特許 7250746 容量判定モジュール及びその容量キャリブレーション方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-24

(45)【発行日】2023-04-03

(54)【発明の名称】容量判定モジュール及びその容量キャリブレーション方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/367 20190101AFI20230327BHJP

   G01R 31/3835 20190101ALI20230327BHJP

   G01R 31/388 20190101ALI20230327BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20230327BHJP

【ＦＩ】

G01R31/367

G01R31/3835

G01R31/388

H01M10/48 P

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020188690

(22)【出願日】2020-11-12

(65)【公開番号】P2021196337

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2020-11-12

(31)【優先権主張番号】109119345

(32)【優先日】2020-06-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】513018143

【氏名又は名称】グニテック コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100107364

【弁理士】

【氏名又は名称】斉藤 達也

(72)【発明者】

【氏名】ファン－リュエイ シュウ

(72)【発明者】

【氏名】チャン－リャン シュ

(72)【発明者】

【氏名】ミン－ワイ ウォン

(72)【発明者】

【氏名】シン－イ カオ

【審査官】越川 康弘

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１１０４２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７０２４６６５（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０４４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８７１７１６４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／３６７

Ｇ０１Ｒ ３１／３８３５

Ｇ０１Ｒ ３１／３８８

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子機器に取り付けられた電池の容量を判定するために用いられ、
電池の最大供給電圧から最小供給電圧と容量との関係である電圧－容量比較曲線を格納するためのデータベースと、
前記電子機器のリアルタイム電圧値を検出し、前記電子機器の最大使用電圧値から最小使用電圧値までの電圧値範囲を知ることで、前記電圧値範囲を複数のレベルに分けるための電圧検出モジュールと、
前記データベース及び前記電圧検出モジュールに電気的に接続され、前記データベースに対して前記電圧－容量比較曲線の検索を要求することによって、前記複数のレベルの各々における前記電池の容量を特定し、当該特定した前記複数のレベルの各々における前記電池の容量に基づいて、前記電子機器の前記電圧値範囲の前記複数のレベル及び前記電池の容量比を実際に補正することにより、新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成すると共に前記データベースに格納するための処理モジュールと、
を含む、容量判定モジュール。

【請求項2】

前記データベースに対して前記新しい電圧－容量ルックアップテーブルの検索を要求することによって、前記リアルタイム電圧値に対応する前記電池の容量を特定し、当該特定した電池の容量を表示する容量表示モジュールをさらに含む、請求項１に記載の容量判定モジュール。

【請求項3】

前記電圧検出モジュールは、前記リアルタイム電圧値の誤差調整を実行するため、定常状態の電圧値をさらに読み取る、請求項１又は２に記載の容量判定モジュール。

【請求項4】

前記電圧検出モジュールが前記電圧値範囲を複数のレベルに分けるのは、最大使用電圧値から最小使用電圧値までを１０レベルに分ける、請求項１に記載の容量判定モジュール。

【請求項5】

電子機器に取り付けられた電池の容量表示をキャリブレーションするために用いられ、
前記電子機器の最大使用電圧値から最小使用電圧値までの電圧値範囲を検出するステップと、
前記電圧値範囲を複数のレベルに分けるステップと、
前記電池の最大供給電圧から最小供給電圧と容量との関係である電圧－容量比較曲線を格納するためのデータベースに対して前記電圧－容量比較曲線の検索を要求することによって、前記複数のレベルの各々における前記電池の容量を特定するステップと、
前記特定した前記複数のレベルの各々における前記電池の容量に基づいて、前記電子機器の前記電圧値範囲の前記複数のレベル及び前記電池の容量比を実際に補正することにより、新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成すると共に前記データベースに格納するステップと、
を含む、容量キャリブレーション方法。

【請求項6】

前記電子機器のリアルタイム電圧値を検出することで、前記データベースに対して前記新しい電圧－容量ルックアップテーブルの検索を要求することによって、前記リアルタイム電圧値に対応する前記電池の容量を特定し、当該特定した電池の容量を表示するステップをさらに含む、請求項５に記載の容量キャリブレーション方法。

【請求項7】

前記リアルタイム電圧値の誤差調整を実行するため、定常状態の電圧値を読み取るステップをさらに含む、請求項５又は６に記載の容量キャリブレーション方法。

【請求項8】

前記電圧値範囲を複数のレベルに分けるステップは、最大使用電圧値から最小使用電圧値までを１０レベルに分けることを含む、請求項５に記載の容量キャリブレーション方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容量判定モジュール及びその容量キャリブレーション方法に関し、特に、電子機器の実際の電圧値範囲に基づき調整できる容量判定モジュール及びその容量キャリブレーション方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術において、電子機器の電池容量を判定する時、通常電圧値でルックアップテーブルの検索を要求して容量比を見つけ出す。ただしこのルックアップテーブルは、電池メーカーが電池の工場出荷時に提供され、異なる電子機器に応じて調整されていない。電圧と容量との関係は、直接的な比例関係ではないため、データの換算において誤差が生じやすい。特に、電子機器の残量が低い場合において、容量表示が正しくない場合、実際の電池の残量が低すぎた時、ユーザーにまだ電力があると誤らせることで、電子機器を使用したところ、異常に電源が切られた。

【0003】

したがって、従来技術の欠陥を解決するため、新しい容量判定モジュール及びその容量キャリブレーション方法を発明する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の主な目的は、電子機器の実際の電圧値範囲に基づき調整できる容量判定モジュールを提供することにある。

【0005】

本発明の別の主な目的は、上記モジュールに用いられる容量キャリブレーション方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明の容量判定モジュールは、電子機器に取り付けられた電池の容量を判定するために用いられ、電池の最大供給電圧から最小供給電圧と容量との関係である電圧－容量比較曲線を格納するためのデータベースと、前記電子機器のリアルタイム電圧値を検出し、前記電子機器の最大使用電圧値から最小使用電圧値までの電圧値範囲を知ることで、前記電圧値範囲を複数のレベルに分けるための電圧検出モジュールと、前記データベース及び前記電圧検出モジュールに電気的に接続され、前記データベースに対して前記電圧－容量比較曲線の検索を要求することによって、前記複数のレベルの各々における前記電池の容量を特定し、当該特定した前記複数のレベルの各々における前記電池の容量に基づいて、前記電子機器の前記電圧値範囲の前記複数のレベル及び前記電池の容量比を実際に補正することにより、新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成すると共に前記データベースに格納するための処理モジュールと、を含む。

【0007】

本発明の容量キャリブレーション方法は、電子機器に取り付けられた電池の容量表示をキャリブレーションするために用いられ、前記電子機器の最大使用電圧値から最小使用電圧値までの電圧値範囲を検出するステップと、前記電圧値範囲を複数のレベルに分けるステップと、前記電池の最大供給電圧から最小供給電圧と容量との関係である電圧－容量比較曲線を格納するためのデータベースに対して前記電圧－容量比較曲線の検索を要求することによって、前記複数のレベルの各々における前記電池の容量を特定するステップと、前記特定した前記複数のレベルの各々における前記電池の容量に基づいて、前記電子機器の前記電圧値範囲の前記複数のレベル及び前記電池の容量比を実際に補正することにより、新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成すると共に前記データベースに格納するステップと、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る容量判定モジュールのシステム構成図である。

【図2】本発明に係る容量キャリブレーション方法のステップ流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

審査官に本発明の技術内容をより理解してもらうため、以下に、好ましい実施例を挙げて説明する。

【0010】

図１を参照すると本発明に係る容量判定モジュールのシステム構成図である。

【0011】

本発明の容量判定モジュール１は、電子機器２に取り付けられた電池３の容量を判定し、電池３の容量表示をキャリブレーションできるために用いられる。電子機器２は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ノートパソコン等であり得、電池３がニッケル水素電池、リチウムイオン電池などであり得るが、本発明はこれに限定されるものではない。容量判定モジュール１は、電子機器２内部に設置することも、外部ストレージデバイスに設置してから電子機器２に接続されることもできる。工場生産側４は、ＯＴＡ／ＦＴＰ／ＷＥＢ／ＴＦＴＰなどの方式で直接容量判定モジュール１を起動させて電子機器２の電池３容量をキャリブレーションするものとするが、本発明はこの方式で起動させることに限られるものではない。

【0012】

前記容量判定モジュール１は、データベース１０と、電圧検出モジュール２０と、処理モジュール３０と、容量表示モジュール４０と、を含む。データベース１０は、電圧－容量比較曲線を格納するために用いられる。この電圧－容量比較曲線は、電池３メーカー商から提供され、電子機器２を考慮しない状態において、電池３が供給できる最大供給電圧から最小供給電圧と容量の損失関係を示すものである。電圧検出モジュール２０は、前記電子機器２のリアルタイム電圧を検出し、電圧値範囲を知るために用いられる。この電圧値範囲は、電子機器２が使用する最大使用電圧値から最小使用電圧値までの範囲であり、例えば電子機器２が使用できる最大使用電圧値は２４０ボルトで、最小使用電圧値が１１０ボルトである場合、この電圧値範囲が１１０ボルト～２４０ボルトの範囲である。同時に、前記電圧値範囲を複数のレベルに分けることができ、例えば１００％、９０％、８０％から０％までの１０レベルに分けることができる。

【0013】

処理モジュール３０は、前記データベース１０及び前記電圧検出モジュール２０に電気的に接続され、前記データベース１０に対する前記電圧－容量比較曲線の検索を要求することで、前記電圧－容量比較曲線に基づき前記電子機器２の前記電圧値範囲の前記複数のレベル及び前記電池３の容量比を実際に補正するために用いられる。処理モジュール３０は、新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成し、それを前記データベース１０内に格納して、電圧－容量比較曲線に置き換える。すなわち、処理モジュール３０は、最大使用電圧値の１００％時の電圧値で前記データベース１０に対する電圧－容量比較曲線の検索を要求することで、この最大使用電圧値で電池３容量がどれだけ持っているかを知る。次に処理モジュール３０は、電池３の容量を知るため、最小使用電圧値までの検索を要求するまで、最大使用電圧値の９０％時の電圧値で電圧－容量比較曲線の検索を要求する。電子機器２の電圧値範囲のすべてのレベル（本実施例内では１０レベル）が、対応する電池３容量を知っている時、処理モジュール３０は新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成することができる。このようにして、電池３の供給電圧と容量の損失関係ではなく、電子機器２の実際の使用電圧と容量の損失関係を確立することができる。

【0014】

異なるタイプの電子機器２の差を解決するため、容量判定モジュール１は、異なる電子機器２の最大使用電圧値から最小使用電圧値に基づき実際のルックアップテーブルの検索を要求することもできるため、各電子機器２はその「新しい電圧－容量ルックアップテーブル」を作成することができる。さらに同じタイプの電子機器２であっても、各電子機器２の最大使用電圧値及び最小使用電圧値はプリセット値と誤差が生じる場合がある。例えばプリセットされた最大使用電圧値が３ボルトの場合、実際に測定された最大使用電圧値は２．９ボルトになる可能性がある。新しい電圧－容量ルックアップテーブルを直接適用すると、同期偏差が発生する可能性がある。したがって、容量判定モジュール１は、電圧検出モジュール２０で電子機器２を再測定し、実際の最大使用電圧値及び最小使用電圧値を得てから偏差誤差値を補正することもできる。これにより、電子機器２の個々の誤差を解消することができる。上記新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成した間に、処理モジュール３０は、例えば赤外線ＰＩＲセンサーの起動或いはボタンの連続押圧操作による高い瞬間消費電力などの電子機器２の発生する可能性のある瞬間的高電圧の作動を回避して、誤判定を防ぐべきであることに留意されたい。

【0015】

最後に容量表示モジュール４０は、電子機器２にインストールされたアプリケーションソフトウェア（Ａｐｐ）であってもよい。容量表示モジュール４０は、電圧検出モジュール２０によって得られたリアルタイム電圧値に基づいてデータベース１０に対する前記新しい電圧－容量ルックアップテーブルの検索を要求することで、前記電池３容量をより正確にユーザーに表示する。一方で、電圧検出モジュール２０は、定常状態の電圧値を読み取ることができ、すなわち、10回ごとに測定されたリアルタイム電圧値をサイクルとし、１回目のリアルタイム電圧値を基準とし、残りの９回のリアルタイム電圧値を１回目と比較して、生じた誤差値の総和をレベル数で生じた誤差値で割った値が１回目の電圧誤差調整値として使用される。数値測定後に誤差調整値を見つける方法は多数あるため、本発明は誤差調整値を見つける方法を制限しない。このようにして、容量表示モジュール４０は、前記電池３容量をより正確に表示することができる。

【0016】

一方、電池３容量を正確に知ることができた後、前記処理モジュール３０は、低残量の警告として電池３容量に第１低残量及び第２低残量を有するように設定することができる。処理モジュール３０は、電池３容量が第１低残量に低下したのを知ると、電子機器２のＬＥＤ灯の点滅及びホーンの鳴動を制御できる。電池３容量が第２低残量に低下し続ける場合、処理モジュール３０は、低消費電力のＬＥＤ灯の点滅のみを制御する。この２段階のユーザーへの注意喚起は、電池３の過度の損失を防ぐことができる。

【0017】

容量判定モジュール１が備えた各モジュールは、ハードウェアデバイス、ハードウェアデバイスと組み合わされたソフトウェア、ハードウェアデバイスと組み合わされたファームウェアなどの方式によって構築できることに留意されたい。またこの実施形態は、本発明の好ましい実施例を例示するのみであり、冗長な説明を避けるため、変更のすべての可能な組み合わせは詳細に説明されない。しかしながら、上記の各モジュール又は構成要素は必ずしも必要ではないことを当業者は理解すべきである。かつ本発明を実施するために、他のより詳細な従来のモジュール又は構成要素も含めることができる。各モジュール又は構成要素は、必要に応じて省略或いは変更する可能性があり、かつ任意の２つのモジュール間に他のモジュール又は構成要素が存在する場合がある。

【0018】

次に、図２を参照すると、本発明に係る容量キャリブレーション方法のステップ流れ図である。なお、上記容量判定モジュール１を例として本発明の容量キャリブレーション方法を説明するが、本発明の容量キャリブレーション方法は、上記と同じ構成の容量判定モジュール１に使用されることに限られるものではない。

【0019】

本発明の容量キャリブレーション方法は、まず前記電子機器の最大使用電圧値から最小使用電圧値までの電圧値範囲を検出するステップ２０１を実行する。

【0020】

まず電圧検出モジュール２０は、最大使用電圧値から最小使用電圧値までの範囲を検出し、電圧値範囲として設定する。

【0021】

次に前記電圧値範囲を複数のレベルに分けるステップ２０２を実行する。

【0022】

次に前記電圧値範囲を複数のレベルに分け、例えば１０レベルに分けるものとするが、本発明はこれに限定されない。

【0023】

次にデータベース１０に対する電圧－容量比較曲線の検索を要求するステップ２０３を実行する。

【0024】

次に処理モジュール３０は、データベース１０に対する前記電圧－容量比較曲線の検索を要求する。

【0025】

さらに前記電圧－容量比較曲線に従って前記電子機器の前記電圧値範囲の前記複数のレベル及び前記電池の容量比を実際に補正するステップ２０４を実行する。

【0026】

処理モジュール３０は、前記電圧－容量比較曲線に従って前記電子機器２の前記電圧値範囲の前記複数のレベル及び前記電池３の容量比を実際に補正する。すなわち、処理モジュール３０は、最大使用電圧値から最小使用電圧値までの各レベル（１００％、９０％、８０％から０％）で対応する電池３の容量の検索を要求する。

【0027】

このようにして、新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成するステップ２０５を実行することができる。

【0028】

このようにして、処理モジュール３０は、最大使用電圧値から最小使用電圧値までに従って新しい電圧－容量ルックアップテーブルを作成できる。

【0029】

最後に前記電子機器のリアルタイム電圧値を検出し、前記新しい電圧－容量ルックアップテーブルの検索を要求することで、前記電池容量を表示するステップ２０６を実行する。

【0030】

最後に容量表示モジュール４０は、電圧検出モジュール２０によって得られたリアルタイム電圧値に基づいてデータベース１０内の前記新しい電圧－容量ルックアップテーブルの検索を要求することで、前記電池３容量をより正確にユーザーに表示する。

【0031】

かつ処理モジュール３０は、異なるタイプの電子機器２についてその「新しい電圧－容量ルックアップテーブル」を作成するため、各電子機器２の最大使用電圧値及び最小使用電圧値とプリセット値が生じる可能性のある誤差を調整する必要があり、最後に電子機器２の発生する可能性のある瞬間的高電圧の作動を防ぐ時に本発明のキャリブレーションを行うことで、確な「新しい電圧－容量ルックアップテーブル」を得ることができる。ここで、本発明の容量キャリブレーション方法は、上記ステップの順序に限定されることなく、本発明の目的を達成できる限り、上記ステップの順序を変更することもできることに留意されたい。

【産業上の利用可能性】

【0032】

本願の容量キャリブレーション方法及び容量判定モジュール１を通じて、前記電池３容量を正確に知ることで、コンピュータシステム２への損傷を防ぐことができる。

【0033】

またこの実施形態は、本発明の好ましい実施例を例示するのみであり、冗長な説明を避けるため、変更のすべての可能な組み合わせは詳細に説明されない。しかしながら、上記の各モジュール又は構成要素は必ずしも必要ではないことを当業者は理解すべきである。かつ本発明を実施するために、他のより詳細な従来のモジュール又は構成要素も含めることができる。各モジュール又は構成要素は、必要に応じて省略或いは変更する可能性があり、かつ任意の２つのモジュール間に他のモジュール又は構成要素が存在する場合がある。

【0034】

上記をまとめて、本発明は、目的、手段及び効果を問わず、従来の技術とは全く異なるその特性を示す。審査官は、何卒ご審理の上、速やかに特許査定賜りますようお願いする次第である。上記の実施形態は説明の便宜上の例に過ぎず、本発明の権利の範囲は、上記実施例に限定されるのではなく、特許請求の範囲に基づくべきであることに留意されたい。

【符号の説明】

【0035】

１０ データベース
１ 容量判定モジュール
２０ 電圧検出モジュール
２ 電子機器
３０ 処理モジュール
３ 電池
４０ 容量表示モジュール
４ 工場生産側

【図1】

【図2】