JP5432495B2 - 電池パック、及びその電池パックを用いて電池の特性の変化を携帯機器へ報知する方法 - Google Patents

Description

本発明は、電池パック、及びその電池パックを用いて電池の特性の変化を報知する方法に関する。

従来、電池パック内部の計測回路が測定した電池残量等に関するデータを携帯機器に送信する方法が知られている。このような方法の一例が特許文献１に記載されている。また、従来、携帯機器が電池残量等をディスプレイ等に出力する場合、携帯機器から電池パックへ電池残量等に関するデータの送信要求を定期的に行い、この送信要求を受けた電池パックが電池残量等に関するデータを定期的に携帯機器へ送信する、という方法が用いられている。
特開２００３−３０７５５５

しかしながら、上記の従来の方法によると、電池残量等に殆ど変化がない場合であっても、電池残量等に関するデータの送信要求が携帯機器から電池パックへ定期的に行われる。このため、電池残量等に殆ど変化がない場合であっても、インターフェース回路を通して、電池残量等に関するデータを携帯機器へ定期的に出力する必要がある。このため、携帯機器が電池残量等をディスプレイ等に表示する場合、定期的に上記の処理を行い、表示データを更新していくポーリング処理が必要であり、携帯電話のＣＰＵを定期的に動作させる必要がある。したがって、電力が無駄に消費される、という問題がある。

そこで、本発明は、電力の無駄な消費を抑制可能な電池パック及び電池パックを用いて電池の特性の変化を報知する方法を提供することを課題とする。

上述の課題を解決するため、本発明の電池パックは、携帯機器へ電力を供給するための電池パックであって、電池と、電池の特性を計測する計測手段と、計測手段が電池の特性に有意な変化を計測した場合、携帯機器へ電池の特性に有意な変化が生じた旨の報知を行い、計測手段が電池の特性に有意な変化を計測していない場合、携帯機器への、電池の特性に有意な変化が生じた旨の報知を回避する報知手段と、報知に応じて携帯機器から、電池の特性に関するデータである電池特性データの送信要求を受信し、該送信要求に応じて、携帯機器が出力するための電池特性データを携帯機器へ送信するデータ送受信手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明の電池パックを用いて電池の特性の変化を報知する方法は、電池パックを用いて電池の特性の変化を携帯機器へ報知する方法であって、電池パックが有する計測手段が、前記電池の特性を計測する計測ステップと、計測ステップにおいて電池の特性に有意な変化が計測された場合、電池パックが有する報知手段が、携帯機器へ電池の特性に有意な変化が計測された旨の報知を行い、計測ステップにおいて電池の特性に有意な変化を計測していない場合、携帯機器への、電池の特性に有意な変化が生じた旨の報知を回避する報知ステップと、電池パックが有するデータ送受信手段が、報知に応じて携帯機器から、電池の特性に関するデータである電池特性データの送信要求を受信し、該送信要求に応じて、携帯機器が出力するための電池特性データを携帯機器へ送信する送信ステップと、を有することを特徴とする。

本発明の電池パック及び電池パックを用いて電池の特性の変化を携帯機器へ報知する方法によれば、電池の特性に有意な変化が計測された場合に、携帯機器へその旨の報知を行う。つまり、電池の特性に有意な変化が計測されない場合には、電池パックから携帯機器への報知は行われない。そして、該報知が行われた場合、電池特性データの送信要求を該報知に応じて携帯電話から受信し、該送信要求に応じて当該電池特性データを携帯機器へ送信する。このため、携帯機器は、該電池特性データの送信要求を定期的に行う必要がない。したがって、電池の特性に殆ど変化がない場合には、電池パックから携帯機器への報知が不要であり、電池パックが電池特性データを送信する必要もなく、また、携帯機器のＣＰＵを動作させる必要もないので、電力が無駄に消費されることを抑制することができる。

また、本発明の電池パックにおいては、計測手段が計測する電池の特性は、電池残量である、ことが好ましい。本発明は、計測手段が計測する電池の特性が電池残量である場合、特に有用である。

また、本発明の電池パックにおいては、報知手段は、計測手段が計測した電池残量が所定の閾値を超えて変化した場合に、携帯機器へ電池残量に有意な変化が生じた旨の報知を行う、ことを特徴とする。

また、本発明の電池パックにおいては、閾値を格納する閾値格納手段を更に備え、閾値格納手段に格納された閾値は、携帯機器により設定されることが可能であり、計測手段は、携帯機器により設定された閾値に基づいて、電池の特性に有意な変化があったか否かを計測する、ことが可能である。この場合、電池パックを使用する種々の携帯機器に適合した閾値を用いて電池の特性に有意な変化があったか否かを計測することができる。

さらに、本発明の電池パックにおいては、報知手段は、携帯機器が節電状態のときに携帯機器へ報知を行う、ことができる。この場合には、携帯機器は、電池の特性に有意な変化が生じた場合にのみ節電状態を解除すればよいので、電力が無駄に消費されることを一層抑制することができる。

本発明によれば、電力の無駄な消費を抑制可能な電池パック及び電池の特性の変化を報知する方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明に係る電池パック、及びその電池パックを用いて電池の特性の変化を携帯機器へ報知する方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１を参照して携帯機器８について説明する。図１は、本実施形態に係る電池パック１及び携帯機器８の構成概略図である。図１に示すように、携帯機器８は、本体ＣＰＵ９を最小限の構成要素として備える。また、携帯機器８は、必要に応じてディスプレイやキー入力等を備えてもよい。この携帯機器８は、節電状態であってもよいし、通常の処理を行っている状態であってもよい。携帯機器８は、一般的な携帯電話であってもよいし、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）やノート型パーソナルコンピュータ等の他の電子機器であってもよい。

（電池パック１の構成）
続いて、本実施形態に係る電池パック１の構成について、図１を参照しながら説明する。図１に示すように、電池パック１は、電池２、電池特性計測部３（計測手段、報知手段、データ送受信手段）、割り込み端子４（報知手段）、データ送受信端子５（データ送受信手段）、正の電源端子６及び負の電源端子７を有する。

電池パック１は、携帯機器８へ電力を供給する。電池パック１は、各端子を介して携帯機器８と着脱可能に接続されている。特に、電池パック１が有する電池特性計測部３は、割り込み端子４及びデータ送受信端子５を介して、携帯機器８の本体ＣＰＵ９と接続されている。本実施形態においては、データ送受信端子５の使用開始権である発言権は、電池パック１ではなく携帯機器８の本体ＣＰＵ９に持たせている。これは、電池パック１と携帯機器８の本体ＣＰＵ９との両方に発言権があると、データが衝突して正常なデータ伝送ができなくなる虞があるためである。

電池２は、電池パック１に収容されており、携帯機器８へ電力を供給する。割り込み端子４は、後述する電池特性計測部３が携帯機器８へ電池２の特性に変化が計測された旨を報知する際に用いられる端子である。データ送受信端子５は、後述する電池特性計測部３が電池２の特性に関するデータである電池特性データの送信要求を携帯機器８から受信する際や、電池特性計測部３が電池特性データを携帯機器８へ送信する際に用いられる端子である。正の電源端子７及び負の電源端子８は、電池パック１が携帯機器８へ電力を供給する際に用いられる端子である。

（電池特性計測部３のハードウェア構成）
続いて、図２を用いて、電池特性計測部３のハードウェア構成について詳細に説明する。図２は、電池特性計測部３のハードウェア構成を示す図である。図２に示すように、電池特性計測部３は、物理的には、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２及びＲＡＭ３３等の主記憶装置、携帯機器８の本体ＣＰＵ９との間でデータの送受信を行うための通信モジュール３４（割り込み端子４及びデータ送受信端子５に相当）、などを含む通常のコンピュータシステムとして構成される。後述する電池特性計測部３の各機能は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ３１の制御の元で通信モジュール３４を動作させるとともに、主記憶装置１２，１３におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。なお、電池特性計測部３の具体例としては、割り込み端子４とデータ送受信端子５とを通信モジュール３４として有するフュエルゲージＩＣやマイコンを利用することができる。

（電池特性計測部３の機能的な構成）
続いて、図３を用いて電池特性計測部３の機能的な構成を説明する。図３は、電池特性計測部３の機能的な構成を示すブロック図である。図３に示すように、電池特性計測部３は、計測比較部３１０（計測手段）と、レジスタ３２０（閾値格納手段）と、報知部３３０（報知手段）と、データ送受信部３４０（データ送受信手段）と、を備える。計測比較部３１０は、レジスタ３２０とデータ送受信可能に接続され、レジスタ３２０に格納されているデータ（閾値）を読み取ることが可能となっている。また、計測比較部３１０は、報知部３３０及びデータ送受信部３４０にデータを送信可能に接続されている。報知部３３０は、割り込み端子４を介して携帯機器８に通信可能に接続されている。データ送受信部３４０は、データ送受信端子５を介して携帯機器８に通信可能に接続されている。

（電池特性計測部３の機能）
続いて図１及び図３を用いて、電池特性計測部３の機能について説明する。電池特性計測部３のレジスタ３２０は、後述する所定の閾値を格納している。この所定の閾値は、携帯機器８の本体ＣＰＵ９により設定される値とすることができる。この場合に、図３に示すように、レジスタ３２０は携帯機器８からの接続を受けることが可能なように構成され、この場合にはレジスタ３２０の内部に格納している閾値データを携帯機器８が設定することが可能となる。

電池特性計測部３の計測比較部３１０は、電池２の特性を計測する。計測比較部３１０が計測する電池２の特性は、電池残量、電池電圧、充放電電流又は電池温度等とすることができる。計測比較部３１０は、電池２の特性が所定の閾値を超えて変化したかどうかを判定するために、マグニチュードコンパレータ、及びＡ／Ｄコンバータをさらに備えることもできる（不図示）。これにより、計測比較部３１０は、自らが計測した電池２の特性と、レジスタ３２０に格納された所定の閾値と、を大小比較することができる。この場合、所定の閾値としては、電池残量、電池電圧、充放電電流及び電池温度等の電池の特性に対して、携帯機器８の本体ＣＰＵ９が電池特性計測部３のレジスタ３２０に設定した値とすることができる。即ち、計測比較部３１０は、携帯機器８により設定された閾値に基づいて、電池２の特性に有意な変化があったか否かを計測することができる。なお、計測比較部３１０が上記計測に参照する所定の閾値としては、例えば、電池２の特性が電池残量である場合、前回計測した電池残量の値から１％増した値、又は減じた値とすることができる。

また、計測比較部３１０は、報知部３３０とデータ入出力可能に接続され、自ら計測したデータ（電池特性データ）に有意な変化が生じた旨を報知部３３０に通知する。また、計測比較部３１０は、データ送受信部３４０とデータ入出力可能に接続され、当該電池特性データをデータ送受信部３４０に出力する。

電池特性計測部３の報知部３３０は、計測比較部３１０が電池２の特性に有意な変化を計測した場合、つまり電池特性データに有意な変化が生じた旨を計測比較部３１０より通知された場合、携帯機器８へ電池２の特性に有意な変化が生じた旨の報知を行う。より詳しくは、報知部３３０は、計測比較部３１０が測定した電池２の特性が所定の閾値を越えて変化した場合に、電池特性データに有意な変化が生じた旨を計測比較部３１０より通知される。そして、報知部３３０は、携帯機器８の本体ＣＰＵ９へ、電池パック１の割り込み端子４を介して、電池２の特性に有意な変化が生じた旨の報知を行う。

電池特性計測部３のデータ送受信部３４０は、上記の報知に応じて携帯機器８から、データ送受信端子５を介して電池特性データの送信要求を受信し、この送信要求に応じて、携帯機器８の本体ＣＰＵ９へデータ送受信端子５を介して、電池特性データを送信する。ここで、電池特性データは計測比較部３１０が取得したデータであって、上述したように、データ送受信部３４０はこの電池特性データを計測比較部３１０から受信する。

携帯機器８からの電池特性データの送信要求及び電池特性データの伝送方式は、シリアル伝送方式であってもよい。携帯機器８は、データ送受信部３４０から送信される電池特性データに基づいて、ディスプレイ等に電池の特性を表示させることができる。

（電池パック１の動作）
次に図４を用いて電池パック１の動作（電池パックを用いて電池の特性の変化を携帯機器へ報知する方法）について説明する。図４は、電池パック１の動作を示すフローチャートである。

まず、電池特性計測部３の計測比較部３１０が、電池２の各特性を計測する（Ｓ１〜Ｓ４、計測ステップ）。具体的には、まず、計測比較部３１０は、電池２の残量を計測する（Ｓ１）。次に、計測比較部３１０は、電池２の充放電電流をさらに計測する（Ｓ２）。次に、計測比較部３１０は、電池２の電圧をさらに計測する（Ｓ３）。次に、計測比較部３１０は、電池２の温度をさらに計測する（Ｓ４）。

次に、計測比較部３１０が、上記Ｓ１〜Ｓ４において計測された電池２の残量、電圧、充放電電流及び温度に有意な変化があったかどうかを判定する（Ｓ５）。

上記Ｓ１〜Ｓ４において電池２の残量、電圧、充放電電流及び温度に有意な変化が計測された場合、即ち、Ｓ５において、電池２の残量、電圧、充放電電流及び温度のそれぞれが例えば所定の閾値を超えて、各々に有意な変化があったと判定された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、電池特性計測部３の報知部３３０が、割り込み端子４を介して、電池２の残量、電圧、充放電電流及び温度に有意な変化が計測された旨の報知を携帯機器８に行う（Ｓ６、報知ステップ）。このとき、携帯機器８は、通常の処理の実行中であってもよく、その場合、報知部３３０は、通常の処理に割り込んで上記の報知を行う。また、このとき、携帯機器８は、節電状態であってもよく、その場合、報知部３３０は、節電状態に割り込んで上記の報知を行う。

一方、上記Ｓ１〜Ｓ４において電池２の残量、電圧、充放電電流及び温度の全てに有意な変化が計測されない場合、即ち、Ｓ５において、電池２の残量、電圧、充放電電流及び温度のそれぞれが例えば所定の閾値を超えず、有意な変化があったと判定されない場合（Ｓ５：ＮＯ）、動作を終了する。

次に、電池特性計測部３のデータ送受信部３４０が、Ｓ６において行われた報知に応じて携帯機器８から送信される電池特性データの送信要求を、データ送受信端子５を介して受信する（Ｓ７、送信ステップ）。

次に、データ送受信部３４０は、Ｓ７において受信した携帯機器８からの送信要求に応じて、Ｓ１〜Ｓ４で計測比較部３１０が計測した電池特性データを、データ送受信端子５を介して携帯機器８へ送信する（Ｓ８、送信ステップ）。

Ｓ８において送信された電池特性データに基づいて、携帯機器８は、電池特性ディスプレイ等に電池２の残量、充放電電流、電圧及び温度を表示させることができる。

以上説明したように、本実施形態に係る電池パック１及び電池パック１の動作によれば、電池２の特性に有意な変化が計測された場合に、携帯機器８へその旨の報知を行う。つまり、電池２の特性に有意な変化が計測されない場合には、電池パック１から携帯機器８への報知は行われない。そして、該報知が行われた場合、この報知に応じて携帯機器８から送信される電池特性データの送信要求に応じて、当該電池特性データを携帯機器８へ送信する。このため、携帯機器８は、電池２の電池特性データの送信要求を定期的に行う必要がない。したがって、電池２の特性に殆ど変化がない場合には、電池パック１から携帯機器８への報知が不要であり、電池パック１が電池特性データを送信する必要もなく、また、携帯機器８のＣＰＵを動作させる必要もないので、電力が無駄に消費されることを抑制することができる。また、電池パック１を用いる携帯機器８は、電池パック１への定期的なポーリング処理が不要となるため、本体ＣＰＵ９の負担が軽減される。さらに、携帯機器８は、節電状態であってもよく、この場合には、電池２の電池残量に有意な変化が生じた場合にのみ節電状態を解除すればよい。このため、電力が無駄に消費されることを一層抑制することができる。

また、本実施形態に係る電池パック１においては、割り込み端子４を介して行われる報知以外のデータの送信及び受信を行う端子をデータ送受信端子５の一つにまとめ、且つ、シリアル伝送方式にて送受信を行うことが可能であるので、電池端子の数を増やすことによるコストの上昇や、電池２の占有体積の減少に基づく電池容量の低下を抑えることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、電池特性計測部３が計測する電池の特性は、電池残量、充放電電流、電池電圧又は電池温度等のうち何れか一つであってもよく、任意の組み合わせを選択して用いることもできる。また、本実施形態では、従来のポーリング処理を行わないことが可能であるが、例えば、従来より間隔をあけて行うことも可能である。また、本実施例では、報知部３３０及びデータ送受信部３４０が電池特性計測部３に含まれる構成としたが、これに限られず、報知部３３０及びデータ送受信部３４０を電池パック１内であって電池特性計測部３の外部に位置させてもよい。

また、本実施形態の変形例として、図５に電池パック１ａを示す。電池パック１ａは、電池パック１の構成に加えて、電池２の保護回路１０と温度検出素子１１と温度検出端子１２をさらに備える。保護回路１０は、電池２を保護するための回路である。温度検出素子１１は、電池２の温度を検出するための素子であり、温度検出端子１２は、温度検出素子１１が検出した温度に関するデータを携帯機器８に送信する際に用いる端子である。なお、保護回路１０及び温度検出素子１１の位置は、電池パック１ａ及び携帯機器８の設計により、図５に示す位置でなくてもよい。例えば、温度検出素子１１が携帯機器８に含まれる構成であってもかまわない。この場合、温度検出素子１１は、携帯機器８内であって電池パック１の近傍である位置に配置される。このような構成において、電池特性計測部３は、温度検出素子１１が検出した電池２の温度を電池特性データとして用いることができる。

本実施形態に係る電池パック及び携帯機器の構成概略図である 本実施形態に係る電池特性計測部のハードウェア構成を示す図である。 本実施形態に係る電池特性計測部の機能的な構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る電池特性計測部の動作を示すフローチャートである。 本実施形態の変形例に係る電池パック及び携帯機器の構成概略図である。

符号の説明

１，１ａ…電池パック、２…電池、３…電池特性計測部、４…割り込み端子、５…データ送受信端子、６…正の電源端子、７…負の電源端子、８…携帯機器、９…携帯機器ＣＰＵ、１０…保護回路、１１…温度検出素子、１２…温度検出端子、３１…電池特性計測部のＣＰＵ、３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ、３４…通信モジュール、３１０…計測比較部、３２０…レジスタ、３３０…報知部、３４０…データ送受信部。

Claims (6)

1. 携帯機器へ電力を供給するための電池パックであって、
   電池と、
   前記電池の特性を計測する計測手段と、
   前記計測手段が前記電池の特性に有意な変化を計測した場合、前記携帯機器へ前記電池の特性に有意な変化が生じた旨の報知を行い、前記計測手段が前記電池の特性に有意な変化を計測していない場合、前記携帯機器への、前記電池の特性に有意な変化が生じた旨の報知を回避する報知手段と、
   前記報知に応じて前記携帯機器から、前記電池の特性に関するデータである電池特性データの送信要求を受信し、該送信要求に応じて、前記携帯機器が出力するための前記電池特性データを前記携帯機器へ送信するデータ送受信手段と、
   を備えることを特徴とする電池パック。
2. 前記計測手段が計測する前記電池の特性は、電池残量である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記報知手段は、前記計測手段が計測した電池残量が所定の閾値を越えて変化した場合に、前記携帯機器へ前記電池残量に有意な変化が生じた旨の報知を行う、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
4. 前記閾値を格納する閾値格納手段を更に備え、
   前記閾値格納手段に格納された閾値は、前記携帯機器により設定されることが可能であり、
   前記計測手段は、前記携帯機器により設定された閾値に基づいて、前記電池の特性に有意な変化があったか否かを計測する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電池パック。
5. 前記報知手段は、前記携帯機器が節電状態のときに前記携帯機器へ前記報知を行う、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の電池パック。
6. 電池パックを用いて電池の特性の変化を携帯機器へ報知する方法であって、
   前記電池パックが有する計測手段が、前記電池の特性を計測する計測ステップと、
   前記計測ステップにおいて前記電池の特性に有意な変化が計測された場合、前記電池パックが有する報知手段が、前記携帯機器へ前記電池の特性に有意な変化が計測された旨の報知を行い、前記計測ステップにおいて前記電池の特性に有意な変化を計測していない場合、前記携帯機器への、前記電池の特性に有意な変化が生じた旨の報知を回避する報知ステップと、
   前記電池パックが有するデータ送受信手段が、前記報知に応じて前記携帯機器から、前記電池の特性に関するデータである電池特性データの送信要求を受信し、該送信要求に応じて、前記携帯機器が出力するための前記電池特性データを前記携帯機器へ送信する送信ステップと、
   を有することを特徴とする電池の特性の変化を携帯機器へ報知する方法。

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