JP3631023B2

JP3631023B2 - 電池容量表示装置

Info

Publication number: JP3631023B2
Application number: JP36113398A
Authority: JP
Inventors: 大谷　　博英
Original assignee: Tottori Sanyo Electric Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: JP2000181379A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池容量表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置は例えば特開平９−２１５２０９号公報に示されている。この公報によると、電池１１と、オンオフ制御にて電池１１を充電する充電器２０が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記装置では、電池１１の現在の電池容量が表示されない第１の欠点がある。そこで本発明者は、充電器２０に表示部を接続し、表示部にて電池容量を表示させる事を試みた。具体的には、充電開始から電池１１を常時充電し、電池容量が満充電時の９０％を越えると、オンオフにて充電していた。所定時間に対するオフ時間の合計の割合に１０％を乗じ、その値に９０％を加算した値を電池容量として求めた。
【０００４】
図４に示したオンオフ特性に於て、所定時間Ｔの間に、オフ時間を計測し、時刻Ａにて、電池容量を表示し、更に、次の所定時間Ｔの間にオフ時間を計測し、時刻Ｂにて、更新された電池容量を表示させていた。また、表示精度を上げるために、オンとオフを各々複数回継続してオフ時間を測定する必要があるので、所定時間Ｔは相当の時間（例えば約３０秒位）が必要である。その結果、時刻Ａを過ぎて時刻Ｂになるまでの間は、古いデータに基づく電池容量の表示がなされる第２の欠点がある。故に本発明はこの様な従来の欠点を考慮して、現時点のデータに基づく電池容量を速やかに表示できる電池容量表示装置を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明では、オン／オフのパルス充電を行う充電部と、該充電部により充電される二次電池の電池容量を表示する表示部と、前記二次電池の充電量が所定の閾値を越えた後のオン／オフ充電時に、所定時間Ｔの前記パルス充電のオフ時間の割合に基づいて前記二次電池の電池容量を計算し前記表示部に更新表示させる制御手段とを有する電池容量表示装置において、
前記制御手段は、ｔを正数、ｎを１以上の整数、Ｍ，Ｎを２以上の整数、Ｍ≧Ｎ、Ｔ＝ｔ×Ｎとし、ｔ時間経過する度に前記パルス充電のオフ時間Ｖ（１），Ｖ（２），・・・Ｖ（ｎ）（ｎは算出順を示す。）を算出し、Ｖ（Ｍ−Ｎ＋１）からＶ（Ｍ）までを加算した値をｔ×Ｍ時間経過後の前記所定時間Ｔのオフ時間として電池容量を計算し更新表示させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る電池容量表示装置１を図１のブロック図に従い説明する。図１に於て、プラグ２は２個の入力端子に、各々リード線が接続されたものを、絶縁体で包んだものであり、商用電源（交流１００Ｖ等）のコンセント（図示せず）に挿入されたり、離脱される。電源部３は例えばＡＣアダプタであり、トランスと、ブリッジ回路と、コンデンサ等により構成され、交流１００Ｖが入力すると、所定の直流電圧が出力するものである。
【００１０】
電圧制御部４は主に、充電制御回路５と電圧検出回路６等から成る。充電制御回路５は電源部３からの直流電圧の入力により、電池７に充電電圧を供給する。また、充電制御回路５は充電開始時から常時、電池７を充電し、電池７の端子電圧がしきい値以上になると、オンオフ制御にて、電池７を充電するものである。電圧検出回路６は、電池７の端子電圧を測定するものである。電圧制御部４の入力側は、電源部３の出力側に接続されている。
【００１１】
電池７は例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池又はニッケル・水素電池等の２次電池から成る。電池７は電圧制御部４の出力側の１つに接続されている。電圧シフト部８は例えばオペアンプと、複数の抵抗から成り、入力された電圧を所定の電圧値に変更し、出力するものである。電圧シフト部８の出力側は電圧制御部４に接続されている。
【００１２】
負荷部９は例えば、パーソナルコンピュータの表示部１０と、電源回路と、制御回路等であり、その入力側は、リード線１１を介して、電源部３の出力側に接続されている。表示部１０は例えば、液晶表示器や、複数の発光ダイオードから成る表示器等から成り、電池容量等を表示するものである。
【００１３】
制御部１２は例えばＭＰＵ等から成り、ＡＤＣ（アナログディジタル変換器）１３を内蔵しており、電池容量表示装置１全体の制御を行なう。
【００１４】
リード線１４は電圧制御部４の出力側の１つと、制御部１２を接続し、電源電圧が搬送される。リード線１５は電圧制御部４の出力側の１つと、制御部１２を接続し、電池７が定位置に設定されているか否かの信号が搬送される。リード線１６は負荷部９の入力側の１つと、制御部１２を接続している。制御部１２はリード線１６を介して表示部１０に、電池容量に係る信号を出力する。
【００１５】
カウンタ（ａ）１７と、カウンタ（ｂ）１８と、カウンタ（ｃ）１９と、カウンタ（ｄ）２０は各々、カウンタ機能付きのＲＡＭから成り、各々が制御部１２に接続されている。この様に、Ｎ個（上記説明ではＮ＝４）のカウンタが設けられている。
【００１６】
記憶部２１は例えばＲＯＭから成り、制御部１２の制御動作を定めるプログラムが記憶されている。また、記憶部２１は、電池７の端子電圧と電池容量のテーブルが記憶されている。上記テーブルは、各端子電圧に対する各電池容量を１対１で求めたものである。以上の部品により、電池容量表示装置１が構成されている。
【００１７】
次に、電池容量表示装置１の動作を、図１ないし図３に従い説明する。図２は上記装置１に於て、電圧制御部４がオンオフ制御している時のフローチャートであり、図３はその時のオンオフ特性図である。
【００１８】
まず使用者はプラグ２を電源コンセントに挿入すると、動作が開始する。電源部３は商用電源が入力されると、電圧制御部４に対し、所定の直流電圧を供給する。上記直流電圧はリード線１１を介して負荷部９に入力される。また、所定の電圧は、電圧制御部４からリード線１４を介して制御部１２に入力される。
【００１９】
電池７が定位置に設定されていると、電圧制御部４はリード線１５を介して制御部１２に「電池有」の信号を出力する。電圧制御部４は、上記動作開始時から常時、電池７を充電し続ける。
【００２０】
電圧制御部４を構成する電圧検出回路６は、電池７の端子電圧を検出し、その端子電圧を電圧シフト部８へ出力する。電圧シフト部８は上記端子電圧を所定の電圧に変更し、制御部１２へ出力する。
【００２１】
制御部１２を構成するＡＤＣ（アナログディジタル変換器）１３は、上記所定の電圧をディジタル値に変換する。制御部１２は記憶部２１に記憶されたテーブルから、上記ディジタル値（端子電圧）に対する電池容量を読取る。制御部１２はリード線１６を介して表示部１０に対し、上記電池容量を出力する。表示部１０は上記電池容量を表示する。
【００２２】
この様に、電池７を充電し続け、電圧検出回路６は電池７の端子電圧が閾値に到達した事を検出すると、電圧制御部４は、オンオフ制御にて、電池７を充電する。なお、電池７の端子電圧が閾値に達した時の電池容量をベース値と呼ぶ。電圧制御部４が行なうオンオフ制御の結果、所定時間Ｔ（図３参照）に対するオフ時間（電池７が充電されていない時間）の合計が占める割合から演算した値をオフセット値と呼ぶ。制御部１２は、上記ベース値とオフセット値の和を求め、その和を表示部１０に電池容量として表示させる。
【００２３】
例えば、ベース値を９０％になる様に、しきい値を決定すると、所定時間Ｔに対するオフ時間の合計が占める割合に１０（％）を乗じた値がオフセット値となる。ベース値９０％にオフセット値を加えたものが電池容量となる。
【００２４】
次に、上記オンオフ制御時の電池容量の表示動作を説明する。まず時刻Ｔ１に於て、制御部１２は４個のカウンタをゼロにクリアする（図２のステップＳ１）。従来の所定時間（計測時間）ＴをＮ個に分割し、（上記説明では４等分）、各分割時間をｔとする。カウンタ（ａ）１７と、カウンタ（ｂ）１８と、カウンタ（ｃ）１９と、カウンタ（ｄ）２０は各々時刻Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ２〜Ｔ３、Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ４〜Ｔ５に於て、充電電圧のオフ時間を計測する。
【００２５】
次に、時刻Ｔ５に達すると、制御部１２は、次のオフ時間を計測するカウンタとして、最も以前に使用したカウンタ（ａ）１７を決定する（Ｓ２）。そして制御部１２は、使用するカウンタ（ａ）１７をゼロにクリアする（Ｓ３）。
【００２６】
そして制御部１２は、分割時間ｔに於て、充電電圧のオフ時間を計測させる（Ｓ４）。即ち、制御部１２は、分割時間ｔ（時刻Ｔ５からＴ６までの間）を細分化し（例えば５ｍｓにサンプリングする）、各細分化した時間に於て、充電電圧がオフになっているものの数をカウンタ（ａ）１７をしてカウントさせ記憶させる。
【００２７】
次に制御部１２は４個のカウンタの合計を計算する（Ｓ５）。即ち制御部１２は、カウンタ（ｂ）１８により求められた時刻Ｔ２からＴ３までのオフ時間と、カウンタ（ｃ）１９により求められた時刻Ｔ３からＴ４までのオフ時間と、カウンタ（ｄ）２０により求められた時刻Ｔ４からＴ５までのオフ時間と、カウンタ（ａ）１７により求められた時刻Ｔ５からＴ６までのオフ時間の合計を計算する。
【００２８】
そして制御部１２は、所定時間Ｔに対する上記オフ時間の合計が占める割合を求める（Ｓ６）。次に、制御部１２は、上記割合に例えば１０（％）を乗じた値をオフセット値として求める（Ｓ７）。制御部１２は、ベース値（例えば９０％）に上記オフセット値を加算した値を電池容量として求め、時刻Ｔ６に於て、表示部１０をして、上記電池容量（例えば９８．０％）を表示させる（Ｓ８）。なお、時刻Ｔ５に於ける電池容量は例えば９７．６％である。
【００２９】
次に、時刻Ｔ６に達すると、制御部は、次のオフ時間を計測するカウンタとして、最も以前に使用したカウンタ（ｂ）１８を決定する（Ｓ２）。そして制御部１２は、使用するカウンタ（ｂ）１８をゼロにクリアする（Ｓ３）。
【００３０】
次に、制御部１２は、時刻Ｔ６からＴ７までの間、充電電圧のオフ時間を計測させる（Ｓ４）。そして制御部１２は、時刻Ｔ３からＴ７までの間に、４個のカウンタのオフ時間の合計を計算する（Ｓ５）。次に、制御部１２は、所定時間Ｔに対するオフ時間の合計の割合を求める（Ｓ６）。そして制御部１２は、上記割合に例えば１０（％）を乗じた値をオフセット値として求める（Ｓ７）。
【００３１】
次に、制御部１２は、ベース値に上記オフセット値を加算した値を電池容量として求め、時刻Ｔ７に於て表示部１０をして、上記電池容量（例えば９８．２％）を表示させる（Ｓ８）。
【００３２】
同様の動作（Ｓ２からＳ８まで）の行ない、制御部１２は表示部１０をして、時刻Ｔ８に於て、電池容量として９８．４％を、時刻Ｔ９に於て、電池容量として９８．６％を表示させる。なお、図３では時刻Ｔ９までしか図示していないが制御部１２は時刻Ｔ９を過ぎても、Ｓ２からＳ８の動作を繰り返し、表示部１０をして、更新した電池容量を遂次、表示させる。
【００３３】
以上の動作をまとめると、制御部１２は、オフ時間の更新（Ｓ３とＳ４）に従い、分割時間（ｔ）経過時（例えば時刻Ｔ６）に、電池容量を更新し（Ｓ７であり、例えば９７．６％を９８．０％に更新する）、表示させる（Ｓ８）。
【００３４】
詳細に説明すると、制御部１２は、最古のオフ時間（例えば時刻Ｔ１からＴ２までの間に、カウンタ（ａ）１７がカウントしたオフ時間）を消去する。そして制御部１２は、現在のオフ時間（例えば時刻Ｔ２からＴ５までの間に、カウンタ（ｂ）１８とカウンタ（ｃ）１９とカウンタ（ｄ）２０がカウントしたオフ時間）と、更新したオフ時間（例えば時刻Ｔ５からＴ６までの間に、カウンタ（ａ）１７がカウントしたオフ時間）の合計を求める（Ｓ５）。
【００３５】
制御部１２は、所定時間Ｔに対する上記オフ時間の合計が占める割合を求め（Ｓ６）、その割合に従い、電池容量を求め（Ｓ７）、その電池容量を表示させる（Ｓ８）。
【００３６】
即ち、各カウンタ１７、１８、１９、２０は例えば時刻Ｔ１からＴ５までの間に、各オフ時間を計測し、制御部１２は、最も古くから計測したカウンタ（例えばカウンタ（ａ）１７）のオフ時間を消去する。そして、制御部１２は、そのカウンタ（ａ）１７に、更新したオフ時間（例えば時刻Ｔ５からＴ６までの間の）を計測させる。
【００３７】
【発明の効果】
上述の様に請求項１の本発明では、制御部は所定時間をＮ個に分割し、各分割時間に於て、各オフ時間を求め、オフ時間の更新に従い、分割時間経過後に、電池容量を更新し表示させる。この様に、所定時間をＮ個に分割した分割時間経過後に、更新した電池容量を表示させるので、現時点のデータに基づく電池容量を速やかに表示できる。即ち、電池容量の表示に係る更新時間が従来の１／Ｎに短縮出来る。また、上記所定時間は従来通りであるので、オンとオフを継続して繰り返すので、オフ時間を正確に測定でき、正確な電池容量を得る事が出来る。
【００３８】
請求項２の本発明では、制御部は最古のオフ時間を消去し、現在のオフ時間と更新したオフ時間の合計を求め、所定時間に対する合計が占める割合を求め、この割合に従い、電池容量を表示させる。この様に最古のオフ時間を消去し、更新したオフ時間を求めるので、時間計測が容易となり、簡単な構成で済む。
【００３９】
請求項３の本発明では、Ｎ個のカウンタを設け、各カウンタは各オフ時間を計測し、制御部は、最も古くから計測したカウンタのオフ時間を消去し、該カウンタに更新したオフ時間を計測させる。この様に、オフ時間を消去し、更新するカウンタは最も古くから計測したものとし、その他のカウンタ（現在のオフ時間を計測するもの）の計測順序は問わないので、簡単な構成で済み、コストが安くなる。
【００４０】
請求項４の本発明では、電圧制御部は電池の端子電圧を測定し、端子電圧と電池容量のテーブルを記憶する記憶部を設け、制御部は、測定された出力電圧とテーブルに従い、表示部をして、電池容量を表示させる。この様に、端子電圧と電池容量のテーブルと、測定された出力電圧により、電池容量を得るので、より正確な電池容量が得られ、表示精度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電池容量表示装置１のブロック図である。
【図２】上記電池容量表示装置１に於て、オンオフ制御中のフローチャートである。
【図３】上記電池容量表示装置１に於て、充電電圧のオンオフ特性である。
【図４】従来の電池容量表示装置に於て、充電電圧のオンオフ特性である。
【符号の説明】
４電圧制御部
７電池
１０表示部
１２制御部

Claims

オン／オフのパルス充電を行う充電部と、該充電部により充電される二次電池の電池容量を表示する表示部と、前記二次電池の充電量が所定の閾値を越えた後のオン／オフ充電時に、所定時間Ｔの前記パルス充電のオフ時間の割合に基づいて前記二次電池の電池容量を計算し前記表示部に更新表示させる制御手段とを有する電池容量表示装置において、
前記制御手段は、ｔを正数、ｎを１以上の整数、Ｍ，Ｎを２以上の整数、Ｍ≧Ｎ、Ｔ＝ｔ×Ｎとし、ｔ時間経過する度に前記パルス充電のオフ時間Ｖ（１），Ｖ（２），・・・Ｖ（ｎ）（ｎは算出順を示す。）を算出し、Ｖ（Ｍ−Ｎ＋１）からＶ（Ｍ）までを加算した値をｔ×Ｍ時間経過後の前記所定時間Ｔのオフ時間として電池容量を計算し更新表示させる事を特徴とする電池容量表示装置。