JP2001076762A

JP2001076762A - バッテリ管理装置

Info

Publication number: JP2001076762A
Application number: JP24544199A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Suzuki; 雄一鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-08-31
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリの性能低下を正しく知らせることが
できると共に、電流の異なる複数の負荷が切り換えられ
るような場合に、適切なバッテリ残量の管理を行なえる
ようにしてバッテリ管理装置を提供する。【解決手段】複数の負荷を切り換えてバッテリ電圧を
検出し、複数の負荷を切り換えて検出したバッテリ電圧
と各負荷に流れる電流とを用いてバッテリの内部インピ
ーダンスを算出する。算出されたバッテリの内部インピ
ーダンスからバッテリの性能を判断する。また、バッテ
リの温度を検出することで、バッテリの性能が低下した
ときに、バッテリの劣化が生じているのか、温度の影響
なのかを判断できる。また、内部インピーダンスを用い
て負荷の設定状態毎のバッテリ容量範囲を設定し、検出
されたバッテリ電圧から負荷の設定状態毎のバッテリ容
量範囲を用いてバッテリ容量を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明、電子機器に装着さ
れたバッテリの管理を行なうバッテリ管理装置に関する
もので、特に、モードに応じて電流が大きく変動するよ
うな機器のバッテリ管理に用いて好適なバッテリ管理装
置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】文書や画像をイメージデータとして取り
込むイメージスキャナと、イメージスキャナにより取り
込まれたイメージデータを記憶する記憶装置と、記憶装
置に記憶されたイメーシデータを読み出して表示するデ
ィスプレイとからなり、新聞や雑誌の記事、ビジネスの
書類や資料等の文書や画像をイメージデータとして取り
込み、文書や画像の保存や整理、検索が簡単にできるよ
うにした電子ファイル装置が知られている。

【０００３】このような電子ファイル装置において、イ
メージデータを記憶する記憶装置として、ＭＤ（Mini D
isc ）ドライブを用いたものが提案されている。ＭＤ
は、カートリッジに収納された直径６４ｍｍの光磁気デ
ィスクであり、音楽データの記録用として広く普及して
いる。ＭＤドライブを用いた電子ファイル装置では、Ｍ
Ｄに、ＭＤ−ＤＡＴＡと呼ばれる記録フォーマットによ
り、イメージスキャナにより入力されたイメージデータ
が圧縮されて記録される。ＭＤ−ＤＡＴＡでは、１枚の
ディスクで約１４０ＭＢのデータ記録容量を有してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような電子ファイ
ル装置は、どのような所にも手軽に移動して使用できる
ことが望まれる。そこで、このような電子ファイル装置
にバッテリを装着し、内部のバッテリで駆動できるよう
にすることが考えられている。

【０００５】ところが、このような電子ファイル装置で
は、モードにより消費電流の差が著しくある。このた
め、このような電子ファイル装置をバッテリ駆動にする
と、バッテリの容量の管理が困難になる。

【０００６】つまり、ＭＤドライブ装置を備えた電子フ
ァイル装置では、スタンバイ時には制御回路等を駆動す
るのに十分な消費電流で良いので、消費電流はあまり大
きくならない。ところが、データ読み出し時には、ＭＤ
ドライブによりデータがディスクから読み出されるの
で、消費電流は増大する。更に、文書や画像を取り込む
ときには、イメージスキャナが動作され、ＭＤドライブ
によりがデータがディスクに書き込まれるので、消費電
流は更に増大する。

【０００７】バッテリの電圧は、バッテリの内部インピ
ーダンスと消費電流とにより求められる電圧分降下する
ので、このように負荷の消費電流が大きく変化する装置
では、負荷が変わると、バッテリ電圧が変わってしま
う。このため、例えば、ＭＤドライブ装置を備えた電子
ファイル装置では、スタンバイモードではバッテリが使
用可能なのに、データの取り込みモードになると、電池
の電圧が規定電圧まで上がらず、バッテリが使用不可能
になるようなことがある。また、バッテリ容量は、例え
ば、バッテリの電圧を計測することで行なえるが、消費
電流がモードにより大きく変わる装置では、モードが変
わる毎にバッテリ電圧が変動し、バッテリ容量の表示が
正しく行なえない。

【０００８】特に、データの書き込み時に、バッテリが
突然使用不可能になってしまうと、ディスクにデータの
書き込みができないばかりでなく、ディスクのデータ領
域に記録されたデータと、データ管理領域の内容との間
に不整合が生じ、そのディスクが使用できなくなるとい
う問題が生じることが考えられる。

【０００９】また、バッテリには寿命があり、バッテリ
の充放電を繰り返していくと、電池セルの劣化が生じ、
バッテリの性能が低下してくる。このため、バッテリの
性能を検出し、バッテリの性能が低下した場合には、バ
ッテリの交換を促す警告を出すようすることが望まれ
る。

【００１０】従来、バッテリの性能検出としては、バッ
テリの電荷を全て放電させてから、バッテリの充電を行
い、フルに放電された状態からフルに充電されるまでの
間に蓄えられる電荷を、充電電流を積算して求めるよう
にしたものが知られている。ところが、この方法では、
バッテリをフル放電させる時間とバッテリをフル充電さ
せる時間が必要なため、バッテリの性能検出に時間がか
かる。また、この方法では、バッテリをフル放電させ或
いはバッテリをフル充電させる毎に、バッテリが劣化し
ていくという問題がある。

【００１１】さらに、バッテリの性能低下の要因として
は、電池セルの劣化と、バッテリの温度の低下とがあ
る。電池セルの劣化によりバッテリの性能が低下してい
る場合には、バッテリの交換が必要であるが、バッテリ
の温度が低いためにバッテリの性能が低下する場合に
は、バッテリの温度が上昇すればバッテリの性能は復活
するので、バッテリの交換は不要である。このため、バ
ッテリの性能が電池セルの劣化により低下しているの
か、バッテリの温度が低いことにより低下しているのか
を判断し、これに応じて、適切な警告を表示することが
望まれる。

【００１２】したがって、この発明の目的は、バッテリ
の性能低下を正しく知らせることができるバッテリ管理
装置を提供することにある。

【００１３】この発明の他の目的は、複数の負荷が切り
換えられるような場合に、適切なバッテリ残量の管理を
行なえるようにしてバッテリ管理装置を提供することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、バッテリの
電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、バッテリ対す
る複数の負荷を切り換えるためのスイッチ手段と、複数
の負荷を切り換えてバッテリ電圧を検出し、複数の負荷
を切り換えて検出したバッテリ電圧と各負荷に流れる電
流とを用いてバッテリの内部インピーダンスを算出する
内部インピーダンス算出手段と、算出されたバッテリの
内部インピーダンスからバッテリの性能を判断する性能
判断手段とを備えるようにしたバッテリ管理装置であ
る。

【００１５】この発明は、バッテリの電圧を検出するバ
ッテリ電圧検出手段と、バッテリに対する複数の負荷を
切り換えるためのスイッチ手段と、複数の負荷を切り換
えてバッテリ電圧を検出し、複数の負荷を切り換えて検
出したバッテリ電圧と各負荷に流れる電流とを用いてバ
ッテリの内部インピーダンスを算出する内部インピーダ
ンス算出手段と、内部インピーダンスを用いて負荷の設
定状態毎のバッテリ容量範囲を設定し、検出されたバッ
テリ電圧から負荷の設定状態毎のバッテリ容量範囲を用
いてバッテリ容量を算出するバッテリ容量算出手段と、
バッテリ容量を表示する表示手段とを備えるようにした
バッテリ管理装置である。

【００１６】複数の負荷を切り換えてバッテリ電圧を検
出し、複数の負荷を切り換えて検出したバッテリ電圧と
各負荷に流れる電流とを用いてバッテリの内部インピー
ダンスを算出する。この算出されたバッテリの内部イン
ピーダンスからバッテリの性能を判断する。これによ
り、フル放電やフル充電させることなく、バッテリの性
能を判断することができる。また、バッテリの温度を検
出することで、バッテリの性能が低下したときに、バッ
テリの劣化が生じているのか、温度の影響なのかを判断
できる。

【００１７】内部インピーダンスを用いて負荷の設定状
態毎のバッテリ容量範囲を設定し、検出されたバッテリ
電圧を負荷の設定状態毎のバッテリ容量範囲を用いてバ
ッテリ容量を算出し、表示することにより、負荷を切り
換えたときでも、常に、適切なバッテリ容量が算出でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用
された電子ファイル装置の一例を示すものである。

【００１９】図１において、ＣＰＵ（Central Processi
ng Unit ）１は、装置全体を制御するものである。ＣＰ
Ｕ１からはバス２が導出される。このバス２には、ＲＯ
Ｍ（Read Only Memory）３やＲＡＭ（Rndom Access Mem
ory ）が接続される。また、バス２には、圧縮／伸長回
路６、キー７、タッチパネル８、プリンタインターフェ
ース９、ＭＤ（Mini Disc ）ドライブ装置１０Ａ、１０
Ｂ、バッファメモリ１１、液晶制御回路１２等が接続さ
れる。

【００２０】記録時には、イメージスキャナ１３により
文書や画像のデータがイメージデータとして取り込まれ
る。イメージスキャナ１３には移送機構１４が設けられ
ており、移送機構１４により、イメージスキャナ１３で
読み取られる用紙が移送される。イメージスキャナ１３
及び移送機構１４は、ＣＰＵ１により制御されている。

【００２１】イメージスキャナ１３により文書や画像が
イメージデータとして入力され、このイメーシスキャナ
１３の出力が一旦、バッファメモリ１１に取り込まれ
る。バッファメモリ１１の出力は、ＣＰＵ１の制御の基
に、バス２を介して、圧縮／伸長回路６に供給される。

【００２２】圧縮／伸長回路６で、イメージスキャナ１
３から入力されたイメージデータが圧縮される。圧縮／
伸長回路６の出力は、ＣＰＵ１の制御の基に、バス２を
介して、ＭＤドライブ装置１０Ａ及び１０Ｂに転送され
る。

【００２３】ＭＤドライブ装置１０Ａ及び１０Ｂには、
ＭＤ（Mini Disc ）と呼ばれるディスク２０が装着され
る。ＭＤは、カートリッジに収納された直径６４ｍｍの
光磁気ディスクである。

【００２４】ＭＤドライブ装置１０Ａ及び１０Ｂは、全
体制御を行なうコントローラ２１と、トラッキングサー
ボやフォーカスサーボを行なうためのサーボ回路２２
と、データの記録／再生処理を行なう記録／再生回路２
３と、ディスク２０を回転させるスピンドルモータ２４
と、ディスク２０に対向して設けられた光学ピックアッ
プ２５及び磁気ヘッド２６等からなる。ＭＤドライブ装
置１０Ａ及び１０Ｂは、インターフェース２７を介し
て、バス２に接続されている。

【００２５】記録時には、前述したように、イメージス
キャナ１で読み切られたイメージデータは圧縮／伸長回
路６で圧縮され、バス２を介して、ＭＤドライブ装置１
０Ａ及び１０Ｂのインターフェース２７に送られる。そ
して、このイメージデータは、ＭＤドライブ装置１０Ａ
及び１０Ｂのインターフェース回路２７から記録／再生
回路２３に供給される。

【００２６】また、ＣＰＵ１からの制御信号がバス２５
を介してＭＤドライブ装置１０Ａ及び１０Ｂに送られ
る。この制御信号は、インターフェース２７を介して、
コントローラ２１に送られる。コントローラ２１からの
指令がサーボ回路２２に送られ、ディスク２０の書き込
みアドレスが指定される。

【００２７】記録／再生回路２３で、ディスク２０に対
する書き込みデータが所定の形式にエンコードされる。
この記録／再生回路２３の出力がドライブ回路２９を介
して磁気ヘッド２６に供給される。また、書き込み時に
は、光学ピックアップ２５により、ディスク２０にレー
ザービームが照射される。

【００２８】ディスク２０にデータを記録する際には、
例えば、ＭＤ−ＤＡＴＡのデータフォーマットが用いら
れる。ＭＤでは、１枚のディスクで約１４０ＭＢのデー
タ記録容量を有している。このディスク１枚で、例え
ば、Ａ４版の文書で、約１０００頁分に相当するデータ
を記録できる。

【００２９】再生時には、コントローラ２１からの指令
がサーボ回路２２に送られ、ディスク２０の読み出しア
ドレスが指定される。そして、ＭＤドライブ装置１０Ａ
及び１０Ｂにおいて、ディスク２０に光学ピックアップ
２５からレーザビームがディスク２１に照射され、デー
タが読み出される。読み出されたデータは、光学ピック
アップ２５から、記録／再生回路２３に供給される。記
録／再生回路２３で、光学ピックアップ２５から再生さ
れたデータがデコードされる。そして、デコードされた
データは、インターフェース２７を介して、バス２に送
られる。

【００３０】ＭＤドライブ装置１０Ａ、１０Ｂのディス
ク２０から読み出され、バス２に送られたデータは、Ｃ
ＰＵ１の制御の基に、圧縮／伸長回路６に供給される。
圧縮／伸長回路６で、このデータが伸長され、イメージ
データが形成される。このイメージデータは、液晶制御
回路１２を介して液晶ディスプレイ１５に供給される。
液晶ディスプレイ１５には、ＭＤドライブ装置１０Ａ、
１０Ｂから読み出されたデータに対応する画像が表示さ
れる。

【００３１】また、ＭＤドライブ装置１０Ａ、１０Ｂの
ディスク２０から読み出されたデータをプリントアウト
する場合には、圧縮／伸長回路６で伸長された画像デー
タがプリンタインターフェース９を介して出力される。
プリンタインターフェース９に接続されたプリンタ（図
示せず）に、ＭＤドライブ装置１０Ａ、１０Ｂのディス
ク２０から読み出されたデータに基づくイメージがプリ
ントアウトされる。

【００３２】このように、この発明が適用された電子フ
ァイル装置は、イメージスキャナ１３と、イメージスキ
ャナ１３により読み取られたイメージデータを記憶する
２つのＭＤドライブ装置１０Ａ、１０Ｂと、ＭＤドライ
ブ装置１０Ａ、１０Ｂに記憶されたイメージデータを読
み出して表示する液晶ディスプレイ１５とを備えてい
る。そして、キー７及びタッチパネル８の操作により、
新聞や雑誌の記事、ビジネスの書類や資料等の文書や画
像をイメージデータとして取り込むことかできる。ま
た、２つのＭＤドライブ装置１０Ａ、１０Ｂを備えてい
るため、大量の文書や画像を取り込むことができる。

【００３３】この発明が適用された電子ファイル装置に
は、バッテリ３１が内蔵されている。バッテリ３１とし
ては、リチウムイオン電池が用いられる。勿論、リチウ
ムイオン電池に限らず、ニッケル・カドミウム電池やニ
ッケル・水素電池等、他のバッテリを用いても良い。こ
のバッテリ３１からの電源が電源制御回路３２に送ら
れ、電源制御回路３２から各部に電源が送られる。電源
制御回路３２により、ＣＰＵ１の制御の基に、モードに
応じて電源が切り換えられる。また、電源制御回路３２
により、バッテリ３１の電圧が検出され、このバッテリ
３１の電圧がＣＰＵ１に供給される。更に、バッテリ３
１の温度を検出する温度センサ３３が設けられる。

【００３４】この発明は、図１に示したような電子ファ
イル装置におけるバッテリ管理に用いて好適である。こ
のような装置では、スタンバイ時とデータの書き込み時
とデータの読み出し時とでは消費電流が著しく異なる。
このような装置では、モードが変わる毎に消費電流の変
化によりバッテリ電圧が変わってくる。

【００３５】そこで、この例では、各モード毎にフル充
電のときのバッテリ電圧と、エンプティのとき（動作で
きる範囲の最低電圧）の範囲を求め、検出されたバッテ
リ電圧をこの各モード毎のフル充電のときのバッテリ電
圧とエンプティ電圧の範囲を使って求めることにより、
どのモードでもバッテリ容量を正しく表示できるように
している。各モード毎のフル充電のときのバッテリ電圧
とエンプティのときのバッテリ電圧の範囲を設定するの
に、バッテリの内部インピーダンスが測定される。

【００３６】また、バッテリの使用を繰り返してくる
と、バッテリの性能が低下している。バッテリの性能が
低下した場合には、バッテリを交換する必要がある。そ
こで、この例では、バッテリの内部インピーダンスを用
いてバッテリの性能を判定するようにしている。

【００３７】このように、各モード毎にフル充電のとき
のバッテリ電圧と動作が可能な最低のバッテリ電圧の範
囲を求める場合や、バッテリの性能を評価する場合に、
バッテリの内部インピーダンスの検出処理が必要にな
る。このバッテリの内部インピーダンスの検出は、以下
のようにして行なうことができる。

【００３８】図２に示すように、無負荷でのバッテリの
電圧をＥとし、負荷回路に流れる電流をＩとすると、バ
ッテリの内部インピーダンスがＲ₀なら、そのときのバ
ッテリの電圧Ｅ₀は、バッテリの内部インピーダンスＲ
₀により電圧降下が生じ、Ｅ₀＝Ｅ−Ｉ・Ｒ₀ となる。

【００３９】このことから、図３に示すように、バッテ
リ電圧を測定する測定回路１０１と、放電回路１０２
と、放電回路１０２を断続させるスイッチ１０３とを設
け、放電回路１０２を繋げたときのバッテリ電圧と、放
電回路１０２を開放したときのバッテリ電圧とを測定す
ることで、バッテリの内部インピーダンスダンスを測定
することができる。

【００４０】つまり、スイッチ１０３がオフし、放電回
路１０２が繋がっていないときのバッテリの測定電圧Ｅ
_aは、測定回路１０１の消費電流をＩ₀とすると、Ｅ_a＝Ｅ−Ｒ₀・Ｉ₀ ... (1) である。スイッチ１０３をオンし、放電回路１０２が繋
がってときのバッテリの測定電圧Ｅ_bは、放電回路１０
２の消費電流をＩ₁とすると、Ｅ_b＝Ｅ−Ｒ₀・（Ｉ₀＋Ｉ₁） ... (2) となる。よって、(1) 式、(2) 式より、バッテリの内部
インピーダンスダンスＲ₀は、Ｒ₀＝（Ｅ_a−Ｅ_b）／Ｉ₁ ... (3) により求められる。

【００４１】ここで、測定回路１０１の消費電流Ｉ₀及
び放電回路１０２の消費電流Ｉ₁は、予め測定しておく
ことができる。よって、放電回路１０２がオフのときの
バッテリ電圧Ｅ_aと、放電回路１０２がオンのときのバ
ッテリ電圧Ｅ_bを測定すれば、バッテリの内部インピー
ダンスＲ₀は(3) 式により求めることができる。

【００４２】図４は、このようにしてバッテリの内部イ
ンピーダンスを測定するときの処理を示すフローチャー
トである。図４において、電源がオンされ（ステップＳ
１０１）、電源電圧が安定したのを待って（ステップＳ
１０２）、スイッチ１０３がオフで放電回路１０２が繋
がっていないときのバッテリ電圧Ｅ_aが測定される（ス
テップＳ１０３）。それから、スイッチ１０１がオンさ
れ、放電回路１０２が繋げられ（ステップＳ１０４）、
電源電圧が安定したのを待って（ステップＳ１０５）、
電源電圧Ｅ_bが測定される（ステップＳ１０６）。それ
から、放電回路１０２がオフされ（ステップＳ１０
７）、(3) 式により、バッテリの内部インピーダンスＲ
₀ が算出される（ステップＳ１０８）。

【００４３】このように、予め各負荷の電流は分かって
いるので、各負荷を切り換えて、各状態でバッテリ電圧
を測定すれば、そのバッテリの内部インピーダンスを
(3) 式を使って算出することができる。

【００４４】図５は、この発明が適用されたバッテリ管
理の処理を示すフローチャートである。図５に示すよう
に、電源がオンされると（ステップＳ１）、バッテリの
内部インピーダンスの測定処理が行なわれる（ステップ
Ｓ２）。このバッテリの内部インピーダンスの測定は、
前述した処理により実現できる。

【００４５】バッテリの内部インピーダンスＲ₀が算出
されたら、各モードでのフル電圧ＥH [0] 〜ＥH[3]と、
エンプティ電圧ＥL [0] 〜ＥL[3]が算出される（ステッ
プＳ３）。各モードでのフル電圧ＥH [0] 〜ＥH[3]と、
エンプティ電圧ＥL [0] 〜ＥL[3]の算出は、以下のよう
にして行なわれる。

【００４６】図６に示すように、測定回路１５１と、放
電回路１５２と、放電回路１５３と、放電回路１５２を
断続するスイッチ１６１と、放電回路１５３を断続する
スイッチ１６２とがあるとする。

【００４７】この場合、スイッチ１６１及び１６２を共
にオフしているときには、測定回路１５１にのみ電流が
流れ、スイッチ１６１をオンしスイッチ１６２をオフし
ているときには、測定回路１５１と放電回路１５２に電
流が流れ、スイッチ１６１をオフしスイッチ１６２をオ
ンしているときには、測定回路１５１と放電回路１５３
に電流が流れ、スイッチ１６１及び１６２を共にオンし
ているときには、測定回路１５１と放電回路１５２と放
電回路１５３に電流が流れる。

【００４８】ここで、図７に示すように、スイッチ１６
１及び１６２を共にオフしているときの状態をモード
「０」、スイッチ１６１をオンしスイッチ１６２をオフ
しているときの状態をモード「１」、スイッチ１６１を
オフしスイッチ１６２をオンしているときの状態をモー
ド「２」、スイッチ１６１及び１６２を共にオンしてい
るときの状態をモード「３」とする。

【００４９】なお、この各モードを、図１に示した電子
ファイル装置の電源制御に対応させるとすれば、例え
ば、スタンバイ状態のときがモード「０」、データの読
み出し状態のときがモード「１」又は「２」、データの
書き込み状態のときがモード「３」と考えられる。

【００５０】測定回路１５１の動作電流をＩ₀、放電回
路１５２の動作電流をＩ₁、放電回路１５３の動作電流
をＩ₂とし、無負荷時のバッテリの電圧をＥとすると、
各モードでの電源電圧は、図７に示すように、モード
「０」のときには（Ｅ−Ｒ₀・Ｉ₀）、モード「１」の
ときには（Ｅ−Ｒ₀（Ｉ₀＋Ｉ₁））、モード「２」の
ときには（Ｅ−Ｒ₀（Ｉ₀＋Ｉ₂））、モード「３」の
ときには（Ｅ−Ｒ₀（Ｉ₀＋Ｉ₁＋Ｉ₂））となる。

【００５１】これにより、図８に示すように、各モード
でのフル電圧ＥH[0]〜ＥH[3]及びエンプティ電圧ＥL[0]
〜ＥL[3]が決められる。

【００５２】図８において、バッテリがフル充電されて
いるときの電圧をＥfullとする。バッテリが使用されて
電圧が低下してくるが、最低限使用可能な電圧をＥmin
とする。この最低電圧Ｅmin は、モード「３」のときに
は消費電流が最大となり、バッテリの電圧は最低となる
ので、モード「３」の場合においても、Ｅ₀＞Ｅminで
ある必要がある。

【００５３】バッテリがフルに充電されており無負荷の
ときのバッテリ電圧がＥfullであれば、モード「０」で
のフル電圧ＥH[0]は（Ｅfull−Ｒ₀・Ｉ₀）となり、モ
ード「１」でのフル電圧ＥH[1]は（Ｅfull−Ｒ₀・（Ｉ
₀＋Ｉ₁））となり、モード「２」のフル電圧ＥH[2]は
（Ｅfull−Ｒ₀・（Ｉ₀＋Ｉ₂））となり、モード
「３」でのフル電圧ＥH[3]は（Ｅfull−Ｒ₀・（Ｉ₀＋
Ｉ₁＋Ｉ₂））となる。

【００５４】モード「３」で負荷をかけたときにも動作
可能となるバッテリの最低電圧をＥmin とすると、モー
ド「３」のエンプティ電圧ＥL[3]はＥmin となり、モー
ド「２」でのエンプティ電圧ＥL[2]は（Ｅmin ＋Ｒ₀・
Ｉ₂）となり、モード「１」でのエンプティ電圧ＥL[1]
は（Ｅmin ＋Ｒ₀・Ｉ₁）となり、モード「０」でのエ
ンプティ電圧ＥL[0]はバッテリ電圧は（Ｅmin ＋Ｒ₀・
（Ｉ₁＋Ｉ₂））となる。

【００５５】図２のメイン処理に戻り、ステップＳ３
で、各モード「０」〜モード「３」での、フル電圧ＥH
[0]〜ＥH[3]とエンプティ電圧ＥL[0]〜ＥL[3]が決定さ
れたら、バッテリ電圧が測定され、測定されたバッテリ
の電圧Ｅ₀ がモード「０」でのエンプティ電圧ＥL[0]よ
り大きいか否かが判断される（ステップＳ４）。

【００５６】ステップＳ４で、バッテリの電圧Ｅ₀ がエ
ンプティ電圧ＥL[0]より大きくないと判断されたら、モ
ードが変わって負荷が大きくなったときに、動作電圧を
維持できない可能性が高い。

【００５７】ステップＳ４でバッテリの電圧Ｅ₀ がエン
プティ電圧ＥL[0]より大きくないと判断された場合に
は、図９Ａに示すようにバッテリーの充電が不足してい
る旨の警告が表示され（ステップＳ５）、図９Ｂに示す
ように強制的に電源をオフする旨の警告が表示され（ス
テップＳ６）、電源がオフされる（ステップＳ７）。

【００５８】ステップＳ４でバッテリの電圧Ｅ₀ がエン
プティ電圧ＥL[0]より大きいと判断されたら、電池性能
判定処理が起動されて（ステップＳ８）、バッテリの性
能が低下していないか否かが判断され、これに応じた処
理が行なわれる。そして、バッテリの性能に問題がなけ
れば、バッテリの残量監視処理が行なわれる（ステップ
Ｓ９）。

【００５９】ステップＳ８の電池性能判定処理は、装着
されているバッテリの性能が低下していないか否かを判
定するものである。バッテリの性能低下は、使用よる電
池セルの劣化や低温により生じ、バッテリの性能が劣化
すると、バッテリの内部インピーダンスが大きくなる。
そこで、この例では、バッテリの内部インピーダンスを
検出して、バッテリの性能を判断するようにしている。

【００６０】図１０は、電池性能判定処理の一例を示す
フローチャートである。図１０において、バッテリの内
部インピーダンスＲ₀が警告レベルのインピーダンスＲ
_Cより小さいか否かが判断される（ステップＳ５１）。
バッテリの内部インピーダンスＲ₀が警告レベルのイン
ピーダンスＲ_Cより小さければ、メイン処理が起動され
（ステップＳ５２）、バッテリの残量監視処理が行なわ
れる。

【００６１】バッテリの内部インピーダンスＲ₀が所定
の警告レベルのインピーダンスＲ_Cより小さくなけれ
ば、図１１Ａに示すようなバッテリ性能の低下を示す警
告が表示され（ステップＳ５３）、更に、このバッテリ
の内部インピーダンスＲ₀が規定値Ｒ_eより小さいか否
かが判断される（ステップＳ５４）。バッテリの内部イ
ンピーダンスＲ₀が規定値Ｒ_eより小さければ、ステッ
プＳ５２に行き、メイン処理が起動され、バッテリの残
量監視処理が行なわれる。

【００６２】ステップＳ５４で、バッテリの内部インピ
ーダンスＲ₀が規定値Ｒ_eより小さくなければ、図１１
Ｂに示すような電源オフを示す警告が表示され（ステッ
プＳ５５）、電源がオフされる（ステップＳ５６）。

【００６３】警告レベルのインピーダンスＲ_Cは、現在
は問題なくバッテリは使用可能であるが、性能が劣化に
近づいたときのバッテリの内部インピーダンスに相当す
る。また、規定値Ｒ_eは、そのまま使い続けると問題が
生じるかもしれない所まで性能が劣化したときのバッテ
リの内部インピーダンスに相当する。

【００６４】バッテリの内部インピーダンスＲ₀は、満
充電時のあらゆるモードにおいて、バッテリ電圧Ｅ₀が
最低動作電圧Ｅ_minより大きくなければならない。すな
わち、（Ｅfull−Ｒ₀・（Ｉ₀＋Ｉ₁＋Ｉ₂））＞Ｅmin でなければならない。これを満たす内部インピーダンス
Ｒ₀の条件は、下式の通りに導かれる。

【００６５】Ｒ₀＜（Ｅfull−Ｅmin ）／（Ｉ₀＋Ｉ₁＋Ｉ₂）例えば、Ｅfull＝８．４Ｖ、Ｅmin ＝６．４Ｖ、Ｉ₀＋
Ｉ₁＋Ｉ₂＝１Ａの場合、Ｒ₀＜２Ω が許容範囲となる。

【００６６】但し、これでは使用時間が０になるので、
いくらかの余裕を見込む必要がある。こうして決められ
た内部インピーダンスＲ₀の上限許容値に基づいて、終
了レベルＲ_eや警告レベルＲ_cが決められる。

【００６７】ところで、上述の例では、バッテリの内部
抵抗Ｒ₀のみを検出してバッテリの性能を評価している
が、バッテリの性能の低下の要因としては、電池セルの
劣化による性能低下と、低温による性能低下とがある。
電池セルの劣化による性能低化は回復させることは困難
であるため、バッテリの交換が必要である。低温による
性能低下は、バッテリ温度が上昇すれば回復するため、
バッテリの交換は不要である。したがって、バッテリの
性能低下が判断されたら、この性能低下が電池セルの劣
化によるものか否かを判断できるようにすることが望ま
れる。

【００６８】バッテリの性能低下が電池セルの劣化によ
るものか否かは、予め、劣化状態毎に温度とバッテリの
内部インピーダンスとの関係を検出しておくことで判断
できる。

【００６９】つまり、図１２は、バッテリ温度と内部イ
ンピーダンスとの関係を、バッテリの劣化状態毎に示し
たものである。図１２において、横軸は温度、縦軸は内
部インピーダンスを示し、Ａ１は劣化度５０パーセント
のときの特性、Ａ２は劣化度７５パーセットのときの特
性、Ａ３は劣化度１００パーセットのときの特性であ
る。

【００７０】図１２に示す特性から、各劣化判定基準
（Ｆ％）毎に、温度に対する内部インピーダンスを表す
関数ＲF(T)が作成される。内部インピーダンスＲ₀を測
定する時、同時に温度Ｔを測定し、下記の条件を満たす
場合には、電池劣化と判断できる。

【００７１】Ｒ₀＞ＲF(T) 図１３は、上述のように、電池温度を考慮して電池性能
判定処理を行なう場合の例を示すフローチャートであ
る。

【００７２】図１３において、電池温度Ｔが測定される
（ステップＳ６１）。そして、内部インピーダンスＲ₀
がインピーダンスＲF(T)で求められたインピーダンスよ
り小さいか否かが判断される（ステップＳ６２）。内部
インピーダンスＲ₀がインピーダンスＲF(T)で求められ
たインピーダンスより小さい場合には、バッテリは劣化
していない。この場合には、内部インピーダンスＲ₀が
警告レベルＲ_cより小さいか否かが判断される（ステッ
プＳ６３）。内部インピーダンスＲ_cが警告レベルＲ_c
より小さくなければ、メイン処理が起動され（ステップ
Ｓ６４）、バッテリの残量監視処理が行なわれる。

【００７３】ステップＳ６３で、バッテリの内部インピ
ーダンスＲ₀が所定の警告レベルのインピーダンスＲ_C
より小さくなければ、図１４Ａに示すようなバッテリ性
能の低下を示す警告が表示され（ステップＳ６５）、更
に、このバッテリの内部インピーダンスＲ₀が規定値Ｒ
_eより小さいか否かが判断される（ステップＳ６６）。
バッテリの内部インピーダンスＲ₀が規定値Ｒ_eより小
さくなければ、メイン処理が起動され（ステップＳ６
４）、バッテリの残量監視処理が行なわれる。

【００７４】ステップＳ６６で、バッテリの内部インピ
ーダンスＲ₀が規定値Ｒ_eより小さくなければ、図１４
Ｂに示すような電源オフを示す警告が表示され（ステッ
プＳ６７）、電源がオフされる（ステップＳ６８）。

【００７５】ステップＳ６２で、内部インピーダンスＲ
₀がインピーダンスＲF(T)で求められたインピーダンス
より小さくない場合には、バッテリが劣化している。こ
の場合には、図１６に示すようなバッテリの交換が必要
である旨の警告が表示される（ステップＳ６９）。そし
て、ステップＳ６６に行く。

【００７６】このように、バッテリの内部インピーダン
スＲ₀を検出すると共に、バッテリの温度を検出すれ
ば、バッテリが劣化したかどうかを判断して、ユーザに
警告することができる。

【００７７】図１５及び図１６は、図５においてステッ
プＳ９で示した電池残量検出処理を示すフローチャート
である。図１５及び図１６において、先ず、各モードで
の電池残量の最小値Ｑ[0] 〜Ｑ[3] が１００パーセント
に初期化される（ステップＳ１０１）。そして、電源電
圧Ｅ₀が測定される（ステップＳ１０２）。そして、モ
ードが判別される（ステップＳ１０３）。

【００７８】モード「０」なら（ステップＳ１０４）、
モード「０」のときの電池残容量Ｐ[0] が算出される
（ステップＳ１０５）。そして、このモード「０」のと
きの電池残容量Ｐ[0] が最小値Ｑ[0] より小さいか否か
が判断される（ステップＳ１０６）。電池残容量Ｐ[0]
が最小値Ｑ[0] より小さいときには、今回の電池残量Ｐ
[0] が最小値Ｑ[0] とされる（ステップＳ１０７）。電
池残容量Ｐ[0] が最小値Ｑ[0] より大きいときには、そ
のままの最小値Ｑ[0] が保持される。これにより、モー
ド「０」での電池残容量の最小値Ｑ[0] が求められる。

【００７９】モード「１」なら（ステップＳ１０８）、
モード「１」のときの電池残容量Ｐ[1] が算出される
（ステップＳ１０９）。そして、このモード「１」のと
きの電池残容量Ｐ[1] が最小値Ｑ[1] より小さいか否か
が判断される（ステップＳ１１０）。電池残容量Ｐ[1]
が最小値Ｑ[1] より小さいときには、今回の電池残量Ｐ
[1] が最小値Ｑ[1] とされる（ステップＳ１１１）。電
池残容量Ｐ[1] が最小値Ｑ[1] より大きいときには、そ
のままの最小値Ｑ[1] が保持される。これにより、モー
ド「１」での電池残容量の最小値Ｑ[1] が求められる。

【００８０】モード「２」なら（ステップＳ１１２）、
モード「２」のときの電池残容量Ｐ[2] が算出される
（ステップＳ１１３）。そして、このモード「２」のと
きの電池残容量Ｐ[2] が最小値Ｑ[2] より小さいか否か
が判断される（ステップＳ１１４）。電池残容量Ｐ[2]
が最小値Ｑ[2] より小さいときには、今回の電池残量Ｐ
[2] が最小値Ｑ[2] とされる（ステップＳ１１５）。電
池残容量Ｐ[2] が最小値Ｑ[2] より大きいときには、そ
のままの最小値Ｑ[2] が保持される。これにより、モー
ド「２」での電池残容量の最小値Ｑ[2] が求められる。

【００８１】それ以外なら（すなわちモード「３」な
ら）、モード「３」のときの電池残容量Ｐ[3] が算出さ
れる（ステップＳ１１６）。そして、このモード「３」
のときの電池残容量Ｐ〔3]が最小値Ｑ[3] より小さいか
否かが判断される（ステップＳ１１７）。電池残容量Ｐ
[3] が最小値Ｑ[3] より小さいときには、今回の電池残
量Ｐ[2] が最小値Ｑ[3] とされる（ステップＳ１１
８）。電池残容量Ｐ[3] が最小値Ｑ[3] より大きいとき
には、そのままの最小値Ｑ[3] が保持される。これによ
り、モード「３」での電池残容量の最小値Ｑ[3] が求め
られる。

【００８２】なお、各モードにおける電池残容量Ｐ[M]
の算出は（ステップＳ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１１３、Ｓ
１１６）、各モードでのフル電圧ＥH[M]及びエンプティ
電圧ＥL[M]を用いて、Ｐ[M] ＝（（Ｅ₀−ＥL[M]）／（ＥH[M]−ＥL[M]））×
１００で求められる。

【００８３】各モードでの電池の残量の最小値Ｑ[0] 〜
Ｑ[3] の最小値が求められたら、これら各モードでの電
池の残量の最小値Ｑ[0] 〜Ｑ[3] の最小値の中で最小値
Ｓが検出される（ステップＳ１１９）。この各モードの
中での最小値が検出電池残量Ｓとして表示される（ステ
ップＳ１２０）。

【００８４】このように求められた検出電池残量Ｓが１
０パーセントより小さいか否かが判断される（ステップ
Ｓ１２１）。検出電池残量Ｓが１０パーセントに満たな
ければ、図１７Ａに示すようなバッテリ残量警告が表示
され（ステップＳ１２２）、更に、検出電池残量Ｓが５
パーセントより小さいか否かが判断される（ステップＳ
１２３）。検出電池残量Ｓが５パーセントに満たない場
合には、図１７Ｂに示すようなバッテリ残量が無いので
電源をオフすることを示す警告が表示され（ステップＳ
１２４）、電源がオフされる（ステップＳ１２５）。

【００８５】ステップＳ１２１で、検出電池残量Ｓが１
０パーセントを越えていれば、又は、ステップＳ１２３
で、検出電池残量Ｓが５パーセントを越えていれば、ス
テップＳ１０２にリターンされる。

【００８６】以上のような処理により、各モードにおけ
る電池残量が求められ、各モードでの電池の残量の最小
値から、検出電池残量Ｓが求められ、この検出電池残量
Ｓが表示される。

【００８７】

【発明の効果】この発明によれば、複数の負荷を切り換
えてバッテリ電圧を検出し、複数の負荷を切り換えて検
出したバッテリ電圧と各負荷に流れる電流とを用いてバ
ッテリの内部インピーダンスを算出する。この算出され
たバッテリの内部インピーダンスからバッテリの性能を
判断する。これにより、フル放電やフル充電させること
なく、バッテリの性能を判断することができる。また、
バッテリの温度を検出することで、バッテリの性能が低
下したときに、バッテリの劣化が生じているのか、温度
の影響なのかを判断できる。

【００８８】また、この発明によれば、内部インピーダ
ンスを用いて負荷の設定状態毎のバッテリ容量範囲を設
定し、検出されたバッテリ電圧を負荷の設定状態毎のバ
ッテリ容量範囲を用いてバッテリ容量を算出し、表示す
ることにより、負荷を切り換えたときでも、常に、適切
なバッテリ容量が算出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用できる電子ファイル装置の一例
のブロック図である。

【図２】内部インピーダンスの測定の説明に用いるブロ
ック図である。

【図３】内部インピーダンスの測定の説明に用いるブロ
ック図である。

【図４】内部インピーダンスの測定の説明に用いるフロ
ーチャートである。

【図５】この発明が適用されたバッテリ制御処理の説明
に用いるフローチャートである。

【図６】フル電圧とエンプティ電圧の説明に用いるブロ
ック図である。

【図７】フル電圧とエンプティ電圧の説明に用いる略線
図である。

【図８】フル電圧とエンプティ電圧の説明に用いる略線
図である。

【図９】この発明が適用されたバッテリ制御処理におけ
る表示の説明に用いる略線図である。

【図１０】電池性能判定処理の一例の説明に用いるフロ
ーチャートである。

【図１１】バッテリ制御処理における表示の説明に用い
る略線図である。

【図１２】電池性能判定処理の説明に用いるグラフであ
る。

【図１３】電池性能判定処理の他の例の説明に用いるフ
ローチャートである。

【図１４】バッテリ制御処理における表示の説明に用い
る略線図である。

【図１５】電池残量管理処理の説明に用いるフローチャ
ートである。

【図１６】電池残量管理処理の説明に用いるフローチャ
ートである。

【図１７】バッテリ制御処理における表示の説明に用い
る略線図である。

【符号の説明】

１０Ａ、１０Ｂ・・・ＭＤドライブ装置、１３・・・イ
メージスキャナ、３１・・・バッテリ、３２・・・電源
制御回路、３３・・・温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧
検出手段と、上記バッテリに対する複数の負荷を切り換えるためのス
イッチ手段と、上記複数の負荷を切り換えて上記バッテリ電圧を検出
し、上記複数の負荷を切り換えて検出した上記バッテリ
電圧と各負荷に流れる電流とを用いて上記バッテリの内
部インピーダンスを算出する内部インピーダンス算出手
段と、算出された上記バッテリの内部インピーダンスから上記
バッテリの性能を判断する性能判断手段とを備えるよう
にしたバッテリ管理装置。
【請求項２】上記バッテリの性能が低下していること
が検出されたら、上記バッテリの性能が低下しているこ
とを示す警告表示を行なうようにした請求項１に記載の
バッテリ管理装置。
【請求項３】更に、上記バッテリの温度を検出する温
度検出手段を備え、上記バッテリの温度と、上記バッテリの内部インピーダ
ンスから上記バッテリの性能を判断するようにした請求
項１に記載のバッテリ管理装置。
【請求項４】上記バッテリの性能が低下していること
が検出されたら、上記バッテリの性能が低下しているこ
とを示す表示を行うと共に、上記バッテリの劣化が生じ
ているか否かの表示を行なうようにした請求項３に記載
のバッテリ管理装置。
【請求項５】バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧
検出手段と、上記バッテリに対する複数の負荷を切り換えるためのス
イッチ手段と、上記複数の負荷を切り換えて上記バッテリ電圧を検出
し、上記複数の負荷を切り換えて検出した上記バッテリ
電圧と各負荷に流れる電流とを用いて上記バッテリの内
部インピーダンスを算出する内部インピーダンス算出手
段と、上記内部インピーダンスを用いて上記負荷の設定状態毎
のバッテリ容量範囲を設定し、検出されたバッテリ電圧
から上記負荷の設定状態毎のバッテリ容量範囲を用いて
バッテリ容量を算出するバッテリ容量算出手段と、上記バッテリ容量を表示する表示手段とを備えるように
したバッテリ管理装置。