JP2004061393A - Method for determining battery remaining value of battery driven device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の残量を正確に判別するのに好適な電池駆動機器の電池残量判別方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、駆動源として電池を用いる電池駆動機器が知られている。このような電池駆動機器においては、動作中に電池の残量が低下してシステムダウンが生じるのを防止したり、電池の交換や充電の時期を操作者に認識させる必要がある。このため、電池駆動機器においては、所定のタイミングで電池の残量を判別するようになっている。この電池の残量の判別は、電池駆動機器の制御部において行われている。
【0003】
従来の電池残量判別方法としては、以下に記す2種類の方法が主として用いられている。
【0004】
第1の電池残量判別方法は、制御部で検出した電池の電圧を実験などによって設定された閾値と比較し、電池の電圧が閾値未満であれば電池の残量を「無し」と判断するものである。この場合、検出する電圧は、最大負荷より小さい任意の負荷状態、あるいは制御電源のみの通電状態などの最小負荷状態におけるもの1種類である。
【0005】
第2の電池残量判別方法は、実動時の最大負荷状態となるようにダミー通電して電池の電圧を実動前に検出するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の第1の電池残量判別方法においては、環境温度、電池の劣化などにより、実際の負荷を与えたときの電圧を予測することができず、電池の残量を正確に判別することができないという問題点があった。
【0007】
また、前述した従来の第2の電池残量判別方法においては、電池の電圧の検出時に、最大負荷で電池を消耗することになるので、電池が無駄になる、言い換えると電池を有効利用することができないという問題点があった。
【0008】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、電池を有効利用することができるとともに、電池の残量を正確に判別することのできる電池駆動機器の電池残量判別方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法の特徴は、実動時の最大負荷より小さな異なる2種類の負荷状態における電池の電圧を各々検出し、各々の電池の電圧から実動時の最大負荷状態の電池の電圧の予測値を算出し、この予測値と予め設定されている閾値とを比較し、予測値が閾値以上であれば電池の残量を有りと判断する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、最大消費電流を通電することなく、電池の残量を正確に判別することができるとともに、環境温度、電池の劣化などによる電池能力の低下時においても、電池の残量を正確に判別することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【0011】
図1は本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法を適用した電池駆動機器の実施形態の要部を示すブロック図である。
【0012】
本実施形態の電池駆動機器は、携帯可能な小型の電池駆動プリンタ、詳しくはフルカラー印刷が可能な熱転写プリンタを例示している。なお、熱転写プリンタの各部の構成は従来公知のものであり、その詳しい説明は省略し、要旨のみについて説明する。
【0013】
図1に示すように、本実施形態の電池駆動プリンタ1は、プリンタの電源としての直流電源である電池2と、電源スイッチ3と、2つの抵抗器R1,R2と、モータドライバ4と、2つのモータ5,6と、2つのDC/DCコンバータ7,8と、各部の動作を制御する制御部9とを有している。
【0014】
前記電池2の正極は、電源スイッチ3の一端に接続されており、電池2の負極は接地されている。また、電源スイッチ3の他端は、モータドライバ4および2つのDC/DCコンバータ7,8の入力端ならびに抵抗器R1の一端に共通接続されている。そして、抵抗器R1の他端は、制御部9の電池電圧検出部10および抵抗器R2の一端に共通接続されている。さらに、抵抗器R2の他端は接地されている。
【0015】
前記モータドライバ4の出力端には、2つのモータ5,6の入力端が接続されている。これらのモータ5,6は、プリンタメカニズムの駆動源とされるものであり、用紙搬送モータ、ヘッド接離用モータなどがあり、設計コンセプトなどの必要に応じて必要な数が配置されるようになっている。また、一方のDC/DCコンバータ7の出力端には、印刷ヘッドとしてのサーマルヘッド11が接続されており、他方のDC/DCコンバータ8の出力端には、制御部9の電源入力端が接続されている。
【0016】
なお、2つのモータ5,6およびサーマルヘッド11は、制御部9から送出される制御指令に基づいて所定のタイミングで駆動されるようになっている。また、制御部9は、CPUおよびメモリなどにより構成されており、メモリには、少なくとも印刷動作に必要なプログラムおよびデータ、電池残量判別方法を実行するためのプログラムおよびデータなどの各種のプログラムおよびデータ類が格納されている。
【0017】
このような構成の電池駆動プリンタ1によれば、電池2の電圧は、電源スイッチ3を通り、2つの抵抗器R1,R2で分圧されて制御部9の電池電圧検出部10にA/Dコンバータ入力されることにより検出(読取)されるようになっている。
【0018】
つぎに、前述した実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法について具体的に説明する。
【0019】
図2は本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法の実施形態を示すフローチャートである。
【0020】
本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法は、実動時の最大負荷より小さな異なる2種類の負荷状態を、第1負荷状態と第2負荷状態とする。一方の第1負荷状態としては、制御部9のロジック制御部のみ動作している制御電源のみの軽い負荷状態、例えば消費電流が0.05Aの負荷状態を用いる。他方の第2負荷状態としては、2つのモータ5,6にダミー通電した中程度の負荷状態、例えば消費電流が0.50Aの負荷状態を用いる。ここで、実動時の最大負荷状態における消費電流は2.00Aである。また、電池2の残量の有無の判断に用いる閾値Vcとして21.00Vを用いる。
【0021】
そして、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法は、図2に示すように、まず、ステップST11において、実動時の最大負荷より小さな異なる2種類の負荷状態における電池2の電圧V1,V2を各々検出し、つぎのステップST12に進行する。
【0022】
前記ステップST11は、ステップST11aとステップST11bとにより構成されている。
【0023】
一方のステップST11aにおいては、第1負荷状態における電池2の電圧V1、例えば22.71V(V1=22.71V)を検出する。
【0024】
他方のステップST11bにおいては、第2負荷状態における電池2の電圧V2、例えば22.37V(V2=22.37V)を検出する。
【0025】
なお、ステップST11aにおいて、第2負荷状態における電池2の電圧V2を検出し、ステップST11bにおいて、第1負荷状態における電池2の電圧V1を検出しするように順序を逆にしてもよい。
【0026】
つぎに、ステップST12において、検出した各々の電池2の電圧V1,V2から、実動時の最大負荷状態の電池2の電圧の予測値Veを算出し、つぎのステップST13に進行する。
【0027】
前記ステップST12における電池2の電圧の予測値Veの算出は、前記ステップST11において検出した電池2の電圧V1,V2の電圧差ΔVを算出することで開始する。
【0028】
この電圧差ΔVは、
により算出される。
【0029】
ここで、実動時の最大負荷状態における消費電流が2.00Aで、第2負荷状態における消費電流が0.50Aなので、実動時の最大負荷状態における消費電流は、第2負荷状態における消費電流の4倍である。
【0030】
そして、電圧差は、主に電池2の内部インピーダンスに依存するため、最大負荷状態における電圧差ΔVmaxは
により算出される。
【0031】
そして、実動時の最大負荷状態の電池2の電圧の予測値Veは、
により正確に算出される。
【0032】
つぎに、ステップST13において、予測値Veが予め設定されている閾値Vc以上(Ve≧Vc)か否かを判断し、予測値Veが閾値Vc以上(Ve≧Vc)であるYESの場合には、つぎのステップST14において、電池2の残量を「有り」と判断し終了する。
【0033】
前記ステップST14の判断が、予測値Veが閾値Vc未満(Ve<Vc)であるNOの場合には、つぎのステップST15において、電池2の残量を「無し」と判断し終了する。
【0034】
なお、電池2の残量を「無し」と判断した場合には、電池2の残量が残り少ないことをユーザーに警告するべく、LEDなどを点灯させる警告表示を実行するように構成するとよい。
【0035】
また、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別を実行するタイミングとしては、電源投入時および所定枚数の印刷を行う毎に実行するとよい。勿論、1枚の印刷を行う毎に電池残量判別を実行することもできる。
【0036】
このような構成からなる本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法によれば、最大消費電流を通電することなく、電池2の残量を正確に判別することができるとともに、環境温度、電池2の劣化などによる電池能力の低下時においても、電池2の残量を正確に判別することができる。
【0037】
すなわち、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法によれば、電池2を有効利用することができるとともに、電池2の残量を正確に判別することができる。
【0038】
したがって、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法によれば、電池2を無駄なく使用することができるとともに、システムダウンなどの不都合が生じるのを確実に防止することができる。
【0039】
なお、本発明の電池残量判別方法を適用することのできる電池駆動機器としては、電池駆動プリンタの他に、デジタルスチルカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどを例示できる。
【0040】
また、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法によれば、電池を有効利用することができるとともに、電池の残量を正確に判別することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電池残量判別方法を適用した電池駆動機器の実施形態の要部を示すブロック図
【図2】本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法の実施形態を示すフローチャート
【符号の説明】
1 電池駆動プリンタ
2 電池
3 電源スイッチ
4 モータドライバ
5、6 モータ
7、8 DC/DCコンバータ
9 制御部
10 電池電圧検出部
11 サーマルヘッド
R1、R2 抵抗器
V1、V2 電圧
Vc 閾値
Ve 予測値
ΔV、ΔVmax 電圧差[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for determining the remaining battery level of a battery-powered device suitable for accurately determining the remaining battery level.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a battery driving device using a battery as a driving source is known. In such a battery-driven device, it is necessary to prevent the system from going down due to a decrease in the remaining amount of the battery during operation, or to make the operator aware of the timing of battery replacement or charging. For this reason, in a battery-driven device, the remaining amount of the battery is determined at a predetermined timing. The determination of the remaining amount of the battery is performed in the control unit of the battery-driven device.
[0003]
As the conventional battery remaining amount determination method, the following two methods are mainly used.
[0004]
In the first battery remaining amount determination method, the voltage of the battery detected by the control unit is compared with a threshold value set by an experiment or the like, and if the voltage of the battery is less than the threshold value, the battery remaining amount is determined to be “none”. Things. In this case, the voltage to be detected is one type in an arbitrary load state smaller than the maximum load or in a minimum load state such as an energized state of only the control power supply.
[0005]
The second battery remaining amount determination method is to detect the voltage of the battery before the actual operation by applying a dummy current so that the maximum load state at the time of the actual operation is obtained.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described first conventional battery remaining amount determination method, it is not possible to predict the voltage when an actual load is applied due to environmental temperature, deterioration of the battery, and the like. There was a problem that it could not be determined.
[0007]
Further, in the above-described second conventional battery remaining amount determination method, the battery is consumed at the maximum load when the voltage of the battery is detected, so that the battery is wasted. In other words, the battery is effectively used. There was a problem that it was not possible.
[0008]
The present invention has been made in view of this point, and it is an object of the present invention to provide a method for judging a remaining battery level of a battery-driven device that can effectively use a battery and can accurately determine the remaining battery level. Aim.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the method of the present invention for determining the remaining battery level of a battery-driven device is characterized in that each battery voltage is detected in two different load states smaller than the maximum load in actual operation, and each battery is detected. Of the battery in the maximum load state at the time of actual operation, and compares the predicted value with a preset threshold value. If the predicted value is equal to or greater than the threshold value, there is a remaining battery level. Is to judge. By adopting such a configuration, it is possible to accurately determine the remaining amount of the battery without supplying the maximum current consumption, and to reduce the battery capacity due to environmental temperature, battery deterioration, and the like. , The remaining amount of the battery can be accurately determined.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments shown in the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of a battery-driven device to which a method for determining a remaining battery level of a battery-driven device according to the present invention is applied.
[0012]
The battery-driven device of the present embodiment exemplifies a portable small battery-driven printer, specifically, a thermal transfer printer capable of performing full-color printing. The configuration of each part of the thermal transfer printer is conventionally known, and detailed description thereof will be omitted, and only the gist will be described.
[0013]
As shown in FIG. 1, a battery-powered
[0014]
The positive electrode of the
[0015]
The output terminals of the
[0016]
The two
[0017]
According to the battery-driven
[0018]
Next, a method of determining the remaining battery level in the battery-powered
[0019]
FIG. 2 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for determining a remaining battery level of a battery-driven device according to the present invention.
[0020]
In the battery remaining amount determination method in the battery-powered
[0021]
As shown in FIG. 2, in the battery remaining amount determining method in the battery-driven
[0022]
The step ST11 includes a step ST11a and a step ST11b.
[0023]
In one step ST11a, the voltage V1 of the
[0024]
In step ST11b, the voltage V2 of the
[0025]
Note that the order may be reversed such that the voltage V2 of the
[0026]
Next, in step ST12, a predicted value Ve of the voltage of the
[0027]
The calculation of the predicted value Ve of the voltage of the
[0028]
This voltage difference ΔV is
Is calculated by
[0029]
Here, since the current consumption in the maximum load state in the actual operation is 2.00 A and the current consumption in the second load state is 0.50 A, the current consumption in the maximum load state in the actual operation is the consumption current in the second load state. Four times the current.
[0030]
Since the voltage difference mainly depends on the internal impedance of the
Is calculated by
[0031]
Then, the predicted value Ve of the voltage of the
Is calculated accurately.
[0032]
Next, in step ST13, it is determined whether or not the predicted value Ve is equal to or more than a preset threshold value Vc (Ve ≧ Vc), and if the predicted value Ve is equal to or more than the threshold value Vc (Ve ≧ Vc), YES Then, in the next step ST14, it is determined that the remaining amount of the
[0033]
If the determination in step ST14 is NO where the predicted value Ve is less than the threshold value Vc (Ve <Vc), in the next step ST15, the remaining amount of the
[0034]
When it is determined that the remaining amount of the
[0035]
Further, the timing of executing the remaining battery level determination in the battery-powered
[0036]
According to the battery remaining amount determining method for the battery-powered
[0037]
That is, according to the remaining battery level determination method in the battery-powered
[0038]
Therefore, according to the battery remaining amount determination method in the battery-powered
[0039]
In addition, as a battery-driven device to which the battery remaining amount determination method of the present invention can be applied, a digital still camera, a portable personal computer, a video camera, and the like can be exemplified in addition to a battery-driven printer.
[0040]
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as needed.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for determining the remaining battery level of a battery-operated device according to the present invention, the battery can be used effectively, and extremely excellent effects such as accurate determination of the remaining battery level can be achieved. To play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of a battery-driven device to which a method for determining a remaining battery amount according to the present invention is applied. Flow chart shown [Explanation of reference numerals]
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