JPH07318621A - 電池容量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電池容量検出装置に関し、携帯電
話機等の携帯型電子機器の動作モードに応じて消費電流
を精度よく検出して、電池容量の検出精度を向上させる
電池容量検出装置を提供することを目的としている。 【構成】 抵抗部Ｒは、抵抗値の異なる２つの抵抗素子
ｒ１と抵抗素子ｒ２とから構成され、例えば、抵抗素子
ｒ１は０．４オーム、抵抗素子ｒ２は４０オームであ
る。抵抗切替部３０には、ＣＰＵ１３から信号線Ｌを介
して入力される携帯電話機の動作モード（通話モード／
受信待機モード）を示す動作モード信号に基づいて、ス
イッチＳＷを切替制御し、電池Ｐと負荷との間に直列に
抵抗ｒ１あるいは抵抗ｒ２を選択して接続する。すなわ
ち、抵抗切替部３０は、動作モード信号が通話モード信
号であるときに抵抗ｒ１を、受信待機モード信号である
ときに抵抗ｒ２を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池容量検出装置に関
し、特に携帯電話機等の電子機器の内部に配設される電
池容量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、電池を内蔵する電子機器として、
携帯電話機、簡易型携帯電話（ＰＨＰ：personal handy
phone）及びページャー等が普及しており、これら携帯
電子機器の内部には、電池の残容量を検出する電池容量
検出装置を内蔵しているものがある。

【０００３】具体的には、例えば、図３に電池容量検出
装置を携帯電話機に内蔵した場合の要部回路ブロック図
を示す。

【０００４】図３において、携帯電話機は、電池Ｐの残
容量を検出する電池容量検出部２と、携帯電話機内各部
を制御するＣＰＵ３と、発呼／着呼表示や電池Ｐの残容
量を表示する表示部４と、電池Ｐを充電する充電回路５
とを備えている。

【０００５】電池容量検出部２は、抵抗ｒ、電圧検出部
２１、Ａ／Ｄ変換器２２及び演算部２３により構成され
ており、抵抗ｒの両端に発生する電圧降下を検出するこ
とによって、電池Ｐから負荷に電力を供給して消費され
る消費容量を積算して、電池Ｐの残容量を検出する機能
を有している。

【０００６】電圧検出部２１は、抵抗ｒの両端に発生す
る電圧降下を検出し、その検出した電圧値信号をＡ／Ｄ
変換器２２に出力する。

【０００７】Ａ／Ｄ変換器２２は、電圧検出部２１から
入力される電圧値信号をディジタル変換し、電圧値デー
タとして演算部２３に出力する。

【０００８】演算部２３は、Ａ／Ｄ変換器２２から入力
される電圧値データに基づいて、電池Ｐの消費容量を積
算して電池Ｐの残容量を示すデータをＣＰＵ３に出力す
る。

【０００９】ＣＰＵ３は、演算部２３から入力される残
容量データに基づいて、表示部４に電池Ｐの残容量表示
を行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電池容量検出装置を内蔵した携帯電話機にあ
っては、発呼／着呼後の通話モードと発呼／着呼前の受
信待機モードの２つの動作モードを有し、この動作モー
ドごとに負荷に電力を供給して消費される消費電流が大
きく変化する。その消費電流は、例えば、通話モード時
は３００ミリアンペア、受信待機モード時は３ミリアン
ペアである。

【００１１】このとき、例えば、電池容量検出部２の抵
抗ｒの抵抗値を０．４オームとしたとき、電圧検出部２
１によって検出される抵抗ｒの両端の電圧降下は、通話
モードでは１２０ミリボルト、受信待機モードでは１．
２ミリボルトとなる。

【００１２】このため、電圧検出部２１内の検出精度あ
るいは抵抗ｒの精度によっては、通話モード時に比べて
受信待機モード時に抵抗ｒの両端に発生する電圧降下を
正確に検出することが困難になるという問題点があっ
た。

【００１３】この場合、電圧検出部２１の検出精度ある
いは抵抗ｒの精度を向上させることも考えられるが、回
路を構成する素子及び抵抗ｒの部品コストが上昇し、携
帯電話機の製造コストを上昇させるという問題点があっ
た。

【００１４】そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたものであって、携帯電話機等の携帯電子機器の動
作モードに応じて消費電流を精度よく検出して、電池容
量の検出精度を向上させる電池容量検出装置を提供する
ことを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の電池容量検出装
置は、少なくとも２つの動作モードによって、その動作
が制御される負荷に電力を供給する電池と、この電池と
負荷との間に直列に接続される抵抗器と、この抵抗器の
両端の電圧降下を検出する電圧検出手段と、前記電圧検
出手段によって検出される前記電圧降下に基づいて、前
記電池の容量を算出する演算手段と、を備えた電池容量
検出装置において、前記抵抗器を抵抗値の異なる複数の
抵抗素子によって構成し、前記複数の抵抗素子を、前記
動作モードに応じて切り替えて前記電池と負荷との間に
直列に接続する切替手段を設け、前記演算手段は、この
切替手段によって動作モードごとに切り替えられる抵抗
素子両端の電圧降下に基づいて、前記電池の容量を算出
することにより、上記目的を達成している。

【００１６】

【作用】本発明の電池容量検出装置によれば、切替手段
が、複数の抵抗素子を動作モードに応じて切り替えるの
で、その動作モードが変わることによって、電池から負
荷に電力を供給して消費される消費電流が大きく変化し
たときにおいても、抵抗素子の両端に発生する電圧降下
の大きな変化を防止することができる。

【００１７】したがって、電圧検出手段はその電圧降下
を精度よく検出することができるとともに、演算手段に
よって算出される電池の容量を、一層正確なものにする
ことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の電池容量検出装置を図面に基
づいて説明する。

【００１９】図１及び２は、本発明の電池容量検出装置
を携帯電話機に適用した一実施例を示す図である。

【００２０】本実施例は、上記従来例で示した携帯電話
機と同様の携帯電話機に適用したものであり、上記図３
と同様の構成部分には、同一の符号を付している。

【００２１】まず、構成を説明する。

【００２２】図１は本発明の電池容量検出装置を適用し
た携帯電話機の要部回路ブロック図である。この図にお
いて、携帯電話機は、上記従来例と同様の電池Ｐ、表示
部４及び充電回路５を備えるとともに、ＣＰＵ１３及び
電池容量検出部２０を備えている。

【００２３】また、携帯電話機は、発呼／着呼後の通話
モードと着呼前の受信待機モードの２つの動作モードを
有している。

【００２４】電池Ｐは、例えば、充電可能なニッケル・
カドミウム蓄電池からなり、充電回路５により充電さ
れ、携帯電話機内の負荷に電力を供給する。

【００２５】電池容量検出部２０は、上記従来例と同様
の電圧検出部２１及びＡ／Ｄ変換器２２を備えるととも
に、抵抗部Ｒ、抵抗切替部３０及び演算部３３を備えて
いる。

【００２６】抵抗部Ｒは、抵抗値の異なる２つの抵抗素
子ｒ１と抵抗素子ｒ２とから構成され、例えば、抵抗素
子ｒ１は０．４オーム、抵抗素子ｒ２は４０オームであ
る。

【００２７】抵抗切替部３０には、ＣＰＵ１３から信号
線Ｌを介して入力される携帯電話機の動作モード（通話
モード／受信待機モード）を示す動作モード信号に基づ
いて、スイッチＳＷを切替制御し、電池Ｐと負荷との間
に直列に抵抗ｒ１あるいは抵抗ｒ２を選択して接続す
る。

【００２８】すなわち、抵抗切替部３０は、動作モード
信号が通話モード信号であるときに抵抗ｒ１を、受信待
機モード信号であるときに抵抗ｒ２を選択する。

【００２９】電圧検出部２１は、抵抗素子ｒ１又は抵抗
素子ｒ２の電池Ｐ側の接続点Ａと、スイッチＳＷを直列
に介した接続点Ｂとで並列に接続される。電圧検出部２
１は、抵抗ｒ１又は抵抗ｒ２の両端に発生する電圧降下
を検出し、その電圧降下に相当する電圧値信号をＡ／Ｄ
変換器２２に出力する。

【００３０】Ａ／Ｄ変換器２２は、電圧検出部２１から
入力される電圧値信号をディジタル変換し、電圧値デー
タとして演算部３３に出力する。

【００３１】演算部３３は、ＣＰＵ１３から信号線Ｌを
介して入力される動作モード信号と、Ａ／Ｄ変換器２２
から入力される電圧値データとに基づいて、電池Ｐから
携帯電話機内の負荷に電力を供給して消費される消費容
量を積算して電池Ｐの残容量を換算し、この残容量に相
当する残容量データをＣＰＵ１３に出力する。

【００３２】なお、演算部３３の内部には、図示しない
メモリが備えられており、このメモリには電池Ｐの残容
量を算出するための演算処理プログラム、演算処理で必
要となる各種データ等が格納されている。

【００３３】ＣＰＵ１３は、携帯電話機としての通信制
御処理を実行し、携帯電話機内の各部の動作制御を行う
とともに、演算部３３から入力された電池Ｐの残容量デ
ータを表示部４に出力する。

【００３４】また、ＣＰＵ１３は、携帯電話機の動作モ
ードが通話モードであるか、あるいは受信待機モードで
あるかを判別して、動作モードに応じた動作モード信号
を信号線Ｌを介して抵抗切替部３０及び演算部３３に出
力する。

【００３５】表示部４は、例えば、液晶表示パネル等か
ら構成され、ＣＰＵ１３から入力される電池Ｐの残容量
データに基づいて、電池Ｐの残容量を表示するととも
に、ＣＰＵ１３から入力される制御信号に基づいて発呼
／着呼表示等を行う。

【００３６】充電回路５は、例えば、家庭用の電灯線か
ら供給されるＡＣ１００Ｖに基づいて、例えば、定電流
法により適正な充電電流を制御して、電池Ｐに充電電流
を供給して充電を行う。

【００３７】次に、本実施例の動作を説明する。

【００３８】携帯電話機の負荷に電力を供給して消費さ
れる消費電流は、動作モードによって、例えば、通話モ
ード時は３００ミリアンペア、受信待機モード時は３ミ
リアンペアと大きく変化する。

【００３９】そこで、本実施例の携帯電話機は、抵抗部
Ｒを２つの抵抗ｒ１及び抵抗ｒ２から構成し、抵抗切替
部３０によって、動作モードに応じて抵抗ｒ１及び抵抗
ｒ２を切り替える。これにより、動作モードに応じて、
負荷の消費電流が大きく変化したとき、抵抗ｒ１あるい
は抵抗ｒ２の両端に発生する電圧降下の大きな変化を防
止するようにしている。

【００４０】まず、携帯電話機が受信待機モードである
とき、ＣＰＵ１３から信号線Ｌを介して、抵抗切替部３
０及び演算部３３に動作モード信号として受信待機モー
ド信号が出力される。

【００４１】ＣＰＵ１３から入力される動作モード信号
によって、抵抗切替部３０はスイッチＳＷを切替制御
し、抵抗ｒ２が選択され、電池Ｐと負荷との間に接続さ
れる。

【００４２】次いで、電圧検出部２１によって、抵抗ｒ
２の両端に発生する電圧降下が検出され、電圧降下に相
当する電圧値信号がＡ／Ｄ変換器２２に出力される。

【００４３】電圧値信号は、Ａ／Ｄ変換器２２で所定の
サンプリング周期でディジタル変換され、電圧値データ
として演算部３３に出力される。

【００４４】演算部３３は、Ａ／Ｄ変換器２２から入力
される電圧値データに基づいて、携帯電話機内の電池Ｐ
の残容量を算出するが、以下に算出過程を説明する。

【００４５】まず、電池Ｐから負荷に電力を供給して消
費される負荷の消費電流Ｉが次式（１）によって算出さ
れる（図２（ａ）参照）。

【００４６】Ｉ＝Ｅ／Ｒ … （１） 但し、Ｅ：Ａ／Ｄ変換器２２から演算部３３に入力され
る電圧値データ Ｒ：抵抗切替部３０によって切替接続される抵抗ｒ１又
は抵抗ｒ２の抵抗値 上記式（１）において、抵抗値ＲはＣＰＵ１３から入力
される動作モード信号に基づいて設定される。すなわ
ち、抵抗値Ｒは、動作モード信号が受信待機モード信号
であるときに４０オーム、通話モード信号であるときに
０．４オームが設定される。この場合、抵抗値Ｒには４
０オームが設定される。

【００４７】次いで、上記式（１）の負荷の消費電流Ｉ
に基づいて、電池Ｐから携帯電話機内の負荷に電力を供
給して消費される電池Ｐの消費容量Ｃｓが次式（２）に
よって算出される（図２（ｂ）斜線部参照）。

【００４８】Ｃｓ＝Ｉ・ｔ … （２） 但し、ｔ：時間 なお、時間ｔは、Ａ／Ｄ変換器２２のサンプリング周期
の１周期当たりに要する時間に相当する。

【００４９】式（２）によって得られた電池Ｐの消費容
量Ｃｓは、Ａ／Ｄ変換器２２のサンプリング周期ごとに
積算されるが、今回の積算回数をｎ回目としたとき、演
算部３３内の上記メモリには、前回の積算回数の（ｎ−
１）回目で積算された電池Ｐの消費容量Ｃｓ(n-1)が格
納されている。

【００５０】この電池Ｐの消費容量Ｃｓ(n-1)に今回の
サンプリング周期の演算処理で得られた消費容量Ｃｓを
加算することにより、今回のサンプリング周期までに消
費した消費容量Ｃｓ(n)を算出する（図２（ｂ）斜線部
参照）。すなわち、消費容量Ｃｓ(n)は、次式（３）に
よって算出される。

【００５１】Ｃｓ(n)＝Ｃｓ(n-1)＋Ｃｓ … （３） 上記式（３）によって得られた電池Ｐの消費容量Ｃｓ
(n)は、上記メモリの同一領域に書き込まれ、更新され
る。また、この消費容量Ｃｓ(n)に基づいて、電池Ｐの
残容量Ｃｒが次式（４）によって算出される。

【００５２】Ｃｒ＝１−Ｃｓ(n)／Ｃｏ … （４） 但し、Ｃｏ：電池Ｐの定格容量 上記式（４）によって得られた電池Ｐの残容量Ｃｒは、
電池Ｐの残容量データとしてＣＰＵ１３に出力される。

【００５３】ＣＰＵ１３によって、演算部３３から入力
される残容量データは、表示部４に残容量を表示する表
示信号のフルスケール電圧に残容量データの値だけ乗算
され、残容量表示信号として表示部４に出力される。

【００５４】表示部４は、ＣＰＵ１３から入力される残
容量表示信号に基づいて、その所定位置に電池Ｐの残容
量を例えば、棒グラフ状に表示する。

【００５５】次に、携帯電話機が通話モードであると
き、ＣＰＵ１３から信号線Ｌを介して、抵抗切替部３０
及び演算部３３に動作モード信号として通話モード信号
が出力される。

【００５６】ＣＰＵ１３から入力される動作モード信号
によって、抵抗切替部３０はスイッチＳＷを切替制御
し、抵抗ｒ１が選択され、電池Ｐと負荷との間に接続さ
れる。

【００５７】次いで、電圧検出部２１によって、抵抗ｒ
１の両端に発生する電圧降下が検出され、電圧降下に相
当する電圧値信号がＡ／Ｄ変換器２２に出力される。

【００５８】電圧値信号は、Ａ／Ｄ変換器２２で所定の
サンプリング周期でディジタル変換され、電圧値データ
として演算部３３に出力される。

【００５９】演算部３３は、Ａ／Ｄ変換器２２から入力
される電圧値データに基づいて、携帯電話機内の電池Ｐ
の残容量を、上記式（１）〜式（４）に従って同様に算
出する。なお、この場合、上記式（１）中の抵抗値Ｒに
は０．４オームが設定される。

【００６０】このようにして得られた電池Ｐの残容量Ｃ
ｒは、電池Ｐの残容量データとしてＣＰＵ１３に出力さ
れ、上述したＣＰＵ１３から入力される動作モード信号
が受信待機モードである場合と同様にして、表示部４に
電池Ｐの残容量が表示される。

【００６１】したがって、抵抗切替部３０が、複数の抵
抗ｒ１あるいは抵抗ｒ２を動作モードに応じて切り替え
るので、その動作モードが変わることによって、電池Ｐ
から携帯電話機内の負荷に供給される電力が大きく変化
したときにおいても、抵抗ｒ１あるいは抵抗ｒ２の両端
に発生する電圧降下の大きな変化を防止することができ
る。

【００６２】これにより、電圧検出部２１は抵抗ｒ１あ
るいは抵抗ｒ２の両端に発生する電圧降下を精度よく検
出することができるとともに、演算手段によって算出さ
れる電池の残容量を、一層正確なものにすることができ
る。

【００６３】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記
実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００６４】なお、以上の説明では主として発明者によ
ってなされた発明を、その背景となった利用分野である
携帯電話機に適用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、要は負荷が異なる動作モード
を２つ以上もつ携帯電子機器であればよい。

【００６５】また、上記実施例では残容量を算出し、表
示するようにしたが、消費容量を算出し、表示するよう
にしてもよい。

【００６６】また、上記実施例では、電池容量検出装置
を携帯電話機等の電子機器の内部に配設するようにした
が、これに限定されるものでなく、例えば、単体で機能
させてもよい。

【００６７】また、上記実施例では、電池Ｐから負荷に
電力を供給しているとき（放電時）の電池Ｐの残容量を
検出させるようにしたが、これに限定されるものでな
く、電池Ｐに充電電流が供給されているときの電池Ｐの
残容量を検出させるようにしてもよい。すなわち、電圧
検出部２１が接続点Ａと接続点Ｂの電位の高低差を検出
し、この電位の高低差に基づいて、演算部３３で電池Ｐ
に充電電流が供給されているか否かを判別して、電池Ｐ
の残容量を算出させるようにしてもよい。

【００６８】また、上記実施例では、Ａ／Ｄ変換器２２
からシリアルに電圧値データを出力するようにしたが、
パラレルに出力するようにしてもよい。

【００６９】

【発明の効果】切替手段が、複数の抵抗素子を動作モー
ドに応じて切り替えるので、その動作モードが変わるこ
とによって、電池から負荷に電力を供給して消費される
消費電流が大きく変化したときにおいても、抵抗素子の
両端に発生する電圧降下の大きな変化を防止することが
できる。

【００７０】したがって、電圧検出手段はその電圧降下
を精度よく検出することができるとともに、演算手段に
よって算出される電池の容量を、一層正確なものにする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池容量検出装置を適用した携帯電話
機の要部回路ブロック図である。

【図２】図１の演算部３３により積算される電池Ｐの残
容量を表す電流積算値を示す図である。

【図３】従来の電池容量検出装置を適用した携帯電話機
の要部回路ブロック図である。

【符号の説明】

２、２０ 電池電圧検出部（電池電圧検出装置） ２１ 電圧検出部（電圧検出手段） ２２ Ａ／Ｄ変換器 ２３、３３ 演算部（演算手段） ３、１３ ＣＰＵ（制御手段） ４ 表示部 ５ 充電回路 ３０ 抵抗切替部（切替手段） Ｌ 信号線 Ｐ 電池 ｒ、ｒ１、ｒ２ 抵抗（抵抗器、抵抗素子） Ｒ 抵抗部 ＳＷ スイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つの動作モードによって、
   その動作が制御される負荷に電力を供給する電池と、 この電池と負荷との間に直列に接続される抵抗器と、 この抵抗器の両端の電圧降下を検出する電圧検出手段
   と、 前記電圧検出手段によって検出される前記電圧降下に基
   づいて、前記電池の容量を算出する演算手段と、 を備えた電池容量検出装置において、 前記抵抗器を抵抗値の異なる複数の抵抗素子によって構
   成し、 前記複数の抵抗素子を、前記動作モードに応じて切り替
   えて前記電池と負荷との間に直列に接続する切替手段を
   設け、 前記演算手段は、この切替手段によって動作モードごと
   に切り替えられる抵抗素子両端の電圧降下に基づいて、
   前記電池の容量を算出することを特徴とする電池容量検
   出装置。