(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の負荷と並列接続される第１コンデンサと、
前記電池から前記第１コンデンサに流れる充電電流に起因して電圧降下が生じたときの前記電池の出力電圧に対応する電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に保持された前記電圧に基づいて、前記電池の電池残量を推定する推定手段と、
を備える電池残量推定装置。
【請求項２】
前記電圧保持手段は、
一端が前記電池の負極端に接続される第２コンデンサと、
一端が、前記第２コンデンサの他端に接続され、他端が、前記電池の正極端に接続される抵抗と、
アノードが、前記第２コンデンサの他端側となるように、前記抵抗と並列接続されるダイオードと、
を備え、
前記推定手段は、前記抵抗及び前記ダイオードの並列接続と、前記第２コンデンサの他端の接続点の電位を、前記電圧保持手段に保持された前記電圧として用いる、
請求項１に記載の電池残量推定装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記電池の電池残量を決定付ける主要因として、前記電圧保持手段に保持された前記電圧を利用するとともにさらに、前記電池の電池残量を決定付ける１以上の副要因を利用して、前記電池の電池残量を推定する、
請求項１又は２に記載の電池残量推定装置。
【請求項４】
前記推定手段は、前記副要因として、前記電池の電池温度を少なくとも利用する、
請求項３に記載の電池残量推定装置。
【請求項５】
前記推定手段は、前記副要因として、前記電池から充電電流が流れ込む前の前記第１コンデンサの電圧を少なくとも利用する、
請求項３又は４に記載の電池残量推定装置。
【請求項６】
オンの場合、前記第１コンデンサを、前記電池の前記負荷の回路に接続し、オフの場合、前記第１コンデンサを、前記電池の前記負荷の回路から遮断するスイッチ手段
をさらに備える請求項１乃至５の何れか１項に記載の電池残量推定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の電池残量推定装置と、
当該電池残量推定装置が搭載される電子機器本体と
を備える電子機器。
【請求項８】
電池の負荷と並列接続される第１コンデンサと、
前記電池から前記第１コンデンサに流れる充電電流に起因して電圧降下が生じたときの前記電池の出力電圧に対応する電圧を保持する電圧保持手段と、
を備える電池残量推定装置の電池残量推定方法であって、
前記電圧保持手段に保持された前記電圧に基づいて、前記電池の電池残量を推定する推定ステップ
を含む電池残量推定方法。
【請求項９】
電池の負荷と並列接続される第１コンデンサと、
前記電池から前記第１コンデンサに流れる充電電流に起因して電圧降下が生じたときの前記電池の出力電圧に対応する電圧を保持する電圧保持手段と、
を備える電池残量推定装置を制御するコンピュータに、
前記電圧保持手段に保持された前記電圧に基づいて、前記電池の電池残量を推定する推定機能
を実現させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池残量推定装置、それを搭載した電子機器及び電池残量推定方法、並びにプログラムに関し、特に、電池残量推定装置について、高精度を確保したまま、低コスト化及び小型化を図ることが可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、各種電子機器の小型化が進み、デジタルカメラ等の携帯型電子機器が普及しつつある。このような携帯型電子機器は、商用電源が存在しない場所であっても動作できるように、電源として電池を利用できるようになっている。
【０００３】
しかしながら、電池は、商用電源とは異なり、永続的に電力を供給し続けることはできない。即ち、携帯型電子機器は、電池を電源として用いている場合には、その動作に必要な電力が電池から供給されなくなると突然、その動作を停止してしまうおそれがある。
このため、今後どの程度電池が電力を供給可能であるのかを示す指標として、電池残量が広く用いられている。電池残量とは、電池が保有している電力量であり、電池の残容量とも呼ばれている。
また、従来、このような電池残量を推定する装置（以下、「電池残量推定装置」と呼ぶ）も幾つか提案されている。
【０００４】
図８は、従来の電池残量推定装置の概略構成の一例を示す図である。
図８に示す従来の電池残量推定装置は、電池１０１と、当該電池１０１の電池残量を推定する制御部１０２と、当該電池１０１を電源として動作する負荷１０３と、を備えている。
制御部１０２には、電池１０１の出力電圧を検出する電圧検出部１１１が設けられている。
制御部１０２は、電圧検出部１１１の検出電圧を監視することで、電池１０１の電圧降下量を特定し、当該電圧降下量に基づいて電池１０１の電池残量を推定する。
【０００５】
図８に示す従来の電池残量推定装置には、次のような問題が存在する。
即ち、負荷１０３が軽負荷である場合や、負荷１０３が動作していない場合には、制御部１０２は電池残量の推定が困難になる、という問題が存在する。電池１０１から負荷１０３に流れる負荷電流が少なく、その結果、電圧降下量が小さくなり、電位差が生じにくくなるためである。
【０００６】
図９は、このような問題を解決可能な従来の電池残量推定装置の概略構成の一例であって、図８とは異なる例を示す図である。
図９に示す従来の電池残量推定装置は、電池１２１と、当該電池１２１の電池残量を推定する制御部１２２と、ダミー負荷としての抵抗１２３と、ダミー負荷を回路に接続したり回路から遮断するためのスイッチ回路１２４と、負荷１２５と、を備えている。
図９の例では、抵抗１２３及びスイッチ回路１２４の直列接続と、負荷１２５と、が並列接続されている。
制御部１２２には、電池１２１の出力電圧を検出する電圧検出部１３１と、スイッチ回路１２４のオンオフの切り替えを制御する接続制御部１３２と、が設けられている。
制御部１２２は、電池１２１の電池残量の推定を開始するとき、接続制御部１３２を制御して、スイッチ回路１２４をオンにする。これにより、ダミー負荷としての抵抗１２３が回路に接続されて、ある程度の電流が電池１２１から抵抗１２３に流れる。この状態で、制御部１２２は、電圧検出部１３１の検出電圧を監視することで、電池１２１の電圧降下量を特定し、当該電圧降下量に基づいて電池１２１の電池残量を推定する。
ここで、ダミー負荷としての抵抗１２３が常に回路に接続されていると、電力の無駄な消費が多くなり、その結果、電池１２１の電池寿命が短縮されてしまう。そこで、制御部１０２は、電池残量の推定を終了すると、接続制御部１３２を制御して、スイッチ回路１２４をオフにすることで、ダミー負荷としての抵抗１２３を回路から遮断する。
【０００７】
特許文献１にも、図９の例と同様に、ダミー負荷として抵抗を採用している電池残量推定装置（電池残量監視装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−２９７１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、電池残量推定装置を携帯型電子機器に搭載するためには、高精度を確保したまま、低コスト化及び小型化を図ることが要求されるが、従来の電池残量推定装置では、当該要求に応えることは困難であった。
【００１０】
即ち、図８に示す従来の電池残量推定装置では、上述したように、そもそも高精度を確保することが困難である。
【００１１】
一方、図９に示す従来の電池残量推定装置や、特許文献１に記載の電池残量推定装置では、上述したように、ダミー負荷として抵抗を採用しているので、高精度を確保すること自体は可能になる。
しかしながら、ダミー負荷として抵抗を採用すると、消費電力が大きくなり、かつ、当該抵抗の発熱対策が必要となるため、電池残量推定装置全体からみて、高コスト化や、大型化が避けられない。
ここで、消費電力が大きいという点に対しては、上述の如く、スイッチ回路を設ける対策が有効となる。即ち、スイッチ回路のオンオフにより、電池残量の推定時にのみダミー負荷を回路に接続させ、それ以外の時にはダミー負荷を回路から遮断させることができるので、その結果として、消費電力を抑制することができる。
しかしながら、ダミー負荷である抵抗の発熱対策という点に対しては、スイッチ回路がショート故障した時等、異常時の安全性も考慮する必要がある。従って、たとえスイッチ回路を設けて消費電力を抑制できたとしても、ダミー負荷である抵抗の発熱対策をしっかりと施すためには、むやみに小型化や低コスト化を図ることはできない。
【００１２】
その他、高精度を確保したまま、低コスト化及び小型化が図られた電池残量推定装置は、見受けられない状況である。
【００１３】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電池残量推定装置について、高精度を確保したまま、低コスト化及び小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によると、
電池の負荷と並列接続されるコンデンサと、
前記電池から前記コンデンサに流れる充電電流に起因して電圧降下が生じたときの前記電池の出力電圧に対応する電圧を保持する電圧保持手段と、
前記電圧保持手段に保持された前記電圧に基づいて、前記電池の電池残量を推定する推定手段と、
を備える電池残量推定装置を提供する。
【００１５】
本発明の他の態様によると、上述した本発明の一態様に係る電池残量推定装置を搭載した電子機器を提供する。
また、本発明の他の態様によると、上述した本発明の一態様に係る電池残量推定装置に対応する方法及びプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電池残量推定装置について、高精度を確保したまま、低コスト化及び小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電池残量推定装置の構成例を示す図である。
【図２】図１の電池残量推定装置が電池残量を推定する動作をする際に、制御部が実行する電池残量推定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図３】図１の電池残量推定装置のメモリに格納されたデータテーブルの構造の一例を示している。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電池残量推定装置の構成例を示す図である。
【図５】図４の電池残量推定装置が電池残量を推定する動作をする際に、制御部が実行する電池残量推定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図６】図４の電池残量推定装置のメモリに格納されたデータテーブルの構造の一例を示している。
【図７】図１又は図４の電池残量推定装置の制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図８】従来の電池残量推定装置の概略構成の一例を示す図である。
【図９】従来の電池残量推定装置の概略構成の一例であって、図８とは異なる例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る電池残量推定装置の構成例を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、第１実施形態の電池残量推定装置は、電池１１と、電圧保持回路１２と、制御部１３と、コンデンサ１４と、スイッチ回路１５と、負荷１６と、を備えている。
【００２１】
電池１１は、電池残量が一定以上の場合には、負荷１６の動作に必要な電力を供給することが可能であるが、電池残量が一定未満になると、負荷１６の動作に必要な電力を供給することが不可能になる。
【００２２】
電圧保持回路１２は、抵抗２１と、ダイオード２２と、コンデンサ２３と、を備えている。
コンデンサ２３のうち、一端は電池１１の負極端に接続されており、他端は、抵抗２１の一端及びダイオード２２のアノードに接続されている。抵抗２１の他端及びダイオード２２のカソードは、電池１１の正極端に接続されている。
換言すると、抵抗２１とダイオード２２とが並列接続されており、当該並列接続とコンデンサ２３とが直列接続されており、当該直列接続が、電池１１の正極端及び負極端の間に接続されている。
詳細については、後述するが、電圧保持回路１２は、このような構成を有することにより、過渡的に電圧降下した電池１１の出力電圧に対応する電圧を保持することができる。なお、「電池１１の出力電圧に対応する電圧」とは、電池１１の出力電圧そのものも含む電圧であって、電池１１の出力電圧に連動して可変する電圧をいう。
【００２３】
制御部１３は、例えばマイクロコンピュータ等で構成され、電圧検出部３１と、接続制御部３２と、メモリ３３と、タイマ３４と、を備えている。
電圧検出部３１は、電圧保持回路１２に保持された電圧、即ち、過渡的に電圧降下した電池１１の出力電圧に対応する電圧を検出する。
接続制御部３２は、スイッチ回路１５のオンオフの切り替えを制御する。
メモリ３３は、制御部１３が各種処理を実行する際に必要な各種情報を記憶しており、例えば後述する図３のデータテーブルを記憶している。
タイマ３４は、初期化されると計時動作を開始し、予め設定された時間だけ計時すると、その計時動作を停止する。なお、このように「予め設定された時間だけ計時すると、その計時動作を停止する」ことを、以下、「タイムアップする」と表現する。
【００２４】
コンデンサ１４は、ダミー負荷としての機能を有するコンデンサ素子である。
スイッチ回路１５は、例えばスイッチング素子を含むように構成され、オンの場合には、電池１１及び負荷１６を含む回路に対して、ダミー負荷としてのコンデンサ１４を接続し、オフの場合には、当該回路から、ダミー負荷としてのコンデンサ１４を遮断する。
図１の例では、コンデンサ１４とスイッチ回路１５とが直列接続され、当該直列接続と負荷１６とが並列接続されている。
【００２５】
負荷１６は、例えば携帯型電子機器の各種部品等で構成され、電池１１から一定以上の電力が供給された場合、当該電力により動作する。
【００２６】
次に、図２を適宜参照して、このような図１の構成を有する第１実施形態の電池残量推定装置の動作について説明する。
図２は、第１実施形態の電池残量推定装置が電池残量を推定する動作を行う際に、制御部１３が実行する処理（以下、「電池残量推定処理」と呼ぶ）の流れを説明するフローチャートである。
【００２７】
例えば、第１実施形態の電池残量推定装置が搭載された携帯型電子機器（図示せぬ）の電源が投入された後、所定の条件が満たされると、図２の電池残量推定処理は開始する。
【００２８】
ステップＳ１において、制御部１３は、接続制御部３２を制御して、コンデンサ１４の接続用のスイッチ回路１５をオンにする。
ステップＳ２において、制御部１３は、タイマ３４を初期化することで、タイマ３４の計時動作を開始させる。
ステップＳ３において、制御部１３は、タイマ３４がカウントアップしたか否かを判定する。
タイマ３４が未だカウントアップしていない場合、ステップＳ３においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ３に戻される。即ち、タイマ３４がカウントアップするまでの間、ステップＳ３の判定処理が繰り返し実行されることで、制御部１３の動作は待機状態になる。
【００２９】
この間の制御部１３以外の動作に着目すると、ステップＳ１の処理でスイッチ回路１５がオンになると、電池１１とコンデンサ１４とが接続され、コンデンサ１４に大きな充電電流が流れる。この充電電流の負荷が電池１１のダミー負荷となり、電池１１の内部状態に応じて電圧降下が発生し、その結果、電池１１の出力電圧も低下する。
ここで、コンデンサ１４の充電に従って、その充電電流は減少していき最終的には０になるため、電池１１の電圧降下は過渡的なものである。このような過渡的な電圧降下を検出することは困難である。
そこで、電圧保持回路１２は、ダミー負荷としてのコンデンサ１４に流れる充電電流に起因して電圧降下が生じたときの電池１１の出力電圧に対応する電圧を一定時間保持する。
制御部１３は、このようにして電圧保持回路１２に保持された電圧、即ち、ダミー負荷（コンデンサ１４）による強負荷時の電池１１の出力電圧に対応する電圧に基づいて、電池１１の電池残量を推定する。なお、このような制御部１３の処理の詳細については、ステップＳ２以降の処理として後述する。
【００３０】
ここで、電圧保持回路１２の電圧保持の機能について、さらに詳しく説明する。
スイッチ回路１５がオフからオンに切り替わる前の状態を、初期状態とすると、当該初期状態では、コンデンサ２３は、電池１１の正極端と略同一の電位となるまで充電されている。
その後、上述したように、制御部１３のステップＳ１の処理により、スイッチ回路１５がオンになると、電池１１の電圧降下が発生する。即ち、電池１１の正極端の電位が低下する。このとき、コンデンサ２３の電位（抵抗２１及びダイオード２２側の端の電位）もまた、ダイオード２２により、電池１１の正極端との電位差が電圧ＶＦ（ダイオード２２の順電圧ＶＦ）となる電位まで、コンデンサ２３の放電が即座に行われる。
その後、ダミー負荷としてのコンデンサ１４の充電が進むと、上述の如く、電池１１の出力電圧は上昇する。即ち、電池１１の正極端の電位が上昇する。
しかしながら、電池１１の正極端の電位が上昇しても、電圧保持回路１２のコンデンサ２３の電位は、抵抗２１との充電時定数があるために緩慢に上昇していく。これにより、電圧保持回路１２は、電池１１の正極端の電位が過渡的に低下したとしても、その低下後の電位（より正確には、ダイオード２２の順電圧ＶＦを加えた分の電位）を一定時間保持することが可能になる。
【００３１】
このような一定時間、即ち、電池１１の正極端の低下後の電位を電圧保持回路１２が保持可能な一定時間以下の範囲内で、タイマ３４の設定時間が設定されている。
このため、電池１１の正極端の低下後の電位を電圧保持回路１２が保持している段階で、タイマ３４がカウントアップして、ステップＳ３においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ４に進む。
【００３２】
ステップＳ４において、制御部１３は、電圧検出部３１により検出された電圧値を読み込む。
即ち、ステップＳ４の処理時点では、電圧保持回路１２は、上述したように、電池１１の電圧降下後の出力電圧（より正確には、ダイオード２２の順電圧ＶＦを加えた電圧）を保持している。この電圧保持回路１２に保持されている電圧の値が、電圧検出部３１により検出される。このようにして電圧検出部３１により検出された電圧値が、ステップＳ４の処理で読み込まれる。
【００３３】
ステップＳ５において、制御部１３は、メモリ３３に記憶されたデータテーブルを参照して、電池残量の推定値を取得する。
【００３４】
図３は、メモリ３３に記憶されたデータテーブルの構造の一例を示している。
第１実施形態において、データテーブルは行列構造を有しているため、以下、図３中横方向の項目の集合体を「行」と呼び、同図中縦方向の項目の集合体を「列」と呼ぶ。
図３のデータテーブルでは、「電圧読み値（Ｖ）」と「電池残量（％）」とが各行毎に対応付けられて格納されている。
即ち、所定の行の「電圧読み値（Ｖ）」の項目には、電圧検出部３１に検出されて制御部１３により読み込まれ得る所定の電圧値が格納されている。当該所定の行（同一行）の「電池残量（％）」の項目には、当該所定の電圧値が読み込まれた際の電池残量の推定値が格納されている。
なお、データテーブルに格納される電池残量の推定値は、所定のアルゴルズムに従って演算された演算値であってもよいし、事前評価等で取得された実測値であってもよい。
具体的には例えば、図２のステップＳ４の処理で電圧値として「４．１９Ｖ」が読み込まれたものとする。この場合、ステップＳ５において、制御部１３は、「電圧読み値（Ｖ）」の項目に「４．１９Ｖ」が格納されている行を参照して、当該行の「電池残量（％）」の項目の格納値、即ち「９９．８％」を電池残量の推定値として取得する。
また例えば、ステップＳ４の処理で電圧値として「２．４８Ｖ」が読み込まれたものとする。この場合、ステップＳ５において、制御部１３は、「電圧読み値（Ｖ）」の項目に「２．４８Ｖ」が格納されている行を参照して、当該行の「電池残量（％）」の項目の格納値、即ち「５．２％」を電池残量の推定値として取得する。
【００３５】
このようにして、ステップＳ５の処理で電池残量の推定値が取得されると、処理はステップＳ６に進む。
ステップＳ６において、制御部１３は、電池残量の推定値を、図示せぬ携帯型電子機器の所定の部品等に出力する。
すると、図示せぬ携帯型電子機器は、電池残量の推定値を、画像として表示する等してユーザに提示する。
【００３６】
ステップＳ７において、制御部１３は、接続制御部３２を制御して、コンデンサ１４の接続用のスイッチ回路１５をオフにする。
これにより、電池残量推定処理が終了し、ダミー負荷としてのコンデンサ１４が回路から遮断されるので、電池残量推定処理の実行時以外で電力が無駄に消費されることが防止され、その結果、電池１１の電池寿命の短縮化が防止される。
【００３７】
以上説明したように、第１実施形態の電池残量推定装置は、コンデンサ１４と、電圧保持回路１２と、制御部１３と、を備えている（図１）。
コンデンサ１４は、電池１１の負荷１６と並列接続される。
電圧保持回路１２は、電池１１からコンデンサ１４に流れる充電電流に起因して電圧降下が生じたときの電池１１の出力電圧に対応する電圧を保持する。
制御部１３は、電圧保持回路１２に保持された電圧に基づいて、電池１１の電池残量を推定する。
換言すると、第１実施形態の電池残量推定装置は、コンデンサ１４をダミー負荷として、当該ダミー負荷に流れた充電電流に起因して生じた電池１１の電圧降下に基づいて、当該電池１１の電池残量を推定する。
このように、ダミー負荷として、発熱する抵抗（従来における図９の抵抗１２３等）を採用するのではなく、発熱が生じないコンデンサ１４を採用している。このため、ダミー負荷を回路に接続したり遮断するスイッチ回路（従来では図９のスイッチ回路１２４であり、第１実施形態ではスイッチ回路１５）がショート故障する等、異常が発生しても、安全性を確保することができる。その結果、従来のように、部品を大型化したり発熱対策を施す必要もなくなり、低コストかつ小型化が容易に可能になる。
さらに、コンデンサ１４は、非常に安価で簡素な素子であり、場合によっては、第１実施形態の電池残量推定装置が搭載される携帯型電子機器内の部品をそのまま流用することができる。この点も、低コストかつ小型化が容易に可能になることに大きく寄与する。
また、ダミー負荷を使用しているので、高い精度を確保したまま、電池１１の電池残量を推定することができる。
以上まとめると、高精度を確保したまま、低コスト化及び小型化を図ることが可能な電池残量推定装置を容易に提供できるようになる。
【００３８】
なお、第１実施形態の電池残量推定装置が搭載される携帯型電子機器内の部品を流用するという観点では、携帯型電子機器の電源スイッチ用のスイッチ回路を、スイッチ回路１５として流用できる場合もある。例えば、スタンバイ状態を持つ、ソフトスイッチ方式の携帯型電子機器の場合、電源を接続することと、オンして（動作を開始して）消費電流が増加することとは別なことであるので、当該携帯型電子機器の電源スイッチ用のスイッチ回路をスイッチ回路１５として流用することが可能になる。これにより、さらに低コストかつ小型化が図られる。
【００３９】
以上、本発明の第１実施形態に係る電池残量推定装置について説明した。
次に、本発明の第２実施形態に係る電池残量推定装置について説明する。
【００４０】
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る電池残量推定装置の構成例を示す図である。
なお、図４において、図１に示す第１実施形態の構成と同様の箇所には、同一の符号が付されている。
【００４１】
図４に示す第２実施形態の電池残量推定装置と、図１に示す第１実施形態の電池残量推定装置とを比較するに、電池１１と、電圧保持回路１２と、コンデンサ１４と、スイッチ回路１５と、負荷１６と、を備えている点が一致する。また、これらの接続形態の点でも一致する。よって、これらの一致点については、その説明は省略する。
【００４２】
一方、差異点は、図１に示す第１実施形態の電池残量推定装置では制御部１３が設けられていたのに対して、図４に示す第２実施形態の電池残量推定装置では制御部４１が設けられている点である。
ただし、第２実施形態の制御部４１は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されており、図４に示すように、電圧検出部３１と、接続制御部３２と、メモリ３３と、タイマ３４と、を備えている。ここまでの構成は、図１に示す第１実施形態の制御部１３と基本的に同様であり、それらの説明は省略する。
そこで、以下、第２実施形態の制御部４１のうち、第１実施形態の制御部１３との差異点についてのみ説明する。
【００４３】
第２実施形態の制御部４１は、電圧検出部３１乃至タイマ３４に加えてさらに、電池温度検出部５１と、電圧検出部５２と、判断部５３と、を備えている。
電池温度検出部５１は、電池１１の温度（以下、「電池温度Ｔ」と呼ぶ）を検出する。
電圧検出部５２は、コンデンサ１４の電圧の値（以下、「コンデンサ電圧値Ｖｃ２」と呼ぶ）を検出する。
判断部５３は、上述した電圧検出部３１により検出された電圧の値（以下、「電圧値Ｖｃ１」と呼ぶ）の他、さらに、電池温度検出部５１により検出された電池温度Ｔや、電圧検出部５２により検出されたコンデンサ電圧値Ｖｃ２等を総合的に判断して、電池１１の電池残量を推定する。
【００４４】
即ち、電池１１の電池残量を決定付ける要因としては、先ず、上述した電池１１の電圧降下量が存在し、これが主要因となる。さらに、副要因として、電池温度Ｔや、スイッチ回路１５がオンになる前のコンデンサ電圧値Ｖｃ２（コンデンサ１４の残留電荷に起因するコンデンサ電圧値Ｖｃ２）等も存在する。換言すると、主要因である電池１１の電圧降下量が同一の場合であっても、これらの副要因が異なる場合には、電池１１の電池残量が異なってくる。
そこで、第２実施形態の制御部４１は、電池１１の電圧降下量を主要因として判断しつつ、第１実施形態では考慮されていなかった１以上の副要因もさらに併せて総合的に判断することによって、電池１１の電池残量をより高精度に推定するようにしている。
なお、電池１１の電池残量を決定付ける副要因として、ここでは、電池温度Ｔ、及びスイッチ回路１５がオンになる前のコンデンサ電圧値Ｖｃ２の組み合わせのみを説明するが、当然ながら、これは例示である。即ち、電池温度Ｔ、及びスイッチ回路１５がオンになる前のコンデンサ電圧値Ｖｃ２のうち、何れか一方を単体で採用してもよい。或いはまた、電池温度Ｔ、及びスイッチ回路１５がオンになる前のコンデンサ電圧値Ｖｃ２を含む複数の副要因のうち、任意の数の任意の種類の副要因を採用してもよい。
【００４５】
次に、図５を参照して、このような第２実施形態の制御部４１が実行する電池残量推定処理について説明する。
図５は、第２実施形態の電池残量推定装置が電池残量を推定する動作を行う際に、制御部４１が実行する電池残量推定処理の流れを説明するフローチャートである。
【００４６】
例えば、第２実施形態の電池残量推定装置が搭載された携帯型電子機器（図示せぬ）の電源が投入された後、所定の条件が満たされると、図５の電池残量推定処理は開始する。
【００４７】
ステップＳ２１において、制御部１３は、電池温度検出部５１により検出された電池温度Ｔを読み込む。
【００４８】
ステップＳ２２において、制御部１３は、電圧検出部５２により検出されたコンデンサ電圧値Ｖｃ２を読み込む。
【００４９】
ステップＳ２３において、制御部１３は、コンデンサ電圧値Ｖｃ２は所定範囲内であるか否かを判定する。
例えば、コンデンサ１４の残留電荷が一定以上存在する場合、即ちコンデンサ電圧値Ｖｃ２が一定以上の場合、スイッチ回路１５がオンされても、コンデンサ１４に充電電流が充分に流れずに、電池１１の電圧降下量が小さくなる。このような場合には、電池１１の電池残量を精度よく推定することが困難になる。換言すると、電池１１の電池残量の推定精度を一定以上に確保するためには、コンデンサ電圧値Ｖｃ２が所定範囲内に入っている必要がある。
そこで、コンデンサ電圧値Ｖｃ２が所定範囲内に入っていない場合、ステップＳ２３においてＮＯであると判定されて、処理はステップＳ２２に戻される。即ち、コンデンサ電圧値Ｖｃ２が所定範囲内に入るまでの間、ステップＳ２２及びＳ２３のループ処理が繰り返し実行されることで、制御部４１の動作は待機状態になる。この場合、図示しない放電回路によって、コンデンサ１４の残留電荷が一定以下となるように残留電荷を放電させてもよい。
その後、コンデンサ電圧値Ｖｃ２が所定範囲内に入ると、ステップＳ２３においてＹＥＳであると判定されて、処理はステップＳ２４に進む。
【００５０】
図５と図２とを比較すると容易にわかるが、第２実施形態のステップＳ２４乃至Ｓ３０の処理の流れは、第１実施形態のステップＳ１乃至Ｓ７の処理の流れと基本的に同様である。従って、第２実施形態のステップＳ２４乃至Ｓ３０の処理の流れについては、その説明は省略する。
【００５１】
ただし、第２実施形態のステップＳ２８の処理で参照されるデータテーブルと、第１実施形態のステップＳ５（図２）の処理で参照されるデータテーブル（図３）とは異なる。
そこで、以下、第２実施形態のステップＳ２８の処理で参照されるデータテーブル、及び、当該データテーブルを参照して実行されるステップＳ２８の処理について説明する。
【００５２】
図６は、第２実施形態のメモリ３３（図４）に記憶されたデータテーブルの構造の一例を示している。
図６に示すように、第２実施形態では、スイッチ回路１５がオンになる前のコンデンサ電圧値Ｖｃ２毎に、データテーブル６１乃至６４の各々がメモリ３３に記憶されている。
なお、図６では、説明の便宜上、４個のデータテーブル６１乃至６４が図示されているが、これは例示である。即ち、ステップＳ２３の処理で用いられる「所定範囲内」で、コンデンサ電圧値Ｖｃ２が離散的にＮ個に分割された場合（Ｎは、１以上の整数値）には、Ｎ個のデータテーブルがメモリ３３に記憶される。
この場合、ステップＳ２８の処理では、Ｎ個のデータテーブル（図６の例ではＮ＝４個のデータテーブル６１乃至６４）のうち、直前のステップＳ２２の処理で読み込まれたコンデンサ電圧値Ｖｃ２に対応するデータテーブルが参照される。
【００５３】
ここで、図６においては、データテーブル６１については、その全体の構造が図示されているが、他のデータテーブル６２乃至６４については、一部の構造のみしか図示されていない。そこで、以下、データテーブル６１に着目し、データテーブル６１の構造についてのみ説明する。
ただし、これは説明の便宜上のためであり、第２実施形態においては、図６に示されているデータテーブル６１乃至６４も含めてＮ個のデータテーブルは何れも、以下に説明するデータテーブル６１の構造と同一の構造を有している。
【００５４】
図６のデータテーブル６１は、行列構造を有しているので図３と同様に、図６中横方向の項目の集合体を「行」と呼び、同図中縦方向の項目の集合体を「列」と呼ぶ。
図６のデータテーブル６１においては、「電圧読み値Ｖｃ１（Ｖ）」と、複数の電池温度Ｔ（参照温度Ｔ）毎の「電池残量（％）」の各々とが、各行毎に対応付けられて格納されている。
即ち、所定の行の「電圧読み値（Ｖ）」の項目には、電圧検出部３１により検出されて制御部４１により読み込まれ得る所定の電圧値が格納されている。当該所定の行（同一行）の右方の複数の「電池残量（％）」の項目のそれぞれには、複数の電池温度Ｔ毎に、当該所定の電圧値が読み込まれた際の電池残量の推定値が格納されている。
なお、電池残量の推定値は、所定のアルゴルズムに従って演算された演算値であってもよいし、事前評価等で取得された実測値であってもよい。
具体的には例えば、ステップＳ２１の処理で電池温度Ｔとして「４９℃」が読み込まれ、ステップＳ２７の処理で電圧値Ｖｃ１として「４．１９Ｖ」が読み込まれたものとする。この場合、ステップＳ２８において、制御部１３は、「電圧読み値（Ｖ）」の項目に「４．１９Ｖ」が格納されている行を参照して、当該行の参照温度Ｔ［℃］が「４９」である「電池残量（％）」の項目の格納値、即ち「９９．８％」を電池残量の推定値として取得する。
また例えば、ステップＳ２１の処理で電池温度Ｔとして「−９℃」が読み込まれ、ステップＳ２７の処理で電圧値Ｖｃ１として「２．４８Ｖ」が読み込まれたものとする。この場合、ステップＳ２８において、制御部１３は、「電圧読み値（Ｖ）」の項目に「２．４８Ｖ」が格納されている行を参照して、当該行の参照温度Ｔ［℃］が「−８」である「電池残量（％）」の項目の格納値、即ち「５．２％」を電池残量の推定値として取得する。
【００５５】
以上説明したように、第２実施形態の電池残量推定装置は、第１実施形態と同様に、コンデンサ１４と、電圧保持回路１２と、制御部４１と、を備えている。
従って、第２実施形態の電池残量推定装置も、第１実施形態と全く同様の効果、即ち、高精度を確保したまま、低コスト化及び小型化を図れる電池残量推定装置を容易に提供できる、という効果を奏することが可能になる。
【００５６】
さらに、第２実施形態の電池残量推定装置は、電池１１の電池残量を決定付ける主要因である電池１１の電圧降下量を考慮するのみならず、さらに、電池１１の電池残量を決定付ける１以上の副要因を考慮して、電池１１の電池残量を推定する。
副要因としては、例えば、電池温度Ｔ、及び、スイッチ回路１５がオンになる前のコンデンサ電圧値Ｖｃ２（コンデンサ１４の残留電荷に起因するコンデンサ電圧値Ｖ２）を採用することができる。なお、これらの副要因は例示に過ぎないことは上述したとおりである。
このように、第２実施形態では、主要因を判断の基礎としつつ、第１実施形態では考慮されていなかった副要因も併せて総合的に判断することができるので、電池１１の電池残量をより高精度に推定することが可能になる。
【００５７】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００５８】
例えば、上述の実施形態では、電圧保持回路１２は、図１や図４に示す構成を取っているが、この構成に特に限定されない。即ち、電圧保持回路１２は、電池１１からコンデンサ１４に流れる充電電流に起因して電圧降下が生じたときの電池１１の出力電圧に対応する電圧を保持する機能を有していれば、任意の構成を取ることができる。
【００５９】
また例えば、上述の実施形態では、図１の制御部１３や図４の制御部４１は、電圧保持回路１２に保持された電圧と、図３や図６のデータテーブルとを用いて、電池残量を推定した。
しかしながら、電池残量の推定手法は、上述の実施形態の例に特に限定されず、電圧保持回路１２に保持された電圧を用いる手法であれば足りる。
例えば、データテーブルを用いずに、所定のアルゴルズムに従って電池残量を推定演算する手法を採用してもよい。
また例えば、データテーブルとは別の補正データを予め保持しておき、当該補正データに基づいて電池残量を推定する手法を採用してもよい。
【００６０】
また例えば、上述した実施形態では、本発明が適用される電池残量推定装置は、携帯型電子機器に搭載される構成を取る場合を例として説明した。
しかしながら、本発明は、特にこれに限定されず、電源として電池を採用可能な機器一般に搭載又は接続される電池残量推定装置に広く適用することができる。
【００６１】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
【００６２】
図７は、上述した一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合の、制御部１３（図１）や制御部４１（図４）のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
即ち、制御部１３や制御部４１は、上述の例では、マイクロコンピュータとして構成されたが、特にこれに限定されず、例えば、専用のハードウェア（図示せず）として構成することもできるし、図７に示すコンピュータとして構成することもできる。
ここで、図７に示すコンピュータ自体が、電池残量推定装置が搭載される機器であってもよい。換言すると、制御部１３や制御部４１は、電池残量推定装置が搭載される機器の部品（ここではＣＰＵ７１等）を流用して構成してもよい。
【００６３】
制御部１３や制御部４１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）７２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）７３と、バス７４と、入出力インターフェース７５と、入力部７６と、出力部７７と、記憶部７８と、通信部７９と、ドライブ８０と、を備えている。
【００６４】
ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２に記録されているプログラムに従って各種の処理を実行する。又は、ＣＰＵ７１は、記憶部７８からＲＡＭ７３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
ＲＡ７３にはまた、ＣＰＵ７１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。
【００６５】
例えば第１実施形態の制御部１３（図１）の場合には、電圧検出部３１、接続制御部３２、及びタイマ３４の各機能を実現するプログラムが、ＲＯＭ７２や記憶部７８に記憶されている。従って、ＣＰＵ７１が、これらのプログラムに従った処理を実行することで、電圧検出部３１、接続制御部３２、及びタイマ３４の各機能を実現することができる。
【００６６】
また、例えば第２実施形態の制御部４１（図４）の場合には、電圧検出部３１、接続制御部３２、及びタイマ３４に加えてさらに、電池温度検出部５１、電圧検出部５２、及び判断部５３の各機能を実現するプログラムが、ＲＯＭ７２や記憶部７８に記憶されている。従って、ＣＰＵ７１が、これらのプログラムに従った処理を実行することで、電圧検出部３１、接続制御部３２、及びタイマ３４に加えてさらに、電池温度検出部５１、電圧検出部５２、及び判断部５３の各機能を実現することができる。
【００６７】
ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、及びＲＡＭ７３は、バス７４を介して相互に接続されている。このバス７４にはまた、入出力インターフェース７５も接続されている。入出力インターフェース７５には、入力部７６、出力部７７、記憶部７８、及び通信部７９が接続されている。
【００６８】
入力部７６は、各種釦等の操作部で構成され、ユーザの指示操作を受け付ける他、各種情報を入力する。
出力部７７は、ディスプレイ等の表示部や、スピーカ等の音声出力部で構成され、各種情報、例えば、電池残量の推定結果を示す情報等を出力する。
記憶部７８は、ハードディスクやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各種データを記憶する。例えば記憶部７８には、上述した図１や図４のメモリ３３が設けられ、図３や図６に示すデータテーブルが記憶される。
通信部７９は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置（図示せず）との間で行う通信を制御する。
【００６９】
入出力インターフェース７５にはまた、必要に応じてドライブ８０が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなるリムーバブルメディア８１が適宜装着される。ドライブ８０によってリムーバブルメディア８１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部７８にインストールされる。また、リムーバブルメディア８１は、記憶部７８に記憶されている各種データも、記憶部７８と同様に記憶することができる。
【００７０】
一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
【００７１】
このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディア８１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。リムーバブルメディア８１は、例えば、磁気ディスク（フロッピディスクを含む）、光ディスク、又は光磁気ディスク等により構成される。光ディスクは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等により構成される。光磁気ディスクは、ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ）等により構成される。また、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体は、例えば、プログラムが記録されているＲＯＭ７２や記憶部７８に含まれるハードディスク等で構成される。
【００７２】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【符号の説明】
【００７３】
１１・・・電池、１２・・・電圧保持回路、１３・・・制御部、１４・・・コンデンサ１５・・・スイッチ回路、１６・・・負荷、２１・・・抵抗、２２・・・ダイオード、２３・・・コンデンサ、３１・・・電圧検出部、３２・・・接続制御部、３３・・・メモリ、３４・・・タイマ、４１・・・制御部、５１・・・電池温度検出部、５２・・・電圧検出部、５３・・・判断部
【図１】
0005505124.tif 000002
【図２】
0005505124.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005505124.tif 000005
【図５】
0005505124.tif 000006
【図６】
0005505124.tif 000007
【図７】
0005505124.tif 000008
【図８】
0005505124.tif 000009
【図９】
0005505124.tif 000010