JP2002015780A

JP2002015780A - 電子機器

Info

Publication number: JP2002015780A
Application number: JP2000222118A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Ebato; 聡江波戸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2002-01-18
Anticipated expiration: 2020-07-24
Also published as: JP4517472B2

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷が多様な形態で電力を消費する場合で
も、バッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる電子
機器を提供する。【解決手段】ビデオカメラ本体６０のマイクロコンピ
ュータ６３は、バッテリセル２０の放電電圧および放電
電流を示す情報をバッテリモジュール１から入力し、こ
れを用いてバッテリセル２０の放電電力の平均を求め、
当該放電電力の平均を用いて、バッテリモジュール１を
使用可能な残り時間を示すバッテリ使用可能残時間を求
め、これを表示部２１ａに表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ使用可能
残時間を高精度に算出できる電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、リチウムイオン電池、ＮｉＣ
ｄ電池、ニッケル水素電池などの２次電池で構成された
バッテリモジュール（バッテリパック）は周知である。
このようなバッテリモジュールには、例えば、バッテリ
の残量計算や当該バッテリを電源とする電子機器との間
の通信を行うためのマイクロコンピュータと、バッテリ
の内部状態検出回路とが内蔵されている場合がある。こ
のようなバッテリモジュールが装着される各種の電子機
器には、バッテリの内部状態と使用状態とからバッテリ
残使用時間を計算し、その目安をディスプレイに表示す
るものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電子機
器の電力制御方法が複雑になり、例えば、モータや発光
パネルのＰＷＭ(Pulse Width Modulation)駆動などのよ
うに負荷の消費電力が短時間で頻繁に変化するような場
合、現在の電力を基にバッテリ残使用時間を高精度に計
算することは非常に困難である。従って、従来では、何
種類かの想定した状態について予め測定した標準電力を
用いて、バッテリ残使用時間を計算していた。しかしな
がら、電子機器が多様な電力で駆動する可能性がある場
合に、それらの全ての状態の電力値を予め用意しておく
ことは困難である。また、当該電子機器が他の電子機器
に電力を供給するような使用が行われることがあるが、
このような状態での電力値を予め用意することは不可能
である。

【０００４】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされ、負荷が多様な形態で電力を消費する場合で
も、バッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる電子
機器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、第１の発
明の電子機器は、バッテリの放電電圧および放電電流を
示す情報を用いて前記バッテリの放電電力の平均を求
め、当該放電電力の平均を用いて前記バッテリを使用可
能な残り時間を示すバッテリ使用可能残時間を求める処
理手段を有する。

【０００６】第１の発明の電子機器の作用は以下のよう
になる。例えば、バッテリから、バッテリの放電電圧お
よび放電電流を示す情報が本発明の電子機器に入力され
る。そして、本発明の電子機器の処理手段において、当
該入力されたバッテリの放電電圧および放電電流を示す
情報を用いて前記バッテリの放電電力の平均が求められ
る。次に、当該処理手段において、当該放電電力の平均
を用いて前記バッテリを使用可能な残り時間を示すバッ
テリ使用可能残時間が求められる。本発明の電子機器で
は、放電電力の平均を用いて、バッテリ使用可能残時間
を求めることから、バッテリが電力を供給する負荷の消
費電力が短時間に頻繁に変動した場合でも、従来に比べ
て、バッテリ使用可能残時間を高精度に求めることがで
きる。

【０００７】また、第１の発明の電子機器は、好ましく
は、前記処理手段は、前記放電電流を示す情報を用いて
前記バッテリの放電電流の平均を求め、当該放電電流の
平均と、前記入力された放電電圧の情報とを用いて、前
記放電電力の平均を求める。

【０００８】また、第１の発明の電子機器は、好ましく
は、前記バッテリ使用可能残時間を特定可能な図形、記
号あるいは文字を表示する表示手段をさらに有する。

【０００９】また、第１の発明の電子機器は、好ましく
は、前記情報を継続して順次入力する入力手段をさらに
有し、前記処理手段は、前記入力された前記情報を用い
て前記バッテリの放電電力の平均を求める。

【００１０】また、第１の発明の電子機器は、好ましく
は、前記処理手段は、予め決められた数の前記放電電流
の情報を前記入力手段が入力するまで、前記放電電流の
情報を前記バッテリに要求し、前記予め決められた数の
前記放電電流の情報を前記入力手段が入力すると、当該
入力した予め決められた数の前記放電電流の情報を用い
て前記放電電流の平均を求める。

【００１１】また、第１の発明の電子機器は、好ましく
は、前記処理手段は、予め決められた数の前記放電電流
の情報を前記入力手段が入力している途中で、電力モー
ドが変更された場合に、予め決められた数の前記放電電
流の情報の前記バッテリへの要求を始めから行う。

【００１２】また、第２の発明の電子機器は、バッテリ
を内蔵し、当該バッテリの放電電圧および放電電流を示
す情報を生成するバッテリモジュールと、前記バッテリ
モジュールが生成した情報を用いて前記バッテリの放電
電力の平均を求め、当該放電電力の平均を用いて前記バ
ッテリを使用可能な残り時間を示すバッテリ使用可能残
時間を求める処理手段とを有する。

【００１３】また、第２の発明の電子機器は、好ましく
は、前記処理手段は、前記放電電流を示す情報を用いて
前記バッテリの放電電流の平均を求め、当該放電電流の
平均と、前記入力された放電電圧の情報とを用いて、前
記放電電力の平均を求める。

【００１４】また、第２の発明の電子機器は、好ましく
は、前記バッテリ使用可能残時間を特定可能な図形、記
号あるいは文字を表示する表示手段をさらに有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
ビデオカメラについて説明する。図１は、本実施形態の
ビデオカメラ５０の構成図である。図１に示すように、
ビデオカメラ５０は、例えば、ビデオカメラ本体６０
と、バッテリモジュール１とを有する。ビデオカメラ本
体６０は、カメラ一体型のビデオテープレコーダであ
り、バッテリモジュール１が例えば着脱自在に装着され
る。ここで、バッテリモジュール１が本発明のバッテリ
モジュールに対応している。

【００１６】ビデオカメラ本体６０は、図１に示すよう
に、マイクロコンピュータ６３と、マイクロコンピュー
タ６３によって制御される負荷２１とを有する。ここ
で、マイクロコンピュータ６３が本発明の処理手段に対
応している。負荷２１には、バッテリモジュール１から
電力の供給を受けて駆動される全ての電子回路、液晶デ
ィスプレイなどの表示部２１ａ、並びにモータなどの駆
動部などが含まれる。なお、ビデオカメラ本体６０は、
撮像のための構成や撮像した映像信号を記録／再生する
ための各種の構成を有するが、図１では省略している。

【００１７】マイクロコンピュータ６３は、例えば、通
信回路６５、計算回路６６、表示制御回路６７および負
荷制御回路６８を有する。通信回路６５は、バッテリモ
ジュール１からバッテリ容量、電圧、電流および温度な
どの情報を受信する。計算回路６６は、通信回路６５が
受信した情報に基づいて、現在のバッテリ残量を計算す
る。表示制御回路６７は、計算回路６６の計算結果を表
示するための表示信号を生成し、これを負荷２１内の表
示部２１ａに出力する。負荷制御回路６８は、負荷２１
の制御を行う。

【００１８】バッテリモジュール１は、図１に示すよう
に、例えば、マイクロコンピュータ１０、電圧検出回路
１８、温度センサ１９、バッテリセル２０および充放電
電流検出回路８０を有する。マイクロコンピュータ１０
は、情報生成回路７１および通信回路７２を有する。情
報生成回路７１は、電圧検出回路１８、温度センサ１９
および充放電電流検出回路８０の検出結果に基づいて、
バッテリモジュール１の状態を示す情報を生成し、これ
らを通信回路７２に出力する。具体的には、情報生成回
路７１は、電圧検出回路１８の検出結果を示すバッテリ
放電電圧検出情報と、温度センサ１９の検出結果を示す
バッテリ温度検出情報と、充放電電流検出回路８０の検
出結果を示すバッテリ充放電電流検出情報と、バッテリ
残容量情報とを生成し、これらを通信回路７２に出力す
る。通信回路７２は、ビデオカメラ本体６０との間で通
信を行う。

【００１９】電圧検出回路１８は、バッテリセル２０の
端子間の電圧を検出する。温度センサ１９は、バッテリ
セル２０の温度を検出する。充放電電流検出回路８０
は、充放電電流を検出する。

【００２０】バッテリモジュール１のプラス端子３０
は、ビデオカメラ本体６０のプラス端子４０に接続され
ている。プラス端子３０は、バッテリモジュール１内に
おいて、バッテリセル２０のプラスの給電線に接続され
ている。また、バッテリモジュール１のマイナス端子３
１は、ビデオカメラ本体６０のマイナス端子４１に接続
されている。マイナス端子３１は、バッテリモジュール
１内において、バッテリセル２０のマイナスの給電線に
接続されている。ビデオカメラ５０では、プラス端子３
０，４０およびマイナス端子３１，４１を介して、バッ
テリモジュール１からビデオカメラ本体６０への電力供
給が行われる。ビデオカメラ本体６０内では、プラス端
子３０およびマイナス端子３１を介してバッテリモジュ
ール１から供給された電力が、マイクロコンピュータ６
３および負荷２１に供給される。

【００２１】また、バッテリモジュール１とビデオカメ
ラ本体６０との間の情報の通信は、通信端子３２，４２
を介して行われる。この場合に、当該情報の通信は、バ
ッテリモジュール１内ではバッファアンプ１１，１２を
介して行われ、ビデオカメラ本体６０内ではバッファア
ンプ６１，６２を介して行われる。

【００２２】以下、ビデオカメラ本体６０のマイクロコ
ンピュータ６３において、通信端子３２，４２を介して
バッテリモジュール１から受信した情報を用いて、バッ
テリ使用残時間等を求めるための処理を説明する。先
ず、当該処理を説明する前に、負荷２１における消費電
力が略一定の場合におけるバッテリ使用残時間の算出方
法の一例を説明する。バッテリを一定消費電力で放電し
た場合において、放電時間に対する放電電流の積算量
は、図２に示すように、略時間に比例している。ここ
で、ビデオカメラ本体６０の使用可能な最低電圧として
バッテリ終止を定めた場合、図２において、バッテリ終
止電圧の点は、放電開始と完全放電（バッテリセル２０
内のエネルギが無い状態）の間に存在している。

【００２３】また、放電時間に対する完全放電までの放
電電流積算量の残量は、図３に示される。この図３にお
いて、バッテリ終止を原点にとり、座標軸をひくと、縦
軸がバッテリ終止までの放電電流積算残量となり、横軸
がバッテリ終止までの残時間となり、これらの関係は線
形になる。従って、バッテリ終止までの放電電流積算残
量が分かれば、バッテリ残時間を一意的に求めることが
できる。このことを数式で表すと、下記式（１）のよう
になる。

【００２４】

【数１】Ｒ＝Ｑｄ＊ｆ（Ｗ）＝（Ｑ−ｇ（Ｗ））＊ｆ（Ｗ） …（１）

【００２５】上記式（１）において、Ｒはバッテリ終止
までの時間（残時間）であるバッテリ使用可能残時間を
示し、Ｑｄはバッテリ終止までの放電電流積算量を示
し、Ｗはビデオカメラ本体６０の消費電力（バッテリセ
ル２０の放電電力）を示し、ｆ（Ｗ）は係数（電力依
存）を示し、Ｑは放電電流積算残量を示し、ｇ（Ｗ）は
バッテリ終止時残量（電力依存）を示している。

【００２６】ところで、従来技術において、前述したよ
うに、負荷２１のなかで、モータや、ＰＷＭ制御によっ
て駆動されるバックライト付き大型表示パネルなどの表
示部２１ａなどが駆動されると、例えば、図４に示すよ
うに、バッテリモジュール１からビデオカメラ本体６０
に供給される電圧は略一定であるが、電流が短時間に大
きく変動し、その結果、バッテリモジュール１からビデ
オカメラ本体６０に供給される電力も、図５に示すよう
に、短時間に大きく変動する。

【００２７】本実施形態では、ビデオカメラ本体６０の
マイクロコンピュータ６３が、バッテリモジュール１の
マイクロコンピュータ１０から連続的に入力したバッテ
リ充放電電流検出情報を用いて、バッテリセル２０の放
電電力を計算し、この放電電力からバッテリ使用残時間
Ｒを計算する。

【００２８】以下、本実施形態において、図１に示すビ
デオカメラ本体６０のマイクロコンピュータ６３が、バ
ッテリモジュール１からの情報に基づいて、バッテリ使
用残時間間Ｒを計算する際の処理の手順を説明する。図
６は、当該手順を説明するためのフローチャートであ
る。ステップＳＴ１：マイクロコンピュータ６３は、電源投
入されているか否かを判断し、電源投入されていると判
断した場合にはステップＳＴ２の処理に進み、そうでな
い場合にはステップＳＴ１の処理を繰り返す。

【００２９】ステップＳＴ２：マイクロコンピュータ６
３は、バッテリモジュール１のマイクロコンピュータ１
０との間で通信が可能か否かを判断し、通信可能である
と判断した場合にはステップＳＴ３の処理に進み、そう
でない場合には処理を終了する。

【００３０】ステップＳＴ３：マイクロコンピュータ６
３の計算回路６６は、バッテリ使用残時間Ｒを計算する
上で必要な、バッテリ電圧検出情報と、予め決められた
平均化標本数Ｎ分のバッテリ充放電電流検出情報とを順
にマイクロコンピュータ１０から通信回路６５を介して
入力する。当該ステップＳＴ３の処理については、図９
を用いて後に詳細に説明する。

【００３１】ステップＳＴ４：マイクロコンピュータ６
３は、バッテリ使用残時間Ｒを計算する上で必要な全て
の情報をマイクロコンピュータ１０から入力したかを判
断し、入力したと判断した場合にはステップＳＴ５の処
理に進み、そうでない場合にはステップＳＴ２の処理に
戻る。

【００３２】ステップＳＴ５：マイクロコンピュータ６
３の計算回路６６は、ステップＳＴ３で入力した平均化
標本数Ｎ分のバッテリ充放電電流検出情報を用いて、下
記式（２）に基づいてバッテリ充放電平均電流値Ｉ_AVE
を計算する。

【００３３】

【数２】

【００３４】ステップＳＴ６：マイクロコンピュータ６
３の計算回路６６は、ステップＳＴ３の入力したバッテ
リ電圧検出情報が示すバッテリ電圧値Ｖと、ステップＳ
Ｔ５で計算したバッテリ充放電平均電流値Ｉ_AVE とを用
いて、下記式（３）から、バッテリセル２０の放電電力
Ｗを計算する。

【００３５】

【数３】Ｗ＝Ｉ_AVE ×Ｖ

【００３６】ステップＳＴ７：マイクロコンピュータ６
３の計算回路６６は、ステップＳＴ６で計算した放電電
力Ｗから、これに依存する前記式（１）の係数ｆ（Ｗ）
およびバッテリ終止時残量ｇ（Ｗ）を計算する。また、
計算回路６６は、マイクロコンピュータ１０においてバ
ッテリ充放電電流検出情報が示す電流値を積算して求め
られた前記式（１）の放電電流積算量Ｑを、マイクロコ
ンピュータ１０から入力する。そして、計算回路６６
は、上記式（１）に基づいて、放電電流積算量Ｑ、係数
ｆ（Ｗ）およびバッテリ終止時残量ｇ（Ｗ）を用いて、
バッテリ使用残時間Ｒを計算する。

【００３７】ステップＳＴ８：マイクロコンピュータ６
３の計算回路６６は、ステップＳＴ７で計算したバッテ
リ使用残時間Ｒを表示制御回路６７に出力し、これによ
りバッテリ使用残時間Ｒを示す画像、文字あるいは記号
が表示部２１ａに表示される。例えば、図７に示すよう
にビデオカメラ５０のビューファインダ１０１の表示部
２１ａに、図８に示すように、バッテリ使用可能残時間
Ｒを示す画像１２１と、文字（数字）１２２が表示され
る。計算回路６６は、表示が終了したら、ステップＳＴ
２に戻って繰り返す。

【００３８】図９は、図６に示すステップＳＴ３の処理
内容を示すフローチャートである。ステップＳＴ１１：マイクロコンピュータ６３の計算回
路６６は、マイクロコンピュータ１０から入力したバッ
テリ充放電電流検出情報が、予め決められた平均化標本
数Ｎ個に達しているか否かを判断し、達していると判断
した場合にはステップＳＴ１４の処理に進み、達してい
ないと判断した場合にはステップＳＴ１２の処理に進
む。

【００３９】ステップＳＴ１２：計算回路６６は、例え
ば、モード入力部６９から電力モードの切り換わり指示
が出されたか否かを判断し、出されたと判断した場合に
はステップＳＴ１４の処理に進み、出されていないと判
断した場合にはステップＳＴ１３の処理に進む。

【００４０】ステップＳＴ１３：計算回路６６は、マイ
クロコンピュータに次のバッテリ充放電電流検出情報を
要求し、その後、ステップＳＴ１５の処理に進む。

【００４１】ステップＳＴ１４：計算回路６６は、次の
情報、本実施形態の場合は、バッテリ電圧検出情報をマ
イクロコンピュータ１０に要求し、これを入力した後
に、図６に示すステップＳＴ４に進む。

【００４２】以上説明したように、ビデオカメラ本体６
０によれば、バッテリモジュール１からのバッテリ放電
電圧検出情報およびバッテリ充放電電流検出情報を用い
て、バッテリセル２０の平均放電電力を算出し、当該平
均放電電力を用いてバッテリ使用可能残時間を算出する
ため、負荷２１の消費電力（バッテリセル２０の放電電
力）が短時間に大きく変動した場合でも、バッテリ使用
可能残時間を従来に比べて高精度に算出できる。また、
ビデオカメラ本体６０によれば、従来のように、負荷２
１が多様な電力で駆動する可能性がある場合に、そらの
全ての状態の電力値を予め用意する必要がないため、装
置規模を縮小できると共に、開発時の負担を軽減でき
る。また、バッテリセル２０が実際に供給している電力
に基づいてバッテリ使用可能残時間を算出することか
ら、バッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる。ま
た、ビデオカメラ本体６０が他の電子機器に電力を供給
するような使用が行われる場合でも、バッテリ使用可能
残時間を高精度に算出できる。

【００４３】また、ビデオカメラ本体６０によれば、前
述したように電力モードが変化した場合に、バッテリモ
ジュール１からのバッテリ充放電電流検出情報の入力を
最初からやり直すことで、変化後の電力モードに適合さ
せてバッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる。

【００４４】本発明は上述した実施形態には限定されな
い。例えば、上述した実施形態では、バッテリ充放電平
均電流値Ｉ_AVE を求めた後に、バッテリセル２０の放電
電力を平均を算出したが、マイクロコンピュータ６３に
おいて、バッテリモジュール１から入力したバッテリ充
放電電流検出情報とバッテリ電圧検出情報とを用いて、
平均化標本数分の放電電力を求め、これを平均して放電
電力Ｗを求めてもよい。

【００４５】また、上述した実施形態では本発明をビデ
オカメラに適用した場合を例示したが、本発明は、バッ
テリを内蔵あるいは装着するその他の電子機器にも適用
可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子機器
によれば、負荷が多様な形態で電力を消費する場合で
も、バッテリ使用可能残時間を高精度に求めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態のビデオカメラの構
成図である。

【図２】図２は、バッテリの放電電流積算量とバッテリ
終止時間との関係を示す図である。

【図３】図３は、バッテリの放電電流積算残量とバッテ
リ終止時間との関係を示す図である。

【図４】図４は、負荷に供給される瞬時電流および瞬時
電圧と時間との関係を示す図である。

【図５】図５は、負荷に供給される瞬時電力と時間との
関係を示す図である。

【図６】図６は、図１に示すビデオカメラ本体のマイク
ロコンピュータが、バッテリモジュールからの情報に基
づいて、バッテリ使用残時間間Ｒを計算する際の処理の
手順を示すフローチャートである。

【図７】図７は、ビデオカメラに設けられた表示部を説
明するための図である。

【図８】図８は、図７に示す表示部へのバッテリ使用可
能残時間の表示形態を説明するための図である。

【図９】図９は、図７に示すステップＳＴ３の処理を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１…バッテリモジュール、５０…ビデオカメラ、６０…
ビデオカメラ本体、６５…通信回路、６６…計算回路、
６７…表示制御回路、６８…負荷制御回路、１０…マイ
クロコンピュータ、１８…電圧検出回路、１９…温度セ
ンサ、２０…バッテリセル、８０…充放電電流検出回
路、７１…情報生成回路、７２…通信回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリの放電電圧および放電電流を示す
情報を用いて前記バッテリの放電電力の平均を求め、当
該放電電力の平均を用いて前記バッテリを使用可能な残
り時間を示すバッテリ使用可能残時間を求める処理手段
を有する電子機器。
【請求項２】前記処理手段は、前記放電電流を示す情報
を用いて前記バッテリの放電電流の平均を求め、当該放
電電流の平均と、前記入力された放電電圧の情報とを用
いて、前記放電電力の平均を求める請求項１に記載の電
子機器。
【請求項３】前記バッテリ使用可能残時間を特定可能な
図形、記号あるいは文字を表示する表示手段をさらに有
する請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】前記情報を継続して順次入力する入力手段
をさらに有し、前記処理手段は、前記入力された前記情報を用いて前記
バッテリの放電電力の平均を求める請求項１に記載の電
子機器。
【請求項５】前記処理手段は、予め決められた数の前記
放電電流の情報を前記入力手段が入力するまで、前記放
電電流の情報を前記バッテリに要求し、前記予め決めら
れた数の前記放電電流の情報を前記入力手段が入力する
と、当該入力した予め決められた数の前記放電電流の情
報を用いて前記放電電流の平均を求める請求項４に記載
の電子機器。
【請求項６】前記処理手段は、予め決められた数の前記
放電電流の情報を前記入力手段が入力している途中で、
電力モードが変更された場合に、予め決められた数の前
記放電電流の情報の前記バッテリへの要求を始めから行
う請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】バッテリを内蔵し、当該バッテリの放電電
圧および放電電流を示す情報を生成するバッテリモジュ
ールと、前記バッテリモジュールが生成した情報を用いて前記バ
ッテリの放電電力の平均を求め、当該放電電力の平均を
用いて前記バッテリを使用可能な残り時間を示すバッテ
リ使用可能残時間を求める処理手段とを有する電子機
器。
【請求項８】前記処理手段は、前記放電電流を示す情報
を用いて前記バッテリの放電電流の平均を求め、当該放
電電流の平均と、前記入力された放電電圧の情報とを用
いて、前記放電電力の平均を求める請求項７に記載の電
子機器。
【請求項９】前記バッテリ使用可能残時間を特定可能な
図形、記号あるいは文字を表示する表示手段をさらに有
する請求項７に記載の電子機器。