CN1125348C - 在具有电能量存储器的电设备中显示“能量存储器耗尽”状态的方法和具有用于显示“能量存储器耗尽”状态的电能量存储器的电设备 - Google Patents
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Abstract
为了在具有电能量存储器(AKK)，例如蓄电池或电池的电设备，例如无线通信部分(MTme)中以优选方式以及不同的能量存储器类型和/或不同的能量存储器的类型而一致地利用存储的能量既不早也不晚地显示“能量存储器耗尽”的状态，该特征可以利用能量存储器(AKK)的放电电压曲线(ESK)的“电压拐点”的斜率与各个放电电压过程的电位无关地一直保持相等。在能量存储器的放电阶段稳定的(连续的)至少一个特征值(STG，KRU)，例如，斜率、曲率一以给出特性值的真实值(ISW，IKW)的形式计算。该计算可以通过线性回归方法计算。如果真实值(ISW，IKW)超过理论值(SSW，SKW)，则出现“能量存储器耗尽”的状态。以此方式保证了与能量存储器的类型和环境温度无关地，该蓄电池以及移动部分(MTme)一直含有近似相等的剩余工作时间。
Description
技术领域
具有电能量存储器(例如电池或蓄电池)的电设备和显示“能量存储器耗尽”的方法(例如显示、铃声等)例如可以是移动通信设备(无线设备)，其基于频率和/或时分的方法或者码分的方法并且通过蓄电池或电池提供电能。
背景技术
所以例如根据DECT/GAP标准的无绳移动部分(数字欧洲无绳通信；参见(1)：信息技术电子42(1992)，一月/二月，第一期，柏林，德国；U.Pilger：“DECT标结的结构”，23-29页；(2)菲利普通信，49卷，第三期，1991年9月；R.Mulder；“DECT通用无绳接入系统”，68-73页/Generic Access Profile；参照ETSI-出版物pr ETS300444，1995年4月，最后草案，ETSI，法国)或参照GSM标准的移动无线通信设备(全球移动通信系统，参见信息光谱14(1991)，6月，第三号，柏林，德国；A.Mann“用于数字欧洲移动无线通信网的GSM标准的基本文本”，137页-152页)。
图1出自于印刷文本单元31(1993)，第6册，215-218页；S.Althammer，D.Briickmann“用于DECT无绳电话的高度优化的IC”示出了西门子无绳电话“Gigaset 951/952”(参见通信报告16(1993)，第1册，26-27页)中所使用的无绳移动通信设备MT的原理性电路结构。
该电路结构含有移动通信部分FKT，一个信号处理设备SVE，其具有作为脉冲模式控制器BMC结构的信号控制部分SST和一个作为Codec和AD/DA转换器构成的信号转换部分SUT，一个时钟信号发生器TG，一个作为微型控制器μc的中央控制器ZS，接到具有键盘TA的工作上表面BOF的BOF截面点BSS，一个显示设备AE，一个耳机HK，一个麦克风MF和一个通话铃声TRK以及具有蒸电池AKK的电流源SV，其以所示方式相互连接。该电路结构的原理性的工作方式例如描述在上述的印刷文件单元31(1993)，第6册，215-218页中。
替代蓄电池AKK也能够使用用于无绳移动部分MT的作为能量存储器的电池。此电池在所存储的能量耗尽时与在充电器LST上重新充电的蓄电池不同而是通过一个新的电池进行替换。
为了对蓄电池AKK进行充电，具有充电器LST的移动部分MT如此构成一个功能单元，该移动部分MT的蓄电池AKK例如可以按WO94/10782中公开的方法充电。
在移动部分MT中-按照这种充电-通过较长时间的工作并且随后该蓄电池AKK的容量几乎被耗尽，-如同蓄电池一般工作时的电设备-显示出“蓄电池耗尽”(低电池)的状态。这种显示在此可以优选地通过移动部分MT的显示装置AE(显示器)上的蓄电池标志进行描述或者通过移动部分MT的铃声TRK而进行声音指示。蓄电池标志的描述和指示的给出都应该使移动部分MT的使用者准时实现该移动部分一达到“蓄电池为空”的状态还表示剩余工作时间，该移动部分MT的使用者还有可能利用该时间进行信息传输(例如继续通话、或者显示“蓄电池耗尽”(低电池))的状态。另一方面，该蓄电池标志的显示以及指示的给出并未达到，因为此显示不能解释与移动部分MT相关的移动部分所有的工作时间(例如全部通话时间)。因此人们可以保持一个精确的对使用者可接受的移动部分MT的剩余工作时间(例如10分钟)。
为了满足上述要求，例如在Gigaset 951/952中所公知的，当从蓄电池AKK中提供的蓄电池电压超过用于上述时间的例如1.15V时，就显示出“蓄电池耗尽”的状态。用于上述时间的电压值(1.15V)的超过通过一个电压范围确定。
以此方式在移动部分中使用多个蓄电池AKK，即所谓的蓄电池包，以此满足蓄电池包所能承受的蓄电池电压。
然而如果一般将小型蓄电池插入到移动部分中时，就不再满足，当从小型蓄电池提供的电压超过具有一定ULB电压范围(用于上述时间的超过电压值ULB)的预定值ULB(ULOW Bat＝电压值U，其显示了“蓄电池耗尽”(低电池))的状态时，显示“小型蓄电池耗尽”的状态。这种特性借助于图2解释。
图2示出了与小型蓄电池不同的生产者的三个放电电压过程①、②、③和三个与放电过程相应的划线面
该划线面
表示剩余工作时间(例如剩余通话时间)，第一剩余工作时间RBZ1、第二剩余工作时间RBZ2和第三剩余工作时间RBZ3，标志(显示)“蓄电池耗尽”(低电池)的状态的小型蓄电池。该第一剩余工作时间RBZ1例如优选(用户的精确测量和接受)为用于蓄电池类型①(ULB电压范围在时间上优选实现)。该第二剩余工作时间RBZ2是长的，因为ULB电压范围的蓄电池类型②的低电压特别缓慢地实现。第三剩余工作时间RBZ3是短的，因为ULB电压范围的蓄电池类型③的高电压非常快地实现。
当蓄电池组在不同的环境温度放电时会出现相同的效果，因为该电位密切与温度相关。
在EP 0555012A2中公知了显示能量存储器(例如电池或蓄电池)的放电的方法，其中，能量存储器中所有可利用的能量直到能量存储器和待供电的电设备之间的供电连接的断开时才到达最大值(保存的剩余能量的最小值)。该能量存储器能够例如是锂、镍镉或金属氢能量存储器。为了显示能量存储器的放电，该充电状态确定了能量存储器电压随时间(计算dv/dt)的变化。附加地该上升的改变也能够通过时间(计算d/dt(dv/dt))而得出。
在US-5166623中公知了显示能量存储器(电池)的放电状态的方法，其中，在预先给定时间点的能量存储器的放电阶段期间，给出能量存储器的放电曲线的斜率的特征值以与斜率相关的真实值的形式求出。随后以此方式求出的斜率相互比较。与此比较结果有关地显示状态“USED”、“EMPTY”、“FULL”，当求出的斜率值大于预先求出的斜率值或当斜率上升时，显示出状态“能量存储器耗尽”相类似的状态“EMPTY”。
在US-5432452和EP-0582527A1中公知了识别电池元件故障的设备，其中，电池的放电电压曲线的第二导数与阈值相比较。如果超过此预定的阈值，则显示“电池元件故障”。
发明内容
因为本发明的任务是，在具有用于存储电能的存储器的电设备中，为了既不早也不晚地显示“能量存储器耗尽”的状态，优化地应用所存储的能量并且以一标准的方式用于各种能量存储的类型和/或不同的工作条件。
根据本发明的一个方面，在具有电能量存储器的电设备中显示“能量存储器耗尽”的状态的方法，具有如下的方法步骤：
(a)在电能量存储器(AKK)的放电阶段中，给出能量存储器(AKK)
放电曲线(ESK)的曲率的特性值(KRU)以与曲率有关的真
实值(IKW)的形式求出，
(b)该特性值(KRU)通过线性回归求出，
(c)定义与曲率有关的理论值(SKW)，
(d)将真实值(IKW)与理论值(SKW)相比较，
(e)当真实值(IKW)高于/低于理论值(SKW)时，显示“能量
存储器耗尽”的状态。
根据本发明的另一个方面，具有电能量存储器的用于显示能量存储器耗尽的状态的电设备具有如下特征：
(a)求出数据的第一设备(SPE，MTE、EMM)，其在电能量存储
器(AKK)的放电阶段期间以与曲率有关的真实值(IKW)的
形式求得给出能量存储器(AKK)的放电曲线(ESK)的曲率
的的特征值(AKK)，
(b)该第一设备(SPE，MTE，EMM)如此构成，该特性值(KRU)
通过线性回归求出，
(c)存储器(SP)，其中存储有预先给定的，与曲率有关的理论
值(SKW)，
(d)用于数据比较的第二设备(VGW)，其与第一设备(EMM)和
存储器(SP)相连，并且其将该实际值(IKW)与理论值(SKW)
相比较，
(e)用于显示数据的第三设备(AZS)，其与第二设备(VGM)和
显示设备(AE)相连，然后当实际值(IKW)高于/低于理论
值(SKW)时，显示“能量存储器耗尽”的状态。
本发明所基于的思想在于，在具有电能量存储器，例如蓄电池或电池的电设备，例如无绳移动部分中，“能量存储器耗尽”的状态通过例如连续的能量存储器的放电电压过程的曲率的计算借助于线性回归以能量存储器中的放电阶段中的曲率所给出的真实值并且通过真实值与理论值相比较既不早也不晚地显示。以此方式保证了与能量存储器和周围环境无关地该能量存储器(例如蓄电池)以及电设备(例如无绳移动部分)会有一直大致一致的剩余工作时间。另外不需要在该设备中所用的能量存储器的放电电压过程的详细知识。
该计算和比较在微控制器中优选地由软件进行支持。硬件实现也是可以的。
此计算所利用的事实是能量存储器的放电电压曲线的“电压拐点”的曲率与各个放电电压过程的电位一直都是无关的。
为了使该计算不必经过较长时间，当上述放电电压曲线的电压值被超过时，然后按照本发明启动。
附图说明
图1出自于印刷文本单元31(1993)，第6册，215-218页；S.Althammer，D.Briickmann“用于DECT无绳电话的高度优化的IC”示出了西门子无绳电话“Gigaset 951/952”(参见通信报告16(1993)，第1册，26-27页)中所使用的无绳移动通信设备MT的原理性电路结构。
图2示出了与小型蓄电池不同的生产者的三个放电电压过程①、②、③和三个与放电过程相应的划线面
该划线面
表示剩余工作时间(例如剩余通话时间)，第一剩余工作时间RBZ1、第二剩余工作时间RBZ2和第三剩余工作时间RBZ3，标志(显示)“蓄电池耗尽”(低电池)的状态的小型蓄电池。
图3出自于图1的经过修改的具有标识“蓄电池耗尽”状态的设备的另一无绳移动部分，
图4图3所示的识别装置的结构，
图5根据图3的蓄电池的放电电压过程。
本发明的优选的实施例在后文中给出。
具体实施方式
本发明的实施例借助图3到5进行解释。
图3示出了出自于图1的无绳移动部分MT的经过修改的具有标识“蓄电池耗尽”状态的设备EKM的另一无绳移动部分MTme，该标识设备EKM含在中央控制器ZS中并且通过中央控制器ZS和电流源SV之间的连接实现与蓄电池AKK之间的双向连接。
图4示出了图3中的标识设备EKM的结构。该标识设备EKM在此含有一个接在电流源SV之后的展开设备SPE，一个接在展开设备SPE之后的中间设备MTE和一个接在中间设备之后的控制设备STE。在控制设备STE中设有“蓄电池耗损”状态的特有标识。该控制设备STE因此含有一个求出模块EMM，一个比较模块VGM，一个存储器SP和一个显示控制器AZS。该标识设备EKM的工作方式结合图5进行解释。
图5示出了出自于图2的蓄电池AKK的放电电压曲线ESK。
为了标识“蓄电池耗尽”的状态利用了如下特性，与各个放电电压过程的电压电位无关的图2到图5的放电电压曲线的“电压拐点”的曲率一直都是相同的。因此在蓄电池的放电阶段稳定地(连续地)实时地计算放电电压曲线的曲率KRU(放电电压曲线的特性值)。该计算例如借助线性回归实现。如果该计算曲率超过/低于一确定的负/正值，则可以通告出“蓄电池耗尽”的状态。以此方式可以保证，与蓄电池的类型和环境温度无关地该蓄电池近似地一直含有一个相同的剩余工作时间。
蓄电池AKK的放电电压曲线ESK的曲率KRU的基于线性回归的计算的连续性如下列方式详述：
当电压值Ukr超过放电阶段的一个时间点tkr时，标识设备EKM开始计算曲率KRU。时间点tkr和时间值Ukr如此选择，对于每一个X任意值的蓄电池AKK的放电电压曲线ESK在每种情况下放电电压曲线ESK的“电压拐点”通过曲率计算进行分析。因此可以使用于放电电压曲线ESK的曲率KRU的计算的起动点如此紧密，如同在放电电压曲线ESK处一样所出现的“电压拐点”。这产生了如下优点，该计算不必在感兴趣的特有的电压范围之前实现。
通过超过电压值Ukr，该用于改善蓄电池AKK的放电状态的分析的放电电压曲线ESK的待分析的电压范围通过扩展设备SPE相应于电压值进行扩展。随后在中间设备MTE中进行模/数转换。以此控制设备STE中的求出模块EMM求出真实的曲率值IKW，其传输至比较模块VGM。比较模块VGM继续传导到在存储器SP中存储的理论曲率值SKW，所以该比较模决VGM相互比较两个曲率值IKW，SKW。
在此情况下，如果真实的曲率值IKW高于/低于理论曲率值SKW，通过显示装置AZS由BOF断点BSS该显示设备AE起动状态“蓄电池耗尽”的显示。通过“蓄电池耗尽”的状态在显示设备AE上的显示中止该曲率的计算。在此情况下该无绳移动部分MTme与所使用的蓄电池AKK的类型并与各自的放电电压曲线ESK无关地一直具有近似一样的剩余工作时间RBZ。
在此比较中如果真实的曲率值IKW高于/低于理论曲率值SKW，那么该曲率的计算就会一直进行直到真实的曲率值IKW低于/高于理论曲率值SKW。
Claims (13)
1.在具有电能量存储器的电设备中显示“能量存储器耗尽”的状态的方法，具有如下的方法步骤：
(a)在电能量存储器(AKK)的放电阶段中，给出能量存储器(AKK)
放电曲线(ESK)的曲率的特性值(KRU)以与曲率有关的真
实值(IKW)的形式求出，
(b)该特性值(KRU)通过线性回归求出，
(c)定义与曲率有关的理论值(SKW)，
(d)将真实值(IKW)与理论值(SKW)相比较，
(e)当真实值(IKW)高于/低于理论值(SKW)时，显示“能量存
储器耗尽”的状态。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，该特征值(KRU)一般是时间间断地(连续地)求出。
3.如权利要求1或2的方法，其特征在于，该特征值(KRU)在低于预定的放电曲线值(Ukr)时求出，其中，放电曲线值(Ukr)如此给出，一个时间点(tkr)，在此时低于放电曲线值(Ukr)，在此时间点附近，存在一个放电曲线(ESK)的“电压拐点”。
4.在作为电能量存储器的具有蓄电池(AKW)的电设备中，根据权利要求1到3之一的方法的应用。
5.在作为电能量存储器的具有电池的电设备中，根据权利要求1到3之一的方法的应用。
6.根据权利要求1到5之一的方法在无线通信部分(MTme)中的应用。
7.具有电能量存储器的用于显示能量存储器耗尽的状态的电设备具有如下特征：
(a)求出数据的第一设备(SPE，MTE、EMM)，其在电能量存储器
(AKK)的放电阶段期间以与曲率有关的真实值(IKW)的形
式求得给出能量存储器(AKK)的放电曲线(ESK)的曲率的
的特征值(AKK)，
(b)该第一设备(SPE，MTE，EMM)如此构成，该特性值(KRU)
通过线性回归求出，
(c)存储器(SP)，其中存储有预先给定的，与曲率有关的理论
值(SKW)，
(d)用于数据比较的第二设备(VGW)，其与第一设备(EMM)和
存储器(SP)相连，并且其将该实际值(IKW)与理论值(SKW)
相比较，
(e)用于显示数据的第三设备(AZS)，其与第二设备(VGM)和
显示设备(AE)相连，然后当实际值(IKW)高于/低于理论
值(SKW)时，显示“能量存储器耗尽”的状态。
8.如权利要求7的电设备，其特征在于，第一到第三设备(SPE，MTE、EMM，VGM，AZS)和存储器(SP)集成，并且实现在一个微型控制器(ZS，μC)中。
9.如权利要求7或8的电设备，其特征在于，该第一设备(SPE、MTE、EMM)如此构成，该特征值一般是时间间断地(连续地)求出。
10.如权利要求8到11之一的电设备，其特征在于，该第一设备(SPE、MTE、EMM)如此构成，该特征值(KRU)在低于一个预定的放电曲线值(Ukr)时求出，其中该放电曲线值(Ukr)如此预先给出，一个时间点(tkr)，在此低于放电曲线值(Ukr)，在此时间点附近存在放电曲线的“电压拐点”。
11.如权利要求7到10之一的电设备，其特征在于，电能量存储器作为蓄电池(AKK)构成。
12.如权利要求7到10之一的电设备，其特征在于，该电能量存储器作为电池构成。
13.如权利要求7到12之一的电设备，其特征在于，该电设备是一个无线通信部分(MTme)。
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| DE19547019.2 | 1995-12-15 | ||
| DE19547019A DE19547019C2 (de) | 1995-12-15 | 1995-12-15 | Verfahren zum Anzeigen des Zustands "Energiespeicher erschöpft" in Elektro-Geräten mit Elektro-Energiespeichern und Elektro-Geräte mit Elektro-Energiespeichern zum Anzeigen des Zustands "Energiespeicher erschöpft" |
Publications (2)
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN96199874A Expired - Lifetime CN1125348C (zh) | 1995-12-15 | 1996-12-12 | 在具有电能量存储器的电设备中显示“能量存储器耗尽”状态的方法和具有用于显示“能量存储器耗尽”状态的电能量存储器的电设备 |
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| Country | Link |
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| US (1) | US6121754A (zh) |
| EP (1) | EP0866979B1 (zh) |
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