JP3202472B2 - 二次電池の充電制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばポータブルコン
ピュータ、ポータブルワードプロセッサ等の小型電子機
器に用いられる二次電池の充電制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、二次電池を充電する充電装置（充
電器）に於いては、入力電圧（充電電圧）や入力電流
（充電電流）の異常を検知すると充電を中止していた。
従って、従来では入力電圧が瞬時的、一時的に低下した
だけでも異常を検知し、以後の充電が行なえないという
問題があった。

【０００３】即ち、従来では、入力電圧が瞬時的、一時
的に低下しただけでも異常が検知され、以後の充電が行
なわれないことから、二次電池が正常であっても満充電
に至らず、従ってユーザは電池の異常、又は充電装置の
異常であると誤認識してしまうという問題があった。

【０００４】又、従来、二次電池の満充電検知は、定期
的に充電電荷量を加算し、予め設定された電荷量に達し
た場合に満充電とする満充電検知手段、又は、充電時間
が充電開始時から予め設定された時間に達した場合に満
充電とする満充電検知手段等により行なっていた。

【０００５】このように、二次電池の満充電を充電電荷
量、充電時間等で検知する満充電検知は、充電した二次
電池の電池電圧測定を行なっていないので、電池が真に
満充電状態になったか否かが分らず、信頼性に欠けると
いう問題があった。また、二次電池が十分に充電されな
い、もしくは充電できない場合等は、異常な電池と正常
な電池との見分けができないという問題があった。

【０００６】又、従来では、二次電池の充電機構に於い
て、安全性確保のため、充電開始前に、電池パックが充
電器に適合しているか、二次電池が正常であるか等を確
認するために、二次電池のパック内にマイクロプロセッ
サを用いた制御装置を設け、この制御装置と充電側の装
置との間の通信により充電制御を行なう機構を有してい
る。

【０００７】この際の電池パック内の制御装置（マイク
ロプロセッサ）と充電側の装置との間の通信手順を異か
に示す。充電側の装置は充電部に二次電池が装着（セッ
ト）されたことを検知する。二次電池がセットされたこ
とを検知すると、電池パック内の制御装置との通信のた
めの電圧を電池パックに印加する。電圧を印加してか
ら、制御装置が動作し始め、通信が可能な状態になった
ことを相互に確認し、その後、通信により電池パック内
のメモリに保存された二次電池のデータを読んで、二次
電池が規格内でかつ充電可能な状態であるか否かを判断
し、充電可能であるならば、充電中の表示を行ない、充
電を開始していた。

【０００８】しかしながらこのような通信による充電制
御機構に於いては、上記通信によって充填対象電池の整
合性、状態等を確認して後、充電を開始することから、
電池をセットしてから充電中の表示がなされるまでに多
くの所用時間を必要とし、表示遅れが生じる。このた
め、二次電池を充電器にセットした時に、表示との間に
大きなずれが生じ、充電器に適合する二次電池（電池パ
ック）の充電が開始されたことをユーザがその場で認識
できず、状態表示の面で不都合が生じていた。

【０００９】又、従来では、パーソナルコンピュータ等
の情報処理機器に於いて、小型・軽量で持ち運びの容易
なポータブルタイプが普及してきた。この種の情報処理
機器は、充電可能な電池（二次電池）による駆動を可能
にし、低消費電力化のための工夫が種々施されている。
また、二次電池に於いても過剰な充電や放電に対して様
々な工夫が施されており、電池の安全性についても配慮
されている。

【００１０】リチウムイオン二次電池の場合、一般に
は、定電圧充電の際に、充電電流がある一定の値（満充
電検知のための設定電流値）以下になった場合に満充電
検知される方式を採っている。

【００１１】しかしながら、この種満充電検知に於いて
は、電池温度によって、充電時の電池電圧、電流特性等
が以下のように変動し、正確な満充電検知が行なえない
という問題があった。

【００１２】即ち、従来では、電池温度に伴う電池特性
変化等を考慮せず、充電電流が予め設定されたある一定
の値より小さくなったとき満充電としていた。例えば、
図１２に示すように、温度が低いときに適性に満充電検
知できるレベルＡに検知点を設定すると、温度が高くな
ったとき、実際に電池が満充電状態になる以前に時間Ｔ
1 で満充電を検知してしまうという不具合があった。逆
に、満充電検知点を、高温時に適性になるレベルＢに設
定すると、低温時には満充電検知できないという不具合
があった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来で
は、二次電池を充電する充電装置（充電器）に於いて、
入力電圧（充電電圧）や入力電流（充電電流）の異常を
検知すると一義的に充電を中止していたため、入力電圧
が瞬時的、一時的に低下しただけでも異常を検知してし
まい、従って以後の充電が行なえず、電池が正常であっ
ても満充電にならないことからユーザに誤った認識を与
えてしまう虞があった。

【００１４】又、従来の満充電検知は、充電電荷量、又
は充電時間等により満充電検知を行なっており、従って
電池特性に合った真に正しい満充電状態を検知できず、
電池性能を十分に発揮できないという問題があり、又、
電池の異常を見分けることができない等の問題があっ
た。

【００１５】又、従来では、安全性確保のため、充電開
始前に、電池パックが充電器に適合しているか、二次電
池が正常であるか等を確認するために、二次電池のパッ
ク内にマイクロプロセッサを用いた制御装置を設け、こ
の制御装置と充電側の装置との間の通信により充電制御
を行なう機構を実現したとき、上記通信によって充填対
象電池の整合性、状態等を確認して後、充電を開始する
ことから、電池をセットしてから充電中の表示がなされ
るまでに多くの所用時間を必要とし、表示遅れが生じる
ことから、二次電池を充電器にセットした時にその場
で、充電器に適合する二次電池（電池バック）の充電が
開始されたことをユーザが即時に認識できないという不
都合が生じていた。

【００１６】又、従来では、リチウムイオン二次電池の
定電圧充電の際に、充電電流がある一定の値（満充電検
知のための設定電流値）以下になった場合に満充電検知
とする際、電池温度によって充電時の電池電圧、電流特
性等が変動し、正確な満充電検知が行なえないという問
題があった。

【００１７】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
二次電池を充電する装置に於いて、装置の異常を検知し
た際に、その後も装置の状態を監視して、正常復帰した
とき、再度充電を開始する機能を備え、装置の一時的な
異常に対して充電を継続できるようにした二次電池の充
電制御装置を提供することを目的とする。

【００１８】更に本発明は、充電電荷量、又は充電時間
等により満充電検知を行なった際に、真に正しい満充
電、異常等を検知できる二次電池の満充電判別装置を提
供することを目的とする。

【００１９】更に本発明は、安全性確保のため、充電開
始前に、電池パックが充電器に適合しているか、二次電
池が正常であるか等を確認するために、二次電池のパッ
ク内にマイクロプロセッサを用いた制御装置を設け、こ
の制御装置と充電側の装置との間の通信により充電制御
を行なう機構を実現したとき、二次電池の充電開始を電
池のセット時に、即時に知らせることができる充電表示
制御装置を提供することを目的とする。更に本発明は、
電池温度に関係なく常に高精度で満充電を検知すること
ができる満充電判別制御装置を提供することを目的とす
る。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、二次電池の充
電装置に於いて、上記二次電池の充電に用いる入力電圧
（二次電池に印加される入力電圧）の異常をチェックす
る手段と、この異常チェック手段で上記入力電圧の異常
を検知したとき、充電を停止して、上記入力電圧の異常
を定期的にチェックする手段と、充電停止時の二次電池
の充電状態を認識し保持する手段と、上記定期的なチェ
ック手段で上記入力電圧の異常が検知されなくなった際
に上記保持手段に保持された充電状態の情報をもとに充
電を再開する手段とを備えて、上記異常チェック手段で
入力電圧の異常を検知したとき、充電を停止して、以
後、定期的に上記同様の異常チェックを行い、この異常
チェック手段で入力電圧の異常が検知されなくなった際
に、充電停止直前に保持しておいた充電状態の情報をも
とに充電を再開することを特徴とする。

【００２１】

【００２２】

【００２３】又、本発明は、二次電池の充電電流を監視
する手段と、充電電流値を予め設定された満充電検知電
流値と比較して満充電を検知する手段と、二次電池の温
度を監視する手段と、満充電検知電流値を上記検知温度
に従い可変する手段とを備えて、二次電池の温度に従い
可変された満充電検知電流値により満充電検知を行なう
構成としたことを特徴とする。

【００２４】

【作用】二次電池を充電する装置の異常を定期的にチェ
ックし、装置の異常を検知した際に、その後も装置の状
態を監視して、正常復帰したとき、再度充電を開始す
る。これにより、装置の一時的な異常に対して充電を継
続でき、信頼性の高い二次電池の充電制御が行なえる。

【００２５】又、充電電荷量、又は充電時間等により二
次電池の満充電検知を行なった際に、一旦充電を停止
し、電池電圧を測定して、その測定電池電圧を満充電判
定のための設定電池電圧と比較し、測定電池電圧が設定
電池電圧に達していれば満充電検知を行なう。又、測定
電池電圧が設定電池電圧よりも低い際は電池より低下、
電池オープン等の電池異常であると判定する。これによ
り、充電電荷量、又は充電時間等により満充電検知を行
なった際に、真に正しい満充電、異常等を検知できる。

【００２６】又、充電側の装置が二次電池を構成する電
池パック内の制御装置（マイクロプロセッサ）との間の
通信により充電制御を行なう機構に於いて、二次電池が
充電部にセットされたことを検知したとき、充電中であ
ることを表示して後、充電部にセットされた二次電池が
充電可能であるか否かを判断し、その判断結果に従う状
態表示を行なう。これにより二次電池が充電部に充電可
能にセットされたことをユーザが電池のセット時に即時
に確認できる。更に充電不可である際は充電を停止し
て、その充電不可状態を表示でき、操作性及び安全性を
向上できる。

【００２７】又、二次電池の充電時に、二次電池の充電
電流と温度をそれぞれ監視し、上記充電電流値を予め設
定された満充電検知電流値と比較して満充電チェックを
行なう際に、満充電検知電流値を上記検知温度に従い可
変する。これにより電池温度に影響されず常に高精度で
満充電を検知できる。

【００２８】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。先ず、図１及び図２を参照して本発明の第１実施例
を説明する。この第１実施例は、装置の一時的な異常に
対して充電を継続できる構成としたことを特徴とする。

【００２９】図１は本発明の第１実施例の機能構成を示
すブロック図である。図１に於いて、１１は充電装置で
あり、１２は充電装置１１の充電部にセットされること
により回路接続されて充電制御される二次電池である。

【００３０】１３乃至１６はそれぞれ充電装置１１の構
成要素をなすもので、１３は充電路に介在され、充電制
御部１４よりオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）制御されるス
イッチである。

【００３１】１４は充電制御部であり、二次電池１２に
印加される入力電圧（充電電源電圧）が正常な場合に、
充電路に介在されたスイッチ１３をオンして、充電部に
セットされた二次電池１２に充電を行ない、又、入力電
圧が異常になり、入力電圧異常検知装置１５より異常検
知信号を受けた場合はスイッチ１３をオフして充電を停
止する。

【００３２】１５は入力電圧異常検知装置であり、入力
電圧測定部１６で測定した入力電圧をチェックし、正常
／異常の判定を行なって、その判定信号を充電制御部１
４に通知する。

【００３３】１６は入力電圧測定部（Ｖ）であり、二次
電池１２に印加される入力電圧（充電電源電圧）を測定
して、その測定入力電圧を入力電圧異常検知装置１５に
通知する。

【００３４】図２は上記図１に示す実施例の機能構成を
具現化するハードウェア構成例を示すブロック図であ
り、ここでは、図１に示す、充電制御部１４、入力電圧
異常検知装置１５、入力電圧測定部（Ｖ）１６等の構成
要素が１チップマイクロプロセッサ（μＰ）２１により
実現される。

【００３５】ここで上記第１実施例の動作を説明する。
充電装置１１の充電部に二次電池１２がセットされるこ
とにより、充電装置１１が二次電池１２に対し充電を開
始する。

【００３６】この際、充電装置１１の内部では、二次電
池１２に印加される入力電圧を入力電圧測定部１６で測
定し、入力電圧異常検知装置１５に送出する。入力電圧
異常検知装置１５は、充電制御部１４より入力制御信号
を受ける度に、入力電圧測定部１６より受けた測定入力
電圧の値から、入力電圧が正常であるか異常であるかを
判定し、その判定結果の信号を充電制御部１４に送出す
る。

【００３７】充電制御部１４は、入力電圧異常検知装置
１５より受けた判定結果の信号をもとに充電を制御す
る。即ち、入力電圧異常検知装置１５から正常判定信号
を受けた際は、充電路に介在されたスイッチ１３をオン
状態にして充電を継続し、又、入力電圧異常検知装置１
５から異常判定信号を受けた際は、充電路に介在された
スイッチ１３をオフして充電を停止する。

【００３８】更に、充電制御部１４は、上記充電時に於
いて、充電電荷量又は充電時間の計測により二次電池１
２の充電状態を記憶している。このようにして、充電制
御部１４は所定の周期で定期的に入力電圧異常検知装置
１５に入力制御信号を送出して、その都度、入力電圧異
常検知装置１５から正常／異常の判定信号を受け、その
判定信号に従い充電制御を行なう。

【００３９】この際、充電制御部１４は、入力電圧異常
検知装置１５から異常判定信号を受け、スイッチ１３を
オフして充電を停止した後も、入力電圧を定期的にチェ
ックするために入力制御信号を入力電圧異常検知装置１
５に送出する。

【００４０】そして入力電圧異常検知装置１５より異常
判定信号に代って正常判定信号を受けると、スイッチ１
３をオフからオンに切り換えて、充電を再開する。又、
充電制御部１４は、入力電圧異常検知装置１５から異常
判定信号を受けたとき、前回の判定信号入力時に於いて
記憶していた二次電池１２の充電状態から、その二次電
池１２が満充電であったか否かを判断し、満充電であっ
た場合は、正常復帰後も、満充電の状態情報を記憶し、
満充電表示を行なう。又、前回の判定信号入力時に於い
て記憶していた二次電池１２の充電状態が満充電でない
ときは、充電初期の状態から充電を開始する。

【００４１】これにより、充電装置１１の一時的な入力
電圧異常に対して、正常復帰後、充電を再開して二次電
池１２を満充電状態に維持できる。次に図３及び図４を
参照して本発明の第２実施例を説明する。この第２実施
例は、充電装置の一時的な入力電圧異常に対して、正常
復帰後、その異常発生時間に伴う電池の充電状態を考慮
した最適な充電が再開できる構成としたことを特徴とす
る。

【００４２】図３は本発明の第２実施例の機能構成を示
すブロック図である。図３に於いて、３１は充電装置で
あり、３２は充電装置１１の充電部にセットされること
により回路接続されて充電制御される二次電池である。

【００４３】３３乃至３７はそれぞれ充電装置３１の構
成要素をなすもので、３３は充電路に介在され、充電制
御部３４よりオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）制御されるス
イッチである。

【００４４】３４は充電制御部であり、二次電池３２に
印加される入力電圧（充電電源電圧）が正常な場合に、
充電路に介在されたスイッチ３３をオンして、充電部に
セットされた二次電池３２に充電を行ない、入力電圧が
異常になり、入力電圧異常検知装置３５より異常検知信
号を受けたときは、スイッチ３３をオフして充電を停止
する。又、充電中は満充電までその充電状態を更新記憶
し、入力電圧が異常になった際、異常時間検知装置３７
で検知した異常検知時間が設定時間を超えないときは、
正常復帰の際に、異常検知直前の充電状態から充電を再
開し、異常検知時間が設定時間を超えたときは、それま
での充電状態の情報をクリアして、最初から充電を開始
する制御を行なう。

【００４５】３５は入力電圧異常検知装置であり、入力
電圧測定部３６で測定した入力電圧をチェックし、正常
／異常の判定を行なって、その判定信号を充電制御部３
４、及び異常時間検知装置３７に通知する。

【００４６】３６は入力電圧測定部（Ｖ）であり、二次
電池３２に印加される入力電圧（充電電源電圧）を測定
して、その測定入力電圧を入力電圧異常検知装置３５に
通知する。

【００４７】３７は充電停止タイマを備えた異常時間検
知装置であり、入力電圧異常検知装置３５からの異常検
知信号により充電停止タイマを起動して、異常発生期間
（充電停止時間）を計時し、異常時間が予め設定された
一定の時間に達したか否かを判定して、その判定結果の
信号を充電制御部３４に通知する。

【００４８】図４は上記第２実施例の処理手順を示すフ
ローチャートである。ここで図３に示す第２実施例の動
作を図４に示すフローチャートを参照して説明する。

【００４９】充電装置３１の充電部に二次電池３２がセ
ットされることにより、充電装置３１が二次電池３２に
対し充電を開始する。この際、充電装置３１の内部で
は、二次電池３２に印加される入力電圧を入力電圧測定
部３６で測定し、入力電圧異常検知装置３５に送出す
る。

【００５０】入力電圧異常検知装置３５は、充電制御部
３４より入力制御信号を受ける度に、入力電圧測定部３
６より受けた測定入力電圧の値から、入力電圧が正常で
あるか異常であるかを判定し、その判定結果の信号を充
電制御部３４に送出する。

【００５１】充電制御部３４は、入力電圧異常検知装置
３５より受けた判定結果の信号をもとに図４に示すよう
な処理手順に従い充電制御を行なう。即ち、入力電圧異
常検知装置３５から正常判定信号を受けた際は、充電路
に介在されたスイッチ３３をオン状態にして充電を継続
する（図４ステップＳ1 〜Ｓ3 ）。

【００５２】又、入力電圧異常検知装置３５から異常判
定信号が出力された際は、この異常判定信号が充電制御
部３４に送出されるとともに、異常時間検知装置３７に
送出される。

【００５３】充電制御部３４は入力電圧異常検知装置３
５から異常判定信号を受けると充電路に介在されたスイ
ッチ３３をオフして充電を停止するとともに、その充電
停止直前の二次電池３２の充電状態（満充電状態、充電
時間、充電容量等）を内部のメモリに保存する（図４ス
テップＳ3 ，Ｓ4 ，Ｓ6 ）。

【００５４】又、異常時間検知装置３７は入力電圧異常
検知装置３５から異常判定信号を受けると充電停止タイ
マを起動して、異常発生期間（充電停止時間）を計時す
る（図４ステップＳ5 ）。

【００５５】充電制御部３４は充電停止後も、入力電圧
を定期的にチェックするために入力制御信号を入力電圧
異常検知装置３５に送出して、その都度、入力電圧異常
検知装置３５から正常／異常の判定信号を受け、装置の
異常監視を継続する（図４ステップＳ7 ，Ｓ8 ）。

【００５６】入力電圧異常検知装置３５は入力電圧が正
常になると、異常判定信号に代えて正常判定信号を充電
制御部３４と異常時間検知装置３７に送出する。異常時
間検知装置３７は入力電圧異常検知装置３５から異常判
定信号に代って正常判定信号を受けると、充電停止タイ
マの計時動作を停止して、その計時カウント時間が予め
設定された時間を超えたか否かを判定し、その判定結果
の信号を充電制御部３４に通知する。

【００５７】充電制御部３４は入力電圧異常検知装置３
５から異常判定信号に代って正常判定信号を受けると、
異常時間検知装置３７から受けた判定結果の信号をもと
に、異常発生期間（充電停止時間）が設定時間を超えた
か否かを認識し、設定時間を超えていなければ、内部の
メモリに保存している充電停止直前の二次電池３２の充
電状態（満充電状態、充電時間、充電容量等）から、充
電停止直前の二次電池３２が満充電であったか否かを判
断し、満充電でなければスイッチ３３をオンにして充電
停止直前の充電時間又は充電容量に従い充電停止直前の
二次電池３２の充電状態から充電を再開する（図４ステ
ップＳ9 ，Ｓ10，Ｓ11）。

【００５８】又、異常発生期間（充電停止時間）が設定
時間を超えているときは、内部のメモリに保存している
充電停止直前の二次電池３２の充電状態（満充電状態、
充電時間、充電容量等）をクリアして、スイッチ３３を
オンにし、初期の状態から充電を開始する（図４ステッ
プＳ12）。

【００５９】又、異常発生期間（充電停止時間）が設定
時間を超えず、充電停止直前の二次電池３２が満充電で
あったときは、その充電状態（満充電状態）を保持し
て、充電部にセットされた二次電池３２を満充電として
扱い、例えば充電部にセットされた二次電池３２が満充
電状態であることを外部に表示出力する（図４ステップ
Ｓ13）。

【００６０】これにより、充電装置３１の一時的な入力
電圧異常に対し、正常復帰後、その異常期間に伴う二次
電池３２の充電状態を考慮した最適な充電が再開でき
る。この実施例では、二次電池１２に印加される入力電
圧（充電電源電圧）の異常検知に伴う充電制御について
述べたが、充電電流異常、温度異常、通信異常等にも応
用できる。

【００６１】次に図５乃至図７を参照して本発明の第３
実施例を説明する。この第３実施例では、充電電荷量、
又は充電時間等により満充電検知を行なった際に、一
旦、充電を停止し、電池電圧を測定し、満充電判定のた
めの設定電池電圧と比較して電池の満充電、異常を判別
する手段を設けたことを特徴とする。

【００６２】図５は本発明の第３実施例の構成を示すブ
ロック図である。図５に於いて、５１は二次電池の充電
用電力を生成し出力する電源部であり、５２はこの電源
部５１より出力された電力を受けて充電制御される二次
電池である。

【００６３】５３は充電路に介在された充電電荷量加算
装置であり、二次電池５２の充電に伴い定期的に充電電
荷量を加算する。５４は規定電荷量記憶装置であり、予
め設定された満充電時の規定電荷量（満充電検出電荷
量）を記憶している。

【００６４】５５は電荷量比較装置であり、規定電荷量
記憶装置５４に記憶された規定電荷量（満充電検出電荷
量）と充電電荷量加算装置５３で得た充電電荷量（積算
電荷量）とを比較し、充電電荷量（積算電荷量）が規定
電荷量（満充電検出電荷量）に達した際に満充電を仮検
知し、充電路に介在されたスイッチ５６をオフ（ＯＦ
Ｆ）制御する。

【００６５】５６は充電路に介在された充電制御用のス
イッチであり、電荷量比較装置５５の制御により充電を
オン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）する。５７は電圧測定装置
であり、二次電池５２の電圧を測定する。５８は規定値
電圧記憶装置であり、満充電時の規定電池電圧を記憶し
ている。

【００６６】５９は電圧比較装置であり、電圧測定装置
５７で測定した電池電圧と規定電圧５８を比較し、測定
電池電圧が規定電圧に達していれば正常な満充電である
と判定し、測定電池電圧が規定電圧に達していなければ
電池異常と判定する。

【００６７】６０はＡＮＤ回路であり、電荷量比較装置
５５で二次電池５２の充電を停止した際（満充電を仮検
知した際）に、電圧比較装置５９の判定結果を表示装置
６１に出力する。

【００６８】６１は表示装置であり、二次電池５２が満
充電であるか異常であるかを表示する。図６は上記第３
実施例の処理手順を示すフローチャートであり、図７は
電池の正常・異常判定動作を説明するための図である。

【００６９】ここで図６及び図７を参照して図５に示す
第３実施例の動作を説明する。二次電池５２の充電時
は、電源部５１より出力される充電用電力がスイッチ５
６を介して二次電池５２に供給され、二次電池５２が充
電される。

【００７０】この二次電池５２の充電時に於いて、電荷
量加算装置５３は、一定時間毎に充電電流を測定し加算
して充電電荷量（積算電荷量）を出力する（図６ステッ
プＳ21）。

【００７１】上記電荷量加算装置５３で加算された充電
電荷量（積算電荷量）は、電荷量比較装置５５に供給さ
れ、満充電とする電荷量を記憶した規定電荷量記憶装置
５４の規定電荷量（満充電検出電荷量）と比較される
（図６ステップＳ22）。

【００７２】ここで、電荷量加算装置５３より出力され
た充電電荷量（積算電荷量）が規定電荷量（満充電検出
電荷量）以上となっていた場合は、満充電を仮検知し
て、スイッチ５６をオフ（ＯＦＦ）し、充電を停止する
（図６ステップＳ23）。

【００７３】この際、二次電池５２の電池電圧が電圧測
定装置５７で測定され、電圧比較装置５９に供給され
て、満充電とする電池電圧を記憶した規定値電圧記憶装
置５８の規定電圧と比較される（図６ステップＳ24，Ｓ
25）。

【００７４】ここで、電圧比較装置５９は電圧測定装置
５７の測定電圧が規定電圧に達していれば、正常な満充
電であると判定し、規定電圧に達していなければ電池異
常であると判定して、その判定結果の情報をＡＮＤ回路
６０に出力する。この際の正常・異常の判定例を図７に
示している。

【００７５】ＡＮＤ回路６０は、この電圧比較装置５９
の判定結果を、電荷量比較装置５５が二次電池５２の充
電を停止している際に、表示装置６１に出力し、二次電
池５２が満充電であるか異常であるかを表示する。

【００７６】このように、充電電荷量、又は充電時間等
により仮の満充電検知を行ない、その際に一旦充電を停
止し、電池電圧を測定し、満充電判定のための設定電池
電圧と比較して電池の満充電、異常を判別することによ
り、満充電電池と異常電池とを判別でき、満充電の誤検
知がなくなり、安全性が高まる。

【００７７】次に図８及び図９を参照して本発明の第４
実施例を説明する。この第４実施例は、充電側の装置が
二次電池を構成する電池パック内の制御装置（マイクロ
プロセッサ）との間の通信により充電制御を行なう機構
に於いて、二次電池が充電部にセットされたことを検知
したとき、充電中であることを表示して後、充電部にセ
ットされた二次電池が充電可能であるか否かを判断し、
その判断結果に従う状態表示を行なうようにして、二次
電池が充電部に充電可能にセットされたことをユーザが
電池のセット時に即時に確認できるようにしたことを特
徴とする。

【００７８】図８は本発明の第４実施例の構成を示すブ
ロック図である。図８に於いて、８１は充電の対象とな
る二次電池であり、８２は二次電池８１を充電する充電
器である。ここで、二次電池８１の電池パックには、電
池の状態管理を行ない、通信により充電器８２側とデー
タ（電池の種類、定格電圧、電池容量等の電池に固有の
情報、及び充電電荷量等の充電状態情報を含む電池デー
タ）をやり取りするマイクロプロセッサを用いた制御回
路が設けられる。

【００７９】８３乃至８８はそれぞれ充電器８２の構成
要素をなすもので、８３は電池有無検知装置であり、二
次電池８１の有無を検知し、その状態情報を表示装置８
４に送出する。

【００８０】８４は充電器８２の充電動作状態を表示す
る表示装置であり、ここでは電池有無検知装置８３で二
次電池８１が接続されたことを検知すると、充電中であ
ることを表示する。

【００８１】８５は充電可・不可判別装置であり、ここ
では二次電池８１側のマイクロプロセッサを用いた制御
回路との通信により得た二次電池の情報（電池の種類、
定格電圧、電池容量等）、及び二次電池８１の実際の電
池電圧等により、二次電池８１に充電が可能であるか否
かを判断する。

【００８２】８６は充電制御装置であり、充電可・不可
判別装置８５で充電が可能であることを判別すると、充
電路に介在されたスイッチ８７をオン（ＯＮ）して充電
を開始する。

【００８３】８７は充電路に介在された充電制御用のス
イッチであり、二次電池８１の充電をオン／オフ（ＯＮ
／ＯＦＦ）する。８８は二次電池８１の充電電力を生成
し出力する充電電源部であり、ここで出力された充電電
力がスイッチ８７を介して二次電池８１に供給される。

【００８４】図９は上記第４実施例の処理手順を示すフ
ローチャートである。ここで図９に示すフローチャート
を参照して図８に示す第４実施例の動作を説明する。

【００８５】充電器８２の充電部に二次電池８１が接続
されると、充電器８２内の電池有無検知装置８３は電池
電圧の有無により、二次電池８１の接続有無を検知し、
二次電池８１が接続されていれば直ちに表示装置８４に
充電中表示を行なう（図９ステップＳ31，Ｓ32）。

【００８６】その後、充電器８２の充電可・不可判別装
置８５は、二次電池８１の電池パックに設けられたマイ
クロプロセッサを用いた制御回路に通信用の電源を供給
して、通信が可能になるまで待ち、通信が可能になった
ならば、二次電池８１のデータ（電池の種類、定格電圧
等）を読み、電池電圧を検知して、それらの内容から当
該電池が充電可能な電池であるか否かを判別する（図９
ステップＳ33〜Ｓ36）。

【００８７】ここで、充電可能であれば、表示装置８４
に充電中表示をしたままの状態で、充電制御装置８６を
介しスイッチ８７をオン制御して、二次電池８１に充電
を開始する（図９ステップＳ37）。

【００８８】又、充電不可であれば、スイッチ８７をオ
フ状態としたまま、表示装置８４に、充電中表示に代え
て充電不可を表示する（図９ステップＳ38）。このよう
な充電表示機能をもつことにより、二次電池８１が充電
器８２に充電可能にセットされたことをユーザが電池の
セット時に即時に確認できるとともに、充電不可である
際は充電を停止して、その充電不可状態を表示でき、操
作性及び安全性を向上できる。

【００８９】上記した実施例では、電池電圧の有り無し
によって電池の有無を検知したが、例えば電池パックに
内蔵されているサーミスタの抵抗値を利用した検知機
構、又は機械的なスイッチを用いた検知機構、端子間接
続による閉回路等を用いた検知回路機構、電池パック内
の記憶装置の内容を読み取る検知機構、電池パック内の
マイクロプロセッサとの通信による検知機構等のいずれ
であってもよい。

【００９０】次に図１０及び図１１を参照して本発明の
第５実施例を説明する。この第５実施例は、二次電池の
充電時に、二次電池の充電電流と温度をそれぞれ監視
し、上記充電電流値を予め設定された満充電検知電流値
と比較して満充電チェックを行なう際に、満充電検知電
流値を上記検知温度に従い可変し、電池温度に影響され
ず常に高精度で満充電を検知できるようにしたことを特
徴とする。

【００９１】図１０は本発明の第５実施例の構成を示す
ブロック図である。図１０に於いて、９１は充電の対象
となるリチウムイオン二次電池である。９２は二次電池
９１の電池温度監視部であり、充電中に於ける二次電池
９１の電池温度を常時監視して、温度変化があった場合
は、その情報を満充電検知電流値制御部９３へ送出す
る。

【００９２】９３は満充電検知電流値制御部であり、電
池温度監視部９２の情報に応じて満充電検知電流値を変
化させる。９４は充電電流測定部（Ａ）であり、リチウ
ムイオン二次電池９１の充電電流を測定する。

【００９３】９５は満充電検出部であり、充電電流測定
部（Ａ）９４で測定した充電電流値と満充電検知電流値
制御部９３より出力される満充電検知電流値とを比較し
て、満充電を検知する。

【００９４】図１１は上記第５実施例に於ける充電制御
特性を示す図である。ここで図１１に示す充電特性図を
参照して、図１０に示す第５実施例の動作を説明する。

【００９５】電池温度監視部９２はリチウムイオン二次
電池９１の電池温度を常時監視している。又、充電電流
測定部９４はリチウム二次電池９１の充電電流を常時監
視している。

【００９６】ここで、例えば、電池温度監視部９２よ
り、図１１に示すように、電池温度が０℃であることを
示す情報が出力され、この満充電検知電流値制御部９３
に入力されると、満充電検知電流値制御部９３は、レベ
ルＡの値を満充電検知電流値と決定し満充電検出部９５
へ出力する。

【００９７】満充電検出部９５では、充電電流測定部９
４で測定された充電電流値と満充電検知電流値制御部９
３で決定された満充電検知電流値とを比較し、測定充電
電流値が満充電検知電流値以下になったときに満充電を
検出する。

【００９８】又、電池温度が４０℃の場合についても同
様に、レベルＢを満充電検知電流値として満充電検知を
行なう。その他の温度でも同様に、その温度に従う最適
な満充電検知電流値を決定し、満充電検知を行なう。

【００９９】このように、二次電池の充電時に、二次電
池の充電電流と温度をそれぞれ監視し、上記充電電流値
を予め設定された満充電検知電流値と比較して満充電チ
ェックを行なう際に、満充電検知電流値を上記検知温度
に従い可変する構成としたことにより、電池温度に影響
されず常に高精度で満充電を検知できる。

【０１００】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、二
次電池を充電する装置の異常を定期的にチェックし、装
置の異常を検知した際に、その後も装置の状態を監視し
て、正常復帰したとき、再度充電を開始する構成とした
ことにより、装置の一時的な異常に対して充電を継続で
き、信頼性の高い二次電池の充電制御が行なえる。

【０１０１】又、本発明によれば、充電電荷量、又は充
電時間等により二次電池の満充電検知を行なった際に、
一旦充電を停止し、電池電圧を測定して、その測定電池
電圧を満充電判定のための設定電池電圧と比較し、測定
電池電圧が設定電池電圧に達していれば満充電検知を行
ない、測定電池電圧が設定電池電圧よりも低い際は電池
より低下、電池オープン等の電池異常であると判定する
構成としたことにより、充電電荷量、又は充電時間等に
より満充電検知を行なった際に、真に正しい満充電、異
常等を検知できる。

【０１０２】又、本発明によれば、充電側の装置が二次
電池を構成する電池パック内の制御装置との間の通信に
より充電制御を行なう機構に於いて、二次電池が充電部
にセットされたことを検知したとき、充電中であること
を表示して後、充電部にセットされた二次電池が充電可
能であるか否かを判断し、その判断結果に従う状態表示
を行なう構成としたことにより、二次電池が充電部に充
電可能にセットされたことをユーザが電池のセット時に
即時に確認できる。更に充電不可である際は充電を停止
して、その充電不可状態を表示でき、操作性及び安全性
を向上できる。

【０１０３】又、本発明によれば、二次電池の充電時
に、二次電池の充電電流と温度をそれぞれ監視し、上記
充電電流値を予め設定された満充電検知電流値と比較し
て満充電チェックを行なう際に、満充電検知電流値を上
記検知温度に従い可変する構成としたことにより、電池
温度に影響されず常に高精度で満充電を検知できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の機能構成を示すブロック
図。

【図２】同実施例の機能構成を具現化するハードウェア
構成例を示すブロック図。

【図３】本発明の第２実施例の機能構成を示すブロック
図。

【図４】第２実施例の処理手順を示すフローチャート。

【図５】本発明の第３実施例の構成を示すブロック図。

【図６】第３実施例の処理手順を示すフローチャート。

【図７】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図。

【図８】本発明の第４実施例の構成を示すブロック図。

【図９】第４実施例の処理手順を示すフローチャート。

【図１０】本発明の第５実施例の構成を示すブロック
図。

【図１１】第５実施例に於ける充電制御特性を示す図。

【図１２】従来の電池温度を考慮しない充電制御動作を
説明するための充電特性図。

【符号の説明】

１１…充電装置、１２…二次電池、１３…スイッチ、１
４…充電制御部、１５…入力電圧異常検知装置、１６…
入力電圧測定部（Ｖ）、２１…１チップマイクロプロセ
ッサ（μＰ）。３１…充電装置、３２…二次電池、３３
…スイッチ、３４…充電制御部、３５…入力電圧異常検
知装置、３６…入力電圧測定部（Ｖ）、３７…異常時間
検知装置。５１…電源部、５２…二次電池、５３は…充
電電荷量加算装置、５４…規定電荷量記憶装置、５５…
電荷量比較装置、５６…スイッチ、５７…電圧測定装
置、５８…規定値電圧記憶装置、５９…電圧比較装置、
６０…ＡＮＤ回路、６１…表示装置。８１…二次電池、
８２…充電器、８３…電池有無検知装置、８４…表示装
置、８５…充電可・不可判別装置、８６…充電制御装
置、８７…スイッチ、８８…充電電源部。９１…リチウ
ムイオン、９２…電池温度監視部、９３…満充電検知電
流値制御部、９４…充電電流測定部（Ａ）、９５…満充
電検出部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｑ Ｇ０６Ｆ 1/00 ３３０Ｚ (72)発明者 三井 圭一 東京都青梅市新町1381番地１ 東芝コン ピュ―タエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 森田 雅則 東京都青梅市新町1381番地１ 東芝コン ピュ―タエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 原島 勝 東京都青梅市新町1381番地１ 東芝コン ピュ―タエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 細谷 信之 東京都青梅市新町1381番地１ 東芝コン ピュ―タエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−52522（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−196206（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 10/42 - 10/48 G06F 1/26 H02J 7/00 - 7/36

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池の充電装置に於いて、 上記二次電池の充電に用いる入力電圧の異常をチェック
   する手段と、 この異常チェック手段で上記入力電圧の異常を検知した
   とき、充電を停止して、上記入力電圧の異常を定期的に
   チェックする手段と、 充電停止時の二次電池の充電状態を認識し保持する手段
   と、 上記定期的なチェック手段で上記入力電圧の異常が検知
   されなくなった際に上記保持手段に保持された充電状態
   の情報をもとに充電を再開する手段とを具備してなるこ
   とを特徴とする二次電池の充電制御装置。
2. 【請求項２】 充電停止時の二次電池の状態が満充電で
   あるときは、入力電圧の異常が検知されなくなった後に
   二次電池の充電状態を満充電として充電制御を行なう請
   求項１記載の二次電池の充電制御装置。
3. 【請求項３】 入力電圧の異常が一定時間以上継続し、
   その後に正常復帰したときは、異常発生前の充電開始時
   に於ける二次電池の状態に従って充電を再開し、一定時
   間未満で正常復帰したときは、異常検知直前の状態から
   充電を再開することを特徴とする請求項１記載の二次電
   池の充電制御装置。
4. 【請求項４】 充電電荷量を定期的に加算した値が規定
   値に達したとき、又は充電時間が規定値に達したとき、
   満充電検知とする充電制御機能をもつ二次電池の充電装
   置に於いて、上記充電電荷量又は充電時間による満充電
   検知を仮の満充電検知として、その仮の満充電検知に伴
   い充電を停止する停止手段と、予め設定された満充電判
   定電池電圧を記憶する記憶手段と、充電停止時の電池電
   圧を上記満充電判定電池電圧と比較する比較手段とを具
   備し、上記比較手段が、上記仮の満充電検知時の電池電
   圧が上記満充電判定電池電圧に達していると判定した場
   合に、二次電池が正常に満充電状態になったと判別する
   ことを特徴とする二次電池の満充電判別装置。