(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出装置において、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリから供給される電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された検出電圧を前記電流検出手段で検出された検出電流に基づいて補正し、補正された電圧に基づいて前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手段と、
前記バッテリが放電されている場合に、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量が前回の残量より小さいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より大きいときには、前回の残量を今回の残量にするバッテリ残量比較決定手段と、
前記バッテリの脱着を検出する脱着検出手段と、
前記脱着検出手段で前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手段とを有することを特徴とするバッテリ残量検出装置。
【請求項２】
バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出装置において、
前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手段と、
前記バッテリが充電されている場合に、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量が前回の残量より大きいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より小さいときには、前回の残量を今回の残量にする残量比較決定手段と、
前記バッテリの脱着を検出する脱着検出手段と、
前記脱着検出手段で前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手段とを有することを特徴とするバッテリ残量検出装置。
【請求項３】
バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出方法において、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手順と、
前記バッテリから供給される電流を検出する電流検出手順と、
前記電圧検出手順で検出された検出電圧を前記電流検出手順で検出された検出電流に基づいて検出電圧を補正し、補正された電圧に基づいて前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手順と、
前記バッテリが放電されている場合に、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量が前回の残量より小さいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より大きいときには、前回の残量を今回の残量にするバッテリ残量比較決定手順と、
前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手順とを有することを特徴とするバッテリ残量検出方法。
【請求項４】
バッテリの残量を検出するバッテリ残量検出方法において、
前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手順と、
前記バッテリが充電されている場合に、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量が前回の残量より大きいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より小さいときには、前回の残量を今回の残量にする残量比較決定手順と、
前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手順とを有することを特徴とするバッテリ残量検出方法。
【請求項５】
バッテリにより駆動される電子機器において、
前記バッテリの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記バッテリから供給される電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧検出手段で検出された検出電圧を前記電流検出手段で検出された検出電流に基づいて補正し、補正された電圧に基づいて前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手段と、
前記バッテリが放電されている場合に、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量が前回の残量より小さいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より大きいときには、前回の残量を今回の残量にするバッテリ残量比較決定手段と、
前記バッテリの脱着を検出する脱着検出手段と、
前記脱着検出手段で前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手段とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項６】
バッテリにより駆動される電子機器おいて、
前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手段と、
前記バッテリが充電されている場合に、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量が前回の残量より大きいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より小さいときには、前回の残量を今回の残量にする残量比較決定手段と、
前記バッテリの脱着を検出する脱着検出手段と、
前記脱着検出手段で前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手段で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手段とを有することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
コンピュータに、
バッテリの電圧を検出する電圧検出手順と、
前記バッテリから供給される電流を検出する電流検出手順と、
前記電圧検出手順で検出された検出電圧を前記電流検出手順で検出された検出電流に基づいて補正し、補正された電圧に基づいて前記バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手順と、
前記バッテリが放電されている場合に、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量が前回の残量より小さいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より大きいときには、前回の残量を今回の残量にするバッテリ残量比較決定手順と、
前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手順とを実行させるコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
コンピュータに、
バッテリの残量を算出するバッテリ残量算出手順と、
前記バッテリが充電されている場合に、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量が前回の残量より大きいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より小さいときには、前回の残量を今回の残量にする残量比較決定手順と、
前記バッテリの脱着が検出されたときに、前記バッテリ残量算出手順で算出された残量を前記バッテリの残量に決定する残量決定出力手順とを実行させるコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバッテリ残量検出装置、バッテリ残量検出方法及び電子機器並びに記録媒体に係り、特に、バッテリにより駆動され、バッテリの残量を検出し、表示するためのバッテリ残量検出装置、バッテリ残量検出方法及び電子機器並びに記録媒体に関する。
【０００２】
携帯型のコンピュータは、内蔵されたバッテリにより駆動される。このようなコンピュータでは、バッテリの残量を表示し、使用者に知らせる機能がある。
このとき、使用者は、使用中にバッテリが切れることがないように、表示されたバッテリの残量に応じてバッテリの交換や使用時間管理を行う。このため、バッテリの残量を正確に検出し、表示する必要があった。
【０００３】
【従来の技術】
従来の携帯型のコンピュータにおいて、バッテリの残量を検出する方法の一つとして、バッテリに流入出する電流を積算する電流積算法が知られている。この方法は、バッテリから流入出する電流の総和がバッテリの残量に対応することを利用して残量を検出しようとする方法である。
【０００４】
図１は従来の電流積算法の一例を説明するための図を示す。
図１において、１はバッテリパック、２は携帯型コンピュータ本体を示す。
バッテリパック１は、外部端子Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 を有する。外部端子Ｔ1 、Ｔ2 、Ｔ3 は、携帯型コンピュータ本体２の外部端子Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13に接続される。
【０００５】
バッテリパック１は、バッテリ本体３、電流検出抵抗Ｒ、電源マイコン４から構成される。バッテリ本体３は、電圧Ｖ1 を発生する。バッテリ本体３は、内部抵抗ｒを有する。
電流検出抵抗Ｒは、バッテリ本体３と端子Ｔ1 との間に直列に接続され、バッテリ本体３から端子Ｔ1 を介して携帯型コンピュータ本体２に流出する電流及び携帯型コンピュータ本体２から端子Ｔ1 を介してバッテリ本体３に流入する電流に応じた電圧を検出する。
【０００６】
電源マイコン４は、電流検出抵抗Ｒの両端に接続され、電流検出抵抗Ｒに流れる電流Ｉに応じて電流検出抵抗Ｒに発生される電圧Ｖを検出する。電源マイコン４は、バッテリ本体３に流入出する電流Ｉを積算して、バッテリ本体３の残量値を算出する。電源マイコン４で算出された残量値は、端子Ｔ2 から出力され、携帯型コンピュータ本体２の端子Ｔ12に供給される。
【０００７】
携帯型コンピュータ本体２は、処理部５、表示部６を内蔵する。処理部５は、端子Ｔ11、Ｔ12、Ｔ13に接続され、端子Ｔ11、Ｔ13から駆動電源を受け取るとともに、端子Ｔ12からバッテリパック１の残量値を受け取る。処理部５は、表示部６を制御してバッテリパック１の残量値を表示する。
図１に示す電流積算法では、バッテリパック１に流入出する電流を積算する必要がある。このとき、携帯型コンピュータ本体２に装着されるバッテリパック１が交換されても装着されたバッテリパック１の残量値を表示するためには、バッテリパック毎に流入出する電流を検出し、バッテリ本体３の残量を管理する必要がある。これは、携帯型コンピュータ本体２側でバッテリパック１に流入出する電流を積算した場合、バッテリパック１が交換されると、それまで積算した電流が無効になり、残量を表示することができなくなるからである。
【０００８】
バッテリパック１側でバッテリ本体２の残量を管理するためには、バッテリパック１側に電源マイコン４を搭載する必要があり、バッテリパック１が高価になる。
このため、バッテリパックを低価格にするためには、携帯型コンピュータ本体２側で装着されたバッテリパック１の残量を算出する必要がある。
【０００９】
携帯型コンピュータ本体２側でバッテリパック１の残量を算出する方法として、バッテリの電圧から残量を算出する方法がある。この方法は、バッテリがエネルギーの消耗に応じて出力電圧が低下する特性を利用して、バッテリの残量を検出しようとするものである。
図２は従来のバッテリの電圧から残量を算出する方法を説明するための図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００１０】
図２において、１１はバッテリパック、１２は携帯型コンピュータ本体を示す。
バッテリパック１１は、外部端子Ｔ21、Ｔ22を有する。外部端子Ｔ21、Ｔ22は、携帯型コンピュータ本体１２の外部端子Ｔ31、Ｔ32に接続される。バッテリパック１１は、少なくともバッテリ本体３が内蔵され、バッテリ本体３で発生される電源電圧が外部端子Ｔ21、Ｔ22に印加される。
【００１１】
携帯型コンピュータ本体１２の外部端子Ｔ31、Ｔ32は、処理部５及び電源マイコン１３に接続される。処理部５は、外部端子Ｔ31、Ｔ32に供給された電源電圧により駆動される。また、電源マイコン１３は、端子Ｔ31と端子Ｔ32との間の電圧を検出し、検出された電圧からバッテリ本体３の残量を算出する。電源マイコン１３で算出されたバッテリ本体３の残量は処理部５に供給され、表示部６に表示される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来のバッテリから供給された電流を積算する電流積算法では、バッテリパック毎に電流を積算する必要があり、バッテリパック毎に電源マイコンを搭載する必要があるので、高価になる等の問題点があった。
バッテリパックを安価にするために用いられるバッテリパックの電圧を検出してバッテリパックの残量を算出する方法では、携帯型コンピュータ本体１２の負荷の変動によりバッテリパック３から供給される電流が変動すると、バッテリ本体が有する内部抵抗ｒに流れる電流が変動する。内部抵抗ｒに流れる電流が変動すると、内部抵抗ｒによる電圧降下が変化して、携帯型コンピュータ本体１２の外部端子Ｔ31、Ｔ32に印加される電圧が変動する。このため、電源マイコン１３により検出される電圧が変動する。電源マイコン１３は、外部端子Ｔ31、Ｔ32に印加される電圧に応じてバッテリパックの残量を算出しているので、外部端子Ｔ31、Ｔ32に印加される電圧が変動すると、バッテリパックの残量も変動していしまう。よって、正確な残量表示が行えないなどの問題点があった。バッテリ本体３としてリチウムイオン電池を用いると、リチウムイオン電池は、内部抵抗ｒが大きいので、負荷変動による外部端子Ｔ31、Ｔ32に印加される電圧の変動が特に大きくなり、残量表示が大きくずれてしまう等の問題点があった。
【００１３】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、安価で、かつ、バッテリの残量を正確に検出できるバッテリ残量検出装置、バッテリ残量検出方法及び電子機器並びに記録媒体を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、バッテリの電圧、電流を検出し、検出電圧を検出電流に基づいて補正し、補正された検出電圧に基づいてバッテリの残量を算出し、バッテリが放電されている場合に、算出された残量が前回の残量より小さいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より大きいときには、前回の残量を今回の残量としており、バッテリの脱着が検出されたときに、算出された残量をバッテリの残量に決定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、バッテリの残量を算出しており、バッテリが充電されている場合に、算出された残量が前回の残量より大きいときには、算出された残量を今回の残量にし、算出された残量が前回の残量より小さいときには、前回の残量を今回の残量にし、バッテリの脱着が検出されたときに、算出された残量をバッテリの残量に決定することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、バッテリの脱着が検出されたときには、記憶手段に記憶された残量とは異なるバッテリの残量であるので、不要な比較を避けて、算出されたバッテリの残量をそのまま出力することにより、処理の負荷を低減できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の一実施例のブロック構成図を示す。
本実施例の電子機器として携帯型コンピュータについて説明する。
本実施例の携帯型コンピュータ２０は、処理装置２１、電源制御回路２２が内蔵され、バッテリパック２３が装着される。
【００２０】
処理装置２１は、記憶装置２４、ＣＰＵ２５、ＲＡＭ２６、入力装置２７、表示装置２８、ＰＣカードコントローラ２９、ＰＣカードコネクタ３０、モデム３１、モジュラジャック３２、入出力インタフェース３３、入出力コネクタ３４、赤外線ポート３５、バス３６を有する。
記憶装置２４は、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどから構成され、ＯＳ（Operating System）、ドライバソフト、アプリケーションソフトがインストールされている。後に詳細に説明する本実施例のバッテリパック２３の残量を表示するためのプログラムは、ドライバソフトの一つとして記憶されている。
【００２１】
ＣＰＵ２５は、記憶装置２４に記憶されたソフトウェアに応じた演算処理を行う。ＲＡＭ２６は、ＥＤＯ−ＤＲＡＭ、ＳＤ−ＲＡＭなどから構成され、ＣＰＵ２５での処理の作業用記憶領域として用いられる。
入力装置２７は、キーボードやタッチパネルから構成され、ＣＰＵ２５にデータを入力したり、処理の指示を与える。表示装置２８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Device ）パネルから構成され、ＣＰＵ２５での処理に応じた画面を表示する。
【００２２】
ＰＣカード制御部２９は、ＰＣカードコネクタ３０とバス３６との間に接続される。ＰＣカードコネクタ３０には、ＰＣカード３７が接続される。ＰＣカード制御部２９は、ＰＣカード３７とバス３６とのインタフェースをとる。
ＰＣカード３７は、ＰＣＭＣＩＡ規格に準拠した構造とされており、ＰＣカードコネクタ３０に接続されて、各種機能を付加する。例えば、ＰＣカード３７とインタフェースとして用いてフロッピーディスクドライブ３８やＣＤ−ＲＯＭドライブ３９が接続される。
【００２３】
フロッピーディスクドライブ３８にはフロッピーディスク４０が装着される。
フロッピーディスクドライブ３８は、フロッピーディスク４０に情報を書き込むとともに、フロッピーディスク４０に書き込まれた情報を読み出し、処理装置２１に供給する。
また、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３９にはＣＤ−ＲＯＭディスク４１が装着される。ＣＤ−ＲＯＭドライブ３９は、装着されたＣＤ−ＲＯＭディスク４１から情報を読み出し、処理装置２１に供給する。
【００２４】
なお、本実施例のバッテリパック２３の残量を表示するためのプログラムは、フロッピーディスク４０、あるいはＣＤ−ＲＯＭディスク４１などの記録媒体として提供されてもよい。フロッピーディスク４０、あるいはＣＤ−ＲＯＭディスク４１などの記録媒体として提供されたプログラムは、フロッピーディスクドライブ３８、あるいはＣＤ−ＲＯＭドライブ３９により読み出され、記憶装置２４にインストールされて、用いられる。
【００２５】
入出力インタフェース３３は、ＣＰＵ２５と、入出力コネクタ３４並び赤外線ポート３５との間に接続され、ＣＰＵ２５と、入出力コネクタ３４並びに赤外線ポート３５とのインタフェースをとる。
入出力コネクタ３４は、ＲＳ−２３２Ｃに準拠したコネクタであり、ＲＳ−２３２Ｃケーブルが接続される。赤外線ポート３５は、ＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信ポートであり、赤外線により外部装置との通信を行う。
【００２６】
電源制御回路２２は、処理装置２１への電源の供給を制御、バッテリパック２３の充電の制御を行うとともに、ＣＰＵ２５にバッテリパック２３の残量を検出するのに必要な情報を提供する。
バッテリパック２３は、図２に示すバッテリパック１１と同じ構成であり、内部に電源マイコンを内蔵しない。
【００２７】
図４は本発明の一実施例の電源制御回路のブロック構成図を示す。
電源制御回路２２は、外部端子Ｔ41、Ｔ42、Ｔ43を有する。外部端子Ｔ41には、ＡＣアダプタ５１が接続される。外部端子Ｔ42、Ｔ43には、バッテリパック２３が接続される。ＡＣアダプタ５１は、交流電源５２に接続され、交流電源５２から印加される交流電圧を所定の直流電圧に変換する。また、外部端子Ｔ42には、バッテリパック２３から直流電圧が印加される。外部端子Ｔ43には、バッテリパック２３が装着されていないときには、開放され、バッテリパック２３が装着されると、バッテリパック２３の内部で接地される。外部端子Ｔ43は、バッテリパック２３の接続の有無を検出するための端子として用いられる。
【００２８】
電源制御回路２２は、充電部５３、ＡＣアダプタ検出部５４、ラッチ回路５５、センス抵抗５６、電圧検出部５７、電流検出部５８、逆流防止用ダイオード５９、６０から構成される。
充電部５３は、外部端子Ｔ41に接続され、ＡＣアダプタ５１から供給される直流電圧によりバッテリパック２３を充電する。
【００２９】
充電部５３は、ダイオード６１、６２、トランジスタ６３、コイル６４、抵抗６５ａ、６５ｂ、コンデンサ６６、充電制御ＩＣ６７、充電コントロール回路６８から構成される。
ダイオード６１は、アノードが外部端子Ｔ41に接続され、カソードが抵抗６５ａを介してトランジスタ６３のソースに接続される。ダイオード６１は、充電部５３側から外部端子Ｔ41側への電流の逆流を防止する。トランジスタ６３は、ｎチャネルＭＯＳトランジスタから構成され、ゲートが充電制御ＩＣ６７に接続され、ドレインがコイル６４、抵抗６５ｂを介して抵抗５６とダイオード６０との接続点に接続される。トランジスタ６３は、充電制御ＩＣ６７から供給される制御信号に応じてオン・オフし、バッテリパック２３に供給する充電電流をＰＷＭ制御する。
【００３０】
ダイオード６２は、ツェナーダイオードから構成され、トランジスタ６３のドレインと接地間に逆方向に接続され、トランジスタ６３のドレイン電位を一定レベル以下にする。コイル６４、コンデンサ６６は、フィルタを構成しており、トランジスタ６３のドレイン電流を整流して、出力する。
抵抗６５ａは、ダイオード６１とトランジスタ６３のソースとの間に直列に接続されるとともに、充電制御ＩＣ６７に接続される。抵抗６５ａの両端には、トランジスタ６３に供給される電流に応じた電圧が発生する。充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５ａの両端の電圧を検出することにより充電部５３への入力電流を検出し、トランジスタ６３を制御する。
【００３１】
抵抗６５ｂは、コイル６４に直列に接続されるとともに、充電制御ＩＣ６７に接続される。抵抗６５ａの両端には、充電部５３から出力される電流に応じた電圧が発生する。充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５ｂの両端の電圧を検出することにより充電部５３の出力電流を検出する。また、充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５ｂの出力側の電圧を検出することにより充電部５３の出力電圧を検出する。
【００３２】
また、充電制御ＩＣ６７は、抵抗６５ｂの両端電圧に応じて充電電流及び充電電圧を検出し、定電流充電制御時には出力電流が定電流となるようにようにトランジスタ６３を制御し、定電圧制御時には出力電圧が定電圧となるようにトランジスタ６３を制御する。
図５は本発明の一実施例の充電制御ＩＣのブロック構成図を示す。
【００３３】
充電制御ＩＣ６７は、端子Ｔ50〜Ｔ57を有する。端子Ｔ50は、ダイオード６１と抵抗６５ａとの接続点に接続される。端子Ｔ51は、抵抗６５ａとトランジスタ６３のドレインとの接続点に接続される。端子Ｔ52には、基準電源６９から基準電圧Ｖref0が印加される。端子Ｔ53は、コイル６４と抵抗６５ｂとの接続点に接続される。端子Ｔ54は、抵抗６５ｂとコンデンサ６６との接続点に接続される。端子Ｔ55には、基準電源７０から基準電圧Ｖref1が印加される。端子Ｔ56は、充電コントロール回路６８に接続される。端子Ｔ57は、トランジスタ６３のゲートに接続される。
【００３４】
充電制御ＩＣ６７は、誤差増幅器７１〜７５、三角波発振器７６、ＰＷＭ比較器７７、ドライバ７８から構成される。
誤差増幅器７１は、非反転入力端子が端子Ｔ50に接続され、反転入力端子が端子Ｔ51に接続される。誤差増幅器７１は、抵抗６５ａに印加される電圧に応じた信号を出力する。
【００３５】
誤差増幅器７２は、反転入力端子が誤差増幅器７１の出力に接続され、非反転入力端子が端子Ｔ52に接続される。誤差増幅器７２は、誤差増幅器７１の出力と基準電圧Ｖref0との差に応じた信号を出力する。
誤差増幅器７３は、非反転入力端子が端子Ｔ53に接続され、反転入力端子が端子Ｔ54に接続される。誤差増幅器７３は、抵抗６５ｂの両端に印加される電圧に応じた信号を出力する。
【００３６】
誤差増幅器７４は、非反転入力端子に誤差増幅器７３の出力が供給され、反転入力端子が端子Ｔ55に接続される。誤差増幅器７４は、誤差増幅器７３の出力と基準電圧Ｖref1との差に応じた信号を出力する。
誤差増幅器７５は、非反転入力端子が端子Ｔ54に接続され、反転入力端子に内蔵された基準電源７９から基準電圧Ｖref2が供給される。誤差増幅器７５は、充電電圧と基準電圧Ｖref2との差に応じた信号を出力する。
【００３７】
また、三角波発振器７６は、三角波信号を発生し、ＰＷＭ比較器７７に供給する。
ＰＷＭ比較器７７は、３つの非反転入力端子と、１つの反転入力端子を有し、非反転入力端子には、誤差増幅器７２、７４、７５の出力信号が入力され、反転入力端子には三角波発振器７６の出力三角波信号が入力される。ＰＷＭ比較器７７は、誤差増幅器７２、７４、７５の出力と三角波発振器７６の出力とを比較し、誤差増幅器７２、７４、７５の出力のうち最も小さい出力が三角波発振器７６の出力より小さいときにはローレベルとなり、誤差増幅器７２、７４、７５の出力のうち最も小さい出力が三角波発振器７６の出力より大きいときにハイレベルとなるパルス信号を出力する。
【００３８】
ＰＷＭ比較器７７から出力されたパルス信号は、ドライバ７８に供給される。ドライバ７８は、端子Ｔ57に接続され、ＰＷＭ比較器７７から出力されたパルス信号に応じたトランジスタ６３をドライブする。以上により、充電制御ＩＣ６７により、入力電圧、充電電圧、充電電流に応じて定電流充電制御及び定電圧充電制御が行われるとともに、充電動作が制御される。
【００３９】
また、充電制御ＩＣ６７の端子Ｔ56は、充電コントロール回路６８が接続される、充電制御ＩＣ６７は、端子Ｔ56に供給される充電制御信号が有効なときには、回路を動作状態とし、端子Ｔ56に供給される充電制御信号が無効なときには、回路を停止状態とし、トランジスタ６３を常時オフにする。
充電コントロール回路６８は、外部端子Ｔ42、Ｔ43に接続され、外部端子Ｔ42の電圧に応じて充電の要否を判定し、充電制御ＩＣ６７を制御する。充電コントロール回路６８は、外部端子Ｔ42がバッテリパック２３の満充電電圧Ｖ2 以上であれば、充電を停止させるように充電制御ＩＣ６７を制御する。
【００４０】
充電コントロール回路６８は、外部端子Ｔ43がローレベルで、かつ、外部端子Ｔ42がバッテリパック２３の満充電電圧Ｖ2 未満であれば、バッテリパック２３の充電状況を示す充電ステータスを有効にする。また、充電コントロール回路６８は、外部端子Ｔ43がハイレベル又は外部端子Ｔ42がバッテリパック２３の満充電電圧Ｖ2 以上であれば、バッテリパック２３の充電状況を示す充電ステータス無効にする。
【００４１】
図６は本発明の一実施例の充電コントロール回路のブロック構成図を示す。
充電コントロール回路６８は、端子Ｔ61〜Ｔ64を有する。端子Ｔ61は、端子Ｔ42に接続される。端子Ｔ62は、端子Ｔ43に接続される。端子Ｔ63は、充電制御ＩＣ６７の端子Ｔ63に接続される。端子Ｔ64は、ＣＰＵ２５に接続される。
充電コントロール回路６８は、コンパレータ８１、基準電圧源８２、インバータ８３、ＡＮＤゲート８４から構成される。コンパレータ８１は、反転入力端子が端子Ｔ61に接続され、非反転入力端子が基準電圧源８２に接続される。基準電源８２は、バッテリパック２３に満充電電圧Ｖ2 を基準電圧として発生する。コンパレータ８１は、端子Ｔ61の電圧と基準電圧源８２からの基準電圧とを比較して、端子Ｔ61の電圧が基準電圧より小さければハイレベル、大きければローレベルとなる信号を出力する。コンパレータ８１の出力は、ＡＮＤゲート８４に供給される。
【００４２】
インバータ８３は、端子Ｔ62に接続され、端子Ｔ62に供給されるバッテリパック２３の接続の有無を検出する信号を反転してＡＮＤゲート８４に供給する。ＡＮＤゲート８４は、コンパレータ８１の出力とインバータ８３とのＡＮＤ論理を出力する。ＡＮＤゲート８４の出力は、コンパレータ８１の出力がハイレベルで、かつ、インバータ８３の出力がハイレベルのとき、ハイレベルとなり、その他の場合は、ローレベルとなる。ＡＮＤゲート８４の出力は、端子Ｔ63、Ｔ64から出力される。なお、ＡＮＤゲート８４の出力がハイレベルのときを有効と呼び、ローレベルのときを無効と呼ぶ。
【００４３】
充電コントロール回路６８は、端子Ｔ61の電圧が満充電電圧Ｖ2 以上のとき、及び端子Ｔ62がハイレベルのとき、端子Ｔ63から出力する充電制御信号を無効にする。また、充電コントロール回路６８は、端子Ｔ61の電圧が満充電電圧Ｖ2 未満で、かつ、端子Ｔ62がローレベルのとき、端子Ｔ63から出力する充電制御信号を有効にする。さらに、充電コントロール回路６８は、端子Ｔ61の電圧が満充電電圧Ｖ2 未満で、かつ、端子Ｔ62がローレベルのとき、端子Ｔ64から出力する充電ステータスを有効にする。
【００４４】
充電部５３は、バッテリパック２３への充電を迅速かつ安全に行うために、バッテリパック２３の電圧が所定電圧Ｖ1 より小さいときには、定電流充電を行い、バッテリパック２３の電圧が所定電圧Ｖ1 より大きいときには、定電圧充電を行う。定電流充電は、一定電流Ｉ0 で充電を行う制御であり、定電圧充電は、一定電圧Ｖ2 で充電を行う制御である。
【００４５】
図７は本発明の一実施例の充電動作を説明するための図を示す。
図７において、実線はバッテリパック２３の充電時の充電電圧波形、破線はバッテリパック２３の充電時の充電電流波形を示す。
充電部５３は、バッテリパック２３の充電電圧が所定電圧Ｖ1 より小さいときには、図７に破線で示すように定電流Ｉ0 で定電流充電を行う。時刻ｔ0 で、バッテリパック２３の充電電圧が所定電圧Ｖ1 以上になると、略満充電電圧Ｖ2 で定電圧充電を行う。このとき、図７に破線で示すように充電電流は、漸次減少する。
【００４６】
次に、ＡＣアダプタ検出部５４について説明する。
ＡＣアダプタ検出部５４は、抵抗９１、９２から構成される。抵抗９１、９２は、端子Ｔ41と接地との間に直列に接続され、ＡＣアダプタ５１からの電圧を分圧し、ＡＣアダプタステータスとして出力する。ＡＣアダプタステータスは、端子Ｔ41にＡＣアダプタ５１から直流電圧が供給されると有効となり、端子Ｔ41が開放されると無効となる。
【００４７】
次に、ラッチ回路５５について説明する。
ラッチ回路５５は、抵抗１０１、インバータ１０２、ＮＯＲゲート１０３、フリップフロップ１０４から構成される。抵抗１０１は、一端が端子Ｔ43に接続され、他端に所定の電圧Ｖ0 が印加される。インバータ１０２は、端子Ｔ42が接続され、端子Ｔ42のレベルを反転してＮＯＲゲート１０３に供給する。
【００４８】
ＮＯＲゲート１０３は、インバータ１０２の出力と端子Ｔ42の出力とのＮＯＲ論理を出力する。ＮＯＲゲート１０３の出力は、フリップフロップ１０４に供給される。フリップフロップ１０４は、ＮＯＲゲート１０３の出力を保持する。
フリップフロップ１０４の出力は、バッテリ状態ステータスとしてＣＰＵ２５に供給される。
【００４９】
センス抵抗５６は、端子Ｔ42に一端が接続され、他端がダイオード６０を介して処理部２１に接続される。センス抵抗５６には、バッテリパック２３から処理部２１に供給される電流が流れる。
電圧検出部５７は、抵抗１１１、１１２から構成される。抵抗１１１、１１２は、直列に接続されており、一端が端子Ｔ42に接続され、他端が接地されており、抵抗１１１と抵抗１１２との接続点からバッテリパック２３の出力電圧を分圧して出力する。電圧検出部５７の出力電圧は、検出電圧Ｖs としてＣＰＵ２５に供給される。
【００５０】
電流検出部５８は、抵抗１２１〜１２７、差動増幅器１２８〜１３０から構成される。抵抗１２１、１２２は、センス抵抗５６とダイオード６０との接続点と接地との間に直列に接続される。抵抗１２１と抵抗１２２との接続点からは、レベルシフトされた電圧が出力される。
抵抗１２３、１２４は、センス抵抗５６と端子Ｔ42との接続点と接地との間に直列に接続される。抵抗１２３と抵抗１２４との接続点からは、レベルシフトされた電圧が出力される。
【００５１】
差動増幅器１２８は、非反転増幅回路を構成しており、抵抗１２１、１２２によりレベルシフトされた電圧を非反転増幅する。差動増幅回路１２９は、反転増幅回路を構成しており、抵抗１２３、１２４によりレベルシフトされた電圧を反転増幅する。
抵抗１２５〜１２７、差動増幅器１３０は、差動増幅回路を構成しており、差動増幅器１２８の出力と差動増幅器１２９の出力との差動信号を出力する。差動増幅器１３０の出力は、検出電流Ｉs としてＣＰＵ２５に供給される。
【００５２】
ＣＰＵ２５は、上記電源制御回路２２で生成された充電ステータス、ＡＣアダプタステータス、バッテリ状態ステータス、検出電圧Ｖs 、検出電流Ｉs によりバッテリパック２３の残量を算出する。
次に、バッテリパック２３の残量を検出するためのＣＰＵ２５での処理について説明する。
【００５３】
図８は本発明の一実施例のバッテリ残量検出処理のフローチャートを示す。
バッテリ残量検出処理プログラムは、記憶装置２４に記憶されており、ＣＰＵ２５により所定時間毎に実行される。バッテリ残量検出処理プログラムは、電源制御回路２２から供給される充電ステータス、ＡＣアダプタステータス、バッテリ状態ビット、検出電流値、検出電圧値からバッテリ残量の検出を行う。
【００５４】
バッテリ残量検出処理プログラムでは、まず、ステップＳ０が実行される。ステップＳ０は、電圧検出部５７で検出された電圧及び電流検出部５８で検出された電流を取り込む。次にステップＳ１が実行される。ステップＳ１は、電源制御回路２２からのバッテリ状態変更ビットを参照して、バッテリ状態ビットが有効か否かを判定する。
【００５５】
ステップＳ１で、バッテリ状態ビットが無効であれば、バッテリパック２３が交換されたと判断できる。ステップＳ１で、バッテリ状態ビットが無効であれば、ステップＳ２を実行する。ステップＳ２は、電源制御回路２２で検出された検出電圧値及び検出電流値に応じてバッテリ残量を算出し、そのときのバッテリ残量として採用する。
【００５６】
ここで、ステップＳ２でのバッテリ残量の算出方法について説明する。
バッテリ残量ＣB は、検出電圧をＶs 、検出電流をＩs 、電圧重み係数をＡ、電流重み係数をＢ、補正値をＣ、電圧／％変換値をＤとすると、下記の式（１）により算出される。
ＣB ＝（Ａ×Ｖs ＋Ｂ×Ｉs −Ｃ）／Ｄ〔％〕        ・・・（１）
で表される。なお、上記各係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、バッテリパック２３に内蔵されるバッテリの残量、内部抵抗ｒなどの特性によって実験的に決定される。
【００５７】
なお、係数Ａ、Ｂは、バッテリパック２３の内部抵抗ｒによりその比率が決定される。例えば、バッテリパック２３の内部抵抗ｒが大きく、電流Ｉs に応じて電圧Ｖs が大きく変化する場合には、Ｂを大きく、Ａを小さく設定し、内部抵抗ｒが小さく、電流Ｉs に応じた電圧Ｖs の変化が小さい場合には、Ａを大きく、Ｂを小さく設定する。
【００５８】
また、係数Ｄは、電圧の変換比率を決定する。係数Ｄは、バッテリパック２３が満充電電圧で、残量ＣB が１００％となるように設定される。
係数Ｃは、補正係数であり、バッテリパック２３の内部抵抗ｒ及び（Ａ×Ｖs ＋Ｂ×Ｉs ）を％に変換する際の変換特性によって決定される。
ここで、係数Ａ〜Ｄについて詳細に説明する。
【００５９】
係数Ａは、バッテリ電圧についての重み係数であり、バッテリパック２３の電圧及び、それをＣＰＵ２５に内蔵されたＡ／Ｄコンバータ経由でＣＰＵ２５に読み込んだ数値からバッテリ残量比率に変換するための数値である。この数値は、バッテリパック２３の特性及びＡ／Ｄコンバータの特性、装置の特性などにより決定される。
【００６０】
係数Ｂは、検出電流についての重み係数であり、電流検出抵抗の両端に発生する電圧をＡ／Ｄコンバータ経由でＣＰＵ２５に読み込んだ数値から、バッテリ電圧の補正値を求めるための数値である。この数値は、電流検出抵抗値及びＡ／Ｄコンバータの特性、装置の特性、内部抵抗などのバッテリパック２３の特性により決定される。
【００６１】
係数Ｃ、Ｄは、バッテリ電圧を容量に換算するための係数である。バッテリパック２３は、放電時でも一定の電圧を持っているため、バッテリ電圧から残量に変換するためには、この電圧を考慮する必要がある。また、容量の表示を百分率とするために、これらの係数を用いる。これらの数値についてもバッテリや装置の条件により異なるものであり、計算・実験などの方法により値を決めるものである。
【００６２】
上記式（１）では、Ａ×Ｖs にＢ×Ｉs を加算する計算を行っている。すなわち、バッテリパック２３の内部抵抗による電圧降下分に対応する値（Ｂ×Ｉs ）をバッテリパック２３の電圧Ｖs に対応する値（Ａ×Ｖs ）に加算することにより、内部抵抗ｒによる電圧降下分により測定された電池電圧を補正している。すなわち、バッテリパック２３の電圧の落ち込みを補正している。
【００６３】
以上のように上記式（１）によれば、バッテリパック２３の電圧Ｖs がバッテリパック２３の内部抵抗ｒに流れる電流Ｉs によって補正できる。このため、バッテリパック２３の電圧を正確に決定できる。よって、バッテリパック２３の残量を正確に算出できるようになる。
ステップＳ２で、上記の式（１）に基づいてバッテリパック２３の残量が算出されると、次にステップＳ３が実行される。ステップＳ３は、ステップＳ２で算出されたバッテリパック２３の残量を記憶装置２４に設定された残量メモリに格納する。
【００６４】
また、ステップＳ１で、バッテリ状態ビットが有効であれば、次にステップＳ４が実行される。ステップＳ４は、ＡＣアダプタ５１が外部端子Ｔ41に接続されたか否かを判定する。ＡＣアダプタ５１が外部端子Ｔ41に接続されたか否かは、電源制御回路２２から供給されるＡＣアダプタステータスにより判定される。
ステップＳ４で、ＡＣアダプタ５１が装着されていれば、次にステップＳ５が実行される。ステップＳ５は、バッテリパック２３が充電中か否かを判定する。バッテリパック２３が充電中か否かは、電源制御回路２２から供給される充電ステータスにより判定される。
【００６５】
ステップＳ５で、充電中でなければ、次にステップＳ６が実行される。ステップＳ６は、電源制御回路２２で検出された検出電圧Ｖs が満充電電圧Ｖ2 か否かを判定する。
ステップＳ６で、検出電圧Ｖs が満充電電圧Ｖ2 以上であれば、次にステップＳ７が実行される。ステップＳ７は、バッテリ残量は、１００％であると判断できるので、バッテリ残量を１００％に決定する。ステップＳ７でバッテリパック２３の残量が１００％に決定されると、ステップＳ３によりバッテリパック２３の残量として１００％が残量メモリに格納される。
【００６６】
ステップＳ６で、検出電圧Ｖs が満充電電圧Ｖ2 未満のときには、装置に異常があると判定できるので、「ＵＮＫＯＷＮ」を表示し、終了する
また、ステップＳ５で、充電中の場合には、次にステップＳ９が実行される。ステップＳ９は、検出電圧Ｖs が定電流充電と定電圧充電とを切り換える切換電圧Ｖ1 以上か否かを判定する。
【００６７】
ステップＳ９で検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ1 以上のときには、次にステップＳ１０が実行される。ステップＳ１０は、検出電流Ｉs からバッテリ残量を算出する。検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ1 以上のときには、充電部５１により定電圧充電が行われており、図７に実線で示すように検出電圧Ｖs の変化は微小などので、検出電圧Ｖs からバッテリパック２３の残量を正確に算出できない。そこで、図７に破線で示すように漸次減少する検出電流Ｉs からバッテリパック２３の残量を算出する。
【００６８】
検出電流Ｉs からバッテリ残量ＣB を算出する方法について説明する。
バッテリ残量ＣB は、検出電流をＩs 、αを補正係数、βを％変換係数とすると、下記の式（２）により求められる。
ＣB ＝（Ｉs ＋α）／β                              ・・・（２）
なお、係数α、βは、バッテリパック２３の特性に応じて決定されもので、実験的に求められる。
【００６９】
ステップＳ９で検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ1 未満のときには、次にステップＳ１１が実行される。ステップＳ１１は、検出電圧Ｖs からバッテリ残量ＣB を算出する。検出電圧Ｖs が切換電圧Ｖ1 未満のときには、充電部５１によりバッテリパック２３が定電流Ｉ0 で定電流充電が行われているので、検出電流Ｉs は図７に破線で示すように一定の電流Ｉ0 となる。このため、検出電流Ｉs からバッテリパック２３の残量ＣB を検出することはできない。このため、検出電圧Ｖs からバッテリ残量ＣB を算出する。
【００７０】
検出電圧Ｖs からバッテリ残量ＣB を算出する方法について説明する。
バッテリ残量ＣB は、Ｖs を検出電圧s 、γを％変換係数とすると、下記の式（３）により算出される。
ＣB ＝Ｖs ／γ                                      ・・・（３）
なお、係数γは、バッテリパック２３の特性に応じて決定されもので、実験的に求められる。
【００７１】
次に、ステップＳ１０、Ｓ１１でバッテリ残量ＣB が算出されると、次にステップＳ１２が実行される。ステップＳ１２は、ステップＳ１０、Ｓ１１で算出されたバッテリ残量ＣB とステップＳ３で残量メモリに格納されたバッテリ残量Ｃb とを比較し、バッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb より大きいか否かを判定する。
【００７２】
ステップＳ１２で、バッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb より大きければ、ステップＳ１３が実行される。ステップＳ１３では、ステップＳ１０、Ｓ１１で算出されたバッテリ残量ＣB を今回のバッテリ残量として決定する。これは、ステップＳ１２でバッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb より大きければ、充電が行われ、バッテリ残量が増加したものと判断できるためである。
【００７３】
また、ステップＳ１２で、バッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb より小さければ、ステップＳ１４が実行される。ステップＳ１４では、前回処理にステップＳ３で残量メモリに格納されたバッテリ残量Ｃb を今回のバッテリ残量として決定する。これは、充電中であるため、バッテリ残量が低下することはなく、検出電流Ｉs あるは検出電圧Ｖs の測定誤差であると判断できるためである。
【００７４】
ステップＳ１３、Ｓ１４でバッテリ残量ＣB 、Ｃb が決定されると、ステップＳ３で決定されたバッテリ残量を残量メモリに格納する。
次に、ステップＳ４でＡＣアダプタ５１が外部端子Ｔ41に接続されてないと判断された場合について説明する。
ステップＳ４で、ＡＣアダプタ５１が外部端子Ｔ41に接続されていない場合には、次にステップＳ１５が実行される。ステップＳ１５は、上述の式（１）によりバッテリ残量を算出する。
【００７５】
ステップＳ１５で式（１）によりバッテリ残量が算出されると、次にステップＳ１６が実行される。ステップＳ１６は、ステップＳ１５で算出されたバッテリ残量ＣB と前回処理にステップＳ３で残量メモリに格納されたバッテリ残量Ｃb とを比較し、バッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb 以下か否かを判定する。
ステップＳ１６で、バッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb 以下であれば、ステップＳ１３が実行される。これは、バッテリパック２３が消費されたと判断できるためである。
【００７６】
また、ステップＳ１６で、バッテリ残量ＣB がバッテリ残量Ｃb より大きいときには、ステップＳ１４が実行される。これは、バッテリパック２３が消費されているため、バッテリパック２３のバッテリ残量ＣB が増加することはなく、よって、検出電流Ｉs あるは検出電圧Ｖs の測定誤差であると判断できるためである。
【００７７】
以上により残量メモリに表示すべきバッテリ残量が格納される。
ＣＰＵ２５は、残量メモリに格納されたバッテリ残量を表示装置２８に表示させる。
なお、本実施例では、携帯型コンピュータにおけるバッテリパックの残量表示について説明したが、携帯型コンピュータに限定されるものではなく、バッテリで駆動される電子機器に適用できる。
【００７８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、電流を検出することによりバッテリの内部抵抗の電圧降下の影響をバッテリ電圧に考慮することができるため、バッテリの正確な電圧を検出でき、よって、バッテリの残量を正確に検出できる等の特長を有する。
【００７９】
また、本発明によれば、バッテリが放電されている場合においては、バッテリの残量が順次減少するので、算出された残量が小さいときの残量をバッテリの残量として採用することにより、正確な充電量の表示が行える等の特長を有する。さらに、本発明によれば、バッテリが充電されている場合においては、バッテリの残量が順次増加するので、算出された残量が大きいときの残量をバッテリの残量として採用することにより、正確な充電量の表示が行える等の特長を有する。
【００８０】
また、本発明によれば、バッテリの脱着が検出されたときには、記憶手段に記憶された残量とは異なるバッテリの残量であるので、不要な比較を避けて、算出されたバッテリの残量をそのまま出力することにより、処理の負荷を低減できる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電流積算法の一例を説明するための図である。
【図２】従来のバッテリの電圧から残量を算出する方法を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例のブロック構成図である。
【図４】本発明の一実施例の電源制御回路のブロック構成図である。
【図５】本発明の一実施例の充電制御ＩＣのブロック構成図である。
【図６】本発明の一実施例の充電コントロール回路のブロック構成図である。
【図７】本発明の一実施例の充電動作を説明するための図である。
【図８】本発明の一実施例のバッテリ残量検出処理のフローチャートである。
【符号の説明】
２０  携帯型コンピュータ
２１  処理装置
２２  電源制御回路
２３  バッテリパック
２４  記憶装置
２５  ＣＰＵ
２８  表示装置
５１  ＡＣアダプタ
５３  充電部
５４  ＡＣアダプタ検出部
５５  ラッチ回路
５６  センス抵抗
５７  電圧検出部
５８  電流検出部
６３  トランジスタ
６４  コイル
６５  抵抗
６６  コンデンサ
６７  充電制御ＩＣ
６８  充電コントロール回路
【図１】
0003938643.tif 000002
【図２】
0003938643.tif 000003
【図３】
0003938643.tif 000004
【図４】
0003938643.tif 000005
【図５】
0003938643.tif 000006
【図６】
0003938643.tif 000007
【図７】
0003938643.tif 000008
【図８】
0003938643.tif 000009