JP3921492B2

JP3921492B2 - 電子機器装置

Info

Publication number: JP3921492B2
Application number: JP2005263540A
Authority: JP
Inventors: 淳加納; 修菅野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JP2005354900A

Description

本発明は、バッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置に係り、特にバッテリーの充電及び放電直後に伴う残量表示の誤表示を解消する技術に関する。

従来より、電子機器装置のバッテリーとしてリチウムイオン電池やニッカド電池等が用いられているが、特にリチウムイオン電池はニッカド電池等に比べ、電池の端子電圧とその電池の電池残量との相関が比較的強いことが知られている。この性質を利用して、現在のＰＨＳ（Personal Handy Phone System ）やセルラー電話等の携帯通信機器ではバッテリーの端子電圧を検出することによりバッテリーの残量表示に適用されている。また、従来特開平７−１３１４１０号に係る公報において、リチウムイオン電池の端子電圧に基づいて携帯用機器の残り使用可能時間を算出し表示する携帯用機器の残り使用可能時間通知方式が記載されている。

次に、従来のバッテリー残量表示装置について図を用いて説明する。図５は従来のバッテリー残量を表示する装置のブロック図である。この図において、１は充電可能なバッテリーを示し、２はバッテリー１の端子電圧を検出する端子電圧検出部を示し、３は端子電圧検出部２が検出したアナログデータであるバッテリー１の端子電圧をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を示し、４はバッテリーが充電状態にあるかを検出する充電検出回路部を示し、５はバッテリー端子電圧からバッテリー残量を推測するに必要な各種データを格納している記憶部を示し、６はバッテリー残量の表示や各種表示を行う表示部を示し、７は上記各構成部の処理動作を行う制御部を示す。

次に、従来のバッテリー残量表示装置の動作を説明する。バッテリーの残量を知るために先ずバッテリー１の端子電圧を端子電圧検出部２により検出し、Ａ／Ｄ変換器３を介してディジタルデータとして制御部７に入力する。バッテリー１の端子電圧が入力された制御部７はバッテリー端子電圧からバッテリー残量を推測するに必要な各種データを格納している記憶部４を基にバッテリー１の端子電圧からバッテリー残量を推測する。そして、その推測したバッテリー残量を制御部７が表示部６を用いて表示してバッテリー１の残量を表す。

ところが、バッテリー１にリチウムイオン電池を用いた場合、充電時におけるこのリチウムイオン電池の端子電圧は、充電中でない時におけるリチウムイオン電池の端子電圧よりも高い電圧を示す性質がある。それにより充電中と充電中でない時とでは同じバッテリー残量であっても誤った表示を行ってしまう。また、このリチウムイオン電池のもう１つの特徴として、充電状態から放電状態（バッテリー電荷容量を放出している状態）、又は放電状態から充電状態に変わる時においてリチウムイオン電池の端子電圧が安定する迄に幾分時間がかかる性質がある。そこで従来特開平６−１８９４６１号に係る公報においてこれらの問題を解決するために、バッテリーが充電中であるか又は充電中でないかを検出する充電検出回路部４を設けて、充電検出回路部４が充電中であることを検出すると、制御部７によりバッテリーを充電している間、表示部６等にバッテリー１の残量表示がなされないようにしてバッテリー１の残量を誤認識しないようにしている。また、この他にもバッテリー１が満充電になったことだけを表示する方法も従来にはある。
特開平７−１３１４１０号公報特開平６−１８９４６１号公報

しかしながら、バッテリー充電中にバッテリー残量表示を行わないもしくは満充電する迄表示を行わない方法では、急を要する時などでは利便性に欠けてしまう。また、仮にバッテリー充電中にバッテリー残量表示を行ったとしても、充電と放電の状態変化時にバッテリー端子電圧が安定するまで幾分時間がかかるので、バッテリー充電直後は放電時に比べて高い電圧を示すためバッテリー残量は本来の値よりも多めに表示してしまったり、バッテリー放電直後も安定するまで高い電圧を示し本来のバッテリー残量を示すことが出来ない。

上記課題を解決するために請求項１記載のバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置は、充電可能なバッテリーと、前記バッテリーの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記端子電圧検出手段が検出した電圧からバッテリー残量を推測するデータを格納している記憶手段と、前記端子電圧検出手段が検出した電圧と前記記憶手段が格納しているデータとを比較する比較手段と、前記比較手段から出力されるバッテリー残量を表示する表示手段と、前記各手段の全体制御を行う制御手段とを備えたバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置において、所定の時間間隔を制御する時間制御手段と、前記バッテリーが充電状態又は放電状態にあるのかを識別する充電検出手段とを備え、前記充電検出手段により充電状態から放電状態へ又は放電状態から充電状態へ変わったことを検出した直後から前記時間制御手段が制御する所定の時間間隔の間、前記制御部により前記バッテリー端子電圧の変化に伴うバッテリーの残量表示の内容を変更しないようにしたことを特徴とする。

また、請求項２記載のバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置は、充電可能なバッテリーと、前記バッテリーの端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、前記バッテリーが充電状態又は放電状態にあるのかを識別する充電検出手段と前記バッテリーが充電状態の時にバッテリー残量を推測するデータを格納している第１記憶手段と、前記バッテリーが放電状態の時にバッテリー残量を推測するデータを格納している第２記憶手段と、前記端子電圧検出手段が検出した電圧と前記第１記憶手段又は第２記憶手段が格納しているデータとを比較する比較手段と、前記比較手段から出力されるバッテリー残量を表示する表示手段と、前記各手段の全体制御を行う制御手段とを備え、前記充電検出手段により前記バッテリーが充電状態を検出している時は前記バッテリーの端子電圧と前記第１記憶手段が格納しているデータとを前記比較手段により比較してバッテリー残量を算出し、放電状態を検出している時は前記バッテリーの端子電圧と前記第２記憶手段が格納しているデータとを前記比較手段により比較してバッテリー残量を算出して、前記表示手段によりバッテリー残量を表示するようにしたことを特徴とする。

以上の構成により、本発明のバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置によれば、従来のバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置と比べるとバッテリー充電中におけるバッテリー残量の正しい表示が行えるとともに、バッテリーを充電状態から放電状態に変えた直後の正しい表示が行えるので、実際のバッテリー残量に対して多すぎたり少なすぎたりといったバッテリー残量の表示や不安定なバッテリー残量の表示といった誤ったバッテリー残量の表示を防ぐことが出来、それによって使用者がバッテリー残量の誤った認識をしないですむといった効果がある。そして、正確なバッテリー残量の表示を行うことが携帯可能な電子機器装置においては使用時間を計算できる最も重要な要素であり、又、満充電でなくてもある程度の充電を必要とする時においては、充電中の正確な表示はとても利便性があるという効果がある。

以下、図を用いて本発明の一実施例の形態を説明する。

図１は、本発明であるバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置の一実施例を示すブロック図である。尚、従来のバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置と同一の構成部に関しては本発明の一実施例の説明においても同一の番号を使用する。各構成は以下に示す。

１は充電可能なバッテリーを示し、２はバッテリー１の端子電圧を検出する端子電圧検出部を示し、３は端子電圧検出部２が検出したアナログデータであるバッテリー１の端子電圧をディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器を示し、４はバッテリーが充電状態にあるかを検出する充電検出回路部を示し、６はバッテリー残量の表示や各種表示を行う表示部を示し、７は上記各構成部の処理動作を行う制御部を示し従来と同じ構成部である。８は充電又は放電直後からバッテリー残量表示を更新しない所定時間間隔を制御するための時間制御部を示し、９はバッテリーが充電状態の時にバッテリー端子電圧からバッテリー残量を推測するに必要な各種データを格納している第１記憶部を示し、１０はバッテリーが放電状態の時にバッテリー端子電圧からバッテリー残量を推測するに必要な各種データを格納している第２記憶部を示す。又、バッテリー端子電圧と第１記憶部９又は第２記憶部１０が格納しているデータとを比較して、バッテリー残量を推測する手段は制御部が行うものとする。

次に上記構成を基に本発明の一実施例における動作原理を説明する。先ず、バッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置の状態が放電状態即ち充電器等に接続されていない状態の時のバッテリー残量表示方法から説明すると、この放電状態であることを充電検出回路部４が検出して制御部７に入力し、制御部７が認識をしておく。そして、この時バッテリー１の端子電圧を端子電圧検出部２が検出し同じく制御部７に入力をする。そこで、制御部７はバッテリー１が充電状態ではなく放電状態であることを認識しているので、入力されたバッテリー１の端子電圧と第２記憶部１０が格納しているバッテリー残量を推測するに必要な各種データを比較してバッテリーの残量を算出する。そして得られた値を基に表示部６においてバッテリーの残量を示す方法で表示する。

次に、このバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置の状態が放電状態から充電状態に変わる時のバッテリー残量表示方法を説明すると、今度は充電検出回路部４が充電状態であることを検出し制御部７に入力し、認識させた直後に、制御部７により時間制御部８を起動させる。そして、その時間制御部８が制御している所定時間の間、制御部７はバッテリー１の端子電圧検出値が入力されて記憶部のデータを基にバッテリー残量を算出しても表示部６の表示内容を変更しないように制御する。そして、所定時間が経つと今度は端子電圧検出部２から制御部７に入力されるバッテリー１の端子電圧検出値と第１記憶部９が格納しているバッテリー残量を推測するに必要な各種データを比較してバッテリーの残量を算出する。そこで先ず充電状態になってから所定時間の間、表示部６の表示内容を変更しないように制御する理由は、バッテリー１に使われる特にリチウムイオン電池の場合、放電状態から充電状態に変わる時においてリチウムイオン電池の端子電圧が安定する迄に幾分時間がかかる性質があるためである。そして、次に充電中に第１記憶部９のデータを使ってバッテリー残量を算出する理由は、充電時におけるこのリチウムイオン電池の端子電圧は、充電中でない時におけるリチウムイオン電池の端子電圧よりも高い電圧を示す性質があるため、放電状態の時のバッテリー残量を推測する第２記憶部１０のデータを基にバッテリー残量を算出するとデータの基準値が異なるために実際のバッテリー残量よりも多い値を表示してしまうからである。

次に、その様子を示したのが図２である。図２は、バッテリー１が放電状態から充電状態に変わる時の端子電圧の変化を表したグラフとそれに伴う各構成部の動作状態を表した図である。図２におけるグラフの横軸は時間を表し、縦軸はバッテリー１の端子電圧を表す。図中の時間ｔ１はバッテリー１が放電状態から充電状態に変わる点を示し、時間ｔ２は表示変更を行わない所定時間が過ぎた点を表す。また、それに伴い本発明の一実施例においては、時間ｔ２まではバッテリー残量算出のためのデータを第２記憶部１０のデータを用い、時間ｔ２以降は第１記憶部９のデータを用いるようにしているが、このデータの切り替えは時間ｔ１の時点からでも構わない。又、図中の基準値Ａ及び基準値Ｂは第２記憶部１０が持つデータを示し、基準値ａ及び基準値ｂは第１記憶部９が持つデータを示す。この基準値Ａ及び基準値ａはバッテリー残量が少ないことを示す基準であり、基準値Ｂ及び基準値ｂはバッテリー１が満充電であることを示す基準である。更に、基準値Ａから基準値Ｂの間及び基準値ａから基準値ｂの間には幾つかのバッテリー残量の状態を示す基準値がある場合もあるが図２においては省略する。

図２が示すとおり、放電状態にあったバッテリー１が時間ｔ１において充電されると時間ｔ１からｔ２の間は不安定な状態のままバッテリー１の端子電圧が上がり、実際にバッテリーが満充電でないにも関わらずバッテリー１の端子電圧から第２記憶部１０の基準値データを用いると満充電であると判断してしまう。そこで、このバッテリー１の端子電圧が不安定な状態の時間ｔ１からｔ２の間はバッテリー１の端子電圧からバッテリー残量を推測しても誤表示をしないように表示部６の表示は変更しないようにする。そして、所定の時間ｔ２が過ぎると今度は高い電圧でバッテリー１の端子電圧が安定になる。そこで、次にバッテリー１の端子電圧が高い電圧で安定したときのバッテリー残量を推測する第１記憶部９の基準値データを用いて実際のバッテリー残量を推測することによって正しいバッテリー残量を表示することが出来る。

また、この現象はバッテリー１が充電状態から放電状態に変わるときにも同じことが言える。その状態を表したのが図３である。図３は、バッテリー１が充電状態から放電状態に変わる時の端子電圧の変化を表したグラフとそれに伴う各構成部の動作状態を表した図である。図３におけるグラフの横軸は時間を表し、縦軸はバッテリー１の端子電圧を表す。図中の時間ｔ３はバッテリー１が充電状態から放電状態に変わる点を示し、時間ｔ４は表示変更を行わない所定時間が過ぎた点を表す。また、それに伴い本発明の一実施例においては、時間ｔ４まではバッテリー残量算出のためのデータを第１記憶部９のデータを用い、時間ｔ４以降は第２記憶部１０のデータを用いるようにしているが、このデータの切り替えは時間ｔ３の時点からでも構わない。又、基準値Ａ、基準値Ｂ、基準値ａ、基準値ｂは図２で示したものと同じである。図３が示すとおり、充電状態にあったバッテリー１が時間ｔ３において放電されると時間ｔ３からｔ４の間は不安定な状態のままバッテリー１の端子電圧が下がり、実際にバッテリーが充電不足でないにも関わらずバッテリー１の端子電圧から第１記憶部９の基準値データを用いると充電不足であると判断してしまう。そこで、このバッテリー１の端子電圧が不安定な状態の時間ｔ３からｔ４の間はバッテリー１の端子電圧からバッテリー残量を推測しても誤表示をしないように表示部６の表示は変更しないようにする。そして、所定の時間ｔ４が過ぎると今度は低い電圧でバッテリー１の端子電圧が安定になる。そこで、次にバッテリー１の端子電圧が低い電圧で安定したときのバッテリー残量を推測する第２記憶部１０の基準値データを用いて実際のバッテリー残量を推測することによって正しいバッテリー残量を表示することが出来る。

次に、本発明における一実施例の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。このフローチャートはバッテリーが放電状態にあるところから始まる。ステップ１０１においてバッテリー端子電圧を検出し、ステップ１０２において第２記憶部のデータからバッテリー残量を算出し、ステップ１０３でその値を表示部に表示する。次に、ステップ１０４で充電が開始されたかを判別する。この時、充電がされていないのならばステップ１０１に戻りステップ１０４までを繰り返し行う。

続いて、ステップ１０４において充電開始の判断がされると、その時点から時間制御部のタイマーを起動させ（ステップ１０５）、同時に表示部におけるバッテリー残量表示の更新を停止させる（ステップ１０６）。そして、タイマーが所定時間を経過して停止すると（ステップ１０７）、今度はバッテリー残量を算出する為のデータは第１記憶部のデータを用い（ステップ１０８）、得られたその値を表示部に表示する（ステップ１０９）。又、ステップ１０５からステップ１０７の間においてはバッテリーの端子電圧を検出していてもしていなくても構わないが、検出をしていなかった場合はタイマーが停止した時からは再び検出を行う。

更に、今度はバッテリーが充電状態から放電状態になったことを検出すると（ステップ１１０）、その時点から時間制御部のタイマーを起動させ（ステップ１１１）、同時に表示部におけるバッテリー残量表示の更新を停止させる（ステップ１１２）。又、ステップ１１０において放電がされていないのならばステップ１０８に戻りステップ１１０までを繰り返し行う。そして、タイマーが所定時間を経過して停止すると（ステップ１１３）、ステップ１０１に戻りフローチャートのステップを繰り返し行うことによってバッテリー残量の誤表示を防ぐ。

また、バッテリーの残量表示の内容を更新しないようにすることは、バッテリーの端子電圧の変化に伴って、実際のバッテリー残量とは異なった残量を表示しないようにするためであるので、バッテリーの端子電圧の変化に伴って誤ったバッテリーの残量を示さない表示形態に変えることはバッテリーの残量表示の内容を更新しないようにすることと同じである。

また、バッテリーが充電状態の時にバッテリー残量を推測するに必要なデータと、バッテリーが放電状態の時にバッテリー残量を推測するに必要なデータを１つの記憶部に格納して制御しても構わない。

また、本発明において時間制御部で制御する所定時間間隔がバッテリーの放電状態から充電状態に変わる時又は放電状態から充電状態に変わる時において同じ時間間隔でも異なった時間間隔でも構わない。

本発明であるバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置の一実施例を示すブロック図放電状態から充電状態に変化した時のバッテリー端子電圧変化と各構成部の動作状態を表した図充電状態から放電状態に変化した時のバッテリー端子電圧変化と各構成部の動作状態を表した図本発明における一実施例の流れを示すフローチャート従来のバッテリー残量表示手段を備えた電子機器装置の一実施例を示すブロック図

符号の説明

１：バッテリー
２：端子電圧検出部
３：Ａ／Ｄ変換器
４：充電検出回路部
５：記憶部
６：表示部
７：制御部
８：時間制御部
９：第１記憶部
１０：第２記憶部

Claims

充電可能なバッテリーのバッテリー残量を表示手段に表示する電子機器装置において、前記バッテリーが充電状態又は放電状態にあるのかを識別し、前記バッテリーが充電状態から放電状態へ又は放電状態から充電状態へ変わったことを検出すると、バッテリーの残量表示の内容を変更しないようにすることを特徴とする電子機器装置。