JPH0275982A - 電池残量表示方式 - 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〕 本発明は充電式電池で動作する装置の電池残量表示方式
に関し、特に動作電流と動作時間から積算消費量を計算
して残量表示を行う方式に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の残量表示方式には、電池電圧を監視する
第１の方式、短い時間大電流で放電させて電圧の変化を
見る第２の方式、及び消費容量を計算によって求める第
３の方式等があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１の方式では、ＮｉＣｄ電池のように放電期間の大部
分において放電電圧の変化が小さい電池の場合、温度変
化、電池のバラツキ、電池の経時変化等によって精度の
高い残量表示は期待できな０゜ また、第２の方式においても精度の改善は充分でなく、
かつダミー抵抗等、余分なハードウェアが必要となると
いう点で装置の小型化及び経済化の点で不利であった。

これに対し、携帯無線電話装置などのようにマイクロコ
ンピュータ等を内蔵し、演算処理機能をあらかじめ持っ
ている装置においては、消費容量を計算する第３の方式
が、ソフトウェアでこの機能を実現できるので最も経済
的である。

ここで、この方式を採用した場合の従来技術の問題点に
ついて以下に述べる。

従来の方式では、使用する電池の標準的な容量Ｃ４゜を
固定値として装置内の記憶部に記憶させ、この標準容量
Ｃｒｏと消費容量の積算値、Ａ−Σａ、・■　・ｔ　と
を比較して残量情報をＩ　　　ｉ 表示していた。ここで、ａｌは重み付は定数、■、は装
置の動作状態によってとりうる各種モードでの電流値、
ｔＩは電流Ｉ、にて動作を継続した時間である。なお、
電池には内部抵抗があるので放電電流の値によって実質
的な消費容量は異る。

これを補正するのが重み付は定数ａ、の役目てある。一
般に、Ｉ　＞Ｉ２ならａ　１＞　ａ　２である。

■ ところで、ＮｉＣｄ電池等は充放電の繰り返しによって
容量が次第に減少してくることが知られている。このた
めに、従来の方法では、充放電を繰り返して装置の使用
が進むにつれて、表示の上では残量があるにもかかわら
ず、実際には容量を使い果して装置が動作不能になると
いう不都合があった。また、電池の容量は固体差による
バラツキがあるので、使用者に不安を抱かせないために
は、標準容”ｆ’ｏとしてバラツキの下限の値を設定し
なくてはならないという問題もあった。さらに、装置に
よっては大きさや重さ等の制約から容量の異る数種類の
電池を使用できるようにしているものもある。このよう
な場合にも、固定されたパラメータで消費容量の計算、
比較を行なったのでは不都合が起るという欠点があった
。

Ｃ課題を解決するための手段〕 以上述べた従来技術の欠点を解決するため、本発明の電
池残量表示方式は、標準容量Ｃ４゜又は重み付は定数ａ
１を実際に使用している電池の現在の値に合わせるよう
な自己学習機能を持たせている。

即ち、本発明の電池残量表示方式は、充電式電池で動作
し、少くとも表示部、ｙｆＲ算部、電池電圧検出部を有
する装置に適用され、演算部は、この装置が充電済みの
電池で動作を開始した時点からの積算消費容量Ａ−Σａ
　−１１・ｔｌを計算し１、　　１ この計算値とあらかじめ記憶している電池容量Ｃとの差
容量ＣＲ−Ｃ，−Ａを計算してこれをＩ゛ もとに残量情報を表示部に表示する。さらに、この電池
容量Ｃｒは電池電圧検出部において電池電圧がＶｔｈま
で低下した時点Ｔでの差容１；ｈ　ｃ　、が−定値Ｃ以
上であれば、電池容ｊｉ　Ｃｒより低い値厘 Ｃ′に更新されるようにしている。

なお、本発明は電池容量Ｃｒを更新するかわりに重み付
は定数ａ、を更新しても同様の効果が得られる。

〔実施例〕

第１図は本発明の構成の一例である。充電式の電池４で
動作する装置５は表示部１、演算部２、電池電圧検出部
３を有している。

演算部２は、前に述べたように、電池容量Ｃ４、重み付
は定数ａ１及びとりうる電流の値１１を記憶しており、
電流１１での動作時間ｔ１を測定し、積算消費容量Ａ−
Σａ　・Ｉ１　・ｔｌを計算する。

、　　１ この積算消費容量Ａと電池容量Ｃ４との差容量Ｃ）？−
Ｃ，−Ａを計算して残量情報を表示部１に表示する。

第１図では残量情報の表示をバーグラフで行う例を示し
ている。

本発明の動作の特徴は、電池４の電圧■８がｖｔｈまで
低下した時に電池電圧検出部３により得られる検出信号
によって電池容量Ｃｆまたは重み付は定数ａｊを更新す
ることにある。この様子を第３図以下に示す。

一般に、使用者にとっては、電池の使用限界が来る前に
残量表示がゼロになり、充電を促す方式が好ましい。よ
って、ここでは仮にＣｆ−ＡＴ−Ｃ≦Ｏとする。但し、
Ａ　　、Ｃはそれぞれ、ＲＴ　　　　　　　　　　　Ｔ
　　　ＲＴ電池４の電圧ＶＢがＶＬｈまで低下した時の
積算消費容量、差容量を表わす。

言い換えると、実際の容量と表示容量との差の余裕値Ｃ
をＣ≦０となるように選ぶことになＩｍ　　　　　　　
　ｍ る。

第３図にはこような好ましい例を示している。

この例では仝裕値Ｃ−−５、電池容量Ｃｒ−１００であ
り、積算消費容量Ａ　Ｔ　−１１０であるので、Ｃ，−
Ｃｒ−ＡＴ−−１０＜−５（−Ｃ，）となる。即ち、こ
の場合は電池容量Ｃｒは更新されず、次回の装置使用時
にも電池容量Ｃｒは１００のままで残量表示のための演
算が行われる。

これに対し、第４図は経年変化で電池自体の容量が減り
、しかも積算消費容量がＡ　Ｔ−１０２となった場合の
例である。この時、差容量は、Ｃ，−１００−１０２−
−２＞−５（−Ｃ１）となり、電池容量ｃ　　’　は、
Ｃ−（Ｃ，−Ｃｍ）ｒ −１００−（−２−（−５））−９７に更新される。次
回の装置使用から残量表示の演算は電池容量Ｃ′にもと
づいて行われる。

第５図はさらに容量の小さい電池を用いた場合の例であ
る。この時は、電池容ＨＣｒが１００のままであると、
実際、表示上で容量が残っているにもかかわらず、電池
電圧が使用限界以下となり、最悪の場合は、使用者が装
置使用中に動作不良を起すおそれもある。

本発明によれば、電池４の電圧ＶＢがＶｌｈまで低下す
ると、積算消費容ｉ：ｆＬＡ、は９５であり、差容量は
、Ｃ，−１ｏｏ　−９５−５＞−５（−Ｃ，）であるか
ら、電池容量Ｃ′は１００−　（５−（−５））−「 ９０に更新され、次の装置使用時には使用不能となる前
に残量表示はゼロを示して使用者に充電を促す。

第２図はより実際的な実施例として携帯無線電話機への
応用を示す。この例では残量をパーセントで示した値で
表示している。この例のキーボード６のように、使用者
に何らかの人力を可能にしている装置、または何らかの
信号による外部入力が可能な装置においては次の■〜■
のような要素を追加することにより、以下のような応用
も可能となる。

■　電池容量Ｃｒの値をキーボード６のキー人力または
外部からの信号によって任意の値に書き換え可能とする
。

■　電池容量Ｃ４の値をキーボード６のキー人力または
外部からの信号によって、演算部２内の記憶部にあらか
じめ記憶された値Ｃｒｏにリセット可能とする。

■　電池電圧ＶＢがｖｔｈまで低下した時の差容量Ｃが
一定値Ｃ以上の場合に電池容量Ｃｒを更Ｔｌ１１ 新するかわりに重み付は定数ａ１を減少させてａｉ′に
更新する。

■　■のようにした場合に、電池電圧ＶＢがＶＬｈまで
低下した時の差容量　ｃ　、が一定値６１１１以上であ
る時、重み付は定数ａ、の更新値を次の式、Ｃ＋Ｃ−Σ
ａ、′　・１．・ｔ、。

ｒ　　　ｔｘ、１ｒ　　　＋ を満たすようにａ　′を定める。

■　■のようにした場合に、重み付は定数ａ＋をキーボ
ード６のキー人力または外部からの信号によって任意の
値に書き換えロー能とする。

■　■のようにした場合に、重み付は定数ａ、をキーボ
ード６のキー人力または外部からの信号によって演算部
２内の記憶部にあらかじめ記憶された値ａ、にリセット
可能とする。

■　充電された電池で使用を開始する時点において使用
者が積算消費容ｆｆ１Ａの値を０にクリア可能とする。

容量の異る２種類の電池を使い分ける時や、新品の容量
の大きな電池と長く使用して容量の小さくなった電池と
並用する時は、■、■のようにすることでどちらの電池
にも現実的な電池容量Ｃ４あるいは重み付は定数ａ、の
初期値を設定できる。

また、満充電されていない電池を使うことによって、電
池容量Ｃｒあるいは重み付は定数８１の値が必要以上に
小さく更新されてしまうことがあり白゛る。この場合は
、■、■のように電池容量Ｃあるいは重み付は定数ａ、
を所定値Ｃｒｏあるｒ　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　ｌいはａｌｏにリセットできるように
しておくことによって不都合を回避できる。

ところで、満充電された電池を用いて装置使用を開始す
ることをどの時点で行うかは重要ではあるが、最も簡単
で確実なのは、■のようにして使用者の操作によって積
算消費容ｆｆ１Ａの値をゼロにクリアする方法である。

この他、充電器より電気信号等で充電の完了を自動的に
装置に送出し、その後の最初の装置の電源投入を起点と
する方法等も考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の電池残量表示方式は、ソフ
トウェアと簡単なハードウェアで構成できるため小型化
、経済化に適しており、電池容量のバラツキや経時的変
化に対しても、いわば自己学習機能により自律的に対応
するので、使用者の利便性も優れている。また、本方式
の基本的なパラメータはソフトウェアで実現しているの
で、このパラメータを外部からコントロールすることに
より、異なる容量の電池の並用等にも柔軟に対応できる
とともに、誤動作にも強い。

このように本発明の電池残量表示方式は、小型、経済性
の面で従来技術より優れているのみならず、表示精度、
柔軟性、信頼性の面においても従来技術より大きく勝っ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の要部構成図、第２図は本発明
の適用例を携帯無線電話機の場合について外観図で示す
。第３図、第４図、第５図は本発明の詳細な説明するた
めの特性図である。 １・・・表示部、２・・・演算部、３・・・電池電圧検
出部、４・・・電池、５・・・装置、６・・・キーボー
ド。 第１図 第２図 ＋００　１１０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．充電式電池で動作し、少くとも表示部、演算部、電
   池電圧検出部を有する装置の電池残量表示方式において
   、 前記演算部は、前記装置が充電済みの電池で動作を開始
   した時点からの積算消費容量 ▲数式、化学式、表等があります▼（但し、ａ＿ｉは重
   み付け 定数、Ｉ＿ｉは装置の動作電流、ｔ＿ｉは電流Ｉ＿ｉで
   動作した時間）を計算し、この値とあらかじめ記憶して
   いる電池容量Ｃ＿ｆとの差Ｃ＿Ｒ＝Ｃ＿ｆ−Ａを計算し
   て、これをもとに残量情報を表示部に表示し、 前記電池電圧検出部は、電池電圧があらかじめ定めたＶ
   ＿ｔ＿ｈまで低下した時に検出信号を前記演算部に送出
   し、 前記演算部は前記検出信号が発生した時点Ｔにおける電
   池残量の計算結果Ｃ＿Ｒ＿Ｔが一定値Ｃ＿ｍ以上の時、
   前記電池容量Ｃ＿ｆあるいは重み付け定数ａ＿ｉを新た
   な電池容量Ｃ＿ｆ′あるいは重み付け定数ａ＿ｉ′に更
   新することを特徴とする電池残量表示方式。