JPS63214816A - 電子機器 - 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〕 本発明は電池の残存使用時間を表示することが可能な電
子機器に関する。

（従来の技術） 一般に、電池を電源とする従来の機器において、電池の
残存時間を認知するためには、電池の電圧が所定値以下
になったときに表示部の点滅、あるいは何らかの警告表
示がなされるものが考えられている。

（発明が解決しようとする問題点〕 ところが電池の残存使用可能時間は使用者の経験から判
断しなければなす、電池の電力消費が一定でない場合は
正確な電池の残存使用可能時間を知ることは難しいとい
う問題点があった。

そこで、本発明の目的はこのような問題点を解決し、正
確な電池の残存使用可能時間を知ることができる電子機
器を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） このような目的を達成するために、本発明は電池から給
電可能な電子機器において、電池が電流の供給を開始し
た時点から電池が供給する電流の大きさを予め定められ
た時間毎に検出する検出手段と、当該検出された電流の
大きさの平均値を演算する第１の演算手段と、電池が電
流の供給−を開始した時点から検出手段が電流の大きさ
を検出する時点までの時間を計測するタイマと、第１の
演算手段により求められた電流の大きさの平均値および
タイマにより計測された時間により電池の使用可能な残
存時間を演算する第２の演算手段と、当該演算された電
池の使用可能な残存時間を表示する表示手段とを具えた
ことを特徴とする。

（作用） 本発明は、電池が供給する電流の大きさ例えば電圧値を
検出手段により検出し、電池の使用を開始した時点から
の測定電圧の平均を第１の演算手段により求める。また
、電池が電流の使用を開始した時点から電池の電圧が測
定された時点までの経過時間をタイマにより求める。こ
の電圧平均値と経過時間により電池の残存時間を第２の
演算手段により計算し、表示手段に電池の残存使用時間
を表示するようにしたので操作者は正確な電池の残存使
用可能時間を知ることができる。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明実施例における構成の一例を示す。

第１図において、ｌは温度検出部であり、例えばポータ
プルコンピュータを駆動する電池の充電状態を確認する
ために、電池の温度を検出する。

この温度検出部としてはサーモスタットなどの温度セン
サを用いたものが知られている。２は指定された間隔で
電圧を測定するところの電圧検出部である。

３は演算処理装置（ｃｐｕ）であり、ＣＰＵ部３は第４
図もしくは第６図に示す制御手順を実行し、残存する使
用可能時間を計算する。４はメモリ部であり、メモリ部
４はＣＰＵ　ａｌｓ’３により行なわれる演算値例えば
残存する使用可能時間の穆動平均値を求める場合に用い
る累積値、平均値を求めるための項数、項数毎の差分値
、最新の測定値を記憶する。さらにメモリ部４には第４
図もしくは第６図に示す制御手順および電池の時間−電
圧特性をあらかじめ記憶している。５は表示部であり、
表示部５はＣＰＵ部３により計算された残存使用可能時
間を表示する。

次にこのような構成における本発明実施例の動作を説明
する。

本発明は所定の使用条件下で定まる電池の時間−電圧特
性をメモリ部に記憶しておく、そして所定時間毎に電圧
検出部２より得られる電圧と、メモリ部４に記憶された
電池の時間−電圧特性から得られる測定時点の特性電圧
との差分を求め、この差分の影響を考慮して電池の残存
時間を求めようとするものである。

温度検出部１において電池の温度を検出し検出した温度
データＳｌを０２０部３に送る。ＣＰＵ部３はこの温度
データにより電池が充電されたか否かの確認を行ってい
る。

充電の確認後に電圧検出部２が検出した電圧情報を一定
時間間隔でｃｐｕ部３が読み取る。そして、６２０部３
はメモリ部４から残存使用可能時間の計算に必要な情報
をとり出し、残存使用可能時間の計算を行う、　６２０
部３がこの計算を行うと表示部５に計算された残存時間
に関する表示情報が送られ、残存時間が表示部５に表示
される。

第２図は本発明実施例における電池の時間−電圧特性を
模式的に示す。

第２図において、６は特性曲線であり、特性曲線６は所
定の電力消費の基に電池の使用時間と電池の電圧の関係
が判明している電池の特性曲線である。７は特性曲線で
あり、特性曲線７は一般的にプリンタを接続使用したと
きなど不規則な環境変化があった場合の電池の起電力の
変動を模式的に表わした特性曲線である。

第３図は本発明実施例における特性曲線７の時系列的な
変動の一例を示す。

第３図において、ａ１％ａｔ、・・・、ａ５はそれぞれ
、ｔｌ、・・・、ｔ５時点における特性曲線７の測定電
圧値と特性曲線６の特性電圧値との差分値を示す。

例えば電池の充電が確認されてから時間ｔ５を経過した
時点で残存時間を計算する場合について説明する。

時間ｔＯ〜ｔ５における特性曲線６と特性曲線−７との
ずれは各時点における特性面３４６の電圧値と特性曲線
７の電圧値との差分平均値を取ることで求められる。こ
の差分平均ＡＶ５は次式により計算することができる。

ここでＶｉは経過時間ＴＩに対応する特性曲線６の電圧
値であり、ｖ′ｉは経過時間Ｔ１に対応する特性面１ａ
７の電圧値である。したがって時間ｔ、における電池の
平均電圧ＡＶ、は ＡＶ、＝ｖ、−ａ　　　　　　　　　　（２）とみなす
ことができる。

そこで、特性曲線６における電圧＾Ｖ、の値に相当する
時間をｔ’ｓとする゛と残存使用時間Ｔは、Ｔ　＝　Ｔ
ｅ−ｔ’ｓ　　　　　　　　　　　（：ｌ）により求ま
る。なおＴｅは電池の最大使用時間である。

このようにｔｓにおける残存時間の計算式について説゛
明したが、上述した（１）式〜（３）式を任意の時間Ｔ
ｎに対応させると次式のようになる。

八Ｖｎ＝　　　Ｖｎ　　　−ａ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　（５）Ｔ　　＝　　Ｔｅ　　−ｔ’（
。）（６）（なお、ｊ’　（ｎｌ　は曲線６における平
均電圧ＡＶｎに対応する時間） このような計算式に基づいて０１０部３により残存時間
を計算する手順を第４図に示す。

第４図において、電池の充電が不図示の充電回路により
実施されるとＣＰＬＩ３は温度検出部１から検出した電
池の温度が充電完了時に相当する温度になったか否かを
検出する（ステップ５１〜５２）。尚充電回路のスイッ
チのオン・オフ信号と連動させて充電の終了時点をステ
ップＳ２において判断してもよい。

充電完了が確認されると、この時点から電池の使用時間
を計時するためにタイマ３−１を“０°にセットする。

このタイマ３−１は専用タイマを設けてよいし、６２０
部３のクロックを計数してもよい０次に後述の計算に用
いられる各レジスタを初期化する（ステップＳ３）。

次に電圧検出部２が検出したこの時点の電池の電圧ｖ’
（ｏ）を０１０部３が読み取る（ステップＳ４）、メモ
リ部４は予め特性曲線６における所定時間ｔ０〜ｔｅに
対応する電圧値をテーブルとして記憶しているのでこの
メモリ部４から経通時間ｔ０に相当する電圧値ｖＯを読
み取る（ステップＳ５）。

測定電圧ｖＯ°および読み取り電圧ｖＯより差分ａＯを
求め、差分の積算値を記憶するレジスタＴＯＴＡＬに差
分ａＯを加算する（ステップＳ６）、次に測定電圧ｖＯ
をメモリ部４に記憶する（ステップＳ７）。

次に電池の電圧値左サンプリングするための所定時間の
経過をタイマ３−１の値により６２０部３が確認すると
（ステップ５８）’、　ＣＰＵＰ２Ｏ３圧サンプリング
回数を表すカウンタｉに１を加える。そして０１０部３
は電池の電圧およびこの時点における特性曲線−６の電
圧を読み取り、差分ａｌを計算すると共、に差分累計Ｔ
ＯＴＡＬを求める（ステップ５９〜５１２　）、１１ この差分累計が求まると、平均電圧＾Ｖｉを（４）式に
基いて計算し、この値をレジスタＨＥＩＮＩＮに格納し
ておく、そしてこの現時点までの平均電圧ＡＶｉに対応
する特性曲線６における時間ｔ’ｎをメモリ部４のテー
ブルを参照から抽出する（ステップＳ１３〜５１５　）
　。

この抽出手順はよく知られているが一例を簡単に紹介す
る。まず電圧測定時点におけるタイマ３−１の値に対応
する特性曲線６の電圧値ｖｉを読み取り、この読み取り
電圧Ｖｉと平均値電圧Ｖ１の大小を比較する。このとき
の平均値電圧ＡＶ１は読み取り電圧Ｖｔより小さいので
以下昇順に時間ｉ、ｋ。

１、・・・に対応する電圧ＶＪ＋　Ｖｋ＋　””をメモ
リ部４から読み取る。そして平均電圧＾Ｖｔが読み取り
電圧より大きくなったときの時間を特性曲線６における
時間ｔ’ｎとすることができる。なお、特性曲線を時間
と電圧の関係式として平均電圧に相当する時間を解いて
もよい。

このように求めた時間ｔ’ｎと曲線６におい−て予め定
まった電池の最大使用時間Ｔｅを基に（６）式により残
存時間Ｔを求めることができる（ステップ５１ａ）。

そして、この残存使用時間Ｔを表示部５に表示してステ
ップＳ８に戻り、上述の手順を繰り返す。

このような手順をＣＰＵ３が繰り返すことにより、電池
の充電が行なわれる毎に所定時間経過毎に表示部５には
正確な残存使用時間が表示されることになる。

第５図は本発明第２の実施例における原理を示す。

尚第２図と同一の箇所には同一の番号を付している０本
実施例は充電開始から所定時間間隔毎に測定した電圧と
、その時点における予め定められた電池の特性曲線６に
おける電圧との差分平均Ｈ［！■にＩＮを求め、第５図
に示すように特性曲線６を差分平均ＨＩＥＩＫＩＮだけ
平行移動した特性曲線８を作成する。そして機器使用に
耐える電池の最低電圧Ｗｅに対応する特性曲線８につい
ての最大使用時間Ｔｅ’から残存使用時間を求めようと
するものである。

なお、本実施例は第１図に示す構成とほぼ同一とするこ
とができるが後述の計算処理を行うためのカウンタや計
算値を格納する領域をメそす部４に新たに設けている点
のみが異なる。

第６図は本発明第２の実施例におけるＣＰＵＰ２Ｏ３理
手順の一例を示す。

第６図において、まずステップ５２１において、残存時
間の表示時刻になると、充電完了時点から現時点までの
電圧変動差の平均ＨＥＩにＩＮを求める。

この平均値は上述したように第４図に示したステップ５
ｌ−５１３までの処理を実行することにより求めること
ができる。

次に現時点の時間を０１０部３内のカウンタに格納する
（ステップ５２２　）　。

そして、時間Ｊ（現時点ではタイマ３−１が示す値）に
おける特性曲線８における電圧値ｖｖをＶＶ＝　ＶＪ−
ＨＥＩＫＩＮニー１．　’）求？ｂル（ス＋ッフＳ２３
〜Ｓ２３　）　、なお、ｖＪは時点Ｊにおける特性曲線
６の電圧値である。

このようにして求めた特性曲線８における電圧値ＶＶが
電池の使用最低電圧以下となるまでステップＳ２’３−
５２４−５２５−５２６１７）手順を繰り返す。

ステップＳ２５において、電圧値ｖｖが電池の使用最低
電圧値以下と判断されたときのカウンタＪの値が最大使
用可能時間を示すので現時点のタイマ３−１の値とカウ
ンタＪの値を用いて電池の残存使用時間ＴをＴ−（Ｊ−
現在のタイマ値）の演算により求める（ステップ５２７
　）　。

そしてこの電池の残存使用時間Ｔを表示部５に表示して
水制８処理手順を終了する。以下、第４図示のステップ
Ｓ８に戻り、上述の手順を繰り返し、表示時刻になる毎
に残存使用時間を表示することができる。

なお、表示部５は液晶表示器などのように数字表示可能
なものから残存使用時間に応じた数の発光ダイオードや
ランプを点灯するものまで必要とする時間精度に応じて
使い分ければよい。

また本実施例では０１０部３とメモリ部４を分けた構成
としているが６１０部３とメモリ部４をチップ化したマ
イクロコンピュータを用いてもよい。

本実施例は上述したように各時間毎に変動した電圧値の
差分平均を基に残存平均時間を計算しているので使用環
境の変動によって一時的に電池電圧が極端に不規則に低
下しても、その影響を受けることがなく、電池特性に沿
って平滑化された電池の残存使用時間を求めることがで
きる。

またさらには本実施例においては充電型の電池について
残存使用時間を求めたが、交換使用する乾電池において
も本発明を適用できる。このときは電源投入後から第４
図示のステップＳ３から実行すればよい。そして本実施
例についてはポータプルコンピュータを例に取り説明し
たが、充電型のハンドクリーナー、ひげそり等にも本発
明を用いて電池の寿命や充電の警告を促すことができる
ことは言うまでもない。

さらに本実施例では電池の電圧値を残存時間の予測に用
いたが電池の電流値を用いてもよい−ことは勿論である
。

（発明の効果〕 以上、説明したように、本発明を用いることによって電
池の残存使用時間を知ることができるので、プリンタ接
続などの電力消費の大きい機器の使用によって電池が消
耗し、稼動中のコンピュータが停止してしまう事態をも
避けることが可能となる。また、複数の電子機器使用に
よる電池の不規則な電力消耗度の変化も逐次修正するの
でより精度の高い残存使用時間の推定値を得ることがで
きる。さらにまた、計算された残存使用時間を一定間隔
で表示することも可能となるので、操作者が電池の充電
を忘れていた場合にも電池の状態の認識や電池の残存使
用時間に応じた機器の使用手順を考えることができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例における構成の一例を示すブロッ
ク図、 第２図は本発明実施例における電池の電圧一時間特性の
一例を表わす説明図、 第３図は本発明実施例における原理を示す説明図、 第４図は本発明実施例のｃｐｕ部３の処理手順の一例を
示すフローチャート、 第５図は本発明第２の実施例における残存時間の計算原
理を示す説明図である。 １　・・・　温度検出部、 ２　・・・　電圧検出部、 ３−ＣＰＵ。 ４　・・・　メモリ、 ５　・・・　表示部。 第１図 、本４！朗突地伊１における電池の電圧−行間野性【表
Ｔ悦略図第２図 未発ａｆ４寮＆９１１の原理り示す説明図第３図 本発明慕２の実施例の原理五示す説明図第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電池から給電可能な電子機器において、 前記電池が電流の供給を開始した時点から前記電池が供
   給する電流の大きさを予め定められた時間毎に検出する
   検出手段と、 当該検出された電流の大きさの平均値を演算する第１の
   演算手段と、 前記電池が電流の供給を開始した時点から前記検出手段
   が電流の大きさを検出する時点までの時間を計測するタ
   イマと、 前記第１の演算手段により求められた前記電流の大きさ
   の平均値および前記タイマにより計測された時間により
   前記電池の使用可能な残存時間を演算する第２の演算手
   段と、 当該演算された前記電池の使用可能な残存時間を表示す
   る表示手段と を具えたことを特徴とする電子機器。