JPH11259190A - 電池駆動携帯端末における電力管理方法および装置 - Google Patents

電池駆動携帯端末における電力管理方法および装置

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JPH11259190A
JPH11259190A JP10059260A JP5926098A JPH11259190A JP H11259190 A JPH11259190 A JP H11259190A JP 10059260 A JP10059260 A JP 10059260A JP 5926098 A JP5926098 A JP 5926098A JP H11259190 A JPH11259190 A JP H11259190A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池駆動携帯端末における電力管理方法を提
供する。 【解決手段】 電池により駆動される携帯端末におい
て、電池の無負荷時電池電圧を測定し、および電池に特
定の負荷抵抗を与えた場合の特定負荷時電池電圧を測定
する。これら測定値は、A/Dコンバータで変換され
て、CPUへ供給される。CPUでは、測定された無負
荷時電池電圧と特定負荷時電池電圧とから、電池電圧の
内部抵抗を計算し、測定された無負荷時電池電圧と、計
算された電池電圧の内部抵抗と、所定の必要電力量か
ら、負荷時電池電圧を計算し、計算された負荷時電池電
圧が、携帯端末の最低動作電圧以上を保証できるか否か
を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池駆動携帯端末
における電力管理方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電池で駆動される携帯端末(CPU内
蔵)では、端末の動作時間をできるだけ延長するため
に、CPUの動作周波数を抑えたり、使用できない機能
の電源供給を禁止するなどの機能縮退方法を採用し、機
能縮退の制限を電池電圧の負荷状態にて判断する電力管
理方法が一般に採用されている。このような技術は、例
えば特開平6−86471号公報「バッテリを採用した
移動システムの機能制御装置」に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電池駆動の携
帯端末では、機能の負荷に比例して電池の電圧降下が生
じ、またその変化量も電池により異なるため、負荷を与
える前の電圧降下量の予測が難しい。そのため、機能縮
退を最悪の電圧降下量を想定し制限する必要があったた
め、電池容量を最大限に活用できないことが問題となっ
ていた。
【0004】本発明の目的は、このような問題を解決し
た、電池駆動携帯端末における電力管理方法および装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の電力管理方法お
よび装置によれば、電池により駆動される携帯端末にお
いて、電池の無負荷時電池電圧を測定し、および電池に
特定の負荷抵抗を与えた場合の特定負荷時電池電圧を測
定する。これら測定値は、A/Dコンバータで変換され
て、CPUへ供給される。CPUでは、測定された無負
荷時電池電圧と特定負荷時電池電圧とから、電池電圧の
内部抵抗を計算し、測定された無負荷時電池電圧と、計
算された電池電圧の内部抵抗と、所定の必要電力量か
ら、負荷時電池電圧を計算し、計算された負荷時電池電
圧が、携帯端末の最低動作電圧以上を保証できるか否か
を判断する。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は、電池駆動携帯端末が有す
る電池内部抵抗検出回路を示す。この電池電圧内部抵抗
検出回路は、特定の負荷抵抗Rと、この特定の負荷抵抗
Rを電池10に接続することを可能にする負荷切替スイ
ッチSWと、負荷抵抗Rを接続しないときの無負荷時電
池電圧V0および負荷抵抗Rを接続したときの負荷時電
池電圧V1を検出してA/D変換して、CPU(図示せ
ず)へ入力するA/Dコンバータ(ADC)12とから
構成されている。
【0007】端末起動前に、この電池内部抵抗検出回路
により電池10の内部抵抗rを計算する。負荷切替スイ
ッチSWをOFFにし、端末の無負荷状態(電源OFF
や一時停止状態)にてA/Dコンバータ12を経てCP
Uによりにより無負荷時電池電圧V0を測定する。この
場合、電池にはほとんど電流が流れないため、近似的に
無負荷時電池電圧V0を電池の起電圧E0とみなすこと
ができる。次に、負荷切替スイッチSWをONにし、負
荷抵抗Rを与えた状態で負荷時電池電圧V1を測定す
る。これらの情報をもとに、下記の式(1)で内部抵抗
rの計算を行う。
【0008】
【数7】
【0009】なお、上記(1)式を導く過程におけるi
は、負荷時に電池を流れる電流である。
【0010】ここで、図2に示すような3つの負荷状態
を(機能A,B,C)をもった電池駆動端末等価回路を
想定し、それぞれの機能の消費電力が次表で示すように
定義されるとする。
【0011】
【表1】
【0012】すなわち、機能A,B,Cは動作した場
合、それぞれP0,P1,P2の電力を消費する。
【0013】今、動作する機能により消費される電力、
すなわち必要とされる電力をPと仮定した場合、そのと
きの負荷時電池電圧をV3とすると、V3は、以下の式
(2)に示すように、無負荷電池電圧V0と、必要電力
Pと、電池内部抵抗rとによって、計算により求められ
る。
【0014】
【数8】
【0015】計算された負荷電圧V3が端末の最低動作
電圧V4以上であること、すなわちV3≧V4が縮退機
能の条件になるため、下式(3)で示すように端末へ負
荷を与える前の無負荷時電池電圧V0にて機能縮退が判
断できる。
【0016】
【数9】
【0017】以上の方法により、事前に情報を得ること
のできる、電池内部抵抗r、無負荷時電池電圧V0,負
荷時必要電力Pおよび最低動作電圧V4をもとに機能縮
退電圧が判断できる。例えば、図2の例では、上記式
(3)のPにP0,P1,P2を単独で、あるいはそれ
らの2つ以上の和を代入して計算したときに、式(3)
が成立した場合には、それら機能を用いることができる
と判断できる。
【0018】
【実施例】図3に、CPU内蔵の電池駆動携帯端末の構
成図を示す。この電池駆動携帯端末は、電池の無負荷時
電圧V0と特定負荷時電圧V1をA/Dコンバータ(A
DC)12を経由して測定することができる電池電圧測
定回路14を有する。この電池電圧測定回路14は、図
1で説明したものと同じである。この電池電圧測定回路
14は、ADC12に接続されたCPU16が電圧値を
読み取ることができる。
【0019】また、この端末は電池10の電圧を安定化
し、各機能A,B,CおよびCPU16へ電流・電圧を
供給可能なDC/DCコンバータ18を有している。
【0020】CPU16は、(1)特定負荷Rを電池に
与えることができる負荷切替SWを制御する機能と、
(2)機能A〜Cに電源を供給するスイッチSW1,S
W2,SW3を制御する機能と、(3)プログラムによ
り機能A,B,Cを制御する機能と、(4)数値演算を
処理する機能とを有する。
【0021】機能A,B,Cは、DC/DCコンバータ
18から電源を供給され、かつCPU16からの制御に
より動作する。また、機能A,B,Cは動作した場合、
それぞれP0,P1,P2の電力を消費する。
【0022】また、この端末は最低動作電圧V4以上に
て動作するものとする。
【0023】以上の構成の携帯端末における電力管理方
法について説明する。なお、図4は説明のためのフロー
チャートである。
【0024】1.端末の電源がONされると(ステップ
S1)、CPU16は負荷切替スイッチSWをOFFに
して(ステップS2)、A/Dコンバータ12が無負荷
時電圧V0を計測し(ステップS3)、その電圧値をC
PU16が読み取る。
【0025】2.次にCPU16は、特定負荷Rを与え
ることができる負荷切替スイッチSWをONにし(ステ
ップS4)、特定負荷Rを与えた場合の負荷時電圧V1
をA/Dコンバータ12を経由して測定する(ステップ
S5)。測定された電圧値を、CPU16が読取る。
【0026】3.CPU16は、上記ステップS3,S
5によって得られた電圧V0,V1より前記式(1)で
電池10の内部抵抗rを計算し(ステップS6)、結果
を保持する。
【0027】4.CPU16が機能A,B,Cを使用す
る場合、ステップS7で事前に決定している必要電力量
Pn(n=0,1,2)を設定する。例えば機能A,
B,Cを全部使用する場合、必要電力量は、(P0+P
1+P2)である。また、携帯端末の最低動作電圧V4
は予めわかっているので、CPU16は前記式(3)の
Pに(P0+P1+P2)を代入して、(3)式が成立
するか否か、すなわち最低動作電圧V4以上が保証でき
るか否かを判定する(ステップS8)。
【0028】5.計算の結果、V4以上であることが保
証できればそれぞれスイッチSW1,SW2,SW3を
ONにして機能A,B,Cへ電源を供給する(ステップ
S9)。
【0029】6.計算の結果、V4以上であることが保
証できなければ、ステップS7で必要電力量を設定し直
す。例えば、必要電力量を(P0+P1)とし、これが
式(3)を満たす場合には、スイッチSW1,SW2を
ONにして機能A,Bへ電源を供給する。したがって、
この場合、機能Cは使用できないことが判明する。
【0030】以上で本発明の一実施例を説明したが、他
の実施例として電圧測定用のCPUと機能制御用のCP
Uとを分ける方法が考えられる。
【0031】特にCPU自体の電力が無視できない場
合、電圧測定用に電力が小さいCPUを別に用意するこ
とでCPU自体の電源が入った場合に不意の電源断を防
ぐことができる。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。 1.機能を使用することによる電圧変動前に機能の使用
不可が判断できるため、端末を不意の電源断から守るこ
とができる。 2.電池の内部抵抗を電池それぞれについて測定し、お
よび電圧ではなく電力により機能縮退を判断しているた
め(必要電圧は変動するが、必要電力は常に一定である
ので)使用している電池に合わせた性能で機能が使用で
きる 3.負荷時電力は条件によらず常に一定であることから
電池の容量を最大限に生かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電池駆動携帯端末が有する電池内部抵抗検出回
路を示す図である。
【図2】3つの負荷状態を(機能A,B,C)を持った
電池駆動携帯端末等価回路を示す図である。
【図3】CPU内蔵の電池駆動携帯端末の構成を示す図
である。
【図4】動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 電池 12 A/Dコンバータ 14 電池電圧測定回路 16 CPU 18 DC/DCコンバータ
【手続補正書】
【提出日】平成11年5月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】
【数9】

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電池により駆動される携帯端末における電
    力管理方法において、 前記電池の無負荷時電池電圧を測定するステップと、 前記電池に特定の負荷抵抗を与えた場合の特定負荷時電
    池電圧を測定するステップと、 前記測定された無負荷時電池電圧と特定負荷時電池電圧
    とから、前記電池電圧の内部抵抗を計算するステップ
    と、 前記測定された無負荷時電池電圧と、前記計算された電
    池電圧の内部抵抗と、所定の必要電力量から、負荷時電
    池電圧を計算するステップと、 前記計算された負荷時電池電圧が、前記携帯端末の最低
    動作電圧以上を保証できるか否かを判断するステップ
    と、を含むことを特徴とする電池駆動携帯端末における
    電力管理方法。
  2. 【請求項2】前記無負荷時電池電圧をV0、前記特定負
    荷時電池電圧をV1、前記必要電力量をP、前記特定負
    荷をR、前記負荷時電池電圧をV3、前記最低動作電圧
    をV4とした場合に、 前記内部抵抗rは、次式 【数1】 で計算し、 前記負荷時電池電圧V3は、次式 【数2】 で計算し、次式 【数3】 が成立した場合に、前記負荷時電池電圧V3が、前記携
    帯端末の最低動作電圧V4以上を保証できると判断す
    る、ことを特徴とする請求項1記載の電池駆動携帯端末
    における電力管理方法。
  3. 【請求項3】電池により駆動される携帯端末における電
    力管理装置において、 前記電池の無負荷時電池電圧を測定する手段と、 前記電池に特定の負荷抵抗を与えた場合の特定負荷時電
    池電圧を測定する手段と、 前記測定された無負荷時電池電圧と特定負荷時電池電圧
    とから、前記電池電圧の内部抵抗を計算する手段と、 前記測定された無負荷時電池電圧と、前記計算された電
    池電圧の内部抵抗と、所定の必要電力量から、負荷時電
    池電圧を計算する手段と、 前記計算された負荷時電池電圧が、前記携帯端末の最低
    動作電圧以上を保証できるか否かを判断する手段と、を
    備えることを特徴とする電池駆動携帯端末における電力
    管理装置。
  4. 【請求項4】前記無負荷時電池電圧をV0、前記特定負
    荷時電池電圧をV1、前記必要電力量をP、前記特定負
    荷をR、前記負荷時電池電圧をV3、前記最低動作電圧
    をV4とした場合に、 前記内部抵抗rは、次式 【数4】 で計算し、 前記負荷時電池電圧V3は、次式 【数5】 で計算し、次式 【数6】 が成立した場合に、前記計算された負荷時電池電圧V3
    が、前記携帯端の最低動作電圧V4以上を保証できると
    判断する、ことを特徴とする請求項3記載の電池駆動携
    帯端末における電力管理装置。
  5. 【請求項5】前記無負荷時電池電圧を測定する手段と、
    前記特定負荷時電池電圧を測定する手段は、前記電池に
    前記特定の負荷抵抗を並列に接続する負荷切替スイッチ
    と、前記無負荷時電池電圧および特定負荷時電池電圧を
    A/D変換するA/Dコンバータとから構成され、 前記内部抵抗を計算する手段と、前記負荷時電池電圧を
    計算する手段と、前記判断する手段は、CPUで構成さ
    れる、ことを特徴とする請求項3または4記載の電池駆
    動携帯端末における電力管理装置。
  6. 【請求項6】請求項5記載の電力管理装置を備える電池
    駆動携帯端末。
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