ３であれば、フル充電モードであり、充電の目標電圧が第３電圧Ｖ３で無ければ、フル充電モードで無い。

制御部１２は、フル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）を受信した後の充電回路１１による充電（フル充電）について、充電回路１１からの充電情報によりその終了を判断すると、直ちに上記目標電圧を通常時（第２電圧Ｖ２）に復帰させる。

第３電圧Ｖ３は、２次電池２１がフル充電の状態にあることに相当する高い端子間電圧である。上述の通り、第３電圧Ｖ３は、通常モード時の充電の目標電圧である第２電圧Ｖ２よりも高い。よって、第２電圧Ｖ２は、充電が満充電に至らない状態にあることに相当する端子間電圧である。好ましくは、第２電圧Ｖ２は、満充電の６０〜８０％程度に相当する端子間電圧である。

２次電池２１が２直列のリチウムイオン電池である場合のこれら各電圧の具体的な数値例は次の通りである。第３電圧Ｖ３は、８．２〜８．４Ｖ程度。第２電圧Ｖ２は、７．７〜７．９Ｖ程度。第１電圧Ｖ１は、第２電圧Ｖ２より０．１〜０．３Ｖ程度低い値。

＜充電装置の動作＞
以下に、上述の各機能ブロック（充電回路１１、制御部１２、操作部１３、充電表示部１４、フル充電表示部１５）を備えた充電装置１０の動作を、フローチャートに従って説明する。図２は、充電装置１０が実行する動作を示すフローチャートである。また図３は、図２のフローチャート中のサブルーチンであるフル充電処理ＳＲを説明するフローチャートである。

充電装置１０は、無線通信装置２０が接続、つまり２次電池２１が充電回路１１に接続されている際に、図２のフローチャートに示される「開始」から「終了」までのフローを、繰り返し実行する。この際、接続情報は、２次電池２１が接続されている旨の情報となる。なお、制御部１２の設定する、充電の目標電圧の初期状態は、第２電圧Ｖ２とする。

また、無線通信装置２０の充電装置１０への接続が一旦解除された後、再接続された際には、充電装置１０は「開始」の時点を初期状態として、図２のフローを再び実行する。無線通信ユニット１の外部電源９への接続が開始された場合にも「開始」の時点を初期状態として、図２のフローを実行する。

ステップＳ１：制御部１２は、操作部１３からフル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）が通知されたか否かを判断する。上述のように実施形態１の具体例において、当該通知は操作部１３であるプッシュボタンの押下があった場合であり得る。フル充電モードへの移行を指示する操作情報の通知があったと判断される場合、フローはフル充電処理ＳＲに進み（Ｓ１でＹＥＳ）、フル充電処理ＳＲを実行してから終了する。それ以外の場合、フローはステップＳ２に進む（Ｓ１でＮＯ）。

ステップＳ２：充電回路１１は、２次電池２１の端子間電圧Ｖｔが第１電圧Ｖ１以下であるか否かを判断する。第１電圧Ｖ１以下であると判断される場合、フローはステップＳ３に進み（Ｓ２でＹＥＳ）、それ以外の場合、フローはステップＳ７に進む（Ｓ２でＮＯ）。

なお、充電回路１１は、無線通信装置２０の充電装置１０への接続が一旦解除された後の再接続や、無線通信ユニット１の外部電源９への接続が開始された場合、すなわち初期状態からのフローの開始直後の場合には、判断基準を以下のように変更する。「第１電圧Ｖ１以下であるか否か」に替えて、「第２電圧Ｖ２未満であるか否か」を判断の基準とする。つまり、充電装置１０は初期状態から開始した場合においては、通常モードでの目標電圧値である第２電圧Ｖ２に達していない限り、第２電圧Ｖ２を目標電圧とする充電を、実行する。

ステップＳ３：充電回路１１は、第２電圧Ｖ２を目標電圧として２次電池２１の充電を開始する。充電回路１１は、充電を開始すると、充電情報を、充電を実行していない旨の情報から、充電を実行している旨の情報に変更して出力する。

ステップＳ４：続いて、充電表示部１４が、充電を実行している旨の充電情報を充電回路１１から受け取り、充電回路１１が充電を実行していることを示す表示を行う。上述のように、実施形態１の具体例では、充電表示部１４のＬＥＤランプが橙色に点灯する。

ステップＳ５：続いて、制御部１２が、操作部１３からフル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）が通知されたか否かを判断する。上述のように実施形態１の具体例において、当該通知は操作部１３であるプッシュボタンの押下があった場合であり得る。フル充電モードへの移行を指示する操作情報の通知があったと判断される場合、フローはフル充電処理ＳＲに進み（Ｓ５でＹＥＳ）、フル充電処理ＳＲを実行してから終了する。それ以外の場合、フローはステップＳ６に進む（Ｓ５でＮＯ）。

ステップＳ６：制御部１２は、充電回路１１からの充電情報が、充電を実行していない旨の情報に転じたか否かを判断する。充電回路１１は、充電が完了すれば、充電情報を充電を実行している旨の情報から、充電を実行していない旨の情報に変更して出力する。充電情報が、充電を実行していない旨の情報に転じた場合、制御部１２は、充電完了と判断し、フローはステップＳ７に進む（Ｓ６でＹＥＳ）。それ以外の場合、フローはステップＳ５に戻る（Ｓ６でＮＯ）。

ステップＳ７：充電表示部１４は、充電を実行していない旨の充電情報を充電回路１１から受け取り、充電回路１１が充電完了を示す表示を行う。上述のように、実施形態１の具体例では、充電表示部１４のＬＥＤランプが緑色に点灯する。次にフローは終了する。

次に図３のフローチャートに従って、図２のフローチャート中のサブルーチンであるフル充電処理ＳＲを説明する。フル充電処理ＳＲが開始すると、充電装置１０の動作はフル充電モードとなり、フル充電処理ＳＲが終了すると、フル充電モードは終了する。無線通信装置２０が接続されている場合において、フル充電モード以外にある際の充電装置１０の動作は、通常モードである。

ステップＳ１１：制御部１２は、充電回路１１による充電の目標電圧を第２電圧Ｖ２から第３電圧Ｖ３に変更し、フル充電モード情報を、フル充電モードに無い旨の情報から、フル充電モードにある旨の情報に変更して出力する。また制御部１２は、充電開始指示を充電回路１１に通知する。充電回路１１は、目標電圧を第３電圧Ｖ３として、２次電池２１の充電を開始する。充電回路１１は、充電を開始すると、充電情報を、充電を実行していない旨の情報から、充電を実行している旨の情報に変更して出力する。

ステップＳ１２：続いて、充電表示部１４が、充電を実行している旨の充電情報を充電回路１１から受け取り、充電回路１１が充電を実行していることを示す表示を行う。上述のように、実施形態１の具体例では、充電表示部１４のＬＥＤランプが橙色に点灯する。

ステップＳ１３：続いて、フル充電表示部１５が、フル充電モードにある（充電の目標電圧が第３電圧Ｖ３である）旨のフル充電モード情報を制御部１２から受け取り、充電装置１０がフル充電モードにあることを示す表示を行う。上述のように、実施形態１の具体例では、フル充電表示部１５のＬＥＤランプが橙色に点灯する。

ステップＳ１４：続いて、制御部１２が、操作部１３からフル充電モードのキャンセルを指示する操作情報が通知されたか否かを判断する。上述のように実施形態１の具体例において、当該通知は操作部１３であるプッシュボタンの押下があった場合であり得る。フル充電モードへのキャンセルを指示する操作情報の通知があったと判断される場合、フローはステップＳ１７に進む（Ｓ１４でＹＥＳ）。それ以外の場合、フローはステップＳ１５に進む（Ｓ１４でＮＯ）。

ステップＳ１５：制御部１２は、充電回路１１からの充電情報が、充電を実行していない旨の情報に転じたか否かを判断する。充電回路１１は、充電が完了すれば、充電情報を、充電を実行している旨の情報から、充電を実行していない旨の情報に変更して出力する。充電情報が、充電を実行していない旨の情報に転じた場合、制御部１２は、充電完了と判断して、フローはステップＳ１６に進み（Ｓ１５でＹＥＳ）、それ以外の場合、フローはステップＳ１４に進む（Ｓ１５でＮＯ）。

ステップＳ１６：充電表示部１４が、充電回路１１が充電を実行していない旨の充電情報を充電回路１１から受け取り、充電回路１１が充電完了を示す表示を行う。上述のように、実施形態１の具体例では、充電表示部１４のＬＥＤランプが緑色に点灯する。

ステップＳ１７：続いて制御部１２は、充電回路１１による充電の目標電圧を第３電圧Ｖ３から第２電圧Ｖ２に変更し、フル充電モード情報を、フル充電モードに無い旨の情報から、フル充電モードにある旨の情報に変更して出力する。すなわち、制御部１２は、フル充電モードにおける充電の完了を検出すると、直ちに目標電圧を通常時に復帰させる。

ステップＳ１８：続いて、フル充電表示部１５が、制御部１２からフル充電モードに無い（充電の目標電圧が第３電圧Ｖ３でない）旨のフル充電モード情報を受け取り、充電装置１０がフル充電モードに無いことを示す表示を行う。上述のように、実施形態１の具体例では、フル充電表示部１５のＬＥＤランプが消灯する。次にフル充電処理ＳＲは終了する。

充電装置１０は、無線通信装置２０が接続されている際に、図２のフローチャートに示される動作と並行して、無線通信装置２０の接続解除を監視する。すなわち、接続情報が２次電池２１が接続されていない旨の情報に転じたかを監視する。無線通信装置２０の接続解除を検出した場合、充電装置１０は、図２のフローチャートに示される動作を停止する。更に、充電表示部１４が、接続情報に基づいて、２次電池２１が接続されていない旨の表示を実行する。実施形態１における充電表示部１４の具体例においては、ＬＥＤランプが消灯する。

＜充電装置の状態遷移＞
図４は、無線通信装置２０が接続されている際の、充電装置１０の状態の遷移を示す状態遷移図である。図示されるように、充電装置１０には、充電回路１１が目標電圧である第２電圧Ｖ２への充電を実行している「通常充電状態」、充電回路１１が目標電圧である第３電圧Ｖ３への充電を実行している「フル充電状態」が存在する。

更に、充電装置１０には、充電回路１１がいずれの充電をも行っていない「充電完了状態」が存在する。「フル時充電状態」は、充電装置１０がフル充電モードにある状態でもある。「通常充電状態」及び「充電完了電状態」は、充電装置１０が通常充電モードにある状態である。

上述のように、無線通信ユニット１の外部電源９への接続が開始された場合、あるいは充電装置１０に無線通信装置２０が再接続された場合等に、充電装置１０は「初期状態」となる。「初期状態」において、端子間電圧ＶｔがＶ２未満であれば「通常充電状態」に遷移し、Ｖ２以上であれば「充電完了状態」に遷移する。

その他の各状態間の遷移は、それぞれ以下の条件によって引き起こされる。「充電完了状態」から「通常充電状態」への遷移は、端子間電圧Ｖｔが第１電圧以下となることによる（ステップＳ２でＹＥＳ）。「通常充電状態」から「充電完了状態」への遷移は、充電回路１１による充電が終了したことによる（ステップＳ６でＹＥＳ）。

「充電完了状態」から「フル充電状態」への遷移は、フル充電を指示する操作の受け付け（プッシュボタンの押下操作）による（ステップＳ１でＹＥＳ）。「フル充電状態」から「充電完了状態」への遷移は、充電回路１１による充電が終了したことによる（ステップＳ１４でＹＥＳとなりフル充電処理ＳＲが終了）。

また「フル充電状態」から「通常充電状態」への遷移は、フル充電をキャンセルする操作の受け付け（プッシュボタンの押下操作）によっても（ステップＳ１４でＹＥＳ）引き起こされる。「通常充電状態」から「フル充電状態」への遷移は、フル充電を指示する操作の受け付け（プッシュボタンの押下操作）による（ステップＳ５でＹＥＳ）。

＜充電装置の動作の事例＞
図５を参照して、以下に充電装置１０の動作事例を説明する。図５は、２次電池２１の端子間電圧Ｖｔを示したタイムチャートである。上述の通り、２次電池２１の端子間電圧Ｖｔは、２次電池２１の充電量に対応する。なお、無線通信装置２０の通信回路２２は、図５に示される全期間において、通信の待ち受けを行っており、通信衛星との交信等のために、平均すると略一定の消費電力を２次電池２１の充電量のうちから消費し続けている。

初めに時刻Ｔ１において、いわゆるバッテリーが空である、２次電池２１の充電量が小さくなった状態で、無線通信装置２０が充電装置１０に接続されたとする。充電回路１１が検出する端子間電圧Ｖｔは小さく、第２電圧Ｖ２以下となり（初期状態からのステップＳ２でＹＥＳ）、充電回路１１は目標電圧をＶ２とする充電を開始する（ステップＳ３）。

時刻Ｔ１後、充電回路１１が定電流充電で、充電を継続すると、端子間電圧Ｖｔが徐々に上昇する。時刻Ｔ２において、充電の目標電圧である第２電圧Ｖ２に至ると、充電回路１１は、次いで定電圧充電を実行する。定電圧充電中、端子間電圧Ｖｔは第２電圧Ｖ２と等しく一定（ＣＶ充電電圧）である。定電圧充電中、充電電流は徐々に減少し、時刻Ｔ３において充電電流が所定の閾値（充電終止電流）以下となると充電回路１１は充電を終了する（ステップＳ６でＹＥＳ）。

時刻Ｔ３後、充電回路１１による２次電池２１の充電は行われないが、待ち受け電力の消費によって２次電池２１の充電量が徐々に低下し、端子間電圧Ｖｔが低下する。時刻Ｔ４において、端子間電圧Ｖｔが第１電圧Ｖ１まで低下すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、再び充電回路１１は目標電圧をＶ２とする充電を開始する（ステップＳ３）。時刻Ｔ４後、充電回路１１が定電流充電を実行すると、端子間電圧Ｖｔが徐々に上昇する。

時刻Ｔ５において、充電の目標電圧である第２電圧Ｖ２に至ると、充電回路１１は、次いで定電圧充電を実行する。定電圧充電中、充電電流は徐々に減少し、時刻Ｔ６において充電電流が所定の閾値以下となると充電回路１１は充電を終了する（ステップＳ６でＹＥＳ）。このように通常モード時に、無線通信装置２０は、端子間電圧がＶ１にまで低下したら（時刻Ｔ４、時刻Ｔ７）、目標電圧を第２電圧Ｖ２とする充電を実行することを繰り返す。

図５に示された事例では、充電回路１１が、時刻Ｔ８からの定電圧充電を実行中の時刻Ｔ９において、ユーザが操作部１３に対してフル充電モードへの移行を指示する操作（具体例としてプッシュボタンの押下）を行っている（ステップＳ５でＹＥＳ）。制御部１２は目標電圧をＶ３に変更し、充電回路１１に充電開始指示を通知する。すると充電回路１１は目標電圧をＶ３とする充電を開始する（ステップＳ１１）。

時刻Ｔ９後、充電回路１１が定電流充電で、充電を継続すると、端子間電圧Ｖｔが徐々に上昇する。時刻Ｔ１０において、充電の目標電圧である第３電圧Ｖ３に至ると、充電回路１１は、次いで定電圧充電を実行する。定電圧充電中、端子間電圧Ｖｔは第３電圧Ｖ３と等しく一定（ＣＶ充電電圧）である。時刻Ｔ１０後、充電電流は徐々に減少し、時刻Ｔ１１において充電電流が所定の閾値（充電終止電流）以下となると充電回路１１は充電を終了する（ステップＳ１４でＹＥＳ）。

このようにして時刻Ｔ９から時刻Ｔ１１までの期間中、２次電池２１へのフル充電が実行される。制御部１２は、第３電圧Ｖ３を目標電圧とする充電が終了すると、直ちに目標電圧をＶ２に復帰させる。つまり、第３電圧Ｖ３を目標電圧とする充電（フル充電）が終了すると、充電装置１０は直ちに通常モードに復帰する。

フル充電が終了すると、フル充電表示部１５の、充電装置１０がフル充電モードにあることを示す表示が、フル充電モードに無いことを示す表示に切り替わる。実施形態１の具体例では、フル充電表示部１５のＬＥＤランプが橙色の点灯から消灯へと切り替わる。ユーザは、フル充電表示部１５の表示により、フル充電が終了したことを知ることができる。よってユーザは、２次電池２１がフル充電である状態から無線通信装置２０を携帯できるようになる。

図５に示された事例では、フル充電モード終了後もユーザにより、無線通信装置２０が充電装置１０から取り上げられることはなく、接続されたままである。時刻Ｔ１１後、充電回路１１による２次電池２１の充電は行われないが、待ち受け電力の消費によって２次電池２１の充電量が徐々に低下し、端子間電圧Ｖｔが低下する。

時刻Ｔ１２において、端子間電圧Ｖｔが第１電圧Ｖ１まで低下すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、再び充電回路１１は目標電圧をＶ２とする充電を開始する（ステップＳ３）。時刻Ｔ１２後、充電回路１１が定電流充電を実行すると、端子間電圧Ｖｔが徐々に上昇する。時刻Ｔ１３において、充電の目標電圧である第２電圧Ｖ２に至ると、充電回路１１は、次いで定電圧充電を実行する。

以上の各期間における、充電装置１０の状態は、以下の通りである。時刻Ｔ１から時刻Ｔ３まで、時刻Ｔ４から時刻Ｔ６まで、時刻Ｔ７から時刻Ｔ９まで、時刻Ｔ１２以降の各期間中、充電装置１０は通常充電状態にある。時刻Ｔ３から時刻Ｔ４まで、時刻Ｔ６から時刻Ｔ７まで、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの各期間中、充電装置１０は充電完了状態にある。

よって、時刻Ｔ１から時刻Ｔ９まで、時刻Ｔ１１以降の期間中、充電装置１０は通常モードにある。時刻Ｔ９から時刻Ｔ１１までの期間中、充電装置１０はフル充電状態にある。よって、時刻Ｔ９から時刻Ｔ１１までの期間中、充電装置１０はフル充電モードにある。

＜作用、効果＞
実施形態１に係る充電装置１０は、通常時にはフル充電よりも少ない充電量（例示としてフル充電の６０〜８０％）を目標とする通常充電を間欠的に実行する。充電装置１０はユーザによる所定の操作が行われると、フル充電を実行する。ユーザが無線通信装置２０を携帯して持ち出したい際には、所定の操作（具体例としてプッシュボタンの押下といった簡単な操作）を行うことで２次電池２１をフル充電状態にすることができる。よって、ユーザは無線通信装置２０の携帯時に２次電池２１の容量を最大限利用することができるようになる。

２次電池からの電力の待ち受け消費をしている状態で、フル充電を実行すると、２次電池に対する負担が大きくなり、２次電池２１の寿命が短くなる問題がある。しかし、実施形態１に係る充電装置１０ではフル充電が実行されるのは、ユーザによる所定の操作が行われたとき限りである。しかも充電装置１０ではフル充電が完了した後は、直ちに通常モードに復帰する。

このような電力の待ち受け消費を常にせざるを得ず、また電力の待ち受け消費をしている時間がほとんどであるような利用のされ方をされる機器では、フル充電が完了した後は、直ぐに端子間電圧Ｖｔの低下が始まる。よって、実施形態１に係る充電装置１０はこのような機器に適用されるのに適しており、極めて有効に当該機器の２次電池の劣化を抑えることができる。

衛星電話用の携帯式無線通信装置は、充電ドックといった充電装置に接続された状態での通話の待ち受けを常時行いつつ、頻度の少ない持ち出しの際には、２次電池の能力を最大限利用することが求められる。しかも非常用といった目的上、いつでも使えることが重要であり、２次電池の寿命ができるだけ長いことが求められる。実施形態１に係る充電装置１０は、このような使用上の特徴を有する機器の２次電池の充電制御に適しているのである。

また、充電装置１０は、特許文献１に開示された従来技術の充放電装置とは異なり、２次電池の充電のみを行う装置である。充電装置１０は、２次電池の充電量を制御するための放電の機能は有していない。従って、実施形態１に係る充電装置１０は、このような充放電装置と比較すると回路構成がシンプルである。

特に、実施形態１における、電圧が第１電圧Ｖ１まで低下した際に充電を開始し、定電流充電（ＣＣ充電）、定電圧充電（ＣＶ充電）を順次実施して目標電圧までの充電を行う充電回路１１は、充電制御ＩＣとして市販されている。よって実施形態１の充電装置１０を実現する際には、充電回路１１として、このような市販の充電制御ＩＣを用いることができる。よって、製造者は２次電池の充放電を実行するような特別の回路を設計、製造する必要はなく、容易に実施形態１に開示された構成の充電装置１０を製造できる。

実施形態１に係る充電装置１０は、充電回路１１が充電を実行しているか否かを、表示する充電表示部１４を備えているため、充電装置１０が充電完了状態にあるか否かを容易に知ることができる。また充電表示部１４はその表示を、充電回路１１が制御部１２に通知するために生成する充電情報に従って行うため、特別の信号を新たに発生させる必要は無い。

実施形態１に係る充電装置１０は、充電回路１１がフル充電を実行しているか否かを、表示するフル充電表示部１５を備えているため、充電装置１０がフル充電状態にあるか否かを容易に知ることができる。またフル充電表示部１５はその表示を、制御部１２が充電回路１１に通知するために生成する、充電の目標電圧が第３電圧Ｖ３であるか否かを示すフル充電モード情報に従って行うため、特別の信号を新たに発生させる必要は無い。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２が、以下に示される。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明は繰り返されない。

図６は、実施形態２に係る充電装置１０、及びそれを備えた無線通信ユニット１の構成を示すブロック図である。実施形態２に係る充電装置１０は、実施形態１とは類似の構成であるが、充電回路１１が監視する２次電池２１の端子間電圧Ｖｔに関する信号に若干の処理が加えられるものである。

実施形態２では、図６に示されるように、２次電池２１から充電装置１０が取得する端子間電圧Ｖｔに関する信号は、スイッチ１７の切換えにより、充電回路１１に直接入力される場合と、リミッタ１６で処理されてから入力される場合とがある。

スイッチ１７は、制御部１２からのフル充電モード情報に従って切り替わる。フル充電モード情報がフル充電モードである旨の情報である場合、充電装置１０が取得する端子間電圧Ｖｔに関する信号は、充電回路１１に直接入力される。従って、実施形態２において、フル充電状態にある場合の充電装置１０の動作は、実施形態１の場合と同じである。

一方、フル充電モード情報がフル充電モードでない旨の情報である場合、充電装置１０が取得する端子間電圧Ｖｔに関する信号は、リミッタ１６で処理されてから充電回路１１に入力される。

リミッタ１６は、信号を第４電圧Ｖ４以下に制限するリミッタである。すなわちリミッタ１６は、端子間電圧Ｖｔが第４電圧Ｖ４以下である場合には、端子間電圧Ｖｔをそのまま出力する。またリミッタ１６は、端子間電圧Ｖｔが第４電圧Ｖ４を超える場合には、第４電圧Ｖ４を出力する。ここで、第４電圧Ｖ４は、第２電圧Ｖ２を超え、第３電圧Ｖ３未満の値に設定されている。

充電回路１１が充電を実施していない際、すなわち充電装置１０が充電完了状態にある場合、充電回路１１は端子間電圧Ｖｔが第１電圧Ｖ１以下であるか否かを監視する（ステップＳ２）。端子間電圧Ｖｔが第１電圧Ｖ１以下であるか否かの判断は、端子間電圧Ｖｔに関する信号そのものを用いたとしても、最大値が第４電圧Ｖ４に制限されたリミッタ１６で処理された信号を用いたとしても変わらない。

またフル充電状態にない場合に充電回路１１が充電を実施している際の、充電の目標電圧Ｖ２はリミッタ１６の制限以下であるから、この場合の動作もリミッタ１６で処理された信号を用いたとしても変わらない。従ってフル充電状態にない場合にも、実施形態２に係る充電装置１０は、実施形態１の場合と同じように動作する。

ところで、市販の充電制御ＩＣには、充電の目標電圧よりも、監視する端子間電圧が大幅に高いことを検出した場合に、エラーを発してその動作を停止する仕様のものがある。このような仕様の充電制御ＩＣを実施形態１に係る充電装置１０の充電回路１１として適用すると、次の問題が生じる。

フル充電が完了した直後の充電完了状態にあるとき、端子間電圧Ｖｔは、第３電圧Ｖ３に近い電圧である。充電装置１０は、その特徴的な動作として、フル充電が完了すると直ちに目標電圧を第２電圧Ｖ２に設定し、通常モードに復帰する。よってこの場合に、充電の目標電圧よりも監視する端子間電圧Ｖｔが大幅に高い状態となって、当該仕様の充電制御ＩＣは、エラーを発して動作を停止してしまう。

しかし実施形態２に係る充電装置１０では、充電完了状態にある際、充電回路１１（充電制御ＩＣ）が受信する端子間電圧の信号は、充電制御ＩＣがエラーを発する電圧よりも低くなるようにリミッタ１６で処理されるからこのような不具合は発生しない。

従って、実施形態２によれば、充電回路１１として適用する充電制御ＩＣが、上記仕様のものであったとしても、無線通信装置２０の２次電池２１に対して、誤って動作を停止させてしまうことなく、所要の充電制御を行うことができる。また、実施形態２によれば、実施形態１と同様の効果、作用が得られる。

〔ソフトウェアによる実現例〕
充電装置１０の制御部１２は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。後者の場合、充電装置１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。

そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。

また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る充電装置は、２次電池の充電を行う充電回路と、前記充電回路を制御する制御部と、を備え、前記充電回路は、前記２次電池の端子間電圧を監視して、前記端子間電圧が目標電圧となるように充電を実行するものであり、前記制御部は、通常時には、前記目標電圧を所定値とし、特定指示を受信した際には、前記目標電圧を前記所定値よりも高い値とし、前記充電回路に充電開始指示を送信して、充電を行わせ、当該充電が終了すると、前記目標電圧を前記所定値に復帰させる構成を備えている。

上記態様によれば、２次電池を備えた機器の、持ち出し利用時の利便性をなるべく損なわないようにしつつ、充電装置に接続されたまま電力の待ち受け消費をする機会が多い機器の２次電池の劣化を抑制できる充電装置が実現できる。

本発明の態様２に係る充電装置は、上記態様１において、前記充電回路は、前記通常時には、前記端子間電圧が前記所定値よりも低い第１電圧以下であることを検出すると充電を開始する構成を備えていてもよい。上記態様によれば、充電装置に接続されたままの状態の２次電池を備えた機器を、いつでも利用できる状態で維持することができる。

本発明の態様３に係る充電装置は、上記態様１または２において、前記充電回路は、前記２次電池が前記充電回路に接続されたことを検出した際には、前記端子間電圧が前記所定値未満であることを検出すると充電を開始する構成を備えていてもよい。上記態様によれば、２次電池を備えた機器の充電回路接続時の動作を具体化させることができる。

本発明の態様４に係る充電装置は、上記態様１から３のいずれかにおいて、ユーザによる所定の操作を受け付けた際に、前記制御部に前記特定指示を発信する、操作部を更に備えてもよい。上記態様によれば、ユーザが容易に２次電池の充電量の増加を行わせる指示を行うことができる充電装置が実現できる。

本発明の態様５に係る充電装置は、上記態様１から４のいずれかにおいて、前記所定値よりも高い値は、前記２次電池のフル充電に相当する端子間電圧である構成を備えてもよい。上記態様によれば、２次電池を備えた機器の持ち出し時にフル充電の状態にすることが可能な充電装置が実現できる。

本発明の態様６に係る充電装置は、上記態様１から５のいずれかにおいて、前記充電回路が充電を実行していることを表示する第１表示部を更に備えてもよい。上記態様によれば、充電装置が充電完了状態にあるか否かをユーザが容易に知ることができる充電装置が実現できる。

本発明の態様７に係る充電装置は、上記態様１から６のいずれかにおいて、前記目標電圧が前記所定値よりも高い値に設定されていることを表示する第２表示部を更に備えてもよい。上記態様によれば、充電装置がフル充電状態にあるか否かをユーザが容易に知ることができる充電装置が実現できる。

本発明の態様８に係る充電装置は、上記態様１から７のいずれかにおいて、前記２次電池は、無線通信装置に備えられていてもよい。上記態様によれば、無線通信装置の、持ち出し利用時の利便性をなるべく損なわないようにしつつ、充電装置に接続されたまま電力の待ち受け消費をする機会が多い無線通信装置の２次電池の劣化を抑制できる充電装置が実現できる。

本発明の態様９に係る無線通信ユニットは、上記態様８の充電装置と、前記無線通信装置とを備える。上記態様によれば、無線通信装置の、持ち出し利用時の利便性をなるべく損なわないようにしつつ、充電装置に接続されたまま電力の待ち受け消費をする機会が多い無線通信装置の２次電池の劣化を抑制できる無線通信ユニットが実現できる。

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

上述した実施形態においては、操作部１３がユーザによる所定の操作を受け付けて、フル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）として、制御部１２に通知する例が示された。しかし本発明の適用は、このような場合に限られるものではなく、例えば無線通信装置２０が、ユーザによる所定の操作を受け付けて、フル充電モードへの移行を指示する操作情報（特定指示）として、制御部１２に通知する構成であってもよい。この場合、充電装置１０は、操作部１３を備えなくてもよい。

フル充電表示部１５がＬＥＤランプにより表示を行うものである場合、当該ＬＥＤランプは、操作部１３であるプッシュボタンに一体に組み込まれていてもよい。この場合、ユーザによるプッシュボタン押下操作に伴って、当該ＬＥＤランプの点灯の状態が変わることとなる。よってユーザは押下操作が確実であったかを認知することができる、あるいはユーザが当該ＬＥＤランプの意義（フル充電状態にあることを示していること）を正しく認識できるようになる。

１ 無線通信ユニット
１０ 充電装置
１１ 充電回路
１２ 制御部
１３ 操作部
１４ 充電表示部（第１表示部）
１５ フル充電表示部（第２表示部）
１６ リミッタ
１７ スイッチ
２０ 無線通信装置
２１ ２次電池
２２ 通信回路
９ 外部電源

Claims (9)

1. ２次電池の充電を行う充電回路と、
   前記充電回路を制御する制御部と、を備え、
   前記充電回路は、前記２次電池の端子間電圧を監視して、前記端子間電圧が目標電圧となるように充電を実行するものであり、
   前記制御部は、
   通常時には、前記目標電圧を所定値とし、
   特定指示を受信した際には、前記目標電圧を前記所定値よりも高い値とし、前記充電回路に充電開始指示を送信して、充電を行わせ、当該充電が終了すると、前記目標電圧を前記所定値に復帰させることを特徴とする、充電装置。
2. 前記充電回路は、前記通常時には、
   前記端子間電圧が前記所定値よりも低い第１電圧以下であることを検出すると充電を開始することを特徴とする、請求項１に記載の充電装置。
3. 前記充電回路は、前記２次電池が前記充電回路に接続されたことを検出した際には、
   前記端子間電圧が前記所定値未満であることを検出すると充電を開始することを特徴とする、請求項１または２に記載の充電装置。
4. ユーザによる所定の操作を受け付けた際に、前記制御部に前記特定指示を発信する、操作部を更に備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の充電装置。
5. 前記所定値よりも高い値は、前記２次電池のフル充電に相当する端子間電圧であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の充電装置。
6. 前記充電回路が充電を実行していることを表示する第１表示部を更に備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の充電装置。
7. 前記目標電圧が前記所定値よりも高い値に設定されていることを表示する第２表示部を更に備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の充電装置。
8. 前記２次電池は、無線通信装置に備えられていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の充電装置。
9. 請求項８に記載の充電装置と、前記無線通信装置とを備えることを特徴とする、無線通信ユニット。

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