JP3670358B2 - 無線通信装置用充電器および無線通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は無線通信装置用充電器および無線通信装置に関し、ことに車載型充電器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の装置では、電池の不良の有無をチェックする方法として、急速充電開始前の初期充電時における電池電圧が規定値に達したかどうかを判断し、規定時間経過した後も規定電圧に達しない場合は、電池寿命が尽きて充電性能が低下したものとして排除するようにしていた。
【０００３】
しかしこの方法だけでは電池の内部抵抗の上昇による充電性能の低下は発見できず、放電時間が短くなっているのに気付かずに不良電池の使用を続けるような事態の発生を避けることができなかった。
【０００４】
この為、この様な電池を利用する装置、例えば、携帯無線電話装置などがこの様な状態の電池を使用すると、その使用性能や規定の通話可能時間を充分に発揮できないという問題があった。もし、この内部抵抗を測定するとするとインピーダンス測定器を用いなければならない。
【０００５】
図７は従来の無線通信装置用車載型充電装置のブロック図である。装置は充電器部１と接続コネクタ部２から構成されている。また３は無線通信装置を示し、装置は接触コネクタ部５を介してこの無線通信装置３に充電用電源と無線通信装置動作用の電源を提供している。
【０００６】
無線通信装置３を充電装置に装着すると、接触コネクタ部５の各電極端子５１〜５７が接触して電気的な接続が実現され、離脱した時には接続が切断される。
【０００７】
無線通信装置用電池３２（以降電池という）は接触コネクタ端子７１〜７５を介して無線通信装置３に接続されている。また電極端子５２、５３、５４，５６、５７を介して充電装置部１と接続される。このうち電極端子５２、５３、５４、５６は電池電極と同一である。従って、電池３２は着脱が容易な構造である。
【０００８】
充電器部１の接地信号１Ｄは接続コネクタ部２のコネクタ５７、６７および５６、６５を介しさらに無線通信装置３内の電池３２の接地線を通って送り返され、充電器部１の電源スイッチ１３に入力され、この接地信号によって充電器部１の電源スイッチ１３がＯＮになる。従って、無線通信装置３が充電装置に、電池３２が無線通信装置３の所定の位置にそれぞれ装填されていないと、電源スイッチ１３はＯＮしない。
【０００９】
電源スイッチ１３がＯＮされると、車輌バッテリ４からの直流電圧がＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６、制御部１８への制御部電源・リセット信号供給部１７および蓄積プログラム制御方式の制御部１８等に供給される。
【００１０】
ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６は電池３２を充電するための直流電源を電池３２に供給し、無線通信装置３に動作用の電源を提供する。このＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６は本体電流検出部１２と充電電流・充電電圧検出部１５を介してサーボ制御を行うことにより可変型の定電流制御動作を行う。
【００１１】
このとき、蓄積プログラム制御方式の制御部１８は電池３２に内蔵されている電池に内蔵されたサーミスタ抵抗３２２の電池温度を表すサーミスタ出力入力端子６３からの入力信号、電池３２の大小などのタイプを表す電気信号入力端子６４からの電機信号、充電電流・充電電圧検出部１５の出力信号および無線通信装置３に供給される電源の電流の検出信号などをもとにして蓄積プログラム制御方式で種々の制御を行う。具体的には、通話中の充電中断制御、充電完了制御、過充電防止制御、過熱防止制御、或いは充電モードの変更制御などである。
【００１２】
このうち、通話中の充電中断制御は、無線通信装置３への電源電流が通話時に規定される電流の規定値以上になったとき、充電を停止してＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６での電力損失を規定値以下に制限する。
【００１３】
充電完了制御は、電池３２に内蔵されたサーミスタ３２２の抵抗値の変化をＡＤコンバータで読み取ることで制御部１８で温度検知を行い、電池３２の温度上昇速度の割合が一定の値（例えば１°Ｃ／１分）を越えたことをを感知した時、充電末期で充電を完了すべきであるとの判断を下し、充電を終了する制御を行う。この方法によれば充電末期の過度な温度上昇を抑えることができ、電池の寿命を保ち、品質を維持することができる。
【００１４】
過充電防止制御は、充電時間を制御すると共に、充電時の電池電圧が規定値を越えないように制御する方法である。この過充電防止制御も電池寿命を保証し電池の過熱を防止するために有効である。この場合、制御部１８は制御部が内蔵するタイマを用い、電池接続情報、電源スイッチ入力情報に基づき、制御部出力信号を用いて次のようなコントロールを行う。先ず通常の充電の場合は、急速充電完了時間の２０％増しの時間と更に４時間の補充電時間（充電容量で０．１Ｃ〜０．７５Ｃに相当する時間。ただし１Ｃ＝１Ａｈ）が経過したとき、それをタイマで検出して強制的に充電を停止する。また、制御部１８は充電に先立つ予備充電中に電池電圧の上昇が認められないときは、電池異常の判定を下し可視表示によって警告する。可視表示は制御部１８の出力でＬＥＤランプ駆動部１Ｃを働かしＬＥＤランプ１９をＯＮ／ＯＦＦすることで行う。制御部１８はさらに電池３２の接続を監視しており、接触コネクタ端子７１、７４に不用意に電圧が出力されないようにして安全を図る。
【００１５】
過熱防止制御の場合は、制御部１８は電池３２内のサーミスタ３２２の抵抗値の変化に対応する信号６３によって電池温度を検出し、充電開始時に電池温度が第１の規定値（４０°Ｃ）を越えたり充電中に電池温度が第２の規定値（４５°Ｃ）よりも大きくなれば、充電の開始を見合わせたり、充電を中止したりする制御を行う。充電の停止はＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６の出力を停止することで実現する。
【００１６】
充電モードの変更制御は充電モードを充電の経過に合せて予備充電モード、急速充電モード、補充電モードに切り替える働きをするもので、電池種別信号６４および制御部１８内蔵のタイマ情報に基づいて行われる。制御部１８はその出力により、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６と充電電流、充電電圧検出部１５からなる定電流充電電流供給部の充電電流を制御してこのモード切り替えを実現し、それぞれ０．１Ｃ／（０．７Ｃ〜１．０Ｃ）／０．１Ｃの充電容量に相当する電流を流すようにする。微弱充電電流（トリクル）供給部１４は充電開始前に電池の有無を判定するための電圧を供給する。
【００１７】
無線通信装置部３の電源入力切替スイッチ３４は充電器部１に装着されたときは接点ａ側に、それ以外のときは接点ｂ側に切り替わり、無線機部３１などに供給される電源を充電器部１からと内蔵の電池３２からとに切り替えている。図には充電器部１に装着された状態が示されている。
【００１８】
無線通信装置３の電池３２は電池３２の接触コネクタ端子のうちＧＮＤ側の端子７４、７５および電圧側の端子７１〜７３によって本体と接続されており、電池の着脱に応じて接続、解放される。図７で二重線で示された接触コネクタ端子７１〜７３およびＧＮＤ側の端子７５は電池３２の電極が直接接触コネクタ部５の接触電極に接する構造になっていて、充電器部１に接続される。電極端子５５には、図では省略されているが車輌バッテリ４に直列に接続されるイグニションキーのＯＮ／ＯＦＦに連動した電気信号がバッファアンプを経由して入力される。この信号に基づいて無線通信装置３の無線通信装置制御部３３は無線通信装置３全体の電源をＯＮ／ＯＦＦする制御を行い、無線通信装置３は電源が供給されると動作を開始する。
【００１９】
図３は図７に示す従来例での動作フローチャートである。このフローチャートに基づいて充電器の動作を説明する。
【００２０】
電源スイッチ１３の投入時のＣＰＵ電源のリセット動作によってフローチャートはスタート（１００）する。初期値設定処理（１０１）もＣＰＵ電源のリセット動作によってＲＡＭに初期値設定を行う。ポート出力動作（１０２）ではメインルーチン１周期ごとにデータバッファの内容をレジスタに出力する。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換値取り込み（１０３）はＡ／Ｄ変換をスタートさせて、電池３２の電圧とサーミスタ３２２の抵抗値を変換値として取りこむ。入力信号処理（１０４）はタイマ一時停止などを行う。電池あり判定（１０６）は電池電圧ＶB を判定処理することで電池電圧ＶB が所定値以下であれば電池なしの処理を行い、電池電圧ＶB が所定値以上であれば電池ありと判断して充電モードに遷移する。
【００２２】
モード分岐（１０６）では充電機能の各モードに分岐する。前回のメインルーチン周期で電池なしであり、今回電池が装填された場合は、電池なしモード（１０７）をへてから次に充電待機モード（１０８）に移る。充電待機モード（１０８）では電池電圧ＶB を検出し、電池電圧ＶB が４Ｖ以下であれば初期充電モード（１０９）に、電池電圧ＶB が４Ｖ以上あれば急速充電モード（１１０）に移る。
【００２３】
初期充電モード（１０９）では充電容量を０．１Ｃに設定し、微弱充電電流（トリクル）供給部１４の出力電流に合わせて制御部１８のタイマに時間を設定してカウントを開始する。なおカウント終了以前でも電池電圧ＶB が４Ｖ以上になったことを検出したときには急速充電モード（１１０）に移る。またタイマカウンタが一定の計数を行っても依然として電池電圧ＶB が４Ｖ以下であれば電池異常として電池異常モード（１１３）に遷移し、タイマカウントを停止する。
【００２４】
急速充電モード（１１０）は充電容量を０．７〜１．０Ｃに設定し、出力電流に合わせて制御部１８のタイマに時間を設定してタイマカウンタのカウントを開始し、タイマカウンタのカウントアップによって補充電モード（１１１）に遷移する。ただし、タイマカウンタが一定の計数を行った後、電池電圧ＶB が４Ｖ以下であることが検出されれば電池異常として電池異常モード（１１３）に遷移する。またタイマカウンタのカウントアップ以前でもサーミスタ３２２の温度の上昇率ΔＴ／ｄｔが
ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍｉｎ
（ｎ°Ｃ／ｍｉｎは予め決められた温度上昇率の基準値）を検出した時、或いは、電池電圧ＶB が７．４Ｖ以上になったことを検出した時、充電修了モード（１１２）に遷移する。
【００２５】
補充電モード（１１１）では、充電容量を０．１Ｃに設定し、タイマに時間を設定してタイマカウンタのカウントを開始し、タイマカウンタのカウントアップした時、或いは電池電圧ＶB が７．４Ｖ以上になったことを検出した時、充電終了モード（１１２）に遷移する。
【００２６】
充電終了モード（１１２）は充電を終了し、次の電池装着や電源電圧の低下に備える。
【００２７】
電池異常モード（１１３）は、充電中に電池電圧ＶB が４Ｖ以下であることが検出された場合などに働き、電池異常の表示などを行う。
【００２８】
タイマ停止モード（１１４）は、タイマカウントアップ後の処理や、サーミスタ３２２の温度の上昇率や電池電圧ＶB が規定値を越えたときの処理を行う。
【００２９】
入力の異常監視処理（１１５）は、メインルーチンの１周期ごとにＡ／Ｄ変換器を使って電池電圧ＶB の取り込みを行い、その中から最大値と最小値を除いて平均値を出し、平均値を求める処理をＮ回行って、更にその平均値の平均を求めてこれを確定値として、この確定値を規定値と比較して電池異常の判定に使用する。
【００３０】
ソフトカウンタ処理（１１６）はサンプリングタイマ、ウェイトタイマ、初期充電、急速充電、補充電時の各タイマおよびウオームアップタイマのカウントアップ判定を行う。
【００３１】
出力データ設定（１１７）は各出力ポートの出力データをバッファエリアに設定記憶する。一周経過処理（１１８）はメインルーチンの周期チェックを行い、各周期末ごとにカウンタのリセットなどの処理を行う。
【００３２】
図４に示した処理のうち、充電制御の部分を更に詳しく説明する。
【００３３】
図８および図９は従来技術における一連の充電処理の詳細を示すフローチャートである。この一連の充電処理は電池温度とタイムカウンタに基づいて行われる。
【００３４】
充電モードに先立って電池電圧ＶB などから『電池あり』が判定されると（２００）、充電モード（２０１）に遷移する。充電モード（２０１）では先ず初期充電モード（２０２）に入り、充電容量を約０．１Ｃとしてそれに合わせた電流とタイマを設定し、タイマのカウントを開始する。
【００３５】
初期充電中はＶB ≧４．０Ｖプロセス（２０３）を繰り返し、例えば６０分間のタイマのタイムアップ（２１７）以前に電池電圧ＶB が４Ｖ以上になったときには初期充電モードから電池温度をチェックした後、急速充電モード（２０５）に遷移する。
【００３６】
４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）は急速充電モード（２０５）中に電池３２の温度が０°Ｃから４５°Ｃまでの範囲の規定値内にあるかどうかを判定し、温度が規定外になったとき充電を停止し充電休止モード（２０８）に入り、その間、充電出力を停止しタイマのカウントも停止する。
【００３７】
３８°Ｃ≧ＴC ≧２°Ｃプロセス（２０９）は充電休止モード（２０８）以後に電池３２の温度を監視し、電池３２の温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの範囲にないときは充電休止モード（２０８）での充電休止を継続し、温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの値に戻ったとき、急速充電モード（２０５）に復帰する。
【００３８】
急速充電モード（２０５）では、充電容量を０．７〜１．０Ｃに設定し充電電流に合わせ急速充電タイマのカウントを開始する。この急速充電の初期にウオームアップタイマ経過判断処理プロセス（２０７）を実行する。この処理では急速充電モードの開始からタイマのカウントを開始し、例えば７分間の充電傾向を判断して急速充電完了までの充電時間の修正などを行う。またΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍ処理プロセス（２１０）は、電池３２の単位時間当たりの温度上昇が毎分１度の規定値を越えたとき、タイマのカウントに関係なく急速充電モードから補充電モード２１４に遷移する。
【００３９】
ＶB ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１１）は急速充電モードにおける電池電圧ＶB のチェック処理で、タイマー経過判断処理プロセス（２１８）では電池電圧ＶB が４Ｖ以下であったときタイマカウントを開始し、規定時間例えば６０分をすぎても４Ｖ以下の時は電池異常モードに入り充電停止プロセス（２１９）で安全のため充電を中止し異常表示を行う。
【００４０】
電池電圧ＶB が４Ｖを越えたときはＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１２）に入る。このプロセスでは急速充電モードでの電池電圧ＶB が規定値（７．４Ｖ）を越えたときには過充電を防止するために充電を終了し、規定値（７．４Ｖ）以下の時には急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）に入る。急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）では過電圧後の時間をカウントし規定値（例えば１００分）に達したとき、補充電モード（２１４）に移る。
【００４１】
補充電モード（２１４）は充電容量を約０．１Ｃに設定し、ＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１５）で電池電圧ＶB が７．４Ｖを越えたことを検出するか、補充電タイマ経過判断処理プロセス（２１６）で補充電時間が４時間を越えたことを検出したとき充電終了モード（２２０）に遷移する。充電終了モード（２２０）は充電を終了し次の充電機会まで待機し、次の電池装着で再度充電を開始する。
【００４２】
ところで、従来のこの方式では、次のような点で改善すべき問題があった。
【００４３】
従来のこの種の装置では、充電の完了の検出、加熱防止のために電池３２の温度を測定し、既定基準値との比較判断処理を行い、これに基づいて充電完了の判断と充電停止の制御を行ってきた。
【００４４】
この電池３２の温度の測定は、電池３２内に設けたサーミスタ３２２の抵抗変化で行っている。図９のΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍ処理プロセス（２１０）は充電完了判断処理プロセスであり、電池３２の温度の単位時間当りの上昇が既定値に達したとき急速充電を完了して補充電モードに移る。この方法は充電末期の電池の温度上昇を必要最少限に納めることができる好ましい方法とされている。
【００４５】
しかし、サーミスタ３２２の配置が電池本体３２１と離れている場合には、電池本体３２１とサーミスタ３２２の間の熱抵抗による温度差が発熱量の変動によって変化するため、温度測定に誤差を生じていた。また前回の充電の余熱が次の充電制御に誤りを生じさせ、充電が完了していないのに急速充電モードから誤って補充電モードに遷移するなどの誤りが生じたりする。
【００４６】
これを防止するため、ウオームアップタイマで余熱の冷却を待ってΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍの充電終了判断を行う方式を取っているが、無線通信装置の着脱や車載機器の場合は車のエンジンキーのオン／オフなどによって充電スイッチのオン／オフが自動的に行われた場合は、このウオームアップタイマの周期で充電制御を繰り返すことになり、その都度、ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍの充電終了判断による急速充電モードから補充電モードへの遷移が行われることがないため、充電スイッチのオンの度にウオームアップタイマの周期またはそれ以上の追加充電が行われることがある。
【００４７】
このような場合に発生する充電完了制御の遅れにより、急速充電電流が繰返し電池３２に流れ、電池３２が不必要に過熱される。このような過充電、過熱は電池の寿命の短縮、充電不足による電池使用時間の短縮、充電可能環境としての環境温度範囲の縮小等の問題をもたらし、また異常な温度上昇が電池３２を用いた無線通信装置３の使用操作の際に不快感を与えるなどの問題があった。
【００４８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来の無線通信装置では電池温度を検出するのに電池内に設けられたサーミスタの抵抗変化を用いていた。この時サーミスタの位置が電池本体と離れていると、サーミスタと電池本体間の熱抵抗の為に温度差が生じ、この温度差が発熱量、周囲温度、放熱条件などで変わるために温度の検知誤差を生み出し，また，検知時間の遅れを生じていた。これによる誤差は、充電完了時刻の判断処理誤差を生じ、充電効率の低下、充電量の過不足、充電所要時間の変動、過充電による電池寿命の短縮、充電不足等を引き起こし、また装置の温度上昇は使用者に不快感を与えることもあった。
【００４９】
しかし、サーミスタの配置位置は電池の構造と密接に関係しており、これらの誤差を最少にするように電池本体に密着してサーミスタを配置しようとすると他の面で無理が生まれ、生産性の低下を生じたり、コストの増大を生んだりする。また、電池本体に密着してサーミスタを配置すると、サーミスタの熱抵抗にバラツキを生み、サーミスタの温度検出の精度が維持しにくいという問題があった。
【００５０】
ことに無線通信装置の着脱や車載機器の場合は車のエンジンキーのオン／オフなどによって充電スイッチのオン／オフが自動的に行われた場合は、このウオームアップタイマの周期で充電制御を繰り返すことになり、その都度、ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍの充電終了判断による急速充電モードから補充電モードへの遷移が行われることがないため、充電スイッチのオンの度にウオームアップタイマの周期またはそれ以上の追加充電が行われる問題がある。
【００５１】
そこで本発明はこの問題を解決して、短周期に充電の再開が繰り返されること、いわゆる追充電が繰り返されることを防止し、このような場合の異常発熱を解消できる無線通信装置用充電器および無線通信装置の提供を目的とする。
【００５２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、電池本体を内蔵した電池を着脱自在に装填し、前記電池の温度を検出する第１の温度検出手段を有する無線通信装置に対して前記電池本体の充電用電源電流を供給する充電電源電流供給手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、前記充電電源電流供給手段の充電制御を行う充電制御手段と、周囲環境の温度を検出する第２の温度検出手段とを有する無線通信装置用充電器において、前記電池の温度と前記周囲環境の温度との温度差及び前記電池本体と前記電池との間の第１の熱抵抗値と前記電池と前記第２の温度検出手段との間の第２の熱抵抗値に基づき前記電池本体の温度を算出し、前記充電制御手段は、前記算出した前記電池本体の温度が所定の温度範囲内にある場合に、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が第１の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電完了前の通常の充電を補間する補充電モードに遷移することを特徴とする。
【００５３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記温度差及び前記第２の熱抵抗値から前記電池本体の発熱量を算出し、該算出した発熱量及び前記出し１の熱抵抗値若しくは前記第２の熱抵抗値及び前記電池の温度若しくは前記周囲環境の温度から前記電池本体の温度を算出することを特徴とする。
【００５４】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記充電制御手段は、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が前記第１の規定値よりも高い第２の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電処理を終了する充電完了モードに遷移することを特徴とする。
【００５５】
また、請求項４の発明は、電池本体を内蔵した電池を着脱自在に装填し、前記電池の温度を検出する第１の温度検出手段を有する無線通信装置であって、前記電池の充電用電源電流を供給する充電電源電流供給手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、前記充電電源電流供給手段の充電制御を行う充電制御手段と、周囲環境の温度を検出する第２の温度検出手段とを有する無線通信装置用充電器が接続される無線通信装置において、前記電池の温度と前記周囲環境の温度との温度差及び前記電池本体と前記電池との間の第１の熱抵抗値と前記電池と前記第２の温度検出手段との間の第２の熱抵抗値に基づき前記電池本体の温度を算出する温度算出手段を具備し、前記充電制御手段は、前記温度算出手段で算出した前記電池本体の温度が所定の温度範囲内にある場合に、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が第１の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電完了前の通常の充電を補間する補充電モードに遷移することを特徴とする。
【００５６】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記温度算出手段は、前記温度差及び前記第２の熱抵抗値から前記電池本体の発熱量を算出し、該算出した発熱量及び前記出し１の熱抵抗値若しくは前記第２の熱抵抗値及び前記電池の温度若しくは前記周囲環境の温度から前記電池本体の温度を算出することを特徴とする。
【００５７】
また、請求項６の発明は、請求項４または５の発明において、前記充電制御手段は、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が前記第１の規定値よりも高い第２の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電処理を終了する充電完了モードに遷移することを特徴とする。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる無線通信装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を示すブロック図、図２は本発明で実施される電池内部抵抗の検出方法を示す説明図、図３は電池本体の温度の検出方法を示す説明図である。
【００６２】
装置は無線通信装置３と、無線通信装置用の車載型直流急速充電装置を構成する充電器部１と接続コネクタ部２から成り立っている。
【００６３】
充電器部１で、４は車輌のバッテリ、１２は無線通信装置３に供給する電源の電源電流検出部、１３は電源の電源スイッチ、１４は微弱充電電流（トリクル）供給部、１５は充電電流・充電電圧検出部、１６はＤＣ／ＤＣコンバータ、１７は制御部１８へ電源およびリセット信号を供給する制御部電源・リセット信号供給部、１８は蓄積プログラム制御方式の制御部、１Ａは充電出力スイッチ部、１Ｂ、１Ｅはサーミスタ出力直流電源供給回路、１ＣはＬＥＤランプ駆動部、１Ｄは接地、１Ｆは周囲環境温度を検出するための環境温度検出サーミスタ、６５は電源スイッチ１３の制御信号を入力する電源スイッチ信号入力端子、５は接触コネクタ、ＥＩＮは電源入力を示す。また図には示さなかったが、イグニッションスイッチが車輌バッテリ４に直列に挿入されている。このイグニッションスイッチが操作され断続することによって、充電器の電源入力ＥＩＮがＯＮ／ＯＦＦされる。
【００６４】
次に接続コネクタ部２で、６１は無線通信装置３への電源供給端子、６２は充電電圧出力端子、６３は電池内蔵サーミスタ３２２のサーミスタ出力入力端子、６４は電池パックの大小のタイプ別を表す電気信号入力端子、２５はＬＥＤランプ、６５は電源スイッチ信号入力端子、６７は接地を表す。
【００６５】
また無線通信装置３では、３１は無線機部、３２は無線通信装置用電池、３３は無線通信装置制御部、３４は無線通信装置電源入力の切り替えスイッチ、３２１は電池の本体、３２２は電池内蔵サーミスタ、３２３は電池の大小のタイプを表す電池タイプ電気信号源、５１は無線通信装置３の電源入力端子、５２は充電入力端子、５３は電池内蔵サーミスタ３２２のサーミスタ出力端子、５４は電池３２の大小のタイプ別を表す電気信号出力端子、５５はＯＰＴＩＯＮ信号入力端子で図では省略されているが入力電源信号ＥＩＮに接続され入力電源信号ＥＩＮのＯＮ／ＯＦＦに対応した信号が入力される端子、５６は電源スイッチ１３を制御する電池接地端子７５からの電池接地端子出力端子、５７は接地端子、５８は接地である。信号５６は無線通信装置３に電池３２を装填した後、無線通信装置３を充電器１に装着すると、電池３２を経由して接地電位が出力される。
【００６６】
次にこの装置の動作を説明する。
【００６７】
充電器部１は接続コネクタ部２の接触コネクタ５を介してこの無線通信装置３に充電用電源と無線通信装置動作用の電源を提供している。
【００６８】
無線通信装置３を充電器部１に装着すると、接触コネクタ５の各電極端子５１〜５７が接触して電気的な接続が実現され、無線通信装置３を充電器部１から離脱した時には接続が切断される。
【００６９】
無線通信装置用の電池３２は接触コネクタ端子７１〜７５を介して無線通信装置３に接続されている。また電極端子５２、５３、５４、５６、５７を介して充電器部１と接続される。これらの電極端子５２、５３、５４、５６、５７は接触コネクタ端子７１〜７５である電池電極と同一である。このように無線通信装置３を充電器部１に装着することで、接触コネクタ５の各端子と無線通信装置３が接触し電気的接続が得られる。また、電極端子５２〜５７が接触コネクタ端子７１〜７５と同一なため、電池３２の着脱は容易である。
【００７０】
無線通信装置３を充電器部１に装着すると、図示しないイグニションスイッチがＯＮの場合、電源スイッチ１３に入力される電源スイッチ信号入力端子６５からの制御信号がＧＮＤであると電源スイッチ１３がＯＮになり、車輌バッテリ４からの電圧が、微弱充電電流（トリクル）供給部１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１６、制御部電源・リセット信号供給部１７等へ供給され、制御部１８にも電源が供給される。充電電流・充電電圧検出部１５は検出値を帰還することでサーボ制御を行い可変型の定電流制御動作を行う。このとき、電池３２の大小などのタイプを表す電気信号入力端子６４からの入力信号によって定電流値を変化させ、電池の大きさに応じた充電電流を供給する。
【００７１】
蓄積プログラム制御方式の制御部１８は電池３２に内蔵されている電池内蔵サーミスタ３２２からのサーミスタ出力入力端子６３からの入力信号および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆからの入力信号、電池３２の大小などのタイプを表す電気信号入力端子６４からの電気信号、充電電流・充電電圧検出部１５の出力信号および無線通信装置３に供給される電源電流検出部１２からの検出信号６８などをもとにして蓄積プログラム制御方式で種々の制御を行う。具体的には、通話中の充電中断制御、充電完了制御、過充電防止制御、過熱防止制御、或いは充電モードの可変制御などである。
【００７２】
このうち、通話中の充電中断制御は、無線通信装置３への電源電流が通話時の電流として予め定められた規定値以上になったとき、すなわち通話中を判断したとき、充電を停止してＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６での電力損失を規定値以下に制限する制御である。これにより充電器部１の発熱を防止し、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６がその電流容量を越えて過電流を流すことで電圧制御が乱れるのを防ぐことができる。電流の規定値は充電器部１に許される許容電力損失内で、無線通信装置３の消費電流の上限値近くに設定する。
【００７３】
充電完了制御は、電池３２の電池内蔵サーミスタ３２２の抵抗値の変化および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆの抵抗値の変化をＡＤコンバータで読み取って制御部１８で演算により温度検知を行い、電池３２の温度上昇速度の割合が一定の値（例えば１°Ｃ／ｍｉｎ）以上の上昇率であることを感知した時、充電末期に入って充電を完了すべき時期にきたとの判断を下し、充電を終了する制御を行う。この方法によれば充電末期の過度な温度上昇を抑えることができ、その結果、電池の寿命を保ち、品質を維持することができる。
【００７４】
過充電防止制御は、充電時間を制御すると共に、充電時の電池電圧が規定値を越えないように制御する。この過充電防止制御も電池寿命を保証し電池の過熱を防止するために有効である。この場合、制御部１８は制御部１８が内蔵するタイマを用い、電池接続情報、電源スイッチ入力情報に基づき、制御部出力信号を用いて次のようなコントロールを行う。先ず通常の充電の場合は、電池３２によって決められた急速充電完了時間のほかにさらに２０％の時間と更に４時間の補充電時間（この間の充電容量０．１Ｃ〜０．７５Ｃ、ただし１Ｃは１Ａｈの電流容量を示す。）が経過したとき、それをタイマで検出して強制的に充電を停止する。また、制御部１８は充電に先立つ予備充電中に電池電圧の上昇が認められないときは、電池異常の判定を下し可視表示によって警告する。可視表示は制御部１８の出力でＬＥＤランプ駆動部１Ｃを働かしＬＥＤランプ２５をＯＮ／ＯＦＦすることで行う。制御部１８はさらに電池３２の接続をつねに監視しており、電池３２が除かれた場合に電池接続端子７１、７４に不用意に電圧が出力されないようにして安全を図る。
【００７５】
過熱防止制御の際には、制御部１８は電池内蔵サーミスタ３２２の抵抗値の変化に対応する信号６３および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆの抵抗値の変化に対応する信号等によって電池温度を検出し、充電開始時や充電中に電池温度が（４０／４５°Ｃ）よりも大きければ、充電の開始を見合わせたり、充電を中止したりする制御を行う。充電の停止はＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６の出力を停止して実現する。
【００７６】
充電モードの可変制御は充電モードを充電の経過に合せて予備充電モード、急速充電モード、補充電モードの順に切り替える働きをするもので、電気信号入力端子６４からの信号および制御部１８内蔵のタイマ情報に基づいて行われる。制御部１８はその出力により、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６と充電電流・充電電圧検出部１５からなる定電流充電電流供給部で充電電流を制御してこのモード切り替えを実現し、それぞれのモード内で０．１Ｃ／（０．７Ｃ〜１．０Ｃ）／０．１Ｃの電流容量が充電できる充電電流を流すようにする。微弱充電電流（トリクル）供給部１４は充電開始前に電池３２の装填の有無を判定するための電圧を供給する。
【００７７】
接続コネクタ部２では、電池３２内の電池内蔵サーミスタ３２２の出力を接触コネクタ端子７２からサーミスタ出力端子５３、サーミスタ出力入力端子６３経由で、また電池３２の電池タイプ電気信号源３２３からの信号を接触コネクタ端子７３から、電気信号出力端子５４、電気信号入力端子６４経由で、制御部１８に取り込む。またＬＥＤランプ駆動部１Ｃの出力によってＬＥＤランプ２５を点滅する。また充電器部１の接地１Ｄと無線通信装置３の接地５８を接地端子５７、６７で共通にし、電池３２内を経由させて（７４，７５）電池接地端子出力端子コネクタ５６、６５で折り返して充電器１の電源スイッチ１３の制御に用いている。これにより、充電器部１と無線通信装置３の電源供給がＯＮ／ＯＦＦされる。従って、接地の共通化が不完全であったり、電池３２が装填されていない場合は充電器部１にも無線通信装置３にも電源は供給されない。電池内蔵サーミスタ３２２のサーミスタ出力直流電源供給回路１Ｂは、電池３２に内蔵されている電池内蔵サーミスタ３２２の抵抗変化を電圧変化に変換して制御部１８に入力する。同様に環境温度検出サーミスタ１Ｆのサーミスタ出力直流電源供給回路１Ｅは、周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆの抵抗変化を電圧変化に変換して制御部１８に入力する。
【００７８】
無線通信装置３の電源入力切り替えスイッチ３４は充電器部１に装着されたときは接点ａ側に、それ以外のときは接点ｂ側に切り替わり、無線機部３１などに供給される電源を充電器部１からのものと内蔵の電池３２からのものとに切り替えている。図には充電器部１に装着された状態が示されている。
【００７９】
無線通信装置部３の電池３２は電池の接地側接触コネクタ７４、７５および電圧側接触コネクタ７１〜７３によって無線通信装置３と接続されており、電池の着脱に応じて接続、解放される。図１で二重線で示された電圧側接触コネクタ７１〜７３および接地側接触コネクタ７５は電池３２の電極が直接接触コネクタ部５の接触電極に接する構造になっていて、充電器部１に接続される。ＯＰＴＩＯＮ信号入力端子５５には、図では省略されているが車輌バッテリ４に直列に接続されるイグニションキーのＯＮ／ＯＦＦに連動した電気信号が入力される。この信号に基づいて無線通信装置３の無線通信装置制御部３３は無線通信装置３全体の電源をＯＮ／ＯＦＦする制御を行い、無線通信装置３は電源が供給されると動作を開始する。
【００８０】
電池３２のタイプを表す電気信号源３２３は電気信号出力端子５４、電気信号入力端子６４経由で充電器部１の制御部１８、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６および電源電流検出部１２に直接入力される。
【００８１】
次に、電池３２内の電池内蔵サーミスタ３２２および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆによって電池温度を検出する方法を図２にそって説明する。
【００８２】
今電池本体３２１の発熱量をＷ、電池本体３２１と電池３２間の熱抵抗をθC-P 、電池３２と周囲環境間の熱抵抗をθP-A 、電池３２の温度をＴP 、充電器部１（周囲環境）の温度をＴA とすると、電池本体３２１の温度ＴC は
ＴC ＝（θC-P ）・Ｗ＋ＴP
或いは
ＴC ＝（θC-P-A ）・Ｗ＋ＴA
また
Ｗ＝（ＴP −ＴA ）／θP-A
θC-P-A ＝θC-P ＋θP-A
ただしθC-P-A は電池本体３２１と充電器部１間の熱抵抗である。
【００８３】
以上の値のうち、θC-P とθP-A は電池３２固有の定数であり、ＴP とＴA は測定される値である。従って、ＷとＴC はこれらから計算できる。
【００８４】
予め、電池３２固有の定数を蓄積プログラムに持ち、ＴP とＴA を入力し演算することでＴC を自動的に求めることができる。
【００８５】
電池３２の固有の定数であるθC-P とθP-A は電池３２の構造などによって異なるため、電池３２種別毎に異なった定数または蓄積プログラムを用意しておき切り替えて使用する。電池本体温度の計算は後述する図４の充電制御フローチャートの『ＴP 、ＴA 、熱抵抗から電池本体温度を算出する処理』（２３０）で行われる。
【００８６】
このように、２点間の熱抵抗と温度差から発熱量を演算し、電池３２と電池本体３２１間の熱抵抗と発熱量から電池本体温度を求め、この電池本体温度の変化を充電の制御に用いる方法は、電池３２に配置する電池内蔵サーミスタ３２２の位置や構造を限定する必要がなくなるので、生産性の面、コスト面で勝れている。また、従来の方法に比べて、周囲温度や発熱量の影響を受け難く誤差が少ない。 次に重電気部壱の動作について説明する。動作フローチャートの基本部分は図参に示した通りであり、従来例と同じであるのでここでは説明を省略する。
【００８７】
図４および図５に本発明の一実施形態の充電制御の動作を示すフローチャートを示した。以下図４および図５にそって説明する。
【００８８】
このフローチャートは充電制御の開始から終了までを温度と時間経過にそって制御している。
【００８９】
充電モードに先立って電池電圧などから『電池あり』が判定されると（２００）、充電モードに遷移する（２０１）。充電モード（２０１）では先ず電池本体温度を求める『ＴP 、ＴA 、熱抵抗から電池本体温度を算出する処理』（２３０）に入る。ここでの演算については既にのべた通りである。
【００９０】
図４のフローチャートでは、続いて過充電防止処理プロセス（２３１）を実行する。
【００９１】
過充電防止処理プロセス（２３１）の詳細は後述する。この過充電防止処理プロセス（２３１）は図４のフローチャートでは『ＴP 、ＴA 、熱抵抗から電池本体温度を算出する処理』（２３０）の直後に行っているが、必ずしもフローチャートこの位置で行われる必要はなく、２３１´で示したように後述する初期充電モード（２０２）の後で行っても良いし、４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）の後で行っても良い。
【００９２】
過充電防止処理プロセス（２３１）の結果、充電末期あるいは充電終了期の条件が判定された場合、完全充電またはそれに近い状態から充電起動が行われた、すなわち追充電起動と判断して、この状態から補充電モード（２１４）または充電終了モード（２２０）に遷移する。
【００９３】
充電モードの変化をＬＥＤランプ２５で表示して示すこともできる。これにより操作者は、充電状態が急速充電モード（２０５）ではなく補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）にあることが分かる。
【００９４】
ここで、過充電防止処理プロセス（２３１）の処理内容のいくつかの例を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそって説明する。
【００９５】
図６（ａ）は、現在の電池電圧ＶB を規定電圧Ｅ１と比較し電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高い場合には（２４１）、充電末期あるいは充電終了期の条件とみなし、追充電起動と判断し、充電モードを補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）にうつして充電電流を減少させる。電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも低い場合には（２４１）、通常の充電処理に移る。
【００９６】
充電終止の規定電圧Ｅ１は電池の種類、容量、充電電流、温度、充・放電履歴等に依存するため、充電完了の検知情報として用いるためには、これらの変化要因を取り除く必要がある。そのため、電池の種類、容量等の情報は電池が充電器に接続されたときに接点情報等によって入力し、それに応じた規定電圧Ｅ１を予めメモリに記憶しておいて読み出して用いるようにする。
【００９７】
また、電源スイッチが入って、充電が起動してからの充電時間経過に連れても変化するので、現在の電池電圧ＶB を測定する場合は電源スイッチが入ってから一定の時間をおいて行ってこの変動要素を除くようにする。規定電圧Ｅ１は電池の定格電圧の約＋２０％の電圧とする。
【００９８】
図６（ｂ）では、図６（ａ）の場合と同様、現在の電池電圧ＶB を規定電圧Ｅ１と比較し電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高い場合には（２４１）、最近の所定時間内の急速充電回数を規定回数Ｎ１と比較する（２４２）。電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高く、かつ、所定時間内の急速充電回数が規定回数Ｎ１よりも多かった場合は、追充電起動と判断して補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）に進む。それ以外の場合は通常の充電処理を継続する。このように最近の所定時間内の急速充電回数を考慮することにより、電池電圧ＶB のバラツキによる悪影響を防止できる。
【００９９】
図６（ｃ）では、図６（ａ）の場合と同様、現在の電池電圧ＶB を規定電圧Ｅ１と比較し電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高く（２４１）、さらに、現在の単位時間当りの充電中の電池電圧の上昇率ΔＶB が規定値Ｅ２以下である場合
（２４３）は、追充電起動と判断して補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）に進む。それ以外の場合は通常の充電処理を継続する。このように充電中の電池電圧の上昇率ΔＶB を考慮することにより、電池電圧ＶB のバラツキによる悪影響を防止できる。
【０１００】
図６（ｂ）および図６（ｃ）の場合は、電池の定格電圧の約＋２０％である図６（ａ）の場合よりも規定電圧Ｅ１を低めに設定することができ、過充電防止の効果をより高めることができる。
【０１０１】
次に４０°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２３４）は充電開始に当たり電池本体温度が規定値内にあるかどうかを判定する。規定温度外の時は充電の開始を見合わせ、温度が規定値内になるまで待機する（２３５）。電池本体温度が４０°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内の時は初期充電モード（２０２）にはいる。
【０１０２】
初期充電モード（２０２）では充電電流を規定時間内に０．１Ｃの電流容量が充電できる値に設定し、ウォームアップタイマおよび６０分タイマのカウントを開始させる。
【０１０３】
初期充電モード（２０２）中はＶB ≧４．０Ｖプロセス（２０３）で電池電圧が４．０Ｖを越えたかどうかの判定を繰り返し行い、電池電圧が４．０Ｖを越えた時、急速充電モード（２０５）に向かう。電池電圧が４．０Ｖを越えないまま６０分タイマのカウントを終了したときは（図５、２１７）、電池の異常と判断し、充電を停止して（図５、２１９）充電処理を終了する（図５、２２０）。
【０１０４】
時間内に電池電圧が４．０Ｖを越えた時は、４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）にはいる。
【０１０５】
４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）では電池本体３２１の温度が４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内の時は急速充電モード（２０５）に入る。電池本体温度が４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内になければ、しばらく充電を休止し（２０８）、電池本体温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの値に戻るまで待って、戻ったとき急速充電モード（２０５）に移る（２０９）。
【０１０６】
急速充電モード（２０５）に移ると、充電電流を規定時間内に０．７Ｃ〜１．０Ｃの電流容量が充電できる値に設定する。この急速充電の初期にウオームアップタイマ経過判断処理プロセス（２０７）を実行する。この処理ではウォームアップタイマがカウントアップする例えば７分間の充電傾向を判断して急速充電完了までの充電時間の修正などを行う。なお、急速充電モード中のウオームアップタイマ経過判断処理プロセス（２０７）に至る前にもう一度４５°Ｃ≧ＴC ≧０°プロセス（２０６）を行い、電池本体温度が４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内になければしばらく充電を休止し（２０８）、電池本体温度が３８°Ｃ≧ＴC ≧２°Ｃの規定温度内に入るまで待って、電池本体温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの値に戻ったとき、再び急速充電モード（２０５）に戻る（２０９）。充電休止中はタイマのカウントアップは行わない。
【０１０７】
続いて図５のフローチャートに入る。
【０１０８】
ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍｉｎ処理プロセス（２１０）は、電池パックの単位時間当たりの温度上昇が予め決められた毎分ｎ度の規定値を越えたとき、タイマのカウントに関係なく急速充電モードから補充電モード（２１４）に遷移する。一方、電池パックの単位時間当たりの温度上昇が毎分ｎ度の規定値に達していなかったときには、ＶB ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１１）に入る。ＶB ≧４．０Ｖ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１１）では急速充電モードにおける電池電圧のチェック処理で、電池電圧が４Ｖ以下であったときはタイマー経過判断処理プロセス（２１８）に入りタイマカウントを開始し、規定時間例えば６０分をすぎても４Ｖ以下の時は電池異常モードに入り充電停止プロセス（２１９）で安全のため充電を中止し異常表示を行い、充電処理を終了する（２２０）。
【０１０９】
電池電圧が４Ｖを越えたときはＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１２）に入る。このプロセスでは急速充電モードでの電池電圧が規定値（７．４Ｖ）を越えたときには過充電を防止するために充電を終了し、規定値（７．４Ｖ）以下のときには急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）に入る。急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）では過電圧後の時間をカウントし規定値（例えば１００分）に達したとき、補充電モード（２１４）に移る。
【０１１０】
補充電モード（２１４）は充電容量を約０．１Ｃに設定し、ＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１８）で電池電圧が７．４Ｖを越えたことを検出するか、補充電タイマ経過判断処理プロセス（２１６）で補充電時間が４時間を越えたことを検出したとき、充電終了モード（２２０）に遷移する。充電終了モード（２２０）は充電を終了し次の充電機会まで待機する。
【０１１１】
本実施例では、以上のように、充電中の電池電圧を規定電圧と比較し、電池電圧が規定電圧よりも高い場合には、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。あるいは、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ最近の急速充電回数が所定値を越えた場合、または、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ電池電圧の変化割合が所定の値よりも低い場合に、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。
【０１１２】
このようにすることで、無線通信装置の充電器に対する繰り返し着脱や車載装置の場合は車のエンジンキーの再三のオンオフで充電が繰り返されても、電池の充電が充分な場合は急速充電モードが繰り返されることがなく、それ以上の追充電や追充電に伴う電池の発熱による電池寿命の短縮などの問題を防止することができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、
（１）充電の完了検出、過熱防止のため電池温度を検出し規定値との比較判断処理を行い、この電池本体温度と電池電圧に基づいて充電の完了時期の判断、充電休止、充電再開、充電停止などの制御を行っている。この時、サーミスタを２個用いて２点間の温度差とその間の熱抵抗から発熱量を算出し、電池本体と電池パック間の熱抵抗と発熱量と電池パックの温度から電池本体温度を求めるようにしている。従って電池パックに配置するサーミスタの位置、構造に特別な制約を要求しないので、従来必要とされていた電池パックに対してサーミスタを密着させる必要がなくなり、温度検出誤差や温度検出の時間遅れがなく、安定した温度検出性能の維持が容易で、生産性を高め、コストを低くすることができる。
【０１１４】
（２）充電開始前に電池本体温度をチェックし、また、２個のサーミスタの検出温度の差から前回充電の際の余熱の有無を判断する。余熱がある場合や温度が規定値以上の場合は充電を開始しない制御方式を取っているため、充電中の高温による充電停止が少なくなり、電池の劣化を伴う可能性のある充電の繰り返しが少なくなる。また余熱のなかった場合には電池温度の上昇割合検出までの時間を短くしているので、電池温度の上昇割合検出までの時間内に無線通信装置の充電器に対する装着を繰り返した場合などに起こり得る急速充電電流の再三の通電による異常な発熱などを防止することができる。
【０１１５】
（３）また充電中にも電池本体温度をチェックし、規定値以上の場合は充電を中止する制御方式を取っているため、例えば電池の故障などによる異常発熱を押さえることができる。また異常発熱でない場合は、電池本体温度の低下により自動的に充電が再開できるため、環境温度の高い場合での動作許容限度を広くとることができる。
【０１１６】
（４）充電中の電池電圧を規定電圧と比較し、電池電圧が規定電圧よりも高い場合には、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。あるいは、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ最近の急速充電回数が所定値を越えた場合、または、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ電池電圧の変化割合が所定の値よりも低い場合に、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。このようにすることで、無線通信装置の充電器に対する繰り返し着脱や車載装置の場合は車のエンジンキーの再三のオンオフで充電が繰り返されても、電池の充電が充分な場合は急速充電モードが繰り返されることがなく、それ以上の追充電や追充電に伴う電池の発熱による電池寿命の短縮などの問題を防止することができる。
【０１１７】
（５）環境温度、電池種別、電池の発熱量を勘案して、充電完了を判断する電池本体の温度上昇率、温度、電池電圧、電池電圧の変化割合の基準値を選択するようにする。殊に電池種別としては充電容量、サイズ、構造、形状、化学構造の違いと電池内部の発熱量を考慮する。これにより、温度測定誤差を小さくし、充電完了の判定を精密に行えるため、充電完了の判断処理に誤差が生れず、充電効率が良く、充電量の過不足が少ない。従って、過熱防止制御精度が良く、発熱による電池寿命の短縮を引き起こさず、また、充電不足による電池使用時間の短縮をも引き起こさない。また、過熱防止制御精度が良いため、発熱による使用上の不快感をなくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信装置用充電器の一実施例の回路ブロック図。
【図２】図１に示す一実施例での電池本体温度の検出方法の説明図。
【図３】図１に示す一実施例の制御処理フローチャート。
【図４】図１に示す一実施例での充電制御のフローチャートの一例（その１）。
【図５】図１に示す一実施例での充電制御のフローチャートの一例（その２）。
【図６】図４および図５に示す充電制御のフローチャートでの過充電防止処理プロセスの処理例。
【図７】無線通信装置用充電器の従来例の回路ブロック図。
【図８】図７に示す従来例での充電制御のフローチャート（その１）。
【図９】図７に示す従来例での充電制御のフローチャート（その２）。
【符号の説明】
１ 充電器部
２ 接続コネクタ部
３ 無線通信装置
４ 車輌のバッテリ
５ 接触コネクタ
１２ 電源電流検出部
１３ 電源スイッチ
１４ 微弱充電電流（トリクル）供給部
１５ 充電電流・充電電圧検出部
１６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７ 制御部電源・リセット信号供給部
１８ 制御部
２５ ＬＥＤランプ
１Ａ 充電出力スイッチ部
１Ｂ、１Ｅ サーミスタ出力直流電源供給回路
１Ｃ ＬＥＤランプ駆動部
１Ｄ、５８ 接地
１Ｆ 環境温度検出サーミスタ
３１ 無線機部
３２ 無線通信装置用電池
３３ 無線通信装置制御部
３４ 電源入力切替えスイッチ
５１ 電源入力端子
５２ 充電入力端子
５３ サーミスタ出力端子
５４ 電気信号出力端子
５５ ＯＰＴＩＯＮ信号入力端子
５６ 電池接地端子出力端子
５７、６７ 接地端子
６１ 電源供給端子
６２ 充電電圧出力端子
６３ サーミスタ出力入力端子
６４ 電気信号入力端子
６５ 電源スイッチ信号入力端子
７１〜７５ 接触コネクタ端子
３２１ 電池本体
３２２ 電池内蔵サーミスタ
３２３ 電池タイプ電気信号源
本発明は無線通信装置用充電器および無線通信装置に関し、ことに車載型充電器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の装置では、電池の不良の有無をチェックする方法として、急速充電開始前の初期充電時における電池電圧が規定値に達したかどうかを判断し、規定時間経過した後も規定電圧に達しない場合は、電池寿命が尽きて充電性能が低下したものとして排除するようにしていた。
【０００３】
しかしこの方法だけでは電池の内部抵抗の上昇による充電性能の低下は発見できず、放電時間が短くなっているのに気付かずに不良電池の使用を続けるような事態の発生を避けることができなかった。
【０００４】
この為、この様な電池を利用する装置、例えば、携帯無線電話装置などがこの様な状態の電池を使用すると、その使用性能や規定の通話可能時間を充分に発揮できないという問題があった。もし、この内部抵抗を測定するとするとインピーダンス測定器を用いなければならない。
【０００５】
図７は従来の無線通信装置用車載型充電装置のブロック図である。装置は充電器部１と接続コネクタ部２から構成されている。また３は無線通信装置を示し、装置は接触コネクタ部５を介してこの無線通信装置３に充電用電源と無線通信装置動作用の電源を提供している。
【０００６】
無線通信装置３を充電装置に装着すると、接触コネクタ部５の各電極端子５１〜５７が接触して電気的な接続が実現され、離脱した時には接続が切断される。
【０００７】
無線通信装置用電池３２（以降電池という）は接触コネクタ端子７１〜７５を介して無線通信装置３に接続されている。また電極端子５２、５３、５４，５６、５７を介して充電装置部１と接続される。このうち電極端子５２、５３、５４、５６は電池電極と同一である。従って、電池３２は着脱が容易な構造である。
【０００８】
充電器部１の接地信号１Ｄは接続コネクタ部２のコネクタ５７、６７および５６、６５を介しさらに無線通信装置３内の電池３２の接地線を通って送り返され、充電器部１の電源スイッチ１３に入力され、この接地信号によって充電器部１の電源スイッチ１３がＯＮになる。従って、無線通信装置３が充電装置に、電池３２が無線通信装置３の所定の位置にそれぞれ装填されていないと、電源スイッチ１３はＯＮしない。
【０００９】
電源スイッチ１３がＯＮされると、車輌バッテリ４からの直流電圧がＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６、制御部１８への制御部電源・リセット信号供給部１７および蓄積プログラム制御方式の制御部１８等に供給される。
【００１０】
ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６は電池３２を充電するための直流電源を電池３２に供給し、無線通信装置３に動作用の電源を提供する。このＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６は本体電流検出部１２と充電電流・充電電圧検出部１５を介してサーボ制御を行うことにより可変型の定電流制御動作を行う。
【００１１】
このとき、蓄積プログラム制御方式の制御部１８は電池３２に内蔵されている電池に内蔵されたサーミスタ抵抗３２２の電池温度を表すサーミスタ出力入力端子６３からの入力信号、電池３２の大小などのタイプを表す電気信号入力端子６４からの電機信号、充電電流・充電電圧検出部１５の出力信号および無線通信装置３に供給される電源の電流の検出信号などをもとにして蓄積プログラム制御方式で種々の制御を行う。具体的には、通話中の充電中断制御、充電完了制御、過充電防止制御、過熱防止制御、或いは充電モードの変更制御などである。
【００１２】
このうち、通話中の充電中断制御は、無線通信装置３への電源電流が通話時に規定される電流の規定値以上になったとき、充電を停止してＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６での電力損失を規定値以下に制限する。
【００１３】
充電完了制御は、電池３２に内蔵されたサーミスタ３２２の抵抗値の変化をＡＤコンバータで読み取ることで制御部１８で温度検知を行い、電池３２の温度上昇速度の割合が一定の値（例えば１°Ｃ／１分）を越えたことをを感知した時、充電末期で充電を完了すべきであるとの判断を下し、充電を終了する制御を行う。この方法によれば充電末期の過度な温度上昇を抑えることができ、電池の寿命を保ち、品質を維持することができる。
【００１４】
過充電防止制御は、充電時間を制御すると共に、充電時の電池電圧が規定値を越えないように制御する方法である。この過充電防止制御も電池寿命を保証し電池の過熱を防止するために有効である。この場合、制御部１８は制御部が内蔵するタイマを用い、電池接続情報、電源スイッチ入力情報に基づき、制御部出力信号を用いて次のようなコントロールを行う。先ず通常の充電の場合は、急速充電完了時間の２０％増しの時間と更に４時間の補充電時間（充電容量で０．１Ｃ〜０．７５Ｃに相当する時間。ただし１Ｃ＝１Ａｈ）が経過したとき、それをタイマで検出して強制的に充電を停止する。また、制御部１８は充電に先立つ予備充電中に電池電圧の上昇が認められないときは、電池異常の判定を下し可視表示によって警告する。可視表示は制御部１８の出力でＬＥＤランプ駆動部１Ｃを働かしＬＥＤランプ１９をＯＮ／ＯＦＦすることで行う。制御部１８はさらに電池３２の接続を監視しており、接触コネクタ端子７１、７４に不用意に電圧が出力されないようにして安全を図る。
【００１５】
過熱防止制御の場合は、制御部１８は電池３２内のサーミスタ３２２の抵抗値の変化に対応する信号６３によって電池温度を検出し、充電開始時に電池温度が第１の規定値（４０°Ｃ）を越えたり充電中に電池温度が第２の規定値（４５°Ｃ）よりも大きくなれば、充電の開始を見合わせたり、充電を中止したりする制御を行う。充電の停止はＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６の出力を停止することで実現する。
【００１６】
充電モードの変更制御は充電モードを充電の経過に合せて予備充電モード、急速充電モード、補充電モードに切り替える働きをするもので、電池種別信号６４および制御部１８内蔵のタイマ情報に基づいて行われる。制御部１８はその出力により、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６と充電電流、充電電圧検出部１５からなる定電流充電電流供給部の充電電流を制御してこのモード切り替えを実現し、それぞれ０．１Ｃ／（０．７Ｃ〜１．０Ｃ）／０．１Ｃの充電容量に相当する電流を流すようにする。微弱充電電流（トリクル）供給部１４は充電開始前に電池の有無を判定するための電圧を供給する。
【００１７】
無線通信装置部３の電源入力切替スイッチ３４は充電器部１に装着されたときは接点ａ側に、それ以外のときは接点ｂ側に切り替わり、無線機部３１などに供給される電源を充電器部１からと内蔵の電池３２からとに切り替えている。図には充電器部１に装着された状態が示されている。
【００１８】
無線通信装置３の電池３２は電池３２の接触コネクタ端子のうちＧＮＤ側の端子７４、７５および電圧側の端子７１〜７３によって本体と接続されており、電池の着脱に応じて接続、解放される。図７で二重線で示された接触コネクタ端子７１〜７３およびＧＮＤ側の端子７５は電池３２の電極が直接接触コネクタ部５の接触電極に接する構造になっていて、充電器部１に接続される。電極端子５５には、図では省略されているが車輌バッテリ４に直列に接続されるイグニションキーのＯＮ／ＯＦＦに連動した電気信号がバッファアンプを経由して入力される。この信号に基づいて無線通信装置３の無線通信装置制御部３３は無線通信装置３全体の電源をＯＮ／ＯＦＦする制御を行い、無線通信装置３は電源が供給されると動作を開始する。
【００１９】
図３は図７に示す従来例での動作フローチャートである。このフローチャートに基づいて充電器の動作を説明する。
【００２０】
電源スイッチ１３の投入時のＣＰＵ電源のリセット動作によってフローチャートはスタート（１００）する。初期値設定処理（１０１）もＣＰＵ電源のリセット動作によってＲＡＭに初期値設定を行う。ポート出力動作（１０２）ではメインルーチン１周期ごとにデータバッファの内容をレジスタに出力する。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換値取り込み（１０３）はＡ／Ｄ変換をスタートさせて、電池３２の電圧とサーミスタ３２２の抵抗値を変換値として取りこむ。入力信号処理（１０４）はタイマ一時停止などを行う。電池あり判定（１０６）は電池電圧ＶB を判定処理することで電池電圧ＶB が所定値以下であれば電池なしの処理を行い、電池電圧ＶB が所定値以上であれば電池ありと判断して充電モードに遷移する。
【００２２】
モード分岐（１０６）では充電機能の各モードに分岐する。前回のメインルーチン周期で電池なしであり、今回電池が装填された場合は、電池なしモード（１０７）をへてから次に充電待機モード（１０８）に移る。充電待機モード（１０８）では電池電圧ＶB を検出し、電池電圧ＶB が４Ｖ以下であれば初期充電モード（１０９）に、電池電圧ＶB が４Ｖ以上あれば急速充電モード（１１０）に移る。
【００２３】
初期充電モード（１０９）では充電容量を０．１Ｃに設定し、微弱充電電流（トリクル）供給部１４の出力電流に合わせて制御部１８のタイマに時間を設定してカウントを開始する。なおカウント終了以前でも電池電圧ＶB が４Ｖ以上になったことを検出したときには急速充電モード（１１０）に移る。またタイマカウンタが一定の計数を行っても依然として電池電圧ＶB が４Ｖ以下であれば電池異常として電池異常モード（１１３）に遷移し、タイマカウントを停止する。
【００２４】
急速充電モード（１１０）は充電容量を０．７〜１．０Ｃに設定し、出力電流に合わせて制御部１８のタイマに時間を設定してタイマカウンタのカウントを開始し、タイマカウンタのカウントアップによって補充電モード（１１１）に遷移する。ただし、タイマカウンタが一定の計数を行った後、電池電圧ＶB が４Ｖ以下であることが検出されれば電池異常として電池異常モード（１１３）に遷移する。またタイマカウンタのカウントアップ以前でもサーミスタ３２２の温度の上昇率ΔＴ／ｄｔが
ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍｉｎ
（ｎ°Ｃ／ｍｉｎは予め決められた温度上昇率の基準値）を検出した時、或いは、電池電圧ＶB が７．４Ｖ以上になったことを検出した時、充電修了モード（１１２）に遷移する。
【００２５】
補充電モード（１１１）では、充電容量を０．１Ｃに設定し、タイマに時間を設定してタイマカウンタのカウントを開始し、タイマカウンタのカウントアップした時、或いは電池電圧ＶB が７．４Ｖ以上になったことを検出した時、充電終了モード（１１２）に遷移する。
【００２６】
充電終了モード（１１２）は充電を終了し、次の電池装着や電源電圧の低下に備える。
【００２７】
電池異常モード（１１３）は、充電中に電池電圧ＶB が４Ｖ以下であることが検出された場合などに働き、電池異常の表示などを行う。
【００２８】
タイマ停止モード（１１４）は、タイマカウントアップ後の処理や、サーミスタ３２２の温度の上昇率や電池電圧ＶB が規定値を越えたときの処理を行う。
【００２９】
入力の異常監視処理（１１５）は、メインルーチンの１周期ごとにＡ／Ｄ変換器を使って電池電圧ＶB の取り込みを行い、その中から最大値と最小値を除いて平均値を出し、平均値を求める処理をＮ回行って、更にその平均値の平均を求めてこれを確定値として、この確定値を規定値と比較して電池異常の判定に使用する。
【００３０】
ソフトカウンタ処理（１１６）はサンプリングタイマ、ウェイトタイマ、初期充電、急速充電、補充電時の各タイマおよびウオームアップタイマのカウントアップ判定を行う。
【００３１】
出力データ設定（１１７）は各出力ポートの出力データをバッファエリアに設定記憶する。一周経過処理（１１８）はメインルーチンの周期チェックを行い、各周期末ごとにカウンタのリセットなどの処理を行う。
【００３２】
図４に示した処理のうち、充電制御の部分を更に詳しく説明する。
【００３３】
図８および図９は従来技術における一連の充電処理の詳細を示すフローチャートである。この一連の充電処理は電池温度とタイムカウンタに基づいて行われる。
【００３４】
充電モードに先立って電池電圧ＶB などから『電池あり』が判定されると（２００）、充電モード（２０１）に遷移する。充電モード（２０１）では先ず初期充電モード（２０２）に入り、充電容量を約０．１Ｃとしてそれに合わせた電流とタイマを設定し、タイマのカウントを開始する。
【００３５】
初期充電中はＶB ≧４．０Ｖプロセス（２０３）を繰り返し、例えば６０分間のタイマのタイムアップ（２１７）以前に電池電圧ＶB が４Ｖ以上になったときには初期充電モードから電池温度をチェックした後、急速充電モード（２０５）に遷移する。
【００３６】
４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）は急速充電モード（２０５）中に電池３２の温度が０°Ｃから４５°Ｃまでの範囲の規定値内にあるかどうかを判定し、温度が規定外になったとき充電を停止し充電休止モード（２０８）に入り、その間、充電出力を停止しタイマのカウントも停止する。
【００３７】
３８°Ｃ≧ＴC ≧２°Ｃプロセス（２０９）は充電休止モード（２０８）以後に電池３２の温度を監視し、電池３２の温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの範囲にないときは充電休止モード（２０８）での充電休止を継続し、温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの値に戻ったとき、急速充電モード（２０５）に復帰する。
【００３８】
急速充電モード（２０５）では、充電容量を０．７〜１．０Ｃに設定し充電電流に合わせ急速充電タイマのカウントを開始する。この急速充電の初期にウオームアップタイマ経過判断処理プロセス（２０７）を実行する。この処理では急速充電モードの開始からタイマのカウントを開始し、例えば７分間の充電傾向を判断して急速充電完了までの充電時間の修正などを行う。またΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍ処理プロセス（２１０）は、電池３２の単位時間当たりの温度上昇が毎分１度の規定値を越えたとき、タイマのカウントに関係なく急速充電モードから補充電モード２１４に遷移する。
【００３９】
ＶB ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１１）は急速充電モードにおける電池電圧ＶB のチェック処理で、タイマー経過判断処理プロセス（２１８）では電池電圧ＶB が４Ｖ以下であったときタイマカウントを開始し、規定時間例えば６０分をすぎても４Ｖ以下の時は電池異常モードに入り充電停止プロセス（２１９）で安全のため充電を中止し異常表示を行う。
【００４０】
電池電圧ＶB が４Ｖを越えたときはＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１２）に入る。このプロセスでは急速充電モードでの電池電圧ＶB が規定値（７．４Ｖ）を越えたときには過充電を防止するために充電を終了し、規定値（７．４Ｖ）以下の時には急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）に入る。急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）では過電圧後の時間をカウントし規定値（例えば１００分）に達したとき、補充電モード（２１４）に移る。
【００４１】
補充電モード（２１４）は充電容量を約０．１Ｃに設定し、ＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１５）で電池電圧ＶB が７．４Ｖを越えたことを検出するか、補充電タイマ経過判断処理プロセス（２１６）で補充電時間が４時間を越えたことを検出したとき充電終了モード（２２０）に遷移する。充電終了モード（２２０）は充電を終了し次の充電機会まで待機し、次の電池装着で再度充電を開始する。
【００４２】
ところで、従来のこの方式では、次のような点で改善すべき問題があった。
【００４３】
従来のこの種の装置では、充電の完了の検出、加熱防止のために電池３２の温度を測定し、既定基準値との比較判断処理を行い、これに基づいて充電完了の判断と充電停止の制御を行ってきた。
【００４４】
この電池３２の温度の測定は、電池３２内に設けたサーミスタ３２２の抵抗変化で行っている。図９のΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍ処理プロセス（２１０）は充電完了判断処理プロセスであり、電池３２の温度の単位時間当りの上昇が既定値に達したとき急速充電を完了して補充電モードに移る。この方法は充電末期の電池の温度上昇を必要最少限に納めることができる好ましい方法とされている。
【００４５】
しかし、サーミスタ３２２の配置が電池本体３２１と離れている場合には、電池本体３２１とサーミスタ３２２の間の熱抵抗による温度差が発熱量の変動によって変化するため、温度測定に誤差を生じていた。また前回の充電の余熱が次の充電制御に誤りを生じさせ、充電が完了していないのに急速充電モードから誤って補充電モードに遷移するなどの誤りが生じたりする。
【００４６】
これを防止するため、ウオームアップタイマで余熱の冷却を待ってΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍの充電終了判断を行う方式を取っているが、無線通信装置の着脱や車載機器の場合は車のエンジンキーのオン／オフなどによって充電スイッチのオン／オフが自動的に行われた場合は、このウオームアップタイマの周期で充電制御を繰り返すことになり、その都度、ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍの充電終了判断による急速充電モードから補充電モードへの遷移が行われることがないため、充電スイッチのオンの度にウオームアップタイマの周期またはそれ以上の追加充電が行われることがある。
【００４７】
このような場合に発生する充電完了制御の遅れにより、急速充電電流が繰返し電池３２に流れ、電池３２が不必要に過熱される。このような過充電、過熱は電池の寿命の短縮、充電不足による電池使用時間の短縮、充電可能環境としての環境温度範囲の縮小等の問題をもたらし、また異常な温度上昇が電池３２を用いた無線通信装置３の使用操作の際に不快感を与えるなどの問題があった。
【００４８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来の無線通信装置では電池温度を検出するのに電池内に設けられたサーミスタの抵抗変化を用いていた。この時サーミスタの位置が電池本体と離れていると、サーミスタと電池本体間の熱抵抗の為に温度差が生じ、この温度差が発熱量、周囲温度、放熱条件などで変わるために温度の検知誤差を生み出し，また，検知時間の遅れを生じていた。これによる誤差は、充電完了時刻の判断処理誤差を生じ、充電効率の低下、充電量の過不足、充電所要時間の変動、過充電による電池寿命の短縮、充電不足等を引き起こし、また装置の温度上昇は使用者に不快感を与えることもあった。
【００４９】
しかし、サーミスタの配置位置は電池の構造と密接に関係しており、これらの誤差を最少にするように電池本体に密着してサーミスタを配置しようとすると他の面で無理が生まれ、生産性の低下を生じたり、コストの増大を生んだりする。また、電池本体に密着してサーミスタを配置すると、サーミスタの熱抵抗にバラツキを生み、サーミスタの温度検出の精度が維持しにくいという問題があった。
【００５０】
ことに無線通信装置の着脱や車載機器の場合は車のエンジンキーのオン／オフなどによって充電スイッチのオン／オフが自動的に行われた場合は、このウオームアップタイマの周期で充電制御を繰り返すことになり、その都度、ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍの充電終了判断による急速充電モードから補充電モードへの遷移が行われることがないため、充電スイッチのオンの度にウオームアップタイマの周期またはそれ以上の追加充電が行われる問題がある。
【００５１】
そこで本発明はこの問題を解決して、短周期に充電の再開が繰り返されること、いわゆる追充電が繰り返されることを防止し、このような場合の異常発熱を解消できる無線通信装置用充電器および無線通信装置の提供を目的とする。
【００５２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、電池本体を内蔵した電池を着脱自在に装填し、前記電池の温度を検出する第１の温度検出手段を有する無線通信装置に対して前記電池本体の充電用電源電流を供給する充電電源電流供給手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、前記充電電源電流供給手段の充電制御を行う充電制御手段と、周囲環境の温度を検出する第２の温度検出手段とを有する無線通信装置用充電器において、前記電池の温度と前記周囲環境の温度との温度差及び前記電池本体と前記電池との間の第１の熱抵抗値と前記電池と前記第２の温度検出手段との間の第２の熱抵抗値に基づき前記電池本体の温度を算出し、前記充電制御手段は、前記算出した前記電池本体の温度が所定の温度範囲内にある場合に、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が第１の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電完了前の通常の充電を補間する補充電モードに遷移することを特徴とする。
【００５３】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記温度差及び前記第２の熱抵抗値から前記電池本体の発熱量を算出し、該算出した発熱量及び前記出し１の熱抵抗値若しくは前記第２の熱抵抗値及び前記電池の温度若しくは前記周囲環境の温度から前記電池本体の温度を算出することを特徴とする。
【００５４】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記充電制御手段は、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が前記第１の規定値よりも高い第２の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電処理を終了する充電完了モードに遷移することを特徴とする。
【００５５】
また、請求項４の発明は、電池本体を内蔵した電池を着脱自在に装填し、前記電池の温度を検出する第１の温度検出手段を有する無線通信装置であって、前記電池の充電用電源電流を供給する充電電源電流供給手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、前記充電電源電流供給手段の充電制御を行う充電制御手段と、周囲環境の温度を検出する第２の温度検出手段とを有する無線通信装置用充電器が接続される無線通信装置において、前記電池の温度と前記周囲環境の温度との温度差及び前記電池本体と前記電池との間の第１の熱抵抗値と前記電池と前記第２の温度検出手段との間の第２の熱抵抗値に基づき前記電池本体の温度を算出する温度算出手段を具備し、前記充電制御手段は、前記温度算出手段で算出した前記電池本体の温度が所定の温度範囲内にある場合に、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が第１の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電完了前の通常の充電を補間する補充電モードに遷移することを特徴とする。
【００５６】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記温度算出手段は、前記温度差及び前記第２の熱抵抗値から前記電池本体の発熱量を算出し、該算出した発熱量及び前記出し１の熱抵抗値若しくは前記第２の熱抵抗値及び前記電池の温度若しくは前記周囲環境の温度から前記電池本体の温度を算出することを特徴とする。
【００５７】
また、請求項６の発明は、請求項４または５の発明において、前記充電制御手段は、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、充電開始時の前記電池の端子電圧が前記第１の規定値よりも高い第２の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電処理を終了する充電完了モードに遷移することを特徴とする。
【００６１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる無線通信装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を示すブロック図、図２は本発明で実施される電池内部抵抗の検出方法を示す説明図、図３は電池本体の温度の検出方法を示す説明図である。
【００６２】
装置は無線通信装置３と、無線通信装置用の車載型直流急速充電装置を構成する充電器部１と接続コネクタ部２から成り立っている。
【００６３】
充電器部１で、４は車輌のバッテリ、１２は無線通信装置３に供給する電源の電源電流検出部、１３は電源の電源スイッチ、１４は微弱充電電流（トリクル）供給部、１５は充電電流・充電電圧検出部、１６はＤＣ／ＤＣコンバータ、１７は制御部１８へ電源およびリセット信号を供給する制御部電源・リセット信号供給部、１８は蓄積プログラム制御方式の制御部、１Ａは充電出力スイッチ部、１Ｂ、１Ｅはサーミスタ出力直流電源供給回路、１ＣはＬＥＤランプ駆動部、１Ｄは接地、１Ｆは周囲環境温度を検出するための環境温度検出サーミスタ、６５は電源スイッチ１３の制御信号を入力する電源スイッチ信号入力端子、５は接触コネクタ、ＥＩＮは電源入力を示す。また図には示さなかったが、イグニッションスイッチが車輌バッテリ４に直列に挿入されている。このイグニッションスイッチが操作され断続することによって、充電器の電源入力ＥＩＮがＯＮ／ＯＦＦされる。
【００６４】
次に接続コネクタ部２で、６１は無線通信装置３への電源供給端子、６２は充電電圧出力端子、６３は電池内蔵サーミスタ３２２のサーミスタ出力入力端子、６４は電池パックの大小のタイプ別を表す電気信号入力端子、２５はＬＥＤランプ、６５は電源スイッチ信号入力端子、６７は接地を表す。
【００６５】
また無線通信装置３では、３１は無線機部、３２は無線通信装置用電池、３３は無線通信装置制御部、３４は無線通信装置電源入力の切り替えスイッチ、３２１は電池の本体、３２２は電池内蔵サーミスタ、３２３は電池の大小のタイプを表す電池タイプ電気信号源、５１は無線通信装置３の電源入力端子、５２は充電入力端子、５３は電池内蔵サーミスタ３２２のサーミスタ出力端子、５４は電池３２の大小のタイプ別を表す電気信号出力端子、５５はＯＰＴＩＯＮ信号入力端子で図では省略されているが入力電源信号ＥＩＮに接続され入力電源信号ＥＩＮのＯＮ／ＯＦＦに対応した信号が入力される端子、５６は電源スイッチ１３を制御する電池接地端子７５からの電池接地端子出力端子、５７は接地端子、５８は接地である。信号５６は無線通信装置３に電池３２を装填した後、無線通信装置３を充電器１に装着すると、電池３２を経由して接地電位が出力される。
【００６６】
次にこの装置の動作を説明する。
【００６７】
充電器部１は接続コネクタ部２の接触コネクタ５を介してこの無線通信装置３に充電用電源と無線通信装置動作用の電源を提供している。
【００６８】
無線通信装置３を充電器部１に装着すると、接触コネクタ５の各電極端子５１〜５７が接触して電気的な接続が実現され、無線通信装置３を充電器部１から離脱した時には接続が切断される。
【００６９】
無線通信装置用の電池３２は接触コネクタ端子７１〜７５を介して無線通信装置３に接続されている。また電極端子５２、５３、５４、５６、５７を介して充電器部１と接続される。これらの電極端子５２、５３、５４、５６、５７は接触コネクタ端子７１〜７５である電池電極と同一である。このように無線通信装置３を充電器部１に装着することで、接触コネクタ５の各端子と無線通信装置３が接触し電気的接続が得られる。また、電極端子５２〜５７が接触コネクタ端子７１〜７５と同一なため、電池３２の着脱は容易である。
【００７０】
無線通信装置３を充電器部１に装着すると、図示しないイグニションスイッチがＯＮの場合、電源スイッチ１３に入力される電源スイッチ信号入力端子６５からの制御信号がＧＮＤであると電源スイッチ１３がＯＮになり、車輌バッテリ４からの電圧が、微弱充電電流（トリクル）供給部１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ部１６、制御部電源・リセット信号供給部１７等へ供給され、制御部１８にも電源が供給される。充電電流・充電電圧検出部１５は検出値を帰還することでサーボ制御を行い可変型の定電流制御動作を行う。このとき、電池３２の大小などのタイプを表す電気信号入力端子６４からの入力信号によって定電流値を変化させ、電池の大きさに応じた充電電流を供給する。
【００７１】
蓄積プログラム制御方式の制御部１８は電池３２に内蔵されている電池内蔵サーミスタ３２２からのサーミスタ出力入力端子６３からの入力信号および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆからの入力信号、電池３２の大小などのタイプを表す電気信号入力端子６４からの電気信号、充電電流・充電電圧検出部１５の出力信号および無線通信装置３に供給される電源電流検出部１２からの検出信号６８などをもとにして蓄積プログラム制御方式で種々の制御を行う。具体的には、通話中の充電中断制御、充電完了制御、過充電防止制御、過熱防止制御、或いは充電モードの可変制御などである。
【００７２】
このうち、通話中の充電中断制御は、無線通信装置３への電源電流が通話時の電流として予め定められた規定値以上になったとき、すなわち通話中を判断したとき、充電を停止してＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６での電力損失を規定値以下に制限する制御である。これにより充電器部１の発熱を防止し、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６がその電流容量を越えて過電流を流すことで電圧制御が乱れるのを防ぐことができる。電流の規定値は充電器部１に許される許容電力損失内で、無線通信装置３の消費電流の上限値近くに設定する。
【００７３】
充電完了制御は、電池３２の電池内蔵サーミスタ３２２の抵抗値の変化および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆの抵抗値の変化をＡＤコンバータで読み取って制御部１８で演算により温度検知を行い、電池３２の温度上昇速度の割合が一定の値（例えば１°Ｃ／ｍｉｎ）以上の上昇率であることを感知した時、充電末期に入って充電を完了すべき時期にきたとの判断を下し、充電を終了する制御を行う。この方法によれば充電末期の過度な温度上昇を抑えることができ、その結果、電池の寿命を保ち、品質を維持することができる。
【００７４】
過充電防止制御は、充電時間を制御すると共に、充電時の電池電圧が規定値を越えないように制御する。この過充電防止制御も電池寿命を保証し電池の過熱を防止するために有効である。この場合、制御部１８は制御部１８が内蔵するタイマを用い、電池接続情報、電源スイッチ入力情報に基づき、制御部出力信号を用いて次のようなコントロールを行う。先ず通常の充電の場合は、電池３２によって決められた急速充電完了時間のほかにさらに２０％の時間と更に４時間の補充電時間（この間の充電容量０．１Ｃ〜０．７５Ｃ、ただし１Ｃは１Ａｈの電流容量を示す。）が経過したとき、それをタイマで検出して強制的に充電を停止する。また、制御部１８は充電に先立つ予備充電中に電池電圧の上昇が認められないときは、電池異常の判定を下し可視表示によって警告する。可視表示は制御部１８の出力でＬＥＤランプ駆動部１Ｃを働かしＬＥＤランプ２５をＯＮ／ＯＦＦすることで行う。制御部１８はさらに電池３２の接続をつねに監視しており、電池３２が除かれた場合に電池接続端子７１、７４に不用意に電圧が出力されないようにして安全を図る。
【００７５】
過熱防止制御の際には、制御部１８は電池内蔵サーミスタ３２２の抵抗値の変化に対応する信号６３および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆの抵抗値の変化に対応する信号等によって電池温度を検出し、充電開始時や充電中に電池温度が（４０／４５°Ｃ）よりも大きければ、充電の開始を見合わせたり、充電を中止したりする制御を行う。充電の停止はＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６の出力を停止して実現する。
【００７６】
充電モードの可変制御は充電モードを充電の経過に合せて予備充電モード、急速充電モード、補充電モードの順に切り替える働きをするもので、電気信号入力端子６４からの信号および制御部１８内蔵のタイマ情報に基づいて行われる。制御部１８はその出力により、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６と充電電流・充電電圧検出部１５からなる定電流充電電流供給部で充電電流を制御してこのモード切り替えを実現し、それぞれのモード内で０．１Ｃ／（０．７Ｃ〜１．０Ｃ）／０．１Ｃの電流容量が充電できる充電電流を流すようにする。微弱充電電流（トリクル）供給部１４は充電開始前に電池３２の装填の有無を判定するための電圧を供給する。
【００７７】
接続コネクタ部２では、電池３２内の電池内蔵サーミスタ３２２の出力を接触コネクタ端子７２からサーミスタ出力端子５３、サーミスタ出力入力端子６３経由で、また電池３２の電池タイプ電気信号源３２３からの信号を接触コネクタ端子７３から、電気信号出力端子５４、電気信号入力端子６４経由で、制御部１８に取り込む。またＬＥＤランプ駆動部１Ｃの出力によってＬＥＤランプ２５を点滅する。また充電器部１の接地１Ｄと無線通信装置３の接地５８を接地端子５７、６７で共通にし、電池３２内を経由させて（７４，７５）電池接地端子出力端子コネクタ５６、６５で折り返して充電器１の電源スイッチ１３の制御に用いている。これにより、充電器部１と無線通信装置３の電源供給がＯＮ／ＯＦＦされる。従って、接地の共通化が不完全であったり、電池３２が装填されていない場合は充電器部１にも無線通信装置３にも電源は供給されない。電池内蔵サーミスタ３２２のサーミスタ出力直流電源供給回路１Ｂは、電池３２に内蔵されている電池内蔵サーミスタ３２２の抵抗変化を電圧変化に変換して制御部１８に入力する。同様に環境温度検出サーミスタ１Ｆのサーミスタ出力直流電源供給回路１Ｅは、周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆの抵抗変化を電圧変化に変換して制御部１８に入力する。
【００７８】
無線通信装置３の電源入力切り替えスイッチ３４は充電器部１に装着されたときは接点ａ側に、それ以外のときは接点ｂ側に切り替わり、無線機部３１などに供給される電源を充電器部１からのものと内蔵の電池３２からのものとに切り替えている。図には充電器部１に装着された状態が示されている。
【００７９】
無線通信装置部３の電池３２は電池の接地側接触コネクタ７４、７５および電圧側接触コネクタ７１〜７３によって無線通信装置３と接続されており、電池の着脱に応じて接続、解放される。図１で二重線で示された電圧側接触コネクタ７１〜７３および接地側接触コネクタ７５は電池３２の電極が直接接触コネクタ部５の接触電極に接する構造になっていて、充電器部１に接続される。ＯＰＴＩＯＮ信号入力端子５５には、図では省略されているが車輌バッテリ４に直列に接続されるイグニションキーのＯＮ／ＯＦＦに連動した電気信号が入力される。この信号に基づいて無線通信装置３の無線通信装置制御部３３は無線通信装置３全体の電源をＯＮ／ＯＦＦする制御を行い、無線通信装置３は電源が供給されると動作を開始する。
【００８０】
電池３２のタイプを表す電気信号源３２３は電気信号出力端子５４、電気信号入力端子６４経由で充電器部１の制御部１８、ＤＣ−ＤＣコンバ−タ１６および電源電流検出部１２に直接入力される。
【００８１】
次に、電池３２内の電池内蔵サーミスタ３２２および周囲環境温度検出サーミスタ１Ｆによって電池温度を検出する方法を図２にそって説明する。
【００８２】
今電池本体３２１の発熱量をＷ、電池本体３２１と電池３２間の熱抵抗をθC-P 、電池３２と周囲環境間の熱抵抗をθP-A 、電池３２の温度をＴP 、充電器部１（周囲環境）の温度をＴA とすると、電池本体３２１の温度ＴC は
ＴC ＝（θC-P ）・Ｗ＋ＴP
或いは
ＴC ＝（θC-P-A ）・Ｗ＋ＴA
また
Ｗ＝（ＴP −ＴA ）／θP-A
θC-P-A ＝θC-P ＋θP-A
ただしθC-P-A は電池本体３２１と充電器部１間の熱抵抗である。
【００８３】
以上の値のうち、θC-P とθP-A は電池３２固有の定数であり、ＴP とＴA は測定される値である。従って、ＷとＴC はこれらから計算できる。
【００８４】
予め、電池３２固有の定数を蓄積プログラムに持ち、ＴP とＴA を入力し演算することでＴC を自動的に求めることができる。
【００８５】
電池３２の固有の定数であるθC-P とθP-A は電池３２の構造などによって異なるため、電池３２種別毎に異なった定数または蓄積プログラムを用意しておき切り替えて使用する。電池本体温度の計算は後述する図４の充電制御フローチャートの『ＴP 、ＴA 、熱抵抗から電池本体温度を算出する処理』（２３０）で行われる。
【００８６】
このように、２点間の熱抵抗と温度差から発熱量を演算し、電池３２と電池本体３２１間の熱抵抗と発熱量から電池本体温度を求め、この電池本体温度の変化を充電の制御に用いる方法は、電池３２に配置する電池内蔵サーミスタ３２２の位置や構造を限定する必要がなくなるので、生産性の面、コスト面で勝れている。また、従来の方法に比べて、周囲温度や発熱量の影響を受け難く誤差が少ない。 次に重電気部壱の動作について説明する。動作フローチャートの基本部分は図参に示した通りであり、従来例と同じであるのでここでは説明を省略する。
【００８７】
図４および図５に本発明の一実施形態の充電制御の動作を示すフローチャートを示した。以下図４および図５にそって説明する。
【００８８】
このフローチャートは充電制御の開始から終了までを温度と時間経過にそって制御している。
【００８９】
充電モードに先立って電池電圧などから『電池あり』が判定されると（２００）、充電モードに遷移する（２０１）。充電モード（２０１）では先ず電池本体温度を求める『ＴP 、ＴA 、熱抵抗から電池本体温度を算出する処理』（２３０）に入る。ここでの演算については既にのべた通りである。
【００９０】
図４のフローチャートでは、続いて過充電防止処理プロセス（２３１）を実行する。
【００９１】
過充電防止処理プロセス（２３１）の詳細は後述する。この過充電防止処理プロセス（２３１）は図４のフローチャートでは『ＴP 、ＴA 、熱抵抗から電池本体温度を算出する処理』（２３０）の直後に行っているが、必ずしもフローチャートこの位置で行われる必要はなく、２３１´で示したように後述する初期充電モード（２０２）の後で行っても良いし、４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）の後で行っても良い。
【００９２】
過充電防止処理プロセス（２３１）の結果、充電末期あるいは充電終了期の条件が判定された場合、完全充電またはそれに近い状態から充電起動が行われた、すなわち追充電起動と判断して、この状態から補充電モード（２１４）または充電終了モード（２２０）に遷移する。
【００９３】
充電モードの変化をＬＥＤランプ２５で表示して示すこともできる。これにより操作者は、充電状態が急速充電モード（２０５）ではなく補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）にあることが分かる。
【００９４】
ここで、過充電防止処理プロセス（２３１）の処理内容のいくつかの例を図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそって説明する。
【００９５】
図６（ａ）は、現在の電池電圧ＶB を規定電圧Ｅ１と比較し電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高い場合には（２４１）、充電末期あるいは充電終了期の条件とみなし、追充電起動と判断し、充電モードを補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）にうつして充電電流を減少させる。電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも低い場合には（２４１）、通常の充電処理に移る。
【００９６】
充電終止の規定電圧Ｅ１は電池の種類、容量、充電電流、温度、充・放電履歴等に依存するため、充電完了の検知情報として用いるためには、これらの変化要因を取り除く必要がある。そのため、電池の種類、容量等の情報は電池が充電器に接続されたときに接点情報等によって入力し、それに応じた規定電圧Ｅ１を予めメモリに記憶しておいて読み出して用いるようにする。
【００９７】
また、電源スイッチが入って、充電が起動してからの充電時間経過に連れても変化するので、現在の電池電圧ＶB を測定する場合は電源スイッチが入ってから一定の時間をおいて行ってこの変動要素を除くようにする。規定電圧Ｅ１は電池の定格電圧の約＋２０％の電圧とする。
【００９８】
図６（ｂ）では、図６（ａ）の場合と同様、現在の電池電圧ＶB を規定電圧Ｅ１と比較し電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高い場合には（２４１）、最近の所定時間内の急速充電回数を規定回数Ｎ１と比較する（２４２）。電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高く、かつ、所定時間内の急速充電回数が規定回数Ｎ１よりも多かった場合は、追充電起動と判断して補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）に進む。それ以外の場合は通常の充電処理を継続する。このように最近の所定時間内の急速充電回数を考慮することにより、電池電圧ＶB のバラツキによる悪影響を防止できる。
【００９９】
図６（ｃ）では、図６（ａ）の場合と同様、現在の電池電圧ＶB を規定電圧Ｅ１と比較し電池電圧ＶB が規定電圧Ｅ１よりも高く（２４１）、さらに、現在の単位時間当りの充電中の電池電圧の上昇率ΔＶB が規定値Ｅ２以下である場合
（２４３）は、追充電起動と判断して補充電モード（２１４）あるいは充電終了モード（２２０）に進む。それ以外の場合は通常の充電処理を継続する。このように充電中の電池電圧の上昇率ΔＶB を考慮することにより、電池電圧ＶB のバラツキによる悪影響を防止できる。
【０１００】
図６（ｂ）および図６（ｃ）の場合は、電池の定格電圧の約＋２０％である図６（ａ）の場合よりも規定電圧Ｅ１を低めに設定することができ、過充電防止の効果をより高めることができる。
【０１０１】
次に４０°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２３４）は充電開始に当たり電池本体温度が規定値内にあるかどうかを判定する。規定温度外の時は充電の開始を見合わせ、温度が規定値内になるまで待機する（２３５）。電池本体温度が４０°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内の時は初期充電モード（２０２）にはいる。
【０１０２】
初期充電モード（２０２）では充電電流を規定時間内に０．１Ｃの電流容量が充電できる値に設定し、ウォームアップタイマおよび６０分タイマのカウントを開始させる。
【０１０３】
初期充電モード（２０２）中はＶB ≧４．０Ｖプロセス（２０３）で電池電圧が４．０Ｖを越えたかどうかの判定を繰り返し行い、電池電圧が４．０Ｖを越えた時、急速充電モード（２０５）に向かう。電池電圧が４．０Ｖを越えないまま６０分タイマのカウントを終了したときは（図５、２１７）、電池の異常と判断し、充電を停止して（図５、２１９）充電処理を終了する（図５、２２０）。
【０１０４】
時間内に電池電圧が４．０Ｖを越えた時は、４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）にはいる。
【０１０５】
４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃプロセス（２０４）では電池本体３２１の温度が４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内の時は急速充電モード（２０５）に入る。電池本体温度が４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内になければ、しばらく充電を休止し（２０８）、電池本体温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの値に戻るまで待って、戻ったとき急速充電モード（２０５）に移る（２０９）。
【０１０６】
急速充電モード（２０５）に移ると、充電電流を規定時間内に０．７Ｃ〜１．０Ｃの電流容量が充電できる値に設定する。この急速充電の初期にウオームアップタイマ経過判断処理プロセス（２０７）を実行する。この処理ではウォームアップタイマがカウントアップする例えば７分間の充電傾向を判断して急速充電完了までの充電時間の修正などを行う。なお、急速充電モード中のウオームアップタイマ経過判断処理プロセス（２０７）に至る前にもう一度４５°Ｃ≧ＴC ≧０°プロセス（２０６）を行い、電池本体温度が４５°Ｃ≧ＴC ≧０°Ｃの規定温度内になければしばらく充電を休止し（２０８）、電池本体温度が３８°Ｃ≧ＴC ≧２°Ｃの規定温度内に入るまで待って、電池本体温度が２°Ｃから３８°Ｃまでの値に戻ったとき、再び急速充電モード（２０５）に戻る（２０９）。充電休止中はタイマのカウントアップは行わない。
【０１０７】
続いて図５のフローチャートに入る。
【０１０８】
ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍｉｎ処理プロセス（２１０）は、電池パックの単位時間当たりの温度上昇が予め決められた毎分ｎ度の規定値を越えたとき、タイマのカウントに関係なく急速充電モードから補充電モード（２１４）に遷移する。一方、電池パックの単位時間当たりの温度上昇が毎分ｎ度の規定値に達していなかったときには、ＶB ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１１）に入る。ＶB ≧４．０Ｖ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１１）では急速充電モードにおける電池電圧のチェック処理で、電池電圧が４Ｖ以下であったときはタイマー経過判断処理プロセス（２１８）に入りタイマカウントを開始し、規定時間例えば６０分をすぎても４Ｖ以下の時は電池異常モードに入り充電停止プロセス（２１９）で安全のため充電を中止し異常表示を行い、充電処理を終了する（２２０）。
【０１０９】
電池電圧が４Ｖを越えたときはＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１２）に入る。このプロセスでは急速充電モードでの電池電圧が規定値（７．４Ｖ）を越えたときには過充電を防止するために充電を終了し、規定値（７．４Ｖ）以下のときには急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）に入る。急速充電タイマ経過判断処理プロセス（２１３）では過電圧後の時間をカウントし規定値（例えば１００分）に達したとき、補充電モード（２１４）に移る。
【０１１０】
補充電モード（２１４）は充電容量を約０．１Ｃに設定し、ＶB ≧７．４Ｖ判断処理プロセス（２１８）で電池電圧が７．４Ｖを越えたことを検出するか、補充電タイマ経過判断処理プロセス（２１６）で補充電時間が４時間を越えたことを検出したとき、充電終了モード（２２０）に遷移する。充電終了モード（２２０）は充電を終了し次の充電機会まで待機する。
【０１１１】
本実施例では、以上のように、充電中の電池電圧を規定電圧と比較し、電池電圧が規定電圧よりも高い場合には、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。あるいは、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ最近の急速充電回数が所定値を越えた場合、または、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ電池電圧の変化割合が所定の値よりも低い場合に、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。
【０１１２】
このようにすることで、無線通信装置の充電器に対する繰り返し着脱や車載装置の場合は車のエンジンキーの再三のオンオフで充電が繰り返されても、電池の充電が充分な場合は急速充電モードが繰り返されることがなく、それ以上の追充電や追充電に伴う電池の発熱による電池寿命の短縮などの問題を防止することができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、
（１）充電の完了検出、過熱防止のため電池温度を検出し規定値との比較判断処理を行い、この電池本体温度と電池電圧に基づいて充電の完了時期の判断、充電休止、充電再開、充電停止などの制御を行っている。この時、サーミスタを２個用いて２点間の温度差とその間の熱抵抗から発熱量を算出し、電池本体と電池パック間の熱抵抗と発熱量と電池パックの温度から電池本体温度を求めるようにしている。従って電池パックに配置するサーミスタの位置、構造に特別な制約を要求しないので、従来必要とされていた電池パックに対してサーミスタを密着させる必要がなくなり、温度検出誤差や温度検出の時間遅れがなく、安定した温度検出性能の維持が容易で、生産性を高め、コストを低くすることができる。
【０１１４】
（２）充電開始前に電池本体温度をチェックし、また、２個のサーミスタの検出温度の差から前回充電の際の余熱の有無を判断する。余熱がある場合や温度が規定値以上の場合は充電を開始しない制御方式を取っているため、充電中の高温による充電停止が少なくなり、電池の劣化を伴う可能性のある充電の繰り返しが少なくなる。また余熱のなかった場合には電池温度の上昇割合検出までの時間を短くしているので、電池温度の上昇割合検出までの時間内に無線通信装置の充電器に対する装着を繰り返した場合などに起こり得る急速充電電流の再三の通電による異常な発熱などを防止することができる。
【０１１５】
（３）また充電中にも電池本体温度をチェックし、規定値以上の場合は充電を中止する制御方式を取っているため、例えば電池の故障などによる異常発熱を押さえることができる。また異常発熱でない場合は、電池本体温度の低下により自動的に充電が再開できるため、環境温度の高い場合での動作許容限度を広くとることができる。
【０１１６】
（４）充電中の電池電圧を規定電圧と比較し、電池電圧が規定電圧よりも高い場合には、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。あるいは、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ最近の急速充電回数が所定値を越えた場合、または、電池電圧が規定電圧よりも高く、かつ電池電圧の変化割合が所定の値よりも低い場合に、急速充電モードに遷移せずに補充電モードあるいは充電終了モードに移るようにする。このようにすることで、無線通信装置の充電器に対する繰り返し着脱や車載装置の場合は車のエンジンキーの再三のオンオフで充電が繰り返されても、電池の充電が充分な場合は急速充電モードが繰り返されることがなく、それ以上の追充電や追充電に伴う電池の発熱による電池寿命の短縮などの問題を防止することができる。
【０１１７】
（５）環境温度、電池種別、電池の発熱量を勘案して、充電完了を判断する電池本体の温度上昇率、温度、電池電圧、電池電圧の変化割合の基準値を選択するようにする。殊に電池種別としては充電容量、サイズ、構造、形状、化学構造の違いと電池内部の発熱量を考慮する。これにより、温度測定誤差を小さくし、充電完了の判定を精密に行えるため、充電完了の判断処理に誤差が生れず、充電効率が良く、充電量の過不足が少ない。従って、過熱防止制御精度が良く、発熱による電池寿命の短縮を引き起こさず、また、充電不足による電池使用時間の短縮をも引き起こさない。また、過熱防止制御精度が良いため、発熱による使用上の不快感をなくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信装置用充電器の一実施例の回路ブロック図。
【図２】図１に示す一実施例での電池本体温度の検出方法の説明図。
【図３】図１に示す一実施例の制御処理フローチャート。
【図４】図１に示す一実施例での充電制御のフローチャートの一例（その１）。
【図５】図１に示す一実施例での充電制御のフローチャートの一例（その２）。
【図６】図４および図５に示す充電制御のフローチャートでの過充電防止処理プロセスの処理例。
【図７】無線通信装置用充電器の従来例の回路ブロック図。
【図８】図７に示す従来例での充電制御のフローチャート（その１）。
【図９】図７に示す従来例での充電制御のフローチャート（その２）。
【符号の説明】
１ 充電器部
２ 接続コネクタ部
３ 無線通信装置
４ 車輌のバッテリ
５ 接触コネクタ
１２ 電源電流検出部
１３ 電源スイッチ
１４ 微弱充電電流（トリクル）供給部
１５ 充電電流・充電電圧検出部
１６ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１７ 制御部電源・リセット信号供給部
１８ 制御部
２５ ＬＥＤランプ
１Ａ 充電出力スイッチ部
１Ｂ、１Ｅ サーミスタ出力直流電源供給回路
１Ｃ ＬＥＤランプ駆動部
１Ｄ、５８ 接地
１Ｆ 環境温度検出サーミスタ
３１ 無線機部
３２ 無線通信装置用電池
３３ 無線通信装置制御部
３４ 電源入力切替えスイッチ
５１ 電源入力端子
５２ 充電入力端子
５３ サーミスタ出力端子
５４ 電気信号出力端子
５５ ＯＰＴＩＯＮ信号入力端子
５６ 電池接地端子出力端子
５７、６７ 接地端子
６１ 電源供給端子
６２ 充電電圧出力端子
６３ サーミスタ出力入力端子
６４ 電気信号入力端子
６５ 電源スイッチ信号入力端子
７１〜７５ 接触コネクタ端子
３２１ 電池本体
３２２ 電池内蔵サーミスタ
３２３ 電池タイプ電気信号源
Claims (6)
- 電池本体を内蔵した電池を着脱自在に装填し、前記電池の温度を検出する第１の温度検出手段を有する無線通信装置に対して前記電池本体の充電用電源電流を供給する充電電源電流供給手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、前記充電電源電流供給手段の充電制御を行う充電制御手段と、周囲環境の温度を検出する第２の温度検出手段とを有する無線通信装置用充電器において、
前記電池の温度と前記周囲環境の温度との温度差及び前記電池本体と前記電池との間の第１の熱抵抗値と前記電池と前記第２の温度検出手段との間の第２の熱抵抗値に基づき前記電池本体の温度を算出し、
前記充電制御手段は、前記算出した前記電池本体の温度が所定の温度範囲内にある場合に、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、
充電開始時の前記電池の端子電圧が第１の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電完了前の通常の充電を補間する補充電モードに遷移する
ことを特徴とする無線通信装置用充電器。 - 前記温度差及び前記第２の熱抵抗値から前記電池本体の発熱量を算出し、該算出した発熱量及び前記出し１の熱抵抗値若しくは前記第２の熱抵抗値及び前記電池の温度若しくは前記周囲環境の温度から前記電池本体の温度を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置用充電器。 - 前記充電制御手段は、
前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、
充電開始時の前記電池の端子電圧が前記第１の規定値よりも高い第２の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電処理を終了する充電完了モードに遷移する
ことを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置用充電器。 - 電池本体を内蔵した電池を着脱自在に装填し、前記電池の温度を検出する第１の温度検出手段を有する無線通信装置であって、前記電池の充電用電源電流を供給する充電電源電流供給手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記充電電源電流供給手段の出力電流を検出する出力電流検出手段と、前記充電電源電流供給手段の充電制御を行う充電制御手段と、周囲環境の温度を検出する第２の温度検出手段とを有する無線通信装置用充電器が接続される無線通信装置において、
前記電池の温度と前記周囲環境の温度との温度差及び前記電池本体と前記電池との間の第１の熱抵抗値と前記電池と前記第２の温度検出手段との間の第２の熱抵抗値に基づき前記電池本体の温度を算出する温度算出手段
を具備し、
前記充電制御手段は、前記温度算出手段で算出した前記電池本体の温度が所定の温度範囲内にある場合に、前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、
充電開始時の前記電池の端子電圧が第１の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電完了前の通常の充電を補間する補充電モードに遷移する
ことを特徴とする無線通信装置。 - 前記温度算出手段は、
前記温度差及び前記第２の熱抵抗値から前記電池本体の発熱量を算出し、該算出した発熱量及び前記出し１の熱抵抗値若しくは前記第２の熱抵抗値及び前記電池の温度若しくは前記周囲環境の温度から前記電池本体の温度を算出する
ことを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。 - 前記充電制御手段は、
前記充電制御手段に入力される制御情報と充電開始時の前記電池の端子電圧によって充電制御モードを変更して充電制御を行い、
充電開始時の前記電池の端子電圧が前記第１の規定値よりも高い第２の規定値以上の場合は、前記充電制御モードを充電処理を終了する充電完了モードに遷移する
ことを特徴とする請求項４または５記載の無線通信装置。
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