JP3600628B2 - 電池形式識別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電池のセルの形式を識別する方法に関し、更に詳細には、回路内にあって動作中の電池のセルの形式を識別する電池形式識別方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々のセル技術（セル形式）を使用する電池が開発されており、広く使用されている。最も普通のセル形式の中の２つはアルカリおよびニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）である。他のセル形式にはニッケル−金属−水素化物および各種リチウム技術がある。多くの用途において、異なるセル形式の電池が交換可能である。たとえば、計算器、パームトップコンピュータのような多数の家庭用電気製品では、アルカリおよびＮｉ−Ｃｄ形式の電池を双方とも使用することができる。
【０００３】
しかし、ある環境では、特定の用途に使用されている電池のセル形式を識別する必要がある。たとえば、あるパームトップコンピュータでは、電池に残っているエネルギを測定し、その指示をユーザに示すのに寿命終点または充電状態の手順が行われている。典型的には、これらの手順はその放電サイクルに亘る電池の電圧特性に依存している。電池の電圧特性はセル形式間で異なるから、残存電池エネルギを正確に測定するには電池のセル形式を知らなければならない。電池を他のセル形式の電圧特性と比較すれば、残存エネルギの測定は誤っていることになる。不適当なセル形式を使用すれば完全に充電されている電池の残存電荷が不充分であると診断される。ユーザはこのような誤診電池を早期に捨てたりまたは不必要に再充電したりすることがある。不適当なセル形式を使用すれば残存電荷の少ない電池の差し迫った寿命の終わりを診断しそこねることもある。このような診断に頼っているユーザは電池の偶発的故障に関する価値あるデータを失う可能性がある。
【０００４】
セル形式の識別は電池の再充電にとっても重要である。Ｎｉ−Ｃｄのようなあるセル形式は再充電可能であるが、アルカリのような他のセル形式は再充電できない。再充電電流を再充電不能の電池に加えると、電池の温度が内圧がそうであるように急速に上昇する。究極的には、再充電を続ければ、電池に穴があき、電池から腐食性化学薬品の漏れを生じ、恐らくは爆発を生ずる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在のところ、電池で作動する多数の製品は、その製品に取り付けられたオーナの取扱説明書または注意書きによって導かれて正しいセル形式の電池を選択し、採用するユーザに単に頼っているだけである。あるパームトップコンピュータは電池の充電状態を測定するに先立ちセル形式を識別するのにユーザの質問を採用することさえある。しかし、不適格なセル形式を使用することのあり得る結果を考えれば、電池で作動する製品の不慣れなユーザが不良セル形式の電池を使用しないよう保護するシステムを設けることが望ましい。
【０００６】
電池で動作する製品の製造業者は不適当なセル形式の使用に対して保護するのに機械的ロックアウト機構にも頼っている。典型的な機械的ロックアウト装置は、特定の大きさ、形状、または他の機械的特徴を持たない電池の設置を防止することにより不適当なセル形式の使用に対して保護している。特定の機械的特徴を備えている電池だけを設置することができる。典型的には、機械的特徴は所要セル形式の電池だけがその機械的特徴を確実に備えているようにする非標準的設計である。しかし、非標準電池を使用すれば通常公衆に対する適切な電池の利用可能性が制限される。それ故これらの機構を採用する製品は公衆の受入れを得るのが困難になるであろう。更に、ロックアウト機構は、交換可能なセル形式を使用するのが望ましいが、使用中の特定のセル形式を知らなければならない場合には、パームトップコンピュータの充電状態ゲージに役立たない。
【０００７】
故に電池を使用しながら電池のセル形式を識別する能力が必要である。本発明は電池を回路内で作動させながら電池のセル形式を識別する方法を提供するものである。本発明は電池のセル形式を識別するのに電池の直列抵抗を使用するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
セル形式の異なる電池は特定の放電方法に対して異なる放電特性を備えている。ほとんどの電子回路システムはパルス式定電力法（すなわち、一定電力を電池から間欠的に引き出す）を利用している。他の放電方法には定負荷インピーダンス、定電流、および定電力放電がある。特定の放電方法および特定の末端利用のもとに種々のセル形式の挙動を特徴づけることが可能である。特定の用途におけるセル形式の特性挙動をこのようにしてセル形式の識別に適用することができる。
【０００９】
セル放電特性の特定の１つである直列抵抗は、パルス式定放電使用下で各種セル形式について独特である。たとえば、アルカリ電池の直列抵抗はその寿命サイクルを通じて一定の範囲内に納まる。しかし、Ｎｉ−Ｃｄの直列抵抗は、大部分は、アルカリ電池のものとは明瞭に異なる値の第２の範囲内にある。本発明は電池のこの直列抵抗挙動を利用してセル形式を区別している。
【００１０】
【作用】
本発明の方法によれば、特定の用途に使用し得るセル形式の直列抵抗挙動をその寿命に亘りセル形式により示される値の範囲を確定するように特徴づける。その後で、その用途での電池の直列抵抗を測定し、セル形式と関連する種々の範囲と比較する。次に電池をその直列抵抗の測定値が入る値の範囲と関連するセル形式を有するとして識別する。
【００１１】
しかし、幾つかのセル形式の場合には、セル形式の直列抵抗はその全放電サイクルに亘って明確ではない。たとえば、アルカリおよびＮｉ−Ｃｄのセル形式は共にその寿命サイクルの異なる部分で一定の中間範囲の値の直列抵抗を示す。このような場合には、セル形式を識別するのに、電池電圧のような、第２の放電特性を使用することも必要である。セル形式が中間範囲の直列抵抗値を示すときは、セル形式の電池電圧または他の放電特性は異なる明確な範囲に入る。したがって、本発明のある実施例では、電池の電池電圧または他の放電特性をも直列抵抗とともに測定し、確定したセル形式挙動と比較して電池のセル形式を識別する。
【００１２】
また本発明によれば、電池のセル形式を識別する電子装置に使用するための装置が提供される。この装置は電池試験回路およびセル形式識別回路から構成される。本発明の一実施例では、電池試験回路は電池の直列抵抗および電圧を測定する。電池試験回路は既知の大きさの電流パルスを電池に供給し、そのパルスによって生ずる電池電圧の変化を測定することにより電池の直列抵抗を測定する。直列抵抗は電圧変化の電流パルスの大きさに対する比である。電池試験回路は電圧をサンプルし、サンプルした電圧をデジタル化することにより電池電圧を測定する。
【００１３】
セル形式識別回路は好適に本発明の方法を実行するようプログラムされたマイクロプロセッサにより実施されているが、専用ハードウェアで実施することもできる。セル形式識別回路は電池試験回路から直列抵抗および電圧の測定値を受け取り、その測定値をそのセル形式に対する電池挙動の確定範囲と比較する。次いでセル形式識別回路は測定値が存在する範囲と関連するセル形式のものであるとして電池を識別する。
【００１４】
本発明の他の特徴および長所は添付図を参照して進める好適実施例の下記詳細説明から明らかになるであろう。
【００１５】
【実施例】
本発明の好適実施例は、電池の直列抵抗の測定値を利用して２つの共通の交換可能な電池セル形式、アルカリおよびＮｉ−Ｃｄ、を識別する。直列抵抗測定値を電池のセル形式を識別するのに使用できる前に、先づ特定の放電方法に対するセル形式の直列抵抗挙動を特徴づけることが必要である。セル形式の直列抵抗特性は、放電中のセル形式の挙動を観察することにより経験的に、または電池製造業者の仕様から決定することができる。
【００１６】
電子回路に典型的のパルス式定電力放電が行われると、アルカリおよびＮｉ−Ｃｄ電池は各々明瞭に異なる直列抵抗特性を示す。図１を参照すると、その充電状態の関数としてのアルカリ形電池の平均直列抵抗（残っている全電荷の百分率として測る）が下向きに傾斜する平均アルカリ直列曲線２０として描かれている。アルカリ電池により充電状態の関数として示される最大および最小直列抵抗値は平均アルカリ直列抵抗曲線２０の両側にそれぞれ下向きに傾斜する最大アルカリ電池直列抵抗曲線２２、最小アルカリ電池直列抵抗曲線２４により示されている。空（残存電荷０％）と完全に充電されている（１００％の残存電荷）状態との間のある所定の充電状態で、アルカリ電池の直列抵抗は最大アルカリ電池直列抵抗曲線２２と最小アルカリ電池直列抵抗曲線２４との間にある。
【００１７】
その充電状態の関数としてのＮｉ−Ｃｄ電池の平均直列抵抗は最小アルカリ電池直列抵抗曲線２４より下の第２の下向き傾斜の平均Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線２８により示される。Ｎｉ−Ｃｄ電池は平均Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗曲線２８より上の最大Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線３０と平均Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線２８より下の最小Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線３２との間に入る特性直列抵抗を示す。
【００１８】
電池のセル形式の決定における次の段階は特定のセル形式により排他的に示される値の範囲を識別することである。本発明の好適実施例では、排他的直列抵抗の範囲はアルカリおよびＮｉ−Ｃｄの両セル形式について識別されている。図１のグラフで、Ｎｉ−Ｃｄ電池により示される最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６は残存電荷０％のとき最大Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線３０に沿う点３８にある。最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６より上の直列抵抗値はアルカリ電池により排他的に示される。したがって、本発明の好適実施例では、最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６はアルカリ電池により排他的に示される直列抵抗値のアルカリ範囲４０の下限を形成している。
【００１９】
アルカリ電池により示される最小アルカリ直列抵抗値４４は残存電荷１００％のとき最小アルカリ電池直列抵抗曲線２４の上にある（点４６）。最小アルカリ直列抵抗値４４より下の直列抵抗値はＮｉ−Ｃｄ電池により排他的に示される。したがって最小アルカリ直列抵抗値４４はＮｉ−Ｃｄ電池により排他的に示される直列抵抗値のＮｉ−Ｃｄ範囲４８の上限を形成している。
【００２０】
最小アルカリ直列抵抗値４４（Ｎｉ−Ｃｄ範囲の上限）は最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６（アルカリ範囲の下限）より小さい。アルカリ範囲の限界である最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６とＮｉ−Ｃｄ範囲４８の限界である最小アルカリ直列抵抗値４４との間はアルカリセル形式とＮｉ−Ｃｄセル形式との両者により示される直列抵抗値の中間範囲５２である。しかし、アルカリ電池は、完全充電またはその近くにあるとき、中間範囲５２内の直列抵抗値を示すが、Ｎｉ−Ｃｄ電池は放電またはほとんど放電したとき中間範囲５２内の直列抵抗値を示す。
【００２１】
好適実施例では、電池のセル形式は電池の直列抵抗を測定し、直列抵抗測定値を排他範囲すなわち、アルカリ範囲４０、Ｎｉ−Ｃｄ範囲４８の限界である最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６、最小アルカリ直列抵抗値４４と比較することにより決まる。電池の直列抵抗を先づアルカリ範囲４０の下限である最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６と比較する。最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６より大きい直列抵抗測定値はアルカリ範囲４０の中にある。それ故、電池の直列抵抗測定値が最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６より大きければ、電池はアルカリ形でなければならない。しかし、電池の直列抵抗測定値がアルカリ範囲４０の下限である最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６より小さければ、電池の直列抵抗測定値をＮｉ−Ｃｄ範囲４８の上限である最小アルカリ直列抵抗値４４とも比較する。直列抵抗測定値がＮｉ−Ｃｄ範囲４８の上限である最小アルカリ直列抵抗値４４より小さい（すなわち、直列抵抗測定値がＮｉ−Ｃｄ範囲４８の中にある）電池はＮｉ−Ｃｄ形式の電池である。
【００２２】
電池の直列抵抗測定値が中間範囲５２（アルカリ範囲４０の下限である最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６より小さいがＮｉ−Ｃｄ範囲４８の上限である最小アルカリ直列抵抗値４４より大きい）にあれば、電池はアルカリまたはＮｉ−Ｃｄのいずれでもあり得る。中間範囲内の直列抵抗測定値を有する電池のセル形式を決定するには、アルカリ電池およびＮｉ−Ｃｄ電池の更に他の放電特性を考察しなければならない。
【００２３】
本発明の好適実施例では、アルカリおよびＮｉ−Ｃｄの各セル形式の電圧特性を利用して中間範囲５２にある直列抵抗測定値を有する電池を識別する。その直列抵抗測定値が中間範囲にあるアルカリ電池およびＮｉ−Ｃｄ電池の電圧を特徴づけることにより、限界を決定してセル形式を識別することができる。
【００２４】
図２に示す電池電圧対充電状態のグラフを参照すると、中間範囲５２（図１）の中に直列抵抗測定値を有するアルカリ電池の残存電荷は１００％残存電荷の近くで最小アルカリ充電状態６４より大きい。しかし、直列抵抗測定値が中間範囲５２（図１）の中にあるＮｉ−Ｃｄ電池の残存電荷は完全放電（０％残存電荷）の近くで最大Ｎｉ−Ｃｄ充電状態６６より小さい。その残存電荷が最小アルカリ充電状態６４より上にあるアルカリ電池は最小アルカリ電圧６８より上の電池電圧を示す。その残存電荷が最大Ｎｉ−Ｃｄ充電状態６６より小さいＮｉ−Ｃｄ電池は最大Ｎｉ−Ｃｄ電圧７０より小さい電池電圧を示す。最大Ｎｉ−Ｃｄ電圧７０は最小アルカリ電圧６８より低い。したがって、本発明の好適実施例では、最大Ｎｉ−Ｃｄ電圧７０と最小アルカリ電圧６８との間の電池電圧限界７２を選択して中間範囲５２に直列抵抗測定値を有するアルカリ電池により示される電池電圧と中間範囲（Ｎｉ−Ｃｄ電圧範囲７６）に直列抵抗測定値を有するＮｉ−Ｃｄ電池により示される電池電圧とを区別している。
【００２５】
その直列抵抗測定値が中間範囲５２にある電池のセル形式は電池電圧限界７２を用いて決定される。電池の直列抵抗測定値が中間範囲にあると決まると、電池の電圧も測定される。電池電圧の測定値を電池電圧限界７２と比較する。その電池電圧測定値が電池電圧限界７２より大きい電池はアルカリ形電池である。しかし、電池電圧測定値が電池電圧限界７２より小さければ、電池はＮｉ−Ｃｄ電池である。
【００２６】
一旦電池のセル形式がこの方法により決まると、セル形式がユーザのためにおよびその情報を必要とする他の回路のために識別される。たとえば、電池のセル形式を判定されたセル形式に対応するＬＥＤを照明することによりユーザのために識別されることができる。セル形式は再充電している電池の判定されたセル形式に対応する信号を供給することにより電池充電器の遮断回路のような他の回路にとっても識別される。遮断回路は再充電不能セル形式を有すると判定された電池の再充電を防止することができる。
【００２７】
図３を参照すると、本発明の好適実施例による電池８２のセル形式を決定するための回路８０は電池試験回路８６およびセル形式識別回路８８から構成されている。図解した実施例では、電池８２は電力を負荷９０に供給する電池作動製品に設置される。回路８０は電池作動製品に組み込まれて出力９２のＩＤ（識別）信号により電池形式の識別を行う。
【００２８】
電池試験回路８６は電池８２に接続されており、電池８２の直列抵抗および電池電圧を測定する。図４を参照すると、電池試験回路８６は好適に電流スイッチ１０２を介して電池８２に結合されている定電流源９６を備えている。電流スイッチ１０２は入力１０４に加えられる電流パルスイネーブル信号に応答して閉じ、定電流源９６を電池８２に接続する。入力１０４に電流パルスイネーブル信号を加えることにより、電池８２を定電流源９６により供給される既知の大きさの電流により選択的に駆動することができる。
【００２９】
電池試験回路８６はコンデンサ１１０を介して電池にＡＣ結合されている従来の電圧サンプルホールド回路１０８をも備えている。入力１１２に加えるサンプルイネーブル信号に応答して、電圧サンプルホールド回路１０８は電圧入力１１４で電圧をサンプルし、サンプルした電圧を出力１１６に供給する。出力１１６はスイッチ１２０を介してアナログ・デジタル変換器（ 以下、ＡＤＣという） １２２に結合されている。スイッチ１２０はＡＤＣ１２２のアナログ電圧入力１２４を電圧サンプルホールド回路１０８の出力１１６にまたは電池８２に、入力１２６に加えられる直列抵抗測定用試験選択信号に応答して、選択的に接続する。ＡＤＣ１２２は出力１３０にそのアナログ電圧入力１２４のアナログ信号に対応するデジタル値を発生する。
【００３０】
電池８２の直列抵抗を測定するときは、入力１２６に直列抵抗測定用試験選択信号を与えることにより、スイッチ１２０を操作して電圧サンプルホールド回路１０８の出力１１６をＡＤＣ１２２に接続する。電流パルスイネーブル信号が入力１０４に短時間加えられ、電池８２が既知の大きさの電流パルスで駆動されるようになる。電流パルスが既知の大きさで安定してから、サンプルイネーブル信号が入力１１２に加えられる。電圧サンプルホールド回路１０８の電圧入力１１４は電池８２にＡＣ結合されているから、電流パルスが安定するときの電圧入力１１４における電圧は電流パルスで電池を駆動することにより生ずる電池８２の電圧の差である。したがって、サンプルイネーブル信号が加えられると、電圧サンプルホールド回路１０８は電流パルスにより生じた電池の電圧差をサンプルする。この電池の電圧差は次の方程（１）により直列抵抗と関係づけられている。Ｒ＝ΔＶ／ΔＩ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）
ここでＲは直列抵抗であり、ΔＶは電池の電圧差であり、ΔＩは電流パルスの大きさである。電池電圧差はＡＤＣ１２２によりデジタル値に変換され、直列抵抗の度盛り測定値として出力１３０に供給される。
【００３１】
電池８２の電圧を測定するときは、直列抵抗測定用試験選択信号を入力１２６で加えてスイッチ１２０より電池８２をＡＤＣ１２２のアナログ電圧入力１２４に接続する。そのときＡＤＣ１２２は出力１３０で電池電圧に比例するデジタル値を形成する。
【００３２】
セル形式識別回路８８は本発明の方法により直列抵抗および電池電圧の測定値から電池８２のセル形式を決定する。セル形式識別回路８８は直列抵抗測定値をアルカリ範囲４０およびＮｉ−Ｃｄ範囲４８の所定の限界である最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６、最小アルカリ直列抵抗値４４および電池電圧測定値を電池電圧限界７２と比較する１つ以上の比較器を備えることができる。セル形式識別回路８８は測定値と限界との比較からセル形式を決定し、出力９２でセル形式に対応するデジタル値を形成する論理回路をも備えている。
【００３３】
本発明の好適実施例では、回路８０はパームトップコンピュータに備えられていて電池の充電状態を測定する前に電池８２のセル形式を決定する。このような実施例では、セル形式識別回路８８は好適にソフトウェアで実施されており、コンピュータのマイクロプロセッサで行われている。ソフトウェアの制御のもとに、マイクロプロセッサは試験選択、電流パルスイネーブル、およびサンプルイネーブルの各信号を発生して電池試験回路８６により直列抵抗および電池電圧の測定値を生ずる。次にマイロプロセッサは電池試験回路から測定値を読み取り、その測定値を所定の限界すなわち、最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値３６、最小アルカリ直列抵抗値４４、および電池電圧限界７２と比較する。本発明の方法によれば、マイクロプロセッサは次に電池８２のセル形式に対応するディジタル値を決定する。次にセル形式の値は後続の充電状態測定手順においてマイクロプロセッサにより使用されることができる。
【００３４】
本発明の原理を好適実施例を参照して説明し、図解してきたが、本発明の構成および細目をそのような原理から逸脱することなく修正し得ることが認められるであろう。たとえば、本発明の図解実施例においては、電池の直列抵抗および電圧の測定値は種々の限界と比較されて測定値が特定のセル形式により示される値の範囲内にあるか決定されている。本発明の他の実施例では、測定値が特定の範囲内にあるか否かを決定するのに他の手段を使用することができる。このような一つの手段は複数の可能な測定値を特定の範囲と関係づけるルックアップテーブルである。直列抵抗または電池電圧を測定してから、測定値が入る範囲を単純に表から読み取る。ルックアップテーブルは更に直列抵抗と電圧との測定値の一組をそれらの測定値を有する電池のセル形式と関連づけるよう修正することができる。
【００３５】
更に他の実施例では、電池の直列抵抗および電圧の測定値が特定のセル形式と関連しているか否かの決定を直列抵抗および電池電圧の測定値の関数（たとえば、積）を計算し、結果を各種セル形式により示される関数の排他的範囲と比較することにより行うことができる。
【００３６】
更に他の実施例では、上に記した直列抵抗／電圧以外の電池特性の組合わせを電池形式を判別するのに使用して好結果を得ることができる。このような一つの代わりの特性は異なる動作条件のもとでの電池の温度である。
【００３７】
本発明の原理を適用することができる多数の可能な実施例に照らして、詳細な実施例は単なる例示であり、本発明の範囲を限定するものと取るべきではないことを認めるべきである。むしろ、このような実施例すべてを特許請求の範囲およびその相当事項の範囲および精神に入り得るものとして本発明として権利を主張するものである。
【００３８】
以上、本発明の各実施例について詳述したが、以下、本発明の技術思想に包含される各実施例を列挙する。
（１）． 電池の直列抵抗を測定し、
前記電池の前記直列抵抗が、第１のセル形式の電池により示される直列抵抗値の第１の所定範囲内にあるか否かを判定し、
前記電池の前記直列抵抗が、前記第１の範囲内にあるとき、前記電池が前記第１のセル形式を有すると判定する電池形式識別方法である。
【００３９】
（２）． 前記直列抵抗が前記第１の範囲内にあるか否かを判定するステップが、
前記電池の前記直列抵抗を所定の上方閾値と比較し、
前記電池の前記直列抵抗が前記上方閾値を越えるとき、前記電池の前記直列抵抗が前記第１の所定範囲内にあることを判定する、
ステップを有する前記（１）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４０】
（３）． 前記電池の前記直列抵抗が第２セル形式の電池によって示される直列抵抗値の第２の所定範囲内にあるか否かを判定し、
前記電池の前記直列抵抗が前記第２の範囲内にあるとき、前記電池が前記第２のセル形式を有するものとして判定する、
前記（１）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４１】
（４）． 前記直列抵抗が前記第２の範囲内にあるか否かを判定するステップが、
前記電池の前記直列抵抗を所定の下方閾値と比較し、
前記電池の前記直列抵抗が前記下方閾値より小さいとき、前記電池の前記直列抵抗が前記第２の所定範囲内にあることを判定する、
前記（３）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４２】
（５）． 前記電池の前記電圧を測定し、
前記電池の前記直列抵抗が前記第１および第２のセル形式の両方の電池によって示される直列抵抗値の第３の所定範囲内にあるか否かを判定し、
前記電池の前記電圧が、その直列抵抗が前記第３の所定範囲内にある前記第１のセル形式の電池によって示される電圧の第１の所定範囲内にあるか否かを判定し、
前記電池の前記電圧が、その直列抵抗が前記第３の所定範囲内にある前記第２のセル形式の電池によって示される電圧の第２の所定範囲内にあるか否かを判定し、
前記直列抵抗が直列抵抗値の前記第３の範囲内にあり、前記電圧が電圧の前記第１の範囲内にあるときは、前記電池が前記第１のセル形式を有するものとして識別し、
前記直列抵抗が直列抵抗値の前記第３の範囲内にあり、前記電圧が電圧の前記第２の範囲内にあるときは、前記電池が前記第２のセル形式を有するものとして識別する、
前記（３）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４３】
（６）． 前記電池の前記直列抵抗と前記電池電圧とを評価し、
前記電池の前記直列抵抗が上方閾値を越えるとき、前記電池が第１のセル形式を有するものとして識別し、
前記電池の前記直列抵抗が下方閾値より小さいときは、前記電池が前記第２のセル形式を有するものとして識別し、
前記電池の前記直列抵抗が前記上方と下方閾値との間にあり、前記電池電圧が電圧閾値より大きいときは、前記電池が前記第１セル形式を有するものとして識別し、
前記直列抵抗が前記上方と下方閾値と間にあり、前記電池電圧が前記電圧閾値より小さいときは、前記電池が前記第２セル形式を有するものとして識別する、前記（５）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４４】
（７）． 異なるセル形式の電池よって示され、第１のセル形式の電池によって示される第１及び第２特性の第１の範囲と第２のセル形式の電池によって示される第１及び第２特性の第２の範囲を有する、第１と第２の電池特性の排他的範囲を相互に確定し、
電池の第１と第２特性を検出し、
前記第１と前記第２の検出された特性が存在する前記範囲を判定し、
前記電池の前記第１と前記第２の検出された特性が前記第１の範囲にあるときは前記電池が前記第１のセル形式を有するものとして識別し、
前記電池の前記第１と前記第２の検出された特性が前記第２の範囲にあるときは前記電池が前記第２のセル形式を有するものとして識別する、
電池形式識別方法である。
【００４５】
（８）． 前記第１と前記第２の特性が、直列抵抗と電圧とからなる前記（７）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４６】
（９）． 前記第２のセル形式の電池によって示される前記直列抵抗より大きい上方直列抵抗閾値を確定し、
前記電池の直列抵抗が前記上方直列抵抗閾値より大きいか否かを判定し、
前記電池の前記直列抵抗値が前記上方直列抵抗閾値より大きいときは、前記電池が前記第１のセル形式を有するものとして識別する、
前記（８）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４７】
（１０）． 前記第１のセル形式の電池によって示される前記直列抵抗より小さい下方直列抵抗閾値を確定し、
前記電池の直列抵抗が前記下方直列抵抗閾値より小さいか否かを判定し、
前記電池の前記直列抵抗値が前記下方直列抵抗閾値より小さいときは、前記電池が前記第２のセル形式を有するものとして識別する、
前記（８）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４８】
（１１）． 前記第２のセル形式の電池によって示される前記直列抵抗より大きい上方直列抵抗閾値を確定し、
前記第１のセル形式の電池によって示される前記直列抵抗より小さい下方直列抵抗閾値を確定し、
前記直列抵抗閾値間の直列抵抗を有する前記第１のセル形式の電池によって示される前記電圧より小さく、前記直列抵抗閾値間の直列抵抗を有する前記第２のセル形式の電池によって示される前記電圧より大きい電圧閾値を確定し、
前記電池の直列抵抗値が前記直列抵抗閾値間にあるか否かを判定し、
前記電圧値が前記電圧閾値より大きいか小さいかを判定し、
前記直列抵抗値が前記直列抵抗閾値間にあり、前記電圧値が前記電圧閾値より大きいときは、前記電池が前記第１のセル形式を有するものとして識別し、
前記直列抵抗値が前記直列抵抗閾値間にあり、前記電圧値が前記電圧閾値より小さいときは、前記電池が前記第２のセル形式を有するものとして識別する、
前記（８）項に記載の電池形式識別方法である。
【００４９】
（１２）． 電池の直列抵抗値を判定するために前記電池に接続さた電池直列抵抗試験手段と、
前記電池の電圧値を判定するために前記電池に接続された電池電圧試験手段と、
前記直列抵抗値と前記電圧値が直列抵抗の範囲と前記電池がそのセル形式であるとして識別するためのセル形式に関連する電池電圧内にあるか否かを判定するための手段と、
を有する電池形式識別装置である。
【００５０】
（１３）． 前記直列抵抗値と前記電圧値が、直列抵抗の複数の範囲内と電圧値内にあるか否かを判定し、直列抵抗の各範囲と電圧値とがセル形式に関連し、前記電池が前記直列抵抗と電圧値が存在する前記範囲に関連するセル形式であるものとして識別するための手段からなる前記（１２）項に記載の電池セル形式識別装置である。
【００５１】
（１４）． 前記直列抵抗値と前記電圧値とが、複数の範囲のいずれかに存在するか否かを判定するための前記手段が、複数の可能な直列抵抗と電圧値とを有するセル形式に関連するためのテーブルルック・アップ手段を有する前記（１３）項に記載の電池セル形式識別装置である。
【００５２】
（１５）． 前記直列抵抗値および前記電圧値が、複数の範囲のいずれかに存在するか否かを判定するための前記手段が、
前記直列抵抗値を上方閾値と下方閾値と比較するための直列抵抗比較手段と、
前記電圧値を電圧閾値と比較するための電圧比較手段とを有し、
前記直列抵抗比較手段および前記電圧比較手段が、前記直列抵抗値が前記上方閾値より大きいときに第１のセル形式に対応する第１の指示を提供し、前記直列抵抗値が前記下方閾値より小さいとき、前記直列抵抗値が前記上方閾値と前記下方閾値との間にあるときに第２のセル形式に対応する第２の指示を提供し、前記電圧値が前記電圧閾値より大きいときに前記第１の指示を提供し、前記電圧値が前記電圧閾値より小さいときに前記第２の指示を提供する、
前記（１３）項に記載の電池セル形式識別装置である。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、測定した電池の直列抵抗が第１のセル形式の電池により示される直列抵抗値の所定の範囲の中にあるか否かを判定し、その判定の結果第１の所定の範囲の中にあれば、第１のセル形式を有する電池であると判定するようにしたので、種々の電池のセル形式を的確に判別することができ、回路内において動作中の電池のセル形式を判別することができる。したがって、セル形式が異なることによる電池の残存電荷の誤診断や電池の寿命の誤判断を未然に回避でき、適切な再充電や電池交換処置を行うことができ、ひいては、電池で動作する製品の不慣れなユーザが不良セル形式の電池を使用することが未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルカリ電池およびＮｉ−Ｃｄ電池のその充電状態プロフィールにわたる直列抵抗（電池内の百分率残存電荷）のグラフである。
【図２】その直列抵抗が図１のグラフの中間範囲にあるアルカリ電池およびＮｉ−Ｃｄ電池の百分率残存電荷の関数としての電池電圧のグラフである。
【図３】本発明の好適実施例による電池のセル形式を判定し、識別する回路のブロック図である。
【図４】図３の回路の中の電池試験回路のブロック図である。
【符号の説明】
２０ 平均アルカリ直列抵抗曲線
２２ 最大アルカリ電池直列抵抗曲線
２４ 最小アルカリ電池直列抵抗曲線
２８ 平均Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線
３０ 最大Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線
３２ 最小Ｎｉ−Ｃｄ電池直列抵抗曲線
３６ 最大Ｎｉ−Ｃｄ直列抵抗値
４０ アルカリ範囲
４４ 最小アルカリ直列抵抗値
４８ Ｎｉ−Ｃｄ範囲
５２ 中間範囲
６４ 最小アルカリ充電状態
６６ 最大Ｎｉ−Ｃｄ充電状態
６８ 最小アルカリ電圧
７０ 最大Ｎｉ−Ｃｄ電圧
７２ 電池電圧限界
８０ 回路
８２ 電池
８６ 電池試験回路
８８ セル形式識別回路
９０ 負荷
９２ 出力

Claims (3)

1. 第１のセル形式および第２のセル形式を含む複数のセル形式から、正および負の出力電圧端子を有する電池の形式を決定する方法であって、
   前記電池の前記正および負の出力電圧端子間の直列抵抗を測定するステップと、
   前記電池の直列抵抗が、前記第１および第２のセル形式の電池によって示される所定範囲の直列抵抗値内にあるか否かを決定するステップと、
   前記電池の直列抵抗が、前記第１および第２のセル形式の両方の電池によって示される所定範囲の直列抵抗値内にあると決定された場合、
   前記電池の正および負の出力電圧端子間の電圧を測定するステップと、
   前記電池の電圧が、直列抵抗が前記所定範囲の直列抵抗値内にある前記第１のセル形式の電池によって示される第１の所定範囲の電圧内にあるか否かを決定するステップと、
   前記電池の電圧が、直列抵抗が前記所定範囲の直列抵抗値内にある前記第２のセル形式の電池によって示される第２の所定範囲の電圧内にあるか否かを決定するステップと、
   前記直列抵抗が前記所定範囲の直列抵抗値内にあり、前記電圧が前記第１の所定範囲の電圧内にある場合、前記電池を、前記第１のセル形式を有するものとして識別するステップと、
   前記直列抵抗が前記所定範囲の直列抵抗値内にあり、前記電圧が前記第２の所定範囲の電圧内にある場合、前記電池を、前記第２のセル形式を有するものとして識別するステップと、
   を備えて成る方法。
2. 第１のセル形式および第２のセル形式を含む複数のセル形式から、電池のセル形式を識別する装置であって、
   電池の電圧出力端子に接続され、非時変の電流差の印加から生じる、前記電圧出力端子における電圧差を検知することによって、前記電池の直列抵抗値を決定する電池直列抵抗試験手段と、
   前記電池の電圧出力端子に接続されて前記電池の電圧値を決定する電池電圧試験手段と、
   前記直列抵抗が前記第１および第２のセル形式の両方の電池によって示される所定範囲の直列抵抗値内にあるか否かを決定し、前記直列抵抗が前記所定範囲内にある場合、前記電圧値が、前記第１のセル形式に関連した電圧値の範囲内にあるか否か、または、前記第２のセル形式に関連した電圧値の範囲内にあるか否かを決定して前記電池を前記第１または第２のいずれのセル形式のものであるかを識別する手段と、
   を備えて成る装置。
3. 第１のセル形式および第２のセル形式を含む交換可能な電池のセル形式を区別する装置であって、
   既知の大きさの非時変第２差分を前記電池に印加した結果生じる第１差分の大きさを検知することによって、外部励振なしに前記電池の直列抵抗の指示を提供する受動直列抵抗測定回路であって、前記直列抵抗は電流差に対する電圧差の比に関連している、直列抵抗測定回路と、
   前記電池の電圧の指示を提供する電圧測定回路と、
   前記受動直列抵抗測定回路および前記電圧測定回路と通信して、前記直列抵抗の指示が前記第１および第２のセル形式の両方の電池によって示される所定範囲の直列抵抗値内にあるか否かを決定し、前記直列抵抗の指示が前記所定範囲内にある場合、前記電圧値の指示が、前記第１のセル形式に関連した電圧値の範囲内にあるか否か、または、前記第２のセル形式に関連した電圧値の範囲内にあるか否かを決定し、前記電池を前記第１または第２のいずれのセル形式のものであるかを識別する電池のセル形式識別回路と、
   を備えて成る装置。

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