JP7135030B2

JP7135030B2 - 満充電検出装置、二次電池、電子機器、及び満充電検出方法

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Publication number: JP7135030B2
Application number: JP2020115509A
Authority: JP
Inventors: 善隆常田
Original assignee: NEC Personal Computers Ltd
Current assignee: NEC Personal Computers Ltd
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-09-12
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: JP2022013145A

Description

本発明は、満充電検出装置、二次電池、電子機器、及び満充電検出方法に関する。

リチウムイオンバッテリの充電方式は、充電初期に定電流充電（ＣＣ)、後半に定電圧充電（ＣＶ)を行い、満充電判定を経て、満充電が確定する。満充電判定では、定電圧充電（ＣＶ)の際に、充電電流が所定値以下の状態が一定時間以上継続したか否かの判定が行われ、一定時間以上継続したときに満充電が確定する（例えば、特許文献１）。例えば、充電電流が所定値以下に至った場合に、タイマーのカウントを開始する。そして、充電電流が所定値以下である間はカウントを継続し、一定時間経過した場合、満充電が確定する。

特開２０１５－１４４５６２号公報

リチウムイオンバッテリを搭載した電子機器でＡＣアダプタから電力が供給されている状態では、ＡＣアダプタの電圧をＣｈａｒｇｅｒ回路によってバッテリ電圧付近まで低下した状態でＤＣ／ＤＣコンバータに電力を供給している。しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力先の負荷増によってＣｈａｒｇｅｒ回路の出力電圧がバッテリ電圧以下まで下がった場合、バッテリから放電することで電圧安定化と負荷急変対応を両立している。

例えば、電子機器がＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）の場合、ＡＣアダプタから電力が供給されている状態でも、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）の負荷変動やＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）のバックグラウンド動作等によってバッテリからの放電が不定期に発生する。上述したバッテリの満充電判定中に放電が発生すると、満充電判定用のタイマーがリセットされ、再度、タイマーのカウントが最初から開始されることとなるため、満充電が確定されるまでの時間が延びてしまう。また、タイマー動作中に、周期的に放電が発生した場合、放電の度にタイマーがリセットされてしまい一定時間経過しない状態が続くため、いつまでも満充電が確定されない懸念がある。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたもので、バッテリの満充電を適切に検出する満充電検出装置、二次電池、電子機器、及び満充電検出方法を提供することを目的の一つとする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１態様に係る満充電検出装置は、二次電池への充電電流及び前記二次電池からの放電電流を検出する電流検出部と、定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になってからの累計時間であって、前記所定の閾値未満になった後に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を除いた前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する判定部と、を備える。

上記満充電検出装置において、定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて計時を開始し、充電電流が前記所定の閾値未満になっている時間を計時するとともに、計時中に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間は計時を中断する計時部、をさらに備え、前記判定部は、前記計時部により計時された前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定してもよい。

上記満充電検出装置において、前記計時部は、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて計時を開始してから前記規定時間に達するまでの間に、前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間は計時を中断し、放電電流から充電電流へ切り替わることに応じて計時を再開し、中断したときに計時されていた時間から継続して計時してもよい。

上記満充電検出装置において、定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて第１の計時を開始するとともに、前記第１の計時中に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を計時する第２の計時を行う計時部、をさらに備え、前記判定部は、前記計時部により前記第１の計時で計時された時間と前記第２の計時で計時された時間とに基づいて、前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定してもよい。

上記満充電検出装置において、前記判定部は、前記計時部により前記第１の計時で計時された時間が前記第２の計時で計時された時間を前記規定時間に加えた時間に達した場合、前記累計時間が規定時間に達したとして満充電であると判定してもよい。

上記満充電検出装置において、前記判定部は、前記計時部により前記第１の計時で計時された時間から前記第２の計時で計時された時間を除いた前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定してもよい。

上記満充電検出装置において、前記計時部は、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて計時を開始してから前記累計時間が前記規定時間に達するまでの間に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値以上になった場合、計時を中止してもよい。

また、本発明の第２態様に係る二次電池は、上記満充電検出装置を備える。

また、本発明の第３態様に係る電子機器は、上記二次電池を備える。

また、本発明の第４態様に係る、満充電検出装置における二次電池の満充電検出方法は、電流検出部が、前記二次電池への充電電流または二次電池からの放電電流を検出するステップと、判定部が、定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になってからの累計時間であって、前記所定の閾値未満になった後に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を除いた前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定するステップと、を有する。

本発明の上記態様によれば、バッテリの満充電を適切に検出することができる。

実施形態に係る電子機器の外観の一例を示す図。実施形態に係る電池の充電方式の説明図。実施形態に係る満充電判定の説明図。実施形態に係る電子機器の電源アーキテクチャの一例を示すブロック図。実施形態に係る満充電判定方法の詳細の説明図。実施形態に係る電子機器のハードウェアの構成例を示す概略ブロック図。実施形態に係る電池の構成の一例を示すブロック図。実施形態に係る満充電判定処理の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
まず、本実施形態に係る情報処理装置の概要について説明する。
図１は、本実施形態に係る電子機器の外観の一例を示す図である。図示する電子機器１０は、クラムシェル型（ノート型）のＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）である。なお、電子機器１０は、タブレット型のＰＣや、スマートフォン等であってもよい。電子機器１０は、内部に電池２０を備えている。また、電子機器１０には、ＡＣアダプタ３０が接続される。ＡＣアダプタ３０は、商用の交流（ＡＣ：ＡｌｔｅｒｎａｔｅＣｕｒｒｅｎｔ）電源を電子機器１０に入力する直流（ＤＣ：ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）電源に変換する。

電池２０は、電子機器１０に電力を供給するための二次電池であり、ＡＣアダプタ３０から充電を行うことで繰り返し使用することができる。例えば、電池２０は、リチウムイオンバッテリを例示することができる。なお、電池２０は、ＡＣアダプタ３０からの充電以外に、充電器からの充電が可能であってもよい。電子機器１０は、ＡＣアダプタ３０から供給される電力で動作することも、電池２０から供給される電力で動作することも可能である。

図２は、本実施形態に係る電池２０の充電方式の説明図である。この図では、横軸を時間ｔとして、充電中の電池２０の電池電圧Ｖと充電電流Ｉの変化の一例を示している。図示するように、充電初期は定電流充電（ＣＣ：ＣｏｎｓｔａｎｔＣｕｒｒｅｎｔ)、後半は定電圧充電（ＣＶ：ＣｏｎｓｔａｎｔＶｏｌｔａｇｅ)で充電が行われ、満充電判定を経て、満充電が確定する。例えば、電子機器１０には、電池電圧が予め設定された電圧に達するまでは定電流充電で充電が行われ、その後は定電圧充電へ移行する。定電圧充電では、充電が進むにつれて充電電流が徐々に減少し、満充電判定が行われる（Ａ）。（Ａ）の部分を拡大して図３に示す。

図３は、本実施形態に係る満充電判定の説明図である。満充電判定では、充電電流が所定の閾値未満の状態が規定時間以上継続したか否かで判定が行われ、規定時間以上継続したときに満充電が確定する。上記所定の閾値は、満充電と判定する充電電流の閾値として予め設定された値であり、以下では「満充電判定電流」と称する。例えば、定電圧充電において充電電流が満充電判定電流未満に至った場合に、タイマーのカウントを開始する。そして、充電電流が満充電判定電流未満である間はカウントを継続し、規定時間が経過した場合、満充電が確定する。

図４は、本実施形態に係る電子機器１０の電源アーキテクチャの一例を示すブロック図である。電子機器１０は、ＡＣアダプタ３０から供給される電力を、Ｃｈａｒｇｅｒ回路１１で電池２０の電池電圧付近まで低下させた状態でＤＣ／ＤＣコンバータ１２へ供給する。また、Ｃｈａｒｇｅｒ回路１１は、ＡＣアダプタ３０から供給される電力を電池２０へ供給して充電する。図２を参照して説明したように、充電初期は定電流充電、後半は定電圧充電で充電が行われる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１２は、ＡＣアダプタ３０から電力が供給されているときは、Ｃｈａｒｇｅｒ回路１１からの電力を規定の電圧に変換して、電子機器１０に備えられている各部へ供給する。電子機器１０の各部とは、例えば、不図示のＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、メモリ、通信デバイス、ディスプレイ、ＥＣ（ＥｍｂｅｄｄｅｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、各種センサなどである。以下では、これらのＤＣ／ＤＣコンバータ１２の出力先（電力の供給先）の各部を総称して「負荷」とも称する。

ＡＣアダプタ３０からＤＣ／ＤＣコンバータ１２へ電力が供給されているときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の負荷が増加すると、Ｃｈａｒｇｅｒ回路１１の出力電圧が電池２０の電池電圧未満まで下がることがある。その場合、電池２０から放電することで電圧を安定化させ、負荷の急変に対応している。例えば、電子機器１０は、ＡＣアダプタ３０から電力が供給されている状態でも、ＣＰＵの負荷変動やＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）のバックグラウンド動作等によって電池２０からの放電が不定期に発生する。この電池２０からの放電は、電池２０の満充電判定時にも発生する可能性がある。

本実施形態では、満充電判定中に電池２０から放電が発生しても、満充電判定用のタイマーをリセットせず、放電中（放電電流が検出されている時間）を除いたタイマーのカウントの累計時間で満充電判定を行う。例えば、放電中のみタイマーのカウントを中断（一時停止）する。そして、放電が終了し充電に移行すること応じてタイマーのカウントを再開し、タイマーのカウントの累計時間で満充電判定を行う。

図５は、本実施形態に係る満充電判定方法の詳細の説明図である。この図は、図３に示す満充電判定の詳細を示している。横軸が時間ｔ、縦軸が電池２０の充電電流（＋Ｉ）及び放電電流（－Ｉ）として電流波形を示している。時刻ｔ０において、充電電流が満充電判定電流未満となり、タイマーのカウントが開始される。このまま放電が発生しなければ、カウントされた時間が規定時間に達した時刻ｔ３で満充電と判定されるが、図示する例では、時刻ｔ１～ｔ２で放電が発生している。放電が発生している期間Ｔの間はタイマーのカウントを停止し、放電が終了し充電に切り替わった時刻ｔ２で、タイマーのカウントを再開する。放電中にタイマーのカウントを停止しため、カウントされた時間が規定時間に達するのは、時刻Ｔ３よりも期間Ｔ´だけ後の時刻ｔ４となる。期間Ｔ´の長さは、放電中にタイマーのカウントを停止していた期間Ｔの長さと等しくなる。よって、本実施形態では、満充電判定期間中に電池２０から放電が発生した場合、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの規定時間に対して放電の期間だけ延長された時刻ｔ４で満充電が確定することになる。

一方、従来は、満充電判定期間中に電池２０から放電が発生した場合、放電が終了し充電に切り替わった時刻ｔ２でタイマーがリセットされてしまい、０からカウントが開始されることになる。そのため、その後放電が発生しなかったとしても、満充電が確定するのは、時刻ｔ２から更に規定時間分がカウントされた後の時刻ｔ５となる。このように、従来は、満充電判定期間中に電池２０から放電が発生した場合、放電の後に再び規定時間分カウントしないと満充電が確定しない。よって、本実施形態では、満充電が確定するまでの期間が従来よりも短縮（時刻ｔ４～ｔ５までの期間が短縮）されることになる。これにより、電子機器１０は、電子機器１０の動作状態による充電時間の延長を最小限に留めることができる。また、電子機器１０は、電子機器１０の動作状態によって周期的に放電が発生したとしても、放電の度にタイマーがリセットされることがないため、充電が終らないというリスクを仕組み上回避できる。

（電子機器のハードウェア構成）
図６は、本実施形態に係る電子機器１０のハードウェアの構成例を示す概略ブロック図である。電子機器１０は、表示部１１０、撮像部１２０、入力デバイス１３０、通信部１４０、記憶部１５０、ＥＣ（ＥｍｂｅｄｄｅｄＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６０、システム処理部１７０、及び電源部１８０を含んで構成される。

表示部１１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）や有機ＥＬ(ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどを含んで構成されている。表示部１１０は、システム処理部１７０により実行されるシステム処理により生成された表示データに基づく画像を表示する。

撮像部１２０は、表示部１１０に対面する方向を撮像し、撮像した画像をシステム処理部１７０へ出力する。例えば、電子機器１０を使用するユーザが撮像部１２０の画角内に含まれるとき、撮像部１２０は、ユーザを撮像した画像をシステム処理部１７０へ出力する。なお、撮像部１２０は、赤外線カメラであってもよいし、通常のカメラであってもよい。赤外線カメラは、撮像素子として赤外線センサを備えるカメラである。通常のカメラは、撮像素子として可視光線を受光する可視光センサを備えるカメラである。

入力デバイス１３０は、ユーザの入力を受け付ける入力部であり、例えばキーボード１５１及びタッチパッド１５３を含んで構成されている。入力デバイス１３０は、キーボード１５１及びタッチパッド１５３に対する操作を受け付けることに応じて、操作内容を示す操作信号をＥＣ１６０へ出力する。

通信部１４０は、無線または有線による通信ネットワークを介して他の機器と通信可能に接続し、各種のデータの送信および受信を行う。例えば、通信部１４０は、イーサネット（登録商標）等の有線ＬＡＮインターフェースやＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線ＬＡＮインターフェース等の通信デバイスを含んで構成されている。なお、通信部１４０は、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）インターフェースやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェースを含んで構成されてもよい。

記憶部１５０は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＤｒｉｖｅ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体を含んで構成される。ＨＤＤまたはＳＳＤは、ＯＳ、デバイスドライバ、アプリケーションなどの各種のプログラムや、プログラムの動作により取得した各種のデータを記憶する。

ＥＣ１６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ロジック回路などを含んで構成されたマイクロコンピュータである。ＥＣ１６０のＣＰＵは、自部のＲＯＭに予め記憶した制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムを実行して、その機能を発揮する。例えば、ＥＣ１６０は、システム処理部１７０とは独立に動作し、システム処理部１７０の動作を制御し、その動作状態を管理する。また、ＥＣ１６０は、入力デバイス１３０と、電源部１８０とに接続されている。ＥＣ１６０は、ユーザの操作に応じて入力デバイス１３０に入力される操作情報に基づいて、操作に応じた指示情報を電源部３００、システム処理部１７０などへ送信する。また、ＥＣ１６０は、電源部１８０を介してＡＣアダプタ３０から電池２０へ充電中に、電池２０から満充電が確定したことを示す満充電フラグ情報を取得すると、充電の停止を指示する指示情報を電源部１８０へ送信する。

電源部１８０は、電子機器１０の各部の動作状態に応じて各部へ電力を供給するための電源系統を介して電力を供給する。電源部１８０は、図４に示すＣｈａｒｇｅｒ回路１１及びＤＣ／ＤＣコンバータ１２を備える。電源部１８０は、ＡＣアダプタ３０もしくは電池２０から供給される直流電力の電圧を、各部（負荷）で要求される規定の電圧に変換して各部へ供給する。また、電源部１８０は、ＡＣアダプタ３０から供給される電力を用いて電池２０を充電する。電源部１８０は、電池２０の充電中にＥＣ１６０から充電の停止を指示する指示情報を取得すると、電池２０の充電を停止させる。

システム処理部１７０は、ＣＰＵ１７１、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）１７２、メモリコントローラ１７３、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ－Ｏｕｔｐｕｔ）コントローラ１７４、及びシステムメモリ１７５を含んで構成され、オペレーティングシステム（ＯＳ：ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）によるシステム処理によって、ＯＳ上で各種のアプリケーションソフトウェアの処理が実行可能である。ＣＰＵ１７１とＧＰＵ１７２をプロセッサと総称することがある。

ＣＰＵ１７１は、ＥＣ１６０からの指示情報に基づいて、システムの動作状態を制御する。例えば、ＣＰＵ１７１は、システムの動作状態が待機状態であって、ユーザの操作に応じてＥＣ１６０から起動を指示する指示情報が入力された場合、待機状態から通常動作状態に遷移させる。例えば、動作状態がスリープ状態であるとき、電源部１８０から電力の供給を受け、かつＥＣ１６０から起動を指示する指示情報が入力されると、ＣＰＵ１７１は、起動処理を開始する。ＣＰＵ１７１は、起動処理において、システムメモリ１７５、記憶部１５０などの最小限のデバイスの検出と初期化を行う（プリブート）。ＣＰＵ１７１は、記憶部１５０からシステムファームウェアをシステムメモリ１７５にロードし、通信部１４０、表示部１１０などその他のデバイスの検出と初期化を行う（ポスト処理）。初期化には、初期パラメータの設定などの処理が含まれる。なお、スリープ状態から通常動作状態への遷移（レジューム）においては、ポスト処理の一部が省略されることがある。ＣＰＵ１７１は、起動処理が完了した後、ＯＳによるシステム処理の実行を開始する。

ＧＰＵ１７２は、表示部１１０に接続されている。ＧＰＵ１７２は、ＣＰＵ１７１の制御に基づいて画像処理を実行して表示データを生成する。ＧＰＵ１７２は、生成した表示データを表示部１１０に出力する。なお、ＣＰＵ１７１とＧＰＵ１７２は、一体化して１個のコアとして形成されてもよいし、個々のコアとして形成されたＣＰＵ１７１とＧＰＵ１７２の相互間で負荷が分担されてもよい。プロセッサの数は、１個に限られず、複数個であってもよい。

メモリコントローラ１７３は、ＣＰＵ１７１とＧＰＵ１７２によるシステムメモリ１７５、記憶部１５０などからのデータの読出し、書込みを制御する。
Ｉ／Ｏコントローラ１７４は、通信部１４０、表示部１１０およびＥＣ１６０からのデータの入出力を制御する。
システムメモリ１７５は、プロセッサの実行プログラムの読み込み領域ならびに処理データを書き込む作業領域として用いられる。

（電池２０の構成）
次に、電池２０の具体的な構成について説明する。
図７は、本実施形態に係る電池２０の構成の一例を示すブロック図である。電池２０は、制御部２１０と、電池セル２２０とを備えている。制御部２１０は、ＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）などを含んで構成されている。制御部２１０は、ＭＰＵが実行する処理の機能構成として、電流検出部２１１と、電圧検出部２１２と、計時部２１３と、判定部２１４と、通知部２１５とを備えている。

電流検出部２１１は、電池２０へ流れる電流及び電池２０から流れる電流を検出する。例えば、電池２０への充電電流（＋Ｉ）及び電池２０からの放電電流（－Ｉ）を測定して検出する。電圧検出部２１２は、電池２０の電池電圧（Ｖ）を測定し検出する。

計時部２１３は、タイマー回路を含んで構成され各種の時間をカウント（計時）する。例えば、計時部２１３は、定電圧充電中に、電池２０への充電電流が満充電判定電流未満になったことに応じてタイマーのカウントを開始し、充電電流が満充電判定電流未満になっている時間を計時する。また、計時部２１３はタイマーのカウント中（満充電判定期間中）に電池２０からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間は計時を中断する。具体的には、計時部２１３は、タイマーのカウントを開始してから規定時間に達するまでの間に、電池２０からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間は計時を中断（一時停止）し、放電電流から充電電流へ切り替わることに応じてカウントを再開し、中断したときにカウントされていた時間から継続してカウントする。判定部２１４は、計時部２１３によりカウントされた累計時間が規定時間に達した場合、電池２０が満充電であると判定する。即ち、満充電が確定する。

なお、計時部２１３は、タイマーのカウントを開始してから規定時間に達するまでの間に、電池２０への充電電流が満充電判定電流以上になった場合、カウントを中止し、タイマーをリセットする。これにより、満充電判定期間は終了し、次に充電電流が満充電判定電流以上になった場合に、新たに満充電判定期間が開始される。

通知部２１５は、判定部２１４により満充電と判定された場合、満充電が確定したことを示す満充電フラグ情報を出力する。例えば、通知部２１５は、電子機器１０が備えるＥＣなどに満充電フラグ情報を出力し、電池２０が満充電になったことを通知する。なお、満充電フラグ情報の出力先は、ＥＣに限定されるものではなく、電子機器１０のシステムに応じて任意の構成であってよい。

次に図８を参照して、制御部２１０が実行する満充電判定処理の動作について説明する。図８は、本実施形態に係る満充電判定処理の一例を示すフローチャートである。この満充電判定処理は、電池２０の充電開始に応じて開始される。

（ステップＳ１０１）制御部２１０は、タイマーをリセットし、ステップＳ１０３の処理へ進む。

（ステップＳ１０３）制御部２１０は、電池２０への充電電流（Ｉ）を測定し、ステップＳ１０５の処理へ進む。

（ステップＳ１０５）制御部２１０は、測定した充電電流（Ｉ）が満充電判定電流（Ｉｔｈ）未満であるか否かを判定する。制御部２１０は、充電電流（Ｉ）が満充電判定電流（Ｉｔｈ）以上であると判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。一方、制御部２１０は、充電電流（Ｉ）が満充電判定電流（Ｉｔｈ）未満であると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０７の処理に進み、満充電判定期間に入る。

（ステップＳ１０７）制御部２１０は、タイマーのカウントを開始する。そして、ステップＳ１０９の処理へ進む。

（ステップＳ１０９）制御部２１０は、充電電流（Ｉ）を測定し、ステップＳ１１１の処理へ進む。

（ステップＳ１１１）制御部２１０は、充電電流（Ｉ）の測定値の極性が反転していないか否か（即ち、放電電流が発生していないか否か）を判定する。制御部２１０は、放電電流が発生していると判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１３の処理へ進む。一方、制御部２１０は、放電電流が発生していないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１１５の処理へ進む。

（ステップＳ１１３）制御部２１０は、タイマーのカウントを中断（一時停止）する。そして、ステップＳ１０９の処理へ戻る。

（ステップＳ１１５）制御部２１０は、タイマーがカウントされた累計時間が規定時間に達したか否かを判定する。制御部２１０は、カウントされた累計時間が規定時間に達していないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１０５の処理へ戻る。そして、制御部２１０は、ステップＳ１０９で測定した充電電流（Ｉ）が満充電判定電流（Ｉｔｈ）未満であればタイマーのカウントを継続し、満充電判定電流（Ｉｔｈ）以上であればステップＳ１０１の処理に戻り、タイマーをリセットする（即ち、満充電判定期間を終了）。一方、制御部２１０は、カウントされた累計時間が規定時間に達したと判定した場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１７の処理へ進む。

制御部２１０は、充電電流（Ｉ）が満充電判定電流（Ｉｔｈ）未満となった累計時間が規定時間に達したことにより、電池２０が満充電であると判定する。即ち、満充電が確定する。

以上説明したように、本実施形態に係る電子機器１０が備える電池２０（二次電池の一例）は、制御部２１０（満充電検出装置の一例）を備えている。制御部２１０は、電池２０への充電電流及び電池２０からの放電電流を検出し、定電圧充電中に、電池２０への充電電流が満充電判定電流（所定の閾値の一例）未満になってからの累計時間であって、満充電判定電流未満になった後に電池２０からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を除いた上記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する。

例えば、制御部２１０は、定電圧充電中に、電池２０への充電電流が満充電判定電流（所定の閾値の一例）未満になったことに応じてタイマーのカウント（計時）を開始する。また、制御部２１０は、充電電流が満充電判定電流未満になっている時間をカウントするとともに、カウント中に電池２０からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間はカウントを中断する。そして、制御部２１０は、カウントした累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する。

これにより、電子機器１０は、満充電判定期間をタイマーでカウントしているときに電子機器１０の動作状態によって電池２０から放電が発生しても、その後に満充電判定期間をはじめからカウントしなおすことなくカウントの累計時間で満充電を判定するため、充電時間の延長を最小限に留めることができる。また、電子機器１０は、電子機器１０の動作状態によって周期的に放電が発生したとしても、放電の度に満充電判定期間をはじめからカウントしなおすことがないため、充電が終らないというリスクを仕組み上回避できる。よって、本実施形態によれば、バッテリの満充電を適切に検出することができる。

例えば、制御部２１０は、充電電流が満充電判定電流未満になったことに応じてタイマーのカウントを開始してから規定時間に達するまでの間に、電池２０からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間はカウントを中断する。そして、制御部２１０は、放電電流から充電電流へ切り替わることに応じてカウントを再開し、中断したときにカウントされていた時間から継続してカウントする。

これにより、電子機器１０は、満充電判定期間をタイマーでカウントしているときに電子機器１０の動作状態によって電池２０から放電が発生してもタイマーをリセットしないため、充電時間の延長を最小限に留めることができる。また、電子機器１０は、電子機器１０の動作状態によって周期的に放電が発生したとしても、放電の度にタイマーがリセットされることがないため、充電が終らないというリスクを仕組み上回避できる。よって、本実施形態によれば、バッテリの満充電を適切に検出することができる。

なお、電子機器１０は、充電電流が満充電判定電流未満になったことに応じてカウントするタイマーとは別に、放電電流が検出されている時間をカウントするタイマーを設けることで、放電電流が検出されたときに満充電判定期間をカウントするタイマーのカウントを中断せずに、満充電判定期間のカウントの累計時間を算出してもよい。例えば、電子機器１０は、定電圧充電中に、電池２０への充電電流が満充電判定電流未満になったことに応じて第１のタイマーによるカウントを開始するとともに、第１のタイマーによる計時中に電池２０からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を第２のタイマーによりカウントしてもよい。そして、電子機器１０は、第１のタイマーでカウントされた時間と第２のタイマーでカウントされた時間とに基づいて、満充電判定期間のカウントの累計時間を算出してもよい。具体的には、電子機器１０は、第１のタイマーでカウントされた時間から第２のタイマーでカウントされた時間を除くことにより満充電判定期間のカウントの累計時間を算出してもよい。そして、電子機器１０は、算出した累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する。なお、電子機器１０は、第１のタイマーでカウントされた時間が、第２のタイマーでカウントされた時間を上記規定時間に加えた時間に達した場合、満充電判定期間のカウントの累計時間が規定時間に達したとして満充電であると判定してもよい。

これにより、電子機器１０は、満充電判定期間をタイマーでカウントしているときに電子機器１０の動作状態によって電池２０から放電が発生しても、その後に満充電判定期間をはじめからカウントしなおすことなく満充電を判定するため、充電時間の延長を最小限に留めることができる。また、電子機器１０は、電子機器１０の動作状態によって周期的に放電が発生したとしても、放電の度に満充電判定期間をはじめからカウントしなおすことがないため、充電が終らないというリスクを仕組み上回避できる。よって、本実施形態によれば、バッテリの満充電を適切に検出することができる。

また、制御部２１０は、充電電流が満充電判定電流未満になったことに応じてタイマーのカウントを開始してから規定時間に達するまでの間に、電池２０への充電電流が満充電判定電流以上になった場合、カウントを中止する。そして、制御部２１０は、タイマーをリセットする。

これにより、電子機器１０は、一旦、充電電流が満充電判定電流未満になったことに応じてタイマーのカウントを開始しても、電子機器１０の動作状態によって放電が繰り返し発生したことなどにより充電電流が満充電判定電流以上になった場合にはカウントを中止してタイマーをリセットするため、誤って満充電と検出してしまわないようにすることができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。例えば、上記の各実施形態で説明した構成は、任意に組み合わせてもよい。

なお、上述した制御部２１０は、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した制御部２１０のそれぞれが備える各構成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上述した制御部２１０のそれぞれが備える各構成における処理を行ってもよい。ここで、「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」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。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、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。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。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。

また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部又は外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に制御部２１０が備える各構成で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された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（ＲＡＭ）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、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムに既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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

また、上述した実施形態における制御部２１０が備える各機能の一部、または全部を、ＬＳＩ（ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現してもよい。各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。

また、上述した実施形態では、電子機器１０が、クラムシェル型のＰＣ（或いは、タブレット型のＰＣやスマートフォン）などの例を説明したが、二次電池を充電する機能を有する機器であれば、ＰＣやスマートフォンに限られるものではない。例えば、電子機器１０は、携帯電話、ゲーム機、掃除機、ドローン、電動自動車、ハイブリッド自動車、充電器などであってもよい。

１０電子機器、２０電池、１１０表示部、１２０撮像部、１３０入力デバイス、１４０通信部、１５０記憶部、１６０ＥＣ、１７０システム処理部、１７１ＣＰＵ、１７２ＧＰＵ、１７３メモリコントローラ、１７４Ｉ／Ｏコントローラ、１７５システムメモリ、１８０電源部、２１０制御部、２１１電流検出部、２１２電圧検出部、２１３計時部、２１４判定部、２１５通知部、２２０電池セル

Claims

二次電池への充電電流及び前記二次電池からの放電電流を検出する電流検出部と、
定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になってからの累計時間であって、前記所定の閾値未満になった後に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を除いた前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する判定部と、
を備える満充電検出装置。
定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて計時を開始し、充電電流が前記所定の閾値未満になっている時間を計時するとともに、計時中に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間は計時を中断する計時部、をさらに備え、
前記判定部は、
前記計時部により計時された前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する
請求項１に記載の満充電検出装置。
前記計時部は、
前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて計時を開始してから前記規定時間に達するまでの間に、前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている間は計時を中断し、放電電流から充電電流へ切り替わることに応じて計時を再開し、中断したときに計時されていた時間から継続して計時する、
請求項２に記載の満充電検出装置。
定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて第１の計時を開始するとともに、前記第１の計時中に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を計時する第２の計時を行う計時部、をさらに備え、
前記判定部は、
前記計時部により前記第１の計時で計時された時間と前記第２の計時で計時された時間とに基づいて、前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する、
請求項１に記載の満充電検出装置。
前記判定部は、
前記計時部により前記第１の計時で計時された時間が前記第２の計時で計時された時間を前記規定時間に加えた時間に達した場合、前記累計時間が規定時間に達したとして満充電であると判定する、
請求項４に記載の満充電検出装置。
前記判定部は、
前記計時部により前記第１の計時で計時された時間から前記第２の計時で計時された時間を除いた前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定する、
請求項４に記載の満充電検出装置。
前記計時部は、
前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になったことに応じて計時を開始してから前記累計時間が前記規定時間に達するまでの間に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値以上になった場合、計時を中止する、
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の満充電検出装置。
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の満充電検出装置、
を備える二次電池。
請求項８に記載の二次電池、
を備える電子機器。
満充電検出装置における二次電池の満充電検出方法であって、
電流検出部が、前記二次電池への充電電流または二次電池からの放電電流を検出するステップと、
判定部が、定電圧充電中に、前記二次電池への充電電流が所定の閾値未満になってからの累計時間であって、前記所定の閾値未満になった後に前記二次電池からの放電電流が検出された場合には放電電流が検出されている時間を除いた前記累計時間が規定時間に達した場合、満充電であると判定するステップと、
を有する満充電検出方法。