(57)【要約】【課題】携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０に使用する二次電池３６の不要の充電をしないようにして、充電回数の増大を抑え、二次電池３６を長持ちさせる。【解決手段】クレイドル１１に携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０が接続されると、使用時間が設定済みとなっているか否かを判定する（Ｓ４１正→Ｓ４２）。設定済みであれば、二次電池３６の残り電力量で携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０を使用することができる使用可能時間を算出し、設定使用時間と使用可能時間とを対比する（Ｓ４２正→Ｓ４３→Ｓ４４）。設定使用時間＞使用可能時間であれば、二次電池３６に充電電流を供給し（Ｓ４４正→Ｓ４５）、否であれば、二次電池３６の充電は行なわない（Ｓ４４否→終）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電対象の二次電池の残り電力量を検出する残り電力量検出手段、
前記充電対象の二次電池を電源として使用している機器が該二次電池の残り電力量により使用することができると予想する使用可能時間を、前記残り電力量検出手段が検出した残り電力量に基づき算出する使用可能時間算出手段、及び
前記使用可能時間算出手段が算出した使用可能時間が設定使用時間より小さい場合に限り前記充電対象の二次電池の充電を実施する充電実施手段、
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記機器は、複数の機能を有し、各機能ごとに前記二次電池の残り電力量による使用可能時間が異なるものであり、
前記使用可能時間算出手段は、前記機器の所定の機能に対応する使用可能時間を算出することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
前記設定使用時間は、ユーザが設定自在になっていることを特徴とする請求項１又は２記載の充電装置。
【請求項４】
前記充電装置は、前記機器に外付けされて該機器に内蔵の前記二次電池へ充電電流を供給するもの、前記機器に内蔵されていて該機器へ供給される外部電力により該機器の内蔵の二次電池を充電するもの、又は前記機器専用に該機器に着脱自在となっている二次電池があって該機器から取り外した該二次電池を専用に充電するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の充電装置。
【請求項５】
充電対象の二次電池の残り電力量を検出する残り電力量検出ステップ、
前記充電対象の二次電池を電源として使用している機器が該二次電池の残り電力量により使用することができると予想する使用可能時間を、前記残り電力量検出ステップにおいて検出した残り電力量に基づき算出する使用可能時間算出ステップ、及び
前記使用可能時間算出ステップにおいて算出した使用可能時間が設定使用時間より小さい場合に限り前記充電対象の二次電池の充電を実施する充電実施ステップ、
を備えることを特徴とする充電方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の充電装置の各手段としてコンピュータを機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯型電気機器等に電源として装備される二次電池の充電装置、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザに携帯される携帯型音楽プレーヤ等は二次電池を内蔵しており、ユーザは、該二次電池を自宅等において商用電源からの電力により適宜、充電するようにしている。
【０００３】
特許文献１は、充電回路を内蔵する携帯型ＭＤプレーヤを開示する（特許文献１の図４）。該携帯型ＭＤプレーヤにおける二次電池の充電では、最初に小さめの充電電流を二次電池に供給してみて（特許文献１の図１のＡ１）、二次電池の端子電圧に異常が見出されれば、充電はしないことにし（特許文献１の図１のＡ３否→Ａ１１）、異常が見出されなければ、十分に大きな充電電流を二次電池に供給して、該二次電池を本格的に充電するようにしている（特許文献１の図１のＡ９正→Ａ１０）。
【特許文献１】特開２００４−８８９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ニッケル水素電池（ＮｉＭＨ）やリチウムイオン電池（Ｌｉ−ｉｏｎ）等の二次電池は、充電回数の増大に伴い、劣化が進むようになっており、寿命切れまでの繰り返し充電回数は、各回の充電電力量に関係なく、おおよそ３００〜５００回となっている。
【０００５】
従来の充電装置では、ユーザが機器を充電用電源に接続すると、二次電池の残り電力量がまだ十分であっても、該二次電池の充電が開始され、これも充電回数に含まれてしまい、二次電池の寿命が短くなっている。特許文献１の充電装置では、充電開始に先立ち、二次電池の端子電圧の検査が行われるものの、二次電池が正常と判断されるときは、二次電池の充電が開始されており、充電回数の抑制による二次電池の寿命増大の実現は困難である。
【０００６】
本発明の目的は、必要な充電は確保しつつ、充電回数を抑制して、二次電池の寿命を伸ばすことができる充電装置、方法及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、充電対象の二次電池の残り電力量を検出して、該二次電池の内蔵機器が該残り電力量により作動することができる予想の使用可能時間を該残り電力量から算出する。そして、該残り作動時間が所定値を切っているときのみ、該二次電池の充電を実施する。
【０００８】
本発明の充電装置は次のものを備えている。
充電対象の二次電池の残り電力量を検出する残り電力量検出手段、
前記充電対象の二次電池を電源として使用している機器が該二次電池の残り電力量により使用することができると予想する使用可能時間を、前記残り電力量検出手段が検出した残り電力量に基づき算出する使用可能時間算出手段、及び
前記使用可能時間算出手段が算出した使用可能時間が設定使用時間より小さい場合に限り前記充電対象の二次電池の充電を実施する充電実施手段。
【０００９】
本発明の充電方法は次のステップを備えている。
充電対象の二次電池の残り電力量を検出する残り電力量検出ステップ、
前記充電対象の二次電池を電源として使用している機器が該二次電池の残り電力量により使用することができると予想する使用可能時間を、前記残り電力量検出ステップにおいて検出した残り電力量に基づき算出する使用可能時間算出ステップ、及び
前記使用可能時間算出ステップにおいて算出した使用可能時間が設定使用時間より小さい場合に限り前記充電対象の二次電池の充電を実施する充電実施ステップ。
【００１０】
本発明のプログラムは、本発明の充電装置の各手段としてコンピュータを機能させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、二次電池は、それが電源として装備される機器を、残り電力量によりまだ十分に長く作動可能である場合には、充電が行われないようになっているので、充電回数の増大を抑えて、寿命を伸ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０がクレイドル１１に装着されている状態を示している。クレイドル１１は、ドック部１２と、ドック部１２の後部の上方に前向きに配設される左右のスピーカ部１３とを有している。携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０は、前面をクレイドル１１の前方へ向けて、下面の接続部をドック部１２の上部の接続部２８（図２）に上下方向（Ａ方向）へ着脱自在に装着される。ドック部１２は、その前部の上面の左右に操作部１４を有している。
【００１３】
クレイドル１１は、電源ケーブル１５を介して家庭内の商用電源へ接続される。ユーザは、操作部１４又はクレイドル１１に付属のリモコンの操作により、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の内蔵メモリにファイルで格納されている所望の楽曲を選択して、その再生音をスピーカ部１３から聴くことができるようになっている。
【００１４】
クレイドル１１は、装着中の携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０に対して、それに内蔵されている二次電池３６（図２）を充電する。クレイドル１１は、それに装着されて、操作部１４やリモコンにより再生等の楽曲制御することができる携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０を特定の機種のものに制限しており、その他の携帯型デジタルオーディオプレーヤの制御及び充電には対応していない。したがって、クレイドル１１に装着されるデジタルオーディオプレーヤ１０の消費電力や充電電流の定格値は、クレイドル１１に予め設定しておくことができ。
【００１５】
図２はクレイドル１１に内蔵されている充電装置２５のブロック図である。充電装置２５は、制御部２６、交流／直流変換部２７、接続部２８、設定部２９及び表示部３０を備えている。交流／直流変換部２７は、商用電源の交流電圧を所定値の直流電圧へ変換して、制御部２６の入力端子へ印加する。制御部２６は、交流／直流変換部２７と接続部２８とを相互に接続及び非接続に切替えるスイッチを装備し、接続部２８、設定部２９及び表示部３０との間で所定の信号をやり取りして、該スイッチの開閉を制御する。
【００１６】
接続部２８は、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の下部の接続部を着脱自在に装着されるようになっており、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の二次電池３６への充電電流は、接続部２８を介して供給される。設定部２９は、ユーザが操作部１４等を介して設定した設定使用時間（後述の図３のＳ４２）を記憶する。表示部３０は、制御部２６からの制御信号及び表示データ信号に基づき対応の情報を表示する。判別部３１は、制御部２６が、交流／直流変換部２７−接続部２８間の接続及び非接続を制御する際の基にする設定使用時間及び使用可能時間の大小関係を判別する（後述の図３のＳ４４に対応する機能）。
【００１７】
図３は充電制御方法４０のフローチャートである。充電制御方法４０は、クレイドル１１の充電装置２５により実施される二次電池３６への充電電流の供給制御の処理手順となっている。
【００１８】
Ｓ４１では、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０（充電対象機器）が接続部２８に接続されたか否かを判定し、判定が正になりしだい、Ｓ４２へ進む。クレイドル１１は、接続部２８へ携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０が装着されているか否かを例えば接続部２８における所定端子の電圧、又はリミットスイッチ（図示せず）の出力から検出することができる。
【００１９】
Ｓ４２では、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０についてその使用時間（以下、「設定使用時間」という。）が設定部２９に設定されているか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ４３へ進み、否であれば、Ｓ４５へ進む。設定使用時間とは、ユーザが携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０について次の充電までに充電無しで最低限、確保したい作動時間を意味し、ユーザは、自分の希望の設定使用時間をクレイドル１１の設定部２９に手動で設定する。
【００２０】
なお、ユーザが設定使用時間を長いものに設定すると、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０を充電無しで作動させることができる時間は長くなるものの、後述のＳ４４で説明するように、充電が頻繁となって、充電回数が増大して、二次電池３６の寿命が短くなる。また、ユーザが設定使用時間を短いものに設定すると、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０が作動の途中で二次電池３６の電力切れの事態が発生し易くなるものの、充電回数が抑えられ、二次電池３６が長持ちすることになる。
【００２１】
Ｓ４３では、二次電池３６の現在の残り電力量で携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０を作動させた場合の使用可能時間を算出する。二次電池３６の現在の残り電力量は、接続部２８の所定端子に印加される二次電池３６の端子電圧より検出する。また、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の使用可能時間は、例えば二次電池３６の現在の残り電力量を携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の平均消費電力により除した商として算出することができる。二次電池３６の残り電力量が同一であっても、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０を連続作動させる場合の使用可能時間と、適当に作動停止を挟みつつ、使用する場合の合計作動時間としての使用可能時間とは異なるが、典型的には、小さい方の前者をＳ４３の使用可能時間として採用して、携帯中にバッテリ切れになる事態を少なくする。
【００２２】
Ｓ４４では、設定使用時間が使用可能時間より大きいか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ４５へ進み、否であれば、充電制御方法４０を終了する。設定使用時間≦使用可能時間である場合、すなわち、二次電池３６の残り電力量がまだ十分である場合には、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０がクレイドル１１に装着されても、クレイドル１１は携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０へ二次電池３６の充電電流を送ることはなく、これにより、二次電池３６の充電回数が無駄に増大することが抑制される。なお、Ｓ４４の処理は判別部３１（図２）の機能に対応する。
【００２３】
Ｓ４５では、接続部２８を介するクレイドル１１から携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の二次電池３６への充電電流の供給を開始する。Ｓ４６では、二次電池３６が満充電になったか否かを判定し、判定が正になりしだい、Ｓ４７へ進む。二次電池３６が満充電になったか否かは、接続部２８の所定端子に印加される二次電池３６の端子電圧から検出することができる。Ｓ４７では、クレイドル１１から携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の二次電池３６への充電電流の供給を終了する。これにより、二次電池３６の過充電を防止する。
【００２４】
充電制御方法４０では、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０の使用可能時間が未設定である場合、二次電池３６の残り電力量に関係なく、二次電池３６の充電を実施するようになっているが（Ｓ４２否→Ｓ４５）、ユーザ設定に、残り電力量に関係なく充電を実施する項目を用意し、ユーザが該項目を選択している場合には、二次電池３６の残り電力量に関係なく、二次電池３６の充電を実施して、ユーザが強制充電を選択できるようにすることもできる。
【００２５】
Ｓ４７の後、充電制御方法４０は終了するが、充電制御方法４０の終了前に、二次電池３６の使用開始時から現在までの、充電回数を計数して、計数値に係る情報を表示部３０に表示することもできる。例えば、計数値そのもの（例：”充電回数＝３００”）、二次電池３６について可能な充電回数（例：５００回）から充電回数を引いた回数を残りのおおよその充電可能回数（例：”残りのおおよその充電回数＝２００”）、残り充電回数が所定値未満（例：残りのおおよその充電回数が５０回未満）になったときに二次電池３６の交換時期であることを知らせる通知（例：”二次電池の交換時期です。”）が表示されることが有意義である。
【００２６】
充電制御方法４０では、Ｓ４４が否である場合、充電制御方法４０を直ちに終了しているが、表示部３０に、Ｓ４３で算出した残り使用可能時間（例：”残り使用可能時間＝２時間”）を表示したり、二次電池３６の残り電力量がまだ十分である旨（例：”残り電力量が十分のため、充電不要。”）を表示したりしてもよい。
【００２７】
図４は充電装置５０のブロック図である。前述の充電装置２５（図１）は充電装置５０の一例である。充電装置５０は、例えば携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０に内蔵されるものであってもよい。充電装置５０は、プログラムで構成することもできる。プログラムで構成される充電装置５０は、例えば、充電装置２５の制御部２６で実行されたり、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０のＣＰＵで実行されたりする。
【００２８】
充電装置５０が、クレイドル１１ではなく、携帯型デジタルオーディオプレーヤ１０のような機器に内蔵されたり、実装されたりする場合、該機器は、ＵＳＢケーブルを介してパソコンへ接続されて、充電装置５０は、ＵＳＢケーブルを介して充電用電圧を入力側に印加される。また、商用交流電源を直流電圧に変換する変換器（充電器）が充電装置５０とは別に存在し、該変換器の出力が、該機器に接続されて、該機器に内蔵の充電装置５０の入力端子に印加される構成とされてもよい。
【００２９】
充電装置５０が適用される二次電池５７が装備される機器は携帯式デジタルオーディオプレーヤに限定されない。その他として、例えば、携帯電話機、携帯無線機、ノート型ＰＣ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型ラジオ、携帯型テレビ、携帯型ナビゲーション装置、ボイスレコーダ、及び懐中電灯が挙げられる。
【００３０】
二次電池５７が、所定の機器の専用二次電池であり、かつ該機器に着脱自在に装着されていて、充電時には該機器から取り外される場合に、充電装置５０は、二次電池５７を専用に、装着され、充電するもの（例：所定のデジタルカメラの専用二次電池の専用充電器）であってもよい。
【００３１】
すなわち、充電装置５０は、例えば、（ａ）機器に外付けされて該機器に内蔵の二次電池へ充電電流を供給するもの、（ｂ）機器に内蔵又は実装されていて該機器へ供給される外部電力により該機器の内蔵の二次電池を充電するもの、又は（ｃ）機器専用に該機器に着脱自在となっている二次電池があって該機器から取り外した該二次電池を専用に充電するものである。
【００３２】
充電装置５０は、残り電力量検出手段５１、使用可能時間算出手段５２及び充電実施手段５３を備える。残り電力量検出手段５１は、充電対象の二次電池５７の残り電力量を検出する。使用可能時間算出手段５２は、充電対象の二次電池５７を電源として使用している機器が該二次電池５７の残り電力量により使用することができると予想する使用可能時間を、残り電力量検出手段５１が検出した残り電力量に基づき算出する。充電実施手段５３は、使用可能時間算出手段５２が算出した使用可能時間が設定使用時間より小さい場合に限り充電対象の二次電池５７の充電を実施する。
【００３３】
設定使用時間は、その目安として、例えば満充電の電力量の１０％の電力量で機器を作動させた場合に、電力切れまでの作動時間程度である。残り電力量は例えば二次電池５７の端子電圧に基づき検出する。充電対象の二次電池５７を電源として使用している機器が該二次電池５７の残り電力量により使用することができると予想する使用可能時間は、例えば残り電力量を該機器の消費電力で除した商に基づき算出する。
【００３４】
こうして、充電装置５０では、二次電池５７に対して不要の充電を制限し、二次電池５７の充電回数を抑えて、二次電池５７を長持ちさせることができる。
【００３５】
好ましくは、機器は、複数の機能を有し、各機能ごとに二次電池５７の残り電力量による使用可能時間が異なるものであり、使用可能時間算出手段５２は、機器の所定の機能に対応する使用可能時間を算出する。機器の複数の機能として、例えば音声再生機能や録音機能、さらには、静止画表示機能及び動画表示機能がある。携帯型デジタルプレーヤ１０の中には、デジタルカメラ等で作成した静止画を表示器にスライドショーで再生する機能を有しているものがある。所定の機能は、例えば、複数の機能の内、最大消費電力の機能に選定し、これにより、機器が最大消費電力で使用されても、設定使用時間の作動を確保できるようにする。
【００３６】
好ましくは、設定使用時間は、ユーザが設定自在になっている。設定使用時間は、ユーザ設定ではなく、固定値としてもよい。ユーザ設定の際は、例えば通勤や通学での往復で使用する時間を設定使用時間にすることにより、毎日クレイドル１１（図１）等に接続しても、必要最小限の充電とすることができる。固定値である場合は、ユーザが同様に使用する時間に最も近い時間を選択することによって同様の効果を得る。
【００３７】
図５は充電方法６５のフローチャートである。充電方法６５は充電装置５０に適用され、充電制御方法４０（図３）は充電方法６５の一例である。
【００３８】
Ｓ６６では、充電対象の二次電池５７の残り電力量を検出する。Ｓ６７では、充電対象の二次電池５７を電源として使用している機器が該二次電池５７の残り電力量により使用することができると予想する使用可能時間を、Ｓ６６において検出した残り電力量に基づき算出する。
【００３９】
Ｓ６８では、使用可能時間算出ステップにおいて算出した使用可能時間が設定使用時間より小さいか否かを判定し、判定が正であれば、Ｓ６９へ進み、否であれば、充電方法６５を終了する。Ｓ６９では、充電対象の二次電池５７の充電を実施する。
【００４０】
Ｓ６６，Ｓ６７の処理は、充電装置５０（図４）の残り電力量検出手段５１及び使用可能時間算出手段５２の機能にそれぞれ対応している。Ｓ６８，Ｓ６９の処理は、充電装置５０の充電実施手段５３の機能に対応している。したがって、残り電力量検出手段５１〜充電実施手段５３の機能について述べた具体的態様は対応するＳ６６〜Ｓ６９の処理についての具体的態様としても適用可能である。
【００４１】
本発明を適用したプログラムは、コンピュータを充電装置５０の各手段として機能させる。本発明を適用した別のプログラムは、充電方法６５の各ステップをコンピュータに実行させる。
【００４２】
本明細書は様々な範囲及びレベルの発明を開示している。それら発明は、本明細書で説明した様々な技術的範囲及び具体的レベルの各装置及び各方法だけでなく、拡張ないし一般化の範囲で、各装置及び各方法から独立の作用、効果を奏する１つ又は複数の要素を抽出したものや、１つ又は複数の要素を拡張ないし一般化の範囲で変更したものや、さらに、各装置間及び各方法間で１つ又は複数の要素の組合せを入れ換えたものを含む。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】携帯型デジタルオーディオプレーヤがクレイドルに装着されている状態を示している。
【図２】クレイドルに内蔵されている充電装置のブロック図である。
【図３】充電制御方法のフローチャートである。
【図４】二次電池に対し広範に適用可能な充電装置のブロック図である。
【図５】二次電池に対し広範に適用可能な充電方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
５０：充電装置、５１：残り電力量検出手段、５２：使用可能時間算出手段、５３：充電実施手段、５７：二次電池、６５：充電方法。
【図１】
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【図２】
2010119277.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010119277.tif 000006
【図５】
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