(57)【要約】【課題】パルス充電方式を採用した場合でも、複雑な補正処理を必要とすることなく常に正確な満充電検出を可能にする。【解決手段】パルス充電モードにより二次電池４１〜４４を充電する際に、端子電圧の測定周期Ｔａをパルス充電のオン／オフ周期Ｔｐと等しく設定し、かつ測定開始タイミングをパルス充電のオン期間に設定する。そして、以後上記設定された周期及びタイミングで二次電池４１〜４４の端子電圧を測定し、−ΔＶが検出されると当該二次電池が満充電に達したと判定してその時点で当該二次電池に対する充電を停止する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池に対し、充電電流を一定の周期でオン／オフすることにより断続的に供給するパルス充電手段と、
前記二次電池の充電期間中に、当該二次電池の充電状態を監視する−ΔＶ制御手段とを具備し、
前記−ΔＶ制御手段は、
前記二次電池の端子電圧を測定するための測定周期を、前記パルス充電のオン／オフ周期の整数倍に設定する手段と、
前記設定された測定周期により前記二次電池の端子電圧を測定する手段と、
前記測定された端子電圧が最大値から所定値低下したことを検出する手段と、
前記所定値低下の検出に応じて、前記パルス充電手段による二次電池の充電を停止させる手段と
を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
二次電池に対し一定の充電電流を供給する定電流充電手段と、
この定電流充電手段と前記パルス充電手段とを二次電池の充電状態に応じて切り替える充電制御手段と
を、さらに具備する場合に、
前記−ΔＶ制御手段は、
前記パルス充電手段による充電動作が開始されるときに、前記端子電圧の測定タイミングをパルス充電のオン期間に設定する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】
二次電池に対し一定の充電電流を供給する定電流充電手段と、
この定電流充電手段と前記パルス充電手段とを二次電池の充電状態に応じて切り替える充電制御手段と
を、さらに具備する場合に、
前記−ΔＶ制御手段は、
前記充電制御手段により定電流充電手段からパルス充電手段への切り替えが行われる場合に、前記端子電圧の測定タイミングをパルス充電のオン期間に再設定する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項４】
二次電池に対し一定の充電電流を供給する定電流充電手段と、
この定電流充電手段と前記パルス充電手段とを二次電池の充電状態に応じて切り替える充電制御手段と
を、さらに具備する場合に、
前記充電制御手段は、
前記定電流充電手段からパルス充電手段への切り替えを行う場合に、前記端子電圧の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるように、前記測定タイミングに応じて前記定電流充電手段からパルス充電手段への切替タイミングを調整する手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項５】
二次電池に対し、充電電流を一定の周期でオン／オフすることにより断続的に供給するパルス充電手段を具備し、前記二次電池の充電期間中に、コンピュータにより当該二次電池の充電状態を監視して充電動作を制御する充電装置で使用される充電制御プログラムであって、
前記二次電池の端子電圧を測定するための測定周期を、前記パルス充電のオン／オフ周期の整数倍に設定する処理と、
前記設定された測定周期により前記二次電池の端子電圧を測定する処理と、
前記測定された端子電圧が最大値から所定値低下したことを検出する処理と、
前記所定値低下の検出に応じて、前記パルス充電手段による二次電池の充電を停止させる処理と
を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする充電制御プログラム。
【請求項６】
前記充電装置が、二次電池に対し一定の充電電流を供給する定電流充電手段と、この定電流充電手段と前記パルス充電手段とを二次電池の充電状態に応じて切り替える手段とを、さらに具備する場合に、
前記パルス充電手段による充電動作が開始されるときに、前記端子電圧の測定タイミングをパルス充電のオン期間に設定する処理を、前記コンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項５記載の充電制御プログラム。
【請求項７】
前記充電装置が、二次電池に対し一定の充電電流を供給する定電流充電手段と、この定電流充電手段と前記パルス充電手段とを二次電池の充電状態に応じて切り替える手段とを、さらに具備する場合に、
前記定電流充電手段からパルス充電手段への切り替えが行われる場合に、前記端子電圧の測定タイミングをパルス充電のオン期間に再設定する処理を、前記コンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項５記載の充電制御プログラム。
【請求項８】
前記充電装置が、二次電池に対し一定の充電電流を供給する定電流充電手段と、この定電流充電手段と前記パルス充電手段とを二次電池の充電状態に応じて切り替える手段とを、さらに具備する場合に、
前記定電流充電手段からパルス充電手段への切り替えが行われる場合に、前記端子電圧の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるように、前記測定タイミングに応じて前記定電流充電手段からパルス充電手段への切替タイミングを調整する処理を、前記コンピュータにさらに実行させることを特徴とする請求項５記載の充電制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池等のアルカリ系二次電池を充電する装置に係わり、特にパルス充電方式を採用した充電装置及びその充電制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルカリ系二次電池を急速充電する装置として、例えば−ΔＶ制御を採用した装置が知られている。−ΔＶ制御は、充電末期において二次電池の端子電圧がピークに達したのち低下する特性を利用して充電を制御するものである。具体的には、充電期間中に二次電池の端子電圧を周期的に測定することによりピーク値を監視し、ピーク値が検出されるとその値を記憶する。その後、端子電圧の測定値と上記記憶されたピーク値とを比較し、その差がしきい値（−ΔＶ）以上となったことが検出された時点で満充電と判定して充電を停止する。この−ΔＶ制御を使用することにより、二次電池を比較的簡単に満充電まで充電することができる（特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７４３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記−ΔＶ制御を使用した従来の充電装置には次のような解決すべき課題があった。すなわち、二次電池の充電方式には、例えば一定の充電電流を供給する定電流充電方式と、充電電流を一定の周期でオン／オフ制御しながら供給するパルス充電方式とがある。このうち定電流充電方式を使用しているときには、二次電池の端子電圧が安定しているため、上記−ΔＶ制御により正確な満充電判定が可能である。
【０００５】
これに対しパルス充電方式を使用すると、充電電流のオン／オフ制御によって二次電池の端子電圧が変動する。このため、上記−ΔＶ制御において満充電を正確に判定することが難しい。そこで、端子電圧の測定値を補正する機能を備えた充電装置が考えられている。しかし、このような装置では例えばソフトウエアにより測定値の補正処理を実行しなければならず、制御処理内容が複雑化すると共に処理量が増加するため、装置のコストアップを招く。
【０００６】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、パルス充電方式を採用した場合でも、複雑な補正処理を必要とすることなく常に正確に満充電検出を行えるようにした充電装置及びその充電制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためにこの発明は、二次電池に対し充電電流を一定の周期でオン／オフすることにより断続的に供給するパルス充電手段と、上記二次電池の充電期間中に当該二次電池の充電状態を監視する−ΔＶ制御手段とを具備する充電装置にあって、上記−ΔＶ制御手段により、上記二次電池の端子電圧を測定するための測定周期を、上記パルス充電のオン／オフ周期の整数倍に設定する。そして、この設定された測定周期により二次電池の端子電圧を測定し、この測定された端子電圧が最大値から所定値低下したことを検出した場合に、上記パルス充電手段による二次電池の充電を停止させるようにしたものである。
【０００８】
したがってこの発明によれば、二次電池の端子電圧を測定するための測定周期は、パルス充電のオン／オフ周期の整数倍に設定される。このため、端子電圧の測定タイミングは充電期間中を通してパルス充電のオン期間又はオフ期間に統一される。したがって、パルス充電を行うにも拘わらず、二次電池の端子電圧は常に同一条件下で測定されることになり、これにより測定値の補正は不要となって制御処理の複雑化や処理量の増加は防止される。
【０００９】
この発明は、さらに以下のような機能を備えることも特徴とする。  
第１の機能は、二次電池に対し一定の充電電流を供給する定電流充電手段と、この定電流充電手段と上記パルス充電手段とを二次電池の充電状態に応じて切り替える充電制御手段とをさらに具備する場合に、−ΔＶ制御手段において、上記パルス充電手段による充電動作が開始されるときに、上記端子電圧の測定タイミングをパルス充電のオン期間に設定するものである。  
このようにすると、端子電圧の測定タイミングはパルス充電のオン期間に設定されるので、充電期間中に充電方式がパルス充電手段から定電流充電手段に切り替えられた場合でも、測定タイミングを変更することなく、引き続き切り替え前と同じ条件の下で端子電圧を測定することが可能となる。
【００１０】
第２の機能は、−ΔＶ制御手段において、充電制御手段により定電流充電手段からパルス充電手段への切り替えが行われる場合に、上記端子電圧の測定タイミングをパルス充電のオン期間に再設定するものである。  
このようにすると、充電期間中に充電方式が定電流充電手段からパルス充電手段に切り替えられた場合でも、この切り替え動作に応じて端子電圧の測定タイミングはパルス充電のオン期間に設定し直される。このため、切り替え後においても引き続き切り替え前と同じ条件の下で、つまり充電電流がオンの期間において端子電圧を測定することが可能となる。
【００１１】
第三の機能は、−ΔＶ制御手段において、充電制御手段により定電流充電手段からパルス充電手段への切り替えが行われる場合に、端子電圧の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるように、上記測定タイミングに応じて定電流充電手段からパルス充電手段への切替タイミングを調整するものである。すなわち、測定タイミングを設定し直す代わりに、充電方式の切り替えタイミングを調整するものである。  
このようにすると、充電期間中に充電方式を定電流充電手段からパルス充電手段に切り替える場合に、設定中の端子電圧測定タイミングに応じて切替タイミングが調整される。したがって、切り替え後においても引き続き切り替え前と同じ条件の下で、つまり充電電流がオンの期間において端子電圧を測定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
要するにこの発明では、−ΔＶ制御手段において、上記二次電池の端子電圧を測定するための測定周期を、上記パルス充電のオン／オフ周期の整数倍に設定する。そして、この設定された測定周期により二次電池の端子電圧を測定し、この測定された端子電圧が最大値から所定値低下したことを検出した場合に、上記パルス充電手段による二次電池の充電を停止させるようにしている。  
したがってこの発明によれば、パルス充電方式を採用した場合でも、複雑な補正処理を必要とすることなく常に正確に満充電検出を行うことができる充電装置及びその充電制御プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施形態）  
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる充電装置の構成を示すブロック図であり、１は充電電源を示している。この充電電源は、例えば商用電源出力を整流して充電に必要な直流電圧及び電流を出力する。
上記充電電源１の充電端子２ａ，２ｂには、接続切替回路３を介して二次電池モジュール４が接続される。二次電池モジュール４は、例えば図示しない電池ホルダに複数（図では４個）の二次電池４１〜４４を着脱可能な状態に装着したもので、上記充電電源１から上記接続切替回路３を介して供給される充電電圧及び電流により充電される。また二次電池モジュール４には、上記二次電池４１〜４４のそれぞれと対向する位置に温度検出素子５１〜５４が設けられている。これらの温度検出素子５１〜５４は例えばサーミスタからなり、充電期間中に上記各二次電池４１〜４４の温度に対応する電圧値をそれぞれ出力する。
【００１４】
また充電装置は、充電電流検出回路（Ｉ−ＤＥＴ）６と、充電電圧検出回路（Ｖ−ＤＥＴ）７と、温度検出回路（ＴＨ−ＤＥＴ）８と、充電制御回路９Ａと、スイッチ駆動回路１０とを備えている。
充電電流検出回路６は、充電期間中に上記二次電池４１〜４４に流れる充電電流値を検出してアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、これにより得られる電流検出データＩＳを充電制御回路９Ａに供給する。充電電圧検出回路７は、上記各二次電池４１〜４４の充電電圧値Ｖ１〜Ｖ４をそれぞれ検出してＡ／Ｄ変換し、これにより得られる電圧検出データＶＳを充電制御回路９Ａに供給する。温度検出回路８は、上記各温度検出素子５１〜５４から出力される電圧値をそれぞれＡ／Ｄ変換し、これにより得られる温度検出データＴＨＳを充電制御回路９Ａに供給する。
【００１５】
接続切替回路３は次のように構成される。図２はその構成を示す回路図である。すなわち、充電電源１の充電端子２ａから出力された充電電流は、４分岐されたのちそれぞれ逆流防止用ダイオードＤ１〜Ｄ４及びスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を直列に介して二次電池４１〜４４に入力され、さらにスイッチＳＷ８〜ＳＷ１１をそれぞれ介して充電電源１の負端子２ｂへ帰還するように構成されている。以上の回路は並列充電回路を構成する。また、上記二次電池４１〜４４間にはそれぞれ、スイッチＳＷ５〜ＳＷ７及び短絡防止用ダイオードＤ５〜Ｄ７からなる直列回路が介挿されている。これらの直列回路は、直列充電回路を構成する。
【００１６】
上記各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１はいずれも半導体スイッチからなり、上記スイッチ駆動回路１０から出力されるスイッチ駆動信号に応じてオンオフ動作する。スイッチ駆動回路１０は、後述する充電制御回路９Ａから出力されるスイッチ制御信号ＳＷＣに応じて、上記各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１を駆動するためのスイッチ駆動信号を生成して各スイッチＳＷ１〜ＳＷ１１に与える。
【００１７】
ところで、充電制御回路９Ａは例えばマイクロコンピュータを使用したもので、次のように構成される。図３はその機能構成を示すブロック図である。すなわち、充電制御回路９Ａは、中央処理ユニット（ＣＰＵ：Central Processing Unit）９０と、入出力ポート（Ｉ／Ｏ）９１と、プログラムメモリ９２Ａと、データメモリ９３とを備えている。
【００１８】
Ｉ／Ｏ９１は、上記充電電流検出回路６、充電電圧検出回路７、温度検出回路８及びスイッチ駆動回路１０との間で、各検出データＩＳ，ＶＳ，ＴＨＳ及びスイッチ制御信号ＳＷＣの入出力を行う。またデータメモリ９３は、上記充電制御のために使用される各種しきい値データの保存と、充電制御の過程で生成される制御データの一時保存等を行うために使用される。
【００１９】
プログラムメモリ９２Ａには、この発明に係わる制御機能を実現するためのプログラムとして、パルス充電制御プログラム９２ａと、電圧測定制御プログラム９２ｂが格納されている。  
パルス充電制御プログラム９２ａは、充電に際し、各二次電池４１〜４４を充電端子２ａ，２ｂ間に時分割に間欠接続させるように接続切替回路３の各スイッチを切替制御し、これにより各二次電池４１〜４４を時分割パルス充電モードにより充電させる。
【００２０】
電圧測定制御プログラム９２ｂは、充電が開始されると、二次電池４１〜４４ごとに、端子電圧の測定タイミングをパルス充電のオン期間に設定し、かつ測定周期をパルス充電のオン／オフ周期と等しくなるように設定する。そして、パルス充電モードによる充電期間中に、上記設定された測定タイミング及び周期で上記二次電池４１〜４４の端子電圧をそれぞれ測定し、この測定値をもとに−ΔＶ制御による満充電の検出と、充電停止処理を実行する。
【００２１】
なお、プログラムメモリ９２Ａには異常対応プログラムも記憶されている。この異常対応プログラムは、過充電や加熱等の異常充電動作を検出するもので、充電制御中に上記電流検出回路６及び温度検出回路８の検出データＩＳ，ＴＨＳを定期的に取り込んでその値を判定し、異常値が検出された場合に接続切替回路３のすべてのスイッチをオフ状態に設定する。
【００２２】
次に、以上のように構成された充電装置の動作を、充電制御回路９Ａの制御手順に従い説明する。  
図４はその制御手順と制御内容を示すフローチャート、図５は各二次電池４１〜４４に対する充電電流の供給タイミングを示す図であり、さらに図６は二次電池４１〜４４の充電電圧の変化特性の一例を示す図である。
【００２３】
電池ホルダに充電対象の二次電池４１〜４４が装着されると、充電制御回路９Ａは先ずステップ４ａで充電モードとしてパルス充電モードを設定し、時分割パルス充電のためのスイッチ制御信号ＳＷＣを生成してスイッチ駆動回路１０に与える。また、ステップ４ｂにおいてスイッチ駆動回路１０のパルス充電タイマをスタートさせる。パルス充電タイマは、パルス充電のオン／オフ周期Ｔｐを規定するものである。したがって、以後スイッチ駆動回路１０から接続切替回路３に対し、各二次電池４１〜４４をそれぞれ一定のオン／オフ周期Ｔｐで一定時間ずつ時分割に充電電源１に接続させるためのスイッチ駆動信号が出力される。
【００２４】
このため接続切替回路３では、図５に示すように最初のパルス期間にスイッチＳＷ１，ＳＷ１１のみがオン状態となって二次電池４１に充電電流が供給され、次のパルス期間にはスイッチＳＷ２，ＳＷ１０のみがオン状態となって二次電池４２に充電電流が供給される。また、次のパルス期間にはスイッチＳＷ３，ＳＷ９のみがオン状態となって二次電池４３に充電電流が供給され、さらに次のパルス期間にはスイッチＳＷ４，ＳＷ８のみがオン状態となって二次電池４４に充電電流が供給される。以後、以上のように各二次電池４１〜４４に対し順次一定時間ずつ充電電流が供給され、この動作が一定のオン／オフ周期Ｔｐで繰り返される。なお、上記パルス充電のオン／オフ周期は例えば１sec に設定され、またパルスオン期間及びオフ期間はそれぞれ１sec オン／３sec オフに設定される。かくして、各二次電池４１〜４４に対する時分割パルス充電動作が開始される。
【００２５】
ところで、上記パルス充電動作が開始されると、充電制御回路９Ａはステップ４ｃにおいて、上記二次電池４１〜４４の端子電圧を監視するためのパラメータを設定する。パラメータには測定開始タイミングと測定周期があり、このうち測定開始タイミングは上記パルス充電のオン期間となるように設定する。また、測定周期Ｔａは上記パルス充電のオン／オフ周期Ｔｐと等しくなるように設定する。そして充電制御回路９Ａは、ステップ４ｄにおいて、上記設定されたタイミング及び周期で測定タイマをスタートさせる。したがって、以後二次電池４１〜４４の端子電圧は、図５の矢印に示すようにパルス充電のオン期間ごとに測定される。
【００２６】
上記パルス充電期間中に、充電制御回路９Ａ及びスイッチ駆動回路１０は、ステップ４ｅにより端子電圧の測定タイミングを監視しながら、ステップ４ｆでパルスオン／オフタイミングを監視する。この状態で、パルス充電タイマからオン／オフ切り替えのための信号が出力されると、スイッチ駆動回路１０はこの出力タイミングに同期してステップ４ｇにより接続切替回路３を制御し、これにより二次電池４１〜４４に対する充電電流の供給をオン／オフする。
【００２７】
一方、上記オン期間中に測定タイマがタイムアウトして測定タイミングになったとする。そうすると、充電制御回路９Ａはステップ４ｈに移行し、ここで電圧検出回路７から二次電池４１〜４４ごとに端子電圧の検出値を取り込んでメモリ９３に保存する。そして、今回の検出値が前回までの最大値よりも予め設定した値（ΔＶ）以上低下したか否かをステップ４ｉで判定する。この判定の結果、今回の検出値が前回までの最大値より高いか、又は低くてもΔＶ未満であれば、上記ステップ４ｆ、ステップ４ｇ及びステップ４ｅによるパルス充電及び端子電圧の監視処理を続ける。
【００２８】
これに対しいずれかの二次電池４１〜４４において、例えば図６に示すように端子電圧の検出値が前回までの最大値よりΔＶ以上低下したとする。この場合充電制御回路９Ａは、当該二次電池が満充電に達したと判断し、ステップ４ｊに移行してここでスイッチ駆動回路１０に対し停止指示を与え、これにより当該二次電池に対する充電電流の供給を停止させる。他の二次電池についても、同様に満充電に達したと判定されるごとに当該二次電池に対する充電電流の供給を停止させる。
【００２９】
以上述べたように第１の実施形態では、パルス充電モードにより二次電池４１〜４４を充電する際に、端子電圧の測定周期Ｔａをパルス充電のオン／オフ周期Ｔｐと等しく設定し、かつ測定開始タイミングをパルス充電のオン期間に設定する。そして、以後上記設定された周期及びタイミングで二次電池４１〜４４の端子電圧を測定し、−ΔＶが検出されると当該二次電池が満充電に達したと判定してその時点で当該二次電池に対する充電を停止するようにしている。
【００３０】
したがってこの実施形態によれば、パルス充電動作中においてパルス充電のオン期間ごとに端子電圧が測定される。言い換えれば、端子電圧の測定タイミングは充電期間中を通してパルス充電のオン期間に統一される。したがって、パルス充電モードにより充電を行うにも拘わらず、二次電池４１〜４４の端子電圧は常に同一条件下で測定されることになり、これにより測定値の補正は不要となって制御処理の複雑化や処理量の増加は防止される。
【００３１】
（第２の実施形態）  
図７は、この発明の第２の実施形態における充電装置の要部である、充電制御回路の構成を示す機能ブロック図である。なお、同図において前記図３と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。また、充電装置１の構成及び接続切替回路３の回路構成については前記第１の実施形態と同一なので、図１及び図２を引用して説明する。  
充電制御回路９Ｂ内に設けられたプログラムメモリ９２Ｂには、この発明に係わる制御機能を実現するための制御プログラムとして、定電流充電制御プログラム９２ｃと、パルス充電制御プログラム９２ｄと、電圧測定制御プログラム９２ｅが格納されている。
【００３２】
定電流充電制御プログラム９２ｃは、充電に際し、各二次電池４１〜４４を充電端子２ａ，２ｂ間に直列接続させるように接続切替回路３の各スイッチを切替制御し、これにより各二次電池４１〜４４を定電流充電モードにより充電させる。またそれと共に、上記定電流充電中に温度検出回路８の検出信号をもとに各二次電池４１〜４４の温度上昇を監視し、電池温度が第１のしきい値Ｔｈ１以上に上昇した場合に充電モードをパルス充電モードに移行させる。その際、定電流充電モードからパルス充電モードへの移行タイミングを、端子電圧の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるように遅延制御する。
【００３３】
パルス充電制御プログラム９２ｄは、第１の実施形態で述べたように、充電に際し各二次電池４１〜４４を充電端子２ａ，２ｂ間に時分割に間欠接続させるように接続切替回路３の各スイッチを切替制御し、これにより各二次電池４１〜４４を時分割パルス充電モードにより充電させる。またそれに加え、上記パルス充電中に温度検出回路８の検出信号をもとに各二次電池４１〜４４の温度を監視し、電池温度が第２のしきい値Ｔｈ２以下に低下した場合に充電モードを定電流充電モードに復帰させる制御も行う。
【００３４】
電圧測定制御プログラム９２ｅは、上記定電流充電モードにより充電を開始する際に、二次電池４１〜４４の端子電圧の測定周期Ｔａをパルス充電のオン／オフ周期Ｔｐと等しくなるように設定する。また測定開始タイミングについては、任意のタイミングに設定する。そして、以後上記設定された測定周期Ｔａに従い、定電流充電中の二次電池４１〜４４の端子電圧を測定する。また、二次電池４１〜４４の温度上昇に伴い充電モードが定電流充電モードからパルス充電モードに移行したのちにおいても、上記設定された測定周期に従い二次電池４１〜４４の端子電圧の測定を続ける。そして、上記端子電圧の測定値をもとに−ΔＶ制御による満充電の検出と、充電停止処理を実行する。
【００３５】
次に、以上のように構成された充電装置の動作を、充電制御回路９Ｂの制御手順に従い説明する。  
図８及び図９はその制御手順と制御内容を示すフローチャート、図１０は各二次電池４１〜４４に対する充電電流の供給タイミングを示す図であり、さらに図１１は二次電池４１〜４４の充電電圧の変化特性の一例を示す図である。
【００３６】
電池ホルダに充電対象の二次電池４１〜４４が装着されると、充電制御回路９Ｂは先ずステップ８ａで二次電池４１〜４４の端子電圧の測定周期Ｔａ及び測定開始タイミングを次のように設定する。すなわち、測定周期Ｔａについてはパルス充電のオン／オフ周期と等しくなるように設定する。また、測定開始タイミングについては任意のタイミングに設定する。そしてステップ８ｂにおいて、上記設定された測定開始タイミング及び測定周期Ｔａに従い測定タイマによる計時をスタートさせる。
【００３７】
続いて充電制御回路９Ｂは、ステップ８ｃにおいて充電モードとして先ず定電流充電モードを設定し、次のように充電制御を開始する。すなわち、先ず定電流充電のためのスイッチ制御信号ＳＷＣを生成してスイッチ駆動回路１０に与える。この結果、スイッチ駆動回路１０から、各二次電池４１〜４４を充電電源１に直列接続させるためのスイッチ駆動信号が出力される。このため、接続切替回路３では、スイッチＳＷ１，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８がそれぞれオン状態となり、その他のスイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ９，ＳＷ１０，ＳＷ１１はオフ状態となる。したがって、充電電源１から出力された充電電流は、スイッチＳＷ１−二次電池４１−スイッチＳＷ５−二次電池４２−スイッチＳＷ６−二次電池４３−スイッチＳＷ７−二次電池４４−スイッチＳＷ８の経路で流れ、各二次電池４１〜４４は定電流充電される。
【００３８】
また、この定電流充電が行われている状態で充電制御回路９Ｂは、ステップ８ｅにより温度検出回路８から各二次電池４１〜４４の温度検出データＴＨＳをそれぞれ取り込み、上記取り込まれたデータＴＨＳにより表される検出温度をそれぞれ第１のしきい値Ｔｈ１と比較する。そしてこの比較の結果、二次電池４１〜４４の検出温度がいずれもまだ第１のしきい値Ｔｈ１未満であれば、引き続き上記温度の測定と判定処理を繰り返す。なお、上記第１のしきい値Ｔｈ１は二次電池４１〜４４の定格値により設定されるもので、例えば５０℃に設定される。
【００３９】
また、上記定電流充電中に充電制御回路９Ｂは、ステップ８ｄにおいて測定タイマの計時出力をもとに測定タイミングの到来を監視している。そして、測定タイミングになるごとにステップ８ｆに移行し、ここで電圧検出回路７から二次電池４１〜４４の端子電圧の検出値を取り込んでメモリ９３に保存する。そして、今回の検出値が前回までの最大値よりも予め設定した値（ΔＶ）以上低下したか否かをステップ８ｇで判定する。この判定の結果、今回の検出値が前回までの最大値より高いか、又は低くてもΔＶ未満であれば、まだ満充電に達していないと判断し、上記ステップ８ｄ及びステップ８ｅによる端子電圧の監視及び温度上昇の監視を続ける。
【００４０】
さて、上記定電流充電中に二次電池４１〜４４の温度が上昇し、そのうち一個の電池の温度が第１のしきい値Ｔｈ１（＝５０℃）以上になったとする。そうすると、充電制御回路９Ｂはステップ８ｅから図９に示すステップ９ａに移行し、ここで充電モードとしてパルス充電モードを設定する。
【００４１】
ところで、上記電池温度が第１のしきい値Ｔｈ１を超えるタイミングは不定であるため、この温度上昇の検出タイミングにおいて即時パルス充電モードに切り替えると、その後の測定タイミングがパルス充電のオフ期間になってしまう可能性がある。そこで充電制御回路９Ｂは、ステップ９ｂにおいて、例えば図１２に示すようにパルス充電モードへの移行タイミングを端子電圧の測定タイミングに基づいて遅延制御し、これによりパルス充電モード移行後の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるように設定する。そして、上記設定された移行タイミングに同期して、ステップ９ｃによりパルス充電タイマをスタートさせる。したがって、以後パルス充電期間中において、端子電圧の測定タイミングは例えば図１０及び図１２に示すように常にパルス充電のオン期間となる。
【００４２】
上記パルス充電モードが開始されると、充電制御回路９Ｂ及びスイッチ駆動回路１０は、ステップ９ｆでパルスオン／オフタイミングを監視する。この状態で、パルス充電タイマからオン／オフ切り替えのための信号が出力されると、スイッチ駆動回路１０はこの出力タイミングに同期してステップ９ｇにより接続切替回路３を制御し、これにより二次電池４１〜４４に対する充電電流の供給をオン／オフする。
【００４３】
また、上記パルス充電動作中において充電制御回路９Ｂは、ステップ９ｄ及び９ｆにおいてそれぞれ電池温度の監視及び端子電圧測定タイミングの監視を行う。そして、この状態で上記二次電池４１〜４４のうち一個の電池の温度が第２のしきい値Ｔｈ２（Ｔｈ２＜Ｔｈ１）以下に低下したとする。そうすると、充電制御回路９Ｂはステップ９ｄから図８に示すステップ８ｃに移行し、ここで充電モードとして定電流充電モードを設定する。すなわち、パルス充電動作中に二次電池４１〜４４の温度が低下すると、図１０に示すように充電モードは再び定電流充電モードになる。
【００４４】
一方、上記パルス充電動作中に測定タイマがタイムアウトすると、つまり測定タイミングになると、充電制御回路９Ｂはステップ９ｈに移行し、ここで電圧検出回路７から二次電池４１〜４４の端子電圧の検出値を取り込んでメモリ９３に保存する。そして、今回の検出値が前回までの最大値よりも予め設定した値（ΔＶ）以上低下したか否かをステップ９ｉで判定する。この判定の結果、今回の検出値が前回までの最大値より高いか、又は低くてもΔＶ未満であれば、まだ満充電に達していないと判断し、上記ステップ９ｄ及びステップ９ｅによる温度上昇の監視及び端子電圧の監視を続ける。
【００４５】
これに対しいずれかの二次電池４１〜４４において、例えば図１１に示すように端子電圧の検出値がピーク値を示したのち、前回までの最大値よりΔＶ以上低下したとする。この場合充電制御回路９Ｂは、当該二次電池が満充電に達したと判断し、ステップ９ｊに移行してここでスイッチ駆動回路１０に対し停止指示を与え、これにより当該二次電池に対する充電電流の供給を停止させる。他の二次電池についても、同様に満充電に達したと判定されるごとに当該二次電池に対する充電電流の供給を停止させる。
【００４６】
以上述べたように第２の実施形態では、二次電池４１〜４４の温度に応じて定電流充電モードとパルス充電モードとを切り替えて充電を行う充電装置にあって、端子電圧の測定周期Ｔａをパルス充電のオン／オフ周期Ｔｐと等しくなるように設定している。また、定電流充電モードからパルス充電モードに移行する際に、その移行タイミングを端子電圧の測定タイミングに基づいて遅延制御し、これによりパルス充電モード移行後の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるようにしている。
【００４７】
したがって、充電中に定電流充電モードからパルス充電モードに切り替えられる場合でも、またパルス充電モードから定電流充電モードに切り替えられる場合でも、端子電圧の測定タイミングは、全充電期間を通して統一的に充電電流の供給区間（オン期間）に設定される。したがって、二次電池４１〜４４の端子電圧は常に同一条件下で測定されることになり、これにより測定値の補正は不要となって制御処理の複雑化や処理量の増加は防止される。
【００４８】
（他の実施形態）  
前記第１の実施形態では、測定タイミングをパルス充電のオン期間に統一的に設定した場合を例にとって述べた。しかし、それに限るものではなく、測定タイミングをパルス充電のオフ期間に統一的に設定するようにしてもよい。この場合にも、二次電池の端子電圧を常に同一条件下で測定することが可能となる。また、測定周期はパルス充電のオン／オフ周期と等しく設定する以外に、パルス充電のオン／オフ周期の２倍、３倍、…Ｎ倍のように任意の整数倍に設定してもよい。要するに、端子電圧の測定周期はパルス充電のオン／オフ周期の整数倍であれば如何なる値に設定してもよい。
【００４９】
また、前記第２の実施形態では、定電流充電モードからパルス充電モードへの切り替えタイミングを端子電圧の測定タイミングに基づいて遅延制御することにより、パルス充電モード移行後の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるようにした。しかし、それに限るものではなく、定電流充電モードからパルス充電モードへの切り替え時において、端子電圧の測定タイミングを設定し直すことにより、パルス充電モード移行後の測定タイミングがパルス充電のオン期間になるようにしてもよい。
【００５０】
さらに、前記各実施形態では二次電池４１〜４４に対し時分割に順次パルス充電を行う場合を例にとって説明したが、二次電池４１〜４４に対し同時にパルス充電を行う場合にもこの発明は適用可能であり、また二次電池の数等についても前記実施形態に限定されない。
【００５１】
さらに、前記各実施形態では、端子電圧の測定を含む−ΔＶ制御をソフトウエアにより実行する場合を例にとって説明したが、ハードウエアにより実現することも勿論可能である。  
その他、充電装置の回路構成、充電制御の手順と内容、端子電圧の測定タイミングと周期、二次電池の種類等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００５２】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる充電装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した充電装置に設けられる接続切替回路の構成を示す回路図。
【図３】図１に示した充電装置に設けられる充電制御回路の機能構成を示すブロック図。
【図４】図３に示した充電制御回路による充電制御手順と制御内容を示すフローチャート。
【図５】図４に示すフローチャートに従い行われる充電動作のタイミングを示す図。
【図６】図４に示すフローチャートに従い行われる充電動作の充電電圧の変化特性を示す図。
【図７】この発明の第２の実施形態に係わる充電装置に設けられる充電制御回路の機能構成を示すブロック図。
【図８】図７に示した充電制御回路による充電制御手順と制御内容の前半部分を示すフローチャート。
【図９】図７に示した充電制御回路による充電制御手順と制御内容の後半部分を示すフローチャート。
【図１０】図８及び図９に示すフローチャートに従い行われる充電動作のタイミングを示す図。
【図１１】図８及び図９に示すフローチャートに従い行われる充電動作の充電電圧の変化特性を示す図。
【図１２】図１０に示すタイミング図の一部を拡大して示した図。
【符号の説明】
【００５４】
１…充電電源、２ａ，２ｂ…充電端子、３…接続切替回路、４…二次電池モジュール、６…電流検出回路（Ｉ−ＤＥＴ）、７…電圧検出回路（Ｖ−ＤＥＴ）、８…温度検出回路（ＴＨ−ＤＥＴ）、９Ａ，９Ｂ…充電制御回路、１０…スイッチ駆動回路、４１〜４４…二次電池、５１〜５４…温度検出素子、９０…ＣＰＵ、９１…入出力部（Ｉ／Ｏ）、９２Ａ，９２Ｂ…プログラムメモリ、９２ａ，９２ｄ…パルス充電制御プログラム、９２ｂ，９２ｅ…電圧測定制御プログラム、９２ｃ…定電流充電制御プログラム、９３…データメモリ（ＲＡＭ）。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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