JPH06327166A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 環境温度の変化に影響されることなく充電を
終了することができる充電装置を提供する。 【構成】 抵抗５，６により分圧された電池電圧の分圧
と抵抗７，８により設定された基準電圧とがコンパレー
タ９により比較され、電池電圧の分圧が基準電圧より低
い場合は、抵抗１２，１３により設定された一定電圧が
温度データとして温度変化率検出回路１６に取り入れら
れ、充電は継続される。電池電圧の分圧が基準電圧より
高くなると、コンパレータ９の出力が反転し、アナログ
スイッチ１１，１４のオンオフ状態が切り換えられ、以
後サーミスタ２より得られたデータが採用され充電制御
回路１７により充電が制御される。そして所定の温度変
化が検出されると、充電が終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ニッケル−カドミウム
バッテリや水素電池などの二次電池の充電装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の充電装置としては、充電中の二次
電池の温度が充電後期に近づくと急激な上昇を示すとい
う性質を利用して充電制御を行う電池温度変化検出方式
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では環境温度の影響を受けやすく、例えば、充電中
に環境温度が急に上昇した場合には電池温度がその影響
を受けて上昇するため、充電途中で充電後期にみられる
電池温度上昇と同様の上昇が検出され、充電が途中で終
了するという問題があった。

【０００４】また、充電装置に充電済の電池をセットし
たままの状態にある時に、停電等によりＡＣ電源が一度
切断され、再びＡＣ電源が投入されると、充電装置が初
期状態に戻り、充電済の電池の充電を開始してしまうた
め、過充電となるという問題があった。

【０００５】さらに、図１９に示すように、一度に複数
の電池の充電を行うことができる充電装置においては、
一度電源が切れて再び電源が投入されると、充電済の電
池に対しても充電中を示すＬＥＤが点灯するため、使用
者は充電済電池を判別し、新たに充電を行いたい電池を
セットすることができず、効率よく充電を行うことがで
きないという問題もあった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、環境温度の変化に影響されることなく充電を適切に
終了し、確実に充電を行うことができる充電装置を提供
することを第１の目的としている。

【０００７】また、充電済電池の過充電を防止すると共
に効率よく充電を行うことができる充電装置を提供する
ことを第２の目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、第１の発明は、充電中の電池の温度変化を検出
して充電制御を行う温度変化検出方式の充電装置におい
て、電池の温度を電圧に変換して検出する電池温度検出
手段と、充電中の電池の電圧を検出する電池電圧検出手
段と、前記電池電圧検出手段の出力から、充電中の電池
の電圧が充電後期に得られる電圧値を示しているか否か
を判別する判別手段と、前記判別手段の判別結果に基づ
いて前記電池温度検出手段から得られるデータを有効と
するか否かを判別し、有効とする場合には電池温度検出
手段によるデータに切り換える切り換え手段とを備え、
前記判別手段により充電中の電池電圧が充電後期に得ら
れる電圧値であると判別された後に前記電池温度検出手
段によるデータに基づいて充電の終了時期の判定を行う
ことを特徴とするものである。

【０００９】また、前記第２の目的を達成するため第２
の発明は、充電装置にセットされている電池が既に充電
を終了したものであるか否かを判別する充電済電池判別
手段と、充電が終了した後に充電装置から電池が取り出
されたか否かを判別する電池取り出し判別手段と、前記
充電済電池判別手段の判別結果を記憶する電池状態記憶
手段と、前記電池状態記憶手段に記憶された判別結果に
基づいてセットされた電池に対して充電を開始するか否
かを判別し、判別結果に基づいて充電開始制御する充電
開始制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】第１の発明の構成により、判別手段により充電
中の電池の電圧が充電後期に得られる電圧値を示してい
ることが判別され、斯く判別された後に電池温度検出手
段によるデータに基づいて充電終了の制御が行われる。

【００１１】また、第２の発明の構成により、充電済電
池判別手段の判別結果による電池状態が電池状態記憶手
段に記憶され、この記憶された電池状態に基づいて充電
開始制御手段によりセットされた電池に対して充電を開
始するか否かが判別され、その判別結果に基づいて充電
開始制御が行われる。従って、充電が既に終了している
電池であると判別された電池に対しては再び充電が行わ
れない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、添付図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１３】［第１実施例］図１は、本発明の第１実施
例の構成を示すブロック図である。電池１とサーミスタ
２は電池パック３に収納されており、サーミスタ２は、
電池１の電池温度を検知し、電圧に変換して出力する。
サーミスタ２の出力端は抵抗４に接続され、両者の接続
点を介して電池温度に対応した電圧が出力される。電池
１の電圧は分圧抵抗５，６により分圧され、コンパレー
タ９の非反転入力端子に入力する。コンパレータ９の反
転入力端子には、電源電圧Ｖｃｃを分圧する抵抗７，８
により設定される基準電圧が入力する。コンパレータ９
の出力側はアナログスイッチ１１の制御端子に直接接続
され、更にインバータ１０を介してアナログスイッチ１
４の制御端子に接続されている。抵抗１２，１３は電源
電圧Ｖｃｃを分圧して所定電圧を生成する分圧抵抗であ
り、その電圧はアナログスイッチ１４に入力される。ア
ナログスイッチ１１及び１４はハイレベルの信号が入力
した時にオン状態となるもので、このアナログスイッチ
１１，１４の出力側は電圧を温度データに変換する温度
変換回路１５に接続されている。温度変換回路１５の出
力側は温度データから単位時間あたりの温度変化率ΔＴ
を検出する温度変化率検出回路１６に接続され、更に温
度変化率検出回路１６の出力側は温度変化率ΔＴデータ
に基づいて充電のオンオフ制御を行う充電制御回路１７
に接続されている。充電制御回路１７の出力側は充電オ
ンオフスイッチ１８を介して充電回路１９に接続されて
いる。

【００１４】上記構成において、充電開始直後は電池電
圧が低いので分圧抵抗５，６の接続点の電圧は抵抗７，
８の接続点の基準電圧より低く、コンパレータ９の出力
はロウレベルとなり、アナログスイッチ１１はオフ状態
となる。一方、アナログスイッチ１４は、コンパレータ
９の出力がインバータ１０により反転されてハイレベル
の出力が入力され、オン状態となる。従って、電圧／温
度データ変換回路１５にはサーミスタ２からの出力は入
力されず、抵抗１２，１３により生成される一定電圧が
入力される。

【００１５】この一定電圧は、電圧／温度データ変換回
路１５により対応する温度データに変換されるが、入力
する電圧が一定であるため、一定の温度データが出力さ
れ、温度変化率検出回路１６に入力される。このため温
度変化率検出回路１６により検出される温度変化率は０
となる。従って、充電制御回路１７は充電中の電池はま
だ充電後期の状態に達していないと判断し、充電オンオ
フ回路１８を介して充電回路１９をオン状態に保持す
る。このようにして、充電開始後電池電圧がある所定レ
ベルに上昇するまでは、電池温度に拘らず充電が継続し
て行われる。

【００１６】更に充電が継続すると、電池電圧が上昇
し、分圧抵抗５，６の接続点の電圧が上昇し、充電後期
になると、電池電圧は所定の電圧値を越え、抵抗７，８
の接続点の基準電圧より電池電圧の分圧のほうが高くな
るので、コンパレータ９の出力はハイレベルになる。こ
の出力は、インバータ１０によりロウレベルに反転さ
れ、アナログスイッチ１４の制御端子に入力されるた
め、アナログスイッチ１４はオフ状態になる。他方、ア
ナログスイッチ１１の制御端子には、コンパレータ９の
ハイレベルの信号が加えられるため、アナログスイッチ
１１はオン状態となり、電池温度に応じたサーミスタ２
の出力が電圧／温度データ変換回路１５に入力される。
電圧／温度データ変換回路１５により得られた温度デー
タに基づいて、温度変化率検出回路１６により電池の温
度変化率が求められる。充電が終了に近づくと、電池温
度が大きく変化するので、温度変化率検出回路１６によ
り得られる温度変化率ΔＴが増加する。温度変化率が所
定の温度変化率に達すると、充電制御手段１７は充電終
了と判断し、充電オン・オフ回路１８をオフにして充電
回路１９をオフ状態にし、充電を終了させる。

【００１７】図２は、本第１実施例の充電制御を説明す
る図であり、充電中の電池電圧曲線２０と、サーミスタ
２によるサーミスタ電圧曲線２１と、電圧／温度データ
変換手段１５に入力される電圧曲線２２とを示してい
る。

【００１８】充電が開始されると電池電圧は曲線２０に
沿って上昇していくが、電池電圧が充電後期の開始を示
す電池電圧値Ａ点２３に達するまで、電圧／温度データ
変換回路１５には電圧曲線２２で示すように一定の電圧
が入力され、温度変化率検出回路１６により検出される
温度変化率はゼロのままであり、充電制御回路１７の判
定により充電は継続される。電池電圧が前記Ａ点２３に
達すると、コンパレータ９の出力がロウからハイに切り
換わり、Ｂ点２４からは電圧／温度データ変換回路１６
に電池電圧に対応したサーミスタ電圧が入力され、温度
変化率検出回路１８からサーミスタ電圧の変化に応じた
温度変化率ΔＴデータが出力される。

【００１９】図２に示されるように、サーミスタ電圧曲
線２１の傾きは、Ｂ点２４よりＣ点２５に近づくにつれ
て大きくなり、即ち、電池温度変化率ΔＴは大きくな
り、サーミスタ電圧がＣ点２５に達すると、電池温度変
化率ΔＴが充電後期に得られる変化率に達し、充電は終
了される。

【００２０】以上のように、本実施例によれば、充電開
始後、充電後期状態に至る前に環境温度が大きく上昇
し、それにより電池温度が上昇し、その変化率が充電後
期に得られる温度変化率を超えた場合であっても、電池
電圧が所定のレベルに達するまでは電池温度データを仮
の一定値データに切り替え、温度変化率ΔＴを検出する
ことなくあたかも電池温度が一定であるように充電制御
を行うので、電池電圧の状態が充電後期の状態に達した
とみなされるまで充電を継続することができ、環境温度
の上昇による過早時期での充電停止を防止することがで
きる。

【００２１】［第２実施例］次に、本発明の第２実施例
を、図３および図４を参照して説明する。

【００２２】図３は、第２実施例の構成を示すブロック
図である。本実施例では、全体の制御はＭＰＵ２６によ
り行われる。ＭＰＵ２６は、充電回路１９のオンオフを
行う信号を出力するポートＡ１ ２９，サーミスタ２の
電圧を検出するＡ／Ｄ変換ポートＤ１ ３０，電池電圧
を検出するＡ／Ｄ変換ポートＤ２ ３１，基準電圧を設
定するＡ／Ｄ変換ポートＤ３ ３２，基準の温度変化量
を設定するＡ／Ｄ変換ポートＤ４ ３３を有している。
前記基準の温度変化量に対応する基準電圧は抵抗２７，
２８により設定される。ＭＰＵ２６は、さらに内部のメ
モリＲＯＭ２６ａに図４に示す如き制御手順を記憶し、
それを実行する。また、ＭＰＵ２６は、データを記憶す
るエリアＴＭ，Ｔ，Ｔ０，Ｔ１等（不図示）を有するメ
モリＲＡＭ２６ｂを有し、処理の為のデータを記憶す
る。なお、図３において図１の要素と対応する要素に
は、同一の符号を付してある。

【００２３】上記構成において、電池パック３が充電装
置に収納されていない時は、ポートＤ１ ３０は抵抗４
により電源電圧Ｖｃｃにプルアップされている。電池パ
ック３が充電装置にセットされると、電源電圧Ｖｃｃが
サーミスタ２と抵抗４とで分圧された分圧電圧がポート
Ｄ１ ３０に入力され、このポートＤ１ ３０の入力電圧
の変化により、ＭＰＵ２６は充電装置に電池パック３が
セットされたと判断し、ポートＡ１ ２９をアクティブ
にし、充電オンオフ回路１８をオンにして充電回路１９
を起動し、充電を開始する。

【００２４】充電が開始された後、ＭＰＵ２６は、ポー
トＤ２ ３１により得られる電池電圧を監視し、電池電
圧がポートＤ３ ３２により得られる充電後期の電圧値
である基準電圧（設定電圧１）より低い場合は温度変化
率ΔＴの検出を行わずに充電を継続する。

【００２５】電池電圧が基準電圧に達すると、ＭＰＵ２
６はポートＤ１ ３０から入力されるサーミスタ電圧に
基づいて電池の温度変化量（単位時間当りのサーミスタ
電圧下降値Ｔ０）を計算し、該温度変化量がポートＤ４
３３から入力される基準温度変化量（設定電圧２）に
達するまで充電は続けられる。この基準温度変化量は充
電終了状態の電池の温度変化量に等しく設定されてい
る。電池の温度変化量がこの基準温度変化量以上になる
と、ＭＰＵ２６は電池の充電が終了したと判定し、ポー
トＡ１ ２９をディセーブルして充電オンオフ回路１８
に充電回路１９をオフ状態にする信号を送り、充電が終
了される。

【００２６】次に、図４に示される第２実施例の動作を
説明するフローチャートに従って、実施例の作動を説明
する。

【００２７】まず、充電装置に電池がセットされると
（ステップＳ１）、充電が開始される（ステップＳ
２）。充電が開始されると、電池電圧と設定電圧１とを
比較し（ステップＳ３）、電池電圧が設定電圧１以上に
なるとサーミスタ電圧を値ＴとしてＭＰＵ２６のＴレジ
スタに読みこみ（ステップＳ４）、タイマをスタートさ
せ（ステップＳ５）、１秒毎にカウントアップし、カウ
ント値ＴＭをＭＰＵ２６のＴＭレジスタに読み込む（ス
テップＳ６）。ＴＭレジスタ値が１０になるまでカウン
トされると（ステップＳ７）、そのときのサーミスタ電
圧を値Ｔ１としてＭＰＵ２６のＴ１レジスタに読み込み
（ステップＳ８）、値Ｔと値Ｔ１との差をとることによ
り１０秒あたりの電池温度変化量を求め、これを値Ｔ０
としてＭＰＵ２６のＴ０レジスタに読み込み（ステップ
Ｓ９）、ＴレジスタにＴ１レジスタの値Ｔ１を読み込む
（ステップＳ１０）。次いで、Ｔ０値と設定電圧２とを
比較し（ステップＳ１１）、Ｔ０が設定電圧２に達して
いない場合には、タイマをリセットし（ステップＳ１
２）、ステップＳ５に戻り、再び電池温度変化量を検出
する動作を行う。また、ステップＳ１１において、Ｔ０
が設定電圧２以上であることが判別されると、充電を停
止する（ステップＳ１３）。

【００２８】以上のように、本実施例の場合にも、前述
した第１実施例と同様に充電開始後に環境温度が大きく
上昇し、電池温度が充電終了条件に達する上昇を示して
も、電池電圧を監視し、その電圧に基づいて電池電圧の
状態が充電後期の状態に達したとみなされるまで、充電
を行うことができる。

【００２９】［第３実施例］次に、第３実施例を図５お
よび図６を参照して説明する。

【００３０】図５は、本実施例の構成を示すブロック図
であり、図６は充電制御を説明する図である。図５にお
いて、電圧変化量検出回路３４は電池電圧の分圧抵抗
５，６と並列に接続されており、充電中の電池電圧の単
位時間あたりの上昇値を検出するものである。電圧変化
量検出回路３４はコンパレータ９と共にＡＮＤゲート３
５の入力側に接続されており、ＡＮＤゲート３５の出力
側はアナログスイッチ１１に直接、アナログスイッチ１
４にインバータ１０を介してそれぞれ接続されている。

【００３１】上記構成において、充電が開始されると、
電池１の電池電圧は図６の電池電圧曲線２０に沿って上
昇する。電池電圧がＡ点２３に達するまでは、抵抗７，
８により設定される基準電圧のほうが抵抗５，６による
電池電圧の分圧より大きいので、コンパレータ９の出力
はロウレベルとなる。

【００３２】一方、電圧変化量検出回路３４は、電池電
圧変化量が基準量（電池電圧がＤ点３６に達した時の電
圧変化量）に達しない場合にはロウレベルの信号を出力
し、基準量に達したときにハイレベルの信号を出力す
る。

【００３３】電池電圧がＡ点２３に達するまでは、コン
パレータ９の出力と電圧変化量検出回路３４の出力はと
もにロウレベルであるので、ＡＮＤゲート３５の出力は
ロウレベルである。このためアナログスイッチ１４はイ
ンバータ１０で反転されたハイレベルの信号が入力され
るのでオン状態となり、一方アナログスイッチ１１はＡ
ＮＤゲート３５のロウレベルの信号がそのまま入力する
のでオフ状態となる。従って、電圧／温度データ変換回
路１５へは抵抗１２，１３により一定電圧が入力するた
め、温度変化率検出回路１６は温度変化率ΔＴはゼロと
判断し、充電が継続される。

【００３４】電池電圧がＡ点２３に達すると、抵抗５，
６による電池電圧の分圧が抵抗７，８による基準電圧以
上になるため、コンパレータ９の出力はハイレベルにな
る。しかし、電池電圧がＤ点３６に達するまでは電圧変
化量検出回路３４の出力はロウレベルにあるため、ＡＮ
Ｄゲート３５の出力信号はロウレベルのままである。こ
の場合も、前述の様にアナログスイッチ１１はオフ状
態、アナログスイッチ１４はオン状態となり、一定の電
圧が電圧／温度データ変換回路１５へ入力するため、温
度変化率ΔＴはゼロと判断され、充電は継続される。

【００３５】電池電圧がＤ点３６に達すると、コンパレ
ータ９および電圧変化量検出回路３４の出力は共にハイ
レベルになるため、ＡＮＤゲート３５の出力はハイレベ
ルになり、アナログスイッチ１１はオン状態に、アナロ
グスイッチ１４はオフ状態になり、サーミスタ２からの
電池温度に対応した電圧信号が電圧／温度データ変換回
路１５に入力し、温度変化率検出回路１６により温度変
化率ΔＴが検出される。温度変化率ΔＴが、所定の変化
率に達すると、充電制御回路１７は充電終了と判断し、
充電オン・オフ回路１８により充電回路１９がオフ状態
にされ、充電は終了する。

【００３６】以上のような構成により、本実施例によれ
ば、電池電圧の検出値に加え、更に充電後期の電圧曲線
の変化率を用いることにより、例えば環境温度や電池の
違いにより充電時の電池電圧曲線が多少変化した場合で
あっても、温度変化率の検出を適切な時期に開始するこ
とができる。

【００３７】［第４実施例］次に、本発明の第４実施例
を図７および図８を参照して説明する。

【００３８】図７に示すように、電池電圧曲線２０は、
初期曲線３７、中期曲線３８、後期曲線３９の３つの部
分に分けることができる。充電初期曲線３７では、単位
時間あたりの電圧上昇量、即ち電圧上昇率は減少し、充
電中期曲線３８では電圧上昇率は緩やかに増加してお
り、更に充電後期曲線３９では電圧上昇率は、急激に増
加している。従って、電池電圧の上昇率を監視すること
により、充電の経過状態を判定することが可能となる。
本実施例はこの点に着目したものである。本実施例は前
述した図３の構成により実現することができ、メモリＲ
ＯＭ２６ａには図８に示す如き制御手順が記憶され、メ
モリＲＡＭ２６ｂにはエリアＶＢ，ＶＢ１，ΔＶ，ΔＶ
Ｔ，ΔＶ１，ΔＶＴ１等（不図示）が設定される。以
下、図８に示すフローチャートにより作動を説明する。

【００３９】まず、電池を充電装置にセットすると（ス
テップＳ１）充電が開始される（ステップＳ２）。電池
電圧を読み取り、読み取った値はＲＡＭ２６ｂ内のＶＢ
レジスタに値ＶＢとして書き込まれる（ステップＳ１
４）。しかしてタイマをスタートさせ（ステップＳ１
５）１０秒がカウントされる（ステップＳ１６）と、再
び電池電圧を検出し、ＲＡＭ２６ｂ内のＶＢ１レジスタ
に値ＶＢ１として書き込む（ステップＳ１７）。次に値
ＶＢ１から値ＶＢを差し引いて１０秒あたりの電圧上昇
値ΔＶを算出し、その結果をＲＡＭ２６ｂ内のΔＶレジ
スタに入れ（ステップＳ１８）、値ＶＢ１を値ＶＢに設
定する（ステップＳ１９）。次に、ステップＳ１５から
ステップＳ１９までの動作が１回目であるか否かを判定
し（ステップＳ２０）、１回目であった場合にはＲＡＭ
２６ｂ内のΔＶ１レジスタに現在の電圧上昇値ΔＶを入
れ（ステップＳ２１）、タイマをリセットして（ステッ
プＳ２２）ステップＳ１５に戻り、ステップＳ１５から
ステップＳ２０までの動作を繰り返す。

【００４０】ステップＳ２０において、１回目ではない
と判別された場合には、値ΔＶから値ΔＶ１を差し引い
て、１０秒あたりの電圧上昇量の変化を求め、ＲＡＭ２
６ｂ内のΔＶＴレジスタに入れる（ステップＳ２３）。
更に、ΔＶＴ値が１回目の値か否かを判定し（ステップ
Ｓ２３）、１回目である場合には、ΔＶＴ１レジスタに
該値ΔＶＴを入れ、ステップＳ２２からステップＳ２３
までの動作を繰り返す。ステップＳ２３において、１回
目ではないと判定された場合、値ΔＶＴから値ΔＶＴ１
を差しひき、電池電圧の傾きの変化の程度を求め、この
値が設定値以上になる、すなわち、基準値以上に電池電
圧曲線２０の傾きが急激な上昇を示すまでは電池の状態
は充電後期の状態とは判断せず、ステップＳ２２に戻
り、再びステップＳ２２からステップＳ２６までの動作
を繰り返す。値ΔＶＴから値ΔＶＴ１を差し引いた差が
設定値以上になると、電池が充電後期の状態にあると判
断され、電池温度変化検出フロー（ステップＳ２７）が
開始される。なお、このステップＳ２７は図４に示され
るステップＳ４からステップＳ１３に相当する。以上の
ように、電池電圧にかえて電池電圧の変化率を用いるこ
とにより、前述の第３実施例と同様に、温度変化率の検
出を適切な時期に開始することができる。

【００４１】［第５実施例］次に本発明の第５実施例を
図９〜図１１を参照して説明する。

【００４２】図９は、本実施例の構成を示すブロック図
である。電池１０１は、充電装置に電池が収納されてい
るか否かを検知する電池有無検出回路１０２に接続され
ている。電池有無検出回路１０２は充電オンオフ回路１
０３に接続され電池有無情報を充電オンオフ回路１０３
に送る。充電オンオフ回路１０３にはタイマ１０４と充
電回路１０５が接続され、前者は電池有無検出回路１０
２による情報に基づいてタイマ１０４および充電回路１
０５の制御を行う。また、電池有無検出回路１０２は、
電池状態判別回路１０６にも接続され電池有無情報を後
者に供給する。この電池状態判別回路１０６による判別
データはこれに接続された電池状態記憶回路１０７に格
納される。電池有無検出回路１０２、電池状態判別回路
１０６および電池状態記憶回路１０７は、サブバッテリ
１０８に接続されている。

【００４３】上記構成において、電池１０１が充電装置
にセットされると、電池有無検出回路１０２により電池
が充電装置にセットされたことが検出され、その情報は
充電オンオフ回路１０３および電池状態判別回路１０６
に送られる。充電オンオフ回路１０３は、前記情報に応
じてタイマ１０４を作動させると共に充電回路１０５を
オン状態にして、充電を開始させる。タイマ１０４のカ
ウント値が所定の時間に相当する設定値に達すると、充
電オンオフ回路１０３は充電回路１０５をオフ状態にし
て充電を終了させ、充電の終了を電池状態判別回路１０
６に知らせる。しかして、電池状態判別回路１０６は、
電池有無検知回路１０２からの電池の充電装置へのセッ
ト情報と、充電オンオフ回路１０３からの充電終了情報
とに基づいてセットされている電池が充電済みであと判
断し、この判断結果を電池状態記憶回路１０７に送り記
憶させる。電池状態記憶回路１０７に記憶されている情
報が収納されている電池１０１が充電済みの電池である
ことを示している間、充電オンオフ回路１０３は充電回
路１０５に充電開始の信号を送らないので、充電は開始
されない。

【００４４】充電後、電池１０１が充電装置から取りは
ずされると、電池有無検出回路１０２は、装置内に電池
がなくなったことを検知し、その情報は電池状態判別回
路１０６を経て電池状態記憶回路１０７に入力される。
その後、電池が充電装置に新たにセットされると、電池
有無検出回路１０２はこれを検知し、電池状態判別回路
１０６にその情報を伝達する。電池状態判別回路１０６
は、電池状態記憶回路１０７からの記憶情報と電池有無
検出回路１０２からの情報とに基づいて、電池１０１が
充電済みのものではなく新たにセットされた電池である
と判定し、その判定データを電池状態記憶回路１０７に
記憶させる。ここで、充電オンオフ回路１０３は、電池
状態記憶回路１０７に記憶されている情報を読み取り、
電池１０１が新たにセットされた電池であることを知る
と、前述のように、タイマ１０４と充電回路１０５に充
電を開始する信号を送り、充電が開始される。

【００４５】また、充電終了後、停電等により一時的に
ＡＣ電源が切れた場合であっても、電池有無検出回路１
０２、電池状態判別回路１０６および電池状態記憶回路
１０７は、サブバッテリ１０８に接続されているので、
電池状態記憶回路１０７の記憶情報は消去されず、再度
ＡＣ電源が投入された時には、電源切断前の記憶を保持
することができる。従って、充電済電池がセットされた
ままである場合は充電オンオフ回路１０３は充電開始指
令を充電回路１０５に送らないので再充電は行われな
い。

【００４６】このようにして、一度充電が終了した電池
は充電装置から取り出されない限り充電は行われず、充
電済みの電池を再充電することを防止することが可能と
なる。

【００４７】次に、上述の実施例をプログラム制御で行
なう例を説明する。

【００４８】その実施例は、図１０に示す如き構成で実
現することができる。同図は、第３実施例（図３参照）
のＭＰＵ２６のポートＤ５ ２６ｄに電池装着検出器Ｄ
ＥＴ２６ｃを接続したものである。その場合、メモリＲ
ＯＭ２６ａには図１１に示す如き制御手順が記憶され、
メモリＲＡＭ２６ｂの内部にはタイマＴＭが設定され
る。

【００４９】上述の実施例の作動を図１１を参照して説
明する。

【００５０】まず、充電装置の電源が投入されると（ス
テップＳ２８）、装置は充電スタンバイ状態となる（ス
テップＳ２９）。次に電池が充電装置にセットされてい
るか否かを判別し（ステップＳ３０）、セットされてい
ない場合にはステップＳ２９に戻り、ステップＳ２９と
ステップＳ３０を繰り返し、充電スタンバイ状態を継続
する。電池がセットされている場合には、次にこの電池
が充電済みの電池であるか否かを判別し（ステップＳ３
１）、充電済みの電池であると判別された場合には、充
電回路１０５がオフ状態にし（ステップＳ３７）、充電
は行われない。ステップＳ３１で充電済みの電池ではな
いと判別された場合には、充電回路１０５をオン状態に
して充電をスタートさせ（ステップＳ３２）、同時にタ
イマ１０４を作動させる（ステップＳ３３）、充電が継
続する（ステップＳ３４）間、タイマ１０４によりカウ
ントされる時間と所定時間とを比較し（ステップＳ３
５）、タイマ１０４のカウント時間が所定時間に達して
いない場合はステップＳ３４に戻り充電を継続する一
方、所定時間に達したときはタイマ１０４をリセットし
（ステップＳ３６）、充電回路１０５をオフ状態にする
（ステップＳ３７）。ここで、電池が充電装置から取り
出されたか否かを判定し（ステップＳ３８）、電池が取
り出されていない場合はステップＳ３７に戻り、充電回
路１０５のオフ状態を保持し、電池が取り出された場合
にはステップＳ２９に戻り、充電スタンバイ状態とな
り、以下、前述のステップＳ２９からステップＳ３８ま
での動作を繰り返す。

【００５１】図１２は、電池有無判別回路１０２の構成
を示すブロック図である。電池有無判別回路１０２は、
電源オンオフ判別回路１１０と、第１の電圧レベル判別
回路１１１と、第２の電圧レベル判別回路１１２とを有
する。電源オンオフ判別回路１１０は、直流電源回路１
０９の出力側に接続され、第１の電圧レベル判別回路１
１１および第２の電圧レベル判別回路１１２は、充電回
路１０５と電池１０１の接続点に接続されている。更
に、電源オンオフ判別回路１１０と、第１の電圧レベル
判別回路１１１と第２の電圧レベル判別回路１１２は選
択回路１１３に接続されている。第１、第２の電圧レベ
ル判別回路１１１，１１２からの判別データはこの選択
回路１１３に入力され、選択回路１１３は、入力された
判別データに基づいて電池有無信号を生成し出力する。

【００５２】上記構成において、充電装置にＡＣ電源が
投入されると、直流電源回路９により所定の直流電圧が
充電回路１０５に供給される。直流電源回路１０９の出
力電圧は電源オンオフ判別回路１１０により監視され、
充電回路１０５の出力電圧は第１の電圧レベル判別回路
１１１および第２の電圧レベル判別回路１１２により監
視される。

【００５３】この状態において、充電装置に電池１０１
がセットされているときとセットされていないときとで
は充電回路１０５の出力電圧レベルが変化するので、第
１の電圧レベル判別回路１１１によりこの出力電圧のレ
ベルを検出することにより電池有無の判別が行われる。
すなわち、第１の電圧レベル判別回路１１１は、充電回
路１０５の出力電圧がある基準電圧より大きい場合には
ハイレベルの信号を出力して電池がセットされていない
ことを示し、該基準電圧より小さい場合にはロウレベル
の信号を出力して電池がセットされていることを示す。
このようにして、電池が充電装置内にセットされている
か否かを判別することができる。

【００５４】また、充電装置にＡＣ電源が投入されてい
ない場合には、電池がセットされていないときの出力電
圧は０Ｖとなるので第２の電圧レベル判別回路１１２は
ハイレベルの信号を出力し、電池がセットされていると
きの出力電圧は電池電圧となるのでロウレベルの信号を
出力し、電池が充電装置にセットされているか否かを判
別する。

【００５５】第１の電圧レベル判別回路１１１の出力お
よび第２の電圧レベル判別回路１１２の出力は選択回路
１１３へ入力され、選択回路１１３は、電源オンオフ判
別回路１１０からの出力に基づいて、ＡＣ電源が投入さ
れている場合には第１の電圧レベル判別回路１１１によ
る判別信号が、ＡＣ電源が投入されていない場合には第
２の電圧レベル判別回路１１２による判別信号が、選択
回路１１３により選択され、選択された出力が電池有無
判別データとして採用され、出力される。

【００５６】以上の構成により、充電の終了した電池が
更に充電されることがなく、過充電を防止して電池寿命
の低下を避けることができる。

【００５７】［第６実施例］次に、本発明の第６実施例
を図１２および図１３を参照して説明する。

【００５８】図１３は、第６実施例の構成を示すブロッ
ク図である。本実施例は、上述した第５実施例の構成に
対して、充電終了後の自己放電により減少してしまった
電池容量を補うために補充電用の第２のタイマ１１４を
追加した点が異なり、その他の構成は第５実施例と同様
であり、図１３において、図９と対応する構成要素には
同一の番号を付してある。

【００５９】図１３において、第２のタイマ１１４は、
充電オンオフ回路１０３に接続されている。

【００６０】充電が終了した後電池がセットされたまま
であると電池は自己放電を行い電池容量が減少するのを
防止するため、充電が終了すると、充電オンオフ回路１
０３はタイマ１０４をリセットし、充電回路１０５をオ
フ状態にすると同時に第２のタイマ１１４をスタートさ
せ、所定時間に達したことが第２のタイマ１１４により
知らされると、充電オンオフ回路１０３は充電回路１０
５をオン状態にし、補充電を行う。本実施例は、このよ
うにして一定時間ごとに充電を行い、自己放電による損
失を防止することができる。

【００６１】上述の実施例をプログラム制御で行なう例
を次に説明する。

【００６２】その実施例は、図１０に示す如き構成によ
り実現可能である。その場合、メモリＲＯＭ２６ａに図
１４に示す如き制御手順を記憶し、メモリＲＡＭ２６ｂ
にタイマＴＭ補充電タイマＴＭＡの各エリアを設ける。
また、ポートＤ５ ２６ｄに電池装着検出器ＤＥＴ２６
ｃを接続する。

【００６３】図１４は、本実施例の動作を説明するフロ
ーチャートである。図１４において、ステップＳ２８〜
Ｓ３８は図１１のステップＳ１８〜Ｓ３８と同一である
ので、説明を省略する。

【００６４】ステップＳ３８において、電池が取り出さ
れていないことが判別されると第２のタイマ１１４を作
動させ（ステップＳ３９）、そのタイマ時間が第２の所
定時間Ｔ２に達するまで（ステップＳ４０）は、ステッ
プＳ３７に戻り、充電回路をオフ状態に保持する。第２
のタイマ１１４が第２の所定時間に達すると、補充電が
開始される（ステップＳ４１）。補充電が終了すると、
第２のタイマ１１４をリセットし（ステップＳ４２）、
ステップＳ３７に戻り、充電オフ状態が継続される。以
下、電池が充電装置から取り出されるまで、ステップＳ
３７からステップＳ４２までの動作が繰り返される。

【００６５】以上の構成により、充電終了後すぐに電池
を取り出さなかった場合であっても、自己放電により減
少してしまった電池容量は補充電により補うので、電池
を取り出す時は充電終了時に近い状態で取り出すことが
できる。

【００６６】［第７実施例］次に、本発明の第７実施例
を図１５を参照して説明する。図１５は、第７実施例の
構成を示すブロック図である。

【００６７】本実施例は、前述した第５実施例の構成に
対し、トリクル充電回路１１５を追加し、充電オンオフ
回路１０３から充電が終了したことを示す信号が出力さ
れた後、電池が取り出されるまでトリクル充電を行う点
が異なる。その他の構成は第５実施例と同様であるの
で、その説明は省略する。また、図１４において図９と
対応する構成要素には同一の番号を付してある。

【００６８】図１５において、トリクル充電回路１１５
は充電オンオフ回路１０３と電池１０１との間に、充電
回路１０５と並列に接続されている。充電が終了する
と、充電オンオフ回路１０３は電池状態判別回路１０６
およびトリクル充電回路１１５へ充電が終了したことを
示す信号を送る。この信号により、トリクル充電回路１
１５は充電が終了したことを知り、電池１０１に対し絶
えず微小電流を流してトリクル充電を行う。

【００６９】充電装置から電池１０１が取り出される
と、電池有無検出回路１０２からの電池が取り出された
ことを示す信号は、充電オンオフ回路１０３を経てトリ
クル充電回路１１５に入力され、トリクル充電回路１１
５はトリクル充電を終了する。

【００７０】［第８実施例］図１６は、第８実施例の構
成を示すブロック図である。本実施例は、充電中に電池
電圧降下を検出することにより充電の終了時期を判断す
る電池電圧降下（−ΔＶ）検出方式の充電装置に適用し
たものであり、充電済の電池の再充電、過充電を防止す
るものである。

【００７１】本実施例は、第５実施例におけるタイマ１
０４に代えて電池電圧降下（−ΔＶ）検出回路１１６が
設けられている点が第５実施例と異なり、他の構成は第
５実施例と同様であるのでその説明は省略する。また、
図１５において図９と対応する構成要素には同一の番号
を付してある。

【００７２】図１５において、−ΔＶ検出回路１１６は
充電オンオフ回路１０３と電池１０１との間に接続され
ている。−ΔＶ検出回路１１６は電池１０１の電圧が所
定電圧以下に降下したことを検出すると、充電が終了し
たことを示す所定の信号を出力する。以下、前述した第
５実施例と同様に、電池有無検出回路１０２および充電
オンオフ回路１０３による信号に基づいて、電池状態判
別回路１０６により電池が充電済であるか否かを判断
し、その判断に基づいて充電の制御を行う。

【００７３】このようにして、充電装置の電源の投入／
切断により充電が繰り返されることを防止し、充電の繰
り返しによる時間の無駄や電池の寿命の低下をなくして
効率よく充電を行うことができる。

【００７４】［第９実施例］図１７は、第９実施例の構
成を示すブロック図である。本実施例は、第５実施例に
対し、サブバッテリ１０８に代えて直流電源回路１０
９、停電検出回路１１７、電源切り換えスイッチ１１８
を設けた点が異なる。図１７において、図９と対応する
構成要素には同一の番号を付してある。

【００７５】図１７において、直流電源回路１０９、停
電検出回路１１７および電源切り換えスイッチ１１８
は、電池状態記憶回路１０７と充電回路１０５との間に
この順に直列に接続され、電源切り換えスイッチ１１８
は、電池状態判別回路１０６、電池有無検出回路１０２
に接続されている。また、直流電源回路１０９はＡＣ電
源に接続され、その交流電圧を直流電圧に変換する。

【００７６】上記構成において、停電検出回路１１７
は、停電等によりＡＣ電源が切れたことを直流電源回路
１０９の出力から検出し、その旨の信号を電源切換スイ
ッチ１１８に伝える。電源切換スイッチ１１８は電池状
態記憶回路１０７用の電源を、直流電源回路１０９から
電池１０１に切り換える。これにより、電池からの電源
供給により電池状態記憶回路１０７の記憶情報が保持さ
れる。この際消費される電流は微少であるため、電池の
残量にはほとんど影響しない。

【００７７】以上のような構成により、電池有無情報記
憶用の電源としてリチウム電池などのサブバッテリ１０
８を用いなくてすみ、再度ＡＣ電源が投入された時の充
電済電池の過充電を防止することができる。

【００７８】［第１０実施例］図１８は、第１０実施例
の充電装置の概略構成を示すブロック図である。

【００７９】同図において、サーミスタ４０は周囲温度
を検出し、このサーミスタ４０と分圧抵抗４１とにより
基準電圧を設定する。サーミスタ２は電池温度を検出
し、コンパレータ４２により前記サーミスタ２と分圧抵
抗４とにより設定される電圧が前記基準電圧と比較さ
れ、前者が後者より小さい場合は、コンパレータ４２の
出力はロウレベルとなり、充電を制御するＭＰＵ２６の
イネーブル端子４３にロウレベルの信号が入力され、Ｍ
ＰＵ２６は、充電開始信号をポートＡ１ ２９から出力
し、充電オン・オフ回路１８をオン状態にし、充電装置
１９による充電が開始される。しかして、充電の終了は
ＭＰＵ２６のポートＤ１ ３０に入力されるサーミスタ
２の出力電圧の変化に基づいて制御される。

【００８０】以上の構成により充電後期の温度上昇を検
出することができる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の充電装
置によれば、電池電圧特性曲線を利用して、電池電圧検
出手段により得られたデータに基づいて、判別手段によ
り充電が後期の状態であると判別された後に電池温度検
出手段により得られたデータに基づいて充電終了時期を
判定し、充電制御を行うので、充電中に環境温度の影響
を受けて充電を過早時期に終了させることがなく、適切
な時期に充電を終了させることができる。

【００８２】また、請求項２の充電装置によれば、電池
電圧上昇量変化検出手段により得られたデータに基づい
て、判別手段により充電が後期の状態であると判別され
た後に電池温度検出手段により得られたデータに基づい
て充電終了時期を判定し、充電制御を行うことにより、
上記請求項１と同様の効果が得られる。

【００８３】また、請求項３の充電装置によれば、上記
請求項２と同様の効果に加え、電池電圧上昇量検出手段
による電池電圧上昇量データと、この電池電圧上昇量か
ら得られる電池電圧上昇量変化とに基づいて第２判別手
段による補正を行うことにより、環境温度や電池の違い
により電池電圧特性曲線が変化した場合であっても、適
切な時期に充電を終了させることができる。

【００８４】更に、請求項４の充電装置によれば、電池
取り出し判別手段によるデータに基づいて充電装置に収
納されている電池が充電済であるか否かを判別し、新た
に収納された電池に対して充電を開始するように制御す
るので、充電済みの電池の過充電を防止することができ
ると共に効率よく充電を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る充電装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図２】第１実施例に使用されるサーミスタ電圧曲線
と、電池電圧の充電曲線の一例を示す図である。

【図３】本発明の第２実施例に係る充電装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図４】同装置の動作を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第３実施例に係る充電装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図６】第３実施例に使用されるサーミスタ電圧曲線と
電池電圧の充電曲線の一例を示す図である。

【図７】第４実施例に使用されるサーミスタ電圧曲線と
電池電圧の充電曲線の一例を示す図である。

【図８】第４実施例に係る充電装置の動作を示すフロー
チャートである。

【図９】本発明の第５実施例に係る充電装置の概略構成
を示す図である。

【図１０】第５実施例においてプログラム制御を行う場
合の充電装置の概略構成を示す図である。

【図１１】同装置の動作を示すフローチャートである。

【図１２】図９に示される電池有無判別回路の概略構成
を示すブロック図である。

【図１３】本発明の第６実施例に係る充電装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図１４】同装置の動作を示すフローチャートである。

【図１５】本発明の第７実施例に係る充電装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の第８実施例に係る充電装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図１７】本発明の第９実施例に係る充電装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図１８】本発明の第１０実施例に係る充電装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図１９】従来の複数の電池を同時に充電できる充電装
置の一例を示す外観図である。

【符号の説明】

２ サーミスタ（電池温度検出手段） ５，６ 抵抗（電池電圧検出手段） ９ コンパレータ（判別手段） １０ インバータ（切り換え手段） １１，１４ アナログスイッチ（切り換え手段） ２６ ＭＰＵ（判別手段、切り換え手段） ３０ Ａ／Ｄ変換ポートＤ１（電池温度検出手段） ３１ Ａ／Ｄ変換ポートＤ２（電池電圧検出手段） ３４ 電圧変化量検出回路（電圧上昇量検出手段） ３５ ＡＮＤゲート（切り換え手段） ４０ サーミスタ（判別手段） ４２ コンパレータ（判別手段） １０２ 電池有無検出回路（電池取りだし判別手段） １０３ 充電オンオフ回路（充電停止手段）（充電開始
制御手段） １０６ 電池状態判別回路（充電済電池判別手段） １０７ 電池状態記憶回路（電池状態記憶手段）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電中の電池の温度変化を検出して充電
   制御を行う温度変化検出方式の充電装置において、 電池の温度を電圧に変換して検出する電池温度検出手段
   と、 充電中の電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、 前記電池電圧検出手段の出力から、充電中の電池の電圧
   が充電後期に得られる電圧値を示しているか否かを判別
   する判別手段と、 前記判別手段の判別結果に基づいて前記電池温度検出手
   段から得られるデータを有効とするか否かを判別し、有
   効とする場合には電池温度検出手段によるデータに切り
   換える切り換え手段とを備え、 前記判別手段により充電中の電池電圧が充電後期に得ら
   れる電圧値であると判別された後に前記電池温度検出手
   段によるデータに基づいて充電の終了時期の判定を行う
   ことを特徴とする充電装置。
2. 【請求項２】 前記判別手段は、 前記電池電圧検出手段の出力から電池電圧の単位時間あ
   たりの電圧上昇量を検出する電圧上昇量検出手段と、 前記電圧上昇量検出手段の出力から電圧上昇量の変化を
   検出する電圧上昇量変化検出手段とを有し、 前記電圧上昇量変化検出手段の出力から、充電中の電池
   電圧が充電後期に得られる電圧値を示しているか否かを
   判別することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
3. 【請求項３】 前記判別手段は、 前記電池電圧検出手段の出力から電池電圧の単位時間あ
   たりの電圧上昇量を検出する電圧上昇量検出手段と、 前記電池電圧検出手段の出力から充電中の電池の電圧が
   充電後期に得られる電圧値を示しているか否かを判別す
   る第１判別手段と、 前記電圧上昇量検出手段の出力から、充電中の電池の電
   圧上昇量変化が充電後期に得られる電圧上昇量変化を示
   しているか否かを判別する第２判別手段とを有し、 前記切り換え手段は、前記第１判別手段と前記第２判別
   手段とから出力される判別結果に基づいて前記電池温度
   検出手段によるデータを有効とするか否かを判別するこ
   とを特徴とする請求項１記載の充電装置。
4. 【請求項４】 充電装置にセットされている電池が既に
   充電を終了したものであるか否かを判別する充電済電池
   判別手段と、 充電が終了した後に充電装置から電池が取り出されたか
   否かを判別する電池取り出し判別手段と、 前記充電済電池判別手段の判別結果を記憶する電池状態
   記憶手段と、 前記電池状態記憶手段に記憶された判別結果に基づいて
   セットされた電池に対して充電を開始するか否かを判別
   し、判別結果に基づいて充電開始制御する充電開始制御
   手段とを備えたことを特徴とする充電装置。