JP2009159115A - 電子機器及びその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】低温環境下や高電力放電時にも、使用可能時間が残っている表示状態から、いきなり減電処理を開始してしまうという不都合を避ける。
【解決手段】装置本体100に装着された電池パックBによる使用可能時間を演算し、表示部11に表示する電子機器において、電池パックBのマイコン6は、消費電力情報SETW及び電池温度に基づいて、電池パックBの放電可能容量GETC、所定の電池電圧情報(使用可能時間終了電圧Vo及び減電処理開始要求電圧Vs)等を求める。装置本体100のマイコン8は、消費電力情報SETW、放電可能容量GETC及び電池電圧情報に基づいて使用可能時間を演算するが、使用可能時間終了電圧Voが減電処理開始要求電圧Vsより小さい場合、電池電圧が減電処理開始要求電圧Vsになるときに使用可能時間の終了表示となるように使用可能時間を算出する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子スチルカメラやデジタルビデオカメラ等の電子機器及びその制御方法に関し、特には装置本体に装着された電池による使用可能時間を演算し、表示部に表示するための技術に関する。
従来、電子スチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置は、被写体を撮像した画像データを記録・再生する装置本体と、装置本体に接続して電力を供給する電池パックとを備えている。電池パックは装置本体に着脱可能に装着され、外部に設けたACパワーアダプタの電流により充電可能になっている。
また、装置本体に電池パックが装着されると、この電池パックによる撮像装置の使用可能時間を演算し、表示部に表示するようになっている(例えば特許文献1を参照)。これにより、特に携帯使用時にユーザはあと何時間(何分)撮影及び再生可能なのかを知ることができ、利便性が高い。
特開2007−20203号公報
この種の撮像装置には、使用可能時間終了電圧Vo及び減電処理開始要求電圧Vsを求めるものがある。使用可能時間終了電圧Voに基づいて使用可能時間の終了表示(0分表示)を行い、減電処理開始要求電圧Vsに基づいて減電処理(シャットダウン)を実行するものである。この場合に、Vo≧Vsの関係にあるのが一般的である。
しかしながら、低温環境下や高電力放電時には、Vo<Vsとなることがある。この場合、使用可能時間が数分残っている表示状態から、いきなり減電処理を開始してしまうという不都合があった。
このように、電池パックから電力を供給しているときの放電状態で、環境が変わった場合に電池パックの使用可能容量の変化に対応しないために、使用可能時間を正確に利用者に提示できない不都合があった。
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、低温環境下や高電力放電時にも、使用可能時間が残っている表示状態から、いきなり減電処理を開始してしまうという不都合を避けることを目的とする。
本発明の電子機器は、充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器であって、前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定手段と、前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいかどうかを判断する判断手段と、前記判断手段によって前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいと判断される場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を演算する演算手段とを有することを特徴とする。
本発明の電子機器の制御方法は、充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器の制御方法であって、前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定ステップと、前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいかどうかを判断する判断ステップと、前記判断ステップによって前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいと判断される場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を算出する算出ステップとを有することを特徴とする。
本発明によれば、低温環境下や高電力放電時にも、使用可能時間が残っている表示状態から、いきなり減電処理を開始してしまうという不都合を避けることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る電子機器の概略構成を示す図である。本実施形態に係る電子機器では、装置本体100にバッテリ(電池パック)Bが着脱可能に装着される。装置本体100にバッテリBが装着されると、接点12a〜12d及び13a〜13dを介してバッテリBから装置本体100に電力が供給され、動作可能となる。また、装置本体100にバッテリ(電池パック)Bが着脱可能に装着されることで、装置本体100と電池パックBとが通信可能になる。
バッテリBにおいて、1は充電型のバッテリセルであり、起電力を発生する。2は保護ICであり、バッテリセル1の充放電時保護機能を制御する。3は電池電圧検出部であり、バッテリセル1の端子間電圧(電池電圧)を検出する。4は充放電電流を検出するための検出抵抗である。5は記憶媒体であり、認証コード等のバッテリデータを保存するメモリとして使用される。6はマイクロコンピュータ(以下、マイコンと称する)であり、情報処理部6aを有する。7は電池温度を検出する温度検出手段であるサーミスタである。マイコン6の情報処理部6aは、電池電圧検出部3、検出抵抗4及びサーミスタ7からの情報をA/D変換し、例えば電流積算する機能を有する。
装置本体100において、8は装置本体100を制御するマイコンであり、詳細は後述するが、電池パックBによる電子機器の使用可能時間を演算し、表示部11に表示する。る。9は電源制御部であり、バッテリBから供給される電力からDC/DCコンバータで使用電圧を生成する。また、マイコン8で制御して電源制御部9で充電回路を動作させ、バッテリB側に電流を供給して充電も可能である。10は記憶媒体であり、装置本体100の状態(動作モード等)に応じた複数の消費電力情報を予め記憶するメモリとして使用される。11は表示部であり、使用可能時間を表示する。
なお、図1は、本発明を説明する上で必要な構成要素だけを示したものであり、他の構成要素は図示を省略する。
装置本体100のマイコン8は、要求コマンドと、記憶媒体10から選択して読み出した消費電力情報SETWとをバッテリBに送信する。消費電力情報SETW(mW)は、装置本体100の消費電力レートであり、これがバッテリBの放電レートとなる。装置本体100のマイコン8(放電レート切換手段)は、装置本体100の状態に応じてバッテリの放電レートを切り換える。
バッテリBのマイコン6は、装置本体100から受信した消費電力情報SETW、サーミスタ7により検出される電池温度に基づいて、放電可能容量GETC、総容量FCC、初期学習容量FCCSB、所定の電池電圧情報(使用可能時間終了電圧Vo及び減電処理開始要求電圧Vs)の演算、補正処理を行う。
放電可能容量GETC(mAh)は、消費電力情報SETW及び電池温度にて補正した放電可能積算容量である。すなわち、充電した後の総容量FCCから装置本体100で使用した容量を減算して、更に消費電力情報SETW及び電池温度で補正をかけた、バッテリBに残っている放電可能残容量のことである。放電可能容量GETCは、バッテリBによる装置本体100の動作中に、消費電力情報SETWや電池温度が変化しなくても変化(減少)する。
総容量FCC(mAh)は、放電状態から充電終了状態までの間にバッテリセル1に入った充電可能容量であって、充電条件や充電サイクル数等によって変化する可変値である。すなわち、満充電状態から、消費電力情報SETW及び電池温度で補正した放電可能な総容量のことである。総容量FCCは充電終了ごとに変化する。また、総容量FCCは、バッテリBによる装置本体100の動作中に、消費電力情報SETWや電池温度が変化すれば変化するが、消費電力情報SETWや電池温度が変化しなければ変化(減少)しない。
初期学習容量FCCSB(mAh)は、バッテリセル1の定格充電容量であって、充電条件や充電サイクル数等によって変化しない不変値である。第1の電圧である使用可能時間終了電圧Vo(V)は、バッテリBの容量学習電圧であり、バッテリBの残容量が総容量FCCのP%(Pは正の数)になる電圧である。第2の電圧である減電処理開始要求電圧Vs(V)は、バッテリBのシャットオフ電圧であり、バッテリBの残容量が初期学習容量FCCSBのQ%(Qは正の数)になる電圧である。基本的にはP>Qの関係となり、例えばP=7%、Q=3%に設定される。
バッテリBのマイコン6は、これら補正、演算処理した放電可能容量GETC、総容量FCC、初期学習容量FCCSB、電池電圧情報(使用可能時間終了電圧Vo及び減電処理開始要求電圧Vs)の情報を返答データとして装置本体100のマイコン8に送信する。
装置本体100のマイコン8は、バッテリB側から受信した放電可能容量GETC、総容量FCC、初期学習容量FCCSB、電池電圧情報(使用可能時間終了電圧Vo及び減電処理開始要求電圧Vs)に基づいて使用可能時間を演算し、表示部11に表示する。すなわち、マイコン8が本発明でいう演算手段として機能する。また、装置本体100のマイコン8は、表示部11に減電警告(ユーザに電池交換を促す警告メッセージ)を表示したり、減電処理(シャットダウン処理)を開始したりする。
なお、図1ではバッテリBのサーミスタ7から電池温度がマイコン8にも送信される構成となっているが、第1の実施形態では電池温度が装置本体100に送信される構成とする必要はない。また、装置本体100側で電池温度が必要な場合でも、サーミスタ7から直接送信されるのではなく、バッテリBのマイコン6から送信される構成としてもよい。
図2、4に、本実施形態において装置本体100で実行する使用可能時間表示と減電警告及び減電処理のタイミングを表す図を示す。また、図3に、バッテリBの電池温度25℃、放電レート2Wで放電したとき(特性線101)と、電池温度−10℃、放電レート3Wで放電したとき(特性線102)の放電特性の例を示す。
図2に示すように、装置本体100は、バッテリBの電池電圧が使用可能時間終了電圧Voになるときに使用可能時間の終了表示(0分表示)となるように使用可能時間を算出する。そして、バッテリBの電池電圧が使用可能時間終了電圧Voになると減電警告を表示し、バッテリBの電池電圧が減電処理開始要求電圧Vsになると減電処理を開始する。なお、ここでは終了表示(0分表示)と減電警告が同時に行われるように説明したが、減電警告を行う閾値となる電圧を別に設定してもかまわない。
ところが、図3に示すように、電池温度25℃、放電レート2Wの場合はVo(101)≧Vsであるが、例えば電池温度−10℃、放電レート3Wの場合は使用可能時間終了電圧Voと減電処理開始要求電圧Vsとの関係が逆転、すなわちVo(102)<Vsとなる現象が発生する。図3に示すように、環境温度や放電レートによって特に使用可能時間終了電圧Voが大きく変動するため、使用可能時間終了電圧Voと減電処理開始要求電圧Vsとの関係が逆転する現象が発生する。
この場合、図5に示すように、終了表示(0分表示)前に、換言すれば、使用可能時間が数分残っている表示状態から、いきなり減電処理を開始してしまうという不都合があった。
そこで、図4に示すように、減電処理開始要求電圧Vsが使用可能時間終了電圧Voを上回る(Vo<Vs)となる場合には、詳しくは後述するが、図3に示す斜線部の容量を計算にて求めて、この容量を補正容量Mとして使用可能時間終了電圧Voまでの残容量(放電可能積算容量)から減算する。これにより、バッテリBの電池電圧が減電処理開始要求電圧Vsになるときに使用可能時間の終了表示(0分表示)となるように使用可能時間を算出する。また、バッテリBの電池電圧が減電処理開始要求電圧Vsになると減電警告を表示するとともに減電処理を開始することになる。
図6は、本実施形態において装置本体100で実行する処理のフローチャートである。装置本体100のマイコン8は、不図示の電源スイッチの状態を確認し、電源ONを検出したら電源ON動作を開始する(ステップS121)。
次に、装置本体100のマイコン8は、バッテリBのマイコン1と通信可能かどうかを判断する(ステップS122)。バッテリBのマイコン1と通信不能な場合、使用可能時間の演算処理、使用可能時間表示及び電池電圧情報による装置本体100の動作制御を実施しない(ステップS130)。
バッテリBのマイコン1と通信可能な場合、装置本体100のマイコン8は、使用可能時間を演算したい装置本体100の消費電力情報SETWを記憶媒体10から選択して読み出し、バッテリBのマイコン1に通知する(ステップS123)。
次に、装置本体100のマイコン8は、バッテリBのマイコン1に要求コマンドを送信して、バッテリBから、先にバッテリBに通知した消費電力情報SETW、電池温度等に基づいて補正した放電可能積算容量GETW、電池電圧情報(使用可能時間終了電圧Vo及び減電処理開始要求電圧Vs)等を受信する(ステップS124)。
次に、装置本体100のマイコン8は、ステップS124で受信した使用可能時間終了電圧Voと減電処理開始要求電圧Vsとの差分を求め、Vo−Vs≧0であるかどうかを判断する(ステップS125)。
ステップS125での判断の結果、Vo−Vs≧0である(第1の電圧が第2の電圧以上)場合、使用可能時間Tminを下式(1)にて算出する(ステップS126)。この場合は、図2に示したように、バッテリBの電池電圧が使用可能時間終了電圧Voになるときに使用可能時間の終了(0分)表示となるように使用可能時間を算出する。
min=[(GETW)/(SETW/電池電圧)]×60・・・(1)
一方、ステップS125での判断の結果、Vo−Vs≧0でない(Vo−Vs<0すなわちVo<Vsである)場合、VsからVoまでの補正容量Mを下式(2)にて算出する(ステップS127)。補正容量Mは図3に示す斜線部の容量に相当する。すなわち、使用可能時間終了電圧Voでの残容量と、減電処理開始要求電圧Vsでの残容量との差を求める。
M=FCC×P−FCCSB×Q・・・(2)
そして、ステップS127で算出した補正容量Mを用いて、使用可能時間Tminを下式(3)にて算出する(ステップS128)。
min=[(GETW+M)/(SETW/電池電圧)]×60・・・(3)
Vo−Vs≧0でない(Vo<Vsである)場合には、Mは負の値となり、放電可能積算容量GETWから補正容量Mを減算した容量から使用可能時間Tminを算出することになる。
その後、装置本体100のマイコン8は、ステップS126或いはステップS128で算出した使用可能時間Tminを表示部11に表示する(ステップS129)。
以上のように、使用可能時間終了電圧Voが減電処理開始要求電圧Vsより小さくなってしまう場合には、バッテリBの電圧が減電処理開始要求電圧Vsから使用可能時間終了電圧VoとなるまでのバッテリBの充電容量をバッテリBの残容量から減算した容量に基づいて、装置本体100の使用可能な残り時間を演算するようにしたので、低温環境下や高電力放電時にも、使用可能時間が残っている表示状態から、いきなり減電処理を開始してしまうという不都合を避けることができる。
(第2の実施形態)
上記第1の実施形態では、使用可能時間終了電圧Voと減電処理開始要求電圧Vsとの大小関係に応じて、使用可能時間の演算のアルゴリズムを切り替えるようにしたが、バッテリBの電池温度(バッテリ温度)に応じて切り替えるようにしてもよい。例えば電池温度が−5℃(所定値)より低くなった場合、式(2)及び式(3)を用いて使用可能時間を算出し、電池温度が−5℃以上(所定値以上)であれば式(1)を用いて使用可能時間を算出する。
(第3の実施形態)
また、使用可能時間の演算のアルゴリズムを、装置本体100側で記憶している消費電力情報SETWに応じて切り替えるようにしてもよい。例えば消費電力レート(放電レート)が6W(所定値)を超えた場合、式(2)及び式(3)を用いて使用可能時間を算出し、消費電力レート(放電レート)が6W以下(所定値以下)である場合には式(1)を用いて使用可能時間を算出する。
なお、本発明の目的は、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。この場合、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけに限らない。例えば、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS(基本システム或いはオペレーティングシステム)等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現されてもよい。
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる形態でもよい。この場合メモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施形態の機能が実現される。
本実施形態に係る電子機器の概略構成を示す図である。 本実施形態において装置本体で実行する使用可能時間表示と減電警告及び減電処理のタイミングを表す図である。 バッテリの放電特性の例を示す図である。 本実施形態において装置本体で実行する使用可能時間表示と減電警告及び減電処理のタイミングを表す図である。 従来の使用可能時間表示と減電処理のタイミングを表す図である。 本実施形態において装置本体で実行する処理のフローチャートである。
符号の説明
B バッテリ
1 バッテリセル
2 保護IC
3 電池電圧検出部
4 検出抵抗
5 記憶媒体
6 マイクロコンピュータ
6a 情報処理部
7 サーミスタ
8 マイクロコンピュータ
9 電源制御部
10 記憶媒体
11 表示部
100 装置本体

Claims (10)

  1. 充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器であって、
    前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定手段と、
    前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいかどうかを判断する判断手段と、
    前記判断手段によって前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいと判断される場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を演算する演算手段とを有することを特徴とする電子機器。
  2. 前記判断手段によって前記第1の電圧が前記第2の電圧以上と判断される場合には、前記演算手段は前記バッテリの放電可能容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を算出することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器であって、
    前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定手段と、
    前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
    前記温度検出手段にて検出される前記バッテリ温度が所定値より低いかどうかを判断する判断手段と、
    前記判断手段によって前記バッテリ温度が所定値より低い場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を演算する演算手段とを有することを特徴とする電子機器。
  4. 前記判断手段によって前記バッテリ温度が所定値以上と判断される場合には、前記演算手段は前記バッテリの放電可能容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を算出することを特徴とする請求項3に記載の電子機器。
  5. 充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器であって、
    前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定手段と、
    前記バッテリの放電レートを切り換える放電レート切換手段と、
    前記バッテリの放電レートが所定値以下であるかどうかを判断する判断手段と、
    前記判断手段によって前記バッテリの放電レートが所定値を越える場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を演算する演算手段とを有することを特徴とする電子機器。
  6. 前記判断手段によって前記電子機器の消費電力が所定値を越えない場合には、前記演算手段は前記バッテリの放電可能容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を算出することを特徴とする請求項5に記載の電子機器。
  7. 前記設定手段は、前記第1の電圧を前記充電可能容量のP%、前記第2の電圧を前記定格充電容量のQ%と設定したときに、P及びQはともに正の数であって、PがQよりも大きな値となるように設定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子機器。
  8. 充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器の制御方法であって、
    前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定ステップと、
    前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいかどうかを判断する判断ステップと、
    前記判断ステップによって前記第1の電圧が前記第2の電圧より小さいと判断される場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を算出する算出ステップとを有することを特徴とする電子機器の制御方法。
  9. 充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器の制御方法であって、
    前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定ステップと、
    温度検出手段によって前記バッテリの温度を検出する温度検出ステップと、
    前記温度検出手段にて検出される前記バッテリ温度が所定値より低いかどうかを判断する判断ステップと、
    前記判断ステップによって前記バッテリ温度が所定値より低い場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を算出する算出ステップとを有することを特徴とする電子機器の制御方法。
  10. 充電可能なバッテリにて動作可能な電子機器の制御方法であって、
    前記バッテリに対して実際に充電可能容量に基づいて設定され、残り使用可能時間がないことを示す処理を行う第1の電圧と、前記バッテリの定格充電容量に基づいて設定され、前記電子機器のシャットダウン処理を開始する第2の電圧とを設定する設定ステップと、
    前記バッテリの放電レートを切り換える放電レート切換ステップと、
    前記バッテリの放電レートが所定値以下であるかどうかを判断する判断ステップと、
    前記判断ステップによって前記バッテリの放電レートが所定値を越える場合には、前記バッテリの電圧が前記第2の電圧から前記第1の電圧までの前記バッテリの充電容量を前記バッテリの残容量から減算した容量に基づいて、前記電子機器の使用可能な残り時間を算出する算出ステップとを有することを特徴とする電子機器の制御方法。
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