WO1998008146A1

WO1998008146A1 - Dispositif electronique rechargeable

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Publication number: WO1998008146A1
Application number: PCT/JP1997/002903
Authority: WO
Inventors: Masahiro Sase; Kiyotaka Igarashi; Kenji Fujita
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1998-02-26
Also published as: JPH1062571A; US6060862A; ES2292194T3; DE69738014T2; DE69738014D1; EP0862099A1; EP0862099A4; EP0862099B1; JP3628123B2

Description

明細書充電式電子機器技術分野

本発明は、発電式電子時計を含む充電式電子機器の電源である蓄電器手段の充電状態表示する装置に関する。背景技術

従来より発電式電子時計を含む充電式電子機器における電源の残容量表示技術は数多く見られる。例えば実公昭 5 4 2 9 7 0 9号公報では、電池電圧をサンプリングし、そのサンプリング出力より電池電圧を A / D変換して、その値をデジタル表示する技術が開示されている。

以下図面により従来技術の説明を行う。図 1 2は従来の充電式電子機器の一例である発電式電子時計の回路ブロック図である。図 1 2において 1 は後述する電圧検出回路 2を制御するサンプリング信号 P 1や表示手段 6を制御する表示制御信号 P 6などを出力する全体制御回路、 2は後述する蓄電手段 7 0の電圧を検出しフル充電検出信号 P 2 0を出力する電圧検出手段、 3は発電手段でありここでは太陽電池とする。 4 は過充電防止手段であり、電圧検出回路 2からの信号により動作する。 5は逆流防止手段であり、 6は時刻等を表示する表示手段である。 7 0は発電手段 3で発生した電力を蓄積する蓄積手段であり、通常は大容量のコンデンサで構成される。

続いて従来の発電式電子時計における動作を説明する。

全体制御回路 1 は時計回路（図示せず）などを内蔵し、表示手段に時刻情報を出力する。表示手段 6はその情報を受け、時刻等を L C Dや指針により表示する。また全体制御手段 1 はサンプリング ί言号 P 1を充電電圧検出手段 2 0に例えば 1時間おきに出力する。このサンプリング信号 Ρ 1 により過充電電圧検出手段 2 0は蓄電手段 7 0の電圧値を計測し、電圧値が所定値（例えば 2 . 6 V ) を超えているとフル充電検出信号 Ρ 2 0を出力する。過充電防止手段 4 はこのフル充電検出信号 P 2 0を受けてオンしスィッチを閉じる。その結果発電手段 3は短絡され起電力は蓄電手段 7 0には供給されない。

よって必要以上に過充電されることを防ぐことができる。さらにフル充電検出信号 P 2 0 は全体制御手段 1 にも出力されその結果全体制御回路 1 は表示制御信号 P 6を出力する。表示手段 6ではこの表示制御信号 P 6を受けフル充電状態であることを報知する。

ところで最近上記のような発電式電子時計の電源として、大容量 2次電池であるチタン · リチウムイオン 2次電池（以下 T L電池という ) が使用されるようになってきた。この T L電池は従来の大容量コンデンサに比べても容量が格段に大きく、その結果フル充電からの時計の動作時間が数力月と飛躍的に大きくすることを可能とした。

しかしながら、この T L電池は図 1 3に示すような充放電特性をもっており、従来のように電池電圧を測定しただけでは電池の蓄積電荷量を把握することは困難である。よってこの T L電池を使用した電子時計において、まったく電力を供袷しなくても時計を数ケ月動かせる状態所謂フル充電状態を報知できるものは実現化されていない。

一方、蓄電器手段に於ける残存容量を検出し、その結果を表示する方法としては、多くの方法が知られている。

例えば、特開昭 5 4 - 5 3 3 2 8号公報には、銀電池に於ける残存容量の測定方法に関して記載されており、その具体的な方法は、当該銀電池の内部抵抗の変化を推定して、その推定内部抵抗と同等の負荷を有する負荷抵抗を接続して電圧を測定する事によって、当該銀電池に於ける残存容量の測定方法が示されておりますが、係る公知技術はあくまでも銀電池に関するものであり、本発明の様な充電式電子機器に於ける電源とは、技術分野が異なる為、係る従来の技術をそのまま本発明に使用する事は困難である。

又、特公昭 5 3 - 1 6 0 9 8号公報には、放電終了直後の開放電圧で蓄電池の容量を判定する技術が開示されていますが、その基本的な技術思想は、放電終了後に電源を開放するもので、本発明が対象とする電子時計を含む電子機器では、電源を完全に開放する事は出来ない。つまり、本発明は、あくまでも充発電装置と電源の経路のみを遮断するもので、上記従来技術とは異なるものである。発明の開示

本発明は上記課題を解決し、蓄電器手段の一つである、チタン ' リチウムィォン 2次電池などの大容量 2次電池を用いても、当該電池の充電容量を容易に検出して使用者に容易に確認出来る様に構成された充電式電子時計をむ発電式電子機器を提供する事を目的としており、又特には、当該蓄電器手段定手段に於けるフル充電状態を使用者に報知できる発電式電子機器を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、以下に示す基本的な技術構成を採用するものである。即ち、発電手段と、該発電手段からの起電力を充電する蓄電器手段と、該蓄電器手段への充電電流の逆流を防止する逆流防止手段と、前記発電手段に基づき充電された蓄電器手段を電源とする時刻表示手段を備えた充電式電子機器において、前記蓄電器手段の充電状態を検出する充電状態検出手段と、前記発電手段と蓄電器手段との充電経路の間に設けられた充電遮断手段と、前記充電状態検出手段の検出信号に基づき、当該蓄電池の充電状態を報知する充電状態報知知手段とを設け、前記充電状態検出手段が充電中の当該蓄電池の充電状態を検出動作中には前記充電遮断手段を動作させ充電遮断しておく充電式電子機器である。

つまり、本発明に於いては、使用される、チタン · リチウ厶イオン電池等を含む蓄電器手段に於て、当該蓄電器手段の正確な出力電圧、或いは当該蓄電器手段の正確な残留容量を判断する為に、予め定められた所定の基準電圧と測定された現時点に於ける当該蓄電器手段の電圧値若しくは電流値とを比較すると同時に、当該電圧値若しくは電流値を測定する際には、所定の電源手段、若しくは発電手段と当該蓄電器手段との間に設けられた充電遮断手段を作動させて、当該蓄電器手段を電源、又は発電手段から切り離す様に構成するものである。

更に、本発明に於ては、検出電圧若しくは検出電流が予め定められた所定の値と一致した場合に、該充電遮断手段を作動させる様に構成するものである。又、本発明に係る当該充電式電子機器に於ける他の態様としては、当該検出される当該蓄電器手段の充電状態は、任意の電圧値、若しくは任意の電流値ではなく、当該蓄電器手段のフル充電状態を検出する様に構成されたものである。即ち、本態様に於ける充電式電子機器は、発電手段と、該発電手段からの起電力を充電する蓄電手段と、該蓄電手段への充電電流の逆流を防止する逆流防止手段と、前記発電手段に基づき充電された蓄電手段を電源とする地形表示手段を備えた充電式電子時計において、当該蓄電器手段が充電遮断手段がフル充電状態であるか否かを検出するフル充電検出手段と、前記発電手段と蓄電手段との充電経路の間に充電遮断手段と、前記フル充電検出手段の検出信号に基づきフル充電であることを知らせるフル充電告知手段とを設け、前記フル充電検出手段がフル充電の検出動作中には充電遮断手段を動作させ充電遮断しておくことを特徴とするものである。

さらに前記フル充電検出手段は、前記蓄電手段の電圧値を測定し電圧測定デー夕を出力する電圧測定部と、該電圧測定部からの少なくとも 2つの電圧測定デー夕に基づき所定時間における電圧低下値が任意の基準電圧値以内である時にフル充電である事を検出しフル充電検出信号を出力する低下電圧検出部より成ることを特徴とする。

さらに前記電圧測定部からの電圧測定データに基づき前記蓄電手段の電圧値が所定の電圧値以上である事を検出するとフル充電計測を開始する制御を行なう為のフル充電計.測開始信号を出力する計測開始検出手段を設け、該計測開始検出手段からのフル充電計測開始信号に基づき前記低下電圧検出部が検出動作を開始する様に構成したことを特徴とする。

さらに前記発電手段からの起電力を測定する起電力測定手段を設け、該起電力測定手段の測定値に基づき前記計測開始検出手段における蓄電手段の電圧値と比幸交する前記所定の電圧値を切り換えることを特徴とする。

また前記発電手段からの起電力を測定する起電力測定手段を設け、該起電力測定手段の測定値に基づき前記低下電圧検出部における電圧低下値と比較する前記基準電圧値を切り換えることを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明に ί系る充電式電子機器の第 1 の実施の形態を表す回路プロック図である。

図 2は、本発明の動作を表すフローチャートである。

図 3は、本発明の動作を表すフローチヤ一卜である。

図 4は、本発明の第 2の実施の形態を表す回路プロック図である。

図 5は、本発明の動作を表すフローチャートである。

図 6は、本発明の動作を表すフローチャートである。

図 7は、本発明の第 3の実施の形態を表す回路プロック図である。

図 8は、本発明の動作を表すフローチャートである。

図 9は、 T L電池の自己放電特性図である。

図 1 0は、照度を変えた場合の T L電池の充電特性図である。

図 1 〗は、照度を変えた場合の T L電池の充放電特性図である。

図 1 2は、従来技術の回路プロックである。

図 1 3は、 T L電池の放電特性図である。

図 1 4は、本発明に於ける第 1の具体例に於て使用される充電状態検出手段の一具体例の構成を説明するブロックダイアグラムである。

発明を実施する為の最良の形態

以下に、本発明に係る充電式電子時計を含む充電式電子機器の一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。

即ち、図 1 は、本発明に係る充電式電子機器の一具体例の構成を示すブロックであり、図中、発電手段 3と、該発電手段 3からの起電力を充電する蓄電器手段 7 と、該蓄電器手段 7への充電電流の逆流を防止する逆流防止手段 5と、前記発電手段 3に基づき充電された蓄電器手段 7を電源とする時刻表示手段を含む情報表示手段 6を備えた充電式電子機器 1 0 0において、前記蓄電器手段 7の充電状態を検出する充電伏態検出手段 3 0と、前記発電手段 3と蓄電器手段 7との充電経路の間に設けられた充電遮断手段 9と、前記充電状態検出手段 3 0の検出信号に基づき、当該蓄電池の充電状態を報知する充電状態報知知手段 6とを設け、前記充電状態検出手段 3 0が充電中の当該蓄電池 7の充電状態を検出動作中には前記充電遮断手段 9を動作させ充電遮断伏態にしておく様に構成された充電式電子機器 1 0 0が示されている。

本具体例に於ける当該充電式電子機器に関する充電状態は、充電電圧値若しくは充電電流値の何れかに基づいて判断するものである。

本発明に於ける上記具体例に於て、当該充電状態検出手段 3 0は、当該蓄電器手段 7に於けるフル充電状態を検出する様に構成されていても良く、又、後述する図 1 4 に示される様な記憶手段 2 3に、例えば複数の段階に設定された基準値を記憶する様に構成することによって、該フル充電状態のみではなく、当該蓄電器手段 7に於ける残留容量も検出可能である。

つまり、本発明に於ける上記の具体例は、図 1 3に示される様な、電圧の変化が直線的でない電源、つまりでなつを検出しただけでは、その残存容量が判断出来ない電源に特に有効な手段である。

従って、後者を意図する場合には、当該充電状態検出手段 3 0は、図 1のプロックダイアグラムに示された構成よりも、図 1 4に示された様な構成を有する事が望ましい。

即ち、本具体例に於ける当該充電状態検出手段 3 0の構成は、例えば、当該蓄電池 7の充電電圧を測定するか当該蓄電池への充電電流値を検出する充電伏態測定手段 2 2、複数の段階に設定された基準電圧値若しくは基準電流値を記憶する記憶手段 2 3、当該充電状態则定手段により測定された当該蓄電器手段の電圧値若しくは電流値と該記憶手段に記憶されたそれぞれの基準値の何れかと比較する比較手段 2、当該比較手段 2に於ける比較結果を出力する出力手段とが設けられている事が望ましい。

本具体例に於ける当該記憶手段に記憶される所定の複数個の段階に設定された互いに異なる基準電圧値若しくは電流値の数、間隔、は任意であり、特に限定されるものではないが、当該充電式電子機器に要求される当該蓄電器手段の充電状態を検出するのに要求される精度に応じて決定する事が望ましい。

例えば、検出すべき基準の電圧値を複数個として、その間隔を狭くすると、比拿交回路に於ける比較演算回路の構成が複雑となるのでコスト增となる事も考慮すべき事項である。

具体的には、上記の様な構成からなる充電状態検出手段を採用する場合には、検出された当該蓄電器手段 7の現時点に於ける電圧値もしくは電流値を当該複数の段階に設定された基準値と比較し、当該複数の基準値の範囲内に入っている場合に、その基準値の電圧値若しくは電流値を当該蓄電器手段 7の現時点に於ける電圧値もしくは電流値として、適宜の表示手段 6を介して報知する事が出来る。この際、上記した様に、当該蓄電器手段 7に於ける充電状態を検出する測定時点に於て、当該蓄電器手段 7に供給される電圧若しくは電流を遮断して測定する事が必要である。

つまり、本発明に於いては、該充電遮断手段 9は、当該蓄電器手段 7の充電状態を検出する操作が実行される夕ィミングに応答して当該発電手段 3 と蓄電器手段 7 との充電経路を遮断する様に構成されている事が望ましい。

又、本具体例に於いては、当該充電遮断手段 9は、当該蓄電器手段 7の電圧値が所定の電圧値と一致した場合に当該発電手段 3と蓄電器手段 7との充電経路を遮断し、当該蓄電器手段 7の残留容量を測定する様に構成されていても良い。次に、本発明に係る他の具体例として、当該充電状態検出方法として、当該蓄電器手段 7がフル充電状態に有るか否かを判断する様に構成された場合の回路構成とその作動に付いて以下に図面を参照しながら詳細に説明する。

図 1 は本発明による第 2の実施の形態としてフル充電表示機能の付いた充電式電子時計の実施例の回路ブロック図である。図 1の回路ブロック図のうち図 1 2 の従来例の回路プロック図と同一要素には同一記号を付し説明を省略する。図 2 〜図 3は図 1のプロック図に示す充電式電子時計の操作手順の例を示すフローチャ一卜である。

図 1 において、 1 1 は時計回路などを内蔵し、フル充電検出の制御などを行なう全体制御回路である。また 7はチタンリチウムイオン二次電池（以下、 T L電池と略記する）、 2 2は上記した具体例に於ける充電状態検出手段 3 0に対応するフル充電検出手段の 3 0 * は、電圧測定部 2 2、低下電圧検出部 8が含まれており、各々は充電電電圧検出手段 2 0 と並列に配されている。また当該フル充電検出手段の 3 0 ' には、更に計測開始検出手段であるコンパレータ 2が含まれている。尚、本具体例に於ける当該フル充電検出手段の 3 0 ' は、当該蓄電器手段 7に対する過充電状態を検出する機能を含んでいる事が望ましく、該フル充電検出手段の 3 0 ' が当該蓄電器手段 7の過充電状態を検出した場合には、適宜の信号を別途当該発電手段 3と並列に配置されている適宜の過充電防止手段 4を作動させて、当該蓄電器手段 7に対する充電操作を中止させる様に構成しておく事も望ましい。

電圧測定部 2 2は全体制御手段 1からの電圧測定のタイミングを制御する電圧測定サンプリング信号 P 1 1のサンプリングタイミングに基づき T L電池 7の両端電圧の測定を行ない前記コンパレ一タ 2に対して電圧測定データ信号 P 2 2を出力し、コンパレータ 2は電圧測定値が基準電圧値のに 4 ( V ) より大きい場合にワンショッ卜のフル充電計測開始信号 P 2を出力する。

又、電圧測定部 2 2は、またフル充電計刺時には電圧検出した T L電池 7の検出電圧デ一夕信号 P 2 2を前記低下電圧検出部 8に対しても出力する。

低下電圧検出部 8はコンパレータ 2からのフル充電計測開始信号 P 2に基づきフル充電計測を開始し、電圧測定部 2 2からの電圧測定データ信号 P 2 2の入力デー夕に基づき T L電池 7がフル充電伏態であるかを判別しフル充電状態を検出した場合にフル充電検出信号 P 8を出力し、フル充電状態でないことを検出した場合に非フル充電検出信号 P 8 8を出力する。

全体制御手段 1 1 は、コンパレータ 2からのフル充電計測開始信号 P 2に基づき逆流防止手段 5に直列に配された充電遮断手段 9に対して遮断制御信号 P 1 2 を出力すると共に、低下電圧検出部 8からのフル充電検出信号 P 8が入力された場合にはフル充電告知手段を内蔵した表示手段 6に対してフル充電表示を行なう様に制御信号 P 6を出力し、非フル充電検出信号 P 8 8が入力された場合には表示手段 6に対してフル充電表示の解除を行なう様に制御信号を出力する。

次に、図 2〜図 3のフローチヤ一卜を用いて図 1 のブロック図に示す充電式電子時計の動作説明を行なう。図 2はメインのフローチャートであり、図 3は図 2 におけるステップ（以下ステップは Sと略記する） 6のフル充電計測のサブルーチンを示すフローチヤ一トである。

それでは、図 2のメインのフローチャートより動作説明を行なう。図 2のフロ —チャートでスタート後、 S I にて全体制御手段 1 1の中の時間基準カウンタを用いて正秒であるかの判別を行なう。 S 1のブランチにて「Ν ι の場合には再び S iの前まで戻り、「Y」の場合には S 2の" 1秒インクリメント " にて全体制御手段 1 1 より時刻を 1秒進める制御信号が出力され表示手段 6の時刻表示が 1 秒進む。

次に、 S 3にて全体制御手段 1 1の中の時間基準カウンタを用いて数 1 0分 ( 1 0分、 2 0分、 3 0分、 4 0分、 5 0分あるいは正時の 0 0分）であるかの判別を行なう。 S 3のブランチにて「Ν」の場合には再び S 1 の前まで戻り、

「Υ」の場合には S 4の'' 電圧測定サンプリング" にて電圧測定部 2 2は全体制御手段 1 1 からの 1 0分周期の電圧測定のタイミングを制御する電圧測定サンプリング if号 Ρ 1 1のサンプリングタイミングに基づき T L電池 7の両端電圧の測定を行なう。（電圧測定サンプリング信号 P 1 1はフル充電計測伏態以外は 1 0 分周期の電圧測定サンプリング信号）

そして、 S 5の " V t l 〉 l . ( V ) " にて当該測定電圧 V t 1 力く、予め定められた、フル充電状態を表す一つの例としての基準電圧である例えば 1 . 4 V と比較され、当該測定電圧値 V t 1 が当該基準電圧値である 1. 4 ( V ) より大きいか否かが判別される。

係るフル充電状態を表す基準電圧値は、一種類に限定されるものではなく、複数種の基準電圧値を設定する事も可能である。

次いで、 S 5のブランチにて「N」の場合には再び S 1 の前まで戻り、「Y J の場合にはコンパレー夕 2からフル充電計測開始信号 P 2が出力され S 6のフル充電計測に移行する。

S 6のフル充電計測については、図 3の S 6のフル充電計測のサブルーチンを示すフローチヤ一トを用いて説明する。

図 3のフローチャートでスタート後、 S 7の "電圧測定： V 1 " にて全体制御手段 1 1からの霭圧測定のタイミングを制御する電圧測定サンプリング信号 P 1 1のサンプリングタイミングに基づき電圧測定部 2 2は T L電池了の両端電圧を測定して電圧測定データ信号 P 2 2 として前記低下電圧検出部 8へ供給し、低下電圧検出部 8は V 1 として取り込む。次に、 S 8の "充電遮断手段オン" にてコンパレータ 2から出力されたフル充電計測開始信号 P 2に基づき、全体制御手段 i 1 は充電遮断手段 9に対して遮断制御信号 P 1 2の出力が「H」となり（遮断オン制御して）発電手段 3からの T L電池 7への充電を遮断する。

次に、 S 9のタイマ一スタートにて全体制御手段 1 1の中の 1分タイマーがスタートする。

そして、 S 1 0にて全体制御手段 1の中の 1分夕イマ一が夕ィ厶ァップしたかの判別を行なう。 S 1 0のブランチにて 1 N」の場合には再び S 1 0の前まで戻り、「Y」の場合には S 1 1の "電圧測定： V 2 " にて全体制御手段 i 1からの電圧測定のタイミングを制御する電圧測定サンプリング信号 P 1 1のサンプリング夕ィミングに基づき電圧则定部 2 2は T L電池 7の両端電圧を測定して電圧測定データ信号 P 2 2 として低下電圧検出部 8へ供給し、低下電圧検出部 8は V 2 として取り込む。

次に、 S 1 2の " V 1 — V 2→ A " にて V 1および V 2の電圧測定データを取り込んだ低下電圧検出部 8にて V 1 - V 2の演算を行ない、その差の電圧値を A として低下電圧検出部 8にて再び取り込む。

次に、 S 1 3の " Aく X ( V ) " にて Aが定数 X ( V ) (この定数 X ( V ) は 2次電池である T I,電池 7の特性によって定数値は異なる）より小さい力、（あるいは以内か）の判別を行なう。 S 1 3のブランチにて ' Y J の場合には S 1 4のフル充電表示にて低下電圧検出部 8がフル充電であることを検出しフル充電検出信号 P 8が出力され、フル充電検出信号 P 8に基づき全体制御手段 1 は表示手段 6に対してフル充電表示を行なう様に制御信号を出力し、表示手段 6はフル充電表示状態となる。

このフル充電検出の原理は、図 1 3に示される様な、 T L電池 7が 1 . 4 ( V ) に達した後に更に充電遮断した後の T L電池 7の電圧の低下を示す特性図に基づく。

又、図 1 1 に示すごとく電圧低下特性はフル充電の場合にはフル充電でない場合に比べて電圧低下が少ない。この S 1 3のブランチではこの特性の差を用いてフル充電検出の判断を行っている。逆に S 1 ：:!のブランチにて「N」の場合には、 S 1 5のフル充電表示解除にて低下電圧検出部 8がフル充電でないことを検出し非フル充電検出信号 P 8 8が出力され、非フル充電検出信号 P 8 8に基づき全体制御手段 1 1 は表示手段 6に対してフル充電表示の解除を行なう様に制御信号を出力し、表示手段 6はフル充電表示伏態が解除される。

次に、 S 1 6の充電遮断手段オフにて低下電圧検出部 8から出力されたフル充電検出信号 P 8または非フル充電検出信号 P 8 8に基づき、全体制御手段 1 1 は充電遮断手段 9に対して遮断制御信号 P 1 2の出力が「 L」となり（遮断オフ制御して）発電手段 3からの T L電池 7への充電が再開される。そして、フル充電計測のサブル一チンは終わり図 2のメインのフローチヤ一卜に戻る。

図 2のメインのフローチヤ一卜の戻り先は S 6のフル充電計測の後、即ち図 2 のフローチヤ一卜でスター卜後の S 1 の正秒であるかの判別を行なうブランチの前に戻り、以後の動作は上記説明の動作が繰り返される。

図 4は本発明による第 3の実施の形態としてフル充電表示機能の付いた充電式電子時計の実施例の回路プロック図である。図 1の回路プロック図のうち図 1の第 2の実施の形態の回路プロック図と同一要素には同一記号を付し説明を省略する。図 5〜図 7は図 4のプロック図に示す充電式電子時計の操作手順の例を示すフローチャ一トである。

図 1の第 2の実施の形態に対して、図 4の第 2の実施の形態は起電力測定手段である充電電流測定回路 1 0 (発電手段 3がソーラーセルの場合には、ソーラーセルへの照射照度を検出する手段）を設け充電電流が多いか、中程度か、少ないかの充電電流の測定を行ない、より的確なフル充電の検出を行なうものである。それでは、図 4のブロック図について説明する。

図 4において、充電電流測定回路 1 0は前記発電手段 3と前記過充電防止手段 4 と直列に配されている。

充電電流測定回路 1 0は前記全体制御手段 1 1からの充電電流測定のタイミングを制御する電流検出サンプリング ί言号 P 1 3のサンプリングタイミングに基づき、発電手段 3からの充電電流が多いか（ 1 m Aより大か）、中程度か（ 0 . 1 m Aより大で 1 m A以下か）、少ないか（ 0 . Ι ηι Α以下か）の充電電流の測定を行ない、電流測定した前記発電手段 3からの充電電流量を充電電流情報信号 P 1 0としてコンパレータ 2に対して出力する。ここで充電電流測定を入れて充電電流を識別する意味を説明する。

例えば充電手段 3がソーラーセルの場合図 1 1 に示すごとく T L電池 7の電圧の充電特性は高照度時（充電電流が 1 mAより大の場台）には充電電圧は 2. 3 Vまで上がり、中照度時（充電電流が 0. 1 mAより大で 1 mA以下の場合）には 1. 8 Vまで上がり、低照度時（充電電流が 0. 1 m A以下の場合）には 1.

4 V程度までしか上がらない。この特性差を生かし図 5のフローチヤ一卜の後述する S 5 5の " V t 1 > VO" のブランチでの「 Υ」の場台の S 6の "フル充電計測" への移行して比較するスレツシュホールド電圧値 νΦの判別値を切り換えている。

次に、図 5、図 6のフローチャートを用いて図 4のブロック図に示す充電式電子時計の動作説明を行なう。図 5はメインのフローチャートであり、図 6は図 5 における S 3 3の充電電流測定のサブルーチンを示すフローチヤ一卜である。それでは、図 5のメインのフローチヤ一卜より動作説明を行なう。

S 3にて全体制御手段 1 1の中の時間基準カウンタを用いて数 1 0分（ 1 0分、

2 0分、 3 0分、 4 0分、 5 0分あるいは正時の 0 0分）であるかの判別を行なう。 S 3のブランチにて、「Υ」の場合には S 3 3の充電電流情報検知に移行する。

S 3 3の充電電流情報検知については、図 6の S 3 3の充電電流情報検知のザブルーチンを示すフローチヤ一卜を用いて説明する。

図 6のフローチャートでスタート後、 S 3 4の充電電流測定にて全体制御手段 1 1からの電流検出のタイミングを制御する電流検出サンプリング信号 Ρ 1 3のサンプリングタイミングに基づき充電電流測定回路 1 0は発電手段 3からの充電電流（ I c h) を計測し、発電手段 3からの充電電流が多いか（ 1 mAより大力、）、中程度か（ 0. 1 mAより大で 1 mA以下か）、少ないか（ 0. 1 mA以下か）の充電電流の測定を行なう。

そして、 S 3 5の " I c h〉 l . 0 (mA) " にて充電電流がし 0 (m A) より大きいか否かの判別を行なう。 S 3 5のブランチにて「Y」の場合には、 S

3 6の "V 0— 2. 3 (V) " にて電流測定した前記発電手段 3からの測定充電量が 1 m Aより大であったという情報を充電電流情報信号 P 1 0としてコンパレ一夕 2に対して出力し、コンパレータ 2では V 0 = 2. 3 ( V) として取り込み、充電電流情報検知のサブルーチンは終わる。逆に、「N」の場合には S 3 7の " I c h > 0. 1 (mA) " に移行する。

係る判断操作を実行する為に、前記した第 1の具体例と同様に、当該コンパレ一夕 2に適宜の記憶手段 2 3を併設させ、当該記憶手段 2 3に予め上記した電圧値、或いは電流値を記憶させておき、適宜必要なデータを読みだして使用する様にしておく事が望ましい。

そして、 S 3 7の " l c h〉 0. 1 (mA) " にて充電電流が 0. 1 (mA) より大きいかの判別を行なう。 S 3 7のブランチにて「Y」の場合には、 S 3 8 の " V' O— 1. 8 (V) " にて電流測定した発電手段 3からの測定充電量が 0. 1 m Αより大で 1 m A以下あったという情報を充電電流情報信号 P 1 0としてコンパレ一夕 2に対して出力し、コンパレータ 2では V 0 = 1. 8 (V) として取り込み、充電電流情報検知のサブルーチンは終わる。逆に、「N」の場合には、 S 3 9の "V 0— 1. 4 (V) " にて電流測定した前記発電手段 3からの測定充電量が 0. 1 mA以下であったという情報を充電電流情報信号 P 1 0としてコンパレ一夕 2に対して出力し、コンパレータ 2では V 0 = 1. 4 (V) として取り込み、充電電流情報検知のサブルーチンは終わる。

図 5のメインのフローチヤ一卜に戻り、 S 4の電圧測定サンプリングにて第一実施例と同様に前記 T L電池 7の両端電圧の測定を行なう。そして、その後の S 5 5の " 1 1 > 0 " にて測定電圧値が V 0より大きいかの判別を行なう。 S 5 5のブランチにて「N」の場合には再び S 1の前まで戻り、「Y」の場合にはコンパレータ 2からフル充電計測開始信号 Ρ 2が出力され S 6のフル充電計測に移行する。

S 5 5の "V t 1 > V 0 " にて検出電圧が V 0より大きいかの判別を行なう事により、上記で説明したごとくコンパレータ 2では発電手段 3からの充電電流が多い（ 1 mAより大）の場合には V 0 = 2. 3 (V) 力^ 中程度（ 0. 1 mAより大で i mA以下）の場合には V 0 = 1. 8 (V) 力く、少ない（ 0. 1 mA以下）の場合には V 0 = 1. 4 (V) が取り込まれており、より的確なフル充電の検出を行える。

即ち S 5 5のブランチにて、（ Y l の場合に充電電流が多いか、中程度か、少ないかによって V 0の値（充電時に増加する電圧値の V t h ) を T L電池 7の充電時の電流量によって切り換え、 S 6のフル充電計则への移行をより的確なものにしている。

S 6のフル充電計測のサブルーチンを示すフローチヤ一トは図 3を用いて説明した第一の実施の形態の内容と同じなので説明を省略する。

図 7は本発明による第 4の実施の形態としてフル充電表示機能の付いた充電式電子時計の実施例の回路プロック図である。図 7の回路プロック図のうち図 4の第 3の実施の形態の回路プロック図と同一要素には同一記号を付し説明を省略する。図 8は図 7のプロック図に示す充電式電子時計の操作手順の例を示すフローチャートである。図 4の第 3の実施の形態に対して、図 7の第 4の実施の形態は充電電流測定回路 1 0 (発電手段 3がソーラーセルの場合には、ソーラーセルへの照射照度を検出する手段）を設け充電電流が多いか、中程度か、少ないかの充電電流の測定を行なった充電電流情報を充電電流情報信号 P 1 0としてフル充電検出手段の構成の 1つである低下電圧検出部 8 0へ対しても供給する事で、より的確なフル充電の検出を行なうものである。

図 7において、充電電流測定回路】 0は全体制御手段 1 1 からの充電電流測定の夕イミングを制御する電流検出サンプリング信号 P 1 3のサンプリング夕ィ Ϊ ングに基づき、発電手段 3からの充電電流が多いか（ 1 m Aより大か）、中程度力、（ 0 . 1 m Aより大で 1 m A以下か）、少ないか（ 0 . 1 m A以下か）の充電電流の測定を行ない、電流測定した発電手段 3からの充電電流量を充電電流情報信号 P 1 0としてコンパレ一夕 2に対して出力すると共に、充電電流情報信号 P 1 0を低下電圧検出部 8 0へ対しても出力する。

係る判断操作を実行する為に、前記した第 3の具体例と同様に、当該コンパレ一夕 2に適宜の記憶手段 2 3を併設させ、当該記憶手段 2 3に予め上記した電圧値、或いは電流値を記憶させておき、適宜必要なデータを読みだして使用する様にしておく事が望ましい。

次に、図 8のフローチヤ一卜を用いて図 7のプロック図に不す充電式電子時計の動作説明を行なう。メインのフローチヤ一卜は図 5 と同様であるため説明は省略する。図 8は図 5における S 6のフル充電計则のサブルーチンを示すフローチヤー卜である。

それでは、図 8を用いて第 4の実施の形態のフル充電計測より動作説明を行なラ。

図 8のフローチャートで、図 3の S 7、 S 8と同様の S 了、 S 8の後 S 6 7へ移行する。

そして、 S 6 7の V 0 = 2. 3 (V) にて V 0が 2. 3 (V) と等しいか否かの判別を行なう。 S 6 7のブランチにて「 Y」の場合には、 S 6 8の " Β 0. 0 1 5 (V) " にて電流測定した前記発電手段 3からの測定充電量が 1 m Αより大であったという情報を充電電流情報信号 P 1 0 として低下電圧検出部 8 0に対して出力し、低下電圧検出部 8 0では V 0 = 2. 3 (V) として取り込み、前記 S 9へ移行する。逆に、「N」の場合には S 6 9の V 0 = し 8 (V) に移行する。

そして、 S 6 9の " V 0 = 1. 8 (V) " にて V 0が 1. 8 (V) と等しいか否かの判別を行なう。 S 6 9のブランチにて「Y」の場合には、 S 7 0の

0. 0 0 7 (V) " にて電流測定した発電手段 3からの測定充電量が 0. 1 mA より大で 1 m A以下あったという情報を充電電流情報信号 P 1 0として低下電圧検出部 8 0に対して出力し、低下電圧検出部 8 0では V 0 = i . 8 ( V ) として取り込み、 S 9へ移行する。

逆に、「N」の場合には、 S 7 1の " B— 0. 0 0 1 (V) " にて電流測定した発電手段 3からの測定充電量が 0. 1 mAより以下あったという情報を充電電流情報信号 P 1 0として低下電圧検出部 8 0に対して出力し、低下電圧検出部 8 0では V 0 - 1. 8 (V) として取り込み、 S 9へ移行する。

即ち S 6 7、 S 6 9のブランチにて、充電電流が多いか、中程度か、少ないかによって S 3 1の "Aく B" (図 3の S 1 3の A< V xに相当）における Bの値 (充電後の低下電圧値の V t h ) を T L電池 7の充電時の電流量によって切り換え、 S 6 6のフル充電計測への移行をより的確なものにしている。このフル充電検出の原理は図 9〜 1 1、及び図 1 3の T L電池 7の電圧特性に基づく。即ち高照度の場合の電圧が 2 . 3 Vまで上がった後、中照度の場合の電圧が 1 . 8 Vまで上がった後、低照度の電圧が 1 . 4 V程度まで上がった後とでは充電遮断後のフル充電の場合およびフル充電でない場合の電圧低下特性が異なるのが根拠である。

定性的には電圧低下特性は高照度充電後の電圧低下が最も大きく、次に中照度の充電後の電圧低下、そして低照度充電後の電圧低下ガ最も小さい特性に基づき S 6の "フル充電計測" への移行の判別を合理的に切り換えている。

充電電流情報検知のサブルーチンを示すフローチヤ一卜、 S 6のフル充電計測のサブル一チンを示すフロ一チヤ一トその他およびのメィンのフローチヤ一卜のその他については、第一の実施の形態および第二の実施の形態にて説明した内容と同じなので説明を省略する。

以上説明したように本発明では充電遮断手段 9により発電手段 3からの電力供給を遮断した後の電圧低下を検出する低下電圧検出部 8 (低下電圧検出部 8 0 ) を設けたため、チタンリチウムイオン 2次電池（T L電池） 7のような特性を持つ蓄電手段を搭載しても、任意の時点に於ける当該蓄電器手段の充電状態を検出する事が可能であり、又特に当該蓄電器手段に於けるフル充電状態を検出表示することが可能となった。

また発電手段 3の起電力を測定する起電力測定手段である充電電流測定回路 1 0を設け、その出力値によって前記低下電圧検出部 8 (低下電圧検出部 8 0 ) の動作する蓄電手段 3の電圧値や、低下電圧値を検出することにより発電手段の起電力値に関係なく正確なフル充電表示を可能とした。

Claims

請求の範囲

1 . 発電手段と、該発電手段からの起電力を充電する蓄電器手段と、該蓄電器手段への充電電流の逆流を防止する逆流防止手段と、前記発電手段に基づき充電された蓄電器手段を電源とする情報表示手段を備えた充電式電子機器において、前記蓄電器手段の充電状態を検出する充電状態検出手段と、前記発電手段と蓄電器手段との充電経路の間に設けられた充電遮断手段と、前記充電状態検出手段の検出信号に基づき、当該蓄電池の充電状態を報知する充電状態報知手段とを設け、前記充電状態検出手段が充電中の当該蓄電池の充電状態を検出動作中には前記充電遮断手段を動作させ充電遮断しておくことを特徴とする充電式電子機器。

2 . 当該充電伏態は、充電電圧値若しくは充電電流値の何れかに基づいて判断するものである事を特徴とする請求の範囲第 1項記載の充電式電子機器。

3 . 当該充電状態検出手段には、当該蓄電池の充電電圧を測定するか当該蓄電池への充電電流値を検出する充電状態測定手段、複数の段階に設定された基準電圧値若しくは基準電流値を記憶する記憶手段、当該充電状態測定手段により測定された当該蓄電器手段の電圧値若しくは電流値と該記憶手段に記憶されたそれぞれの基準値の何れかと比較する比铰手段、当該比較結果を出力する出力手段とが設けられている事を特徴とする請求の範囲第 1 又は 2項記載の充電式電子機器。

4 . 当該充電遮断手段は、当該蓄電器手段の充電状態を検出する操作時点に応答して当該発電手段と蓄電器手段との充電経路を遮断する機能を有している事を特徵とする請求の範囲第 i乃至 3項の何れかに記載の充電式電子機器。

5 . 当該充電遮断手段は、当該蓄電器手段の電圧値が所定の電圧値と一致した場合に当該発電手段と蓄電器手段との充電経路を遮断し、当該蓄電器手段の残留容量を測定する事を特徴とする請求の範囲第 4項記載の充電式電子機器。

6 . 当該充電状態検出手段は、当該蓄電池のフル充電伏態を検出する機能を含んでいる事を特徴とする請求の範囲第 1乃至 5項の何れかに記載の充電式電子

7 . 当該蓄電器手段の充電状態がフル充電であるかを検出するフル充電検出手段が設けられている事を特徴とする請求の範囲第 G項記載の充電式電子機器。

8 . 前記フル充電検出手段は、前記蓄電器手段の電圧値を则定し電圧測定デ一夕を出力する電圧測定部と、該電圧測定部からの少なくとも 2つの電圧測定デ一夕に基づき所定時間における電圧低下値が任意の基準電圧値以内である時にフル充電である事を検出しフル充電検出信号を出力する低下電圧検出部より成ることを特徴とする請求の範囲第 6又は 7項に記載の充電式電子機器。

9 . 当該充電状態測定手段を構成する電圧測定部からの電圧则定データに基づき前記蓄電器手段の電圧値が所定の霉圧値以上である事が検出されると、フル充電計測操作を開始する制御を行なう為のフル充電計測開始 ί言号を出力する計測開始検出手段を設け、該計測開始検出手段からのフル充電計籼開始信号に基づき前記低下電圧検出部が検出動作を開始する制御信号を出力する様に構成したことを特徴とする請求の範囲第 8項記載の発電式電子機器。

1 0 . 当該充電状態検出手段に、該発電手段からの起電力を測定する起電力測定手段を設け、該起電力測定手段の測定値に基づき前記計測開始検出手段における蓄電器手段の電圧値と比較する前記所定の電圧値を切り換えることを特徴とする請求の範囲第 9項記載の充電式電子機器。

1 1 . 前記発電手段からの起電力を则定する起電力測定手段を設け、亥起電力測定手段の測定値に基づき前記低下電圧検出部における電圧低下値と比絞する前記基準電圧値を切り換えることを特徴とする請求の範囲第 9乃至 1 0項に記載の充電式電子機器。