DE69018443T2

DE69018443T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Batteriesteuerung.

Info

Publication number: DE69018443T2
Application number: DE69018443T
Authority: DE
Inventors: Ryozi Ninomiya
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-03-30
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: EP0450145A3; DE69018443D1; EP0450145A2; EP0450145B1; JPH03282916A; KR930012129B1; KR910017267A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Batteriesteuerung.
Im Bereich der Personalcomputer sind anstelle von Desktop-Personalcomputern kompakte, leichte und tragbare Laptop-Personalcomputer verbreitet.
Die meisten der Laptop-Personalcomputer werden von Batterien oder von Batterien und Wechselstromadaptern betrieben. Wenn ein Wechselstromadapter mit einem Computer verbunden wird, wird der Computer mit der vom Wechselstromadapter gelieferten Leistung betrieben und die Batterie wird mit dieser Leistung geladen. Wenn der Wechselstromadapter andererseits nicht mit dem Computer verbunden ist, wird der Computer mit der von der Batterie gelieferten Leistung betrieben. Zu beachten ist, daß Steuervorgänge für diese Stromversorgungen durch eine Stromversorgungs-Steuereinheit ausgeführt werden.
Die Stromversorgungs-Steuereinheit überwacht eine Batteriespannung einer zur Lieferung von Leistung verwendeten Batterie. Wenn die überwachte Batteriespannung eine Spannung erreicht, bei der zum Betrieb des Computers nicht genug Leistung geliefert werden kann, wird festgestellt, daß die Batterie sich in einem solchen Batteriezustand befindet, daß sie nicht länger verwendet werden kann. Wenn die Batteriespannung zusätzlich eine Spannung erreicht, die etwas höher als die Spannung dieses Batteriezustands ist, erzeugt die Stromversorgungs-Steuereinheit einen Alarm, um einen Benutzer darüber zu informieren, daß die Batteriekapazität auf einen entladenen Zustand verringert ist.
Auch wenn die Batterie im entladenen Zustand innerhalb kurzer Zeit geladen wird, bestimmt die Stromversorgungs- Steuereinheit herkömmlicherweise, daß die Batterie nicht im entladenen Zustand ist und führt die Steuerung der Stromversorgung für die Batterie aus.
Wenn die geladene Batterie verwendet wird, nachdem die Batterie im entladenen Zustand innerhalb kurzer Zeit geladen wurde, wird die Batteriespannung jedoch bald nach dem Gebrauch der Batterie plötzlich auf den entladenen Zustand verringert. Als Ergebnis wird die Stromversorgung des Computers abgeschaltet, ohne den oben beschriebenen Alarm zu erzeugen. Zusätzlich wird in einem Computer mit einer Wiederaufnahmefunktion die Stromversorgung des Computers vor Vollendung des Wiederaufnahmevorgangs abgeschaltet. Deshalb wird die Wiederaufnahmefunktion nicht ausreichend genützt.
Das zum Stand der Technik gehörende Dokument EP-A-0 288 013 beschreibt eine Batteriesteuerungsvorrichtung, die eine abnehmbare batteriegetriebene Vorrichtung und eine das Ladegerät enthaltende Basisstation umfaßt. Eine Batterie wird eingesetzt, um durch das Gerät geladen zu werden. Ein Wechselstromadapter, eine Überprüfungs- und eine Ladeeinrichtung werden bereitgestellt. Die Patterie wird geladen, wenn detektiert wird, daß die Batterie in einem "entladenen Zustand" ist. Von einer Steuereinrichtung wird eine Ladezeit erhalten. Die Lademenge der Batterie wird detektiert und es wird bestimmt, ob die gewünschte Lademenge und die erhaltene Ladezeit erhalten wird oder nicht.
Desweiteren beschreibt EP-A-0 335 316 eine Batteriesteuerungsvorrichtung mit mehr als einer Batterie und einer Anzeigeeinrichtung für einen entladenen Zustand.
Das Dokument EP-A-0 248 461 beschreibt schließlich eine batteriegetriebene Vorrichtung, z.B. einen Rasierapparat, die eine Batteriesteuerungsvorrichtung ähnlich wie die obigen umfaßt, in welcher ein entladener Zustand durch "Blinken bis die Batteriespannung über eine 10%-Schwelle angestiegen ist" angezeigt wird. Wenn die Vorrichtung mit dem Stromnetz verbunden ist, wird die Batterie für eine von der entladenen Energie abhängige Ladezeit geladen und der Ladezustand der Batterie wird korrigiert, falls ein voll geladener Zustand detektiert wird.
Wie oben beschrieben ist ein Bedarf für ein Stromversorgungs-Steuergerät entstanden, das die Batterie nach ausreichendem Laden der Batterie im entladenen Zustand verwenden kann.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Batteriesteuerung bereitzustellen.
Um dieses Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Batteriesteuerung wie jeweils in Anspruch 1 und 4 spezifiziert bereit.
Diese Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, worin:
Fig. 1 ein Blockdiagramm ist, welches einen Aufbau eines Stromversorgungs-Steuersystems einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 2 ein Flußdiagramm für die Steuerung der Stromversorgung im Stromversorgungs-Stebersystem ist.
Mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
In Fig. 1 umfaßt ein Stromversorgungs-Steuersystem der Ausführungsform einen Wechselstromadapter 11, einen Stromversorgungsabschnitt 12, Batterien 13a und 13b, Stromdetektoren 14a und 14b, Spannungsdetektoren 15a und 15b eine Steuereinheit 16, eine Systemplatine 17, eine LED (Licht emittierende Diode) 18 und Schalter 20, 21 und 22.
Der Wechselstromadapter 11 wird zum Einspeisen einer Wechselspannung in den Stromversorgungsabschnitt 12 verwendet.
Der Stromversorgungsabschnitt 12 umfaßt einen Wechselstrom/Gleichstromwandler 12a und einen Gleichstrom/Gleichstromwandler 12b und speist eine vorherbestimmte Gleichspannung in die Systemplatine 17 ein. Es ist zu beachten, daß, wenn der Wechselstromadapter 11 mit dem Stromversorgungsabschnitt 12 verbunden ist und die Batterien 13a und 13b in einem entladenen Zustand sind, vom Stromversorgungsabschnitt 12 jeweils durch die Schalter 20 und 21 ein Ladestrom in die Batterien 13a und 13b eingespeist wird.
Die Batterien 13a und 13b werden als wiederaufladbare Stromversorgungen verwendet und liefern die Wechselspannung an den Stromversorgungsabschnitt 12.
Die Stromdetektoren 14a und 14b detektieren Ladeströme und Entladeströme an den Batterien 13a und 13b und geben die detektierten Stromwerte an die Steuereinheit 16 aus.
Die Spannungsdetektoren 15a und 15b detektieren Batteriespannungen der Batterien 13a und 13b und geben die detektierten Spannungswerte an die Steuereinheit 16 aus.
Die Steuereinheit 16 umfaßt einen Zeitgeber 16a und einen Speicher 16b und steuert den Stromversorgungsabschnitt 12, die Schalter 20 und 21 und die LED 18. Zu beachten ist, daß der Zeitgeber 16a zum Messen einer Ladezeit verwendet wird. Im Speicher 16b wird ein Entladen-Flag gesetzt, das angibt, ob die Batterien 13a und 13b im entladenen Zustand sind oder nicht.
Die Systemplatine 17 wird zum Betreiben eines Computersystems (nicht gezeigt) verwendet.
Mit Bezug auf das Flußdiagramm in Fig. 2 wird ein Stromversorgungs-Steuervorgang im Stromversorgungs-Steuersystem beschrieben.
In Schritt S1 wird bestimmt, ob der Schalter 22 angeschaltet ist oder nicht. Da wie in Fig. 1 gezeigt eine Spannung V an die Steuereinheit 16 geliefert wird, wird bestimmt, daß der Schalter 22 angeschaltet ist, wenn die Spannung V Null wird.
Wenn der Schalter 22 in Schritt S1 angeschaltet ist, wird bestimmt, ob die Batterie in das System der Ausführungsform eingesetzt ist oder nicht (Schritt S2). Im System werden zwei Batterien 13a und 13b verwendet. Wenn wenigstens eine Batterie in das System eingesetzt ist, wird bestimmt, ob die Batterie im entladenen Zustand ist oder nicht (Schritt S3). Zu beachten ist, daß die Bestimmung, ob die Batterie in das System eingesetzt ist oder nicht zum Beispiel auf der Grundlage von durch die Spannungsdetektoren 15a und 15b detektierten Spannungswerten erfolgt. Zusätzlich erfolgt die Bestimmung, ob die in das System eingesetzten Batterien im entladenen Zustand sind oder nicht zum Beispiel auf der Grundlage von durch die Stromdetektoren 14a und 14b detektierten Stromwerten.
Wenn die in das System eingesetzte Batterie in Schritt S3 im entladenen Zustand ist, wird die LED 18 angeschaltet (Schritt S4) und es wird ein Entladen-Flag gesetzt, das den entladenen Zustand anzeigt (Schritt S5). In diesem System sind den beiden Batterien 13a und 13b entsprechende Entladen-Flags (nicht gezeigt) eingerichtet. Wenn zum Beispiel zwei Batterien in das System eingesetzt sind und beide Batterien im entladenen Zustand sind, werden als Ergebnis die den Batterien entsprechenden Entladen-Flags gesetzt und der Prozeß in Schritt S2 wird erneut ausgeführt.
Wenn die in das System eingesetzte Batterie in Schritt S3 nicht im entladenen Zustand ist, wird bestimmt, ob der Wechselstromadapter 11 mit dem Stromversorgungsabschnitt 12 verbunden ist oder nicht (Schritt S6). Genauer gesagt, wenn zum Beispiel zwei Batterien in das System eingesetzt sind und wenigstens eine Batterie nicht im entladenen Zustand ist, wird der Prozeß in Schritt S6 ausgeführt. Zu beachten ist, daß das der Batterie im entladenen Zustand entsprechende Entladen-Flag gesetzt ist.
Wenn der Wechselstromadapter 11 in Schritt S6 mit dem Stromversorgungsabschnitt 12 verbunden ist, wird bestimmt, ob für die in das System eingesetzte Batterie ein Batterie- Ladevorgang durchgeführt wird oder nicht (Schritt S7).
Wenn der Batterie-Ladevorgang in Schritt S7 nicht ausgeführt wird, wird bestimmt, ob die in das System eingesetzte Batterie voll geladen ist oder nicht (Schritt S8) Wenn die Batterie in Schritt S8 voll geladen ist, wird das der voll geladenen Batterie entsprechende Entladen-Flag zurückgesetzt (Schritt S10) und die LED 18 wird abgeschaltet. Wenn die Batterie andererseits nicht voll geladen ist, wird der Batterie-Ladevorgang gestartet und die Zeitzählung durch den Zeitgeber 16a wird gestartet (Schritt S9).
Wenn in Schritt S7 der Batterie-Ladevorgang ausgeführt wird, werden eine Lademenge und eine Ladezeit der Batterie erhalten (Schritt S11). Zu beachten ist, daß die Ladezeit auf der Grundlage des Zeitzählwerts des Zeitgebers 16a erhalten wird und die Lademenge auf der Grundlage der durch die Stromdetektoren 14a und 14b detektierten Stromwerte und des Zeitzählwerts erhalten wird.
In Schritt S12 wird bestimmt, ob die Ladezeit der Batterie eine Schnelladezeit, zum Beispiel fünf Minuten übersteigt. Wenn die Ladezeit 5 Minuten übersteigt, wird bestimmt, daß eine Zum Gebrauch der Batterie ausreichende Lademenge erhalten wird und das Entladen-Flag wird zurückgesetzt (Schritt S13), die LED 18 wird abgeschaltet und der Batterie-Ladevorgang für die Batterie ist beendet.
In Schritt S14 wird bestimmt, daß die Ladezeit der Batterie eine normale Ladezeit, zum Beispiel eine Stunde, übersteigt. Wenn die Ladezeit eine Stunde übersteigt, wird bestimmt, daß die zum Gebrauch der Batterie ausreichende Lademenge erhalten wird und das Entladen-Flag wird zurückgesetzt (Schritt S15). Zusätzlich wird die LED 18 abgeschaltet und der Batterie-Ladevorgang für die Batterie ist beendet.
Wenn die Lademenge der Batterie in Schritt S16 eine vorherbestimmte Lademenge, zum Beispiel 300 (mA h), übersteigt, wird bestimmt, daß die zum Gebrauch der Batterie ausreichende Lademenge erhalten wird und das Entladen-Flag wird zurückgesetzt (Schritt S17). Zusätzlich wird die LED 18 abgeschaltet und der Batterie-Ladevorgang für die Batterie ist beendet.
Durch den oben beschriebenen Vorgang erfolgt das Laden der Batterie, bis die in das System eingesetzte Batterie eine vorherbestimmte Lademenge erhält.
Zu beachten ist, daß, wenn eine Batterie während des Gebrauchs der Batterie in den entladenen Zustand kommt, das entsprechende Batterie-Flag gesetzt wird und das Einspeisen einer Spannung in den Stromversorgungsabschnitt 12 von der Batterie im entladenen Zustand beendet wird. Wenn der Wechselstromadapter 11 mit dem Stromversorgungsabschnitt 12 verbunden ist, wird für die Batterie im entladenen Zustand der oben beschriebene Batterie-Ladevorgang durchgeführt.
Wenn gemäß dem System der Ausführungsform eine in das System eingesetzte Batterie wie oben beschrieben in einem entladenen Zustand ist, wird die Batterie nicht verwendet, bis die Eatterie eine vorherbestimmte Lademenge erhält. Als Ergebnis kann verhindert werden, daß die Batterie bald nach dem Gebrauch der Batterie in den entladenen Zustand kommt und die Stromversorgung des Systems abgeschaltet wird. Zusätzlich kann in einem Computer mit einer Wiederaufnahmefunktion verhindert werden, daß die Stromversorgung des Systems abgeschaltet wird, bevor der Wiederaufnahmeprozeß beendet ist.

Claims

1. Batteriesteuerungsvorrichtung, die folgendes umfaßt:

- wenigstens eine Batterie (13a, 13b),

- eine Prüfeinrichtung zum Überprüfen, ob die Batterie in einem entladenen Batteriezustand ist oder nicht,

1- eine Anzeigeeinrichtung (S3 - S5; 18) zum Anzeigen eines entladenen Batteriezustands, um dem Benutzer ein Warnsignal bereitzustellen, daß der Ladezustand der Batterie nur etwas höher ist als derjenige, in dem die Batterie nicht genügend Leistung liefern kann,

- eine Ladeeinrichtung zum Laden der Batterie, wenn ein Wechselstromadapter angeschlossen ist und die Batterie nicht in einem vollen Ladezustand ist,

- eine Erhaltungseinrichtung (16a) zum Erhalten eines Ladezeitraums der Batterie,

- eine Detektionseinrichtung (14a, 16, 14b) zum Detektieren einer in die Batterie eingespeisten Lademenge, und

- eine Bestimmungseinrichtung (16) zum Bestimmen, ob gemäß wenigstens eines der detektierten Lademenge und des erhaltenen Ladezeitraums eine gewünschte Lademenge für die Batterie erhalten wird oder nicht,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Anzeige der entladenen Batterie zurückgesetzt wird, wenn die Ladezeit oder die Lademenge nach dem Beginn des Wiederaufladens, wenn der Wechselstromadapter (11) angeschlossen wird, so ist, daß eine zum Gebrauch der Batterie ausreichende Lademenge erhalten wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie mit dem entladenen Batteriezustand geladen wird, bis die Lademenge die zum Gebrauch der Batterie ausreichende Lademenge übersteigt.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie mit dem entladenen Batteriezustand geladen wird, bis die Ladezeit eine der zum Gebrauch der Batterie ausreichenden Lademenge entsprechende vorherbestimmte Zeit übersteigt.

4. Batteriesteuerverfahren, das folgende Schritte umfaßt:

- Prüfen (53), ob eine Batterie in einem entladenen Batteriezustand ist oder nicht,

- Anzeigen (S3 - S5; 18) eines entladenen Batteriezustands, um dem Benutzer ein Warnsignal bereitzustellen, daß der Ladezustand der Batterie nur etwas höher ist als derjenige, in dem die Batterie nicht genug Leistung liefern kann,

- Laden der Batterie, wenn ein Wechselstromadapter angeschlossen wird und die Batterie nicht in einem vollen Ladezustand ist,

- Erhalten (S11) einer Lademenge der Batterie,

- Detektieren einer in die Batterie eingespeisten Lademenge, und

- Bestimmen (S16), ob gemäß wenigstens eines der detektierten Lademenge und des erhaltenen Ladezeitraums eine gewünschte Lademenge für die Batterie erhalten wird oder nicht,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Anzeige der entladenen Batterie zurückgesetzt wird, wenn die Ladezeit oder die Lademenge nach dem Beginn des Wiederaufladens, wenn der Wechselstromadapter angeschlossen wird, so ist, daß eine zum Gebrauch der Batterie ausreichende Lademenge erhalten wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie mit dem entladenen Batteriezustand geladen wird, bis die Lademenge die zum Gebrauch der Batterie ausreichende Lademenge übersteigt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Batterie mit dem entladenen Batteriezustand geladen wird, bis die Ladezeit eine der zum Gebrauch der Batterie ausreichenden Lademenge entsprechände vorherbestimmte Zeit übersteigt.