JP2005345172A

JP2005345172A - バッテリー残量表示装置

Info

Publication number: JP2005345172A
Application number: JP2004162880A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Takemori; 喜治竹森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2005-12-15

Abstract

【課題】バッテリーは、その使用温度環境により放電特性が異なるため、バッテリーの残量表示に誤差が生じる。
【解決手段】バッテリー１のバッテリー電圧を検出するバッテリー電圧検出回路２と、バッテリー１の残量表示状態を切り替えるための設定値を記憶するＥＥ−ＰＲＯＭ４と、バッテリー電圧に基づき表示すべき残量表示状態を決定するＣＰＵ３と、決定された残量表示状態に基づき残量表示を行うＯＳＤ回路６、モニター７と、サーミスタ８に係るサーミスタ電圧を検出するサーミスタ電圧検出回路１０とを備え、ＣＰＵ３は、検出されたサーミスタ電圧に基づきＥＥ−ＰＲＯＭ４からの設定値に所定の変換を行い、変換後の設定値とバッテリー電圧から残量表示状態を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリーを使用する機器に適用可能なバッテリー残量表示装置に関する。

携帯電話やポータブルＣＤプレイヤー、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）等のポータブル機器の電源にはリチュウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）やニッケル水素（Ｎｉ−Ｈ）等の充電式バッテリーが使用され、それらのほとんどの機器には、ユーザーにあとどれくらいバッテリーが使用できるかを知らせる残量表示機能がある。この機能によって、ユーザーは、あとどれくらい使用できるか、あるいは充電の必要があるかどうかを知ることができる。

そのポータブル機器の使用環境は低温から高温までさまざまであるが、その電源となるバッテリーは、使用する温度環境により、放電による電源電圧の変化（これを放電特性と呼ぶ）が大きく異なってしまう。図２は、４０℃、２５℃、０℃における放電特性の例である。

一般的にポータブル機器の残量表示は、バッテリー電圧検出回路と、あらかじめ室温にて測定しメモリーされた放電特性から構成され、バッテリー電圧検出回路から検出させた電圧とメモリーされた放電特性とを比較している（例えば、特許文献１参照）。

図３は従来の方法によるバッテリー残量表示装置の構成を示したものである。図３において、２１はバッテリー、２２はバッテリー電圧検出回路、２３はＣＰＵ、２４は予めバッテリーの放電特性から残量表示を切り替えるための電圧値（閾値）がメモリーされたＥＥ−ＰＲＯＭであり、２５は記録再生部、２６はＯＳＤ回路（オン・スクリーン・ディスプレイ回路）、２７はモニターである。従来はこのシステムにより、バッテリー電圧検出回路２２で検出されたバッテリー電圧とＥＥ−ＰＲＯＭ２４から読み出した切換電圧値とをＣＰＵ２３で比較し、記録再生部２５からの映像信号にＯＳＤ回路２６で、比較結果に基づくバッテリー残量状態を示す情報を重畳してモニター２７にバッテリーの残量表示を表示している。しかしながらこの構成では、図２に示すような温度による放電特性を考慮できないため、低温や高温で使用した場合に残量表示の時間に誤差が生じてしまう。
特開平８−２３４６４号公報（０００７段落および図１を参照）

従来のバッテリー表示装置による表示は、温度による放電特性を十分に考慮できていないので、残量表示の時間がリニアでなくなるので、信頼性の高い残量表示を行うことができなかった。

本発明は、上記課題を解決し、温度環境による放電特性の違いが考慮されたバッテリーの残量表示を行うことができるバッテリー残量表示装置を提供することを目的とする。

本発明のバッテリー残量表示装置は、バッテリー電圧を検出するバッテリー電圧検出手段と、バッテリーの残量表示状態を切り替えるための設定値を記憶する記憶手段と、バッテリー電圧に基づき表示すべき残量表示状態を決定する制御手段と、決定された残量表示状態に基づき残量表示を行う表示手段と、サーミスタに係るサーミスタ電圧を検出するサーミスタ電圧検出手段とを備え、制御手段は、サーミスタ電圧に基づき設定値に所定の変換を行った上で、バッテリー電圧から残量表示状態を決定するものである。

本発明によれば、バッテリーの温度状態をサーミスタ電圧から把握し、残量表示状態を決定する設定値をサーミスタ電圧に基づき変換して、バッテリー電圧と比較させるので、温度環境の影響によるバッテリー残量表示の誤差を少なくすることができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、バッテリー電圧を検出するバッテリー電圧検出手段と、バッテリーの残量表示状態を切り替えるための設定値を記憶する記憶手段と、前記バッテリー電圧に基づき表示すべき残量表示状態を決定する制御手段と、決定された残量表示状態に基づき残量表示を行う表示手段と、サーミスタに係るサーミスタ電圧を検出するサーミスタ電圧検出手段とを備え、前記制御手段は、前記サーミスタ電圧に基づき前記設定値に所定の変換を行った上で、前記バッテリー電圧から残量表示状態を決定するものである。

また、請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記サーミスタは、バッテリーに内蔵されることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、上記発明において、前記制御手段は、サーミスタ電圧をパラメータとした所定の変換式により、前記設定値を変換することを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１によるバッテリー残量表示装置の構成を示すブロック図である。

図１において、１はバッテリー、２はバッテリー１の電圧を検出するバッテリー電圧検出回路、３は制御手段としてのＣＰＵ、４は記憶手段としてのＥＥ−ＰＲＯＭ、５は記録再生部、６は表示手段を構成するＯＤＳ回路、７はモニター、８はバッテリー１に内蔵されたサーミスタ、９は一定電圧Ｖ０に接続された抵抗、１０はサーミスタ電圧検出回路である。

ここで、サーミスタは、温度変化によって、その抵抗値がリニアに変化する素子であり、材質によりその特性が一定している。そのため、ある一定の電圧Ｖ０に接続された抵抗９（Ｒ１）と直列に接続し、その分圧された電圧値を検出することで、サーミスタ８の抵抗値ＲＴが求まる。従って、サーミスタ８に係る電圧を検出することで、バッテリー１の温度状態を判別することができる。

図1のように一定電圧Ｖ０に接続された抵抗９の抵抗値Ｒ１と、サーミスタ８の抵抗値ＲＴにより、サーミスタ電圧検出回路１０で検出される電圧ＶＴは、ＶＴ＝Ｖ０×ＲＴ／（Ｒ１＋ＲＴ）となる。

一方、バッテリー電圧検出回路２で検出されたバッテリー電圧（これをＶとする）とＥＥ−ＰＲＯＭ４に記憶されている設定値（１以上存在する）とをＣＰＵ３で比較することで、バッテリーの残量を示す状態を決定する。例えば、バッテリー残量表示のフルの状態から８０％の状態に移行するための設定値をＶ１、８０％の状態から６０％の状態に移行するための設定値をＶ２とした場合、ＶがＶ＞Ｖ１ならフルの状態であり、Ｖ１≧Ｖ＞Ｖ２であれば８０％の状態であると判断する。

本実施の形態では、ＥＥ−ＰＲＯＭ４から読み出した設定値を、温度による変化率を考慮した値に変換した上で、バッテリー電圧と比較する。即ち、Ｖ１’＝Ｆ（ＶＴ）×Ｖ１として、サーミスタ電圧ＶＴから求まる変換係数をＶ１に掛けることでＶ１’を求める。従って、バッテリー温度に応じた適切な設定値によって、バッテリー残量の表示を切り替えることができる。

なお、設定値を変換するための関数Ｆ（ＶＴ）は、図２に示したようなバッテリーの放電特性を実験的に求め、そこから２次方程式や指数を用いて、近似式とて変換のための関数を得ることができる。

ＣＰＵ３により決定されたバッテリー残量表示のための状態の情報をＯＳＤ回路６に出力する。ＯＳＤ回路６は、ＣＰＵ３からの情報に基づき表示データを生成し、記録再生部５からの映像信号に重ねモニター７に出力される。

以上のように本実施の形態によれば、サーミスタ８に係る電圧を検出し、検出されたサーミスタ電圧に基づいてＥＥ−ＰＲＯＭ４からの設定値を変換して用いるので、温度環境に適した残量表示を行うことができる。

なお、サーミスタ８は、リチウムイオン等の充電式のバッテリーに内蔵されており、改めてサーミスタを設ける必要がなく、簡便に実現することができる。

また、設定値の変換を、所望の関数を用いて行うので、ＥＥ−ＰＲＯＭ４に記憶する設定値も１つの温度状態のものでよい。また、複数の温度での設定値を用意してもよい。

本発明におけるバッテリー残量表示装置は、バッテリーに内蔵されているサーミスタの温度特性を用いてバッテリー残量時間の誤差の補正を行い、残量表示の精度を上げることができるという効果を有し、バッテリーを使用する機器に適用可能なバッテリー残量表示装置等として有用である。特に、サーミスタを有する２次電池に対するバッテリー残量表示装置として有用である。

本発明の実施の形態によるバッテリー残量表示装置の構成を示すブロック図バッテリーの放電特性図従来のバッテリー残量表示装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１バッテリー
２バッテリー電圧検出回路
３ＣＰＵ
４ＥＥ−ＰＲＯＭ
５記録再生部
６ＯＳＤ回路
７モニター
８サーミスタ
９抵抗
１０サーミスタ電圧検出回路

Claims

バッテリー電圧を検出するバッテリー電圧検出手段と、バッテリーの残量表示状態を切り替えるための設定値を記憶する記憶手段と、前記バッテリー電圧に基づき表示すべき残量表示状態を決定する制御手段と、決定された残量表示状態に基づき残量表示を行う表示手段と、サーミスタに係るサーミスタ電圧を検出するサーミスタ電圧検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記サーミスタ電圧に基づき前記設定値に所定の変換を行った上で、前記バッテリー電圧から残量表示状態を決定するバッテリー残量表示装置。
前記サーミスタは、バッテリーに内蔵されることを特徴とする請求項１記載のバッテリー残量表示装置。
前記制御手段は、サーミスタ電圧をパラメータとした所定の変換式により、前記設定値を変換することを特徴とする請求項１記載のバッテリー残量表示装置。