WO2001017053A1

WO2001017053A1 - Battery management circuit

Info

Publication number: WO2001017053A1
Application number: PCT/JP1999/004731
Authority: WO
Inventors: Norimitsu Mukai
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-08
Also published as: US6614232B1; JP4580132B2

Description

明細書電池管理回路技術分野

本発明は、電池から供給される電力に基づき動作する携帯電子機器に関する。背景技術

一般の商店やコンビニエンスストアでは、商品の在庫管理や補充発注に際していわゆるハンディターミナルが広く用いられる。こうしたハンディターミナルには、商品の在庫管理や補充発注を実現するソフトウェアが組み込まれる。ソフトウェアは、機器本体内に内蔵される C P U (中央演算処理装置）によって実行される。 C P Uは、同様に機器本体内に内蔵される充電池から供給される電力に基づき動作する。

こうしたハンディターミナルでは、ソフトウェアの指示に従ってデ一夕の保存動作は実施される。したがって、例えば充電池の残容量低下などに起因して C P Uの動作中に電力供給が滞ると、データの保存動作が実施されないまま C P Uは動作を停止してしまう。 C P Uの動作中に入力されたデータは消失する。充電池の残容量を監視することができれば、 C P Uは、電力供給の停止に先立って予めデータの保存動作を実施しておくことができる。したがって、データの消失は防止されることができる。

携帯電子機器の分野では、 C P Uが組み込まれた充電池いわゆるィンテリジェント電池の利用が模索されている。こうした充電池では、残容量や供給電圧といつた電池情報が付属の C P Uによって取得されることができる。このような充電値の動作状態を示す電池情報信号は、電力供給経路と並列に確立される通信経路 (例えばシリアルインターフェース）を通じて電子機器本体内の C P Uに送り込まれることができる。したがって、電子機器本体側の C P Uは充電池の残容量を容易に確認することができる。こうして残容量が確認されれば、 C P Uは、残容量が尽きる以前に確実にデータの保存動作を実施しておくことができる。こうした充電池が用いられる場合、例えば電池情報信号を送受信するインターフェースの故障などに起因して電池情報信号に異常が生じると、電子機器本体側の C P Uは充電池の残容量を確認することはできなくなる。こうした場合には、異常が検出された時点でデータの保存動作に続き電子機器の電源は落とされることが望まれる。その一方で、こうした場合でも充電池から正常な電圧が供給されていれば電子機器の動作に支障はない。できる限り一連の処理動作の終了を待つて電源が落とされれば、使用者にとつて非常に都合がよい。発明の開示

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、電池情報信号に異常が生じてもむやみに処理動作の中断を強いることなくィンテリジェント電池の動作を管理することができる電池管理回路を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、電池の動作状態を示す電池情報信号を受け取る通信処理回路と、供給される電力の電圧値を検出する電圧検知回路と、通信処理回路から出力される電池情報信号に異常が検知されると、電圧検知回路で検出された電圧値を読み出す電池制御回路とを備えることを特徴とする電池管理回路が提供される。

かかる電池管理回路によれば、通信処理回路は、インテリジェント電池の C P Uとの間で電池情報信号をやり取りする。この電池情報信号に基づけば、電池制御回路は、例えば電池の残容量や供給電圧値を考慮しつつインテリジェント電池の電力を供給したり切断したりすることができる。その一方で、電池情報信号に異常が発生すると、電池制御回路は、電池情報信号を用いずに、電圧検知回路で検出された電圧値に基づき電力の供給や切断を切り替える。したがって、電池情報信号に異常が生じても電圧値が正常値であれば、ィンテリジェント電池から電力は供給され続けることができる。電力供給先の処理動作の中断を強いる必要はない。

電池制御回路は、前記異常の検知に応じて異常検知通知信号を出力してもよい。こうして出力された異常検知通知信号に呼応して、電池情報信号の異常を示す表示や音を作り出せば、たとえ電力供給先の処理動作が通常どおりに継続されてレ ^ ても、簡単に使用者に電池情報信号の異常を知らせることができる。知らせを受け取つた使用者は、処理動作が一段落した時点で改めて電力の供給を停止させ、ィンテリジェン卜電池の交換や修理を実施することができる。

なお、こうした電池管理回路は、例えばハンディ夕一ミナルゃノートパソコンといった携帯電子機器のほか、インテリジェント電池の電力を借りて動作する電子機器に組み込まれて使用されることができる。図面の簡単な説明

図 1は、ハンディターミナルの外観を示す平面図である。

図 2は、ハンディ夕一ミナルの回路構成を概略的に示すブロック図である。図 3は、電池管理回路の構成を概略的に示すプロック図である。

図 4は、メモリ内の構造を概略的に示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。

図 1は携帯電子機器としてのハンディターミナル 1 0を示す。このハンディ夕一ミナル 1 0は、電源の投入や切断にあたって操作される電源スィッチポタン 1 1と、数値を始めとする情報の入力時に操作される操作キー 1 2とを備える。こうしたハンディターミナル 1 0は、例えば商店やコンビニエンスストアで商品の在庫管理や補充発注に際して用いられることができる。例えば商品の発注処理にあたって電源が投入されると、操作者は、操作キー 1 2の操作を通じて納品日や商品コード、発注数といった発注情報をハンディターミナル 1 0に入力することができる。操作キー 1 2の操作に代えて、商品コードの入力には例えばバーコ一ド読み取り装置（図示せず）が用いられてもよい。

ハンディターミナル 1 0には、入力された情報を表示する液晶ディスプレイ 1 3や、後述されるように、電源に異常が発生すると点滅する L E D (発光ダイォード） 1 4が埋め込まれる。例えば液晶ディスプレイ 1 3の画面に発注情報が表示されると、発注者は、発注情報を確認した後に発注情報をハンディ夕一ミナル 1 0に登録することができる。登録された発注情報は、例えば赤外線通信や P H S (簡易携帯電話システム）を通じてホストコンピュータ（図示せず）に送り込まれることができる。こうして送り込まれた発注情報に従って受注者は商品を出荷することとなる。

図 2はハンディターミナル 10の回路構成を概略的に示す。このハンディ夕一ミナル 10は、 CPU (中央演算処理装置）やメモリが組み込まれた制御回路 1 5を備える。この制御回路 15では、 CPUは、商品の在庫管理や補充発注を実現するソフトウェアを実行する。こうしたソフトウェアはメモリから取得されればよい。ソフトウェアを実行するにあたって、 CPUは、各操作キー 12から出力される信号を取得することができる。信号で特定される情報や CPUの演算処理で得られる情報は液晶ディスプレイ 13に表示されることができる。この表示にあたっては駆動回路 16が動作する。

制御回路 15の動作電圧はインテリジェント電池 17から供給される。インテリジェント電池 17は、例えば商用電源に接続される ACアダプタ（図示せず）で充電される充電池 18と、この充電池 18の残容量や供給電圧といった電池情報を取得する CPU 19とを備える。 CPU 19は、取得した電池情報に基づき、充電池 18の動作状態を示す電池情報信号を作成する。

制御回路 15と充電池 18との間には電池管理回路 21が挟み込まれる。電池管理回路 21は、充電池 18から制御回路 15に延びる電力供給経路 22を導通したり切断したりする。こうした電源電圧の供給および切断の切り換えにあたつて、電池管理回路 21は、電源スィツチボタン 11の操作や充電池 18の動作状態を監視する。こうした監視の結果は制御回路 15に送り込まれることができる。前述の LED 13の点滅は電池管理回路 21によって制御される。

図 3に示されるように、電池管理回路 21は、充電池 18から制御回路 15に向かう電力供給経路 22の導通および切断を実施するオンオフスィッチ回路 24 を備える。このオンオフスィッチ回路 24のオンオフは電池制御回路 25によつて制御される。

電池制御回路 25には、インテリジェント電池 17の CPU 19との間で所定のプロトコルに従って通信を実現する通信処理回路 26が接続される。通信処理回路 26は、 CPU19から受け取った電池情報信号を電池制御回路 25に送り込む。電池制御回路 2 5は、所定の周期で通信処理回路 2 6に電池情報信号の取得を依頼する。電池制御回路 2 5で取得された電池情報信号はメモリ 2 7に格納されることができる。

メモリ 2 7に格納された電池情報信号は接続処理回路 2 8の働きによって制御回路 1 5に送り込まれることができる。制御回路 1 5は、随時、接続処理回路 2 8に電池情報信号の取得を依頼する。ただし、接続処理回路 2 8は、通信処理回路 2 6から直接に電池情報信号を取得してもよい。

さらに、電池制御回路 2 5には、電源スィッチポタン 1 1のオンオフを検出するスィッチ検知回路 2 9や、電池ロックスィッチ 3 0のオンオフを検出するスィツチ検知回路 3 1が接続される。電池ロックスィッチ 3 0は、インテリジェント電池 1 7の装着および未装着に応じて特定の信号を出力する。しかも、電池制御回路 2 5には、 AZD変換器 3 2で得られるデジタル信号に基づき電力の電圧値を検出する電圧検知回路 3 3が接続される。八 0変換器3 2は、電力供給経路 2 2の電圧値に応じたデジタル値の信号を出力する。

まず、電源の投入に先立ってハンディターミナル 1 0にインテリジェント電池 1 7が装着されると、電池ロックスィッチ 3 0の信号はスィッチ検知回路 3 1に送り込まれる。スィッチ検知回路 3 1は、インテリジェント電池 1 7の装着に応じて電池制御回路 2 5を起動させる。電池制御回路 2 5は、通信処理回路 2 6に電池情報信号の取得を依頼する。通信処理回路 2 6は、インテリジェント電池 1 7の C P U 1 9との間で通信を交わし、電池情報信号を取得する。

電池制御回路 2 5は、通信処理回路 2 6から電池情報信号を受け取ると、メモリ 2 7内の電池情報格納域を更新する。この更新の結果、電池情報格納域には、例えば図 4に示されるように、電池情報信号で特定される充電池の 1 8の動作状態、すなわち、電圧値、残使用時間および残容量といった電池情報が書き込まれる。電池制御回路 2 5は、一定の周期で継続的に電池情報信号を取得し、電池情報格納域に書き込みを実施する。インテリジェント電池 1 7が取り外されると、電池制御回路 2 5の動作は停止する。

こうした一連の動作の間、電池制御回路 2 5は、予め設定された残容量値の下限値と、受け取った電池情報信号で特定される充電池 1 8の残容量値とを相互に比較する。その結果、残容量値が規定の下限値を下回ることが確認されると、電池制御回路 2 5は、残容量が少ないことを示す動作フラグすなわち残容量警告フラグを電池情報格納域に設定する。残容量値の下限値は、例えば充電池 1 8の全容量の 5 %といった具合に規定されればよい。

同様に、電池制御回路 2 5は、予め設定された供給電圧値の下限値と、受け取つた電池情報信号で特定される充電池 1 8の電圧値とを相互に比較する。その結果、充電池 1 8の電圧値が規定の下限値を下回ると、電池制御回路 2 5は電池情報格納域に残容量警告フラグを設定する。供給電圧値の下限値は、例えば充電池 1 8の全容量の 5 %に達する際に示される電圧値に設定されればよい。

ここで、電源スィッチボタン 1 1が操作されると、電源スィッチボタン 1 1の信号はスィッチ検知回路 2 9に送り込まれる。スィッチ検知回路 2 9は、電源投入の操作が実施されたことを電池制御回路 2 5に通知する。電池制御回路 2 5はメモリ 2 7の電池情報格納域を確認する。このとき、電池情報格納域に残容量蓄告フラグが設定されていれば、電池制御回路 2 5はオンオフスィッチ回路 2 4の切断を維持する。電源は投入されない。こうした動作によれば、低電圧に基づく制御回路 1 5の誤動作は確実に回避されることができる。

充電池 1 8の電圧値が規定の下限値以上であれば、電池制御回路 2 5はオンォフスイッチ回路 2 4を導通させる。制御回路 1 5には充電池 1 8の電力が供給される。制御回路 1 5の C P Uはソフトウェアを実行する。制御回路 1 5は、動作中、電池情報信号で特定される充電池 1 8の電池情報を周期的に監視し続ける。制御回路 1 5は、前述の残容量警告フラグを確認すると、充電池 1 8の残容量が少ないことを知らせるメッセージを液晶ディスプレイ 1 3の画面に表示させる。同時に、制御回路 1 5は、メッセージの表示までに操作キ一 1 2から入力された情報や C P Uの演算処理で得られた情報を内部メモリに格納し、電源切断の準備を整える。データの保存動作が完了し、 C P Uの動作が終了すると、電池制御回路 2 5はオンオフスィッチ回路 2 4を切断する。ハンディターミナル 1 0の電源は切断される。

次に、通信処理回路 2 6の故障などに起因して通信処理回路 2 6から出力される電池情報信号に異常が生じた場面を想定する。電池情報信号に異常が検出されると、電池制御回路 2 5は、電池情報信号の異常を示す動作フラグすなわち通信インターフェース異常フラグをメモリ 2 7の電池情報格納域に設定する。この通信インターフェース異常フラグが維持される限り、電池制御回路 2 5は、電圧検知回路 3 3で検出された電圧値を読み出す。読み出された電圧値は電池情報格納域に書き込まれる。

このように電池情報信号に異常が生じると、電池情報信号に基づいて充電池 1 8の動作状態を確認することが不可能になってしまう。一般に、こうした場合には、制御回路 1 5でデータの保存動作が実施された後、オンオフスィッチ回路 2 4は切断されることが望ましい。充電池 1 8の動作状態が未確認のまま制御回路 1 5が動作し続けると、制御回路 1 5でデータの保存動作が実施される以前に、充電池 1 8の残容量低下などに起因して電力供給が滞ってしまうことが考えられるからである。その一方で、電池情報信号の異常を検出したと同時に制御回路 1 5の電源が落とされてしまうと、一連の処理動作を途中で中断しなければならいこともある。こうした中断はハンディターミナル 1 0の使用者にとって非常に煩わしい。

前述の電池制御回路 2 5によれば、たとえ電池情報信号に異常が発生しても、電圧検知回路 3 3の働きを通じてメモリ 2 7の電池情報格納域には精度の高い電圧値が格納される。こうして書き込まれた電圧値に基づき、前述のように、予め設定された供給電圧値の下限値と充電池 1 8の電圧値との比較は実施される。充電池 1 8の電圧値が下限値以上であれば、電池制御回路 2 5はオンオフスィッチ回路 2 4の導通を維持する。その結果、電池情報信号に基づき充電池 1 8の動作状態を確認することができない場合でも、電圧検知回路 3 3で検出される電圧値が正常である限り制御回路 1 5は動作を継続することができる。使用者は、一連の処理動作の途中で電源の切断を強いられることはなく、作業性は著しく向上する。

しかも、電池制御回路 2 5は、電池情報信号の異常を検知すると、異常検知通知信号を L E D 1 4に向けて出力する。 L E D 1 4は点滅する。したがって、通常どおりに制御回路 1 5が動作する場合でも、ハンディターミナル 1 0の使用者は、電池情報信号に異常が発生したことを簡単に確認することができる。このとき、制御回路 1 5は、通信インターフェース異常フラグを確認すると同時に、電池情報信号に異常が発生したことを知らせるメッセージを液晶ディスプレイ 1 3 の画面に表示させてもよい。表示を受けた使用者は、処理動作が一段落した時点でハンディターミナル 1 0の電源を落とし、インテリジェント電池 1 7を交換したりハンディターミナル 1 0を修理したりすることができる。

電圧検知回路 3 3で検出された電圧値が規定の下限値を下回ることが確認されると、電池制御回路 2 5は、前述と同様に残容量警告フラグを電池情報格納域に設定する。制御回路 1 5は、残容量警告フラグを確認すると、前述と同様に、充電池 1 8の残容量が少ないことを知らせるメッセージを液晶ディスプレイ 1 3の画面に表示させる。同時に、制御回路 1 5は、メッセージの表示までに操作キー 1 2から入力された情報や C P Uの演算処理で得られた情報を内部メモリに格納し、電源切断の準備を整える。データの保存動作が完了し、 C P Uの動作が終了すると、電池制御回路 2 5はオンオフスィッチ回路 2 4を切断する。ハンディ夕一ミナル 1 0の電源は切断される。

Claims

請求の範囲

1 . 電池の動作状態を示す電池情報信号を受け取る通信処理回路と、供給される電力の電圧値を検出する電圧検知回路と、通信処理回路から出力される電池情報信号に異常が検知されると、電圧検知回路で検出された電圧値を読み出す電池制御回路とを備えることを特徴とする電池管理回路。

2 .特許請求の範囲第 1項に記載の電池管理回路において、前記電池制御回路は、前記異常の検知に応じて異常検知通知信号を出力することを特徴とする電池管理回路。

3 . 電池の動作状態を示す電池情報信号を受け取る通信処理回路と、供給される電力の電圧値を検出する電圧検知回路と、通信処理回路から出力される電池情報信号に異常が検知されると、電圧検知回路で検出された電圧値を読み出す電池制御回路とを備えることを特徴とする携帯電子機器。