JP2001283936A - 電池の残容量補正方法 - Google Patents
電池の残容量補正方法Info
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Abstract
実にハイバネーションに移行させる。 【解決手段】 電池の残容量補正方法は、電池の残容量
がハイバネーション移行容量まで低下すると、ハイバネ
ーションに移行する電子機器に残容量を演算して出力す
る。残容量補正方法は、電池電圧が0%検出電圧まで低
下したときの残容量がハイバネーション移行容量よりも
大きいときは、残容量をハイバネーション移行容量に補
正した後、所定の勾配で残容量を減少させる。また、電
池電圧が0%検出電圧まで低下したときの残容量がハイ
バネーション移行容量よりも小さいときは、残容量を所
定の勾配で減少させる。
Description
イバネーション移行容量になるとハイバネーションに移
行する電子機器に残容量を演算して出力する方法であ
り、とくに、電池の残容量を正確に電子機器に出力する
ために、残容量を補正する方法に関する。
ている途中で電源をオフにすると不都合が発生する。た
とえば、ワープロで文書を作成している途中で電源をオ
フにすると、作成途中の文章が保存されずに消えてしま
う。さらに、ソフトウエアを正常に終了させないことで
不都合が発生することもある。ところで、電源に電池を
使用しているコンピュータは、電池の残容量がなくなっ
て、放電できなくなると、電池の過放電を防止するため
に電源をオフにする必要がある。このため、電池の残容
量がなくなって電源をオフにすると、前述の弊害が発生
する。
が減少して、ハイバネーション移行容量よりも少なくな
ると、ハイバネーションに移行して電源をオフにする技
術が開発されている。ハイバネーションは、処理をして
いるデーターをハードディスク等の記憶媒体に保存し、
その後に電源をオフにして、電源オフによる弊害を防止
する。このことを実現するコンピュータ等の電子機器
は、電池の残容量をパラメターとして、残容量がハイバ
ネーション移行容量になると、ハイバネーションを実行
して電源をオフにしている。電池側は、残容量を演算し
てコンピュータ等の電子機器に出力している。
めに、満充電された状態から放電容量を減算して、残容
量を演算している。ただ、電池側で演算された残容量
は、必ずしも電池の実際の残容量に正確には一致しな
い。このため、電池側では、電池電圧を検出して残容量
を補正している。図1は、電池電圧で残容量を補正する
状態を示すグラフである。図1は、放電させるにしたが
って電池電圧が低下する特性と、残容量を補正する特性
を示している。この図の補正方法は、電池を放電して、
電池電圧が0%検出電圧まで低下すると、残容量を0%
に補正する。
池の残容量を0%付近で正確に補正して、電池の過放電
を防止できる。しかしながら、この状態で残容量を補正
する方法は、コンピュータ等の電子機器を、ハイバネー
ションに移行して終了できないことがある。たとえば、
図1のa時点と、b時点のサンプリングタイミングで、
電池が電子機器に残容量を出力するとき、a時点では残
容量がハイバネーション移行容量よりも大きいのでハイ
バネーションに移行せず、また、b時点では残容量が0
%で完全に放電された状態であるからハイバネーション
できない。この図に示す補正方法が、ハイバネーション
に移行できないのは、残容量が一瞬に0%に低下するか
らである。
開発されている(特開平5−87896号公報)。この
公報に記載される方法は、図2と図3に示すように、電
池電圧を測定するA、B、C、D点で、電池の残容量を
補正する。電池電圧がA、B、C、D点の電圧となると
きの電池の残容量をあらかじめ設定しており、電池電圧
がこの電圧になると、その残容量に修正する。
量を補正する方法は、実際の残容量に近い値として残容
量を補正できる。しかしながら、この方法で補正して残
容量を電子機器に出力するときも、電子機器が正常にハ
イバネーションに移行できないことがある。
が電子機器に残容量を出力するとき、a点ではハイバネ
ーション移行容量よりも大きいので電子機器はハイバネ
ーションに移行せず、次にb点ではハイバネーション移
行容量よりも小さいがすでに残容量が0%となっている
ので、ハイバネーションに移行できない状態となってし
まうからである。
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、電池の残容量が少なくなると、電子機器を確実にハ
イバネーションに移行させて終了できる電池の残容量補
正方法を提供することにある。
正方法は、電池の残容量がハイバネーション移行容量ま
で低下すると、ハイバネーションに移行する電子機器に
残容量を演算して出力する。残容量補正方法は、電池電
圧が0%検出電圧まで低下したときの残容量がハイバネ
ーション移行容量よりも大きいときは、残容量をハイバ
ネーション移行容量に補正した後、所定の勾配で残容量
を減少させる。また、電池電圧が0%検出電圧まで低下
したときの残容量がハイバネーション移行容量よりも小
さいときは、残容量を所定の勾配で減少させる。
くは、0%検出電圧を、電池の残容量が2〜5%となる
電圧に設定する。
は、好ましくは、0%検出電圧を検出した後に残容量を
減少させる勾配を、残容量減少値/時間として、一定の
勾配とする。
は、好ましくは、0%検出電圧を検出した後に残容量を
減少させる勾配を、10〜60秒で残容量が0となる値
に設定する。
は、好ましくは、0%検出電圧を検出した後に、電子機
器の消費電力を演算し、消費電力から残容量を減少させ
る勾配を決定する。
法は、好ましくは、0%検出電圧を検出して残容量をハ
イバネーション移行容量に補正した後に残容量を減少さ
せる勾配を、0%検出電圧を検出してから残容量が0%
となるまでの減少時間が、電子機器に残容量を出力する
サンプリングタイミングの時間間隔よりも長くなるよう
に設定する。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための具体的な方法を例示する
ものであって、本発明は残容量補正方法を以下のものに
特定しない。
って、本発明の残容量補正方法に使用される回路のブロ
ック図である。この図の回路を備える電池パックはコン
ピュータ等の電子機器に装着されて電子機器に電力を供
給し、残容量を電子機器に出力する。電子機器は、所定
のサンプリングタイミングで電池パックと通信して、電
池の残容量を検出し、残容量がハイバネーション移行容
量よりも小さくなるとハイバネーションに移行する。電
子機器に残容量を出力するために、電池パックは図4に
示す回路で放電容量を演算する。
電圧に変換して検出する消費電流電圧検出部2と、電池
1の電圧を検出する電圧検出部3と、消費電流電圧検出
部2の出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換す
る第1A/D変換部4と、電圧検出部3の出力であるア
ナログ信号をデジタル信号に変換する第2A/D変換部
5と、第1A/D変換部4の出力信号から電池1の消費
電流を積算して消費電力を積算し、あるいは第1A/D
変換部4から出力される消費電流を積算する消費電力・
電流積算部6と、第2A/D変換部5の出力信号から0
%検出電圧を検出するロウバッテリ検出部7と、第1A
/D変換部4と第2A/D変換部5にアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するトリガーを所定の周期で発生する
タイマー8と、満充電された容量から消費電力または電
流を減算して残容量を算出する残容量算出部9と、この
残容量算出部9で算出された残容量をロウバッテリ検出
部7の出力で補正する残容量補正処理部10と、演算し
た残容量を電子機器に通信して出力するSMBus通信
処理部11とを備える。この電池パックは、SMBus
を介してコンピュータ等の電子機器に接続される。
接続された抵抗値の小さい電流検出抵抗と、この電流検
出抵抗の両端に発生する電圧を増幅する差動アンプとを
備えている。この消費電流電圧検出部2は、電池1に流
れる電流を差動アンプの出力電圧として出力する。差動
アンプの出力電圧は、電池1に流れる電流と定数の積と
なる。
力電圧はアナログ信号である。第1A/D変換部4と第
2A/D変換部5は、デジタル処理して残容量を演算
し、また補正するために、アナログ信号をデジタル信号
に変換して出力する。第1A/D変換部4と第2A/D
変換部5は、タイマー8からトリガーが入力されるタイ
ミングで、入力される電圧信号をデジタル信号に変換し
て出力する。
電力または消費電流を積算する。電池の残容量は、電力
をパラメターとする方法と、電流をパラメターとする方
法とがあるので、電力をパラメターとする方法は、この
回路で消費電力の積算値を演算し、電流をパラメターと
する方法は、この回路で消費電流を積算する。消費電力
の積算値は、第1A/D変換部4から出力される電流値
と、第2A/D変換部5から出力される電圧値の積を積
算値として算出される。消費電流の積算値は、第1A/
D変換部4から出力される電流値を積算して算出され
る。
量から、消費電力または消費電流の積算値を減算して、
電池の残容量を算出し、算出した電池の残容量を示す信
号を残容量補正処理部10に出力する。残容量は、満充
電した容量、あるいは定格容量を100%として相対値
として算出する方法と、AhまたはWhで算出する方法
とがある。
部5の出力から、電池1の電圧が0%検出電圧以下に低
下したかどうかを検出する。電池1の電圧が0%検出電
圧以下になると、0%検出電圧信号を残容量補正処理部
10に出力する。
検出電圧以下になって、ロウバッテリ検出部7から0%
検出電圧信号が入力されたとき、残容量算出部9から入
力される電池1の残容量を、ハイバネーション移行容量
で補正する。ところで、電池電圧の0%検出電圧は、電
池1が完全に放電される電圧よりも高く設定する。電池
電圧が0%検出電圧まで低下した後に、電子機器をハイ
バネーションに移行して電池1を過放電させないためで
ある。0%検出電圧を高くすると、電池電圧が0%検出
電圧まで低下したときの電池1の実際の残容量が大きく
なる。この電圧が高すぎると、電池1を完全に放電でき
なくなって、電池1を放電できる実質的な容量が減少す
る。反対に、0%検出電圧を低くすると、電池1を完全
に放電できるが、ハイバネーションに移行したときに、
過放電される確率が高くなる。このため、0%検出電圧
は、電池1を過放電させることなく、また、電池1を充
分に放電できる電圧に設定する。
えば、電池1の満充電容量の1〜5%、好ましくは2〜
5%、最適には約3%に設定する。リチウムイオン二次
電池は、0%検出電圧を3.5V/セルとして、ハイバ
ネーション移行容量を約3%に設定できる。
検出して残容量を補正する基本動作を図5と図6に示
す。図5は、電池1の電圧が0%検出電圧に低下したと
きに、残容量算出部9で算出される残容量がハイバネー
ション移行容量よりも大きい状態を示す。この状態で
は、0%検出電圧を検出したときに、算出された残容量
をハイバネーション移行容量に補正する。その後、所定
の勾配で残容量を減少させる。残容量を減少させる勾配
は、たとえば、残容量減少値/時間を一定の勾配として
残容量を減少させる。0%検出電圧を検出して残容量を
ハイバネーション移行容量に補正した後、残容量を減少
させて0%とするまでの減少時間は、電子機器に残容量
を出力するサンプリングタイミングの時間間隔よりも長
く設定する。たとえば、ハイバネーション移行容量から
0%となるまでの減少時間を10〜60秒、好ましくは
10〜50秒、さらに好ましくは15〜30秒となるよ
うに、残容量減少値/時間の勾配を設定する。
下したときに、残容量算出部9で算出される残容量がハ
イバネーション移行容量よりも小さい状態を示す。この
状態では、0%検出電圧を検出したときに、算出された
残容量をハイバネーション移行容量に上昇するようには
補正しないで、その後、算出した残容量を所定の勾配で
減少させる。0%検出電圧を検出した後、残容量を減少
させる勾配は、図5に示すグラフと同じにする。ただ
し、0%検出電圧を検出したときに算出された残容量が
ハイバネーション移行容量よりも小さいときは、算出さ
れた残容量がハイバネーション移行容量よりも大きいと
きに減少させる勾配よりも小さく、あるいは大きくする
こともできる。
圧まで低下した後は、一定の勾配で残容量を減少させる
が、本発明の残容量補正方法は、0%検出電圧を検出し
た後、必ずしも一定の勾配で残容量を減少させる必要は
ない。たとえば、0%検出電圧を検出した後、残容量を
減少させる勾配を時間と共に変化させ、あるいは、電子
機器の消費電力を演算して、消費電力で残容量を減少さ
せることもできる。ただし、この場合、0%検出電圧を
検出してから残容量が0になるまでの時間に、電子機器
が確実にハイバネーションに移行できるように0%検出
電圧を設定する。0%検出電圧は、0%検出電圧を検出
してから残容量が0になるまでの時間が、たとえば、1
0〜60秒、好ましくは10〜50秒、さらに好ましく
は15〜30秒となる電圧に設定する。0%検出電圧を
高くすると、0%検出電圧を検出したときの電池1の実
際の残容量が大きくなる。したがって、0%検出電圧を
検出してから完全に放電されるまでの時間を長くでき
る。
処理部10で算出された残容量をSMBusを介して電
子機器に伝送する通信部である。SMBus通信処理部
11は、電子機器から、残容量の出力命令信号が入力さ
れるときに、算出した残容量を出力する。電子機器は、
所定のサンプリングタイミングで、SMBus通信処理
部11に残容量の出力命令信号を出力する。この信号が
入力されたときに、SMBus通信処理部11から電池
1の残容量が電子機器に出力される。電子機器は、SM
Bus通信処理部11から入力される電池1の残容量か
ら、ハイバネーションに移行するかどうかを判定する。
電池1の残容量がハイバネーション移行容量よりも小さ
いとき、電子機器はハイバネーションに移行して正常に
終了する。
容量を補正する。 [n=1のステップ]初期化処理をする。 [n=2のステップ]電池1の電圧、電流、温度、電力
等を検出して、電池1の残容量を演算する。残容量は満
充電された容量から消費電力または消費電流の積算値を
減算して算出する。 [n=3のステップ]検出した電池電圧を0%検出電圧
に比較して、0%検出電圧よりも低いかどうかを判定す
る。 [n=4のステップ]電池電圧が0%検出電圧よりも低
くないとき、いいかえると電池電圧が0%検出電圧以上
のときは、残容量から放電電力の積算値を減算して残容
量を算出し、その後、n=2のステップにジャンプす
る。 [n=5のステップ]電池電圧が0%検出電圧よりも低
いとき、算出している残容量をハイバネーション移行容
量に比較する。 [n=6のステップ]算出した残容量がハイバネーショ
ン移行容量よりも大きくないとき、いいかえると、残容
量がハイバネーション移行容量よりも小さいときは、算
出した残容量を一定の勾配で減少させる。この図は10
mWh/secの勾配で残容量を減少させている。 [n=7のステップ]算出した残容量がハイバネーショ
ン移行容量よりも大きいとき、算出した残容量をハイバ
ネーション移行容量に補正する。その後、n=6のステ
ップにジャンプして、残容量を一定の勾配で減少させ
る。
量は、SMBus通信処理部11から電子機器に出力さ
れる。
の残容量が少なくなると、電子機器を確実にハイバネー
ションに移行させて終了できる特長がある。それは、本
発明の残容量補正方法が、電池電圧が0%検出電圧まで
低下したときの残容量がハイバネーション移行容量より
も大きいときは、残容量をハイバネーション移行容量に
補正した後、所定の勾配で残容量を減少させ、また、電
池電圧が0%検出電圧まで低下したときの残容量がハイ
バネーション移行容量よりも小さいときは、残容量を所
定の勾配で減少させているからである。
特性を示すグラフ
る状態を示すグラフ
回路のブロック図
よりも大きいときに残容量を補正する状態を示すグラフ
よりも小さいときに残容量を補正する状態を示すグラフ
を示すフローチャート図
Claims (6)
- 【請求項1】 電池の残容量がハイバネーション移行容
量まで低下すると、ハイバネーションに移行する電子機
器に残容量を演算して出力する方法であって、 電池電圧が0%検出電圧まで低下したときの残容量がハ
イバネーション移行容量よりも大きいときは、残容量を
ハイバネーション移行容量に補正した後、所定の勾配で
残容量を減少させ、 電池電圧が0%検出電圧まで低下したときの残容量がハ
イバネーション移行容量よりも小さいときは、残容量を
所定の勾配で減少させることを特徴とする電池の残容量
補正方法。 - 【請求項2】 0%検出電圧を、電池の残容量が2〜5
%となる電圧に設定している請求項1に記載される電池
の残容量補正方法。 - 【請求項3】 0%検出電圧を検出した後に残容量を減
少させる勾配を、残容量減少値/時間として、一定の勾
配とする請求項1に記載される電池の残容量補正方法。 - 【請求項4】 0%検出電圧を検出した後に残容量を減
少させる勾配を、10〜60秒で残容量が0となる値に
設定している請求項1に記載される電池の残容量補正方
法。 - 【請求項5】 0%検出電圧を検出した後に、電子機器
の消費電力を演算し、消費電力から残容量を減少させる
勾配を決定する請求項1に記載される電池の残容量補正
方法。 - 【請求項6】 0%検出電圧を検出して残容量をハイバ
ネーション移行容量に補正した後に残容量を減少させる
勾配を、0%検出電圧を検出してから残容量が0%とな
るまでの減少時間が、電子機器に残容量を出力するサン
プリングタイミングの時間間隔よりも長くなるように設
定している請求項1に記載される電池の残容量補正方
法。
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