JPH0984271A - 無線通信装置用充電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】不良電池を充電前に発見して、不良電池の使用
による予期せぬ電池の使用切れなどの事態を回避するこ
とを課題とする。 【解決手段】充電開始時に微弱充電電流（トリクル）供
給部（１４）で異なる２つの充電電圧を設定し、その時
の充電電圧Ｅ１、Ｅ２と充電電流Ｉ１、Ｉ２を充電電流
充電電圧検出部（１５）で計測して制御部（１８）で計
算により内部抵抗を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線通信装置用の
充電器に関し、ことに車載型充電装置の改良に関する。

【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、５
４，５６、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３
２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、車両バ
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内蔵サーミスタ
抵抗３２２の電池温度を表すサーミスタ出力入力端子６
３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の内蔵サーミス
タ抵抗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〜０．７５
Ｃ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、７
４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１
６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〜１．０
Ｃ）／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４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（１０
０）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の電圧と電池内蔵サー
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Ｖ_B を判定処理することで
電池電圧Ｖ_B が所定値以下であれば電池なしの処理を行
い、電池電圧Ｖ_B 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Ｖ_B を検
出し、電池電圧Ｖ_B が４Ｖ以下であれば初期充電モード
（１０９）に、電池電圧Ｖ_B 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１
４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Ｖ_B 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Ｖ_B が４
Ｖ以下であれば電池異常として電池異常モード（１１
３）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Ｖ_B 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Δ
Ｔ／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Ｖ_B が７．４Ｖ以
上になったことを検出した時、充電修了モード（１１
２）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Ｖ_B 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Ｖ_B 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Ｖ_B 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
Ｖ_B 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Ｖ_B 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０．１
Ｃ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Ｖ_B ≧４．０Ｖプロセス（２
０３）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Ｖ_B 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≧Ｔ_C ≧０°Ｃプロセス（２０
４）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≧Ｔ_C ≧２°Ｃプロセス（２０
９）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】Ｖ_B ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１
１）は急速充電モードにおける電池電圧Ｖ_B 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Ｖ_B 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Ｖ_B が４Ｖを越えたときはＶ_B ≧
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Ｖ_B 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、Ｖ_B ≧７．４Ｖ判断処理プロセス
（２１５）で電池電圧Ｖ_B 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（２１
６）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、充電容量
を約０．１Ｃに設定した場合の初期充電モードで、電池
電圧で所定の時間を過ぎても充分に上昇していない場合
に、電池寿命に起因する充電不良と判断し、充電を停止
すると共に可視表示などで扱い者に知らせるような方法
をとっていた。

【００４３】しかし、転極作用などで電池の内部抵抗が
上昇するような劣化傾向についてはこの方法では発見す
ることができなかった。電池の内部抵抗が上昇している
と、電池の放電容量の低下をもたらす。

【００４４】放電容量の低下は充電が完了した後、その
充電容量を使い切って初めて放電時間が短いことで気付
く場合が多いため、ときには電池を利用している機器の
性能が充分発揮されていなかったり、予定よりも速い電
池切れのため、例えば携帯無線電話装置が動作せずに重
要な情報の収集の機会を逸したり、目的の用途に支障を
きたすといった問題がある。

【００４５】そこで本発明では、電池の充電前に内部抵
抗の上昇を自動的に検知し、その旨の可視表示を行って
取扱者に表示することにより、速やかな不良電池の交換
を可能にし、電池応用機器の作動に支障をきたすといっ
た問題を回避することを目的とする。

【００４６】

【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、初期充電モードで電池電圧で所定の
時間を過ぎても充分に上昇していない場合に、電池寿命
に起因する充電不良と判断し、充電を停止すると共に可
視表示などで扱い者に知らせるような方法をとってい
た。

【００４７】しかし、転極作用などで電池の内部抵抗が
上昇するような劣化傾向についてはこの方法では発見で
きない。内部抵抗が上昇していると、電池の放電容量が
低下し、電池を応用している機器の性能が充分発揮され
ていなかったり、予定よりも速い電池切れのため、装置
が動作せずに重要な情報の収集の機会を逸したり、目的
の用途に支障をきたすといった問題が起こる。

【００４８】そこで本発明はこの問題を解決して、電池
の充電前に内部抵抗の上昇を自動的に検知し、その旨の
可視表示を行って取扱者に表示することにより、速やか
な不良電池の交換を可能にし、電池応用機器の作動に支
障をきたすといった問題を回避することを目的とする。

【００４９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電池本体を内蔵した電池パックを着脱自
在に装填した無線通信装置に対し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を有する無線通信装置用充電器
において、前記充電電源電流供給手段の出力電圧を変化
させ、これに対応する前記充電電源電流供給手段の出力
電流を前記出力電流検出手段の出力から検出して判定基
準値と比較し電池内部抵抗を判定する内部抵抗判定手段
を設けたことを特徴とする。

【００５０】また、前記内部抵抗判定手段の判定結果を
表示する表示手段を更に設けたことを特徴とする。

【００５１】さらに、前記内部抵抗判定手段の前記判定
基準値を前記電池の種別に応じて選択することを特徴と
する。

【００５２】このように本発明では、充電電源電流供給
手段の出力電圧を変化させ、これに対応する充電電源電
流供給手段の出力電流を出力電流検出手段の出力から検
出し、判定基準値と比較し電池内部抵抗を判定するよう
にした。

【００５３】これにより、電池の充電前に内部抵抗の上
昇を検知し、その旨を表示することにより、速やかな不
良電池の交換を可能にし、電池内部抵抗の上昇が電池応
用機器の使用に支障をきたす問題を回避することができ
る。

【００５４】

【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
池セルの温度の検出方法を示す説明図である。

【００５５】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。

【００５６】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、１
３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。

【００５７】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、６
３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。

【００５８】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。

【００５９】次にこの装置の動作を説明する。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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、５
３、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。

【００６３】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３
２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。

【００６４】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３
２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。

【００６５】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。

【００６６】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／ｍｉ
ｎ）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。

【００６７】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／ＯＦ
Ｆ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。

【００６８】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６
３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。

【００６９】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。

【００７０】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６
３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１
Ｄ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／Ｏ
ＦＦ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３２
２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。

【００７１】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。

【００７２】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７
１〜７３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。

【００７３】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。

【００７４】ここでまず図２にそって電池内部抵抗を求
める方法について述べる。

【００７５】電池の充電電圧をＥ、充電電流をＩとする
と電池内部抵抗Ｒが Ｒ＝Ｅ／Ｉ で表されることは明らかである。充電電圧をＥが一定で
あると、 Ｉ＝Ｅ／Ｒ から充電電流は内部抵抗Ｒに反比例する。

【００７６】内部抵抗Ｒの測定を充電電圧の異なる条件
で、例えば充電電圧Ｅ１と充電電圧Ｅ２の２点で測定す
ると測定の確度はさらに高くなる。例えば電池の内部を
流れる電流以外の固定的な誤差電流ｉがあった場合に
は、その影響をなくすることができる。

【００７７】Ｉ１＝Ｅ１／Ｒ＋ｉ Ｉ２＝Ｅ２／Ｒ＋ｉ ΔＩ＝Ｉ１−Ｉ２＝Ｅ１／Ｒ＋ｉ−（Ｅ２／Ｒ＋ｉ）＝
（Ｅ１−Ｅ２）／Ｒ 本実施形態では、微弱充電電流（トリクル）供給部１４
で先ず電圧をＥ１を目標に設定し、その時の実際の充電
電圧Ｅ１と充電電流Ｉ１を充電電流充電電圧検出部１５
で計測し、続いて微弱充電電流（トリクル）供給部１４
で電圧をＥ２を目標に設定し、その時の実際の充電電圧
Ｅ２と充電電流Ｉ２を充電電流充電電圧検出部１５で計
測して、上式のΔＩから内部抵抗Ｒを計算する。

【００７８】次に、電池３２内の電池内蔵サーミスタ３
２２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３にそって説明する。

【００７９】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θ_{C- P} 、電池３２と周囲
環境間の熱抵抗をθ_P-A 、電池３２の温度をＴ_P 、充電
器部１（周囲環境）の温度をＴ_A とすると、電池本体３
２１の温度Ｔ_C は Ｔ_C ＝（θ_C-P ）・Ｗ＋Ｔ_P 或いは Ｔ_C ＝（θ_C-P-A ）・Ｗ＋Ｔ_A また Ｗ＝（Ｔ_P −Ｔ_A ）／θ_P-A θ_C-P-A ＝θ_C-P ＋θ_P-A ただしθ_C-P-A は電池本体３２１と充電器部１間の熱抵
抗である。

【００８０】以上の値のうち、θ_C-P とθ_P-A は電池３
２固有の定数であり、Ｔ_P とＴ_A は測定される値であ
る。従って、ＷとＴ_C はこれらから計算できる。

【００８１】予め、電池３２固有の定数を蓄積プログラ
ムに持ち、Ｔ_P とＴ_A を入力し演算することでＴ_C を自
動的に求めることができる。

【００８２】電池３２の固有の定数であるθ_C-P とθ
_P-A は電池３２の構造などによって異なるため、電池３
２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『Ｔ_P 、Ｔ_A 、熱
抵抗から電池本体温度を算出する処理』（２３０）で行
われる。

【００８３】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。

【００８４】次に充電器部１の動作に付いて説明する。
動作フローチャートの基本部分は図４に示した通りであ
り従来例と同じなのでここでは省略する。

【００８５】図５および図６に本発明での充電制御の動
作を示すフローチャートの実施形態を示した。以下図５
と図６にそって動作の説明を行う。

【００８６】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。

【００８７】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
（２０１）に遷移する。充電モード（２０１）では先ず
電池本体温度を求める『Ｔ_P 、Ｔ_A 、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
算は、既に述べた通りである。

【００８８】次に４０°Ｃ≧Ｔ_C ≧０°Ｃプロセス（２
３４）は充電開始に当たり電池本体３２１の温度が規定
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３２１の温度が４０°Ｃ≧Ｔ_C ≧
０°Ｃの規定温度内の時は初期充電モード（２０２）に
はいる。

【００８９】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。

【００９０】初期充電モード（２０２）中はＶ_B ≧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（２１７）、電池の異常と判断し、充電
を停止して（２１９）充電処理を終了する（２２０）。

【００９１】時間内に電池電圧が４．０Ｖを越えた時
は、充電電圧変更プロセス（２４０）にはいる。このプ
ロセスでは、まず、制御部１８の制御によってＤＣ−Ｄ
Ｃコンバ−タ１６出力である充電電圧を最初にＥ１に設
定し、その後、一定時間（ｔ１）秒後にＥ２に設定す
る。そうして、充電電圧Ｅ１に対する充電電流Ｉ１、充
電電圧Ｅ２に対する充電電流Ｉ２をそれぞれ求める。

【００９２】制御部１８はさらにこれらの充電電流の差
ΔＩ＝Ｉ２−Ｉ１を求める。そうして、充電電流Ｉ１お
よび充電電流の変化量ΔＩを規定値と比較する。規定値
の範囲内にあれば電池内部抵抗が正常であると判断し、
４５°Ｃ≧Ｔ_C ≧０°Ｃプロセス（２０４）にはいる。
充電電流Ｉ１および充電電流の変化量ΔＩが規定値より
も小さい場合は、電池内部抵抗が大きいと判断する。そ
れ以外でも充電電流Ｉ１および充電電流の変化量ΔＩが
規定値の範囲内に無い場合は電池の異常と判断する（２
４１）。この充電電流および充電電流の変化量の規定値
は、電池種別情報にしたがって変化させることにより、
より精密な判断を下すことができる。

【００９３】電池異常と判断した場合は、ＬＥＤランプ
２５などを用いて電池不良表示を行って（２４２）、そ
の後、充電停止を行い（２１９）、充電動作を終える
（２２０）。

【００９４】４５°Ｃ≧Ｔ_C ≧０°Ｃプロセス（２０
４）では電池本体３２１の温度が４５°Ｃ≧Ｔ_C ≧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３２１の温度が４５°Ｃ≧Ｔ_C ≧０°Ｃの
規定温度内になければ、しばらく充電を休止し（２０
８）、電池本体３２１の温度が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（２
０５）に移る（２０９）。

【００９５】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（２
０７）に至る前にもう一度４５°Ｃ≧Ｔ_C ≧０°プロセ
ス（２０６）を行い、電池本体３２１の温度が４５°Ｃ
≧Ｔ_C ≧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３２１の温度が３８°Ｃ≧
Ｔ_C ≧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。

【００９６】ΔＴ／ｄｔ≧ｎ°Ｃ／ｍｉｎ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
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３２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、Ｖ_B ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２１１）に
入る。Ｖ_B ≧４．０Ｖ≧４．０Ｖ判断処理プロセス（２
１１）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）。

【００９７】電池電圧が４Ｖを越えたときはＶ_B ≧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。

【００９８】補充電モード（２１４）は充電容量を約
０．１Ｃに設定し、Ｖ_B ≧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（２
２０）は充電を終了し次の充電機会まで待機する。

【００９９】本実施形態では、以上のように、電池３２
を充電器部１に装着した時、急速充電に先だって電池３
２の充電電圧と充電電流の対比から電池内部抵抗を判定
し、規定値から外れている場合は不良表示を行うように
した。これにより不良電池を自覚せずに使用することに
よって電池ぎれが発生するなどの欠点を回避する事がで
きる。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、電池を
充電器に装着し急速充電を行う前に、電池の等価内部抵
抗を自動的に測定し、この値が予め設定されている規定
値よりも大きい場合には、電池不良と判断し、その旨を
可視表示等で表示し、急速充電も停止するようにするこ
とができる。

【０１０１】これにより、内部抵抗の大きい不良電池の
発見が容易になり、不良電池の使用による予期せぬ電池
の使用切れなどの事態を回避することができ、性能回復
への対応も時を移さず行うことができる。

【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形態の
回路ブロック図。

【図２】図１に示す一実施形態での電池内部抵抗の検出
方法の説明図。

【図３】図１に示す一実施形態での電池本体温度の検出
方法の説明図。

【図４】図１に示す一実施形態の制御処理フローチャー
ト。

【図５】図１に示す一実施形態での充電制御のフローチ
ャートの一例（その１）。

【図６】図１に示す一実施形態での充電制御のフローチ
ャートの一例（その２）。

【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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池を内蔵した電池パックを着脱自在に
   装填した無線通信装置に対し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を有する無線通信装置用充電器にお
   いて、 前記充電電源電流供給手段の出力電圧を変化させ、これ
   に対応する前記充電電源電流供給手段の出力電流を前記
   出力電流検出手段の出力から検出して判定基準値と比較
   し電池内部抵抗を判定する内部抵抗判定手段を設けたこ
   とを特徴とする無線通信装置用充電器。
2. 【請求項２】 前記内部抵抗判定手段の判定結果を表示
   する表示手段を更に設けた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。
3. 【請求項３】 前記内部抵抗判定手段の前記判定基準値
   を前記電池の種別に応じて選択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。