JP5874551B2 - 充電制御装置、電気機器、充電制御方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、二次電池の充電を制御する充電制御装置に関する。

携帯電話端末やＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末）のような携帯端末には、充電可能な電池である二次電池を動力源として動作するものが多い。

図５は、二次電池を動力源として動作する携帯端末の構成を示すブロック図である。

図５に示す携帯端末１００は、電圧が１００ＶのＡＣ（alternating current：交流）電力をＤＣ（Direct Current：直流）電力に変換して携帯端末１００に供給するＡＣ（alternating current：交流）アダプタ１０１と、二次電池１０２とに接続されている。

また、携帯端末１００は、携帯端末１００を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１１１と、情報を記憶するメモリ１１２と、撮影を行う撮影部１１３と、音声の入出力を行う音声入出力部１１４と、ユーザから情報を受け付けるキー操作部１１５と、温度を検出する温度センサ１１６と、情報を表示する表示部１１７と、情報をアンテナ１１９を介して送信する送受信部１１８と、アンテナ１１９と、充電制御装置１２０とを有する。

充電制御装置１２０は、ＡＣアダプタ１０１から供給された電力を二次電池１０２に充電するとともに、二次電池１０２に蓄電された電力を携帯端末１００の各部（ＣＰＵ１１１など）に供給する。

二次電池１０２の充電時には、供給された電力の一部が損失して熱に変換されるため、二次電池１０２が発熱することがあり、その結果、二次電池１０２が上昇して二次電池１０２の動作が不安定になったり、携帯端末１００の温度が上昇してユーザに不快感を与えたりするなどの不具合が生じることがある。このため、充電制御装置１２０は、通常、温度センサ１１６にて検出された端末の温度や二次電池１０２の温度が一定温度以上になると、二次電池１０２への充電を停止する保護部１２１を備えている。

また、近年、ＣＰＵの高性能化や撮像部の高画素化などに起因する携帯端末の消費電力の増加に伴い、二次電池の大容量化が進んでいる。しかしながら、大容量の二次電池には、充電で完了するまでにかかる充電時間が長いという問題がある。

上記の問題を解決するための技術としては、二次電池を充電する電力として、通常の値より大きい大電流の電力を用いる大電流充電方式が知られている。この方式では、二次電池として、通常の電池の代わりに、大電流の電力による充電に対応した電池が使用されることが多い。このような電池としては、例えば、負極材料に、通常使用されている炭素系材料の代わりに、酸化物系材料であるチタン酸リチウムを使用した電池が挙げられる。

上記の電池を使用した場合、電力の電流値を通常の１０倍程度にすることが可能になり、その結果、充電時間を通常の１０分の１程度に短縮することが可能になる。このため、一般的な携帯端末に使用される二次電池に対して、１０分程度で充電を行うことが可能になる。

しかしながら、大電流充電方式では、充電時に生じる発熱量が大きくなるため、携帯端末や二次電池の温度が上昇しやすい。このため、携帯端末や二次電池の温度が一定温度以上になり、保護部が二次電池への充電が停止する状況が増加し、結果的に充電時間が増加してしまうなど、ユーザの利便性が低下してしまう。

これに対して特許文献１には、アダプタから供給された大電流の充電電力で二次電池を充電し、温度センサにて検出された温度が設定切替温度より高くなると、充電電力の電流値を小さくする携帯端末が開示されている。

特許文献１に記載の携帯端末では、温度が高くなっても、充電が停止されないので、ユーザの利便性を確保することができる。

特開２００６−２０３９８０号公報

しかしながら特許文献１に記載の携帯端末は、温度が設定切替温度より高くなると、充電電力の電流値を小さくするので、充電時間が長くなってしまう。このため、ユーザの利便性は十分とはいえない。

本発明の目的は、温度上昇による不具合を抑制しつつ、利便性を向上させることが可能な充電制御装置、電気機器、充電制御方法およびプログラムを提供することである。

本発明による充電制御装置は、二次電池へ供給される電力の電流値を判別し、当該電流値に基づいて、当該二次電池の充電を停止する充電停止温度を決定する判別部と、
当該二次電池を充電する制御部と、
入力された温度信号が示す温度が前記充電停止温度以上の場合、前記制御部による充電を停止する保護部と、
を備え、
前記判別部は、前記電流値が高いほど、前記充電停止温度を高くすることを特徴とする。

本発明による電気機器は、前記充電制御装置を備える。

本発明による充電制御方法は、二次電池へ供給される電力の電流値を判別し、
当該電流値に基づいて、当該二次電池の充電を停止する充電停止温度を決定し、
当該二次電池を充電し、
入力された温度信号が示す温度が前記充電停止温度以上の場合、前記充電を停止し、
前記電流値が高いほど、前記充電停止温度を高くすることを特徴とする。

本発明によるプログラムは、コンピュータに、
二次電池へ供給される電力の電流値を判別する手順と、
当該電流値に基づいて、当該二次電池の充電を停止する充電停止温度を決定する手順と、
当該二次電池を充電する手順と、
入力された温度信号が示す温度が前記充電停止温度以上の場合、前記充電を停止する手順と、
を実行させ、
前記充電停止温度を決定する手順では、前記電流値が高いほど、前記充電停止温度を高く設定させるためのものである。

本発明によれば、温度上昇による不具合を抑制しつつ、利便性を向上させることが可能になる。

本発明の第１の実施形態の充電制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態の充電制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の携帯端末の動作を説明するためのフローチャートである。 関連技術である携帯端末の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。

図１は、本発明の第１の実施形態の充電制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、充電制御装置１は、判別部１１と、制御部１２と、保護部１３とを有する。

判別部１１は、電力供給装置２から供給される電力の電流値を判別し、その判別した電流値に基づいて、二次電池３の充電を停止する充電停止温度を決定する。

制御部１２は、電力供給装置２から供給される電力を二次電池３に充電する。

保護部１３には、温度を示す温度信号が入力される。保護部１３は、入力された温度信号が示す温度が判別部１１にて決定された充電停止温度以上の場合、制御部１２による充電を停止する。

図２は、充電制御装置１の動作を説明するためのフローチャートである。

先ず、判別部１１は、電力供給装置２から供給される電力の電流値を判別する（ステップＳ２１）。

判別部１１は、判別した電流値に基づいて充電停止温度を決定し、その充電停止温度を保護部１３に設定する（ステップＳ２２）。

そして、判別部１１は、充電を実行する旨の動作命令を制御部１２に出力する。制御部１２は、動作命令を受け付けると、電力供給装置２から供給された電力を二次電池３に充電する（ステップＳ２３）。

また、充電停止温度が設定されると、保護部１３は、温度信号を確認し、その温度信号が示す温度が充電停止温度以上か否かを判断する（ステップＳ２４）。

温度が充電停止温度未満の場合、保護部１３は、ステップＳ２４の処理に戻る。

温度が充電停止温度以上の場合、保護部１３は、制御部１２による二次電池３への充電を停止する（ステップＳ２５）。

以上説明したように本実施形態によれば、二次電池３の充電を停止する充電停止温度が、電力の電流値に基づいて決定されるので、電力の電流値に応じた適切な充電停止温度が設定されるため、温度上昇による不具合を抑制しつつ、利便性を向上させることが可能になる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、充電制御装置を備える携帯端末について説明する。

図３は、本発明の第２の実施形態の携帯端末の構成を示す図である。

図３に示す携帯端末２００は、ＡＣアダプタ２０１および二次電池２０２のそれぞれが着脱できる構成である。図３では、ＡＣアダプタ２０１および二次電池２０２が接続されている状態が示されている。

ＡＣアダプタ２０１は、図１で示した電力供給装置２に対応する装置であり、所定の電流値の電力を携帯端末１００に供給する。本実施形態では、ＡＣアダプタ２０１は、電圧が１００ＶのＡＣ電力を所定の電流値のＤＣ電力に変換して携帯端末２００に供給している。

二次電池２０２は、充電可能な電池であり、サーミスタ２０２Ａを備える。サーミスタ２０２Ａは、二次電池２０２の温度を電池温度として検出し、その電池温度を示す温度信号である電池温度信号を携帯端末２００に出力する電池温度検出部である。

また、携帯端末２００は、ＣＰＵ２１１と、メモリ２１２と、撮影部２１３と、音声入出力部２１４と、キー操作部２１５と、温度センサ２１６と、表示部２１７と、送受信部２１８と、アンテナ２１９と、充電制御装置２２０とを有する。

ＣＰＵ２１１は、携帯端末２００の各部とバス線２３１を介して接続され、各部とバス線２３１を介して情報の入出力を行うことで、各部を制御する。

メモリ２１２は、種々の情報を記録する。例えば、メモリ２１２は、ＣＰＵ２１１の動作を規定するプログラムなどを記録する。

撮影部２１３は、例えば、カメラであり、撮影を行う。

音声入出力部２１４は、スピーカおよびマイクを備え、そのスピーカおよびマイクを用いて音声の入出力を行う。

キー操作部２１５は、携帯端末２００のユーザから電話番号や文字などの種々の情報を受け付けるボタンを備える。

温度センサ２１６は、携帯端末２００の温度を端末温度として検出し、その端末温度を示す温度信号である端末温度信号を出力する端末温度検出部である。なお、端末温度信号は、充電制御装置２２０を備えた電気機器の温度を示す機器温度信号の一例である。

表示部２１７は、例えば、液晶パネルであり、種々の情報を表示する。

送受信部２１８は、無線通信を用いることで、アンテナ２１９を介した種々の情報の送受信を行う。

充電制御装置２２０は、図１に示した充電制御装置１に対応する装置であり、ＡＣアダプタ２０１からの電力を二次電池２０２に充電するとともに、二次電池２０２に充電された電力を、携帯端末１００の各部に電源ライン２３２を介して供給する。なお、図３では、電源ライン２３２を太線で示し、バス線２３１を細線で示している。

充電制御装置２２０は、具体的には、判別部２２１と、制御部２２２と、保護部２２３とを有する。

判別部２２１は、ＡＣアダプタ２０１から供給される供給電力の電流値を判別する。

例えば、判別部２２１は、供給電力の電流値を実際に測定することで、電流値を判別する。

また、ＡＣアダプタ２０１が、供給電力の電流値を示す電流値情報を格納していれば、判別部２２１は、その電流値情報をＡＣアダプタ２０１から取得し、取得した電流値情報から供給電力の電流値を判別してもよい。また、ＡＣアダプタ２０１が識別情報を格納していれば、判別部２２１は、識別情報をＡＣアダプタ２０１から取得し、取得した識別情報と、識別情報と供給電力の電流値との対応関係を示すルックアップテーブルとに基づいて、電流値を判別してもよい。なお、ルックアップテーブルは、判別部２２１にて予め保持されていてもよいし、メモリ２１２に記録されていてもよい。

電流値を判別すると、判別部２２１は、その判別した電流値に基づいて、充電停止温度を決定して保護部２２３に設定する。

具体的には、電流値が高いほど、二次電池２０２への充電が開始されてから完了するまでにかかる充電時間が短くなるので、充電中の携帯端末２００や二次電池２０２の温度が高くなっても、携帯端末２００や二次電池２０２に対する影響は低く、ユーザへの不快感も少ない。このため、判別部２２１は、電流値が大きいほど、充電停止温度を高くする。

本実施形態では、携帯端末１００に対応したＡＣアダプタには、第１の電流値の電力を供給する第１のＡＣアダプタと、第１の電流値より大きい第２の電流値の電力を供給する第２のＡＣアダプタとがあり、第１のＡＣアダプタまたは第２のＡＣアダプタがＡＣアダプタ２０１として携帯端末１００に接続できるものとする。なお、第１の電流値は、例えば、通常の充電方式に対応した電流値であり、第２の電流値は、例えば、高電流充電方式に対応した電流値である。

この場合、判別部２２１は、供給電力の電流値を、第１の電流値と第２の電流値のいずれかに判別する。そして、判別部２２１は、供給電力の電流値が第１の電流値の場合、充電停止温度を第１の停止温度に決定し、供給電力の電流値が第２の電流値の場合、充電停止温度を第１の停止温度より高い第２の停止温度に決定する。

また、判別部２２１は、温度信号のそれぞれについて、充電停止温度を決定してもよい。本実施形態では、温度信号は、温度センサ２１６から入力される端末温度信号と、サーミスタ２０２Ａから入力される電池温度信号とを含む。

このため、例えば、供給電力の電流値が第１の電流値の場合、判別部２２１は、端末温度に対する充電停止温度である端末停止温度を、第１の端末停止温度に決定し、電池温度に対する充電停止温度である電池停止温度を、第１の電池停止温度に決定する。

また、供給電力の電流値が第２の電流値の場合、判別部２２１は、端末停止温度を、第１の端末停止温度より高い第２の端末停止温度に決定し、電池停止温度を、第１の電池停止温度より高い第２の電池停止温度に決定する。

なお、第１の端末停止温度および第１の電池停止温度は、第１の停止温度であり、第２の端末停止温度および第２の電池停止温度は、第２の停止温度である。

制御部２２２は、ＡＣアダプタ２０１から供給される供給電力を二次電池２０２に充電する。また、制御部２２２は、二次電池２０２に充電された電力を、携帯端末１００の各部に電源ライン２３２を介して供給する。ここで、各部とは、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、撮影部２１３、音声入出力部２１４、キー操作部２１５、温度センサ２１６、表示部２１７、送受信部２１８およびアンテナ２１９を示す。

保護部２２３には、温度センサ２１６から端末温度信号が入力され、二次電池２０２のサーミスタ２０２Ａから電池温度信号が入力される。

保護部２２３は、端末温度信号が示す端末温度が判別部２２１から設定された端末停止温度以上の場合、および、電池温度信号が示す電池温度が判別部２２１から設定された電池停止温度以上の場合、制御部２２２による二次電池２０２への充電を停止する。

図４は、本実施形態の携帯端末１００の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

なお、以下の動作では、携帯端末１００に二次電池２０２が接続されており、温度センサ２１６およびサーミスタ２０２Ａは、定期的または常時、温度を測定し、その温度を示す温度信号を保護部２２３に入力しているものとする。

先ず、携帯端末１００にＡＣアダプタ１０１が接続され、ＡＣアダプタ１０１から充電制御装置２２０に電力が供給されると、判別部２２１は、その供給された供給電力の電流値を測定することで、供給電力の電流値が第１の電流値か第２の電流値かを判別する（ステップＳ４１）。

例えば、判別部２２１は、第１の電流値と第２の電流値の間の値を閾値として保持し、測定した電流値が閾値未満の場合、供給電力の電流値を第１の電流値と判別し、測定した電流値が閾値以上の場合、供給電力の電流値を第２の電流値と判別する。

供給電力の電流値を判別すると、判別部２２１は、その判別した電流値に基づいて、
端末停止温度および電池停止温度を決定し、その端末停止温度および電池停止温度を保護部２２３に設定する（ステップ４２）。

そして、判別部２２１は、動作命令を制御部２２２に出力する。制御部２２２は、動作命令を受け付けると、ＡＣアダプタ２０１から供給された供給電力を二次電池３に充電する（ステップＳ４３）。

また、端末停止温度および電池停止温度が設定されると、保護部１３は、温度センサ２１６からの端末温度信号を確認し、その端末温度信号が示す端末温度が端末停止温度以上か否かを判断する（ステップＳ４４）。

端末温度が端末停止温度未満の場合、保護部１３は、サーミスタ２０２Ａからの電池温度信号を確認し、その電池温度信号が示す電池温度が電池停止温度以上か否かを判断する（ステップＳ４５）。

電池温度が電池停止温度未満の場合、保護部１３は、ステップ４４の処理に戻る。

また、端末温度が端末停止温度以上の場合、および、電池温度が電池停止温度以上の場合、保護部１３は、制御部２２２による充電を停止する（ステップＳ４６）。

なお、保護部１３は、制御部２２２による充電を停止した後で、端末温度が端末停止温度未満、かつ、電池温度が電池停止温度未満になると、制御部２２２による充電を再開してもよい。

以上説明したように本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、二次電池２０２の充電を停止する充電停止温度が、温度上昇による不具合を抑制しつつ、利便性を向上させることが可能になる。

また、本実施形態では、供給電力の電流値が高いほど、充電停止温度が高くなるので、高温による携帯端末２００や二次電池２０２への影響や、ユーザへの不快感をより的確に抑制することが可能になる。したがって、温度上昇による不具合をより正確に抑制しつつ、利便性をより向上させることが可能になる。

また、本実施形態では、温度信号のそれぞれについて、充電停止温度が決定されるので、高温による携帯端末２００や二次電池２０２への影響や、ユーザへの不快感をより正確に抑制することが可能になる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

例えば、携帯端末２００は、携帯端末２００のそれぞれ異なる箇所の温度を検出する複数の温度センサを備え、判別部２２１は、各温度センサから出力された温度信号のそれぞれに対して、充電停止温度を決定してもよい。

また、判別部２２１は、複数の温度信号のうち、所定の温度信号に対する充電停止温度のみを、供給電力の電流値に基づいて決定し、残りの温度信号に対する充電停止温度を固定値としてもよい。

また、第１の実施形態、および、第２の実施の形態の充電制御装置の適用例としては、携帯電話機、ＰＤＡ、スマートフォン、ゲーム機、タブレット型ＰＣ（Personal Computer）およびノート型ＰＣのような携帯端末が好適である。また、充電制御装置は、携帯端末以外にも、充電式カイロなど機器本体で充電可能な二次電池を有する電気器機器にも適用可能である。

また、充電制御装置１、２２０および携帯端末２００の機能は、その機能を実現するためのプログラムを、コンピュータにて読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ実行させることで、実現されてもよい。

１、２２０ 充電制御装置
１１、２２１ 判別部
１２、２２２ 制御部
１３、２２３ 保護部
２００ 携帯端末
２０１ ＡＣアダプタ
２０２ 二次電池
２１１ ＣＰＵ
２１２ メモリ
２１３ 撮影部
２１４ 音声入出力部
２１５ キー操作部
２１６ 温度センサ
２１７ 表示部
２１８ 送受信部
２１９ アンテナ

Claims (8)

1. 二次電池へ供給される電力の電流値を判別し、当該電流値に基づいて、当該二次電池の充電を停止する充電停止温度を決定する判別部と、
   当該二次電池を充電する制御部と、
   入力された温度信号が示す温度が前記充電停止温度以上の場合、前記制御部による充電を停止する保護部と、
   を備え、
   前記判別部は、前記電流値が高いほど、前記充電停止温度を高くすることを特徴とする充電制御装置。
2. 前記判別部は、前記電流値を、第１の電流値と、前記第１の電流値より高い第２の電流値のいずれかに判別し、前記電流値が前記第１の電流値の場合、前記充電停止温度を第１の温度に決定し、前記電流値が前記第２の電流値の場合、前記充電停止温度を前記第１の温度より高い第２の温度に決定する、請求項１に記載の充電制御装置。
3. 前記温度信号は、前記二次電池の温度を示す電池温度信号を含む、請求項１または２に記載の充電制御装置。
4. 前記温度信号は、当該充電制御装置を備えた電気機器の温度を示す機器温度信号を含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の充電制御装置。
5. 前記温度信号は、複数あり、
   前記判別部は、前記温度信号のそれぞれに対して、前記充電停止温度を決定する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の充電制御装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の充電制御装置を備えた電気機器。
7. 二次電池へ供給される電力の電流値を判別し、
   当該電流値に基づいて、当該二次電池の充電を停止する充電停止温度を決定し、
   当該二次電池を充電し、
   入力された温度信号が示す温度が前記充電停止温度以上の場合、前記充電を停止し、
   前記電流値が高いほど、前記充電停止温度を高くすることを特徴とする充電制御方法。
8. コンピュータに、
   二次電池へ供給される電力の電流値を判別する手順と、
   当該電流値に基づいて、当該二次電池の充電を停止する充電停止温度を決定する手順と、
   当該二次電池を充電する手順と、
   入力された温度信号が示す温度が前記充電停止温度以上の場合、前記充電を停止する手順と、
   を実行させ、
   前記充電停止温度を決定する手順では、前記電流値が高いほど、前記充電停止温度を高く設定させるためのプログラム。

Images