JP2006145285A

JP2006145285A - 電池残量検出装置

Info

Publication number: JP2006145285A
Application number: JP2004333283A
Authority: JP
Inventors: Junji Nishida; 淳二西田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2006-06-08
Also published as: US20060117194A1; US7624292B2; CN1782728A; CN100492047C

Abstract

【課題】従来の電池残量検出装置と同等の検出精度を有する回路面積の小さい電池残量検出装置を提供する。
【解決手段】電池残量検出装置は、電池の温度を検出し、その検出した温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出する温度区間検出部と、電池の電流を検出し、その検出した電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出する電流区間検出部と、電池の電圧とその電池の残容量区間の関係を示す複数のテーブルを有し、温度区間検出部で検出された温度区間及び電流区間検出部で検出された電流区間に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルを用いて、入力された電池電圧が各残容量区間のいずれに含まれるかを検出する容量区間検出部を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、携帯電話等で使用される二次電池の残容量を検出する電池残量検出装置に関する。

携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ等の二次電池を電源とした携帯機器には、通常、電池の残容量（以下、「電池残量」という。）を検出する電池残量検出装置が搭載されている。検出された電池残量は、例えばディスプレイ等に表示され、ユーザに電池の充電時期を知らせるために利用される。

従来の電池残量検出装置は、例えば電流量積算方式や電圧測定方式を用いて電池残量を検出する。電流量積算方式は、電池の使用中にその電池が負荷に供給した電流を全て積算し、その積算結果から使用した電池の容量を求め、その電池の使用容量と全容量との差から電池残量を検出する方式である。この方式は、電池残量を正確に検出することができるが、高価で、しかも電池の放電中は常に電流を積算するため、電池残量検出に使用する電力を無視できないという問題がある。

電圧測定方式は、所定の負荷を接続した状態で電池の電圧を測定し、その電圧値から電池残量を推測する方式である。この方式は、電池残量検出が必要なときだけ検出回路を動作させればよいので、検出に使用する電力が少なくて済み、かつ安価である。しかし、電流量積算方式と比較して検出精度が低いという問題がある。

電圧測定方式は、電池残量の減少に伴って電池の電圧が低下するという特性を利用している。この電池残量と電池の電圧との関係は、電池の温度及び電池の（負荷）電流に応じて変化するため、単に測定された電池の電圧値から電池残量を推測すると、正確な電池残量を検出できない場合があった。従来の電圧測定方式を採用した電池残量検出装置には、検出精度を向上させるために、電池残量検出時の電池の温度及び電池の電流を測定して、測定された温度値、電流値及び電圧値から電池残量を推測するものがある。例えば、従来の電池残量検出装置には、電池の放電電流範囲に対応する電池電圧値を複数段階に分けて所定温度範囲毎に規定する複数のデータテーブルを有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。この電池残量検出装置は、データ処理部と、電池の電圧値データをデータ処理部に入力する電圧入力部と、電池の放電電流値のデータをデータ処理部に入力する電流入力部と、電池の温度値のデータをデータ処理部に入力する温度入力部と、メータ部とを備える。データ処理部は、上記データテーブルを用いて放電電流値によって補正された電池の残量を示す電圧値を上記段階によって表示する信号を出力する。メータ部は、データ処理部の出力を処理すると共に、段階毎の表示を行う。

また、他の従来の電池残量検出装置には、電圧センサ及び電流センサの出力から電池残量を判定する電池残量判定装置を有し、その電池残量判定装置が求めた判定値を、電池の温度を検出する温度検出装置の出力に応じて補正するものがある（例えば、特許文献２参照。）。上記電池残量判定装置は、電圧と電流の関係により決定される判定値をテーブルデータとして記憶しており、電圧センサ及び電流センサの出力により電池残量を求め、電池残量が所定値基準以上であるかどうかを判定する。この場合、電池残量判定装置は、電池近傍に配置された温度検出装置によって検出された電池の温度を用いて上記電池残量を補正する。
特許第３０８７２７６号明細書特開平１１−１６２５２４号公報

しかしながら、電圧測定方式を採用した従来の電池残量検出装置は、電池の電圧と電流との関係から電池残量を求めるための２次元のデータテーブルを有し、さらに、温度による補正を施すため、上記データテーブルを複数持たなくてはならなかった。よって、電圧測定方式を採用した従来の電池残量検出装置は、それらのテーブルを記憶する容量の大きいメモリが必要であった。また、電流量積算方式を採用した電池残量検出装置であっても、積算処理を行うために容量の大きいメモリが必要であった。結果として、従来の電池残量検出装置は、面積の大きなメモリが必要であり、そのため、回路面積が大きくなるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、従来の電池残量検出装置と同等の検出精度を有する回路面積の小さい電池残量検出装置を提供することを目的とする。

本発明の電池残量検出装置は、電池の残容量を検出する電池残量検出装置であって、前記の電池の温度を検出し、その検出した温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出する温度区間検出部と、前記の電池の電流を検出し、その検出した電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出する電流区間検出部と、前記の電池の電圧とその電池の残容量区間の関係を示す複数のテーブルを有し、前記の温度区間検出部で検出された温度区間及び前記の電流区間検出部で検出された電流区間に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルを用いて、入力された前記の電池電圧が各残容量区間のいずれに含まれるかを検出する容量区間検出部を備える。以下、この電池残量検出装置を第１の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１の電池残量検出装置は、さらに、前記の電池の充電回数を検出する充電回数検出部を備える。前記の容量区間検出部は、前記の温度区間検出部で検出された温度区間、前記の電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記の充電回数検出部で検出された充電回数に応じて前記の複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択する。以下、この電池残量検出装置を第２の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１の電池残量検出装置において、前記の容量区間検出部は、外部から入力された外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の温度区間検出部及び電流区間検出部の各動作を制御する。以下、この電池残量検出装置を第３の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１の電池残量検出装置において、前記の複数のテーブルは、前記の各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示す。前記の容量区間検出部は、前記の複数のテーブルを有し、前記の温度区間検出部で検出された温度区間及び前記の電流区間検出部で検出された電流区間に応じて前記の複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記の境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、入力された前記の電池電圧と前記の参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、前記の電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記の残容量区間を、前記の電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を第４の電池残量検出装置という。

好ましくは、第４の電池残量検出装置において、前記の参照電圧生成部は、前記の複数のテーブルを記憶する記憶部と、前記の温度区間検出部で検出された温度区間及び前記の電流区間検出部で検出された電流区間に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択する選択部と、選択された前記のテーブルが示す前記の境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する出力部とを備える。以下、この電池残量検出装置を第５の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１、第４及び第５の電池残量検出装置において、前記の温度区間検出部は、前記の電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の温度電圧とを用いて、前記の電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を第６の電池残量検出装置という。

好ましくは、第６の電池残量検出装置において、前記の第１の区間検出部は、前記の各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、検出された前記の温度電圧と出力された前記の各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、前記の温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記の温度区間を、前記の電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を第７の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１、及び第４から第７のいずれかの電池残量検出装置において、前記の電流区間検出部は、前記の電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第１の電流電圧を生成して出力する第１の電池電流検出部と、電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の第１の電流電圧とを用いて、前記の電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部を備える。以下、この電池残量検出装置を第８の電池残量検出装置という。

好ましくは、第８の電池残量検出装置において、前記の第２の区間検出部は、前記の各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、検出された前記の電流電圧と出力された前記の各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、前記の電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記の電流区間を、前記の電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を第９の電池残量検出装置という。

好ましくは、第３の電池残量検出装置において、前記の複数のテーブルは、前記の各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示す。前記の容量区間検出部は、前記の複数のテーブルを有し、前記の温度区間検出部で検出された温度区間及び前記の電流区間検出部で検出された電流区間に応じて前記の複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記の境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、入力された前記の電池電圧と前記の参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、前記の電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記の残容量区間を、前記の電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部とを備える。前記の温度区間検出部は、前記の電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の温度電圧とを用いて、前記の電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部とを備える。前記の第１の区間検出部は、前記の各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、検出された前記の温度電圧と出力された前記の各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、前記の温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記の温度区間を、前記の電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部とを備える。前記の電流区間検出部は、前記の電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第１の電流電圧を生成して出力する第１の電池電流検出部と、電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の第１の電流電圧とを用いて、前記の電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部とを備える。前記の第２の区間検出部は、前記の各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、検出された前記の電流電圧と出力された前記の各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、前記の電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記の電流区間を、前記の電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部とを備える。前記の参照電圧生成部は、前記の外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の電圧比較部の動作を制御し、かつ前記の温度区間検出部及び電流区間検出部に、対応する第４及び第５の制御信号をそれぞれ出力する。前記の参照温度電圧生成部は、前記の参照電圧生成部から出力された前記の第４の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の電池温度検出部及び温度電圧比較部の各動作を制御する。前記の参照電流電圧生成部は、前記の参照電圧生成部から出力された前記の第５の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の第２の電池電流検出部及び電流電圧比較部の各動作を制御する。以下、この電池残量検出装置を、第１０の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２の電池残量検出装置において、前記の容量区間検出部は、外部から入力された外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の温度区間検出部、電流区間検出部、及び充電回数検出部の各動作を制御する。以下、この電池残量検出装置を、第１１の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２の電池残量検出装置において、前記の複数のテーブルは、前記の各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示す。前記の容量区間検出部は、前記の複数のテーブルを有し、前記の温度区間検出部で検出された温度区間、前記の電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記の充電回数検出部で検出された充電回数に応じて前記の複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記の境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、入力された前記の電池電圧と前記の参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、前記の電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記の残容量区間を、前記の電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第１２の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１２の電池残量検出装置において、前記の参照電圧生成部は、前記の複数のテーブルを記憶する記憶部と、前記の温度区間検出部で検出された温度区間、前記の電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記の充電回数検出部で検出された充電回数に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択する選択部と、選択された前記のテーブルが示す前記の境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する出力部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第１３の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２、第１２及び第１３のいずれかの電池残量検出装置において、前記の温度区間検出部は、前記の電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の温度電圧とを用いて、前記の電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第１４の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１４の電池残量検出装置において、前記の第１の区間検出部は、前記の各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、検出された前記の温度電圧と出力された前記の各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、前記の温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記の温度区間を、前記の電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第１５の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２、及び第１２から第１５のいずれかの電池残量検出装置において、前記の電流区間検出部は、前記の電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第１の電流電圧を生成して出力する第１の電池電流検出部と、電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の第１の電流電圧とを用いて、前記の電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第１６の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１６の電池残量検出装置において、前記の第２の区間検出部は、前記の各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、検出された前記の電流電圧と出力された前記の各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、前記の電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記の電流区間を、前記の電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第１７の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１１の電池残量検出装置において、前記の複数のテーブルは、前記の各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示す。前記の容量区間検出部は、前記の複数のテーブルを有し、前記の温度区間検出部で検出された温度区間、前記の電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記の充電回数検出部で検出された充電回数に応じて前記の複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記の境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、入力された前記の電池電圧と前記の参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、前記の電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記の残容量区間を、前記の電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部とを備える。前記の温度区間検出部は、前記の電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の温度電圧とを用いて、前記の電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部とを備える。前記の第１の区間検出部は、前記の各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、検出された前記の温度電圧と出力された前記の各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、前記の温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記の温度区間を、前記の電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部とを備える。前記の電流区間検出部は、前記の電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第２の電流電圧を生成して出力する第２の電池電流検出部と、電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記の第２の電流電圧とを用いて、前記の電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部とを備える。前記の第２の区間検出部は、前記の各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記の境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、検出された前記の電流電圧と出力された前記の各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、前記の電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記の電流区間を、前記の電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部とを備える。前記の参照電圧生成部は、前記の外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の電圧比較部の動作を制御し、かつ前記の温度区間検出部、電流区間検出部、及び充電回数検出部に、それぞれ対応する第４、第５及び第６の制御信号を出力する。前記の参照温度電圧生成部は、前記の参照電圧生成部から出力された前記の第４の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の電池温度検出部、及び温度電圧比較部の各動作を制御する。前記の参照電流電圧生成部は、前記の参照電圧生成部から出力された前記の第５の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記の第２の電池電流検出部、及び電流電圧比較部の各動作を制御する。以下、この電池残量検出装置を、第１８の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１、及び第４から第９のいずれかの電池残量検出装置は、さらに、前記の電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第４の制御信号を生成して出力する充放電検出部と、前記の容量区間検出部から出力された容量区間及び前記の第４の制御信号がそれぞれ入力され、前記の電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記の最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部とを備える。前記の容量保持部は、前記の容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記の電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力する。以下、この電池残量検出装置を、第１９の電池残量検出装置という。

好ましくは、第３又は第１０の電池残量検出装置は、前記の電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第６の制御信号を生成して出力する充放電検出部と、前記の容量区間検出部から出力された容量区間及び前記の第６の制御信号がそれぞれ入力され、前記の電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記の最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部とを備える。前記の容量保持部は、前記の容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記の電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力する。以下、この電池残量検出装置を、第２０の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２０の電池残量検出装置において、前記の容量区間検出部は、前記の外部制御信号に応じて、前記の充放電検出部及び前記の容量区間出力部の各動作を制御する。以下、この電池残量検出装置を、第２１の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２、及び第１２から第１７のいずれかの電池残量検出装置において、前記の充電回数検出部は、前記の電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第４の制御信号を生成して出力する。また、その電池残量検出装置は、前記の容量区間検出部から出力された容量区間及び前記の第４の制御信号がそれぞれ入力され、前記の電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記の最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部とを備える。前記の容量保持部は、前記の容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記の電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力する。以下、この電池残量検出装置を、第２２の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１１又は第１８の電池残量検出装置において、前記の充電回数検出部は、前記の電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第７の制御信号を生成して出力する。その電池残量検出装置は、前記の容量区間検出部から出力された容量区間及び前記の第７の制御信号がそれぞれ入力され、前記の電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記の最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部とを備える。前記の容量保持部は、前記の容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記の電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力する。以下、この電池残量検出装置を、第２３の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２３の電池残量検出装置において、前記の容量区間検出部は、前記の外部制御信号に応じて、前記の容量区間出力部の動作を制御する。以下、この電池残量検出装置を、第２４の電池残量検出装置という。以下、この電池残量検出装置を、第２４の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２、及び第１２から第１７のいずれかの電池残量検出装置において、前記の充電回数検出部は、前記の電池の出力電流の検出を行い、検出した出力電流に比例した電圧である第２の電流電圧を生成して出力する第２の電池電流検出部と、前記の第２の電流電圧と所定の基準電圧とを比較して、その比較結果に応じた第４の制御信号を生成して出力し、その基準電圧が前記の第２の電流電圧より大きい場合に、所定の第４の制御信号を生成して出力する充電比較部と、前記の所定の第４の制御信号が出力された回数をカウントして、そのカウント数を前記の充電回数として出力するカウント部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第２５の電池残量検出装置という。

好ましくは、第１１又は第１８の電池残量検出装置において、前記の充電回数検出部は、前記の電池の出力電流の検出を行い、検出した出力電流に比例した電圧である第２の電流電圧を生成して出力する第２の電池電流検出部と、前記の第２の電流電圧と所定の基準電圧とを比較して、その比較結果に応じた第７の制御信号を生成して出力し、その基準電圧が前記の第２の電流電圧より大きい場合に、所定の第７の制御信号を生成して出力する充電比較部と、前記の所定の第７の制御信号が出力された回数をカウントして、そのカウント数を前記の充電回数として出力するカウント部とを備える。以下、この電池残量検出装置を、第２６の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２５の電池残量検出装置は、前記の容量区間検出部から出力された容量区間及び前記の第４の制御信号がそれぞれ入力され、前記の電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記の最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部とを備える。前記の容量保持部は、前記の容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記の電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力する。以下、この電池残量検出装置を、第２７の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２６の電池残量検出装置は、前記の容量区間検出部から出力された容量区間及び前記の第７の制御信号がそれぞれ入力され、前記の電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、前記の容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記の最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部とを備える。前記の容量保持部は、前記の容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記の電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記の容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力する。以下、この電池残量検出装置を、第２８の電池残量検出装置という。

好ましくは、第２８の電池残量検出装置において、前記の容量区間検出部は、前記の外部制御信号に応じて、前記の容量区間出力部の動作を制御する。

本発明による電池残量検出装置によれば、電池の温度を検出し、その検出した温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出する温度区間検出部と、電池の電流を検出し、その検出した電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出する電流区間検出部と、電池の電圧とその電池の残容量区間の関係を示す複数のテーブルを有し、温度区間検出部で検出された温度区間及び電流区間検出部で検出された電流区間に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルを用いて、入力された電池電圧が各残容量区間のいずれに含まれるかを検出する容量区間検出部を備えるので、従来の電池残量検出装置が必要としていた電池の電圧と電流の関係から電池の残容量を求める２次元のデータテーブルが不要となり、従来の電池残量検出装置の検出精度を低下させることなく、メモリの容量を減少させることができる。これにより、電池残量検出装置の回路面積を低減することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１による電池残量検出装置は、電池残量の減少に伴って電池の電圧が低下するという特性を利用して、検出された電池の電圧から、その電池の残容量が含まれる残容量区間を検出する。具体的には、電池の残容量が、電池の全容量範囲を複数に分割して得られる各容量区間の上限又は下限の容量、すなわち各容量区間の間の境界の容量（以下、単に「境界容量」という。）に等しい場合に検出される上記電池の電圧に等しい電圧を参照電圧として生成し、検出された電池の電圧である電池電圧とその参照電圧とを比較して、それらの電圧の大小関係からその電池の残容量が含まれる残容量区間を検出する。さらに、その電池電圧と電池残量との関係が電池の温度及び電池の出力電流によって変化することから、本実施の形態１による電池残量検出装置は、電池の温度及び電池の出力電流がそれぞれ含まれる温度区間及び電流区間を検出し、検出された温度区間及び電流区間に応じて異なる参照電圧を生成する。これにより、電池の温度及び電池の出力電流によってその電池の電圧と残容量との関係が変化しても電池残量を正しく検出することができる。

以下に、上記参照電圧について詳細に説明する。図１は、ある電池の電池残量と電池電圧との関係の一例を示すグラフである。このグラフに示されるように、電池は、残容量が減少するとその電圧が低下する。この関係を用いれば、同一の電池について、電池電圧及び電池残量の一方から他方を推測することが可能である。参照電圧とは、電池残量が上記各境界容量に等しい場合に検出される電池の電圧に等しい電圧をいう。

図２は、電池の全容量範囲を複数の容量区間に分割したときの分割例を示す図である。図２に示す例では、電池の全容量範囲０％〜１００％を第１の区間から第１１の区間まで１１区間に分割している。図２に示されるように、第１の区間は電池残量が９０％以上１００％未満の区間、第２の区間は電池残量が７０％以上９０％未満の区間、第３の区間は電池残量が５０％以上７０％未満の区間、第４の区間は電池残量が４０％以上５０％未満の区間、第５の区間は電池残量が３０％以上４０％未満の区間、第６の区間は電池残量が２５％以上３０％未満の区間、第７の区間は電池残量が２０％以上２５％未満の区間、第８の区間は電池残量が１５％以上２０％未満の区間、第９の区間は電池残量が１０％以上１５％未満の区間、第１０の区間は電池残量が５％以上１０％未満の区間、第１１の区間は電池残量が０％以上５％未満の区間である。また、この場合の境界容量は、各容量区間の下限の容量であり、９０％、７０％、５０％、４０％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、及び０％である。

図１のグラフによれば、上記境界容量に対応する電圧はＶ１〜Ｖ１１である。しかし、図１に示されたグラフ、すなわち電池残量と電池電圧との関係は電池の温度や出力電流の大きさによって変化するため、上記Ｖ１〜Ｖ１１をそのまま参照電圧として採用すると、電池残量を正しく検出できない場合がある。よって、本実施の形態１による電池残量検出装置では、電池残量検出時の電池の温度が含まれる電池温度区間、及び電池残量検出時の電池の出力電流が含まれる電池電流区間に応じて異なる参照電圧を生成する。

同じ電池残量に対する電池電圧は、電池の温度が高いほど上昇し、電池の出力電流が大きいほど低下する。本実施の形態１による電池残量検出装置によって生成される参照電圧は、電池の温度が所定の温度で電池の出力電流が０Ａ、すなわち無負荷の場合における電池電圧を基準電圧とした場合に、その基準電圧を、検出された電池温度区間と電池電流区間とに応じて補正して得られる電圧に等しい。以下に詳細に説明する。例えば、電池の温度が２５℃、電池の出力電流が０Ａの場合の電池の電圧を基準電圧とし、図１に示されるグラフが、電池の温度が２５℃で出力電流が０Ａの場合の電池残量と電池電圧との関係を示すグラフであるとき、上記各境界容量に対応する基準電圧は、Ｖ１〜Ｖ１１である。表１は、その各境界容量と基準電圧Ｖ１〜Ｖ１１との対応を示す。

ｎが１〜１１の整数であるとき、各境界容量における基準電圧Ｖｎに対して、電池の温度による補正電圧をΔＶｎｔ、電池の出力電流による補正電圧をΔＶｎｉとすると、比較電圧Ｖｎｒは以下の式（１）で表される。
Ｖｎｒ＝Ｖｎ＋ΔＶｎｔ−ΔＶｎｉ（１）

本実施の形態１による電池残量検出装置では、電池の全容量範囲を複数の容量区間に分割することにより、図１に示された曲線グラフを、各容量区間における一次方程式で表す。そして、各容量区間において、電池の温度が１℃変化したときに変化する電池の電圧量、すなわち温度係数と、電池の出力電流が１Ａ変化したときに変化する電池の電圧量、すなわち電池の内部抵抗が一定であると仮定する。これにより、式（１）に示されたΔＶｎｔは、検出された電池温度区間に対して定められた温度と基準温度との差をΔＴ、第ｎの容量区間における温度係数をＲとすると、ΔＴとＲの積であるΔＴ×Ｒで求められる。ここで、電池温度区間に対して定められた温度とは、例えば、その電池温度区間の上限の温度である。また、電流による補正電圧ΔＶｎｉは、第ｎの容量区間における内部抵抗と、検出された電池電流区間に対して定められた電流との積で求められる。ここで、電池電流区間に対して定められた電流とは、例えば、その電池電流区間の上限の電流である。上述のように電池の全容量範囲を複数の容量区間に分割することにより、各容量区間における電池の残容量と電圧との関係を一次方程式で表すことができるので、各容量区間に対応する、電池の温度や電池の出力電流の大きさによって補正された電圧を容易に求めることができる。

図３は、本実施の形態１による電池残量検出装置の構成例を示したブロック図である。図３に示されるように、電池残量検出装置１０は、電池電圧検出部１１、参照電圧生成部１２、電圧比較回路１３、温度区間検出部１４、電流区間検出部１５、容量検出部１６、容量保持部１７、単調性保証部１８、及び充放電検出部１９を備える。電池電圧検出部１１は、電池の電圧を検出して、その電圧を電池電圧として出力する。参照電圧生成部１２は、上述の参照電圧を生成して出力する。参照電圧生成部１２は、電池残量検出装置１０の外部から入力された外部制御信号Ｓｒ１に応じてその生成動作を開始又は停止する。電圧比較回路１３はオペアンプからなり、電池電圧検出部１１から出力された電池電圧と参照電圧生成部１２から出力された参照電圧とを比較して、その電池電圧と参照電圧の大小関係に応じて２値の信号レベルの制御信号Ｓｒ２を出力する。なお、電圧比較回路１３は、電圧比較部をなす。また、参照電圧生成部１２、電圧比較回路１３及び容量検出部１６は、容量区間検出部をなす。

温度区間検出部１４は、電池残量検出時の電池の温度が含まれる電池温度区間を検出する。この電池温度区間は、各電池の使用温度範囲を予め決められた数の区間に分割して得られる複数の温度区間のうちの１つである。図４は、上記使用温度範囲を複数の温度区間に分割したときの分割例を示す図である。図４では、電池の使用温度範囲である「−２０℃以上〜７０℃以下」を１０℃毎に分割して得られる、第１の区間から第１０の区間までの１０区間を示す。具体的には、第１の区間は電池の温度が−２０℃以下の区間（実質的には、−２０℃の区間）、第２の区間は電池の温度が−２０℃を超えてかつ−１０℃以下の区間、第３の区間は電池の温度が−１０℃を超えてかつ０℃以下の区間、第４の区間は電池の温度が０℃を超えてかつ１０℃以下の区間、第５の区間は電池の温度が１０℃を超えてかつ２０℃以下の区間、第６の区間は電池の温度が２０℃を超えてかつ３０℃以下の区間、第７の区間は電池の温度が３０℃を超えてかつ４０℃以下の区間、第８の区間は電池の温度が４０℃を超えてかつ５０℃以下の区間、第９の区間は電池の温度が５０℃を超えてかつ６０℃以下の区間、第１０の区間は電池の温度が６０℃を超えてかつ７０℃以下の区間である。温度区間検出部１４は、電池残量検出時の電池の温度が上記複数の温度区間のいずれに含まれるかを検出し、電池温度区間を示すデータＤａを参照電圧生成部１２に出力する。なお、温度区間検出部１４の構成及び動作については、後に詳細に説明する。

電流区間検出部１５は、電池残量検出時の電池の出力電流が含まれる電池電流区間を検出する。この電池電流区間は、電池の使用電流範囲を予め決められた数の区間に分割して得られる複数の電流区間のうちの１つである。図５は、電池の使用電流範囲を複数の電流区間に分割したときの分割例を示す図である。図５では、電池の使用電流範囲である「２０ｍＡ以上２００ｍＡ以下」を２０ｍＡ毎に分割して得られる、第１の区間から第１０の区間までの１０区間を示す。具体的には、第１の区間は電池の電流が２０ｍＡ以下の区間（実質的には、２０ｍＡの区間）、第２の区間は電池の電流が２０ｍＡを超えてかつ４０ｍＡ以下の区間、第３の区間は電池の電流が４０ｍＡを超えてかつ６０ｍＡ以下の区間、第４の区間は電池の電流が６０ｍＡを超えてかつ８０ｍＡ以下の区間、第５の区間は電池の電流が８０ｍＡを超えてかつ１００ｍＡ以下の区間、第６の区間は電池の電流が１００ｍＡを超えてかつ１２０ｍＡ以下の区間、第７の区間は電池の電流が１２０ｍＡを超えてかつ１４０ｍＡ以下の区間、第８の区間は電池の電流が１４０ｍＡを超えてかつ１６０ｍＡ以下の区間、第９の区間は電池の電流が１６０ｍＡを超えてかつ１８０ｍＡ以下の区間、第１０の区間は電池の温度が１８０ｍＡを超えてかつ２００ｍＡ以下の区間である。電流区間検出部１５は、電池残量検出時の電池の出力電流が上記複数の電流区間のいずれに含まれるかを検出し、電池電流区間を示すデータＤｂを参照電圧生成部１２に出力する。なお、電流区間検出部１５の構成及び動作については、後に詳細に説明する。

図３に示されるように、参照電圧生成部１２は、容量検出制御部２０、容量アドレスデコーダ２１、電圧データメモリ２２、及び参照電圧生成用Ｄ−Ａコンバータ（以下、「ＤＡＣ」という。）２３を備える。電圧データメモリ２２は、電池温度区間及び電池電流区間の組み合わせ毎に、各容量区間に対応した参照電圧を示すテーブルを有する。図４及び図５に示されるように、温度区間及び電流区間はそれぞれ１０区間存在するので、電圧データメモリ２２は、１００個のテーブルを有する。なお、電圧データメモリ２２は記憶部を、容量検出制御部２０及び容量アドレスデコーダ２１は選択部を、参照電圧生成用Ｄ−Ａコンバータは出力部をそれぞれなす。

容量検出制御部２０には、電池残量検出装置１０の外部から２値の信号レベルの容量制御信号Ｓｒ１が入力される。容量検出制御部２０は、容量制御信号Ｓｒ１に応じて、その動作を開始又は停止する。さらに、図３に示されるように、容量検出制御部２０は、容量制御信号Ｓｒ１の信号レベルに応じて、電池電圧検出部１１、電圧比較回路１３、温度区間検出部１４、電流区間検出部１５、単調性保証部１８、充放電検出部１９、容量アドレスデコーダ２１、及び参照電圧生成用ＤＡＣ２３の各構成要素の動作を制御する。例えば、容量検出制御部２０は、容量制御信号Ｓｒ１がＨｉｇｈレベル（Ｈレベル）のとき動作を開始し、容量制御信号Ｓｒ１がＬｏｗレベル（Ｌレベル）のとき動作を停止するものとする。この場合、容量検出制御部２０は、Ｈレベルの容量制御信号Ｓｒ１が入力されると、上述の各構成要素に、それぞれ対応する所定の制御信号を出力し、それらの各構成要素の動作を開始させる。一方、容量検出制御部２０は、Ｌレベルの容量制御信号Ｓｒ１が入力されると、それらの各構成要素の動作を停止させる。

容量検出制御部２０は、温度区間検出部１４及び電流区間検出部１５に対して、それぞれ対応する制御信号Ｓｔ１及びＳｍ１を出力する。温度区間検出部１４は、入力された制御信号Ｓｔ１の信号レベルに応じて、温度区間検出動作を開始又は停止し、電流区間検出部１５は、入力された制御信号Ｓｍ１の信号レベルに応じて、電流区間検出動作を開始又は停止する。例えば、制御信号Ｓｔ１及びＳｍ１がそれぞれＨレベルのとき、温度区間検出部１４及び電流区間検出部１５がそれぞれ動作を開始し、制御信号Ｓｔ１及びＳｍ１がそれぞれＬレベルのとき、温度区間検出部１４及び電流区間検出部１５がそれぞれ動作を停止すると仮定すると、容量検出制御部２０は、Ｈレベルの容量制御信号Ｓｒ１が入力されると、温度区間検出部１４及び電流区間検出部１５にそれぞれＨレベルの制御信号Ｓｔ２，Ｓｍ２を出力する。温度区間検出部１４は、Ｈレベルの制御信号Ｓｔ２が入力されると検出動作を開始し、温度区間データＤａを出力する。また、電流区間検出部１５は、Ｈレベルの制御信号Ｓｍ２が入力されると検出動作を開始し、電流区間データＤｂを出力する。以下の説明では、温度データＤａ及び電流データＤｂが、それぞれ第７区間及び第４区間を示すものとする。

参照電圧生成部１２では、容量区間毎に参照電圧を生成して出力する。具体的に、容量検出部２１は、入力された容量制御信号Ｓｒ１がＨレベルのとき、温度区間検出部１４によって検出された温度データＤａが示す電池温度区間と、電流区間検出部１５によって検出された電流データＤｂが示す電池電流区間と、容量区間とを示すデータＤｒを容量区間毎に容量アドレスデコーダ２１に出力する。例えば、説明をわかりやすくするために、整数ｐ，ｑ，ｎ（１≦ｐ，ｑ≦１０，１≦ｎ≦１１）を用いて、電池温度区間が第ｐ区間であること、電池電流区間が第ｑ区間であること、及び容量区間が第ｎの区間であることを示すデータＤｒを（ｐ，ｑ，ｎ）で表すと、容量検出制御部２０は、データＤｒ（７，４，１）からデータＤｒ（７，４，１１）まで、データＤｒ（７，４，ｎ）を順次容量アドレスデコーダ２１に出力する。また、容量検出制御部２０は、データＤｒ（７，４，ｎ）を出力すると同時に、容量検出部１６に対して、第ｎの容量区間を示すデータＤｓを出力する。容量検出部１６は、容量検出制御部２０から入力されたそのデータＤｓを、容量検出制御部２０から次のデータＤｓが入力されるまで保持する。

容量アドレスデコーダ２１は、容量検出制御部２０から出力されたデータＤｒを用いて、電圧データメモリ２２のアドレスを示すアドレスデータを生成する。このとき、容量アドレスデコーダ２１は、入力されたデータＤｒに応じて、電圧データメモリ２２に記憶された複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、そのテーブルが記憶されているアドレスを示すデータを電圧データメモリ２２に出力する。例えば、データＤｒが（７，４，ｎ）の場合、容量アドレスデコーダ２１は、各容量区間と参照電圧との関係を示す複数のテーブルの中から、電池温度区間が第７区間であり、かつ電池電流区間が第４区間である場合の各容量区間と参照電圧との関係を示す１つのテーブルを選択し、そのテーブルにおける第ｎの容量区間、すなわち第ｎ番目の境界容量に対応する参照電圧のデータが記憶された電圧データメモリ２２のアドレスを順次出力する。

電圧データメモリ２２は、容量アドレスデコーダ２１から出力されたアドレスデータが示すアドレスに格納された参照電圧のデータを参照電圧生成用ＤＡＣに順次出力する。参照電圧生成用ＤＡＣ２３は、電圧データメモリ２２から出力されたデジタルデータをアナログデータに変換し、そのアナログデータを参照電圧として、電圧比較回路１３に出力する。

結果として、参照電圧生成部１２は、各境界容量に対応する参照電圧Ｖ１ｒ〜Ｖ１１ｒを順次生成して出力する。本実施の形態１による電池残量検出装置において、参照電圧生成部１２は、参照電圧を大きい順に生成して出力する。

上述したように、電圧比較回路１３は、電池電圧検出部１１から出力された電池電圧と参照電圧生成部１２から順次出力された参照電圧とを比較して、その電池電圧と参照電圧の大小関係に応じて２値の信号レベルの制御信号Ｓｒ２を出力する。図３に示された電圧比較回路１３は、電池電圧が参照電圧以上の場合にＨレベルの制御信号Ｓｒ２を出力し、電池電圧が参照電圧未満の場合にＬレベルの制御信号Ｓｒ２を出力する。参照電圧生成部１２は、参照電圧を大きい順に出力するので、制御信号Ｓｒ２は、最初Ｌレベルであり、電池電圧が参照電圧以上になったとき、Ｈレベルになる。すなわち、電池残量は、制御信号Ｓｒ２が反転したとき、つまり制御信号Ｓｒ２がＬレベルからＨレベルに変化したときに比較されていた参照電圧に対応する容量区間に存在するとみなされる。なお、制御信号Ｓｒ２の初期レベルをＬレベルに設定しておけば、電池残量が第１の区間に含まれる場合であっても、容量検出部１６は、制御信号Ｓｒ２の信号レベルの反転を検出することができる。

制御信号Ｓｒ２は、容量検出部１６に入力される。容量検出部１６は、制御信号Ｓｒ２がＨレベルになったとき、そのときに保持している容量区間のデータを、電池残量が含まれる容量区間を示すデータとして、容量保持部１７及び単調性保証部１８に出力する。

容量保持部１７には、充放電検出部１９から制御信号Ｓｊ２が入力される。充放電検出部１９には、容量検出制御部２０から制御信号Ｓｊ１が入力される。充放電検出部１９は、例えばＨレベルの制御信号Ｓｊ１が入力されると動作を開始し、電池が充電中であるか放電中であるかを検出して、その検出結果を示す制御信号Ｓｊ２を容量保持部１７に出力する。例えば、充放電検出部１９は、電池が充電中であるときＬレベルの制御信号Ｓｊ２を出力し、電池が放電中であるときＨレベルの制御信号Ｓｊ２を出力することによって、電池の充放電の検出結果を示す。なお、充放電検出部１９の構成及び動作については、後に詳細に説明する。

容量保持部１７は、その制御信号Ｓｊ２によって、電池が充電中であるか又は放電中であるかを検知する。容量保持部１７は、制御信号Ｓｊ２が、一旦Ｈレベルになって、次にＬレベルになるまでの間、すなわち電池が放電中の間に、容量検出部１６が容量区間データを出力する毎に、電池が放電を開始してからその容量区間データが出力されるまでの間に容量検出部１６が出力した容量区間データのうち、最小の容量を含む最小容量区間を示す容量区間データを、単調性保証部１８に出力する。単調性保証部１８は、容量検出部１６から出力された第１の容量区間データと容量保持部１７から出力された第２の容量区間データとを比較する。単調性保証部１８は、第１の容量区間データが示す容量区間に含まれる容量が、第２の容量区間データが示す容量区間に含まれる容量より小さいときは、電池の残容量が含まれる容量区間を示すデータＤｐとして、その第１の容量区間データを外部に出力する。

また、単調性保証部１８は、第１の容量区間データが示す容量区間が、第２の容量区間データが示す容量区間より大きいときは、データＤｐとして、その第２の容量区間データを外部に出力する。また、容量保持部１７は、制御信号Ｓｊ２がＨレベルからＬレベルになり、次にＨレベルになるとき、すなわち電池が再び放電を開始するとき、電池の最大容量を含む最大容量区間を示す容量区間データを出力する。容量保持部１７は、上述の動作を行うために、例えば、容量検出部１６が出力する容量区間データを記憶する第１のメモリと、最大容量区間を示す容量区間データを記憶する第２のメモリの２つのメモリを備える構成であってよい。その場合、容量保持部１７は、容量検出部１６から出力された容量区間データが第１のメモリに記憶された容量区間データよりも小さい容量を含む容量区間を示すなら、その容量区間検出部１６から出力された容量区間データによって、第１のメモリに記憶された容量区間データを書き換える。また、制御信号Ｓｊ２がＨレベルからＬレベルになり、次にＨレベルになった直後は、第２のメモリに記憶された容量区間データを出力する。

以上から、本実施の形態１による電池残量検出装置１０は、例えば、電池をしばらく使用しないため、電池電圧が上昇したような場合にも、あたかも電池残量が増加したかのような誤った検出が行われることを防止することができる。結果として、上記電池残量を含む残容量区間の安定した表示が可能となる。なお、単調性保証部１８は、容量区間出力部をなす。

なお、上述の電池残量検出装置１０においては、参照電圧生成部１２が参照電圧を大きい順に生成して出力したが、境界容量に対応する参照電圧を小さい順に生成して出力してもよい。その場合、境界容量は、各容量区間の上限の容量である。このとき、電圧比較回路１３が、電池電圧が参照電圧より大きい場合にＨレベルの制御信号Ｓｒ１を出力し、電池電圧が参照電圧以下のときＬレベルの制御信号Ｓｒ１を出力するとすれば、容量検出部１６は、制御信号Ｓｒ１がＬレベルになったとき、そのときに保持している容量区間のデータを、電池残量が含まれる容量区間を示すデータとして、容量保持部１７及び単調性保証部１８に出力する。

また、本実施の形態１による電池残量検出装置１０において、電池電圧検出部１１は、検出された電池の電圧をそのまま電池電圧として出力したが、検出した電池の電圧に比例した電圧を電池電圧として出力してもよい。その場合、参照電圧生成部１２が生成する参照電圧も、その比例係数に応じて変化する。

なお、本実施の形態１による電池残量検出装置１０において、容量アドレスデコーダ２１を除去してもよい。その場合、容量検出制御部２０は、温度データＤａと電流データＤｂとから電圧データメモリ２２に記憶された複数のテーブルのうち１つのテーブルを選択し、かつそのテーブルが記憶されているアドレスを示すアドレスデータを出力するように構成されなければならない。

また、電圧比較回路１３が出力する制御信号Ｓｒ２は、電池残量を検出したことを示す容量検出結果信号として、外部に出力される。外部の装置は、制御信号Ｄｒ１の信号レベルの反転によって電池残量が検出されたことを検知すると、容量制御信号Ｓｒ１を用いて、参照電圧生成部１２の比較電圧生成動作を停止させることができる。参照電圧生成部１２は、容量制御信号Ｓｒ１がＨレベルのときだけ、すなわち、電池残量検出が必要なときだけ動作し、かつ他の構成要素を動作させるので、電池残量検出装置１０の消費電力を低減することができる。

以下に、温度区間検出部１４、電流区間検出部１５、及び充放電検出部１９の構成を詳細に説明する。まず、温度区間検出部１４について説明する。図６は、温度区間検出部１４の構成例を示したブロック図である。図６に示されるように、温度区間検出部１４は、電池温度検出部３１、温度検出制御部３２、温度アドレスデコーダ３３、温度データメモリ３４、参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５、温度比較回路３６、及び温度検出部３７を備える。電池温度検出部３１は、電池の近傍に取り付けられた温度センサによって電池の温度を測定し、その測定された温度を電圧に変換して、その変換後の電圧を電池温度電圧として出力する。ここで、電池温度電圧は電池の温度に比例する。温度比較回路３６はオペアンプからなり、電池温度検出部３１から出力された電池温度電圧と、参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５から出力された参照温度電圧とを比較して、それらの電圧の大小関係に応じて２値の信号レベルの制御信号Ｓｔ２を出力する。温度データメモリ３４は、各温度区間に対応した参照温度電圧を示すテーブルを記憶する。具体的に、温度データメモリ３４に記憶されるテーブルは、電池の温度が、図４に示された各温度区間の上限の温度、すなわち−２０℃、−１０℃、０℃、１０℃、２０℃、３０℃、４０℃、５０℃、６０℃及び７０℃のそれぞれである場合に電池温度検出部３１によって検出される電圧に等しい電圧を示す。

温度検出制御部３２には、容量検出制御部２０から温度区間検出動作の開始及び停止を制御する温度制御信号Ｓｔ１が入力される。温度検出制御部３２は、温度制御信号Ｓｔ１に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、電池温度検出部３１、参照温度電圧生成用ＤＡＣ３４、及び温度比較回路３６の各構成要素の動作を制御する。例えば、Ｈレベルの温度制御信号Ｓｔ１が温度区間検出動作の開始を示し、Ｌレベルの温度制御信号Ｓｔ１が温度区間検出動作の停止を示すとすると、温度検出制御部３２は、Ｈレベルの温度制御信号Ｓｔ１が入力されると、検出動作を開始するとともに、上述の各構成要素に対応する所定の制御信号をそれぞれ出力して、各構成要素の動作を開始させる。温度検出制御部３２は、Ｈレベルの温度制御信号Ｓｔ１が入力されると、各温度区間を示すデータＤｒｔを、温度アドレスデコーダ３３及び温度検出部３７に出力する。このとき、温度検出制御部３２は、温度区間に含まれる温度が低い順に、各温度区間を示すデータＤｒｔを出力する。温度検出部３７は、温度検出制御部３２から入力されたそのデータＤｒｔを、温度検出制御部３２から次のデータＤｒｔが入力されるまで保持する。

温度アドレスデコーダ３３は、温度検出制御部３２から出力されたデータＤｒｔを用いて、そのデータＤｒｔが示す各温度区間に対応した参照温度電圧が記憶されている温度データメモリ２４のアドレスを示すアドレスデータを生成して出力する。温度データメモリ３４は、上記アドレスデータが示すアドレスに格納されている電圧データを順次参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５に出力する。参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５は、温度データメモリ３４から出力されたデジタルデータをアナログデータに変換し、そのアナログデータを参照温度電圧として、温度比較回路３６に出力する。結果として、参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５は、各温度区間に対応する参照温度電圧を小さい順に順次出力する。

上述したように、温度比較回路３６は、電池温度検出部３１から出力された電池温度電圧と参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５から順次出力された参照温度電圧とを比較して、その電池温度電圧と参照温度電圧との大小関係に応じて制御信号Ｓｔ２を出力する。図６に示された温度比較回路３６は、電池温度電圧が参照温度電圧より大きい場合にＨレベルの制御信号Ｓｔ２を出力し、電池温度電圧が参照温度電圧以下のときＬレベルの制御信号Ｓｔ２を出力する。参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５は、参照温度電圧を小さい順に出力するので、制御信号Ｓｔ２は、最初Ｈレベルであり、参照温度電圧生成用ＤＡＣ３５から出力される参照温度電圧が電池温度電圧以上になったとき、Ｌレベルになる。

温度検出部１６は、制御信号Ｓｔ２がＬレベルになったとき、そのときに保持している温度区間のデータを、電池の温度が含まれる温度区間を示すデータＤａとして出力する。また、温度比較回路３６が出力する制御信号Ｓｔ２は、電池温度を検出したことを示す温度検出結果信号として、電池残量検出装置１０の外部に出力される。

なお、制御信号Ｓｔ２の初期信号レベルをＨレベルに設定しておけば、電池温度が第１の区間に含まれる場合であっても、温度検出部３７は、制御信号Ｓｔ２の信号レベルの反転を検出することができる。

温度区間検出部１４において、温度検出制御部３２は、容量検出制御部２０から入力される温度制御信号Ｓｔ１に応じて、その検出動作を開始又は停止させるとともに、温度区間検出部１４の他の構成要素の動作も制御する。これにより、温度区間検出部３２は、温度区間検出が必要なときだけ動作することが可能となるので、検出に使用する電力を低減することができる。その結果、電池残量検出装置１０の消費電力を低減することができる。

また、上述の温度区間検出部１４によれば、電池残量検出時の電池の温度が含まれる温度区間を容易にかつ正確に取得することができる。

次に、電流区間検出部１５について説明する。図７は、電流区間検出部１５の構成例を示したブロック図である。図７に示されるように、電流区間検出部１５は、電池電流検出部４１、電流検出制御部４２、電流アドレスデコーダ４３、電流データメモリ４４、参照電流電圧生成用ＤＡＣ４５、電流比較回路４６、電流検出部４７を備える。電池電流検出部４１は、電池の出力電流を一定時間測定しその平均電流を電圧に変換し、電池電流電圧として出力する。電流比較回路４６はオペアンプからなり、電池電流検出部４１から出力された電池電流電圧と、参照電流電圧生成用ＤＡＣ４５から出力された参照電流電圧とを比較して、それらの電圧の大小関係に応じて２値の信号レベルの制御信号Ｓｍ２を出力する。電流データメモリ４４は、各電流区間に対応した参照電流電圧を示すテーブルを記憶する。具体的に、電流データメモリ４４に記憶されるテーブルは、電池の電流が、図５に示された各電流区間の上限の電流、すなわち２０ｍＡ、４０ｍＡ、６０ｍＡ、８０ｍＡ、１００ｍＡ、１２０ｍＡ、１４０ｍＡ、１６０ｍＡ、１８０ｍＡ及び２００ｍＡのそれぞれである場合に電池電流検出部４１によって検出される電圧に等しい電圧を示す。

電流検出制御部４２には、容量検出制御部２０から電流区間検出動作の開始及び停止を制御する電流制御信号Ｓｍ１が入力される。電流検出制御部４２は、電流制御信号Ｓｍ１に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、電池電流検出部４１、参照電流電圧生成用ＤＡＣ４４、及び電流比較回路３６の各構成要素の動作を制御する。例えば、Ｈレベルの電流制御信号Ｓｍ１が電流区間検出動作の開始を示し、Ｌレベルの電流制御信号Ｓｍ１が電流区間検出動作の停止を示すとすると、電流検出制御部４２は、Ｈレベルの電流制御信号Ｓｍ１が入力されると、検出動作を開始するとともに、上述の各構成要素に対応する所定の制御信号をそれぞれ出力して、各構成要素の動作を開始させる。電流検出制御部４２は、電流制御信号Ｓｍ１がＨレベルであるとき、各電流区間を示すデータＤｍを、電流アドレスデコーダ４３及び電流検出部４７に出力する。このとき、電流検出制御部４２は、電流区間に含まれる電流が小さい順に、各電流区間を示すデータＤｒｍを出力する。電流検出部４７は、電流検出制御部４２から入力されたそのデータＤｒｍを、電流検出制御部４２から次のデータＤｒｍが入力されるまで保持する。

電流アドレスデコーダ４３は、電流検出制御部４２から出力されたデータＤｒｍを用いて、そのデータＤｒｍが示す各電流区間に対応した参照電流電圧が記憶されている電流データメモリ４４のアドレスを示すアドレスデータを生成して出力する。電流データメモリ４４は、上記アドレスデータが示すアドレスに格納されている電圧データを順次参照電流電圧生成用ＤＡＣ４５に出力する。参照電流電圧生成用ＤＡＣ４５は、電流データメモリ４４から出力されたデジタルデータをアナログデータに変換し、そのアナログデータを参照電流電圧として、電流比較回路４６に出力する。電池電流電圧は電池の電流が大きいほど大きいので、参照電流電圧生成用ＤＡＣ４５は、各電流区間に対応する参照電流電圧を小さい順に順次出力する。

上述したように、電流比較回路４６は、電池電流検出部４１から出力された電池電流電圧と参照電流電圧生成用ＤＡＣ４５から順次出力された参照電流電圧とを比較して、その電池電流電圧と参照電流電圧の大小関係に応じて２値の信号レベルの制御信号Ｓｍ２を出力する。図７に示された電流比較回路４６は、電池電流電圧が参照電流電圧より大きい場合にＨレベルの制御信号Ｓｍ２を出力し、電池電流電圧が参照電流電圧以下のときＬレベルの制御信号Ｓｍ２を出力する。参照電流電圧生成用ＤＡＣ４５は、参照電流電圧を小さい順に出力するので、制御信号Ｓｍ２は、最初Ｈレベルであり、参照電流電圧が電池電流電圧以上になったときＬレベルになる。

電流検出部４７は、制御信号Ｓｍ２がＬレベルになったとき、そのときに保持している電流区間のデータを、電池の電流が含まれる電流区間を示すデータＤｂとして出力する。また、電流比較回路４６が出力する制御信号Ｓｍ２は、電池電流を検出したことを示す電流検出結果信号として、電池残量検出装置１０の外部に出力される。

電流区間検出部１５において、電流検出制御部４２は、容量検出制御部２０から入力される電流制御信号Ｓｍ１に応じて、その検出動作を開始又は停止させるとともに、電流区間検出部１５の他の構成要素の動作も制御する。これにより、電流区間検出部１５は、電流区間検出が必要なときだけ動作することが可能となるので、検出に使用する電力を低減することができる。その結果、電池残量検出装置１０の消費電力を低減することができる。

また、上述の電流区間検出部１５によれば、電池残量検出時の電池の出力電流が含まれる電流区間を容易にかつ正確に取得することができる。

次に、充放電検出部１９について説明する。図８は、充放電検出部１９の構成例を示したブロック図である。充放電検出部１９は、電池電流検出部５１、充電回数比較回路５２、及び極性基準電圧生成部５３を備える。電池電流検出部５１は、電池の電流を一定時間測定してその平均電流を電圧に変換し、変換後の電圧を電流電圧として出力する。電池電流検出部５１は、電池の電流が電池を充電する方向に流れているとき、負の電圧を出力し、電池の電流が電池を放電する方向に流れているとき、正の電圧を出力する。極性基準電圧生成部５３は、電池の電流が充電方向に流れていることを識別するための充電基準電圧を生成して出力する。

充電回数比較回路５２は、電池電流検出部５１から出力された電流電圧と極性基準電圧生成部５３から出力された充電基準電圧とを比較し、その電流電圧と充電基準電圧との大小関係を示す２値の信号レベルの制御信号Ｓｊ２を出力する。例えば、充電回数比較回路５２は、電流電圧が充電基準電圧より大きい場合にＨレベルの制御信号Ｓｊ２を出力し、電流電圧が充電基準電圧以下のときＬレベルの制御信号Ｓｊ２を出力する。電流電圧は電池の電流を一定時間測定した場合の平均電流に比例するので、電池が放電中の場合、電流電圧は上記充電基準電圧よりも大きくなる。充電回数比較回路５２が出力する制御信号Ｓｊ２は、容量保持部１７に入力される。

なお、電池電流検出部５１は、容量検出制御部２０から出力された制御信号Ｓｊ１によって、その動作の開始又は停止が制御される。また、充電回数比較回路５２も、容量検出制御部２０から出力された制御信号Ｓｊ１によって、その動作の開始又は停止が制御される。

なお、本実施の形態１による電池残量検出装置１０では、電流区間検出部１５と充放電検出部１９とで異なる電池電流検出部４１，５１を用いたが、同じ電池電流検出部を用いてもよい。同じ電池電流検出部を用いれば、電池残量検出回路１０の回路規模をより小さくすることができる。

本実施の形態１による電池残量検出装置１０では、電池の全容量範囲を１１区間、電池の使用温度範囲及び使用電流範囲をそれぞれ１０区間に分割した場合について説明したが、それぞれの分割数はそれらに限定されるものではなく、任意の分割数であってよい。また、それらの分割数は、全部同じでも一部同じであってもよく、全部異なってもよい。

また、電池の全容量を分割して得られる各容量区間の容量幅は任意であってよい。ただし、電池電圧と電池残量との関係が電池の温度及び電池の出力電流によってそれぞれ変化する割合は、電池残量が大きい領域では小さく、電池残量が小さい領域では大きいため、容量区間の容量幅は、電池残量が大きい領域では大きく、電池残量が小さい領域では小さい方が好ましい。また、電池残量が大きい領域は、電池の充電を急ぐ必要はないので、おおまかに分割されていても、ユーザにとって大きな問題は生じない。

本実施の形態１による電池残量検出装置は、電池電圧と内部で予め生成した参照電圧とを比較するだけで、すなわち電池電圧を検出するだけで、電池残量の検出が可能であるので、電池残量を容易に検出することができる。

また、本実施の形態１による電池残量検出装置は、電池の温度が含まれる温度区間、及び電池の出力電流が含まれる電流区間に応じて、検出した電池電圧から電池の残容量が含まれる容量区間を検出する。よって、本実施の形態１による電池残量検出装置は、電池の電池残量と電池電圧との関係を示す１次元のテーブルを、使用温度範囲を分割して得られる温度区間数と使用電流範囲を分割して得られる電流区間数とを積算した数だけ有する。以上から、本実施の形態１による電池残量検出装置は、容量区間数、温度区間数、及び電流区間数を積算した数の電圧データを記憶するため、容量区間数、温度区間数、及び電流区間数をそれぞれ適当に選択すれば、記憶する電圧データの数を、従来の電池残量検出装置が記憶する電圧データの数よりも大幅に低減することが可能である。よって、電池の電流と電圧の関係を示す２次元のデータテーブルを電池の温度毎に複数備える従来の電池残量検出装置と比較して、メモリの容量を大幅に節約することができる。

上記のように、本実施の形態１による電池残量検出装置は、従来必要であった電池の電流と電圧の関係を示す２次元のデータテーブルを電池の温度毎に複数備える必要がないので、大幅なメモリ容量の節約が可能である。また、本実施の形態１による電池残量検出装置は、電池の温度及び電池の出力電流を反映した参照電圧を生成できるので、従来の電池残量検出と同等以上の検出精度を保持することができる。以上から、本実施の形態１による電池残量検出装置は、従来の電池残量検出装置よりも小さい回路面積で、従来の電池残量検出装置と同等以上の検出精度を実現することができる。

（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２による電池残量検出装置について説明する。本実施の形態２による電池残量検出装置６０は、電池の温度が含まれる温度区間及び電池の出力電流が含まれる電流区間に加えて、電池の充電回数によっても異なる参照電圧を生成する。電池の温度が例えば２５℃等の所定の温度、電池の電流が０Ａ、及び充電回数が０回の場合の電池電圧である第ｎの容量区間に対応する基準電圧Ｖｎに対して、充電回数による補正電圧をΔＶｎｋとする。この補正電圧ΔＶｎｋは、充電回数と、第ｎの容量区間における電圧変化の劣化係数との積で求められる。充電回数が増加すると、電池の電圧は低下するので、各境界容量における比較電圧Ｖｎｒは、以下の式（２）で表される。
Ｖｎｒ＝Ｖｎ＋ΔＶｎｔ−ΔＶｎｉ−ΔＶｎｋ（２）
これにより、本実施の形態２による電池残量検出装置は、電池の充電回数によってその電池の電圧と電池の残容量の関係が変化しても電池残量を正しく検出することができる。

図９は、本実施の形態２による電池残量検出装置の構成例を示したブロック図である。図９に示された電池残量検出装置６０は、図３に示された電池残量検出装置１０に充電回数生成部６１が追加された構成をしている。充電回数生成部６１は、電池の出力電流から電池の充電を検知し、充電動作が発生した回数を保持すると共に、保持した回数を示す回数データＤｃを出力する。なお、この充電回数生成部６１も、外部制御信号Ｓｒ１に応じて容量検出制御部２０が出力した制御信号Ｓｋ１によってその動作の開始又は停止が制御される。

図１０は、充電回数生成部６１の構成例を示したブロック図である。充電回数生成部６１は、図８で示された充放電検出部１９に、充電回路保持部５４を追加した構成をしている。上述したように、充電回数比較回路５２は、電池電流検出部５１から出力された電流電圧と極性基準電圧生成部５３から出力された充電基準電圧とを比較し、その電流電圧と充電基準電圧の大小関係を示す２値の信号レベルの制御信号Ｓｋ２を出力する。例えば、充電回数比較回路５２は、電流電圧が充電基準電圧より大きい場合にＨレベルの制御信号Ｓｋ２を出力し、電流電圧が充電基準電圧以下のときＬレベルの制御信号Ｓｋ２を出力する。充電回数保持部５４は、充電回数比較回路５２が反転した回数、すなわち制御信号Ｓｋ２がＨレベルからＬレベルに変化した回数をカウントして、そのカウント数を充電回数として保持すると共に、その充電回数を示すデータを回数データＤｃとして出力する。

上述したように、充電回数生成部６１は、容量検出制御部２０が出力した制御信号Ｓｋ１によってその動作の開始又は停止が制御される。具体的に、電池電流検出部５１及び充電回数比較回路５２は、容量検出制御部２０から出力された制御信号Ｓｋ１によって、その動作の開始又は停止がそれぞれ制御される。

電圧データメモリ２２は、温度区間、電流区間、及び充電回数の組み合わせ毎に、各境界容量に対応した参照電圧を示すテーブルを記憶する。すなわち、図４及び図５に示されるように温度区間及び電流区間がそれぞれ１０区間あり、その電池の充電回数が５００回とすると、１０×１０×５００個のテーブルを記憶する。

さらに、充電回数生成部６１は、電池が充電中であるか放電中であるかを検出して、その検出結果を示す制御信号Ｓｋ２を容量保持部１７に出力する。容量保持部１７は、制御信号Ｓｋ２がＨレベルからＬレベルになり、次にＨレベルになるとき、すなわち電池が再び放電を開始するとき、電池の最大容量を含む最大容量区間を示す容量区間データを出力する。

以上のように、電池の充電回数に応じて異なる参照電圧を生成することにより、何度も繰り返して使用する場合の電池の劣化特性を反映させることが可能になる。

本実施の形態２による電池残量検出装置は、実施の形態１による電池残量検出装置と同一の効果を得ることができるとともに、従来必要であった電池の電流と電圧の関係を示す２次元のデータテーブルを電池の温度毎に複数備える必要がないので、大幅なメモリ容量の節約が可能である。また、本実施の形態２による電池残量検出装置は、電池の温度及び電池の出力電流に加えて、電池の充電回数を反映した参照電圧を生成できるので、従来よりも電池残量検出の検出精度を向上させることができる。

ある電池の電池残量と電池電圧との関係の一例を示すグラフである。電池の全容量範囲を複数の容量区間に分割したときの分割例を示す図である。本発明の実施の形態１による電池残量検出装置の構成例を示したブロック図である。電池の使用温度範囲を複数の温度区間に分割したときの分割例を示す図である。電池の使用電流範囲を複数の電流区間に分割したときの分割例を示す図である。温度区間検出部１４の構成例を示したブロック図である。電流区間検出部１５の構成例を示したブロック図である。充放電検出部１９の構成例を示したブロック図である。本発明の実施の形態２による電池残量検出装置の構成例を示したブロック図である。充電回数生成部６１の構成例を示したブロック図である。

符号の説明

１０電池残量検出装置
１１電池電圧検出部
１２参照電圧生成部
１３電圧比較回路
１４温度区間検出部
１５電流区間検出部
１６第１の容量データ保持部
１７第２の容量データ保持部
１８単調性保証部
１９充放電検出部
２０容量検出制御部
２１容量アドレスデコーダ
２２電圧データメモリ
２３参照電圧生成用ＤＡＣ

Claims

電池の残容量を検出する電池残量検出装置であって、
前記電池の温度を検出し、その検出した温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出する温度区間検出部と、
前記電池の電流を検出し、その検出した電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出する電流区間検出部と、
前記電池の電圧とその電池の残容量区間の関係を示す複数のテーブルを有し、前記温度区間検出部で検出された温度区間及び前記電流区間検出部で検出された電流区間に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルを用いて、入力された前記電池電圧が各残容量区間のいずれに含まれるかを検出する容量区間検出部と
を備えることを特徴とする電池残量検出装置。
前記電池の充電回数を検出する充電回数検出部を備え、
前記容量区間検出部は、前記温度区間検出部で検出された温度区間、前記電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記充電回数検出部で検出された充電回数に応じて前記複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択することを特徴とする請求項１に記載の電池残量検出装置。
前記容量区間検出部は、外部から入力された外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記温度区間検出部及び電流区間検出部の各動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の電池残量検出装置。
前記複数のテーブルは、前記各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示し、
前記容量区間検出部は、
前記複数のテーブルを有し、前記温度区間検出部で検出された温度区間及び前記電流区間検出部で検出された電流区間に応じて前記複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、
入力された前記電池電圧と前記参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、
前記電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記残容量区間を、前記電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電池残量検出装置。
前記参照電圧生成部は、
前記複数のテーブルを記憶する記憶部と、
前記温度区間検出部で検出された温度区間及び前記電流区間検出部で検出された電流区間に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択する選択部と、
選択された前記テーブルが示す前記境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する出力部と
を備えることを特徴とする請求項４に記載の電池残量検出装置。
前記温度区間検出部は、
前記電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、
電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記温度電圧とを用いて、前記電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部と
を備えることを特徴とする請求項１、４及び５のいずれかに記載の電池残量検出装置。
前記第１の区間検出部は、
前記各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、
検出された前記温度電圧と出力された前記各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、
前記温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記温度区間を、前記電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部と
を備えることを特徴とする請求項６に記載の電池残量検出装置。
前記電流区間検出部は、
前記電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第１の電流電圧を生成して出力する第１の電池電流検出部と、
電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記第１の電流電圧とを用いて、前記電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部と
を備えることを特徴とする請求項１、及び請求項４から７のいずれかに記載の電池残量検出装置。
前記第２の区間検出部は、
前記各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、
検出された前記電流電圧と出力された前記各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、
前記電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記電流区間を、前記電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部と
を備えることを特徴とする請求項８に記載の電池残量検出装置。
前記複数のテーブルは、前記各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示し、
前記容量区間検出部は、
前記複数のテーブルを有し、前記温度区間検出部で検出された温度区間及び前記電流区間検出部で検出された電流区間に応じて前記複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、
入力された前記電池電圧と前記参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、
前記電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記残容量区間を、前記電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部と
を備え、
前記温度区間検出部は、
前記電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、
電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記温度電圧とを用いて、前記電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部と
を備え、
前記第１の区間検出部は、
前記各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、
検出された前記温度電圧と出力された前記各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、
前記温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記温度区間を、前記電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部と
を備え、
前記電流区間検出部は、
前記電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第１の電流電圧を生成して出力する第１の電池電流検出部と、
電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記第１の電流電圧とを用いて、前記電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部と
を備え、
前記第２の区間検出部は、
前記各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、
検出された前記電流電圧と出力された前記各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、
前記電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記電流区間を、前記電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部と
を備え、
前記参照電圧生成部は、前記外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記電圧比較部の動作を制御し、かつ前記温度区間検出部及び電流区間検出部に、対応する第４及び第５の制御信号をそれぞれ出力し、
前記参照温度電圧生成部は、前記参照電圧生成部から出力された前記第４の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記電池温度検出部及び温度電圧比較部の各動作を制御し、
前記参照電流電圧生成部は、前記参照電圧生成部から出力された前記第５の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記第２の電池電流検出部及び電流電圧比較部の各動作を制御することを特徴とする請求項３に記載の電池残量検出装置。
前記容量区間検出部は、外部から入力された外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記温度区間検出部、電流区間検出部、及び充電回数検出部の各動作を制御することを特徴とする請求項２に記載の電池残量検出装置。
前記複数のテーブルは、前記各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示し、
前記容量区間検出部は、
前記複数のテーブルを有し、前記温度区間検出部で検出された温度区間、前記電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記充電回数検出部で検出された充電回数に応じて前記複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、
入力された前記電池電圧と前記参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、
前記電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記残容量区間を、前記電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の電池残量検出装置。
前記参照電圧生成部は、
前記複数のテーブルを記憶する記憶部と、
前記温度区間検出部で検出された温度区間、前記電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記充電回数検出部で検出された充電回数に応じてその複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択する選択部と、
選択された前記テーブルが示す前記境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する出力部と
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の電池残量検出装置。
前記温度区間検出部は、
前記電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、
電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記温度電圧とを用いて、前記電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部と
を備えることを特徴とする請求項２、１２及び１３のいずれかに記載の電池残量検出装置。
前記第１の区間検出部は、
前記各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、
検出された前記温度電圧と出力された前記各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、
前記温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記温度区間を、前記電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部と
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の電池残量検出装置。
前記電流区間検出部は、
前記電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第１の電流電圧を生成して出力する第１の電池電流検出部と、
電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記第１の電流電圧とを用いて、前記電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部と
を備えることを特徴とする請求項２、及び１２から１５のいずれかに記載の電池残量検出装置。
前記第２の区間検出部は、
前記各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、
検出された前記電流電圧と出力された前記各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、
前記電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記電流区間を、前記電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部と
を備えることを特徴とする請求項１６に記載の電池残量検出装置。
前記複数のテーブルは、前記各残容量区間の上限又は下限の容量である境界容量、及びその境界容量毎に設定された電圧をそれぞれ示し、
前記容量区間検出部は、
前記複数のテーブルを有し、前記温度区間検出部で検出された温度区間、前記電流区間検出部で検出された電流区間、及び前記充電回数検出部で検出された充電回数に応じて前記複数のテーブルの中から１つのテーブルを選択し、その選択したテーブルが示す前記境界容量毎の電圧を参照電圧として順次生成し出力する参照電圧生成部と、
入力された前記電池電圧と前記参照電圧生成部によって出力された参照電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第１の制御信号を出力する電圧比較部と、
前記電圧比較部が所定の第１の制御信号を出力すると、比較されていた参照電圧に対応する前記残容量区間を、前記電池残量を示す残容量区間として出力する容量検出部と
を備え、
前記温度区間検出部は、
前記電池の温度の検出を行い、検出した温度に比例した電圧である温度電圧を生成して出力する電池温度検出部と、
電池の温度と温度電圧との関係を示すテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記温度電圧とを用いて、前記電池の温度があらかじめ設定された温度範囲である各温度区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第１の区間検出部と
を備え、
前記第１の区間検出部は、
前記各温度区間の上限又は下限の温度である境界温度、及びその境界温度毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界温度毎の電圧を参照温度電圧として順次生成して出力する参照温度電圧生成部と、
検出された前記温度電圧と出力された前記各参照温度電圧とを比較して、比較する毎にその比較結果に応じた第２の制御信号を出力する温度電圧比較部と、
前記温度電圧比較部が所定の第２の制御信号を出力すると、比較されていた参照温度電圧に対応する前記温度区間を、前記電池温度が含まれる温度区間として出力する温度検出部と
を備え、
前記電流区間検出部は、
前記電池の出力電流の検出を行い、その検出した出力電流に比例した電圧である第１の電流電圧を生成して出力する第１の電池電流検出部と、
電池の出力電流と電流電圧との関係を示したテーブルを有し、そのテーブルと検出された前記第１の電流電圧とを用いて、前記電池の出力電流があらかじめ設定された電流範囲である各電流区間のいずれに含まれるかを検出して出力する第２の区間検出部と
を備え、
前記第２の区間検出部は、
前記各電流区間の上限又は下限の電流である境界電流、及びその境界電流毎に設定された電圧を示すテーブルを有し、そのテーブルが示す前記境界電流毎の電圧を参照電流電圧として順次生成して出力する参照電流電圧生成部と、
検出された前記電流電圧と出力された前記各参照電流電圧とを比較し、比較する毎にその比較結果に応じた第３の制御信号を出力する電流電圧比較部と、
前記電流電圧比較部が所定の第３の制御信号を出力すると、比較されていた参照電流電圧に対応する前記電流区間を、前記電池電流が含まれる電流区間として出力する電流検出部と
を備え
前記参照電圧生成部は、前記外部制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記電圧比較部の動作を制御し、かつ前記温度区間検出部、電流区間検出部、及び充電回数検出部に、それぞれ対応する第４、第５及び第６の制御信号を出力し、
前記参照温度電圧生成部は、前記参照電圧生成部から出力された前記第４の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記電池温度検出部、及び温度電圧比較部の各動作を制御し、
前記参照電流電圧生成部は、前記参照電圧生成部から出力された前記第５の制御信号に応じて、その動作を開始又は停止するとともに、前記第２の電池電流検出部、及び電流電圧比較部の各動作を制御することを特徴とする請求項１１に記載の電池残量検出装置。
前記電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第４の制御信号を生成して出力する充放電検出部と、
前記容量区間検出部から出力された容量区間及び前記第４の制御信号がそれぞれ入力され、前記電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、
前記容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部と
を備え、
前記容量保持部は、前記容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力することを特徴とする請求項１、及び４から９のいずれかに記載の電池残量検出装置。
前記電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第６の制御信号を生成して出力する充放電検出部と、
前記容量区間検出部から出力された容量区間及び前記第６の制御信号がそれぞれ入力され、前記電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、
前記容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部と
を備え、
前記容量保持部は、前記容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力することを特徴とする請求項３又は１０に記載の電池残量検出装置。
前記容量区間検出部は、前記外部制御信号に応じて、前記充放電検出部及び前記容量区間出力部の各動作を制御することを特徴とする請求項２０に記載の電池残量検出装置。
前記充電回数検出部は、前記電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第４の制御信号を生成して出力し、
前記容量区間検出部から出力された容量区間及び前記第４の制御信号がそれぞれ入力され、前記電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、
前記容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部と
を備え、
前記容量保持部は、前記容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力することを特徴とする請求項２、及び１２から１７のいずれかに記載の電池残量検出装置。
前記充電回数検出部は、前記電池が充電中であるか又は放電中であるかを検出して、その検出結果を示す第７の制御信号を生成して出力し、
前記容量区間検出部から出力された容量区間及び前記第７の制御信号がそれぞれ入力され、前記電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、
前記容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部と
を備え、
前記容量保持部は、前記容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力することを特徴とする請求項１１又は１８に記載の電池残量検出装置。
前記容量区間検出部は、前記外部制御信号に応じて、前記容量区間出力部の動作を制御することを特徴とする請求項２３に記載の電池残量検出装置。
前記充電回数検出部は、
前記電池の出力電流の検出を行い、検出した出力電流に比例した電圧である第２の電流電圧を生成して出力する第２の電池電流検出部と、
前記第２の電流電圧と所定の基準電圧とを比較して、その比較結果に応じた第４の制御信号を生成して出力し、その基準電圧が前記第１の電流電圧より大きい場合に、所定の第４の制御信号を生成して出力する充電比較部と、
前記所定の第４の制御信号が出力された回数をカウントして、そのカウント数を前記充電回数として出力するカウント部と
を備えることを特徴とする請求項２、及び１２から１７のいずれかに記載の電池残量検出装置。
前記充電回数検出部は、
前記電池の出力電流の検出を行い、検出した出力電流に比例した電圧である第２の電流電圧を生成して出力する第２の電池電流検出部と、
前記第２の電流電圧と所定の基準電圧とを比較して、その比較結果に応じた第７の制御信号を生成して出力し、その基準電圧が前記第２の電流電圧より大きい場合に、所定の第７の制御信号を生成して出力する充電比較部と、
前記所定の第７の制御信号が出力された回数をカウントして、そのカウント数を前記充電回数として出力するカウント部と
を備えることを特徴とする請求項１１又は１８に記載の電池残量検出装置。
前記容量区間検出部から出力された容量区間及び前記第４の制御信号がそれぞれ入力され、前記電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、
前記容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部と
を備え、
前記容量保持部は、前記容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力することを特徴とする請求項２５に記載の電池残量検出装置。
前記容量区間検出部から出力された容量区間及び前記第７の制御信号がそれぞれ入力され、前記電池が放電を開始してから充電を開始するまでの間に、前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を保持して出力する容量保持部と、
前記容量区間検出部から出力された残容量区間と、前記最小容量区間とを比較して、より小さい容量の区間を選択して出力する容量区間出力部と
を備え、
前記容量保持部は、前記容量区間検出部から残容量区間が出力されると、前記電池が放電を開始してからその残容量区間が出力される前までに前記容量区間検出部から出力された残容量区間のうち最も小さい容量を含む最小容量区間を出力することを特徴とする請求項２６に記載の電池残量検出装置。
前記容量区間検出部は、前記外部制御信号に応じて、前記容量区間出力部の動作を制御することを特徴とする請求項２８に記載の電池残量検出装置。