(57)【要約】【課題】電池の寿命を正確に予測できる電池寿命予測装置を提供する。【解決手段】電池Ｅと、電池の電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１と、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号を順次に取得して電池の放電特性として記憶するメモリ１３を備える。【選択図】図１
2010117256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、
前記電池の電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号を順次に取得して電池の放電特性として記憶するメモリと、
を備えたことを特徴とする電池寿命予測装置。
【請求項２】
前記電池の電源ラインと接地ラインとの間に接続されたダミー負荷を備え、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記電池から前記ダミー負荷に電力が供給されている状態で、前記電池の電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換することを特徴とする請求項１記載の電池寿命予測装置。
【請求項３】
前記電池の電源ラインと接地ラインとの間に接続された複数のダミー負荷を備え、
前記Ａ／Ｄ変換器は、前記電池から前記複数のダミー負荷から選ばれた任意の数のダミー負荷に電力が供給されている状態で、前記電池の電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換することを特徴とする請求項１記載の電池寿命予測装置。
【請求項４】
前記メモリに記憶されている電池の放電特性に基づき電池の寿命を判断する処理装置
を備えたことを特徴とする請求項１記載の電池寿命予測装置。
【請求項５】
前記処理装置は、前記メモリに記憶されている電池の放電特性の傾きの変化に基づき電池の残容量を求めて寿命を判断することを特徴とする請求項４記載の電池寿命予測装置。
【請求項６】
電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号を順次に取得して電池の放電特性として記憶するメモリとを備えたメイン回路と、
電池と、前記電池の電源ラインと接地ラインとの間に接続されたダミー負荷とを備えたサブ回路と、
共通端子を前記メイン回路の電源ラインと前記サブ回路の電源ラインのいずれに接続するかを切り替える第１切替スイッチと、
共通端子を前記メイン回路の接地ラインと前記サブ回路の接地ラインのいずれに接続するかを切り替える第２切替スイッチと、
前記第１切替スイッチの共通端子と前記第２切替スイッチの共通端子との間に接続されたコンデンサと、
を備えたことを特徴とする電池寿命予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の寿命を予測するために使用される電池寿命予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば水道メータやガスメータからの信号に基づき流体の流量を計測する計量システムが知られている。このような計量システムでは、一般に、電源として電池が用いられている。図３は電池の放電特性を示す図である。電池は、初期状態ではフルに充電されて最高電圧を出力するが、その後の一定期間は最高電圧より若干低い電圧で推移し、容量が少なくなると電圧は急激に低下し、残容量がゼロになると、終止電圧ＶEとなって寿命が尽きるという特性を有する。
【０００３】
このような電池を使用した計量システムとして、特許文献１は、端末装置と端末用網制御装置との間の接続を電池駆動式の無線で行うことにより両者間の接続を障害物で遮られることなく自由に行うとともに、電池の消費電力を低減した自動検針用無線システムを開示している。この自動検針用無線システムでは、子無線機は、データ収集時刻に達すると、電源スイッチ回路を制御して、無線通信回路に電源の供給を行い、メータからデータを収集し、このデータを無線通信回路および無線伝送路を介して親無線機に送信し、親無線機は、データ収集時刻に達すると、電源スイッチ回路を制御して、無線通信回路に電源の供給を行い、該無線通信回路を介して子無線機から送信されてくるデータを受信し、センタ装置からの電話回線および端末用網制御装置を介したノーリンギング着信に応答して収集データをセンタ装置に送信する。
【特許文献１】特開平６−９０２９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の電池を電源とする計量システムでは、電池の消耗によって動作不可能になる状態が発生することを避けるために、電池の電圧が終止電圧ＶEより若干高い電圧をチェック電圧ＶCとし、このチェック電圧ＶCに至った場合に電池を交換することが行われている。
【０００５】
しかしながら、電池の電圧は、温度と負荷電流によって変動する。したがって、電池の電圧を監視し、この電圧がチェック電圧ＶCを下回った場合に電池を交換するという方法では、電池の電圧が一時的に低下した場合は、電池の容量が残っていても一律に交換される場合があり、経済的ではないという問題がある。
【０００６】
また、電池の残容量がゼロになってから交換することも考えられるが、ノンストップでの計量が要求される計量システムでは、運用が難しいという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、電池の寿命を正確に予測できる電池寿命予測装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、電池と、電池の電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号を順次に取得して電池の放電特性として記憶するメモリとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、電池の電源ラインと接地ラインとの間に接続されたダミー負荷を備え、Ａ／Ｄ変換器は、電池からダミー負荷に電力が供給されている状態で、電池の電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、電池の電源ラインと接地ラインとの間に接続された複数のダミー負荷を備え、Ａ／Ｄ変換器は、電池から複数のダミー負荷から選ばれた任意の数のダミー負荷に電力が供給されている状態で、電池の電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換することを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、メモリに記憶されている電池の放電特性に基づき電池の寿命を判断する処理装置を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、処理装置は、メモリに記憶されている電池の放電特性の傾きの変化に基づき電池の残容量を求めて寿命を判断することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、電源ラインの電圧を所定周期でデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号を順次に取得して電池の放電特性として記憶するメモリとを備えたメイン回路と、電池と、電池の電源ラインと接地ラインとの間に接続されたダミー負荷とを備えたサブ回路と、共通端子をメイン回路の電源ラインとサブ回路の電源ラインのいずれに接続するかを切り替える第１切替スイッチと、共通端子をメイン回路の接地ラインとサブ回路の接地ラインのいずれに接続するかを切り替える第２切替スイッチと、第１切替スイッチの共通端子と第２切替スイッチの共通端子との間に接続されたコンデンサとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、電池の電圧を計測してメモリに放電特性として記憶するので、メモリに格納された放電特性を参照することにより、電池の寿命を正確に予測できる。その結果、電池を好適なタイミングで交換することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、電池からダミー負荷に電力が供給されている状態で、電池の電圧をデジタル信号に変換して記憶するので、実際の機械と同様の負荷状態で測定された放電特性を得ることができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、複数のダミー負荷を備え、複数のダミー負荷から選ばれた任意の数のダミー負荷に電力が供給されている状態で、電池の電圧をデジタル信号に変換して記憶するので、さらに実際の機械に近い負荷状態で測定された放電特性を得ることができる。
【００１７】
請求項４および請求項５の発明によれば、メモリに記憶されている電池の放電特性に基づく電池の寿命の判断を処理装置で行うので、電池の寿命の予測を簡単にできる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、電池を含む複数のサブ回路が存在する場合であっても、Ａ／Ｄ変換器はメイン回路に備えるだけで済むので、全体として電池寿命予測装置を安価に構成できる。また、メイン回路とサブ回路とを電気的に分離できるので、電池寿命予測装置が適用された装置の電気的特性を安定化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の実施例１に係る電池寿命予測装置の構成を示すブロック図である。この電池寿命予測装置は、電池Ｅ、第１開閉スイッチＳ１、第２開閉スイッチＳ２、第１ダミー負荷Ｒ１、第２ダミー負荷Ｒ２、Ａ／Ｄ変換器１１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２およびメモリ１３から構成されている。
【００２１】
電池Ｅは、電源ラインと接地ラインとを介して、第１ダミー負荷Ｒ１、第２ダミー負荷Ｒ２、Ａ／Ｄ変換器１１、ＣＰＵ１２およびメモリ１３に電力を供給する。
【００２２】
第１開閉スイッチＳ１の一方の端子は電源ラインに接続され、他方の端子は第１ダミー負荷Ｒ１に接続されている。第１ダミー負荷Ｒ１は、例えば抵抗によって構成されており、その一方の端子は、第１開閉スイッチＳ１の他方の端子に接続され、他方の端子は、接地ラインに接続されている。第１ダミー負荷Ｒ１は、第１開閉スイッチＳ１がオンされることにより電池Ｅの負荷となる。
【００２３】
第２開閉スイッチＳ２の一方の端子は電源ラインに接続され、他方の端子は第２ダミー負荷Ｒ２に接続されている。第２ダミー負荷Ｒ２は、例えば抵抗によって構成されており、その一方の端子は、第２開閉スイッチＳ２の他方の端子に接続され、他方の端子は、接地ラインに接続されている。第２ダミー負荷Ｒ２は、第２開閉スイッチＳ２がオンされることにより電池Ｅの負荷となる。
【００２４】
なお、上述した電池寿命予測装置では、開閉スイッチとダミー負荷とのペアを２つ備えた例を示したが、開閉スイッチとダミー負荷とのペアの数は２つに限定されず、任意である。開閉スイッチとダミー負荷とのペアの数を種々変更することにより、様々な種類の負荷を模擬することができるので、様々な負荷状態における電池Ｅの放電特性を得ることができる。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器１１は、電源ラインの電圧を所定周期、例えば朝、昼および夜の３回／日でデジタル信号に変換し、ＣＰＵ１２に送る。このデジタル信号に変換する期間は、例えば、１０年間継続される。なお、Ａ／Ｄ変換器１１としては、一般にＣＰＵ１２に備えられているＡ／Ｄ変換器を用いることができる。
【００２６】
ＣＰＵ１２は、本発明の処理装置に対応し、Ａ／Ｄ変換器１１から送られてきたデジタル信号をメモリ１３に送って記憶させる。なお、ＣＰＵ１２は、電池寿命予測装置が計量器に適用される場合には、計量に関する各種処理を実行する。
【００２７】
メモリ１３は、ＣＰＵ１２から送られてくるデジタル信号を順次に取得して電池の放電特性として記憶する。
【００２８】
このように構成される電池寿命予測装置によってメモリ１３に蓄積された放電特性は、例えば１年に１回または１０年後に行われる保守点検時に読み出され、メーカーによって明らかにされている電池Ｅの放電特性と比較されることにより、その寿命が人手によって判断される。
【００２９】
なお、電池Ｅの寿命の判断は、ＣＰＵ１３で行うように構成することができる。この場合、ＣＰＵ１２は、メモリ１３に記憶されている電池の放電特性の傾きの変化に基づき電池の残容量を求めて寿命を判断するように構成できる。
【００３０】
このように、本発明の実施例１に係る電池寿命予測装置によれば、電池Ｅの電圧を計測してメモリ１３に放電特性として記憶するので、メモリ１３に格納された放電特性を参照することにより、電池Ｅの寿命を正確に予測できる。したがって、電池Ｅを好適なタイミングで交換することができる。
【実施例２】
【００３１】
図２は本発明の実施例２に係る電池寿命予測装置の構成を示すブロック図である。この電池寿命予測装置は、図１に示した実施例１に係る電池寿命予測装置をメイン回路１とサブ回路２とに分割し、これらの間に第１切替スイッチＳＷ１、第２切替スイッチＳＷ２およびコンデンサＣが設けられて構成されている。
【００３２】
メイン回路１は、電源ラインと接地ラインとの間にＡ／Ｄ変換器１１、ＣＰＵ１２およびメモリ１３が配置されて構成されている。これらは、実施例１に係る電池寿命予測装置のＡ／Ｄ変換器１１、ＣＰＵ１２およびメモリ１３と同じである、
サブ回路２は、電源ラインと接地ラインとの間に電池Ｅ、第１開閉スイッチＳ１と第１ダミー負荷Ｒ１との直列回路、および、第２開閉スイッチＳ２と第２ダミー負荷Ｒ２との直列回路が配置されて構成されている。これらは、実施例１に係る電池寿命予測装置の電池Ｅ、第１開閉スイッチＳ１、第１ダミー負荷Ｒ１、第２開閉スイッチＳ２および第２ダミー負荷Ｒ２と同じである。
【００３３】
第１切替スイッチＳＷ１は、共通端子Ｃ１を、メイン回路１の電源ラインに接続された端子Ａ１とサブ回路２の電源ラインに接続された端子Ｂ１とのいずれに接続するかを切り替える。第２切替スイッチＳＷ２は、共通端子Ｃ２を、メイン回路１の接地ラインに接続された端子Ａ２とサブ回路２の接地ラインに接続された端子Ｂ２とのいずれに接続するかを切り替える。コンデンサＣは、第１切替スイッチＳＷ１の共通端子Ｃ１と、第２切替スイッチＳＷ２の共通端子Ｃ２との間に接続されている。
【００３４】
このように構成される実施例２に係る電池寿命予測装置においては、電池Ｅの電圧を取得する場合には、まず、サブ回路２の第１開閉スイッチＳ１または第２開閉スイッチＳ２
を導通とし、第１切替スイッチＳＷ１の共通端子Ｃ１が端子Ａ１に接続されるとともに、第２切替スイッチＳＷ２の共通端子Ｃ２が端子Ａ２に接続される。これにより、コンデンサＣが第１ダミー負荷Ｒ１または第２ダミー負荷Ｒ２が接続された電池Ｅの出力電圧に充電される。
【００３５】
その後、第１切替スイッチＳＷ１の共通端子Ｃ１が端子Ｂ１に接続されるとともに、第２切替スイッチＳＷ２の共通端子Ｃ２が端子Ｂ２に接続される。これにより、コンデンサＣに蓄えられた電力が電源ラインと接地ラインの間に出力される。これにより、Ａ／Ｄ変換器１１は、電源ラインの電圧をデジタル信号に変換してＣＰＵ１２に送り、ＣＰＵ１２は、Ａ／Ｄ変換器１１から送られてきたデジタル信号をメモリ１３に送り、メモリ１３は、ＣＰＵ１２から送られてくるデジタル信号を順次に取得して電池の放電特性として記憶する。
【００３６】
実施例２に係る電池寿命予測装置では、サブ回路２を１個だけ備えた例を示したが、実際の計量システムでは、複数のサブ回路２を備えている場合が多い。このような場合、第１切替スイッチＳＷ１の端子Ａ１および第２切替スイッチＳＷ３の端子Ａ２を追加されたサブ回路２の電源ラインおよび接地ラインにそれぞれ接続することにより、複数のサブ回路２に含まれる電池の放電特性をメモリ１３に記憶することができる。
【００３７】
また、上記実施例ではコンデンサＣに充電された電荷をメイン回路１の動作電源としているが、メイン回路１に個別に電源を設け、Ａ／Ｄ変換器１１、ＣＰＵ１２、メモリ１３はメイン回路１に個別に設けられた当該電源により動作するものとし、Ａ／Ｄ変換器１１によりコンデンサＣの両端の電位差を測定するものとしてもよい。なお、メイン回路１に個別に設けられた当該電源は、例えば、外部からの交流電圧を直流に変換する電源や電池のような電源が用いられる。メイン回路１に個別に設けられた当該電源が電池である場合は、さらに開閉スイッチとダミー負荷をメイン回路１内に設け、実施例１に示すように当該電池電圧を測定するようにしてもよい。
【００３８】
このように、本発明の実施例２に係る電池寿命予測装置によれば、電池を含む複数のサブ回路２が存在する場合であっても、Ａ／Ｄ変換器１１はメイン回路１に備えるだけで済むので、全体として電池寿命予測装置を安価に構成できる。
【００３９】
また、メイン回路１とサブ回路２とを電気的に分離できるので、電池寿命予測装置が適用された装置の電気的特性を安定化させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、例えばガスまたは水道の流量を計測する計量器などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例１に係る電池寿命予測装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例２に係る電池寿命予測装置の構成を示すブロック図である。
【図３】電池の放電特性を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  メイン回路
２  サブ回路
１１  Ａ／Ｄ変換器
１２  ＣＰＵ
１３  メモリ
Ｅ  電池
Ｓ１  第１開閉スイッチ
Ｓ２  第２開閉スイッチ
Ｒ１  第１ダミー負荷
Ｒ２  第２ダミー負荷
ＳＷ１  第１切替スイッチ
ＳＷ２  第２切替スイッチ
Ｃ  コンデンサ
【図１】
2010117256.tif 000003
【図２】
2010117256.tif 000004
【図３】
2010117256.tif 000005