JP2985615B2

JP2985615B2 - 充電回数計数機能付蓄電池装置

Info

Publication number: JP2985615B2
Application number: JP5267860A
Authority: JP
Inventors: 英雄粟津
Original assignee: NIPPON DENCHI KK
Current assignee: NIPPON DENCHI KK
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1999-12-06
Anticipated expiration: 2014-12-06
Also published as: JPH0799069A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ニッケルカドミウム蓄
電池等と、充電が行われた回数をカウントするための充
電回数計数装置とを備えた充電回数計数機能付蓄電池装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蓄電池は、充電により外部から供給され
た電荷を電気化学変化によって内部に蓄積することがで
きる。従って、この充電を行えば、蓄電池を繰り返し使
用し放電を行わせることができるようになる。ただし、
蓄電池の使用に伴いこのような充放電を何度も繰り返す
と、電極板が変質したり電解液が消耗し、またこれらを
含む全ての部品の老化現象等が発生するので、充電によ
って供給される電荷を効率よく蓄積することができなく
なると共に、蓄積可能な電荷量も減少し、しかも、この
変質，消耗及び老化等の現象が進行すると、十分な電荷
量を蓄積することが不可能となって蓄電池が電池寿命に
達する。

【０００３】そこで、例えば充電時に蓄電池に流入する
充電電流を時間積分することにより、この蓄電池に蓄積
される電荷量である充電容量を算出しようとする場合に
は、充放電の繰り返し回数を示す充電回数に応じて、充
電電流の時間積分値に対する実際に蓄電池に蓄積された
充電容量の比を示す充電効率の低下を考慮する必要があ
る。また、この充電回数は、蓄電池が電池寿命に達した
かどうかの判断材料にも利用できる。従って、このよう
な蓄電池を備えた蓄電池装置には、充電回数をカウント
する充電回数計数装置を設けたものが従来からあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の充電
回数計数装置は、例えば蓄電池装置を充電器に装着した
ことを機械的に検出し、これによって充電回数を計数し
たり、蓄電池に流入する方向の充電電流が流れ始めたこ
とを検出すると、これによって充電回数を計数するもの
にすぎなかった。従って、蓄電池装置を充電器に装着す
るだけで実際には充電電流を流さないような無意味な操
作を繰り返したり、何らかの事情で一旦充電を開始し充
電電流を流し始めた後に短期間に充電を中止するような
操作を繰り返すと、実質的には充電が行われていないに
もかかわらず充電回数計数装置によるカウントのみが不
必要に行われるようになる。

【０００５】また、充電電流が一定時間以上流れた場合
にのみ充電回数をカウントするようにしたとしても、こ
の一定時間の設定によっては、充電電流が極めて小さい
場合には、ほとんど充電容量が蓄積されていないにもか
かわらず充電回数がカウントされ、逆に充電電流が非常
に大きい場合には、充電容量が十分に蓄積されているに
もかかわらず充電回数がカウントされないことになるた
め、この充電回数を正確にカウントすることができな
い。

【０００６】このため、従来の充電回数計数装置を備え
た蓄電池装置では、少し変則的な使い方をすると充電回
数が実際とは異なる回数を示すようになる場合があり、
この充電回数に応じた充電効率を考慮して計算した充電
容量に誤差が多くなったり、電池寿命の判断が信頼性の
ないものになるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、充電電流がこ
の充電電流に応じた時間以上流れた場合にのみ充電回数
をカウントすることにより正確な充電回数を得ることが
できる充電回数計数機能付蓄電池装置を提供することを
目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の充電回数計数機能付蓄電池装置は、充電
可能な蓄電池と、蓄電池に流入する充電電流を検出する
充電電流検出手段と、充電回数の判断のための初期値と
して予め設定した時間を、充電電流検出手段が検出した
充電電流に基づいて、この充電電流が大きくなるほど短
い時間とする所定の変換手順に従って変換し、この変換
した時間を充電計数時間として算出する充電計数時間算
出手段と、充電回数を記録する充電回数記録手段と、充
電計数時間算出手段が充電計数時間を算出する基礎とし
た充電電流にほぼ一致する値以上の充電電流を充電電流
検出手段が連続して検出し続けた時間が当該充電計数時
間を超えた場合に、充電回数記録手段に記録された充電
回数を１回分だけカウントアップする充電回数更新手段
とを備えたことを特徴としている。

【０００９】請求項２の充電回数計数機能付蓄電池装置
は、充電可能な蓄電池と、蓄電池に流入する充電電流を
検出する充電電流検出手段と、充電電流検出手段が検出
した充電電流を時間積分して充電容量を求める充電容量
算出手段と、充電回数を記録する充電回数記録手段と、
充電容量算出手段が算出した充電容量が所定容量値を超
えた場合に、充電回数記録手段に記録された充電回数を
１回分だけカウントアップする充電回数更新手段とを備
えたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の充電回数計数機能付蓄電池装置に装備
される充電可能な蓄電池としては、ニッケルカドミウム
蓄電池等の全ての２次電池が含まれる。

【００１１】充電電流検出手段は、例えば抵抗値の極め
て低い抵抗器を蓄電池に直列に接続しておき、この蓄電
池に流入する方向の電流による抵抗器での電圧降下を測
定することにより充電電流を検出することができる。

【００１２】請求項１の充電計数時間算出手段は、例え
ば充電電流が０Ａのときに予想される充電計数時間を初
期値として予め設定し、上記充電電流検出手段が検出し
た充電電流に基づいて、充電電流が大きくなるほどこの
初期値よりも短い時間となるような所定の変換手順に従
って充電計数時間を算出する。ただし、充電開始当初で
電流がまだ不安定な時の充電電流に基づいて充電計数時
間を求めてもあまり意味がないことが多いので、充電計
数時間の基礎となる充電電流は、通常は十分に安定して
からのものを使用する。蓄電池の充電は、通常は定電流
により行うので、充電が開始されれば充電電流は速やか
に上昇して所定の一定値となる。また、定電圧充電の場
合にも、充電電流は、一旦安定して流れ出せば短時間に
大きく変動するようなことはない。

【００１３】上記充電計数時間算出手段が実行する変換
手順は、充電電流をパラメータとして所定の計算を行う
手順の他、例えば予め各充電電流の値ごとに設定された
充電計数時間の値のテーブルを参照して当該充電電流に
対応する充電計数時間を求める手順等であってもよく、
本来の演算処理以外の方法によって充電計数時間を算出
することができる。また、この変換手順は、任意の２種
類の充電電流に対して、大きな充電電流の方が小さい充
電電流よりも長い充電計数時間が得られようなことがあ
ってはならないが、局所的には大小の充電電流に対して
同じ値の充電計数時間が得られる場合があってもよい。

【００１４】充電回数記録手段は、例えば工場出荷時に
０回又は１回の充電回数を記録しておき、充電が行われ
るたびにこれを１回分ずつカウントアップした値に更新
することにより、随時そのときまでの充電回数を読み出
すことができるようにしたものである。従って、この充
電回数記録手段は、数値を記録し、かつ、この数値が書
き換え可能なものでなければならない。また、この充電
回数は、蓄電池装置の寿命が尽きるまで更新を継続しな
がら維持する必要があるので、蓄電池の過放電時等にも
確実に値が保持されるように、不揮発性の記録が可能な
ものが望ましい。この結果、充電回数記録手段として
は、通常はＥＥＰＲＯＭ[Electrically Erasable Progr
ammable Read-Only Memory] 等のような書き換え可能な
不揮発性半導体記憶装置が用いられる。

【００１５】充電回数更新手段は、充電が開始されてか
ら充電が完了するまでの一連の処理の間に１回だけ、充
電回数記録手段に記録された充電回数をカウントアップ
して更新するものである。また、充電回数のカウントを
行う条件としては、請求項１の場合、充電計数時間算出
手段が充電計数時間を算出する基礎とした充電電流にほ
ぼ一致する値以上の充電電流を充電電流検出手段が連続
して検出し続けた時間が当該充電計数時間を超えた場合
に限る。即ち、充電電流が大きい場合には、この充電電
流が流れ始めてから比較的短い時間の経過後に充電回数
をカウントし、充電電流が小さい場合には、この充電電
流が流れ始めてから十分に長い時間が経過してからカウ
ントを行うことになる。また、充電電流検出手段による
検出時間が充電計数時間を一旦超えれば、充電電流が十
分に小さい値以下となり一度充電が完了するまで再度の
カウントは行われない。

【００１６】従って、請求項１の充電回数計数機能付蓄
電池装置によれば、充電電流の大小にかかわらず、充電
が開始されてからある程度以上の十分な充電容量が蓄積
されるまでは充電回数のカウントを行わないので、充電
電流が供給されても実質的な充電が行われなかったよう
な場合に誤ってカウントを行うのを防止することができ
る。そして、これにより計数する充電回数を正確なもの
とすることができるので、例えばこの充電回数に応じた
充電効率を考慮して充電容量を算出する場合の誤差を低
減することができるようになる。また、この充電回数に
基づく電池寿命の判断も信頼性の高いものとすることが
できる。

【００１７】請求項２の充電容量算出手段は、充電電流
を時間積分することにより、充電によって蓄電池に貯え
られた充電容量を求めるものである。なお、この際、充
電電流や充電回数に応じて変化する充電効率を考慮し
て、充電電流の値にこれらによる充電効率を乗算したも
のを時間積分するようにしてもよい。また、充電電流検
出手段がサンプリングによって充電電流の検出を行う場
合には、このサンプリングによって得た各充電電流にサ
ンプリング周期を乗じた値を順次積算することにより時
間積分を行うことができる。

【００１８】請求項２の場合に充電回数更新手段が充電
回数のカウントを行うのは、充電容量算出手段が算出し
た充電容量が所定容量値を超えた場合に限る。即ち、こ
こでも、充電電流が大きい場合には、この充電電流が流
れ始めてから比較的短い時間の経過後に充電回数をカウ
ントし、充電電流が小さい場合には、この充電電流が流
れ始めてから十分に長い時間が経過してからカウントを
行うことになる。しかも、請求項２の場合には、充電電
流が一定せず常に変動している場合にも、充電が行われ
たと認められる十分な充電容量が蓄積されたことにより
カウントを行うことができる。なお、充電容量が所定容
量値を一旦超えれば、充電電流が十分に小さい値以下と
なり一度充電が完了するまで再度のカウントは行われな
い。

【００１９】従って、請求項２の充電回数計数機能付蓄
電池装置の場合にも、充電電流の大小にかかわらず、充
電が開始されから所定値以上の充電容量が蓄積されるま
では充電回数のカウントを行わないので、充電電流が供
給されたにもかかわらず実質的な充電が行われなかった
ような場合に誤ってカウントを行うのを防止することが
できる。

【００２０】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳述する。

【００２１】図１乃至図６は本発明の一実施例を示すも
のであって、図１は図２に示す充電回数計数処理の動作
を示すフローチャート、図２はマイクロコンピュータの
割り込みルーチンの動作を示すフローチャート、図３は
蓄電池装置の構成を示すブロック図、図４は充電回数と
充電計数時間との関係を示す図、図５はＬＥＤアレイの
構成を示す正面図、図６は充電回数表示時のＬＥＤアレ
イの各点灯状態を示す説明図である。

【００２２】本実施例の蓄電池装置は、１チップマイク
ロコンピュータによって充電回数計数装置の演算制御部
を構成した場合について説明する。

【００２３】この蓄電池装置は、図３に示すように、ニ
ッケルカドミウム蓄電池１と共にマイクロコンピュータ
基板２をケース内に収納したものである。ニッケルカド
ミウム蓄電池１は、正極が蓄電池装置の正極端子３に接
続されると共に、負極がシャント抵抗４を介して負極端
子５に接続されている。そして、蓄電池装置の充放電
は、これら正極端子３と負極端子５を通じて行われる。
シャント抵抗４は、抵抗値が数ｍΩ程度の極めて低抵抗
の抵抗器であり、ここに流れる電流の大きさを検出する
ための検流器の役割を果たすものである。また、この蓄
電池装置内には、サーモスタット６とサーミスタ７がニ
ッケルカドミウム蓄電池１の近傍に配置され、それぞれ
の導通状態や抵抗値を外部端子から読み出せるようにな
っている。サーモスタット６は、温度が所定値以上に上
昇すると遮断されるので、この導通状態を外部から読み
出すことによりニッケルカドミウム蓄電池１の充電末期
を検出することができる。サーミスタ７は、ニッケルカ
ドミウム蓄電池１の温度に応じて抵抗値が変化するの
で、この抵抗値を外部から読み出すことにより、充電完
了の時期等を検出するのに利用することができる。

【００２４】マイクロコンピュータ基板２は、マイクロ
コンピュータ２ａとその周辺回路を実装した回路基板で
ある。マイクロコンピュータ２ａは、アナログ信号を入
力してＡＤ変換を行うアナログポートＡＤ1 〜ＡＤ3 を
備えている。そして、第１のアナログポートＡＤ1 に
は、上記ニッケルカドミウム蓄電池１の端子電圧が端子
電圧入力回路２ｂを介して入力され、第２のアナログポ
ートＡＤ2 には、上記シャント抵抗４の充電電流による
電圧降下が充電電流入力回路２ｃを介して入力され、第
３のアナログポートＡＤ3 には、このシャント抵抗４の
放電電流による電圧降下が放電電流入力回路２ｄを介し
て入力されるようになっている。端子電圧入力回路２ｂ
は、ニッケルカドミウム蓄電池１の端子電圧を抵抗分圧
によりＡＤ変換可能な電圧範囲に変換して第１のアナロ
グポートＡＤ1 に送るインターフェイス回路である。ま
た、充電電流入力回路２ｃと放電電流入力回路２ｄは、
オペアンプ（演算増幅器）に負帰還を施すことにより所
定の利得を得るようにした反転増幅器と非反転増幅器で
あり、充電電流と放電電流に対応する電圧降下をそれぞ
れＡＤ変換可能な電圧範囲に変換して第２と第３のアナ
ログポートＡＤ2 ，ＡＤ3 に送るインターフェイス回路
である。ただし、充電電流入力回路２ｃは、シャント抵
抗４に充電電流が流れた場合に正となる電圧を出力し、
放電電流入力回路２ｄは、シャント抵抗４に放電電流が
流れた場合に正となる電圧を出力するようになってい
て、それぞれ負電圧は０Ａの電流値として取り扱われる
ので、第２と第３のアナログポートＡＤ2 ，ＡＤ3 に
は、充電電流と放電電流とが区別して入力される。この
結果、これらのアナログポートＡＤ1 〜ＡＤ3 には、そ
れぞれニッケルカドミウム蓄電池１の端子電圧，充電電
流及び放電電流の各値が入力され内部でディジタル信号
に変換されることになる。なお、第１のアナログポート
ＡＤ1 に入力される端子電圧の値には、実際にはシャン
ト抵抗４の電圧降下も含まれることになるが、この電圧
降下はほとんど無視できる。

【００２５】このマイクロコンピュータ２ａは、ディジ
タル入出力を行うＩＯポートＤ0 〜Ｄ10を備えている。
ＩＯポートＤ0 〜Ｄ3 には、外部記憶装置であるＥＥＰ
ＲＯＭ２ｅが接続されている。ＥＥＰＲＯＭ２ｅは、電
気的な書き込みが可能な不揮発性の半導体記憶装置であ
るＥＥＰＲＯＭ[Electrically Erasable Programmable
Read-Only Memory] からなり、このＩＯポートＤ0 〜Ｄ
3 を介してＥＥＰＲＯＭ２ｅに対してデータの読み書き
を行うことができるようになっている。このＥＥＰＲＯ
Ｍ２ｅには、予め定格電池容量や定格セル数等の当該蓄
電池装置に固有の電池情報が書き込まれ記憶されると共
に、充電回数等の動的な電池情報も随時書き込み更新さ
れて記憶されている。ＩＯポートＤ4 〜Ｄ8 には、５個
のＬＥＤ[Light Emitting Diode]を備えたＬＥＤアレイ
２ｆが接続され、各ＩＯポートＤ4 〜Ｄ8 に対応するＬ
ＥＤを任意に点灯させることができるようになってい
る。ＩＯポートＤ9 には、蓄電池装置の外部端子である
通信端子９が接続され、この通信端子９を介して充電器
等と通信を行うことができるようになっている。ＩＯポ
ートＤ10には、蓄電池装置表面に操作部が設けられた操
作スイッチ８が接続され、この操作スイッチ８の操作を
読み込むことができるようになっている。

【００２６】上記マイクロコンピュータ２ａは、ニッケ
ルカドミウム蓄電池１から電源回路２ｇを介して定電圧
電源の供給を受けるようになっている。また、このマイ
クロコンピュータ２ａ内部のＡＤ変換回路やＥＥＰＲＯ
Ｍ２ｅ及びＬＥＤアレイ２ｆも図示しない電源回路を介
してニッケルカドミウム蓄電池１から電源の供給を受け
るようになっている。ただし、これらＡＤ変換回路等の
電源は、マイクロコンピュータ２ａによって必要時にの
み供給が行われるように制御され、無駄な電力を消費し
ないようになっている。

【００２７】上記構成の蓄電池装置の充電回数計数装置
の動作を図１及び図２のフローチャートに基づいて説明
する。

【００２８】マイクロコンピュータ２ａは、内部のＰＲ
ＯＭ[Programmable Read-Only Memory] に格納されたプ
ログラムに従ってＣＰＵ[Central Processing Unit] が
各ポートＡＤ1 〜ＡＤ3 及びＤ0 〜Ｄ10の入出力を行う
ことにより制御動作を行う。また、このマイクロコンピ
ュータ２ａは、内部にタイマ割り込み機能を備え、タイ
マに設定された時間間隔ごとにハードウエア割り込みに
よってプログラムの割り込みルーチンを呼び出すことが
できるようになっている。そして、充電回数計数装置
は、この割り込みルーチンによって実現される。

【００２９】この割り込みルーチンは、制御が待機状態
にある場合には、電力消費を抑制するために比較的長い
タイマ時間Ｔ1 間隔で呼び出されるように設定されてい
る。そして、この割り込みルーチンが呼び出されると、
図２に示すように、まず最初のステップ（以下「Ｓ」と
いう）において、アナログポートＡＤ2 に入力された充
電電流の値をＡＤ変換することにより検出を行う（Ｓ
１）。次に、充電状態の設定が行われているかどうかを
調べ（Ｓ２）、充電状態が設定されていない場合には、
検出した充電電流の値が充電開始電流Ｉmin 以上かどう
かの判断を行う（Ｓ３）。そして、充電開始電流Ｉmin
に満たないと判定された場合には、制御が通常の待機状
態かその他の状態にあり、かつ、充電も開始されていな
いことを示すので、直ちに割り込みルーチンを終了す
る。

【００３０】ここで、蓄電池装置の充電が開始される
と、その後最初に呼び出された割り込みルーチンの上記
Ｓ３の処理において充電電流が充電開始電流Ｉmin 以上
になったと判定されるので、まず自身のタイマ割り込み
の時間をタイマ時間Ｔ1 よりも短いタイマ時間Ｔ2 間隔
に設定すると共に（Ｓ４）、充電状態の設定を行い（Ｓ
５）、制御を待機状態から充電状態に移行させる。そし
て、そのときの充電回数に基づいて内部のＰＲＯＭから
充電効率を読み出すと共に（Ｓ６）、検出した充電電流
の値にこの充電効率とタイマ割り込みの時間間隔である
タイマ時間Ｔ2 とを乗算することにより充電容量を算出
する（Ｓ７）。充電回数は、上記のようにＥＥＰＲＯＭ
２ｅに記憶されていて、工場出荷時に０回に初期化さ
れ、蓄電池装置の使用に伴い、後に説明するようにこの
割り込みルーチンによって充電が行われるたびに１回ず
つインクリメントされて更新されるようになっている。
従って、Ｓ６の処理では、充電効率を読み出す前に、こ
の充電回数をＥＥＰＲＯＭ２ｅから読み出す必要があ
る。ただし、各充電期間中にはこの充電回数をそれぞれ
固定した値として取り扱うことができるので、最初にＥ
ＥＰＲＯＭ２ｅから読み出した充電回数を一旦内部のＲ
ＡＭに記憶させておき、以降はこのＲＡＭの充電回数を
参照するようにして、ＥＥＰＲＯＭ２ｅからの読み出し
処理を省略することもできる。なお、この充電状態でタ
イマ割り込みの時間を待機状態のタイマ時間Ｔ1 間隔よ
りも短いタイマ時間Ｔ2 間隔に設定するのは、充電電流
に基づき充電容量を精密に検出するためであり、これに
より、充電電流が不安定な場合や著しく変化する場合に
も対応することができる。

【００３１】ニッケルカドミウム蓄電池１は、使用に伴
い充電回数が増加すると、充電電流によって供給される
電荷を効率よく内部に蓄積することができなくなり充電
効率が低下する。そこで、本実施例では、Ｓ６の処理に
より、充電回数がある程度以下の場合にはニッケルカド
ミウム蓄電池１も新しくほとんど充電効率が低下しない
ため、この間の充電効率を１．０とし、それ以降充電回
数が増加するほど小さい値の充電効率を得るようにして
いる。また、この際、充電回数の所定ステップごとに充
電効率の値を内部のＰＲＯＭに書き込んでおき、Ｓ６の
処理では、そのときの充電回数に対応する充電効率をこ
のＲＯＭテーブルから読み出すようにして、処理時間の
軽減を図っている。

【００３２】Ｓ７の処理では、充電電流と充電効率とタ
イマ割り込みの時間間隔との積から充電容量を算出する
ので、この充電容量を積算すれば、充電電流と充電効率
との積を時間積分したことになる。なお、ここでタイマ
割り込みの時間間隔のタイマ時間Ｔ2 は、充電状態にお
いては定数値となるので、上記ＰＲＯＭに記憶させる充
電効率を予めこのタイマ時間Ｔ2 が乗算された値にして
おくことにより、演算処理をさらに簡素化することがで
きる。

【００３３】上記のようにして充電容量が算出される
と、充電回数計数処理を行うと共に（Ｓ８）、ＲＡＭに
記憶されている充電電流の値と積算電池容量の更新を行
う（Ｓ９）。Ｓ８の充電回数計数処理は、蓄電池装置に
充電が行われた回数をカウントし、ＥＥＰＲＯＭ２ｅに
記憶された充電回数を更新する処理である。ただし、充
電開始直後にはまだ実際の充電回数のカウントは行わな
い。即ち、この充電回数計数処理は、図１に示すよう
に、まず後に説明するカウント済フラグが設定されてい
るかどうかを調べ（Ｓ２１）、当初はカウント済フラグ
が設定されていないため、次に上記Ｓ１で検出した充電
電流ＩT と前回検出した充電電流ＩL との差の絶対値が
所定電流変位ΔＩより小さいかどうかを判断する（Ｓ２
２）。充電電流ＩL は、ＲＡＭに記憶されている前回の
割り込みルーチンで検出された充電電流の値である。従
って、充電開始当初のまだ充電電流が上昇途上で安定し
ていないときには、このＳ２２の処理で充電電流ＩT と
充電電流ＩL との差の絶対値が所定電流変位ΔＩより大
きいと判定される。すると、充電時間カウンタのカウン
ト値を０の値にリセットして（Ｓ２３）からＳ８の充電
回数計数処理を終了する。図２のＳ９における充電電流
の値の更新は、ＲＡＭに記憶されＳ８の処理で参照した
前回の充電電流の値を今回検出した値に書き換える処理
である。また、積算電池容量の更新は、まずＲＡＭから
読み出した先の積算電池容量に今回算出した上記充電容
量を加算し、この加算結果を新たな積算電池容量として
ＲＡＭに書き込む処理である。

【００３４】一旦充電が開始されると、以降に呼び出さ
れる割り込みルーチンでは、上記Ｓ２の処理において充
電状態が設定されていると判定される。そして、この場
合にも、引き続いて、検出した充電電流の値が充電開始
電流Ｉmin 以上かどうかの判断を行い（Ｓ１０）、充電
開始電流Ｉmin 以上であると判定された場合には、上記
Ｓ６〜Ｓ９の処理を実行してＲＡＭの充電電流の値と積
算電池容量の更新等を行った後に割り込みルーチンを終
了する。また、この充電の開始に伴って充電電流が所定
の定電流に安定すると、Ｓ８の充電回数計数処理におい
て、図１に示すように、Ｓ２２の処理により今回の充電
電流ＩT と前回の充電電流ＩL との差の絶対値が所定電
流変位ΔＩより小さいと判定される。すると、充電時間
カウンタがカウントを行うと共に（Ｓ２４）、充電電流
ＩT に基づいて内部ＰＲＯＭから充電計数時間を読み出
し（Ｓ２５）、充電時間カウンタのカウント値がこの充
電計数時間を超えたどうかの判断を行う（Ｓ２６）。充
電時間カウンタは、先のＳ２３の処理でリセットされた
ものである。また、この充電時間カウンタの１回分のカ
ウント値はタイマ割り込み時間のタイマ時間Ｔ2 に対応
する。

【００３５】ニッケルカドミウム蓄電池１にある程度の
大きさの充電容量を蓄積するには、充電電流Ｉが大きい
場合には短時間で済むが、充電電流Ｉが小さい場合には
長い時間が必要となる。そこで、本実施例では、充電回
数をカウントするのに最低限必要な充電計数時間ＴC を
充電電流Ｉの一次式で近似し、式ＴC ＝ＴC0−ｋＩを計
算することにより求める。ここでＴC0は、充電電流Ｉが
０Ａのときの仮想的な充電計数時間の初期値である。ま
た、ｋは、正の定数である。従って、この充電電流と充
電計数時間との関係は、図４に示すような右下がりの直
線で表され、充電電流が大きくなるほど、充電計数時間
が徐々に短縮されることになる。Ｓ２５の処理では、充
電電流の値に基づいてこの式ＴC ＝ＴC0−ｋＩの計算を
行うことにより充電計数時間を算出することもできる。
しかしながら、このような演算はマイクロコンピュータ
２ａに無駄な負担をかけることになるため、ここでは、
予め内部のＰＲＯＭに記憶させておいた充電計数時間を
読み出すＲＯＭテーブル方式を用いている。即ち、充電
電流を適当な範囲ごとに分類し、各範囲を代表する充電
電流に対する充電計数時間を予め計算してそれぞれＰＲ
ＯＭに書き込んでおくことにより、Ｓ２５の処理では、
検出した充電電流に対応するこのＰＲＯＭの充電計数時
間を読み出すだけで済むようにしている。

【００３６】上記のように読み出された充電計数時間
は、Ｓ２６において充電時間カウンタのカウント値と比
較され、今回の充電である程度の充電容量が蓄積された
かどうかの判断が行われる。そして、カウント値が充電
計数時間に達していないと判断された場合には、直ちに
Ｓ８の充電回数計数処理を終了する。しかし、充電が進
行し、Ｓ２６の処理においてカウント値が充電計数時間
を超えたと判断された場合には、充電回数のカウントを
行う（Ｓ２７）。充電回数は、上記のようにＥＥＰＲＯ
Ｍ２ｅに記憶されていて、工場出荷時には０回に初期化
されている。そして、Ｓ２７の処理では、この充電回数
をＥＥＰＲＯＭ２ｅから読み出すと共に、読み出した値
をインクリメントして再びＥＥＰＲＯＭ２ｅに書き戻す
ことによりカウントを行う。充電回数のカウントが終了
すると、後処理として、上記カウント済フラグを設定す
る（Ｓ２８）。従って、一度充電回数のカウントが行わ
れると、図２のＳ１０の処理が充電開始電流Ｉmin 以上
の充電電流を検出し続けている限り、Ｓ８の充電回数計
数処理は、図１のＳ２１の処理でこのカウント済フラグ
が設定されていると判定するので、以降カウントを繰り
返すことはない。

【００３７】なお、充電電流が一時的に安定しても、充
電時間カウンタのカウント値が充電計数時間に達する前
に再び大きく変化した場合には、Ｓ８の充電回数計数処
理において、Ｓ２２の処理により今回の充電電流ＩT と
前回の充電電流ＩL との差の絶対値が所定電流変位ΔＩ
より大きいと判定されＳ２３の処理で充電時間カウンタ
がリセットされるので、その後充電電流が安定してから
新しい充電計数時間に基づいて再度充電時間のカウント
をやりなおすことになる。

【００３８】上記充電作業は、作業者が蓄電池装置を充
電器から外したり、充電器が−ΔＶ充電方式等によって
自動的に満充電を検出した場合に完了する。充電が完了
すると、充電電流が供給されなくなるため、その後最初
に呼び出される割り込みルーチンでの図２に示すＳ１０
の処理において、この充電電流が充電開始電流Ｉmin未
満になったと判定されるので、タイマ割り込みの時間を
タイマ時間Ｔ1 間隔に戻すと共に（Ｓ１１）、充電状態
とカウント済フラグの解除を行い（Ｓ１２，Ｓ１３）、
ＲＡＭの充電電流の値を０Ａに更新して（Ｓ１４）から
割り込みルーチンを終了する。そして、これにより制御
が充電状態から最初の待機状態に戻る。ただし、この充
電状態が設定されている期間が短い場合や比較的長い期
間であっても小さな充電電流しか流れなかった場合に
は、上記Ｓ８の処理において充電時間カウンタのカウン
ト値が充電計数時間に達せずＥＥＰＲＯＭ２ｅに記憶さ
れた充電回数の更新が行われないまま待機状態に戻るこ
とになる。従って、何らかの事情で十分な充電が行われ
なかった場合には充電回数のカウントを行わないので、
このような操作が繰り返されたとしても、実質的な充電
回数との間に誤差が生じるようなおそれはほとんどな
い。

【００３９】ＲＡＭに記憶される積算電池容量は、例え
ばニッケルカドミウム蓄電池１が完全放電状態となって
いる蓄電池装置の製造直後に０ｍＡｍ秒の値に設定し、
以降、充電時には上記充電容量を加算すると共に、放電
時には本実施例では説明していない方法によって算出し
た放電容量を減算する積算処理を繰り返す。従って、こ
の積算電池容量によって、ニッケルカドミウム蓄電池１
にそのとき実際に貯えられている電池容量を随時表すこ
とができる。

【００４０】上記ＬＥＤアレイ２ｆの５個のＬＥＤ1 〜
ＬＥＤ5 は、図５に示すように、発光部を縦に並べて蓄
電池装置の表面に配置されている。そして、このＬＥＤ
アレイ２ｆは、充電時に充電に伴って増加する積算電池
容量を随時表示させ充電の進捗状況を知らせると共に、
待機状態の際に操作スイッチ８が操作されたときの充電
回数や残存容量の表示等にも利用される。本実施例では
説明しない残存容量は、待機状態で操作スイッチ８を１
回押すことにより所定時間表示される。また、この残存
容量の表示中にもう一度操作スイッチ８を所定時間以上
押し続けると、その後に充電回数を表示するようにな
る。この充電回数の表示は、図６に示すように、各ＬＥ
Ｄ1 〜ＬＥＤ4 の点灯状態によって１００回ごとの充電
回数を示すようにしたものである。例えば充電回数が６
００〜７００回の場合には、図示のように３個のＬＥＤ
1 〜ＬＥＤ3 を点灯させて７００回の充電回数を示すよ
うにする。また、この際、蓄電池装置の寿命が尽きたと
判断された場合には、最上段のＬＥＤ5 も同時に点灯す
る。なお、充電回数が所定回数を超えた場合や、−ΔＶ
充電方式等によって満充電を検出し自動的に充電を完了
したときの上記積算電池容量が定格電池容量よりも遥か
に小さい値となった場合等に蓄電池装置の寿命が尽きた
と判断する。

【００４１】以上説明したように、本実施例の蓄電池装
置の充電回数計数装置によれば、ニッケルカドミウム蓄
電池１に実際に十分な充電容量以上の充電が行われた回
数をカウントして充電回数を得ることができるので、こ
の充電回数に応じた充電効率を考慮して誤差の少ない充
電容量を算出することにより正確な積算電池容量を得る
ことができるようになり、蓄電池装置の充電の進捗状況
や放電時の残存容量等を的確に示すことができるように
なる。また、この充電回数が所定数を超えた場合にニッ
ケルカドミウム蓄電池１の寿命が尽きたとする判断も信
頼性の高いものとすることができるようになる。

【００４２】なお、上記実施例では、充電電流がいつま
でも所定電流変位ΔＩの範囲内に安定しない場合には、
上記のようにＳ２３の処理によって充電時間カウンタが
繰り返しリセットされるので、充電回数のカウントを行
うことができなくなる。従って、この実施例では、安定
した定電流の充電電流を供給する充電器が使用されるこ
とが前提となる。ただし、上記Ｓ８の充電回数計数処理
において、制御が充電状態に移行してからＳ７の処理で
算出した充電容量を積算し、この充電容量の積算値が所
定値以上になったときに充電回数のカウントを行うよう
にすれば、充電電流の変動が大きい充電器を使用した場
合にも適切な充電回数のカウントを行うことができるよ
うになる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の充電回数計数機能付蓄電池装置によれば、実際に十分
な充電容量以上の充電が行われた場合にのみ充電回数の
カウントを行うので、正確な充電回数を得ることができ
るようになるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであって、図２に
示す充電回数計数処理の動作を示すフローチャートであ
る。

【図２】本発明の一実施例を示すものであって、マイク
ロコンピュータの割り込みルーチンの動作を示すフロー
チャートである。

【図３】本発明の一実施例を示すものであって、蓄電池
装置の構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の一実施例を示すものであって、充電回
数と充電計数時間との関係を示す図である。

【図５】本発明の一実施例を示すものであって、ＬＥＤ
アレイの構成を示す正面図である。

【図６】本発明の一実施例を示すものであって、充電回
数表示時のＬＥＤアレイの各点灯状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ニッケルカドミウム蓄電池２マイクロコンピュータ基板２ａマイクロコンピュータ２ｃ充電電流入力回路２ｅＥＥＰＲＯＭ４シャント抵抗

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】充電可能な蓄電池と、蓄電池に流入する充電電流を検出する充電電流検出手段
と、充電回数の判断のための初期値として予め設定した時間
を、充電電流検出手段が検出した充電電流に基づいて、
この充電電流が大きくなるほど短い時間とする所定の変
換手順に従って変換し、この変換した時間を充電計数時
間として算出する充電計数時間算出手段と、充電回数を記録する充電回数記録手段と、充電計数時間算出手段が充電計数時間を算出する基礎と
した充電電流にほぼ一致する値以上の充電電流を充電電
流検出手段が連続して検出し続けた時間が当該充電計数
時間を超えた場合に、充電回数記録手段に記録された充
電回数を１回分だけカウントアップする充電回数更新手
段とを備えたことを特徴とする充電回数計数機能付蓄電
池装置。
【請求項２】充電可能な蓄電池と、蓄電池に流入する充電電流を検出する充電電流検出手段
と、充電電流検出手段が検出した充電電流を時間積分して充
電容量を求める充電容量算出手段と、充電回数を記録する充電回数記録手段と、充電容量算出手段が算出した充電容量が所定容量値を超
えた場合に、充電回数記録手段に記録された充電回数を
１回分だけカウントアップする充電回数更新手段とを備
えたことを特徴とする充電回数計数機能付蓄電池装置。