JPS6060573A - 電池残量認識回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電池使用機器において、電池の残量認識を行な
うようにした電池残量認識回路に関するものである。

〔背景技術〕

従来、４池を一足時間放電させて、その放電終了時の電
池電圧によって電池の残量を認識する回路や、電池を瞬
間的に大電流で放電させて、該放電時に生ずる重圧降下
量によって電池の残量を認識する回路などが提案されて
いるが、かかる従来例にあっては、それぞれ単独の条件
で′４池の残量表示を行なっているので、余り高い測定
精度は期待できないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上述のような点に鑑みて為されたものであり、
通常の負荷による放電と、これよりも大きな負荷による
瞬間的なパルス放電とを併用し、電池残量を精度よく認
識できるようにした電池残量認識回路を提供することを
目的とするものである。

〔発明の開示〕

以下本発明の構成を図示実施例について説明する。第１
図は本発明の一実施例の構成を示す図である。同図にお
いて、Ｌｌは通常の負荷電流、すなわち使用する機器の
負荷電流で電池ＢＴを短時間放電させるだめの負荷であ
り、Ｌａはこれよりも大きい負荷電流で電池ＢＴを瞬間
的にパルス放電させるための負荷である。ＰＨＩ　”　
ＰＨ３はそれぞれピークホールド回路である。まずピー
タホールド回路Ｐｉ（Ｌは負荷Ｌ１による放電終了時の
電池電圧値を保持するものである。またピークホールド
回路ＰＨ２は負荷Ｌ２によるパルス放電を行なう前の無
負荷時における電池電圧値の上限値を保持するものであ
る。さらにご−クホールド回路ＰＨ３は負荷Ｌ２による
パルス放電を行なったときの電池電圧の下限値を保持す
るものである。次にＭＶ　、〜ＭＶ　３は単安定マルチ
バイづレータであり、各じ一りホールド回路ＰＨ工〜Ｐ
Ｈ３の動作時間制御、および負荷ＬｌｓＬ２による電池
ＢＴの放電時間の制御を行なうものである。Ｄは差動増
幅器であシ、ピークホールド回路ＰＨ２のホールド値と
、ピークホールド回路ＰＨ３のホールド値との差電圧を
検出出力するものである。Ａ１はピークホールド回路Ｐ
Ｈ１の出力を増幅する増幅器、Ａ２は差動増幅器りの出
力を増幅する増幅器である。各増幅器Ａ工、Ａ２の出力
は、それぞれＡＩＤ変換器＋１１　＋２１を介してマイ
クロコンピユー５　＋３１　Ｋ入力され、このマイクロ
コンピュータ（３）によって演算された電池残葉は表示
回路（４）によって表示されるようになっている。Ｑｌ
、Ｑ２はそれぞれ単安定マルチバイづレータＭＶＩ　、
ＭＶ３の出力がＨレベルである期間中オンになるトラン
ジスタであり、オン時にはそれぞれ負荷Ｌ４、Ｌａを介
して電池ＢＴを放電させるようになっている。ＳＷは電
池ＢＴの残量認識動作を開始せしめるだめのスイッチで
おる。

次に％１図実施例の動作を第２図のタイムチャートを用
いて説明する。まずスイッチＳＷをオン操作すると、単
安定マルチバイづレータＭＶ１が第２図（ａ）に示すよ
うにトリガされ、第２図（ｂ）に示すように単安定マル
チバイづし−９Ｍｖ１の出力が一定時間Ｔ１の間Ｈレベ
ルになる。これによってトランジスタＱ１がオンになり
、電池ＢＴは負荷Ｌ１を介して放電する。この際の放電
電流は上述のように使用する機器の負荷電流とほぼ同じ
程度となっておシ、例えば５００　ｍＡ程度の放電電流
となっている。単安定マルチバイづレータＭＶ１の出力
がＨレベルである期間中はピークホールド回路ＰＨ１が
動作しており、第２図（ｅ）の点Ｐ１に示すように、負
荷Ｌ１による放電時の電池電圧の下限値をホールドする
ようになっている。次に単安定マルチパイプレークＭＶ
ｘの出力が立ち下がると、次段の単安定マルチバイブレ
ータへ■２がトリ力され、その出力が第２図（ｃ）に示
すように一定時間だけＨレベルになる。単安定マルチバ
イづレータｈｆＶ　２の出力がＨレベルである期間中は
ピークホールド回路ＰＨ２が動作しており、第２図（ｅ
）の点Ｐ２に示すように、負荷Ｌ１による放電終了後の
無負荷時の電池電圧の上限値をボールドするようになっ
ている。次にこの単安定マルチバイブレータＭＶ２の出
力が立ち下がると、最終段の単安定マルチバイづレータ
ＭＶ３がトリ力され、その出力が第２図（ｄ）に示すよ
うに一定時間Ｔ２の間Ｈレベルになる。これによってト
ランジスタＱ２がオンになｐ１電池ＢＴは負荷Ｌ２を介
して放電する。この際の放電電流は、上述のように負荷
Ｌ１による放電電流よりはかなり大きく設定されており
、例えば約２Ａ程度の放電電流となっている。藍た単安
定マルチバイラレータＭＶ３の出力がＨレベルである期
間中はピークホールド回路ＰＨ３が動作しており、第２
図（ｅ）の点Ｐ３に示すように負荷Ｌ２による放電時の
電池電圧の下限値をホールドするようになっている。単
安屋マルチパイづレータＭＶ３の出力がＨレベルでりる
時間Ｔ２は、単安定マルチバイづレータＭＶ１の出力が
Ｈレベルである時間Ｔ１に比べて充分に小さく、約１０
０分の１程度であり、具体的な数値例を示せば時間Ｔ１
は約２秒程度、時間′ｒ２は約２０ミリ秒程度となって
いる。したがって負荷Ｌ２による放電は上述のように瞬
間的なパルス放電となっているものである。単安定マル
チバイづレータＭＶ３の出力がＬＬ／ベルに戻ると、す
べてのじ−クホールド回路ＰＨｘ〜ＰＨ３に必要なデー
タがホールドされることになる。ピークホールド回路Ｐ
Ｈ，の出力は増幅器ＡＩＸＡ／Ｄ変換器（１）を介して
マイクロコ、：／ごユータ（３）に入力でれる。ｌたご
−２ホールド回路ＰＨ２の出方とじ一りホールド回路Ｐ
Ｈ３の出方との差電圧は、差動増幅器りによって検出で
れ、増幅器Ａ２、Ａ／Ｄ変換器（２）を介してマイクロ
コンごユータ（３）に入力される。マイクロコンピユー
タ（３）ｄ内部では、第５図のフローチャートに示すよ
うな演算を行なって、電池Ｂ　Ｔの残量を算出し、表示
回路（４）Ｋで表示せしめるものである。

第５図のフローチセートにおいて、電池放電電圧ＶＢの
測定とあるのは、第２図（ｅ）の点ＰＬにおける電池電
圧をピークホールド回路ＰＨ１にょシ測定するこ七を意
味している。またパルス放電電圧降下量ＶＰＯ測足とり
るのは、第２図（ｅ）の点Ｐ２における′電池電圧と点
Ｐ３における電池電圧とをご一りボールド回路ＰＨ１，
Ｐ）１２によりそれぞれ測定して、その差電圧を差動増
幅器りによって検出することを意味している。次釦電池
放電電圧による残量認識とあるのは、上記電池放電電圧
ＶＢに増幅器Ａｍの増幅度Ａを乗算し、所定のバイアス
値（オフセット値）Ｂを加算して、電池ＢＴの残量ＺＢ
を算出することを意味している。さらにパルス放電電圧
降下量による残量認識とあるのは、上記パルス放電電圧
降下量Ｖｐに増幅器Ａ２の増幅度ａを乗算し、所蔵のバ
イアス値（オフセット１直）ｂを加算して電池ＢＴの残
量Ｚｐを算出することを意味している。こうして２通り
の方法で残量認識を竹なった佐に、各残量ＺＢｓ　ｚｐ
に対してそれぞれ重みと々る係ｂｒ＜ｘ、Ｋ２を乗算し
、バイアス値（オフセット１直）　Ｋ３と共に加算して
、真の残量〜ＺＡＮをめるものである。第６図（ａ）は
上述の電池放電電圧ＶＢと電池ＢＴの第１の測定方法に
よる残量ＺＥとの関係を示−Ｊ−図であり、ｆＡｅ図（
ｂ）は上述のパルス放電電圧降下量ＶＰと電池ＢＴの第
２の測定方法による残量ＺＰとの関係を示す図である。

上記各図において点線は実際の特性を示しており、また
実線は上６己点線を近似するため忙不夾施例において用
いた特性を示している。この第６図（ａ）　（ｂ）に示
すように、係数Ａ１Ｂや係数ａ、ｂなどは点線で示され
た実際の特性を折れ線で近似できるように、入力電圧に
応じて係数Ａ′、Ｂ′や係数／　、ｂ／に切シ換え可能
にしておくものである。第６図（ｃ）は残量ＺＢおよび
残量ｚｐと真の残量Ｚ　Ａ　Ｎとの関係を示している。

なお計算の結果、残量ＺＡＮが１００　（％）を越える
ときには、残量ＺＡＮは１００　（％）とし、反対に残
量ＺＡＮが負になるときＫは、残量ＺＡＮはＯ（９６）
とするものである。

第５図は本発明の他の実施例を示しており、負荷Ｌ１を
電池使用機器の実負荷（例えば電気かみそりの七−夕）
と兼用せしめたものである。同図において、ＳＷｌは負
荷スイッチであり、′電池使用機器の実負荷たる負荷Ｌ
１をオンオフするものである。ＳＷ２は単安定マルチバ
イづし一夕ＭＹ、全起動きせるだめの起動スイッチであ
り、上述の負荷スイッチＳＷｌと連動している。しかし
て第４図（ｂ）に示すように負荷スイッチｓｗ１をオン
にすると、第４図（ａ）に示すように負荷Ｌｌがオンに
なシ、第４図（ｇ）に示すように電池ＢＴが放電でれる
。そして電池使用機器の使用を終えて負荷スイッチｓｗ
１をオフにすると、これに連動して起動スイッチＳＷ２
もオフになる。本実施例においては、起動スイッチＳＷ
２のオフ時に単安定マルチバイブレータＭＶ１がトリガ
きれる（第４図（Ｃ））ようになっており、以丁第１図
実施例の場合と同様にして各単安定マルチバイづレータ
ＭＶＩ〜ＭＶ３が逐次動作して（第４図（ｄ）〜（ｆ）
）、電池残量の認識が行なわれるものである。したがっ
て本実施例においては、電池使用機器の使用終了後に自
動的に残量表示を行なうことができ、残葉表示用スイッ
チを別個に設ける必要がなくなるものである。

〔発明の効果〕

本発明は以上のように構成されており、通常の負荷によ
る電池放電を用いた残Ｍ　ｆ２識と、これよりも大きな
負荷による瞬間的なｒｔ池のパルス放置を用いた残量認
識とを共に行ない、各認識結果にそれぞれ所定の重みを
乗算して加算することによシミ池残量を認識するように
しているので、単独の条件によシミ池残量の認識を行な
うものに比べると、より精度の高い電池残量の認識かり
能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック回路図、第２図は
同上の動作説明用のタイムチャート、第凸図は本発明の
他の実施例のブロック図、第４図は同上の動作説明用の
タイムチレート、第５図（１同上の動作説明用の）０−
チャート、ｆＪＯ図（ａ）〜（ｃ）は電池残量と電池電
圧との関係を示ず図であるＬｌ、Ｌ２は負荷、ＢＴは電
池、ＰＨ１〜ＰＨ３はヒークホールド回路、Ｍｖ１〜Ｍ
Ｖ３は単安定マルチバイづレータ、Ｄは差動増幅器、（
３）はマイクＯコ′Ｊピユータである。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第５図 第６図 （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１）’４池使用機器の負荷と同程度の負荷電流を消費
   する第１の負荷と、第１の負荷よりも充分に大きい負荷
   電流を消費する第２の負荷と、第１の負荷による電池放
   電中の電池電圧の下限値を検出する第１の検出回路と、
   第１の負荷による電池の放電終了後盾定時間の経過後に
   第２の負荷を電池に瞬間的に接続する回路と、第２の負
   荷による電池の放電時における電池電圧の降下量を検出
   する第２の検出回路と、第１および第２の検出回路の各
   検出田方にそれぞれ所定の重み係数を乗算して加算する
   筏社演冥回路とを有して成ることを特徴とする電池残量
   認識回路。