JPH03183328A - 電池残量演算装置 - 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］ 本発明は電池の残量を演算により推定する電池残量演算
装置に関する。

［従来の技術］ 電通を駆動電源とするポータプル機器でも、組込み電池
の容量に比べて消費電力の大きな装置、例えばポータプ
ル・ビデオ・カメラでは、電ｌＩｌ！の消耗が急速に進
行するので、あとどのくらい撮影可能なのかが非常に気
になる。

従来のポータプル・ビデオ・カメラには、電池の残量を
表示する残量表示装置が設けられている。

従来の残量表示装置では、電源電池の出力電圧を測定し
、その測定値が一定値以下になると警告を発するように
なっている。

［発明が解決しようとする課題］ このような構成では、電池の放電特性や電池の内部抵抗
を全く考慮していないので、電性残量表示の精度があま
りよくなかった。例えば、負荷時の電池出力電圧が同じ
であっても、その電池の種類が異なれば、放電特性か異
なり、従ってその表示された残量値は、値使用電池の残
量を精確に表わすものになっていない。

そこで本発明は、使用電池の種類にかかわらず、精確に
電池残量を求めることのできる電池残量演算装置を提示
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る電池残量演算装置は、電池の出力を測定す
る測定手段と、複数種類の電池の放電特性に関するデー
タを記憶するメモリ手段と、異する時点での当該測定手
段の測定結果及び当該メうり手段の記憶データから使用
される電池の種類ゼ判別し、該当する種類の電池のデー
タから電池全員を演算する演算手段とからなることを特
徴とする。

（作用］ 上記手段により、複数種類の電池の内のどの４池を使用
していても、精確に電池残量を求めることができる。ま
た、残量演算の都度、使用電池Ｃ消耗度を測定している
ので、使用途中の電池を扛続したとしても、また、途中
で同じ又は別の挿通の電池に交換しても、精確な電池残
量を得ることができる。

［実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図はビデオ・カメラに適用した本発明の一実施例の
構成ブロック図を示す。１ｏは電源として使用される電
池、１２は電源スィッチ、１４はビデオ・カメラの主要
機能を実行する負荷回路、１６．１８は抵抗、２０は抵
抗１８の電圧をディジタル化するＡ／Ｄ変換器、２２は
ビデオ・カメラのシステム制御を受は持つと共に、電池
１ｏの残量演算を行なう演算処理回路、２４はビデオ・
カメラとしての各種動作を指示入力するための操作装置
、２６は得られた電池残量を表示する表示装置、２８Ａ
、２８Ｂ、２８Ｃは使用される可能性のある電池の放電
特性を記憶するメモリであり、メモリ２８Ａには乾電池
Ａの放電特性が記憶され、メモリ２８Ｂには蓄電池Ｂの
放電特性が記憶され、メモリ２８Ｃには電池Ｃの放電特
性が記憶される。

３０はメモリ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃを選択するスイッ
チである。

本実施例では、負荷回路１４の動作モードの違いによる
負荷抵抗値の変化を利用して電池１０の開路電圧Ｖを測
定し、その開路電圧（内部起電圧）■の変化から電ｌ也
の種類を判定すると共に、合致する放電特性から電池残
量を推定する。第２図に示すように、電池ｌＯの内部抵
抗をＲ１開路電圧をＶとし、負荷抵抗ｒ、のときの負荷
電流をＩｌ、負荷端子電圧をＶ、、負荷抵抗ｒ、のとき
の負荷電流を１２、負荷端子電圧をｖ２とすると、 Ｒ−（Ｖｉ　　Ｌ）　／　（Ｉｔ　　Ｉｔ）ｖ＝Ｖ２＋
ｌ２Ｒ ＝ｖ２＋ｒｔ　（Ｌ−Ｖｌ）　／　（ＴＩ−１２）とな
る。

実際には、抵抗１８の端子間電圧により上記Ｖ。

ｖ２を測定する。但し、各モードにおける負荷抵抗値は
既に分かっているので、電圧Ｖｌ、　Ｖ２に対する電流
１．、　Ｉ、は予め求めておく。この４つのパラメータ
から、開路電圧Ｖを求める。そして、このようにして求
めた開路電圧Ｖの、所定時間間隔をおいた差△ｖ　（”
ｖ＋　　Ｖ２）から電池の種類を判別し、電池の種類に
応じた放電特性から電池残量を求める。

電〆也残量の決定方法としては、第１に、各電池の放電
特性を計算式に直し、電池の種類の判明後、その計算式
に開路電圧Ｖを代入して電池残量を求める方法、第２に
、成る代表的な電池の放電特性を求めると共に、各電池
の種類別の補正値を求め、当該補正値で標準の放電特性
を補正する方法、第３に、電池の種類別の放電特性をメ
モリに格納し、使用電池の種類に応じた放電特性をメモ
リから読み出し、その開路電圧から電池残量を決定する
方法が考えられる。本実施例では第３の方法を採用して
いる。

演算処理回路２２は使用されている電池１０の放電特性
が、メモリ２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃのどの放電特性に類
似するかを判断し、最も類似する放電特性を記憶するメ
モリから開路電圧に対する電池残量時間のデータを読み
出し、表示装置２６により、電池１０の使用可能時間を
表示する。

第３図は本実施例の動作フローチャートを示す。

先ず、電源スィッチ１２の閉成により、ビデオ・カメラ
はストップの仕事（ＪＯＢ）に入り（Ｓｌ）、ストップ
・モードに入る（Ｓ２）。次に記録ポーズの仕事に移り
（Ｓ３）、ストップから記録ポーズにモード遷移したの
で、ストップ時の負荷端子電圧Ｖ、を測定する（Ｓ４）
。ストップ時の負荷は判明しているので、ｈは予め求め
られている。記録ポーズ・モードに入り（Ｂ５）、ビデ
オ・カメラを記録ポーズにする。

その後、その時の負荷端子電圧ｖ２を測定する（Ｂ６）
。

■２は記録ポーズ時の負荷電流で、予め求められている
。４つのパラメータＬ　、Ｖ２　、　Ｉ＋　、　１ｇか
ら、上述の式に従い開路電圧ｖ１を求める（Ｓ７）。

ビデオ・カメラのトリガー釦が押されるのを待って（Ｂ
８）、記録の仕事に入り（Ｂ９）、記録モードになる前
の記録ポーズ・モードでの負荷端子電圧Ｖ。

を測定する。負荷電流はＢ６の記録ポーズ・モードと同
じで、それを■、とする。記録モードになり（Ｓｌｌ）
、記録時の負荷端子電圧ｖ２を測定する（Ｓ１２）。

電流Ｉ２は記録時の負荷電流である。この４つのパラメ
ータから開路電圧ｖ２を求める（Ｓ１３）。

Ｓ７及びＳ１３で求めた開路電圧ＶＩ＋　ｖ２の差ΔＶ
を求める（Ｓ１４）。表１は、各電池における開路電圧
Ｖとその差ΔＶの対応表である。この表１から得られる
各電池の差電圧Δｖ１．ΔＶ　ｎ　ｄ　＊Δ■２と、Ｓ
１４で求めた差電圧ΔＶとを比較しくＳ１５，１８．２
０）、許容誤差範囲内で一致する種類の電池が使用され
ていると判断する。そして１、メモリ２８Ａ、２８Ｂ。

２８Ｃに格納した各電池毎の開路電圧対電池残量時間の
表から、該当する電池の電池残量時間データを読み出し
く３１６，１９．２０）、表示装置２６で表示する（Ｓ
１７）。

例えば、Ｓ１４で求めた差電圧がΔＶｅｄｌである場合
には、５１５４８からＳ１９に進み、表２から、電池残
量時間がｎｄ、分であることが分かる。表２のデータは
予め実験的に求めておいて、それぞれメモリ２８Ａ、２
８Ｂ、２８Ｃに格納されている。第４図は開路電圧対電
池残量時間のグラフであり、横軸は開路電圧ｖ１縦軸が
電池残量時間（Ｔ）を示す。

第４図はストップ・モード、記録ポーズ・モード、及び
記録モードの順に動作モードが変化している場合のタイ
ミング・チャートであり、開路電圧Ｖ、の測定タイミン
グを示している。

表１ 表２ 次に、 第２の実施例として、 各電池の放電特性 を計算式に置き換えて、 電池の種類と開路電圧Ｖ をこの計算式にあてはめて電通残量時間を求める方法を
説明する。各電池の放電特性をいくつかの区分に分割し
て、近似する１次式、二次式、三次式を当てはめる。本
実施例では、第５図に示すように、３区間に分け、電池
Ａでは、ＤからＡ１、Ａ１からＡ２、Ａ２からＡ３に分
け、電池Ｂでは、ＤからＢ１、Ｂ１からＢ２、Ｂ２から
Ｂ３に分け、電池ＣではＤからＣ１、Ｃ１からＣ２、Ｃ
２からＣ３に分ける。電池ＡのＤからＡ１の区間では、
ＴＡ＝ａＨｖ”＋ａ２ｖ＋ａＨ１Ａ１からＡ２の区間で
は、ＴＡ−ａ４ｖ＋ａ、、Ａ２からＡ３の区間ではＴＡ
＝ａ６Ｖ”＋ａ７Ｖ＋ａｌの二次曲線をあてはめた。電
池ＢのＤからＢ１の区間では、Ｔ、＝ｂ、ｖ”＋ｂ、ｖ
＋ｂ、、Ｂ１からＢ２の区間では、Ｔｉ＝ｂ４ｖ＋ｂ５
、Ｂ２からＢ３の区間ではＴＢ＝ｂ。

ｖ’＋ｂ、ｖ＋ｂ、の二次曲線をあてはめた。また、電
池ＣのＤからＣ１の区間では、Ｔｃ＝ｃ、ｖ２＋ｃ２ｖ
＋ｃ、、Ａ１からＡ２の区間では、”　ｃ”　ｃａ　Ｖ
　＋　ＣＢ、Ａ２からＡ３の区間ではＴｃ＝ｃ、ｖ″＋
ｃｔｖ＋ｃ、の二次曲線をあてはめた。勿論、より細か
く区分し、三次曲線などを含めれば、より精確な放電特
性の数式表現が得られる。

電池の種類は、上述のように、開路電圧Ｖとその差ΔＶ
を表１に当てはめることにより知ることかできる。

第６図は第２実施例のフローチャートを示す。

但し、第３図の５１５〜２０に代わる部分を主に図示し
た。先ず、開路電圧Ｖの差ΔＶを計算しく５３１）、各
電ｌ也の開路電圧Ｖ封蓋ΔＶの対応表（表１）からΔＶ
□　ΔＶ　ｎ　ｄ　＋　　Δｖｃを読み出し、ΔＶと比
較する（Ｓ３２）。許容誤差内でΔＶ、と一致する場合
（Ｓ３２）、今計測した開路電圧ｖ２の属する区画の上
記計算式を当てはめて残量時間ＴＡを計算する（Ｓ３３
　、３４　、３６．３７．３８）。但し、ＶＡＩは点Ａ
１の開路電圧であり、ｖＡ２は点Ａ２の開路電圧である
。

開路電圧の差ΔＶが許容誤差内でΔＶ、と一致しない場
合（Ｓ３２）、ΔＶ、と許容誤差内で一致するか否かを
調べ（Ｓ３９）、一致する場合には、今計測した開路電
圧Ｖ、の属する区画の上記計算式を当てはめて残量時間
Ｔ＋＋を計算する（Ｓ４０，４１，４２，４３．４４）
。

但し、■、は点Ｂ１の開路電圧であり、Ｖ１１２は点Ｂ
２の開路電圧である。

開路電圧の差ΔＶが許容誤差内でΔＶ−とも一致しない
場合（Ｓ３９）、電池Ｃが使用されていると判断し、今
計測した開路電圧ｖ２の属する区画の上記計算式を当て
はめて残量時間ＴＣを計算する（Ｓ４５４６．４７，４
８．４９）。但し、ＶＣＩは点Ｃ１の開路電圧であり、
ＶＣＩは点Ｃ２の開路電圧である。

このようにして求めた残量時間ＴＡ、　ＴＩ又はＴｃを
表示装置２６により表示する（Ｓ３５）。

次に、第３の実施例として、成る代表的な電池の放電特
性を求め、電池の種類別にその補正値を決めて、当該補
正値により標準の特性を補正する方法を説明する。第７
図は開路電圧（Ｖ）対残量時間（Ｔ）のグラフであり、
開路電圧（Ｖ）に介して３つの領域Ｉ、　　ＩＩ、　Ｉ
ＩＩに分け、領域Ｉを曲線で、領域■を直線で、領域■
を直線で近似する。

そして、電池Ｂの特性を標準とし、例えば表３に示すよ
うに、電池Ａ、Ｃの特性の補正係数を各領域で決める。

例えば電池Ａでは、基準電池Ｂに対して、領域Ｉでは０
．８５倍に補正、領域■では０．１の減算、領域■では
０．９倍に補正する。電池Ｃでは、領域■では１．１倍
に補正、領域■では０．１の加算、領域■では１２倍に
補正する。この方法は、放電特性曲線が近似している場
合に有効である。

表３ ［発明の効果］ 以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、電池の消耗度を実際に測定し、電池の放電特性によ
り電池残量を求めているので、得られた電池残量が非常
に精確である。従って、使用電池を同じ又は別の種類の
別の電池に交換しても、精確な電池残量を求めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第２図は
電池の開路電圧測定の基本回路、第３図は第１の実施例
のフローチャート、第４図はモード変化に対する測定タ
イミングのタイミング・チャート、第５図は放電特性図
、第６図は第２の実施例のフローチャート、第７図は放
電特性図である。 １０：電池　１２：電源スィッチ　１４：負荷回路　２
０：Ａ／Ｄ変換器　２２：演算処理回路２４；操作装置
　２６：表示装置　２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ：メモリ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電池の出力を測定する測定手段と、複数種類の電池の放
   電特性に関するデータを記憶するメモリ手段と、異なる
   時点での当該測定手段の測定結果及び当該メモリ手段の
   記憶データから使用される電池の種類を判別し、該当す
   る種類の電池のデータから電池残量を演算する演算手段
   とからなることを特徴とする電池残量演算装置。