JP5721465B2 - 二次電池充電装置及び二次電池充電システム - Google Patents

Description

本発明は、二次電池の充電を制御する二次電池充電装置、及び二次電池に対して充電を行う二次電池充電システムに関するものである。

携帯情報端末（ＰＤＡ）や携帯電話などの携帯端末機は、大容量の情報を短時間で授受でき、多方面で用いられている。
このような携帯端末機は電源として二次電池を使用しており、使用に際して充電量が予め設定した値未満となると、二次電池を充電することが必要である。
上述した充電に用いる電力の発電源として、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギを用い、二次電池に充電する充電装置が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、一般に、二次電池及び二次電池を搭載した電子機器は、過充電保護を目的とした保護タイマを有し、予め設定した充電時間が経過すると、強制的に充電を停止させる制御を行っている。
ここで、二次電池の充電量が満充電となる前に保護タイマの経過時間が充電時間を超え、保護タイマ機能が作動するときがある。
このため、充電電流の変化をモニタし、充電電流が減少したために充電時間が延びた場合、保護タイマの充電時間を再設定する充電方法がある（例えば、特許文献２参照）。
また、二次電池の残存容量をモニタし、残存容量が満充電の充電量より低い場合、保護タイマの充電時間を再設定する充電方法がある（例えば、特許文献３参照）。

特開２００４−１６６４０４号公報 特開平７−１２３６０２号公報 特開平６−３８３９２号公報

しかしながら、自然エネルギを発電源とする充電源からの充電電流により、二次電池を充電する特許文献１の構成を用いた場合、商用電源からＡＣ（Alternating Current）アダプタを用いた充電に比較し、供給される充電電流の電流量が少ない。この少ない充電電流により充電を行うため、満充電までに多くの時間を要してしまう。
したがって、特許文献２及び特許文献３においては、特許文献１のように、充電に用いる電力を自然エネルギにより発電する場合、充電に時間がかかり、二次電池が満充電となる前に、二次電池及び二次電池を搭載した電子機器において保護タイマ機能が作動し、充電制御により充電動作を停止してしまう状況が発生してしまう。

このように充電動作が停止された場合、充電動作を再開させるためには、一旦、充電装置を二次電池及び二次電池を搭載した電子機器から取り外し、再度、電子機器に充電装置を接続する必要がある。
しかしながら、充電が停止した際、満充電で充電動作が終了したのか、あるいは保護タイマ動作で充電動作が停止したのかを、ユーザは例えば電子機器の表示における充電量を示すマークを確認する必要がある。
そして、満充電での終了ではなく、保護タイマ動作で充電が停止したことを確認した場合、一旦電子機器から充電装置を取り外し、再度、電子機器に充電装置を接続し直すという手間がユーザに対して必要となるという問題がある。

また、特許文献２及び特許文献３のように、充電電流や二次電池の残存容量によって、保護タイマの充電時間を再設定する方法の場合、二次電池及び二次電池を搭載した電子機器に、保護充電時間を再設定する構成を必要とし、電子機器を改良する必要があるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電子機器に対して充電時間を再設定する構成を付加する必要がなく、保護タイマ動作により充電動作が停止された場合、すなわち自然エネルギを発電に利用して充電に時間がかかる場合等においても、ユーザに負荷をかけずに、満充電まで充電させる二次電池充電装置及び二次電池充電システムを提供することを目的としている。

本発明の二次電池充電システムは、充電開始からの第１経過時間をカウントする保護タイマを有し、前記保護タイマには予め充電時間が設定されており、前記第１経過時間が前記充電時間を超えた場合に充電動作を停止する機能を有する二次電池への充電を行うものであり、前記二次電池への充電を制御する二次電池充電装置と、前記二次電池の充電源となる充電電流を発電する発電装置とを有する二次電池充電システムであり、前記二次電池充電装置は、前記発電装置からの充電電流を前記二次電池へ供給するか否かの制御を行う充電スイッチと、予め前記充電時間より短い停止時間及び前記二次電池が前記充電装置からの充電電流が遮断されたことを検知するために必要な判定時間とが予め設定され、前記充電スイッチが導通してからの第２経過時間をカウントし、前記第２経過時間が前記停止時間と一致したか否かの充電停止判定と、前記充電スイッチが遮断してからの第３経過時間をカウントし、前記第３経過時間が前記判定時間と一致したか否かの充電開始判定とを行う時間管理タイマ部と、前記充電停止判定及び前記充電開始判定の結果により、前記充電スイッチを導通あるいは遮断する充電制御部と、を有することを特徴とする。

本発明の二次電池充電システムは、前記発電装置は、太陽光のエネルギを太陽電池により直接に電力に変換して発電を行う太陽光発電や、風のエネルギをプロペラで受けてロータを回転させて発電する風力発電の自然エネルギを利用した装置、あるいは燃料電池による発電を利用した装置であることを特徴とする。

本発明の二次電池充電システムは、前記時間管理タイマ部は、前記第２経過時間が前記停止時間と一致した場合、充電停止情報を前記充電制御部へ出力し、前記第３経過時間が前記判定時間と一致した場合、充電開始情報を前記充電制御部へ出力し、前記充電制御部は、前記充電停止情報により前記充電スイッチを遮断し、前記充電開始情報により前記充電スイッチを導通させることを特徴とする。

本発明の二次電池充電システムは、前記時間管理タイマ部の前記停止時間及び前記判定時間を任意に設定することを特徴とする。

本発明の二次電池充電システムは、前記時間管理タイマ部は、内部に前記二次電池の種類毎に対応して、前記停止時間及び前記判定時間の組み合わせが設定された設定テーブルを有し、充電対象の前記二次電池の種類に対応して前記停止時間及び前記判定時間を設定し、前記充電停止判定及び前記充電開始判定に用いることを特徴とする。

本発明の二次電池充電装置は、充電開始からの第１経過時間をカウントする保護タイマを有し、前記保護タイマには予め充電時間が設定されており、前記第１経過時間が前記充電時間を超えた場合、充電動作を停止する二次電池に対し、前記二次電池の充電源となる充電電流を発電する発電装置からの充電を制御する二次電池充電装置であり、前記発電装置からの充電電流を前記二次電池へ供給するか否かの制御を行う充電スイッチと、予め前記充電時間より短い停止時間及び前記二次電池が前記充電装置からの充電電流が遮断されたことを検知するために必要な判定時間とが予め設定され、前記充電スイッチが導通してからの第２経過時間をカウントし、前記第２経過時間が前記停止時間と一致するか否かの充電停止判定と、前記充電スイッチが遮断してからの第３経過時間をカウントし、前記第３経過時間が前記判定時間と一致するか否かの充電開始判定とを行う時間管理タイマ部と、前記充電停止判定及び前記充電開始判定の結果により、前記充電スイッチを導通あるいは遮断する充電制御部と、を有することを特徴とする。

この本発明によれば、時間管理タイマが充電が開始されてから二次電池の保護タイマの充電時間より短い停止時間が経過すると、充電を一旦停止させ、充電装置を外したように二次電池に見せかけ、二次電池が充電装置を外してから充電可能となるまでの時間に対応した判定時間が経過した後、再度、二次電池による充電を開始する。
このため、本発明によれば、二次電池及び二次電池を搭載した電子機器の改造を行うことなく、保護タイマの差動により充電動作が停止された場合でも、従来のようにユーザが二次電池から充電装置を取り外す必要が無く、満充電まで二次電池の充電を行うことが可能となり、二次電池の充電におけるユーザの負荷を低減することができる。

この発明の一実施形態による二次電池充電装置を用いた二次電池充電システムの構成例を示すブロック図である。 二次電池充電装置３の充電動作におけるメインルーチンを示すフローチャートである。 二次電池充電装置３による電圧入力処理の動作を示すフローチャートである。 二次電池充電装置３によるタイマカウント処理の動作を示すフローチャートである。 充電制御部３３の内部記憶部に記憶されている、二次電池の種類と、その種類に対応した充電継続時間ｔ１及び充電中断時間ｔ２との対応を示すテーブルの構成の図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による二次電池充電装置を用いた二次電池充電システムの構成例を示す概略ブロック図である。
図１において、二次電池充電システム１は、発電装置２と二次電池充電装置３とを備え、二次電池１００の充電を行う。
二次電池充電装置３は、発電装置２の発電する電力により駆動され、電圧監視部３１、充電スイッチ３２、充電制御部３３及び時間管理タイマ部３４を備えている。

二次電池１００は、充電開始からの経過時間をカウントする保護タイマを有している。この保護タイマは、予め充電時間が設定されており、充電開始からの経過時間を第１経過時間としてカウントする。
また、二次電池１００は、二次電池充電装置３からの自身に対する充電動作を停止する電池制御部（不図示）を有している。
この電池制御部は、保護タイマのカウントする第１経過時間が充電時間を超えた場合、二次電池１００への充電動作を停止する。また、この電池制御部は、二次電池１００が二次電池充電装置３から外されたことを検知した後に、予め設定されている確認時間が経過した後に、再度、二次電池充電装置３に取り付けられたことを検知すると、充電を再開する。電池制御部は、上述した二次電池充電装置３から外されている時間も、確認時間として保護タイマによりカウントする。

発電装置２は、太陽光のエネルギを太陽電池などにより直接に電力に変換して発電を行う太陽光発電や、風のエネルギをプロペラで受けてロータを回転させて発電する風力発電などの自然エネルギを利用した発電装置である。
このため発電装置２は、発電する電力量が周囲の自然環境に左右され、周囲の自然環境の変化により、発電量が変動するため、供給する電力量が不安定となり易い。
なお、発電装置２は、化学反応を利用した燃料電池であってもよい。燃料電池も反応速度の変化により発電量が変動する発電量が不安定となり易い。

電圧監視部３１は、発電装置２の発電電力の出力端子に接続されており、発電装置２の出力端子の端子電圧を測定し、測定した端子電圧の監視を行う。
すなわち、電圧監視部３１は、検出した端子電圧と、予め内部に設定されている無負荷時充電可能電圧Ｖ１との比較を行い、端子電圧が無負荷時充電可能電圧Ｖ１未満の場合、二次電池が二次電池充電装置３に接続されていると判定し、端子電圧が無負荷時充電可能電圧Ｖ１を超えている場合、２次電池が二次電池充電装置３に接続されていないと判定し、判定結果を接続情報として、充電制御部３３へ出力する。
また、電圧監視部３１は、検出した端子電圧と、予め内部に設定されている充電限界電圧Ｖ２との比較を行い、端子電圧が充電限界電圧Ｖ２未満の場合、二次電池を充電するための発電装置２の発電量が不十分な量と判定し、端子電圧が充電限界電圧Ｖ２を超えている場合、二次電池を充電するための発電装置２の発電量が十分な量と判定し、判定結果を電圧情報として充電制御部３３へ出力する。

充電スイッチ３２は、ノーマリオフ（二次電池充電装置３が稼動していない場合、オフ 、すなわち遮断状態）であり、発電装置２の出力端子と二次電池との間に介挿されるように設けられ、発電装置２の出力端子と二次電池との間の接続を導通状態あるいは遮断状態に制御する。
ここで、充電スイッチ３２が導通状態の場合、発電装置２から二次電池に対して充電電流が供給されて充電処理が行われる状態となり、一方、充電スイッチ３２が遮断状態の場合、発電装置２から二次電池に充電電流が供給されずに充電処理が停止される状態となる。

時間管理タイマ部３４は、充電スイッチ３２を導通してから（後述するタイマカウントフラグＦｔに１がセットされてから）の経過時間を第２経過時間としてカウントする。
そして、時間管理タイマ部３４は、二次電池１００に対する充電停止判定の結果として、この第２経過時間が、充電制御部３３により設定される充電継続時間ｔ１と一致すると、充電停止情報を充電制御部３３へ出力する。
また、時間管理タイマ部３４は、充電スイッチ３２を遮断してから（後述するタイマカウントフラグＦｔに０がセットされてから）の経過時間を第３経過時間としてカウントする。
そして、時間管理タイマ部３４は、二次電池１００に対する充電開始判定の結果として、この第３経過時間が、充電制御部３３により設定される充電中断時間ｔ２と一致すると、充電開始情報を充電制御部３３へ出力する。
すなわち、時間管理タイマ部３４は、充電スイッチ３２が導通されてからの第２経過時間と充電継続時間ｔ１との比較結果、及び充電スイッチ３２が遮断されてからの第３経過時間と充電中断時間ｔ２との比較結果を充電制御部３３へ出力する。
ここで、本実施形態においては、時間管理タイマ部３４は、減算カウンタを用いており、充電制御部３３が設定レジスタに書き込むカウント時間Ｔを減算し、カウント時間Ｔが０となったときを、一致するとしている（後述）。

充電制御部３３は、二次電池１００の充電時間より短い停止時間として上述した充電継続時間ｔ１と、二次電池１００が二次電池充電装置３からの充電電流が遮断されたことを検知するために必要な判定時間として充電中断時間ｔ２とが予め設定されている。この判定時間は、二次電池１００に設定されている充電時間より短い時間に設定されている。
また、充電制御部３３は、電圧監視部３１及び時間管理タイマ部３４（後述）の制御により、充電スイッチ３２を、導通（オン）状態または遮断（オフ）状態に制御する。

すなわち、充電制御部３３は、第２経過時間が充電継続時間ｔ１を超えたか否かの充電停止判定の結果である充電停止情報を、時間タイマ管理部３４から供給されると、充電スイッチ３２をオフして、導通状態から遮断状態に変える制御を行う。
また、充電制御部３３は、第３経過時間が充電中断時間ｔ２を超えたか否かの充電開始判定の結果である充電開始情報を、時間タイマ管理部３４から供給されると、充電スイッチ３２をオンして、遮断状態から導通状態に変える制御を行う。

さらに、充電制御部３３は、電圧監視部３１から供給される接続情報及び電圧情報により、充電スイッチ３２を導通状態及び遮断状態のいずれとするかの制御を行う。
すなわち、充電制御部３３は、接続情報が二次電池充電装置３と二次電池１００とが接続されていない（非接続状態）ことを示す場合、充電スイッチ３２をオフとして遮断状態とする制御を行う。
また、充電制御部３３は、電圧情報が二次電池を充電するために十分な量でない発電量であることを示す場合、二次電池１００の充電制御部などにおける充電制御の動作を停止させるため、充電スイッチ３２をオフとして遮断状態とする制御を行う。
このようにして、充電制御部３３は、発電装置２からの充電電流を二次電池１００へ供給するか否かの制御を行う。

次に、図２、図３及び図４を用いて、本実施形態による二次電池充電装置３の動作を説明する。図２は、二次電池充電装置３の充電動作におけるメインルーチンを示すフローチャートである。図３は、二次電池充電装置３による電圧入力処理の動作を示すフローチャートである。図４は、二次電池充電装置３によるタイマカウント処理の動作を示すフローチャートである。

＜メインルーチン＞
図２に示すメインルーチンの処理を説明する。
ステップＳ１：
充電制御部３３は、二次電池充電装置３が発電装置２に接続されると、発電装置２の出力する電力により起動する。
そして、充電制御部３３は、内部に設けられたタイマカウントフラグＦｔに、時間管理タイマ部３４がカウント動作を行っていないことを示す０を設定（リセット）するとともに、タイマカウントフラグＦｔと同様に内部に設けられた充電状態フラグＦｃに、充電していない状態を示す０を設定する。ここで、カウントタイマフラグＦｔは、時間管理タイマ部３４がカウント動作を行っているか否かを示し、０が設定されている場合、時間管理タイマ部３４がカウント動作を行っていないことを示し、一方、１が設定されている場合、時間管理タイマ部３４がカウント動作を行っていることを示す。同様に、充電状態フラグＦｃは、二次電池充電装置３が二次電池１００に対して充電処理を行っているか否かを示し、０が設定されている場合、二次電池１００に対する充電処理が行われていないことを示し、一方、１が設定されている場合、二次電池１００に対する充電処理が行われていることを示す。
このとき、充電制御部３３は、充電スイッチ３２をオフし、遮断状態とする。

また、充電制御部３３は、内部に２０ｍｓ（ミリ秒）タイマと１ｓ（秒）タイマとを有している。ここで、２０ｍｓタイマは発電装置２の端子電圧の検出を行う周期をカウントする。１ｓタイマはタイマ処理を行う周期をカウントする。
そして、充電制御部３３は、この２０ｍｓタイマのカウントアップを示すオーバーフロー監視フラグＦ２０ｍをリセット（Ｆ２０ｍ＝０）し、また１ｓタイマのカウントアップを示すオーバーフロー監視フラグＦ１ｓをリセット（Ｆ１ｓ＝０）する。
次に、充電制御部３３は、２０ｍｓタイマと１ｓタイマとに対してカウント動作を開始させる。
上述した２０ｍタイマは、カウント動作を開始した後、２０ｍｓが経過すると、オーバーフロー監視フラグＦ２０ｍをセット（Ｆ２０ｍ＝１）する。
同様に、１ｓタイマは、カウント動作を開始した後、１ｓが経過すると、オーバーフロー監視フラグＦ１ｓをセット（Ｆ１ｓ＝１）する。

ステップＳ２：
充電制御部３３は、２０ｍｓタイマのカウントしている時間が、２０ｍｓ経過したか否かの判定を、オーバーフロー監視フラグＦ２０ｍが１であるか否かにより行う。
そして、充電制御部３３は、２０ｍｓタイマが２０ｍｓをカウントして、オーバーフロー監視フラグＦ２０ｍが１にセットされている場合、２０ｍｓが経過したと判定し、処理をステップＳ３へ進める。
一方、充電制御部３３は、２０ｍｓタイマが２０ｍｓをカウントしておらず、オーバーフロー監視フラグＦ２０ｍが０のままである場合、２０ｍｓが経過していないと判定し、処理をステップＳ４へ進める。

ステップＳ３：
充電制御部３３は、２０ｍｓタイマのカウントアップしたオーバーフロー監視フラグＦ２０ｍを０にリセット（Ｆ２０ｍ＝０）する。
そして、充電制御部３３は、２０ｍｓタイマのカウント動作を開始するとともに、後述する電圧入力処理のルーチン（図３のフローチャート）の実行を行う。

ステップＳ４：
充電制御部３３は、１ｓタイマのカウントしている時間が、１ｓ経過したか否かの判定を、オーバーフロー監視フラグＦ１ｓが１であるか否かにより行う。
そして、充電制御部３３は、１ｓタイマが１ｓをカウントして、オーバーフロー監視フラグＦ１ｓが１にセットされている場合、１ｓが経過したと判定し、処理をステップＳ５へ進める。
一方、充電制御部３３は、１ｓタイマが１ｓをカウントしておらず、オーバーフロー監視フラグＦ１ｓが０のままである場合、１ｓが経過していないと判定し、処理をステップＳ２へ進める。

ステップＳ５：
充電制御部３３は、１ｓタイマのカウントアップしたオーバーフロー監視フラグＦ１ｓを０にリセット（Ｆ１ｓ＝０）する。
そして、充電制御部３３は、１ｓタイマのカウント動作を開始するとともに、後述するタイマカウント処理のルーチン（図４のフローチャート）の実行を行う。

＜電圧入力処理ルーチン＞
ステップＳＡ１：
充電制御部３３は、充電状態フラグＦｃに１が設定されているか否かの検出を行う。
そして、充電制御部３３は、充電状態フラグＦｃが１にセットされている場合、処理をステップＳＡ２へ進める。
一方、充電制御部３３は、充電状態フラグＦｃが１にセットされていない場合、すなわち充電状態フラグＦｃが０にセットされている場合、処理をステップＳＡ５へ進める。

ステップＳＡ２：
電圧監視部３１は、発電装置２の出力端子の端子電圧Ｖの検出、すなわち端子電圧の測定を行う。

ステップＳＡ３：
電圧監視部３１は、測定した端子電圧Ｖと、予め設定されている発電装置２の発電する電圧が二次電池充電装置３が動作するための下限電圧、すなわち充電を行うために必要な発電量である充電限界電圧Ｖ２とを比較する。
このとき、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが充電限界電圧Ｖ２を超えている場合、発電装置２の発電量が二次電池１００を充電するために十分な量であることを示す電圧情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をステップＳＡ４へ進める。
一方、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが充電限界電圧Ｖ２以下である場合、発電装置２の発電量が二次電池１００を充電するために不十分であることを示す電圧情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をステップＳＡ１３へ進める。

ステップＳＡ４：
電圧監視部３１は、測定した端子電圧Ｖと、予め設定されている二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていないときの開放電圧、すなわち発電装置２の出力端子が無負荷であることを示す電圧である無負荷時充電可能電圧Ｖ１とを比較する。
このとき、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが無負荷時充電可能電圧Ｖ１未満である場合、二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていることを示す接続情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をメインルーチンのステップＳ４へ進める。
一方、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが無負荷時充電可能電圧Ｖ１以上である場合、二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていないことを示す接続情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をステップＳＡ１４へ進める。

ステップＳＡ５：
充電制御部３３は、タイマカウントフラグＦｔに０が設定されているか否かの判定を行う。タイマカウントフラグＦｔに０が設定されている場合、時間管理タイマ部３４で第２経過時間及び第３経過時間のいずれのカウント動作も行われておらず、一方、タイマカウントフラグＦｔに１が設定されている場合、時間管理タイマ部３４で第２経過時間または第３経過時間のいずれかのカウント動作が行われている。
そして、充電制御部３３は、タイマカウントフラグＦｔに０が設定されている（二次電池１００に対して充電が開始されていない）場合、処理をステップＳＡ６へ進める。
一方、充電制御部３３は、タイマカウントフラグＦｔに０が設定されていない（二次電池１００に対する充電が一時停止中である）場合、すなわちタイマカウントフラグＦｔに１が設定されている場合、処理をメインルーチンのステップＳ４へ進める。

ステップＳＡ６：
電圧監視部３１は、発電装置２の出力端子の端子電圧Ｖの検出、すなわち端子電圧の測定を行う。
そして、電圧監視部３１は、処理をステップＳＡ７へ進める。

ステップＳＡ７：
電圧監視部３１は、測定した端子電圧Ｖと、予め設定されている充電限界電圧Ｖ２とを比較する。
このとき、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが充電限界電圧Ｖ２を超えている場合、発電装置２の発電量が二次電池１００を充電するために十分な量であることを示す電圧情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をステップＳＡ８へ進める。
一方、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが充電限界電圧Ｖ２以下である場合、発電装置２の発電量が二次電池１００を充電するために発電量が不十分な量であることを示す電圧情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をメインルーチンのステップＳ４へ進める。

ステップＳＡ８：
充電制御部３３は、電圧監視部３１から発電量が十分であることを示す電圧情報が供給されると、充電スイッチ３２をオンして導通状態とする。
これにより、二次電池充電装置３は、二次電池１００に対する充電を開始し、処理をステップＳＡ９へ進める。

ステップＳＡ９：
電圧監視部３１は、発電装置２の出力端子の端子電圧Ｖの検出、すなわち端子電圧の測定を行い、処理をステップＳＡ１０へ進める。

ステップＳＡ１０：
電圧監視部３１は、測定した端子電圧Ｖと、予め設定されている無負荷時充電可能電圧Ｖ１とを比較する。
このとき、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが無負荷時充電可能電圧Ｖ１未満である場合、二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていることを示す接続情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をステップＳＡ１１へ進める。
一方、電圧監視部３１は、端子電圧Ｖが無負荷時充電可能電圧Ｖ１以上である場合、二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていないことを示す接続情報を充電制御部３３へ出力した後、処理をステップＳＡ１２へ進める。

ステップＳＡ１１：
充電制御部３３は、電圧監視部３１から、二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていることを示す接続情報が供給されると、充電開始の処理として以下のフラグの設定を行う。
すなわち、充電制御部３３は、充電が開始されたため、充電状態フラグＦｃに１を設定する。これは、ステップＳＡ８において、充電制御部３３が充電スイッチ３２をオン状態とし、二次電池充電装置３が二次電池１００への充電を開始したため、充電フラグＦｃに１が設定される。

また、充電制御部３３は、時間管理タイマ部３４のカウントをリセットし、時間管理タイマ部３４に対し、第２経過時間のカウントを開始させる。例えば、時間管理タイマ部３４は、減算カウントを行う減算カウンタを用いて時間の管理を行っている。
すなわち、充電制御部３３は、時間管理タイマ部３４の設定レジスタに対し、カウント時間Ｔとして、充電継続時間ｔ１の値を書き込み、減算カウントを開始させる。ここで、充電継続時間ｔ１は、秒単位の自然数である。
また、充電制御部３３は、時間管理タイマ部３４にカウント処理を開始させるため、タイマカウントフラグＦｔに１を設定する。
そして、充電制御部３３は、処理をメインルーチンのステップＳ４へ進める。

ステップＳＡ１２：
充電制御部３３は、電圧監視部３１から、二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていないことを示す接続情報が供給されると、処理をメインルーチンのステップＳ４へ進める。このとき、二次電池充電装置３は、充電スイッチ３２をオフ状態して遮断状態とし、二次電池１００に対する充電処理を開始しない。
なお、ステップＳＡ１２で充電スイッチ３２をオフにせず、次の電圧入力処理ルーチンではＳＡ９から開始して二次電池接続状態となるまで充電スイッチオンのまま待機してもよい。

ステップＳＡ１３：
充電制御部３３は、電圧監視部３１から、発電量が不十分であることを示す電圧情報が供給されると、充電スイッチ３２をオフして遮断状態とする。
また、充電制御部３３は、充電を停止したため、充電状態フラグＦｃに０を設定するとともに、時間管理タイマ部３４に対してカウント動作を停止させるため、タイマカウントフラグＦｔに０を設定する。
そして、充電制御部３３は、処理をメインルーチンのステップＳ４へ進める。
これにより、二次電池充電装置３は、二次電池１００に対する充電を停止する。
なお、監視電圧Ｖが充電限界電圧Ｖ２未満である場合、充電制御部３３のシステム自体が電力不足により動作を停止する場合もある。このときはステップＳＡ１３に到達する前に充電制御部３３の動作が停止して電力不足により二次電池への充電は行われないため、ステップＳＡ１３はなくても構わない。また、このような状態で充電制御部３３の動作が停止した後に発電が回復した場合は、再びメインルーチンのＳ１からスタートする。

ステップＳＡ１４：
充電制御部３３は、電圧監視部３１から、二次電池充電装置３に二次電池１００が接続されていないことを示す接続情報が供給されると、充電スイッチ３２をオフして遮断状態とする。
また、充電制御部３３は、充電を停止したため、充電状態フラグＦｃに０を設定するとともに、時間管理タイマ部３４に対してカウント動作を停止させるため、タイマカウントフラグＦｔに０を設定する。
そして、充電制御部３３は、処理をメインルーチンのステップＳ４へ進める。
これにより、二次電池充電装置３は、二次電池１００に対する充電を停止する。
なお、ステップＳＡ１４で充電スイッチ３２をオフにせず、次の電圧入力処理ルーチンではＳＡ２から開始して二次電池接続状態となるまで充電スイッチオンのまま待機してもよい。

＜タイマカウント処理ルーチン＞
ステップＳＢ１：
時間管理タイマ部３４は、充電制御部３３のタイマカウントフラグＦｔに１が設定されているか否かの判定を行う。
このとき、時間管理タイマ部３４は、充電制御部３３のタイマカウントフラグＦｔに１が設定されている場合、処理をステップＳＢ２へ進める。
一方、時間管理タイマ部３４は、充電制御部３３のタイマカウントフラグＦｔに１が設定されていない場合、すなわち充電制御部３３のタイマカウントフラグＦｔに０が設定されている場合、処理をメインルーチンのステップＳ２へ進める。

ステップＳＢ２：
時間管理タイマ部３４は、設定レジスタのカウント時間Ｔを読み出し、読み出したカウント時間Ｔから１を減算（デクリメント）し、減算結果のカウント時間Ｔ−１を新たなカウント時間Ｔとして、設定レジスタに書き込む。
そして、時間管理タイマ部３４は、処理をステップＳＢ３へ進める。

ステップＳＢ３：
次に、時間管理タイマ部３４は、設定レジスタのカウント時間Ｔを読み出し、読み出したカウント時間Ｔが０か否かの判定を行う。
このとき、時間管理タイマ部３４は、カウント時間Ｔが０の場合、充電制御装置３３に対してカウント結果を出力した後、処理をステップＳＢ４へ進める。
ここで、カウント結果は、第２経過時間としてのカウント時間Ｔをカウントしている場合には充電停止情報であり、第３経過時間としてのカウント時間Ｔをカウントしている場合、充電開始情報である。
一方、時間管理タイマ部３４は、カウント時間Ｔが０でない場合、すなわち１以上の場合、処理をメインルーチンのステップＳ２へ進める。

ステップＳＢ４：
次に、充電制御部３３は、時間管理タイマ部３４から、充電停止情報または充電開始情報のいずれかの情報が供給されると、充電状態フラグＦｃに１が設定されているか否かの判定を行う。
このとき、充電制御部３３は、充電状態フラグＦｃに１が設定されている場合、処理をステップＳＢ５へ進め、一方、充電状態フラグＦｃに１が設定されていない場合、すなわち、充電状態フラグＦｃに０が設定されている場合、処理をステップＳＢ６へ進める。

ステップＳＢ５：
現状が充電状態であるため、充電制御部３３は、充電スイッチ３２をオフして、充電電流を二次電池１００に対して流さない遮断状態とする。
そして、充電制御部３３は、充電スイッチ３２をオフして、充電電流が二次電池１００に流れないように遮断したため、充電状態フラグＦｃに０を設定し、動作状態を充電停止状態とする。
また、充電制御部３３は、充電停止状態となってからの第３経過時間のカウントを、時間管理タイマ部３４に行わせるため、時間管理タイマ部３４の設定レジスタに対し、カウント時間Ｔとして、充電中断時間ｔ２を書き込む。
これにより、タイマカウントフラグＦｔに１が設定されているため、時間管理タイマ部３４は、第３経過時間のカウントを開始することになる。
そして、充電制御部３３は、処理をメインルーチンのステップＳ２へ進める。

ステップＳＢ６：
現状が非充電状態であるため、充電制御部３３は、充電スイッチ３２をオンして、充電電流を二次電池１００に対して流さす導通状態とする。
そして、充電制御部３３は、充電スイッチ３２をオンして、充電電流を二次電池１００に対して流すようにしたため、充電状態フラグＦｃに１を設定し、動作状態を充電状態とする。
また、充電制御部３３は、充電状態となってからの第２経過時間のカウントを、時間管理タイマ部３４に行わせるため、時間管理タイマ部３４の設定レジスタに対し、カウント時間Ｔとして、充電継続時間ｔ１を書き込む。
これにより、タイマカウントフラグＦｔに１が設定されているため、時間管理タイマ部３４は、第２経過時間のカウントを開始することになる。
そして、充電制御部３３は、処理をメインルーチンのステップＳ２へ進める。

上述した構成により、本実施形態によれば、２次電池の電池制御部が保護タイマの計時する充電時間により充電を停止する前に、二次電池充電装置３が充電継続時間ｔ１が経過した時点で充電を一旦停止し、２次電池の電池制御部が再度充電が可能となるまでの時間として、充電中断時間ｔ２が経過すると再度充電動作を再開する。
このため、本実施形態によれば、二次電池の保護タイマ機能により充電が停止された際、従来のように、ユーザが二次電池充電装置から二次電池を取り外し、再度二次電池充電装置に二次電池を取り付けることで充電を継続させる必要が無くなる。
すなわち、自然エネルギを使用した発電装置のように、充電時間が非常にかかる場合においては、ユーザが二次電池の保護タイマ機能を気にせず、充電を二次電池充電装置に任せておくことが可能となる。

また、充電制御部３３は、二次電池の種類と、その種類に対応した充電継続時間ｔ１及び充電中断時間ｔ２との対応関係を、内部記憶部にテーブルとして記憶している。
図５は、充電制御部３３の内部記憶部に記憶されている、二次電池の種類と、その種類に対応した充電継続時間ｔ１及び充電中断時間ｔ２との対応を示すテーブルの構成の図である。
二次電池充電装置３の図示しない入力部、例えばスイッチにより、ユーザが２次電池の種別を選択すると、充電制御部３３は、ユーザの設定したスイッチにより、２次電池の種別を検出する。
そして、充電制御部３３は、内部記憶部の上述したテーブルから、検出した２次電池の種別に対応する充電継続時間ｔ１及び充電中断時間ｔ２を読み出し、すでに説明した時間管理タイマ部３４の設定レジスタに設定するカウント時間Ｔとして用いる。
これにより、本実施形態によれば、二次電池充電装置が複数の種類の二次電池に対応することができ、複数の種類の二次電池の充電処理を行うことができる。

また、図１における電圧監視部３１、充電制御部３３、時間管理タイマ部３４の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより二次電池に対する充電制御の管理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…二次電池充電システム
２…発電装置
３…二次電池充電装置
３１…電圧監視部
３２…充電スイッチ
３３…充電制御部
３４…時間管理タイマ部
１００…二次電池

Claims (6)

1. 充電開始からの第１経過時間をカウントする保護タイマを有し、前記保護タイマには予め充電時間が設定されており、前記第１経過時間が前記充電時間を超えた場合に充電動作を停止する機能を有する二次電池への充電を行うものであり、前記二次電池への充電を制御する二次電池充電装置と、前記二次電池の充電源となる充電電流を発電する発電装置とを有する二次電池充電システムであり、
   前記二次電池充電装置は、
   前記発電装置からの充電電流を前記二次電池へ供給するか否かの制御を行う充電スイッチと、
   予め前記充電時間より短い停止時間及び前記二次電池が前記充電装置からの充電電流が遮断されたことを検知するために必要な判定時間とが予め設定され、前記充電スイッチが導通してからの第２経過時間をカウントし、前記第２経過時間が前記停止時間と一致したか否かの充電停止判定と、前記充電スイッチが遮断してからの第３経過時間をカウントし、前記第３経過時間が前記判定時間と一致したか否かの充電開始判定とを行う時間管理タイマ部と、
   前記充電停止判定及び前記充電開始判定の結果により、前記充電スイッチを導通あるいは遮断する充電制御部と、
   を有することを特徴とする二次電池充電システム。
2. 前記発電装置は、太陽光のエネルギを太陽電池により直接に電力に変換して発電を行う太陽光発電や、風のエネルギをプロペラで受けてロータを回転させて発電する風力発電の自然エネルギを利用した装置、あるいは燃料電池による発電を利用した装置であることを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電システム。
3. 前記時間管理タイマ部は、前記第２経過時間が前記停止時間と一致した場合、充電停止情報を前記充電制御部へ出力し、前記第３経過時間が前記判定時間と一致した場合、充電開始情報を前記充電制御部へ出力し、
   前記充電制御部は、前記充電停止情報により前記充電スイッチを遮断し、前記充電開始情報により前記充電スイッチを導通させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電池充電システム。
4. 前記時間管理タイマ部の前記停止時間及び前記判定時間を任意に設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の二次電池充電システム。
5. 前記時間管理タイマ部は、内部に前記二次電池の種類毎に対応して、前記停止時間及び前記判定時間の組み合わせが設定された設定テーブルを有し、充電対象の前記二次電池の種類に対応して前記停止時間及び前記判定時間を設定し、前記充電停止判定及び前記充電開始判定に用いることを特徴とする請求項４に記載の二次電池充電システム。
6. 充電開始からの第１経過時間をカウントする保護タイマを有し、前記保護タイマには予め充電時間が設定されており、前記第１経過時間が前記充電時間を超えた場合、充電動作を停止する二次電池に対し、前記二次電池の充電源となる充電電流を発電する発電装置からの充電を制御する二次電池充電装置であり、
   前記発電装置からの充電電流を前記二次電池へ供給するか否かの制御を行う充電スイッチと、
   予め前記充電時間より短い停止時間及び前記二次電池が前記充電装置からの充電電流が遮断されたことを検知するために必要な判定時間とが予め設定され、前記充電スイッチが導通してからの第２経過時間をカウントし、前記第２経過時間が前記停止時間と一致するか否かの充電停止判定と、前記充電スイッチが遮断してからの第３経過時間をカウントし、前記第３経過時間が前記判定時間と一致するか否かの充電開始判定とを行う時間管理タイマ部と、
   前記充電停止判定及び前記充電開始判定の結果により、前記充電スイッチを導通あるいは遮断する充電制御部と、
   を有することを特徴とする二次電池充電装置。

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