JP4001520B2 - Method for determining the remaining battery level of battery-powered equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の残量を正確に判別するのに好適な電池駆動機器の電池残量判別方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、駆動源として電池を用いる電池駆動機器が知られている。このような電池駆動機器においては、動作中に電池の残量が低下してシステムダウンが生じるのを防止したり、電池の交換や充電の時期を操作者に認識させる必要がある。このため、電池駆動機器においては、所定のタイミングで電池の残量を判別するようになっている。この電池の残量の判別は、電池駆動機器の制御部において行われている。
【0003】
従来の電池残量判別方法としては、以下に記す2種類の方法が主として用いられている。
【0004】
第1の電池残量判別方法は、制御部で検出した電池の電圧を実験などによって設定された閾値と比較し、電池の電圧が閾値未満であれば電池の残量を「無し」と判断するものである。この場合、検出する電圧は、最大負荷より小さい任意の負荷状態、あるいは制御電源のみの通電状態などの最小負荷状態におけるもの1種類である。
【0005】
第2の電池残量判別方法は、実動時の最大負荷状態となるようにダミー通電して電池の電圧を実動前に検出するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の第1の電池残量判別方法においては、環境温度、電池の劣化などにより、実際の負荷を与えたときの電圧を予測することができず、電池の残量を正確に判別することができないという問題点があった。
【0007】
また、前述した従来の第2の電池残量判別方法においては、電池の電圧の検出時に、最大負荷で電池を消耗することになるので、電池が無駄になる、言い換えると電池を有効利用することができないという問題点があった。
【0008】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、電池を有効利用することができるとともに、電池の残量を正確に判別することのできる電池駆動機器の電池残量判別方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法の特徴は、実動時の最大負荷より小さな異なる2種類の負荷状態における電池の電圧を各々検出し、検出した各々の電圧から前記2種類の負荷状態における電位差を算出し、ついで、算出した電位差と実動時の最大負荷状態および前記2種類の負荷状態のそれぞれにおける消費電流とから実動時の最大負荷状態における電位差を算出し、ついで検出した電圧と算出した実動時の最大負荷状態における電位差から実動時の最大負荷状態の電池の電圧の予測値を算出し、この予測値と予め設定されている閾値とを比較し、予測値が閾値以上であれば電池の残量を有りと判断する点にある。そして、このような構成を採用したことにより、最大消費電流を通電することなく、電池の残量を正確に判別することができるとともに、環境温度、電池の劣化などによる電池能力の低下時においても、電池の残量を正確に判別することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。
【0011】
図1は本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法を適用した電池駆動機器の実施形態の要部を示すブロック図である。
【0012】
本実施形態の電池駆動機器は、携帯可能な小型の電池駆動プリンタ、詳しくはフルカラー印刷が可能な熱転写プリンタを例示している。なお、熱転写プリンタの各部の構成は従来公知のものであり、その詳しい説明は省略し、要旨のみについて説明する。
【0013】
図1に示すように、本実施形態の電池駆動プリンタ1は、プリンタの電源としての直流電源である電池2と、電源スイッチ3と、2つの抵抗器R1,R2と、モータドライバ4と、2つのモータ5,6と、2つのDC/DCコンバータ7,8と、各部の動作を制御する制御部9とを有している。
【0014】
前記電池2の正極は、電源スイッチ3の一端に接続されており、電池2の負極は接地されている。また、電源スイッチ3の他端は、モータドライバ4および2つのDC/DCコンバータ7,8の入力端ならびに抵抗器R1の一端に共通接続されている。そして、抵抗器R1の他端は、制御部9の電池電圧検出部10および抵抗器R2の一端に共通接続されている。さらに、抵抗器R2の他端は接地されている。
【0015】
前記モータドライバ4の出力端には、2つのモータ5,6の入力端が接続されている。これらのモータ5,6は、プリンタメカニズムの駆動源とされるものであり、用紙搬送モータ、ヘッド接離用モータなどがあり、設計コンセプトなどの必要に応じて必要な数が配置されるようになっている。また、一方のDC/DCコンバータ7の出力端には、印刷ヘッドとしてのサーマルヘッド11が接続されており、他方のDC/DCコンバータ8の出力端には、制御部9の電源入力端が接続されている。
【0016】
なお、2つのモータ5,6およびサーマルヘッド11は、制御部9から送出される制御指令に基づいて所定のタイミングで駆動されるようになっている。また、制御部9は、CPUおよびメモリなどにより構成されており、メモリには、少なくとも印刷動作に必要なプログラムおよびデータ、電池残量判別方法を実行するためのプログラムおよびデータなどの各種のプログラムおよびデータ類が格納されている。
【0017】
このような構成の電池駆動プリンタ1によれば、電池2の電圧は、電源スイッチ3を通り、2つの抵抗器R1,R2で分圧されて制御部9の電池電圧検出部10にA/Dコンバータ入力されることにより検出(読取)されるようになっている。
【0018】
つぎに、前述した実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法について具体的に説明する。
【0019】
図2は本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法の実施形態を示すフローチャートである。
【0020】
本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法は、実動時の最大負荷より小さな異なる2種類の負荷状態を、第1負荷状態と第2負荷状態とする。一方の第1負荷状態としては、制御部9のロジック制御部のみ動作している制御電源のみの軽い負荷状態、例えば消費電流が0.05Aの負荷状態を用いる。他方の第2負荷状態としては、2つのモータ5,6にダミー通電した中程度の負荷状態、例えば消費電流が0.50Aの負荷状態を用いる。ここで、実動時の最大負荷状態における消費電流は2.00Aである。また、電池2の残量の有無の判断に用いる閾値Vcとして21.00Vを用いる。
【0021】
そして、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法は、図2に示すように、まず、ステップST11において、実動時の最大負荷より小さな異なる2種類の負荷状態における電池2の電圧V1,V2を各々検出し、つぎのステップST12に進行する。
【0022】
前記ステップST11は、ステップST11aとステップST11bとにより構成されている。
【0023】
一方のステップST11aにおいては、第1負荷状態における電池2の電圧V1、例えば22.71V(V1=22.71V)を検出する。
【0024】
他方のステップST11bにおいては、第2負荷状態における電池2の電圧V2、例えば22.37V(V2=22.37V)を検出する。
【0025】
なお、ステップST11aにおいて、第2負荷状態における電池2の電圧V2を検出し、ステップST11bにおいて、第1負荷状態における電池2の電圧V1を検出するように順序を逆にしてもよい。
【0026】
つぎに、ステップST12において、検出した各々の電池2の電圧V1,V2から、実動時の最大負荷状態の電池2の電圧の予測値Veを算出し、つぎのステップST13に進行する。
【0027】
前記ステップST12における電池2の電圧の予測値Veの算出は、前記ステップST11において検出した電池2の電圧V1,V2の電圧差ΔVを算出することで開始する。
【0028】
この電圧差ΔVは、
により算出される。
【0029】
ここで、実動時の最大負荷状態における消費電流が2.00Aで、第2負荷状態における消費電流が0.50Aなので、実動時の最大負荷状態における消費電流は、第2負荷状態における消費電流の4倍である。
【0030】
そして、電圧差は、主に電池2の内部インピーダンスに依存するため、最大負荷状態における電圧差ΔVmaxは
により算出される。
【0031】
そして、実動時の最大負荷状態の電池2の電圧の予測値Veは、
により正確に算出される。
【0032】
つぎに、ステップST13において、予測値Veが予め設定されている閾値Vc以上(Ve≧Vc)か否かを判断し、予測値Veが閾値Vc以上(Ve≧Vc)であるYESの場合には、つぎのステップST14において、電池2の残量を「有り」と判断し終了する。
【0033】
前記ステップST14の判断が、予測値Veが閾値Vc未満(Ve<Vc)であるNOの場合には、つぎのステップST15において、電池2の残量を「無し」と判断し終了する。
【0034】
なお、電池2の残量を「無し」と判断した場合には、電池2の残量が残り少ないことをユーザーに警告するべく、LEDなどを点灯させる警告表示を実行するように構成するとよい。
【0035】
また、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別を実行するタイミングとしては、電源投入時および所定枚数の印刷を行う毎に実行するとよい。勿論、1枚の印刷を行う毎に電池残量判別を実行することもできる。
【0036】
このような構成からなる本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法によれば、最大消費電流を通電することなく、電池2の残量を正確に判別することができるとともに、環境温度、電池2の劣化などによる電池能力の低下時においても、電池2の残量を正確に判別することができる。
【0037】
すなわち、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法によれば、電池2を有効利用することができるとともに、電池2の残量を正確に判別することができる。
【0038】
したがって、本実施形態の電池駆動プリンタ1における電池残量判別方法によれば、電池2を無駄なく使用することができるとともに、システムダウンなどの不都合が生じるのを確実に防止することができる。
【0039】
なお、本発明の電池残量判別方法を適用することのできる電池駆動機器としては、電池駆動プリンタの他に、デジタルスチルカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどを例示できる。
【0040】
また、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法によれば、電池を有効利用することができるとともに、電池の残量を正確に判別することができるなどの極めて優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電池残量判別方法を適用した電池駆動機器の実施形態の要部を示すブロック図
【図2】 本発明に係る電池駆動機器の電池残量判別方法の実施形態を示すフローチャート
【符号の説明】
1 電池駆動プリンタ
2 電池
3 電源スイッチ
4 モータドライバ
5、6 モータ
7、8 DC/DCコンバータ
9 制御部
10 電池電圧検出部
11 サーマルヘッド
R1、R2 抵抗器
V1、V2 電圧
Vc 閾値
Ve 予測値
ΔV、ΔVmax 電圧差[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery remaining amount determining method for a battery-driven device suitable for accurately determining the remaining amount of a battery.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, battery-driven devices using a battery as a drive source are known. In such a battery-driven device, it is necessary to prevent the system from being lowered due to the remaining battery level during operation, or to allow the operator to recognize when to replace or charge the battery. For this reason, in the battery drive device, the remaining battery level is determined at a predetermined timing. The determination of the remaining amount of the battery is performed in the control unit of the battery-driven device.
[0003]
As conventional battery remaining amount determination methods, the following two methods are mainly used.
[0004]
The first battery remaining amount determining method compares the battery voltage detected by the control unit with a threshold value set by experiment or the like, and determines that the remaining battery amount is “none” if the battery voltage is less than the threshold value. Is. In this case, the detected voltage is one kind in an arbitrary load state smaller than the maximum load or a minimum load state such as an energized state of only the control power source.
[0005]
In the second battery remaining amount determining method, dummy energization is performed so that the maximum load state during actual operation is obtained, and the battery voltage is detected before actual operation.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional first battery remaining capacity determining method described above, the voltage when an actual load is applied cannot be predicted due to environmental temperature, battery deterioration, etc., and the remaining battery capacity is accurately determined. There was a problem that it could not be determined.
[0007]
Further, in the above-described second conventional battery remaining amount determination method, when the battery voltage is detected, the battery is consumed at the maximum load, so the battery is wasted, in other words, the battery is effectively used. There was a problem that could not.
[0008]
The present invention has been made in view of this point, and provides a method for determining the remaining battery level of a battery-driven device capable of effectively using a battery and accurately determining the remaining battery level. Objective.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the battery remaining capacity determination method of the battery-driven device according to the present invention is characterized in that each of the detected battery voltages in two different load states smaller than the maximum load during actual operation is detected. The potential difference in the two types of load states is calculated from the voltage of the current , and then in the maximum load state in the actual operation from the calculated potential difference, the maximum load state in actual operation, and the current consumption in each of the two types of load states. Calculate the potential difference, then calculate the predicted value of the battery voltage in the maximum load state during actual operation from the detected voltage and the calculated potential difference in the maximum load state during actual operation. And if the predicted value is equal to or greater than the threshold value, the remaining battery level is determined to be present. And by adopting such a configuration, it is possible to accurately determine the remaining amount of the battery without energizing the maximum current consumption, and even when the battery capacity is reduced due to environmental temperature, battery deterioration, etc. The remaining battery level can be accurately determined.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the drawings.
[0011]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a main part of an embodiment of a battery-driven device to which a battery remaining amount determining method for a battery-driven device according to the present invention is applied.
[0012]
The battery-driven device of the present embodiment exemplifies a small portable battery-powered printer, specifically a thermal transfer printer capable of full-color printing. The configuration of each part of the thermal transfer printer is conventionally known, and detailed description thereof will be omitted, and only the gist will be described.
[0013]
As shown in FIG. 1, a battery-driven
[0014]
The positive electrode of the
[0015]
The input terminals of the two
[0016]
The two
[0017]
According to the battery-driven
[0018]
Next, a method for determining the remaining battery level in the battery-driven
[0019]
FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of a method for determining the remaining battery level of a battery-driven device according to the present invention.
[0020]
In the battery-powered
[0021]
As shown in FIG. 2, the battery remaining amount determining method in the battery-driven
[0022]
Step ST11 includes step ST11a and step ST11b.
[0023]
On the other hand, in step ST11a, the voltage V1 of the
[0024]
In the other step ST11b, the voltage V2 of the
[0025]
Note that, in step ST11a, detects a voltage V2 of the
[0026]
Next, in step ST12, a predicted value Ve of the voltage of the
[0027]
The calculation of the predicted value Ve of the voltage of the
[0028]
This voltage difference ΔV is
Is calculated by
[0029]
Here, since the current consumption in the maximum load state during actual operation is 2.00 A and the current consumption in the second load state is 0.50 A, the current consumption in the maximum load state during actual operation is the consumption in the second load state. Four times the current.
[0030]
Since the voltage difference mainly depends on the internal impedance of the
Is calculated by
[0031]
And the predicted value Ve of the voltage of the
Is calculated accurately.
[0032]
Next, in step ST13, it is determined whether or not the predicted value Ve is greater than or equal to a preset threshold value Vc (Ve ≧ Vc). If YES, the predicted value Ve is greater than or equal to the threshold value Vc (Ve ≧ Vc). In the next step ST14, it is determined that the remaining amount of the
[0033]
If the determination in step ST14 is NO when the predicted value Ve is less than the threshold value Vc (Ve <Vc), it is determined in step ST15 that the remaining amount of the
[0034]
When it is determined that the remaining amount of the
[0035]
Further, the timing for executing the remaining battery level determination in the battery-driven
[0036]
According to the battery remaining amount determining method in the battery-driven
[0037]
That is, according to the battery remaining amount determining method in the battery-driven
[0038]
Therefore, according to the battery remaining amount determination method in the battery-driven
[0039]
Examples of battery-powered devices to which the battery remaining amount determining method of the present invention can be applied include digital still cameras, portable personal computers, video cameras and the like in addition to battery-driven printers.
[0040]
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made as necessary.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for determining the remaining battery level of the battery-operated device according to the present invention, it is possible to effectively use the battery, and it is possible to determine the remaining battery level accurately. Play.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of an embodiment of a battery drive device to which a battery remaining amount determination method according to the present invention is applied. FIG. 2 shows an embodiment of a battery remaining amount determination method of a battery drive device according to the present invention. Flow chart shown [Explanation of symbols]
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