JP2009278754A - 電子機器、電源制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のバッテリ個々の残容量を考慮して電力をより有効に利用する。
【解決手段】電源となる複数のバッテリ10Ａ，10Ｂと、バッテリ10Ａ，10Ｂが供給する電力により動作する負荷20Ａ〜20Ｃと、バッテリ10Ａ，10Ｂから負荷20Ａ〜20Ｃへの電力の供給経路を切換えるスイッチSW1A〜SW1C，SW2A〜SW2Cと、バッテリ10Ａ，10Ｂ夫々の残容量を検出する電圧残量検出回路11Ａ，11Ｂと、電圧残量検出回路11Ａ，11Ｂで検出するバッテリ10Ａ，10Ｂの各残容量と負荷20Ａ〜20Ｃの大きさとに応じて負荷20Ａ〜20Ｃに電力を供給するバッテリ10Ａ，10Ｂの組合せを選択し、その選択結果に従ってスイッチSW1A〜SW1C，SW2A〜SW2Cを切換えて、負荷20Ａ〜20Ｃにバッテリ10Ａ，10Ｂから電力を供給させる制御回路30とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のバッテリを使用する電子機器、電源制御方法及びプログラムに関する。

従来、複数のバッテリパックのそれぞれが本来持つ容量のすべてを効率的に放電させるように制御して、放電時間が不本意に短縮される不経済性と非効率を解消することを目的とし、２つのバッテリパックを交互に放電と停止を一定時間毎に時分割して数回ずつ、少なくとも２回以上繰り返すように制御する技術が考えられていた。（例えば、特許文献１）
特開平１１−２５２８１２号公報

上記特許文献１に記載された技術では、複数のバッテリが本来持つ容量が等しく、且つ残量も等しい場合には有効であると考えられる。その反面、元の容量が大幅に異なる複数のバッテリを用いる場合、あるいは残容量が異なる複数のバッテリを用いる場合には対処することができず、上述したような制御を行なうことで、その一方のバッテリの残容量がまだ充分にある状態にも拘わらず、他方のバッテリが完全放電し、結果として複数のバッテリを有効に活用できない事態に至る可能性も考えられる。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数のバッテリ個々の残容量を考慮して電力をより有効に活用することが可能な電子機器、電源制御方法及びプログラムを提供することにある。

請求項１記載の発明は、電源となる複数の電池と、上記複数の電池のうちの少なくとも１つが供給する電力により動作する負荷と、上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチング手段と、上記複数の電池それぞれの残容量を検出する検出手段と、上記検出手段で検出する上記複数の電池の各残容量と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる制御手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記負荷は複数であり、上記制御手段は、上記検出手段で検出する上記複数の電池の各残容量の比と、上記複数の各負荷の大きさとに応じて上記複数の負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記複数の負荷それぞれに上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記検出手段は、上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と残容量とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段と、上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段とをさらに具備し、上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの残容量を取得することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記制御手段は、予め設定された時間経過後に上記検出手段で検出する上記複数の電池の各残容量の大小関係が変化した場合に、上記複数の負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し直すことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記制御手段は、上記負荷の大きさの変動を判断する変動判断手段をさらに具備し、上記変動判断手段で上記負荷の大きさの変動を判断した場合に、上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し直すことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項５記載の発明において、上記負荷に流れる電流を検出する電流検出手段をさらに具備し、上記変動判断手段は、上記電流検出手段が検出する電流値により上記負荷の大きさの変動を判断することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記検出手段は、上記複数の電池それぞれの放電能力を随時更新記憶する放電能力記憶手段をさらに具備し、上記放電能力記憶手段が記憶する上記複数の電池それぞれの放電能力を、上記複数の電池それぞれの残容量に代えて検出し、上記制御手段は、上記検出手段で検出する上記複数の電池の各放電能力と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記検出手段は、上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と放電能力とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段と、上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段とをさらに具備し、上記複数の電池それぞれの残容量に代えて、上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの放電能力を検出し、上記制御手段は、予め設定された時間単位で繰返し、上記検出手段で検出する上記複数の電池の各放電能力と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる
ことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、電源となる複数の電池、上記複数の電池のうちの少なくとも１つが供給する電力により動作する負荷、及び上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチ回路を備えた電子機器での電源制御方法であって、上記複数の電池それぞれの残容量を検出する検出工程と、上記検出工程で検出する上記複数の電池の各残容量と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチ回路を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる制御工程とを有したことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、電源となる複数の電池、上記複数の電池のうちの少なくとも１つが供給する電力により動作する負荷、及び上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチ回路を備えた電子機器が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記複数の電池それぞれの残容量を検出する検出ステップと、予め設定された時間単位で繰返し、上記検出ステップで検出する上記複数の電池の各残容量と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチ回路を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、複数のバッテリ個々の残容量を考慮して電力をより有効に利用することが可能となる。

（第１の実施形態）
以下図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
本実施形態では、バッテリの数が２、負荷の数が３である電子機器１を例にとってその構成と動作を説明する。

図１は、同実施形態に係る電子機器１の制御系と電源系を抽出して概略構成を示すブロック図である。同図で、バッテリ選択切換回路１０内に２つのバッテリ１０Ａ，１０ＢとスイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃを備える。

一方、上記バッテリ１０Ａ，１０Ｂでの電力を供給する対象となる電子機器内電源ブロック２０内には、３つの負荷２０Ａ〜２０Ｃを備える。これら負荷２０Ａ〜２０Ｃは、電子機器１内でバッテリ１０Ａまたは１０Ｂの電力を消費する電子回路を機能単位で分割したものである。

上記バッテリ選択切換回路１０内のバッテリ１０Ａの発生する電力は、スイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃを介して電子機器内電源ブロック２０内の負荷２０Ａ〜２０Ｃに与えられる。負荷２０Ａ〜２０Ｃの電力入力端にはそれぞれ、他端を接地したコンデンサＣ１〜Ｃ３の一端を接続する。

上記コンデンサＣ１〜Ｃ３は、負荷２０Ａ〜２０Ｃに与えられる一時的なピーク電流や電圧変動を吸収して平均化することにより、電子機器１が安定して動作するべくして配設される。

上記バッテリ選択切換回路１０内のスイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃがいずれも、制御回路３０から与えられる接続先選択信号によりオン／オフ制御されることで、バッテリ１０Ａ，１０Ｂの電力が択一的に電子機器内電源ブロック２０内の負荷２０Ａ〜２０Ｃに供給される。

また、バッテリ１０Ａ，１０Ｂの電圧情報と残量情報とが制御回路３０に与えられる。

次に図２により上記電子機器１の主としてバッテリ選択切換回路１０の具体的な構成について説明する。
スイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃはいずれも、２つのｐチャネルＦＥＴと２つの保護ダイオードをシリーズ接続して構成される。
スイッチＳＷ１Ａを例にとって説明すると、バッテリ１０Ａ，１０Ｂからの電圧Ｖ１がｐチャネルの第１のＦＥＴ１のドレインに印加される。同ＦＥＴ１のドレインに保護ダイオードＤ１のアノードが接続され、同ＦＥＴ１のソースに同保護ダイオードＤ１のカソードが接続される。ＦＥＴ１のゲートには制御回路３０からの接続先選択信号１Ａ−１が与えられる。

また、ｐチャネルの第２のＦＥＴ２のソースが上記ＦＥＴ１のソースと接続されると共に、保護ダイオードＤ２のカソードと接続される。同ＦＥＴ２のドレインが同保護ダイオードＤ２のアノード及び上記電子機器内電源ブロック２０の負荷２０Ａと接続される。ＦＥＴ２のゲートには制御回路３０からの接続先選択信号１Ａ−２が与えられる。

各スイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃをいずれもシリーズ接続としたのは、保護ダイオードＤ１，Ｄ２を通しての電流の逆流を防止するためである。

さらに、バッテリ１０Ａ，１０Ｂにはそれぞれ電圧残量検出回路１１Ａ，１１Ｂが接続される。これら電圧残量検出回路１１Ａ，１１Ｂは、バッテリの電圧と残量とを検出する機能を備えた汎用ＩＣとして一般的に普及しており、きわめて周知の技術であるので、本実施形態では詳細な構成と動作については省略するが、上述した如く検出した電圧情報及び残量情報はいずれも上記制御回路３０に送出される。

制御回路３０は、ＣＰＵ、ＤＲＡＭで構成されたメインメモリ、及び不揮発性メモリで構成され、動作プログラムや固定データ等を記憶したプログラムメモリで構成され、プログラムメモリから読出した動作プログラム及び固定データをメインメモリ上に展開して実行することで、この電子機器１内の制御動作を司る。

次に上記実施形態の動作について説明する。
ここでは、電子機器内電源ブロック２０内の負荷２０Ａ〜２０Ｃの各消費電力が事前の評価により把握できており、固定データとして制御回路３０内のプログラムメモリに記憶しているものとする。

図３は、電子機器１の電源がオンされている間、制御回路３０がバッテリ１０Ａ，１０Ｂの電力を電子機器内電源ブロック２０の負荷２０Ａ〜２０Ｃに供給する際に実行する処理内容を示すものである。

制御回路３０は、電源オン時にまずバッテリ選択切換回路１０のバッテリ１０Ａ，１０Ｂの残量情報を電圧残量検出回路１１Ａ，１１Ｂにより取得する動作を開始させ、以後その取得動作を継続する（ステップＳ１０１）。

次に、負荷２０Ａ〜２０Ｃの消費電力情報を読出し、各バッテリ１０Ａ，１０Ｂをどの負荷と接続するか、その組合せに伴う消費電力比率をすべて算出し、記憶する（ステップＳ１０２）。

例えば、
負荷２０Ａの消費電力：２［Ｗ／ｈ］、
負荷２０Ｂの消費電力：３［Ｗ／ｈ］、
負荷２０Ａの消費電力：４［Ｗ／ｈ］、
であった場合、各可能な負荷の組合せの消費電力比率はそれぞれ
(1)(負荷20A＋負荷20B)/負荷20C＝(2＋3)/4＝1.25
(2)(負荷20B＋負荷20C)/負荷20A＝(3＋4)/2＝3.5
(3)(負荷20A＋負荷20C)/負荷20B＝(2＋4)/3＝2.0
となるので、これを記憶しておく。

次に、各バッテリ１０Ａ，１０Ｂの残量比率を算出する（ステップＳ１０３）。
例えば、
バッテリ１０Ａの残量：９０［％］、
バッテリ１０Ｂの残量：７０［％］、
であった場合、
バッテリ残量比率：90/70≒1.286
となる。

ここで、条件として「バッテリの残量比率に対して、負荷電力の各組合せによる消費電力比率を比較して、残量比率より負荷電力比率が大きく、且つ最も近い比率となる組合せで接続を行なう」ことが設定されている場合、この条件に合致するバッテリと負荷の組合せを決定し、決定した組合せを実現するべくスイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃを制御する（ステップＳ１０４）。

上記条件に合致するのは、バッテリの残量比率１．２８６より大きく、且つ最も近い消費電力比率２．０となる上記（３）の組合せとなり、この組合せに決定して、各バッテリ１０Ａ，１０Ｂと負荷２０Ａ〜２０Ｃとを接続するべくスイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃを制御する。

すなわち、スイッチＳＷ１ＡとスイッチＳＷ１Ｃをオンにして、バッテリ１０Ａを負荷２０Ａと負荷２０Ｃに接続すると共に、スイッチＳＷ２Ｂをオンにしてバッテリ１０Ｂを負荷２０Ｂに接続する。残るスイッチＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ａ，ＳＷ２Ｃはいずれもオフのままとする。

こうして接続設定を行なうと、一定時間、例えば３０分のカウントを開始する（ステップＳ１０５）。

以後、上記ステップＳ１０１で取得を開始したバッテリ１０Ａ，１０Ｂの残量情報によりバッテリ１０Ａ及びバッテリ１０Ｂの少なくとも一方の残量がなくなったか否かを判断する（ステップＳ１０６）。

まだ双方とも残量がなくなっていないと判断すると、次に一定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１０７）、まだ経過していないと判断すると、再び上記ステップＳ１０６に戻る。

こうしてステップＳ１０６，Ｓ１０７の処理を繰返し実行することで、バッテリ１０Ａ及びバッテリ１０Ｂの少なくとも一方の残量がなくなるか、あるいは一定時間が経過するのを待機する。

上記バッテリ１０Ａ，１０Ｂの残量１００［％］時の容量が共に１２［Ｗ／ｈ］であり、放電ロスがまったくないと仮定すると、上記動作当初の残量は
バッテリ10Aの残量：12×0.9＝10.8[W]
バッテリ10Bの残量：12×0.7＝ 8.4[W]
となる。

一定時間（３０分）当たりの、負荷２０Ａ及び２０Ｃの消費電力は３［Ｗ］（＝（２＋４）／２）であり、一方の負荷２０Ｂの消費電力は１．５［Ｗ］（＝３／２）であるから、上記動作当初から３０分経過後の
バッテリ10Aの残量：10.8−3.0＝7.8[W]
バッテリ10Bの残量： 8.4−1.5＝6.9[W]
となる。

上記ステップＳ１０７で動作開始から３０分後に一定時間が経過したと判断すると、次にその時点でバッテリ１０Ａとバッテリ１０Ｂの残量の大小関係が反転しているか否かを判断する（ステップＳ１０８）。

ここでバッテリ１０Ａの残量は７．８［Ｗ］、一方のバッテリ１０Ｂの残量は６．９［Ｗ］であり、一定時間経過前、すなわち動作開始時の大小関係と変わっていないため、反転していないと判断し、接続状態を変えずに再度上記ステップＳ１０５からの処理を同様に繰返す。

その後、動作開始当初から４８分後にバッテリ１０Ａとバッテリ１０Ｂの残量が等しくなり、同６０分後、すなわち２回目の一定時間経過後には
バッテリ10Aの残量：7.8−3.0＝4.8[W]
バッテリ10Bの残量：6.9−1.5＝5.4[W]
となる。

ステップＳ１０７で一定時間が経過したと判断し、続くステップＳ１０８でバッテリ１０Ａとバッテリ１０Ｂの残量の大小関係が反転していると判断すると、再び上記ステップＳ１０３からの処理に戻る。

ステップＳ１０３では、
バッテリ10Aの残量：40[％](＝4.8/12)
バッテリ10Bの残量：45[％](＝5.4/12)
により
バッテリ残量比率：45/40＝1.125
を算出する。

次いでステップＳ１０４でバッテリの残量比率１．１２５より大きく、且つ最も近い消費電力比率１．２５となる上記（１）の組合せに決定して、スイッチＳＷ１Ｃをオンにして、バッテリ１０Ａを負荷２０Ｃに接続すると共に、スイッチＳＷＡ及びＳＷ２Ｂをオンにしてバッテリ１０Ｂを負荷２０Ａ及び負荷２０Ｂに接続する。残るスイッチＳＷ１Ａ，ＳＷ１Ｂ，ＳＷ２Ｃはいずれもオフのままとする。

その後、新たなバッテリと負荷との組合せにより上記ステップＳ１０５からの処理に移行する。

上記のようにバッテリ１０Ａ，１０Ｂの各残量比率に応じて負荷２０Ａ〜２０Ｃとの組合せを適宜変更しながら動作を続行することで、より残量が大きい側のバッテリに若干重めの負荷をかけながら動作を実行することとなり、一定時間毎に必要によりその見直しを行なうものとする。

しかして、バッテリ１０Ａ，１０Ｂのいずれか一方の残量がなくなった時点でステップＳ１０６によりその状態を検出し、以上でこの図３に係る制御処理を終了すると共に、この電子機器１での動作を停止する。

以上詳記した如く本実施形態によれば、複数のバッテリ個々の残容量を考慮して、組合わせる負荷側の消費電力の比率を変化させて効率的に動作させるため、各バッテリに余分な負荷をかけずに、且つそれらが有する残容量を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。

すなわち本実施形態では、バッテリ１０Ａ，１０Ｂを並列接続して使用するものではないため、残容量が異なる場合のみならず、これら複数のバッテリの供給電圧が異なる場合であっても対応することが可能であり、バッテリの組合せに制限を設ける必要がなくなるため、一般に広く普及するマルチバッテリ駆動の各種電子機器に適用することが可能であり、ユーザの使い勝手を大きく向上させることができる。

特に、電力を消費する側の負荷が複数ある場合には、上記複数のバッテリの各残容量の比と、複数の各負荷の大きさとに応じて上記複数の負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従ってスイッチを適宜切換え、複数の負荷それぞれに複数のバッテリからの電力を供給させるものとしたので、組合せが増えることで状況に適切したきめ細かい制御を実行して、バッテリの残容量を確実に使い切るよう制御できる。

なお、上記実施形態では、複数のバッテリの各残容量の比率に応じて複数の負荷との組合せを適宜変更しながら動作を続行することで、より残容量が大きい側のバッテリに若干重めの負荷をかけながら動作を実行するよう、複数のバッテリの各残容量の大小関係を留意して一定時間毎に必要によりその見直しを行なうものとした。

このような制御を実行することで、複数のバッテリをその残容量に応じて満遍なく使用し、最終的にいずれのバッテリもほぼ同時に残容量を使い切るよう制御できる。

また、上記実施形態のように、より残容量が大きい側のバッテリに若干重めの負荷をかけながら動作を実行させるのではなく、電力を消費する負荷側での分割設定をより細かく設定でき、任意の残容量比率に近い比率で負荷を割当てることが比較的自由に選択可能であれば、バッテリの残容量比率に対して、その大小に関係なく、より近い消費電力の比率となるように負荷側の割当てを行なうようにしてもよく、その場合でも同様に複数のバッテリの有する各残容量を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。

（第１の実施形態の変形例）
以下、本実施形態の変形例についても図面を参照して説明する。

図４は、上記図２に代わって上記電子機器１の主としてバッテリ選択切換回路１０の具体的な構成について説明する図である。

なお、基本的な回路構成自体は上記図２に示した内容と基本的に同様であるため、同一部分には同一符号を負荷してその説明は省略する。

さらに、上記図２の電圧残量検出回路１１Ａ，１１Ｂに代えて、バッテリ１０Ａ，１０Ｂの端子電圧情報と温度情報とを検出して制御回路３０へ送出する電圧温度検出回路１２Ａ，１２Ｂを配設する。

一方で、これら電圧温度検出回路１２Ａ，１２Ｂからの情報を受信する制御回路３０側では、予め実験等で測定して求めておいた、バッテリ１０Ａ，１０Ｂの端子電圧と温度とから残容量情報を出力するルックアップテーブルである残量予測テーブル３１をプログラムメモリに予め記憶しているものとする。

次に上記実施形態の変形例の動作について説明する。
ここでは、電子機器内電源ブロック２０内の負荷２０Ａ〜２０Ｃが動作状態によって変動するものとして、それら変動の前後の各消費電力が事前の評価により把握できており、固定データとして制御回路３０内のプログラムメモリに記憶しているものとする。

図５は、電子機器１の電源がオンされている間、制御回路３０がバッテリ１０Ａ，１０Ｂの電力を電子機器内電源ブロック２０の負荷２０Ａ〜２０Ｃに供給する際に実行する処理内容を示すものである。

制御回路３０は、電源オン時にまずバッテリ選択切換回路１０のバッテリ１０Ａ，１０Ｂの電圧情報と温度情報とを電圧温度検出回路１２Ａ，１２Ｂにより取得し、取得したしわにより残量予測テーブル３１を用いてバッテリ１０Ａ，１０Ｂの残容量に換算する動作を開始させ、以後その動作を継続する（ステップＳ２０１）。

次に、負荷２０Ａ〜２０Ｃの現時点の動作状態に応じた消費電力情報を読出し、各バッテリ１０Ａ，１０Ｂをどの負荷と接続するか、その組合せに伴う消費電力比率をすべて算出し、記憶する（ステップＳ２０２）。

続いて、各バッテリ１０Ａ，１０Ｂの残量比率を算出する（ステップＳ２０３）。
算出した残量比率と上記各負荷の大きさに基づき、設定されている条件に合致するバッテリと負荷の組合せを決定し、決定した組合せを実現するべくスイッチＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃを制御する（ステップＳ２０４）。

こうして接続設定を行なうと、一定時間、例えば３０分のカウントを開始する（ステップＳ２０５）。

以後、制御回路３０はこの電子機器１の図示しない操作系からの指示の有無や動作上の各種制御処理等、動作状態の変化により負荷２０Ａ〜２０Ｃの消費電力が変動したか否かを判断する（ステップＳ２０６）。

ここで負荷の変動がないと判断すると、続いて上記ステップＳ２０１で取得したバッテリ１０Ａ，１０Ｂの残量情報によりバッテリ１０Ａ及びバッテリ１０Ｂの少なくとも一方の残量がなくなったか否かを判断する（ステップＳ２０７）。

まだ双方とも残量がなくなっていないと判断すると、次に一定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ２０８）、まだ経過していないと判断すると、再び上記ステップＳ２０６に戻る。

こうしてステップＳ２０６〜Ｓ２０８の処理を繰返し実行することで、負荷の変動があるか、バッテリ１０Ａ及びバッテリ１０Ｂの少なくとも一方の残量がなくなるか、あるいは一定時間が経過するのを待機する。

上記負荷２０Ａ〜２０Ｃの少なくとも１つが動作状態を変化させることで消費電力に変動を生じた場合、上記ステップＳ２０６でそれを判断し、再び上記ステップＳ２０２からの処理に戻って、変動後の各負荷２０Ａ〜２０Ｃの消費電力に応じたすべての組合せの消費電力比率の算出と記憶の処理からやり直す。

また、上記ステップＳ２０８で一定時間が経過したと判断すると、次にその時点でバッテリ１０Ａとバッテリ１０Ｂの残量の大小関係が反転しているか否かを判断する（ステップＳ２０９）。

一定時間経過前と大小関係が変わっていない場合には反転していないと判断し、接続状態を変えずに再度上記ステップＳ２０５からの処理を同様に繰返す。

一方、上記ステップＳ２０８で一定時間が経過したと判断し、続くステップＳ２０９でバッテリ１０Ａとバッテリ１０Ｂの残量の大小関係が反転していると判断すると、再び上記ステップＳ２０３からの処理に戻る。

しかして、バッテリ１０Ａ，１０Ｂのいずれか一方の残量がなくなった時点でステップＳ２０７によりその状態を検出し、以上でこの図５に係る制御処理を終了すると共に、この電子機器１での動作を停止する。

以上詳記した如く本実施形態の変形例によれば、バッテリから直接残量を検出するのではなく、端子電圧と温度の各情報を検出した上で、予め記憶していたバッテリ用の残量予測テーブルを参照してバッテリの残量を取得するものとした。

これにより、同一の端子電圧であっても温度によって変化するバッテリの残量をより正確に把握することができ、バッテリの残量を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。

さらに本実施形態の変形例では、制御途中での負荷の変動を判断し、負荷の変動があった場合には再度上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し直すものとした。これにより、動作状態によって負荷の変動を伴う電子機器であっても常にその動作状態に追従して、確実にバッテリの残容量を確実に使い切るよう制御できる。

なお、本実施形態の変形例では、制御途中での負荷の変動を動作状態の変化から制御回路が判断するものとして説明したが、上記図２、図４中で負荷２０Ａ〜２０Ｃへの電流Ａ〜電流Ｃと示しているように、制御回路は各負荷に流れる電流を検出し、その検出値により負荷の変動を判断するものとしてもよい。

その場合、変動後の当該負荷の消費電力は、予め設定された値を読出すのではなく、検出値から直接導き出すことができるため、負荷の消費電力をより正確に把握して、以後の制御に対処することができる。

（第２の実施形態）
以下図面を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、バッテリの数が２、負荷の数が３である電子機器１を例にとってその構成と動作を説明する。

なお、本実施形態に係る電子機器の制御系と電源系の概略構成については上記図１に示した通りであり、同一部分には同一符号を用いるものとしてその図示と説明とを省略する。

図６は、同電子機器１の主としてバッテリ選択切換回路１０の具体的な構成について説明するブロック図である。この図６も、上記図２に示した内容と基本的な構成は同様であるため、同一部分には同一符号を用いてその説明を省略する。

さらに、上記図２の電圧残量検出回路１１Ａ，１１Ｂに代えて、バッテリ１０Ａ，１０Ｂに対する放電能力記憶回路１３Ａ，１３Ｂを配設する。これら放電能力記憶回路１３Ａ，１３Ｂは、例えばバッテリ１０Ａ，１０Ｂに内蔵されるものとしてもよく、バッテリ１０Ａ，１０Ｂの放電能力を随時更新記憶する。

制御回路３０は、上記放電能力記憶回路１３Ａ，１３Ｂの記憶内容を必要に応じて読出すことにより各バッテリ１０Ａ，１０Ｂの放電可能な能力を把握して、その情報を基に各バッテリ１０Ａ，１０Ｂの放電電力比率を算出する。

なお、本実施形態の動作について、上記図３、図５のステップＳ１０３またはＳ２０３でバッテリの残量比率を算出するのに代えて、放電能力記憶回路１３Ａ，１３Ｂから読出した放電電力の情報から放電電力比率を算出し、算出した結果に基づいて各バッテリ１０Ａ，１０Ｂと負荷２０Ａ〜２０Ｃとの組合せを決定する点以外では図３、図５の処理と同様であるため、動作についての詳細な説明は省略するものとする。

以上本実施形態によれば、複数のバッテリ個々の放電能力を考慮して、組合わせる負荷側の消費電力の比率を変化させて効率的に動作させるため、各バッテリに余分な負荷をかけずに、且つそれらが有する残容量を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。

すなわち本実施形態では、バッテリ１０Ａ，１０Ｂを並列接続して使用するものではないため、複数のバッテリの供給電圧が異なる場合であっても対応することが可能であり、さらには同一形式のバッテリでもサイクル寿命が初期のものと末期のものとを組合わせて使用できるなど、バッテリの組合せに制限を設ける必要がなくなるため、一般に広く普及するマルチバッテリ駆動の各種電子機器に適用することが可能であり、ユーザの使い勝手を大きく向上させることができる。

（第２の実施形態の変形例）
以下、本実施形態の変形例についても図面を参照して説明する。

図７は、上記図６に代わって上記電子機器１の主としてバッテリ選択切換回路１０の具体的な構成について説明する図である。

なお、基本的な回路構成自体は上記図６に示した内容と基本的に同様であるため、同一部分には同一符号を負荷してその説明は省略する。

さらに、上記図６の放電能力記憶回路１３Ａ，１３Ｂに代えて、バッテリ１０Ａ，１０Ｂの端子電圧情報と温度情報とを検出して制御回路３０へ送出する電圧温度検出回路１４Ａ，１４Ｂを配設する。

一方で、これら電圧温度検出回路１４Ａ，１４Ｂからの情報を受信する制御回路３０側では、予め実験等で軽負荷時と重負荷時の各バッテリ１０Ａ，１０Ｂの電圧値を比較、あるいは電圧降下量を測定して求めた、温度条件を加味した各バッテリの放電能力情報を出力するルックアップテーブルである放電能力予測テーブル３２をプログラムメモリに予め記憶しているものとする。

なお、本実施形態の変形例動作について、上記図３、図５のステップＳ１０３またはＳ２０３でバッテリの残量比率を算出するのに代えて、電圧温度検出回路１４Ａ，１４Ｂから読出した電圧情報及び温度情報から放電能力予測テーブル３２を参照して放電電力比率を読出し、読出した結果に基づいて各バッテリ１０Ａ，１０Ｂと負荷２０Ａ〜２０Ｃとの組合せを決定する点以外では図３、図５の処理と同様であるため、動作についての詳細な説明は省略するものとする。

以上本実施形態の変形例によれば、バッテリから直接残量を検出するのではなく、端子電圧と温度の各情報を検出した上で、予め記憶していたバッテリ用の放電能力予測テーブルを参照してバッテリの放電能力を取得するものとした。

これにより、温度条件も加味してバッテリの放電能力の大小をより正確に把握することができ、バッテリの放電能力を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。

なお、上記第１及び第２の実施の形態は、一般的な総称としての電子機器に適用した場合について説明したものであるが、本発明は電源として複数のバッテリを使用する電子機器であればいずれにも適用可能であり、携帯電話端末やパーソナルコンピュータから電気自動車等に至るまで、種々の機器、システムに適用可能である。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係る電子回路の概略構成を示すブロック図。 同実施形態に係る主としてバッテリ選択切換回路のより詳細な回路構成を示すブロック図。 同実施形態に係る制御回路が実行する電源オン時の電源の制御に関する処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る変形例の主としてバッテリ選択切換回路のより詳細な回路構成を示すブロック図。 同実施形態に係る変形例で制御回路が実行する電源オン時の電源の制御に関する処理内容を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る主としてバッテリ選択切換回路のより詳細な回路構成を示すブロック図。 同実施形態に係る変形例の主としてバッテリ選択切換回路のより詳細な回路構成を示すブロック図。

符号の説明

１…電子機器、１０…バッテリ選択切換回路、１０Ａ，１０Ｂ…バッテリ、１１Ａ，１１Ｂ…電圧残量検出回路、１２Ａ，１２Ｂ…電圧温度検出回路、１３Ａ，１３Ｂ…放電能力記憶回路、１４Ａ，１４Ｂ…電圧温度検出回路、２０…電子機器内電源ブロック、２０Ａ〜２０Ｃ…負荷、３０…制御回路、３１…残量予測テーブル、３２…、ＳＷ１Ａ〜ＳＷ１Ｃ，ＳＷ２Ａ〜ＳＷ２Ｃ…スイッチ。

Claims (10)

1. 電源となる複数の電池と、
   上記複数の電池のうちの少なくとも１つが供給する電力により動作する負荷と、
   上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチング手段と、
   上記複数の電池それぞれの残容量を検出する検出手段と、
   上記検出手段で検出する上記複数の電池の各残容量と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる制御手段と
   を具備したことを特徴とする電子機器。
2. 上記負荷は複数であり、
   上記制御手段は、上記検出手段で検出する上記複数の電池の各残容量の比と、上記複数の各負荷の大きさとに応じて上記複数の負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記複数の負荷それぞれに上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 上記検出手段は、
   上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と残容量とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段と、
   上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、
   上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段と
   をさらに具備し、
   上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの残容量を取得する
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
4. 上記制御手段は、予め設定された時間経過後に上記検出手段で検出する上記複数の電池の各残容量の大小関係が変化した場合に、上記複数の負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し直すことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
5. 上記制御手段は、
   上記負荷の大きさの変動を判断する変動判断手段をさらに具備し、
   上記変動判断手段で上記負荷の大きさの変動を判断した場合に、上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し直す
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
6. 上記負荷に流れる電流を検出する電流検出手段をさらに具備し、
   上記変動判断手段は、上記電流検出手段が検出する電流値により上記負荷の大きさの変動を判断する
   ことを特徴とする請求項５記載の電子機器。
7. 上記検出手段は、
   上記複数の電池それぞれの放電能力を随時更新記憶する放電能力記憶手段をさらに具備し、
   上記放電能力記憶手段が記憶する上記複数の電池それぞれの放電能力を、上記複数の電池それぞれの残容量に代えて検出し、
   上記制御手段は、
   上記検出手段で検出する上記複数の電池の各放電能力と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
8. 上記検出手段は、
   上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と放電能力とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段と、上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段とをさらに具備し、
   上記複数の電池それぞれの残容量に代えて、上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの放電能力を検出し、
   上記制御手段は、
   予め設定された時間単位で繰返し、上記検出手段で検出する上記複数の電池の各放電能力と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチング手段を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
9. 電源となる複数の電池、上記複数の電池のうちの少なくとも１つが供給する電力により動作する負荷、及び上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチ回路を備えた電子機器での電源制御方法であって、
   上記複数の電池それぞれの残容量を検出する検出工程と、
   上記検出工程で検出する上記複数の電池の各残容量と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチ回路を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる制御工程と
   を有したことを特徴とする電源制御方法。
10. 電源となる複数の電池、上記複数の電池のうちの少なくとも１つが供給する電力により動作する負荷、及び上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチ回路を備えた電子機器が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、
    上記複数の電池それぞれの残容量を検出する検出ステップと、
    予め設定された時間単位で繰返し、上記検出ステップで検出する上記複数の電池の各残容量と上記負荷の大きさとに応じて上記負荷に電力を供給する電池の組合せを選択し、その選択結果に従って上記スイッチ回路を切換えて、上記負荷に上記複数の電池のうちの少なくとも１つから電力を供給させる制御ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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