(57)【要約】  【課題】  充電式バッテリーの残量を正確に推測できるようにする。  【解決手段】  このバッテリー（１１０）は、時刻信号を発生する時計装置（２２）と、充電開始を検出して充電開始信号を発生するとともに充電終了を検出して充電終了信号を発生する充電判定部（１８）と、放電開始を検出して放電開始信号を発生するとともに放電終了を検出して放電終了信号を発生する放電判定部（２０）と、充電開始信号、充電終了信号、放電開始信号又は放電終了信号が入力されたとき、前記時刻信号を読んで、それぞれ、充電開始時刻、充電終了時刻、放電開始時刻、放電終了時刻からなる充放電情報を記憶するマイクロコンピュータ（２５）とを備える。マイクロコンピュータは、充放電情報からバッテリー残量を推測して表示器（２８）に表示する。このバッテリー残量は、電子機器（５０）の表示部（５８）にも表示する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時刻信号を発生する時計装置と、充電開始を検出して充電開始信号を発生し、充電終了を検出して充電終了信号を発生する充電判定部と、放電開始を検出して放電開始信号を発生し、放電終了を検出して放電終了信号を発生する放電判定部と、充電開始信号、充電終了信号、放電開始信号又は放電終了信号が入力されたとき、前記時刻信号を読んで、それぞれ、充電開始時刻、充電終了時刻、放電開始時刻、放電終了時刻からなる充放電情報を記憶するマイクロコンピュータとを備えたことを特徴とする残量情報表示バッテリー。
【請求項２】
前記充放電情報を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の残量情報表示バッテリー。
【請求項３】
外部のマイクロコンピュータに前記充放電情報を送信するための送受信部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の残量情報表示バッテリー。
【請求項４】
前記マイクロコンピュータは、前記充放電情報からバッテリー残量を算出することを特徴とする請求項１に記載の残量情報表示バッテリー。
【請求項５】
前記バッテリー残量を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項４に記載の残量情報表示バッテリー。
【請求項６】
外部のマイクロコンピュータに前記バッテリー残量を送信するための送受信部を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の残量情報表示バッテリー。
【請求項７】
請求項３又は６に記載の残量情報表示バッテリーで作動する電子機器であって、
該電子機器は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータからの出力を表示する表示部と、前記電子機器側のマイクロコンピュータと前記残量情報表示バッテリー側のマイクロコンピュータを交信させる送受信部とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項８】
請求項３又は６に記載の残量情報表示バッテリーを充電する充電器であって、
該充電器は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータからの出力を表示する表示部と、前記電子機器側のマイクロコンピュータと前記残量情報表示バッテリー側のマイクロコンピュータを交信させる送受信部とを備えたことを特徴とする充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電式のバッテリーに関し、さらに詳細には、バッテリー残量を確認又は推測することができる残量情報表示バッテリー、該残量情報表示バッテリーで動作する電子機器及び前記残量情報表示バッテリーの充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多くの電気機器又は電子機器に充電式のバッテリーが用いられている。このような充電式のバッテリーでは、電気機器又は電子機器を後どのくらいの時間使用できるか、バッテリーの充電時期はいつ頃かを知るために、バッテリー残量を知る必要がある。バッテリー残量時間とは、図９に示したように、時刻ｔ１にバッテリーの放電を開始し、バッテリー電圧が大きく低下していき、時刻ｔ２に所定電圧以下になるまでの時間Ｔである。バッテリー電圧が所定電圧以下になったとき、時刻ｔ３にバッテリーに充電を開始すると、バッテリー電圧は元の電圧に回復するので、時刻ｔ４に充電を終了する。このように、充放電に伴ってバッテリー電圧が変化するので、従来、バッテリー残量をバッテリー電圧から推測して表示することが広く行われていた。
【０００３】
ところで、バッテリーとは、使用しなくても自己放電してバッテリー残量が減るものである。そこで、ハンドヘルドコンピュータやパーソナルコンピュータ等の電子機器に用いるバッテリーにおいて、満充電時からの経過時間による自己放電分をバッテリー残量から差し引くとともに、それら電子機器使用中のバッテリー残量の減少分を作業者が適当に判断してキーボードにより修正入力して、常に略正確なバッテリー残量を表示できるようにしたものも、提案されている（下記特許文献１参照）。
【特許文献１】実公平７−４２２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バッテリー残量をバッテリー電圧から推測するものでは、バッテリー残量を誤って推測することがあった。図１０に示したように、一般に、時刻ｔ１でバッテリー放電を開始し、時刻ｔ２でバッテリーの端子電圧が所定電圧以下になっても、バッテリーから負荷を外して放電を停止すると、充電しなくても、端子電圧は、しだいに満充電時の電圧近くまで自己回復してくるのである。このように充電せずに自己回復した端子電圧からバッテリー残量を測定すると、満充電されたバッテリーと勘違いし、バッテリー使用開始後直ちにバッテリー残量が空になって、思わぬ失態をするという問題があった。
【０００５】
また、前記特許文献１に記載されたものでは、電子機器使用中のバッテリー残量の減少分を、作業者が推測してキーボードから修正入力する必要があり、作業者にとって極めて煩わしい作業を要求され、しかも、電子機器使用中のバッテリー残量の減少分を作業者が誤って推測することによって、バッテリー残量を不正確にするという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、充電式バッテリーの残量を煩わしい作業をすることなく正確に推測できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１に係る発明の残量情報表示バッテリーは、時刻信号を発生する時計装置と、充電開始を検出して充電開始信号を発生し、充電終了を検出して充電終了信号を発生する充電判定部と、放電開始を検出して放電開始信号を発生し、放電終了を検出して放電終了信号を発生する放電判定部と、充電開始信号、充電終了信号、放電開始信号又は放電終了信号が入力されたとき、前記時刻信号を読んで、それぞれ、充電開始時刻、充電終了時刻、放電開始時刻、放電終了時刻からなる充放電情報を記憶するマイクロコンピュータとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の残量情報表示バッテリーにおいて、前記充放電情報を表示する表示部を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３係る発明は、請求項１又は２に係る発明の残量情報表示バッテリーにおいて、外部のマイクロコンピュータに前記充放電情報を送信するための送受信部を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項１に係る発明の残量情報表示バッテリーにおいて、前記マイクロコンピュータは、前記充放電情報からバッテリー残量を算出することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、前記請求項４に係る発明の残量情報表示バッテリーにおいて、前記バッテリー残量を表示する表示部を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に係る発明の残量情報表示バッテリーにおいて、外部のマイクロコンピュータに前記バッテリー残量を送信するための送受信部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、請求項３又は６に記載の残量情報表示バッテリーで作動する電子機器であって、該電子機器は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータからの出力を表示する表示部と、前記電子機器側のマイクロコンピュータと前記残量情報表示バッテリー側のマイクロコンピュータを交信させる送受信部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８に係る発明は、請求項３又は６に記載の残量情報表示バッテリーを充電する充電器であって、該充電器は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータからの出力を表示する表示部と、前記電子機器側のマイクロコンピュータと前記残量情報表示バッテリー側のマイクロコンピュータを交信させる送受信部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明の残量情報表示バッテリーによれば、充電開始時刻、充電終了時刻、放電開始時刻、放電終了時刻からなる充放電情報を記憶するマイクロコンピュータを備えたので、適時充放電情報を見てバッテリー残量を推測できるので、自己回復したバッテリーの端子電圧から満充電されたバッテリーと勘違いし、バッテリー使用中にバッテリー残量が空になるという失態を防止できる。
【００１６】
請求項２に係る発明の残量情報表示バッテリーによれば、充放電情報を表示する表示部を備えたから、バッテリーを電気機器や電子機器にセットする際に、充放電情報を見てバッテリー残量を推測できるので、バッテリー使用中にバッテリー残量が空になるという失態を防止できる。
【００１７】
請求項３に係る発明の残量情報表示バッテリーによれば、外部のマイクロコンピュータに前記充放電情報を送信するための送受信部を備えたから、外部機器においても、充放電情報を見てバッテリー残量を推測できるので、バッテリー使用中にバッテリー残量が空になるという失態を防止できる。
【００１８】
請求項４に係る発明の残量情報表示バッテリーによれば、適時バッテリー残量を見ることができるので、バッテリー使用中にバッテリー残量が空になるという失態を防止できる。
【００１９】
請求項５に係る発明の残量情報表示バッテリーによれば、バッテリー残量を表示する表示部を備えたから、バッテリーを電気機器や電子機器にセットする際に、バッテリー残量を見ることができるので、バッテリー使用中にバッテリー残量が空になるという失態を防止できる。
【００２０】
請求項６に係る発明の残量情報表示バッテリーによれば、外部のマイクロコンピュータにバッテリー残量を送信するための送受信部を備えたから、外部機器においても、バッテリー残量を見ることができるので、バッテリー使用中にバッテリー残量が空になるという失態を防止できる。
【００２１】
請求項７に係る発明によれば、電子機器においても、バッテリーの充放電情報又はバッテリー残量が適時表示部に表示されるので、バッテリー使用中にバッテリー残量が空になるという失態を防止できる。
【００２２】
請求項８に係る発明によれば、充電器においても、バッテリーの充放電情報又はバッテリー残量が適時表示部に表示されるので、バッテリーの充電状態を適時見ることができて便利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１及び図２に基づいて、本発明の残量情報表示バッテリー（以下、単にバッテリーと略称する。）の第１の実施例について説明する。
【００２４】
このバッテリー１００は、図１に示したように、バッテリーパック１０表面に一対の電源電極１２を備え、バッテリーパック１０内に、電源電極１２に接続された電池本体１６と、充電検出電極１４に接続された充電判定部１８と、放電検出電極１５に接続された放電判定部２０と、時刻信号を発生する時計装置２２と、充電判定部１８、放電判定部２０及び時計装置２２に接続されたマイクロコンピュータ２５と、液晶ディスプレイ等の表示部２８とを備えている。ここで、マイクロコンピュータ２５は、ＣＰＵ２４とメモリ２６からなり、また、一対の電源電極１２の一方は接地されている。
【００２５】
このバッテリー１００を充電する充電器３０は、充電電極３２に接続された充電回路３４と、非接地側の充電電極に接続された充電報知電極３６を備えている。バッテリー１００を充電器３０にセットすると、充電器３０の充電電極３２とバッテリー１００の電源電極１２とが接触し、充電器３０の充電報知電極３６とバッテリー１００の充電検出電極１２とが接触する。
【００２６】
このバッテリー１００で動作する電子機器（電気機器も含む。）４０は、図２に示したように、バッテリー１００の電源電極１２と接触する一対の受電電極４２と、受電電極４２と接続された電源回路４４と、電源回路４４の出力部４６と接続された放電報知電極４５を備える。バッテリー１００を電子機器４０にセットすると、電子機器４０の受電電極４２とバッテリー１００の電源電極と１２が接触し、電子機器４０の放電報知電極４５とバッテリー１００の放電検出電極と１５とが接触する。
【００２７】
充電判定部１８は、バッテリー１００の充電開始と充電終了を検知するものである。バッテリー１００を充電器３０にセットして充電すると、充電判定部１８にかかる電圧は、図３の矩形波Ａのように変化する。時刻ａで電圧が急上昇するのは、バッテリー１００を充電器３０にセットして充電開始したからであり、時刻ｂで電圧が急低下するのは、バッテリー１００を充電器３０から取り外して充電終了したからである。充電判定部１８は、時刻ａで矩形波Ａの立ち上がりを検出することにより、充電開始と判断し、充電開始信号をＣＰＵ２４へ送り、時刻ｂで矩形波Ａの立ち下がりを検出することによって、充電終了と判断し、充電終了信号をＣＰＵ２４へ送る。
【００２８】
放電判定部２０は、バッテリー１００の放電開始と放電終了を検知するものである。バッテリー１００を電子機器４０にセットして電源オンとすると、放電判定部２０にかかる電圧は、図４の矩形波Ｂに示したように変化する。時刻ｃで電圧が急上昇するのは、電子機器４０の電源をオンにして放電開始したからであり、時刻ｄで電圧が急低下するのは、電子機器４０の電源をオフとして放電終了したからである。そこで、放電判定部２０は、時刻ｃで矩形波Ｂの立ち上がりを検出することにより、放電開始と判断し、放電開始信号をＣＰＵ２４へ送り、時刻ｄで矩形波Ｂの立ち下がりを検出することによって、放電終了と判断し、放電終了信号をＣＰＵ２４へ送る。
【００２９】
時計装置２２は、一定時間間隔、例えば図３及び図４に示したように、１秒毎にＣＰＵ２４へ時刻信号Ｐを送る。
【００３０】
ＣＰＵ２４は、充電判定部１８又は放電判定部２０から、充電開始信号、充電終了信号、放電開始信号、放電終了信号のいずれかを受け取ると、時計装置２２から次に来る時刻信号Ｐを読み取った時刻ｅ、ｆ、ｇ、ｈを、それぞれ、充電開始時刻ｅ、充電終了時刻ｆ、放電開始時刻ｇ、放電終了時刻ｈとしてメモリ２６に記憶する。
【００３１】
バッテリー残量を算出する方法を説明する。バッテリー１００は、メーカー指定の充電時間以内で満充電されているとする。このときのバッテリー容量をＡ（Ａ・hour）とする。電子機器４０の消費電流をＪ（Ａ）とすると、バッテリー１００の使用可能時間は、Ａ／Ｊ（hours）となる。放電開始時刻ｇ、放電終了時刻ｈとすると（ただし、ｇとｈの単位は時間とする。）、放電終了後のバッテリー残量は、次の（１）式で求まる。
Ａ／Ｊ−（ｈ−ｇ）    （hours）   （１）
【００３２】
このバッテリー容量Ａと電子機器４０の消費電流Ｊの値は、予めメモリ２６内に記憶しておき、ＣＰＵ２４は、バッテリー容量Ａ、消費電流Ｊ、放電開始時刻ｇ、放電終了時刻ｈをメモリ２６から呼び出して、バッテリー残量を前記（１）式から算出する。バッテリー１００を複数回に分けて放電させたときは、記憶している放電開始時刻ｇと放電終了時刻ｈから放電時間の累計Σ（ｈ−ｇ）を求めることにより、バッテリー残量は、次の（２）式から求める。
Ａ／Ｊ−Σ（ｈ−ｇ）    （hours）   （２）
【００３３】
この際、バッテリー１００が満充電になっていないときは、バッテリー残量を誤って推定してしまうので、バッテリー１００の端子電圧を測定する図示しない電圧計の出力と、バッテリー１００の充電開始時刻ｅと充電終了時刻ｆから求めた充電時間とから、ＣＰＵ２４により満充電を判定して、表示部２８又は図示しないランプ等で満充電を知らせるようにすることが望ましい。
【００３４】
バッテリー１００の放電時間の累計Σ（ｈ−ｇ）に比べてバッテリー１００の休止時間が長い場合は、バッテリー１００の自己放電電流Ｊｓ（Ａ）が無視できない。充電終了時刻ｆから現在時刻ｋ（ただし、ｆとｋの単位は時間とする。）までに自己放電した電気量はＪｓ（ｋ−ｆ）（Ａ・hour）であるから、バッテリー１００に残っている電気量は、｛Ａ−Ｊｓ（ｋ−ｆ）｝（Ａ・hour）となる。したがって、バッテリー残量は、次の（３）式から求める。
｛Ａ−Ｊｓ（ｋ−ｆ）｝／Ｊ−Σ（ｈ−ｇ）    （hours） （３）
この自己放電電流Ｊｓの値も、予めメモリ２６に記憶しておく。
【００３５】
こうしてＣＰＵ２４が算出したバッテリー残量は、表示部２８に表示される。表示部２４は、液晶ディスプレイを用いて、バッテリー残量を数字や図で示すことが望ましいが、単に３種類のランプを用いて、満充電、使用可能又は充電必要の情報を示すだけでもよい。
【００３６】
バッテリー残量がなくなり、バッテリー１００の充電を開始すると、それまでメモリ２６に記憶されていた充電開始時刻、充電終了時刻、放電開始時刻、放電終了時刻はリセットされ、これら時刻は新たに発生する毎に再び新しい値が記憶されていく。
【００３７】
本実施例によれば、バッテリー１００の容量Ａ、バッテリー１００の自己放電電流Ｊｓ、電子機器４０の消費電流Ｊ、充電開始時刻ｅ、充電終了時刻ｆ、放電開始時刻ｇ、放電終了時刻ｈ等を記憶しておき、これらからバッテリー残量を自動的に算出しているので、何ら煩わしい作業をすることなく、バッテリー電圧の自己回復の影響を取り除いて、バッテリー残量を正確に推測できる。
【００３８】
次に、図５に基づいて、第２の実施例について説明する。本実施例のバッテリー１１０で作動する電子機器５０は、ＣＰＵ５４及びメモリ５６とからなるマイクロコンピュータ５５と、マイクロコンピュータ５５の出力を表示する表示部５８と、外部機器との交信をするための送受信部５２とを備える。そして、本実施例のバッテリー１１０は、前記第１実施例のバッテリー１００の構成に加えて、電子機器５０のマイクロコンピュータ５５と交信するための送受信部９２を備える。これで、バッテリー１１０を電子機器５０から外部へ取り出すことなく、バッテリー残量を電子機器５０の表示部５８でも随時見ることができて便利である。本実施例の充電器は、本実施例のバッテリー１１０を充電できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００３９】
同じ図５に基づいて、第３の実施例について説明する。本実施例は、前記第２の実施例において、バッテリー１１０の表示部２８を省略して、表示部２８の分だけ価格を安くしたものである。通常、バッテリー１１０は、電子機器５０内に収容されていて、表示部２８を見ることはできないから、表示部２８を省略しても特に不便なことはない。本実施例の充電器は、本実施例のバッテリー１１０を充電できるものであれば、どのようなものでもよい。
【００４０】
次に、図６に基づいて、第４の実施例について説明する。本実施例のバッテリー１１０は、図５に示した第２の実施例のバッテリー１１０と同じである。本実施例の充電器６０は、ＣＰＵ６４とメモリ６６からなるマイクロコンピュータ６５と、マイクロコンピュータ６５からの出力を表示する表示部６８と、バッテリー１１０側のマイクロコンピュータ２５と交信するための送受信部６２を備える。これで、バッテリー残量を充電器６０の表示部６８でも随時見ることができて便利である。本実施例の電気機器又は電子機器は、本実施例のバッテリー１１０で作動するものであれば、どのようなものでもよい。
【００４１】
同じ図６に基づいて、第５の実施例について説明する。本実施例の充電器６０は、前記第４の実施例と同じであり、本実施例のバッテリー１１０の表示部２８を省略して、表示部２８の分だけ価格を安くしたものである。表示部２８を省略しても、充電器６０の表示部６８で残量情報を見ることができるので、特に不便なことはない。本実施例の電気機器又は電子機器は、本実施例のバッテリー１１０で作動するものであれば、どのようなものでもよい。
【００４２】
次に、図７及び図８に基づいて、第６の実施例について説明する。図７に示したように、本実施例のバッテリー１２０は、電源電極１２と電池本体１６との間に電流検出器９４を挿入している。そして、電流検出器９４の出力が充電判定器１８ａ及び放電判定器２０ａに加えられている。この他は、図１及び図２に示した第１の実施例のバッテリー１００と同じである。図８に示したように、本実施例のバッテリー１２０は、充電を行えば電流検出器９４が所定極性の矩形波Ｃを検出し、放電を行えば電流検出器９４が逆方向の矩形波Ｄを検出する。充電判定器１８ａ及び放電判定器２０ａは、第１実施例と同様に、電流検出器９４の検出した矩形波Ｃ、Ｄから充電開始時刻ｅ、充電終了時刻ｆ、放電開始時刻ｇ、放電終了時刻ｈを求めることができる。これらの時刻から、バッテリー残量が表示されるまでは、前記第１の実施例と同じである。そして、本実施例のバッテリー１２０は、従来の充電器、電子機器及び電気機器を何ら改造することなく、これらの電源として使用することができる。
【００４３】
ところで、前記各実施例では、バッテリー残量を表示したが、充電開始時刻ｅ、充電終了時刻ｆ、放電開始時刻ｇ、放電終了時刻ｈを単に表示部２８、５８、６８に表示するだけでもよい。当業者であれば、これらの時刻から簡単にバッテリー残量の推定ができるからである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の残量情報表示バッテリーは、充電式バッテリーを使用する電気機器又は電子機器に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施例に係るバッテリー及び該バッテリーを充電する充電器のブロック図である。
【図２】前記バッテリー及び該バッテリーで作動する電子機器のブロック図である。
【図３】前記バッテリーの充電時の電圧変化を示す図である。
【図４】前記バッテリーの放電時の電圧変化を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るバッテリー及び該バッテリーで作動する電子機器のブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施例に係るバッテリー及び該バッテリーで受電する受電器のブロック図である。
【図７】本発明の第６の実施例に係るバッテリーのブロック図である。
【図８】第６の実施例のバッテリーに充放電するときの電流変化を示す図である。
【図９】充電式バッテリーを充電及び放電するときの電圧の変化を示す図である。
【図１０】充電式バッテリーの電圧が自己回復する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１８    充電判定部
２０    放電判定部
２２    時計装置
２５、５５、６５      マイクロコンピュータ
２８、５８、６８      表示部
３０、６０    充電器
４０、５０    電子機器
５２、９２    送受信部
１００、１１０、１２０    残量情報表示バッテリー
【図１】
2005253269.tif 000003
【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】
2005253269.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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