(57)【要約】【課題】  電池の経年劣化や使用時間に応じて電池残存容量を判定する閾値を補正することにより、簡単に新品電池と経年劣化電池との使用可能な時間ばらつきを補正することが可能な電池容量判定装置を提供する。【解決手段】  電池１の経年劣化の度合いを検出し、検出された電池の経年劣化の度合いに応じて電池の残存容量を判定するための閾値を補正する。また、電池１の使用時間を計測し、電池１の使用時間に応じて電池の残存容量を判定するための閾値を補正する。電池１の劣化の度合いは、例えば、電池１の内部インピーダンスに基づいて検出する。このように電池の経年劣化や使用時間に応じて電池残存容量を判定する閾値を補正することにより、簡単に新品電池と経年劣化電池との電池残存容量（電池切れ等）検出するまでの時間バラツキを補正でき、それぞれの動作時間の差を少なくすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の電圧を検出し、検出された電池電圧と予め設定された閾値とを比較して電池の残存容量を判定する電池容量判定装置において、前記電池の経年劣化の度合いを検出する手段と、前記検出手段により検出された電池の経年劣化の度合いに応じて前記電池の残存容量を判定するための閾値を補正する手段と、前記補正手段により補正された閾値と前記電池の電圧との比較結果に基づいて電池の残存容量を判定する手段とを備えたことを特徴とする電池容量判定装置。
【請求項２】
前記検出手段は、電池の内部インピーダンスに基づいて電池の劣化の度合いを検出することを特徴とする請求項１に記載の電池容量判定装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記電池の内部インピーダンスとそれに対応する閾値との関係をテーブルとして持っており、前記検出手段で検出された内部インピーダンスに対応する閾値に設定することによって閾値を補正することを特徴とする請求項２に記載の電池容量判定装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記検出手段により検出された電池の劣化度合いが所定の劣化度になった時は電池交換を警告表示することを特徴とする請求項１に記載の電池容量判定装置。
【請求項５】
電池の電圧を検出し、検出された電池電圧と予め設定された閾値とを比較して電池の残存容量を判定する電池容量判定装置において、前記電池の使用時間を計測する手段と、前記電池の使用時間に応じて前記電池の残存容量を判定するための閾値を補正する手段と、前記補正手段により補正された閾値と前記電池の電圧との比較結果に基づいて電池の残存容量を判定する手段とを備えたことを特徴とする電池容量判定装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記電池の使用時間と電池残存容量を判定するための閾値との関係をテーブルとして持っており、前記電池使用時間に対応する閾値を設定することによって電池の使用時間に応じて閾値を補正することを特徴とする請求項５に記載の電池容量判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機等の携帯情報端末或いはその他の電池を用いた電子機器等に用いられる電池の残存容量を判定する電池容量判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一次電池或いは二次電池にて動作する端末（電池で動作する端末、バックアップ電池を搭載している端末等）において、第一閾値（電池切れ検出）或いは第二閾値（終止電圧）等の電圧を検出し、電池切れや電池交換等を判定している。ところが、従来は図４に示すように固定の閾値に設定しているため、新品電池の動作時と経年劣化した電池の動作時を比べると、電池の放電特性が変わり、閾値検出までΔＴの時間ずれを生じる。条件によっては、電池動作移行後すぐに閾値を下回ってしまう場合も想定される。特に、バックアップ用途として電池を搭載している端末は、電池を２年〜５年実装し続けることが常であり、電池の経年劣化による影響は避けられない。
【０００３】
そこで、従来の電池容量の判定方法としては、例えば、特開昭６２−１１８７１４号公報に記載されているようにバッテリー電圧の低下を内部抵抗の差から判定し、内部抵抗の差に対するしきい値を設定することにより、バッテリー電圧が異常低下する直前を検知する方法がある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、特開平１１−２０５２１７号公報に記載されているように運用している通信モードに応じて電池の残存電力量を判定する方法がある（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開昭６２−１１８７１４号公報
【特許文献２】特開平１１−２０５２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の方法は、特に、ニッケルカドニウム電池のようにバッテリー電圧の低下傾向が緩やかで寿命がくると急激に低下する電池に対応したものであり、電池の経年劣化による動作時間バラツキを解決するものではない。また、特許文献２の方法は、通信モードによる消費電力の違いに応じて電池の残存容量を判定するものであり、同様に電池の経年劣化による動作時間バラツキを解決することはできなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、電池の経年劣化や使用時間に応じて電池残存容量を判定する閾値を補正することにより、簡単に新品電池と経年劣化電池との使用可能な時間ばらつきを補正することが可能な電池容量判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、電池の電圧を検出し、検出された電池電圧と予め設定された閾値とを比較して電池の残存容量を判定する電池容量判定装置において、前記電池の経年劣化の度合いを検出する手段と、前記検出手段により検出された電池の経年劣化の度合いに応じて前記電池の残存容量を判定するための閾値を補正する手段と、前記補正手段により補正された閾値と前記電池の電圧との比較結果に基づいて電池の残存容量を判定する手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、電池の電圧を検出し、検出された電池電圧と予め設定された閾値とを比較して電池の残存容量を判定する電池容量判定装置において、前記電池の使用時間を計測する手段と、前記電池の使用時間に応じて前記電池の残存容量を判定するための閾値を補正する手段と、前記補正手段により補正された閾値と前記電池の電圧との比較結果に基づいて電池の残存容量を判定する手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電池の経年劣化や使用時間に応じて電池残存容量を判定する閾値を補正することにより、簡単に新品電池と経年劣化電池との電池残存容量（電池切れ等）検出するまでの時間バラツキを補正でき、それぞれの動作時間の差を少なくすることができる。特に、バックアップ用として用いられる電池は何年もの間実装し続けられる場合があり、経年劣化により短時間で容量切れと判定されることがなく効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による電池容量判定装置の一実施形態を示すブロック図である。図中１は一次電池又は二次電池等の電池である。電池１は携帯情報端末等の電源として用いている。また、２は電池１の劣化を判定する劣化判定回路部、３は電池１の電圧を検出する電圧検出部、４は装置内部を制御する制御部であり、内部にＡ／Ｄ変換器４ａを有する。５は劣化状態判定記憶エリア５ａと電池閾値記憶エリア５ｂを有する記憶部、６は電池１が二次電池の場合の充電用電源、７は電池１の交換警告等を表示する電池状態表示部７である。
【００１１】
記憶部５の劣化状態判定記憶エリア５ａには、電池１の内部インピーダンスに応じて電池１の劣化の度合いが格納されている。具体的には、例えば、電池１の内部インピーダンスＺ１以下の場合は劣化無し、内部インピーダンスがＺ１〜Ｚ２の範囲の場合は劣化状態１、内部インピーダンスがＺ２〜Ｚ３の範囲の場合は劣化状態２というように電池の内部インピーダンスに応じて電池１の劣化度を記憶している。
【００１２】
一方、記憶部５における電池閾値記憶エリア５ｂには、電池１の劣化状態に対応して電池１の電池切れや電池交換等を判定するための閾値を記憶している。例えば、電池１が劣化無しの場合は閾値Ｖ０、劣化状態１の場合は閾値Ｖ１、劣化状態２の場合は閾値Ｖ２というように電池１の劣化状態に応じて閾値を記憶している。これら閾値の関係は、Ｖ０＞Ｖ１＞Ｖ２である。
【００１３】
また、劣化判定回路部２は、電池１の内部インピーダンスに基づいて電池１の劣化度を判定するための制御等を行う回路部である。電池１の内部インピーダンスを測定する場合には、例えば、電池１の開放電圧を電圧検出部３で検出し、また、電池１に負荷をかけた状態で電圧検出部３で電池１の電圧を検出する。制御部４は開放電圧と負荷をかけた時の電圧差に基づいて内部インピーダンスを演算する。得られた内部インピーダンスはＡ／Ｄ変換部４ａを介して劣化判定回路部２に送信される。
【００１４】
劣化判定回路部２は、後述するように内部インピーダンスと記憶部５内に格納されている劣化状態判定記憶エリア５ａのデータに基づいて電池１の劣化度を判定し、それに対応する電池１の閾値を記憶部５内の電池閾値記憶エリア５ｂより読み出し、電池１の閾値を補正する。また、電池電圧が閾値を下回ると電池状態表示部７に電池切れ等の表示を行う。電源６は電池１が二次電池の場合の充電用電源である。
【００１５】
図３は電池の内部インピーダンスと電池容量との関係を示す。電池が劣化するに従って内部インピーダンスが大きくなり容量が低下する。本実施形態では、この関係を利用して電池の内部インピーダンスに基づいて劣化度を検出し、それに応じて閾値を補正するものである。
【００１６】
次に、本実施形態の動作を図２に示すフローチャートを参照して説明する。まず、劣化判定回路部２は上述のように電圧検出部３を動作させて電池１の開放電圧と負荷をかけた場合の電池電圧を検出し、制御部４はその結果に基づいて電池１の内部インピーダンスを演算する。得られた内部インピーダンスはＡ／Ｄ変換部４ａを介して劣化判定回路部２に送られ、劣化判定回路部２は電池１の内部インピーダンスと記憶部５内の劣化状態判定記憶エリア５ａに記憶している劣化状態（内部インピーダンス）に基づいて電池１の劣化状態を判定する（Ｓ１）。
【００１７】
例えば、内部インピーダンスがＺ１以下で、劣化無しであれば、記憶部５内の電池閾値記憶エリア５ｂから劣化無しに対応する閾値Ｖ０を設定し、電池電圧と閾値Ｖ０を比較することで電池電圧を監視する（Ｓ２）。Ｓ２で電池電圧が閾値Ｖ０以下になると、電池状態表示部７に電池切れ（電池電圧が閾値Ｖ０を下回ったこと）を表示する（Ｓ７）。この表示は参考までに表示するもので必ずしも必要ではない。
【００１８】
また、Ｓ１の劣化状態判定で劣化有りになった場合、即ち、その時の内部インピーダンスと記憶部５内の電池閾値記憶エリア５ｂ内のデータ（内部インピーダンスと劣化状態との関係）に基づいて電池１が劣化したと判定した場合には、電池閾値記憶エリア５ｂから劣化状態に対応する閾値を読み出して設定する（Ｓ４）。例えば、内部インピーダンスがＺ１〜Ｚ２の範囲であれば劣化状態１と判定し、それに対応する閾値Ｖ１を設定する。この状態で、電池電圧と閾値Ｖ１を比較し、電池電圧の監視を行う（Ｓ４）。
【００１９】
次に、Ｓ３で電池１の劣化状態の判定を行い、この時、同様に内部インピーダンスと劣化状態判定記憶エリア５ａのデータに基づいて電池１の劣化度を判定する。この時、劣化有りと判定し、例えば、電池１の内部インピーダンスがＺ２〜Ｚ３の範囲で劣化状態２である場合には、電池閾値記憶エリア５ｂからそれに対応する閾値Ｖ２を読み出して設定し、電池電圧と閾値Ｖ２を比較して電池電圧の監視を行う（Ｓ６）。
【００２０】
また、Ｓ５で劣化状態を判定し、劣化有りと判定すると、この時は、電池１の寿命がきたとみなして電池交換が必要と判断し、電池状態表示部７に電池交換を要求する警告表示を行う（Ｓ８）。また、Ｓ４、Ｓ６でそれぞれ電池電圧が閾値を下回った場合には、上述のように電池状態表示部７にその旨を表示（Ｓ７）しても良いが、必ずしもこの表示は必要ではない。また、電池１の劣化状態数、それに対応する閾値数は任意に設定しても良い。
【００２１】
なお、以上の実施形態では、電池の経年劣化に応じて閾値を補正すると説明したが、本発明は、電池の使用時間とそれに対応する閾値を記憶手段に記憶させておき、電池を設置してからの経過年数（電池使用時間）を計測し、使用時間に対応する閾値を記憶手段から読み出して電池の閾値を補正しても良い。そうすることで、劣化判定回路部等が不要となり、装置を小型化及び安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による電池容量判定装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】図１の実施形態の動作を説明するフローチャートである。
【図３】電池の内部インピーダンスと容量の関係を示す図である。
【図４】新品電池と経年劣化電池との動作時間バラツキを説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  電池
２  劣化判定回路部
３  電圧検出部
４  制御部
４ａ  Ａ／Ｄ変換部
５  記憶部
５ａ  劣化状態判定記憶エリア
５ｂ  電池閾値記憶エリア
６  電源部
７  電池状態表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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