JP2003180037A - 小型電気機器および電池パック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池１１を駆動源とする小型電気機器７
にあって、使用する電池を他の特性のものに取り替えた
場合にあっても、機器全体を交換することなしに、その
電池に対応した電池残量の推定動作が容易に対応できる
様にする。 【解決手段】 小型電気機器７に使用する電池残量の推
定手段１を、所定のアルゴリズムに対応した電池残量推
定用のプログラム３と、そのプログラム３から参照され
る電池残量推定情報２とから構成し、それらのデータを
データ受渡手段４を介して機器の外部から更新可能とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯電話や携帯
情報機器の様な各種の小型電気機器と、その小型電気機
器に使用する電池パックであって、特に電池残量の推定
手段を備えたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種電池残量の推定手段は、使用
する二次電池の種類あるいはその二次電池から電力が供
給される電気機器に対応して個別に設計され、更にその
推定手順も固定されているものが一般的であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、小型電気
機器に使用する電池残量の推定手段を、所定のアルゴリ
ズムに対応したプログラムと、そのプログラムから参照
される情報とから構成し、それらのデータを機器の外部
から更新可能とすることにより、使用する電池を他の特
性のものに取り替えた場合にあっても、機器全体を交換
することなく、容易に対応できる小型電気機器を提供す
ることを目的とする。

【０００４】本発明は更に、電池パック内に電池残量の
推定手段とそれに必要なデータ、およびデータの受渡手
段とを一体に備え、データ受渡手段を介してデータの更
新を可能とすることにより、小型電気機器の本体側を変
更することなく、簡易に機器のグレードアップを行える
電池パック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】本発明にかかる小型電気
機器７は、図１にその全体的な構成を概略的に示すごと
く、二次電池１１を駆動源として使用するとともに、プ
ログラムによって動作する電池残量の推定手段１を備え
ている。

【０００６】更に、二次電池１１を構成する素電池の特
性に関する情報を含む電池残量推定情報２と、その電池
残量推定情報２を参照して二次電池１１の残量を推定可
能とするアルゴリズムを記載した電池残量推定用プログ
ラム３とを記憶手段５に記憶可能とする。そして、小型
電気機器７の外部から、内部に記憶した前記電池残量推
定情報２と電池残量推定用プログラム３の少なくとも一
方を、データの受渡手段４を介して更新可能としたこと
を特徴とする。

【０００７】小型電気機器７は、電気機器としての機能
手段８と電池残量推定手段１とを備えた図２の様な本体
ケース１２と、内部に二次電池１１を収納して本体ケー
ス１２に着脱自在に接続される電池ケース１８とを備
え、電池残量推定プログラム３は本体ケース１２内に、
電池残量推定情報２は電池ケース１８内に個別に記憶さ
れることができる。また、電池残量推定手段１を、電池
残量推定プログラム３と電池残量推定情報２とともに電
池ケース１８内に記憶してもよいし、電池残量推定プロ
グラム３と電池残量推定情報２をともに本体ケース１２
内に収納することも可能である。

【０００８】更に記憶手段５内にはＩＤ情報９を備え、
そのＩＤ情報９を解読することにより、更新に必要なデ
ータの選択が自動的に行われる様に構成することもでき
る。その場合、電池ケース１８内には、外部のデータ処
理手段６と接続されるデータの受渡手段４を備え、接続
された外部のデータ処理手段６は、記憶手段５内からＩ
Ｄ情報９を読み出し、そのＩＤ情報９の内容にしたがっ
て更新すべきデータを決定することができる。

【０００９】

【発明の効果】この発明は上記の如く、小型電気機器７
に使用する電池残量の推定手段１を、所定のアルゴリズ
ムに対応したプログラム３と、そのプログラム３から参
照される情報とから構成し、それらのデータを機器の外
部から更新可能とすることにより、使用する電池を他の
特性のものに取り替えた場合にあっても、機器全体を交
換することなしに容易に対応できる。

【００１０】更に、電池パック３６内に電池残量の推定
手段１とそれに必要なデータ、およびデータの受渡手段
４とを一体に備え、データ受渡手段４を介してデータの
更新を可能とすることにより、小型電気機器７の本体側
を変更することなく、電池パック単独で簡易に機器のグ
レードアップを行える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明にかかる小型電気機器
を、図２〜図４に例示する如く、携帯電話１０に実施し
た一例を示すがこれに限らず、ポケットタイプのパソコ
ンなど、電池を駆動源として使用した各種の小型電気機
器に対しても略同様に実施できることは勿論である。

【００１２】携帯電話１０は、図２にその外観形状を示
す如く、扁平な矩形箱状の本体ケース１２の正面側に、
液晶表示板による表示画面１３およびスピーカ１４から
なる表示部１５と、キーボード３３およびマイク３４か
らなる操作部１７とを備える。

【００１３】更に、本体ケース１２の側面位置には、矩
形薄板状の記憶媒体３８が挿脱可能に嵌る媒体制御部３
９を備え、メモリカードの様な記録媒体３８を介してデ
ータの受け渡しが行える様にしている。また本体ケース
１２の裏面側には、電池ケース１８内に二次電池１１を
内蔵した電池パック３６を、電極３５を介して着脱自在
に取り付けるとともに、本体ケース１２と電池ケース１
８の内部に分散して制御に必要な電子回路１６を収納し
ている。

【００１４】なお上記した記録媒体３８および媒体制御
部３９は、半導体メモリを備えたメモリカード形式のも
のや、ハードディスクタイプあるいはＣＤ−ＲＯＭ形式
など、小型電気機器７における外部記憶装置として利用
できるものであれば、その構成は適宜変更して実施でき
る。

【００１５】図３は、携帯電話１０に内蔵する電子回路
１６がハードウェアとして備える機能を模式的に示した
ものであって、携帯電話１０としての基本的な送受機能
を備えた送受信部１９に加え、１チップマイコンを制御
の中心に備えた制御部２０および記憶部２１に格納され
たソフトウェアを利用した制御動作によって、後記する
各種の機能を実現している。なお、携帯電話１０として
の基本的な回路構成は従来の多機能電話と略同様なの
で、詳細な説明は省略する。

【００１６】本実施例にあっては更に、上記した電池ケ
ース１８内に電池残量監視部２２を備え、二次電池１１
における残容量をリアルタイムで把握可能としている。

【００１７】ここで図４は、図３における電池残量監視
部２２の構成を明確にするため、電池ケース１８内の二
次電池１１に対する充放電に関する構成を中心に表した
ブロック図である。二次電池１１からの出力電圧は、制
御回路２３でその動作が制御される放電回路２４を介し
て上記した各部に印加されることにより、通常は二次電
池１１を駆動電源として電子回路１６は動作する。

【００１８】また、商用交流電源２５から出力される１
００〜２００Ｖの商用交流電圧は、ＡＣ−ＤＣコンバー
タ２６により低圧の直流電圧に変換されたのち、本体ケ
ース１２の下面に備えた着脱自在なコネクタ２７を介
し、本体ケース１２内の電子回路１６に印加される。

【００１９】この本体ケース１２の外部から送られる直
流電圧は、二次電池１１に代えて電子回路１６の各部に
駆動電力を供給可能とすると同時に、制御回路２３で制
御される充電回路２８によって充電電圧および充電電流
を制御しながら二次電池１１に印加することにより、上
記した放電回路２４と連動して二次電池１１における正
確な電池残容量を把握しながら、所定の充電率まで二次
電池１１を充電可能とする。

【００２０】電池残量監視部２２は、充電電流の大きさ
を検出可能とする充電電流センサ２９を充電回路２８
に、放電電流の大きさを検出可能とする放電電流センサ
３０を放電回路２４に各々設けるとともに、電池残量監
視部２２の全体を制御するプログラム式の制御回路２３
を備える。

【００２１】各センサ２９・３０による検出値に基づい
て二次電池１１に対する充放電量を制御すると同時に、
例えば検出した充放電電流を積算するなど、電池残量推
定用プログラム３で規定するアルゴリズムにより、現在
の電池残容量をリアルタイムで算出可能とする。

【００２２】また、電池ケース１８内に記憶回路３１と
温度センサ３２とを一体に内蔵し、記憶回路３１に備え
た電池の特性情報と、温度センサ３２による電池表面に
おける温度変化情報に基づき、前記した積算による電池
残量を補正するとともに、電池残量に関する報知情報を
保存可能とする。

【００２３】本発明にあっては更に、電池ケース１８内
にデータ通信部３７を備え、記憶回路３１に格納した電
池残量推定用プログラムや各種ＩＤ情報を、データ通信
部３７を通じて電池パック３６の外部に備えた各種のデ
ータ処理装置と受け渡し可能としたことを特徴とする。

【００２４】ここで記憶回路３１は、フラッシュメモリ
あるいは電池でバックアップされたＲＡＭの様な書き換
え可能な記憶素子を備え、その記憶素子に対するデータ
の書き込みおよび読み出しを電池パック単独で可能とす
るとともに、消費電力を必要最小限に抑制された回路構
成をとる。

【００２５】また、記憶回路３１に格納される情報とし
ては、制御回路２３で行われる制御に使用されるプログ
ラムと、そのプログラムで参照されるＩＤ情報とが含ま
れる。またＩＤ情報としは、電池パック３６それ自体を
特定可能とする電池パック３６情報と、その電池パック
３６が接続されて駆動される小型電気機器７を特定する
電気機器情報と、その小型電気機器７を保持する個人を
特定する個人情報とから構成される。

【００２６】そしてこれらのＩＤ情報９は、電池パック
３６の使用に先立ってあるいは使用中に記憶回路３１中
に書き込み或いはデータ更新が行われる一方、必要に応
じて任意のデータを電池パック３６の外部に取り出し、
あるいは内部で参照可能としている。

【００２７】電池パック情報としては、電池パック３６
の製造番号や製造日あるいは定格値の様な基本データに
加えて、内蔵する二次電池１１を構成する素電池の負荷
特性、温度特性あるいは劣化特性の様な充放電量を計算
するの必要な電池の特性データや、充放電中における電
池残量およびその時点の時刻の様に、充放電中は勿論、
電池ケース１８を本体ケース１２から取り外したのちも
電池の残容量の変化を推測するのに必要な各種のデータ
が含まれる。

【００２８】次に電気機器情報としては、電池パック３
６に接続可能な機器の種類の様な基本データや、現在接
続されている電気機器を一意に特定するＩＤ番号、機能
あるいは消費電力等、その電気機器を特定可能な各種の
データが含まれる。

【００２９】また個人情報は、氏名や生年月日の様な個
人を特定する書誌的情報に加えて、建物や室内へ入室あ
るいは特定の機器を操作するためのＩＤ番号をはじめ、
自動改札システムや自動販売機の様なプリペイド式の機
器に対する料金支払いのためのデータ等が含まれる。

【００３０】なお、上記したＩＤ情報の説明は一例であ
って、その一部のみを格納したり、その他の関連するデ
ータを格納したりするなど、データ内容は限定されるも
のではない。

【００３１】一方、制御回路２３の制御に利用するプロ
グラムには、電池の電池残量を検出するためのアルゴリ
ズムを記載した電池残量推定用プログラムが含まれる。
かかるアルゴリズムとしては、電池電圧が下限値を下回
った完全放電時にその残容量を０％とし、満充電の検出
時にその残容量を１００％に絶対補正するとともに、そ
の間における残容量は充放電量を積算して行くことによ
り算出されるが、その電池残量の検出方法は限定される
ものではない。

【００３２】例えば、満充電時の検出方法として、電池
温度の時間変化率がある設定値以上になった時点とする
方法、電池電圧が上昇後下降に転じて更にある設定値以
上降下した時点とする方法、電池電圧の時間に対する二
次微分が充電量１００％に近い領域で正から負に変化し
た時点とする方法など、そのシステムに最適なアルゴリ
ズムが採用される。

【００３３】更に、電池ケース１８中の記憶回路３１に
格納した電池特性情報を利用し、前記した満充電の検出
と充放電量の積算動作を、実際に使用している二次電池
１１に対応させて行わせる。また、算出された電池残容
量とその時刻は絶えず記憶回路３１中に記憶されてお
り、例えば電池ケース１８を本体ケース１２から一旦外
して再度取り付けた場合にあっては、取り外し中の経過
時間と放電特性とから自己放電量を推測し、電池ケース
１８の取り外し前の電池残容量から自己放電量を引いて
現在容量の補正を行う。

【００３４】上記した構成にあって、電池パック３６を
携帯電話１０に装着すると、電池パック３６中の記憶回
路３１に格納した電気機器情報と電池パック情報とを利
用して電池残量監視部２２を初期化することにより、二
次電池１１の満充電の検出と充放電量の積算動作を、実
際に使用している携帯電話１０および二次電池１１に対
応させて行わせる。

【００３５】また、算出された電池残容量とその時刻は
絶えず記憶回路３１中に記憶されており、例えば電池ケ
ース１８を本体ケース１２から一旦外して再度取り付け
た場合にあっては、取り外し中の経過時間と放電特性と
から自己放電量を推測し、電池ケース１８の取り外し前
の電池残容量から自己放電量を引いて現在容量の補正を
行う。

【００３６】更に電池パック３６の記憶回路３１に格納
された電池残量推定用プログラム３やＩＤ情報９は、デ
ータ通信部３７を介して外部のデータ処理装置に送出可
能としている。ここでデータ通信部３７は、「Ｂｌｕｅ
ｔｏｏｔｈ」の様に、電波や赤外線あるいは超音波等に
よる短距離の無線状態によるデータ通信、あるいはま
た、電極３５を介した有線によるデータの受け渡しを可
能とする汎用的あるいは専用のものであって、そのデー
タ通信部３７を携帯電話１０および更新用のデータベー
スを備えた外部のデータ処理装置の両者に備えることに
より、互いにデータの受け渡しを可能とするものであ
る。

【００３７】なお、小型電気機器７とデータ処理装置と
を、上記の様に直接的に繋いでデータの受け渡しを行う
ほかに、ＬＡＮやインターネットを介して、遠隔地にあ
るデータベースに接続するなど、データを受け渡す伝達
媒体は限定されるものでない。

【００３８】例えば、上記した電池パック３６内におけ
る二次電池１１以外の構成を全て、本体ケース１２内に
設けることができるが、この場合、本体ケース１２内に
設けたデータ通信部３７あるいは記録媒体３８を通じ
て、記憶回路３１とデータの受け渡しを行うことができ
る。

【００３９】また、電池ケース１８内の電池残量監視部
２２のみを本体ケース１２内に備えた場合にあっては、
電池ケース１８内の記憶回路３１中のデータをデータ通
信部３７を介して更新する一方、電池ケース１８内から
必要なデータを本体ケース１２側に読み込んで所定の制
御動作を行うことができる。

【００４０】また、電池残量推定用のプログラムを記録
媒体３８から取り込み、その他の情報は電池パック３６
のデータ通信部３７を介して取り込むなど、データ更新
のルートを複数に分散することも可能である。

【００４１】またＩＤ情報を記憶回路３１中に格納する
のに代えて、あるいは加えて、ケースの周面にバーコー
ドの様な印刷により記録しておき、そのＩＤ情報を読み
出してデータの更新に利用することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成の基本的な構成を示す概略図であ
る。

【図２】本発明を携帯電話に実施した一例を示す斜視図
である。

【図３】電子回路の構成を概略的に示すブロック図であ
る。

【図４】電池残量監視部の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ 電池残量推定手段 ２ 電池残量推定情報 ３ 電池残量推定用プログラム ４ データ受渡手段 ５ 記憶手段 ６ データ処理手段 ７ 小型電気機器 ８ 機能手段 ９ ＩＤ情報 １０ 携帯電話 １１ 二次電池 １２ 本体ケース １３ 表示画面 １４ スピーカ １５ 表示部 １６ 電子回路 １７ 操作部 １８ 電池ケース １９ 送受信部 ２０ 制御部 ２１ 記憶部 ２２ 電池残量監視部 ２３ 制御回路 ２４ 放電回路 ２５ 商用交流電源 ２６ ＡＣ−ＤＣコンバータ ２７ コネクタ ２８ 充電回路 ２９ 充電電流センサ ３０ 放電電流センサ ３１ 記憶回路 ３３ キーボード ３４ マイク ３５ 電極 ３６ 電池パック ３７ データ通信部 ３８ 記録媒体 ３９ 媒体制御部 ４０ データ処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 雅人 大阪府茨木市丑寅１丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 Ｆターム(参考） 2G016 CB12 CC03 CC06 CC25 CC27 CC28 5G003 AA01 BA01 DA02 EA05 FA08 GC05 5H030 AA00 AS14 FF41 5H040 AA39 AS12 AS13 5K067 AA27 BB04 FF19 FF22 KK05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池を駆動源として使用するととも
   に、プログラムによって動作する電池残量の推定手段を
   備えた小型電気機器であって、 前記二次電池を構成する素電池の特性に関する情報を含
   む電池残量推定情報と、 該電池残量推定情報を参照し、二次電池の残量を推定可
   能とするアルゴリズムを記載した電池残量推定用プログ
   ラムとを記憶可能とする一方、 小型電気機器の外部から、内部に記憶した前記電池残量
   推定情報と電池残量推定プログラムの少なくとも一方
   を、データの受渡手段を介して更新可能としたことを特
   徴とする小型電気機器。
2. 【請求項２】 前記小型電気機器は、 電気機器としての機能手段と電池残量推定手段とを備え
   た本体ケースと、 内部に二次電池を収納して前記機器本体に着脱自在に接
   続される電池ケースとを備え、 前記電池残量推定用プログラムは前記本体ケース内に、
   前記電池残量推定情報は電池ケース内に個別に記憶され
   ることを特徴とする請求項１記載の小型電気機器。
3. 【請求項３】 前記小型電気機器は、 電気機器としての機能手段を備えた本体ケースと、 内部に二次電池と電池残量推定手段とを収納し、前記機
   器本体に着脱自在に接続される電池ケースとを備え、 前記電池残量推定プログラムと電池残量推定情報はとも
   に、前記電池ケース内に記憶されることを特徴とする請
   求項１記載の小型電気機器。
4. 【請求項４】 前記小型電気機器は、 電気機器としての機能手段を備えた本体ケースと、 内部に二次電池を収納して前記機器本体に着脱自在に接
   続される電池ケースとを備え、 前記電池残量推定プログラムと電池残量推定情報はとも
   に、前記本体ケース内に記憶されることを特徴とする請
   求項１記載の小型電気機器。
5. 【請求項５】 前記小型電気機器には更にＩＤ情報を備
   え、該ＩＤ情報を解読することにより、更新に必要なデ
   ータの選択が自動的に行われる請求項１乃至４の何れか
   に記載の小型電気機器。
6. 【請求項６】 前記電池ケース内には、前記ＩＤ情報の
   記憶手段と、外部のデータ処理手段と接続されるデータ
   の受渡手段とを備え、 接続された外部のデータ処理手段は、前記記憶手段内か
   らＩＤ情報を読み出し、該ＩＤ情報の内容にしたがって
   更新すべきデータを決定する請求項５記載の小型電気機
   器。
7. 【請求項７】 二次電池を備え、該二次電池により駆動
   される小型電気機器に対して着脱自在に接続される電池
   パックであって、 プログラムにより動作する電池残量の推定手段と、デー
   タの記憶手段と、データの受渡手段とを更に備えるとと
   もに、 前記プログラムを、前記データの受渡手段を介して電池
   パックの外部から更新可能としたことを特徴とする電池
   パック。
8. 【請求項８】 前記記憶手段には、前記プログラムから
   参照される電池残量の推定情報とＩＤ情報とが記憶さ
   れ、 該ＩＤ情報を参照することにより、更新すべきデータが
   自動的に選択される請求項７記載の電池パック。