(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリセルの端子電圧を示す放電電圧情報、前記バッテリセルから負荷へ流れる電流を示す放電電流情報、および、前記バッテリセルから流れた電流の積算量を、予め定められたタイミングで入力する入力手段と、
前記入力手段が入力した前記放電電圧情報および前記放電電流情報を用いて前記バッテリセルの放電電力を計算する計算手段と、
表示手段と、
を有し、
前記計算手段は、
予め設定されている標本数に達するまで連続的に入力した前記放電電流情報と前記放電電圧情報とを用いて前記バッテリセルの放電電力の平均を計算し、
前記バッテリセルの放電電力に依存する係数ならびに定数を前記放電電力の平均を用いて求め、前記バッテリセルから流れた電流の積算量とともに前記係数ならびに定数を用いて前記バッテリセルの電力を前記負荷へ供給することが可能な残時間を計算し、
前記表示手段は、
前記計算手段が求めた前記残時間を表示する、
電子機器。
【請求項２】
前記計算手段は、前記標本数の放電電流情報を入力している途中で、前記負荷を駆動する電力モードが変更されたとき、前記標本数の放電電流情報の入力を最初からやり直す、
請求項１に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、リチウムイオン電池、ＮｉＣｄ電池、ニッケル水素電池などの２次電池で構成されたバッテリモジュール（バッテリパック）は周知である。
このようなバッテリモジュールには、例えば、バッテリの残量計算や当該バッテリを電源とする電子機器との間の通信を行うためのマイクロコンピュータと、バッテリの内部状態検出回路とが内蔵されている場合がある。
このようなバッテリモジュールが装着される各種の電子機器には、バッテリの内部状態と使用状態とからバッテリ残使用時間を計算し、その目安をディスプレイに表示するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子機器の電力制御方法が複雑になり、例えば、モータや発光パネルのＰＷＭ(Pulse Width Modulation)駆動などのように負荷の消費電力が短時間で頻繁に変化するような場合、現在の電力を基にバッテリ残使用時間を高精度に計算することは非常に困難である。
従って、従来では、何種類かの想定した状態について予め測定した標準電力を用いて、バッテリ残使用時間を計算していた。
しかしながら、電子機器が多様な電力で駆動する可能性がある場合に、それらの全ての状態の電力値を予め用意しておくことは困難である。また、当該電子機器が他の電子機器に電力を供給するような使用が行われることがあるが、このような状態での電力値を予め用意することは不可能である。
【０００４】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、負荷が多様な形態で電力を消費する場合でも、バッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる電子機器を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の問題点を解決し、上述した目的を達成するために、第１の発明の電子機器は、バッテリセルの端子電圧を示す放電電圧情報、前記バッテリセルから負荷へ流れる電流を示す放電電流情報、および、前記バッテリセルから流れた電流の積算量を、予め定められたタイミングで入力する入力手段と、前記入力手段が入力した前記放電電圧情報および前記放電電流情報を用いて前記バッテリセルの放電電力を計算する計算手段と、表示手段と、を有し、前記計算手段は、予め設定されている標本数に達するまで連続的に入力した前記放電電流情報と前記放電電圧情報とを用いて前記バッテリセルの放電電力の平均を計算し、前記バッテリセルの放電電力に依存する係数ならびに定数を前記放電電力の平均を用いて求め、前記バッテリセルから流れた電流の積算量とともに前記係数ならびに定数を用いて前記バッテリセルの電力を前記負荷へ供給することが可能な残時間を計算し、前記表示手段は、前記計算手段が求めた前記残時間を表示する。
【００１１】
また、第１の発明の電子機器は、好ましくは、前記計算手段は、前記標本数の放電電流情報を入力している途中で、前記負荷を駆動する電力モードが変更されたとき、前記標本数の放電電流情報の入力を最初からやり直す。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係わるビデオカメラについて説明する。
図１は、本実施形態のビデオカメラ５０の構成図である。
図１に示すように、ビデオカメラ５０は、例えば、ビデオカメラ本体６０と、バッテリモジュール１とを有する。
ビデオカメラ本体６０は、カメラ一体型のビデオテープレコーダであり、バッテリモジュール１が例えば着脱自在に装着される。
ここで、バッテリモジュール１が本発明のバッテリモジュールに対応している。
【００１６】
ビデオカメラ本体６０は、図１に示すように、マイクロコンピュータ６３と、マイクロコンピュータ６３によって制御される負荷２１とを有する。
ここで、マイクロコンピュータ６３が本発明の処理手段に対応している。
負荷２１には、バッテリモジュール１から電力の供給を受けて駆動される全ての電子回路、液晶ディスプレイなどの表示部２１ａ、並びにモータなどの駆動部などが含まれる。
なお、ビデオカメラ本体６０は、撮像のための構成や撮像した映像信号を記録／再生するための各種の構成を有するが、図１では省略している。
【００１７】
マイクロコンピュータ６３は、例えば、通信回路６５、計算回路６６、表示制御回路６７および負荷制御回路６８を有する。
通信回路６５は、バッテリモジュール１からバッテリ容量、電圧、電流および温度などの情報を受信する。
計算回路６６は、通信回路６５が受信した情報に基づいて、現在のバッテリ残量を計算する。
表示制御回路６７は、計算回路６６の計算結果を表示するための表示信号を生成し、これを負荷２１内の表示部２１ａに出力する。
負荷制御回路６８は、負荷２１の制御を行う。
【００１８】
バッテリモジュール１は、図１に示すように、例えば、マイクロコンピュータ１０、電圧検出回路１８、温度センサ１９、バッテリセル２０および充放電電流検出回路８０を有する。
マイクロコンピュータ１０は、情報生成回路７１および通信回路７２を有する。
情報生成回路７１は、電圧検出回路１８、温度センサ１９および充放電電流検出回路８０の検出結果に基づいて、バッテリモジュール１の状態を示す情報を生成し、これらを通信回路７２に出力する。
具体的には、情報生成回路７１は、電圧検出回路１８の検出結果を示すバッテリ放電電圧検出情報と、温度センサ１９の検出結果を示すバッテリ温度検出情報と、充放電電流検出回路８０の検出結果を示すバッテリ充放電電流検出情報と、バッテリ残容量情報とを生成し、これらを通信回路７２に出力する。
通信回路７２は、ビデオカメラ本体６０との間で通信を行う。
【００１９】
電圧検出回路１８は、バッテリセル２０の端子間の電圧を検出する。
温度センサ１９は、バッテリセル２０の温度を検出する。
充放電電流検出回路８０は、充放電電流を検出する。
【００２０】
バッテリモジュール１のプラス端子３０は、ビデオカメラ本体６０のプラス端子４０に接続されている。プラス端子３０は、バッテリモジュール１内において、バッテリセル２０のプラスの給電線に接続されている。
また、バッテリモジュール１のマイナス端子３１は、ビデオカメラ本体６０のマイナス端子４１に接続されている。マイナス端子３１は、バッテリモジュール１内において、バッテリセル２０のマイナスの給電線に接続されている。
ビデオカメラ５０では、プラス端子３０，４０およびマイナス端子３１，４１を介して、バッテリモジュール１からビデオカメラ本体６０への電力供給が行われる。ビデオカメラ本体６０内では、プラス端子３０およびマイナス端子３１を介してバッテリモジュール１から供給された電力が、マイクロコンピュータ６３および負荷２１に供給される。
【００２１】
また、バッテリモジュール１とビデオカメラ本体６０との間の情報の通信は、通信端子３２，４２を介して行われる。
この場合に、当該情報の通信は、バッテリモジュール１内ではバッファアンプ１１，１２を介して行われ、ビデオカメラ本体６０内ではバッファアンプ６１，６２を介して行われる。
【００２２】
以下、ビデオカメラ本体６０のマイクロコンピュータ６３において、通信端子３２，４２を介してバッテリモジュール１から受信した情報を用いて、バッテリ使用残時間等を求めるための処理を説明する。
先ず、当該処理を説明する前に、負荷２１における消費電力が略一定の場合におけるバッテリ使用残時間の算出方法の一例を説明する。
バッテリを一定消費電力で放電した場合において、放電時間に対する放電電流の積算量は、図２に示すように、略時間に比例している。ここで、ビデオカメラ本体６０の使用可能な最低電圧としてバッテリ終止を定めた場合、図２において、バッテリ終止電圧の点は、放電開始と完全放電（バッテリセル２０内のエネルギが無い状態）の間に存在している。
【００２３】
また、放電時間に対する完全放電までの放電電流積算量の残量は、図３に示される。
この図３において、バッテリ終止を原点にとり、座標軸をひくと、縦軸がバッテリ終止までの放電電流積算残量となり、横軸がバッテリ終止までの残時間となり、これらの関係は線形になる。従って、バッテリ終止までの放電電流積算残量が分かれば、バッテリ残時間を一意的に求めることができる。
このことを数式で表すと、下記式（１）のようになる。
【００２４】
【数１】
Ｒ＝Ｑｄ＊ｆ（Ｗ）
＝（Ｑ−ｇ（Ｗ））＊ｆ（Ｗ）                    …（１）
【００２５】
上記式（１）において、Ｒはバッテリ終止までの時間（残時間）であるバッテリ使用可能残時間を示し、Ｑｄはバッテリ終止までの放電電流積算量を示し、Ｗはビデオカメラ本体６０の消費電力（バッテリセル２０の放電電力）を示し、ｆ（Ｗ）は係数（電力依存）を示し、Ｑは放電電流積算残量を示し、ｇ（Ｗ）はバッテリ終止時残量（電力依存）を示している。
【００２６】
ところで、従来技術において、前述したように、負荷２１のなかで、モータや、ＰＷＭ制御によって駆動されるバックライト付き大型表示パネルなどの表示部２１ａなどが駆動されると、例えば、図４に示すように、バッテリモジュール１からビデオカメラ本体６０に供給される電圧は略一定であるが、電流が短時間に大きく変動し、その結果、バッテリモジュール１からビデオカメラ本体６０に供給される電力も、図５に示すように、短時間に大きく変動する。
【００２７】
本実施形態では、ビデオカメラ本体６０のマイクロコンピュータ６３が、バッテリモジュール１のマイクロコンピュータ１０から連続的に入力したバッテリ充放電電流検出情報を用いて、バッテリセル２０の放電電力を計算し、この放電電力からバッテリ使用残時間Ｒを計算する。
【００２８】
以下、本実施形態において、図１に示すビデオカメラ本体６０のマイクロコンピュータ６３が、バッテリモジュール１からの情報に基づいて、バッテリ使用残時間間Ｒを計算する際の処理の手順を説明する。
図６は、当該手順を説明するためのフローチャートである。
ステップＳＴ１：マイクロコンピュータ６３は、電源投入されているか否かを判断し、電源投入されていると判断した場合にはステップＳＴ２の処理に進み、そうでない場合にはステップＳＴ１の処理を繰り返す。
【００２９】
ステップＳＴ２：マイクロコンピュータ６３は、バッテリモジュール１のマイクロコンピュータ１０との間で通信が可能か否かを判断し、通信可能であると判断した場合にはステップＳＴ３の処理に進み、そうでない場合には処理を終了する。
【００３０】
ステップＳＴ３：マイクロコンピュータ６３の計算回路６６は、バッテリ使用残時間Ｒを計算する上で必要な、バッテリ電圧検出情報と、予め決められた平均化標本数Ｎ分のバッテリ充放電電流検出情報とを順にマイクロコンピュータ１０から通信回路６５を介して入力する。
当該ステップＳＴ３の処理については、図９を用いて後に詳細に説明する。
【００３１】
ステップＳＴ４：マイクロコンピュータ６３は、バッテリ使用残時間Ｒを計算する上で必要な全ての情報をマイクロコンピュータ１０から入力したかを判断し、入力したと判断した場合にはステップＳＴ５の処理に進み、そうでない場合にはステップＳＴ２の処理に戻る。
【００３２】
ステップＳＴ５：マイクロコンピュータ６３の計算回路６６は、ステップＳＴ３で入力した平均化標本数Ｎ分のバッテリ充放電電流検出情報を用いて、下記式（２）に基づいてバッテリ充放電平均電流値ＩAVE を計算する。
【００３３】
【数２】
0004517472.tif 000002
【００３４】
ステップＳＴ６：マイクロコンピュータ６３の計算回路６６は、ステップＳＴ３の入力したバッテリ電圧検出情報が示すバッテリ電圧値Ｖと、ステップＳＴ５で計算したバッテリ充放電平均電流値ＩAVE とを用いて、下記式（３）から、バッテリセル２０の放電電力Ｗを計算する。
【００３５】
【数３】
Ｗ＝ＩAVE ×Ｖ
【００３６】
ステップＳＴ７：マイクロコンピュータ６３の計算回路６６は、ステップＳＴ６で計算した放電電力Ｗから、これに依存する前記式（１）の係数ｆ（Ｗ）およびバッテリ終止時残量ｇ（Ｗ）を計算する。
また、計算回路６６は、マイクロコンピュータ１０においてバッテリ充放電電流検出情報が示す電流値を積算して求められた前記式（１）の放電電流積算量Ｑを、マイクロコンピュータ１０から入力する。
そして、計算回路６６は、上記式（１）に基づいて、放電電流積算量Ｑ、係数ｆ（Ｗ）およびバッテリ終止時残量ｇ（Ｗ）を用いて、バッテリ使用残時間Ｒを計算する。
【００３７】
ステップＳＴ８：マイクロコンピュータ６３の計算回路６６は、ステップＳＴ７で計算したバッテリ使用残時間Ｒを表示制御回路６７に出力し、これによりバッテリ使用残時間Ｒを示す画像、文字あるいは記号が表示部２１ａに表示される。
例えば、図７に示すようにビデオカメラ５０のビューファインダ１０１の表示部２１ａに、図８に示すように、バッテリ使用可能残時間Ｒを示す画像１２１と、文字（数字）１２２が表示される。計算回路６６は、表示が終了したら、ステップＳＴ２に戻って繰り返す。
【００３８】
図９は、図６に示すステップＳＴ３の処理内容を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１１：マイクロコンピュータ６３の計算回路６６は、マイクロコンピュータ１０から入力したバッテリ充放電電流検出情報が、予め決められた平均化標本数Ｎ個に達しているか否かを判断し、達していると判断した場合にはステップＳＴ１４の処理に進み、達していないと判断した場合にはステップＳＴ１２の処理に進む。
【００３９】
ステップＳＴ１２：計算回路６６は、例えば、モード入力部６９から電力モードの切り換わり指示が出されたか否かを判断し、出されたと判断した場合にはステップＳＴ１４の処理に進み、出されていないと判断した場合にはステップＳＴ１３の処理に進む。
【００４０】
ステップＳＴ１３：計算回路６６は、マイクロコンピュータに次のバッテリ充放電電流検出情報を要求し、その後、ステップＳＴ１５の処理に進む。
【００４１】
ステップＳＴ１４：計算回路６６は、次の情報、本実施形態の場合は、バッテリ電圧検出情報をマイクロコンピュータ１０に要求し、これを入力した後に、図６に示すステップＳＴ４に進む。
【００４２】
以上説明したように、ビデオカメラ本体６０によれば、バッテリモジュール１からのバッテリ放電電圧検出情報およびバッテリ充放電電流検出情報を用いて、バッテリセル２０の平均放電電力を算出し、当該平均放電電力を用いてバッテリ使用可能残時間を算出するため、負荷２１の消費電力（バッテリセル２０の放電電力）が短時間に大きく変動した場合でも、バッテリ使用可能残時間を従来に比べて高精度に算出できる。
また、ビデオカメラ本体６０によれば、従来のように、負荷２１が多様な電力で駆動する可能性がある場合に、そらの全ての状態の電力値を予め用意する必要がないため、装置規模を縮小できると共に、開発時の負担を軽減できる。また、バッテリセル２０が実際に供給している電力に基づいてバッテリ使用可能残時間を算出することから、バッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる。また、ビデオカメラ本体６０が他の電子機器に電力を供給するような使用が行われる場合でも、バッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる。
【００４３】
また、ビデオカメラ本体６０によれば、前述したように電力モードが変化した場合に、バッテリモジュール１からのバッテリ充放電電流検出情報の入力を最初からやり直すことで、変化後の電力モードに適合させてバッテリ使用可能残時間を高精度に算出できる。
【００４４】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
例えば、上述した実施形態では、バッテリ充放電平均電流値ＩAVE を求めた後に、バッテリセル２０の放電電力を平均を算出したが、マイクロコンピュータ６３において、バッテリモジュール１から入力したバッテリ充放電電流検出情報とバッテリ電圧検出情報とを用いて、平均化標本数分の放電電力を求め、これを平均して放電電力Ｗを求めてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態では本発明をビデオカメラに適用した場合を例示したが、本発明は、バッテリを内蔵あるいは装着するその他の電子機器にも適用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子機器によれば、負荷が多様な形態で電力を消費する場合でも、バッテリ使用可能残時間を高精度に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態のビデオカメラの構成図である。
【図２】図２は、バッテリの放電電流積算量とバッテリ終止時間との関係を示す図である。
【図３】図３は、バッテリの放電電流積算残量とバッテリ終止時間との関係を示す図である。
【図４】図４は、負荷に供給される瞬時電流および瞬時電圧と時間との関係を示す図である。
【図５】図５は、負荷に供給される瞬時電力と時間との関係を示す図である。
【図６】図６は、図１に示すビデオカメラ本体のマイクロコンピュータが、バッテリモジュールからの情報に基づいて、バッテリ使用残時間間Ｒを計算する際の処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、ビデオカメラに設けられた表示部を説明するための図である。
【図８】図８は、図７に示す表示部へのバッテリ使用可能残時間の表示形態を説明するための図である。
【図９】図９は、図７に示すステップＳＴ３の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…バッテリモジュール、５０…ビデオカメラ、６０…ビデオカメラ本体、６５…通信回路、６６…計算回路、６７…表示制御回路、６８…負荷制御回路、１０…マイクロコンピュータ、１８…電圧検出回路、１９…温度センサ、２０…バッテリセル、８０…充放電電流検出回路、７１…情報生成回路、７２…通信回路
【図１】
0004517472.tif 000003
【図２】
0004517472.tif 000004
【図３】
0004517472.tif 000005
【図４】
0004517472.tif 000006
【図５】
0004517472.tif 000007
【図６】
0004517472.tif 000008
【図７】
0004517472.tif 000009
【図８】
0004517472.tif 000010
【図９】
0004517472.tif 000011