(57)【要約】【課題】充電末期の電池電圧の降下を検知する方式の場合、充電電池としては過充電になりその状態では電池温度が高くなるため、充電完了後すぐに充電された電池を握るととても熱い場合ある。【解決手段】電源部の電圧検出部により一定のタイミングで検出した充電電池の電圧に応じて各々の充電電池の電圧を複数個の電圧エリアに分割する電圧エリア分割部と、充電電池の近傍に備え付けられた温度変換素子から充電中の電池の温度変化を検出し複数個の温度エリアに分割する温度エリア分割部とを備え、これら電圧エリア分割部と温度エリア分割部による電圧と温度が所定のエリアに到達することにより、所定の時間遅延させて満充電表示部を作動させる判定部を設けたことを特徴とする充電器を提供する。【選択図】図１
2012080619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部に接続されることにより供給される電力を充電電池に合わせて電圧、電流を制御するとともに充電電池への電力の供給を制御する制御部と、充電電池を装着する充電電池装着部と、この充電電池の充電電圧を検出する電圧検出部と、同じく充電電池の温度を検出する温度検出部と、上記電圧検出部により充電電池の充電末期の電圧降下を検出し、その検出した後所定の遅延時間をおいて満充電を表示する満充電表示部とを備えた充電器において、前記電圧検出部により一定のタイミングで検出した充電電池の電圧に応じて各々の充電電池の電圧を複数個の電圧エリアに分割する電圧エリア分割部と、充電電池の近傍に備え付けられた温度変換素子から充電中の電池の温度変化を検出し複数個の温度エリアに分割する温度エリア分割部とを備え、これら電圧エリア分割部と温度エリア分割部による電圧と温度が所定のエリアに到達することにより、所定の時間遅延させて満充電表示部を作動させる判定部を設けたことを特徴とする充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本個別に充電電池を充電する際に充電電池の電圧、温度を検出し、充電完了時に電池温度を低くしてから満充電を表示する充電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般的な単三形、単四形などと同じ形状で充電すると再利用が可能なニッケル水素電池が増加しつつある。また、その充電電池を充電するための充電器も多く提供されている。これらの充電器の充電制御には、充電末期の電池電圧の降下を検知する方式や充電タイマーによる方式などにより充電制御を行っているものが多い（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
一方で、サーミスタを搭載し充電電池の温度や単位時間当たりの温度上昇量を計算することで判定することにより、充電を完了させる温度微分検出方式の充電装置が提案されている。
【０００４】
例えば、充電装置に充電電池の温度を検出する温度検出手段と、検出された温度の単位時間当たりの温度上昇量である温度微分値を求める温度微分検出手段などにより、充電電池の充電完了や、発熱の危険性の低減、満充電の誤判定を防ぐことなどが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２１０３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１のように、充電末期の電池電圧の降下を検知する方式の場合、充電電池としては過充電になりその状態では電池温度が高くなり、充電完了後すぐに充電された電池を握るととても熱い場合ある。また、この充電方式では過充電になるため充電電池のサイクル劣化を早めることにもなる。
【０００７】
本発明は以上のような従来の課題を解決し、充電電池の過充電を防ぎ、しかも充電電池の温度を監視して満充電表示を行なうようにして充電電池に触れても熱いと感じさせない構成とした充電器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】
【０００８】
前記目的を達成するために本発明は、電源部に接続されることにより供給される電力を充電電池に合わせて電圧、電流を制御するとともに充電電池への電力の供給を制御する制御部と、充電電池を装着する充電電池装着部と、この充電電池の充電電圧を検出する電圧検出部と、同じく充電電池の温度を検出する温度検出部と、上記電圧検出部により充電電池の充電末期の電圧降下を検出し、その検出した後所定の遅延時間をおいて満充電を表示する満充電表示部とを備えた充電器において、前記電圧検出部により一定のタイミングで検出した充電電池の電圧に応じて各々の充電電池の電圧を複数個の電圧エリアに分割する電圧エリア分割部と、充電電池の近傍に備え付けられた温度変換素子から充電中の電池の温度変化を検出し複数個の温度エリアに分割する温度エリア分割部とを備え、これら電圧エリア分割部と温度エリア分割部による電圧と温度が所定のエリアに到達することにより、所定の時間遅延させて満充電表示部を作動させる判定部を設けたことを特徴とする充電器というものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、温度監視機能を搭載した充電器において、充電電池が満充電で完了した表示後すぐに充電電池に接触しても電池温度を一定の温度エリアにコントロールしているため熱いと感じることが殆どなくなる。また、過充電になりにくい制御のため電池のサイクル劣化も抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態を示す充電器のブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の充電器の概略構成を示す説明図
【図３】電圧エリア分割処理の概略フローチャート
【図４】温度エリア分割処理の概略フローチャート
【図５】充電完了判定の概略フローチャート
【図６】充電完了エリアの概略図
【図７】本発明が対応する充電電圧と電池温度波形図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明を実施するための形態について、図を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態における充電器のブロック図、図２は、本発明の一実施の形態における複数本の充電電池を充電器に接続した状態を示す説明図である。
【００１３】
図２において、１は充電電池用の充電器本体であり、この充電器本体１の充電電池装着部６に充電電池３を装着することにより、装着された充電電池３に対して充電を行う。このとき、充電制御回路２により充電電池３の装着本数の判断や、装着されている場合にはその装着されている充電電池３に対して充電制御を行う。
【００１４】
また、ＬＥＤからなる満充電表示部４の点灯・点滅・消灯などの組み合わせによって、装着された充電電池３の充電状態を示す。
【００１５】
同図を用いて、本実施の形態１における接続された充電電池３の充電方法について詳細に説明する。充電器本体１に充電電池３を装着するスペースを具備しており、充電電池３を装着し、充電器本体１に具備されているコンセントプラグ５を家庭用のコンセントに接続する。
【００１６】
これにより充電制御回路２が動作し、どのスペースに充電電池３が装着されているかの検出や電池の電圧や温度などを判断することよって、装着された充電電池３に対して充電制御を行う。
【００１７】
図１は図２における充電制御回路２を含めた充電器のブロック図である。図１において、７は電源部でありコンセントからの電源の供給を受けるコンセントプラグ５を含む回路からなっている。
【００１８】
上記電源部７は電流制御部８を介して複数のスイッチング素子からなる出力制御部９に接続され、この出力制御部９の出力側に充電電池３が接続されるようになっている。
【００１９】
また、充電電池３の近傍にはサーミスタなどの温度検出部を構成する温度検出素子１０が複数個配置され、この温度検出素子１０は温度検出部１１に接続されている。この温度検出部１１には充電電池３の検出した温度情報を複数個の温度エリアに分割する温度エリア分割部１２が接続されている。
【００２０】
さらに充電電池３には電圧入力切換部１３が接続され、この電圧入力切換部１３は電圧検出部１４に接続され、電圧検出部１４は個々の充電電池３の電圧を一定のタイミングで検出するようになっている。
【００２１】
この電圧検出部１４で検出した充電電池３の電圧の情報は、電圧の大きさに応じて複数個の電圧エリアに分割する電圧エリア分割部１５に送られるように構成されている。
【００２２】
上記温度エリア分割部１２と電圧エリア分割部１５における充電電池３の個々の温度と電圧が所定のエリアに到達すると判定部１６が制御部１７に信号を送り、この制御部１７に接続された時間カウント部１８で一定の時間を遅延させて満充電表示部４を作動させるように構成されている。
【００２３】
上記温度検出部１１、温度エリア分割部１２、電圧検出部１４、電圧エリア分割部１５、判定部１６、制御部１７、時間カウント部１８は１つのマイコン１９で構成されている。
【００２４】
図１の簡単な動作を説明する。家庭用のコンセントに充電器本体１に配置されたコンセントプラグ５を接続すると電源が入り充電が開始する。
【００２５】
電源が入ると搭載された充電制御用のマイコン１９が動作する。マイコン１９内部に装備される制御部１７は充電電池装着部６に装着される充電電池３の有無の判別や、充電電池３が装着されている場合の一連の充電制御を行う。
【００２６】
まず電池有無の判断のために電池電圧の入力を行うが、電圧入力切換部１３の制御を行うことにより各充電電池３に対して順次に切換えを行いながら、電圧検出部１４から各充電電池３の電圧入力を行う。入力した電圧により充電電池３が装着されているかどうかの判断を行う。この電池電圧の入力は定期的に行い電池着脱の監視を行う。電池電圧入力により、適正な充電電池３が装着されていると判断した場合は、電流制御部８と出力制御部９をマイコン１９内の制御部１７から制御することにより、接続されている充電電池３に対して充電を行う。
【００２７】
充電電池３に対して充電を開始すると、定期的に電圧検出部１４で充電電池３の電圧を、温度検出素子１０で充電電池３の温度を監視する。同様に電池検出部１４にて、充電末期の電圧降下の有無の監視を行う。
【００２８】
また充電電池３を充電している間は時間カウント部１８において、充電している各々の充電電池３に対してどれだけの時間充電を行っているかをカウントしている。このカウントが充電最大時間を超える場合は、安全のために制御部１７は充電を終了させる。
【００２９】
上記に示すような充電の状態を、満充電表示部４のＬＥＤなどを点灯、点滅、消灯させて表示するという一連の充電制御を行う。
【００３０】
このように、充電末期の電池電圧の降下−ΔＶの検知や、時間カウント監視などを組み合せた充電制御を行うことにより、充電電池３の充電不足や過充電などを抑制し、その電池に適正な充電が可能となるという効果を有する。
【００３１】
また通常、図７の充電電圧波形に示すように正常に充電電池３の充電が行われる場合、その制御は充電電池３により決められた充電時間の設定を行い、その時間付近に現れる電池充電末期の電池電圧の降下−ΔＶを検知することにより充電を完了させるといった充電制御となる。この際、充電電池３は過充電となり−ΔＶ検知付近では充電電池３は温度が高くなるため、ユーザーは満充電後すぐに使用しようと取り外した際に大変熱く感じる場合があり不安である。
【００３２】
このようなことは、電池寿命にも悪く安全上にも問題が発生する場合があるため回避が必要である。また、最大充電時間を設定しているため、安全上の問題は抑えられるが、充電電池３に対する過充電状態は避けられない。
【００３３】
特許文献１においても、電池充電末期の電池電圧降下の−ΔＶ判定で完了する制御の流れとなっている。
【００３４】
本発明では、複数本の個別の充電電池３に対して充電を行う際に、図３、図４、図５の概略フローチャートに示すような充電電池３の電圧と温度を複数のエリアに分け、各々の充電電池３における充電波形に対してできる限り−ΔＶの直前で充電完了するようにして過充電のない安全な充電制御を行う。
【００３５】
図３の電圧エリア分割処理の概略フローチャートと動作について説明する。個々の充電電池３において一定のタイミングで充電を行う。例えば４本の充電電池３が充電電池装着部６に装着されている場合は１、２、３、４、１、２・・・といった順番で充電のタイミングをマイコン１９にて制御している。図３のフローチャートに示すように１番目の充電電池３であると他の充電電池３が充電されている際に電圧を検出し、その検出した電圧の大きさにより複数個の電圧エリアに分割される。図３では検出した電圧が１．５１Ｖ以上では電圧エリアは３に、さらに検出した電圧が１．５０Ｖ以上では電圧エリアは２に、さらに検出した電圧が１．４９Ｖ以上では電圧エリアは１に、１．４９Ｖ未満では電圧エリアは０に設定される。この例では４段階に分割されている。
【００３６】
動作的には図１における電圧入力切換部１３で充電電池３の充電順番を切換えて電圧検出部１４で電圧を検出し、さらに電圧エリア分割部１５で電圧エリアの分割を行っている。
【００３７】
次に、図４の温度エリア分割処理の概略フローチャートと動作について説明する。こちらも個々の温度検出素子１０から一定のタイミングで温度情報を検出する。例えば２つのサーミスタが配置されている場合は１、２、１、２・・・といった順番で温度情報を検出する。図４のフローチャートに示すように充電可能な温度において、検出した温度情報により複数個の温度エリアに分割される。図４では検出した温度が５０℃以上では温度エリアは２に、さらに検出した温度が３０℃以上では温度エリアは１に、３０℃未満では温度エリアは０に設定される。この例では３段階に分割されている。
【００３８】
動作的には図１における温度検出素子１０からの温度情報を温度検出部１１で検出し、さらに温度エリア分割部１２で温度エリアの分割を行っている。
【００３９】
図３、図４のフローチャートで示すように分割されたエリア情報によって、図５のフローチャートのように充電完了判定を行う。
【００４０】
図５において、図３、図４で示すように分割されたエリア情報により充電完了判定を行う。図６の例で示される網掛け部分が充電完了エリアである。図１における判定部１６にて完了判定が行われる。
【００４１】
図５にて充電完了エリアに入った場合、実際の電池の温度はピークまで上昇していないためすぐに満充電表示部４にて充電完了を表示する。また、充電完了エリアに達していない場合にでも−ΔＶで充電完了した場合は高温になる場合があるため、その際に遅延設定を行うことにより、実際の充電動作は完了しているが満充電表示部４を充電表示を継続することで充電電池３の温度が低くなるのを待つという制御を行う。
【００４２】
上記図３、図４、図５のフローチャートの例に示すように、充電器本体１に接続されている充電電池３の電圧、温度を一定のタイミングで検出しつつ、−ΔＶ検知での充電完了を判断することにより、満充電表示部４を制御し、電池温度を抑えたユーザーに不安のない充電を行うことができる。
【００４３】
また図６の例で示すように、低温の雰囲気での充電では充電電池の電圧が上がりにくく、高温の雰囲気での充電では低温時より低めの電圧といったように、充電電池３には温度特性があるため、充電完了エリアをさらに詳細に分割することにより、−ΔＶの直前で充電完了させることが可能となる。この場合、満充電表示部４はすぐ完了表示しても、電池温度はそれほど高くないためユーザーも不安に感じることはない。
【００４４】
しかしながら、いろいろな種類の電池があるため−ΔＶ検知となってしまった場合においてはやはり電池が熱くなる。
【００４５】
この状態を避けるべく本発明では高温時に−ΔＶ検知した場合において、満充電表示部４はまだ充電継続という充電継続表示の制御を行い、電池温度が下がった時点で充電完了とする。
【００４６】
そうすることにより過充電を抑制し、電池温度も低く抑えられる充電が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかる充電器は、サーミスタなどの温度検出素子を搭載する充電器であって、複数本の充電電池を充電する場合に、接続されている充電電池や充電完了の本数を監視し、電池温度が高く−ΔＶ等で充電完了した際は、一定の時間充電表示を継続し電池温度を低下させるように制御することによって、充電完了時の電池が熱いという不安感を低減することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１    充電器本体
２    充電制御回路
３    充電電池
４    満充電表示部
５    コンセントプラグ
６    充電電池装着部
７    電源部
８    電流制御部
９    出力制御部
１０  温度検出素子
１１  温度検出部
１２  温度エリア分割部
１３  電圧入力切換部
１４  電圧検出部
１５  電圧エリア分割部
１６  判定部
１７  制御部
１８  時間カウント部
１９  マイコン
【図１】
2012080619.tif 000003
【図２】
2012080619.tif 000004
【図３】
2012080619.tif 000005
【図４】
2012080619.tif 000006
【図５】
2012080619.tif 000007
【図６】
2012080619.tif 000008
【図７】
2012080619.tif 000009