JP2003151645A - 電池残量検知方法および電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気機器を動作させる電池の残量を精度良く
検知する。 【解決手段】 電池の使用条件に合わせて、電池残量カ
ウンタに設定する初期値を計測し、電池の使用開始後、
一定時間毎に電池残量カウンタを減算する。電池残量カ
ウンタのカウント値は、時間経過とともに直線的に減少
し、電池の残量を判りやすく表示することが可能とな
る。電圧値を検出すれば、要充電レベルは判るけれど
も、その直前に急激な電圧低下があるので、電池の残量
を適切に表示することはできない。電池が二次電池であ
れば、前回の使用実績に基づいて初期値や減算値を補正
し、また寿命の判断も行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池を電源として
動作する電気機器での電池残量検知方法および電気機器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、携帯性を重視するような小型
軽量の電気機器には、電源として電池が広く使用されて
いる。電池としては、一般に、一回しか使えない乾電池
などの一次電池と、充電して繰返し使うことができる二
次電池とが使い分けられている。一次電池として代表的
な標準型の乾電池に対しては、同型の二次電池が存在す
るので、同一の電気機器で使い分けることもできる。一
次電池は、電気容量が無くなると交換する必要がある。
二次電池は、充電残量が無くなると、充電する必要があ
る。たとえばノートパソコン、携帯電話などのモバイル
端末などには、電源として二次電池が利用され、充電時
期の目安として電池残量表示が行われている。二次電池
の充電には、該二次電池を使用する電気機器自体に充電
機能を備えておいて行う方法や、該二次電池を該電気機
器から取出して充電用の機器で行う方法がある。

【０００３】図９は、従来からの電池残量表示について
の考え方を示す。一般に電池は、図に実線で示すような
放電特性を有する。電池電圧は残量に対応して減少する
ので、電池電圧を監視すれば、一次電池の交換時期や二
次電池の要充電時期を知ることができる。しかしなが
ら、電池の特性上、残量が多いうちは電池電圧の減少量
が少なく、残量が少なくなってから電池電圧が急激に低
下する。したがって、電池電圧を監視し、電圧区分に従
って、たとえば「青」、「黄」、「赤」で充電の必要性
を表示するようにしたとしても、稼働時間ベースで考え
ると、「黄」や「赤」で使用可能な時間は短く、電池残
量表示が役に立たないことが多い。

【０００４】図１０は、一次電池の一例として、ＣＲ２
０３２形として市販されているコイン形リチウム電池の
放電特性を示す。リチウム電池は自己放電が少ないの
で、微小な放電電流で使用すれば、長時間にわたって使
用することができる。図１０（ａ）は、２０℃での放電
特性を示し、電池電圧は約３Ｖであり、１２ｋΩの負
荷、すなわち約０．２５ｍＡの放電電流で６００時間以
上使用可能であることを示している。このような特性を
有するリチウム電池は、実用上、永久的に使用可能とな
る条件があり、そのような条件では、いったんセットし
たら充電や交換の必要が無く、電源が簡素化される。た
とえば、パーソナルコンピュータの計時機能や、設定値
の保存などのバックアップ用に、消費電力の少ないＣＭ
ＯＳ型の半導体集積回路によるタイマやメモリと組合わ
せて使用されることも多い。ただし、図１０（ｂ）に示
すように、使用可能な時間は温度によっても変化する。

【０００５】図１１は、一次電池の他の例として、ＰＲ
４４形として市販されている水銀電池の放電特性を示
す。水銀電池では、図１０に示すリチウム電池よりも、
放電特性の途中の状態での電池電圧の変化が小さく、残
量が少なくなってからの電池電圧低下が急激である。

【０００６】図１２は、二次電池の例として、密閉形ニ
ッケルカドミウム電池の充放電特性を示す。図１２
（ａ）は充電特性を示し、図１２（ｂ）は放電特性を示
す。定格容量Ｃは、図１２（ｂ）に示すように、２０℃
で放電させて終止電圧１．１Ｖに１時間で達するときの
電流値と、時間との積である。図１２（ａ）は、０．１
Ｃすなわち、１時間の放電で終止電圧に達する電流値の
１／１０で連続的に充電するときの電池電圧の変化を示
す。標準の充電では、１５０％を目安に充電を行うべき
とされている。満充電状態は、所定の電池電圧値に達す
ること、電池電圧値の変化が極大に達すること、電池電
圧値の変化が極大に達した後わずかに時間とともに低下
することなどを検知して確認することができる。電池電
圧値による検知では、温度を考慮する必要がある。

【０００７】特開昭５７−２００８７４号公報には、バ
ッテリの容量Ｃを初期設定した後、放電電流ｉに対して
使用可能な残量を算出しながら、残量を放電電流ｉで除
算して残時間を刻々表示し、周囲温度も計測して反映さ
せる先行技術が開示されている。特開平１−２１４７８
２号公報には、電池の残り容量を、使用１回当りの電流
使用量と使用時間との計測値に基づいて、残り回数や残
り時間として表示する先行技術が開示されている。公報
特開平６−２５８４１０号公報には、二次電池の残量を
放電電流に応じて表示し、電池電圧が放電電流に応じて
定る放電終止電圧に達していると判断されるときは、二
次電池の残量をクリアして表示誤差の累積を防ぐ先行技
術が開示されている。特開平１０−２０７５８２号公報
には、複数人で使用するパーソナルコンピュータなどの
情報処理装置のように使用内容が異なることがある電子
機器で、使用内容毎に使用の実績をデータベース化して
おき、残時間表示も使用内容に応じた消費を反映させて
行う先行技術が開示されている。特開平１１−２３６７
８号公報には、充電式電池では電池電圧が必ずしも容量
変化と対応しないで、残量が小さくなってから電池電圧
が急激に低下する実状に鑑みて、充電式電池の使用時間
を計測して残量を確認する先行技術が開示されている。
特開平１１−２８９６７７号公報には、バッテリから残
量を読取り、直近の消費率から残使用時間を予測する先
行技術が開示されているけれども、どのようにして残量
を読取るかは不明である。

【０００８】なお、特開平６−１４００８０号には、二
次電池の残量を満充電状態からの放電積算時間に基づい
て算出し、残量が所定以上あるはずであっても二次電池
の端子間電圧の実測に基づいて判定される減電圧状態が
検知されるときに、二次電池が寿命になり、電池交換時
期が来ていることをユーザに知らせる先行技術が開示さ
れている。特開平１１−２６７０号公報には、複数の二
次電池を交互に切換えて直流電源からの電力供給時に充
電し、電力遮断時に放電させて記憶手段の記憶保持に使
用するシステムで、不使用の二次電池の電池電圧を監視
して容量を記憶し、記憶された容量の経年変化に基づい
て寿命を予測して表示する先行技術が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図９に示すように、電
池の残量は電池電圧に基づいて検知するよりも、使用時
間に基づいて推定する方が役に立つ。このような残量の
検知は、前述の各先行技術のように、二次電池を対象と
して行われることが多い。ただし、図１２に示すよう
に、二次電池では、充放電を繰返すことができるけれど
も、繰返しに従って容量が減少してしまう。容量が初期
容量の１／２になると寿命に達していると判断される。
密閉形のニッケル−カドミウム電池では、常温１℃で放
電した場合、０．１Ｃで１５０％充電すれば、放電深度
１００％で５００サイクル以上使用可能であるとされて
いる。放電深度７０％では１０００サイクル以上とな
る。このように、寿命は放電条件や使用温度によって変
化するけれども、１／２に減少する途中の充放電サイク
ルでも、満充電状態での容量は少しずつ減少するはずで
ある。前述の各先行技術では、電池の容量を予測する際
に、初期値を一定にしているので、残量の推定精度が劣
化してしまうおそれがある。

【００１０】一次電池を使用する場合も、交換が必要な
時期を精度良く表示することができれば、交換用の電池
の準備をタイミング良く行うことができる。特に、バッ
クアップ用の電池では、通常は交換を想定していないの
で、交換が必要になるときには適切に報知する必要があ
る。

【００１１】本発明の目的は、電気機器を動作させる電
池の残量を精度良く検知することができる電池残量検知
方法および電気機器を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、電池を電源と
する電気機器で、電池の残量を検知する方法であって、
電池の使用開始時に、電池残量カウンタに該電池の使用
条件に基づく初期値を設定し、該電池の使用中に、該電
池残量カウンタを予め定める一定時間毎に減算し、該電
池残量カウンタが示す残量値から電池残量を検知するこ
とを特徴とする電池残量検知方法である。

【００１３】本発明に従えば、電池を電源とする電気機
器では、電池残量カウンタにその電池の使用条件に基づ
く初期値を設定する。設定する初期値は、たとえば試験
や実験から得られる電池の容量を、電池自体の特性や電
気機器での消費電力などを考慮して補正することで得ら
れる。電池残量カウンタに、電気機器での電池の使用条
件に合った初期値を設定することによって、電池の使用
中に電池残量カウンタを予め定める一定時間毎に減算
し、電池残量カウンタが示す残量値から精度良く電池残
量を検知することができる。

【００１４】また本発明で、前記電池は二次電池であっ
て、充電と使用による放電とが繰返され、該二次電池の
充放電特性に基づいて要充電の判断が行われ、前記初期
値は、先行する使用時における満充電状態から要充電検
知までの電池残量カウンタへの減算量に基づいて補正す
ることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、二次電池を電源とする電
気機器で、充放電を繰返して使用する際に、先行する使
用時における満充電状態から要充電検知までの電池残量
カウンタへの減算量に基づいて、電池残量カウンタに設
定する初期値を補正するので、充放電の繰返しによる電
池の容量の変化を反映させて初期値を補正し、電池残量
カウンタが示す残量値の精度を高めることができる。電
池残量カウンタが示す残量値としては、残量や使用可能
回数などを示すようにすることができる。

【００１６】また本発明で、前記満充電状態から前記要
充電検知までの経過時間を計測して記憶しておき、前記
二次電池について要充電の検知時に、満充電状態からの
計測時間と、記憶されている前回の使用時の計測時間と
を比較して、時間差が予め定める範囲を超えて増減して
いるときには、前記初期値の補正は行わないことを特徴
とする。

【００１７】本発明に従えば、二次電池の満充電状態か
ら要充電の検知時までの計測時間が、前回の使用時の計
測時間と比較して差が大きいときは、電気機器の使用条
件が大きく異なっていることが考えられる。新たに二次
電池を満充電状態にして使用を開始しても、電気機器の
使用条件はまた異なる可能性があるので、初期値の補正
を行っても残量の検知精度を向上させることはできず、
かえって精度を劣化させてしまうおそれがある。使用条
件が安定しているときのみ初期値を補正することによっ
て、電気機器を安定して使用しているときの残量検知精
度を高めることができる。

【００１８】また本発明で、前記電池残量カウンタに
は、先行する使用時における満充電状態から前記要充電
検知までの計測時間を、前記初期値として設定すること
を特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、電池残量カウンタには先
行する使用時における満充電状態から要充電検知までの
計測時間を初期値として設定するので、電池の残量を時
間で表すことができる。電池残量カウンタには、先行す
る使用時における実績の計測時間が初期値として設定さ
れ、電池の実際の容量を精度良く反映させることができ
る。

【００２０】また本発明は、前記初期値と、満充電状態
から要充電検知までの計測時間とを比較し、該計測時間
の方が該初期値よりも大きいかまたは小さいかに従っ
て、前記減算値をそれぞれ小さくまたは大きくするよう
に更新することを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、計測時間が初期値よりも
大きいときは、電池残量カウンタを一定時間毎に減算す
る減算値が小さくなるように補正することによって、次
の電池の使用では、要充電検知時での電池残量カウンタ
の残量値が大きくなって、計測時間に近づくように補正
し、精度を高めることができる。計測時間が初期値より
も小さいときは、電池残量カウンタを一定時間毎に減算
する減算値が大きくなるように補正することによって、
次の電池の使用では、要充電検知時での電池残量カウン
タの残量値が小さくなって、計測時間に近づくように補
正し、精度を高めることができる。

【００２２】さらに本発明は、電池を電源とする電気機
器であって、電池の残量の推定値を出力する電池残量カ
ウンタと、電池残量カウンタを用いて、前述のいずれか
に記載の電池残量検知方法で該電池の残量を検知する残
量検知手段と、残量検知手段による検知結果を表示する
残量表示手段とを含むことを特徴とする電気機器であ
る。

【００２３】本発明に従えば、電池の残量を残量検知手
段によって電池残量カウンタから検知することができ、
残量表示手段に残量を表示するので、電池の残量の精度
の高い検知に基づく表示を行い、電池の交換や充電の時
期などについて適切に管理することが可能となる。

【００２４】さらに本発明は、二次電池を電源とする電
気機器であって、電池の残量の推定値を出力する電池残
量カウンタと、電池残量カウンタを用いて、前述のいず
れかに記載の電池残量検知方法で該二次電池の残量を検
知する残量検知手段と、残量検知手段による検知結果を
表示する残量表示手段と、該二次電池の寿命について判
断を行う寿命判断手段と、寿命判断手段が該二次電池が
寿命に達していると判断するときに、該判断結果を表示
する寿命表示手段とを含むことを特徴とする電気機器で
ある。

【００２５】本発明に従えば、充電と放電とを繰返しな
がら使用する二次電池が寿命に達しているか否かを適切
に判断して、寿命に達していると判断されるときは判断
結果を表示することができる。二次電池が寿命に達して
いるときに表示が行われるので、劣化した二次電池の使
用を続けないで、適切なタイミングでの交換を促すこと
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による電池残量検
知の基本的な考え方を示す。図１（ａ）に示すように、
まず、電池の残量を電池残量カウンタを用いて計測する
ための初期値を計測する。初期値の計測は、実験や試験
で行うことができる。二次電池でああれば、満充電状態
から残量が無くなって充電を必要とする要充電状態を、
たとえば電池電圧などから検知する時点までの電流と時
間との積で初期値を求めることができる。放電電流が一
定であれば、電池容量は時間に対応する。電池の開始時
に電池残量カウンタに初期値を設定して、図１（ｂ）に
示すように一定の時間的傾斜で電池残量カウンタを減算
していくと、電池残存カウンタのカウント値は、電池の
残量に対応し、電池残量表示の「青」、「黄」、「赤」
などの区分も適切に行うことができる。本実施形態で
は、電池を電源とする電気機器で、特定のイベントが発
生すれば、電池残量カウンタの減算値を変更する。たと
えば、表示装置のバックライトなどを点灯するイベント
が発生すると、電池の放電電流が増加するので、電池残
量カウンタの減算値も増加する。

【００２７】図２は、図１の考え方に従って電池の残量
を検知する機能を備える電気機器１の概略的な電気的構
成を示す。電気機器１は、電池２を電源として動作し、
電池残量カウンタ３に基づいて電池２の残量を検知す
る。電池残量カウンタ３のカウント値は、タイマ４によ
って計時される一定時間間隔で減算される。電池２の残
量は、電池残量カウンタ３のカウント値に基づいて、残
量検知手段が検知する。残量検知手段６は、電池２の負
荷７が一定であれば、電池残量カウンタ３のカウント値
を一定の減算値ずつ減算する。電気機器１で電力消費量
が変動するイベントが発生するときには、減算値を変更
する。電池２の端子での電池電圧は、アナログ／デジタ
ル変換回路（以下、「Ａ／Ｄ」と略称する）８によって
デジタル値に変換され、残量検知手段６に入力される。
残量検知手段６には、周囲温度などを検出する温度セン
サ９からの出力も与えられる。

【００２８】図３は、図２の電気機器１を製造する際
に、各種設定を行って製品として出荷するための手順を
示す。ステップａ０から手順を開始し、ステップａ１で
は、電池２を試験用の状態にして、残量検知手段６に予
め設定されているテストモードを起動する。残量検知手
段６ではなく、試験装置側にテストモードを備えて置く
こともできる。ステップａ２でイベントが発生すると、
ステップａ３で電流を測定し、ステップａ４でイベント
毎の減算値を保存する。減算値などのデータの保存用と
して、残量検知手段６には、フラッシュＲＯＭなど、不
揮発性のメモリを備えるようにしておく。ステップａ５
で手順を終了する。

【００２９】ステップａ１で使用する電池２は、一次電
池であれば未使用状態のものを使用する。量産の製品で
あれば、選択したサンプルについて試験を行い、試験結
果をサンプル以外の製品にも反映させる。試験したサン
プルの電池２は、製品として出荷する際に未使用品と交
換する。電池２が二次電池であれば、満充電状態に戻し
て製品として出荷する。図１（ａ）に示すような初期値
も、この手順で測定することができる。

【００３０】図４は、電池残量カウンタ３を用いて電池
２の残量を検知するための概略定な処理手順を示す。ス
テップｂ０では、一定時間毎のタイマ４による割込み
が、残量検知手段５に与えられる。この一定時間は、電
池２の使用時間に比較すれば充分に短い時間とする。ス
テップｂ１では、電池残量カウンタ３についての減算値
を、予め設定される条件に従って補正する。ステップｂ
２では、補正された減算値を用いて電池残量カウンタ３
のカウント値を減算し、ステップｂ３で割込み発生前の
処理に戻る。

【００３１】図５は、残量検知手段６によって行われる
残量検知のための処理手順を示す。残量検知手段６は、
マイクロコンピュータなどによって実現され、予め設定
されるプログラムに従って残量検知のための処理および
制御を行う。ステップｃ０から手順を開始し、ステップ
ｃ１では温度センサ９による温度検出を行う。ステップ
ｃ２では、検出した温度に従って、電池残量カウンタ３
から一定時間間隔で減算する減算値を補正する。ステッ
プｃ３では、電気機器１で電池２からの電流の使用状態
の変更を伴うイベントが発生しているか否かを判断す
る。イベントが発生していれば、ステップｃ４で、イベ
ントに応じて減算値を補正する。ステップｃ３でイベン
トが発生していないと判断されるとき、またはステップ
ｃ４で補正が終了したとき、ステップｃ５で全体の手順
も終了する。

【００３２】本実施形態では、電池２の使用開始時に、
電池残量カウンタ３に電池２の使用条件に基づく初期値
を設定し、電池２の使用中に、電池残量カウンタ３を予
め定める一定時間毎に減算し、電池残量カウンタ３が示
す残量値から電池残量を検知する。前述のように、電池
残量カウンタ３に設定する初期値は、たとえば試験や実
験から得られる電池２の容量を、電池２自体の特性や電
気機器１での消費電力などを考慮して補正することで得
られる。電池残量カウンタ３に、電気機器１での電池２
の使用条件に合った初期値を設定することによって、電
池２の使用中に電池残量カウンタ３を予め定める一定時
間毎に減算し、電池残量カウンタ３が示す残量値から精
度良く電池残量を検知することができる。

【００３３】また、電池２が二次電池であるときは、充
電と使用による放電とが繰返され、二次電池の充放電特
性に基づいて要充電の判断が行われる。電池残量カウン
タ３に設定する初期値は、先行する使用時における満充
電状態から要充電検知までの電池残量カウンタへ６の減
算量に基づいて補正する。これによって、充放電の繰返
しによる電池２の容量の変化を反映させて初期値を補正
し、電池残量カウンタ３が示す残量値の精度を高めるこ
とができる。電池残量カウンタ３が示す残量値として
は、残量や使用可能回数などを示すようにすることがで
きる。

【００３４】また、電池２の満充電状態から要充電検知
までの経過時間を計測して不揮発性メモリなどに記憶し
ておき、要充電の検知時に、満充電状態からの計測時間
と、記憶されている前回の使用時の計測時間とを比較し
て、時間差が予め定める範囲を超えて増減しているとき
には、初期値の補正は行わないようにする。二次電池の
満充電状態から要充電の検知時までの計測時間が、前回
の使用時の計測時間と比較して差が大きいときは、電気
機器１の使用条件が大きく異なっていることが考えられ
る。新たに二次電池を満充電状態にして使用を開始して
も、電気機器１の使用条件はまた異なる可能性があるの
で、初期値の補正を行っても残量の検知精度を向上させ
ることはできず、かえって精度を劣化させてしまうおそ
れがある。使用条件が安定しているときのみ初期値を補
正することによって、電気機器１を安定して使用してい
るときの残量検知精度を高めることができる。

【００３５】また電池残量カウンタ３には、先行する使
用時における満充電状態から要充電検知までの計測時間
を、初期値として設定することもできる。電池残量カウ
ンタ３に先行する使用時における満充電状態から要充電
検知までの計測時間を初期値として設定れば、電池２の
残量を時間で表すことができる。電池残量カウンタ３に
は、先行する使用時における実績の計測時間が初期値と
して設定され、電池２の実際の容量を精度良く反映させ
ることができる。

【００３６】図６は、本発明の実施の他の形態である電
気機器１１の概略的な電気的構成を示す。本実施形態の
電気機器１１は、二次電池である電池１２を電源として
動作する。電池１２の残量は、電池残量カウンタ１３お
よびタイマ１４を含む残量検知処理部１５で行われる。
残量検知処理部１５は、残量検知結果を残量表示手段と
してのディスプレイ部１６で表示する。電池１２が供給
する電力は、端末メイン回路１７で使用される。電気機
器１１が携帯電話機であるとき、端末メイン回路１７で
は、着信、インターネット接続、バイブレーション動
作、バックライト点灯などのイベントが発生しうる。電
池１２の端子での電池電圧は、Ａ／Ｄ１８によってデジ
タル値に変換される。電池１２の周囲温度、または直接
電池１２の温度は、温度検出部１９によって電気信号に
変換され、Ａ／Ｄ１８でデジタル値に変換される。Ａ／
Ｄ１８が変換したデジタル値は、残量検知手段としての
ＣＰＵ２０に入力される。

【００３７】ＣＰＵ２０は、予め設定されるプログラム
に従って、図３〜図５に示した手順と基本的に同等な手
順で電池１２の残量を検知する。本実施形態では、電池
１２の電池電圧検出のために電圧検出部２１が設けら
れ、端末メイン回路１７に供給する電流検出のために電
流検出部２２が設けられる。電流検出部２２では、電流
検出抵抗２３の電圧降下を計測し、電流検出抵抗２３の
抵抗値で計測電圧を除算して電流を求めることができ
る。電圧検出部２１および電流検出部２２の検出出力
は、それぞれＡ／Ｄ１８によってデジタル値に変換され
てＣＰＵ２０に入力される。

【００３８】端末メイン回路１７の動作状態は、入力の
ためのインタフェース回路（以下、「入力Ｉ／Ｆ」と略
称する）を介してＣＰＵ２０に入力される。ＣＰＵ２０
は、出力部２５を介してスイッチ２６を制御し、電流検
出抵抗２３の両端を短絡することができる。電気機器１
１の通常の使用状態ではスイッチ２６を閉じておき、図
３に示すよう製品出荷時のテストモードで、スイッチ２
６を開いて電流計測を行うようにする。テストモードで
の測定結果は、不揮発性の記憶部２７に記憶しておく。

【００３９】電池１２は使用温度に従って放電特性が変
化し、使用可能な容量も変化する。たとえば高温時には
減算値を小さくし、低温時には減算値を大きくして、電
池の温度特性に従って減算値を変更することで、残量検
知の精度を高めることができる。放電特性は電池１２の
種類によっても変化するので、電池１２の温度特性に従
って電池残量カウンタ１３の減算値を変更し、温度が変
っても電池１２の残量について精度の高い検知を行うこ
とができる。

【００４０】電池残量カウンタ１３の減算では、電気機
器１１の動作について、予め設定されるイベントの有無
に応じて減算値を変更する。電気機器１１の動作で、特
定の動作状態をイベントとして、たとえば携帯電話機で
は、通信回線への接続時、バイブレーション動作時、バ
ックライト点灯時などを設定し、これらのいずれかの有
無で電池残量カウンタの減算値を変更するので、イベン
トでの消費電力を反映させて電池１２の残量を精度良く
検知することができる。

【００４１】電池容量カウンタ１３の減算では、電池１
２からの放電電流値に応じて減算値を変更する。電池１
２の残量の減少量は、放電電流値に応じて変化するの
で、電池残量カウンタ１３の減算値も放電電流値に応じ
て変更することによって、残量の検知の精度を高めるこ
とができる。

【００４２】図７は、図６の実施形態での電池残量検知
および検知結果の表示動作の手順を示す。ステップｄ０
から手順を開始し、ステップｄ１では、電池１２が満充
電状態であるか否かを判断する。満充電状態でなけれ
ば、充電されるのを待つ。満充電状態であると判断され
るときは、ステップｄ２で電池残量カウンタ１３に記憶
部２７に記憶されている初期値を設定するロードを行
う。ディスプレイ部１６では、「青」の残量表示を行
う。ステップｄ３から電池１２の使用を開始し、図２の
実施形態と同様に、電池残量カウンタ１３を一定時間毎
に減算しながら、ステップｄ４では、図１（ｂ）に示す
「青」の領域から外れているか否かを判断するイエロー
検知を行う。「青」の領域に留まっていると判断される
ときは、ステップｄ３に戻って、電池残量カウンタ１３
の減算を続ける。ステップｄ４でイエロー検知と判断さ
れるときは、ステップｄ５に移り、図１（ｂ）に示す
「赤」の領域に入っているか否かを判断するレッド検知
を行う。「赤」の領域には入っていないと判断されると
きは、ステップｄ６に移り、ディスプレイ部１６で
「黄」の残量表示を、イエロー表示として行いステップ
ｄ７で手順を終了する。ステップｄ５で「赤」の領域に
入っていると判断されるときは、ステップｄ８に移り、
ディスプレイ部１６で「赤」の残量表示を、レッド表示
として行い、ステップｄ９で手順を終了する。

【００４３】図８は、図６の実施形態で、図７の残量検
知と並行して行う電池寿命検知および検知結果の表示動
作の手順を示す。ステップｅ０からステップｅ２までの
各ステップは、図７のステップｄ０からステップｄ２ま
での各ステップと同等である。ステップｅ３では、図６
の記憶部２７に設定する電圧カウンタを、電池１２の使
用開始時に０に初期化し、使用中に一定時間毎に、電池
残量カウンタ１３に対する減算値を加算する電圧カウン
トを行う。ステップｅ４では、電圧検出部２１が検出す
る電池電圧を、電池１２の特性に基づいて放電の終止電
圧に達して、要充電になっているか否かを判断する。要
充電には達していないと判断されるときは、ステップｅ
３で電圧カウントを続ける。ステップｅ４で要充電と判
断されるときは、ステップｅ５で電池残量カウンタ１３
に設定すべき初期値と、電圧カウンタの計数値とを比較
する。電圧カウンタの計数値は、電池１２の満充電状態
から要充電検知までに電池残量カウンタ１３を減算する
減算値を累計した数値と等しい。

【００４４】ステップｅ６では、ステップｅ５での比較
結果に基づいて、減算値の補正を行う。減算値は、直接
時間を使用することができる。減算値が時間であるとき
には、初期値と、満充電状態から要充電検知までの計測
時間とを比較していることにはる。計測時間の方が期値
よりも大きいかまたは小さいかに従って、減算値をそれ
ぞれ小さくまたは大きくするように更新する。計測時間
が初期値よりも大きいときは、電池残量カウンタ１３を
一定時間毎に減算する減算値が小さくなるように補正す
ることによって、次の電池１２の使用では、要充電検知
時での電池残量カウンタ１２の残量値が大きくなって、
計測時間に近づくように補正し、学習によって精度を高
めることができる。計測時間が初期値よりも小さいとき
は、電池残量カウンタ１２を一定時間毎に減算する減算
値が大きくなるように補正することによって、次の電池
１２の使用では、要充電検知時での電池残量カウンタ１
３の残量値が小さくなって、計測時間に近づくように補
正し、精度を高めることができる。

【００４５】ステップｅ７では、学習による初期値の補
正を行う。初期値の補正としては、電圧カウンタの計測
値をそのまま補正値とすることができる。ただし、初期
値と電圧カウンタの計測値との差がある一定値以上増減
しているときには、電気機器１１の動作状態が大きく異
なっていることなどが考えられ、学習に基づく補正を行
うと、かえって次の使用時でも残量検知の誤差が大きく
なってしまう可能性があるので、補正は行わない。

【００４６】ステップｅ８では、満充電状態から要充電
検知までの計測時間が予め定める回数以上連続して、予
め定める値以上減少しているか否かを、記憶部２７に記
憶されているデータに基づいて判断する。充放電を繰返
す毎に満充電状態から要充電検知までに使用可能な容量
が大きく減少するようになると、二次電池の性能が劣化
し、寿命に達していると判断することができる。二次電
池が寿命に達すれば、満充電状態でも使用可能な容量が
減少し、精度の良い残量検知が困難になるので、寿命に
達しているとして、検知して交換などを促すことができ
る。

【００４７】次にステップｅ９では、電池残量カウンタ
１３に設定する初期値が予め設定される下限値に達して
いるか否かを判断する。電池残量カウンタ１３に設定す
る初期値には、先行する使用時での二次電池の満充電状
態から要充電検知時までの計測時間が反映されて補正さ
れる。計測時間が短くなれば、初期値も減少するので、
予め下限値を設定し、初期値が下限値に達すれば二次電
池が寿命に達していると判断することができる。

【００４８】次にステップｅ１０では、電池残量カウン
タ１３の減算値が予め設定される上限値に達しているか
いなかを判断する。電池１２の使用中に一定時間毎に電
池残量カウンタ１３から減算する減算値は、満充電状態
での電池１２の容量が減少すると大きくなる。電池１２
が劣化すると減算値が大きくなり、予め設定される上限
値に達するときには、電池１２が寿命に達していると判
断することができる。

【００４９】ステップｅ８、ステップｅ９またはステッ
プｅ１０のいずれかで寿命に達していると判断されると
きは、ステップｅ１１でディスプレイ部１６による電池
寿命表示を行い、ステップｅ１２で手順を終了する。電
池寿命表示は、たとえば点滅状態で行う。ステップｅ
８、ステップｅ９およびステップｅ１０のいずれでも寿
命に達していないと判断されるときは、ステップｅ３に
戻る。なお、ステップｅ８、ステップｅ９またはステッ
プｅ１０の寿命判断は、いずれか１つだけでも良く、ま
た２つを組合わせても良い。本実施形態のように３つの
判断を行えば、電池寿命を検知する可能性を高めること
ができる。充電と放電とを繰返しながら使用する二次電
池が寿命に達しているか否かを適切に判断して、寿命に
達していると判断されるときは判断結果を表示すること
ができるので、劣化した二次電池の使用を続けないで、
適切なタイミングでの交換を促すことができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電池を電
源とする電気機器で、その使用条件に基づく初期値を電
池残量カウンタに設定し、電池の使用中に電池残量カウ
ンタを予め定める一定時間毎に減算し、電池残量カウン
タが示す残量値から精度良く電池残量を検知することが
できる。

【００５１】また本発明よれば、二次電池を電源とする
電気機器で、先行する使用時における減算量に基づい
て、電池残量カウンタに設定する初期値を補正するの
で、充放電の繰返しによる電池の容量の変化を反映させ
て、電池残量カウンタが示す残量値の精度を高めること
ができる。

【００５２】また本発明によれば、二次電池の満充電状
態から要充電の検知時までの計測時間が、前回の使用時
の計測時間と比較して差が大きく、電気機器の使用条件
が大きく異なっているようなときは、初期値の補正は行
わず、使用条件が安定しているときのみ初期値を補正す
ることによって、電気機器を安定して使用しているとき
の残量検知精度を高めることができる。

【００５３】また本発明によれば、電池残量カウンタに
先行する使用時における実績の計測時間を初期値として
設定することによって、電池の実際の容量を精度良く検
知することができる。

【００５４】また本発明によれば、前計測時間と初期値
とを比較し、比較結果に応じて電池残量カウンタを一定
時間毎に減算する減算値を補正するので、次の電池の使
用では、要充電検知時での電池残量カウンタの残量値が
計測時間に対応するように補正し、精度を高めることが
できる。

【００５５】さらに本発明によれば、電池残量カウンタ
から電池の残量の精度の高い検知に基づく表示を行い、
電池の交換や充電の時期などについて適切に管理するこ
とができる。

【００５６】さらに本発明によれば、充電と放電とを繰
返しながら使用する二次電池が寿命に達しているか否か
を適切に判断して、寿命に達しているときに表示が行わ
れるので、適切なタイミングでの交換を促すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本的な考え方を示すタイムチャート
である。

【図２】本発明の実施の一形態である電気機器１の概略
的な電気的構成を示すブロック図である。

【図３】図２の電気機器１の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【図４】図２の電気機器１の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【図５】図２の電気機器１の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【図６】本発明の実施の他の形態である電気機器１１の
概略的な電気的構成を示すブロック図である。

【図７】図６の電気機器１１の動作手順を示すフローチ
ャートである。

【図８】図６の電気機器１１の動作手順を示すフローチ
ャートである。

【図９】従来からの電池残量検知の考え方を示すタイム
チャートである。

【図１０】一次電池の特性の一例を示すグラフである。

【図１１】一次電池の特性の他の例を示すグラフであ
る。

【図１２】二次電池の特性の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１，１１ 電気機器 ２，１２ 電池 ３，１３ 電池残量カウンタ ４，１４ タイマ ５ 残量検知手段 ６ 残量表示手段 ７ 負荷 ８，１８ Ａ／Ｄ ９ 温度センサ １５ 残量検知処理部 １６ ディスプレイ部 １７ 端末メイン回路 １９ 温度検出部 ２０ ＣＰＵ ２１ 電圧検出部 ２２ 電流検出部 ２７ 記憶部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池を電源とする電気機器で、電池の残
   量を検知する方法であって、 電池の使用開始時に、電池残量カウンタに該電池の使用
   条件に基づく初期値を設定し、 該電池の使用中に、該電池残量カウンタを予め定める一
   定時間毎に減算し、 該電池残量カウンタが示す残量値から電池残量を検知す
   ることを特徴とする電池残量検知方法。
2. 【請求項２】 前記電池は二次電池であって、充電と使
   用による放電とが繰返され、 該二次電池の充放電特性に基づいて要充電の判断が行わ
   れ、 前記初期値は、先行する使用時における満充電状態から
   要充電検知までの電池残量カウンタへの減算量に基づい
   て補正することを特徴とする請求項１記載の電池残量検
   知方法。
3. 【請求項３】 前記満充電状態から前記要充電検知まで
   の経過時間を計測して記憶しておき、 前記二次電池について要充電の検知時に、満充電状態か
   らの計測時間と、記憶されている前回の使用時の計測時
   間とを比較して、時間差が予め定める範囲を超えて増減
   しているときには、前記初期値の補正は行わないことを
   特徴とする請求項２記載の電池残量検知方法。
4. 【請求項４】 前記電池残量カウンタには、先行する使
   用時における満充電状態から前記要充電検知までの計測
   時間を、前記初期値として設定することを特徴とする請
   求項３記載の電池残量検知方法。
5. 【請求項５】 前記初期値と、満充電状態から要充電検
   知までの計測時間とを比較し、 該計測時間の方が該初期値よりも大きいかまたは小さい
   かに従って、前記減算値をそれぞれ小さくまたは大きく
   するように更新することを特徴とする請求項４記載の電
   池残量検知方法。
6. 【請求項６】 電池を電源とする電気機器であって、 電池の残量の推定値を出力する電池残量カウンタと、 電池残量カウンタを用いて、請求項１〜５のいずれかに
   記載の電池残量検知方法で該電池の残量を検知する残量
   検知手段と、 残量検知手段による検知結果を表示する残量表示手段と
   を含むことを特徴とする電気機器。
7. 【請求項７】 二次電池を電源とする電気機器であっ
   て、 電池の残量の推定値を出力する電池残量カウンタと、 電池残量カウンタを用いて、請求項１〜５のいずれかに
   記載の電池残量検知方法で該二次電池の残量を検知する
   残量検知手段と、 残量検知手段による検知結果を表示する残量表示手段
   と、 該二次電池の寿命について判断を行う寿命判断手段と、 寿命判断手段が該二次電池が寿命に達していると判断す
   るときに、該判断結果を表示する寿命表示手段とを含む
   ことを特徴とする電気機器。