JPH01313782A - 電池の残存使用時間を算出する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電池の残存使用時間を算出する方法および
そのような方法を使用して残存使用時間を算出する装置
に間する。

［従来の技術］ 可充電型の電池（二次電池）が電源として組み込まれた
電子／を気機器、例、えば充電型電気かみそり、におい
ては、その機器が次の充電までにどの程度の時間使用で
きるかが使用者にとっては気になる事項である。このよ
うな残存使用時間を間接的に知るための従来の装置とし
て、電池の残存容量を表示するものが知られている。例
えば、特許出願公開第６２−２７２８２７号公報には、
電池の充電／放電量を、充電時ｒ：ｆ／放電時間を計測
することにより求め、このようにして求められた電池の
残存容量を棒グラフとして表示する装置が記載されてい
る。また、西ドイツ特許出願公開第２，３１３，５６６
号には、電池の充電電流／放電電流を計測し、この計測
結果に基づいて電池の充電／放電量を求める装置が記載
されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、この様な機器の使用者にとっては、電池の残
存容量が分かっても、その残存容量により当該機器が後
どのくらいの時間使用できるかを予測することはなかな
か困難である。この場合、残存容量から経験等に基づい
て残存使用時間を予測したとしても、その値はあまり正
確ではない。

したがって、使用者にとっては、電池の残存使用可能時
間が自動的に、かつかなりの精度で分かれば非常に都合
がよい。この場合、既知の方法で求められた残存容量を
、予め決められた係数で除算することによって残存使用
可能時間を求めることが考えられる。しかしながら、電
気かみそりのような機器においては、使用状況に応じて
そのモータ電流、すなわち電池の放電電流、が大きく変
動するという問題がある。例えば、トリマ付き電気かみ
そりの場合、通常のひげそり時のモータ電流に比べて、
トリマ使用時のモータ電流は約１．５倍、またクリーニ
ング時のように刃に負荷が掛からない時のモータ電流は
約半分となる。この場合、通常のひげそり時でも、刃に
掛かる負荷の変動に伴いモータ電流は変化する。また、
トリマの使用頻度あるいは１回当りのひげそり時間等の
使用パターンには、−船釣にかなりの個人差がある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、電池の放電電流が変動しても、またそ
の変動パターンが変化しても、電池の残存使用可能時間
をかなりの正確さで予測算出することができる、電池の
残存使用時間を算出する方法を提供することにある。

また、この発明の他の目的は、上記のような方法を用い
て電池の残存使用時間を算出する装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段及び作用］この発明による
電池の残存使用時間を算出する方法によれば、電池の充
電完了後の実使用時間を積算すると共に該電池の実使用
時の放電電流を積算し、前記電池の充電完了時の電池容
量から前記放電電流積算値を減算することによって該電
池の残存電池容量を算出し、前記放電電流積算値を前記
実使用時閉積算値で除算することにより該電池の実使用
時における平均放電電流を算出し、前記残存電池容量を
前記平均放電電流で除算することによって前記電池の予
測残存使用時間を算出する、ことを特徴としている。

この方法によれば、現時点塩の電池の放電電流の平均値
を現時点以降における電池の放電電流の平均値として電
池の残存使用可能時間が求められる。

また、この発明によれば、上記方法における各演算工程
を行う手段を設けた電池の予測残存使用時間を算出する
装置が提供される。

［実施例］ まず、この発明の詳細な説明する。

今、使用中の機器の電池の残存容量をＣＲＥＭとし、現
時点以降、次の再充電までの該電池の実使用時における
予測平均放電電流をＩ　ＰＲＥとすれば、この電池の残
存使用可能時間Ｔ　Ｒ１１は、Ｔ　ＲＥｌｌ　＝ＣａＥ
ｎ／　Ｉ　ＰＲＥ　　　　　−−−（１）である。本発
明においては、上記予測平均放電電流ｒ　ＰＲＥを、前
回の充電完了後、現時点までの実使用時における平均放
電電流Ｉ　ＧＩＵＥと仮定する。

この平均放電電流１１１ｕεは、前回の充電完了以降の
実使用時における全放電ｆＪｃｓｕｎ、すなわち積算電
流値、を前回の充電完了後の積算実使用時間Ｔ　ｓｕｒ
＋で除算することにより求める。また、前記残存容ｆｌ
ｃＲＥｎは１、該電池の完全充電時における電池容量の
下限値ＣＦｕＬから上記積算電流値Ｃ５ｕｒＩ（全放電
ｉ！ｌ）を減算すれば求められる。すなわち、 ＣＲＥＭ　　：＝　　ＣＦＩＩＬ　　−Ｃ５ｕｒ＋また
はｓ　　Ｃ５ｕｎ　”：　ＣＦＵＬ　−ＣＲＥｌｌであ
る。したがって、前記（１）式は、ＴＲＥ門　：　ＣＲ
Ｅｒｌ／　（Ｃ５ｕｉ／　ＴＳｕｒｌ）＝　　ＣＲＥｎ
ＩＩＴｓｕｒ＋／　　（ＣＦＵＬ　　−ＣＲＥｎ）とな
る。

上記値Ｃ５ｕｎおよびＴ　ＳＬＩＭは常時得られるから
、所望の時点て、上記（２）式の演算を行うことにより
、その時点での電池の残存使用可能時間Ｔ　ＲＥｌｌを
算出することができる。

以下、この発明による電池の残存使用時間を求める方法
を、充電式電気かみそりの残存使用時間表示装置に適用
した場合の一実施例について図面を参照しながら詳細に
説明する。

第１図に示す残存使用時間表示装置において、電池１０
は、Ｎｉ−Ｃｄ電池のような可充電型電池で、その負側
出力端子は接地され、正側出力端子は当該電気かみそり
の刃駆動モータＵの一端と該モータの０Ｎ１０ＦＦ用ス
イツチ１２の一端とに接続されている。上記モータ１１
の他端は、ＦＥＴ　１３とモータ電流検出用低抵抗１４
との直列接続を介して接地されている。また、ＦＥＴ　
１３のゲートは、抵抗１５を介して前記スイッチ１２の
他端に接続されている。

前記モータ電流検出用抵抗１４の両端間電圧は、Ｖ／Ｆ
変換器１６に印加される。このＶ／Ｆ変換器１６は、入
力端子に比例した繰り返し周波数のパルス信号を出力し
、カウンタ１７に供給する。一方、符号１８て示すもの
はタイマで、このタイマは前記スイッチ１２が閉成され
ている時間を積算する。

前記カウンタ１７が出力する計数値と前記タイマ１８が
出力する計時データとは、人力ボートを介してマイクロ
プロセッサ２０に供給される。このマイクロプロセッサ
２０のメモリには、前記（２）式の演算を行う演算プロ
グラム、電池ｌＯの完全充電時の容量の下限値ＣＦｕＬ
およびその他の必要なプログラムあるいはデータが予め
記憶されている。このマイクロプロセッサ２０の出力ボ
ートには、駆動回路２１および２２が接続されている。

駆動回路２１は、前記マイクロプロセッサ２０の制御の
下で、当該電気かみそりの本体に設けられた液晶表示器
２３の表示用電極２４および２５１　ないし２５５を選
択的に駆動する。この場合、電極２４は、文字群”Ｆｔ
ＪＬＬ”を表す複数の電極からなり、また電極２５＋な
いし２５５は５個の表示セグメントからなる棒グラフを
構成している。一方、駆動回路２２は、前記マイクロプ
ロセッサ２０の制御の下で、液晶表示器２３の数値表示
部２６を駆動して、例えば２桁の数値を表示する。

次に、上記実施例の動作を説明する。

第１図において、使用者によってスイッチ１２が閉成さ
れると、ＦＥＴ　１３が導通し、これによってモータ１
１が回転する。この結果、モータ電流に比例した電圧が
抵抗１４の両端間に現れる。Ｖ／Ｆ変換器１６は、この
電圧に比例した（すなわちモータ電流に比例した）周波
数のパルス信号を発生し、このパルス信号はカウンタ１
７により計数される。このようにして、カウンタ１７に
は、電池１０の放電電流の積算値Ｃ９ｕｎが得られる。

一方、前記スイッチ１２が閉成されている時間は、タイ
マ１８により積算される。しかして、タイマ１８には、
当該電気かみそりの積算実使用時間Ｔ　５ｌｌｌが得ら
れる。

マイクロプロセッサ２０は、前記スイッチ１２がオフさ
れる時点のような所望のタイミングで、前記カウンタ１
７の出力Ｃｓυハとタイマ１８の出力Ｔ　ｓｕｎとを読
み込み、これら値と前記値ＣＦＩＪＬとに基づいて前記
（２）式の演算を行うことにより、電池１０の残存使用
可能時間ＴＲＥ１１を求める。次いで、マイクロプロセ
ッサ２０は、所定の期間（例えば、４秒間）にわたりこ
の値”ｒ’ａ＋’：ｎを駆動回路２２を介して数値表示
部２６に送出する。この結果、数値表示部２６には、Ｅ
記残存使用可能時閏ＴＲＥ、＋１が、例えば”′残ｘＸ
分”、のように表示される。

なお、上記マイクロプロセッサ２ｏは、前記値ＣＦＩＬ
からＣ５ｕｎを減算することにより常時電池の残存容ｆ
ｌＬｃＲＥｎを算出し、この値を駆動回路２１を介して
液晶表示器２３に供給する。したがって、表示器２３に
は、電池ＩＯの残存容量が常時棒グラフとして表示され
る。

次に、表１は、上記実施例により残存使用可能時間ＴＲ
ＥＭを当該電気かみそりのある使用パターンにつき求め
た結果を示す。なお、この例におけるＣ　ＦＩＬの値は
、５００ｍＡＨである。また、第２図は、上記使用パタ
ーンを図示したもので、この図において実線および点線
で示す波形Ｐはモータ電流に、また−点鎖線は平均放電
電流Ｉ　ａｕＥに、また波形Ｐの下側領域は積Ｗ、電流
値Ｃ５ｕｎに各々対応する。

この第２図からは、電池の充電完了後の最初の数回の使
用においては、平均放電電流１１）ＬＩＥがかなり大き
く変動することが分゛かる。

（以下余白） 表１において、第１回目の使用直後に表示される残存使
用時間Ｔ　ＲＥｌｌは４１分となっているが、第２回目
の使用直後の表示は５０分と第１回目の表示より長くな
っている。これは、第１回目の使用時（Ｔ１）にモータ
に対する負荷の重いきわぞり（トリミング）が行われた
結果予測平均放電電流■ρＲ［が非常に大きくなったの
に対し、第２回目の使用時（Ｔ２）には通常のひげそり
（シェービング）が行われた結果予測平均放電電流■ρ
ＲＥが少ない方向に大幅に修正されたためである。しか
しながら、第８回目および第９回目の使用時（Ｔ８およ
びＴ９）においては、モータ負荷電流が大きく変動して
いるにも拘らず、表示された残存使用時間ＴＲ［：Ｍは
逆転していない。これは、実使用時間あるいは使用回数
が増加すると、負荷電流の変動に伴う予測平均放電電流
１ρＲεの修正量が減少するからである。

表１の最右欄の残存使用時間Ｔ　’ＲＥ１１は、前記実
施例を上記のような現象を除去すべく変形した場合の結
果を示している。すなわち、この変形例においては、残
存使用時間Ｔ　’ＲＥ＋１の最小表示単位を５分とし、
また今回求められた残存使用時間が前回求められたもの
に比べて大きい場合は前回求められた値を今回の残存使
用時間とするような処理を施している。以下、この変形
例における動作を第３図のフローチャートを参照して説
明する。なお、この図において、値ＣＥｕｔおよびＴ　
ｎｏｘは各々５００　（ｎ＋ＡＨ）および４５（分）、
また、値Ｔ’Ｒｃｈ＋。

−１）　およびｎの初期値は共にゼロであるとする。

第３図において、例えば当該電気かみそりの今回の使用
が終了すると、前記マイクロプロセッサ２０は積算電流
値Ｃ５ｕｎおよび積算実使用時間Ｔｓｕｎを順次人力す
る（ステップＳ１およびＳ２）。次いで、マイクロプロ
セッサ２０は、予め記憶されている値ＣＦＬＩＬから上
記積算電流値Ｃ３ｕ１１を減算して残存電池容量ＣＲＥ
Ｍを求める（ステップＳ３）。次ぎに、前記（２）式に
示した演算が行われ、残存使用時間Ｔ　ＲＥｌｌが求め
られる（ステップＳ４）。この値Ｔ　ＲＥＭは、次のス
テップＳ５で５分車位で量子化される。次ぎに、この量
子化された値Ｔ　’ＲＥ＋１が、予め決められた上限値
ＴＭｌＩＭ＝４５（分）を超えているか否か判定される
（ステップＳ６）。もし、超えていたらこの上限値をＴ
　’ＲＥ＋１とする（ステップＳ７）。これらステップ
Ｓ６およびＳ７は、例えば清掃の為にモータ１１が無負
荷で長時間口された場合のような例外的な操作により、
値Ｃ３ｌＩＩＩがＴｓｕｎに比べて極端に小さくなり、
この結果Ｔ　’ＲＥＭが極端に大きくなるのを防止する
。次ぎに、値Ｔ’Ｒε門は、前回の値Ｔ　’ＲＥｆｆｌ
ｆｎ−１１があれば（ステップＳ８）その値を超えてい
るか否かが判定され（ステップＳ９）、もし超えていれ
ば前回の値を今回の値とする（ステップＳｔＯ＞。これ
らステップＳ９およびＳｌＯは、平均放電電流の大きな
変動により今回の予測残存使用時間が前回の予測残存使
用時間より大となるのを防止する。次ぎに、値Ｔ　’Ｒ
Ｅ１１が零より小か否かが判定され（ステップＳｌｌ　
）、もし小さければＴ′Ｒ〔１は零とされる（ステップ
Ｓ１２　）。これらステップ５１１および５１２は、Ｔ
　’ＲＥＭが負になるのを防止する。

次ぎに、この様にして求められた残存使用時間Ｔ　’Ｒ
Ｅｒｌは、例えば４秒間液晶表示器２３に表示され（ス
テップ５１３および５１４）、次いで値Ｔ　’ＲＥＭが
前回の値として記憶された後（ステップ５１５）、一連
の処理が終了する。

なお、充電完了後の平均放電電流が大きく変動する初め
の期間を残存使用時間の算出に使用したくない場合は、
例えばステップＳ２と５３との間に、破線で示すように
、積算実使用時間Ｔ　ＳＵＭが例えば６分を超えていな
ければ表示を行わないようなステップＳ２０を追加すれ
ばよい。

また、充電後の最初の数回の使用を残存使用時間の算出
に用いたくない場合は、例えばステップＳ２と５３との
間に、−点鎖線で示すように、使用回数が例えば４回未
溝の場合は表示を行わないようなステップ５３０および
５３１を追加すればよい。

また、残存電池容量がある値以下に減少しなければ残存
使用時間を算出したくない場合は、例えばステップＳ３
とＳ４との間に、点線で示すように、ＣＲＥｌｌが４０
Ｏｎ＋ＡＨ以上の場合は表示を行わないようなステップ
５４０を追加すればよい。

更に、電池の残存使用可能時間は、もっと短い時間単位
で、例えば１分車位で、表示するようにしてもよい。

なお、上記の実施例およびその変形例においては、電池
の残存使用時間を電池の使用が終わる度に算出し表示す
るように構成したが、これに限らず、例えば、使用者が
希望する任意の時点で残存使用時間を算出し表示するよ
うにしてもよい。

また、電池の残存容ＪＩＣＲＥｎを、電池の自然放電量
を減算することによりその都度補正しておけは、より正
確な残存使用時間を算出することができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、この発明による電池の
残存使用時間の算出方法によれば、充電完了後の積算放
電電流と積算実使用時間とを求め、これら積算値から実
使用時における平均放電電流を求め、この平均放電電流
を現時点以降の予測平均放電電流と見なして残存使用時
間を算出するので、電池の使用パターンが異なっても、
かなりの正確さで、残存使用時間を求めることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による電池の残存使用時間を求める方
法を充電式電気かみそりの残存使用時間表示装置に適用
した場合の一実施例のブロック図、第２図は、同実施例
の電気かみそりにおけるある使用パターンをモータ電流
と電池の平均放電電流とについて示すタイムチャート、 第３図は、同実施例の一変形例の動作を説明するための
フローチャートである。 ｌＯ・・・電池、１１・・・モータ、１４−・・電流検
出用抵抗、１６・・・Ｖ／Ｆ変換器、１７・・・カウン
タ（計数手段）、１８・・・タイマ、２０・・・マイク
ロプロセッサ、２３・・・液晶表示器（表示手段）。 出願人　　フィリップス株式会社 代理人　　弁理士　沢　１）雅　男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電池の充電完了後の実使用時間を積算すると共に該
   電池の実使用時の放電電流を積算し、前記電池の充電完
   了時の電池容量から前記放電電流の積算値を減算するこ
   とによって該電池の残存電池容量を算出し、 前記放電電流の積算値を前記実使用時間の積算値で除算
   することにより該電池の実使用時における平均放電電流
   を算出し、 前記残存電池容量を前記平均放電電流で除算することに
   よって前記電池の予測残存使用時間を算出する、 ことを特徴とする電池の残存使用時間を算出する方法。 ２、電池の充電完了後の実使用時間を積算する手段と、 前記電池の実使用時の放電電流を積算する手段と、 前記電池の充電完了時の電池容量から前記放電電流の積
   算値を減算することによって該電池の残存電池容量を算
   出する手段と、 前記放電電流の積算値を前記実使用時間の積算値で除算
   することにより該電池の実使用時における平均放電電流
   を算出する手段と、前記残存電池容量を前記平均放電電
   流で除算することによって前記電池の予測残存使用時間
   を算出する手段と、 を具備することを特徴とする電池の残存使用時間を算出
   する装置。 ３、前記放電電流積算手段が、 前記電池に直列に介挿された抵抗と、 上記抵抗の両端間に発生する電圧を該電圧に対応する周
   波数を持つ信号に変換する変換器と、 上記信号の周波数を計数する計数手段と、 を有し、前記放電電流の積算値が、前記計数手段に計数
   値として得られるようにしたことを特徴とする請求項２
   に記載の電池の残存使用時間を算出する装置。 ４、算出された前記予測残存使用時間を表示する表示手
   段を更に有していることを特徴とする請求項２または３
   に記載の電池の残存使用時間を算出する装置。 ５、前記表示手段が、前記実使用時間の積算値が所定の
   値より大きい場合にのみ動作されるように構成されてい
   ることを特徴とする請求項４に記載の電池の残存使用時
   間を算出する装置。 ６、前記表示手段が、前記残存電池容量が所定の値より
   小さい場合にのみ動作されるように構成されていること
   を特徴とする請求項４に記載の電池の残存使用時間を算
   出する装置。 ７、前記電池の充電完了後の実使用回数を計数する手段
   を更に有し、 前記表示手段が、計数された前記実使用回数が所定の値
   より大きい場合にのみ動作されるように構成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の電池の残存使用時間
   を算出する装置。