(57)【要約】【目的】本発明は、間欠的に作動する電子装置にその駆動電力を供給し、かつ充電が間欠的に行われるバッテリの残量の適否を判別するバッテリ残量判別装置に関し、ハードウェアの構成を変更することなく、かつソフトウェアに基づいて行われるべき処理の処理量が大幅に増加することなく、電源系統の異常を示す警報の誤報を回避できることを目的とする。【解決手段】間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する電力制御手段と、前記電力制御手段を介して前記電子装置に供給されるべき電力が前記バッテリに充電可能である長さの充電期間を含む特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記バッテリの残量の適否を判別する残量判別手段とを備える。【選択図】図１
2010193565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する電力制御手段と、
前記電力制御手段を介して前記電子装置に供給されるべき電力が前記バッテリに充電可能である長さの充電期間を含む特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記バッテリの残量の適否を判別する残量判別手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
【請求項２】
間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する電力制御手段と、
前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する残量判別手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
【請求項３】
間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する電力制御手段と、
前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な回数に亘って前記電子装置が間欠的に稼働可能である長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する残量判別手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
気候と時間帯との一方または双方の組み合わせ毎に前記バッテリに間欠的に充電を行う充電系の充電効率が予め記録された記憶手段と、
前記組み合わせに対応して前記記憶手段に記録された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する制御手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記バッテリの特性の劣化を監視する特性劣化監視手段と、
前記特性劣化監視手段によって監視された特性の劣化の程度が大きいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する制御手段と
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間欠的に作動する電子装置にその駆動電力を供給し、かつ充電が間欠的に行われるバッテリの残量の適否を判別するバッテリ残量判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレメータシステムの観測局装置のように山岳地帯等のへき地に設置される電子装置の多くは駆動電力の供給源として太陽電池が採用され、その駆動電力の大半は、省エネを図りつつコストの削減を実現するために、間欠的に行われる稼働時のみに供給される。
【０００３】
図４は、従来のテレメータシステムの構成例を示す図である。
図において、統括局２０の配下には、無線回線を介して複数のテレメータ観測局３０-1〜３０-Nが配置される。
統制局２０は、駆動電力が商用電源から供給されることによって動作する以下の要素で構成される。
【０００４】
(1) 上位局（図示されない。）に通信リンクを介して接続され、その上位局と連係して実現されるべき統括局２０の主要な機能をソフトウエアにより実現する処理装置２１
(2) 上記無線回線と処理装置２１とのインタフェースをとる無線インタフェース部２２
(3) 処理装置２１に接続された周辺装置２３-1〜２３-n
【０００５】
(4) 処理装置２１と連係し、統括局２０の表示操作等に関する機能を実現するパーソナルコンピュータ２４
テレメータ観測局３０-1は、以下の要素から構成される。
【０００６】
(1) 図示されない複数（＝ｎ）のセンサに接続され、テレメータ観測局３０-1の主要な機能をソフトウエアにより実現するプロセッサ３１-1
(2) 上記無線回線とプロセッサ３１-1とのインタフェースをとるモデム３２-1
(3) 太陽電池３３-1
【０００７】
(4) 太陽電池３３-1に縦続接続された充放電ユニット３４-1
(5) 陽極が充放電ユニット３４-1の出力に接続され、かつモデム３２-1の電源端子に接続されると共に、陰極が接地されたバッテリ３５-1
(6) 反転入力が充放電ユニット３４の出力に接続され、かつ非反転入力の電位が既定の値（以下、「閾値」という。）Ｖref に設定されると共に、出力がプロセッサ３１-1の対応する入力ポートに接続されたコンパレータ３６-1
【０００８】
(7) 充放電ユニット３４-1の出力に接続され、かつモデム３２-1のスケルチ出力に接続されると共に、テレメータ観測局３０-1の各部に駆動電力を供給する電圧変換部３７-1
【０００９】
なお、テレメータ観測局３０-2〜３０-N の構成については、テレメータ観測局３０-1の構成と同じであるので、以下では、符号「３１」〜「３７」に、添え番号として「１」に代わる「２」〜「N」をそれぞれ付加することとし、図示および説明を省略する。
【００１０】
また、以下では、テレメータ観測局３０-1〜３０-Nに共通の事項については、関連する構成要素の符号に付加される添え番号として、「１」〜「N」の何れにも該当することを意味する大文字の「Ｃ」を用いて記述する。
【００１１】
このような構成のテレメータシステムの各部の動作は、以下の通りである。
テレメータ観測局３０-Cでは、充放電ユニット３４-Cは、バッテリ３５-Cの端子電圧を監視し、その端子電圧が上限値Ｖmax 以下であるときには、太陽電池３３-Cによって供給される電力のバッテリ３５-Cに対する充電を許容する。また、バッテリ３５-Cの端子電圧が所定の下限値Ｖmin (＜Ｖmax）以上であるときには、バッテリ３５-Cに充電された電力を電圧変換部３７-Cに供給する。
【００１２】
なお、上限値Ｖmax は、バッテリ３５-Cの端子電圧がＶmax1（バッテリ３５-Cの過充電の回避を目的として予め設定される。）以上になると、そのＶmax1より小さな値Ｖmax2に切り替えられるが、反対に、その端子電圧がこの値Ｖmax2未満となると再びＶmax1に切り替えられる。
また、下限値Ｖmin は、バッテリ３５-Cの端子電圧がＶmin1（バッテリ３５-Cの過放電の回避を目的として予め設定される。）以下になると、そのＶmax1より大きな値Ｖmin2に切り替えられるが、反対に、その端子電圧がこの値Ｖmin2を超えると再びＶmin1に切り替えられる。
【００１３】
したがって、バッテリ３５-Cは、端子電圧が頻繁に増減する場合であっても、その端子電圧の変化に応じたヒステリシス特性の下で過充電および過放電が生じることなく、テレメータ観測局３０-Cの駆動電力の供給源となる。
電圧変換部３７-Cは、モデム３２-Cによって後述する「放電要求」が与えられていない期間には、テレメータ観測局３０-Cの各部に対する駆動電力の供給を見合わせる。
【００１４】
一方、統括局２０では、処理装置２１は、予め決められたシナリオ、あるいは既述の上位局から与えられる要求に基づいて、テレメータ観測局３０-1〜３０-Nの内、特定のテレメータ観測局３０-Cによって隔測が行われるべき契機を識別すると、無線インタフフェース部２２および無線回線を介してそのテレメータ観測局３０-Cにアクセスする。
【００１５】
テレメータ観測局３０-Cでは、モデム３２-Cの受信検出部分は、バッテリ３５-Cによって常時駆動電力が供給され、上述したように統括局２０からアクセスされることにより無線回線を介して所定の搬送波が受信されると、その搬送波が受信されている期間に亘って電圧変換部３７-Cに「放電要求」を与え、その旨を示す２値情報をプロセッサ３１-Cに与える。なお、上記搬送波は、統括局２０に備えられた無線インタフェース部２２が処理装置２１の配下で送信し、所定の伝送情報で変調された送信波の搬送波である。
【００１６】
電圧変換部３７-Cは、上記「放電要求」が与えられている期間には、充放電ユニット３４-Cを介してバッテリ３５-Cから供給される電力をテレメータ観測局３０-Cの各部に供給する。
プロセッサ３１-Cは、電圧変換部３７-Cによって供給される駆動電力に応じて稼働を開始し、以下の通りに各部と連係する。
【００１７】
プロセッサ３１-Cは、既述の複数のセンサを介して得られる計測情報を収集し、かつモデム３２-Cおよび無線回線を介して統括局２０宛に、これらの計測情報を送信する。
統括局２０では、処理装置２１は、上記無線回線および無線インタフェース部２２を介して受信された計測情報を取り込み、これらの計測情報に所定の処理を施すことによって得られた結果を上位局に通知し、あるいは周辺装置２３-1〜２３-nやパーソナルコンピュータ２４に引き渡す一連の処理を完了した時点で、上記無線回線を介するテレメータ観測局３０-Cへのアクセスを完了する。
【００１８】
テレメータ観測局３０-1では、モデム３２-Cは、このようにして統括局２０による自局へのアクセスが完了すると、無線回線から既述の搬送波が受信できなくなる。プロセッサ３１-Cは、既述の２値情報に基づいて搬送波が受信できなくなった状態を識別すると、電圧変換部３７-Cに対して与えられていた「放電要求」を取り下げる。
したがって、電圧変換部３７-Cは、モデム３２-Cの受信検出部分以外、プロセッサ３１-Cおよびコンパレータ３６-C以外の各部に対する駆動電力の供給を停止する。
【００１９】
また、テレメータ観測局３０-Cでは、コンパレータ３６-Cは、充放電ユニット３４-Cを介してバッテリ３５-Cから駆動電力が供給されている期間には、その電圧変換部３７-Cの入力に印可されている電圧Ｖと、既述の閾値Ｖref とを比較する。
【００２０】
プロセッサ３１-Cは、上記比較の結果を所定の頻度で監視し、電圧Ｖが閾値Ｖref を下回った場合には、モデム３２-Cおよび無線回線を介して統括局２０宛に所定の警報情報を送信する。
【００２１】
統括局２０では、処理装置２１は、この警報情報を識別すると、その警報情報に応じた処理の手順に基づいて、テレメータ観測局３０-Cから得られた観測結果に既定の処理を施す。
このように上述した従来例では、テレメータ観測局３０-Cは、電力の確保が難しいへき地等に設置された場合であっても、太陽電池３３-Cによって発電され、かつバッテリ３５-Cに蓄積された電力で駆動され、そのバッテリ３５-Cの残容量および特性の変化やバラツキに柔軟に適応しつつ自立的に安定に動作する。
【００２２】
なお、本発明に関連した先行技術には、後述する特許文献１に開示されるように、「太陽電池と、その太陽電池によって発電された直流を交流に変換するインバーターとに併せて、蓄電手段を有し、前記インバーターの出力が電力系統に接続されている太陽光発電システムであって、前記電力系統の電圧が所定の値を超えた時に前記蓄電手段に前記太陽電池による発電エネルギーを蓄えることによって、電力系統の電圧が高い時でも受電端の電圧を正常に維持したままで太陽電池の出力を有効利用できる」点に特徴がある太陽光発電システムがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開平６−１３３４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
ところで、上述した従来例では、既述の警報情報は、太陽電池３３-Cによって発電が行われる時間帯（以下、「発電時間帯」という。）であるか否かにかかわらず行われ、かつコンパレータ３６-Cによって行われる一回のみの比較の結果に基づいて生成されていた。
【００２５】
したがって、発電時間帯ではない夜間にテレメータ観測局３０-Cが頻繁に隔測を行った場合には、その隔測が反復される度にバッテリ３５-Cの端子電圧が次々と低下するために、統括局２０宛に警報情報が誤って送信される場合があった。
【００２６】
しかし、このように夜間に警報情報が送信された場合であっても、該当するテレメータ観測局３０-Cの保守が行われる昼間には、太陽電池３３-Cによって発電が行われているために、バッテリ３５-Cの劣化が判別され難く、しかも、その保守を行う要員の移動および作業に無駄な時間および費用を要する場合が多かった。
【００２７】
なお、テレメータ観測局３０-Cの構成には、一般に、隔測が行われる時間帯が制約されることなく、かつ駆動電力の供給源が太陽電池３３-Cであるか否かにかかわらず稼働可能であることが要求される。したがって、上記課題の解決のために隔測が行われる時間帯が制限されることは、許容されなかった。
【００２８】
本発明は、ソフトウェアによって行われる処理の処理量が大幅に増加することなく、かつハードウェアの構成を変更することなく、電源系統の警報の誤報を回避できるバッテリ残量判別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
請求項１に記載の発明では、電力制御手段は、間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する。残量判別手段は、前記電力制御手段を介して前記電子装置に供給されるべき電力が前記バッテリに充電可能である長さの充電期間を含む特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記バッテリの残量の適否を判別する。
すなわち、バッテリおよびそのバッテリに対して間欠的に充電を行う系が正常に作動している場合には、バッテリの残量の適否の判別は、電子装置が消費する電力が確度高く確保される期間に上記大小関係の複数回の平均として精度よく行われる。
【００３０】
請求項２に記載の発明では、電力制御手段は、間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する。残量判別手段は、前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する。
すなわち、バッテリおよびそのバッテリに対して間欠的に充電を行う系が正常に作動している場合には、バッテリの残量の適否の判別は、電子装置が消費する電力が確度高く確保される期間に上記大小関係の複数回の平均として精度よく行われる。
【００３１】
請求項３に記載の発明では、電力制御手段は、間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する。
残量判別手段は、前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な回数に亘って前記電子装置が間欠的に稼働可能である長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する。
すなわち、バッテリおよびそのバッテリに対して間欠的に充電を行う系が正常に作動している場合には、バッテリの残量の適否の判別は、電子装置が消費する電力が確度高く確保される期間に上記大小関係の複数回の平均として精度よく行われる。
【００３２】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、記憶手段には、気候と時間帯との一方または双方の組み合わせ毎に間欠的に前記バッテリに充電を行う充電系の充電効率が予め記録される。制御手段は、前記組み合わせに対応して前記記憶手段に記録された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する。
すなわち、気候や時間帯に応じて充電系の充電効率が変化する場合であっても、バッテリの残量の適否の判定と、電子装置の稼働に必要な電力の確保とが安定に確度高く実現される。
【００３３】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、前特性劣化監視手段は、記バッテリの特性の劣化を監視する。制御手段は、前記特性劣化監視手段によって監視された特性の劣化の程度が大きいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する。
すなわち、バッテリの特性が変化しても、バッテリの残量の適否の判定と、電子装置の稼働に必要な電力の確保とが安定に確度高く実現される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、電子装置は、駆動電力の確保が難しく、かつバッテリに対して充電が行われない時間帯に稼働する場合であっても、そのバッテリの残容量、特性の変化およびバラツキに柔軟に適応して安定に動作する。
本発明によれば、バッテリに蓄積された電力が不足となることが確度高く回避され、しかも、電子装置がさらに安定に稼働し続けることが可能となる。
【００３５】
本発明によれば、バッテリの種類の如何にかかわらず、そのバッテリの残量の適否の判定が精度よく行われ、かつ電子装置は上記過放電が生じない範囲で安定に稼働することができる。
本発明によれば、気候、時間帯、充電系の充電効率の如何にかかわらず、電子装置を含む系の総合的な信頼性が高く維持される。
【００３６】
本発明によれば、温度が変化しても、電子装置を含む系の総合的な信頼性が高く維持される。
本発明によれば、バッテリの特性が変化しても、電子装置を含む系の総合的な信頼性が長い期間に亘って高く維持される。
【００３７】
本発明が適用されたシステムや装置は、ハードウェアおよびソフトウェアの基本的な構成が大幅に制約されたり変更されることなく、間欠的に充電されるバッテリによって供給される電力を安定に、かつ有効に利用することができる。
したがって、間欠的に充電されるバッテリによって駆動電力が供給され、かつ間欠的に稼働する装置やシステムは、総合的な信頼性が安価に高められ、かつ高く維持される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態を示す図である。
【図２】本実施形態の動作フローチャートである。
【図３】本実施形態の動作を説明する図である。
【図４】従来のテレメータシステムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す図である。
図において、機能が従来例と同じである要素については、図４に示す符号と同じ符号を付与し、ここでは、その説明を省略する。
【００４０】
本実施形態と図４に示す従来例との構成の相違は、以下の点にある。
(1) テレメータ観測局３０-Cに代えてテレメータ観測局１０-Cが備えられる。
(2) テレメータ観測局１０-Cには、プロセッサ３１-Cに代わるプロセッサ１１-Cが備えられ、そのプロセッサ１１-Cには不揮発性メモリ１２-Cが備えられる。
図２は、本実施形態の動作フローチャートである。
図３は、本実施形態の動作を説明する図である。
【００４１】
以下、図１ないし図３を参照して本実施形態の動作を説明する。
本実施形態の特徴は、警報情報を生成するためにプロセッサ１１-Cによって行われる処理の手順にある。
テレメータ観測局１０-Cでは、コンパレータ３６-Cは、従来例と同様に、バッテリ３５-Cに蓄積された電力に応じて充放電ユニット３４-Cを介して電圧変換部３７-Cの入力に印可される電圧Ｖと、既述の閾値Ｖref を比較する。なお、以下では、このような比較の結果については、電圧Ｖが閾値Ｖref を下回るときに「０」となる２値情報として得られると仮定する。
【００４２】
しかし、プロセッサ３１-Cは、従来例とは異なり、上記監視の結果に応じて警報情報を生成する処理については、太陽電池３３-C、充放電ユニット３４-C並びにバッテリ３５-Cの特性および性能に併せて、そのバッテリ３５-Cの残量が正常であることを前提として、以下の何れか１つ、あるいは任意の組み合わせからなる条件を満たす期間（以下、「警報判定期間」という。）に行う。
【００４３】
(1) 隔測のためにテレメータ観測局１０-Cが消費し得る電力（以下、「所要電力」という。）が太陽電池３１-Cによってバッテリ３５-Cに充電される程度に長い期間を含む期間（以下、「充電供給期間」という。）
(2) 太陽電池３１-Cによって発電が行われなくてもバッテリ３５-Cが上記所要電力を供給可能である程度に長い期間（以下、「残量供給期間」という。）
(3) 太陽電池３１-Cによって発電が行われなくてもバッテリ３５-Cが上記所要電力を供給可能な回数に亘ってそのテレメータ観測局１０-Cが隔測を行うことが可能である程度に長い期間（以下、「反復隔測可能期間」という。）
【００４４】
プロセッサ３１-Cは、このような警報判定期間には、既述の比較の結果を不揮発性メモリ１２-Cの記憶領域上で積分し（図２ステップＳ１，図３(1))、その積分結果が所定の閾値ＴＨを下回るときに警報情報を生成する（図２ステップＳ２）。さらに、プロセッサ３１-Cは、このようにして生成された警報情報については、モデム３２-Cおよび無線回線を介して統括局２０宛に送信する。
【００４５】
統括局２０では、処理装置２１は、この警報情報を識別すると、テレメータ観測局１０-Cによる観測を見合わせ、そのテレメータ観測局１０-Cから得られた観測結果に対して施されるべき特異な処理を行う。
【００４６】
すなわち、本実施形態では、警報判定期間は、太陽電池３３-C、充放電ユニット３４-Cおよびバッテリ３５-Cから構成される電源系が正常に作動している場合には、テレメータ観測局１０-Cが隔測のために消費する電力が確度高く確保される期間に設定され、しかも、警報情報の生成は、その期間に電圧変換部３７-Cの入力に印可される電圧Ｖと既述の閾値Ｖref との複数回の比較の結果に基づいて行われる。
【００４７】
したがって、テレメータ観測局１０-Cは、電力の確保が難しいへき地等に設置され、かつ太陽電池３３-Cが発電できない時間帯に頻繁に隔測を行う場合であっても、そのバッテリ３５-Cの残容量および特性の変化やバラツキに柔軟に適応し、かつ統括局２０に警報情報を誤って送信することなく、バッテリ３５-Cに蓄積された電力を駆動電力として安定に作動する。
【００４８】
なお、本実施形態では、上記警報判定期間が以下の項目を前提とし、あるいは加味されて設定されることによって、誤った警報情報の生成をさらに確度高く回避し、かつ総合的な性能および信頼性を高く維持することができる。
【００４９】
(1) テレメータ観測局１０-Cが隔測を行う頻度が最大である状態
(2) テレメータ観測局１０-Cが隔測中に消費し得る電力が最大である状態
(3) 鉛電池等がバッテリ３５-Cとして採用され、充放電ユニット３４-Cは、そのバッテリ３５-Cの特性の劣化要因となる過放電が回避される範囲にこのバッテリ３５-Cの端子電圧を維持する。
【００５０】
(4) 気候および時間帯（時刻）に応じた太陽電池３１-Cの発電効率の変化
(5) 起電力や充電電流として監視される太陽電池３１-Cの発電効率の変化
(6) 温度等の環境条件に応じた太陽電池３１-C、充放電ユニット３４-Cおよびバッテリ３５-Cの全てまたは一部の性能の変化
【００５１】
また、本実施形態では、警報判定期間（充電供給期間、残量供給期間、反復隔測可能期間）は、一定でなくてもよく、例えば、バッテリ３５-Cの端子電圧の履歴に基づく太陽電池３１-C、充放電ユニット３４-Cおよびバッテリ３５-Cの特性の（経年）変化の識別と、その識別の結果に基づく警報判定期間の時間帯や長さの補正とがプロセッサ１１-Cによって行われてもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、警報判定期間の識別と、各警報判定期間における警報情報の生成とは、テレメータ観測局１０-Cに備えられたプロセッサ１１-Cによって自立的に行われなくてもよく、例えば、テレメータ観測局１０-Cの構成の標準化や低廉化を図るために、統括局２０に備えられた処理装置２１が無線回線を介してプロセッサ１１-Cと連係して行う分散処理として実現されてもよい。
【００５３】
また、本実施形態では、テレメータ観測局１０-Cが隔測を行うきっかけは、統括局２０から無線回線を介して受信される搬送波によって与えられているが、例えば、テレメータ観測局１０-Cが予め決められたシナリオに基づいて与えられ、あるいはそのテレメータ観測局１０-Cで所定のイベントが発生した時点として与えられてもよい。
【００５４】
さらに、本実施形態では、バッテリ３５-Cは、鉛電池のように過放電により特性が劣化するバッテリに限定されず、所望のニーズを満たす様々な電池で代替可能であり、このような過放電が許容される場合には、充放電ユニット３４-Cの構成および機能の簡略化が図られても良い。
【００５５】
また、バッテリ３５-Cに充電を行う太陽電池３３-Cは、発電（充電）を間欠的に行う電力源であるならば、風力発電やバイオ発電の技術が適用された多様な電池で代替されてもよい。
さらに、本発明は、間欠的に充電されるバッテリによって電力が供給され、かつ無人で間欠的に稼働する多様な装置やシステムに適用可能である。
【００５６】
また、本実施形態では、テレメータ観測局１０-Cは、モデム３２-Cの構成要素の内、既述の搬送波の受信を行う受信系のみが常時作動し、その他の部分は、搬送波が受信されている期間に電圧変換部３７-Cによって供給される電力によって稼働する。しかし、本発明は、このような構成に限定されず、例えば、間欠的に稼働すべききっかけを与えるハードウェアの駆動電力がバッテリ３５-Cとは別の電源によって与えられ、そのバッテリ３５-Cによって行われる駆動電力の供給が断続される場合にも、同様に適用可能である。
【００５７】
また、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
【００５８】
以下、本願に開示された発明を整理し、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段」の欄の記載に準じた様式により列記する。
【００５９】
［請求項１］  間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する電力制御手段と、
前記電力制御手段を介して前記電子装置に供給されるべき電力が前記バッテリに充電可能である長さの充電期間を含む特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記バッテリの残量の適否を判別する残量判別手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、電力制御手段は、間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する。残量判別手段は、前記電力制御手段を介して前記電子装置に供給されるべき電力が前記バッテリに充電可能である長さの充電期間を含む特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記バッテリの残量の適否を判別する。
すなわち、バッテリおよびそのバッテリに対して間欠的に充電を行う系が正常に作動している場合には、バッテリの残量の適否の判別は、電子装置が消費する電力が確度高く確保される期間に上記大小関係の複数回の平均として精度よく行われる。
したがって、電子装置は、駆動電力の確保が難しく、かつバッテリに対して充電が行われない時間帯に稼働する場合であっても、そのバッテリの残容量、特性の変化およびバラツキに柔軟に適応して安定に動作する。
【００６０】
［請求項２］  間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する電力制御手段と、
前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する残量判別手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、電力制御手段は、間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する。残量判別手段は、前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する。
すなわち、バッテリおよびそのバッテリに対して間欠的に充電を行う系が正常に作動している場合には、バッテリの残量の適否の判別は、電子装置が消費する電力が確度高く確保される期間に上記大小関係の複数回の平均として精度よく行われる。
したがって、電子装置は、駆動電力の確保が難しく、かつバッテリに対して充電が行われない時間帯に稼働する場合であっても、そのバッテリの残容量、特性の変化およびバラツキに柔軟に適応して安定に動作する。
【００６１】
［請求項３］  間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する電力制御手段と、
前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な回数に亘って前記電子装置が間欠的に稼働可能である長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する残量判別手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、電力制御手段は、間欠的にバッテリに充電された電力を電子装置に前記電子装置が稼働すべき期間に供給する。残量判別手段は、前記バッテリが前記電力制御手段を介して前記電子装置に必要な電力を供給可能な回数に亘って前記電子装置が間欠的に稼働可能である長さの特定の期間に、前記バッテリの端子電圧と既定の閾値との大小関係の平均として前記残量の適否を判別する。
すなわち、バッテリおよびそのバッテリに対して間欠的に充電を行う系が正常に作動している場合には、バッテリの残量の適否の判別は、電子装置が消費する電力が確度高く確保される期間に上記大小関係の複数回の平均として精度よく行われる。
したがって、電子装置は、駆動電力の確保が難しく、かつバッテリに対して充電が行われない時間帯に稼働する場合であっても、そのバッテリの残容量、特性の変化およびバラツキに柔軟に適応して安定に動作する。
【００６２】
［請求項４］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記特定の期間は、
前記電子装置が間欠的に稼働する頻度が最大であることが許容される期間である
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、前記特定の期間は、前記電子装置が間欠的に稼働する頻度が最大であることが許容される期間である。
すなわち、電子装置が消費する電力が請求項１ないし請求項３に記載の発明に比べて確度高く安定に維持され、かつバッテリの残量の適否の判別が精度よく実現される。
したがって、バッテリに蓄積された電力が不足となることが確度高く回避され、しかも、電子装置がさらに安定に稼働し続けることが可能となる。
【００６３】
［請求項５］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記特定の期間は、
前記電子装置が消費し得る電力が最大であることが許容される期間である
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、前記特定の期間は、前記電子装置が消費し得る電力が最大であることが許容される期間である。
すなわち、電子装置が消費する電力が請求項１ないし請求項３に記載の発明に比べて確度高く安定に維持され、かつバッテリの残量の適否の判別が精度よく実現される。
したがって、バッテリに蓄積された電力が不足となることが確度高く回避され、しかも、電子装置がさらに安定に稼働し続けることが可能となる。
【００６４】
［請求項６］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記特定の期間は、
前記バッテリの過放電が生じない期間である
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、前記特定の期間は、前記バッテリの過放電が生じない期間である。
すなわち、電子装置の駆動電力がバッテリから供給されることによって生じ得るそのバッテリの過放電と、このような過放電に起因するバッテリの劣化とが回避される。
したがって、バッテリの種類の如何にかかわらず、そのバッテリの残量の適否の判定が精度よく行われ、かつ電子装置は上記過放電が生じない範囲で安定に稼働することができる。
【００６５】
［請求項７］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
気候と時間帯との一方または双方の組み合わせ毎に間欠的に前記バッテリに充電を行う充電系の充電効率が予め記録された記憶手段と、
前記組み合わせに対応して前記記憶手段に記録された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する制御手段と
を備えたことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、記憶手段には、気候と時間帯との一方または双方の組み合わせ毎に間欠的に前記バッテリに充電を行う充電系の充電効率が予め記録される。制御手段は、前記組み合わせに対応して前記記憶手段に記録された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する。
すなわち、気候や時間帯に応じて充電系の充電効率が変化する場合であっても、バッテリの残量の適否の判定と、電子装置の稼働に必要な電力の確保とが安定に確度高く実現される。
したがって、気候や時間帯の如何にかかわらず、電子装置を含む系の総合的な信頼性が高く維持される。
【００６６】
［請求項８］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
間欠的に前記バッテリに充電を行う充電系の充電効率を監視する発電効率監視手段と、
前記発電効率監視手段によって監視された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する制御手段と
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、発電効率監視手段は、間欠的に前記バッテリに充電を行う充電系の充電効率を監視する。制御手段は、前記発電効率監視手段によって監視された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する。
すなわち、充電系の充電効率が変化しても、バッテリの残量の適否の判定と、電子装置の稼働に必要な電力の確保とが安定に確度高く実現される。
したがって、充電系の充電効率の如何にかかわらず、電子装置を含む系の総合的な信頼性が高く維持される。
【００６７】
［請求項９］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
温度毎に間欠的に前記バッテリに充電を行う充電系の充電効率が予め記録された記憶手段と、
温度を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度に対応して前記記憶手段に記録された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する制御手段と
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、記憶手段には、温度毎に間欠的に前記バッテリに充電を行う充電系の充電効率が予め記録される。温度計測手段は、温度を計測する。制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度に対応して前記記憶手段に記録された充電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する。
すなわち、温度に応じて充電系の充電効率が変化しても、バッテリの残量の適否の判定と、電子装置の稼働に必要な電力の確保とが安定に確度高く実現される。
したがって、温度が変化し、電子装置を含む系の総合的な信頼性が高く維持される。
【００６８】
［請求項１０］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記バッテリに充電された電力を前記電子装置に供給する放電系の放電効率が温度毎に予め記録された記憶手段と、
温度を計測する温度計測手段と、
前記温度計測手段によって計測された温度に対応して前記記憶手段に記録された放電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する制御手段と
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、記憶手段には、前記バッテリに充電された電力を前記電子装置に供給する放電系の温度毎に放電効率が予め記録される。温度計測手段は、温度を計測する。制御手段は、前記温度計測手段によって計測された温度に対応して前記記憶手段に記録された放電効率が小さいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する。
すなわち、温度に応じて放電系の放電効率が変化しても、バッテリの残量の適否の判定と、電子装置の稼働に必要な電力の確保とが安定に確度高く実現される。
したがって、温度が変化しても、電子装置を含む系の総合的な信頼性が高く維持される。
【００６９】
［請求項１１］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記バッテリの特性の劣化を監視する特性劣化監視手段と、
前記特性劣化監視手段によって監視された特性の劣化の程度が大きいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する制御手段と
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、前特性劣化監視手段は、記バッテリの特性の劣化を監視する。制御手段は、前記特性劣化監視手段によって監視された特性の劣化の程度が大きいほど、前記特定の期間の長さを短く設定する。
すなわち、バッテリの特性が変化しても、バッテリの残量の適否の判定と、電子装置の稼働に必要な電力の確保とが安定に確度高く実現される。
したがって、バッテリの特性が変化し得る環境においても、電子装置を含む系の総合的な信頼性が長い期間に亘って高く維持される。
【００７０】
［請求項１２］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記残量の適否の判別を実現する機能を前記電子装置と協働する他の装置との機能分散により実現する
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、前記残量の適否の判別を実現する機能を前記電子装置と協働する他の装置との機能分散により実現する。
すなわち、本発明は、多様な形態で行われる分散処理に柔軟に適応可能となる。
したがって、本発明が適用されたシステムや装置は、基本的な構成が大幅に制約されたり変更されることなく、間欠的に充電されるバッテリによって供給される電力を安定に、かつ有効に利用することができる。
【００７１】
［請求項１３］  請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、
前記バッテリ残量判別装置と協働する装置との連係、または予め設定されたシナリオに基づいて、前記電子装置が稼働すべき稼働期間を識別する稼働期間識別手段を備え、
前記残量判別手段は、
前記稼働期間の一部または全てを含む期間を前記特定の期間とする
ことを特徴とするバッテリ残量判別装置。
このような構成のバッテリ残量判別装置では、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載のバッテリ残量判別装置において、稼働期間識別手段は、
前記バッテリ残量判別装置と協働する装置との連係、または予め設定されたシナリオに基づいて、前記電子装置が稼働すべき稼働期間を識別する。前記残量判別手段は、前記稼働期間の一部または全てを含む期間を前記特定の期間とする。
すなわち、本発明は、ハードウェアの多様な構成に適応可能となる。
したがって、本発明が適用されたシステムや装置は、ハードウェアの構成が大幅に制約されたり変更されることなく、充電が間欠的に行われるバッテリによって供給される電力を安定に、かつ有効に活用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１０，３０  テレメータ観測局
１１，３１  プロセッサ
１２  不揮発性メモリ
２０  統括局
２１  処理装置
２２  無線インタフェース部
２３  周辺装置
２４  パーソナルコンピュータ
３２  モデム
３３  太陽電池
３４  充放電ユニット
３５  バッテリ
３６  コンパレータ
３７  電圧変換部
【図１】
2010193565.tif 000003
【図２】
2010193565.tif 000004
【図３】
2010193565.tif 000005
【図４】
2010193565.tif 000006