(57)【要約】【課題】負荷変動の影響を補正した電池残量の表示が可能な情報端末を提供すること。【解決手段】ＲＯＭ３４は、所定の電池温度および負荷電流の大きさに対する、電池残量と電池電圧の対応テーブルを記憶している。ここで、電圧検出回路４０は、電池電圧を検出する。温度検出回路４２は、電池温度を検出する。ＣＰＵ１０は、情報端末の動作モードを取得する。ここで、動作モードに対応する負荷電流の大きさを算定する。次に、ＲＯＭ３４に記憶された対応テーブルを、前記電池温度および前記負荷電流に対応させて補間することにより補間テーブルを作成する。そして、作成された補間テーブルにおいて、電圧検出回路４０によって検出された電池電圧に対応する電池残量を求める。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の電池温度および負荷電流の大きさに対する、電池残量と電池電圧の対応テーブルを記憶する第１の記憶手段と、
情報端末の動作状態を表す複数の動作モードと、該動作モード毎に対応する負荷電流の大きさとの関係を表した対応テーブルを記憶する第２の記憶手段と、
電池電圧を検出する電圧検出手段と、
電池温度を検出する温度検出手段と、
前記複数の動作モードの中で、情報端末の対応する動作モードを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得した前記動作モードに対応する負荷電流の大きさを前記第２の記憶手段から算定する負荷算定手段と、
前記第１の記憶手段に記憶された対応テーブルを、前記電池温度および前記負荷電流に対応させて補間することにより補間テーブルを作成する補間手段と、
前記補間手段によって作成された補間テーブルを用いて、前記電圧検出手段によって検出された電池電圧に対応する電池残量を求める残量算出手段と、
を備えることを特徴とする情報端末。
【請求項２】
前記第１の記憶手段は、電池温度の大きさに対応する複数の対応テーブルを備え、
前記補間手段は、前記複数の対応テーブルを用いて、前記温度検出手段によって検出された電池温度に対応する補間テーブルを作成することを特徴とする請求項１に記載の情報端末。
【請求項３】
前記第１の記憶手段は、負荷電流の大きさに対する複数の対応テーブルを備え、
前記補間手段は、前記複数の対応テーブルを用いて、前記負荷算定手段によって算定された負荷電流に対応する補間テーブルを作成することを特徴とする請求項１または２に記載の情報端末。
【請求項４】
前記第１の記憶手段は、動作モードの組み合わせ毎に対応した負荷電流を表した対応テーブルを備え、
前記負荷算定手段は、前記取得手段により取得された動作モードが、複数の動作モードを含む場合には、該対応テーブルから負荷電流を算定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の情報端末。
【請求項５】
所定の電池温度および負荷電流の大きさに対する、電池残量と電池電圧の対応テーブルを記憶する情報端末の電池残量算出方法であって、
電池電圧、電池温度および情報端末の動作モードを取得する取得工程と、
前記動作モードに対応する負荷電流の大きさを算定する負荷算定工程と、
前記電池温度および前記負荷電流に対応させて、前記対応テーブルを補間することにより補間テーブルを作成する補間工程と、
前記補間工程によって作成された補間テーブルにおいて、前記取得工程によって取得された電池電圧に対応する電池残量を求める残量算出工程と、
を含むことを特徴とする電池残量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池の残量を検出する機能を有する情報端末および電池残量算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池を使用した小型の情報端末において、静止画および動画を扱うものが増えてきている。こうした小型の情報端末において、ハードディスクドライブなどの、負荷変動に大きな影響を及ぼす装置が搭載されるものが増えている。このような装置の駆動状態により、電池に対する負荷が大きく変動するようになってきている。
【０００３】
情報端末があとどのくらい使用できるかを推測するにあたり、電池残量の正確な表示は非常に重要である。電池残量を検出する方法として、電池の充放電電流を測定する方法が開示されている（たとえば、特許文献１、２参照。）。また、電池電圧を測定する方法が開示されている（たとえば、特許文献３、４参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−６６２５１号公報
【特許文献２】特開平７−２６０８３９号公報
【特許文献３】特開平６−５１８７６号公報
【特許文献４】特開平１１−５５３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、充放電電流を測定する方法は、電流測定部や、その測定された電流のデータを格納する格納部、データから電池残量を算出するＣＰＵが必要となり、小型化、低コスト化を阻害する。したがって、小型の情報端末には向かない。
【０００６】
一方、電池電圧を測定する方法では、電池の特性として、負荷が変動する際に内部インピーダンスにより外部電圧が変化する。このため、負荷変動の大きな装置を内蔵する情報端末では、正確な電池残量を検出することができない。たとえば、情報端末の電源投入時には負荷が大きくなるので、電池残量が少なく表示され、その後、情報端末が安定すると負荷が小さくなるので、電池残量が増えるという事態が生じる。
【０００７】
したがって、負荷変動の大きな装置を内蔵する情報端末では、電池電圧を測定するたびに検出される電池残量が変化するので、検出される電池残量が不正確になりやすい。このように電池残量の表示が不正確であることにより、電池残量を適切に確認できなくなり、充電などによる電池残量の管理が適切にできなくなる。
【０００８】
また、負荷に流れる電流を測定し、補正する方法により負荷変動の影響を補正する場合、電流検出部、比較電圧補正部などの部品をさらに用意する必要があり、コストが増大してしまう。さらに、電源ラインに電流検出用の抵抗を挿入することは、電圧の降下を招き、無駄な電力消費が生ずることとなるので、電池による駆動時間が短くなってしまうという問題が挙げられる。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、負荷変動の影響を補正した電池残量の表示が可能な、情報端末および電池残量算出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明にかかる情報端末は、所定の電池温度および負荷電流の大きさに対する、電池残量と電池電圧の対応テーブルを記憶する第１の記憶手段と、情報端末の動作状態を表す複数の動作モードと、該動作モード毎に対応する負荷電流の大きさとの関係を表した対応テーブルを記憶する第２の記憶手段と、電池電圧を検出する電圧検出手段と、電池温度を検出する温度検出手段と、前記複数の動作モードの中で、情報端末の対応する動作モードを取得する取得手段と、前記取得手段により取得した前記動作モードに対応する負荷電流の大きさを前記第２の記憶手段から算定する負荷算定手段と、前記第１の記憶手段に記憶された対応テーブルを、前記電池温度および前記負荷電流に対応させて補間することにより補間テーブルを作成する補間手段と、前記補間手段によって作成された補間テーブルを用いて、前記電圧検出手段によって検出された電池電圧に対応する電池残量を求める残量算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、前記第１の記憶手段は、電池温度の大きさに対応する複数の対応テーブルを備え、前記補間手段は、前記複数の対応テーブルを用いて、前記温度検出手段によって検出された電池温度に対応する補間テーブルを作成してもよい。
【００１２】
また、前記第１の記憶手段は負荷電流の大きさに対する複数の対応テーブルを備え、前記補間手段は、前記複数の対応テーブルを用いて、前記負荷算定手段によって算定された負荷電流に対応する補間テーブルを作成してもよい。
【００１３】
また、前記第１の記憶手段は、動作モードの組み合わせ毎に対応した負荷電流を表した対応テーブルを備え、 前記負荷算定手段は、前記取得手段により取得された動作モードが、複数の動作モードを含む場合には、該対応テーブルから負荷電流を算定してもよい。
【００１４】
また、本発明にかかる電池残量算出方法は、所定の電池温度および負荷電流の大きさに対する、電池残量と電池電圧の対応テーブルを記憶する情報端末の電池残量算出方法であって、電池電圧、電池温度および情報端末の動作モードを取得する取得工程と、前記動作モードに対応する負荷電流の大きさを算定する負荷算定工程と、前記電池温度および前記負荷電流に対応させて、前記対応テーブルを補間することにより補間テーブルを作成する補間工程と、前記補間工程によって作成された補間テーブルにおいて、前記取得工程によって取得された電池電圧に対応する電池残量を求める残量算出工程と、を含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる情報端末および電池残量算出方法の好適な実施例を詳細に説明する。
【００１６】
図１は、この実施例の情報端末の構成の一例を説明するブロック図である。この図１に示すように、情報端末は、ＣＰＵ１０と、ＬＣＤバックライト１２と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）１４と、表示部１８とを備えて構成される。
【００１７】
また、この情報端末は、電池２０を内蔵しており、この電池２０から供給された電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２を介して駆動部に供給される。すなわち、電源は、ＣＰＵ１０とＬＣＤバックライト１２とハードディスクドライブ１４と表示部１８に供給される。すなわち電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２２で安定化されたり、変圧されたりした電圧として供給される。ＣＰＵ１０は、内部に、ＡＤ変換器３０と、ＲＡＭ３２と、ＲＯＭ３４とを備える。
【００１８】
また、この情報端末は、電圧検出回路４０も備える。この電圧検出回路は、電池２０とＤＣ／ＤＣコンバータ２２との間の電圧を検出し、検出した値を電池電圧として、ＣＰＵ１０のＡＤ変換器３０に供給する。ＣＰＵ１０では、この検出した値をデジタルデータに変換して、ＣＰＵ１０に取り込む。
【００１９】
電池２０は温度検出回路４２を内蔵している。この温度検出回路４２は、例えば、サーミスタにより構成されており、この温度検出回路４２のアナログ信号の出力は、ＡＤ変換器３０に入力され、デジタルデータとして、ＣＰＵ１０に取り込まれる。
【００２０】
また、この情報端末は、ＵＳＢＩ／Ｆ５０、ＳＤＩ／Ｆ５１、ＣＦＩ／Ｆ５２、を備える。ＵＳＢＩ／Ｆ５０は、ＵＳＢに対応した外部機器との接続部として機能するインターフェースである。ＳＤＩ／Ｆ５０は、ＳＤカードとの接続部として機能するインターフェースである。ＣＦＩ／Ｆ５０は、ＣＦカードとの接続部として機能するインターフェースである。
【００２１】
図２は、情報端末の動作モードに対する負荷電流を説明する説明図である。図２に示す各動作モードのときに、情報端末に流れる負荷電流の大きさをｍＡ単位で示したものである。
【００２２】
動作モードＡの初期状態のとき、負荷電流の大きさは５３０ｍＡである。この初期状態は、ＯＳ起動前であり、ＬＣＤバックライト１２には電源が供給されている。なお、ＬＣＤバックライト１２の輝度によって負荷電流の大きさが変化するので、輝度の大きさにしたがって動作モードを細かく区切り、区切られた動作モードごとに負荷電流の大きさを設定することもできる。動作モードＢの静止画再生のとき、負荷電流の大きさは５３０ｍＡである。動作モードＣの動画再生のとき、負荷電流の大きさは８００ｍＡである。
【００２３】
動作モードＤの音楽再生（ヘッドホン出力）のとき、負荷電流の大きさは５８０ｍＡである。動作モードＥの音楽再生（スピーカ出力）のとき、負荷電流の大きさは６８０ｍＡである。なお、音楽再生の場合は、その再生音量によって負荷電流の大きさが変化するので、再生音量の値にしたがって動作モードを細かく区切り、区切られた動作モードごとに負荷電流の大きさを設定することもできる。
【００２４】
動作モードＦのデータ転送（ＵＳＢ）のとき、負荷電流の大きさは１３３０ｍＡである。動作モードＧのデータ転送（ＳＤカード）のとき、負荷電流の大きさは１１１０ｍＡである。動作モードＨのデータ転送（ＣＦカード）のとき、負荷電流の大きさは１１１０ｍＡである。動作モードＩのスライドショー再生のとき、負荷電流の大きさは６３０ｍＡである。動作モードＪのダイレクト・プリンタ印刷（ＵＳＢ経由）のとき、負荷電流の大きさは１３００ｍＡである。動作モードＫのＬＣＤ消灯のとき、負荷電流の大きさは−１００ｍＡである。
【００２５】
図３は、複数の動作モードを組み合わせたときの負荷電流を説明する説明図である。図２と同様に、情報端末に流れる負荷電流の大きさをｍＡ単位で示したものである。動作モードＡ〜Ｋのそれぞれについて、図２で説明したように負荷電流が与えられているが、動作モードＡ〜Ｋを組み合わせたとき、各動作モードに与えられている負荷電流値を単純に足し合わせた値とは異なる負荷電流値となる。この組み合わせたときの負荷電流値を、図３に示す。すなわち、動作モードＢ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、ＨおよびＩのうち、組み合わせが可能な２つの動作モードを組み合わせたときの負荷電流を示している。
【００２６】
以上説明した図２または図３を参照することにより、情報端末の動作モードから、負荷電流を求めることができる。したがって、常に負荷電流の変化をモニタしておかなくとも、情報端末が静止画を再生しているのか、スピーカ出力で音楽再生しているのか、という動作モードをチェックすることにより、負荷電流の値を求めることができる。
【００２７】
図４〜６は、各温度に対する負荷電流ごとの電池電圧−電池残量の対応テーブルである。この実施例において、図２または図３で説明したように負荷電流が求められる。また、電池電圧および電池温度は、測定により取得することができる。そして、負荷電流、電池電圧および電池温度から、電池残量を求めるが、図４〜６の各図においては、すべての電池温度、電池電圧についてデータを用意しているわけではなく、補間することにより必要なデータを作成する。
【００２８】
図４は、電池温度が５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブルである。図４では、電池温度が５度の場合について、負荷電流を５００ｍＡ、１０００ｍＡ、１５００ｍＡのそれぞれについて、電池電圧と電池残量の関係を説明している。
【００２９】
図５は、電池温度が２５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブルである。図５では、電池温度が２５度の場合について、負荷電流を５００ｍＡ、１０００ｍＡ、１５００ｍＡのそれぞれについて、電池電圧と電池残量の関係を説明している。
【００３０】
図６は、電池温度が４５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブルである。図６では、電池温度が４５度の場合について、負荷電流を５００ｍＡ、１０００ｍＡ、１５００ｍＡのそれぞれについて、電池電圧と電池残量の関係を説明している。
【００３１】
以上の図４〜６によって示される温度別のテーブルから、電池温度に対応したテーブルを作成する。たとえば、温度が３５度の場合、図４〜６にはちょうど対応するデータはない。そこで、図５に示される温度が２５度の場合のデータと、図６に示される温度が４５度のデータを使用して補間したデータを作成する。その結果、電池温度に適合化されたテーブルをつくることができる。
【００３２】
図７は、電池温度が３５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブルである。３５度は、２５度と４５度の間にあるので、３５度のときの対応関係は、図５のデータと図６のデータを直線補間することにより求められる。３５度の例では、２５度と４５度のちょうど中間なので、足して２で割ることにより図７に示すテーブルを作成することができる。
【００３３】
次に、負荷電流に合わせてテーブルを適合化する。たとえば、動作モードが動画再生モードの場合を例に挙げる。動画再生モードの場合は、動作モードＣなので、図２を参照して負荷電流は８００ｍＡであることが分かる。しかし、図７の段階ではまだ５００ｍＡ、１０００ｍＡ、１５００ｍＡについてしか対応関係が用意されていない。８００ｍＡは、５００ｍＡと１０００ｍＡの間にある。そこで、５００ｍＡと１０００ｍＡについて用意されている対応関係から直線補間によって、８００ｍＡについての対応関係を作成する。直線補間することによって、電池電圧と電池残量の関係を１対１で対応付けたテーブルを作成することができる。
【００３４】
図８は、負荷電流が８００ｍＡの場合の電池電圧−電池残量の対応テーブルである。図８の対応関係は、図７において５００ｍＡと１０００ｍＡについて用意されている対応関係から、直線補間によって作成される。これにより、３５度、８００ｍＡの場合の電池電圧値に対する対応関係が用意される。図８のテーブルによれば、電池残量と電池電圧の値が１対１で対応している。したがって、測定した電池電圧の値を当てはめることにより、電池残量を求めることができる。たとえば、電池電圧が３．８５Ｖであると検出された場合、図８から電池残量は７０％であることが分かる。
【００３５】
図９は、この実施例の電池残量を算出する処理を説明するフローチャートである。まず、電池電圧を取得する（ステップＳ９０１）。電池電圧は、電圧検出回路４０が、電池２０の電圧を検出し、ＤＣ/ＤＣコンバータ２２およびＡＤ変換器３０を経てデジタル値として取得される。
【００３６】
次に、電池温度を取得する（ステップＳ９０２）。電池温度は、温度検出回路４２が、電池２０の温度を検出し、ＤＣ/ＤＣコンバータ２２およびＡＤ変換器３０を経てデジタル値として取得される。次に、情報端末の動作モードを取得する（ステップＳ９０３）。情報端末の動作モードは、ＲＡＭ３２に記憶されているので、ＣＰＵ１０がＲＡＭ３２から読み出すことにより、情報端末の動作モードを取得する。
【００３７】
次に、動作モード−負荷電流テーブルにより、負荷を算定する（ステップＳ９０４）。図２または図３に示される動作モード−負荷電流テーブルを参照して、動作モードに対応する負荷電流を求める。たとえば、動画再生モードの場合は、負荷電流は８００ｍＡであると求めることができる。
【００３８】
次に、電池温度に対応した電池電圧−電池残量変換テーブルを作成する（ステップＳ９０５）。すなわち、図４〜６に示すあらかじめ用意された電池電圧−電池残量変換テーブルから、たとえば電池温度が３５度の場合、図７に示す電池温度に対応した電池電圧−電池残量変換テーブルを作成する。
【００３９】
次に、負荷に対応した電池電圧−電池残量変換テーブルを作成する（ステップＳ９０６）。すなわち、図７に示す電池温度に対応した電池電圧−電池残量変換テーブルから、たとえば負荷電流が８００ｍＡの場合、図８に示す負荷電流に対応した電池電圧−電池残量変換テーブルを作成する。
【００４０】
次に、電池残量を算出する（ステップＳ９０７）。たとえば図８に示すように、負荷電流に対応した電池電圧−電池残量変換テーブルが作成されているので、ここで、ステップＳ９０１で取得した電池電圧に対応する電池残量を算出する。そして、算出された電池残量を表示部１８に表示し（ステップＳ９０８）、一連の処理を終了する。
【００４１】
以上説明したように、この実施例によれば、負荷変動の影響を受けずに、電池残量を高い精度で算出することができる。電池残量を正確に表示することにより、電池残量を適切に確認できるようになり、充電などの電池残量の管理が適切にできるようになる。また、この実施例によれば、随時変化しうる負荷電流を、常にモニタしておく必要がなくなる。その結果、ＣＰＵリソースを有効に活用することができ、特に小型組み込み系機器において、小型化、省電力化を実現することができて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この実施例の情報端末の構成の一例を説明するブロック図。
【図２】情報端末の動作モードに対する負荷電流を説明する説明図。
【図３】複数の動作モードを組み合わせたときの負荷電流を説明する説明図。
【図４】電池温度が５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブル。
【図５】電池温度が２５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブル。
【図６】電池温度が４５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブル。
【図７】電池温度が３５度の場合の電池電圧−電池残量の対応テーブル。
【図８】負荷電流が８００ｍＡの場合の電池電圧−電池残量の対応テーブル。
【図９】この実施例の電池残量を算出する処理を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ＣＰＵ、１２  ＬＣＤバックライト、１４  ＨＤＤ、１８  表示部、２０  電池、２２  ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０  ＡＤ変換器、３２  ＲＡＭ、３４  ＲＯＭ、４０  電圧検出回路、４２  温度検出回路、５０  ＵＳＢＩ／Ｆ、５１  ＳＤＩ／Ｆ、５２  ＣＦＩ／Ｆ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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