JP3119952B2 - 充電制御装置および充電制御方法 - Google Patents
充電制御装置および充電制御方法Info
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- JP3119952B2 JP3119952B2 JP04296767A JP29676792A JP3119952B2 JP 3119952 B2 JP3119952 B2 JP 3119952B2 JP 04296767 A JP04296767 A JP 04296767A JP 29676792 A JP29676792 A JP 29676792A JP 3119952 B2 JP3119952 B2 JP 3119952B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，二次電池の残量監視を
行う機能を持つ充電制御装置および充電制御方法であっ
て，特に二次電池の実質的な電池容量を求め，過充電の
防止を可能とした技術に関する。
行う機能を持つ充電制御装置および充電制御方法であっ
て，特に二次電池の実質的な電池容量を求め，過充電の
防止を可能とした技術に関する。
【０００２】近年の携帯型コンピュータの発達に伴い，
本体内の内蔵電池による動作時間の延長が要求されてい
る。このため，より長い動作時間を実現するために本体
内部に充電回路を持ち，電池の残量を監視する機能を持
つ必要がある。この電池の残量を正確に把握するために
は，定格容量ではなく，実際の電池容量を予測すること
が必要になる。
本体内の内蔵電池による動作時間の延長が要求されてい
る。このため，より長い動作時間を実現するために本体
内部に充電回路を持ち，電池の残量を監視する機能を持
つ必要がある。この電池の残量を正確に把握するために
は，定格容量ではなく，実際の電池容量を予測すること
が必要になる。
【０００３】
【従来の技術】充電を制御する場合に，過充電は電池の
寿命を短くする。そのため，従来の充電制御装置におい
ては，電池の保護のための制御手段として，ＮｉＣｄ電
池を使用する場合には，充電完了時の電圧変化より充電
完了を検出する−ΔＶの検出を用いる。また，Ｎｉ水素
電池を使用する場合には，充電完了時の温度変化により
充電完了を検出するΔＴ検出を用いる。
寿命を短くする。そのため，従来の充電制御装置におい
ては，電池の保護のための制御手段として，ＮｉＣｄ電
池を使用する場合には，充電完了時の電圧変化より充電
完了を検出する−ΔＶの検出を用いる。また，Ｎｉ水素
電池を使用する場合には，充電完了時の温度変化により
充電完了を検出するΔＴ検出を用いる。
【０００４】また，これらの検出ができなかった場合の
ために，最大充電時間を決めて，その時間以上は充電を
行わないというタイマー制御を行う。１Ｃ程度の電流で
充電を行う急速充電の場合には，−ΔＶ，ΔＴを検出す
るのに十分な程度の変化が現れるために，−ΔＶ，ΔＴ
の検出は容易であるが，０．４Ｃ程度の電流で長時間充
電を行う長時間充電の場合には，あまり顕著な変化は現
れないためタイマー制御が用いられる。
ために，最大充電時間を決めて，その時間以上は充電を
行わないというタイマー制御を行う。１Ｃ程度の電流で
充電を行う急速充電の場合には，−ΔＶ，ΔＴを検出す
るのに十分な程度の変化が現れるために，−ΔＶ，ΔＴ
の検出は容易であるが，０．４Ｃ程度の電流で長時間充
電を行う長時間充電の場合には，あまり顕著な変化は現
れないためタイマー制御が用いられる。
【０００５】また，放電を制御する場合に，放電の電流
量を積算することにより消費電流量の計算を行うが，定
格容量を用いて残量予測を行うために残量予測が不正確
となる。
量を積算することにより消費電流量の計算を行うが，定
格容量を用いて残量予測を行うために残量予測が不正確
となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが，従来，充電
時間を規定する場合に，この充電時間は一定であり，二
次電池の劣化，メモリー効果等による実質的な容量の減
少に対しての対策はなされていなかった。そのため，長
時間充電を行い過充電を繰り返すことにより，二次電池
の寿命を短くするという問題を生じていた。
時間を規定する場合に，この充電時間は一定であり，二
次電池の劣化，メモリー効果等による実質的な容量の減
少に対しての対策はなされていなかった。そのため，長
時間充電を行い過充電を繰り返すことにより，二次電池
の寿命を短くするという問題を生じていた。
【０００７】本発明は，二次電池の充電完了時に，充電
時間により定格容量から計算で実際の電池容量を予測す
ることにより，二次電池の過充電を防止し，内蔵電池の
寿命を延ばすこと，電池の残量予測を正確に行うことを
目的とする。
時間により定格容量から計算で実際の電池容量を予測す
ることにより，二次電池の過充電を防止し，内蔵電池の
寿命を延ばすこと，電池の残量予測を正確に行うことを
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】図１は，本発明の原理説
明図である。図１において，１０は二次電池に充電を行
う充電制御装置，１１はＡＣアダプタ等の外部電源，１
２は二次電池への電気を供給する充電回路，１３は充電
時における電圧変化を検出するための電圧検出部，１４
は充電時における二次電池の温度変化を検出するための
電池温度検出部，１５は充電制御を行うための充電制御
マイコン（マイクロコンピュータ），１６は充電時間実
測手段，１７は予測時間計算手段，１８は実質容量計算
手段，１９は二次電池の残量を計算する残量計算手段，
２０は残量記憶手段，２１は二次電池の残量を表示する
残量表示手段，２２は電池状態表示器，２３は二次電
池，２４は携帯型コンピュータなどの二次電池使用装置
を表す。
明図である。図１において，１０は二次電池に充電を行
う充電制御装置，１１はＡＣアダプタ等の外部電源，１
２は二次電池への電気を供給する充電回路，１３は充電
時における電圧変化を検出するための電圧検出部，１４
は充電時における二次電池の温度変化を検出するための
電池温度検出部，１５は充電制御を行うための充電制御
マイコン（マイクロコンピュータ），１６は充電時間実
測手段，１７は予測時間計算手段，１８は実質容量計算
手段，１９は二次電池の残量を計算する残量計算手段，
２０は残量記憶手段，２１は二次電池の残量を表示する
残量表示手段，２２は電池状態表示器，２３は二次電
池，２４は携帯型コンピュータなどの二次電池使用装置
を表す。
【０００９】本発明は，二次電池２３の実質的な電池容
量を求めるため，電圧検出部１３または電池温度検出部
１４を備え，充電時における二次電池の温度変化または
電圧変化により，充電の完了を検出する機構を持つ。そ
して，充電制御マイコン１５による次のような処理手段
を備えている。
量を求めるため，電圧検出部１３または電池温度検出部
１４を備え，充電時における二次電池の温度変化または
電圧変化により，充電の完了を検出する機構を持つ。そ
して，充電制御マイコン１５による次のような処理手段
を備えている。
【００１０】充電時間実測手段１６は，充電の開始から
完了までの充電時間を実測する処理手段である。予測時
間計算手段１７は，二次電池２３の定格容量と充電電流
とに基づいて満充電になるまでの充電時間を予測する処
理手段である。実質容量計算手段１８は，充電時間実測
手段１６により求めた実測時間と，予測時間計算手段１
７により求めた予測時間とから，実際の電池容量を計算
する処理手段である。これらにより，定格容量から計算
によって実際の電池容量を予測する。
完了までの充電時間を実測する処理手段である。予測時
間計算手段１７は，二次電池２３の定格容量と充電電流
とに基づいて満充電になるまでの充電時間を予測する処
理手段である。実質容量計算手段１８は，充電時間実測
手段１６により求めた実測時間と，予測時間計算手段１
７により求めた予測時間とから，実際の電池容量を計算
する処理手段である。これらにより，定格容量から計算
によって実際の電池容量を予測する。
【００１１】残量計算手段１９は，充電時および放電時
における充電量および放電量に基づいて，予測した実際
の電池容量を基準とした残量記憶手段２０が記憶する残
量を更新する処理手段である。残量表示手段２１は，残
量記憶手段２０が記憶する二次電池２３の残量を，ＬＣ
ＤまたはＬＥＤ等の電池状態表示器２２に表示する制御
を行う処理手段である。
における充電量および放電量に基づいて，予測した実際
の電池容量を基準とした残量記憶手段２０が記憶する残
量を更新する処理手段である。残量表示手段２１は，残
量記憶手段２０が記憶する二次電池２３の残量を，ＬＣ
ＤまたはＬＥＤ等の電池状態表示器２２に表示する制御
を行う処理手段である。
【００１２】予測時間計算手段１７は，定格充電時間か
ら残量記憶手段２０が記憶する残量分の充電時間を引い
たものについて充電の予測時間を計算するように構成さ
れ，この予測時間を，充電タイムオーバーの時間として
用いる。
ら残量記憶手段２０が記憶する残量分の充電時間を引い
たものについて充電の予測時間を計算するように構成さ
れ，この予測時間を，充電タイムオーバーの時間として
用いる。
【００１３】充電制御マイコン１５内に１Ｃ程度の電流
で充電を行う急速充電処理手段と，それより小さい電流
で充電を行う標準充電処理手段と，放電量を監視する監
視処理手段とを備えている。
で充電を行う急速充電処理手段と，それより小さい電流
で充電を行う標準充電処理手段と，放電量を監視する監
視処理手段とを備えている。
【００１４】急速充電処理手段は，外部電源１１が接続
され，かつ二次電池使用装置２４が電力を消費していな
いときに，二次電池２３への急速充電を行い，その実際
の充電時間に基づいて定格容量に対する実質容量の補正
値を計算するとともに，その補正値に基づいて二次電池
２３の実質的残量を計算する。
され，かつ二次電池使用装置２４が電力を消費していな
いときに，二次電池２３への急速充電を行い，その実際
の充電時間に基づいて定格容量に対する実質容量の補正
値を計算するとともに，その補正値に基づいて二次電池
２３の実質的残量を計算する。
【００１５】また，標準充電処理手段は，外部電源１１
が接続され，かつ二次電池使用装置２４が電力を消費し
ているときに，二次電池２３への標準充電を行い，その
補正値に基づいて二次電池２３の実質的残量を計算する
とともに，定格充電時間と二次電池２３の残量とから，
満充電になるまでの充電時間を予測して，その充電時間
になったときに充電を停止する。
が接続され，かつ二次電池使用装置２４が電力を消費し
ているときに，二次電池２３への標準充電を行い，その
補正値に基づいて二次電池２３の実質的残量を計算する
とともに，定格充電時間と二次電池２３の残量とから，
満充電になるまでの充電時間を予測して，その充電時間
になったときに充電を停止する。
【００１６】監視処理手段は，外部電源１１が接続され
ていない状態で，二次電池使用装置２４が電力を消費し
ているときに，放電量に基づいて二次電池２３の残量を
更新する。
ていない状態で，二次電池使用装置２４が電力を消費し
ているときに，放電量に基づいて二次電池２３の残量を
更新する。
【００１７】また，充電制御装置１０は，外部電源１１
が接続されてなく，かつ二次電池使用装置２４が電力を
消費していないときに，二次電池２３の残量から待機時
間におけるリーク電流相当分を減算し，残量記憶手段２
０が記憶する残量を更新する。
が接続されてなく，かつ二次電池使用装置２４が電力を
消費していないときに，二次電池２３の残量から待機時
間におけるリーク電流相当分を減算し，残量記憶手段２
０が記憶する残量を更新する。
【００１８】
【００１９】
【作用】充電回路１２の制御を行うために電池の電位，
電池の温度等を測定する手段を持ち，Ａ／Ｄ変換を用い
てその情報を取り込む充電制御マイコン１５を搭載し
て，ΔＴ，−ΔＶ等の充電完了を検出することが可能な
構成を持つ。充電電流より，電池容量が定格容量の場合
の充電時間を以下の式により予測することができる。
電池の温度等を測定する手段を持ち，Ａ／Ｄ変換を用い
てその情報を取り込む充電制御マイコン１５を搭載し
て，ΔＴ，−ΔＶ等の充電完了を検出することが可能な
構成を持つ。充電電流より，電池容量が定格容量の場合
の充電時間を以下の式により予測することができる。
【００２０】充電時間（時間）＝電池容量（ｍＡｈ）÷
充電電流（ｍＡ） 充電制御マイコン１５のクロックを用いて時間の監視を
行い，−ΔＶ，ΔＴ検出により充電完了を検出した時の
実際の充電時間を測定する。予測時間と実測時間の比に
より以下の計算によって実質容量を予測することができ
る。
充電電流（ｍＡ） 充電制御マイコン１５のクロックを用いて時間の監視を
行い，−ΔＶ，ΔＴ検出により充電完了を検出した時の
実際の充電時間を測定する。予測時間と実測時間の比に
より以下の計算によって実質容量を予測することができ
る。
【００２１】実質容量＝（実測時間÷予測時間）×定格
容量 すなわち，本発明では，充電完了をΔＴ，−ΔＶにより
検出することによって，電池の実質容量を計算により予
測する。これにより，ΔＴ，−ΔＶを検出できない場合
に，タイマー制御を行うときでも，よりきめ細かい制御
が可能となり，過充電を防止することができる。
容量 すなわち，本発明では，充電完了をΔＴ，−ΔＶにより
検出することによって，電池の実質容量を計算により予
測する。これにより，ΔＴ，−ΔＶを検出できない場合
に，タイマー制御を行うときでも，よりきめ細かい制御
が可能となり，過充電を防止することができる。
【００２２】また，残量計算手段１９，残量記憶手段２
０，残量表示手段２１を設けることにより，残量予測を
正確に行うことができ使用感の向上にも役に立つ。さら
に，充電の予測時間を計算する手段を設けることによ
り，二次電池２３の残量分を充電するのに要する時間を
ほぼ正確に求めることができ，充電タイムオーバーの適
切な時間を決定することができる。
０，残量表示手段２１を設けることにより，残量予測を
正確に行うことができ使用感の向上にも役に立つ。さら
に，充電の予測時間を計算する手段を設けることによ
り，二次電池２３の残量分を充電するのに要する時間を
ほぼ正確に求めることができ，充電タイムオーバーの適
切な時間を決定することができる。
【００２３】特に，急速充電において定格容量から実質
容量への補正値を求め，放電の監視により実質容量を基
準とする残量を計算し，標準充電における処理を急速充
電における処理と分けることにより，標準充電におい
て，ΔＴ，−ΔＶの検出による充電完了を検出できない
場合にも，正確な満充電までの充電時間を予測して，過
充電を防止することが可能になる。
容量への補正値を求め，放電の監視により実質容量を基
準とする残量を計算し，標準充電における処理を急速充
電における処理と分けることにより，標準充電におい
て，ΔＴ，−ΔＶの検出による充電完了を検出できない
場合にも，正確な満充電までの充電時間を予測して，過
充電を防止することが可能になる。
【００２４】また，スタンバイ状態においてもリーク電
流相当分の残量補正を行うことにより，正しい残量の管
理が可能になる。
流相当分の残量補正を行うことにより，正しい残量の管
理が可能になる。
【００２５】
【実施例】以下，図面を参照しながら，本発明の実施例
について，詳細に説明する。図２は，本発明の実施例構
成図である。
について，詳細に説明する。図２は，本発明の実施例構
成図である。
【００２６】図２（Ａ）において，図１と同符号のもの
は図１に示すものに対応し，３０は外部電源や電池から
供給される電気を安定した一定電圧とするためのＤＣ−
ＤＣコンバータである。３１は電池電圧をＡ／Ｄ変換を
かける際に適当な電圧とするためのオペアンプである。
３２は電池から流れ出す電流を測定するために電流を電
圧とするためのセンス抵抗である。３３はセンス抵抗３
２の両端の電圧をＡ／Ｄ変換をかける際に適当な電圧と
するためのオペアンプである。３４は電池温度を測定す
るためのサーミスタ３５と抵抗分割により電圧をつくる
ための抵抗である。３５はサーミスタである。
は図１に示すものに対応し，３０は外部電源や電池から
供給される電気を安定した一定電圧とするためのＤＣ−
ＤＣコンバータである。３１は電池電圧をＡ／Ｄ変換を
かける際に適当な電圧とするためのオペアンプである。
３２は電池から流れ出す電流を測定するために電流を電
圧とするためのセンス抵抗である。３３はセンス抵抗３
２の両端の電圧をＡ／Ｄ変換をかける際に適当な電圧と
するためのオペアンプである。３４は電池温度を測定す
るためのサーミスタ３５と抵抗分割により電圧をつくる
ための抵抗である。３５はサーミスタである。
【００２７】充電制御マイコン１５は，例えば図２
（Ｂ）に示すような４ビット・シングルチップ・マイク
ロコンピュータで構成される。入出力のためのポート
（ＰＯＲＴ０〜ｎ）４０とアナログ電圧をディジタル値
に変換するＡ／Ｄコンバータ４１を持つ。これらは内部
バス４２に結合されている。また，データメモリとして
用いられるＲＡＭ４３，マイクロプログラム等が格納さ
れたＲＯＭ４５を持つ。ＬＣＤ制御／駆動回路４４は，
電池状態の表示のための液晶ディスプレイの表示制御を
行う回路である。デコード／制御回路４６は，ＲＯＭ４
５に格納されたマイクロプログラムに従って充電制御を
行うプロセッサである。
（Ｂ）に示すような４ビット・シングルチップ・マイク
ロコンピュータで構成される。入出力のためのポート
（ＰＯＲＴ０〜ｎ）４０とアナログ電圧をディジタル値
に変換するＡ／Ｄコンバータ４１を持つ。これらは内部
バス４２に結合されている。また，データメモリとして
用いられるＲＡＭ４３，マイクロプログラム等が格納さ
れたＲＯＭ４５を持つ。ＬＣＤ制御／駆動回路４４は，
電池状態の表示のための液晶ディスプレイの表示制御を
行う回路である。デコード／制御回路４６は，ＲＯＭ４
５に格納されたマイクロプログラムに従って充電制御を
行うプロセッサである。
【００２８】充電制御マイコン１５は，電池の電圧，電
流，温度という入力を得て，Ａ／Ｄ変換により得られた
数値を使用して−ΔＶ，ΔＴなどの検出を行う手段を持
ち，また時間監視機構を持つ。
流，温度という入力を得て，Ａ／Ｄ変換により得られた
数値を使用して−ΔＶ，ΔＴなどの検出を行う手段を持
ち，また時間監視機構を持つ。
【００２９】これらの情報をもとに，充電回路１２から
電池に対して電気を供給するかどうかの判断を行い，充
電開始，終了の制御信号を充電回路１２に送る。また，
充電時間というデータを持つことができ，内部に持つ電
池の定格容量，充電電流というデータから計算により電
池の現在の実質容量を求める。さらに，この電池の実質
容量というデータから，充電を行う際の充電時間の最大
を決め，過充電を防ぐために，最大充電時間を経過した
場合には，無条件に充電回路１２から電池に対する電源
供給を止めるという制御を行う。
電池に対して電気を供給するかどうかの判断を行い，充
電開始，終了の制御信号を充電回路１２に送る。また，
充電時間というデータを持つことができ，内部に持つ電
池の定格容量，充電電流というデータから計算により電
池の現在の実質容量を求める。さらに，この電池の実質
容量というデータから，充電を行う際の充電時間の最大
を決め，過充電を防ぐために，最大充電時間を経過した
場合には，無条件に充電回路１２から電池に対する電源
供給を止めるという制御を行う。
【００３０】ＤＣ−ＤＣコンバータ３０および充電回路
１２は，周知の回路で構成できるので，その内部につい
ての詳細な説明は省略する。充電制御マイコン１５が実
行するプログラムの処理構成は，図３ないし図６に示す
ようになっている。
１２は，周知の回路で構成できるので，その内部につい
ての詳細な説明は省略する。充電制御マイコン１５が実
行するプログラムの処理構成は，図３ないし図６に示す
ようになっている。
【００３１】図３は，充電制御に関するメインルーチン
の処理フローを示す。メインルーチンでは，携帯型コン
ピュータ等の本体の状態により制御を変えるための処理
を行う。それぞれのタスクは状態変化により終了し，こ
のメインルーチンに戻り，別の制御を行うタスクへ移行
する。以下の説明における(a) 〜(g) は，図３に示す処
理(a) 〜(g) に対応する。
の処理フローを示す。メインルーチンでは，携帯型コン
ピュータ等の本体の状態により制御を変えるための処理
を行う。それぞれのタスクは状態変化により終了し，こ
のメインルーチンに戻り，別の制御を行うタスクへ移行
する。以下の説明における(a) 〜(g) は，図３に示す処
理(a) 〜(g) に対応する。
【００３２】(a) ＡＣアダプタ（外部電源１１）が接続
されているかどうかを調べる。接続されていれば，処理
(e) へ進む。 (b) ＡＣアダプタが接続されていない場合，次に携帯型
コンピュータ等（二次電池使用装置２４）が動作中かど
うかを調べる。動作中であれば，処理(d) へ進む。
されているかどうかを調べる。接続されていれば，処理
(e) へ進む。 (b) ＡＣアダプタが接続されていない場合，次に携帯型
コンピュータ等（二次電池使用装置２４）が動作中かど
うかを調べる。動作中であれば，処理(d) へ進む。
【００３３】(c) 動作中でなければ，スタンバイ（STND
BY)監視タスクを起動する。 (d) 動作中であれば，監視タスクを起動する。 (e) ＡＣアダプタが接続されている場合に，二次電池使
用装置２４が動作中であるかどうかを調べ，動作中であ
れば，処理(g) へ進む。
BY)監視タスクを起動する。 (d) 動作中であれば，監視タスクを起動する。 (e) ＡＣアダプタが接続されている場合に，二次電池使
用装置２４が動作中であるかどうかを調べ，動作中であ
れば，処理(g) へ進む。
【００３４】(f) 動作中でなければ，急速充電タスクを
起動する。 (g) 二次電池使用装置２４が動作中であれば，標準充電
タスクを起動する。 図４は，急速充電タスクの処理フローを示す。急速充電
タスクは，急速充電時の充電制御を行う。携帯型コンピ
ュータ等の本体がスタンバイ状態でのみ急速充電が可能
であるため，Ａ／Ｃアダプタから供給があり，本体がス
タンバイ状態である場合に，このルーチンが走行するこ
とになる。
起動する。 (g) 二次電池使用装置２４が動作中であれば，標準充電
タスクを起動する。 図４は，急速充電タスクの処理フローを示す。急速充電
タスクは，急速充電時の充電制御を行う。携帯型コンピ
ュータ等の本体がスタンバイ状態でのみ急速充電が可能
であるため，Ａ／Ｃアダプタから供給があり，本体がス
タンバイ状態である場合に，このルーチンが走行するこ
とになる。
【００３５】急速充電時には，−ΔＶ，ΔＴ，温度，時
間の４つの制御を行っていて，どれかにより電池が過充
電となることを防止している。Ａ／Ｃアダプタが抜かれ
た場合など，充電が完了せずに急速充電を終了した場合
には，充電時間をもとに残量の更新を行っている。この
残量の更新は，標準充電の場合も同様である。
間の４つの制御を行っていて，どれかにより電池が過充
電となることを防止している。Ａ／Ｃアダプタが抜かれ
た場合など，充電が完了せずに急速充電を終了した場合
には，充電時間をもとに残量の更新を行っている。この
残量の更新は，標準充電の場合も同様である。
【００３６】−ΔＶ，ΔＴ，温度の制御により充電完了
となった場合には，充電時間（実測時間）と充電タイマ
値（充電開始時の残量により計算される，充電に必要な
予測時間）により，補正値を計算している。
となった場合には，充電時間（実測時間）と充電タイマ
値（充電開始時の残量により計算される，充電に必要な
予測時間）により，補正値を計算している。
【００３７】急速充電タスクの具体的な処理内容は，図
４に示す(a) 〜(s) のとおりである。 (a) 充電条件を判定する。充電条件として，例えば二次
電池２３が満充電状態でないこと，二次電池電圧が標準
電圧より高過ぎないことなどがある。
４に示す(a) 〜(s) のとおりである。 (a) 充電条件を判定する。充電条件として，例えば二次
電池２３が満充電状態でないこと，二次電池電圧が標準
電圧より高過ぎないことなどがある。
【００３８】(b) 充電条件を判定した結果，充電可であ
れば，処理(c) 以降を実行する。充電不可の場合，急速
充電タスクの処理を終了する。なお，この場合，必要で
あればトリクル（細流）充電のフェーズに入るようにし
てもよい。
れば，処理(c) 以降を実行する。充電不可の場合，急速
充電タスクの処理を終了する。なお，この場合，必要で
あればトリクル（細流）充電のフェーズに入るようにし
てもよい。
【００３９】(c) 満充電までの予測時間である充電タイ
マ値を次式により計算する。 充電タイマ値＝定格充電時間×（１−残量） 定格充電時間は，定格の電池容量（ｍＡｈ）を充電電流
（ｍＡ）で割った値であり，これから電池残量分に相当
する充電時間を引くことにより，満充電までの予測時間
が求まる。
マ値を次式により計算する。 充電タイマ値＝定格充電時間×（１−残量） 定格充電時間は，定格の電池容量（ｍＡｈ）を充電電流
（ｍＡ）で割った値であり，これから電池残量分に相当
する充電時間を引くことにより，満充電までの予測時間
が求まる。
【００４０】(d) 充電時間を計測するための時間カウン
トを開始する。この時間カウント処理は，図示省略した
タイマ処理ルーチンによって，例えば５００ｍｓごとに
発生するタイマ割り込みごとに，所定のメモリ領域上の
数値をカウント・アップする処理である。これにより，
充電開始からの経過時間を計算することができる。
トを開始する。この時間カウント処理は，図示省略した
タイマ処理ルーチンによって，例えば５００ｍｓごとに
発生するタイマ割り込みごとに，所定のメモリ領域上の
数値をカウント・アップする処理である。これにより，
充電開始からの経過時間を計算することができる。
【００４１】(e) 電池電圧をＡ／Ｄ変換した値を取り込
む。 (f) 電池温度をＡ／Ｄ変換した値を取り込む。 (g) −ΔＶを判定する。すなわち，前のサンプリングか
らの電池電圧が所定値より下降したかどうかを調べる。
む。 (f) 電池温度をＡ／Ｄ変換した値を取り込む。 (g) −ΔＶを判定する。すなわち，前のサンプリングか
らの電池電圧が所定値より下降したかどうかを調べる。
【００４２】(h) −ΔＶ検出により，満充電状態になっ
たことを検出したならば，処理(p)へ移る。 (i) 電池温度が４５°Ｃ以上になったかどうかを調べ
る。４５°Ｃ以上になった場合，満充電状態になったと
判断して処理(p) へ移る。
たことを検出したならば，処理(p)へ移る。 (i) 電池温度が４５°Ｃ以上になったかどうかを調べ
る。４５°Ｃ以上になった場合，満充電状態になったと
判断して処理(p) へ移る。
【００４３】(j) ΔＴを判定する。すなわち，前のサン
プリングからの電池温度の変化が所定値以上になったか
どうかを調べる。 (k) ΔＴ検出により，満充電状態になったことを検出し
たならば，処理(p) へ移る。
プリングからの電池温度の変化が所定値以上になったか
どうかを調べる。 (k) ΔＴ検出により，満充電状態になったことを検出し
たならば，処理(p) へ移る。
【００４４】(l) 時間カウントの値と充電タイマ値とを
比較し，充電タイムオーバーになったどうかを判定す
る。充電タイムオーバーになった場合，処理(s) へ移
る。 (m) まだ，ＡＣアダプタが接続されているかどうかを判
定する。ＡＣアダプタが外されていれば処理(o) へ移
る。
比較し，充電タイムオーバーになったどうかを判定す
る。充電タイムオーバーになった場合，処理(s) へ移
る。 (m) まだ，ＡＣアダプタが接続されているかどうかを判
定する。ＡＣアダプタが外されていれば処理(o) へ移
る。
【００４５】(n) 携帯型コンピュータ等の本体が動作中
であるかどうかを判定する。動作が停止していれば，処
理(o) へ移る。本体が動作中であれば，処理(e) 以降を
繰り返す。
であるかどうかを判定する。動作が停止していれば，処
理(o) へ移る。本体が動作中であれば，処理(e) 以降を
繰り返す。
【００４６】(o) 急速充電を途中で停止するため，残量
の計算を次式により行う。 残量＝残量＋充電時間÷（充電タイマ値×補正値） この式における充電時間は，時間カウントにより実測し
た充電時間であり，充電タイマ値は，処理(c) で求めた
充電タイマ値である。充電タイマ値の補正値は，後述す
る処理(p) で求めた補正値である。計算した結果によ
り，残量記憶手段２０の残量を更新したならば，急速充
電タスクの処理を終了する。
の計算を次式により行う。 残量＝残量＋充電時間÷（充電タイマ値×補正値） この式における充電時間は，時間カウントにより実測し
た充電時間であり，充電タイマ値は，処理(c) で求めた
充電タイマ値である。充電タイマ値の補正値は，後述す
る処理(p) で求めた補正値である。計算した結果によ
り，残量記憶手段２０の残量を更新したならば，急速充
電タスクの処理を終了する。
【００４７】(p) 満充電状態になったならば，時間カウ
ントにより実測したそれまでの充電時間を，予測時間で
ある充電タイマ値で割ることにより，実質容量の補正値
を算出する。
ントにより実測したそれまでの充電時間を，予測時間で
ある充電タイマ値で割ることにより，実質容量の補正値
を算出する。
【００４８】(q) 定格容量に補正値を掛けることによ
り，二次電池２３の実質容量を計算する。 (r) 残量記憶手段２０が記憶する残量を１００％とし，
急速充電タスクの処理を終了する。
り，二次電池２３の実質容量を計算する。 (r) 残量記憶手段２０が記憶する残量を１００％とし，
急速充電タスクの処理を終了する。
【００４９】(s) 充電タイムオーバーになったならば，
残量記憶手段２０が記憶する残量を１００％とし，急速
充電タスクの処理を終了する。 図５は，標準充電タスクの処理フローを示す。標準充電
タスクは，標準充電時の充電制御を行う。携帯型コンピ
ュータ等の本体が動作しているときには，Ａ／Ｃアダプ
タの能力により標準充電のみ行うことが可能なため，Ａ
／Ｃアダプタからの供給があり，本体が動作時にのみこ
のルーチンが走行する。
残量記憶手段２０が記憶する残量を１００％とし，急速
充電タスクの処理を終了する。 図５は，標準充電タスクの処理フローを示す。標準充電
タスクは，標準充電時の充電制御を行う。携帯型コンピ
ュータ等の本体が動作しているときには，Ａ／Ｃアダプ
タの能力により標準充電のみ行うことが可能なため，Ａ
／Ｃアダプタからの供給があり，本体が動作時にのみこ
のルーチンが走行する。
【００５０】標準充電では，−ΔＶ，ΔＴ等の変化が顕
著に現れないために，時間と電池温度による制御のみと
している。Ａ／Ｃアダプタが抜かれた場合など，充電が
完了せずに標準充電を終了した場合には，充電時間をも
とに残量を更新している。
著に現れないために，時間と電池温度による制御のみと
している。Ａ／Ｃアダプタが抜かれた場合など，充電が
完了せずに標準充電を終了した場合には，充電時間をも
とに残量を更新している。
【００５１】標準充電タスクによる処理の流れは，図５
に示す処理(a) 〜(k) のようになる。 (a) 充電条件を判定する。充電条件として，例えば二次
電池２３が満充電状態でないこと，二次電池電圧が標準
電圧より高過ぎないことなどがある。
に示す処理(a) 〜(k) のようになる。 (a) 充電条件を判定する。充電条件として，例えば二次
電池２３が満充電状態でないこと，二次電池電圧が標準
電圧より高過ぎないことなどがある。
【００５２】(b) 充電条件を判定した結果，充電可であ
れば，処理(c) 以降を実行する。充電不可の場合，標準
充電タスクの処理を終了する。なお，必要に応じてトリ
クル（細流）充電を行うようにしてもよい。
れば，処理(c) 以降を実行する。充電不可の場合，標準
充電タスクの処理を終了する。なお，必要に応じてトリ
クル（細流）充電を行うようにしてもよい。
【００５３】(c) 満充電までの予測時間である充電タイ
マ値を次式により計算する。 充電タイマ値＝定格充電時間×（１−残量） 定格充電時間は，定格の電池容量（ｍＡｈ）を充電電流
（ｍＡ）で割った値であり，これから電池残量分に相当
する充電時間を引くことにより，満充電までの予測時間
が求まる。
マ値を次式により計算する。 充電タイマ値＝定格充電時間×（１−残量） 定格充電時間は，定格の電池容量（ｍＡｈ）を充電電流
（ｍＡ）で割った値であり，これから電池残量分に相当
する充電時間を引くことにより，満充電までの予測時間
が求まる。
【００５４】(d) 充電時間を計測するための時間カウン
トを開始する。この時間カウント処理は，図示省略した
タイマ処理ルーチンによって，例えば５００ｍｓごとに
発生するタイマ割り込みごとに，所定のメモリ領域上の
数値をカウント・アップする処理である。これにより，
充電開始からの経過時間を計算することができる。
トを開始する。この時間カウント処理は，図示省略した
タイマ処理ルーチンによって，例えば５００ｍｓごとに
発生するタイマ割り込みごとに，所定のメモリ領域上の
数値をカウント・アップする処理である。これにより，
充電開始からの経過時間を計算することができる。
【００５５】(e) 電池温度をＡ／Ｄ変換した値を取り込
む。 (f) 電池温度が４５°Ｃ以上になったかどうかを調べ
る。４５°Ｃ以上になった場合，満充電状態になったと
判断して処理(k) へ移る。
む。 (f) 電池温度が４５°Ｃ以上になったかどうかを調べ
る。４５°Ｃ以上になった場合，満充電状態になったと
判断して処理(k) へ移る。
【００５６】(g) 時間カウントの値と充電タイマ値とを
比較し，充電タイムオーバーになったどうかを判定す
る。充電タイムオーバーになった場合，処理(k) へ移
る。 (h) まだ，ＡＣアダプタが接続されているかどうかを判
定する。ＡＣアダプタが外されていれば処理(j) へ移
る。
比較し，充電タイムオーバーになったどうかを判定す
る。充電タイムオーバーになった場合，処理(k) へ移
る。 (h) まだ，ＡＣアダプタが接続されているかどうかを判
定する。ＡＣアダプタが外されていれば処理(j) へ移
る。
【００５７】(i) 携帯型コンピュータ等の本体が動作中
であるかどうかを判定する。動作が停止していれば，処
理(j) へ移る。本体が動作中であれば，処理(e) 以降を
繰り返す。
であるかどうかを判定する。動作が停止していれば，処
理(j) へ移る。本体が動作中であれば，処理(e) 以降を
繰り返す。
【００５８】(j) 標準充電を途中で停止するため，残量
の計算を次式により行う。 残量＝残量＋充電時間÷（充電タイマ値×補正値） この式における充電時間は，時間カウントにより実測し
た充電時間であり，充電タイマ値は，処理(c) で求めた
充電タイマ値である。充電タイマ値の補正値は，急速充
電時において図４に示す処理(p) で求めた補正値であ
る。計算した結果により，残量記憶手段２０の残量を更
新したならば，標準充電タスクの処理を終了する。
の計算を次式により行う。 残量＝残量＋充電時間÷（充電タイマ値×補正値） この式における充電時間は，時間カウントにより実測し
た充電時間であり，充電タイマ値は，処理(c) で求めた
充電タイマ値である。充電タイマ値の補正値は，急速充
電時において図４に示す処理(p) で求めた補正値であ
る。計算した結果により，残量記憶手段２０の残量を更
新したならば，標準充電タスクの処理を終了する。
【００５９】(k) 満充電状態になったと判断したなら
ば，残量記憶手段２０が記憶する残量を１００％とし，
標準充電タスクの処理を終了する。図６（Ａ）は，スタ
ンバイ監視タスクの処理フローを示す。
ば，残量記憶手段２０が記憶する残量を１００％とし，
標準充電タスクの処理を終了する。図６（Ａ）は，スタ
ンバイ監視タスクの処理フローを示す。
【００６０】スタンバイ監視タスクは，携帯型コンピュ
ータ等の本体がスタンバイ中の電池の消費電力を計算す
るための処理を行う。あらかじめリーク電流を計測し，
それによって単位時間当りの消費電力に相当する係数を
決めておく。そして，スタンバイ状態の時間を計測し，
その時間の消費電力を計算する。
ータ等の本体がスタンバイ中の電池の消費電力を計算す
るための処理を行う。あらかじめリーク電流を計測し，
それによって単位時間当りの消費電力に相当する係数を
決めておく。そして，スタンバイ状態の時間を計測し，
その時間の消費電力を計算する。
【００６１】すなわち，スタンバイ監視タスクは，以下
の処理(a) 〜(c) を行う。 (a) 時間カウントを開始する。 (b) 本体の動作開始またはＡＣアダプタの接続などの状
態変化を待つ。
の処理(a) 〜(c) を行う。 (a) 時間カウントを開始する。 (b) 本体の動作開始またはＡＣアダプタの接続などの状
態変化を待つ。
【００６２】(c) 状態変化があったならば，あらかじめ
リーク電流等の計測により決めておいた係数×スタンバ
イ時間を消費量として，この量を残量から減算し，残量
の補正を行う。そして，スタンバイ監視タスクの処理を
終了する。
リーク電流等の計測により決めておいた係数×スタンバ
イ時間を消費量として，この量を残量から減算し，残量
の補正を行う。そして，スタンバイ監視タスクの処理を
終了する。
【００６３】図６（Ｂ）は，監視タスクの処理フローを
示す。監視タスクは，本体が動作中の消費電流から電池
残量を計算する処理を実行する。あるサンプリング時間
（例えば１秒〜１０秒）毎に消費電流を測定し，それを
積算することにより消費電力を計算する。残量が２０％
以下になれば，本体側にローバッテリーを通知し，残量
が１０％以下になればデッドバッテリーを通知する。
示す。監視タスクは，本体が動作中の消費電流から電池
残量を計算する処理を実行する。あるサンプリング時間
（例えば１秒〜１０秒）毎に消費電流を測定し，それを
積算することにより消費電力を計算する。残量が２０％
以下になれば，本体側にローバッテリーを通知し，残量
が１０％以下になればデッドバッテリーを通知する。
【００６４】監視タスクの処理の流れは，図６（Ｂ）に
示す処理(a) 〜(h) に従って説明する。 (a) 放電電流量のＡ／Ｄ変換結果を取り込む。
示す処理(a) 〜(h) に従って説明する。 (a) 放電電流量のＡ／Ｄ変換結果を取り込む。
【００６５】(b) また，電池電圧のＡ／Ｄ変換結果を取
り込む。 (c) 放電量を次式により計算する。 放電量＝（放電電流×サンプリング時間）÷定格容量 そして，現在の残量からこの放電量を引いたもの新しい
残量とする。
り込む。 (c) 放電量を次式により計算する。 放電量＝（放電電流×サンプリング時間）÷定格容量 そして，現在の残量からこの放電量を引いたもの新しい
残量とする。
【００６６】(d) 〜(h) 新しい残量により，必要であれ
ばローバッテリーやデッドバッテリーなどを携帯型コン
ピュータ等のシステムに通知する。図７は，図１に示す
電池状態表示器２２への残量表示の例を示している。
ばローバッテリーやデッドバッテリーなどを携帯型コン
ピュータ等のシステムに通知する。図７は，図１に示す
電池状態表示器２２への残量表示の例を示している。
【００６７】電池状態表示器２２は，残量表示のための
４つの表示ブロックがあり，残量が０〜１０％のとき
は，これらが１０秒間点滅する。１１〜２０％，２１〜
５０％，５１〜９０％，９１〜９９％，１００％の各々
の範囲で，図７に示すような表示が行われる。
４つの表示ブロックがあり，残量が０〜１０％のとき
は，これらが１０秒間点滅する。１１〜２０％，２１〜
５０％，５１〜９０％，９１〜９９％，１００％の各々
の範囲で，図７に示すような表示が行われる。
【００６８】図８は，本発明の実施例に係る充電制御装
置の使用例を示す。図８に示す充電制御装置１０は，携
帯型コンピュータ８０の補助バッテリーとして使用され
ている。この補助バッテリーは，携帯型コンピュータ８
０の後面に，着脱可能になっている。補助バッテリーの
上面には，残量表示等のためのインジケータ８１が設け
られている。もちろん，本発明に係る充電制御装置１０
を，補助バッテリーだけではなく，本体内蔵バッテリー
等の充電制御にも用いることができる。
置の使用例を示す。図８に示す充電制御装置１０は，携
帯型コンピュータ８０の補助バッテリーとして使用され
ている。この補助バッテリーは，携帯型コンピュータ８
０の後面に，着脱可能になっている。補助バッテリーの
上面には，残量表示等のためのインジケータ８１が設け
られている。もちろん，本発明に係る充電制御装置１０
を，補助バッテリーだけではなく，本体内蔵バッテリー
等の充電制御にも用いることができる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
二次電池を使用する機器において充電を行う場合に，過
充電を防止することができ，電池の破壊を防止し，電池
の寿命を延ばすことが可能となる。放電時の残量予測に
おいても，メモリー効果，電池の劣化という実質容量の
変化に柔軟に対応することができるため，残量予測を正
確に行うことが可能となる。これにより，使用者が計画
的に二次電池を利用することができるようになる。
二次電池を使用する機器において充電を行う場合に，過
充電を防止することができ，電池の破壊を防止し，電池
の寿命を延ばすことが可能となる。放電時の残量予測に
おいても，メモリー効果，電池の劣化という実質容量の
変化に柔軟に対応することができるため，残量予測を正
確に行うことが可能となる。これにより，使用者が計画
的に二次電池を利用することができるようになる。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明の実施例構成図である。
【図３】本発明の実施例に係るメイン処理フローを示す
図である。
図である。
【図４】本発明の実施例に係る急速充電タスクの処理フ
ローを示す図である。
ローを示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る標準充電タスクの処理フ
ローを示す図である。
ローを示す図である。
【図６】本発明の実施例に係るスタンバイ監視タスクお
よび監視タスクの処理フローを示す図である。
よび監視タスクの処理フローを示す図である。
【図７】本発明の実施例による残量表示の例を示す図で
ある。
ある。
【図８】本発明の実施例に係る充電制御装置の使用例を
示す図である。
示す図である。
１０ 充電制御装置 １１ 外部電源 １２ 充電回路 １３ 電圧検出部 １４ 電池温度検出部 １５ 充電制御マイコン １６ 充電時間実測手段 １７ 予測時間計算手段 １８ 実質容量計算手段 １９ 残量計算手段 ２０ 残量記憶手段 ２１ 残量表示手段 ２２ 電池状態表示器 ２３ 二次電池 ２４ 二次電池使用装置
Claims (8)
- 【請求項１】 二次電池への充電制御を行う充電制御装
置において， 充電時における二次電池の温度変化または電圧変化によ
り，充電の完了を検出する手段と， 充電の開始から完了までの充電時間を実測する充電時間
実測手段と， 定格容量と充電電流とに基づいて満充電になるまでの充
電時間を予測する予測時間計算手段と， 前記充電時間実測手段により求めた実測時間と，前記予
測時間計算手段により求めた予測時間とから，実際の電
池容量を計算する実質容量計算手段とを備え， 前記電池容量をもとに二次電池の残量を求め，定格充電
時間から前記残量分の充電時間を引いたものを充電の予
測時間とし，その予測時間を充電の停止制御に用いるよ
うにした ことを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の充電制御装置において， 予測した実際の電池容量をもとにした二次電池の残量を
記憶する残量記憶手段と， 充電時および／または放電時における充電量および／ま
たは放電量に基づいて，前記残量記憶手段が記憶する残
量を更新する残量計算手段と， 前記残量記憶手段が記憶する残量を表示する残量表示手
段とを備えたことを特徴とする充電制御装置。 - 【請求項３】 二次電池への充電制御を行う充電制御装
置において， 外部電源が接続され，かつ該二次電池を使用する装置が
動作していないときに，該二次電池への急速充電を行
い，その実際の充電時間に基づいて定格容量に対する実
質容量の補正値を求める急速充電処理手段と， 外部電源が接続され，かつ該二次電池を使用する装置が
動作しているときに，該二次電池への標準充電を行い，
該補正値に基づいて該二次電池の実質的残量を求め，該
二次電池の残量から，満充電になるまでの充電時間を予
測する標準充電時間予測手段とを備えたことを特徴とす
る充電制御装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の充電制御装置において， 前記予測した充電時間になったときに充電を停止する標
準充電処理手段を備えた ことを特徴とする充電制御装
置。 - 【請求項５】 請求項３または請求項４記載の充電制御
装置において， 外部電源が接続されていない状態で該二次電池を使用す
る装置が動作しているときに，放電量に基づいて該二次
電池の残量を更新する監視処理手段を備えた ことを特徴
とする充電制御装置。 - 【請求項６】 請求項３，請求項４または請求項５記載
の充電制御装置において， 外部電源が接続されてなく，かつ前記二次電池を使用す
る装置が動作していないときに，該二次電池の残量から
待機時間におけるリーク電流相当分を減算し，残量を更
新するスタンバイ監視処理手段を備えたことを特徴とす
る充電制御装置。 - 【請求項７】 二次電池への充電制御方法において， 充電時における二次電池の温度変化または電圧変化によ
り，充電の完了を検出する過程と， 充電の開始から完了までの充電時間を実測する過程と， 定格容量と充電電流とに基づいて満充電になるまでの充
電時間を予測する過程と， 前記充電時間を実測する過程において求めた実測時間
と，前記充電時間を予測する過程において求めた予測時
間とから，実際の電池容量を計算する過程と， 前記電池容量をもとに二次電池の残量を求め，定格充電
時間から前記残量分の充電時間を引いたものを充電の予
測時間とし，その予測時間を充電の停止制御に用いる過
程とを有する ことを特徴とする充電制御方法。 - 【請求項８】 二次電池への充電制御方法において， 外部電源が接続され，かつ該二次電池を使用する装置が
動作していないときに，該二次電池への急速充電を行
い，その実際の充電時間に基づいて定格容量に対 する実
質容量の補正値を求める過程と， 外部電源が接続され，かつ該二次電池を使用する装置が
動作しているときに，該二次電池への標準充電を行い，
該補正値に基づいて該二次電池の実質的残量を求め，該
二次電池の残量から，満充電になるまでの充電時間を予
測する過程とを有する ことを特徴とする充電制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04296767A JP3119952B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 充電制御装置および充電制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04296767A JP3119952B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 充電制御装置および充電制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153413A JPH06153413A (ja) | 1994-05-31 |
| JP3119952B2 true JP3119952B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=17837866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04296767A Expired - Fee Related JP3119952B2 (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 充電制御装置および充電制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3119952B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6820206B1 (en) * | 2001-11-20 | 2004-11-16 | Palmone, Inc. | Power sharing between portable computer system and peripheral device |
| JP5527895B2 (ja) * | 2010-11-18 | 2014-06-25 | パナソニック株式会社 | 二次電池の制御装置および制御方法 |
| WO2013109940A2 (en) | 2012-01-19 | 2013-07-25 | Nike International Ltd. | Power management in an activity monitoring device |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP04296767A patent/JP3119952B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06153413A (ja) | 1994-05-31 |
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