JP2001119864A - バッテリ残量検出装置、バッテリ残量検出方法及び電子機器並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリにより駆動され、バッテリの残量を
検出し、表示するためのバッテリ容量検出装置、バッテ
リ容量検出方法及び電子機器並びに記録媒体に関し、安
価で、かつ、バッテリの容量を正確に検出できるバッテ
リ容量検出装置、バッテリ容量検出方法及び電子機器並
びに記録媒体を提供することを目的とする。 【解決手段】 バッテリの電圧及びバッテリから供給さ
れる電流を検出し、検出された検出電圧を検出された検
出電流に基づいて補正し、補正された電圧に基づいてバ
ッテリの残量を算出するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッテリ残量検出装
置、バッテリ残量検出方法及び電子機器並びに記録媒体
に係り、特に、バッテリにより駆動され、バッテリの残
量を検出し、表示するためのバッテリ残量検出装置、バ
ッテリ残量検出方法及び電子機器並びに記録媒体に関す
る。

【０００２】携帯型のコンピュータは、内蔵されたバッ
テリにより駆動される。このようなコンピュータでは、
バッテリの残量を表示し、使用者に知らせる機能があ
る。このとき、使用者は、使用中にバッテリが切れるこ
とがないように、表示されたバッテリの残量に応じてバ
ッテリの交換や使用時間管理を行う。このため、バッテ
リの残量を正確に検出し、表示する必要があった。

【０００３】

【従来の技術】従来の携帯型のコンピュータにおいて、
バッテリの残量を検出する方法の一つとして、バッテリ
に流入出する電流を積算する電流積算法が知られてい
る。この方法は、バッテリから流入出する電流の総和が
バッテリの残量に対応することを利用して残量を検出し
ようとする方法である。

【０００４】図１は従来の電流積算法の一例を説明する
ための図を示す。図１において、１はバッテリパック、
２は携帯型コンピュータ本体を示す。バッテリパック１
は、外部端子Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を有する。外部端子Ｔ1
、Ｔ2 、Ｔ3 は、携帯型コンピュータ本体２の外部端
子Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13に接続される。

【０００５】バッテリパック１は、バッテリ本体３、電
流検出抵抗Ｒ、電源マイコン４から構成される。バッテ
リ本体３は、電圧Ｖ1 を発生する。バッテリ本体３は、
内部抵抗ｒを有する。電流検出抵抗Ｒは、バッテリ本体
３と端子Ｔ1 との間に直列に接続され、バッテリ本体３
から端子Ｔ1 を介して携帯型コンピュータ本体２に流出
する電流及び携帯型コンピュータ本体２から端子Ｔ1 を
介してバッテリ本体３に流入する電流に応じた電圧を検
出する。

【０００６】電源マイコン４は、電流検出抵抗Ｒの両端
に接続され、電流検出抵抗Ｒに流れる電流Ｉに応じて電
流検出抵抗Ｒに発生される電圧Ｖを検出する。電源マイ
コン４は、バッテリ本体３に流入出する電流Ｉを積算し
て、バッテリ本体３の残量値を算出する。電源マイコン
４で算出された残量値は、端子Ｔ2 から出力され、携帯
型コンピュータ本体２の端子Ｔ12に供給される。

【０００７】携帯型コンピュータ本体２は、処理部５、
表示部６を内蔵する。処理部５は、端子Ｔ11、Ｔ12、Ｔ
13に接続され、端子Ｔ11、Ｔ13から駆動電源を受け取る
とともに、端子Ｔ12からバッテリパック１の残量値を受
け取る。処理部５は、表示部６を制御してバッテリパッ
ク１の残量値を表示する。図１に示す電流積算法では、
バッテリパック１に流入出する電流を積算する必要があ
る。このとき、携帯型コンピュータ本体２に装着される
バッテリパック１が交換されても装着されたバッテリパ
ック１の残量値を表示するためには、バッテリパック毎
に流入出する電流を検出し、バッテリ本体３の残量を管
理する必要がある。これは、携帯型コンピュータ本体２
側でバッテリパック１に流入出する電流を積算した場
合、バッテリパック１が交換されると、それまで積算し
た電流が無効になり、残量を表示することができなくな
るからである。

【０００８】バッテリパック１側でバッテリ本体２の残
量を管理するためには、バッテリパック１側に電源マイ
コン４を搭載する必要があり、バッテリパック１が高価
になる。このため、バッテリパックを低価格にするため
には、携帯型コンピュータ本体２側で装着されたバッテ
リパック１の残量を算出する必要がある。

【０００９】携帯型コンピュータ本体２側でバッテリパ
ック１の残量を算出する方法として、バッテリの電圧か
ら残量を算出する方法がある。この方法は、バッテリが
エネルギーの消耗に応じて出力電圧が低下する特性を利
用して、バッテリの残量を検出しようとするものであ
る。図２は従来のバッテリの電圧から残量を算出する方
法を説明するための図を示す。同図中、図１と同一構成
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

【００１０】図２において、１１はバッテリパック、１
２は携帯型コンピュータ本体を示す。バッテリパック１
１は、外部端子Ｔ21、Ｔ22を有する。外部端子Ｔ21、Ｔ
22は、携帯型コンピュータ本体１２の外部端子Ｔ31、Ｔ
32に接続される。バッテリパック１１は、少なくともバ
ッテリ本体３が内蔵され、バッテリ本体３で発生される
電源電圧が外部端子Ｔ21、Ｔ22に印加される。

【００１１】携帯型コンピュータ本体１２の外部端子Ｔ
31、Ｔ32は、処理部５及び電源マイコン１３に接続され
る。処理部５は、外部端子Ｔ31、Ｔ32に供給された電源
電圧により駆動される。また、電源マイコン１３は、端
子Ｔ31と端子Ｔ32との間の電圧を検出し、検出された電
圧からバッテリ本体３の残量を算出する。電源マイコン
１３で算出されたバッテリ本体３の残量は処理部５に供
給され、表示部６に表示される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のバッ
テリから供給された電流を積算する電流積算法では、バ
ッテリパック毎に電流を積算する必要があり、バッテリ
パック毎に電源マイコンを搭載する必要があるので、高
価になる等の問題点があった。バッテリパックを安価に
するために用いられるバッテリパックの電圧を検出して
バッテリパックの残量を算出する方法では、携帯型コン
ピュータ本体１２の負荷の変動によりバッテリパック３
から供給される電流が変動すると、バッテリ本体が有す
る内部抵抗ｒに流れる電流が変動する。内部抵抗ｒに流
れる電流が変動すると、内部抵抗ｒによる電圧降下が変
化して、携帯型コンピュータ本体１２の外部端子Ｔ31、
Ｔ32に印加される電圧が変動する。このため、電源マイ
コン１３により検出される電圧が変動する。電源マイコ
ン１３は、外部端子Ｔ31、Ｔ32に印加される電圧に応じ
てバッテリパックの残量を算出しているので、外部端子
Ｔ31、Ｔ32に印加される電圧が変動すると、バッテリパ
ックの残量も変動していしまう。よって、正確な残量表
示が行えないなどの問題点があった。バッテリ本体３と
してリチウムイオン電池を用いると、リチウムイオン電
池は、内部抵抗ｒが大きいので、負荷変動による外部端
子Ｔ31、Ｔ32に印加される電圧の変動が特に大きくな
り、残量表示が大きくずれてしまう等の問題点があっ
た。

【００１３】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、安価で、かつ、バッテリの残量を正確に検出できる
バッテリ残量検出装置、バッテリ残量検出方法及び電子
機器並びに記録媒体を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１、６、
７、９、１０は、バッテリの電圧及びバッテリの電流を
検出し、検出された電圧を検出された電流に基づいて補
正し、補正された電圧に基づいてバッテリの残量を算出
するようにする。請求項２は、検出電流からバッテリ電
圧の電圧降下を算出し、電圧検出手段で検出された検出
電圧を補正するようにする。

【００１５】請求項３は、バッテリが放電されている場
合において、算出された残量が前回の残量より小さいと
きには、算出された残量を今回の残量にし、算出された
残量が前回の残量より大きいときには、前回の残量を今
回の残量にする。請求項４、８、１１は、バッテリが充
電されている場合において、算出された残量が前回の残
量より大きいときには、算出された残量を今回の残量に
し、算出された残量が前回の残量より小さいときには、
前回の残量を今回の残量にする。

【００１６】請求項５は、バッテリの脱着が検出された
ときには、算出されたバッテリの残量を今回の残量にす
る。本発明の請求項１、２、６、７、９、１０によれ
ば、電流を検出することによりバッテリの内部抵抗の電
圧降下の影響をバッテリ電圧に考慮することができるた
め、バッテリの正確な電圧を検出でき、よって、バッテ
リの残量を正確に検出できる。

【００１７】請求項３によれば、バッテリが放電されて
いる場合には、バッテリの残量が順次減少するので、算
出された残量が小さいときの残量をバッテリの残量とし
て採用することにより、正確な充電量を表示できる。請
求項４、８、１１によれば、バッテリが充電されている
場合には、バッテリの残量が順次増加するので、算出さ
れた残量が大きいときの残量をバッテリの残量として採
用することにより、正確な充電量を表示できる。

【００１８】請求項５によれば、バッテリの脱着が検出
されたときには、記憶手段に記憶された残量とは異なる
バッテリの残量であるので、不要な比較を避けて、算出
されたバッテリの残量をそのまま出力することにより、
処理の負荷を低減できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図３は本発明の一実施例のブロッ
ク構成図を示す。本実施例の電子機器として携帯型コン
ピュータについて説明する。本実施例の携帯型コンピュ
ータ２０は、処理装置２１、電源制御回路２２が内蔵さ
れ、バッテリパック２３が装着される。

【００２０】処理装置２１は、記憶装置２４、ＣＰＵ２
５、ＲＡＭ２６、入力装置２７、表示装置２８、ＰＣカ
ードコントローラ２９、ＰＣカードコネクタ３０、モデ
ム３１、モジュラジャック３２、入出力インタフェース
３３、入出力コネクタ３４、赤外線ポート３５、バス３
６を有する。記憶装置２４は、ＲＯＭ、フラッシュメモ
リなどから構成され、ＯＳ（Operating System）、ドラ
イバソフト、アプリケーションソフトがインストールさ
れている。後に詳細に説明する本実施例のバッテリパッ
ク２３の残量を表示するためのプログラムは、ドライバ
ソフトの一つとして記憶されている。

【００２１】ＣＰＵ２５は、記憶装置２４に記憶された
ソフトウェアに応じた演算処理を行う。ＲＡＭ２６は、
ＥＤＯ−ＤＲＡＭ、ＳＤ−ＲＡＭなどから構成され、Ｃ
ＰＵ２５での処理の作業用記憶領域として用いられる。
入力装置２７は、キーボードやタッチパネルから構成さ
れ、ＣＰＵ２５にデータを入力したり、処理の指示を与
える。表示装置２８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Devic
e ）パネルから構成され、ＣＰＵ２５での処理に応じた
画面を表示する。

【００２２】ＰＣカード制御部２９は、ＰＣカードコネ
クタ３０とバス３６との間に接続される。ＰＣカードコ
ネクタ３０には、ＰＣカード３７が接続される。ＰＣカ
ード制御部２９は、ＰＣカード３７とバス３６とのイン
タフェースをとる。ＰＣカード３７は、ＰＣＭＣＩＡ規
格に準拠した構造とされており、ＰＣカードコネクタ３
０に接続されて、各種機能を付加する。例えば、ＰＣカ
ード３７とインタフェースとして用いてフロッピーディ
スクドライブ３８やＣＤ−ＲＯＭドライブ３９が接続さ
れる。

【００２３】フロッピーディスクドライブ３８にはフロ
ッピーディスク４０が装着される。フロッピーディスク
ドライブ３８は、フロッピーディスク４０に情報を書き
込むとともに、フロッピーディスク４０に書き込まれた
情報を読み出し、処理装置２１に供給する。また、ＣＤ
−ＲＯＭドライブ３９にはＣＤ−ＲＯＭディスク４１が
装着される。ＣＤ−ＲＯＭドライブ３９は、装着された
ＣＤ−ＲＯＭディスク４１から情報を読み出し、処理装
置２１に供給する。

【００２４】なお、本実施例のバッテリパック２３の残
量を表示するためのプログラムは、フロッピーディスク
４０、あるいはＣＤ−ＲＯＭディスク４１などの記録媒
体として提供されてもよい。フロッピーディスク４０、
あるいはＣＤ−ＲＯＭディスク４１などの記録媒体とし
て提供されたプログラムは、フロッピーディスクドライ
ブ３８、あるいはＣＤ−ＲＯＭドライブ３９により読み
出され、記憶装置２４にインストールされて、用いられ
る。

【００２５】入出力インタフェース３３は、ＣＰＵ２５
と、入出力コネクタ３４並び赤外線ポート３５との間に
接続され、ＣＰＵ２５と、入出力コネクタ３４並びに赤
外線ポート３５とのインタフェースをとる。入出力コネ
クタ３４は、ＲＳ−２３２Ｃに準拠したコネクタであ
り、ＲＳ−２３２Ｃケーブルが接続される。赤外線ポー
ト３５は、ＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信ポートで
あり、赤外線により外部装置との通信を行う。

【００２６】電源制御回路２２は、処理装置２１への電
源の供給を制御、バッテリパック２３の充電の制御を行
うとともに、ＣＰＵ２５にバッテリパック２３の残量を
検出するのに必要な情報を提供する。バッテリパック２
３は、図２に示すバッテリパック１１と同じ構成であ
り、内部に電源マイコンを内蔵しない。

【００２７】図４は本発明の一実施例の電源制御回路の
ブロック構成図を示す。電源制御回路２２は、外部端子
Ｔ41、Ｔ42、Ｔ43を有する。外部端子Ｔ41には、ＡＣア
ダプタ５１が接続される。外部端子Ｔ42、Ｔ43には、バ
ッテリパック２３が接続される。ＡＣアダプタ５１は、
交流電源５２に接続され、交流電源５２から印加される
交流電圧を所定の直流電圧に変換する。また、外部端子
Ｔ42には、バッテリパック２３から直流電圧が印加され
る。外部端子Ｔ43には、バッテリパック２３が装着され
ていないときには、開放され、バッテリパック２３が装
着されると、バッテリパック２３の内部で接地される。
外部端子Ｔ43は、バッテリパック２３の接続の有無を検
出するための端子として用いられる。

【００２８】電源制御回路２２は、充電部５３、ＡＣア
ダプタ検出部５４、ラッチ回路５５、センス抵抗５６、
電圧検出部５７、電流検出部５８、逆流防止用ダイオー
ド５９、６０から構成される。充電部５３は、外部端子
Ｔ41に接続され、ＡＣアダプタ５１から供給される直流
電圧によりバッテリパック２３を充電する。

【００２９】充電部５３は、ダイオード６１、６２、ト
ランジスタ６３、コイル６４、抵抗６５ａ、６５ｂ、コ
ンデンサ６６、充電制御ＩＣ６７、充電コントロール回
路６８から構成される。ダイオード６１は、アノードが
外部端子Ｔ41に接続され、カソードが抵抗６５ａを介し
てトランジスタ６３のソースに接続される。ダイオード
６１は、充電部５３側から外部端子Ｔ41側への電流の逆
流を防止する。トランジスタ６３は、ｎチャネルＭＯＳ
トランジスタから構成され、ゲートが充電制御ＩＣ６７
に接続され、ドレインがコイル６４、抵抗６５ｂを介し
て抵抗５６とダイオード６０との接続点に接続される。
トランジスタ６３は、充電制御ＩＣ６７から供給される
制御信号に応じてオン・オフし、バッテリパック２３に
供給する充電電流をＰＷＭ制御する。

【００３０】ダイオード６２は、ツェナーダイオードか
ら構成され、トランジスタ６３のドレインと接地間に逆
方向に接続され、トランジスタ６３のドレイン電位を一
定レベル以下にする。コイル６４、コンデンサ６６は、
フィルタを構成しており、トランジスタ６３のドレイン
電流を整流して、出力する。抵抗６５ａは、ダイオード
６１とトランジスタ６３のソースとの間に直列に接続さ
れるとともに、充電制御ＩＣ６７に接続される。抵抗６
５ａの両端には、トランジスタ６３に供給される電流に
応じた電圧が発生する。充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５
ａの両端の電圧を検出することにより充電部５３への入
力電流を検出し、トランジスタ６３を制御する。

【００３１】抵抗６５ｂは、コイル６４に直列に接続さ
れるとともに、充電制御ＩＣ６７に接続される。抵抗６
５ａの両端には、充電部５３から出力される電流に応じ
た電圧が発生する。充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５ｂの
両端の電圧を検出することにより充電部５３の出力電流
を検出する。また、充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５ｂの
出力側の電圧を検出することにより充電部５３の出力電
圧を検出する。

【００３２】また、充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５ｂの
両端電圧に応じて充電電流及び充電電圧を検出し、定電
流充電制御時には出力電流が定電流となるようにように
トランジスタ６３を制御し、定電圧制御時には出力電圧
が定電圧となるようにトランジスタ６３を制御する。図
５は本発明の一実施例の充電制御ＩＣのブロック構成図
を示す。

【００３３】充電制御ＩＣ６７は、端子Ｔ50〜Ｔ57を有
する。端子Ｔ50は、ダイオード６１と抵抗６５ａとの接
続点に接続される。端子Ｔ51は、抵抗６５ａとトランジ
スタ６３のドレインとの接続点に接続される。端子Ｔ52
には、基準電源６９から基準電圧Ｖref0が印加される。
端子Ｔ53は、コイル６４と抵抗６５ｂとの接続点に接続
される。端子Ｔ54は、抵抗６５ｂとコンデンサ６６との
接続点に接続される。端子Ｔ55には、基準電源７０から
基準電圧Ｖref1が印加される。端子Ｔ56は、充電コント
ロール回路６８に接続される。端子Ｔ57は、トランジス
タ６３のゲートに接続される。

【００３４】充電制御ＩＣ６７は、誤差増幅器７１〜７
５、三角波発振器７６、ＰＷＭ比較器７７、ドライバ７
８から構成される。誤差増幅器７１は、非反転入力端子
が端子Ｔ50に接続され、反転入力端子が端子Ｔ51に接続
される。誤差増幅器７１は、抵抗６５ａに印加される電
圧に応じた信号を出力する。

【００３５】誤差増幅器７２は、反転入力端子が誤差増
幅器７１の出力に接続され、非反転入力端子が端子Ｔ52
に接続される。誤差増幅器７２は、誤差増幅器７１の出
力と基準電圧Ｖref0との差に応じた信号を出力する。誤
差増幅器７３は、非反転入力端子が端子Ｔ53に接続さ
れ、反転入力端子が端子Ｔ54に接続される。誤差増幅器
７３は、抵抗６５ｂの両端に印加される電圧に応じた信
号を出力する。

【００３６】誤差増幅器７４は、非反転入力端子に誤差
増幅器７３の出力が供給され、反転入力端子が端子Ｔ55
に接続される。誤差増幅器７４は、誤差増幅器７３の出
力と基準電圧Ｖref1との差に応じた信号を出力する。誤
差増幅器７５は、非反転入力端子が端子Ｔ54に接続さ
れ、反転入力端子に内蔵された基準電源７９から基準電
圧Ｖref2が供給される。誤差増幅器７５は、充電電圧と
基準電圧Ｖref2との差に応じた信号を出力する。

【００３７】また、三角波発振器７６は、三角波信号を
発生し、ＰＷＭ比較器７７に供給する。ＰＷＭ比較器７
７は、３つの非反転入力端子と、１つの反転入力端子を
有し、非反転入力端子には、誤差増幅器７２、７４、７
５の出力信号が入力され、反転入力端子には三角波発振
器７６の出力三角波信号が入力される。ＰＷＭ比較器７
７は、誤差増幅器７２、７４、７５の出力と三角波発振
器７６の出力とを比較し、誤差増幅器７２、７４、７５
の出力のうち最も小さい出力が三角波発振器７６の出力
より小さいときにはローレベルとなり、誤差増幅器７
２、７４、７５の出力のうち最も小さい出力が三角波発
振器７６の出力より大きいときにハイレベルとなるパル
ス信号を出力する。

【００３８】ＰＷＭ比較器７７から出力されたパルス信
号は、ドライバ７８に供給される。ドライバ７８は、端
子Ｔ57に接続され、ＰＷＭ比較器７７から出力されたパ
ルス信号に応じたトランジスタ６３をドライブする。以
上により、充電制御ＩＣ６７により、入力電圧、充電電
圧、充電電流に応じて定電流充電制御及び定電圧充電制
御が行われるとともに、充電動作が制御される。

【００３９】また、充電制御ＩＣ６７の端子Ｔ56は、充
電コントロール回路６８が接続される、充電制御ＩＣ６
７は、端子Ｔ56に供給される充電制御信号が有効なとき
には、回路を動作状態とし、端子Ｔ56に供給される充電
制御信号が無効なときには、回路を停止状態とし、トラ
ンジスタ６３を常時オフにする。充電コントロール回路
６８は、外部端子Ｔ42、Ｔ43に接続され、外部端子Ｔ42
の電圧に応じて充電の要否を判定し、充電制御ＩＣ６７
を制御する。充電コントロール回路６８は、外部端子Ｔ
42がバッテリパック２３の満充電電圧Ｖ2 以上であれ
ば、充電を停止させるように充電制御ＩＣ６７を制御す
る。

【００４０】充電コントロール回路６８は、外部端子Ｔ
43がローレベルで、かつ、外部端子Ｔ42がバッテリパッ
ク２３の満充電電圧Ｖ2 未満であれば、バッテリパック
２３の充電状況を示す充電ステータスを有効にする。ま
た、充電コントロール回路６８は、外部端子Ｔ43がハイ
レベル又は外部端子Ｔ42がバッテリパック２３の満充電
電圧Ｖ2 以上であれば、バッテリパック２３の充電状況
を示す充電ステータス無効にする。

【００４１】図６は本発明の一実施例の充電コントロー
ル回路のブロック構成図を示す。充電コントロール回路
６８は、端子Ｔ61〜Ｔ64を有する。端子Ｔ61は、端子Ｔ
42に接続される。端子Ｔ62は、端子Ｔ43に接続される。
端子Ｔ63は、充電制御ＩＣ６７の端子Ｔ63に接続され
る。端子Ｔ64は、ＣＰＵ２５に接続される。充電コント
ロール回路６８は、コンパレータ８１、基準電圧源８
２、インバータ８３、ＡＮＤゲート８４から構成され
る。コンパレータ８１は、反転入力端子が端子Ｔ61に接
続され、非反転入力端子が基準電圧源８２に接続され
る。基準電源８２は、バッテリパック２３に満充電電圧
Ｖ2 を基準電圧として発生する。コンパレータ８１は、
端子Ｔ61の電圧と基準電圧源８２からの基準電圧とを比
較して、端子Ｔ61の電圧が基準電圧より小さければハイ
レベル、大きければローレベルとなる信号を出力する。
コンパレータ８１の出力は、ＡＮＤゲート８４に供給さ
れる。

【００４２】インバータ８３は、端子Ｔ62に接続され、
端子Ｔ62に供給されるバッテリパック２３の接続の有無
を検出する信号を反転してＡＮＤゲート８４に供給す
る。ＡＮＤゲート８４は、コンパレータ８１の出力とイ
ンバータ８３とのＡＮＤ論理を出力する。ＡＮＤゲート
８４の出力は、コンパレータ８１の出力がハイレベル
で、かつ、インバータ８３の出力がハイレベルのとき、
ハイレベルとなり、その他の場合は、ローレベルとな
る。ＡＮＤゲート８４の出力は、端子Ｔ63、Ｔ64から出
力される。なお、ＡＮＤゲート８４の出力がハイレベル
のときを有効と呼び、ローレベルのときを無効と呼ぶ。

【００４３】充電コントロール回路６８は、端子Ｔ61の
電圧が満充電電圧Ｖ2 以上のとき、及び端子Ｔ62がハイ
レベルのとき、端子Ｔ63から出力する充電制御信号を無
効にする。また、充電コントロール回路６８は、端子Ｔ
61の電圧が満充電電圧Ｖ2 未満で、かつ、端子Ｔ62がロ
ーレベルのとき、端子Ｔ63から出力する充電制御信号を
有効にする。さらに、充電コントロール回路６８は、端
子Ｔ61の電圧が満充電電圧Ｖ2 未満で、かつ、端子Ｔ62
がローレベルのとき、端子Ｔ64から出力する充電ステー
タスを有効にする。

【００４４】充電部５３は、バッテリパック２３への充
電を迅速かつ安全に行うために、バッテリパック２３の
電圧が所定電圧Ｖ1 より小さいときには、定電流充電を
行い、バッテリパック２３の電圧が所定電圧Ｖ1 より大
きいときには、定電圧充電を行う。定電流充電は、一定
電流Ｉ0 で充電を行う制御であり、定電圧充電は、一定
電圧Ｖ2 で充電を行う制御である。

【００４５】図７は本発明の一実施例の充電動作を説明
するための図を示す。図７において、実線はバッテリパ
ック２３の充電時の充電電圧波形、破線はバッテリパッ
ク２３の充電時の充電電流波形を示す。充電部５３は、
バッテリパック２３の充電電圧が所定電圧Ｖ1 より小さ
いときには、図７に破線で示すように定電流Ｉ0 で定電
流充電を行う。時刻ｔ0 で、バッテリパック２３の充電
電圧が所定電圧Ｖ1 以上になると、略満充電電圧Ｖ2 で
定電圧充電を行う。このとき、図７に破線で示すように
充電電流は、漸次減少する。

【００４６】次に、ＡＣアダプタ検出部５４について説
明する。ＡＣアダプタ検出部５４は、抵抗９１、９２か
ら構成される。抵抗９１、９２は、端子Ｔ41と接地との
間に直列に接続され、ＡＣアダプタ５１からの電圧を分
圧し、ＡＣアダプタステータスとして出力する。ＡＣア
ダプタステータスは、端子Ｔ41にＡＣアダプタ５１から
直流電圧が供給されると有効となり、端子Ｔ41が開放さ
れると無効となる。

【００４７】次に、ラッチ回路５５について説明する。
ラッチ回路５５は、抵抗１０１、インバータ１０２、Ｎ
ＯＲゲート１０３、フリップフロップ１０４から構成さ
れる。抵抗１０１は、一端が端子Ｔ43に接続され、他端
に所定の電圧Ｖ0 が印加される。インバータ１０２は、
端子Ｔ42が接続され、端子Ｔ42のレベルを反転してＮＯ
Ｒゲート１０３に供給する。

【００４８】ＮＯＲゲート１０３は、インバータ１０２
の出力と端子Ｔ42の出力とのＮＯＲ論理を出力する。Ｎ
ＯＲゲート１０３の出力は、フリップフロップ１０４に
供給される。フリップフロップ１０４は、ＮＯＲゲート
１０３の出力を保持する。フリップフロップ１０４の出
力は、バッテリ状態ステータスとしてＣＰＵ２５に供給
される。

【００４９】センス抵抗５６は、端子Ｔ42に一端が接続
され、他端がダイオード６０を介して処理部２１に接続
される。センス抵抗５６には、バッテリパック２３から
処理部２１に供給される電流が流れる。電圧検出部５７
は、抵抗１１１、１１２から構成される。抵抗１１１、
１１２は、直列に接続されており、一端が端子Ｔ42に接
続され、他端が接地されており、抵抗１１１と抵抗１１
２との接続点からバッテリパック２３の出力電圧を分圧
して出力する。電圧検出部５７の出力電圧は、検出電圧
Ｖs としてＣＰＵ２５に供給される。

【００５０】電流検出部５８は、抵抗１２１〜１２７、
差動増幅器１２８〜１３０から構成される。抵抗１２
１、１２２は、センス抵抗５６とダイオード６０との接
続点と接地との間に直列に接続される。抵抗１２１と抵
抗１２２との接続点からは、レベルシフトされた電圧が
出力される。抵抗１２３、１２４は、センス抵抗５６と
端子Ｔ42との接続点と接地との間に直列に接続される。
抵抗１２３と抵抗１２４との接続点からは、レベルシフ
トされた電圧が出力される。

【００５１】差動増幅器１２８は、非反転増幅回路を構
成しており、抵抗１２１、１２２によりレベルシフトさ
れた電圧を非反転増幅する。差動増幅回路１２９は、反
転増幅回路を構成しており、抵抗１２３、１２４により
レベルシフトされた電圧を反転増幅する。抵抗１２５〜
１２７、差動増幅器１３０は、差動増幅回路を構成して
おり、差動増幅器１２８の出力と差動増幅器１２９の出
力との差動信号を出力する。差動増幅器１３０の出力
は、検出電流Ｉs としてＣＰＵ２５に供給される。

【００５２】ＣＰＵ２５は、上記電源制御回路２２で生
成された充電ステータス、ＡＣアダプタステータス、バ
ッテリ状態ステータス、検出電圧Ｖs 、検出電流Ｉs に
よりバッテリパック２３の残量を算出する。次に、バッ
テリパック２３の残量を検出するためのＣＰＵ２５での
処理について説明する。

【００５３】図８は本発明の一実施例のバッテリ残量検
出処理のフローチャートを示す。バッテリ残量検出処理
プログラムは、記憶装置２４に記憶されており、ＣＰＵ
２５により所定時間毎に実行される。バッテリ残量検出
処理プログラムは、電源制御回路２２から供給される充
電ステータス、ＡＣアダプタステータス、バッテリ状態
ビット、検出電流値、検出電圧値からバッテリ残量の検
出を行う。

【００５４】バッテリ残量検出処理プログラムでは、ま
ず、ステップＳ０が実行される。ステップＳ０は、電圧
検出部５７で検出された電圧及び電流検出部５８で検出
された電流を取り込む。次にステップＳ１が実行され
る。ステップＳ１は、電源制御回路２２からのバッテリ
状態変更ビットを参照して、バッテリ状態ビットが有効
か否かを判定する。

【００５５】ステップＳ１で、バッテリ状態ビットが無
効であれば、バッテリパック２３が交換されたと判断で
きる。ステップＳ１で、バッテリ状態ビットが無効であ
れば、ステップＳ２を実行する。ステップＳ２は、電源
制御回路２２で検出された検出電圧値及び検出電流値に
応じてバッテリ残量を算出し、そのときのバッテリ残量
として採用する。

【００５６】ここで、ステップＳ２でのバッテリ残量の
算出方法について説明する。バッテリ残量ＣB は、検出
電圧をＶs 、検出電流をＩs 、電圧重み係数をＡ、電流
重み係数をＢ、補正値をＣ、電圧／％変換値をＤとする
と、下記の式（１）により算出される。 ＣB ＝（Ａ×Ｖs ＋Ｂ×Ｉs −Ｃ）／Ｄ〔％〕 ・・・（１） で表される。なお、上記各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、バッ
テリパック２３に内蔵されるバッテリの残量、内部抵抗
ｒなどの特性によって実験的に決定される。

【００５７】なお、係数Ａ、Ｂは、バッテリパック２３
の内部抵抗ｒによりその比率が決定される。例えば、バ
ッテリパック２３の内部抵抗ｒが大きく、電流Ｉs に応
じて電圧Ｖs が大きく変化する場合には、Ｂを大きく、
Ａを小さく設定し、内部抵抗ｒが小さく、電流Ｉs に応
じた電圧Ｖs の変化が小さい場合には、Ａを大きく、Ｂ
を小さく設定する。

【００５８】また、係数Ｄは、電圧の変換比率を決定す
る。係数Ｄは、バッテリパック２３が満充電電圧で、残
量ＣB が１００％となるように設定される。係数Ｃは、
補正係数であり、バッテリパック２３の内部抵抗ｒ及び
（Ａ×Ｖs＋Ｂ×Ｉs ）を％に変換する際の変換特性に
よって決定される。ここで、係数Ａ〜Ｄについて詳細に
説明する。

【００５９】係数Ａは、バッテリ電圧についての重み係
数であり、バッテリパック２３の電圧及び、それをＣＰ
Ｕ２５に内蔵されたＡ／Ｄコンバータ経由でＣＰＵ２５
に読み込んだ数値からバッテリ残量比率に変換するため
の数値である。この数値は、バッテリパック２３の特性
及びＡ／Ｄコンバータの特性、装置の特性などにより決
定される。

【００６０】係数Ｂは、検出電流についての重み係数で
あり、電流検出抵抗の両端に発生する電圧をＡ／Ｄコン
バータ経由でＣＰＵ２５に読み込んだ数値から、バッテ
リ電圧の補正値を求めるための数値である。この数値
は、電流検出抵抗値及びＡ／Ｄコンバータの特性、装置
の特性、内部抵抗などのバッテリパック２３の特性によ
り決定される。

【００６１】係数Ｃ、Ｄは、バッテリ電圧を容量に換算
するための係数である。バッテリパック２３は、放電時
でも一定の電圧を持っているため、バッテリ電圧から残
量に変換するためには、この電圧を考慮する必要があ
る。また、容量の表示を百分率とするために、これらの
係数を用いる。これらの数値についてもバッテリや装置
の条件により異なるものであり、計算・実験などの方法
により値を決めるものである。

【００６２】上記式（１）では、Ａ×Ｖs にＢ×Ｉs を
加算する計算を行っている。すなわち、バッテリパック
２３の内部抵抗による電圧降下分に対応する値（Ｂ×Ｉ
s ）をバッテリパック２３の電圧Ｖs に対応する値（Ａ
×Ｖs ）に加算することにより、内部抵抗ｒによる電圧
降下分により測定された電池電圧を補正している。すな
わち、バッテリパック２３の電圧の落ち込みを補正して
いる。

【００６３】以上のように上記式（１）によれば、バッ
テリパック２３の電圧Ｖs がバッテリパック２３の内部
抵抗ｒに流れる電流Ｉs によって補正できる。このた
め、バッテリパック２３の電圧を正確に決定できる。よ
って、バッテリパック２３の残量を正確に算出できるよ
うになる。ステップＳ２で、上記の式（１）に基づいて
バッテリパック２３の残量が算出されると、次にステッ
プＳ３が実行される。ステップＳ３は、ステップＳ２で
算出されたバッテリパック２３の残量を記憶装置２４に
設定された残量メモリに格納する。

【００６４】また、ステップＳ１で、バッテリ状態ビッ
トが有効であれば、次にステップＳ４が実行される。ス
テップＳ４は、ＡＣアダプタ５１が外部端子Ｔ41に接続
されたか否かを判定する。ＡＣアダプタ５１が外部端子
Ｔ41に接続されたか否かは、電源制御回路２２から供給
されるＡＣアダプタステータスにより判定される。ステ
ップＳ４で、ＡＣアダプタ５１が装着されていれば、次
にステップＳ５が実行される。ステップＳ５は、バッテ
リパック２３が充電中か否かを判定する。バッテリパッ
ク２３が充電中か否かは、電源制御回路２２から供給さ
れる充電ステータスにより判定される。

【００６５】ステップＳ５で、充電中でなければ、次に
ステップＳ６が実行される。ステップＳ６は、電源制御
回路２２で検出された検出電圧Ｖs が満充電電圧Ｖ2 か
否かを判定する。ステップＳ６で、検出電圧Ｖs が満充
電電圧Ｖ2 以上であれば、次にステップＳ７が実行され
る。ステップＳ７は、バッテリ残量は、１００％である
と判断できるので、バッテリ残量を１００％に決定す
る。ステップＳ７でバッテリパック２３の残量が１００
％に決定されると、ステップＳ３によりバッテリパック
２３の残量として１００％が残量メモリに格納される。

【００６６】ステップＳ６で、検出電圧Ｖs が満充電電
圧Ｖ2 未満のときには、装置に異常があると判定できる
ので、「ＵＮＫＯＷＮ」を表示し、終了するまた、ステ
ップＳ５で、充電中の場合には、次にステップＳ９が実
行される。ステップＳ９は、検出電圧Ｖs が定電流充電
と定電圧充電とを切り換える切換電圧Ｖ1 以上か否かを
判定する。

【００６７】ステップＳ９で検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ
1 以上のときには、次にステップＳ１０が実行される。
ステップＳ１０は、検出電流Ｉs からバッテリ残量を算
出する。検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ1 以上のときには、
充電部５１により定電圧充電が行われており、図７に実
線で示すように検出電圧Ｖs の変化は微小などので、検
出電圧Ｖs からバッテリパック２３の残量を正確に算出
できない。そこで、図７に破線で示すように漸次減少す
る検出電流Ｉs からバッテリパック２３の残量を算出す
る。

【００６８】検出電流Ｉs からバッテリ残量ＣB を算出
する方法について説明する。バッテリ残量ＣB は、検出
電流をＩs 、αを補正係数、βを％変換係数とすると、
下記の式（２）により求められる。 ＣB ＝（Ｉs ＋α）／β ・・・（２） なお、係数α、βは、バッテリパック２３の特性に応じ
て決定されもので、実験的に求められる。

【００６９】ステップＳ９で検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ
1 未満のときには、次にステップＳ１１が実行される。
ステップＳ１１は、検出電圧Ｖs からバッテリ残量ＣB
を算出する。検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ1 未満のときに
は、充電部５１によりバッテリパック２３が定電流Ｉ0
で定電流充電が行われているので、検出電流Ｉs は図７
に破線で示すように一定の電流Ｉ0 となる。このため、
検出電流Ｉs からバッテリパック２３の残量ＣB を検出
することはできない。このため、検出電圧Ｖsからバッ
テリ残量ＣB を算出する。

【００７０】検出電圧Ｖs からバッテリ残量ＣB を算出
する方法について説明する。バッテリ残量ＣB は、Ｖs
を検出電圧s 、γを％変換係数とすると、下記の式
（３）により算出される。 ＣB ＝Ｖs ／γ ・・・（３） なお、係数γは、バッテリパック２３の特性に応じて決
定されもので、実験的に求められる。

【００７１】次に、ステップＳ１０、Ｓ１１でバッテリ
残量ＣB が算出されると、次にステップＳ１２が実行さ
れる。ステップＳ１２は、ステップＳ１０、Ｓ１１で算
出されたバッテリ残量ＣB とステップＳ３で残量メモリ
に格納されたバッテリ残量Ｃb とを比較し、バッテリ残
量ＣB がバッテリ残量Ｃb より大きいか否かを判定す
る。

【００７２】ステップＳ１２で、バッテリ残量ＣB がバ
ッテリ残量Ｃb より大きければ、ステップＳ１３が実行
される。ステップＳ１３では、ステップＳ１０、Ｓ１１
で算出されたバッテリ残量ＣB を今回のバッテリ残量と
して決定する。これは、ステップＳ１２でバッテリ残量
ＣB がバッテリ残量Ｃb より大きければ、充電が行わ
れ、バッテリ残量が増加したものと判断できるためであ
る。

【００７３】また、ステップＳ１２で、バッテリ残量Ｃ
B がバッテリ残量Ｃb より小さければ、ステップＳ１４
が実行される。ステップＳ１４では、前回処理にステッ
プＳ３で残量メモリに格納されたバッテリ残量Ｃb を今
回のバッテリ残量として決定する。これは、充電中であ
るため、バッテリ残量が低下することはなく、検出電流
Ｉs あるは検出電圧Ｖs の測定誤差であると判断できる
ためである。

【００７４】ステップＳ１３、Ｓ１４でバッテリ残量Ｃ
B 、Ｃb が決定されると、ステップＳ３で決定されたバ
ッテリ残量を残量メモリに格納する。次に、ステップＳ
４でＡＣアダプタ５１が外部端子Ｔ41に接続されてない
と判断された場合について説明する。ステップＳ４で、
ＡＣアダプタ５１が外部端子Ｔ41に接続されていない場
合には、次にステップＳ１５が実行される。ステップＳ
１５は、上述の式（１）によりバッテリ残量を算出す
る。

【００７５】ステップＳ１５で式（１）によりバッテリ
残量が算出されると、次にステップＳ１６が実行され
る。ステップＳ１６は、ステップＳ１５で算出されたバ
ッテリ残量ＣB と前回処理にステップＳ３で残量メモリ
に格納されたバッテリ残量Ｃbとを比較し、バッテリ残
量ＣB がバッテリ残量Ｃb 以下か否かを判定する。ステ
ップＳ１６で、バッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb 以
下であれば、ステップＳ１３が実行される。これは、バ
ッテリパック２３が消費されたと判断できるためであ
る。

【００７６】また、ステップＳ１６で、バッテリ残量Ｃ
B がバッテリ残量Ｃb より大きいときには、ステップＳ
１４が実行される。これは、バッテリパック２３が消費
されているため、バッテリパック２３のバッテリ残量Ｃ
B が増加することはなく、よって、検出電流Ｉs あるは
検出電圧Ｖs の測定誤差であると判断できるためであ
る。

【００７７】以上により残量メモリに表示すべきバッテ
リ残量が格納される。ＣＰＵ２５は、残量メモリに格納
されたバッテリ残量を表示装置２８に表示させる。な
お、本実施例では、携帯型コンピュータにおけるバッテ
リパックの残量表示について説明したが、携帯型コンピ
ュータに限定されるものではなく、バッテリで駆動され
る電子機器に適用できる。

【００７８】

【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１、２、
６、７、９、１０によれば、電流を検出することにより
バッテリの内部抵抗の電圧降下の影響をバッテリ電圧に
考慮することができるため、バッテリの正確な電圧を検
出でき、よって、バッテリの残量を正確に検出できる等
の特長を有する。

【００７９】請求項３によれば、バッテリが放電されて
いる場合においては、バッテリの残量が順次減少するの
で、算出された残量が小さいときの残量をバッテリの残
量として採用することにより、正確な充電量の表示が行
える等の特長を有する。請求項４、８、１１によれば、
バッテリが充電されている場合においては、バッテリの
残量が順次増加するので、算出された残量が大きいとき
の残量をバッテリの残量として採用することにより、正
確な充電量の表示が行える等の特長を有する。

【００８０】請求項５によれば、バッテリの脱着が検出
されたときには、記憶手段に記憶された残量とは異なる
バッテリの残量であるので、不要な比較を避けて、算出
されたバッテリの残量をそのまま出力することにより、
処理の負荷を低減できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の電流積算法の一例を説明するための図で
ある。

【図２】従来のバッテリの電圧から残量を算出する方法
を説明するための図である。

【図３】本発明の一実施例のブロック構成図である。

【図４】本発明の一実施例の電源制御回路のブロック構
成図である。

【図５】本発明の一実施例の充電制御ＩＣのブロック構
成図である。

【図６】本発明の一実施例の充電コントロール回路のブ
ロック構成図である。

【図７】本発明の一実施例の充電動作を説明するための
図である。

【図８】本発明の一実施例のバッテリ残量検出処理のフ
ローチャートである。

【符号の説明】

２０ 携帯型コンピュータ ２１ 処理装置 ２２ 電源制御回路 ２３ バッテリパック ２４ 記憶装置 ２５ ＣＰＵ ２８ 表示装置 ５１ ＡＣアダプタ ５３ 充電部 ５４ ＡＣアダプタ検出部 ５５ ラッチ回路 ５６ センス抵抗 ５７ 電圧検出部 ５８ 電流検出部 ６３ トランジスタ ６４ コイル ６５ 抵抗 ６６ コンデンサ ６７ 充電制御ＩＣ ６８ 充電コントロール回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 秀浩 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB12 CB13 CC01 CC04 CC23 CC27 CC28 CD01 CD09 CD14 5G003 AA01 BA01 CA03 CC02 EA05 FA07 GA01 GB03 GC05

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリの残量を検出するバッテリ残量
   検出装置において、 前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、 前記バッテリから供給される電流を検出する電流検出手
   段と、 前記電圧検出手段で検出された検出電圧を前記電流検出
   手段で検出された検出電流に基づいて補正し、補正され
   た電圧に基づいて前記バッテリの残量を算出するバッテ
   リ残量算出手段とを有することを特徴とするバッテリ残
   量検出装置。
2. 【請求項２】 前記バッテリ残量算出手段は、前記電流
   検出手段で検出された検出電流からバッテリ電圧の電圧
   降下を算出し、前記電圧検出手段で検出された検出電圧
   を補正することを特徴とする請求項１記載のバッテリ残
   量検出装置。
3. 【請求項３】 前記バッテリが放電されている場合に、
   前記バッテリ残量算出手段で算出された残量が前回の残
   量より小さいときには、算出された残量を今回の残量に
   し、算出された残量が前回の残量より大きいときには、
   前回の残量を今回の残量にするバッテリ残量比較決定手
   段を有することを特徴とする請求項１又は２記載のバッ
   テリ残量検出装置。
4. 【請求項４】 バッテリの残量を検出するバッテリ残量
   検出装置において、 前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手段
   と、 前記バッテリが充電されている場合に、前記バッテリ残
   量算出手段で算出された残量が前回の残量より大きいと
   きには、算出された残量を今回の残量にし、算出された
   残量が前回の残量より小さいときには、前回の残量を今
   回の残量にする残量比較決定手段とを有することを特徴
   とするバッテリ残量検出装置。
5. 【請求項５】 前記バッテリの脱着を検出する脱着検出
   手段と、 前記脱着検出手段で前記バッテリの脱着が検出されたと
   きに、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量を前
   記バッテリの残量に決定する残量決定出力手段とを有す
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載
   のバッテリ残量検出装置。
6. 【請求項６】 バッテリの残量を検出するバッテリ残量
   検出装置において、 前記バッテリの電圧を前記バッテリの電流に基づいて補
   正し、補正された電圧に基づいて前記バッテリの残量を
   算出するバッテリ残量算出手段とを有することを特徴と
   するバッテリ残量検出装置。
7. 【請求項７】 バッテリの残量を検出するバッテリ残量
   検出方法において、前記バッテリの電圧を前記バッテリ
   に流れる電流に基づいて補正し、補正された電圧に基づ
   いて前記バッテリの残量を算出することを特徴とするバ
   ッテリ残量検出方法。
8. 【請求項８】 バッテリの残量を検出するバッテリ残量
   検出方法において、 前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手順
   と、 前記バッテリが充電されている場合に、算出された残量
   が前回の残量より大きいときには、算出された残量を今
   回の残量にし、算出された残量が前回の残量より小さい
   ときには、前回の残量を今回の残量にする残量比較決定
   手順とを有することを特徴とするバッテリ残量検出方
   法。
9. 【請求項９】 バッテリにより駆動される電子機器にお
   いて、 前記バッテリの電圧及び前記バッテリから供給される電
   流を検出する検出手段と、 前記検出手段で検出された検出電圧を前記検出手段で検
   出された検出電流に基づいて補正し、補正された電圧に
   基づいて前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算
   出手段とを有することを特徴とする電子機器。
10. 【請求項１０】 コンピュータに、 バッテリの電圧を該バッテリの電流に基づいて補正さ
    せ、補正された電圧に基づいて前記バッテリの残量を算
    出させるプログラムが記録されたコンピュータ読み取り
    可能な記録媒体。
11. 【請求項１１】 コンピュータに、 バッテリの電圧及び該バッテリの電流に基づいてバッテ
    リ残量を算出させ、算出された残量と前回の残量とを比
    較させ、前記バッテリが充電されている場合に、算出さ
    れた残量が前回の残量より大きいときには、算出された
    残量を今回の残量とさせ、算出された残量が前回の残量
    より小さいときには、前回の残量を今回の残量とさせる
    プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記
    録媒体。