(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
残留電荷まで放電した充電式又は非充電式バッテリーの状態を測定する方法であって、完全充電の後又はバッテリーの交換後、バッテリー電圧が第１電圧スレッショルド値に低下するまでに経過した時間を測定し、次いで該第１電圧スレッショルド値を測定放電時間に応じてある可変量だけ低下させ、該低下電圧スレッショルド値へのバッテリー電圧の低下を前記残留電荷へのバッテリーの放電のインジケータとして取り入れる、方法。
【請求項２】
各完全充電の後、前記バッテリー電圧が初めに前記第１電圧スレッショルド値に低下するときにのみ、該第１電圧スレッショルド値を低下させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１電圧スレッショルド値が低下する量は前記測定放電時間が短ければ短いほど大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１電圧スレッショルド値は前記測定放電時間が特定最大時間を超えれば低下されないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記低下電圧スレッショルド値の電圧への前記バッテリー電圧の低下は指示装置により指示されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
完全充電の後又はバッテリーの交換後、前記測定放電時間をゼロにリセットし、前記低下電圧スレッショルド値を第１電圧スレッショルド値にリセットすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、最小残留電荷まで放電した一次又は二次バッテリーの状態を測定し指示する方法に関するものである。
【０００２】
充電式バッテリーで作動されるように設計されていると共に、充電状態インジケータを有する電気機器の２つのバージョンがＤＥ ４１ ３１ ９８１ Ａ１から既知である。第１バージョンの場合、充電状態は、電気機器がバッテリーに接続されて費やす時間によって単に指示され、この時間はカウンターにより測定される。このインジケータは、電気機器の電流消費量及びバッテリーのキャパシタンスが一定であるときにだけ正確な値を出す。第２のバージョンの場合、充電状態のインジケータは、カウンターと、バッテリー電圧の特定スレッショルド値を検出する電圧弁別器とにより制御される。充電状態の指示は、バッテリー電圧がスレッショルド電圧に低下するまでに経過する時間によって同様に行い、この時間はカウンターにより測定される。それに続いてあるカウンターが始動され、同様に指示される特定の残留作動時間を指定する。バッテリーの経年変化が進むにつれて及び／又はメモリー効果が顕著になるにつれて、このインジケータは、電気機器がまだ利用可能な残留電荷でもっと長くある時間の間実際に作動し続けられるときに、「ゼロ」を指示するであろう。
【０００３】
経年変化及びメモリー効果により生ずるバッテリー特性の変化について、充電式バッテリーの典型的な放電曲線を表わす図１を参照して、一例として以下に説明する。上側曲線は、時間の関数として書き込まれた新バッテリーの電圧の特性を示しており、これは、完全充電状態（電圧１．３５Ｖ）から５０分以上の期間にわたり完全に放電（電圧＜１Ｖ）されている。バッテリーが２〜３分間だけいつも放電し次いで完全に再充電されるような方法で数年間にわたり使用されると、その後バッテリーが完全に放電されれば、図１に示された下側曲線が得られる。最後に、バッテリーが完全に再充電され再び数回完全に放電されると、その結果は図１に示される中間曲線になる。上側曲線及び中間曲線間の差は経年変化のためであり、一方、下側曲線及び中間曲線間の差はメモリー効果による。
【０００４】
種々のメーカーについての非充電式バッテリーの諸放電特性も、同じ型式及び同じサイズのバッテリーであるときには、図１に示したものと同様の態様で表わしうる方法で違いがある。
【０００５】
ＤＥ ４４ ３７ ６４７ Ａ１から既知である方法は、上述したＤＥ ４１ ３１９８１ Ａ１から推論可能な方法に基づいて、再充電式バッテリーの「低充電」状態をもっと正確に指示することを可能にするが、その理由は、時間の経過につれて生じるその特性の変化を酌量するからである。バッテリーの「低充電」状態とは、バッテリーが特定の残留電荷まで放電されている状態であると理解すべきである。この目的のためカウンターを使用して、バッテリーの電圧が「低充電」電圧まで降下しているところまでバッテリーが接続負荷を介して放電するまでに経過する時間を記録する。第１バージョンにおいては、この時間が所定の最小時間よりも短ければ、「低充電」状態のためのインジケータは、最小時間が過ぎるまで作動されない。第２バージョンにおいては、初めて電気機器が例えば数年間使用されてしまうまでこの最小時間が超えられていなければ、「低充電」電圧が特定量だけ低下し、そして「低充電」のインジケータはこの低下「低充電」に達するまで作動されない。このようにして、「低充電」状態のインジケータは、比較的におおざっぱではあるが、バッテリー特性の変化に適応する。
【０００６】
本発明の目的は、最小残留電荷まで放電したバッテリーの状態を測定する方法であって、バッテリーのメーカーに関係なく、しかもバッテリーの経年変化及びメモリー効果にも拘わらず十分に正確に、最小限の努力で実施するのに適する方法を提供することである。
【０００７】
本発明の方法においては、再充電式バッテリーの完全充電の後、バッテリー電圧が第１電圧スレッショルド値に低下するところまで接続負荷を介してバッテリーが放電するまでに経過した時間を測定する。この過程において、負荷の電流消費量は時間平均で本質的に一定であると仮定する。第１電圧スレッショルド値に達すると、該第１電圧スレッショルド値は測定放電時間に左右される量だけ低下される。バッテリーが接続負荷を介して更に放電されてバッテリー電圧が更に低下すると、低下された電圧スレッショルド値への到達が特定残留電荷へのバッテリー放電の指標もしくはインジケータとして、即ちバッテリーの「低充電」状態として引用される状態が存在することのインジケータとして受け入れられる。適当な指示装置を使用して「低充電」状態の到達を指示することができる。「低充電」状態の検出後、例えば数分間の特定最小時間にわたり、接続負荷を未だ残っている蓄積残留電荷により作動させることができる。このようにして、例えば電気かみそり又は電気歯ブラシである、負荷を内蔵した電気機器の使用者は、同電気機器のバッテリーを再充電するのに必要な時宜を得た警告を与えられる。
【０００８】
実際問題として、接続負荷を介して放電しつつあるバッテリーが第１電圧スレッショルド値に相当する電圧を数回用いることが起こりうる。バッテリー電圧が第１電圧スレッショルド値よりも低下した後直ぐに負荷のスイッチがオフにされると、バッテリーは回復しその電圧が第１電圧スレッショルド値よりも高い値に上昇しうる。その後、負荷のスイッチが再びオンにされると、バッテリー電圧は、第１電圧スレッショルド値よりも高い値から第１電圧スレッショルド値よりも低い値へともう一度低下する。残留電荷の測定がこのような過程により乱されるのを防止するため、本発明の方法においては、第１電圧スレッショルド値は、充電式バッテリーが完全に充電された後に初めて第１電圧スレッショルド値に達したときにのみ下げられるのが好ましい。
【０００９】
第１電圧スレッショルド値が下げられる量が大きくなればなるほど測定放電時間が短くなるときに、本発明の方法が代表的なバッテリー特性に対して特に良好に適応される。新しい充電式バッテリー或いは殆ど新しい充電式バッテリーでは、測定放電時間は特定最大時間を超えている。この場合、第１電圧スレッショルド値を低下させる必要はない。
【００１０】
バッテリー電圧が初めに第１電圧スレッショルド値まで低下する前に再充電式バッテリーが再びある程度まで再充電されていれば、測定放電時間は供給された電荷に相当する量だけ減少する。電圧スレッショルド値が既に低下された後にバッテリーが再びある程度まで再充電されると、この低下電圧スレッショルド値はバッテリーが再び完全に充電されるまで保持される。完全充電の後又はバッテリーの交換後、測定放電時間は「ゼロ」にリセットされ、低下電圧スレッショルド値は第１電圧スレッショルド値にリセットされる。
【００１１】
上述した本発明の方法は、非充電式バッテリーにも同様の仕方で使用することができる。しかし、この場合、バッテリーが新しい状態である以外、完全にバッテリーを充電した後或いは空のバッテリーを完全充電したものと交換した後には時間の測定は始められない。このようにして、バッテリーのメーカーに関係なく、バッテリーに蓄積した全電荷を最大限に使用することが可能になる。
【００１２】
以下に、本発明を添付図面に示された実施例に関して説明する。この説明には更なるバージョンが記載されている。
【００１３】
図２に示された放電曲線は、図１から既知の放電曲線に対応している。しかしながら、図２は更に、第１電圧スレッショルド値と、下側曲線及び中間曲線に属している低下電圧スレッショルド値と、各場合に第１電圧スレッショルド値が低下される量とを示している。また、測定放電時間に対する、電圧スレッショルド値が低下される量の従属関係も示されている。
【００１４】
図２の例において、第１電圧スレッショルド値は１．１５Ｖに等しい。それは水平破線により表わされている。第１電圧スレッショルド値が低下される量は、この第１電圧スレッショルド値と下側及び中間放電曲線との交差点から完全に下向きに引いた垂直線により示されている。低下電圧スレッショルド値は、これらの線の下端部に水平点線として示されている。傾斜した直線は、第１電圧スレッショルド値が低下される量が大きくなればなるほど測定放電時間が短くなることを示している。また、この実施例において、測定放電時間が約３５分よりも長くなれば第１電圧スレッショルド値が少しも低下されないことは明らかである。
【００１５】
本発明による方法のプロセス流れは、図２で数字１，２，３により明らかにされており、これらの数字は、下側放電曲線の例において、バッテリー電圧が低下して第１電圧スレッショルド値に至ること、約１.１５Ｖから１.０８Ｖに電圧スレッショルド値が低下すること、低下電圧スレッショルド値に達し「低い充電」状態を指示することを示している。
【００１６】
図には示していない他の実施例では、電圧スレッショルド値が低下する量と測定放電時間との間に非線形の依存関係がある。
【００１７】
「低い充電」状態は、当該技術において既知の目視，可聴もしくは触覚型の指示装置により指示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  充電式バッテリーに関する当該技術で既知の放電曲線を表わすグラフである。
【図２】  本発明の方法についてのグラフ表示である。
【符号の説明】
１…第１電圧スレッショルド値、２…低下電圧スレッショルド値、３…低い充電状態。
【図１】
0004542271.tif 000002
【図２】
0004542271.tif 000003