JP5616114B2 - 携帯端末、満充電状態検出プログラムおよび満充電状態検出方法 - Google Patents

Description

この発明は、携帯端末、満充電検出プログラムおよび満充電検出方法に関し、特に二次電池および電源回路を含む、携帯端末に関する。

従来、特にたとえば二次電池および電源回路を含む携帯端末は広く知られており、この種の装置の一例が特許文献１に開示されている。この背景技術の２次電池充電回路は、２次電池であるリチウムイオン電池および充電回路を備えている。充電回路は、リチウムイオン電池を充電し、リチウムイオン電池の充電電流が十分に小さくなると、充電完了を検知する。
特開２００７−３３６６６４号公報［H02J 7/04, H02J 7/10, H01M 10/44］

ところが、背景技術の２次電池充電回路が携帯端末に組み込まれた場合、携帯端末の消費電流が大きく変動すると２次電池の充電完了を誤検知することがある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、携帯端末、満充電状態検出プログラムおよび満充電状態検出方法を提供することである。

この発明の他の目的は、二次電池の満充電状態を正確に検出することができる、携帯端末、満充電状態検出プログラムおよび満充電状態検出方法を提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、この発明の理解を助けるために記述する実施形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、二次電池および二次電池と外部電源とを接続するスイッチのオン／オフを制御する電源回路を含む、携帯端末であって、スイッチのオン／オフを繰り返すことで、スイッチがオンのときの第１充電電流値および第２充電電流値と、スイッチがオフのときの第１消費電流値および第２消費電流値とを取得する第１取得部、第１消費電流値と第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値が第２閾値以下のときにカウントするカウント部、およびカウント部によってカウントされた回数が所定回数に達したとき、二次電池の満充電状態を検出する検出部を備える、携帯端末である。

第１の発明では、携帯端末（１０：実施例において対応する部分を例示する参照符号。以下、同じ。）は、リチウムイオン電池である二次電池（３８）および、その二次電池を制御する電源回路（３６）を含む。また、二次電池とＡＣアダプタなどの外部電源との間には、スイッチとして機能するＦＥＴ（５４）が設けられており、電源回路はそのＦＥＴのオン／オフも制御する。第１取得部（２４，Ｓ７）は、スイッチのオン／オフが繰り返されるように電源回路に命令を発行し、スイッチがオンのときの第１充電電流値および第２充電電流値を取得するとともに、スイッチがオフのときの第１消費電流値および第２消費電流値を取得する。また、一定時間毎に、第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値（電池充電電流値）が第２閾値（満充電検出閾値）以下の状態であるかが判定される。そして、カウント部（２４，Ｓ１５）は、第１消費電流値と第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値が第２閾値以下のときにカウントする。検出部（２４，Ｓ２１）は、たとえばカウント部が６回連続でカウントしたとき、二次電池が満充電状態であると検出する。

第１の発明によれば、第１消費電流値と第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値が第１閾値以下のときにカウントされるため、二次電池の満充電状態を正確に検出することができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２差分値が第２閾値より大きいとき、カウント部によってカウントされた回数を初期化する初期化部をさらに備える。

第２の発明では、第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２差分値が第２閾値より大きいときには、二次電池が満充電状態ではないため、初期化部（２４，Ｓ１７）は、カウント部によってカウントされた回数を初期化する。

第２の発明によれば、満充電判定に基づくカウントは、二次電池が実質的に満充電状態でなければリセットされるため、二次電池は満充電状態となるまで充電が維持される。

第３の発明は、第２の発明に従属し、カウント部は、第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２消費電流値が第３閾値以下であり、かつ第２差分値が第２閾値以下のときにカウントし、初期化部は、第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２消費電流値が第３閾値より大きいとき、カウント部によってカウントされた回数を初期化する。

第３の発明では、カウント部は、第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２消費電流値が第３閾値以下であり、かつ第２差分値が第２閾値以下のときにカウントする。そして、第１差分値が第１閾値未満であり、第２消費電流値が第３閾値より大きい場合は、携帯電話機の消費電流値が大きいため、カウント部によってカウントされた回数が初期化される。

第３の発明によれば、満充電判定を実行する場合に、携帯端末の消費電流も考慮することで、満充電判定の信頼性を向上させることができる。

第４の発明は、第１の発明に従属し、二次電池の電圧値を取得する第２取得部をさらに備え、カウント部は、第２取得部によって取得された電圧値が所定値以上である場合、第１差分値が第１閾値未満であり、第２差分値が第２閾値以下のときにカウントする。

第４の発明では、第２取得部（２４，Ｓ１）は、二次電池の急速充電が始まると、電源回路を介して二次電池の電圧値を取得する。そして、二次電池の電圧値が所定値以上である場合、第１差分値が第１閾値未満であり、第２差分値が第２閾値以下のときにカウントする。

第４の発明によれば、二次電池の電圧に基づいて、満充電状態を検出するかを判断できる。

第５の発明は、二次電池（３８）および二次電池と外部電源とを接続するスイッチ（５４）のオン／オフを制御する電源回路（３６）を含む、携帯端末（１０）のプロセッサ（２４）を、スイッチのオン／オフを繰り返すことで、スイッチがオンのときの第１充電電流値および第２充電電流値と、スイッチがオフのときの第１消費電流値および第２消費電流値とを取得する取得部（Ｓ７）、第１消費電流値と第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値が第２閾値以下のときにカウントするカウント部（Ｓ１５）、およびカウント部によってカウントされた回数が所定回数に達したとき、二次電池の満充電状態を検出する検出部（Ｓ２１）として機能させる、満充電状態検出プログラムである。

第５の発明でも、第１の発明と同様に、第１消費電流値と第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値が第１閾値以下のときにカウントされるため、二次電池の満充電状態を正確に検出することができる。

第６の発明は、二次電池（３８）および二次電池と外部電源とを接続するスイッチ（５４）のオン／オフを制御する電源回路（３６）を含む、携帯端末（１０）における満充電状態検出方法であって、携帯端末のプロセッサが、スイッチのオン／オフを繰り返すことで、スイッチがオンのときの第１充電電流値および第２充電電流値と、スイッチがオフのときの第１消費電流値および第２消費電流値とを取得する取得ステップ（Ｓ７）、第１消費電流値と第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値が第２閾値以下のときにカウントするカウントステップ（Ｓ１５）、およびカウントステップによってカウントされた回数が所定回数に達したとき、二次電池の満充電状態を検出する検出ステップ（Ｓ２１）を実行する、満充電状態検出方法である。

第６の発明でも、第１の発明と同様に、第１消費電流値と第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ第２充電電流値と第２消費電流値との第２差分値が第１閾値以下のときにカウントされるため、二次電池の満充電状態を正確に検出することができる。

この発明によれば、二次電池の満充電状態を正確に検出することができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例の携帯電話機の電気的な構成を示すブロック図である。 図２は図１に示すプロセッサ、電源回路、二次電池および外部電源コネクタの詳細を示す図解図である。 図３は図１に示す電源回路が出力する信号とプロセッサが取得するデータとの関係を示す図解図である。 図４は図１に示す電源回路が出力する信号の波形を示す図解図である。 図５は図１に示すプロセッサによる満充電判定の一例を示す図解図である。 図６は図１に示すＲＡＭのメモリマップの一例を示す図解図である。 図７は図１に示すプロセッサの満充電検出処理を示すフロー図である。

図１を参照して、この実施例の携帯電話機１０は携帯端末の一種であり、CPUまたはコンピュータと呼ばれるプロセッサ２４を含む。このプロセッサ２４には、無線通信回路１４、Ａ／Ｄ１６、Ｄ／Ａ２０、キー入力装置２６、表示ドライバ２８、フラッシュメモリ３２、ＲＡＭ３４および電源回路３６が接続される。また、無線通信回路１４にはアンテナ１２が接続され、Ａ／Ｄ１６にはマイク１８が接続され、Ｄ／Ａ２０にはアンプ（図示せず）を介して、スピーカ２２が接続される。また、表示ドライバ２８にはディスプレイ３０が接続され、電源回路３６には二次電池３８が接続される。

プロセッサ２４は、制御用のICであり、携帯電話機１０の全体制御を司る。記憶部であるＲＡＭ３４は、プロセッサ２４の作業領域（描画領域を含む）ないしバッファ領域として用いられる。フラッシュメモリ３２には、携帯電話機１０の文字、画像、音声、音および映像のようなコンテンツのデータなどが記録される。

Ａ／Ｄ１６は、当該Ａ／Ｄ１６に接続されたマイク１８を通して入力される音声ないし音についてのアナログ音声信号を、デジタル音声信号に変換する。Ｄ／Ａ２０は、デジタル音声信号をアナログ音声信号に変換（復号）して、アンプを介してスピーカ２２に与える。したがって、アナログ音声信号に対応する音声ないし音がスピーカ２２から出力される。

入力部であるキー入力装置２６は、通話キーおよび終話キーなどを備えるとともに、「０」−「９」キー、「＊」キーおよび「＃」キーを含むダイヤルキーも備える。そして、使用者が操作したキーの情報（キーデータ）はプロセッサ２４に入力される。

なお、キー入力装置２６に含まれる各キーが操作されると、フィードバック処理が実行され、図示しないスピーカからフィードバック音が出力される。そのため、使用者は、フィードバック音を聞くことで、キー入力操作に対する操作感を得ることができる。

表示ドライバ２８は、プロセッサ２４の指示の下、当該表示ドライバ２８に接続されたディスプレイ３０の表示を制御する。なお、表示ドライバ２８は表示する画像データを一時的に記憶するビデオメモリ（図示せず）を含む。

電源回路３６は、電源管理用のICであり、リチウムイオン電池である二次電池３８と接続される。そして、電源回路３６は二次電池３８の電圧に基づく電源をシステム全体に供給する。ここで、電源回路３６が電源をシステム全体に供給している場合には、電源オン状態と言うことにする。一方、電源回路３６が電源をシステム全体に供給していない場合には、電源オフ状態と言うことにする。電源回路３６は、電源オフ状態で、キー入力装置２６によって電源オン操作がされると起動され、電源オフ状態で、キー入力装置２６による電源オフ操作がされると停止される。さらに、電源オフ状態であっても、電源回路３６は、外部電源コネクタ４０に外部電源が接続され、二次電池３８に電力が供給（充電）されると起動し、二次電池３８の満充電状態が検出されると停止する。また、「充電」とは、外部電源コネクタ４０が外部電源と接続され外部電源から電力の供給を受け、二次電池３８が電気エネルギーを蓄えることを言う。

なお、二次電池３８は電流値に基づいて満充電状態が検出される。また、外部電源コネクタ４０には、ＡＣアダプタなどの交流電源から変換された外部電源またはＤＣアダプタなどの直流電源から変換された外部電源が接続される。

無線通信回路１４は、CDMA方式での無線通信を行うための回路である。たとえば、使用者がキー入力装置２６を用いて音声発信を指示すると、無線通信回路１４は、プロセッサ２４の指示の下、音声発信処理を実行し、アンテナ１２を介して音声発信信号を出力する。音声発信信号は、基地局および通信網（図示せず）を経て相手の電話機に送信される。そして、相手の電話機において着信処理が行われると、接続状態（通信可能状態）が確立され、プロセッサ２４は通話処理を実行する。

通常の通話処理について具体的に説明すると、相手の電話機から送られてきた変調音声信号（高周波信号）はアンテナ１２によって受信される。受信された変調音声信号には、無線通信回路１４によって復調処理および復号処理が施される。そして、これらの処理によって得られた受話音声信号は、Ｄ／Ａ２０によってアナログ音声信号に変換された後、スピーカ２２から出力される。一方、マイク１８を通して取り込まれた送話音声信号は、Ａ／Ｄ１６によってデジタル音声信号に変換された後、プロセッサ２４に与えられる。デジタル音声信号に変換された送話信号には、プロセッサ２４の指示の下、無線通信回路１４によって符号化処理および変調処理が施され、アンテナ１２を介して出力される。したがって、変調音声信号は、基地局および通信網を介して相手の電話機に送信される。

また、相手の電話機からの発信信号がアンテナ１２によって受信されると、無線通信回路１４は、着呼（音声着信ともいう）をプロセッサ２４に通知する。これに応じて、プロセッサ２４は、表示ドライバ２８を制御して、着信通知に記述された発信元情報（電話番号）をディスプレイ３０に表示する。また、これとほぼ同時に、プロセッサ２４は、図示しないスピーカから着信音（着信メロディ、着信音声と言うこともある。）を出力させる。

そして、使用者が、通話キーを用いて応答操作を行うと、無線通信回路１４は、プロセッサ２４の指示の下、音声着信処理を実行する。これにより、接続状態（通信可能状態）が確立され、プロセッサ２４は上述した通常の通話処理を実行する。

また、通話可能状態に移行した後に終話キーによって通話終了操作が行われると、プロセッサ２４は、無線通信回路１４を制御して、通話相手に通話終了信号を送信する。通話終了信号の送信後、プロセッサ２４は、通話処理を終了する。また、先に通話相手から通話終了信号を受信した場合も、プロセッサ２４は、通話処理を終了する。さらに、通話相手によらず、移動通信網から通話終了信号を受信した場合も、プロセッサ２４は通話処理を終了する。

なお、携帯電話機１０は、ネットワーク（図示せず）に接続されるサーバとのデータ通信を確立することで、メール機能およびブラウザ機能を実行することができる。さらに、ＲＡＭ３４に記憶されているアドレス帳データを管理するアドレス帳機能も実行することができる。

図２は、プロセッサ２４、電源回路３６、二次電池３８および電源コネクタ４０の詳細を示す図解図である。図２を参照して、二次電池３８と外部電源コネクタ４０との間には、トランジスタ５０、第１抵抗５２（たとえば、抵抗値は0.2Ω）およびスイッチとして機能するＦＥＴ５４が存在する。また、電源回路３６と二次電池３８との間には第２抵抗（たとえば、抵抗値は3.3kΩ）および第３抵抗（たとえば、抵抗値は100kΩ）が存在する。

また、二次電池３８は、電池セル部６０、保護回路６２、ポリスイッチ６４およびサーミスタ６６を含む。保護回路６２は、電池セル部６０の−極と二次電池３８の−端子との間に設けられ、過電流および過電圧から電池セル部６０を保護する。また、ポリスイッチ６４は、電池セル部６０の＋極と二次電池３８の＋端子との間に設けられ、過電流および高温状態から電池セル部６０を保護する。サーミスタ６６は、二次電池３８の−端子とＴ（温度）端子との間に設けられ、二次電池３８の温度検知に使用される。

さらに、電源回路３６は、検知回路７２、電池制御回路７４、充電制御回路７６、ＭＵＸ(multiplexer:マルチプレクサ)７８、電源電圧検知回路８０、マルチプレクサ８２、ＳＢＩ／Ｆ(Silial Bus Interface)８４および出力端子８６などを含む。また、二次電池３８が出力する電池温度の信号はアンプを介してマルチプレクサ８２に入力される。検知回路７２は、二次電池３８の＋端子とＦＥＴ５４との間から電池電圧を検知するための回路である。また、電池電圧の信号はアンプを介してマルチプレクサ８２にも入力される。

電池制御回路７４は、ＦＥＴ５４のオン／オフを制御するめの制御信号を出力する回路である。つまり、ＦＥＴ５４のオン／オフは、電池制御回路７４が出力する制御信号に基づいて行われる。また、ＦＥＴ５４がオンにされると、二次電池３８と外部電源コネクタ４０とが電気的に接続され、ＦＥＴ５４がオフにされると、二次電池３８と外部電源コネクタ４０とが電気的に切断される。

また、第１抵抗とＦＥＴ５４との間から検知されるＭ電圧および第１抵抗とトランジスタ５０との間から検知されるＰ電圧はアンプで差動電圧に変換された後に、マルチプレクサ８２に入力される。また、変換された差動電圧量は、二次電池３８の最大電流設定値と比較され、その比較信号は充電制御回路７６に入力される。さらに、Ｍ電圧と電池電圧とは、ＭＵＸ７８に入力される。また、ＭＵＸ７８によって選択された信号は、最大電圧設定値と比較され、その比較信号は充電制御回路７６に入力される。

なお、充電中において、Ｐ電圧およびＭ電圧の差動電圧は充電電流を示すが、ＦＥＴ５４がオフである場合は、消費電流を示す。また、消費電流とは、二次電池３８が外部電源と電気的に接続されていない状態で、携帯電話機１０によって消費される電流のことを言う。また、充電電流は、その消費電流と二次電池３８に流れる電池充電電流との和である。

さらに、充電制御回路７６は、これらの入力された信号などに基づいて、トランジスタ５０を制御する制御信号を出力する。そして、トランジスタ５０は、充電制御回路７６が出力する制御信号に基づいてオン／オフされる。たとえば、外部電源コネクタ４０に外部電源が接続された状態で、充電制御回路７６がトランジスタ５０をオンにすると、二次電池３８の充電が始まる。また、充電制御回路７６がトランジスタ５０をオフにすると、二次電池３８の充電が終了する。

電源電圧検知回路８０は、外部電源コネクタ４０とトランジスタ５０との間から電源電圧を検知する回路である。そのため、電源回路３６は、電源電圧の変動によって外部電源コネクタ４０に外部電源が接続された否かを判断することができる。なお、電源電圧はアンプを介してマルチプレクサ８２にも入力される。

マルチプレクサ８２は、電池温度、電池電圧、電源電圧および充電電流（消費電流）を、図示しない調整回路およびアンプを介してプロセッサ２４に出力する。

また、電源回路３６は、ＳＢＩ／Ｆ８４を通じて、プロセッサ２４に対する制御信号を出力したり、プロセッサ２４から制御信号を入力されたりする。

なお、携帯電話機１０がUSB接続による充電に対応する場合、外部電源コネクタ４０とトランジスタ５０との間にUSB充電検出回路が設けられていてもよい。

プロセッサ２４は、ＳＢＩ／Ｆ８４と接続されるＳＢＩ／Ｆ９０およびマルチプレクサ８２から出力されるデータを、Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ９２を含む。そして、Ａ／Ｄコンバータ９２によって変換されたＡ／Ｄ値はＲＡＭ３２のバッファに格納される。

図３は電源回路３６が出力する信号とプロセッサ２４が取得するデータの関係を示す図解図である。図３を参照して、上段は電源回路３６が出力する信号の変化を示し、中断はＦＥＴ５４のオン／オフの変化を示し、下段はプロセッサ２４が取得するＡ／Ｄ値の内容の変化を示す。また、各段横方向の変化は時間の変化を表す。

たとえば、電源回路３６の出力に着目して、電源回路３６に含まれるマルチプレクサ８２が出力する信号は、１度のサンプリング周期（たとえば、５秒）のうち、電池温度、電池電圧、電源電圧および充電電流の順番で変化する。そのため、プロセッサ２４のＡ／Ｄコンバータ９２が出力するＡ／Ｄ値も、マルチプレクサ８２が出力する信号の変化に同期して、電池温度、電池電圧、電源電圧および充電電流（消費電流）の順番で変化する。ただし、マルチプレクサ８２によって出力される信号が充電電流である間に、ＦＥＴ５４のオン／オフが繰り返される。そのため、プロセッサ２４は、ＦＥＴ５４のオン／オフが繰り返される場合、ＦＥＴ５４がオンであるときの第１充電電流値および第２充電電流値と、ＦＥＴ５４がオフであるときの第１消費電流値および第２消費電流値とを取得する。

なお、ＦＥＴ５４のオン／オフが行われた直後は電流値が安定しないため、プロセッサ２４は各電流値を取得する前に１０ms待機する。また、第１，２充電電流値および第１，２消費電流値は、マルチプレクサ８２が充電電流を出力している間に取得されるため、プロセッサ２４によって取得される順番で、第１充電電流値、第２充電電流値（第１消費電流）、第３充電電流値（第２充電電流値）および第４充電電流値（第２消費電流値）と呼ばれることもある。

また、マルチプレクサ８２は、充電電流を出力すると、出力を一時的に停止する。そのため、プロセッサ２４は、マルチプレクサ８２が出力を一時的に停止している間は、Ａ／Ｄ値を取得できない。

図４は図３に対応して電源回路３６が出力する信号を、オシロスコープによって観測した波形を示す図解図である。図４を参照して、オシロスコープによって観測される信号は、電池制御回路７４が出力する信号の波形Ｗ１と、マルチプレクサ８２が出力する信号の波形Ｗ２とである。つまり、波形Ｗ１はＦＥＴ５４のオン／オフが切り替わりを示しており、波形Ｗ２はマルチプレクサ８２が出力する電池温度、電池電圧、電源電圧および充電電流の変化を示す。なお、図４において、横方向の点線は５msの間隔で配置される。

波形Ｗ１において、信号が立ち上がった状態はＦＥＴ５４の状態がオフであることを示し、信号が立ち下がった状態はＦＥＴ５４がオンであることを示す。また、波形Ｗ２は、変化点ＴＢの位置で電池温度の信号を示し、変化点ＶＢの位置で電池電圧の信号を示し、変化点ＶＥの位置で電源電圧の信号を示し、変化点ＩＣ１の位置で第１充電電流の信号を示す。また、波形Ｗ２は、変化点ＩＣ２の位置で第２充電電流（第１消費電流）の信号を示し、変化点ＩＣ３の位置で第３充電電流（第２充電電流）の信号を示し、変化点ＩＣ４の位置で第４充電電流（第２消費電流）の信号を示す。

したがって、サンプリングが実行されると、マルチプレクサ８２が出力する信号は、電池温度、電池電圧、電源電圧および充電電流（消費電流）の順に変化する。また、ＦＥＴ５４がオフになり、次にオンになった時には、波形Ｗ２は電池温度、電池電圧および電源電圧の信号は示さず、充電電流の信号だけを示す。

ここで、本実施例では、第２充電電流値から第２消費電流値を引くことにより電池充電電流値（第２差分値）を求め、この電池充電電流値が満充電検出閾値（第２閾値）以下の状態であるかを一定時間毎に判定する。そして、電池充電電流値が満充電検出閾値以下の状態と判定された回数をカウントし、６回（所定回数）連続してカウントされると、二次電池３８は満充電状態であると検出される。また、満充電状態を検出するまでに、電池充電電流値が満充電検出閾値より大きくなるとカウント結果はリセットされる。

ところが、第２充電電流値と第２消費電流値とが取得されるタイミングで、携帯電話機１０の負荷変動が生じ、消費電流値が大きく変化すると、電池充電電流値が満充電検出閾値より大きくなることがあり、カウントが誤ってリセットされることがある。

そこで、本実施例では、カウントが誤ってリセットされることを防ぐために、携帯電話機１０の第１消費電流値と第２消費電流値との差分値（第１差分値）が閾値（第１閾値）以上である場合、カウントを無効（キャンセル）にすることで、カウント結果が誤ってリセットされないようにする。

図５（Ａ），（Ｂ）を参照して、満充電判定が６回行われたとき、第１消費電流値と第２消費電流値との差分値が閾値を一度も超えることが無ければ、満充電状態が検出される。しかし、図５（Ｂ）に示すように、５回目の判定のときに第１消費電流値と第２消費電流値との差分値が閾値を超えた場合には、その回のカウントは無効化される。そのため、次の判定が５回目の判定として判断され、６回目（実質的には７回目）の判定も問題なければ、満充電状態が検出される。

たとえば、本実施例のように処理されていなければ、図５（Ｂ）でスキップされた状態では、電池充電電流値が満充電検出閾値より大きくなり、カウントが誤ってリセットされる。そのため、二次電池３８が実質的には満充電状態にもかかわらず、充電状態が維持されるため、二次電池３８が劣化する。ところが、本実施例のように処理することで、二次電池３８の劣化を防止することができる。

また、本実施例では、満充電判定に基づくカウントは、二次電池３８が実質的に満充電状態でなければリセットされるため、二次電池３８は満充電状態となるまで充電が維持される。

なお、満充電判定は、電池電圧が所定値以上であるときに実行される。つまり、二次電池３８の電圧値に基づいて、満充電状態を検出するかを判断できる。ただし、この所定値は、二次電池３８の電池温度が常温状態であれば、「４．１０V」とされる。また、二次電池３８の電池温度が高温状態であれば、所定値は「４．００V」にされる。そして、電池電圧が一定値より低くなった場合には、満充電判定は停止される。

また、本実施例では、第２消費電流値が閾値（第３閾値）を超えた場合にもカウントはリセットされる。このように、本実施例では、二次電池３８の満充電判定を実行する場合に、携帯電話機１０の消費電流も考慮されるため、満充電判定の信頼性を向上させることができる。

さらに、この第３閾値はＡＣアダプタによって充電された場合と、ＤＣアダプタによって充電された場合とで変化する。たとえば、外部電源がＡＣアダプタの場合には、閾値は「４９０mA」にされ、外部電源がＤＣアダプタの場合には、閾値は「４４０mA」にされる。そして、外部電源コネクタ４０にUSBケーブルが接続されている場合には、閾値は「３００mA」にされる。

図６は、ＲＡＭ３４のメモリマップ３００を示す図解図である。ＲＡＭ３４のメモリマップ３００には、プログラム記憶領域３０２およびデータ記憶領域３０４が含まれる。また、プログラムおよびデータの一部は、フラッシュメモリ３２から一度に全部または必要に応じて部分的かつ順次的に読み出され、ＲＡＭ３４に記憶されてからプロセッサ２４によって処理される。

プログラム記憶領域３０２には、携帯電話機１０を動作させるためのプログラムが記憶されている。たとえば、携帯電話機１０を動作させるためのプログラムは、満充電検出プログラム３１０などから構成されている。

満充電検出プログラム３１０は、二次電池３８の満充電状態を検出するためのプログラムである。なお、図示は省略するが、携帯電話機１０を動作させるためのプログラムには、通話を行うためのプログラム、文字入力を行うためのプログラムなどが含まれる。

続いて、データ記憶領域３０４には、Ａ／Ｄ値バッファ３３０、第１充電電流値バッファ３３２、第１消費電流値バッファ３３４、第２充電電流値バッファ３３６および第２消費電流値バッファ３３８が設けられるとともに、閾値テーブル３４０が記憶される。さらに、データ記憶領域３０４には、急速充電フラグ３４２、満充電フラグ３４４および満充電カウンタ３４６が設けられる。

Ａ／Ｄ値バッファ３３０には、Ａ／Ｄコンバータ９２が出力するＡ／Ｄ値（電池温度、電池電圧、電源電圧、第１−第４充電電流）が一時的に記憶されるバッファである。第１充電電流値バッファ３３２および第２充電電流値バッファ３３６は、プロセッサ２４によってＡ／Ｄ値バッファ３３０から取得された、第１充電電流値および第２充電電流値が一時的に記憶されるバッファである。同様に、第１消費電流値バッファ３３４および第２消費電流値バッファ３３８は、第１消費電流値および第２消費電流値が一時的に記憶されるバッファである。

閾値テーブル３４０には、満充電検出閾値（第２閾値）、第１閾値、第３閾値および二次電池３８の温度状態を判断する閾値などが記録されている。そのため、携帯電話機１０の状態によって値が変化する閾値は、この閾値テーブル３４０から読み出される。

急速充電フラグ３４２は、二次電池３８が急速充電されているか否かを判断するためのフラグである。たとえば、急速充電フラグ３４２は１ビットのレジスタで構成される。たとえば、急速充電フラグ３４２がオン（成立）にされると、レジスタにはデータ値「１」が設定される。一方、急速充電フラグ３４２がオフ（不成立）にされると、レジスタにはデータ値「０」が設定される。そして、急速充電フラグ３４２は、急速充電処理が実行されている間はオンにされ、急速充電処理が終了する共にオフにされる。以下、満充電フラグ３４４でも同じ構成であるため、フラグの構成の詳細な説明は省略する。

満充電フラグ３４４は、二次電池３８が満充電状態となったか否かを判断するためのフラグである。また、満充電カウンタ３４６は、電池充電電流値が満充電検出閾値以下である状態をカウントするためのカウンタである。

なお、図示は省略するが、データ記憶領域３０４には、発呼するときに利用されるアドレス帳データなどが記憶されるとともに、携帯電話機１０の動作に必要なカウンタや、フラグも設けられる。

プロセッサ２４は、Android（登録商標）およびREXなどのLinux（登録商標）ベースのOSや、その他のOSの制御下で、図７に示す満充電検出処理などを含む、複数のタスクを並列的に処理する。

図７は満充電検出処理のフロー図である。たとえば、急速充電処理が実行され、急速充電フラグ３４２がオンにされると、プロセッサ２４はステップＳ１でＡ／Ｄ値を取得する。たとえば、Ａ／Ｄ値バッファ３３０から二次電池３８の電池電圧値を取得する。なお、ステップＳ１の処理を実行するプロセッサ２４は第２取得部として機能する。

続いて、ステップＳ３では電池電圧値が所定値以上であるか否かを判断する。たとえば、携帯電話機１０の状態において、二次電池３８の電池温度が常温状態であれば、ステップＳ３では電池電圧値が４．１０V以上であるか否かを判断する。ステップＳ３で“ＮＯ”であれば、つまり電池電圧値が所定値未満であれば、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ３で“ＹＥＳ”であれば、つまり電池電圧値が所定値以上であれば、ステップＳ５でオン／オフ制御を実行する。つまり、ＦＥＴ５４のオン／オフを繰り返す命令を、電源回路３６に対して発行する。また、電源回路３６はプロセッサ２４からの命令を受けると、電池制御回路７４を駆動してＦＥＴ５４のオン／オフを繰り返す。

続いて、ステップＳ７では、充電電流取得処理を実行する。つまり、図３に示すタイミングで、第１，第２充電電流値および第１，第２充電電流値をそれぞれ取得し、第１，第２充電電流値バッファおよび第１，第２消費電流値バッファに格納する。なお、ステップＳ７の処理を実行するプロセッサ２４は、第１取得部として機能する。

続いて、ステップＳ９ではカウントが無効であるか否かを判断する。つまり、第１消費電流値および第２消費電流値を第１消費電流値バッファ３３４および第２消費電流値バッファ３３８から読み出して、それらの差分値を求める。そして、その差分値が第１閾値（たとえば、４０mA）以上であるか否かを判断する。なお、ステップＳ９の処理を実行するプロセッサ２４は無効部として機能する。

ステップＳ９で“ＹＥＳ”であれば、たとえば差分値が４０mA以上であれば、ステップＳ１１以降の満充電判定を行わずに、ステップＳ７に戻る。つまり、ステップＳ１１以降の処理が実行されないため、カウントが無効にされる。

一方、ステップＳ９で“ＮＯ”であれば、たとえば差分値が４０mA未満であれば、ステップＳ１１で消費電流値が閾値以下であるか否かを判断する。つまり、第２消費電流値が第３閾値（たとえば、４９０mA）以下であるか否かを判断する。ステップＳ１１で“ＮＯ”であれば、つまり消費電流値が閾値より大きければ、ステップＳ１７に進む。また、ステップＳ１１で“ＹＥＳ”であれば、つまり消費電流値が閾値以下であれば、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、電池充電電流値が閾値以下であるか否かを判断する。つまり、電池充電電流値が、満充電検出閾値（たとえば、５０mA）以下であるか否かを判断する。ステップＳ１３で“ＮＯ”であれば、つまり電池充電電流値が満充電検出閾値より大きければステップＳ１７に進む。また、ステップＳ１３で“ＹＥＳ”であれば、つまり電池充電電流値が満充電検出閾値以下であれば、ステップＳ１５で満充電カウンタ３４６をインクリメントする。たとえば、満充電カウンタ３４６の値が「０」であれば、電池充電電流値が満充電検出閾値以下の状態が検出されるのが１回目であるため、満充電カウンタ３４６をインクリメントすることで、そのカウンタの値を「１」にする。なお、ステップＳ１５の処理を実行するプロセッサ２４はカウント部として機能する。

また、ステップＳ１１またはステップＳ１３で“ＮＯ”と判断された場合には、ステップＳ１７で満充電カウンタ３４６をリセットし、ステップＳ７に戻る。つまり、ステップＳ１７では、満充電カウンタ３４６を初期化することで、そのカウンタの値を「０」にする。なお、ステップＳ１７の処理を実行するプロセッサ２４は初期化部として機能する。

また、ステップＳ１５で満充電カウンタ３４６の値がインクリメントされると、ステップＳ１９で満充電カウンタの値が所定値以上であるか否かを判断する。つまり、電池充電電流値が満充電検出閾値以下の状態が所定回数（たとえば、６回）連続して判定されたか否かを判断する。ステップＳ１９で“ＮＯ”であれば、たとえば電池充電電流値が満充電検出閾値以下の状態が判定されたのが５回目であれば、ステップＳ７に戻って、次の満充電判定を実行する。

一方、ステップＳ１９で“ＹＥＳ”であれば、たとえば電池充電電流値が満充電検出閾値以下の状態が６回連続して判定されていれば、ステップＳ２１で満充電状態を検出し、満充電検出処理を終了する。つまり、二次電池３８が満充電状態であることを示すために、満充電フラグ３４４をオンにする。また、ステップＳ２１の処理を実行するプロセッサ２４は検出部として機能する。

なお、満充電件検出処理のステップＳ９では、差分値が絶対値に変換された状態で判定される。

また、他の実施例では、ステップＳ７の充電電流取得処理を、満充電検出処理と並列的に処理してもよい。この場合、第１，２充電電流値および第１，２消費電流値は一定時間毎に取得される。そのため、他の実施例のステップＳ７では第１，２充電電流値および第１，２消費電流値をバッファから取得するだけの処理になる。そして、この場合、ステップＳ９の判断と、並列的に実行される充電電流取得処理との同期をとるために、ステップＳ７からステップＳ１９までの処理の間にタイマー処理が加えられる。

以上の説明から分かるように、携帯電話機１０は、二次電池３８およびＦＥＴ５４のオン／オフを制御する電源回路３６を備える。プロセッサ２４は、急速充電が始まると、二次電池３８の電池電圧値を取得して所定値以上になると、ＦＥＴ５４のオン／オフが繰り返されるように電源回路３６に命令を発行する。プロセッサ２４は、ＦＥＴ５４がオン／オフ繰り返している間に、第１，２充電電流と第１，２消費電流とを取得する。また、プロセッサ２４は、電池充電電流値が満充電検出閾値以下の状態と判定された回数をカウントし、６回連続してカウントされると、満充電状態を検出する。そして、プロセッサ２４は、第１消費電流値と第２消費電流値との差分値が閾値以上の場合には、満充電カウンタ３４６の値がカウントされないようにする。

これにより、携帯電話機１０の消費電流が充電中に変動した場合は、二次電池３８の満充電判定に基づくカウントが無効にされるため、二次電池３８の満充電状態を正確に検出することができる。

なお、二次電池３８としてリチウムイオン電池を採用したが、鉛蓄電池、ニッケル水素電池、ナトリウムイオン電池、金属空気電池および亜鉛臭素電池などであってもよい。

また、携帯電話機１０の通信方式はCDMA方式に限らず、LTE(Long Term Evolution)方式、W-CDMA方式、GSM方式、TDMA方式、FDMA方式およびPHS方式などを採用してもよい。さらに、ディスプレイ３０にはLCDモニタが利用されるが、有機ELパネルなどの他の表示装置が利用されてもよい。

さらに、本願発明は、携帯電話機１０のみに限らず、スマートフォン、PDA(Personal Digital Assistant)およびノート型PC（ネットブックなども含む）に適用されてもよい。

そして、本明細書中で挙げた抵抗値、電圧値、電流値、サンプリング周期、待機時間および各閾値などの具体的な数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ … 携帯電話機
１２ … アンテナ
１４ … 無線通信回路
２４ … プロセッサ
３６ … 電源回路
３８ … 二次電池
５２ … 第１抵抗
５４ … ＦＥＴ
５６ … 第２抵抗
５８ … 第３抵抗
７４ … 電池制御回路
７６ … 充電制御回路
８２ … マルチプレクサ
９２ … Ａ／Ｄコンバータ

Claims (6)

1. 二次電池および前記二次電池と外部電源とを接続するスイッチのオン／オフを制御する電源回路を含む、携帯端末であって、
   前記スイッチのオン／オフを繰り返すことで、前記スイッチがオンのときの第１充電電流値および第２充電電流値と、前記スイッチがオフのときの第１消費電流値および第２消費電流値とを取得する第１取得部、
   前記第１消費電流値と前記第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ前記第２充電電流値と前記第２消費電流値との第２差分値が第２閾値以下のときにカウントするカウント部、および
   前記カウント部によってカウントされた回数が所定回数に達したとき、前記二次電池の満充電状態を検出する検出部を備える、携帯端末。
2. 前記第１差分値が前記第１閾値未満であり、かつ前記第２差分値が前記第２閾値より大きいとき、前記カウント部によってカウントされた回数を初期化する初期化部をさらに備える、請求項１記載の携帯端末。
3. 前記カウント部は、前記第１差分値が前記第１閾値未満であり、前記第２消費電流値が第３閾値以下であり、かつ前記第２差分値が前記第２閾値以下のときにカウントし、
   前記初期化部は、前記第１差分値が前記第１閾値未満であり、かつ前記第２消費電流値が第３閾値より大きいとき、前記カウント部によってカウントされた回数を初期化する、請求項２記載の携帯端末。
4. 前記二次電池の電圧値を取得する第２取得部をさらに備え、
   前記カウント部は、前記第２取得部によって取得された電圧値が所定値以上である場合、前記第１差分値が前記第１閾値未満であり、かつ前記第２差分値が前記第２閾値以下のときにカウントする、請求項１記載の携帯端末。
5. 二次電池および前記二次電池と外部電源とを接続するスイッチのオン／オフを制御する電源回路を含む、携帯端末のプロセッサを、
   前記スイッチのオン／オフを繰り返すことで、前記スイッチがオンのときの第１充電電流値および第２充電電流値と、前記スイッチがオフのときの第１消費電流値および第２消費電流値とを取得する取得部、
   前記第１消費電流値と前記第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ前記第２充電電流値と前記第２消費電流値との第２差分値が第２閾値以下のときにカウントするカウント部、および
   前記カウント部によってカウントされた回数が所定回数に達したとき、前記二次電池の満充電状態を検出する検出部として機能させる、満充電状態検出プログラム。
6. 二次電池および前記二次電池と外部電源とを接続するスイッチのオン／オフを制御する電源回路を含む、携帯端末における満充電状態検出方法であって、前記携帯端末のプロセッサが、
   前記スイッチのオン／オフを繰り返すことで、前記スイッチがオンのときの第１充電電流値および第２充電電流値と、前記スイッチがオフのときの第１消費電流値および第２消費電流値とを取得する取得ステップ、
   前記第１消費電流値と前記第２消費電流値との第１差分値が第１閾値未満であり、かつ前記第２充電電流値と前記第２消費電流値との第２差分値が第２閾値以下のときにカウントするカウントステップ、および
   前記カウントステップによってカウントされた回数が所定回数に達したとき、前記二次電池の満充電状態を検出する検出ステップを実行する、満充電状態検出方法。

Images