(57)【要約】【課題】充電器に複数の充電装置を接続しても最適な条件で充電を行うことができる充電装置を提供する。【解決手段】充電装置１は、充電電圧の変化を監視する充電電圧監視部１１１と、電池１５への充電開始を指示する充電開始指示部１１３と、充電開始指示部１１３によって充電開始が指示された後、充電電圧監視部１１１によって所定の電圧変化が確認された場合、電池１５への充電中断を指示する充電中断指示部１１４と、充電中断指示部１１４によって電池１５への充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、充電開始指示部１１４に電池１５への充電開始を指示させる充電再開指示部１１５と、充電開始指示部１１３の指示に応じて電池１５への充電を開始し、充電中断指示部１１４の指示に応じて電池１５への充電を中断して、充電電圧を電源として電池１５を充電する充電回路１４とを備えている。【選択図】図２
2014050232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電電圧の変化を監視する充電電圧監視部と、
バッテリへの充電開始を指示する充電開始指示部と、
前記充電開始指示部によって充電開始が指示された後、前記充電電圧監視部によって所定の電圧変化が確認された場合、前記バッテリへの充電中断を指示する充電中断指示部と、
前記充電中断指示部によって前記バッテリへの充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、前記充電開始指示部に前記バッテリへの充電開始を指示させる充電再開指示部と、
前記充電開始指示部の指示に応じて前記バッテリへの充電を開始し、また、前記充電中断指示部の指示に応じて前記バッテリへの充電を中断するものであって、前記充電電圧を電源として前記バッテリを充電する充電回路と
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記所定の待機時間が、他の前記充電装置の充電再開による前記所定の電圧変化と自充電装置の充電再開による前記所定の電圧変化とが混同されないように異なる値で設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記所定の待機時間が、乱数を用いて設定されたものである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記所定の電圧変化が、前記充電開始指示部の指示に応じて前記バッテリへの充電を開始する前後の変化である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項５】
前記所定の電圧変化が、前記充電開始指示部の指示に応じて前記バッテリへの充電を開始する前と、該開始してから所定時間内の変化である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項６】
前記所定の電圧変化が、所定の電圧降下である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項７】
前記所定の電圧変化が、前記充電電圧の変動量の変化又は前記充電電圧に重畳されたスイッチングノイズの変化である
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項８】
充電電圧の変化を監視する充電電圧監視部と、
バッテリへの充電開始を指示する充電開始指示部と、
前記充電開始指示部によって充電開始が指示された後、前記充電電圧監視部によって所定の電圧変化が確認された場合、前記バッテリへの充電中断を指示する充電中断指示部と、
前記充電中断指示部によって前記バッテリへの充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、前記充電開始指示部に前記バッテリへの充電開始を指示させる充電再開指示部と、
前記充電電圧を電源として前記バッテリを充電する充電回路と
を用い、
前記充電開始指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を開始するステップと、
前記充電中断指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を中断するステップと
を含むことを特徴とする充電方法。
【請求項９】
充電電圧の変化を監視する充電電圧監視部と、
バッテリへの充電開始を指示する充電開始指示部と、
前記充電開始指示部によって充電開始が指示された後、前記充電電圧監視部によって所定の電圧変化が確認された場合、前記バッテリへの充電中断を指示する充電中断指示部と、
前記充電中断指示部によって前記バッテリへの充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、前記充電開始指示部に前記バッテリへの充電開始を指示させる充電再開指示部と、
前記充電電圧を電源として前記バッテリを充電する充電回路と
を用い、
前記充電開始指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を開始するステップと、
前記充電中断指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を中断するステップと
をコンピュータに実行されることを特徴とする充電プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリを充電するための充電装置、充電方法及び充電プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの充電器で複数の装置のバッテリを充電する場合、合計の充電電力が充電器の定格を超えると、装置への電源供給が不足し、充電が停止してしまったり、充電が完了しない状態になったりしていた。
【０００３】
一般に充電では電池のサイクル特性などの信頼性を維持するために最適な充電電圧、充電電流、充電時間、充電時温度、等にて制御を行っている。特に利用頻度の多い装置での充電では、規定時間内に充電完了となるように所定の充電電流となることを優先して充電制御を行っている。
【０００４】
しかしながら、利用頻度が多い装置、例えば携帯電話などは近年高性能化で動作時の消費電力が増大している。また、身近になったＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）などの汎用の電力供給可能なインターフェイスを介して充電する頻度も上がっている。さらに、急速充電などを行いつつ携帯電話本体側で３Ｄゲームや通信を行うといった使い方をすると、充電器に接続する装置が１つであっても電力を供給することができない場合もある。さらにこのような装置を複数、同時に接続して充電しようすると、すべての装置の充電ができなくなる場合もある。このような場合には、充電器が、電力の供給能力を超えて充電を行おうとするため、充電電流を維持しようとして充電電圧が降下してしまい、充電に必要な最低充電電圧を下回り、装置側で充電を強制停止してしまうからである。その結果、充電異常や充分な充電がなされず使用時間が短いなどの課題が生じていた。
【０００５】
これを解決するのに電池への充電電力を減らすため、充電電圧に応じて充電電流を少なく制御する技術がある（例えば特許文献１、特許文献２等）。しかしながら、充電電流を少なくすると、最適な条件で充電がなされなくなる。その結果、電池の品質や信頼性に影響を及ぼし、充電される複数の装置の充電完了までの時間が不明で、いずれの装置も充分な充電がなされていないという状況がありえた。
【０００６】
これに対し複数の装置と充電管理装置との間で通信を行い、充電開始終了制御を充電管理装置の管理のもと行うような技術があるが、高コストで後から追加される新機種の情報管理の手間がかかっていた（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０６０７７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５４６９２号公報
【特許文献３】特開２０１０−０２２０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、特許文献１や特許文献２に記載されている技術では、最適な条件で充電が行われないおそれがあるという課題がある。一方、特許文献３に記載されている技術では、構造が複雑化していまうという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、上記の課題を解決することができる充電装置、充電方法及び充電プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の充電装置は、充電電圧の変化を監視する充電電圧監視部と、バッテリへの充電開始を指示する充電開始指示部と、前記充電開始指示部によって充電開始が指示された後、前記充電電圧監視部によって所定の電圧変化が確認された場合、前記バッテリへの充電中断を指示する充電中断指示部と、前記充電中断指示部によって前記バッテリへの充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、前記充電開始指示部に前記バッテリへの充電開始を指示させる充電再開指示部と、前記充電開始指示部の指示に応じて前記バッテリへの充電を開始し、また、前記充電中断指示部の指示に応じて前記バッテリへの充電を中断するものであって、前記充電電圧を電源として前記バッテリを充電する充電回路とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の充電方法は、充電電圧の変化を監視する充電電圧監視部と、バッテリへの充電開始を指示する充電開始指示部と、前記充電開始指示部によって充電開始が指示された後、前記充電電圧監視部によって所定の電圧変化が確認された場合、前記バッテリへの充電中断を指示する充電中断指示部と、前記充電中断指示部によって前記バッテリへの充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、前記充電開始指示部に前記バッテリへの充電開始を指示させる充電再開指示部と、前記充電電圧を電源として前記バッテリを充電する充電回路とを用い、前記充電開始指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を開始するステップと、前記充電中断指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を中断するステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の充電プログラムは、充電電圧の変化を監視する充電電圧監視部と、バッテリへの充電開始を指示する充電開始指示部と、前記充電開始指示部によって充電開始が指示された後、前記充電電圧監視部によって所定の電圧変化が確認された場合、前記バッテリへの充電中断を指示する充電中断指示部と、前記充電中断指示部によって前記バッテリへの充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、前記充電開始指示部に前記バッテリへの充電開始を指示させる充電再開指示部と、前記充電電圧を電源として前記バッテリを充電する充電回路とを用い、前記充電開始指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を開始するステップと、前記充電中断指示部の指示に応じて前記充電回路が前記バッテリへの充電を中断するステップとをコンピュータに実行されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バッテリの充電装置側で充電器から出力された充電電圧の変化を監視し、充電電圧が変化した場合に充電装置側で充電を中断する。したがって、充電器に複数の充電装置を接続した場合でも、充電器の出力電圧を低下させず、維持することができる。また、充電を中断した場合、所定の待機時間経過後にバッテリへの充電を再開し、充電器の供給電力に余裕がある場合には、バッテリへの充電を継続することができる。したがって複数の装置を充電器に接続した場合でも、充電電圧を維持して最適な条件で充電するとともに、複数の充電装置に適切に充電電力を分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を説明するためのブロック図である。
【図２】図１に示した充電装置１が有する機能を説明するためのブロック図である。
【図３】図１に示した充電器２に複数の充電装置１を接続した場合の接続例を示した図である。
【図４】図１及び図２に示した充電装置１の動作例（電圧降下発生起因装置のみ充電中断）を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１及び図２に示した充電装置１の動作例（電圧降下発生起因装置のみ充電中断）を説明するためのシーケンス図である。
【図６】図１及び図２に示した充電装置１の他の動作例（電圧降下発生時に充電中の全装置充電中断）を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態の基本構成を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態としての充電装置１の構成例を示したブロック図である。図１に示した充電装置１は、例えば、携帯電話などの携帯端末装置、電気自動車や電池搭載電車などの電池搭載装置等として構成することができる。また、図２は、図１に示した充電装置１が有する各機能を説明するためのブロック図である。なお、以下では、「充電装置１」を「装置１」とのみ表記することがある。
【００１６】
図１に示した充電装置１は、ＣＰＵ（中央処理装置）１１、メモリ１２、温度検出回路１３、充電回路１４、電池１５、表示部１６及び充電端子１７を備えている。充電装置１は、充電端子１７を、接続部３を介して、充電器２の出力端子２２に着脱自在に接続している。この接続部３は、ケーブル等の電力線、充電台、置き台、接点等を含む接続機構、あるいは無線による電力伝送機構等から構成することができる。また、電池１５は、２次電池であって、例えば、リチウムイオン電池である。
【００１７】
また、充電器２は、電圧変換回路２１と、複数の出力端子２２とを有している。電圧変換回路２１は、図示していない商用交流電源を入力電源として、それを直流電源に電圧変換・整流をすることで変換する。具体的には例えば電圧変換回路２１は、変圧器と半波整流・平滑回路との組み合わせで実現されるＡＣ（交流電流）アダプタとして構成することができる。この電圧変換回路２１が出力する直流電圧は、ケーブル２３によって各出力端子２２に接続されている。したがって、複数の出力端子２２からは、電圧変換回路２１から出力された電力が分配せれて出力される。また、各出力端子２２には、それぞれ充電装置１を接続することができる。
【００１８】
ＣＰＵ１１は、メモリ１２に格納されているプログラムを実行し、接続する各ブロックを制御する。また、ＣＰＵ１１は、図２に示したように、メモリ１２に格納されているプログラムを実行することで、内部に、充電電圧監視部１１１、充電開始許可判定部１１２、充電開始指示部１１３、充電中断指示部１１４、充電再開指示部１１５及び充電完了判定部１１６の各機能ブロックを構成する。一方、充電回路１４は、図２に示したように、充電電圧検知部１４１、充電制御部１４２及びスイッチ１４３を含んで構成されている。
【００１９】
図２に示した充電電圧監視部１１１は、充電電圧検知部１４１の出力に基づいて、充電器２が出力した充電電圧の変化を監視する。充電電圧監視部１１１は、電池１５の充電開始前に充電電圧検知部１４１が検知した充電電圧をメモリ１２に保存したり、充電開始後に充電電圧検知部１４１が検知した充電電圧とその保存した充電電圧とを比較することで充電電圧における所定の変化の有無を判定したりする。さらに、充電電圧監視部１１１は、その充電電圧の変化が例えば所定の電圧降下である場合に、その電圧降下が発生した時間（例えば、自装置１が充電を開始してから電圧降下が発生するまでの時間）に基づいて、その電圧降下が自装置１において充電を開始したことによるものなのか、否かを判定する。
【００２０】
充電開始許可判定部１１２は、充電電圧検知部１４１、図１の温度検出回路１３、充電制御部１４２等から取得した充電電圧、電池の温度、電池の残容量等が充電開始可能な状態であるか否かを判定し、充電制御部１４２による電池１５への充電の許可又は不許可を判定する。充電開始指示部１１３は、充電開始許可判定部１１２が充電開始を許可すると判定した場合、充電回路１４の充電制御部１４２に対して電池１５への充電開始を指示する。充電中断指示部１１４は、充電開始指示部１１３によって充電回路１４の充電制御部１４２による充電開始が指示された後、充電電圧監視部１１１によって所定の電圧変化が確認された場合、充電回路１４の充電制御部１４２に対して電池１５への充電を中断することを指示する。充電再開指示部１１５は、充電が中断された場合、所定の時間でタイムアウトするタイマを用いて充電中断からの経過時間を監視する。そして、充電再開指示部１１５は、そのタイマがタイムアウトした場合（すなわち所定の待機時間経過後に）、充電許可判定部１１２に対して充電開始許可又は不許可の判定を行わせ、充電許可判定部１１２が充電開始許可と判定した場合に、充電開始指示部１１３に電池１５への充電開始を指示させる。また、充電完了判定部１１６は、充電制御部１４２らか取得した情報に基づいて、充電が完了しているか否かを判定する。
【００２１】
一方、図２に示した充電電圧検知部１４１は、充電器２が供給する電源電圧である充電電圧（すなわち充電端子１７の端子電圧）を所定のタイミングで検知し、デジタル信号に変換してＣＰＵ１１へ出力する。充電制御部１４２は、充電端子１７を介して入力された充電器２からの電流および充電電圧を監視しながら、充電器２から供給された充電電圧を電源として電池１５へ電流を流し、電荷を蓄積する。その際、充電制御部１４２は、充電開始指示部１１３からの指示に応じて電池１５への充電を開始し、また、充電中断指示部１１４からの指示に応じて電池１５への充電を中断する。
【００２２】
さらに、充電制御部１４２は、充電状態を監視する機能を有しており、充電可能電圧や充電可能温度などの条件により、充電方法（急速だったり緩やかだったり）を切り替えたり、充電を強制的に停止したりする。すなわち、充電制御部１４２は、自ら電池１５の過電流や過電圧、急峻な電圧降下の有無を監視し、過電流や過電圧、および急峻な電圧降下が発生した場合は、電池１５へ電流を流さない様スイッチ１４３をＯＦＦする。スイッチ１４３は、半導体トランジスタ等から構成され、充電制御部１４２の制御にしたがって、電池１５への充電電流をＯＮ・ＯＦＦ制御する。また、充電制御部１４２は、充電開始指示部１１３の指示によって充電を開始した後でも、メモリ１２に格納されているプログラムを実行することでＣＰＵ１１が温度検出回路１３にて測定した自装置１の温度が高温であると判断した場合等に、ＣＰＵ１１の指示にしたがってスイッチ１４３をＯＦＦし、充電を停止する。また、充電制御部１４２は、充電開始許可判定部１１２等からの要求に応じて電池１５の充電状態を示す情報を返信する。
【００２３】
メモリ１２は、各ブロックを制御するプログラムが格納されており、かつ、現在の充電状態を記憶したり、自装置１の温度状態を監視する為の閾値を記憶したりするためのエリアを有する。
【００２４】
温度検出回路１３は、充電時の自装置１の発熱状態を監視する為に、自装置１の温度を定期的に測定し、Ａ／Ｄ（アナログ・デジタル）変換したデータをＣＰＵ１１に送信する。
【００２５】
表示部１６は、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）などを指し、充電状態をユーザーに通知する。
【００２６】
図３は、図１を参照して説明した充電器２に、図１及び図２を参照して説明した複数の充電装置１を接続した場合の接続例を示している。図３（ａ）に示した接続例では、充電器２の出力端子２２に装置Ａ（１ａ）（ここで装置Ａ等に付けられた括弧内の表記は図面内の参照符号を表す。以下、同様）、装置Ｂ（１ｂ）及び装置Ｃ（１ｃ）が接続されている。そして、少なくとも２個の出力端子２２には充電装置１が接続されていない。ここで、装置Ａ（１ａ）、装置Ｂ（１ｂ）及び装置Ｃ（１ｃ）は、図１に示した充電装置１に対応する構成である。
【００２７】
また、図３（ｂ）に示した接続例では、充電器２の出力端子２２に装置Ａ（１ａ）、装置Ｂ（１ｂ）及び装置Ｃ（１ｃ）と、装置ｎ（１ｎ）とが接続されている。そして、少なくとも１個の出力端子２２には充電装置１が接続されていない。ここで、装置ｎ（１ｎ）は、図１に示した充電装置１に対応する構成である。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示した接続例では、充電器２の出力端子２２に装置Ａ（１ａ）、装置Ｂ（１ｂ）、装置Ｃ（１ｃ）、装置ｎ（１ｎ）及び装置ｎ＋１（１ｎ＋１）が接続されている。ここで、装置ｎ＋１（１ｎ＋１）は、図１に示した充電装置１に対応する構成である。
【００２９】
次に、図３及び図４を参照して、図１及び図２を参照して説明した充電装置１の動作例について説明する。図４に示したフローチャートは、例えば、図３（ａ）に示したように３台の充電装置１（装置Ａ（１ａ）、装置Ｂ（１ｂ）及び装置Ｃ（１ｃ））が既に充電器２と接続されて充電中である場合に、図３（ｂ）に示したように装置ｎ（１ｎ）を追加で充電器２に接続するときの装置ｎ（１ｎ）の動作を示している。
【００３０】
電池１５への充電を開始しようとする場合、まず、装置ｎ（１ｎ）は、充電電圧監視部１１１によって充電端子１７に電圧がかかっているか否かを判断する（ステップＳ１０１）。電圧がかかっていなければ本処理は終了する（ステップＳ１０１で「電圧なし」の場合）。
【００３１】
一方、充電端子１７に電圧がかかっている場合（ステップＳ１０１で「電圧あり」の場合）、充電開始許可判定部１１２が、充電を開始できる状態か否かを判断する（ステップＳ１０２）。充電を開始できるか否かの判断は、充電電圧、電池１５の温度、電池１５の残容量などが充電可能な状態か否かを判断する既知の技術である。また、ステップＳ１０２では、充電電圧監視部１１１が、充電電圧検知部１４１が検知した充電電圧を、充電開始前の充電電圧値としてメモリ１２に記憶する。ステップＳ１０２で、装置ｎ（１ｎ）の充電開始許可判定部１１２が、充電開始が許可できない装置状態であると判断した場合は、本処理を終了する（ステップＳ１０２で「充電開始不許可」の場合）。
【００３２】
充電開始が許可できる装置状態であった場合（ステップＳ１０２で「充電開始許可」の場合）、充電開始指示部１１３の指示の下、充電制御部１４２が所定の充電条件に基づいた充電を開始する（ステップＳ１０３）。充電を開始したら、充電電圧監視部１１１が、充電電圧検知部１４１が検知した現在の充電電圧が、充電開始前に確認した充電電圧（すなわち、ステップＳ１０２で記憶した値）より降下していないか否かを判断する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４では例えば所定の値を超える電圧降下があったか否かを判定することができる。この場合の所定の値は充電装置１の状態に応じて可変することが可能である。
【００３３】
電圧降下が発生していた場合（ステップＳ１０４で「電圧降下発生」の場合）、充電電圧監視部１１１は、自装置ｎ（１ｎ）を充電器２に接続した事により発生した電圧降下なのか、別の要因で発生した電圧降下なのかを判断する（ステップＳ１０５）。判断する条件として、例えば、充電を開始した直後に（つまり所定時間内に）電圧降下が発生していれば、充電器２へ接続した事により発生した電圧降下と判断し、充電を開始してしばらく経過した後に電圧降下が発生していれば、自装置の影響ではなく、他装置が接続された事により発生した電圧降下と判断する。
【００３４】
電圧降下が発生していない状態（ステップＳ１０４で「電圧降下未発生」の場合）かまたは自装置１の接続以外で電圧降下が発生した場合（ステップＳ１０５で「自装置接続による電圧降下以外の電圧降下」の場合）、充電完了判定部１１６が、充電が完了しているか否かを判断する（ステップＳ１０９）。充電が完了している場合は本処理を終了し、完了していない場合は（ステップＳ１０９で「充電未完了」の場合）、充電を継続し電圧降下の発生を監視する（ステップＳ１０９からステップＳ１０４）。
【００３５】
自装置ｎ（１ｎ）を充電器２に接続した事により電圧降下が発生した場合（ステップＳ１０５で「自装置接続による電圧降下」の場合）、充電中断指示部１１４が、充電器２の定格を超えたと判断し、充電制御部１４２を制御して充電を中断する（ステップＳ１０６）。次に、充電再開指示部１１５が、乱数（疑似乱数）で生成される値を所定のタイマにセットして、そのタイマのカウントを開始し（ステップＳ１０７）、そのカウントが完了するまで（すなわちタイムアウトするまで）待機（＝ｗａｉｔ）する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８でタイムアウトした後は、充電再開指示部１１５が充電許可判定部１１２及び充電開始指示部１１３に指示を出し、ステップＳ１０２以降の処理である充電処理を再開する。
【００３６】
ここで、図４のステップＳ１０７にある乱数タイマの発行（すなわち乱数をタイマに設定し、そのタイマ（以下、乱数タイマとも呼ぶ）を起動すること）について説明する。乱数タイマを使用するのは、複数の装置１が同時に充電を開始し、電圧降下が発生した事で充電を中断した際に、複数の装置１間でタイマに設定される値を異ならせることで、充電再開タイミングをずらすためである。また、乱数とすることで、再開される装置１毎の順序を毎回変更することができる。なお、例えば、複数の装置１を充電器２に接続した状態で充電器２を起動したような場合に、複数の装置１が同時に充電を開始することがある。
【００３７】
次に図３（ｂ）に示した装置ｎ（１ｎ）と装置ｎ＋１（１ｎ＋１）を同時に充電器２へ接続した場合の動作シーケンスを図５を参照して説明する。
【００３８】
この場合、装置ｎ（１ｎ）と装置ｎ＋１（１ｎ＋１）は、充電を同時に開始する（図５：イベント１、図４のステップＳ１０３）。各装置は、自装置を充電器２に接続した事で充電電圧が降下した事を認識する（図５：イベント２、図４のステップＳ１０５）。各装置は、電圧降下を認識し充電を中断する（図５：イベント３）。充電中断後、再度充電を開始する為のタイマを発行する。この時、各装置の発行するタイマ値が同値にならない様に乱数を使用する（図５：イベント４、図４のステップＳ１０７）。図５の例では装置ｎ（１ｎ）で発行されたタイマＲ１が装置ｎ＋１（１ｎ＋１）で発行されたタイマＲ２よりも短い待機時間となる条件となっている。
【００３９】
装置ｎのＲ１タイマがタイムアウトし、充電を再開しても良い状態であれば充電を開始する（図５：イベント５、図４のステップＳ１０３）。装置ｎが充電を再開した後に装置ｎ＋１のＲ２タイマがタイムアウトし（図５：イベント６）、充電を再開しても良い状態であれば充電を開始するが、その他の充電器２に接続されている装置１の充電状態が変わらなければ、装置ｎ＋１を接続した事で、また充電器２の定格を超えて電圧降下が発生してしまう。その為、再度充電を中断し、乱数タイマを発行する（図４：イベント７）。装置ｎ＋１は、他の装置１が充電完了し、充電可能な状態から充電を開始、継続して充電完了するまでの間、図５のイベント７は繰り返される。
【００４０】
乱数タイマはその仕組み上、装置ｎと装置ｎ＋１とで同じ値を出力してしまう場合があるが、その場合は再度充電を中断し本処理を行うことで充電再開タイミングをずらすことができる。再度充電を中断した場合に、充電再開タイミングをずらすことができる乱数としては、乱数の値で決まる待機時間が、充電再開時の他の充電装置１の接続による電圧降下と自装置の接続による電圧降下とが混同しない値となるように、各乱数値が生成されることが望ましい。
【００４１】
例えば、タイムアウトしてから再充電を開始し、電圧降下の有無を判定し、場合によってはさらに充電を再度中断するまで（すなわちステップＳ１０８でタイムアウトしてからステップＳ１０４で電圧降下の発生の有無を判定し、さらにステップＳ１０６で充電を中断するまで）の時間をｔ１とすると、各乱数の最大値と最小値の差が少なくとも時間ｔ１より大きな乱数であれば、複数の装置１間で電圧降下が自装置１の充電開始によるものなのか、他の装置１の充電開始によるものなのかを区別することが可能となる。すなわち、この場合、同時に充電を中断した複数の装置１において、いずれかの装置１で生成された乱数が最小値であり、他の装置１で生成された乱数がすべて最大値であったとすると、最小値を生成した装置１が充電を再開してそれによる電圧降下の有無を判定し、さらに場合によっては充電を再中断するまでの間、それ以外の装置１ではタイムアウトが起こらない。したがって、この場合、最小値の乱数を生成した装置１は、他の装置１の充電再開処理の影響を受けること無く、充電再開処理を行うことができる。
【００４２】
なお、乱数の組み合わせが多ければ多いほど同じタイマ値となる確率が下がるため、乱数の生成演算の形態や乱数演算で用いるシードの種類はできるだけ多い方が望ましい。また、乱数演算の途中経過を表す情報をメモリ１２に記憶しておいて、それらを用いて乱数演算を行うようにすれば、例えば充電開始時の乱数値を容易にばらつかせることができる。
【００４３】
また、タイマ値は最大値と最小値の差が時間ｔ１より大きな乱数であればよいが、そうでなくても、次のように各乱数の値を生成することもできる。すなわち、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・・，Ｒｎのような系列で乱数を生成する場合、その間隔がタイムアウトしてから充電再開して充電を継続できるようになるまでの時間をｔ１とした場合に（（Ｒｎ）−（Ｒｎ−１）＝ｔ１）であれば、充電再開の処理がｔ１分ずれるので、一方が充電を再開した後に続けて他方が充電を再開でき、より効率のよい充電開始タイミングずれを実現できる。さらにＲ１，Ｒ２，・・・・の系列は時間ｔ１の倍数であれば時間ｔ１を求めるだけで簡単に設定できる。
【００４４】
また乱数を使う説明をしたが、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・・Ｒｎのような系列を予め用意し、装置１ごとに初期値をランダムに決め例えば装置ｎ（１ｎ）ではＲ４，Ｒ５，Ｒ６・・・・、装置ｎ＋１（１ｎ＋１）ではＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・と順に出力し、充電中断時に初期値をランダムに決めるような方法に代替してもよい。この場合、例えばＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３となるような順列に並び替えることで初期値の差分だけ充電再開タイミングをずらすことができ、系列の設定がしやすい。
【００４５】
なお、本実施形態では、電池１５としてリチウムイオン電池を備えた充電装置１への充電を例に説明したが、これに限らない。ニッケル水素電池の場合でも同様である。ただし充電方法によっては電池の電圧が満充電に近づくと僅かな電圧降下が見られるものが知られている。このニッケル水素の電池電圧の電圧降下は、電池の種類、特性、電池の残容量及び充電時間、電池電圧や温度から推測可能で、この予測された電圧降下では必ずしも充電中断する必要はない。またこの予測された電圧降下の結果、最適な充電条件を外れる場合には同様に充電中止としてもよい。他の電池の場合でも同様である。
【００４６】
また電圧変換回路２１が、トランスと半波整流・平滑回路を有する場合を前提に説明したが、スイッチング回路によるものであってもよい。この場合、必要な電力が増えると、電圧変換回路２１では、元々下げていた電圧を上げるか、スイッチＯＮの期間を増やす、スイッチング周波数を高くする、スイッチＯＮ／ＯＦＦのデューティ比を調整する、等の制御が行われる。この電圧変動量（リップル）やスイッチングによるノイズから充電器側の供給能力を超えるかどうかの推測を行っても良い。
【００４７】
また、充電器２は、例えばＵＳＢインターフェイスとして構成されていてもよく、その場合複数の出力端子は例えばＵＳＢハブが有する複数のＵＳＢ端子として構成することができる。
【００４８】
また電池電圧を計測する場合は、パルス波形で充電する方式もあるので、電圧降下区間以外での計測を行い、予測されない電圧降下かどうかを判定すればよい。
【００４９】
上記の実施形態では、充電可能な電池１５を備えた複数の装置１を充電器２へ並列的に接続する場合、その接続の為に、充電器定格を超えるなど、供給能力を超えるような充電をしてしまい、電圧降下や電源線等に重畳したリップル、スイッチングノイズ等の供給能力を超える現象の発生の有無を検知する。そして、そのような現象を検知した場合に、複数の装置１のいずれか少なくとも１つから順次、充電を中断して充電電力を他に譲る。また、充電を中断した装置が充電を再開する際も、供給能力を超えた場合に起こる現象を監視し、供給能力を超えなければ充電を継続し、供給能力を超えれば充電を再度中断する。そのため、本実施形態によれば、供給能力の不足しがちな充電電力下で、簡素な構成で、複数の装置１の充電を行うことができる。
【００５０】
本実施形態は、以下に記載するような効果を奏する。
第１の効果は、複数の充電装置１を１つの充電器２（すなわち１つの電源）で充電する事ができる。
第２の効果は、充電器２の定格が超える様な場合は、断続的に充電する事ができる。
第３の効果は、乱数タイマを用いる事により充電の再開タイミングをずらし、充電器２の定格を超えない制御ができる。
第４の効果は、断続的に充電することで電池１５への充電電流の変動が少なく、充電した量が比較的正確に計測できる（充電残容量が正確）。
【００５１】
次に、図６を参照して、本発明の他の実施の形態について説明する。この実施形態では、充電装置１の基本的構成は、図１及び図２を参照して説明した上記の実施形態と同じである。ただし、充電装置１の動作が一部異なっている。この実施形態では、充電器２に接続されている全ての装置１が電圧降下を監視している基本的構成を活かし、充電装置１の動作のフローが特に電圧降下発生時に行う処理の内容が上記の実施形態と異なっている。すなわち、図４に示したフローでは、電圧降下発生時に、電圧降下発生起因装置のみを充電中断するのに対して、図６に示したフローでは、電圧降下発生時に、充電中の全装置の充電を中断する。その処理の流れを図６に示す。
【００５２】
上述したように、図４に示したフローでは、充電器２に接続した直後に電圧降下を発生させた装置１のみ充電を中断したが、図６に示したフローでは、充電器２に接続されている各装置１が電圧降下を認識した時点で各装置１が充電を中断する処理にしている。
【００５３】
ここでは、図３（ａ）の様に、装置Ａ、装置Ｂ、及び装置Ｃが既に充電器２と接続され、充電中の場合に、図３（ｂ）の様に、装置ｎを追加で充電器２に接続する場合を例にして説明する。装置ｎの充電電圧監視部１１１は充電端子１７に電圧がかかっているか否かを判断する（図６：ステップＳ２０１）。電圧がかかっていなければ本処理は終了する。充電端子１７に電圧がかかっている場合、充電開始許可判定部１１２が充電を開始できる状態か否かを判断する（図６：ステップＳ２０２）。充電を開始できるか否かの判断は、充電電圧、電池の温度、電池の残容量などが充電可能な状態かを判断する既知の技術である。充電開始が許可できない装置状態であった場合は本処理を終了する。
【００５４】
充電開始が許可できる装置状態であった場合、充電開始指示部１１３が指示を出し、充電制御部１４２に充電を開始させる（図６：ステップＳ２０３）。充電を開始したら、充電電圧が前回測定の充電電圧（最初の判断では充電開始前に確認した充電電圧）より降下したか否かを判断する（図６：ステップＳ２０４）。電圧降下が発生した場合、充電器２の定格を超えたと判断し、充電中断指示部１１４が充電制御部１４２に指示を出し、充電を中断する（図６：ステップＳ２０５）。そして、充電再開指示部１１５が、乱数で生成される値をタイマにセットしてタイマを起動し、待機（ｗａｉｔ）する（図６：ステップＳ２０６〜Ｓ２０７）。タイムアウト後に、充電再開指示部１１５が、充電開始許可判定部１１２及び充電開始指示部１１３に指示を出し（図６：ステップＳ２０７）、充電処理が再開する（図６：ステップＳ２０２以降）。電圧降下が発生していない状態であった場合（図６：ステップＳ２０４）、充電完了判定部１１６が、充電が完了しているか否かを判断する（図６：ステップＳ２０８）。充電が完了している場合は本処理を終了し、完了していない場合は、充電を継続し、充電電圧監視部１１１が電圧降下の発生を監視する（図６：ステップＳ２０４）。
【００５５】
このように、図６のフローでは、電圧降下の発生要因が自装置なのかそうでないのかを判断していない。そのため、電圧降下が発生した場合、全ての装置１でその電圧降下が検知される。したがって、本実施形態では電圧降下が発生した場合、充電器２に接続されている全充電装置１が充電を中断する。その為、充電再開タイミングが平準化され、最後に充電を開始した充電装置１がいつまでも充電されない問題を防ぐ効果が得られる。
【００５６】
なお、本発明の実施の形態は、次のような充電装置１と充電器２の組み合わせに適用することができる。すなわち、
・携帯電話などの携帯端末装置を複数同時に充電する場合、
・電気自動車や電池搭載電車などの電池搭載装置を複数同時に充電する場合、そして、
・充電器は定格があるものに限らず、特に太陽光発電のような自然エネルギー発電を含む場合で供給電力が環境に左右されるもの、
に適用することができる。
【００５７】
また、本発明の実施の形態によれば次のような効果が得られる。携帯電話等の充電装置側で電圧を監視し、充電できそうに無いときは自発的に充電しない、充電できそうな時は充電すると制御するので、充電器や携帯電話の置き台側には回路を追加しなくても済む。
【００５８】
また例えば太陽電池から得られるような変動する電力を含む充電器の場合、必ずしも充分な電力を供給できない場合があるが、充電器側のみならず、充電装置側でも充電を譲り合う制御を行うことができるので、より適切に電力が分配されることが期待できる。
【００５９】
なお、本発明の実施の形態は、上記のものに限られず、例えば、図１や図２に示した各ブロックは、他のブロックと統合したり、あるいは各ブロックをさらに細分化したりする変更を適宜行うことができる。また、本発明の充電装置は、ＣＰＵとそのＣＰＵで実行されるプログラムとを構成要素とするものであり、そのプログラムの一部又は全部は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体や通信回線を介して流通させることが可能である。
【００６０】
なお、本発明の実施形態の基本的な構成例は、図７に示すブロック図を用いて表すことができる。すなわち、本発明の一実施形態としての充電装置１００は、充電電圧監視部１０１、充電開始指示部１０２、充電中断指示部１０３、充電再開指示部１０４、及び充電回路１０５を備えている。充電回路１０５は、充電開始指示部１０２の指示に応じてバッテリ３００への充電を開始し、また、充電中断指示部１０３の指示に応じてバッテリ３００への充電を中断する。また、充電回路１０５は、充電器２００から供給された充電電圧を電源としてバッテリ３００を充電する。充電電圧監視部１０１は、充電器２００から供給される充電電圧の変化を監視する。充電開始指示部１０２は、バッテリ３００への充電開始を指示する。充電中断指示部１０３は、充電開始指示部１０２によって充電開始が指示された後、充電電圧監視部１０１によって所定の電圧変化が確認された場合、バッテリ３００への充電中断を指示する。そして、充電再開指示部１０４は、充電中断指示部１０３によってバッテリ３００への充電中断が指示された場合、所定の待機時間が経過した後、充電開始指示部２にバッテリ３００への充電開始を指示させる。
【００６１】
［プログラムおよび記録媒体］
最後に、充電装置１に含まれている各部は、ハードウェアロジックによって構成すれば良い。または、次のように、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現しても良い。
すなわち、充電装置１は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、このプログラムを格納した、上記プログラムを実行可能な形式に展開するＲＡＭ、および上記プログラムと各種データとを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）を備えている。この構成により、本発明の目的は、所定の記録媒体によっても達成できる。
この記録媒体は、上述した機能を実現するソフトウェアである充電装置１のプログラムのプログラムコード（実行形式プログラム，中間コードプログラム，ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録していれば良い。充電装置１に、この記録媒体を供給する。これにより、コンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が、供給された記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し、実行すれば良い。
【００６２】
プログラムコードを充電装置１に供給する記録媒体は、特定の構造または種類のものに限定されない。すなわちこの記録媒体は、例えば、磁気テープまたはカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスク、またはＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＢＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系等とすることができる。
また、充電装置１を通信ネットワークと接続可能に構成しても、本発明の目的を達成できる。この場合、上記のプログラムコードを、通信ネットワークを介して充電装置１に供給する。この通信ネットワークは、充電装置１にプログラムコードを供給できるものであれば良く、特定の種類または形態に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、または衛星通信網等であれば良い。
【００６３】
この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な任意の媒体であれば良く、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、またはＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡまたはリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、または地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【符号の説明】
【００６４】
１、１００  充電装置
１１  ＣＰＵ
１２  メモリ
１３  温度検出回路
１４、１０５  充電回路
１５、３００  電池（バッテリ）
１６  表示部
１７  充電端子
２、２００  充電器
２１  電圧変換回路
２２  出力端子
２３  ケーブル
３  接続部
１１１、１０１  充電電圧監視部
１１２  充電許可判定部
１１３、１０２  充電開始指示部
１１４、１０３  充電中断指示部
１１５、１０４  充電再開指示部
１１６  充電完了判定部
１４１  充電電圧検知部
１４２  充電制御部
１４３  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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