JPH1096749A - バッテリ監視方法及び装置 - Google Patents
バッテリ監視方法及び装置Info
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- JPH1096749A JPH1096749A JP9107413A JP10741397A JPH1096749A JP H1096749 A JPH1096749 A JP H1096749A JP 9107413 A JP9107413 A JP 9107413A JP 10741397 A JP10741397 A JP 10741397A JP H1096749 A JPH1096749 A JP H1096749A
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- battery voltage
- voltage
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 バッテリのパラメータを事前に知らなくても
バッテリの電圧の推移を放電中に推定することのできる
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 実際の放電中にバッテリ電圧の推移が推
定される。バッテリ電圧は、複数の異なる時間に登録さ
れ、そしてバッテリ電圧の推移を示すパラメータが上記
登録された値及びそれに関連する時間に応答して上記時
間に対し局部的に決定される。登録される使用寿命が、
バッテリ放電の推移に基づいて決定され、残りの使用寿
命は、例えば、無線電話の残りのスタンバイ時間であ
る。
バッテリの電圧の推移を放電中に推定することのできる
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 実際の放電中にバッテリ電圧の推移が推
定される。バッテリ電圧は、複数の異なる時間に登録さ
れ、そしてバッテリ電圧の推移を示すパラメータが上記
登録された値及びそれに関連する時間に応答して上記時
間に対し局部的に決定される。登録される使用寿命が、
バッテリ放電の推移に基づいて決定され、残りの使用寿
命は、例えば、無線電話の残りのスタンバイ時間であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ放電特性
（又は放電中のバッテリ電圧の推移）を推定する方法に
係る。又、本発明は、バッテリ監視モジュール及びこの
ようなモジュールを有する無線電話にも係る。
（又は放電中のバッテリ電圧の推移）を推定する方法に
係る。又、本発明は、バッテリ監視モジュール及びこの
ようなモジュールを有する無線電話にも係る。
【０００２】
【発明の構成】本発明の目的は、バッテリのパラメータ
を事前に知らなくてもバッテリの電圧の推移を放電中に
推定できる方法を提供することである。
を事前に知らなくてもバッテリの電圧の推移を放電中に
推定できる方法を提供することである。
【０００３】この目的は、バッテリ電圧を表す値を複数
の時間に登録し、そしてバッテリ放電の推移を示すパラ
メータを上記登録された値及びそれに関連する時間に応
答して上記時間に局部的に決定するという本発明の方法
により達成される。これは、バッテリ放電の推移を複数
の測定点に基づいて決定できることを意味する。従っ
て、劣化やゆっくりと変化する温度変動等を考慮する必
要がないので、バッテリ放電の実際のモデルを非常に簡
単に作ることができる。本発明の方法は、温度や劣化や
その他の条件と共に変化するアルゴリズムのパラメータ
が、実際の複雑な関係を調査する必要なく数値で決定さ
れるので、非常に複雑なアルゴリズムを簡単化する技術
と考えることができる。
の時間に登録し、そしてバッテリ放電の推移を示すパラ
メータを上記登録された値及びそれに関連する時間に応
答して上記時間に局部的に決定するという本発明の方法
により達成される。これは、バッテリ放電の推移を複数
の測定点に基づいて決定できることを意味する。従っ
て、劣化やゆっくりと変化する温度変動等を考慮する必
要がないので、バッテリ放電の実際のモデルを非常に簡
単に作ることができる。本発明の方法は、温度や劣化や
その他の条件と共に変化するアルゴリズムのパラメータ
が、実際の複雑な関係を調査する必要なく数値で決定さ
れるので、非常に複雑なアルゴリズムを簡単化する技術
と考えることができる。
【０００４】本発明の技術は、バッテリの容量のような
実際の特性が計算に含まれないので普遍的に（全ての形
式のバッテリに対して）使用することができる。又、本
発明の方法は、バッテリが完全に充電されなかった、バ
ッテリが再充電の前に放電されなかった、等々を含む要
因によって影響されないことに注意されたい。
実際の特性が計算に含まれないので普遍的に（全ての形
式のバッテリに対して）使用することができる。又、本
発明の方法は、バッテリが完全に充電されなかった、バ
ッテリが再充電の前に放電されなかった、等々を含む要
因によって影響されないことに注意されたい。
【０００５】バッテリ電圧を推定する本発明の好ましい
方法においては、これは、初期値から時間ｔと共に電力
の関数として減少するものと仮定される。バッテリ放電
は、Φ、ξ及びαと定数とすれば、Ｖbat ＝Φ−ξαt
の電圧推移をたどるものと仮定される。バッテリ電圧が
所定の電圧レベルに減少するまでの時間巾は、感知され
た値と、感知時間の間の時間巾とに基づいて決定され
る。この時間巾は、所定の電圧レベルをＶT とすれば、
ｔ＝Ｉｎ（（Φ−ＶT ）／ξ）Ｉｎαとして決定され
る。
方法においては、これは、初期値から時間ｔと共に電力
の関数として減少するものと仮定される。バッテリ放電
は、Φ、ξ及びαと定数とすれば、Ｖbat ＝Φ−ξαt
の電圧推移をたどるものと仮定される。バッテリ電圧が
所定の電圧レベルに減少するまでの時間巾は、感知され
た値と、感知時間の間の時間巾とに基づいて決定され
る。この時間巾は、所定の電圧レベルをＶT とすれば、
ｔ＝Ｉｎ（（Φ−ＶT ）／ξ）Ｉｎαとして決定され
る。
【０００６】バッテリ電圧の推移は、バッテリ電圧の変
化が電圧測定の不確定性に対し著しくなるような大きな
相互距離に位置する３つの時間にバッテリ電圧Ｖbat を
感知することにより局部的に推定することができる。
化が電圧測定の不確定性に対し著しくなるような大きな
相互距離に位置する３つの時間にバッテリ電圧Ｖbat を
感知することにより局部的に推定することができる。
【０００７】電圧の推移は、バッテリ電圧の測定が単に
周期的に繰り返されるので現在更新することができる。
又、これは、劣化を補償するために時々更新するだけで
あってもよい。
周期的に繰り返されるので現在更新することができる。
又、これは、劣化を補償するために時々更新するだけで
あってもよい。
【０００８】又、本発明は、関連制御器と、バッテリ電
圧を表す値を感知するためのバッテリ電圧センサと、タ
イマーとを備えたバッテリ監視装置にも係る。制御器
は、感知された値及びそれに関連する時間に基づき、登
録された値及びそれに関連する時間に応答して上記時間
に対してバッテリ放電の推移を局部的に示すパラメータ
を決定する。従って、バッテリ電圧が所定の電圧レベル
に低下するまでの時間巾は、測定されたパラメータに基
づいて推定することができ、これは、バッテリに特有の
パラメータを知る必要がない。所定の電圧レベルは、電
圧レベルＶT であり、通常は、バッテリ監視装置が使用
される電気機器の最低の許容バッテリ電圧によって決定
される。
圧を表す値を感知するためのバッテリ電圧センサと、タ
イマーとを備えたバッテリ監視装置にも係る。制御器
は、感知された値及びそれに関連する時間に基づき、登
録された値及びそれに関連する時間に応答して上記時間
に対してバッテリ放電の推移を局部的に示すパラメータ
を決定する。従って、バッテリ電圧が所定の電圧レベル
に低下するまでの時間巾は、測定されたパラメータに基
づいて推定することができ、これは、バッテリに特有の
パラメータを知る必要がない。所定の電圧レベルは、電
圧レベルＶT であり、通常は、バッテリ監視装置が使用
される電気機器の最低の許容バッテリ電圧によって決定
される。
【０００９】更に、本発明は、バッテリの形態の電源
と、バッテリ監視装置とを備え、該バッテリ監視装置
は、関連制御器と、バッテリ電圧を表す値を感知するた
めのバッテリ電圧センサと、タイマーとを有する無線電
話にも係る。制御器は、感知された値及びそれに関連す
る時間に基づき、登録された値及び登録時間の間の時間
巾に応答して上記時間に対してバッテリ放電の推移を局
部的に示すパラメータを決定する。
と、バッテリ監視装置とを備え、該バッテリ監視装置
は、関連制御器と、バッテリ電圧を表す値を感知するた
めのバッテリ電圧センサと、タイマーとを有する無線電
話にも係る。制御器は、感知された値及びそれに関連す
る時間に基づき、登録された値及び登録時間の間の時間
巾に応答して上記時間に対してバッテリ放電の推移を局
部的に示すパラメータを決定する。
【００１０】又、本発明は、バッテリと、複数の時間に
バッテリ電圧センサを経てバッテリ電圧Ｖbat を感知す
ることによりバッテリ電圧の推移を推定するためのバッ
テリ監視装置と、バッテリ電圧が所定のレベルに減少す
るまでの電話使用寿命の尺度を計算するための推定手段
とを備えた無線電話にも係る。上記推定手段は、バッテ
リ電圧センサが電圧推移の変化を登録する場合に残りの
使用寿命の尺度を更新する。残りの使用寿命の実際の尺
度は、表示手段によって表示される。残りの使用寿命
は、例えば、スタンバイモードの分数として又は全時間
のパーセンテージとして表示することができる。後者の
表示形態は、数値が電話モードに係わりなく普遍的に適
用されるという効果を有する。
バッテリ電圧センサを経てバッテリ電圧Ｖbat を感知す
ることによりバッテリ電圧の推移を推定するためのバッ
テリ監視装置と、バッテリ電圧が所定のレベルに減少す
るまでの電話使用寿命の尺度を計算するための推定手段
とを備えた無線電話にも係る。上記推定手段は、バッテ
リ電圧センサが電圧推移の変化を登録する場合に残りの
使用寿命の尺度を更新する。残りの使用寿命の実際の尺
度は、表示手段によって表示される。残りの使用寿命
は、例えば、スタンバイモードの分数として又は全時間
のパーセンテージとして表示することができる。後者の
表示形態は、数値が電話モードに係わりなく普遍的に適
用されるという効果を有する。
【００１１】本発明によるバッテリ監視装置は、電気的
パラメータ、即ちバッテリの使用中に測定できるパラメ
ータに基づく。本発明の方法は、短い時間内に行われる
僅かな測定に基づいてバッテリの将来の振る舞いを予想
できるようにする。バッテリの将来の振る舞いは、電流
が変化する場合に修正又は再推定することができ、これ
は、既に計算されたパラメータに基づいて行うことがで
きる。本発明の好ましい実施形態の方法は、自己修正式
である。
パラメータ、即ちバッテリの使用中に測定できるパラメ
ータに基づく。本発明の方法は、短い時間内に行われる
僅かな測定に基づいてバッテリの将来の振る舞いを予想
できるようにする。バッテリの将来の振る舞いは、電流
が変化する場合に修正又は再推定することができ、これ
は、既に計算されたパラメータに基づいて行うことがで
きる。本発明の好ましい実施形態の方法は、自己修正式
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照し、本発明
の好ましい実施形態を詳細に例示する。本発明は、バッ
テリ放電アルゴリズムを設定するための基礎として図１
に示す簡単なバッテリモデルを使用することをベースと
する。このモデルは、内部インピーダンスＲS 、ＲP 及
びＣP を経て負荷ＲX に電圧Ｅ0 を供給する電源を含
む。負荷ＲX に流れる電流ｉは、一定であるが、負荷Ｒ
X にかかる電圧Ｖt ＝Ｖt （ｔ）は、時間ｔと共に変化
する。従って、電流が一定の状態で次の推移をたどるバ
ッテリ電圧の方程式を設定することができる。 Ｖt （ｔ）＝Φ−ξαt −γｅｘｐ（−ｔ／Ｒp Ｃp ） 但し、Φ、ξ及びαは、ｉの時間不変関数を示す。γ
は、一連の時間不変部分に分割することができるが、こ
れは、ある電力級数（ベッセル関数）の使用を必要とす
る。γが含まれる項は急速に消える。というのは、負の
指数を有するからである。バッテリが完全に充電された
後に生じる過渡状態が無視される場合には、放電に関連
して考慮すべきものからこの項を完全に省略してもよ
い。即ち、バッテリ電圧は、次の式で表される。 Ｖbat （ｔ）＝Φ−ξαt 但し、Φ、ξ及びαは、一定の電流における定数である
が、電流が変化するときは良く知られたように変化す
る。
の好ましい実施形態を詳細に例示する。本発明は、バッ
テリ放電アルゴリズムを設定するための基礎として図１
に示す簡単なバッテリモデルを使用することをベースと
する。このモデルは、内部インピーダンスＲS 、ＲP 及
びＣP を経て負荷ＲX に電圧Ｅ0 を供給する電源を含
む。負荷ＲX に流れる電流ｉは、一定であるが、負荷Ｒ
X にかかる電圧Ｖt ＝Ｖt （ｔ）は、時間ｔと共に変化
する。従って、電流が一定の状態で次の推移をたどるバ
ッテリ電圧の方程式を設定することができる。 Ｖt （ｔ）＝Φ−ξαt −γｅｘｐ（−ｔ／Ｒp Ｃp ） 但し、Φ、ξ及びαは、ｉの時間不変関数を示す。γ
は、一連の時間不変部分に分割することができるが、こ
れは、ある電力級数（ベッセル関数）の使用を必要とす
る。γが含まれる項は急速に消える。というのは、負の
指数を有するからである。バッテリが完全に充電された
後に生じる過渡状態が無視される場合には、放電に関連
して考慮すべきものからこの項を完全に省略してもよ
い。即ち、バッテリ電圧は、次の式で表される。 Ｖbat （ｔ）＝Φ−ξαt 但し、Φ、ξ及びαは、一定の電流における定数である
が、電流が変化するときは良く知られたように変化す
る。
【００１３】上記モデルの設定において調査された全て
の形式のバッテリに対して一般的であるこの方程式を考
慮し、そしてこの方程式を実験で分かった値と比較する
と、３つのパラメータがバッテリ特有のもので、即ちこ
れらパラメータは、バッテリの形式ごとに、同じバッテ
リ形式内では異なるバッテリごとに、そして同じバッテ
リについては、異なる負荷、温度等において変動するこ
とが明らかである。更に、放電の開始時間を知らねばな
らない。
の形式のバッテリに対して一般的であるこの方程式を考
慮し、そしてこの方程式を実験で分かった値と比較する
と、３つのパラメータがバッテリ特有のもので、即ちこ
れらパラメータは、バッテリの形式ごとに、同じバッテ
リ形式内では異なるバッテリごとに、そして同じバッテ
リについては、異なる負荷、温度等において変動するこ
とが明らかである。更に、放電の開始時間を知らねばな
らない。
【００１４】しかしながら、バッテリ電圧の方程式は、
若干特殊であり、放電中に放電開始時間を移動させ、そ
して全く同じ仕方で、即ち単に新たな開始時間に基づく
だけで将来の放電を表すことのできる新たなパラメータ
を推定することができる。これは、次のように表され
る。 Ｖ（ｔ）start time t=0＝Φ−ξαt 開始時間をｔ＝τ即ちｔ1 ＝ｔ−τに変更すべき場合に
は、バッテリ電圧は、次の数１のように表される。
若干特殊であり、放電中に放電開始時間を移動させ、そ
して全く同じ仕方で、即ち単に新たな開始時間に基づく
だけで将来の放電を表すことのできる新たなパラメータ
を推定することができる。これは、次のように表され
る。 Ｖ（ｔ）start time t=0＝Φ−ξαt 開始時間をｔ＝τ即ちｔ1 ＝ｔ−τに変更すべき場合に
は、バッテリ電圧は、次の数１のように表される。
【数１】 但し、ξαの−τ乗は、新たな時間不変パラメータと考
えることができる。従って、本発明は、バッテリ特有の
パラメータを知る必要なく任意の時間に局部的なバッテ
リパラメータΦ、ξ及びαを決定できることに基づく。
バッテリ電圧は、方程式を安定状態、即ちほぼ一定の温
度、消費電力等に適用した状態で、時間の非一次関数と
みなすことができる。従って、バッテリの放電の推移を
予想する問題は、３つの局部的なバッテリパラメータ
Φ、ξ及びαを推定するという問題に置き換えられる。
３つの異なる時間にバッテリ電圧を測定すると、３つの
未知量を有する３つの非一次方程式の解へと問題が更に
簡単化される。 Ｖ（ｔ＝ｔ0 ）＝Ｖ０＝Φ−ξαt0 Ｖ（ｔ＝ｔ1 ）＝Ｖ１＝Φ−ξαt1 Ｖ（ｔ＝ｔ2 ）＝Ｖ２＝Φ−ξαt2 ここで、ｔ0 は好都合にも０にすることができ、ｔ1 は
ｔ0 ＋Δｔに等しく、そしてｔ2 はｔ0 ＋Δｔに等し
い。従って、次の数２のようになる。
えることができる。従って、本発明は、バッテリ特有の
パラメータを知る必要なく任意の時間に局部的なバッテ
リパラメータΦ、ξ及びαを決定できることに基づく。
バッテリ電圧は、方程式を安定状態、即ちほぼ一定の温
度、消費電力等に適用した状態で、時間の非一次関数と
みなすことができる。従って、バッテリの放電の推移を
予想する問題は、３つの局部的なバッテリパラメータ
Φ、ξ及びαを推定するという問題に置き換えられる。
３つの異なる時間にバッテリ電圧を測定すると、３つの
未知量を有する３つの非一次方程式の解へと問題が更に
簡単化される。 Ｖ（ｔ＝ｔ0 ）＝Ｖ０＝Φ−ξαt0 Ｖ（ｔ＝ｔ1 ）＝Ｖ１＝Φ−ξαt1 Ｖ（ｔ＝ｔ2 ）＝Ｖ２＝Φ−ξαt2 ここで、ｔ0 は好都合にも０にすることができ、ｔ1 は
ｔ0 ＋Δｔに等しく、そしてｔ2 はｔ0 ＋Δｔに等し
い。従って、次の数２のようになる。
【数２】
【００１５】ｔ0 は０に等しいので、３つの局部的なパ
ラメータΦ、ξ及びαは、厳密に次のように決定され
る。 α＝ｅｘｐ（Ｉｎ（（Ｖ（ｔ=0＋Δｔ）−Ｖ（ｔ=0＋２Δｔ））／ （Ｖ（ｔ=0）−Ｖ（ｔ=0＋Δｔ）））／Δｔ） ξ＝（Ｖ（ｔ=0）−Ｖ（ｔ=0＋Δｔ））2 ／（２Ｖ（ｔ=0＋Δｔ） −Ｖ（ｔ=0＋２Δｔ）−Ｖ（ｔ=0）） Φ＝Ｖ（ｔ=0）−（Ｖ（ｔ=0）−Ｖ（ｔ=0＋Δｔ））2 ／ （２Ｖ（ｔ=0＋Δｔ）−Ｖ（ｔ=0＋２Δｔ）−Ｖ（ｔ=0）） (10) 但し、Ｉｎは自然対数である。従って、バッテリの放電
の推移の方程式を設定することができ、これは、バッテ
リ電圧を３回測定しそして測定と測定との間のインター
バルを登録するだけで行われる。バッテリパラメータの
それ以前の知識は必要とされない。
ラメータΦ、ξ及びαは、厳密に次のように決定され
る。 α＝ｅｘｐ（Ｉｎ（（Ｖ（ｔ=0＋Δｔ）−Ｖ（ｔ=0＋２Δｔ））／ （Ｖ（ｔ=0）−Ｖ（ｔ=0＋Δｔ）））／Δｔ） ξ＝（Ｖ（ｔ=0）−Ｖ（ｔ=0＋Δｔ））2 ／（２Ｖ（ｔ=0＋Δｔ） −Ｖ（ｔ=0＋２Δｔ）−Ｖ（ｔ=0）） Φ＝Ｖ（ｔ=0）−（Ｖ（ｔ=0）−Ｖ（ｔ=0＋Δｔ））2 ／ （２Ｖ（ｔ=0＋Δｔ）−Ｖ（ｔ=0＋２Δｔ）−Ｖ（ｔ=0）） (10) 但し、Ｉｎは自然対数である。従って、バッテリの放電
の推移の方程式を設定することができ、これは、バッテ
リ電圧を３回測定しそして測定と測定との間のインター
バルを登録するだけで行われる。バッテリパラメータの
それ以前の知識は必要とされない。
【００１６】本発明は、バッテリをエネルギー源として
有する全ての電気機器において実施することができる。
本発明の好ましい実施形態を以下に説明するが、これは
無線電話を参照して行い、そしてこの無線電話は、通常
は、通信ネットワークを経て相互接続されるベースステ
ーションを経て無線波により互いに他の電話と通信する
ポータブル電話を意味するものとする。無線電話は、ア
ナログ及びデジタルの両方の通信（例えば、ＮＭＴ又は
ＧＳＭ）と、コードレス（例えば、ＤＥＣＴ）を含む他
の全ての形式をベースとする。
有する全ての電気機器において実施することができる。
本発明の好ましい実施形態を以下に説明するが、これは
無線電話を参照して行い、そしてこの無線電話は、通常
は、通信ネットワークを経て相互接続されるベースステ
ーションを経て無線波により互いに他の電話と通信する
ポータブル電話を意味するものとする。無線電話は、ア
ナログ及びデジタルの両方の通信（例えば、ＮＭＴ又は
ＧＳＭ）と、コードレス（例えば、ＤＥＣＴ）を含む他
の全ての形式をベースとする。
【００１７】例えば、ＧＳＭ電話で動作するときは、ス
レッシュホールド値ＶT が組み込まれ、従って、電話
は、バッテリ電圧がこのスレッシュホールド値に達する
と、自動的にオフに切り換えられる。通話は、消費電力
を増加するためにバッテリ電圧を低下させる。この電圧
低下中のバッテリ電圧が、電話を動作できる最小電圧よ
り下がった場合には、接続を確立することができない。
それ故、このスレッシュホールド値が組み込まれてい
る。
レッシュホールド値ＶT が組み込まれ、従って、電話
は、バッテリ電圧がこのスレッシュホールド値に達する
と、自動的にオフに切り換えられる。通話は、消費電力
を増加するためにバッテリ電圧を低下させる。この電圧
低下中のバッテリ電圧が、電話を動作できる最小電圧よ
り下がった場合には、接続を確立することができない。
それ故、このスレッシュホールド値が組み込まれてい
る。
【００１８】これは、実際に、スレッシュホールド値の
電圧が通常は残りのスタンバイ時間を推定すべきときに
向けられることを意味する。この時間は、次の式で表さ
れるので、３つの局部的バッテリパラメータΦ、ξ及び
αが式８、９、１０の方程式で決定されたときに簡単に
推定することができる。 ｔ＝Ｉｎ（（Φ−ＶT ）／ξ）Ｉｎα 但し、ＶT は、受け入れることのできる最小電圧、例え
ば、ＧＳＭシステムから知られた上記のスレッシュホー
ルド値である。
電圧が通常は残りのスタンバイ時間を推定すべきときに
向けられることを意味する。この時間は、次の式で表さ
れるので、３つの局部的バッテリパラメータΦ、ξ及び
αが式８、９、１０の方程式で決定されたときに簡単に
推定することができる。 ｔ＝Ｉｎ（（Φ−ＶT ）／ξ）Ｉｎα 但し、ＶT は、受け入れることのできる最小電圧、例え
ば、ＧＳＭシステムから知られた上記のスレッシュホー
ルド値である。
【００１９】図２は、本発明をその好ましい実施形態に
おいて例えば無線電話であるバッテリ駆動ユニット８に
おいていかに実施するかを示している。バッテリ１は、
ユニット８に電圧を供給し、そしてバッテリ電圧は、制
御器２の制御のもとで、ある間隔で感知される。各感知
において、制御器２は、タイマー３から時間情報も受け
取る。バッテリ電圧と、絶対的な時間又は実際の電圧値
とその手前のものとの間の間隔の長さのいずれかに関連
した時間値とを表すこの情報は、メモリ５に送られる。
制御器は、式８、９及び１０によりパラメータΦ、ξ及
びαを計算すべきときにメモリからデータを得て、式１
１により時間ｔをその後に決定することができる。これ
は、計算器６において行われ、計算された時間は、通常
は、ディスプレイ７に表示するために転送される。
おいて例えば無線電話であるバッテリ駆動ユニット８に
おいていかに実施するかを示している。バッテリ１は、
ユニット８に電圧を供給し、そしてバッテリ電圧は、制
御器２の制御のもとで、ある間隔で感知される。各感知
において、制御器２は、タイマー３から時間情報も受け
取る。バッテリ電圧と、絶対的な時間又は実際の電圧値
とその手前のものとの間の間隔の長さのいずれかに関連
した時間値とを表すこの情報は、メモリ５に送られる。
制御器は、式８、９及び１０によりパラメータΦ、ξ及
びαを計算すべきときにメモリからデータを得て、式１
１により時間ｔをその後に決定することができる。これ
は、計算器６において行われ、計算された時間は、通常
は、ディスプレイ７に表示するために転送される。
【００２０】無線電話の場合に、消費電力は実際の電話
モードに応答して変化し、それ故、制御器２は、実際の
電話モードに関する情報を得なければならない。このよ
うな情報は、電話の中央制御ユニット４から最も容易に
得ることができ、そして消費電力の増加に対して計算さ
れた残り時間を修正するのに使用される。実際に、ユニ
ット２ないし６は、電話に集中的に統合されるが、個々
の機能を示すために別々に示されている。
モードに応答して変化し、それ故、制御器２は、実際の
電話モードに関する情報を得なければならない。このよ
うな情報は、電話の中央制御ユニット４から最も容易に
得ることができ、そして消費電力の増加に対して計算さ
れた残り時間を修正するのに使用される。実際に、ユニ
ット２ないし６は、電話に集中的に統合されるが、個々
の機能を示すために別々に示されている。
【００２１】式４について考えると、Φは、実際には、
一定の条件のもとでは定数とみなせることが明らかであ
り、一定の条件とは、バッテリが別のバッテリと交換さ
れないこと、電力を消費するユニットが消費電力、温度
等の変化を受けないことを意味する。これに合致する場
合には、電力を消費する機器の始動の後に、２つの測定
を行って、ξ及びαを決定し、これにより、時間ｔを決
定することができる。しかしながら、これは、Φの記憶
された値を必要とする。バッテリが交換されないよう確
保し、これにより、Φの値がもはや有効でないようにす
るために、最後の動作周期からの最終的なバッテリ電圧
を記憶し、そして丁度スタートした動作周期の開始バッ
テリ電圧と比較することができ、そして２つの値が一致
する場合に、時間推定手順を、上記のように開始するこ
とができる。
一定の条件のもとでは定数とみなせることが明らかであ
り、一定の条件とは、バッテリが別のバッテリと交換さ
れないこと、電力を消費するユニットが消費電力、温度
等の変化を受けないことを意味する。これに合致する場
合には、電力を消費する機器の始動の後に、２つの測定
を行って、ξ及びαを決定し、これにより、時間ｔを決
定することができる。しかしながら、これは、Φの記憶
された値を必要とする。バッテリが交換されないよう確
保し、これにより、Φの値がもはや有効でないようにす
るために、最後の動作周期からの最終的なバッテリ電圧
を記憶し、そして丁度スタートした動作周期の開始バッ
テリ電圧と比較することができ、そして２つの値が一致
する場合に、時間推定手順を、上記のように開始するこ
とができる。
【００２２】電力を消費する機器が無線電話であるとき
は、電話がオンに切り換えられるたびに３つの全てのパ
ラメータΦ、ξ及びαを推定し、そして全動作周期中に
パラメータを現在更新するのが通常は好ましい。という
のは、多数のユーザが多数のバッテリを有していて、電
話自体をチャージャーに入れる必要なくこれらバッテリ
を交換することができるからである。更に、電話はしば
しば周囲環境の変化を受け、そして電力消費は電話のア
クティブなモードに基づいて変化する。
は、電話がオンに切り換えられるたびに３つの全てのパ
ラメータΦ、ξ及びαを推定し、そして全動作周期中に
パラメータを現在更新するのが通常は好ましい。という
のは、多数のユーザが多数のバッテリを有していて、電
話自体をチャージャーに入れる必要なくこれらバッテリ
を交換することができるからである。更に、電話はしば
しば周囲環境の変化を受け、そして電力消費は電話のア
クティブなモードに基づいて変化する。
【００２３】電話がスイッチオンされるときは、ユーザ
インターフェイスが使用されるか、通話が行われるか又
は受け取られる等々まで、スタンバイモードにある。
インターフェイスが使用されるか、通話が行われるか又
は受け取られる等々まで、スタンバイモードにある。
【００２４】バッテリの監視は、バッテリ電圧を規則的
な間隔で感知することにより効果的に行われるが、通話
等のために電流（負荷）がルートを変えるので、実際に
は行えないことがしばしばある。中間の間隔が厳密に同
じ長さである場合には、放電曲線パラメータを式８、９
及び１０により計算することができる。中間の間隔が異
なる長さのものである場合には、式８、９及び１０を使
用できないが、式５、６及び７の３つの非一次方程式の
反復解に対し標準的な計算プログラムを使用することが
できる。これは、更に若干の計算能力を必要とするが、
実際に測定された値及び最後の中間時間間隔により最初
に仮想電圧値に補間／外挿することによって計算の数を
減少することができる。或いは又、オフラインパラメー
タΦ、ξ及びαの数学的擾乱に基づいて時間を計算する
こともできる。
な間隔で感知することにより効果的に行われるが、通話
等のために電流（負荷）がルートを変えるので、実際に
は行えないことがしばしばある。中間の間隔が厳密に同
じ長さである場合には、放電曲線パラメータを式８、９
及び１０により計算することができる。中間の間隔が異
なる長さのものである場合には、式８、９及び１０を使
用できないが、式５、６及び７の３つの非一次方程式の
反復解に対し標準的な計算プログラムを使用することが
できる。これは、更に若干の計算能力を必要とするが、
実際に測定された値及び最後の中間時間間隔により最初
に仮想電圧値に補間／外挿することによって計算の数を
減少することができる。或いは又、オフラインパラメー
タΦ、ξ及びαの数学的擾乱に基づいて時間を計算する
こともできる。
【００２５】残りの時間の満足な不確定性を得るため
に、中間間隔は、バッテリ電圧の変化が測定の不確定性
に対して顕著なものとなるように長くなければならな
い。例えば、無線電話のスタンバイ時間は、エネルギー
消費が絶えず減少し続けているために増加の傾向にあ
り、それ故、将来の電話世代のバッテリ電圧の変化は、
現在よりもゆっくりした割合で生じると仮定しなければ
ならない。更に、測定の不確定性も、減少すると仮定し
なければならない。
に、中間間隔は、バッテリ電圧の変化が測定の不確定性
に対して顕著なものとなるように長くなければならな
い。例えば、無線電話のスタンバイ時間は、エネルギー
消費が絶えず減少し続けているために増加の傾向にあ
り、それ故、将来の電話世代のバッテリ電圧の変化は、
現在よりもゆっくりした割合で生じると仮定しなければ
ならない。更に、測定の不確定性も、減少すると仮定し
なければならない。
【００２６】測定ユニットが、製品の競争力を損なうこ
となく価格に関して消費者製品に組み込むのに適した状
態では、約１５分という中間間隔の長さが現実的である
と考えられる。推定がここに述べる方法のみに基づく場
合には、最初の３０分の推定が信頼性のないものとみな
さなければならない。
となく価格に関して消費者製品に組み込むのに適した状
態では、約１５分という中間間隔の長さが現実的である
と考えられる。推定がここに述べる方法のみに基づく場
合には、最初の３０分の推定が信頼性のないものとみな
さなければならない。
【００２７】しかしながら、これは、パラメータΦ、ξ
及びαの幾つかの値を記憶することにより補償すること
ができる。電話が完全に充電されるたびに、完全充電に
対応するパラメータΦ、ξ及びαを計算しそして記憶す
ることができる。電話が次に完全に充電されたときに、
新たな組のパラメータが計算されるまで、古い組のパラ
メータが時間の推定に使用される。新たな組は、メモリ
において古い組と置き換えられる、従って、適当に更新
されたパラメータの組が常にメモリに得られることにな
る。
及びαの幾つかの値を記憶することにより補償すること
ができる。電話が完全に充電されるたびに、完全充電に
対応するパラメータΦ、ξ及びαを計算しそして記憶す
ることができる。電話が次に完全に充電されたときに、
新たな組のパラメータが計算されるまで、古い組のパラ
メータが時間の推定に使用される。新たな組は、メモリ
において古い組と置き換えられる、従って、適当に更新
されたパラメータの組が常にメモリに得られることにな
る。
【００２８】実際のパラメータΦ、ξ及びαが現在メモ
リに記憶されたときに、電話がオフに切り換えられそし
て再びオンに切り換えられた場合には、これらを使用す
ることができる。関連するバッテリ電圧の尺度は、パラ
メータと共に記憶することができ、そして実際のバッテ
リ電圧と記憶された値との比較により、残りの時間の推
定に古い組のパラメータを使用するのが現実的であるか
どうかの尺度が与えられる。古いパラメータを使用でき
ない場合には、ディスプレイが、残りの時間の推定値を
得られないことを指示する。
リに記憶されたときに、電話がオフに切り換えられそし
て再びオンに切り換えられた場合には、これらを使用す
ることができる。関連するバッテリ電圧の尺度は、パラ
メータと共に記憶することができ、そして実際のバッテ
リ電圧と記憶された値との比較により、残りの時間の推
定に古い組のパラメータを使用するのが現実的であるか
どうかの尺度が与えられる。古いパラメータを使用でき
ない場合には、ディスプレイが、残りの時間の推定値を
得られないことを指示する。
【００２９】図３には、５つのセル及び５００ｍＡＨの
容量を有するＮｉＭＨバッテリの放電曲線が示されてい
る。放電は、スタンバイモードと通話モードとの間の切
り換えに関連して電流（負荷）が変化する間に、ＧＳＭ
電話（ノキア２１１０）のバッテリ電圧を全シーケンス
中に測定するという設定で行われた。上の曲線は、バッ
テリ電圧Ｖbat の読みの尺度を時間の関数として示し、
一方、下の曲線は、残りの時間を同様に時間の関数とし
て示している。このグラフの水平軸は、時間を分で示
し、右側の垂直軸は、バッテリ電圧を示している。
容量を有するＮｉＭＨバッテリの放電曲線が示されてい
る。放電は、スタンバイモードと通話モードとの間の切
り換えに関連して電流（負荷）が変化する間に、ＧＳＭ
電話（ノキア２１１０）のバッテリ電圧を全シーケンス
中に測定するという設定で行われた。上の曲線は、バッ
テリ電圧Ｖbat の読みの尺度を時間の関数として示し、
一方、下の曲線は、残りの時間を同様に時間の関数とし
て示している。このグラフの水平軸は、時間を分で示
し、右側の垂直軸は、バッテリ電圧を示している。
【００３０】右側の垂直軸の測定単位は、「バッテリＡ
／Ｄの読み」であり、これは、換算係数で乗算したとき
にバッテリ電圧（ボルト）を与える尺度である。換算係
数それ自体は、この点において何ら重要性をもたず、計
算に使用される電圧の間の関係である。この曲線は、バ
ッテリ電圧の推移を推定する場合の適応測定に関連して
プロットされたものであり、この推移は、予想電圧と測
定電圧との間の現在比較に応答して修正される。
／Ｄの読み」であり、これは、換算係数で乗算したとき
にバッテリ電圧（ボルト）を与える尺度である。換算係
数それ自体は、この点において何ら重要性をもたず、計
算に使用される電圧の間の関係である。この曲線は、バ
ッテリ電圧の推移を推定する場合の適応測定に関連して
プロットされたものであり、この推移は、予想電圧と測
定電圧との間の現在比較に応答して修正される。
【００３１】左側の垂直軸は、所与の時間における時間
推定値を時間の関数として示し、これは、本発明の方法
により推定される。推定される時間は、約４分後に（信
頼性のある推定値が得られるときに）約３８０分から１
６０分の直後の約２２０分まで均一に減少することが明
らかである。バッテリ電圧は、この間隔中に僅かな変動
でほぼ均一に減少し、その理由は、電流が一定だからで
ある。約４５分後に、電力消費の短時間のジャンプが見
られる。変動は、電話がＧＳＭチャンネル間を走査する
ことにより生じる。このグラフの時間推定値は、スタン
バイ電流を指すので、スタンバイ中の時間推定値は１分
／分だけ減少する。１６０分の後、バッテリ電圧は、電
力消費の増加により約７分の時間中減少し、次いで、電
圧は、別の２５分間均一に減少する推移を再びとる。次
いで、電圧は、大きな電力消費により約５分間急激に減
少し、その後、電圧は、別の３５分間均一に減少する推
移を再びとる。時間推定曲線の時間推定値は、電力消費
の増加中に急激に減少し、そして１分／分で均一に減少
する推移を再びとる。１９０分後の電力消費の増加中
に、時間推定値は、単に３分間に約１８０分減少し、こ
れは、非常に大きな電力消費により生じ、バッテリのエ
ネルギーを急速に枯渇する。推定値が２２０分の後に０
に達する理由は、バッテリが、式１１に入力として使用
される電圧ＶTに到達したからである。
推定値を時間の関数として示し、これは、本発明の方法
により推定される。推定される時間は、約４分後に（信
頼性のある推定値が得られるときに）約３８０分から１
６０分の直後の約２２０分まで均一に減少することが明
らかである。バッテリ電圧は、この間隔中に僅かな変動
でほぼ均一に減少し、その理由は、電流が一定だからで
ある。約４５分後に、電力消費の短時間のジャンプが見
られる。変動は、電話がＧＳＭチャンネル間を走査する
ことにより生じる。このグラフの時間推定値は、スタン
バイ電流を指すので、スタンバイ中の時間推定値は１分
／分だけ減少する。１６０分の後、バッテリ電圧は、電
力消費の増加により約７分の時間中減少し、次いで、電
圧は、別の２５分間均一に減少する推移を再びとる。次
いで、電圧は、大きな電力消費により約５分間急激に減
少し、その後、電圧は、別の３５分間均一に減少する推
移を再びとる。時間推定曲線の時間推定値は、電力消費
の増加中に急激に減少し、そして１分／分で均一に減少
する推移を再びとる。１９０分後の電力消費の増加中
に、時間推定値は、単に３分間に約１８０分減少し、こ
れは、非常に大きな電力消費により生じ、バッテリのエ
ネルギーを急速に枯渇する。推定値が２２０分の後に０
に達する理由は、バッテリが、式１１に入力として使用
される電圧ＶTに到達したからである。
【００３２】図４を参照し、本発明の方法を無線電話に
関連して説明する。電話がオンに切り換えられるか又は
バッテリ監視制御器２がバッテリが充電されていること
を知らされたときに、制御器は、図４に示すフローチャ
ートにおいて段階２０にジャンプする。バッテリが充電
されている場合には、充電が完了したときにこの手順が
推奨される。これに続いて、式８、９及び１０によりバ
ッテリパラメータを計算するのに使用される３つの電圧
値Ｖ０、Ｖ１及びＶ２がリセットされる。それに関連し
た時間ｔ０、ｔ１及びｔ２も同時にリセットされる。
関連して説明する。電話がオンに切り換えられるか又は
バッテリ監視制御器２がバッテリが充電されていること
を知らされたときに、制御器は、図４に示すフローチャ
ートにおいて段階２０にジャンプする。バッテリが充電
されている場合には、充電が完了したときにこの手順が
推奨される。これに続いて、式８、９及び１０によりバ
ッテリパラメータを計算するのに使用される３つの電圧
値Ｖ０、Ｖ１及びＶ２がリセットされる。それに関連し
た時間ｔ０、ｔ１及びｔ２も同時にリセットされる。
【００３３】３つの指示パラメータは、段階２１におい
てリセットされる。第１のパラメータは、いかに多くの
確実な電圧測定値が得られるかを示すパラメータＮであ
る。ここに示す実施形態における最大値は、３つの未知
量を有する３つの方程式がここでは使用されるので、３
（Ｎ＝２に対応する）である。ＣＨＡＲは、バッテリの
充電が完了したかどうかを指示するパラメータである。
このパラメータは、段階２１においてセットされる。と
いうのは、制御器は、電話が充電されているかどうか分
かるからである。しかしながら、パラメータの設定を段
階３３に移動するのが明らかに効果的である。というの
は、バッテリ電圧がバッテリの全充電に等しいか、充電
が部分充電ではないか、又は充電の前にバッテリが交換
されたかがチェックされるからである。更に、指示パラ
メータＶｂａｔ．ＣＵＲが値Ｖｂａｔにセットされる。
次いで、電話がオフに切り換えられた場合には、Ｖｂａ
ｔ．ＣＵＲは、電話がオフに切り換えられる前のバッテ
リ電圧を表す。
てリセットされる。第１のパラメータは、いかに多くの
確実な電圧測定値が得られるかを示すパラメータＮであ
る。ここに示す実施形態における最大値は、３つの未知
量を有する３つの方程式がここでは使用されるので、３
（Ｎ＝２に対応する）である。ＣＨＡＲは、バッテリの
充電が完了したかどうかを指示するパラメータである。
このパラメータは、段階２１においてセットされる。と
いうのは、制御器は、電話が充電されているかどうか分
かるからである。しかしながら、パラメータの設定を段
階３３に移動するのが明らかに効果的である。というの
は、バッテリ電圧がバッテリの全充電に等しいか、充電
が部分充電ではないか、又は充電の前にバッテリが交換
されたかがチェックされるからである。更に、指示パラ
メータＶｂａｔ．ＣＵＲが値Ｖｂａｔにセットされる。
次いで、電話がオフに切り換えられた場合には、Ｖｂａ
ｔ．ＣＵＲは、電話がオフに切り換えられる前のバッテ
リ電圧を表す。
【００３４】次いで、バッテリ電圧Ｖｂａｔが感知さ
れ、そしてそれに関連する時間ｔが登録される。これ
は、段階２２で行われる。電圧時間値は、段階２３で変
更され、古い値（Ｖ１、ｔ１）が新たな値（Ｖ０、ｔ
０）として入力され、そしてそれに対応する古い値（Ｖ
２、ｔ２）が新たな値（Ｖ１、ｔ１）として入力され
る。段階２２で感知された値（Ｖｂａｔ、ｔ）は、新た
な値（Ｖ２、ｔ２）として入力される。同時に、電圧測
定と電圧測定との間の間隔の長さＤＥＬＴＡＴ２１（＝
ｔ２−ｔ１）及びＤＥＬＴＡＴ１０（＝ｔ１−ｔ０）が
計算される。
れ、そしてそれに関連する時間ｔが登録される。これ
は、段階２２で行われる。電圧時間値は、段階２３で変
更され、古い値（Ｖ１、ｔ１）が新たな値（Ｖ０、ｔ
０）として入力され、そしてそれに対応する古い値（Ｖ
２、ｔ２）が新たな値（Ｖ１、ｔ１）として入力され
る。段階２２で感知された値（Ｖｂａｔ、ｔ）は、新た
な値（Ｖ２、ｔ２）として入力される。同時に、電圧測
定と電圧測定との間の間隔の長さＤＥＬＴＡＴ２１（＝
ｔ２−ｔ１）及びＤＥＬＴＡＴ１０（＝ｔ１−ｔ０）が
計算される。
【００３５】段階２４において、３つの確実な電圧測定
値があるかどうかチェックされる。そのような場合に
は、Ｎが値２をとる。これは、その直後に充電が完了す
るか、又はその直後に電話が切り換えられる場合ではな
い。Ｎが値２をとる場合には、ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．Ｃ
ＵＲ（ｔ０に対するΦ、ξ及びα）が段階２５において
計算され、これは、通常、反復方法により式５、６及び
７を数値で解くことにより行われる。
値があるかどうかチェックされる。そのような場合に
は、Ｎが値２をとる。これは、その直後に充電が完了す
るか、又はその直後に電話が切り換えられる場合ではな
い。Ｎが値２をとる場合には、ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．Ｃ
ＵＲ（ｔ０に対するΦ、ξ及びα）が段階２５において
計算され、これは、通常、反復方法により式５、６及び
７を数値で解くことにより行われる。
【００３６】ＣＨＡＲの値は、段階２６においてチェッ
クされ、この値が１である場合は、段階２３でセットさ
れた３つの電圧値が、充電が完了した後の最初の３つの
電圧値となる。このような場合には、ＰＡＲＡＭＥＴＥ
Ｒ．ＣＨＡＲは、値ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲにセッ
トされ、そして次の充電の後にセットされたパラメータ
が時間推定のスタート値として使用される。同時に、充
電されたバッテリのバッテリ電圧Ｖｂａｔ．ＣＨＡＲ
は、ｔ０においてバッテリ電圧Ｖ０にセットされそして
ＣＨＡＲ値は、値０にセットされる。
クされ、この値が１である場合は、段階２３でセットさ
れた３つの電圧値が、充電が完了した後の最初の３つの
電圧値となる。このような場合には、ＰＡＲＡＭＥＴＥ
Ｒ．ＣＨＡＲは、値ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲにセッ
トされ、そして次の充電の後にセットされたパラメータ
が時間推定のスタート値として使用される。同時に、充
電されたバッテリのバッテリ電圧Ｖｂａｔ．ＣＨＡＲ
は、ｔ０においてバッテリ電圧Ｖ０にセットされそして
ＣＨＡＲ値は、値０にセットされる。
【００３７】段階２５におけるＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．Ｃ
ＵＲの計算の後に、ＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭＥが式１の時
間ｔとして計算され、これは段階２７で行われる。ここ
で、ＥＳＴＩは値１にセットされ、確実な時間推定値が
使用できることを指示する。残りのスタンバイ時間は、
通話時間又は別の便利な表示に任意に換算されて、電話
のディスプレイに表示される。その後、適当な待機時間
があってから、段階２２へジャンプして戻り、そこで、
新たなバッテリ電圧が、それに関連した時間と共に入力
される。
ＵＲの計算の後に、ＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭＥが式１の時
間ｔとして計算され、これは段階２７で行われる。ここ
で、ＥＳＴＩは値１にセットされ、確実な時間推定値が
使用できることを指示する。残りのスタンバイ時間は、
通話時間又は別の便利な表示に任意に換算されて、電話
のディスプレイに表示される。その後、適当な待機時間
があってから、段階２２へジャンプして戻り、そこで、
新たなバッテリ電圧が、それに関連した時間と共に入力
される。
【００３８】段階２４においてＮがまだ値２をとらない
場合に、Ｎは、段階２９において１だけ増加され、そし
てＮが１であることが段階３０においてチェックされた
場合には、段階２２で測定されたバッテリ電圧Ｖｂａｔ
が、全充電における最後に登録されたバッテリ電圧Ｖｂ
ａｔ．ＣＨＡＲと比較され、これは、段階３１において
行われる。充分な一貫性（例えば、偏差が１−２％以
内）がある場合には、バッテリにおいて最後に充電され
たバッテリに基づき、バッテリが完全に充電されたと確
認される。それ以上の計算が行われず、ＰＡＲＡＭＥＴ
ＥＲ．ＣＵＲは、最後のセッションにおいて段階２８で
決定されたＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＨＡＲにセットさ
れ、これは、段階３３で行われる。同時に、ＣＨＡＲが
１にセットされ、これは、実際のセッションで計算でき
る第１のパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲが、
古いものではなく、パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．Ｃ
ＵＲの新しい組としてセットされることを指示する。段
階３３でセットされたパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥ
Ｒ．ＣＵＲは、段階２７においてＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭ
Ｅを計算するのに使用される。
場合に、Ｎは、段階２９において１だけ増加され、そし
てＮが１であることが段階３０においてチェックされた
場合には、段階２２で測定されたバッテリ電圧Ｖｂａｔ
が、全充電における最後に登録されたバッテリ電圧Ｖｂ
ａｔ．ＣＨＡＲと比較され、これは、段階３１において
行われる。充分な一貫性（例えば、偏差が１−２％以
内）がある場合には、バッテリにおいて最後に充電され
たバッテリに基づき、バッテリが完全に充電されたと確
認される。それ以上の計算が行われず、ＰＡＲＡＭＥＴ
ＥＲ．ＣＵＲは、最後のセッションにおいて段階２８で
決定されたＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＨＡＲにセットさ
れ、これは、段階３３で行われる。同時に、ＣＨＡＲが
１にセットされ、これは、実際のセッションで計算でき
る第１のパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲが、
古いものではなく、パラメータＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．Ｃ
ＵＲの新しい組としてセットされることを指示する。段
階３３でセットされたパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥ
Ｒ．ＣＵＲは、段階２７においてＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭ
Ｅを計算するのに使用される。
【００３９】段階３１において、実際のバッテリ電圧Ｖ
ｂａｔと最後の充電のバッテリ電圧との間に一貫性が見
つからない場合は、段階３２において、実際のバッテリ
充電が、電話が最後にオフに切り換えられる前のバッテ
リ充電であるＶｂａｔ．ＣＵＲに基づくかどうかチェッ
クされる。このような場合には、最後のセッションから
のパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲが、それ以
上の計算を伴わずに、丁度スタートしたセッションに対
する新たなパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲと
してセットされ、これは、段階３４において行われる。
段階３４でセットされたパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥ
Ｒ．ＣＵＲは、段階２７においてＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭ
Ｅを計算するのに使用される。
ｂａｔと最後の充電のバッテリ電圧との間に一貫性が見
つからない場合は、段階３２において、実際のバッテリ
充電が、電話が最後にオフに切り換えられる前のバッテ
リ充電であるＶｂａｔ．ＣＵＲに基づくかどうかチェッ
クされる。このような場合には、最後のセッションから
のパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲが、それ以
上の計算を伴わずに、丁度スタートしたセッションに対
する新たなパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲと
してセットされ、これは、段階３４において行われる。
段階３４でセットされたパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥ
Ｒ．ＣＵＲは、段階２７においてＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭ
Ｅを計算するのに使用される。
【００４０】段階３２において、実際のバッテリ電圧Ｖ
ｂａｔと、電話が最後にオフに切り換えられる前のバッ
テリ充電であるＶｂａｔ．ＣＵＲとの間に一貫性が見つ
からない場合は、ＥＳＴＩが段階３７において０に等し
くされ、確実な推定値が得られないことを指示すると共
に、段階３６において、電話ディスプレイは、確実な推
定値が依然得られないことを指示する。これに続いて、
適当な待機があった後に、段階２２へジャンプして戻
り、そこで、新たなバッテリ電圧が、それに関連する時
間と共に入力される。
ｂａｔと、電話が最後にオフに切り換えられる前のバッ
テリ充電であるＶｂａｔ．ＣＵＲとの間に一貫性が見つ
からない場合は、ＥＳＴＩが段階３７において０に等し
くされ、確実な推定値が得られないことを指示すると共
に、段階３６において、電話ディスプレイは、確実な推
定値が依然得られないことを指示する。これに続いて、
適当な待機があった後に、段階２２へジャンプして戻
り、そこで、新たなバッテリ電圧が、それに関連する時
間と共に入力される。
【００４１】段階３０においてＮが値２である（１とは
異なる）場合に、段階３５においてＥＳＴＩが０である
かどうかチェックされる。もしそうであれば、この方法
は、段階３６へ進み、ディスプレイは、確実な推定値が
まだ得られないことを示す。一方、段階３５において確
実な推定値がある（ＥＳＴＩ＝１）ことが指示された場
合には、古いパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲ
は、実際のセッションに対して新たなパラメータ組ＰＡ
ＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲとしてセットされる。段階３４
でセットされたパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵ
Ｒは、段階２７においてＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭＥを計算
するのに使用される。
異なる）場合に、段階３５においてＥＳＴＩが０である
かどうかチェックされる。もしそうであれば、この方法
は、段階３６へ進み、ディスプレイは、確実な推定値が
まだ得られないことを示す。一方、段階３５において確
実な推定値がある（ＥＳＴＩ＝１）ことが指示された場
合には、古いパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲ
は、実際のセッションに対して新たなパラメータ組ＰＡ
ＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵＲとしてセットされる。段階３４
でセットされたパラメータ組ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ．ＣＵ
Ｒは、段階２７においてＲＥＭＡＩＮ．ＴＩＭＥを計算
するのに使用される。
【００４２】この方法は、必要に応じて、スタンバイ時
間を２０分ごとに更新するか、又は図４に対応する残り
の充電中に更新するように変更することができる。或い
は、パラメータが残りのセッションに対して一定に保た
れるようにパラメータを更新せず、従って、バッテリが
次に充電されるか又は電話が次にオンに切り換えられる
ときまで更新されないようにすることもできる。数学的
擾乱を使用するときには、バッテリ電圧が予想値と異な
るときに時間推定値を更新することができる。
間を２０分ごとに更新するか、又は図４に対応する残り
の充電中に更新するように変更することができる。或い
は、パラメータが残りのセッションに対して一定に保た
れるようにパラメータを更新せず、従って、バッテリが
次に充電されるか又は電話が次にオンに切り換えられる
ときまで更新されないようにすることもできる。数学的
擾乱を使用するときには、バッテリ電圧が予想値と異な
るときに時間推定値を更新することができる。
【００４３】明らかに、バッテリが交換可能なものであ
るときには、バッテリが交換されていないことをチェッ
クすることが特に必要である。バッテリが交換可能なも
のでない場合には、上記アルゴリズムは、パラメータが
比較的稀に更新されるだけであり、例えば、５回の充電
ごとに１回更新されるだけであっても、満足な結果を与
える。これは、一連のパラメータ更新の間の間隔が、そ
の一連の更新の時間巾に対して大きくできることを意味
する。数学をベースとする方法は、好都合にも連続的に
動作することができ、これは、バッテリ交換の場合にも
便利である。
るときには、バッテリが交換されていないことをチェッ
クすることが特に必要である。バッテリが交換可能なも
のでない場合には、上記アルゴリズムは、パラメータが
比較的稀に更新されるだけであり、例えば、５回の充電
ごとに１回更新されるだけであっても、満足な結果を与
える。これは、一連のパラメータ更新の間の間隔が、そ
の一連の更新の時間巾に対して大きくできることを意味
する。数学をベースとする方法は、好都合にも連続的に
動作することができ、これは、バッテリ交換の場合にも
便利である。
【００４４】周期δｔの電力消費が、例えば、スタンバ
イ電流ｉのｎ倍の新たな一定レベルに変化した場合には
（ｎは正の値）、バッテリ電圧は、この周期の終了後
に、次の数３の式で表される。
イ電流ｉのｎ倍の新たな一定レベルに変化した場合には
（ｎは正の値）、バッテリ電圧は、この周期の終了後
に、次の数３の式で表される。
【数３】 但し、ｆ（ｎ）はｎの成長関数である。ｆ（ｎ）の分析
方程式が設定され、この方程式は級数で拡張できる。無
線電話については、低いエネルギー消費が望ましく、こ
れは、級数の拡張に対する基準の設定を容易にする。無
線電話ではかなり低い電流レベルが生じるので、考えら
れる電流レベルに対しｆ（ｎ）を決定するのに便利であ
る。これらの値は、無線電話の製造においてルックアッ
プテーブルに記憶される。式１２は、次の数４のように
書き直せることに注意されたい。
方程式が設定され、この方程式は級数で拡張できる。無
線電話については、低いエネルギー消費が望ましく、こ
れは、級数の拡張に対する基準の設定を容易にする。無
線電話ではかなり低い電流レベルが生じるので、考えら
れる電流レベルに対しｆ（ｎ）を決定するのに便利であ
る。これらの値は、無線電話の製造においてルックアッ
プテーブルに記憶される。式１２は、次の数４のように
書き直せることに注意されたい。
【数４】
【００４５】従って、余計なバッテリの測定を行う必要
なく残りのスタンバイ時間を修正することができる。と
いうのは、式１４を式１１の入力として使用できるから
である。式１４の修正係数は、もしユーザがスタンバイ
時間ではなく通話時間を指示として表示することを望む
場合には、スタンバイ時間を通話時間に換算するのに使
用できる。残りの時間ｔは、次のように表すことができ
る。 ｔ＝Ｉｎ（（Φ−ＶT ）／ξcorrected ）／Ｉｎα (15) この換算は、既知のレベル、例えば、スタンバイモード
における電力消費からである。
なく残りのスタンバイ時間を修正することができる。と
いうのは、式１４を式１１の入力として使用できるから
である。式１４の修正係数は、もしユーザがスタンバイ
時間ではなく通話時間を指示として表示することを望む
場合には、スタンバイ時間を通話時間に換算するのに使
用できる。残りの時間ｔは、次のように表すことができ
る。 ｔ＝Ｉｎ（（Φ−ＶT ）／ξcorrected ）／Ｉｎα (15) この換算は、既知のレベル、例えば、スタンバイモード
における電力消費からである。
【００４６】更に、式１５の換算係数は、種々の電力消
費機能の間を切り換えるときにスタンバイ時間にいかに
影響するかがユーザに分かるようにするのに使用でき
る。
費機能の間を切り換えるときにスタンバイ時間にいかに
影響するかがユーザに分かるようにするのに使用でき
る。
【００４７】スタンバイ時間、又は別の時間尺度は、デ
ィスプレイの「常に最上部」に表示し、いかにメニュー
が使用されるかに係わりなく時間が表示されるようにす
るのが効果的である。パラメータが比較的稀にしか更新
されなくても、残りの時間が効果的に更新され、時間
は、ナイキスト基準で決定された精度で表示され、従っ
て、１分程度の精度を得ることができる。
ィスプレイの「常に最上部」に表示し、いかにメニュー
が使用されるかに係わりなく時間が表示されるようにす
るのが効果的である。パラメータが比較的稀にしか更新
されなくても、残りの時間が効果的に更新され、時間
は、ナイキスト基準で決定された精度で表示され、従っ
て、１分程度の精度を得ることができる。
【００４８】計算を簡単にするために、通話が行われて
いる場合に電話が好都合にもバッテリの測定を延期し、
通話の終了後に測定を行うことができる。
いる場合に電話が好都合にもバッテリの測定を延期し、
通話の終了後に測定を行うことができる。
【００４９】この方法それ自体は、ソフトウェアで具現
化することができ、無線電話のハードウェアに対して特
殊な要求は生じない。
化することができ、無線電話のハードウェアに対して特
殊な要求は生じない。
【図１】本発明を説明するためのバッテリモデルを示す
回路図である。
回路図である。
【図２】本発明の原理を実施する好ましい方法を示す回
路図である。
路図である。
【図３】バッテリ放電の推移を例示するグラフである。
【図４】本発明の好ましい方法を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
１ バッテリ ２ 制御器 ３ タイマー ４ 中央制御ユニット ５ メモリ ６ 計算器 ７ ディスプレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｌ Ｋ
Claims (22)
- 【請求項１】 放電中のバッテリ電圧の推移を推定する
方法において、バッテリ電圧を表す値を複数の時間に登
録し、そしてバッテリ放電の推移を示すパラメータを、
上記登録された値及びそれに関連する時間に応答して上
記時間に局部的に決定することを特徴とする方法。 - 【請求項２】 上記バッテリ電圧は、初期値から時間ｔ
と共に電力の関数として減少すると仮定される請求項１
に記載の方法。 - 【請求項３】 バッテリ電圧が所定の電圧レベルに減少
するまでの時間スパンを、上記登録された値及びそれに
関連した時間に基づいて決定する請求項１又は２に記載
の方法。 - 【請求項４】 バッテリ電圧の変化が電圧測定の不確定
性に対して著しいものとなるような大きな相互距離に位
置する少なくとも３つの時間にバッテリ電圧Ｖbat を感
知することによりバッテリ電圧の推移を局部的に推定す
る請求項１ないし３に記載の方法。 - 【請求項５】 バッテリ放電は、一定の放電条件におけ
る定数であるパラメータをΦ、ξ及びαとすれば、 Ｖbat ＝Φ−ξαt の電圧推移をたどるものと仮定される請求項２に記載の
方法。 - 【請求項６】 定数Φ、ξ及びαは、時間ｔ0 、ｔ1 及
びｔ2 におけるバッテリ電圧をＶ（ｔ0 ）、Ｖ（ｔ1 ）
及びＶ（ｔ2 ）とすれば、 Ｖ（ｔ0 ）＝Φ−ξαt0 Ｖ（ｔ1 ）＝Φ−ξαt1 Ｖ（ｔ2 ）＝Φ−ξαt2 という３つの未知の量を有する３つの非一次方程式の反
復解によって決定される請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 ３つのパラメータΦ、ξ及びαは、バッ
テリ電圧がその実際の値Ｖbat から値ＶT に減少するま
での時間スパンの巾を推定するのに使用される請求項５
に記載の方法。 - 【請求項８】 バッテリ電圧Ｖbat （ｔ）が値ＶT に減
少するまでの時間スパンｔは、 ｔ＝Ｉｎ（（Φ−ＶT ）／ξ）Ｉｎα という式で表される請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 関連制御器と、バッテリ電圧を表す値を
感知するためのバッテリ電圧センサと、上記制御器が上
記感知された値に関連した時間を登録できるようにする
タイマーとを備え、上記制御器は、上記感知された値及
びそれに関連する時間に基づき、上記登録された値及び
それに関連する時間に応答して上記時間に対してバッテ
リ放電の推移を局部的に示すパラメータを決定すること
を特徴とするバッテリ監視装置。 - 【請求項１０】 上記制御器は、バッテリ電圧が所定の
電圧レベルに減少するまでの時間スパンを、上記バッテ
リ放電の推移を示すパラメータに基づいて決定する請求
項９に記載のバッテリ監視装置。 - 【請求項１１】 上記所定の電圧レベルは、バッテリ監
視装置が使用される電気機器の最低許容バッテリ電圧に
より決定される電圧レベルＶT である請求項９又は１０
に記載のバッテリ監視装置。 - 【請求項１２】 バッテリ電圧の変化が電圧測定の不確
定性に対して著しいものとなるような大きな相互距離に
位置する少なくとも３つの時間にバッテリ電圧Ｖbat を
感知することによりバッテリ電圧の推移が局部的に推定
される請求項９ないし１１に記載のバッテリ監視装置。 - 【請求項１３】 バッテリ放電の推移は、一定の放電条
件における定数であるパラメータをΦ、ξ及びαとすれ
ば、 Ｖbat ＝Φ−ξαt という式をたどるものと仮定される請求項９ないし１２
に記載のバッテリ監視装置。 - 【請求項１４】 バッテリの形態の電源と、バッテリ監
視装置とを備え、該バッテリ監視装置は、関連制御器
と、バッテリ電圧を表す値を感知するためのバッテリ電
圧センサと、上記制御器が上記感知された値に関連した
時間を登録できるようにするタイマーとを有し、上記制
御器は、上記感知された値及びそれに関連する時間に基
づき、上記登録された値及びそれに関連する時間に応答
して上記時間に対してバッテリ放電の推移を局部的に示
すパラメータを決定することを特徴とする無線電話。 - 【請求項１５】 上記制御器は、バッテリ電圧が所定の
電圧レベルに減少するまでの時間スパンを、上記バッテ
リ放電の推移を示すパラメータに基づいて決定する請求
項１４に記載の無線電話。 - 【請求項１６】 上記所定の電圧レベルは、無線電話が
確実な動作として受け入れる最小電圧レベルＶT である
請求項１５に記載の無線電話。 - 【請求項１７】 上記バッテリは、再充電及び交換可能
であり、上記バッテリ監視装置は、バッテリ電圧の変化
が電圧測定の不確定性に対して著しいものとなるような
大きな相互距離に位置する少なくとも３つの時間にバッ
テリ電圧センサによりバッテリ電圧Ｖbat を感知するこ
とによりバッテリ電圧の推移を局部的に推定する請求項
１４ないし１６に記載の無線電話。 - 【請求項１８】 バッテリ放電の推移は、一定の放電条
件における定数であるパラメータをΦ、ξ及びαとすれ
ば、 Ｖbat ＝Φ−ξαt という式をたどるものと仮定される請求項１４ないし１
７に記載の無線電話。 - 【請求項１９】 バッテリは、再充電可能であって、電
話に永久的に取り付けられ、上記バッテリ監視装置は、
バッテリ電圧の変化が電圧測定の不確定性に対して著し
いものとなるような大きな相互距離に位置する時間にバ
ッテリ電圧センサによりバッテリ電圧Ｖbat を感知する
ことによりバッテリ電圧の推移を局部的に推定する請求
項１４ないし１８に記載の無線電話。 - 【請求項２０】 バッテリと、複数の時間にバッテリ電
圧センサによりバッテリ電圧Ｖbat を感知することによ
りバッテリ電圧の推移を推定するためのバッテリ監視装
置と、バッテリ電圧が所定のレベルに減少するまでの電
話使用寿命の尺度を計算するための推定手段であって、
バッテリ電圧センサが電圧推移の変化を登録する場合に
残りの使用寿命の尺度を更新する推定手段と、残りの使
用寿命を表示するための表示手段とを備えたことを特徴
とする無線電話。 - 【請求項２１】 上記表示手段は、残りの使用寿命のデ
ジタル値を表示するためのディスプレイである請求項２
０に記載の無線電話。 - 【請求項２２】 上記ディスプレイは、電話のスタンバ
イ時間の分数の形態で残りの使用寿命を表示する請求項
２１に記載の無線電話。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9608535:2 | 1996-04-25 | ||
| GB9608535A GB2312517B (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Battery monitoring |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1096749A true JPH1096749A (ja) | 1998-04-14 |
| JP3310581B2 JP3310581B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=10792598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10741397A Expired - Lifetime JP3310581B2 (ja) | 1996-04-25 | 1997-04-24 | バッテリ監視方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5844884A (ja) |
| EP (1) | EP0803959A3 (ja) |
| JP (1) | JP3310581B2 (ja) |
| GB (1) | GB2312517B (ja) |
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| WO2013112599A1 (en) * | 2012-01-25 | 2013-08-01 | Apple Inc. | Power management for electronic devices |
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- 1997-04-23 US US08/842,177 patent/US5844884A/en not_active Expired - Lifetime
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