(57)【要約】【課題】  効率的な電池の利用を行う電力制御装置及び無線通信装置を提供する。【解決手段】  本発明は、電池を電源として駆動する無線通信装置の電力制御を行う電力制御装置に関する。そして、電力制御装置は、電圧変換手段と、電池又は電圧変換手段のいずれか一方を選択して、回路ブロックを駆動電源切替手段と、回路ブロックごとの電源供給を制御する手段と、電池の電圧レベルを計測する計測手段と、回路ブロックの動作履歴と、最新の計測結果に基づいて電池の出力電圧の推定値を算出する手段と、推定値に基づいて、電池の状態遷移のタイミングを推定し、状態遷移を検出したタイミングで、計測による確認を行い、電池の状態遷移が確認できた場合には、その状態遷移に対応する電力制御処理を行うことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を電源として駆動する１又は複数の回路ブロックを備える無線通信装置の電力制御を行う電力制御装置において、
電池から出力される第１の電源電圧を変換して第２の電源電圧として出力する電圧変換手段と、
上記第１の電源電圧又は上記第２の電源電圧のいずれか一方を選択して、それぞれの上記回路ブロックを駆動する第３の電源電圧として出力する電源切替手段と、
上記回路ブロックごとに、上記電源切替手段から供給される上記第３の電源電圧の制御を行う回路ブロック制御手段と、
上記電池から出力される上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測する計測手段と、
それぞれの上記回路ブロックの動作履歴と、上記計測手段で計測した最新の計測結果とに基づいて、上記電池が出力する上記第１の電源電圧を推定値を算出する推定値算出手段と、
上記推定値算出手段が算出した推定値に基づいて、上記電池の状態遷移のタイミングを推定し、上記電池の状態遷移が発生したと推定したタイミングで、上記計測手段を用い、現在の上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測させ、上記計測手段で計測した最新の計測結果に基づいて、上記電池の状態遷移が確認できた場合には、その状態遷移に対応する電力制御処理を行う電力制御手段と
を有することを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】
上記電力制御手段は、上記推定値算出手段が算出した推定値が、第１の閾値を超えている間は、上記電源切替手段に上記第１の電源電圧を選択させ、上記推定値算出手段が算出した推定値が、上記第１の閾値以下となった場合には、上記計測手段を用い、現在の上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測させ、上記計測手段で計測した最新の計測結果が上記第１の閾値以下だった場合に、上記電源切替手段に上記第２の電源電圧を選択させる切替制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
上記電力制御手段は、上記電源切替手段に上記第２の電源電圧を選択させる制御を行っている間に、上記推定値算出手段が算出した推定値が、上記第１の閾値よりも低い第２の閾値以下となった場合には、上記計測手段を用い、現在の上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測させ、上記計測手段で計測した最新の計測結果が上記第２の閾値以下だった場合に、上記電池が無くなった判定し、それに対応する処理を実行することを特徴とする請求項２に記載の電力制御装置。
【請求項４】
上記電力制御手段は、上記電池の寿命が無くなった判定した場合、それぞれの上記回路ブロックを停止させる処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項５】
電池を電源として駆動する１又は複数の回路ブロックと、上記回路ブロックの電力制御を行う電力制御装置とを備える無線通信装置において、上記電力制御装置として請求項１〜４のいずれかに記載の電力制御装置を適用したことを特徴とする無線通信装置。
【請求項６】
電池を電源として駆動する１又は複数の回路ブロックを備える無線通信装置の電力制御方法において、
電圧変換手段、電源切替手段、回路ブロック制御手段、計測手段、推定値算出手段、電力制御手段を備え、
上記電圧変換手段は、電池から出力される第１の電源電圧を変換して第２の電源電圧として出力し、
上記電源切替手段は、上記第１の電源電圧又は上記第２の電源電圧のいずれか一方を選択して、それぞれの上記回路ブロックを駆動する第３の電源電圧として出力し、
上記回路ブロック制御手段は、上記回路ブロックごとに、上記電源切替手段から供給される上記第３の電源電圧の制御を行い、
上記計測手段は、上記電池から出力される上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測し、
上記推定値算出手段は、それぞれの上記回路ブロックの動作履歴と、上記計測手段で計測した最新の計測結果とに基づいて、上記電池が出力する上記第１の電源電圧を推定値を算出し、
上記電力制御手段は、上記推定値算出手段が算出した推定値に基づいて、上記電池の状態遷移のタイミングを推定し、上記電池の状態遷移が発生したと推定したタイミングで、上記計測手段を用い、現在の上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測させ、最新に上記計測手段で計測した計測結果に基づいて、上記電池の状態遷移が確認できた場合には、その状態遷移に対応する電力制御処理を行う
ことを特徴とする無線通信装置の電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力制御装置、無線通信装置、及び無線通信装置の電力制御方法に関し、例えば、電池駆動の無線通信装置に適用し得る。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサネットワークのセンサノード等、電池で駆動する無線通信装置では、種々の省電力化に関する技術が存在する。
【０００３】
従来の無線通信装置での省電力技術としては特許文献１の記載技術が存在する。
【０００４】
特許文献１に記載された無線通信装置の低消費電力方法は、装置への電源供給を、直流電源から直接行う経路と、直流電源からＤＣ／ＤＣコンバータを介して行う経路とで切り替える構成を有し、動作条件によって電源経路を切り替えることにより、ＤＣ／ＤＣコンバータによる電力損失を抑止し、低消費電力化を実現していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０９８８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来では、無線通信端末を電池で駆動する場合、電池出力が低下した状態で、電池出力から直接電源供給をすると、装置の動作が不安定になる恐れがあるため、電池残量が十分ある状態にも関わらず、早めに電池交換を行い、装置の不安定動作を回避していた。
【０００７】
そのため、効率的な電池の利用を行うことができる電力制御装置、無線通信装置、及び無線通信装置の電力制御方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の本発明は、電池を電源として駆動する１又は複数の回路ブロックを備える無線通信装置の電力制御を行う電力制御装置において、（１）電池から出力される第１の電源電圧を変換して第２の電源電圧として出力する電圧変換手段と、（２）上記第１の電源電圧又は上記第２の電源電圧のいずれか一方を選択して、それぞれの上記回路ブロックを駆動する第３の電源電圧として出力する電源切替手段と、（３）上記回路ブロックごとに、上記電源切替手段から供給される上記第３の電源電圧の制御を行う回路ブロック制御手段と、（４）上記電池から出力される上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測する計測手段と、（５）それぞれの上記回路ブロックの動作履歴と、上記計測手段で計測した最新の計測結果とに基づいて、上記電池が出力する上記第１の電源電圧を推定値を算出する推定値算出手段と、（６）上記推定値算出手段が算出した推定値に基づいて、上記電池の状態遷移のタイミングを推定し、上記電池の状態遷移が発生したと推定したタイミングで、上記計測手段を用い、現在の上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測させ、上記計測手段で計測した最新の計測結果に基づいて、上記電池の状態遷移が確認できた場合には、その状態遷移に対応する電力制御処理を行う電力制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
第２の本発明は、電池を電源として駆動する１又は複数の回路ブロックと、上記回路ブロックの電力制御を行う電力制御装置とを備える無線通信装置において、上記電力制御装置として第１の本発明の電力制御装置を適用したことを特徴とする。
【００１０】
第３の本発明は、電池を電源として駆動する１又は複数の回路ブロックを備える無線通信装置の電力制御方法において、（１）電圧変換手段、電源切替手段、回路ブロック制御手段、計測手段、推定値算出手段、電力制御手段を備え、（２）上記電圧変換手段は、電池から出力される第１の電源電圧を変換して第２の電源電圧として出力し、（３）上記電源切替手段は、上記第１の電源電圧又は上記第２の電源電圧のいずれか一方を選択して、それぞれの上記回路ブロックを駆動する第３の電源電圧として出力し、（４）上記回路ブロック制御手段は、上記回路ブロックごとに、上記電源切替手段から供給される上記第３の電源電圧の制御を行い、（５）上記計測手段は、上記電池から出力される上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測し、（６）上記推定値算出手段は、それぞれの上記回路ブロックの動作履歴と、上記計測手段で計測した最新の計測結果とに基づいて、上記電池が出力する上記第１の電源電圧を推定値を算出し、（７）上記電力制御手段は、上記推定値算出手段が算出した推定値に基づいて、上記電池の状態遷移のタイミングを推定し、上記電池の状態遷移が発生したと推定したタイミングで、上記計測手段を用い、現在の上記第１の電源電圧の電圧レベルを計測させ、最新に上記計測手段で計測した計測結果に基づいて、上記電池の状態遷移が確認できた場合には、その状態遷移に対応する電力制御処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、効率的な電池の利用を行う電力制御装置、無線通信装置、及び無線通信装置の電力制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る無線通信装置の機能的構成について示したブロック図である。
【図２】実施形態に係る制御ＩＣの機能的構成の例について示したブロック図である。
【図３】実施形態に係る無線通信装置における電力制御の動作について示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（Ａ）主たる実施形態
以下、本発明による無線通信装置、及び無線通信装置の電力制御方法の一実施形態を、図面を参照しながら詳述する。
【００１４】
（Ａ−１）実施形態の構成
図１は、この実施形態の無線通信装置１の機能的構成について示したブロック図である。
【００１５】
無線通信装置１は、電池により駆動し他の無線通信装置（無線ノード）と無線通信を行うものである。
【００１６】
無線通信装置１は、電池１０、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、電源切替部３０、ｍ個の回路ブロック５０（５０−１〜５０−ｍ）、及び回路ブロック５０−１〜５０−ｍのそれぞれに電源出力（電源供給）を行う電源出力制御部４０−１〜４０−ｍを有している。
【００１７】
回路ブロック５０−１〜５０−ｍは、無線通信装置１の無線通信機能やアプリケーション機能等を担う回路群である。無線通信装置１において、配置される電源出力制御部４０の数や種類は限定されないものである。
【００１８】
本発明の電力制御装置は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、電源切替部３０、電源出力制御部４０−１〜４０−ｍ、及び制御ＩＣ６０により構成されている。
【００１９】
電池１０は、無線通信装置１全体の電源として機能するものである。電池１０としては種々の電池（例えば、リチウム電池、ニッケル水素電池等の電池）を適用することができるため詳しい説明は省略する。電池１０から出力される電池電圧Ｅ１は、電源切替部３０、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、及び制御ＩＣ６０に供給される。
【００２０】
昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、電池１０から入力（供給）される電池電圧Ｅ１をＤＣ／ＤＣ変換して電源電圧Ｅ２として出力するものである。
【００２１】
電源切替部３０は、制御ＩＣ６０から供給される制御信号Ｃ２の指示内容に従って、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される電源電圧Ｅ２、又は電池１０から出力される電池電圧Ｅ１のいずれかを選択して切替え、電源電圧Ｅ３として出力するものである。言い換えると、電源切替部３０は、制御ＩＣ６０の制御に従って、無線通信装置１を、電池１０から出力される電池電圧Ｅ１で駆動させるか、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される電源電圧Ｅ２で駆動させるかを選択する。
【００２２】
電源切替部３０から出力される電源電圧Ｅ３は、電源出力制御部４０−１〜４０−ｍのそれぞれに供給される。また、電源切替部３０から出力される電源電圧Ｅ３は、制御ＩＣ６０に電源電圧として供給される。
【００２３】
電源出力制御部４０−１〜４０−ｍは、それぞれ制御ＩＣ６０から供給される制御信号Ｃ１〜Ｃｍの制御に従って、ＯＮ／ＯＦＦの切替えを行う。電源出力制御部４０−１〜４０−ｍは、ＯＮ状態となると、電源切替部３０から供給される電源電圧Ｅ３を、電源電圧として回路ブロック５０−１〜５０−ｍに供給する。電源出力制御部４０−１〜４０−ｍは、ＯＦＦ状態となると、回路ブロック５０−１〜５０−ｍへの電源供給を遮断（ＯＦＦ）する。
【００２４】
制御ＩＣ６０は、電源出力制御部４０−１〜４０−ｍ、及び電源切替部３０を制御する機能を担っている。
【００２５】
ところで、無線通信装置１では、電源供給対象となっている構成要素（回路ブロック５０−１〜５０−ｍ及び制御ＩＣ６０を含む構成要素）で動作保証するための電源電圧の動作保証範囲（電源電圧に対する要求仕様）が定められている。すなわち、制御ＩＣ６０は、電源切替部３０から出力される電源電圧Ｅ３が、上述の動作保証範囲内となるように制御する必要がある。以下では、無線通信装置１において、電源電圧Ｅ３に求められる範囲（動作保証範囲）の下限を「動作保証電圧最小値ＴＬ１」と呼ぶものとする。
【００２６】
電池１０は、未使用の状態では動作保証電圧最小値ＴＬ１以上の電圧レベルを出力するが、電力消費を重ねるうちに徐々に出力レベルが降下する（電池電圧Ｅ１が降下する）。無線通信装置１では、電池１０の電池電圧Ｅ１が降下して、動作保証電圧最小値ＴＬ１以下となった場合でも、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を用いて昇圧した電源電圧Ｅ２で、無線通信装置１の駆動を継続することができる。しかしながら、電池１０が出力する電圧レベル（電池電圧Ｅ１）が低くなりすぎると、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される電源電圧Ｅ２が、動作保証電圧最小値ＴＬ１以下となってしまう。無線通信装置１では、このとき電池１０の寿命が無くなる（寿命を迎える）ことになる。この実施形態では、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０においても、動作保証電圧最小値ＴＬ１より高い電圧レベルを出力することを保証する動作保証範囲（許容可能な電池電圧Ｅ１の範囲）が定められているものとする。
【００２７】
以下では、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０で定められた動作保証範囲（許容可能な電池電圧Ｅ１の範囲）の下限値を動作保証電圧最小値ＴＬ２と呼ぶものとする。すなわち、無線通信装置１では、電池１０が出力する電圧レベル（電池電圧Ｅ１）が、動作保証電圧最小値ＴＬ２以下となったときに、電池１０の寿命が無くなることになる。
【００２８】
図２は、制御ＩＣ６０の内部の機能的構成について示したブロック図である。
【００２９】
図２では、説明の都合上制御ＩＣ６０の機能をブロック化して図示しているが、図２のブロック図は制御ＩＣ６０の実際の回路構成を限定するものではない。
【００３０】
図２に示すように、この実施形態の制御ＩＣ６０は、機能的に、電力制御処理部６１、電源部６２、ＡＤＣ６３、及び電力制御部６４を有している。
【００３１】
電源部６２は、制御ＩＣ６０の各回路を駆動するための電源であり、電源切替部３０からの電源電圧Ｅ３の供給を受けて、各回路に電源電圧を分配する。
【００３２】
電力制御部６４は、制御ＩＣ６０自体の電力制御を行う機能を担っている。この実施形態の例では、電力制御部６４は、アクティブモード又はスリープモード（アクティブモードよりも省電力で動作する動作モード）のいずれかで動作するものとする。なお、制御ＩＣ６０自体が複数の動作モードに対応することには限定されない。
【００３３】
ＡＤＣ６３は、電池電圧Ｅ１の入力を受けて、電池電圧Ｅ１をＡＤ変換したディジタル値をモニタ結果として取得するものである。
【００３４】
電力制御処理部６１は、ＡＤＣ６３によるモニタ結果等に基づいて、電源出力制御部４０−１〜４０−ｍ及び電源切替部３０を制御する処理を行うものである。電力制御処理部６１は、電源出力制御部４０−１〜４０−ｍに対して制御指示信号Ｃ１−１〜Ｃ１−ｍを供給する。また、電力制御処理部６１は、電源切替部３０に対して制御信号Ｃ２を供給する。
【００３５】
電力制御処理部６１は、ＡＤＣ６３による電池電圧Ｅ１のモニタ結果（電圧レベルの値）を保持するモニタ結果記憶部６１ａを備えている。
【００３６】
電力制御処理部６１は、ＡＤＣ６３を制御して、電池電圧Ｅ１のモニタ結果（電圧レベルの値）を取得する。制御ＩＣ６０は、１サンプルだけ電池電圧Ｅ１の電圧レベルを保持して当該電圧レベルをモニタ結果として保持するようにしてもよいし、複数サンプル（数は限定されないものである）取得して、その平均をモニタ結果として保持するようにしてもよい。以下では、モニタ結果記憶部６１ａで記憶されるモニタ結果（電圧レベルの値）を、「モニタ電圧ＥＭ」と呼ぶものとする。
【００３７】
また、電力制御処理部６１は、電池電圧Ｅ１のモニタを実行する際には、モニタ精度を確保するために、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を使用した状態（電源切替部３０の入力を昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０側に切替えた状態）とする制御を行うものとする。すなわち、電力制御処理部６１がＡＤＣ６３を用いて電池電圧Ｅ１をモニタする場合は、モニタ精度を確保するために昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の使用する（電源切替部３０の入力を昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０側に切替えた状態とする）ことが必須であるが、ＡＤＣ６３を用いて電池電圧Ｅ１をモニタする際に消費電力量が増加するため、モニタを行う回数は可能な限り少なくすることが望ましい。
【００３８】
そこで、電力制御処理部６１は、常時電池電圧Ｅ１をモニタせずに、モニタ結果記憶部６１ａに保持された最新のモニタ結果に基づいた動作を行う。そして、電力制御処理部６１は、無線通信装置１の各構成要素（回路ブロック５０−１〜５０−ｍ及び制御ＩＣ６０）の動作履歴に基づいて、前回のモニタ実行以後の消費電流の積算値（以下、「消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉ」と呼ぶ）を算出する。
【００３９】
電力制御処理部６１は、電源出力制御部４０−１〜４０−ｍを制御しているので各回路ブロック５０−１〜５０−ｍが動作している時間（電源出力制御部４０−１〜４０−ｍをＯＮ状態に制御している時間）を把握することができる。また、電力制御処理部６１は、電力制御部６４の動作状態を確認することにより、制御ＩＣ６０の動作状態（アクティブモード又はスリープモード）を把握することができる。
【００４０】
以上のように、電力制御処理部６１は、無線通信装置１で電力供給の対象となる各構成要素（回路ブロック５０−１〜５０−ｍ及び制御ＩＣ６０）について動作履歴を把握することができるので、各構成要素の動作状態に応じた消費電流値（単位時間あたりの消費電流値）を予め保持しておくことにより、前回のモニタ実行以後の消費電流値の積算値（以下、「消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉ」と呼ぶ）を求めることができる。
【００４１】
例えば、消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉは、以下の（１）式のように示すことができる。
【００４２】
以下の（１）式では、回路ブロック５０−１〜５０−ｍのそれぞれの消費電流積算値（前回モニタ実行以後の消費電流積算値）をｓｕｍ＿Ｉ１−１〜ｓｕｍ＿Ｉ１−ｍとしている。また、（１）式では、制御ＩＣ６０の消費電流積算値（前回モニタ実行以後の消費電流積算値）を、消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉ２としている。
【００４３】
ｓｕｍ＿Ｉ  ＝  ｓｕｍ＿Ｉ１−１＋ｓｕｍ＿Ｉ１−２＋…＋ｓｕｍ＿Ｉ１−ｍ
＋ｓｕｍ＿Ｉ２  …（１）
なお、制御ＩＣ６０の消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉ２は、アクティブモード又はスリープモードで単位時間あたりの消費電流値が異なることを考慮すると、例えば、以下の（２）式のように示すことができる。以下の（２）式では、制御ＩＣ６０がアクティブモードで動作した累積時間に基づく消費電流積算値をｓｕｍ３−１とし、制御ＩＣ６０がスリープモードで動作した累積時間に基づく消費電流積算値をｓｕｍ３−２としている。例えば、制御ＩＣ６０がアクティブモードのみで動作していた場合は、ｓｕｍ３−２の値は０となる。この実施形態では、制御ＩＣ６０は、アクティブモードとスリープモードの２つの動作モードで動作するため、制御ＩＣ６０の消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉ２は以下の（２）式で表すことができるが、制御ＩＣ６０が３つ以上の動作モードで動作する場合各動作モードに応じた消費電流積算値を加算して求める必要がある。なお、制御ＩＣ６０が複数の動作モードに対応しない場合には、以下の（２）式のような演算は必要ない。また、回路ブロック５０−１〜５０−ｍの中でも複数の動作モードに対応する物がある場合には、以下の（２）式と同様に動作モードごとに対応する消費電流積算値を加算して、当該回路ブロック５０の消費電流積算値を求める必要がある。
【００４４】
ｓｕｍ＿Ｉ２  ＝  ｓｕｍ３−１＋ｓｕｍ３−２  …（２）
さらに、電力制御処理部６１は、消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉと、モニタ電圧ＥＭとに基づいて、現在の電池電圧Ｅ１の出力レベルの予測値（以下、「電池出力電圧予測値ＥＥ」と呼ぶ）を算出する。例えば、予め、電池１０の特性（消費電流積算値と電池電圧Ｅ１の出力レベルの相関関係）に基づいて、モニタ電圧ＥＭと消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉに基づいて電池電圧予測値Ｘを算出可能な演算処理機能（例えば、以下の（３）式に示すような関数処理）を制御ＩＣ６０に組み込んでおくようにしてもよい。
【００４５】
Ｘ  ＝ｆ（ｓｕｍ＿Ｉ、ＥＭ）  …（３）
例えば、電池１０の電池電圧Ｅ１の任意時間経過後の電圧降下値をＸ１、電池１０の消費電流積算値をｓｕｍ＿Ｉ（電池１０が未使用の状態からの消費電流積算値）とし、Ｘ１とｓｕｍ＿Ｉの関係が以下の（４）式のような１次関数で示されるリニアな関係が成り立つ例を想定する。なお、以下の（４）式における「ｋ」は、実際に電池１０を用いた実験結果や電池１０の仕様に基づく係数（相関係数）であるものとする。この場合、モニタ電圧ＥＭと消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉに基づいて電池電圧予測値Ｘを算出する関数（上述の（３）式の「ｆ（ｓｕｍ＿Ｉ、ＥＭ）」）は、以下の（５）式のように示すことができる。
【００４６】
Ｘ１  ＝  ｓｕｍ＿Ｉ・ｋ  …（４）
Ｘ  ＝  ｆ（ｓｕｍ＿Ｉ、ＥＭ）  ＝  ＥＭ−（ｓｕｍ＿Ｉ・ｋ）…（５）
なお、モニタ電圧ＥＭと消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉに基づいて電池電圧予測値Ｘを算出する関数（上述の（３）式の「ｆ（ｓｕｍ＿Ｉ、ＥＭ）」）は、上記の（５）式に限定されず、電池１０の特性や仕様に応じた内容とする必要がある。
【００４７】
以上のように、電力制御処理部６１は、前回モニタ実行時のモニタ電圧ＥＭと、前回のモニタ実行時以後の無線通信装置１全体の消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉとを用いて、電池電圧予測値Ｘを得ることができる。
【００４８】
ところで、通常、電池は、電力消費（電流消費）と共に出力電圧が降下する傾向にあるため、常時出力電圧をモニタすることが可能であれば、当該電池が寿命が無くなるタイミングを把握することができる。制御ＩＣ６０では、上述のように、電池電圧をモニタする際に発生する消費電力を節約するため、前回モニタ実行時のモニタ電圧ＥＭと、前回のモニタ実行時以後の無線通信装置１全体の消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉとを用いて、電池電圧予測値Ｘを算出している。これにより、制御ＩＣ６０では、電池電圧Ｅ１をモニタする頻度を抑制しつつ、電池１０の寿命が無くなるタイミング（電池１０の電池電圧Ｅ１が動作保証電圧最小値ＴＬ２以下となるタイミング）等を推定することができる。
【００４９】
そこで、制御ＩＣ６０は、定期又は不定期の間隔で電池電圧予測値Ｘを算出して、電池１０の状態を把握し、無線通信装置１の電力制御を行う。
【００５０】
次に、制御ＩＣ６０が行う電力制御の基本的なポリシーについて説明する。
【００５１】
制御ＩＣ６０は、電池１０からの電池電圧Ｅ１が、無線通信装置１の動作範囲内である場合（動作保証電圧最小値ＴＬ１より大きい）には、電池電圧Ｅ１を用いて無線通信装置１を駆動させ、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０による損失を抑止するものとする。ただし、制御ＩＣ６０は、電池電圧Ｅ１のモニタ実行の頻度を少なくするために、電池電圧予測値Ｘが、動作保証電圧最小値ＴＬ１より大きい間は、電池電圧Ｅ１のモニタを実行せずに電池電圧Ｅ１を用いて無線通信装置１を駆動させる。そして、制御ＩＣ６０は、電池電圧予測値Ｘが動作保証電圧最小値ＴＬ１以下となった場合に、電池電圧Ｅ１の電圧レベルも動作保証電圧最小値ＴＬ１以下となった（電池１０の状態が遷移した）と推定し、電池電圧Ｅ１のモニタを実行して、実際の電池電圧Ｅ１の電圧レベルを確認する。そして、制御ＩＣ６０は、モニタの実行により、電池電圧Ｅ１の実際の電圧レベルも動作保証電圧最小値ＴＬ１以下となった（電池１０の状態が遷移した）と確認された場合に、電源切替部３０を制御して、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から出力される電源電圧Ｅ２を用いて無線通信装置１を駆動させる。
【００５２】
なお、制御ＩＣ６０は、無線通信装置１が駆動している間は、回路ブロック５０の動作要否に応じて、各ブロック５０の電源ＯＮ／ＯＦＦ制御（電源出力制御部４０の制御）を行い、不要な電力消費を削減し、低消費電力化を図るものとする。制御ＩＣ６０が、各回路ブロック５０（電源出力制御部４０）の制御を行う処理については、種々の無線通信装置と同様の構成を適用することができるため、詳しい説明を省略する。
【００５３】
また、制御ＩＣ６０は、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０からの電源電圧Ｅ２を用いて無線通信装置１を駆動させている状態でも、電池１０からの電池電圧Ｅ１の寿命が無くなったと判定されるまでの間、無線通信装置１をシャットダウンせずに、電源電圧Ｅ２を用いて無線通信装置１を駆動させている状態を継続させる。
【００５４】
この実施形態では、制御ＩＣ６０は、電池電圧Ｅ１が、寿命を判定するための閾値（以下、「電池寿命判定閾値ＴＳ」と呼ぶ）以下となったときに、電池１０の寿命がなくなったと判定するものとする。なお、電池寿命判定閾値ＴＳとしては、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の動作保証範囲の下限である動作保証電圧最小値ＴＬ２以上の値が設定されるものとする。
【００５５】
ただし、制御ＩＣ６０は、電池電圧Ｅ１のモニタ実行の頻度を少なくするために、電池電圧予測値Ｘが、電池寿命判定閾値ＴＳより大きい間は、電池電圧Ｅ１のモニタを実行せずに電池電圧Ｅ２を用いて無線通信装置１を駆動させる。そして、制御ＩＣ６０は、電池電圧予測値Ｘが電池寿命判定閾値ＴＳ以下となった場合に、電池電圧Ｅ１の電圧レベルも電池寿命判定閾値ＴＳ以下となった（電池１０の状態が遷移した）と推定し、電池電圧Ｅ１のモニタを実行して、実際の電池電圧Ｅ１の電圧レベルを確認する。そして、制御ＩＣ６０は、モニタの実行により、電池電圧Ｅ１の実際の電圧レベルも電池寿命判定閾値ＴＳ以下となった（電池１０の状態が遷移した）と確認された場合に、無線通信装置１全体をシャットダウン（停止）させる制御を行い、無線通信装置１の動作が電源電圧の低下により不安定となったままの稼働を避ける。
【００５６】
なお、制御ＩＣ６０が行うシャットダウン処理の具体的な内容については限定されないものであり、各回路ブロック５０及び制御ＩＣ６０の仕様に応じた制御処理を行うものとする。制御ＩＣ６０は、例えば、電源出力制御部４０−１〜４０−ｍを制御して回路ブロック５０−１〜５０−ｍに供給する電源電圧を遮断した後に、自身（制御ＩＣ６０）の動作も停止させるようにしてもよい。また、各回路ブロック５０の停止処理の過程で、各回路ブロック５０に、シャットダウンの準備処理を実行させるようにしてもよい。
【００５７】
制御ＩＣ６０は、以上のようなポリシーで、無線通信装置１の電力制御を行うが、上述のように、電池電圧予測値Ｘを算出することにより、電池電圧Ｅ１をモニタする頻度を抑制しつつ、電池１０の状態遷移のタイミング（時刻）を推定し、その推定したタイミングを利用して電力制御のタイミングを決定する。制御ＩＣ６０が行う、具体的な電力制御処理の例については、後述する。
【００５８】
（Ａ−２）実施形態の動作
次に、以上のような構成を有するこの実施形態の無線通信装置１の動作（実施形態に係る無線通信装置の電力制御方法）について説明する。
【００５９】
以下では、図３のフローチャートを用いて、制御ＩＣ６０による電力制御の具体的な動作の例について説明する。
【００６０】
まず、無線通信装置１が起動し、電池１０から電池電圧Ｅ１の出力が開始されたものとする（Ｓ１００）。電池電圧Ｅ１が供給されると、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、電池電圧Ｅ１をＤＣ／ＤＣ変換して電源電圧Ｅ２として出力を開始する。
【００６１】
電源切替部３０は、起動時デフォルトの状態として、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０側の入力を選択し、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０から供給される電源電圧Ｅ２を電源電圧Ｅ３として出力する（Ｓ１０１）。これにより、制御ＩＣ６０に電源電圧Ｅ３が供給され、制御ＩＣ６０が駆動することになる。
【００６２】
そして、制御ＩＣ６０は駆動を開始すると、ＡＤＣ６３に入力される電池電圧Ｅ１のモニタ（レベル監視）を開始し（Ｓ１０２）、所定期間（所定のサンプル数）電池電圧Ｅ１のレベルをモニタして記録（モニタ電圧ＥＭを記録）した後（Ｓ１０３）、モニタを終了する（Ｓ１０４）。
【００６３】
次に、制御ＩＣ６０（電力制御処理部６１）は上述のステップＳ１０３のモニタ結果（モニタ電圧ＥＭ）が、無線通信装置１の動作保証電圧の範囲内（モニタ電圧ＥＭ＞動作保証電圧最小値ＴＬ１）であるか否かを確認する（Ｓ１０５）。
【００６４】
上述のステップＳ１０５で、電池電圧Ｅ１が動作保証電圧の範囲内と判定された場合、制御ＩＣ６０は、電源切替部３０に、電池電圧Ｅ１を出力する旨を指示する制御信号Ｃ２を供給する。これにより、電源切替部３０は、入力側を電池１０側に切替えて電池電圧Ｅ１を、電源電圧Ｅ３として出力する（Ｓ１０６）。
【００６５】
次に、制御ＩＣ６０は、無線通信装置１の各構成要素の動作状態に基づいて、消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉを算出し（Ｓ１０７）、さらに消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉとモニタ電圧ＥＭに基づいて、電池電圧予測値Ｘを算出する（Ｓ１０８）。
【００６６】
そして、制御ＩＣ６０は、電池電圧予測値Ｘが無線通信装置１の動作保証電圧の範囲内（電池電圧予測値Ｘ＞動作保証電圧最小値ＴＬ１）であるか否かを確認する。制御ＩＣ６０は、電池電圧予測値Ｘが動作保証範囲内と確認された場合は、上述のステップＳ１０７に戻って動作し、電池電圧予測値Ｘが動作保証範囲外と確認された場合には、上述のステップＳ１０１に戻って動作し、モニタ電圧ＥＭを更新する処理を行うことになる。
【００６７】
一方、上述のステップ１０５で、モニタ電圧ＥＭが、動作保証電圧の範囲外（モニタ電圧ＥＭ≦動作保証電圧最小値ＴＬ１）と確認された場合、制御ＩＣ６０は、さらに、モニタ電圧ＥＭが、電池寿命判定閾値ＴＳ以上であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。制御ＩＣ６０は、モニタ電圧ＥＭが電池寿命判定閾値ＴＳ以上である場合には後述するステップＳ１１１から動作し、モニタ電圧ＥＭが電池寿命判定閾値ＴＳより少ない（電池寿命）の場合には、不安定な動作をする恐れがあり、これを回避するため無線通信装置１全体をシャットダウンする制御を行う（Ｓ１１４）。
【００６８】
上述のステップＳ１１０で、モニタ電圧ＥＭが電池寿命判定閾値ＴＳ以上と判定された場合、制御ＩＣ６０は、無線通信装置１の各構成要素の動作状態に基づいて、消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉを算出し（Ｓ１１１）、さらに消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉとモニタ電圧ＥＭに基づいて、電池電圧予測値Ｘを算出する（Ｓ１１２）。
【００６９】
そして、制御ＩＣ６０は、電池電圧予測値Ｘが電池寿命判定閾値ＴＳ以上であるか否かを確認し、電池電圧予測値Ｘが電池寿命判定閾値ＴＳ以上と確認された場合は、上述のステップＳ１１１に戻って動作し、電池電圧予測値Ｘが電池寿命判定閾値ＴＳに満たないと確認された場合には上述のステップＳ１０２に戻って動作し、モニタ電圧ＥＭを更新する処理を行うことになる。
【００７０】
（Ａ−３）実施形態の効果
この実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００７１】
無線通信装置１では、電池電圧Ｅ１が無線通信装置１全体の動作保証電圧範囲内である場合、電池電圧Ｅ１のモニタ時以外は、電池電圧Ｅ１で直接無線通信装置１を駆動することにより、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の使用による電力損失を抑え、電力消費（電池１０の寿命の消費）を低減することができる。
【００７２】
また、無線通信装置１では、電池１０の寿命が無くなるタイミングを予測し、寿命が無くなるまで（若しくは寿命が無くなる直前まで）電池１０を使用することにより、電池１０の寿命延長を図ることができる。
【００７３】
（Ｂ）他の実施形態
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。
【００７４】
（Ｂ−１）上記の実施形態では、電池定格が無線通信装置の動作保証範囲上限値よりも低い場合について説明したが、昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータを昇降圧型ＤＣ／ＤＣコンバータとすることで、電池定格が動作保証範囲上限値よりも高い場合についても適用可能である。
【００７５】
（Ｂ−２）上記の各実施形態では、制御ＩＣは、消費電流積算値ｓｕｍ＿Ｉに基づいて電池電圧予測値Ｘを算出していたが、消費電流ではなく消費電力に基づいて算出するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…無線通信装置、１０…電池、２０…昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０…電源切替部、４０、４０−１〜４０−ｍ…電源出力制御部、５０、５０−１〜５０−ｍ…回路ブロック、６０…制御ＩＣ、６１…電力制御処理部、６１ａ…モニタ結果記憶部、６２…電源部、６３…ＡＤＣ、６４…電力制御部。
【図１】
2015192560.tif 000003
【図２】
2015192560.tif 000004
【図３】
2015192560.tif 000005