JP3872679B2 - 電池パック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話や携帯情報機器の様な携帯式の小型電気機器およびその小型電気機器を複数台使用したデータ処理システム並びに各小型電気機器に使用する電池パックであって、特に内蔵する二次電池の容量変化を検出を可能としたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種小型電気機器における電池の残量表示は、電源として備えた二次電池の電池電圧を検出し、その電池電圧の大小に対応させて電池の現在容量を、電気機器の本体ケース上に備えたディスプレイ上で複数の段階表示するものが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら携帯電話にあっては、会話を伴う通話時以外はバッグ等に収納されたまま保管されることが多い。更に近年、携帯電話を使用して楽曲等のデータをダウンロードすることも行われるが、かかる動作は比較的長時間を要し、電池の容量が減少したことを気づかずに動作させ続けた結果、知らない間に電池の容量不足となってデータ通信が中断する恐れもつよい。
【０００４】
本発明はかかる不都合に鑑みてなされたものであって、胸ポケット等に入れて表示確認が頻繁に行われる携帯情報機器との間におけるデータの通信機能を備え、その携帯情報機器上で小型電気機器の電池残量に関する情報表示を行わせることにより、データ処理中における電池の容量不足が未然に把握できる携帯式の小型電気機器を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は更に、上記した機能を備えた複数台の小型電気機器を組み合わせることにより、各小型電気機器が連係したデータ処理を可能とするデータ処理システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は更にまた、電池パックそれ自体に通信機能を備えることにより、小型電気機器の動作の如何に拘らず、電池容量に関する情報を取得できる電池パックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる携帯式の小型電気機器３は、図１にその全体的な構成を概略的に示す如く、二次電池１１を駆動電源とする携帯電話としてのデータ通信機能の様な機能手段５と、二次電池１１における残容量の様な容量変化を検出可能とする電池容量検出手段２と、データ処理機能を備えた外部機器８との間でデータの受け渡しを可能とする通信手段１とを備えている。
【０００８】
そして、電池容量検出手段２で検出された電池容量に関する報知情報７を、通信手段１・１ａを介して外部機器８に送出可能とし、その外部機器８側では受け取った報知情報７に対応したデータ処理を可能としたことを特徴とする。
【０００９】
報知情報７は電池残量に関する情報であって、外部機器７は表示手段９を備え、受け取った報知情報７に対応した残量表示を可能とするポケットタイプのパソコン装置の様な携帯情報機器が使用される。
【００１０】
また前記した報知情報７は、予め設定された条件が満足されると、外部機器８に対して自動的に送出される様に構成することもできるし、外部機器８側から送られる命令に対応して送出される様にしてもよい。
【００１１】
また機能手段５は複数種類あって、電池容量検出手段２で検出された二次電池１１の残容量で各機能手段５を駆動した場合における駆動可能量を算出可能とする演算手段６を更に備え、その演算手段６における演算結果を含む報知情報７を、通信手段１・１ａを介して外部機器８側に送出可能とすることもできる。
【００１２】
更に、二次電池１１と通信手段１とを電池ケース１８内に一体に収納した図２に例示する電池パック３６を構成し、小型電気機器の本体ケース１２に対して着脱自在に接続される様に構成することも可能である。また電池ケース１２内に、電池容量検出手段２と、その電池容量検出手段２で検出された電池容量に関する情報を保存可能とする記憶手段４とを同時に収納することもできる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明は上記の如く、胸ポケット等に入れて表示確認が行われるポケットタイプのパソコン装置の様な外部機器８との間におけるデータの通信機能を備え、その外部機器上で小型電気機器３の電池残量に関する情報表示を始めとする各種のデータ処理動作を行わせることにより、小型電気機器３のデータ処理中における電池の容量不足が簡易に把握できるとともに、的確な対応が容易にできる。
【００１４】
本発明は更に、上記した機能を備えた複数台の小型電気機器を組み合わせることにより、各小型電気機器を連係させたデータ処理が可能となる。
【００１５】
本発明は更にまた、電池パックそれ自体に通信機能を備えることにより、小型電気機器の動作の如何に拘らず、電池容量に関する情報を、電池パック単独でやり取りできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図２〜図４に例示する如く、携帯電話１０とポケットタイプのパソコン装置５０とを小型電気機器として使用したデータ処理システムに本発明を実施した一例を示すがこれに限らず、二次電池１１を駆動電源として使用した各種の小型電気機器に対しても略同様に実施できることは勿論である。
【００１７】
携帯電話１０は、図２にその外観形状を示す如く、扁平な矩形箱状の本体ケース１２の正面側に、液晶表示板による表示画面１３およびスピーカ１４からなる表示部１５と、キーボード３３およびマイク３４からなる操作部１７とを備える。更に裏面側には、電池ケース１８内に二次電池１１を内蔵した電池パック３６を、電極３５を介して着脱自在に取り付けるとともに、本体ケース１２と電池ケース１８の内部に分散して電子回路１６を収納している。
【００１８】
一方、パソコン装置５０は、携帯可能な大きさの矩形箱状に形成した本体ケース５１の正面側中央に液晶表示板からなる表示部５２を設け、更に表示部５１の前面を覆うタッチパネル５３と、表示部５１の下方に配置された押しボタンスイッチ５４とで操作部５５を構成している。更に、本体ケース５１の内部にはマイクロプロセッサで動作する制御部５６を備えるが、その構成は従来のパソコン装置と略同様なので、以下においては異なる部分のみを説明し、詳細な回路構成に関する説明は省略する。
【００１９】
図３は、携帯電話１０に内蔵する電子回路１６がハードウェアとして備える機能を模式的に示したものであって、携帯電話としての基本的な送受機能を備えた送受信部１９に加え、１チップマイコンを制御の中心に備えた制御部２０および記憶部２１に格納されたソフトウェアを利用した制御動作によって、後記する各種の機能を実現している。なお、携帯電話としての基本的な回路構成は従来の多機能電話と略同様なので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
本実施例にあっては、上記した電池ケース１８内に二次電池１１の残量監視部２２を備え、二次電池１１における残容量をリアルタイムで正確に把握可能とし、その検出した電池残容量に関するデータに基づいて、後記する各種の制御動作を実行できる様にしている。
【００２１】
ここで図４は、図３における電池残量監視部２２の構成を明確にするため、電池ケース１８内の二次電池１１に対する充放電に関する構成を中心に表したブロック図である。二次電池１１からの出力電圧は、制御回路２３でその動作が制御される放電回路２４を介して上記した各部に印加されることにより、通常は二次電池１１を駆動電源として電子回路１６は動作する。
【００２２】
また、商用交流電源２５から出力される１００〜２００Ｖの商用交流電圧は、ＡＣ−ＤＣコンバータ２６により低圧の直流電圧に変換されたのち、本体ケース１２の下面に備えた着脱自在なコネクタ２７を介し、本体ケース１２内の電子回路１６に印加される。
【００２３】
この本体ケース１２の外部から送られる直流電圧は、二次電池１１に代えて電子回路１６の各部に駆動電力を供給可能とすると同時に、制御回路２３で制御される充電回路２８によって充電電圧および充電電流を制御しながら二次電池１１に印加することにより、上記した放電回路２４と連動して二次電池１１における正確な電池残容量を把握しながら、所定の充電率まで二次電池１１を充電可能とする。
【００２４】
電池残量監視部２２は、充電電流の大きさを検出可能とする充電電流センサ２９を充電回路２８に、放電電流の大きさを検出可能とする放電電流センサ３０を放電回路２４に各々設けるとともに、電池残量監視部２２の全体を制御する制御回路２３を備え、各センサ２９・３０による検出値に基づいて二次電池１１に対する充放電量を制御すると同時に、例えば検出した充放電電流を積算することにより、現在の電池残容量をリアルタイムで算出可能とする。
【００２５】
本実施例にあっては更に、電池ケース１８内に記憶回路３１と温度センサ３２を一体に内蔵し、記憶回路３１に備えた電池の特性情報と、温度センサ３２による電池表面における温度変化情報に基づき、前記した積算による電池残量を補正するとともに、電池残量に関する報知情報７を保存可能とする。
【００２６】
ここで記憶回路３１は、フラッシュメモリあるいは電池でバックアップされたＲＡＭの様な書き換え可能な記憶素子を備え、その記憶素子に対するデータの書き込みおよび読み出しを可能とする必要最小限に抑制された回路構成をとる。
【００２７】
更に記憶回路３１内には、内蔵する二次電池１１を構成する素電池の負荷特性、温度特性あるいは劣化特性の様な充放電量を計算するの必要な電池の特性情報や、充放電中における電池残量およびその時点の時刻の様に、充放電中は勿論、電池ケース１８を本体ケース１２から取り外したのちも電池の残容量の変化を推測するのに必要な報知情報７が含まれるが、記憶回路３１の構成および記憶内容は限定されるものではない。
【００２８】
一方、制御回路２３には、電池の電池残量を検出するためのアルゴリズムが格納されている。かかるアルゴリズムとしては、電池電圧が下限値を下回った完全放電時にその残容量を０％とし、満充電の検出時にその残容量を１００％に絶対補正するとともに、その間における残容量は充放電量を積算して行くことにより算出されるが、その電池残量の検出方法は限定されるものではない。
【００２９】
例えば、満充電時の検出方法として、電池温度の時間変化率がある設定値以上になった時点とする方法、電池電圧が上昇後下降に転じて更にある設定値以上降下した時点とする方法、電池電圧の時間に対する二次微分が充電量１００％に近い領域で正から負に変化した時点とする方法など、そのシステムに最適なアルゴリズムが採用される。
【００３０】
更に、電池ケース１８中の記憶回路３１に格納した電池特性情報を利用し、前記した満充電の検出と充放電量の積算動作を、実際に使用している二次電池１１に対応させて行わせる。また、算出された電池残容量とその時刻は絶えず記憶回路３１中に記憶されており、例えば電池ケース１８を本体ケース１２から一旦外して再度取り付けた場合にあっては、取り外し中の経過時間と放電特性とから自己放電量を推測し、電池ケース１８の取り外し前の電池残容量から自己放電量を引いて現在容量の補正を行う。
【００３１】
本発明は上記した構成にあって更に、図３の如く、「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ」の様な、短距離の無線状態によるデータ通信を可能とする汎用的なデータ通信部３７・５７を携帯電話１０およびパソコン装置５０の両者に備え、互いにデータの受け渡しを可能としたことを特徴とする。
【００３２】
そして、パソコン装置５０における操作部５５からのデータ入力に対応し、データ通信部５７を介して携帯電話１０側に所定のデータを送り、あるいは携帯電話１０側からデータ通信部３７を介して送られる報知情報７に対応した表示を、表示部５２の液晶表示板上で可能とする。
【００３３】
例えば、パソコン装置５０側から携帯電話１０に対して電池残量に関する報知情報７の送出を要求する命令を送って強制的に、あるいは電池残量が設定値を下回る様な所定の条件が満足されると自動的に、携帯電話１０から二次電池１１の現在容量に関する報知情報７がパソコン装置５０側に向けて送られる。
【００３４】
するとその報知情報７を受け取ったパソコン装置５０側では、例えば携帯電話１０側における二次電池１１の電池容量が減少していることを判断すると、データの保存処理等の必要な動作が連動して行われるとともに、電池残量の減少状態に対応した警報表示が表示部５２上でなされるのである。
【００３５】
更に、データ通信部３７を電池パック３６内に一体に収納しているため、パソコン装置５０とのデータの受け渡し動作は、携帯電話１０として動作している期間中は勿論、電池パック３６を本体ケース１２から取り出した状態にあっても、制御回路２３によって、記憶回路３１から必要なデータが取り出され、電池パック単独でデータの受け渡しが実行される。
【００３６】
次に、ソフトウェアを使用して実現される携帯電話１０の機能としては、通常の携帯電話１０としての送受話機能に加えて、次の様なものが用意されている。例えば、インターネット回線に接続して情報を検索する機能、音楽・映像あるいはプログラムの様な各種情報を記憶部２１にダウンロードする機能、記憶部２１にダウンロードした情報を実行する機能、商品の購入や銀行取引の様な所定の商行為をする機能であるが、その機能の内容は限定されるものではない。
【００３７】
ところで携帯電話１０は一般的に、上記した様に待ち受け受信や音声による通話といった携帯電話としての基本的な機能に加えて、インターネット回線へ接続したデータ通信動作、データのダウンロード、音楽の記録再生、画像の記録再生、ゲーム等のプログラム実行の様な付加機能が設けられているが、各機能の実行時に動作する回路部分あるいはＣＰＵの使用率等が異なっているために、選択した機能を実行するのに必要な単位時間当りの電力量も異なる。
【００３８】
しかしながら、使用する機能が特定されれば単位時間当たりに必要な電力量が決まり、その時の電池残量から該当の機能を実行可能な時間も推測できる。また、音楽や映像であれば１つの曲の様な単位となる時間が、データのダウンロードであれば、通信速度とデータのバイト数からダウンロードするのに必要な時間が予測される。
【００３９】
そこで携帯電話１０にあっては更に、前記した各機能を実行する際に、図５の様に、上記した電池残量監視部２２で把握される二次電池１１の残容量と連動させた以下の様な各モードに対応させた動作を、手動あるいは自動的にさせる様に構成している。なお以下の各モードは、単独に実行することも可能であるし、関連する動作を互いに連動して行うこともできる。
【００４０】
第１のモードとしては、上記した各種の機能について、現在の電池残容量であればどの程度の時間継続して実行できるかを報知可能とする「報知モード」である。その際、音楽や映像の再生であれば、使用可能時間に加えて、再生可能な曲数の様な直感的に判りやすい方法でも表示される。もし単位となるデータの一部しか実行できないことが判断される場合であれば、その旨の警告表示も同時になされる。
【００４１】
第２のモードとしては、選択した機能を全て実行するのに電池の残容量が不足すると判断された場合に、その機能を実行するのに重要度が低いと思われる機能から順番に停止あるいは能力を落として節電を図る「節電モード」である。
【００４２】
例えば、音楽の再生中やダウンロード中にあっては表示部１５における画像表示は基本的には必要ない。そこで、液晶表示板のバックライトの様な表示に不要な動作の内で重要度の低いものから順番に停止あるいは機能を低下させることによって省電力化を図り、動作可能時間の延長を可能とするのである。
【００４３】
第３のモードとしては、選択した機能の最小単位を完了しない前に二次電池１１の残量不足でその動作継続が不能となった場合に、二次電池１１を取り替え或いは充電を行った後に、中断した部分から再開して完了させる「継続モード」である。
【００４４】
例えばデータのダウンロード途中に中断した場合にあっては、最初からダウンロードを行わせるのではなく、残りのデータのみをダウンロードし、既にダウンロード済みのデータと結合可能とする。
【００４５】
第４のモードとしては、外出等する場合にあって、動作を必要とする機能を全うするのに二次電池１１の残容量が不足することが上記した「報知モード」により判定された場合、その機能を実行するのに不足する充電量に対応させた充電制御を可能とする「充電量制御モード」である。
【００４６】
そして、ハンディタイプのパソコン装置５０は更に、上記した様な残量等の表示に加えて、携帯電話１０をバック等に収納して離間した位置に配置した場合におけるリモコン端末として利用可能としている。この場合にあっては、上記した各操作モードに対応した操作画面をパソコン装置５０側の表示部５２で表現するとともに、その操作部５５の操作に対応して携帯電話１０を遠隔操作し、あるいは電池の現在容量に関する情報を含めた携帯電話１０の動作状況を示すデータを受け取って、表示部５２上で表示可能とする。
【００４７】
なお、かかる遠隔操作の機能は、小型電気機器がＣＤプレイヤーの様に独自の表示部を備えないか小さい場合に有効である。また図示例では２台の小型電気機器を連係して動作させる例を示したが、３台以上の小型電気機器を用い、各電気機器間でデータの受け渡しをしながら所定のデータ処理をさせることもできる。
【００４８】
また、電池ケース１８内に二次電池１１に加えて、電池残量監視部２２とデータ通信部１を同時に収納した例を示したが、二次電池１１のみを収納した場合など、電池パック３６として二次電池１１と一体に収納する電子回路部分の構成は限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成の基本的な構成を示す概略図である。
【図２】本発明を携帯電話とパソコン装置からなるデータ処理システムに実施した一例を示す斜視図である。
【図３】電子回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】電池残量監視部の構成を示すブロック図である。
【図５】電池残量監視部を使用して行われる動作モードを示す説明図である。
【符号の説明】
１ 通信手段
２ 電池容量検出手段
３ 小型電気機器
４ 記憶手段
５ 機能手段
６ 演算手段
７ 報知情報
８ 外部機器
９ 外部機器の表示手段
１０ 携帯電話
１１ 二次電池
１２ 本体ケース
１３ 表示画面
１４ スピーカ
１５ 表示部
１６ 電子回路
１７ 操作部
１８ 電池ケース
１９ 送受信部
２０ 制御部
２１ 記憶部
２２ 電池残量監視部
２３ 制御回路
２４ 放電回路
２５ 商用交流電源
２６ ＡＣ−ＤＣコンバータ
２７ コネクタ
２８ 充電回路
２９ 充電電流センサ
３０ 放電電流センサ
３１ 記憶回路
３２ 温度センサ
３３ キーボード
３４ マイク
３５ 電極
３６ 電池パック
３７ 携帯電話側のデータ通信部
５０ パソコン装置
５１ 本体ケース
５２ 表示部
５３ タッチパネル
５４ 押しボタンスイッチ
５５ 操作部
５６ 制御部
５７ パソコン装置側のデータ通信部

Claims (2)

1. 電池ケース内に二次電池が収納されるとともに、電気機器の本体ケースに対して着脱自在に取り付けられる電池パックであって、
   前記電池ケース内には更に、
   前記二次電池の電池容量に関する報知情報を取得可能とする報知情報の取得手段と、
   データ処理機能と表示機能と通信機能とを備えた外部機器との間で、無線状態でデータの受け渡しを可能とする通信手段と、を一体に備え、
   前記報知情報の取得手段は、
   前記二次電池の容量変化を検出可能とする電池容量検出手段と、
   該電池容量検出手段により検出された情報を前記報知情報として保存可能とする記憶手段とを備えるものであり、
   前記電池ケースと前記外部機器とが空間的な離間状態において、予め設定された条件が満足されると自動的に、前記記憶手段に保存された前記報知情報が前記通信手段を通じて前記電池ケース内から前記外部機器側に向けて無線状態で送出されることを特徴とする電池パック。
2. 電池ケース内に二次電池が収納されるとともに、電気機器の本体ケースに対して着脱自在に取り付けられる電池パックであって、
   前記電池ケース内には更に、
   前記二次電池の電池容量に関する報知情報を取得可能とする報知情報の取得手段と、
   データ処理機能と表示機能と通信機能とを備えた外部機器との間で、無線状態でデータの受け渡しを可能とする通信手段と、を一体に備え、
   前記報知情報の取得手段は、
   前記二次電池の容量変化を検出可能とする電池容量検出手段と、
   該電池容量検出手段により検出された情報を前記報知情報として保存可能とする記憶手段とを備えるものであり、
   前記電池ケースと前記外部機器とが空間的な離間状態において、前記外部機器からの命令に対応して、前記記憶手段に保存された前記報知情報が前記通信手段を通じて前記電池ケース内から前記外部機器側に向けて無線状態で送出されることを特徴とする電池パック。

Images