JPH0799384B2 - 電池残量表示装置 - Google Patents
電池残量表示装置Info
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- JPH0799384B2 JPH0799384B2 JP63227384A JP22738488A JPH0799384B2 JP H0799384 B2 JPH0799384 B2 JP H0799384B2 JP 63227384 A JP63227384 A JP 63227384A JP 22738488 A JP22738488 A JP 22738488A JP H0799384 B2 JPH0799384 B2 JP H0799384B2
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- 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]
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は充電式電池で動作する装置の電池残量表示装置
に関し、特に動作電流と動作時間から積算消費量を計算
して残量表示を行う装置に関する。
に関し、特に動作電流と動作時間から積算消費量を計算
して残量表示を行う装置に関する。
従来、この種の残量表示装置には、電池電圧を監視する
第１の装置、短い時間大電流で放電させて電圧の変化を
見る第２の装置、及び消費容量を計算によって求める第
３の装置等があった。
第１の装置、短い時間大電流で放電させて電圧の変化を
見る第２の装置、及び消費容量を計算によって求める第
３の装置等があった。
〔発明が解決しようとする課題〕 第１の装置では、NiCd電池のように放電期間の大部分に
おいて放電電圧の変化が小さい電池の場合、温度変化、
電池のバラツキ、電池の経時変化等によって精度の高い
残量表示は期待できない。
おいて放電電圧の変化が小さい電池の場合、温度変化、
電池のバラツキ、電池の経時変化等によって精度の高い
残量表示は期待できない。
また、第２の装置においても精度の改善は充分でなく、
かつダミー抵抗等、余分なハードウェアが必要となると
いう点で装置の小型化及び経済化の点で不利であった。
かつダミー抵抗等、余分なハードウェアが必要となると
いう点で装置の小型化及び経済化の点で不利であった。
これに対し、携帯無線電話装置などのようにマイクロコ
ンピュータ等を内蔵し、演算処理機能をあらかじめ持っ
ている装置においては、消費容量を計算する第３の装置
が、ソフトウェアでこの機能を実現できるので最も経済
的である。
ンピュータ等を内蔵し、演算処理機能をあらかじめ持っ
ている装置においては、消費容量を計算する第３の装置
が、ソフトウェアでこの機能を実現できるので最も経済
的である。
ここで、この装置を採用した場合の従来技術の問題点に
ついて以下に述べる。
ついて以下に述べる。
従来の装置では、使用する電池の標準的な容量Cf0を固
定値として装置内の記憶部に記憶させ、この標準容量C
f0と消費容量の積算値 とを比較して残量情報を表示していた。ここで、aiは重
み付け定数、Iiは装置の動作状態によってとりうる各種
モードでの電流値、tiは電流Iiにて動作を継続した時間
である。なお、電池には内部抵抗があるので放電電流の
値によって実質的な消費容量は異る。これを補正するの
が重み付け定数aiの役目である。一般に、I1＞I2ならa1
＞a2である。
定値として装置内の記憶部に記憶させ、この標準容量C
f0と消費容量の積算値 とを比較して残量情報を表示していた。ここで、aiは重
み付け定数、Iiは装置の動作状態によってとりうる各種
モードでの電流値、tiは電流Iiにて動作を継続した時間
である。なお、電池には内部抵抗があるので放電電流の
値によって実質的な消費容量は異る。これを補正するの
が重み付け定数aiの役目である。一般に、I1＞I2ならa1
＞a2である。
ところで、NiCd電池等は充放電の繰り返しによって容量
が次第に減少してくることが知られている。このため
に、従来の方法では、充放電を繰り返して装置の使用が
進むにつれて、表示の上では残量があるにもかかわら
ず、実際には容量を使い果して装置が動作不能になると
いう不都合があった。また、電池の容量は固体差による
バラツキがあるので、使用者に不安を抱かせないために
は、標準容量Cf0としてバラツキの下限の値を設定しな
くてはならないという問題もあった。さらに、装置によ
っては大きさや重み等の制約から容量の異る数種類の電
池を使用できるようにしているものもある。このような
場合にも、固定されたパラメータで消費容量の計算、比
較を行なったのでは不都合が起るという欠点があった。
が次第に減少してくることが知られている。このため
に、従来の方法では、充放電を繰り返して装置の使用が
進むにつれて、表示の上では残量があるにもかかわら
ず、実際には容量を使い果して装置が動作不能になると
いう不都合があった。また、電池の容量は固体差による
バラツキがあるので、使用者に不安を抱かせないために
は、標準容量Cf0としてバラツキの下限の値を設定しな
くてはならないという問題もあった。さらに、装置によ
っては大きさや重み等の制約から容量の異る数種類の電
池を使用できるようにしているものもある。このような
場合にも、固定されたパラメータで消費容量の計算、比
較を行なったのでは不都合が起るという欠点があった。
以上述べた従来技術の欠点を解消するため、本発明の電
池残量表示装置は、標準容量Cf0又は重き付け定数aiを
実際に使用している電池の現在の値に合わせるような自
己学習機能を持たせている。
池残量表示装置は、標準容量Cf0又は重き付け定数aiを
実際に使用している電池の現在の値に合わせるような自
己学習機能を持たせている。
即ち、本発明の電池残量表示装置は、設定変更可能な電
池容量を有し、複数回充放電が可能な充電式の電池と、
該電池の放電電圧を検出する電池電圧検出部と、電池に
より駆動する負荷と、電池の積算消費量を算出し、電池
容量から減算することにより残容量を算出する残容量算
出部と、残容量を残量情報として表示する表示部と、負
の値を示す余裕値を記憶する記憶部と、電池電圧検出部
が電池によって負荷を駆動することができなくなる予め
定められたスレッシュホールド電圧を検出すると、残容
量と余裕値とを比較して、残容量が余裕値よりも小さく
なるように電池容量の設定変更をする電池容量設定変更
部と、を有し、電池電圧がスレッシュホールド電圧に達
したときに、残容量が余裕値の示す負の値よりも小さい
値として算出されることを特徴とする。
池容量を有し、複数回充放電が可能な充電式の電池と、
該電池の放電電圧を検出する電池電圧検出部と、電池に
より駆動する負荷と、電池の積算消費量を算出し、電池
容量から減算することにより残容量を算出する残容量算
出部と、残容量を残量情報として表示する表示部と、負
の値を示す余裕値を記憶する記憶部と、電池電圧検出部
が電池によって負荷を駆動することができなくなる予め
定められたスレッシュホールド電圧を検出すると、残容
量と余裕値とを比較して、残容量が余裕値よりも小さく
なるように電池容量の設定変更をする電池容量設定変更
部と、を有し、電池電圧がスレッシュホールド電圧に達
したときに、残容量が余裕値の示す負の値よりも小さい
値として算出されることを特徴とする。
なお、本発明は電池容量を更新するかわりに重み付け定
数を更新しても同様の効果が得られる。
数を更新しても同様の効果が得られる。
第１図は本発明の構成の一例である。充電式の電池４で
動作する装置５は表示部１、演算部２、電池電圧検出部
３を有している。
動作する装置５は表示部１、演算部２、電池電圧検出部
３を有している。
演算部２は、前に述べたように、電池容量Cf、重み付け
定数ai及びとりうる電流の値Iiを記憶しており、電流Ii
での動作時間tiを測定し、積算消費容量 を計算する。
定数ai及びとりうる電流の値Iiを記憶しており、電流Ii
での動作時間tiを測定し、積算消費容量 を計算する。
この積算消費容量Ａと電池容量Cfとの残容量CR＝Cf−Ａ
を計算して残量情報を表示部１に表示する。
を計算して残量情報を表示部１に表示する。
第１図では残量情報の表示をバーグラフで行う例を示し
ている。
ている。
本発明の動作の特徴は、電池４の電圧VBがVthまで低下
した時に電池電圧検出部３により得られる検出信号によ
って電池容量Cfまたは重み付け定数aiを更新することに
ある。この様子を第３図以下に示す。
した時に電池電圧検出部３により得られる検出信号によ
って電池容量Cfまたは重み付け定数aiを更新することに
ある。この様子を第３図以下に示す。
一般に、使用量にとっては、電池の使用限界が来る前に
残量表示がゼロになり、充電を促す方式が好ましい。よ
って、ここでは仮にCf−AT＝CRT≦０とする。但し、AT,
CRTはそれぞれ、電池４の電圧VBがVthまで低下した時の
積算消費容量、残容量を表わす。
残量表示がゼロになり、充電を促す方式が好ましい。よ
って、ここでは仮にCf−AT＝CRT≦０とする。但し、AT,
CRTはそれぞれ、電池４の電圧VBがVthまで低下した時の
積算消費容量、残容量を表わす。
言い換えると、実際の容量と表示容量との差の余裕値Cm
をCm≦０となるように選ぶことになる。
をCm≦０となるように選ぶことになる。
第３図にはこのような好ましい例を示している。この例
では余裕値Cm＝−５、電池容量Cf＝100であり、積算消
費容量AT＝110であるので、 CRT＝Cf−AT＝−10＜−５（＝Cm） となる。即ち、この場合は電池容量Cfは更新されず、次
回の装置使用時にも電池容量Cfは100のままで残量表示
のための演算が行われる。
では余裕値Cm＝−５、電池容量Cf＝100であり、積算消
費容量AT＝110であるので、 CRT＝Cf−AT＝−10＜−５（＝Cm） となる。即ち、この場合は電池容量Cfは更新されず、次
回の装置使用時にも電池容量Cfは100のままで残量表示
のための演算が行われる。
これに対し、第４図は経年変化で電池自体の容量が減
り、しかも積算消費容量がAT＝102となった場合の例で
ある。この時、残容量は、 CRT＝100−102＝−２＞−５（＝Cm） となり、電池容量Cf′は、Cf−（CRT−Cm）＝100−（−
２−（−５））＝97に更新される。次回の装置使用から
残量表示の演算は電池容量Cf′にもとづいて行われる。
り、しかも積算消費容量がAT＝102となった場合の例で
ある。この時、残容量は、 CRT＝100−102＝−２＞−５（＝Cm） となり、電池容量Cf′は、Cf−（CRT−Cm）＝100−（−
２−（−５））＝97に更新される。次回の装置使用から
残量表示の演算は電池容量Cf′にもとづいて行われる。
第５図はさらに容量の小さい電池を用いた場合の例であ
る。この時は、電池容量Cfが100のままであると、実
際、表示上で容量が残っているにもかかわらず、電池電
圧が使用限界以下となり、最悪の場合は、使用者が装置
使用中に動作不良を起すおそれもある。
る。この時は、電池容量Cfが100のままであると、実
際、表示上で容量が残っているにもかかわらず、電池電
圧が使用限界以下となり、最悪の場合は、使用者が装置
使用中に動作不良を起すおそれもある。
本発明によれば、電池４の電圧VBがVthまで低下する
と、積算消費容量ATは95であり、残容量は、CRT＝100−
95＝５＞−５（＝Cm）であるから、電池容量Cf′は100
−（５−（−５））＝90に更新され、次の装置使用時に
は使用不能となる前に残量表示はゼロを示して使用者に
充電を促す。
と、積算消費容量ATは95であり、残容量は、CRT＝100−
95＝５＞−５（＝Cm）であるから、電池容量Cf′は100
−（５−（−５））＝90に更新され、次の装置使用時に
は使用不能となる前に残量表示はゼロを示して使用者に
充電を促す。
第２図はより実際的な実施例として携帯無線電話機への
応用を示す。この例では残量をパーセントで示した値で
表示している。この例のキーボード６のように、使用者
に何らかの入力を可能にしている装置、または何らかの
信号による外部入力が可能な装置においては次の〜
のような要素を追加することにより、以下のような応用
も可能となる。
応用を示す。この例では残量をパーセントで示した値で
表示している。この例のキーボード６のように、使用者
に何らかの入力を可能にしている装置、または何らかの
信号による外部入力が可能な装置においては次の〜
のような要素を追加することにより、以下のような応用
も可能となる。
電池容量Cfの値をキーボード６のキー入力または外
部からの信号によって任意の値に書き換え可能とする。
部からの信号によって任意の値に書き換え可能とする。
電池容量Cfの値をキーボード６のキー入力または外
部からの信号によって、演算部２内の記憶部にあらかじ
め記憶された値Cf0にリセット可能とする。
部からの信号によって、演算部２内の記憶部にあらかじ
め記憶された値Cf0にリセット可能とする。
電池電圧VBがVthまで低下した時の残容量CRTが一定
値Cm以上の場合に電池容量Cfを更新するかわりに重み付
け定数aiを増加させてai′に更新する。
値Cm以上の場合に電池容量Cfを更新するかわりに重み付
け定数aiを増加させてai′に更新する。
のようにした場合に、電池電圧VBがVthまで低下
した時の差容量CRTが一定値Cm以上である時、重み付け
定数aiの更新値を次の式、 を満たすようにai′を定める。
した時の差容量CRTが一定値Cm以上である時、重み付け
定数aiの更新値を次の式、 を満たすようにai′を定める。
のようにした場合に、重み付け定数aiをキーボー
ド６のキー入力または外部からの信号によって任意の値
に書き換え可能とする。
ド６のキー入力または外部からの信号によって任意の値
に書き換え可能とする。
のようにした場合に、重み付け定数aiをキーボー
ド６のキー入力または外部からの信号によって演算部２
内の記憶部にあらかじめ記憶された値ai0にリセット可
能とする。
ド６のキー入力または外部からの信号によって演算部２
内の記憶部にあらかじめ記憶された値ai0にリセット可
能とする。
充電された電池で使用を開始する時点において使用
者が積算消費容量Ａの値を０にクリア可能とする。
者が積算消費容量Ａの値を０にクリア可能とする。
容量の異る２種類の電池を使い分ける時や、新品の容量
の大きな電池と長く使用して容量の小さくなった電池と
並用する時は、，のようにすることでどちらの電池
にも現実的な電池容量Cfあるいは重み付け定数aiの初期
値を設定できる。
の大きな電池と長く使用して容量の小さくなった電池と
並用する時は、，のようにすることでどちらの電池
にも現実的な電池容量Cfあるいは重み付け定数aiの初期
値を設定できる。
また、満充電されていない電池を使うことによって、電
池容量Cfあるいは重み付け定数aiの値が必要以上に小さ
く更新されてしまうことがあり有る。この場合は、，
のように電池容量Cfあるいは重み付け定数aiを所定値
Cf0あるいはai0にリセットできるようにしておくことに
よって不都合を回避できる。
池容量Cfあるいは重み付け定数aiの値が必要以上に小さ
く更新されてしまうことがあり有る。この場合は、，
のように電池容量Cfあるいは重み付け定数aiを所定値
Cf0あるいはai0にリセットできるようにしておくことに
よって不都合を回避できる。
ところで、満充電された電池を用いて装置使用を開始す
ることをどの時点で行うかは重要ではあるが、最も簡単
で確実なのは、のようにして使用者の操作によって積
算消費容量Ａの値をゼロにクリアする方法である。この
他、充電器より電気信号等で充電の完了を自動的に装置
に送出し、その後の最初の装置の電源投入を起点とする
方法等も考えられる。
ることをどの時点で行うかは重要ではあるが、最も簡単
で確実なのは、のようにして使用者の操作によって積
算消費容量Ａの値をゼロにクリアする方法である。この
他、充電器より電気信号等で充電の完了を自動的に装置
に送出し、その後の最初の装置の電源投入を起点とする
方法等も考えられる。
以上説明したように本発明の電池残量表示装置は、ソフ
トウェアと簡単なハードウェアで構成できるため小型
化、経済化に適しており、電池容量のバラツキや経時的
変化に対しても、いわば自己学習機能により自律的に対
応するので、使用者の利便性も優れている。また、本装
置の基本的なパラメータはソフトウェアで実現している
ので、このパラメータを外部からコントロールすること
により、異なる容量の電池の並用等にも柔軟に対応でき
るとともに、誤動作にも強い。
トウェアと簡単なハードウェアで構成できるため小型
化、経済化に適しており、電池容量のバラツキや経時的
変化に対しても、いわば自己学習機能により自律的に対
応するので、使用者の利便性も優れている。また、本装
置の基本的なパラメータはソフトウェアで実現している
ので、このパラメータを外部からコントロールすること
により、異なる容量の電池の並用等にも柔軟に対応でき
るとともに、誤動作にも強い。
このように本発明の電池残量表示装置は、小型、経済性
の面で従来技術より優れているのみならず、表示精度、
柔軟性、信頼性の面においても従来技術より大きく勝っ
ている。
の面で従来技術より優れているのみならず、表示精度、
柔軟性、信頼性の面においても従来技術より大きく勝っ
ている。
第１図は本発明の実施例の要部構成図、第２図は本発明
の適用例を携帯無線電話機の場合について外観図で示
す。第３図、第４図、第５図は本発明の動作を説明する
ための特性図である。 １……表示部、２……演算部、３……電池電圧検出部、
４……電池、５……装置、６……キーボード。
の適用例を携帯無線電話機の場合について外観図で示
す。第３図、第４図、第５図は本発明の動作を説明する
ための特性図である。 １……表示部、２……演算部、３……電池電圧検出部、
４……電池、５……装置、６……キーボード。
Claims (1)
- 【請求項１】複数回充放電が可能な充電式の電池と、 該電池の放電電圧を検出する電池電圧検出部と、 前記電池により駆動する負荷と、 前記電池の積算消費量を算出し、前記電池容量から減算
することにより残容量を算出する残容量算出部と、 前記残容量を残量情報として表示する表示部と、 負の値を示す余裕値を記憶する記憶部と、 前記電池電圧検出部が前記電池によって前記負荷を駆動
することができなくなる予め定められたスレッシュホー
ルド電圧を検出すると、前記残容量と前記余裕値とを比
較して、前記残容量が前記余裕値よりも小さくなるよう
に前記電池容量の設定変更をする電池容量設定変更部
と、 を有し、 前記電池電圧が前記スレッシュホールド電圧に達したと
きに、前記残容量が前記余裕値の示す負の値よりも小さ
い値として算出されることを特徴とする電池残量表示装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227384A JPH0799384B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 電池残量表示装置 |
| KR1019890013201A KR930003826B1 (ko) | 1988-09-13 | 1989-09-12 | 배터리의 잔여용량 감시 장치 및 잔여 전하값 표시방법 |
| CA000611028A CA1322574C (en) | 1988-09-13 | 1989-09-12 | Apparatus for displaying the remaining charge of rechargeable battery |
| US07/406,473 US5043651A (en) | 1988-09-13 | 1989-09-13 | Apparatus for displaying the remaining charge of rechargeable battery |
| EP19890116961 EP0359237A3 (en) | 1988-09-13 | 1989-09-13 | Apparatus for displaying the remaining charge of rechargeable battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63227384A JPH0799384B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 電池残量表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275982A JPH0275982A (ja) | 1990-03-15 |
| JPH0799384B2 true JPH0799384B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=16859971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63227384A Expired - Fee Related JPH0799384B2 (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 電池残量表示装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5043651A (ja) |
| EP (1) | EP0359237A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0799384B2 (ja) |
| KR (1) | KR930003826B1 (ja) |
| CA (1) | CA1322574C (ja) |
Families Citing this family (65)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69011462T2 (de) * | 1989-10-25 | 1995-03-02 | Philips Nv | Anordnung zum Laden einer Batterie. |
| DE59009147D1 (de) * | 1990-03-26 | 1995-06-29 | Siemens Ag | Verfahren und Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Batterie auf ihren Betriebszustand und ihre Bereitschaft. |
| SE466008B (sv) * | 1990-03-29 | 1991-12-02 | Volvo Ab | Anordning vid bestaemning av laddningsstatus foer ett startbatteri hos ett motorfordon |
| US5057383A (en) * | 1990-03-30 | 1991-10-15 | Anton/Bauer, Inc | Battery system |
| EP0464748B1 (en) * | 1990-07-02 | 2001-10-31 | Denso Corporation | Battery condition detecting apparatus |
| US5280231A (en) * | 1990-07-02 | 1994-01-18 | Nippondenso Co., Ltd. | Battery condition detecting apparatus and charge control apparatus for automobile |
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| US5349282A (en) * | 1990-12-11 | 1994-09-20 | Span, Inc. | Battery charging and monitoring system |
| US5563496A (en) * | 1990-12-11 | 1996-10-08 | Span, Inc. | Battery monitoring and charging control unit |
| DE4106725A1 (de) * | 1991-03-02 | 1992-09-03 | Bosch Gmbh Robert | Ladezustandsanzeige einer batterie |
| DE4110777A1 (de) * | 1991-03-28 | 1992-10-01 | Bosch Gmbh Robert | Schaltungsanordnung zum messen und anzeigen der verfuegbaren kapazitaet eines akkumulators |
| JPH0514958U (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-26 | 三洋電機株式会社 | 残存容量表示装置 |
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| FR2684249B1 (fr) * | 1991-11-25 | 1994-04-08 | Accumulateurs Fixes Et Traction | Module controleur d'alimentation pour ensemble de controle de batterie d'un appareil et batterie equipee d'un tel module. |
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