(57)【要約】特定の電池の使用パターンを考慮して蓄電池（１１０）を充電するための方法および装置に関する。ユーザは、電池をわずかにしか放電させず、かつ頻繁に再充電してもよく、これは小容量長寿命サイクル使用パターンであり、あるいはユーザは、電池をほぼ完全に放電させ、頻繁には充電状態に置かなくてもよく、これは大容量短寿命サイクル使用パターンである。本明細書では、電池は、電子デバイスに導入されており、充電回路が電池に接続されると、電池放電決定回路および放電決定アルゴリズムによって電池の放電レベルが決定される。測定アルゴリズムでは、蓄電池放電レベル測定値から、蓄電池を再充電する方法が決定される。また、測定アルゴリズムによって、電子デバイスまたは電池に記憶した複数の以前の測定値に基づいて蓄電池を再充電する方法を決定することも可能である。
2006512886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池を再充電するための方法であって、
蓄電池が充電回路に結合されている時に前記蓄電池の放電電圧を決定する工程と、
少なくとも前記決定放電レベルと関連する再充電値を決定する工程と、
前記決定放電電圧が所定の放電電圧閾値より大きいことに応じて第１の決定再充電値まで前記蓄電池を再充電する工程と、から成る、方法。
【請求項２】
前記決定放電電圧が所定の放電電圧閾値より小さいことに応じて第１の決定再充電値まで前記蓄電池を再充電する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記決定放電電圧が所定の放電電圧閾値より大きくかつ前の充電サイクルから前記蓄電池の充電回路への前記結合までの時間が所定の時間より長いことに応じて第１の決定再充電値まで前記蓄電池を再充電する工程と、
前記決定放電電圧が所定の放電電圧閾値より小さくかつ前記前の充電サイクルから前記蓄電池の充電回路への前記結合までの時間フレームが所定の時間より長いことに応じて第１の決定再充電値まで前記蓄電池を再充電する工程と、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記決定放電電圧が所定の放電電圧閾値より大きいことに応じて第１の再充電速度で、および前記決定放電電圧が所定の放電電圧閾値より小さいことに応じて第２の再充電速度で前記蓄電池を再充電する工程を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
蓄電池を再充電するための方法であって、
蓄電池を充電回路に結合する工程と、
前記蓄電池を前記充電回路に結合することに応じて得られた複数の以前の決定放電測定値から蓄電池放電パターンを決定する工程と、
前記放電パターンに基づいて再充電モードを選択する工程と、
前記再充電モードで前記蓄電池を再充電する工程と、から成る、方法。
【請求項６】
前記決定放電パターンが小容量長サイクル寿命パターンであることに応じて第１の電圧まで前記蓄電池を再充電する工程と、
前記決定放電パターンが大容量短サイクル寿命パターンであることに応じて第２の電圧まで前記蓄電池を再充電する工程と、
前記決定放電パターンが速い充電時間短サイクル寿命パターンであることに応じて第１の速度で前記蓄電池を再充電する工程と、
前記決定放電パターンが短い充電時間長サイクル寿命パターンであることに応じて第２の速度で前記蓄電池を再充電する工程と、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記蓄電池を充電回路に結合する工程と、
前記蓄電池の放電レベルを決定する工程と、
前記放電レベルと前記決定放電レベル・パターンとの差を決定する工程と、
前記放電レベルと前記決定放電レベル・パターンとの前記差が所定の値より大きい場合、第１の電圧まで前記蓄電池を再充電する工程と、
前記放電レベルと前記決定放電レベル・パターンとの前記差が所定の値より小さい場合、第２の電圧まで前記蓄電池を再充電する工程と、を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記放電レベルと前記決定放電レベル・パターンとの前記差が所定の値より大きい場合、第１の速度で前記蓄電池を再充電する工程と、
前記放電レベルと前記決定放電レベル・パターンとの前記差が所定の値より小さい場合、第２の速度で前記蓄電池を再充電する工程と、を含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に携帯型通信デバイスに関し、より詳細には携帯型通信デバイスの電池を充電するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電池には、ニッケル・カドミウム、ニッケル・水素、およびリチウム・イオンの３つの基本的なタイプがある。リチウム・イオン電池は、高エネルギー密度の３．６Ｖ電池である。リチウム・イオン電池では、正極すなわちカソードにリチウム金属酸化物が用いられ、負極すなわちアノードに炭素材料が用いられる。電池内のリチウム・イオンは、充電中または放電中、正極と負極との間を移動する。
【０００３】
蓄電池は、デバイスに埋め込まれることが可能であり、またはデバイスからの取り外しが可能である。多くの電池充電器では、充電中の電池が一定の期間、高速で充電され、電池が所定の充電レベルに到達すると、続いて、より遅い速度すなわち「トリクル」速度で充電される、二重速度充電シーケンスが用いられる。
【０００４】
急速充電シーケンスは、対時間の電池電圧（Ｖ）の変曲または対時間の温度（Ｔ）の変曲を用いて終止されるか、または電池が定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）の一定電圧に到達すると終止される。この時点で、典型的には、より低速の充電に充電器が切り換わる。このより低速の充電は、より低速な固定の充電速度であることも可能であり、完全速度より低速な可変の速度であることも可能である。この速度は、トリクル充電速度またはトップオフ（top-off ）充電速度と呼ばれる。リチウム・イオン電池では、電池電圧が所定の電圧値を超えないように、この速度が調節される。この所定の電圧値は、ＣＣ−ＣＶプロファイルのＣＶ部分として知られる。
【０００５】
リチウム・イオン電池は、典型的にはＣＣ−ＣＶ方式を用いて充電される。ＣＣ−ＣＶ方式のアルゴリズムでは、所定電圧まで固定の電流値（current rate）で電池が充電される。所定電圧に到達すると、トリクル充電速度すなわちより遅い充電速度に充電器が切り換わる。典型的には、この所定電圧は製造者によって選択される。電池容量および充電サイクル寿命は、この電圧に関連する。
【０００６】
充電サイクル寿命は、電池容量が元の容量の規定百分率（典型的には８０％）に劣化するまでに、電池が耐久可能な完全充電サイクルの数として定義される。
稀にしか電池を充電しないユーザには、充電サイクル寿命はより短いもののより大きい容量に対応する、より高い所定電圧が有利であろう。それは、このエンド・ユーザ（end user）がそれほど多くの充電サイクルを用いることはないため、および、充電と充電との間に使用するさらに大きな容量を得た場合、このエンド・ユーザが電池を充電する頻度はさらに低くなると思われるためである。
【０００７】
頻繁に電池を充電するユーザには、容量はより小さいもののより長い充電サイクル寿命に対応する、より低い所定電圧が有利であろう。それは、このエンド・ユーザは多くの充電サイクルを用いるため、および、より遅い速度で電池が疲労した場合、その電池はより長く持続するためである。
【０００８】
したがって、電池を充電する電圧をユーザの電池使用法パターンに基づいて決定し、所定の電圧を製造者が選択する必要をなくすアルゴリズムが必要である。
本発明の様々な態様、特徴および利点は、図面の簡単な説明に説明される添付の図面を
参照して本発明についての以下の発明を実施するための最良の形態を慎重に考察することにより、当業者にはさらに完全に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
蓄電池は、二重速度充電シーケンスを用いて充電される。電池は一定の期間、高速で充電され、第１の電圧値、すなわち終止電圧（termination voltage ）またはテーパ電圧（taper voltage ）値として知られる所定の再充電レベルに到達すると、続いて、より遅い速度、すなわち「トリクル」速度で充電される。これによって、電池を完全充電に到達させることが可能である。この所定のテーパ電圧値は、一般的には電池の温度の変化または電池電圧の変化に基づいて、製造者によって選択される。
【００１０】
リチウム・イオン電池では、この所定のテーパ電圧値は、典型的には電圧の変化に基づく。電池は、固定の電流値で、所定のテーパ電圧値まで充電される。所定のテーパ電圧値に到達すると、トリクル充電速度すなわちより遅い充電速度に充電が切り換わる。
【００１１】
蓄電池の性能は、その蓄電池が充電されるテーパ電圧値および充電される速度によって異なる。所定のテーパ電圧値は、典型的には電池容量または電池サイクル寿命を最大化させる要求に基づいて、製造者によって選択される。電池容量は、有効完全充電から有効完全ドレイン（drain ）までの使用あたりのアフェクティブ（affective ）電池持続時間に、直接的に影響を与える。電池寿命サイクルは、電池が持続する長さであり、電池を再び有効に充電することが不可能になる、すなわち有効充電を保つことが不可能になるまでに、電池を再充電し得る回数すなわちサイクル数である。所定のテーパ電圧値の値は、所与の電池タイプにおける所与の全電圧範囲の内にある。電池容量を大きくするように所定のテーパ電圧値を設定すると電池サイクル寿命が短くなるという、逆の関係が存在する。
【００１２】
電池をそれほど頻繁に充電しないユーザは、電池容量を最大化するように所定のテーパ電圧値が選択されることを望むであろう。そうすることによって、電池にはより大きな容量が与えられ、電池充電あたりのデバイスの動作時間はより長くなるであろう。一方、電池を比較的頻繁に充電するユーザは、電池サイクル寿命を最大化するように、すなわち電池からより多くのサイクル数を得るように、所定のテーパ電圧値が設定されることを望むであろう。本発明は、所定のテーパ電圧値ではなく、ユーザの実際の使用法に基づいて電池を充電する方法に関する。最も有効な電池充電方法を決定してユーザのデバイス使用の最適化を促進するために、デバイスの実際の使用法およびしたがって電池充電パターンがモニタされる。
【００１３】
図１は、携帯型通信デバイスの回路１００の部分を示す電気的なブロック図である。回路１００はコントローラ１０２を備える。コントローラ１０２は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブル論理ユニット、またはそれらの組合せであってよい。例えば、モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）に市販される、６８００マイクロプロセッサが用いられてもよい。コントローラ１０２は、揮発性メモリ１０４および不揮発性メモリ１０６を備えることが可能である。揮発性メモリ１０４は、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）であり、不揮発性メモリ１０６は、電気的消去可能プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュ・リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、電気的プログラマブル・リード・オンリ・メモリ（ＥＰＲＯＭ）などを用いて実装されてもよい。コントローラ１０２、すなわち中央処理装置（ＣＰＵ）は、以下で説明する電池を充電するための方法を含み、携帯型通信デバイスの動作を選択的に制御する。
【００１４】
例示的な一実施態様では、コントローラ１０２は、携帯型通信デバイスの充電コントローラ１０８から情報を受け取る。充電コントローラ１０８は、電池１１０の特性をモニタ
する。クーロン・カウンタ（coulomb counter ）１３６が、充電コントローラ１０８の一部であってもよい。電池１１０の特性に基づいて、充電コントローラ１０８がコントローラ１０２と通信し、使用パターンに応じて最大の容量またはサイクル寿命を生じるように、電池１１０を再充電する際の所定のテーパ電圧を設定する。
【００１５】
コントローラ１０２は、キーパッド１１２からユーザ入力を受け取る。また、コントローラ１０２は、音声を出力するスピーカ１１４および音声を入力するマイクロホン１１６に接続されている。コントローラ１０２は、ユーザに情報を示すために用いられるディスプレイ１１８を駆動する。
【００１６】
無線周波数（ＲＦ）入力のアンテナ１２０は、トランシーバ１２６の送信機１２２と受信機１２４との間に接続されている。送信機１２２はコントローラ１０２からのデータを送信し、受信機１２４は、データを受信してコントローラ１０２に情報を中継する。リンガー１２８、インジケータ１３０、およびバイブレータ１３２は、ユーザのためのアラートであり、コントローラ１０２に結合されている。
【００１７】
本発明の例示的な一実施態様では、電池１１０が携帯型通信デバイスの一部として統合されているが、電池１１０は携帯型通信デバイスから取り外し可能であり得る。
図２の例示的グラフは、蓄電池のサイクル寿命特性を示す。このグラフには、再充電電圧レベルすなわちテーパ電圧の関数として、放電容量および寿命サイクル数を示す。このグラフは、電池を４．２ボルトのテーパ電圧まで充電することよって、放電容量は増大するが同時に総サイクル数すなわちサイクル寿命が減少することを示している。単一の現在の測定値による、または以前に記憶した測定値と単一の現在の測定値との組合せによる、放電レベルまたは特性、もしくは放電レベルまたは特性のパターンに基づいて、電池の性能を最大化するように電池が再充電される。いずれの場合でも、以前の使用に基づいて電池が再充電される。
【００１８】
どの放電レベルの時にユーザが電池を再充電するかによって、および、前の（last）充電と現在の再充電との間の時間によって、放電特性を決定する。放電特性が、放電レベル・パターンを形成する複数の放電レベルであってもよい。電池が充電回路に結合されている時に、現在の放電特性が決定または測定され、前の再充電からの時間も決定されるであろう。現在の放電測定値、複数の放電特性値の全体、または充電する間の時間を、個々にまたは組合せて考慮することによって、各々の放電特性の一定のレベルまたは時間と関連する、再充電特性が決定される。
【００１９】
電池を再充電し電池の寿命を通じて性能を最適化するため、現在の測定放電レベルまたは放電レベル・パターン、もしくは再充電する間の時間によって、電池の再充電方法または特性が決定される。一実施態様では、単一の放電レベル測定値を用いて再充電特性が決定される。その場合には、放電レベルが所定の放電値より大きい場合、第１の再充電方法によって電池が再充電される。放電レベルまたはパターンが所定の放電値より小さい場合、第２の再充電方法によって電池が再充電される。
【００２０】
図３に示す電池充電方法は、電池を充電器に接続した後に電池の電池放電レベルを測定する工程（３０４）と、電池再充電特性、電圧、または充電速度を決定する工程とから成り、放電特性に基づいて電池の寿命を通じて電池性能を改良する。電池使用パターンは、電池が再充電状態にある時に、電池の放電レベルから決定可能である。電池が充電回路に接続されている時（３０２）、電池は電池放電測定回路にも結合されている。電池が充電器に接続されると電池放電レベルが測定される（３０４）。次に、電池放電レベルが任意選択でメモリ１０４に記憶される（３０６）。放電レベルが所定の放電値と比較される（３０８）。測定された電池放電レベルが所定の放電レベルより大きい場合、長サイクル寿
命に電池性能を最適化するように電池が充電される（３１０）。測定された電池放電レベルが所定の放電レベルより小さい場合、短サイクル寿命に電池性能を最適化するように電池が充電される（３１２）。
【００２１】
例えば一実施態様では、所定の放電レベルは５０％充電に設定される。電池が測定され、電池放電レベルが７５％である場合、所定のレベルである５０％充電より大きいことになる。電池は２５％しか放電されていないことになり、ユーザは「長サイクル寿命（high
cycle life ）」として特性付けられる。
【００２２】
電池放電レベルを決定するには幾つかの方法がある。第１の方法では、電池の再充電中に電池が受け取るクーロン数を決定することによって、電池放電が測定される。図１では、充電回路からの充電電流は、ノードＢ＋  １３４に流入し、検出抵抗１３８を通って電池１１０に流入する。検出抵抗１３８を通じての電圧は、電池すなわちセルに流入する電流に比例する。この実施では、充電サイクル中に電池に流入する総クーロン数を記録するために、クーロン・カウンタ１３６を用いて、時間掛ける電流を積算すなわち加算する。
【００２３】
１０００ｍＡＨの電池を用いる典型的な実施では、充電中に２００ｍＡＨが電池に流入する場合、エンド・ユーザは「ロー・ユーザ（low user）」であり、容量がより小さく、かつ、サイクル寿命がより長いタイプの充電が有利であると思われるため、より低い電圧の４．１０ボルトによってこの性能が達成されるであろう。あるいは、８００ｍＡＨが電池に流入する場合、ユーザは「ハイ・ユーザ（high user ）」であり、容量がより大きく、かつ、サイクル寿命がより短いタイプの充電が有利であると思われるため、より高い電圧の４．２０ボルトによってこの性能が達成されるであろう。
【００２４】
電池放電レベルを決定する別の方法では、電池の放電中に電池が消費するクーロン数が決定される。電池１１０からノードＢ＋  １３４に流入する電流は、検出抵抗１３８を通って流れる。検出抵抗を通じての電圧は、電池から流出する電流に比例する。この実施では、放電中に電池から流出する総クーロン数を記録するために、クーロン・カウンタ１３６を用いて、時間掛ける電流を積算すなわち加算する。
【００２５】
１０００ｍＡＨの電池を用いる典型的な実施では、放電中に２００ｍＡＨが電池から流出する場合、エンド・ユーザは「ロー・ユーザ」であり、容量がより小さく、かつ、サイクル寿命がより長いタイプの充電が有利であると思われるため、より低い電圧の４．１０ボルトによってこの性能が達成されるであろう。あるいは、８００ｍＡＨが電池から流出する場合、ユーザは「ハイ・ユーザ」であり、容量がより大きく、かつ、サイクル寿命がより短いタイプの充電が有利であると思われるため、より高い電圧の４．２０ボルトによってこの性能が達成されるであろう。
【００２６】
さらに別の方法では、電池の第１の充電と第２の充電との間に、デバイスが各々の動作モードにある時間をトラッキングすることによって、電池放電レベルが推定される。各々の動作モードには、そのモードに関連する時間を通じて平均電流ドレインが存在する。続いて、各モードでデバイスが費やす時間の長さの各々に対してこの電流ドレインが計算され、個々の電流ドレイン推定値が加算されて総電流ドレイン推定値が見出される。別の方法は、第１の充電と第２の充電との間の時間を測定することである。電池の放電レベルを決定するこれらの方法は単なる例であり、放電レベルを決定するこれらの方法および他の方法を当業者は認めるであろう。
【００２７】
別の実施態様では、充電サイクルと充電サイクルの間の単なる時間が用いられる。再び１０００ｍＡＨの電池を用いると、ここで示す例では、以前の充電からの時間が２時間であるのでエンド・ユーザは「ロー・ユーザ」であり、容量がより小さく、かつ、サイクル
寿命がより長いタイプの充電が有利であると思われるため、より低い電圧の４．１０ボルトで電池を充電することによってこの性能が達成されるであろうことが識別される。あるいは、以前の充電からの時間が５日間である場合、エンド・ユーザは「ハイ・ユーザ」であり、容量がより大きく、かつ、サイクル寿命がより短い電池性能であることが有利であると思われるため、より高い電圧の４．２０ボルトによってこの性能が達成されるであろう。
【００２８】
図４に示す例示的な一実施態様では、再充電方法は、所望の電池性能を達成するような一定電圧まで電池を充電することによって達成される。図４に示す例示的な一実施態様では、電池が充電回路に結合されると（４０２）、電池放電レベルが決定される（４０４）。次に、放電レベルが所定の放電値と比較される（４０６）。測定された放電レベル（４０４）が所定の放電値より大きい場合、長サイクル寿命かつより小さい容量に電池性能を最適化するように、第１の電圧である４．１ボルトまで電池が再充電される（４０８）。電池を４．１ボルトまで再充電することが最適であるが、この実施態様では、第２の電圧である４．０５ボルトと第３の電圧である４．１５ボルトの間の範囲にて、実質的に同じ効果が生成される。測定された放電レベル（４０４）が所定の放電値より小さい場合、より大きい容量かつより短いサイクル寿命に電池性能を最適化する第４の電圧である４．２ボルトまで電池が再充電される。ここでも、第５の電圧である４．１５ボルトより大きく、第６の電圧である４．２５ボルトまでの範囲が、有効範囲である。
【００２９】
図５に示す別の例示的な実施態様では、異なる電流すなわち充電速度を適用して電池を再充電することによって、やはり電池の性能が変更される。このプロセスは、ここでもやはり、電池に充電器を適用し（５０２）、電池放電レベルの測定値を得る（５０４）ことによって開始される。第１の電流で電池を再充電することによって、短サイクル寿命に電池の性能を最適化し（５０６）、第２の電流で電池を再充電することによって、長サイクル寿命になるように電池の性能を最適化する（５０８）。
【００３０】
一実施態様において、短サイクル寿命放電パターンでは、電池の容量の２倍に等しい充電速度を用いることが可能である。この実施態様では、１０００ｍＡＨの電池に対する充電速度は２０００ｍＡとなる。長サイクル寿命放電パターンでは、電池の容量の１／２に等しい充電速度を用いることが可能である。この実施態様の充電速度は、１０００ｍＡＨの電池に対して５００ｍＡとなる。
【００３１】
電流の計算は、以下の式による。
Ｙ  ＝  Ｂ  −  ＡＸ                                              （１）
ここで、Ｙは電池再充電電流レベル、Ａは電池に充電残量の百分率（例えば、８０％）、Ｘは使用の対象となる充電電流値の最大〜最小（この例では、１５００ｍＡ）、Ｂは用いられる最大充電電流である。
【００３２】
この実施態様の例では、以下となる。
Ｙ  ＝  ２０００ｍＡ  −  ８０％  ｘ  １５００  ＝  ８００ｍＡ    （２）
同じ式が再充電電圧の計算にも適用され、その場合、Ｙは電池再充電電圧レベル、Ａは電池に充電残量の百分率（例えば、８０％）、Ｘは使用の対象となる充電電圧値の最大〜最小（この例では、０．１ボルト）、Ｂは用いられる最大充電電圧（４．２０ボルト）である。
【００３３】
この実施態様の例では、以下となる。
Ｙ＝  ４．２０  −  ８０％  ｘ  ０．１  ＝  ４．１２ボルト        （３）
「使用（use ）」すなわち放電レベルおよび充電と充電との間の時間を組み合わせて用いて、図６に示すように、小容量ユーザまたは大容量ユーザとして、ユーザまたは電池の
「使用」を分類する。この実施態様では、放電深度（高放電または低放電）の組合せを、充電するサイクルの間の時間（頻繁または稀）と組み合わせることによって、「使用」特性を決定する。例えば「頻繁（frequent）」では、平均して８時間毎に電池が充電され、「稀（infrequent）」では、５日間に１度電池が充電される。一実施態様では、電池の再充電の開始の直前に、充電残量の８０％に相当する電圧レベルが測定された場合、エンド・ユーザは「小容量（low capacity）」ユーザであり、より低い充電レベルが有利であると思われるので、充電にはより低い電圧が適用されるであろう。同時に、ユーザが頻繁に電池を充電する場合、電池は、高速充電速度で、より高い充電レベルまで充電されるであろう（６０２）。あるいは、ユーザが電池を稀にしか再充電しないのならば、電池は、より遅い充電速度でより低い充電レベルまで充電されるであろう（６０４）。一実施態様では、より低い充電レベルは４．１０ボルトであり、電池の寿命を通じてより大きい容量を達成するであろう。結果として、より長いサイクル寿命が得られるであろう。したがって全般的な分類は、小容量長寿命サイクル・パターンである。
【００３４】
あるいは、充電器の挿入の直前に、充電残量の２０％に相当する電圧が測定された場合、このユーザは「大容量（high capacity ）」ユーザであり、より高い充電レベルが有利であると思われるので、充電にはより高い電圧が適用されるであろう。ここでも、ユーザが頻繁に再充電する場合、より高い充電電圧に到達するには、より速い充電速度が用いられ、稀にしか再充電しない場合、より遅い速度が用いられるであろう。この実施態様では、電池を４．２０ボルトまで再充電することにより、電池の寿命を通じてより大きい容量が達成されるであろう。これによって、サイクル寿命はより短くなるであろう。したがって全般的な分類は、大容量短寿命サイクル・パターンである。
【００３５】
また、充電と充電との間の時間の結果として放電特性を決定してもよい。前の電池の充電が２日前であった場合、エンド・ユーザは「ロー・ユーザ」であり、大容量を希望すると思われるので、より高い充電レベルが有利であるため、４．２０ボルトなど、より高い充電電圧によってこの結果が達成されるであろう。また、それによってサイクル寿命はより短くなるであろう。あるいは、８時間前に電池が充電されたばかりの場合、エンド・ユーザは「ハイ・ユーザ」であり、より低い充電レベルが有利であると思われるので、４．１０ボルトなど、より低い電圧によってこの結果が達成されるであろう。また、それによってサイクル寿命はより長くなるであろう。電池充電レベル・パターンが小容量高速充電時間パターンであると決定されることに応じて、第１の電流と第２の電流との間の電流、好適には第１の電流と第２の電流との間の第３の電流を用いて電池を再充電することにより、高速充電時間および長サイクル寿命に電池の性能が最適化される。
【００３６】
電池を再充電する電流を比率の形で表してもよい。第２の電流に対する第１の電流の比率は、最適には３．０であるが、１．５〜４．５の比率にて、実質的に同じ結果が得られる。
【００３７】
長サイクル寿命電池の場合には、低深度放電としても知られるように、再び充電状態に置かれる前に電池が完全に放電されることはなく、さらには実質的に放電されることもない。この電池使用パターンは、ユーザが頻繁に電池を充電する時、またはデバイスを頻繁に用いることがなく電池が低速で放電する時に生じる。
【００３８】
一実施態様では、８時間または２週間などのような充電と充電との間の時間は、それぞれ「頻繁」または「稀」として示される。３．２ボルトまたは３．９ボルトなどの充電直前の電池の放電深度は、それぞれ「高深度」または「低深度」と決定される。エンド・ユーザが頻繁に充電し、かつ、高深度放電された電池を有する場合、そのユーザはヘビー・ユーザ（heavy user）であり、かつ、より速い充電時間が有利なユーザの両方であって、電池は、ユーザの電池の寿命を長くするためにより高い電圧まで充電されるであろう。こ
のユーザは、より短いサイクル寿命を得ることになる。高い頻度で充電されるが低深度でしか放電されない電池をエンド・ユーザが有する場合、このユーザには、電池が常に完全に充電されていると計器によって示されていることが重要である。しかしながら、このユーザは、実際に大量の充電を必要としている訳ではない。したがって、このユーザの電池は、高速ではあるがより低い電圧までしか充電されない。このエンド・ユーザでは、中間のサイクル寿命となるであろう。エンド・ユーザが稀にしか充電しない場合、このユーザは、より大きい容量を生じるために、より高い充電電圧と共に低充電速度の中間のサイクル寿命条件を得る。
【００３９】
上述のように、電池放電レベルの現在の測定値の１つによって電池放電特性を決定することが可能であり、一体として考察した場合にパターンを形成する、複数の以前に記憶した放電測定値から電池放電特性を決定することも可能である。図７では、現在の電池放電測定値が、蓄電池放電レベルの少なくとも１つの以前に記憶した測定値と組み合わせられる（７０６）。この複数の測定値から放電レベル・パターンが決定される。上述で単一の測定値を比較したように、複数の測定値の平均を所定の放電値と比較することが可能であり、複数の測定値を用いると、ユーザの通常とは異なる挙動が除外されるであろう。例えば、ユーザが小容量長寿命サイクルユーザである場合、一、二の事例では、そのユーザの電池を通常を超えて放電させることあり得るが、複数の測定値の平均を用いると通常とは異なる挙動が有効に排除されるであろう。しかしながら、ユーザの挙動が変化する場合、新たな挙動でより多くの測定値が得られるため、平均にはその変化が考慮されることになり、パターンにその変化が反映される。古い測定値は、所定の測定値キュー（queue ）によって決定される先入れ先出し（a first in first out）の基準で廃棄される。この所定の測定値キューではメモリに一定数の測定値が保持されており、それらの測定値によって、放電レベル・パターンの確立に用いられる複数の測定値が構成される。一実施態様では、１０個の放電レベル測定値がキューすなわちメモリに保持される。メモリは、電池に存在してもよく、電池によって電力が供給される電子デバイスに存在してもよい。新たな放電測定値が得られると、最も古い放電測定値はメモリから廃棄され、平均値の計算に用いられることはなく、新たな、すなわち現在の放電レベルが計算に用いられる。
【００４０】
図８に示す別の実施態様では、放電レベルと決定された放電レベル・パターンとの差が決定される。この差を用いて再充電電圧を決定する。この実施態様における方法では、放電レベルと決定放電レベル・パターンとの差が所定の値より大きい場合（８０８）、蓄電池を第１の電圧まで再充電することが必要であり、放電レベルと決定放電レベル・パターンとの差が所定の値より小さい場合（８１０）、蓄電池を第２の電圧まで再充電することが必要である。
【００４１】
さらに別の実施態様では、一定電圧まで充電する代わりに、適切な速度で電池を再充電する。この方法では、放電レベルと決定放電レベル・パターンとの差が所定の値より大きい場合（８０８）、蓄電池を第１の速度で再充電することが必要であり、放電レベルと決定放電レベル・パターンとの差が所定の値より小さい場合（８１０）、蓄電池を第２の速度で再充電することが必要である。
【００４２】
上述の実施態様に用いられる電圧および電流は、リチウム・イオン電池の性能に影響を与える。他にも多くのタイプの電池が存在し、本発明による所望の効果を達成するための電圧および電流は、電池のタイプに応じて変更可能であることは理解されよう。
【００４３】
本発明および現時点で本発明のベスト・モード（best mode ）だと思われるものについて、本発明の発明者による本発明の所有を確立し、かつ当業者による本発明の実施および使用を可能とするように説明したが、本明細書において開示した例示的な実施態様に対する多くの均等物が存在することと、例示的な実施態様によってではなく添付の特許請求の
範囲によって限定されるべき本発明の範囲および精神を逸脱することなく、本発明に対して無数の修正および変形をなし得ることとが理解され、かつ認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による携帯型通信デバイスの電気的なブロック図。
【図２】充電電圧の関数としての電池サイクル寿命の例示的なグラフ。
【図３】充電方法を選択するための例示的な流れ図。
【図４】電圧充電方法を選択するための例示的な流れ図。
【図５】充電速度方法を選択するための例示的な流れ図。
【図６】例示的使用パターンを示す図。
【図７】パターンに基づいて充電方法を選択するための例示的な流れ図。
【図８】パターンに基づいて充電方法を選択するための例示的な流れ図。
【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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【国際調査報告】
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