JPH01127982A - 電池容量表示回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、複数回の充放電が可能な二次電池の現在容
量を表示する回路に関する。

［従来の技術］ 従来この種の表示回路は、電池容量が充放電時間に比例
してほぼ直線的に増減することに着目し、カウンタを一
定スピードでアップまたはダウンカウントさせ、該カウ
ント値に対応した表示をすることにより、電池容量の変
化を相対表示するものが一般的であった。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、上記の如く電池容量を充放電時間のみを
基準とした相対表示をさせる限り、長期に亘って充放電
を繰り返す間に誤差が累積することは避けられない。

かかる不都合に対し、充放電時に二次電池の端子電圧が
設定値に達すると、表示値を一旦強制的に絶対補正する
ことも可能であるが、単に表示のみを補正しただけでは
、カウント値に連続性がなくなり表示が不自然となると
ともに、表示回路それ自体の構成も複雑となる問題があ
った。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであって、比
較的簡単な回路構成で、しかも操作者に違和感を抱かせ
ない充放電時の容量表示が行える表示回路を提供するこ
とを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段コ 第１図（ａ）は本発明にががる電池容量表示回路の基本
的な構成を示すブロック図であって、二次電池６の容量
のｔ′ｗ減割合に対応したパルスレートでカウント信号
を発生するタイマー手段と、タイマー手段からカウント
信号が入力される毎にカウンタ値を加算または減算し、
予め設定した値ｎをカウントし終える毎にＯまたはｎに
初期設定すると同時に表示信号を発生するカウント手段
と、カウント手段から表示信号が入力される毎に表示容
量を１段階づつ増加または減少させて、電池容量に対応
した表示を行なう表示手段と、二次電池６の端子電圧が
所定の上限電圧ＶＨを越えると検出信号を発生する検出
手段とを備えている。

更に、検出手段が検出する上限電圧ＶＨを、第１図（ｂ
）の如く、満充電時刻ｔｃ専殻から所定時間Ｔ前の電圧
に設定する一方、検出手段がこの上限電圧Ｖ）ｌを検出
するのと連動して、表示手段の表示を満充電状態の１段
階前に設定するとともに、カウント手段のカウンタ値を
初期設定する。更にまた、タイマー手段がら発生される
カウント信号のパルスレートを、検出信号が発生された
時刻ｔｇがら満充電に達する時刻ｔｃまでの時間Ｔでカ
ウンタ手段がちょうど設定値ｎをカウントし終える値に
設定する様に構成している。

「作用」 上記構成により、時刻Ｔ＾に二次電池６の充電を開始す
ると、タイマー手段により一定のパルスレーＦで信号が
連続してカウント手段に送られる。

カウント手段は、カウント値がｎになる毎に充電時の初
期値であるゼロにセットすると共に、表示手段の表示を
１段づつあげ、表示手段の表示位置とカウンタ手段のカ
ウント値とで、二次電池６の容量を連続的に特定してい
く。

ここで時刻ｔ８に検出手段において、二次電池６の端子
電圧が上限電圧Ｖｇに遠したことを検出手段が検出した
とすると、カウント手段のカウント値をゼロに初期設定
すると共に、表示手段における表示を満充電時の１段前
の例えば８０％表示を行なって、電池容量表示値を絶対
補正する。更に、タイマー手段から送出される信号のパ
ルスレートが、時刻ｔ８から時間Ｔ後の時刻ｔｃに、カ
ウント手段におけるカウント値がｎとなる様に設定され
る。

従って、満充電状態に至るまでの表示手段における２０
〜８０％の各表示容量間の値が全て、カウント手段のカ
ウント値ｎに対応し、例えば満充電状態に達する時刻ｔ
ｃに充電から放電に移った場合、上限電圧Ｖｗによる絶
対補正前と同様に減算処理して行くだけで、各段階毎の
表示１７；？　ｍｌが一定に維持され、所定の電池容量
表示がなされるのである。

［実施例］ 以下本発明を電気かみそりに実施した一例に基づいて説
明するがこれに限らず、各種小型電気機器に於いて略同
様に実施できることは勿論である。

本発明を実施する電気がみそ’７１は、！＠２図に示す
如く、外刃２を本体ケース３の上部に着脱自在に取り付
けるとともに、該外刃２の内側に内刃４を摺動自在に配
設する。′ｇ！に本体ケース３の内部には、前記内刃４
を往復駆動するモータ５と、該モータ５に回転駆動電力
を供給する二次電池６と、該二次電池６に対する充電制
御あるいはモータの回転１ｌＩＩＪ９４１等の各種ｍ＋
Ｊ　１ｌＪＩＪを行わせる電子回路７を収納する。また
本体ケース３の正面中央に、モータ５への通電時期を規
制するスライド式スイッチ８のノブ９を備え、更にスイ
ッチノブ９の下方に、モータの回転制御が可能な状態か
否かを表示する２つの発光ダイオードからなる回転制御
表示器１０と、二次電池６の充放電状態に対応した表示
を行なう６つの発光ダイオードからなる電池容量表示器
１１とを配設している。更に本体ケース３の下部には、
先端に？ｌｔｑプラグ１２を設けた電源コード１３を挿
脱自在に備え、二次電池６の充電に加え、商用交流電源
によるモータの直接駆動を可能としている。

第３図は、上記した本体ケース３に内蔵する電子回路７
全体の概略を示すブロック図であって、商用交流電源１
４から供給される１００〜２４０Ｖの交流電圧を所定の
充電電圧に変換するインバータ回路１５と、電子回路全
体に電力を供給する電源部１６と、モータ５の回転状態
を制御する回転制御部１７と、電気かみそり１の動作状
態を常時検出する検出部１８と、検出部１８から取り出
される各種検出信号に基づいて、インバータ回路１５の
出力制御と二次電池６の現在容量の表示制御を行なう中
央制御部１９と、検出部１８あるいは中央制御部１９か
らの制御信号入力でインバータ回路１５の発振を強制的
に停止する出力制御部２０とから構成される。

電源部１６は、複数回の充放電が可能なニッケル・カド
ミュウム電池等の二次電池６を備えた主電源２１と、イ
ンバータ回路１５がらの出力電圧を整流平滑した補助電
源２２とがら成り、モータ５および電子回路７へ電力供
給を行なう。

モータ５はスイッチ８を介して主電源２１側から電力が
供給されるとともに、回転検出回路２３および回転制御
回路２４を備えた回転制御部１７の働きで、電池電圧の
変動あるいはモータ５に対する荷ｆ［負荷の軽重にがが
わらず略一定のモー々回転速度を維持出来るようにして
いる。

中央制御部１９は、ＲＡＭ２５あるいはＲＯＭ２６など
の各種周辺回路を一体に構成した、所謂「１チツプタイ
プのマイクロプロセッサ」が使用され、クロック信号の
入力と同期して動作するものであって、中央処理装置２
７と■／○装置２８間を各種バス２９を介して接続し、
検出部１８がら出力される検出情報を、Ｉ１０装置２８
上の入力ポートを介して取り込み可能とするとともに、
かかる情報を制御データとし、ＲＯＭ２６内に記憶した
プログラムに従った制御動作を行い、出力ボートからイ
ンバータ回路１５および表示ｃＦ１０・１１に向は制御
信号を出力する。

検出部１８は、交流入力検出回路３０でインバータ回路
１５に商用交流電源１４が接続されているか否かを、モ
ータ給電検出回路３１でモータ駆動用のスイッチ８がオ
ン操作されているか否かを各々検知し、電気かみそり１
の動作モード決定の為の基本情報とする。更に二次出力
検出回路３２で補助電源２２からの出力電圧Ｖｓを検知
し、該電圧Ｖｓを一定に維持する様にインバータ回路１
５を制御することにより、使用する商用電源電圧の１０
０〜２４０Ｖの間での違いにもかかわらず、インバータ
回路１５からの出力を略一定に維持可能とする。また回
転異常検出回路３３で、モータ５に通電されたにもかか
わらすモータ５がロックされたままの状態を検知し、か
かる場合にはインバータ回路１５を強制的に停止して、
インバータ回路１５の温度上昇による破損を防止してい
る。更に負荷量検出回路３４で、モータ５における消費
電流の大小を検知し、モータ駆動時における電池容量表
示を相対補正する一方、上限電圧検出回路３５および下
限型圧検出回Ｘ！６３６で充放電時に二次電池６の端子
電圧ＶＭが上下限ｒ直に達したことを検知し、かかる検
知で電池容量表示器１１の表示値を絶対補正する様にし
ている。

なお、二次出力検出回路３２および回転異常検出回路３
３は、その検出信号を出力制御部２０に制御信号Ｓ１・
Ｓ２として入力し、インバータ回路１５を直接制御する
様にしているが、中央制御部１９に対する検出信号とし
、該制御部１９を介してインバータ回路１５を間接的に
出力制御を行なわせることも可能である。

以下第４図ないし第６図で示す電気回路図に基づき、第
３図の構成を更に具体的に説明する。

（インバータ回路） インバータ回路１５は第４図に示す如く、ダイオードブ
リッジ３７及びフィルタ３８を備えた整流回路３９を入
力側に備え、本体ケース３に対して着脱自在な電源プラ
グ１２を介して入力した商用交流電源１４を整流回路３
９で全波整流した後、温度ヒユーズ４０を通じてインバ
ータ回路１５に印加する。

インバータ回路１５は、出力トランジスタ４１のコレク
タ側に、−次コイル４２と該−次コイル４２の両端に接
続されてトランジスタ４１のオフ時に発生する衝撃電圧
を吸収する衝撃吸収部４３とを介装すると共に、ベース
とエミッタ間に帰還部４４を備える。更に一次コイル４
２と同−鉄・じ・上に、帰還コイル４５、出力コイル４
６及び三次コイル４７を巻いている。

帰還部４４は、帰還コイル４５の一端を出力！・ランジ
スタ４１のベース端に繋ぎ、帰還コイル４５の他端と出
力トランジスタ４１のエミッタ間にコンデンサ４８を接
続するとともに、出力トランジスタ４１のエミッタ・ベ
ース間に逆方向にダイオード４９を接続し、エミッタ端
を抵抗５０を介して二次電池６のプラス側に接続してい
る。更に帰還コイル４５とコンデンサ４８の接続点には
、整流回路３９からの出力電圧を抵抗５１・５２で分圧
した電圧を抵抗５３を介して印加可能としている。

上記構成により、インバータ回路１５への電圧印加と同
時に抵抗５２の両端に電圧が発生し、かかる電圧により
コンデンサ４８の充電が開始される。コンデンサ４８の
両端電圧が上昇して出力トランジスタ４１のターンオン
電圧付近に達すると、該トランジスタ４１のコレクタ端
に接続された一次コイル４２に電流が流れはじめ、かか
る電流の増加により帰還コイル４５に電圧が発生する。

この電圧がトランジスタ４１のベース・エミッタ間を通
じて流れ、トランジスタ４１をオンすると同時にコンデ
ンサ４８を上記と逆方向に急速に充電する。ここで、−
次電流が安定化して帰還コイル４５０両端電圧が減少す
ると、コンデンサ４８の充電電圧によりダイオード４９
を通じて上記とは逆方向に電流が流れ、ダイオード４９
０両端電圧が阻止電圧となって出力トランジスタ４１を
急激にオフする。出力トランジスタ４１のオフ後は、帰
還コイル４５から出力される電圧およびダイオード５４
で選択的にベース端に繋がれた抵抗５５によりコンデン
サ４８を急速に放電させたあと、抵抗５２の両端電圧が
再度抵抗５３を通じてコンデンサ４８に印加され、コン
デンサ４８を正方向に充電して、上記オンオフ動作を揉
り返す。

上記したインバータ回路１５における一連の動作中、出
力トランジスタ４１のオン時に一次コイル４２側に蓄え
られたエネルギーは、出力トランジスタ４１のオフ期間
に電源部１６から選択的に取り出される。

（電源部） 電源部１６は、主電源２１と補助電源２２とからなる。

主１ｔ４２１は、出力コイル４６の出力端に整流用ダイ
オード５６と二次電池６を接続したものであって、イン
バータ回路１５の停止時には二次電池６から、インバー
タ回路１５が動作中はそれに出力コイル４６からの出力
を加えて電圧ＶＭが取り出され、電子回路７を常時動作
可能状態にする。

一方、補助電源２２は三次コイル４７の出力側に整流用
ダイオード５７と大容Ｊ１の平滑用コンデンサ５８を接
続したものであって　インバータ回路１５の動作時にの
み補助電圧Ｖｓが出力され、専らインバータ回路制御用
の回路に駆動電力を供給する。

なお、三次コイル４７を前記した出力コイル４６より巻
数が数倍大きく設定することにより出力コイル４６側よ
り大きな電圧を出力可能とし、従って補助電源２２から
は、インバータ回路１５の動作中であるが該インバータ
回路１５に制御が十分にかかっているためにインバータ
回路１５からの出力が低下している場合に於いても、各
種回路の駆動及び制御が行なえる必要十分な大きさの補
助電圧Ｖｓが取り出せる様にしている。

（高力制御部） 出力制御部２０は、インバータ回路１５を構成する出力
トランジスタ４１のベース端とスイッチング用のトラン
ジスタ５９のコレクタ端をダイオード６０を介して接続
するとともに、エミッタ端を接地したものであって、二
次出力検出回路３２、回転異常検出回路３３あるいは中
央制御部１９の何れか１つから、Ｈｉｇｈ状態の制御信
号Ｓ１・Ｓ２・Ｓ３がＯＲ回路６１を介してトランジス
タ５つのベース端へ入力されるのと同時にオンし、イン
バータ回路１５の出力トランジスタ４１０ベース端をア
ースしてインバータ回路１５の発振動作を強制的に停止
する。

（回転制御部） 回転制御部１７は第５図に示す如く、常時は動作を停止
しているが、スイッチ接点８ａのオン動作と連動して作
動するものであって、モータ５の回転軸の動きを検出す
る回転検出回路２３と、検出した回転速度に対応してモ
ータ印加電圧を制御し、モータ回転速度を略一定にする
回転制御回路２４とからなる。

回転検出回路２３は、モータ回転軸の動きを、発光ダイ
オード及びフォトトランジスタとからなるフォトインタ
ラプタ６２を用いて検出し、モータ５の回転速度に対応
した周波数の信号を発生する。この信号は更にフィルタ
回路６３に入力され、モータの回転周期に対応した周波
数成分の交流信号のみが選択的に波形整形回路６４に送
られる。

波形整形回路６４は、比較器６５のマイナス側入力端子
にフィルタ回路６３からの出力信号を入力する一方、プ
ラス側端子には二次電池電圧ｖ１１を抵抗６６・６７で
分圧した基準電圧を印加し、更に出力端には、抵抗６８
を介して二次電池６側に繋がれたダイオード６９を接続
するとともに抵抗７０で正帰還がかけられており、ダイ
オード６９の両端からは、該ダイオード６９の順方向電
圧でピーク値が規制された矩形波状の検出信号が、回転
制御回路２４に向は出力される。

回転制御回路２４は、モータ５の回転速度に対応した周
波数の入力信号を、Ｄ−Ａ変換器７１で周波数に対応し
た大きさの検出信号に変換した後。

比較器７２で基準電圧と比較し、両者の間にずれが発生
すると、ずれの値に対応した制御信号をモータ制御回路
７３に送る。該制御回路７３はダーリントン接続された
トランジスタ７４であって、モータ５への通電回路中に
介装されており、制御信号によりトランジスタ７４のベ
ース電圧を変化し、トランジスタ７４のコレクタ・エミ
ッタ間における降下電圧値を制御してモータ５への印加
電圧を増減し、モータ５に加わる荷重負荷の大小あるい
は二次電池６の端子電圧ｖ１１の高低にかかわらず、略
一定の回転速度を維持する回転速度制御が行われる。

（検出部） 交流入力検出回路３０は、第４図に示す如く、整流回路
３９の出力側にインバータ回路１５と並列に接続され、
電源プラグ１２がコンセントに挿入されて電気かみそり
ｌが商用交流電源１４の使用モードになっているか否か
を検出するものであって、常時は中央制御部１９の出力
ボートに繋がれたトランジスタ１２１を介して主電源２
１からＨｉｇｈ＠圧が印加されているが、ＡＣ電源が入
力されると整流回路３９から出力される全波整流電圧を
抵抗７５・７６で分圧し、交流入力時に抵抗７６の両端
に発生する電圧でトランジスタ７７をオンして接地する
ことにより、中央制御部１９にＬＯ賛状態の検出信号Ｓ
ｏを送る。

二次出力検出回路３２は、第４図に示す如く、補助型′
ＴｌＸ２２の出力側に接続されるものであって、補助電
源２２の出力電圧Ｖｓを抵抗７８・７９で分圧すること
により、インバータ回路１５から二次電池６へ向けて出
力されるパルス状の充電電圧の平均値の増減に比例して
変化する値の検出電圧を取り出す、更に、かかる電圧と
ダイオード８０の順方向電圧を利用した基準電圧との大
小をＯＰアンプを用いた比較器８１で比較し、検出電圧
が基準電圧を上廻った時に比較器８１から出力制御部２
０に制御信号Ｓ１を送り、インバータ回路１５の発振を
間欠的に停止することにより、商用交流電源１４の電圧
値が１００〜２４０ｖの範囲内であれば、インバータ回
路１５から二次電池６側に向は出力される電力量が略一
定となる様に、インバータ回路１５の出力制御を行なう
。

なお、インバータ回路１５を作動させたままモータ５を
駆動した時、上記した検出電圧が低下するのに対し、基
準電圧は略一定の値を維持する。

そこで、モータ５に通電するスイッチ接点８ａをオンし
てモータ５を駆動すると同時に検出電圧発生用の並列抵
抗８２をスイッチ接点８ｂでオフし、検出電圧を上昇さ
せて検出電圧値の補正を行ない、インバータ回路１５に
おける負荷電流の大小にかかわらずインバータ回路１５
からの出力電力を略一定に維持可能とする。渡な、検出
電圧発生用の抵抗７９と並列にコンデンサ８３を繋いで
ピーク電圧を抑え、制御がかかりはじめる時期を遅らせ
て、制御誤差を可及的に小さくしている。更に、基準電
圧発生用のダイオード８０と直列にサーミスタ８４を繋
ぎ、回路温度の上昇に対応してダイオード８０に流れる
電流を微調整し、基準電圧の安定化を図っている。

回転異常検出回路３３は、第５図に示す如く回転検出回
路２３の出力側に接続されて、インバータ回路１５が作
動中で且っモータスイッチ８がオンされてモータ５に通
電されているにもがかわらず、例えば二次電池６の容量
不足のためにモータ５が起動不良に陥った場合に、出力
制御部２０に制御信号Ｓ２を送ってインバータ回路１５
を強制的に停止し、インバータ回路１５からモータ５に
過大な電流が流れるのを防止する。すなわち、主電源２
１の出力電圧ＶＭをスイッチ接点８ａを介してトランジ
スタ８５のコレクタ・エミッタ間に接続するとともに、
回転検出器ｊ８２３からの出力信号をベース端に印加す
ることにより、モータ５の回転に対応して二次電池電圧
ＶＭをトランジスタ８５で断続し、コレクタ端に矩形波
状信号を取り出す。

この信号を更に愁流回路８６で平滑してトランジスタ８
７のオン電圧とする一方、補助電源２２からの出力電圧
Ｖｓを出力制御部２０に印加しておき、トランジスタ８
７０オン時に出力制御部２０の入力端をトランジスタ８
７で接地可能とする。かかる構成により、インバータ回
路１５が作動していない間は補助電源２２からの出力電
圧Ｖｓがなく、他方モータ５が正常回転中は、トランジ
スタ８７がオンして何れも出力制御部２０に対する制御
信号Ｓ２の入力はないから、インバータ回路１５は通常
の動作を続ける。しかし、インバータ回路１５が作動中
にもかかわらずモータ５の回転がロックされた場合、補
助電源２２から、の出力電圧Ｖｓが低下して、二次出力
検出回路３２はインバータ回路１５からの出力を増加す
る方向に制御が働き、モータ５にインバータ回路１５か
ら大電流が流れようとするが、トランジスタ８７がオフ
して補助電源２２からの出力電圧Ｖｓを出力制御部２０
に制御信号Ｓ２として印加し、インバータ回路１５を強
制的に停止してインバータ回路１５が過貝荷により破損
するのを未然に防止する。

負荷量検出回路３４は、モータ制御回路７３のトランジ
スタ７４のベース電圧が、モータ５に加わる荷重負荷の
大小に対応して増減するのを利用して、モータ５に於け
る消費電力量を大／１％　２段階に検出せんとするもの
であって、第５図に示す如く、ベース電圧を抵抗８９・
９０で分圧した値と二次電池電圧ＶＮを抵抗９１・９２
で分圧した値とをＯＰアンプを用いた比較器８８で比較
し、両者の大小に対応した旧ｇｈまたはＬｏｗの検出信
号Ｓｃを中央ｒｒ１１卯部Ｉ９に送る。

上限電圧検出回路３５は、第６図に示す如く、主電源２
１と並列に分圧用の抵抗９３・９４を接続し、二次電池
６の端子電圧Ｖ１１の変化に比例した値の検出電圧を抵
抗９４の両端から取り出す、抵抗９４には補助電源２２
からの出力電圧Ｖｓでオンするトランジスタ９５が直列
に接続されており、インバータ回路１５が動作中にのみ
該トランジスタ９５はオンして検出電圧を出力させて省
電力を図るとともに、インバータ回路１５の動作時期に
対応した検出信号を出力する様にしている。検出電圧は
更に、ＯＰアンプを用いた比較器９６においてダイオー
ド９７で形成した基準電圧と比較され、二次電池６の端
子電圧が、予め設定しておいた上限電圧を越えて満充電
状態が近付いたことが検出されると出力端がＬｏｗがら
Ｈｉ　ｇｈに反転し、中央制御部１９の入力ポートに接
続したトランジスタ９８に信号を送り、該トランジスタ
９８をオンして入力ポートを接地して検出信号Ｓ１．Ｉ
を送り、二次電池６が上限電圧に達したことを中央制御
部１９に知らせる。

下限電圧検出回路３６は、スイッチ接点８ｃのオン動作
とｉ！繋してモータ駆動期間中にのみ作動するものであ
って、二次電池６の端子電圧Ｖｒ＋を抵抗９９・１００
で分圧して検出電圧を取り出し、ダイオード１０１によ
る基準電圧と比較器１０２で比較して通常はＨｉｇｈ状
態の検出信号を出力しているが、電圧が予め設定した下
限電圧を下刈るとＬｏｗに変化し、中央制御部１９に検
出信号ＳＬを送って、二次電池６の端子電圧Ｖ＋＋が下
＠電圧を丁廻ったことを知らせる。

なお、放電時に二次電池６の周囲温度が上昇すると二次
電池６がらのみがけの出力電圧が低下し、検出電圧と基
準電圧も下がるが、検出電圧が出力電圧に比例して低下
するのに対して、基準電圧は指数関数的に低下する。そ
こで、必要以上に低下する傾向にある基準電圧発生用の
ダイオード１０１と直列にサーミスタ１０３を接続し、
温度上昇時におけるダイオード１０１及びサーミスタ１
０３での各々の分割電圧割合を温度上昇前と同じ傾向に
なるようにするとともに、ダイオード１０３に流れる電
流を増加し、基準電圧それ自体の値を補正する様にして
いる。

モータ給電検出回路３１は、スイッチノブ９の操作状況
を中央制御部１９に知らせるものであって、本実施例で
は第６図に示す如く、主電源２１からの出力電圧ＶＮを
下限電圧検出回路３６のサーミスタ１０３およびダイオ
ード１０１を通じて中央制御部１９の入力ボートに常に
印加しておき、スイッチノブ９の操作時にスイッチ接点
８ｃで入力ボートを接地することにより、該ポートにＨ
ｉｇｈからＬｏｗに変化する検出信号Ｓ９を送り、モー
タ５への通電時期を中央制御部１９に知らせる。

（中央制御部） 第７図は、第３図に示す中央制御部１９のＲＯＭ２６内
に記憶されたプログラムによる制御手順の概略を示す流
れ図であり、第８図はそのプログラムによる制御時に、
内部レジスタあるいはＲＡＭ２５上に擬似的に構成され
るカウンタの対応関係を示す説明図であって、以下両図
を用いて、中央制御部１９の構成を説明する。

中央制御部１９は、第８図に示す如く基本的な回路構成
は単一で、電気がみそり１の使用モードおよび該モード
中の検出条件が変わる毎に、カウンタのカウント値を変
更するなどして設定をし直し、回路構成をモード毎およ
び各モード中の検出条件毎に実質的に変更可能とするこ
とにより、同一回路を用いて相異なる複数モードの制９
１Ｊ処理が行えるようにしたものであって、１５　ｍ５
ｅｃタイマー１０４から約１５ｍ秒毎に出力される信号
をトリガーとし、第３図に示すＩ１０装置２８の各ボー
トから検出信号を中央処理装置２７へ読み込み、検出信
号の値から現在の使用モードを判断し、カウンタ値の初
期設定など所定のモード処理を行なった後、カウンタの
積算など一連の処理を行なう。

すなわち、１５ＥＩＳタイマー１０４の出力端は１秒カ
ウンタ１０５につながれ、該カウンター１０５がカウン
トオーバーして１秒経過する毎にモードカウンタ１０６
に信号を送る。

モードカウンタ１０６は、二次電池６の充電・モータ５
の交流駆動および電池駆動の各モードで使用する第１お
よび第２カウンタ１０７・１０８と、待機モードで使用
する待機モードカウンタ１０９とから構成され、モード
が変更される毎にカウンタ値を設定し直すとともに、各
モード中では、検出条件に対応して第１および第２モー
ドカウンタ１０７・１０８を使い分けることにより、使
用モードに対応した増加または減少率で電池容量の積算
計算をすることを可能とする。すなわち、１５ｍ秒毎に
行なわれる一連のステップ処理中は、検出条件で一義的
に決まる１つのモードカウンタのみがアクティブとなり
、該当のカウンタをカウントダウン処理し、更にカウン
ト処理をしたモードカウンタ１０６が所定値をカウント
し終えてゼロになると、続くメインカウンタ１１０に信
号を送るとともに、該当モードの初期カウンタ値を再度
設定する。

メインカウンタ１１０は１２８進のアップダウンカウン
タであって、モード変更時においてもカウント値をその
まま保存するとともに、充電モード時にはカウント値を
アップカウント処理し、その他のモード時にはダウンカ
ウント処理することにより、続く表示カウンタ１１１の
値とメインカウンタ１１０のカウント値とで、現在の電
池容量を特定し、モード変更にかかわらず、電池容量表
示ｓ１１における表示動作に連続性をもたせる様にして
いる。かかるメインカウンタ１１０が所定数をカウント
するごとに、表示カウンタ１１１ヘアツブまたはダウン
信号を送り、表示カウンタ１１１の値を変更する。

表示カウンタ１１１は４ビツトのシフトンジスタと略等
価な構成であって、各ビットに対応させて１００〜４０
％表示用の緑色の発光ダイオード１１ａ〜ｌｉｄを接続
するとともに、メインカウンタ１１０から信号が入力さ
れる毎にビットシフトさせることにより点灯する発光ダ
イオード数を増減させ、４０％〜１００％までの電池容
量を２０％間隔で段階的に表示可能としている。なお、
表示カウンタ１１１のカウント値がゼロとなって４０〜
１００％の発光ダイオードｌｌａ〜ｌｉｄが全て消灯す
ると、赤色の２０％およびＯ％表示用の発光ダイオード
ｌｌｅ・ｌｉｆが点滅処理される。

次に、上記した回路動作の概略を、第７１ＸＪに示すプ
ログラムに従って説明する。中央制御部１９に主電源２
１を接続した状態でリセット信号Ｓ＋＋を印加すると、
それと同時にリセットがかかって各部をステップ１で初
期化したあと、１５ｍ５タイマー１０４を始動する（ス
テップ２）、該、タイマー１０４は、プログラムの実行
中も常に計時動作を続け、１５ｍ５経過する毎に割り込
み信号を発生するものであって、かかる割り込みが発生
すると、以下で説明する一連のステップを実行した後、
ステップ３に戻って次の割り込みが発生するのを待つ。

ステップ３で割り込みが発生すると、第３図に示すＩ１
０装置２８の対応する入力ボートを通じて、交流入力検
出回路３０から出力される検出信号ＳＱおよびモータ給
電検出回路３１から出力される検出信号Ｓ９の値を各々
読み込み（ステップ４）、ステップ５〜ステツプ７で３
４およびＳ９の入力の有無に対応して、充電・交流駆動
・電池駆動および待機の４つのモードに分岐したあと、
モードが前回の削り込み時と違っていることが確認され
ると、各モードに対応した設定を行なう。

たとえば、交流入力が有り且つスイッチ８がオフされて
いる場合は、インバータ回路１５から主電源２１の二次
電池６へ向けて充電のみを行なう「充電モード」である
から、ステップ８で充電モードに共通した設定、すなわ
ち、インバータ回路１５に対する出力要求を出し、メイ
ンカウンタ１１０をアップ方向にセットし、回転制御表
示器１０の消灯要求を出す一方、電池容量表示器１１を
表示カウンタ１１１の値に対応した表示を行なわせる要
求を出す、更にステップ９で、Ｉ１０装置２８から上限
電圧検出回路３５の検出信号ＳＨを読み込み、二次電池
６の端子電圧ＶＭが上限電圧に達していないことが確認
されると、ステップ１０で第１モードカウンタ１０７を
８進カウンタにセットし、８秒毎にメインカウンタ１１
０をアップ処理可能とすることにより、８Ｘ１２８＝１
０２４秒経過する毎に電池容量表示器１１の発光表示数
を１つ増加する様にしている。

上記とは逆に、ステップ９で上限電圧に達したことが検
出されると、二次電池６はほぼ満充電に近い状態となっ
ていると判断されるので、ステップ１１で、４０〜８０
％の発光ダイオードを全て点灯して満充電に近づいたこ
とを表示する要求を出すとともに、第２モードカウンタ
１０８を４進カウンタにセットし、メインカウンタ１１
０のカウント値をゼロにセットする。これにより、上限
電圧に達してから約８分の追充電を行なったのちにメイ
ンカウンタ１１０がカウントオーバーして、１００％充
電の表示がなされる。

なお、いったん上限電圧に達したことを検出するとフラ
ッグがたてられ、表示カウンタ１１１における電池容量
表示が１００％の間は、上記した上限電圧の再読み込み
処理を行なわない。かかる処理により、例えば充電途中
で停゛１πなどで充電が中断した場合、電池容量が減少
する事なく端子電圧が上限電圧を下池ることがあるが、
かかる場合にあっても、充電が再開されるとメインカウ
ンタ１１０をリセットすることなくメインカウンタ１１
０のカウント値が保存され、カウントアツプ動作が充電
中断時のカウント値を起点として連続して行なわれるた
め、過充電が未然に防止される。

次に、ＡＣ＠Ｃ火源が有り且っモータ５に給電されてい
る場合は、モータ５が商用交流電源１４を利用して駆動
される「交流駆動モード」であるから、ステップ１２で
交流駆動モードに共通の設定、すなわち、インバータ回
路１５に対する出力要求を出し、メインカウンタ１１０
をダウン方向にセットし、回転制御表示器１０および電
池容量表示器１１の点灯要求を出す、更にステップ１３
で、交流駆動モードに入ってから連続して１５分経過し
たか否かが判断され、ＹＥＳであれば後記する電池駆動
モードに移ってインバータ回路１５を３０分間停止し、
インバータ回路１５の過熱を防止する。

しかしＮＯであれば、ステップ１４でＩ１０装置２８か
ら負荷量検出回路３４の検出信号Ｓｃを読み込み、モー
タ５における消費電流が基準値よりも小であれば、ステ
ップ１５第１モードカウンタ１０７を１６進にセットし
、大であればステップ１６で第２モードカウンタ１０８
を１０進にセットして、メインカウンタ１１０の減少率
を消費電流に比例する様に補正する。

次に、交流入力がなく且っモータスイッチ８がオンされ
ている場合には、モータ５が二次電池６により駆動され
る「電池ＲｔＡ勤モード」であるから、ステップ１８で
電池駆動モードに共通の設定、すなわちメインカウンタ
１１０をダウン方向にセットし、回転制御表示器１０お
よび電池容量表示器１１の点灯要求を出す。

更にステップ１９で、交流駆動モードと同様に負荷量検
出回路３４の検出信号Ｓｃを読み込み、モータ５の消費
電流が小さい場合はステップ２０で第１モードカウンタ
１０７を４進にセットして４秒に１回モードカウンタ１
０６から信号を出力させ、大きい場合はステップ２１で
３進にセットしてメインカウンタ１１０の減少率を上げ
、電池駆動モードに対応した設定を行なう。

次に、ＡＣ入力がなくモータ駆動も行なわれていない「
待機モード」にあっては、ステップ２２で表示器点灯要
求を止め、更にメインカウンタ１１０をダウン側にセッ
トするとともに、ステップ２３で待機モードカウント１
０９のカウント値を１６０００にセットする。

上記の如く、所定のモードセット動作が行なわれたのち
、ステップ２４で下限電圧の検出処理が行なわれる。こ
の処理により、電池駆動モードにあって下限電圧が検出
されると、メインカウンタ１１０および表示カウンタ１
１１の値を所定値にセットして、電池容量表示値を後記
する如く下限値で絶対補正する。

次にステップ２５で１秒カウンタ１０５をカウントダウ
ンし、１秒カウンタ１０５がカウントオーバーすると、
ステップ２６で上記したモード検出により指定されたモ
ードカウンタ１０６をカウントダウンする。

ステップ２７でモードカウンタ１０６のカウントオーバ
ーが判定されると、メインカウンタ１１０をカウントア
ツプまたはダウンし、メインカウンタ１１０のカウント
値がＯまたは１２８に達するのに対応して、ステップ３
０で表示カウンタ１１Ｊをカウントアツプまたはダウン
する。

しかる後、ステップ３１で表示器１０・１１に対する表
示要求の有無および表示カウンタ１１１の値に対応した
表示を行なわせ、ステップ３２でインバータ回路１５に
対する出力処理を行い、−連の処理を終了するのである
。

次に第９図ないし第１２図に基づいて、各モード毎の表
示器１０・１１の点灯状態、インバータ制御信号Ｓｏお
よびメインカウンタ１１０のカウント値の変化を、具体
的に説明する。

先ず充電モードにあっては、２０％充電量から１００％
充電量に達するまで、第９図（Ｃ）に示す様な、二次電
池６に対して約６０ｍ５持続して１５ａｓ停止するデユ
ーティ比が４１５の制御信号ＳｏによるＩＣ充電が行な
われる。すなわち、第４図の如く、中央制御部１９から
Ｈｉ　ｇｈ状態の制御信号Ｓ。

が出力されている期間は、トランジスタ１２１がオンし
、更に交流入力検出回路３０のトランジスタ７７もオン
しているので、制御信号Ｓ３はし０豐状態を保ち、イン
バータ回路１５は通常の発振動作を行なうが、制御信号
ＳｏがＬｏｗになる期間中は、トランジスタ１２１がオ
フして主＠、［ｉ６からの出力電圧Ｖｒ＋が制９１７信
号Ｓ３として呂力ｎメｌ卯部２０に送られ、１５ｍ５の
間インバータ回路１５を停止し、インバータ回路１５が
全期間作動した場合の８０％の出力で、二次電池６をＩ
Ｃ充電する。

かかるＩＣ充電は、約１６分で２０％の充電ｈｔアップ
に相当し、その結果、ｆｊＳ９図（ａ）の実線で示す様
に約１６分毎に発光ダイオードの点灯数が１つずつ上昇
される。

ところで二次電池６の現在容量は、発光ダイオードの点
灯位置すなわち表示カウンタ１１１のカウント値と、メ
インカウンタ１１０のカウント値とで特定されるが、電
池容量それ自体は、充電時間を基準に積算する相対計算
を行なう限り、充放電を長期に亙って繰り返すことによ
る誤差は避は得ない。

本発明は、二次電池６の端子電圧Ｖ＋１が予め設定して
おいた上限電圧値を超えたことが検知されると、かかる
時点をもって充電」１１を絶対補正することを特徴とす
る。すなわち、充電を続けて例えば６０％充電の表示が
なされている時刻１＋で上限電圧の検知がなされると、
実線で示す如く直ちに４０〜８０％の表示を全て点灯す
るとともに、メインカウンタ１１０のカウント値を０に
セットし、更にモードカウンタ１０６を第１モードカウ
ンタ１０７から第２モードカウンタ１０８側に変更して
メインカウンタ１１０の進み率を２倍にし、それまでの
約半分の８分でメインカウンタ１１００カウントＣ直が
１２８をカウントする様に設定して、８分間の追い充電
を行なう。かかる構成により、８０％表示の発光ダイオ
ードが点灯されてから１００％表示が点灯されるまでの
メインカウンタ１１０の最大カウント数も１２８となり
、各２０％表示間がナベでメインカウンタ１１０の１２
８カウントに対応し、充放電時の電池容量計算がメイン
カウンタ１１０を介して連続的に行えるとともに、１０
０％表示の前に、必ず８０％表示を所定時間行なうよう
に設定している。

上記した追充電が終了した後、時刻ｔ２で１００％の発
光ダイオード１０ａによる点灯表示を行うとともに、メ
インカウンタ１１０のカウント（直を再びＯに戻し、更
にインバータ制０１１信号Ｓｏを反転してデユーティ比
を１１５に落として、０．２５Ｃによる細流充電に入る
。この時、メインカウンタ■１０は１２８の半分の６４
のカウント（ｔ？Ｉでカウントアツプを停止し、この値
を１・１ト持しながら使用モードの変更を待つことによ
り、１００％充電表示状態からモータ５の駆動モードへ
移行したときに、１００％表示が、４０〜８０％の表示
時間の約半分となり、１００％表示が必要以上に持続す
るのを防止し、使用者に違和感を持たせないようにして
いる。

なお、二次電池６の充放電を多数回に尿って繰り返すと
、二次電池６の端子電圧ｖ１は満充電時においても上限
電圧に達しなくなることがある。かかる場合には、上限
電圧による絶対補正を行なうこ七なく、第９図（ａ）の
−点鎖線で示す如く、１００％の発光ダイオード１０ａ
が点灯する時刻ｔ３まで、時間のみを基準としたＩＣ充
電を行なったのち、細流充電に移行する様にしている。

次に上記した充電状態のままモータスイッチ８をオンす
ると、引き続いて交流駆動モードに入る。

かかるモードにあっては、前記した充電モードより大電
力を必要とするため、制御信号Ｓｏのデユーティ比を１
としてインバータ回路１５を常時動作させて、充電時よ
りも大電流を負荷側に供給可能とする一方、１５分以上
連続してモータ駆動がなされると、インバータ回路１５
の安全のために３０分間インバータ回路１５を停止して
過熱を防止する。

またかかるモードでの表示は、モータを空転するなど負
荷量が小さい場合は、第１０図（ａ）の実線で示す如く
約３２分毎に、負荷量が大きい場合は一点鎖線で示す如
く約２０分毎に２０％づつ点灯位置を下げて行き、２０
％位置にまで下がると、０％および２０％表不表示滅さ
せる。

しかし実際には、モータ５を停止すると直ちに充電モー
ドに入って充電が行なわれるとともに、交流駆動モード
においては、消費される電流の大部分がインバータ回路
１５から供給され、二次電池６それ自体から消費される
電流量は極めて小さいから、電池容量の減少割合は上記
したグラフより小さく、下限電圧が検出されるまで電池
容量が減少することはないので、絶対値補正は行なわれ
ない。

次に電池駆動モードにあっては、消費電流は全て二次電
池６から供給されるため、軽負荷の場合でも２０％分の
減少が第１１１１（ａ）の実線で示す如く約８分で、重
負荷の場合は一点鎖線の如く６分と短く設定されている
。更に本モードでは、時刻ｔ４で４０％容量が点灯する
と同時にメインカウンタ１１０のカウントを停止し、カ
ウント値を０のまま保持しながら下限電圧の検出を待ち
、下限電圧が検出されるとその時点で、充ＴＬｉの下限
値補正を行なう。

なお、時刻ｔ６で下限値の検出状態に入ると、直ちに補
正処理が行なわれるのではなく、先ず下限電圧の確認処
理が開始される。すなわち、モータ駆動時における二次
電池端子電圧の変動は比較的大きく、電池容量が十分あ
るのに下限電圧を検出する誤動作が起こりやすい。そこ
で本実施例にあっては、下限電圧の検出と同時に第８図
に示す１０秒カウンタ１１２を始動し、該カウンタ１１
２が１０秒をカウントし、１０秒間連続して下限電圧が
検出されたことが確認されると、次の下限電圧補正処理
にうつる。

例えば時刻ｔ６で下限電圧の検出が確定すると、メイン
カウンタ１１０に２０秒分のカウント値をセットし、こ
の値をカウントダウンさせ、時刻ｔ７で値がゼロとなっ
たことを確認した時にはじめて４０％表不表示灯し、２
０％表不表示滅させるとともに、第１１図（Ｃ）の如く
回転制御表示器１０の表示を止めて、モータ５の回転制
御が行なわれなくなったことを表示し、更にメインカウ
ンタ１１０に１２８をセットしてカウントダウンを続行
し、カウント値がゼロとなるとカウントを停止してこの
値を保存する。

一方、時刻ｔ８の６０％表示壱行なっている最中に下限
電圧が検出された場合も、直ちに２０％表不表示るので
はなく、１０秒間の下限電圧確認を待った後、時刻ｔｏ
から４０％表不表示０秒程度持続してから２０％表不表
示るように構成している。

これは、いかなる場合にあっても、必ず４０％表不表示
てから２０％表不表示る警告に移行する様に設定するこ
とにより、電池容−Ｍが十分にある表示状態から急激に
警告表示に移ることによる使用者の戸惑いを可及的に抑
制せんとするものである。

なお、−旦下限電圧が検出されるとフラグをたてて、充
電モードを経ない限り下限電圧を再度読み込まない様に
している。下限電圧を検出して電池容量が極めて少なく
なっている場合にあっても、−旦モータ５を停止すると
、２１ン子電圧ＶＭが自己復帰して上昇し、下限電圧を
超えることがあるからである。

次に、電気かみそり１を使用せずに放置した場合にあっ
ても、二次電池６それ自体が自己放電するとともに内部
の電子回路７へ常に電力を供給し続けているために、二
次電池６の容量は常時減少を続けている。従って、表示
器１０・１１における表示は省電力のために消灯してい
るが、第１２図（ａ）および（ｂ）の如く中央制御部１
９の内部ではメインカウンタ１１００カウントダウン処
理を続行し、二次電池６の現在容量を常時記憶している
。

しかしながら、二次電池６の端子電圧九が下限電圧を下
池り、更に中央制御部１９の作動が保証される電圧値を
も下池ると、回路動作は完全に停止して、上記した記憶
値も消失する。かかる状態で充電を開始すると、回路そ
れ自体は動作を再開するが、第７図のステップ１で行な
われるべき初期設定が行なわれないために、表示値は不
定状態となる。

第６図に示すリセット回路１］３は、かかる場合に中央
制御部１９に対してリセット信号ＳＲを送り、０％およ
び２０％表不表示発光ダイオード１ｌｅ・ｌｌｆが点減
し且つメインカウンタ１１０のカウンタ値がＯの初期状
態にリセットするものであって、二次電池６からの電圧
印加で自動発振する発振回路１１４と、二次電池６の端
子電圧−が所定値を超えると、発振回路１１４の発振動
作を停止するスイッチング回路１１５とからなる。

発振回路１１４は、２つのトランジスタ１１６・１１７
を用いたマルチバイブレークであって、主電源２１から
電圧Ｖｈを印加することにより、両トランジスタ１１６
・１１７は交互にオンオフを駄り返し、中央制御部１９
のリセット端子に矩形波状のリセット信号ＳＲを連続し
て印加可能とする。

スイッチング回路１１５は、主電源２１の出力電圧ＶＮ
を抵抗１１８・１１９で分ｄ１１シ、部分″？１１７　
ｉｉ圧でトランジスタ１２０をオンオフさせるとともに
、コレクタ・エミッタ間で発振回路１１４のトランジス
タ１１７に対する印加電圧をバイパスするようにしてい
る。

かかる構成により、二次電池６が放電しきって端子電圧
Ｖ＋＋が低く従ってトランジスタ１２０がオフ状態にあ
る時に充電を開始すると、先ず、発振回路１１４が発振
動作を開始して、矩形波状のリセット信号Ｓｅを中央制
御部１９に送ってリセット動作を続ける。

ここで充電がすすみ、主電源２１の出力電圧ＶＭが上昇
してトランジスタ１２０のターンオン電圧に近づくと、
発振回路１１４に対する印加電圧が徐々に低下し、その
結果、発振回路１１４は停止してリセット信号ＳＲの中
央制御部】９に対する入力が比法り、中央制御部１９は
第７図に示すステップ１から上記した動作を開始するの
である。

なお、リセット時にテスト信号Ｓｔを入力していると、
テストモードに入る。かかるモードは、上記したカウン
タにＪる充電量表示動作を短＋１；？　ｉｌｌでチエツ
クする事を可能とするものであって、具体的には、第８
図に示す１秒カウンタ１０５をバイパスし、１．５　ｍ
ｓタイマー１０４の出力信号で直接カウンタのカウンタ
動作を行なう。例えば、テストモード中に充電モードを
選択した場合は、１５ｍ５Ｘ８Ｘ１２８＝１６秒となり
、２０％分の充電チエツクが約１６秒で行なわれるので
ある。

［発明の効果］ 本発明は上記の如く、上限電圧Ｖ＋＋が検出されると表
示を絶対補正すると同時と、カウント手段のカウントス
ピードを所定値に設定することにより、表示手段におけ
る各表示段階毎のカウント手段におけるカウント値が絶
対補正前後を通じて同一となり、従って、二次電池６の
上限電圧ＶＨの前後で放電を繰り返した場合、各表示段
階毎の表示時間が均一となるなど、表示手段における表
示が違和感なく行える利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の基本的構成を示す概略図、第１
図（ｂ）は動作状況を示す説明図である。 第２図および第３図はは本発明を電気かみそりに実施し
た一例を示し、第２図は外観形状を示す正面図、第３図
は電子回路の概略構成を示すブロック図である。 ｔｊＳ４図ないし第６図は第３図の構成を具体的に示す
電気回路図であって、第４図は電源部分を、第５図はモ
ータ制御部分を、ｆ：５６図は中央制御部分を各々示す
。 第７図は中央制御部におけるプ四グラムによる処理手順
を説明する流れ図であり、第８図は第７図の手順に対応
する構成を示すブロック図である。 第９図ないし第１２図は第８図の構成に対応して動作を
示す説明図であって、第９図（ａ）ないしくｃ）は充電
モードを、第１Ｏ図（ａ）および（ｂ）は交１１ｚ　（
（（） 流駆動モードを、第１１図（ａ）址桓六→は電池１？Ｉ
ｘ勧モードを、第１２図（ａ）および（ｂ）は待機モー
ドを各々示す。 ６・・・二次電池、 ８・・　・スイッチ、 １０・・・回転制御表示器、 １１・・・電池容量表示器、 １５・・　・インバータ回路、 １６・　・　・電源部、 １８・・・検出部、 １９・・・中央制御部。 第９１囚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数回の充放電が可能な二次電池６の現在容量を
   表示する回路であって、 電池容量の増減割合に対応したパルスレートでカウント
   信号を発生するタイマー手段と、タイマー手段からカウ
   ント信号が入力される毎にカウント値を増減し、予め設
   定した値ｎをカウントする毎に初期設定するとともに、
   表示信号を発生するカウント手段と、 カウント手段から表示信号が入力される毎に、表示容量
   を１段階づつ増減し、電池容量に対応した段階表示を行
   なう表示手段と、 二次電池の端子電圧が所定の上限電圧Ｖ＿Ｈを越えると
   検出信号を発生する検出手段とを備え、前記上限電圧Ｖ
   ＿Ｈを、満充電状態から所定時間Ｔ前の電圧に設定する
   一方、 検出手段が検出信号を発生するのと連動して、表示手段
   の表示を満充電状態の１段階前に設定するとともに、カ
   ウント手段のカウント値を初期設定し、更にカウント信
   号のパルスレートを、上記した時間Ｔでカウント手段が
   設定値ｎをカウントし終える値に設定することを特徴と
   する電池容量表示回路。