JP3612495B2

JP3612495B2 - 電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末

Info

Publication number: JP3612495B2
Application number: JP2001136319A
Authority: JP
Inventors: 武史石田
Original assignee: 埼玉日本電気株式会社
Priority date: 2001-05-07
Filing date: 2001-05-07
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2021-05-07
Also published as: JP2002335307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を電源とする携帯電話機等の携帯通信端末における電池残量表示方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池を電源とする携帯電話機等の携帯通信端末により通信を行う場合、待ち受け中あるいは通話中に電池切れにより使用不能となることを避けるために、装着中の電池により作動できる残り時間の目安を端末のＬＣＤ表示部に表示する技術が、例えば特開平１１−６９４４２号公報、特許第３００１５１６号等に開示されている。
【０００３】
図１は、携帯電話機における電源部および制御部の概略を示すブロック図である。
【０００４】
携帯電話装置１には装置が行う通話、待ち受け、ＬＣＤ表示等の制御や判断処理を行うＣＰＵ９と、装置に電源を供給する電池４と、電池４に対して充電を行ったり、充電開始又は終了の情報をＣＰＵ９に対して行う充電回路３と、充電する際に外部電源から給電する外部給電端子２と、電池電圧値をアナログ値からデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路５と、電池４の有り無しを検出する電池有無検出回路６と、通話時、待ち受け時の電池残量レベル切替え電圧テーブル値が格納されているＲＯＭ７と、ＣＰＵ９の演算結果を一時的に格納するＳＲＡＭ８と、電池残量レベルを表示するＬＣＤ１０と、タイマ１１と、着信時等に点灯したり振動させるバックライト１２、ＶＩＢ１３等が備えられている。
【０００５】
電池残量の表示は、携帯電話装置に装着する電池の放電特性から、電池残量レベルを切替える電圧値を予めテーブル値としてＲＯＭ７に格納しておき、通話中又は待ち受け中の装置が電池４の電圧を定期的に測定し、ＲＯＭ７内のテーブルを参照することによりテーブルのしきい値を検出した時点で電池残量レベル表示の切替えを行い、ＬＣＤ１０に電池残量値レベルとして表示する。
【０００６】
一般に、携帯電話装置に装着される電池の放電特性は、ある一定の負荷条件のもとに、時間経過に応じて電圧が下降する特性を有しているので、携帯電話装置が電池電圧を定期的に測定する事によって、凡その電池残量を把握する事が出来る。
【０００７】
図９は、携帯電話装置に装着する電池４の一般的な放電特性例を示しており、例えば電池電圧が４．２Ｖ〜３．２Ｖまでの範囲を動作可能範囲とし、その間の電池残量を、例えばレベル３、レベル２、レベル１およびアラームとして切替え表示する。
【０００８】
レベル３、レベル２、レベル１は、図９に示す放電特性における時間間隔が、例えば７：２：１の比になる様に設定され、着信待ち受け時の場合、各レベル切替えの電圧のしきい値は３．７Ｖ，３．５Ｖ，３．３Ｖに設定される。また、３．３Ｖ以下はアラーム表示となる。
【０００９】
図１０は、ＲＯＭ７に格納されている電池残量レベル切替えテーブルの例を示しており、Ａは、通話時における電池残量レベル切替えテーブル、Ｂは待ち受け時における電池残量レベル切替えテーブルを示している。
【００１０】
図１１は、図９の特性を持つ電池を使用した場合についての従来の電池残量表示動作を示すフローチャートである。以下、図１、図９、図１０、及び図１１を参照して従来の電池残量表示方法について説明する。
【００１１】
携帯電話１に電源が入っている時には大きく二つの状態があり、通話相手と話をしている状態の通話時と通話を行わないで電源が入っている状態の待ち受け時である。この時電池電圧は負荷の重い通話時の方が電池電圧も低下し放電特性も待ち受け時とは異なる。
【００１２】
ＣＰＵ９は、この通話時、待ち受け時の各状態時において、定期的にＡ／Ｄ変換回路５によって電池４の電池電圧を測定する。例えば待ち受け時の場合、ＣＰＵ９はＡ／Ｄ変換回路５によって得た電池４の電圧を予めＲＯＭ７に格納された待ち受け時のテーブルＢと比較し、３．７Ｖ以上であればＬＣＤ１０にレベル３の表示を行う。
【００１３】
また、電池電圧ＶＢが、３．５Ｖ≦ＶＢ＜３．７Ｖ、３．３Ｖ≦ＶＢ＜３．５Ｖ、ＶＢ＜３．３Ｖのときには、それぞれＬＣＤ１０に、レベル２、レベル１、アラームの表示を行う。
【００１４】
通話中の場合においても待ち受け時と同様に、今度は図９に示す通話時のテーブルＡと比較して、例えば電池電圧が３．４Ｖ以上であって３．６Ｖより小さければ、ＬＣＤ１０にレベル２の表示を行う。
【００１５】
また、待ち受け時にレベル２が表示されている状態で、電池交換や充電などにより電池電圧が上昇した場合には、ＲＯＭ７に格納された待ち受け時のテーブルＢと比較され、電池電圧が３．８Ｖ以上となればＬＣＤ１０にレベル３の表示を行う。
【００１６】
以上の様に、従来の簡易型電池残量表示装置は、電池４の放電特性が図９に示すようなカーブを描く事を想定し、電池残量レベル３、２、１の比が最適となるように予め電池残量切替え電圧を決め、ＲＯＭ７にそのしきい値テーブルを格納しておき、しきい値と比較することによって電池残量レベル表示が切替わるので、電池残量を確認することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、携帯電話装置に装着される電池の放電特性が図９に示すようなカーブを描く事を想定しているが、この放電特性が電池残量レベルの切替えしきい値において一時的に電池電圧が一定の値を維持し、しばらくの間電圧が変化しない様な放電特性を持っている場合、電池残量レベルの比を例えば７：２：１に設定しても、放電特性上の電池残量レベルを切替えるポイントがずれてしまい、正確に電池残量レベルを表示出来ないという問題があった。
【００１８】
図２は、上記問題を生ずる可能性のある放電特性の例を示しており、着信待ち受け時に電池残量をレベル２からレベル１に切替えるしきい値電圧３．５Ｖでしばらくの間電圧が変化しない特性となっているために、電池残量レベルの比を例えば７：２：１に設定しても、レベル２からレベル１への切替えの際に正確に電池残量レベルを表示することができない。
【００１９】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、電池の放電特性が電池レベル切替え付近で一時的に変化しないような特性を有するために、電池の放電特性と電池残量レベルの対応付が困難な電池でも電池残量レベルを最適に表示することを可能として、電池残量のレベル表示精度を上げる手段を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電池の放電特性がレベル切替えしきい値近傍で一時的に変化しないような電池でも、電池残量レベルが最適に表示できるように、電池電圧がレベル切替えしきい値の近傍に達した時点からの消費電流量を計算して電池残量を推定し、消費電流量が所定値を越えたときにレベル切替えを行う手段を付加したことを特徴とする。
【００２１】
具体的には、従来の方式に加えて、ある時点からの通話動作、ＶＩＢの振動動作、バックライト点灯等、それぞれの消費電流量を計算し、ある一定量の消費電流量に達した時に電池レベルを切替える方式を合わせて行うことにより、電池残量レベル表示の精度を上げる事を特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明が適用される携帯電話機の全体的な構成は従来例と同様であるので、以下、図１に示す携帯電話装置を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
携帯電話装置１には従来例と同様に、装置が行う通話、待ち受け、ＬＣＤ表示等あらゆる制御や判断処理を行うＣＰＵ９と、装置に電源を供給する電池４と、電池４に対して充電を行ったり、充電開始又は終了の情報をＣＰＵ９に対して行う充電回路３と、充電する際に外部電源から給電する外部給電端子２と、電池電圧値をアナログ値からデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路５と、電池４の有り無しを検出する電池有無検出回路６と、ＲＯＭ７と、ＳＲＡＭ８と、電池残量レベルを表示するＬＣＤ１０と、タイマ１１と、着信時等に点灯したり振動させるバックライト１２、ＶＩＢ１３等が備えられている。
【００２４】
本発明におけるＲＯＭ７には、通話時及び待ち受け時の電池残量レベル切替え電圧テーブルに加えて、通話、待ち受け、バックライト１２の点灯、ＶＩＢ１３の動作等の各状態時における平均消費電流テーブルが格納されており、またＣＰＵ９の演算結果を一時的に格納するＳＲＡＭ８には、ＣＰＵ９で計算された消費電流量も一時的に格納され電池残量レベル切替えのために参照される。
【００２５】
図３は、電池の放電特性が図２に示すような特性を有している場合の、ＲＯＭ７に予め格納される本発明の実施の形態を示すテーブルであり、電池残量レベルの切替え電圧値を示すテーブルＣ、Ｄと、通話時、待ち受け時、バックライト点灯時、ＶＩＢ動作時の各々平均消費電流値を示すテーブルＥと、このテーブルＥをもとに携帯電話が使用した消費電流量を計算し、その消費電流量によって電池残量レベルを切替える値を示すテーブルＦを備えている。
【００２６】
本実施の形態では、例えば待ち受け時電池残量切替え電圧テーブルＤに従って、レベル２からレベル１に切替わるしきい値３．５Ｖの代わりに、３．５２Ｖ以下のレベル２Ａポイントと３．４８Ｖ以上のレベル２Ｂポイントを設定しておき、３．４８Ｖ未満のときにはレベル２からレベル１に切替えるとともに、レベル２Ａ〜２Ｂポイント間では、その間に消費した電流量によって電池残量レベルの切替えを行うようにしている。
【００２７】
図４は、図２に示す電池残量レベルがＡポイントを下回った時の本実施形態の動作を示すフローチャートであり、図５は、ＣＰＵ９が図４の基本フロー動作中にＶＩＢ動作があったときを例としてその時ＣＰＵ９がＶＩＢ動作による消費電流量を計算するフローチャートである。なお、レベル３からレベル２への切替えは従来例（図１１）と同様である。以下、図１〜図５、及び図１１を参照して本実施の形態の動作について説明する。
【００２８】
予めＲＯＭ７に格納する電池残量テーブルは、図３の通話時のテーブルＣ、待ち受け時のテーブルＤを使用し、例えば待ち受け中に電池レベル２からレベル２のＡポイントへ切り替わった場合、つまり図１０に示す従来の電池残量表示フローの中で電池レベル２を表示した後が本発明部分にあたり、図４のレベル２から１への切替え基本フローの動作を行う。
【００２９】
ＣＰＵ９はＡポイントを検出した時点から図３に示すテーブルＥにある電流値をもとに携帯電話１が消費する消費電流量を、図４に示すレベル２からレベル１への切替え基本フローに従って動作し計算する。
【００３０】
例えば、待ち受け時にＣＰＵ９がＶＩＢ１３を制御して動作させたとき、ＶＩＢ１３が動作するというイベントが発生することから、ＣＰＵ９は図５に示すフローへジャンプし、タイマ１１を使用してＶＩＢ１３を動作させた時間を計測する。
【００３１】
ここで、ＶＩＢ１３が振動した時間と、テーブルＥにあるＶＩＢの平均消費電流量を掛けて、ＶＩＢ１３が振動した時の消費電流量を計算する。又、ＶＩＢ１３が振動している時間は同時に待ち受け状態でもあるので、ＣＰＵ９は待ち受け時の平均消費電流量も合わせて計算し、携帯電話１が消費した電流量としてＳＲＡＭ８に計算結果を格納していく。
【００３２】
同様に通話を行った場合については、ＣＰＵ９は図５のフローと同様の動作でテーブルＥの通話時の平均消費電流量と通話時間から携帯電話１の消費電流量を計算し、又バックライト１２を点灯させた場合は、テーブルＥのバックライト点灯時の平均消費電流量とそのバックライト１２が点灯した時間から携帯電話１の消費電流量を計算して結果をＳＲＡＭ８に格納する。
【００３３】
この時、ＲＯＭ７に予め格納されているテーブルＦに示す消費電流量を、ＳＲＡＭ８に格納した消費電流量の総計が超えた場合、ＣＰＵ９はＬＣＤ１０に電池レベル表示をレベル１に切替える。
【００３４】
以上のようにして、図２に示すような放電特性をもつ電池の場合でも、従来の方式と本発明の消費電流量を計算する方式を合わせて使用する事により、電池残量レベル表示をより高い精度でＬＣＤ１０に表示する事が出来る。
【００３５】
図６〜図７は、電池残量がレベル２のＡポイントを超えて、消費電流量を測定している途中の時点で電池外れがあった場合の動作を示すフローチャートである。
【００３６】
電池残量がレベル２のＡポイントを超えて、消費電流量を測定している途中の時点で電池を外した場合、ＣＰＵ９は電池有無検出回路６により瞬断か瞬断でないか判断する。瞬断は、１〜４秒程度までの電池外れ状態を意味し、４秒程度までは瞬断前の状態に復帰することができる。
【００３７】
これは携帯電話としては周知の機能であり、例えば、電池外れが検出されるとバックアップ電池等で動作する瞬断タイマを作動させて瞬断時間をカウントしておき、電池外れ後のウェイクアップ時にＣＰＵ９はこのカウント値を参照して瞬断か否かの判定を行う。
【００３８】
瞬断であれば同一電池が再び取り付けられたと判断することも可能であるが、この時素早く電池交換をする事も可能であるので、瞬断後の電池電圧を測定し、電池電圧レベルがレベル２のＡポイントより高い電圧であった場合は、電池交換されたものとみなすことができる。
【００３９】
従ってこの場合には、それまで記憶されていたＳＲＡＭ８の消費電流のデータは不要となるのでこれをクリアし、ＬＣＤ１０には測定された電圧に基づきテーブルＣに従ったレベルを表示する。
【００４０】
測定した電池電圧レベルがレベル２のＡポイントより低い電圧であった場合は、同一電池が再び取り付けられたと判断し、更に測定電池電圧がレベル２のＢポイントよりも高ければ、ＳＲＡＭ８にそれまで格納されたデータをそのまま使用するとともに消費電流量の計測を継続し、ＬＣＤ１０にはレベル２をそのまま表示する。
【００４１】
一方、瞬断でない場合（完全に電源ＯＦＦ状態となる）には、ＳＲＡＭ８に記憶されていた消費電流量データは電源断により破壊されていると考えられるので、図７に示すように、ＣＰＵ９は次回の電源ＯＮ時にＳＲＡＭ８のデータをクリアしたのち、電池電圧の測定を開始する。
【００４２】
測定した電池電圧レベルがレベル２のＡポイントより高い電圧であった場合は、電池交換されたものと考えられるから、ＬＣＤ１０には測定された電圧に基づきテーブルＣに従ったレベルを表示する。
【００４３】
測定した電池電圧レベルがレベル２のＡポイントより低い電圧であった場合（例えば電池再装着後の待ち受け時の電池電圧レベルが３．４８Ｖ以上３．５２Ｖ以下であった場合）は、同一の電池が再装着されたと考えられるが、ＳＲＡＭ８のデータはクリアされているので、上記実施形態による高い精度での電池残量レベル表示することは不可能であるが、その場合には以下の様に対応することにより、表示誤差を減らすようにする。
【００４４】
即ち、３．４８Ｖ以上３．５２Ｖ以下の場合は電池残量がどの地点にあるのか判断が付かない為、ＣＰＵ９はＬＣＤ１０にレベル２の表示を行い、以降消費した電流量がＦテーブル値の例えば５０％に達したか、あるいは電池電圧が３．４８Ｖ未満になるのかのどちらか早い時点で電池レベル１に切替えるように制御する。
【００４５】
ここで例としてＦテーブル値の５０％にて電池レベルを２から１へ切替える条件を入れているが、これは、再装着された同一の電池の電池残量レベルを３．５２Ｖ〜３．４８Ｖの中間点としておけば、確率的にみて本来切替えるべき地点からのずれを小さくすることができる。
【００４６】
図８は、電池残量がレベル２のＡポイントを超えて消費電流量を測定している途中の待ち受け時に、外部給電端子２から充電が開始された時のＣＰＵ９の動作を示すフローチャートである。
【００４７】
電池残量がレベル２のＡポイントを超えて消費電流量を測定している途中の待ち受け時に、外部給電端子２から充電回路３にて電池４に充電が開始された場合、ＣＰＵ９は、ＳＲＡＭ８にそれまで格納された消費電流量のデータをクリアし、ＬＣＤ１０に電池レベル３を表示させる。
【００４８】
又、待ち受け時の充電途中で充電が終了された場合は、充電途中終了時点の電池測定電圧が３．５２Ｖ以上のときには、テーブルＤに従い、測定電圧が３．７Ｖ以上であればレベル３を、３．７Ｖ以下であればレベル２を表示する。
【００４９】
一方、測定電圧が３．４８Ｖ以上３．５２Ｖ以下の場合は、充電途中終了時点の電池残量がどの地点にあるのか判断が付かない為、ＣＰＵ９はＬＣＤ１０にレベル２の表示を行うとともに、充電終了時点から消費電流量の計測を開始し、電池外れの場合と同様に、以降消費した電流量がＦテーブル値の例えば５０％に達したか、あるいは電池電圧が３．４８Ｖ未満になるのかのどちらか早い時点で電池レベル１に切替えるように制御する。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、電池残量レベルの切替えポイントの電圧変化が小さくて切替え表示誤差が生ずるような放電特性を持つ電池を用いた場合にも、電池残量レベルの比が最適となるようにＬＣＤに表示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される携帯電話装置の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の適用対象となる電池の放電特性例を示す図である。
【図３】本発明のＲＯＭに格納されるテーブルの実施形態を示す図である。
【図４】本発明の実施形態を示す基本フローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における部分的フローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施形態を示すフローチャートである。
【図８】本発明の更に他の実施形態を示すフローチャートである。
【図９】携帯電話装置に装着される電池の一般的な放電特性例を示す図である。
【図１０】従来のＲＯＭに格納されるテーブルを示す図である。
【図１１】従来の電池残量表示動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１携帯電話装置
２外部給電端子
３充電回路
４電池
５Ａ／Ｄ変換回路
６電池有無検出回路
７ＲＯＭ
８ＳＲＡＭ
９ＣＰＵ
１０ＬＣＤ
１１タイマ
１２バックライト
１３ＶＩＢ

Claims

携帯電話機に装着する電池の電圧を測定する手段と、前記電池の放電特性に従って電池残量のレベル切替えしきい値電圧を設定した電池残量レベル切替え電圧テーブルが格納されている第１のメモリと、前記電池電圧を定期的に測定し、該測定した電池電圧と前記電池残量レベル切替え電圧テーブルに格納されているしきい値電圧を参照することにより電池残量のレベル切替え制御を行う制御手段と、前記電池残量のレベルを表示する表示手段とを備えた携帯通信端末において、
前記第１のメモリに格納されている電池残量レベル切替え電圧テーブルには、前記電池残量のレベル切替えしきい値電圧の近傍であって、前記しきい値電圧よりも高い第１の電圧と前記しきい値電圧よりも低い第２の電圧が設定されており、
前記制御手段は、前記電池電圧が前記第１の電圧以下となった時点からの当該携帯電話機の消費電流量を計測する電流量計測手段と、該計測した消費電流量が所定のしきい値以上となったとき、前記電池残量のレベルを切替えるレベル切替え手段を備えていることを特徴とする電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。
前記電池残量レベル切替え電圧テーブルは、通話時に参照される電池残量レベル切替え電圧テーブルと、待ち受け時に参照される電池残量レベル切替え電圧テーブルとからなることを特徴とする請求項１記載の電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。
前記第１のメモリには、前記携帯端末の複数の動作状態と各動作状態時の平均消費電流値の関係を示す各状態の平均消費電流テーブルと、前記計測した消費電流量による前記電池残量のレベル切替えのための所定のしきい値が設定されている電池レベル切替え消費電流量テーブルが格納されており、前記電流量計測手段は、前記各状態の平均消費電流テーブルを参照して消費電流量の総計を計測し、前記レベル切替え手段は、前記電池レベル切替え消費電流量テーブルを参照してレベル切替え制御することを特徴とする請求項１または２記載の電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。
前記制御手段は、前記計測した消費電流量の総計が前記所定のしきい値に達する前に、前記電池電圧の測定値が前記第２の電圧以下となったとき、前記電池残量のレベルを切替えるレベル切替え手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。
前記電流量計測手段により計測された前記消費電流量の総計を記憶する第２のメモリを備え、前記制御手段は、該第２のメモリに記憶される前記消費電流量の総計と前記第１のメモリに格納されている前記所定のしきい値を参照することにより、レベル切替え制御を行うことを特徴とする請求項３または４記載の電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。
前記制御手段は、電池装着状態を検出する電池有無検出手段からの電池外れ情報を受けて瞬断か否かを判定する瞬断判定手段を備えており、前記電流量計測手段が前記消費電流量を計測中に生じた電池外れを瞬断と判定したときには、瞬断回復後の電池電圧レベルが前記第１の電圧より高い場合は、前記第２のメモリのデータをクリアするとともに前記表示手段には前記電池残量レベル切替え電圧テーブルに従ったレベルを表示し、瞬断回復後の電池電圧レベルが前記第１の電圧より低くかつ前記第２の電圧よりも低い場合は、前記第２のメモリにそれまで格納されたデータをそのまま使用して消費電流量を継続して計測し、前記表示手段には瞬断直前のレベルを表示することを特徴とする請求項５記載の電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。
前記電流量計測手段が前記消費電流量を計測中に生じた電池外れを非瞬断と判定したときには、前記第２のメモリのデータをクリアするとともに、電池再装着後の電池電圧レベルが前記第１の電圧より高い場合は前記表示手段に前記電池残量レベル切替え電圧テーブルに従ったレベルを表示する機能と、電池再装着後の電池電圧が前記第１の電圧より低くかつ前記第２の電圧よりも高い場合は、前記表示手段に電池外れ直前のレベルを表示するとともに前記電流量計測手段による消費電流の計測を開始し、計測された前記消費電流量の総計が前記所定のしきい値の５０％に達したかあるいは前記電池電圧が前記第２の電圧未満になるかのどちらか早い時点で電池レベルの表示を切替える機能を有していることを特徴とする請求項６記載の電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。
前記電池に対して充電を行うとともに、充電開始または終了の情報を前記制御手段に通知する充電手段を備えており、前記制御手段は、前記電流量計測手段が前記消費電流量を計測中に、前記電池に対する充電開始情報を受けたときには、前記第２のメモリに記憶されている前記消費電流量のデータをクリアするとともに前記表示レベルを電池残量最大のレベルに設定する機能と、前記充電が未完状態で終了した情報を受けたときには、前記電池電圧が前記第１の電圧以上であるか否かを判定し、前記第１の電圧より高い場合は前記表示手段に前記電池残量レベル切替え電圧テーブルに従ったレベルを表示する機能と、前記第１の電圧より低くかつ前記第２の電圧よりも高い場合は、前記表示手段に充電開始直前のレベルを表示するとともに前記電流量計測手段による消費電流の計測を開始し、計測された前記消費電流量の総計が前記所定のしきい値の５０％に達したかあるいは前記電池電圧が前記第２の電圧未満になるかのどちらか早い時点で電池レベルの表示を切替える機能を有していることを特徴とする請求項５記載の電池残量レベル表示機能付き携帯通信端末。