JP2008180645A - 電子機器及び電源部劣化判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動作に応じた電池劣化の判定を行う電子機器及び電源部劣化判定方法を提供する。
【解決手段】劣化判定部９が、満充電時から判定時までの電圧測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数を基に、満充電時から判定時までの実消費電力量を算出し、規定消費電力データを基に別途算出した、電源部６が劣化していない場合の満充電時から判定時までの消費電力量を推定し、実消費電力量と劣化していない場合の消費電力量とを比較して、その差が所定のしきい値よりも大きければ、電源部６が劣化していると判定して報知部１０に報知させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、電源としての電池を有する電子機器及び電源部劣化判定方法に関する。

携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等、携帯型の電子機器は、一般に電源部として電池を有する。
携帯型の電子機器に利用される電池は、一般に２次電池（蓄電池）であるため、満充電時から電子機器での使用や時間経過によって電池の残量は減少していく。
電池の残量が少なくなると電子機器が作動しなくなるため、電池残量を常に把握しておく必要がある。

一般に、電池の残量を測定するためには、Ａ／Ｄ（Analogue/Digital）コンバータを使用して電池電圧を計測し、これによってどの程度の電池容量が残っているかを計測し、アイコン等により電池残量を報知していた。

ところで、一般に２次電池は充放電を繰り返し使用することにより、次第に劣化していき、おおむね充電回数が５００回を超えると、満充電時の電池容量が規定の電池容量よりも少なくなるという劣化現象が生じる。
劣化現象が生じると、使用時の電池容量の減り方が通常時よりも激しくなるため、満充電を行ってもすぐに電池残量がなくなってしまう。
こうした２次電池の劣化を検出する方法として、特許文献１、２に開示された技術がある。

また、特許文献３には、電子機器の動作モードに応じて、緊急モードでは通常モードより詳細な電池残量表示を行う携帯端末が開示されている。
特開２００１−１６０４２１号公報 特開平１０−２０９９７９号公報 特開２００６−２１１４３３号公報

特許文献１には、携帯電話機電池パックの機種ごとの電圧に対しての安定電圧降下率と劣化率の関係を記録したデータベースを設け、被測定携帯電話機電池パックを定電流負荷に接続した時の安定電圧降下率を測定し、データベースを検索して被測定携帯電話機電池パックの劣化率を算出する電池パック劣化率の測定方法が開示されている。
特許文献２には、電源コネクタと電圧検出用コネクタの電圧を検出するとともに、その電圧差と予め設定した値を比較し、その比較結果から電源コネクタの接触不良を検出し、消費電力が異なる状態での電圧検出用コネクタの電圧の差と予め設定した値を比較し、その比較結果から電池の劣化を検出する携帯電話の異常検出方法が開示されている。

しかし、特許文献１及び２に開示された技術では、電池劣化の検出が携帯電話の動作と無関係であるため、大きな消費電力で動作中に、電池が劣化していると誤って検出してしまう恐れがある、という不利益がある。
特許文献３では、電子機器の動作モードによって電池残量の表示方法を変更するのみであり、残量の検出方法は変わらないため、電池が劣化しているかどうかはわからない、という不利益がある。

本発明は、上述した不利益を解消するために、動作に応じた電池劣化の判定を行う電子機器及び電源部劣化判定方法を提供することを目的とする。

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、電源を供給する電源部を有する電子機器であって、前記電源部の電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部の電圧測定を制御する電圧測定制御部と、前記電子機器の動作状態を検出する状態検出部と、を有し、前記電圧測定部は、前記状態検出部が検出した前記電子機器の動作状態に応じて、前記電圧測定部の前記電源部に対する電圧測定の頻度を変化させる。

第２の発明の電源部劣化判定方法は、電源部及び、当該電源部が劣化していない場合の各動作状態における消費電力量に関するデータである規定消費電力データを記憶する記憶部を有する電子機器の電源部劣化判定方法であって、前記電子機器の動作状態及び、当該動作状態における電圧を測定した測定回数を前記記憶部から読み出す第１の工程と、前記第１の工程において読み出した前記電子機器の動作状態及び、当該動作状態における電圧を測定した測定回数を基に、前記電源部の満充電時から判定を行う時点までに前記電子機器の各動作により前記電源部から消費された実消費電力量を算出する第２の工程と、前記記憶部に記憶された前記規定消費電力データを読み出す第３の工程と、前記第３の工程において読み出された前記規定消費電力データを基に、前記電源部が劣化していない場合に、前記電源部の満充電時から判定を行う時点までに前記電子機器の各動作により消費された消費電力量を算出する第４の工程と、前記第２の工程において算出された前記実消費電力量と、前記第４の工程において算出された劣化していない電源部における前記消費電力量との差が所定のしきい値よりも大きい場合に、前記電源部を劣化していると判定する第５の工程と、を有する。

本発明によれば、動作に応じた電池劣化の判定を行う電子機器及び電源部劣化判定方法を提供することができる。

以下、本発明の電子機器の一例として、携帯電話１００について説明する。
図１は、本実施形態の携帯電話１００の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、携帯電話１００は、通信部１、記憶部２、表示部３、入力部４、状態検出部５、電源部６、電圧測定部７、電圧測定制御部８、劣化判定部９、報知部１０を有する。

通信部１は、図１に図示しない通信ネットワークを介してサーバ装置と各種データの送受信を行う。各種データとは、例えば、音声通話やメール等のデータ、動画データや音楽データ等である。
記憶部２は、携帯電話１００の各動作に使用される各種データを記憶する。各種データとは、例えば、通信部１が通信ネットワークを介してサーバ装置から受信したメールや、音声データ、画像データ、動画データ、また携帯電話１００上で動作するアプリケーション等のプログラムやその動作に必要なデータの類である。
さらに、記憶部２は後述する電源部６に関するデータである規定消費電力データを記憶している。規定消費電力データに関しては後述する。

表示部３は、例えば液晶や有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等のディスプレイを有する表示デバイスであり、メールやメモ等の文字を表示する。なお、表示部３は、文字のみではなく例えば画像や動画等を表示してもよい。
入力部４は、テンキーやボタン、スイッチ等の入力デバイスであり、携帯電話１００の各種動作時のユーザの入力を受け付ける。

状態検出部５は、携帯電話１００の動作状態を検出する。
携帯電話１００の動作状態には、例えば、待ち受け状態、音声通話状態、データ通信状態、音楽再生状態、アプリケーション作動状態等があり、状態検出部５は、その時点での携帯電話１００の動作状態を検出する。
電源部６は、携帯電話１００の各構成に電力を供給する電源であり、例えばリチウムイオン電池等の２次電池である。

電圧測定部７は、後述する電圧測定制御部８の制御に従って、電源部６の電圧を測定する。
電圧測定制御部８は、状態検出部５が検出した携帯電話１００の動作状態に応じた頻度で、電圧測定部７を制御して電源部６の電圧を測定させる。
具体例を挙げると、例えば電圧測定制御部８は、状態検出部５が検出した携帯電話１００の状態が「待ち受け状態」であった場合には、６０秒に１回電圧測定部７に電源部６の電圧を測定させる。
また、例えば電圧測定制御部８は、状態検出部５が検出した携帯電話１００の状態が「音声通話状態」或いは「データ通信状態」であった場合には、１秒に１回電圧測定部７に電源部６の電圧を測定させる。
また、例えば電圧測定制御部８は、状態検出部５が検出した携帯電話１００の状態が「音楽再生状態」であった場合には、５秒に１回電圧測定部７に電源部６の電圧を測定させる。
また、例えば電圧測定制御部８は、状態検出部５が検出した携帯電話１００の状態が「アプリケーション作動状態」であった場合には、１０秒に１回電圧測定部７に電源部６の電圧を測定させる。
なお、上述した具体例における電圧測定制御部８が電圧測定部７に電源部６の電圧を測定させる頻度はあくまで一例であり、本発明の当該頻度は上述した具体例における数値に限定されない。また、当該頻度の決定方法については限定しない。例えば、携帯電話１００の動作状態と頻度とをあらかじめ対応付けた頻度データを記憶部２に記憶させておき、電圧測定制御部８は頻度データを参照して電圧測定部７を制御するようにすればよい。

上述したように、電圧測定制御部８は、携帯電話１００が大きい消費電力を必要とする動作状態においては、頻繁に電圧測定部７に電源部６の電圧測定を行わせるように制御し、反対に、携帯電話１００が大きい消費電力を必要としない動作状態においては、電圧測定部７に電源部６の電圧測定を行わせる頻度を低下させるように制御する。
このように制御することにより、携帯電話１００の消費電力が大きい動作状態において急激に電源部６の電圧が低下した場合でも、その電圧降下を検出することができる。
また、電圧測定制御部８は、電圧測定部７が測定した電源部６の電圧値を、測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数とともに記憶部２に記憶させる。

劣化判定部９は、電源部６が劣化したか否かの判定処理を行う。
劣化判定部９の劣化判定処理については詳しくは後述する。
報知部１０は、電圧測定部７が測定した電源部６の電圧値に応じて、判定時の電源部６の残り電力量を表示部３等を介して報知する。また、報知部１０は、劣化判定部９が電源部６が劣化していると判定した場合、電源部６が劣化している旨を表示部３等を介して報知する。なお、報知部１０の報知方法は本発明では限定せず、例えば表示部３以外に図１に図示しない音声報知部やバイブレータ等を介して報知を行ってもよい。

以下、劣化判定部９の劣化判定処理について説明する。
本実施形態の携帯電話１００では、電圧測定部７が測定した電源部６の電圧値が、測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数とともに記憶部２に記憶されている。
携帯電話１００では、電圧測定部７は、電圧測定制御部８の制御により、電源部６の電圧測定を動作状態に対応した頻度で行っているため、特定の動作時に消費される電力量が一定であると仮定すると、特定の動作時の消費電力量の合計は、（各動作時における電圧測定１回当たりの消費電力量）×（電圧測定回数）で算出できる。
すなわち、劣化判定部９は、満充電時から判定時までの、電圧測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数（記憶部２に記憶されている）を基に、満充電時から判定時までの実消費電力量を算出することができる。

劣化判定部９は、このように算出した満充電時から判定時までの消費電力量と、記憶部２に記憶された規定消費電力データとを比較し、その差が所定のしきい値よりも大きい場合に、電源部６が劣化していると判定する。
規定消費電力データは、例えば劣化していないことがわかっている電源部６を使用した場合の、携帯電話１００の各動作状態時の消費電力量をあらかじめ測定したデータであり、携帯電話１００の特定の動作状態における電圧測定部７の電圧測定回数と、消費電力量とが対応付けられたデータである。このため、劣化判定部９は、満充電時から判定時までに、どの動作状態において何回の電圧測定が行われたか、の情報を記憶部２より読み出し、これらの情報と規定消費電力データとを参照することによって、劣化していない電源部６の満充電時から判定時までの消費電力量を推定することができる。

電源部６が劣化している場合には、電源部６が劣化していない場合と比較して、同じ動作でもより大きな電力を消費してしまう。このため、劣化判定部９が上記算出した、満充電時から判定時までの実消費電力量が、規定消費電力データを基に算出した劣化していない電源部６の満充電時から判定時までの消費電力量よりも大きければ、電源部６が劣化していることが疑われる。本実施形態では、満充電時から判定時までの実消費電力量と、劣化していない電源部６の満充電時から判定時までの消費電力量との差が所定のしきい値よりも大きければ、劣化判定部９は電源部６が劣化していると判定し、報知部１０に電源部６が劣化している旨を報知させる。

図２は、携帯電話１００の外観の一例を示す図である。
図２に示すように、携帯電話１００は、上部筐体１０１と下部筐体１０２とがヒンジ部１０３によって開閉可能に接続されている。
上部筐体１０１は液晶画面等の表示部３を有する。
下部筐体１０２は、テンキーや十字キー等の入力部４を有する。

以下、携帯電話１００における、劣化判定部９の劣化検出処理時の動作例について説明する。
図３は、劣化検出処理時の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１：
劣化判定部９は、記憶部２に記憶された、満充電時から判定時までの電圧測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数を参照する。
ステップＳＴ２：
劣化判定部９は、ステップＳＴ１において参照した満充電時から判定時までの電圧測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数を基に、満充電時から判定時までの消費電力量（以下実消費電力量）を算出する。

ステップＳＴ３：
劣化判定部９は、記憶部２に記憶された規定消費電力データを参照する。
ステップＳＴ４：
劣化判定部９は、ステップＳＴ３において参照した規定消費電力データと、ステップＳＴ１において参照した満充電時から判定時までの電圧測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数とを基に、劣化していない電源部６における満充電時から判定時までの消費電力量を算出する。

ステップＳＴ５：
劣化判定部９は、ステップＳＴ２において算出した実消費電力量と、ステップＳＴ４において算出した劣化していない電源部６における満充電時から判定時までの消費電力量との差を算出し、その差が所定のしきい値Ａよりも大きかった場合には、電源部６が劣化していると判定してステップＳＴ６に進み、そうでない場合は、電源部６が劣化していないと判定して処理を終了する。
なお、所定のしきい値Ａは、例えば劣化した電源部を使用して経験的に求めたしきい値であり、しきい値Ａの導出方法については本発明では限定しない。
ステップＳＴ６：
劣化判定部９は、報知部１０に電源部６が劣化したことを報知させる。

以上説明したように、本実施形態の携帯電話１００によれば、劣化判定部９が、満充電時から判定時までの電圧測定時の携帯電話１００の動作状態及びその動作状態において測定した測定回数を基に、満充電時から判定時までの実消費電力量を算出し、規定消費電力データを基に別途算出した、電源部６が劣化していない場合の満充電時から判定時までの消費電力量を推定し、実消費電力量と劣化していない場合の消費電力量とを比較して、その差が所定のしきい値よりも大きければ、電源部６が劣化していると判定して報知部１０に報知させるため、携帯電話１００の動作状態に応じた消費電力量を基に電源部６の劣化判定を行うことができ、劣化判定の信頼性が向上する。

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、本発明の実施に際しては、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。

上述した実施形態では、携帯電話１００の動作状態の例として、待ち受け状態、音声通話状態、データ通信状態、音楽再生状態、アプリケーション作動状態を挙げたが、本発明はこれには限定されない。
また、上述した実施形態では、電圧測定部７に電源部６の電圧を測定させる頻度を、各動作状態に応じて個別に設定していたが、本発明はこれには限定されない。すなわち、携帯電話１００の各動作をいくつかのカテゴリに分類し、同一のカテゴリに含まれる動作に対しては同一の頻度で電圧測定をさせるようにしてもよい。

すなわち、例えば、通信部１を介して外部と通信を行う必要がある動作状態、例えば、音声通話、電子メール送受信、データ通信、ＴＶやラジオの受信、ウェブブラウザ、ＧＰＳ（Global Positioning System）による現在位置測定、等の各動作中には、例えば一律５秒ごとに電圧測定を行うように設定してもよい。
また、例えば、携帯電話１００上で動作しているアプリケーションの種類に応じて電圧測定の頻度を設定しておいてもよい。すなわち、例えばゲームアプリケーションを実行している際には３秒ごと、地図アプリケーションの場合は１０秒ごと、というように、アプリケーションごとに頻度を設定できるようにしてもよい。
すなわち、携帯電話１００のそれぞれの動作に対応した電圧測定頻度の設定方法は、本発明では限定しない。

図１は、本実施形態の携帯電話１００の構成を示すブロック図である。 図２は、携帯電話１００の外観の一例を示す図である。 図３は、劣化検出処理時の動作例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…通信部、２…記憶部、３…表示部、４…入力部、５…状態検出部、６…電源部、７…電圧測定部、８…電圧測定制御部、９…劣化判定部、１０…報知部、１００…携帯電話、１０１…上部筐体、１０２…下部筐体、１０３…ヒンジ部

Claims (6)

1. 電源を供給する電源部を有する電子機器であって、
   前記電源部の電圧を測定する電圧測定部と、
   前記電圧測定部の電圧測定を制御する電圧測定制御部と、
   前記電子機器の動作状態を検出する状態検出部と、
   を有し、
   前記電圧測定部は、前記状態検出部が検出した前記電子機器の動作状態に応じて、前記電圧測定部の前記電源部に対する電圧測定の頻度を変化させる
   ことを特徴とする電子機器。
2. 各種データを記憶する記憶部
   をさらに有し、
   前記電圧測定制御部は、前記電圧測定部が測定した前記電源部の電圧値を、前記状態検出部が検出した、測定時における前記電子機器の動作状態及び、当該動作状態における前記電圧測定部が前記電源部の電圧を測定した測定回数とともに前記記憶部に記憶させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記電源部の劣化を判定する劣化判定部
   をさらに有し、
   前記記憶部は、前記電源部が劣化していない場合の、前記電子機器の各動作時における消費電力量を示す規定消費電力データを記憶し、
   前記劣化判定部は、前記電圧測定制御部が前記記憶部に記憶させた、電圧測定時における前記電子機器の動作状態及び、当該動作状態における前記電圧測定部が前記電源部の電圧を測定した測定回数を基に、前記電源部の満充電時から判定を行う時点までに前記電子機器の各動作により前記電源部から消費された実消費電力量を算出し、前記記憶部に記憶された前記規定消費電力データを基に、電源部が劣化していない場合に、電源部の満充電時から判定を行う時点までに前記電子機器の各動作により消費された消費電力量を算出し、前記実消費電力量と、劣化していない電源部における前記消費電力量との差が所定のしきい値よりも大きい場合に、前記電源部を劣化していると判定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 各種報知動作を行う報知部
   をさらに有し、
   前記劣化判定部は、前記電源部が劣化していると判定した際には、前記報知部に前記電源部が劣化している旨を報知させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
5. 外部との無線通信を行う通信部
   をさらに有し、
   前記状態検出部が検出する前記電子機器の状態は、前記通信部が外部との無線通信を行っている状態を含む
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 電源部及び、当該電源部が劣化していない場合の各動作状態における消費電力量に関するデータである規定消費電力データを記憶する記憶部を有する電子機器の電源部劣化判定方法であって、
   前記電子機器の動作状態及び、当該動作状態における電圧を測定した測定回数を前記記憶部から読み出す第１の工程と、
   前記第１の工程において読み出した前記電子機器の動作状態及び、当該動作状態における電圧を測定した測定回数を基に、前記電源部の満充電時から判定を行う時点までに前記電子機器の各動作により前記電源部から消費された実消費電力量を算出する第２の工程と、
   前記記憶部に記憶された前記規定消費電力データを読み出す第３の工程と、
   前記第３の工程において読み出された前記規定消費電力データを基に、前記電源部が劣化していない場合に、前記電源部の満充電時から判定を行う時点までに前記電子機器の各動作により消費された消費電力量を算出する第４の工程と、
   前記第２の工程において算出された前記実消費電力量と、前記第４の工程において算出された劣化していない電源部における前記消費電力量との差が所定のしきい値よりも大きい場合に、前記電源部を劣化していると判定する第５の工程と、
   を有する電源部劣化判定方法。

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