JP2575126B2 - 電子機器 - Google Patents

電子機器

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JP2575126B2
JP2575126B2 JP62046767A JP4676787A JP2575126B2 JP 2575126 B2 JP2575126 B2 JP 2575126B2 JP 62046767 A JP62046767 A JP 62046767A JP 4676787 A JP4676787 A JP 4676787A JP 2575126 B2 JP2575126 B2 JP 2575126B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電池の残存使用時間を表示することが可能な
電子機器に関する。
〔従来の技術〕
一般に、電池を電源とする従来の機器において、電池
の残存時間を認知するためには、電池の電圧が所定値以
下になったときに表示部の点滅、あるいは何らかの警告
表示がなされるものが考えられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが電池の残存使用可能時間は使用者の経験から
判断しなければなず、電池の電力消費が一定でない場合
は正確な電池の残存使用可能時間を知ることは難しいと
いう問題点があった。
そこで、本発明の目的はこのような問題点を解決し、
正確な電池の残存使用可能時間を知ることができる電子
機器を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
このような目的を達成するために、本発明は電池から
給電可能な電子機器において、電池が電流の供給を開始
した時点から電池が供給する電流の大きさを予め定めら
れた時間毎に検出する検出手段と、当該検出された電流
の大きさの平均値を演算する第1の演算手段と、電池が
電流の供給を開始した時点から検出手段が電流の大きさ
を検出する時点までの時間を計測するタイマと、第1の
演算手段により求められた電流の大きさの平均値および
タイマにより計測された時間により電池の使用可能な残
存時間を演算する第2の演算手段と、当該演算された電
池の使用可能な残存時間を表示する表示手段とを具えた
ことを特徴とする。
〔作用〕
本発明は、電池が供給する電流の大きさ例えば電圧値
を検出手段により検出し、電池の使用を開始した時点か
らの測定電圧の平均を第1の演算手段により求める。ま
た、電池が電流の使用を開始した時点から電池の電圧が
測定された時点までの経過時間をタイマにより求める。
この電圧平均値と経過時間により電池の残存時間を第2
の演算手段により計算し、表示手段に電池の残存使用時
間を表示するようにしたので操作者は正確な電池の残存
使用可能時間を知ることができる。
〔実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明実施例における構成の一例を示す。
第1図において、1は温度検出部であり、例えばポー
タブルコンピュータを駆動する電池の充電状態を確認す
るために、電池の温度を検出する。この温度検出部とし
てはサーモスタットなどの温度センサを用いたものが知
られている。2は指定された間隔で電圧を測定するとこ
ろの電圧検出部である。
3は演算処理装置(CPU)であり、CPU部3は第4図も
しくは第6図に示す制御手順を実行し、残存する使用可
能時間を計算する。4はメモリ部であり、メモリ部4は
CPU部3により行なわれる演算値例えば残存する使用可
能時間の移動平均値を求める場合に用いる累積値、平均
値を求めるための項数、項数毎の差分値、最新の測定値
を記憶する。さらにメモリ部4には第4図もしくは第6
図に示す制御手順および電池の時間−電圧特性をあらか
じめ記憶している。5は表示部であり、表示部5はCPU
部3により計算された残存使用可能時間を表示する。
次にこのような構成における本発明実施例の動作を説
明する。
本発明は所定の使用条件下で定まる電池の時間−電圧
特性をメモリ部に記憶しておく。そして所定時間毎に電
圧検出部2より得られる電圧と、メモリ部4に記憶され
た電池の時間−電圧特性から得られる測定時点の特性電
圧との差分を求め、この差分の影響を考慮して電池の残
存時間を求めようとするものである。
温度検出部1において電池の温度を検出し検出した温
度データS1をCPU部3に送る。CPU部3はこの温度データ
により電池が充電されたか否かの確認を行っている。
充電の確認後に電圧検出部2が検出した電圧情報を一
定時間間隔でCPU部3が読み取る。そして、CPU部3はメ
モリ部4から残存使用可能時間の計算に必要な情報をと
り出し、残存使用可能時間の計算を行う。CPU部3がこ
の計算を行うと表示部5に計算された残存時間に関する
表示情報が送られ、残存時間が表示部5に表示される。
第2図は本発明実施例における電池の時間−電圧特性
を模式的に示す。
第2図において、6は特性曲線であり、特性曲線6は
所定の電力消費の基に電池の使用時間と電池の電圧の関
係が判明している電池の特性曲線である。7は特性曲線
であり、特性曲線7は一般的にプリンタを接続使用した
ときなど不規則な環境変化があった場合の電池の起電力
の変動を模式的に表わした特性曲線である。
第3図は本発明実施例における特性曲線7の時系列的
な変動の一例を示す。
第3図において、a1、a1、…、a5はそれぞれ、t1、
…、t5時点における特性曲線7の測定電圧値と特性曲線
6の特性電圧値との差分値を示す。
例えば電池の充電が確認されてから時間t5を経過した
時点で残存時間を計算する場合について説明する。
時間t0〜t5における特性曲線6と特性曲線7とのずれ
は各時点における特性曲線6の電圧値と特性曲線7の電
圧値との差分平均値を取ることで求められる。この差分
平均AV5は次式により計算することができる。
ここでViは経過時間Tiに対応する特性曲線6の電圧値
であり、V′iは経過時間Tiに対応する特性曲線7の電
圧値である。したがって時間t5における電池の平均電圧
AV5は AV5=V5− (2) とみなすことができる。
そこで、特性曲線6における電圧AV5の値に相当する
時間をt′とすると残存使用時間Tは、 T=Te−t′ (3) により求まる。なおTeは電池の最大使用時間である。
このようにt5における残存時間の計算式について説明
したが、上述した(1)式〜(3)式を任意の時間Tnに
対応させると次式のようになる。
AVn=Vn− (5) T=Te−t′(n) (6) (なお、t′(n)は曲線6における平均電圧AVnに対応す
る時間) このような計算式に基づいてCPU部3により残存時間
を計算する手順を第4図に示す。
第4図において、電池の充電が不図示の充電回路によ
り実施されるとCPU3は温度検出部1から検出した電池の
温度が充電完了時に相当する温度になったか否かを検出
する(ステップS1〜S2)。尚充電回路のスイッチのオン
・オフ信号と連動させて充電の終了時点をステップS2に
おいて判断してもよい。
充電完了が確認されると、この時点から電池の使用時
間を計時するためにタイマ3−1を“0"にセットする。
このタイマ3−1は専用タイマを設けてよいし、CPU部
3のクロックを計数してもよい。次に後述の計算に用い
られる各レジスタを初期化する(ステップS3)。
次に電圧検出部2が検出したこの時点の電池の電圧
V′(0)をCPU部3が読み取る(ステップS4)。メモ
リ部4は予め特性曲線6における所定時間t0〜teに対応
する電圧値をテーブルとして記憶しているのでこのメモ
リ部4から経過時間t0に相当する電圧値V0を読み取る
(ステップS5)。
測定電圧V0′および読み取り電圧V0より差分a0を求
め、差分の積算値を記憶するレジスタTOTALに差分a0を
加算する(ステップS6)、次に測定電圧V0をメモリ部4
に記憶する(ステップS7)。
次に電池の電圧値をサンプリングするための所定時間
の経過をタイマ3−1の値によりCPU部3が確認すると
(ステップS8)、CPU部3は電圧サンプリング回数を表
すカウンタiに1を加える。そしてCPU部3は電池の電
圧およびこの時点における特性曲線6の電圧を読み取
り、差分aiを計算すると共に差分累計TOTALを求める
(ステップS9〜S12)。
この差分累計が求まると、平均電圧AViを(4)式に
基いて計算し、この値をレジスタHEIKINに格納してお
く。そしてこの現時点までの平均電圧AViに対応する特
性曲線6における時間t′nをメモリ部4のテーブルを
参照から抽出する(ステップS13〜S15)。
この抽出手順はよく知られているが一例を簡単に紹介
する。まず電圧測定時点におけるタイマ3−1の値に対
応する特性曲線6の電圧値Viを読み取り、この読み取り
電圧Viと平均値電圧Viの大小を比較する。このときの平
均値電圧AViは読み取り電圧Viより小さいので以下昇順
に時間i,k,l,…に対応する電圧Vj,Vk,…をメモリ部4か
ら読み取る。そして平均電圧AViが読み取り電圧より大
きくなったときの時間を特性曲線6における時間t′n
とすることができる。なお、特性曲線を時間と電圧の関
係式として平均電圧に相当する時間を解いてもよい。
このように求めた時間t′nと曲線6において予め定
まった電池の最大使用時間Teを基に(6)式により残存
時間Tを求めることができる(ステップS16)。
そして、この残存使用時間Tを表示部5に表示してス
テップS8に戻り、上述の手順を繰り返す。
このような手順をCPU3が繰り返すことにより、電池の
充電が行なわれる毎に所定時間経過毎に表示部5には正
確な残存使用時間が表示されることになる。
第5図は本発明第2の実施例における原理を示す。
尚第2図と同一の箇所には同一の番号を付している。
本実施例は充電開始から所定時間間隔毎に測定した電圧
と、その時点における予め定められた電池の特性曲線6
における電圧との差分平均HEIKINを求め、第5図に示す
ように特性曲線6を差分平均HEIKINだけ平行移動した特
性曲線8を作成する。そして機器使用に耐える電池の最
低電圧Veに対応する特性曲線8についての最大使用時間
Te′から残存使用時間を求めようとするものである。
なお、本実施例は第1図に示す構成とほぼ同一とする
ことができるが後述の計算処理を行うためのカウンタや
計算値を格納する領域をメモリ部4に新たに設けている
点のみが異なる。
第6図は本発明第2の実施例におけるCPU部3の処理
手順の一例を示す。
第6図において、まずステップS21において、残存時
間の表示時刻になると、充電完了時点から現時点までの
電圧変動差の平均HEIKINを求める。この平均値は上述し
たように第4図に示したステップS1〜S13までの処理を
実行することにより求めることができる。
次に現時点の時間をCPU部3内のカウンタに格納する
(ステップS22)。
そして、時間J(現時点ではタイマ3−1が示す値)
における特性曲線8における電圧値VVをVV=VJ−HEIKIN
により求める(ステップS23〜S23)。なお、VJは時点J
における特性曲線6の電圧値である。
このようにして求めた特性曲線8における電圧値VVが
電池の使用最低電圧以下となるまでステップS23→S24→
S25→S26の手順を繰り返す。
ステップS25において、電圧値VVが電池の使用最低電
圧値以下と判断されたときのカウンタJの値が最大使用
可能時間を示すので現時点のタイマ3−1の値とカウン
タJの値を用いて電池の残存使用時間TをT=(J−現
在のタイマ値)の演算により求める(ステップS27)。
そしてこの電池の残存使用時間Tを表示部5に表示し
て本制御処理手順を終了する。以下、第4図示のステッ
プS8に戻り、上述の手順を繰り返し、表示時刻になる毎
に残存使用時間を表示することができる。
なお、表示部5は液晶表示器などのように数字表示可
能なものから残存使用時間に応じた数の発光ダイオード
やランプを点灯するものまで必要とする時間精度に応じ
て使い分ければよい。
また本実施例ではCPU部3とメモリ部4を分けた構成
としているがCPU部3とメモリ部4をチップ化したマイ
クロコンピュータを用いてもよい。
本実施例は上述したように各時間毎に変動した電圧値
の差分平均を基に残存平均時間を計算しているので使用
環境の変動によって一時的に電池電圧が極端に不規則に
低下しても、その影響を受けることなく、電池特性に沿
って平滑化された電池の残存使用時間を求めることがで
きる。
またさらには本実施例においては充電型の電池につい
て残存使用時間を求めたが、交換使用する乾電池におい
ても本発明を適用できる。このときは電源投入後から第
4図示のステップS3から実行すればよい。そして本実施
例についてはポータブルコンピュータを例に取り説明し
たが、充電型のハンドクリーナー、ひげそり等にも本発
明を用いて電池の寿命や充電の警告を促すことができる
ことは言うまでもない。
さらに本実施例では電池の電圧値を残存時間の予測に
用いたが電池の電流値を用いてもよいことは勿論であ
る。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明を用いることによって
電池の残存使用時間を知ることができるので、プリンタ
接続などの電力消費の大きい機器の使用によって電池が
消耗し、稼動中のコンピュータが停止してしまう事態を
も避けることが可能となる。また、複数の電子機器使用
による電池の不規則な電力消耗度の変化も逐次修正する
のでより精度の高い残存使用時間の推定値を得ることが
できる。さらにまた、計算された残存使用時間を一定間
隔で表示することも可能となるので、操作者が電池の充
電を忘れていた場合にも電池の状態の認識や電池の残存
使用時間に応じた機器の使用手順を考えることができる
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例における構成の一例を示すブロッ
ク図、 第2図は本発明実施例における電池の電圧−時間特性の
一例を表わす説明図、 第3図は本発明実施例における原理を示す説明図、 第4図は本発明実施例のCPU部3の処理手順の一例を示
すフローチャート、 第5図は本発明第2の実施例における残存時間の計算原
理を示す説明図である。 第6図は本発明第2の実施例におけるCPU部3の処理手
順を示すフローチャートである。 1……温度検出部、 2……電圧検出部、 3……CPU、 4……メモリ、 5……表示部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池から給電可能な電子機器において、 前記電池が電流の供給を開始した時点から前記電池が供
    給する電流の大きさを予め定められた時間毎に検出する
    検出手段と、 当該検出された電流の大きさの平均値を演算する第1の
    演算手段と、 前記電池が電流の供給を開始した時点から前記検出手段
    が電流の大きさを検出する時点までの時間を計測するタ
    イマと、 前記第1の演算手段により求められた前記電流の大きさ
    の平均値および前記タイマにより計測された時間により
    前記電池の使用可能な残存時間を演算する第2の演算手
    段と、 当該演算された前記電池の使用可能な残存時間を表示す
    る表示手段と を具えたことを特徴とする電子機器。
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