JPH03225286A - Residual quantity display device - Google Patents

Residual quantity display device

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JPH03225286A
JPH03225286A JP2020638A JP2063890A JPH03225286A JP H03225286 A JPH03225286 A JP H03225286A JP 2020638 A JP2020638 A JP 2020638A JP 2063890 A JP2063890 A JP 2063890A JP H03225286 A JPH03225286 A JP H03225286A
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JP
Japan
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charge
amount
battery
current
storage battery
Prior art date
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Application number
JP2020638A
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Japanese (ja)
Inventor
Hajime Kato
肇 加藤
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Nidec Corp
Original Assignee
Nidec Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03225286A publication Critical patent/JPH03225286A/en
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Abstract

PURPOSE:To accurately display residual quantity under the variation of load by providing the residual quantity display device with a timing circuit for generating a clock signal, a discharged current detecting means, a discharged charge quantity calculating means, a residual charge calculating means for subtracting the quantity of discharged charge from the initial charge value and the like. CONSTITUTION:A battery 11 such as a Ni-Cd battery is connected to a load 12 and a current detector 13 is inserted between the load 12 and the ground. A current value detected by the detector 13 is converted into a digital signal through an A/D converter 14 and the digital signal is supplied to a microcomputer system 15. The system 15 includes a CPU, a read-only memory(ROM), a random access memory(RAM), and the like. At the time of receiving a clock signal from the timing circuit 17, the converter 14 and the system 15 control their individual operation. Signals for controlling various equipments are supplied from the system 15, the residual quantity of accumulated electricity is calculated and a signal for displaying the residual quantity is sent to a display circuit 19.

Description

【発明の詳細な説明】 り産業上の利用分野コ 本発明は電池のモニタ装置に関し、・特に電池の電荷残
量を表示することのできる残量表示装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a battery monitoring device, and particularly to a remaining charge display device capable of displaying the remaining charge of a battery.

直流電源、可搬形電源として乾電池、蓄電池等の電池か
広く用いられている。一定量の電気量の消費示か予想さ
れる電池使用の際、ある程度放電した電池が使用に耐え
るが否がが問題になる。
Batteries such as dry batteries and storage batteries are widely used as DC power sources and portable power sources. When using a battery that is expected to consume a certain amount of electricity, the question is whether a battery that has been discharged to a certain extent can withstand use or not.

[従来の技術] 電気、電子機器において電池が広く用いられている。乾
電池であれば製造時、蓄電池であれば満充電時にはその
後使用できる電荷量の総和はほぼ定まっている0時計、
ラジオ等多くの電子回路においては、オン時の消費t:
aはほぼ一定であるので、使用時間が消gt電荷蓋に比
例する。
[Prior Art] Batteries are widely used in electrical and electronic devices. For dry batteries, the total amount of charge that can be used after that time is almost fixed at the time of manufacture, and for storage batteries, when it is fully charged.
In many electronic circuits such as radios, the consumption when on is t:
Since a is approximately constant, the usage time is proportional to the charge cap.

この性質を利用して、ニッケル・カドミウム(N1−C
d)蓄電池から定を流出力できる時間の長さを予め測定
しておいて、満充電から放電を行った時間を累積し、蓄
電残量(残り使用時間)を演算する蓄電残量モニタが提
案されている。
Taking advantage of this property, nickel cadmium (N1-C
d) A battery remaining capacity monitor is proposed that calculates the remaining capacity (remaining usage time) by measuring in advance the length of time that a constant voltage can be output from the storage battery, and accumulating the time from full charge to discharging. has been done.

しかし、電池の使用は定電流便用に限らない。However, the use of batteries is not limited to constant current use.

たとえば、ラジコンの事納やボート等において、モータ
の電力源としてNi−Cd蓄電池等が用いられている。
For example, Ni-Cd storage batteries and the like are used as power sources for motors in radio-controlled vehicles, boats, and the like.

モータの駆動等においては、起動時には大きなトルクを
要するので大電流を要するが、定速運転では大巾に減少
した電流で足りる等使用形態によって電流値か大きく変
動する。このため、満充電からの使用時間か判ってもこ
れらの蓄電池の再使用に際しては新たな充電を必要とす
るか否かを判断することは龍しい。
In driving a motor, etc., a large torque is required at the time of starting, and therefore a large current is required, but the current value varies greatly depending on the usage mode, such as when driving a motor at a constant speed, a significantly reduced current is sufficient. For this reason, even if it is known how long the battery has been used since it was fully charged, it is difficult to judge whether or not a new charge is required when reusing these storage batteries.

また、ラジカセ等においてもラジオの使用はほぼ定を流
消費であるか、カセットテープを使用するとテープ駆動
用モータの消費を流は絶対値も変動ら大きい。
Furthermore, in radio cassette players, etc., the current consumption is almost constant when using a radio, or when a cassette tape is used, the current consumption of the tape drive motor varies greatly in absolute value.

[発明が解決しようとする課題] 以上説明したように、従来の技術によれば、定電流使用
の場合を除いて、電池の残量を確認しつつ電池を使用す
ることは困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention] As explained above, according to the conventional technology, it is difficult to use a battery while checking the remaining capacity of the battery, except when using a constant current.

本発明の目的は、負荷変動が大きい場合でも、電池の残
量を正確に表示することのできる残量表示装置を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide a remaining battery power display device that can accurately display the remaining battery power even when load fluctuations are large.

[課題を解決するための手段] 本発明の電池用の残量表示装置は、タロツク信号を発生
するタイミング回路と、クロック信号のタイミングで電
池からの放電を検出する電流検出手段と、クロック信号
間の時間長と検出した放電電流値から放電電荷量を算出
する手段と、初期電荷量から放電電荷量を差し引き、電
荷残量を算出する手段と、電荷残量を表示する手段とを
有する。
[Means for Solving the Problems] The battery remaining capacity display device of the present invention includes a timing circuit that generates a tarok signal, a current detection unit that detects discharge from the battery at the timing of the clock signal, and a current detection unit that detects discharge from the battery at the timing of the clock signal. The method includes means for calculating the amount of discharged charge from the time length and the detected discharge current value, means for subtracting the amount of discharged charge from the initial amount of charge to calculate the remaining amount of charge, and means for displaying the remaining amount of charge.

[作用] 一定の初期状態を有する電池から引き出すことのできる
電気的エネルギは一定の値を有するが、電気的エネルギ
のみでなく、一定の初期状態を有する電池から引出すこ
とのできる電荷量も一定である。電荷量の測定には、そ
の時々の電流値と時間との積か判ればよい、を流値が変
動する場合には、刻々変化する電流値とその間の時間経
過が分れば、消費した電荷量を知ることができる。クロ
ック信号を発生するタイミング回路と、クロック信号の
タイミングで電池からの放電電流を検出する電流検出手
段とを備えることにより、時間経過と共に変化する電流
値をモニタすることが可能となる。消費できる総電荷量
から、放電した電荷量を差し引くことにより、電荷の残
量を算出し、その残量を表示すれば、電池の使用者は後
どのくらい同じ電池を使用することができるかを知るこ
とか可能となる。
[Operation] The electrical energy that can be drawn from a battery that has a certain initial state has a certain value, but not only the electrical energy but also the amount of charge that can be drawn from a battery that has a certain initial state is constant. be. To measure the amount of charge, you only need to know the product of the current value and time.If the current value fluctuates, you can measure the consumed charge by knowing the constantly changing current value and the elapsed time. You can know the amount. By including a timing circuit that generates a clock signal and a current detection means that detects a discharge current from a battery at the timing of the clock signal, it becomes possible to monitor a current value that changes over time. By subtracting the amount of discharged charge from the total amount of charge that can be consumed, the remaining amount of charge is calculated, and by displaying this amount, the battery user can know how long the same battery can be used again. It becomes possible.

[実施例コ 本発明は、電池一般に適用可能であるが、蓄電池に適用
した時にその効果が特に顕著となる。そこで、以下蓄電
池の蓄電残量を表示する場合を例にとって説明する。
[Example 2] The present invention can be applied to batteries in general, but its effects are particularly noticeable when applied to storage batteries. Therefore, the case where the remaining amount of power stored in the storage battery is displayed will be explained below as an example.

第1図は、本発明の実施例による蓄電残量表示装置を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a power storage remaining amount display device according to an embodiment of the present invention.

Ni−Cd電池等の蓄電池11は、負荷12に接続され
る。負荷12と接地間には電流検出器13が挿入されて
いる。すなわち、負荷12に流れる電流は、電流検出器
13によって検出される。
A storage battery 11 such as a Ni-Cd battery is connected to a load 12. A current detector 13 is inserted between the load 12 and ground. That is, the current flowing through the load 12 is detected by the current detector 13.

電流検出器13で検出された電流値は、A/D変換器1
4によって、デジタル信号に変換され、マイコンシステ
ム15に供給される。を流検出器13は、たとえば負荷
に直列に接続された抵抗値の小さな抵抗で構成される。
The current value detected by the current detector 13 is transmitted to the A/D converter 1.
4, the signal is converted into a digital signal and supplied to the microcomputer system 15. The current detector 13 is composed of, for example, a resistor with a small resistance value connected in series with the load.

その他、誘導で電流を検出するもの等であってもよい。In addition, a device that detects current by induction may be used.

蓄電池11の電圧は、電圧計22によってモニタされ、
A/D変換器14によってデジタル信号に変換された後
、マイコンシステム15に供給される。A/D変換器1
4は、電流用と電圧用に別個の部分を有してもよいが、
タイミングをすらせて時分割で使用することもできる。
The voltage of the storage battery 11 is monitored by a voltmeter 22,
After being converted into a digital signal by the A/D converter 14, it is supplied to the microcomputer system 15. A/D converter 1
4 may have separate parts for current and voltage, but
It can also be used in time-sharing by changing the timing.

ここで、Ni−Cd1電池の性質をより詳細に説明する
。第4図に示すように、N1−CdW電池は、上側の図
に示すように、使用領域内においてほぼ一定の電圧を発
生する。この領域内においては、下側の図に示すように
、消gt電流の値が変動しても、電圧値はほぼ一定であ
る。しかし、定量の電気的エネルギないしは電荷を消費
した後は、Ni−Cd蓄電池の特性は急に低下する。す
なわち、第4図に示すように、電圧値が急激に低下し初
め、それに件って取り出せる電流値も低下する。この特
性が低下し始める点をブレークダウンと称する。
Here, the properties of the Ni-Cd1 battery will be explained in more detail. As shown in FIG. 4, the N1-CdW battery produces a nearly constant voltage within the area of use, as shown in the upper diagram. In this region, as shown in the lower diagram, the voltage value is approximately constant even if the value of the extinguishing gt current varies. However, after consuming a certain amount of electrical energy or charge, the properties of the Ni--Cd storage battery deteriorate rapidly. That is, as shown in FIG. 4, the voltage value begins to drop rapidly, and the current value that can be extracted accordingly also drops. The point at which this characteristic begins to deteriorate is called breakdown.

すなわち、l!@池の使用においては、満充電の状態を
初期状態とし、その蓄電状態を100%とする。完全な
放電状態として、実際に放電不可能になる状態をとるこ
ともできるが電池の使用上はブレークタウン状態を完全
放電状態とし、残量O%とするのか便利である。
That is, l! When using a battery, the initial state is a fully charged state, and its power storage state is 100%. As a completely discharged state, it is also possible to take a state in which discharging is actually impossible, but in terms of battery usage, it is convenient to use the breaktown state as a completely discharged state and to set the remaining capacity to 0%.

前述のように、電流検出器13が検出した電流値は、A
/D変換器14を介しデジタル信号に変換され、マイコ
ンシステム15に供給される。マイコンシステム15は
、中央処理装置(cpu>、読み出し専用メモリ(RO
M) 、随意書き込み読み出し可能メモリ(RAM)等
を含む、A/D変換器14とマイコンシステム15は、
タイミング回路17からクロック信号を受けてその動作
を制御する。マイコンシステム15からは、種々の機器
を制御する信号が供給される。先ず、蓄電池11の蓄電
残量が算出され、蓄電残量を表示するための表示器19
に信号が送られて、LCD等の表示器によって蓄を残量
が表示される0図示の場合、蓄電残量は、LCDによる
棒グラフによって表示される。
As mentioned above, the current value detected by the current detector 13 is A
The signal is converted into a digital signal via the /D converter 14 and supplied to the microcomputer system 15. The microcomputer system 15 includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (RO
M) The A/D converter 14 and the microcomputer system 15, including an arbitrary write/read memory (RAM), etc.
It receives a clock signal from the timing circuit 17 and controls its operation. The microcomputer system 15 supplies signals for controlling various devices. First, the remaining amount of electricity stored in the storage battery 11 is calculated, and the display 19 for displaying the remaining amount of electricity stored in the storage battery 11 is calculated.
In the case of 0, where a signal is sent to the battery and the remaining amount of electricity is displayed on a display such as an LCD, the remaining amount of electricity is displayed as a bar graph on the LCD.

また、蓄電池11の端子間電圧は電圧計22がモニタし
、検出電圧は、A/D変換器14を介してデジタル信号
となってマイコンシステム15に供給される。A/D変
換器14は、たとえば時分割によって電流検出器13か
らの電流値、および電圧計22からの電圧値をそれぞれ
デジタル信号に変換する。A/D変換器14、タイミン
グ回路17、マイコンシステム等の電源は、蓄電池11
からの電力を受けて定電圧を発生する定電圧源23によ
って供給してもよい、また、蓄電池11の蓄電残量か低
下した時には、ブレークタウンを検出して表示を行い充
電回路21をスイッチ25を介して、蓄電池11に接続
し、商用電源等の電源を整流した直流を供給して、蓄電
池11を充電することもできる。以下、放電電荷量の算
出をより詳細に説明する。
Further, the voltage between the terminals of the storage battery 11 is monitored by a voltmeter 22, and the detected voltage is supplied to the microcomputer system 15 as a digital signal via the A/D converter 14. The A/D converter 14 converts the current value from the current detector 13 and the voltage value from the voltmeter 22 into digital signals, for example, by time division. The A/D converter 14, the timing circuit 17, the microcomputer system, etc. are powered by the storage battery 11.
Alternatively, when the remaining amount of charge in the storage battery 11 decreases, break town is detected and displayed, and the charging circuit 21 is switched to the switch 25. It is also possible to charge the storage battery 11 by connecting it to the storage battery 11 via the AC power source and supplying direct current obtained by rectifying a power source such as a commercial power source. Hereinafter, calculation of the amount of discharged charge will be explained in more detail.

第1図の回路においては、蓄電池11から負荷12に供
給される電流は、電流検出器13によって常にモニタさ
れる。このth電流値、電流検出器13からA/D変換
器14を介してマイコンシステム15に供給され、記録
される。タイミング回路17は、第2図に示すように、
一定の間隔Δtの間隔をおいてタイミングパルスを発生
する。このタイミング信号がA/D変換器14およびマ
イコンシステム15に供給され、その動作を起動させる
。すなわち、A/D変換器およびマイコンシステム15
は、電流検出器13が検出した電流値をΔを毎に取り入
れる。
In the circuit of FIG. 1, the current supplied from the storage battery 11 to the load 12 is constantly monitored by the current detector 13. This th current value is supplied from the current detector 13 to the microcomputer system 15 via the A/D converter 14 and recorded. The timing circuit 17, as shown in FIG.
Timing pulses are generated at regular intervals Δt. This timing signal is supplied to the A/D converter 14 and the microcomputer system 15 to start their operations. That is, the A/D converter and microcomputer system 15
takes in the current value detected by the current detector 13 every Δ.

第2図に示すように、サンプリング周期Δtを十分小さ
くすれば、サンプリングした電流値は十分正確に実際に
流れた電流値を近似すること゛ができる。
As shown in FIG. 2, if the sampling period Δt is made sufficiently small, the sampled current value can approximate the actual current value with sufficient accuracy.

第2図のグラフにおいては、電流値I(t)検出すると
、サンプリング周期Δを間その電流値が継続するとして
いる。従って、第2図に示すような棒グラフによって、
流れた電流の総量が近似される。初期にQCだけの電荷
を有する電池から、使用時にQd=ΣI (t)・Δt
を放電させれば、放電電荷はQdであり、電池の残る電
荷量はQQc−Qdとなる。この残る蓄電残量を表示器
19に表示することにより、蓄電池11の使用者は蓄電
池11の蓄電残量を容易に知ることができる。
In the graph of FIG. 2, when a current value I(t) is detected, that current value continues for a sampling period Δ. Therefore, by a bar graph as shown in Figure 2,
The total amount of current flowing is approximated. From a battery that initially has a charge of only QC, Qd=ΣI (t)・Δt during use
When the battery is discharged, the discharge charge is Qd, and the amount of charge remaining in the battery is QQc-Qd. By displaying this remaining power storage amount on the display 19, the user of the storage battery 11 can easily know the remaining power storage amount of the storage battery 11.

蓄電残量は、満充電を10としてO〜10を10等分し
たグラフで示されている。
The remaining amount of power storage is shown in a graph obtained by dividing O to 10 into 10 equal parts, with full charge being 10.

第3図は、第1図に示す蓄電残量表示装置の操作を概略
的に示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart schematically showing the operation of the remaining power display device shown in FIG.

先ず、処理がスタートした後、ステップS1において、
マイコンシステムの初期設定が行われる。
First, after the process starts, in step S1,
Initial settings of the microcomputer system are performed.

蓄電池11が満充電された時には、蓄電残量QをQCに
設定する。
When the storage battery 11 is fully charged, the remaining power storage amount Q is set to QC.

次に、ステップS2において、タイミング回路17によ
って実時間クロック信号(クロック間隔Δt)を起動さ
せる。
Next, in step S2, the timing circuit 17 activates a real-time clock signal (clock interval Δt).

次に、ステップS3において、新しいクロック信号か発
生したか否かを判断する。新しいクロック信号か発生し
た時は、YESの矢印に従って、ステップS4において
、負荷12に流れる電流I(シ)を電流検出器13によ
って読み取る。この電流値1 (t)に、クロック信号
間の時間差Δtを乗算し、時間差Δし間に流れた電荷量
を近似する(ステップS5)、この電荷量を用いて、ス
テップS6において、前のクロック発生時の電荷量Qか
ら今回の放電電荷量Δt・I(t)を減算し、蓄電残量
Q=QC−Qdを求める。この蓄電残量か満充電の電荷
のどの位になるかその比率を求める。
Next, in step S3, it is determined whether a new clock signal has been generated. When a new clock signal is generated, the current I flowing through the load 12 is read by the current detector 13 in step S4 according to the YES arrow. This current value 1 (t) is multiplied by the time difference Δt between the clock signals to approximate the amount of charge flowing during the time difference Δ (step S5). Using this amount of charge, the previous clock signal is The current amount of discharged charge Δt·I(t) is subtracted from the amount of charge Q at the time of generation to obtain the remaining amount of stored electricity Q=QC−Qd. Calculate the ratio between the remaining charge and the fully charged charge.

このようにして得られた蓄電残量をステップS7におい
て、表示装置19に表示し、ステップS3に戻る。
The remaining power storage amount obtained in this way is displayed on the display device 19 in step S7, and the process returns to step S3.

なお、ステップS3において、新しいタロツクが発生し
ていないときは、再びステップS3に戻って新しいクロ
ックが発生するまで待機する。
Incidentally, in step S3, if a new clock is not generated, the process returns to step S3 again and waits until a new clock is generated.

以上のようにして、放電電流を時間差Δtのタイミング
で常にモニタすることにより、放電電流値をモニタし、
放電した電荷量を算出することが可能となる。このよう
にして、負荷変動が大きい場合においても、蓄電池の蓄
電残量を常に正確にモニタし、表示装置19に蓄電残量
を表示することができる。
As described above, by constantly monitoring the discharge current at the timing of the time difference Δt, the discharge current value can be monitored,
It becomes possible to calculate the amount of discharged charge. In this way, even when load fluctuations are large, the remaining amount of power stored in the storage battery can always be accurately monitored and the remaining amount of stored power can be displayed on the display device 19.

このような蓄電残量表示装置は、蓄電池および電池一般
に使用することができるが、特に、Ni−Cdのような
、出力電圧が一定で電圧からは蓄電残量の判らない蓄電
池においてその利用効果か大きい。
Such a storage battery level display device can be used for storage batteries and batteries in general, but it is especially useful for storage batteries such as Ni-Cd, where the output voltage is constant and the remaining storage capacity cannot be determined from the voltage. big.

Ni−Cd蓄電池は、第4図上側のVt特性に示すよう
に、使用によって出力電圧がほとんど低下せず、一定の
出力電圧を維持する。この性質は蓄電池としては非常に
優秀な性質であるが、電圧からは蓄電残量が判らない、
蓄電池の蓄電残量がほぼ無くなると、急激に出力電圧V
が低下する。
As shown in the Vt characteristic in the upper part of FIG. 4, the output voltage of the Ni--Cd storage battery hardly decreases with use, and maintains a constant output voltage. This property is an excellent property for a storage battery, but the remaining amount of charge cannot be determined from the voltage.
When the remaining amount of electricity in the storage battery is almost exhausted, the output voltage V suddenly decreases.
decreases.

この出力電圧■か低下し始める点ブレークダウンかあと
どの位の使用で出現するが予測することが、電池起動装
置の使用上重要である。
When using a battery starter device, it is important to predict how long it will take to use the battery to reach the point at which the output voltage begins to drop.

蓄電残量は、満充電の場合を100%とし、ブレークタ
ウンBにおいて0%とするのが便宜である。
It is convenient to set the remaining amount of stored power to 100% when fully charged and 0% at Break Town B.

蓄電池を充電する際、充電回路に電流検出器を設けて電
流値および充電時間をモニタすることによって、充電さ
れた総電荷量を推測し、電池間のバラツキを考慮して総
電荷量を設定することによって、利用できる総電荷量を
設定することもできる。その後は放電電荷量をモニタし
、総電荷量がち放電電荷量を減算することによって、蓄
電残量を算出できる。クロック信号の時間差Δtを十分
小さくすることによって、実際に流れた放電電流と測定
した放電電流量とを十分な精度で近似させることか可能
となる。
When charging a storage battery, a current detector is installed in the charging circuit to monitor the current value and charging time to estimate the total charge amount and set the total charge amount taking into account variations between batteries. This also allows the total amount of charge available to be set. Thereafter, by monitoring the amount of discharged charge and subtracting the amount of discharged charge from the total amount of charge, the remaining amount of stored power can be calculated. By making the time difference Δt of the clock signals sufficiently small, it becomes possible to approximate the discharge current that actually flowed and the amount of discharge current that was measured with sufficient accuracy.

第2図は、上述の実施例において近似される放電電荷量
を示す線図である。各タイミング信号のタイミングにお
いて、放電電流値か検出され、その電流値はクロック信
号の時間差Δを間そのまま持続すると近似される。従っ
て、流れる電流値の総和は棒グラフの面積の総和によっ
て近似される。
FIG. 2 is a diagram showing the amount of discharged charge approximated in the above embodiment. A discharge current value is detected at the timing of each timing signal, and the current value is approximated by continuing for the time difference Δ of the clock signals. Therefore, the total value of flowing current is approximated by the total area of the bar graph.

放電電荷量の算出の他の例を第5図に示す、第5図にお
いては、棒グラフの代りに折線グラフによって放電電荷
量を近似する。すなわち、前回の検出電流値と今回の検
出電流値を加算し、その間の時間差で乗算し、2で割っ
て平均化した量が放電電荷量として近似される。
Another example of calculating the amount of discharged charge is shown in FIG. 5. In FIG. 5, the amount of discharged charge is approximated by a line graph instead of a bar graph. That is, the amount obtained by adding the previous detected current value and the current detected current value, multiplying by the time difference between them, dividing by 2, and averaging the amount is approximated as the amount of discharged charge.

第1図に示す回路において、ブレークダウンが検出され
るなど蓄電残量が残り少なくなった場合には、マイコン
システムから指令を発して、充電口#121を起動する
こともできる。充電回路21は商用交流電源等によって
電力を供給され、一定の出力電圧を発生する。マイコン
システムからの指令により、スイッチ手段25が閉成さ
れ、充電回路21から蓄電池11に電流が供給される。
In the circuit shown in FIG. 1, when the remaining amount of stored electricity becomes low, such as when a breakdown is detected, a command can be issued from the microcomputer system to activate charging port #121. The charging circuit 21 is supplied with power from a commercial AC power source or the like and generates a constant output voltage. In response to a command from the microcomputer system, the switch means 25 is closed, and current is supplied from the charging circuit 21 to the storage battery 11.

蓄電池11の端子間電圧は電圧計22によってモニタさ
れ、A/D変換器14を介してマイコンシステム15に
供給される。たとえば、Ni−Cd蓄電池は、満充電さ
れると端子間電圧が一旦−Δ■低下するーΔV特性を有
する。充電回#121ないしはマイコンシステム15に
よってこの−Δ■現象を検出することにより、蓄電池1
1の満充電を検出する。蓄電池11が満充電されたとき
は、スイッチ25を解放し、充電回路21を蓄電池11
から切り^「す。
The inter-terminal voltage of the storage battery 11 is monitored by a voltmeter 22 and supplied to the microcomputer system 15 via the A/D converter 14. For example, a Ni-Cd storage battery has a -ΔV characteristic in which the voltage between its terminals once drops by -Δ■ when it is fully charged. By detecting this -Δ■ phenomenon by the charging cycle #121 or the microcomputer system 15, the storage battery 1
1 full charge is detected. When the storage battery 11 is fully charged, the switch 25 is released and the charging circuit 21 is connected to the storage battery 11.
Cut it ^ ``S.

なお、マイコンシステム14の演算上蓄電残量か残って
いるのに電圧計22がブレークダウンを検出した時は、
検出したブレークタウンを優先し、総電荷量を較正して
次回以後の使用に供することもできる。
In addition, when the voltmeter 22 detects a breakdown even though there is a remaining amount of stored power according to the calculation of the microcomputer system 14,
It is also possible to give priority to the detected breaktown and calibrate the total charge amount for future use.

を流検出器13は、流れる電流値を検出するものであれ
ばどのようなものでもよいか、たとえば抵抗によって形
成され、その両端に発生する電圧を検出して流れる電流
値を検出するものである。
The current detector 13 may be of any type as long as it detects the value of the flowing current; for example, it may be formed of a resistor and detect the voltage generated across the resistor to detect the value of the flowing current. .

また、蓄電池11に定電圧源23を接続し、一定の電圧
を発生させることによって、A/D変換器14やマイコ
ンシステム15、タイミング回路17等の電源を作成す
ることかできる。なお、これらの回路に別個の電源から
電力を供給してもよいことは勿論である。なお、定電圧
源23は、A/D変換器の参照電圧Vrefも供給する
。負荷12は、どのような負荷でもよいか、従来は蓄電
残量を算出することが不可能であったモータ等の負荷変
動の大きい負荷を用いることも可能である。
Further, by connecting a constant voltage source 23 to the storage battery 11 and generating a constant voltage, it is possible to create a power source for the A/D converter 14, the microcomputer system 15, the timing circuit 17, etc. Note that it is of course possible to supply power to these circuits from separate power sources. Note that the constant voltage source 23 also supplies a reference voltage Vref for the A/D converter. Any load may be used as the load 12, and it is also possible to use a load with large load fluctuations, such as a motor, for which it was previously impossible to calculate the remaining amount of stored electricity.

表示回路19は、蓄電残量を表示できるものであれはよ
い6図示の場合は、10セグメントからなるLCDが備
えられ、蓄電残量を十等分した棒グラフによって表示し
ている。
The display circuit 19 may be any device capable of displaying the remaining amount of stored power.6 In the case shown in the figure, an LCD consisting of 10 segments is provided, and the remaining amount of stored power is displayed as a bar graph divided into ten equal parts.

第6図は、本発明の他の実施例による蓄電残量表示装置
を示すブロック図である。第1図の実施例と同一の参照
番号で表示される部分は、同等の機能を果たす。
FIG. 6 is a block diagram showing a remaining power display device according to another embodiment of the present invention. Parts labeled with the same reference numerals as in the embodiment of FIG. 1 perform equivalent functions.

本実施例においては、蓄電池11に負荷12と共に定を
流負荷27か並列に接続され、スイッチ28によって負
荷12か定電流負荷27かのいずれかが選択的に接続さ
れている。検出された電流値はA / D変換器14に
よってデジタル信号に変換され、マイコンシステム15
に供給されており、マイコンシステム15から表示回路
19に蓄電残量信号か送られ、蓄電残量が表示される6
本実施例においては、蓄電残量は数値によってパーセン
ト表示されている。
In this embodiment, a constant current load 27 is connected to the storage battery 11 in parallel with a load 12, and either the load 12 or the constant current load 27 is selectively connected by a switch 28. The detected current value is converted into a digital signal by the A/D converter 14, and then sent to the microcomputer system 15.
The microcomputer system 15 sends a power storage remaining amount signal to the display circuit 19, and the remaining power storage amount is displayed.
In this embodiment, the remaining power storage amount is expressed as a numerical value as a percentage.

定電流負荷27は、溝光を後蓄電池11を定電流放電さ
せることによって、蓄電池の満充電時の総電荷量測定を
より正確に行うためのものである。
The constant current load 27 is for more accurately measuring the total amount of charge when the storage battery is fully charged by discharging the storage battery 11 at a constant current after the groove light.

すなわち、蓄電池11の素性が不明である場合等には、
蓄電池11の放電状態がいかなるらのであるかを問わす
、定電流負荷27を蓄電池11にスイッチ28を介して
接続し、先ず定電流放電させる。蓄電池11の端子間電
圧を電圧計22でモニタし、ブレークダウンを生じた時
に、定電流負荷による放電を停止させる0次に、充電回
#121をスイッチ25を介して蓄電池11に接続し、
蓄電池11を満充電させる。を圧計22によってΔ■を
検出することによって、マイコンシステム15から充電
回f#121を制御して充電を終了させ、再度定電流負
荷27を介して放電させ、ブレークダウンするまでの総
電荷量を測定して満充電時に蓄電池11に充電した総電
荷量をQcを測定する。
In other words, when the identity of the storage battery 11 is unknown,
A constant current load 27, which determines the discharge state of the storage battery 11, is connected to the storage battery 11 via a switch 28, and first a constant current discharge is performed. The voltage across the terminals of the storage battery 11 is monitored with a voltmeter 22, and when a breakdown occurs, the discharge by the constant current load is stopped.Next, the charging cycle #121 is connected to the storage battery 11 via the switch 25,
Fully charge the storage battery 11. By detecting Δ■ with the pressure gauge 22, the microcomputer system 15 controls the charging cycle f#121 to terminate charging, discharge it again via the constant current load 27, and calculate the total amount of charge until breakdown. Qc is the total amount of charge charged to the storage battery 11 when it is fully charged.

その後、蓄電池11を満充電し、負荷12を蓄電池11
に接続し、随意使用し、その時の使用電荷量を電流検出
器13によってモニタする。
After that, the storage battery 11 is fully charged, and the load 12 is transferred to the storage battery 11.
The charge amount used at that time is monitored by the current detector 13.

第6図に示す蓄電残量表示装置によれば、蓄電池の特性
のバラツキによらず、常に正確な蓄電残量を測定するこ
とが可能となる。このような定電流負荷27を利用した
蓄電池の特性測定は、たとえば、メーカーの生産ライン
、ユーザーによる任意時期、負荷機器を駆動している際
において、蓄電残量が0%になった時等において起動さ
せることかできる。
According to the remaining power display device shown in FIG. 6, it is possible to always accurately measure the remaining amount of power regardless of variations in the characteristics of the storage battery. The characteristics of a storage battery using such a constant current load 27 can be measured, for example, on a manufacturer's production line, at any time by a user, or when the remaining amount of storage battery reaches 0% while driving a load device. You can start it.

第7図は、このような蓄電池の特性測定を概念的に示す
グラフである。蓄電池11は満充電されると、第7図に
示す時間時間t=o (100%)の状態にあり、その
後ブレークダウンを迎えるまでほぼ一定の出力電圧を発
生する。ある程度放電した時点Aにおいて、定電流負荷
27を接続し、蓄電池の特性測定を開始すると、先ずA
からブレークダウン(0%)に向がって特性が移動する
FIG. 7 is a graph conceptually showing measurement of characteristics of such a storage battery. When the storage battery 11 is fully charged, it is in the state for time t=o (100%) shown in FIG. 7, and then generates a substantially constant output voltage until it reaches breakdown. When the constant current load 27 is connected at time A when the battery has been discharged to a certain extent and measurement of the characteristics of the storage battery is started, first
The characteristics move from 0% to breakdown (0%).

その後急速充電を行うことによって、0%から100%
の状態に移動する。満充電された後、定電流負荷27を
介して蓄電池11を放電させ、その時の放電電流を電流
検出器13によって検出し、放電電荷量1 (t)・Δ
tを検出し、ブレークタウンまでの放電電荷量を測定す
る。ブレークダウンを迎えた時にそれまでの放電電荷量
を積分し、総蓄積電荷量を求める。その後、再び蓄電池
11を満充電し、測定した満充電時総電荷量を用い、そ
の値から放電電荷量を減算することによって、蓄電残量
を算出する。
After that, by performing a quick charge, it will go from 0% to 100%.
move to the state of After being fully charged, the storage battery 11 is discharged via the constant current load 27, the discharge current at that time is detected by the current detector 13, and the amount of discharged charge 1 (t)·Δ
t is detected and the amount of discharged charge up to break town is measured. When breakdown occurs, the amount of discharged charge up to that point is integrated to determine the total amount of accumulated charge. After that, the storage battery 11 is fully charged again, and the remaining amount of stored power is calculated by subtracting the discharged charge amount from the measured total charge amount at full charge.

なお、このような特性測定は、いずれの時期に行ってら
よいが、ブレークダウンを迎えた時に行う時には、最初
の放電工程が省略できるので、充電および放電を一回つ
つ行えばよい、また、満充電された時にこの特性測定を
開始すれば、−回の放電工程によって特性が測定される
Note that such characteristic measurements can be carried out at any time, but when carried out at the time of breakdown, the first discharging process can be omitted, so charging and discharging can be carried out once, and it is also possible to If this characteristic measurement is started when the battery is charged, the characteristic will be measured through - times of discharging steps.

なお、蓄電残量か残存しているはずであるのに、ブレー
クタウンを向えた時には、蓄電池11の特性が変化して
いると考えられるなめ、満充電時の総電荷量を新たに設
定し直して、次回以降の蓄電残量表示を較正することが
できる。
In addition, even though there should be some charge remaining, by the time we head to Breaktown, the characteristics of the storage battery 11 are thought to have changed, so we set a new total charge amount at full charge. This allows you to calibrate the remaining power display from next time onwards.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない、たとえば、種々の変更、
改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
Although the present invention has been described above in accordance with the examples, the present invention is not limited to these examples. For example, various modifications,
It will be obvious to those skilled in the art that improvements, combinations, etc. are possible.

[発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、負荷変動が激し
い場合においても、電池の電荷残量を高精度に測定し、
表示することかできる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, even when load fluctuations are severe, the remaining charge of the battery can be measured with high accuracy,
Can be displayed.

電池の使用者は、常に電池の電荷残量を知ってその後の
使用を決定することかできるので、電池を安全に使用す
ることかできる。
Since the battery user can always know the remaining charge level of the battery and decide on its subsequent use, the battery can be used safely.

また蓄電池の場合は、蓄電池のブレークタウンによる誤
操作を防止しすることができ、蓄電残量を知ることによ
って不要な充電を省略することもできる。
Further, in the case of a storage battery, it is possible to prevent erroneous operation due to breakout of the storage battery, and unnecessary charging can be omitted by knowing the remaining amount of stored power.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の1実施例による蓄電残量表示装置を
示すフロック図 第2図は、蓄電池の放電電荷量の算出例を示すグラフ、 第3図は、−第1図の蓄電残量表示装置の動作を説明す
るための基本機能のソフトウェアのフローチャート、 第4図は、Ni−Cd1電池の性質を示すためのグラフ
、 第5図は、放電電荷量の算出の他の例を示すグラフ、 第6図は、本発明の他の実施例による蓄電残量表示装置
を示すブロック図、 第7図は、第6図の蓄を残量表示装置の動作の概念を説
明するためのグラフである。 図において、 11     蓄電池 12     負荷 3 4 5 7 9 1 2 3 25、 7 8 電流検出器 A/D変換器 マイコンシステム タイミング回路 表示回路・ 充電回路 電圧計 定電圧源 スイッチ 定電流負荷
FIG. 1 is a block diagram showing a remaining power display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing an example of calculating the amount of discharged charge of a storage battery. A flowchart of the software of basic functions to explain the operation of the quantity display device, Fig. 4 is a graph showing the properties of the Ni-Cd1 battery, and Fig. 5 shows another example of calculating the amount of discharged charge. Graph, FIG. 6 is a block diagram showing a remaining power display device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a graph for explaining the concept of operation of the remaining power display device shown in FIG. It is. In the figure, 11 storage battery 12 load 3 4 5 7 9 1 2 3 25, 7 8 current detector A/D converter microcomputer system timing circuit display circuit/charging circuit voltmeter constant voltage source switch constant current load

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、電池用残量表示装置であって、 クロック信号を発生するタイミング回路と、クロック信
号のタイミングで電池からの放電を検出する電流検出手
段と、 クロック信号間の時間長と検出した放電電流値から放電
電荷量を算出する手段と、 初期電荷量から放電電荷量を差し引き、電荷残量を算出
する手段と、 電荷残量を表示する手段と を有する残量表示装置。
(1) A remaining capacity display device for a battery, which includes: a timing circuit that generates a clock signal; a current detection means that detects discharge from the battery at the timing of the clock signal; and a time length between the clock signals and the detected discharge. A remaining amount display device comprising: means for calculating the amount of discharged charge from a current value; means for calculating the remaining amount of charge by subtracting the amount of discharged charge from the initial amount of charge; and means for displaying the remaining amount of charge.
(2)、請求項1記載の残量表示装置において、電池は
蓄電池であり、さらに 蓄電池から定電流を放電させることのできる定電流負荷
と、 蓄電池の端子間電圧を検出することのできる電圧検出手
段と を含む残量表示装置。
(2) In the remaining capacity display device according to claim 1, the battery is a storage battery, further comprising a constant current load capable of discharging a constant current from the storage battery, and a voltage detection capable of detecting a voltage between terminals of the storage battery. and a remaining amount display device.
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