(57)【要約】【課題】センサ制御式洗浄装置，およびその電源管理方法と電源管理システムを提供し、特に太陽電池により発生したエネルギーを効率良く利用する電源管理システムを提供する。【解決手段】電源管理システムは、電池と、太陽電池と、検出回路と、制御モジュールとを備えている。前記太陽電池は受取った光を電圧に変換するものであり、また前記電池は前記太陽電池により充電される。前記検出回路は前記電圧を検出して、それに対応する検出信号を生成するものである。前記制御モジュールは、前記検出信号に基づいて、前記電池と前記太陽電池との間の経路を制御するものである。【選択図】図１
2010035401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、
受取った光を電圧に変換する太陽電池と、
前記電圧を検出して、それに対応する検出信号を生成する検出回路と、
前記検出信号に基づいて、前記電池と前記太陽電池との間の経路を制御する制御モジュールと、を備えたことを特徴とする電源管理システム。
【請求項２】
前記電池と前記太陽電池との間に配置される第１スイッチング素子をさらに備え、
この第１スイッチング素子を通して、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を前記制御モジュールが制御するものであることを特徴とする請求項１記載の電源管理システム。
【請求項３】
前記電圧が第１設定電圧よりも高い場合は、前記太陽電池により前記電池が充電されるように、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を導通し、
前記電圧が第１設定電圧よりも低い場合は、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を非導通にすることを特徴とする請求項１記載の電源管理システム。
【請求項４】
前記電圧が第２設定電圧よりも低い場合は、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を再び導通し、前記第２設定電圧が前記第１設定電圧よりも低いことを特徴とする請求項３記載の電源管理システム。
【請求項５】
前記太陽電池と前記電池との間に配置され、前記電池から前記太陽電池への逆電流を阻止するダイオードをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電源管理システム。
【請求項６】
前記太陽電池と前記電池との間に配置され、前記太陽電池で発生する電荷を予め蓄えるキャパシタをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電源管理システム。
【請求項７】
前記検出回路と前記太陽電池との間に配置される第２スイッチング素子をさらに備え、
前記制御モジュールによって制御される前記第２スイッチング素子の周期的な動作を通して、前記検出回路が周期的に前記電圧を検出するものであることを特徴とする請求項１記載の電源管理システム。
【請求項８】
前記電源管理システムがソレノイド弁装置或いはセンサ制御式洗浄装置に適用されることを特徴とする請求項１記載の電源管理システム。
【請求項９】
前記制御モジュールは、論理回路，マイクロコントローラ或いは集積回路であることを特徴とする請求項１記載の電源管理システム。
【請求項１０】
太陽電池と電池を提供するステップと、
前記太陽電池を通して、受取った光を電圧に変換するステップと、
前記電圧を検出するステップと、
前記電圧が第１設定電圧よりも低い場合は、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を非導通にするステップと、からなることを特徴とする電源管理方法。
【請求項１１】
前記電圧が前記第１設定電圧よりも高いか、或いは第２設定電圧よりも低い場合は、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を再び導通し、
前記電圧が第２設定電圧よりも小さい場合は、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を導通し、
前記第２設定電圧が前記第１設定電圧よりも低いことを特徴とする請求項１０記載の電源管理方法。
【請求項１２】
電池と、
電池によって電力を供給されるソレノイド弁と、
受取った光を電圧に変換する太陽電池と、
前記電圧を検出して検出信号を生成する検出回路と、
環境パラメータを検出するセンサと、
前記検出信号に基づいて、前記電池と前記太陽電池との間の経路を制御すると共に、前記環境パラメータに基づいて、前記ソレノイド弁の動作を制御する制御モジュールと、を備えたことを特徴とするセンサ制御式洗浄装置。
【請求項１３】
前記電池と前記太陽電池との間に配置される第１スイッチング素子をさらに備え、
この第１スイッチング素子を通して、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を前記制御モジュールが制御するものであることを特徴とする請求項１２記載のセンサ制御式洗浄装置。
【請求項１４】
前記電圧が第１設定電圧よりも高い場合は、前記太陽電池により前記電池が充電されるように、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を導通し、
前記電圧が第１設定電圧よりも低い場合は、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を非導通にすることを特徴とする請求項１２記載のセンサ制御式洗浄装置。
【請求項１５】
前記電圧が第２設定電圧よりも低い場合は、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を再び導通し、前記第２設定電圧が前記第１設定電圧よりも低いことを特徴とする請求項１４記載のセンサ制御式洗浄装置。
【請求項１６】
前記太陽電池と前記電池との間に配置され、前記電池から前記太陽電池への逆電流を阻止するダイオードをさらに備えたことを特徴とする請求項１２記載のセンサ制御式洗浄装置。
【請求項１７】
前記太陽電池と前記電池との間に配置され、前記太陽電池で発生する電荷を予め蓄えるキャパシタをさらに備えたことを特徴とする請求項１２記載のセンサ制御式洗浄装置。
【請求項１８】
前記検出回路と前記太陽電池との間に配置される第２スイッチング素子をさらに備え、
前記制御モジュールによって制御される前記第２スイッチング素子の周期的な動作を通して、前記検出回路が周期的に前記電圧を検出するものであることを特徴とする請求項１２記載のセンサ制御式洗浄装置。
【請求項１９】
前記制御モジュールは、論理回路，マイクロコントローラ或いは集積回路であリ、前記センサは赤外線センサであることを特徴とする請求項１２記載のセンサ制御式洗浄装置。
【請求項２０】
前記センサは、前記センサ制御式洗浄装置の周囲に使用者が存在するか否かを検出して、前記環境パラメータを生成するものであることを特徴とする請求項１２記載のセンサ制御式洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ制御式洗浄装置，およびその電源管理方法と電源管理システムに関し、特に太陽電池により発生したエネルギーを効率良く利用する電源管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、特許文献１などに開示されるように、小便器や蛇口に適用される従来のセンサ制御式洗浄装置は、電気的な標準仕様に基づいて開発される。従来装置のなかで電子制御部品は、ＡＣ（交流）電力をＤＣ（直流）電力に変換する必要があることから、ＤＣ電源によって電力が供給される。そのため、電圧を変換するための変圧器が必要となり、結果的にコスト高と大きなサイズの従来装置となってしまう。また変圧器は、電圧変換の際に熱エネルギーや磁気エネルギーの大量消費をもたらす。さらに、ＡＣ電源製品であるソレノイド弁が非保持式のソレノイド弁である場合、ソレノイド弁が長時間動作することによる電力消費は莫大なものとなる。また別な面で、前記従来装置は組立てるのがより複雑で難しく、従来装置をセットアップするのに、ビル施設内において予め保留した電気コードが必要となり、従来装置が普及しなくなる。
【０００３】
従来の別なタイプのセンサ制御式洗浄装置は、ＤＣ電源によって電力が供給される。この装置は電池駆動の製品ではあるものの、電池能力によって製品寿命が制限される。したがって、装置としての機能を維持するために、定期的に新たな電池を交換する必要があり、それにより環境を汚染するような多くの排出する電池が生成される。仮に電池が再充電可能な電池に置き換わった場合でも、その製品はＡＣ電源によって電力が供給される従来装置の製品と同様の不都合を持ち続ける。一方、充電器は必要なものであり、組立はより複雑で難しいものとなる。また、ビル施設内において予め保留した電気コードが必要となる。
【特許文献１】米国特許第４４７１４９８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の点を考慮して、本発明は、センサ制御式洗浄装置，およびその電源管理方法と電源管理システムを提供し、特に太陽電池により発生したエネルギーを効率良く利用する電源管理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明における電源管理システムは、電池と、太陽電池と、検出回路と、制御モジュールとを備えている。前記太陽電池は受取った光を電圧に変換するものであり、また前記電池は前記太陽電池により充電される。前記検出回路は前記電圧を検出して、それに対応する検出信号を生成するものである。前記制御モジュールは、前記検出信号に基づいて、前記電池と前記太陽電池との間の経路を制御するものである。
【０００６】
前記制御モジュールには第１設定電圧と第２設定電圧がプリセットされており、第１設定電圧は第２設定電圧よりも高い。前記電圧が前記第１設定電圧よりも高い場合は、前記太陽電池により前記電池が充電されるように、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を導通する。前記電圧が第１設定電圧よりも低く、前記第２設定電圧よりも高い場合は、前記制御モジュールが前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を非導通にし、それにより制御モジュールは太陽電池によって直接電力が供給される。
【０００７】
前記電池と前記太陽電池との間に配置される第１スイッチング素子が存在し、この第１スイッチング素子を通して、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を前記制御モジュールが制御する。前記検出回路と前記太陽電池との間に配置される第２スイッチング素子が存在し、前記制御モジュールによって制御される前記第２スイッチング素子の周期的な動作を通して、前記検出回路が周期的に前記電圧を検出する。
【０００８】
前記電源管理システムは、前記太陽電池と前記電池との間に配置されるダイオードとキャパシタをさらに備えている。前記ダイオードは、前記電池から前記太陽電池への逆電流を阻止するのに適用される。前記キャパシタは、前記太陽電池で発生する電荷を予め蓄えるのに適用される。前記制御モジュールは、好ましくは論理回路，マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）或いは集積回路である。前記電源管理システムは、好ましくはソレノイド弁装置或いはセンサ制御式洗浄装置に適用される。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明における電源管理方法は、太陽電池と電池を提供するステップと、前記太陽電池を通して、受取った光を電圧に変換するステップと、前記電圧を検出するステップと、前記電圧が第１設定電圧よりも低い場合は、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を非導通にするステップと、からなる。ここで、前記電圧が前記第１設定電圧よりも高いか、或いは第２設定電圧よりも低い場合は、前記電池と前記太陽電池との間の前記経路を再び導通する。前記第２設定電圧は、前記第１設定電圧よりも低い。
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明におけるセンサ制御式洗浄装置は、電池と、ソレノイド弁と、太陽電池と、検出回路と、センサと、制御モジュールとを備える。前記電池は、前記太陽電池によって充電される。前記ソレノイド弁は、前記電池によって電力を供給される。前記太陽電池は、受取った光を電圧に変換する。前記検出回路は、前記電圧を検出して検出信号を生成する。前記センサは環境パラメータを感知する。前記制御モジュールは、前記検出信号に基づいて前記電池と前記太陽電池との間の経路を制御すると共に、前記環境パラメータに基づいて前記ソレノイド弁の動作を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、センサ制御式洗浄装置，およびその電源管理方法と電源管理システムを提供でき、特に太陽電池により発生したエネルギーを効率良く利用する電源管理システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、以下に続く詳細な記述と添付図面から、説明だけで与えられてはいるが、より完全に理解されるであろう。それによって、詳細な記述と添付図面は本発明を限定するものではない。
【００１３】
本発明は以下の詳細な記述から明らかになるであろう。ここでの記述は、添付図面を参照して進めるが、同一の参照箇所は同一の構成要素と関連する。
【００１４】
図１を参照すると、本発明の実施例に基づいて、センサ制御式洗浄装置に適用される電源管理システムは、電池１１と、太陽電池１２と、検出回路１３と、制御モジュール１４とを備えている。太陽電池１２は受取った光を電圧Ｖに変換するもので、電池１１は太陽電池１２によって充電される。検出回路１３は電圧Ｖを検出し、それに対応する検出信号Ｓを生成する。制御モジュール１４は、検出信号Ｓに基づいて、電池１１と太陽電池１２との間の経路を制御する。
【００１５】
前記制御モジュール１４内において、第１設定電圧と第２設定電圧が予め設定（プリセット）されており、ここでの第１設定電圧は第２設定電圧よりも高い。電圧Ｖが第１設定電圧よりも高い場合には、太陽電池１２により電池１１が充電されるように、制御モジュール１４が太陽電池１２と電池１１との間の経路を導通する。電圧Ｖが第１設定電圧よりも低く、且つ第２設定電圧よりも高い場合は、制御モジュール１４が太陽電池１２と電池１１との間の経路を非導通にし、それにより制御モジュール１４は太陽電池１２によって直接電力が供給される。
【００１６】
また電源管理システムは、電池１１と太陽電池１２との間に配置される第１スイッチング素子１１１を備えており、この第１スイッチング素子１１１を通して、前記制御モジュール１４が太陽電池１２と電池１１との間の経路を制御する。電源管理システムはさらに、検出回路１３と太陽電池１２との間に配置される第２スイッチング素子１３１を備えており、前記制御モジュール１４によって制御される第２スイッチング素子１３１の周期的な動作を通して、検出回路１３が周期的に前記電圧Ｖを検出する。
【００１７】
図２を参照すると、本発明の実施例に基づくセンサ制御式洗浄装置は、太陽電池１２と電池１１との間に配置されるダイオード２３と、ダイオード２３と電池１１との間に配置されるキャパシタ（コンデンサ）２４とを備えている。ダイオード２３によって、電池１１から太陽電池１２への逆電流が阻止できる。またキャパシタ２４は、太陽電池１２で発生する電荷を予め蓄える。ここでのセンサ制御式洗浄装置は、当該センサ制御式洗浄装置の周囲に使用者が存在するか否かを検出して、その環境パラメータを生成するセンサ２２をさらに備えている。環境パラメータはその後、制御モジュール１４に伝送される。当該制御モジュール１４は、環境パラメータに基づいてソレノイド弁２１の動作を制御する。例えば前記センサの周囲に使用者が存在すれば、制御モジュール１４はソレノイド弁２１を動作させるし、センサの周囲に使用者が存在しなければ、制御モジュール１４はソレノイド弁２１を動作させないようにする。ソレノイド弁２１は、電池１１によって電力を供給される。ここでのセンサは、好ましくは赤外線センサである。制御モジュール１４は、好ましくは論理回路，マイクロコントローラ或いは集積回路である。
【００１８】
図３を参照すると、本発明の実施例に基づく電源管理方法、次のような各ステップＳ３１〜Ｓ３８を含む。
【００１９】
ステップＳ３１では、太陽電池と電池が提供される。
【００２０】
ステップＳ３２では、太陽電池を通して受取った光を電圧に変換し、電池を充電する。
【００２１】
ステップＳ３３では、この電圧が検出される。
【００２２】
ステップＳ３４では、前記電圧が第１設定電圧よりも低く、且つ第２設定電圧よりも高いか否かが判断され、このステップＳ３４で判断された結果に基づいて、ステップＳ３５またはステップＳ３７の何れかが実行される。
【００２３】
ステップＳ３５では、前記電圧が第１設定電圧よりも低くなく、または第２設定電圧よりも高くない場合は、電池と太陽電池との間の経路を導通する。
【００２４】
ステップＳ３６では、電池が太陽電池によって充電される。
【００２５】
ステップＳ３７では、前記電圧が第１設定電圧よりも低く、且つ第２設定電圧よりも高い場合は、電池と太陽電池との間の経路を非導通にする。
【００２６】
ステップＳ３８では、太陽電池によって制御モジュールが電力を直接供給され、太陽電池によって発生した電荷がキャパシタに予め蓄えられる。
【００２７】
要約すると、センサ制御式洗浄装置とその電源管理システムは、太陽電池と再充電可能な電池からなる２つの電源を採用している。この２つの電源は、制御モジュールとソレノイド弁に協調して備えられる。再充電可能な電池とバックエンドの負荷は、太陽電池が明るい場所に置かれている限り、当該太陽電池からの電力供給を受けることができる。負荷は再充電可能な電池によって、連続的且つ確実に電力供給を受けることができる。
【００２８】
一方、本発明における検出回路は、太陽電池によって発生する電圧を検出する。太陽電池によって発生する電圧が再充電可能な電池の電圧よりも低い場合は、エネルギーを消費するので太陽電池を効率良く充電することができない。したがって、太陽電池によって変換されたエネルギーをキャパシタに蓄積できるように、太陽電池と電池との間の経路を非導通にする。制御モジュールは、電池に代わり太陽電池によって電力が供給される。電池の電流はソレノイド弁にのみ供給される。制御モジュールに十分な電力供給ができなくなるまで、太陽電池によって発生する電圧が連続的に減少すると、太陽電池と電池との間の経路が再び導通し、制御モジュールは電池によって電力が供給される。そのため、太陽電池によって発生したエネルギーを有効に利用できる。
【００２９】
以上のように、本発明は詳しい実施例を参照しつつ記述されてきたが、ここでの記述は限定的な意図を持って解釈されることを意味してはいない。当業者であれば、開示した実施例が、代替の実施例と同様に理解されるであろう。したがってそれは、本発明において真の範囲内に含まれる全ての変更を保護することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例に基づく電源管理システムのブロック図である。
【図２】本発明に基づくセンサ制御式洗浄装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施例に基づく電源管理方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１１  電池
１２  太陽電池
１３  検出回路
１４  制御モジュール
２１  ソレノイド弁
２２  センサ
２３  ダイオード
２４  キャパシタ
１１１  第１スイッチング素子
１３１  第２スイッチング素子
【図１】
2010035401.tif 000003
【図２】
2010035401.tif 000004
【図３】
2010035401.tif 000005