(57)【要約】【課題】電池電圧の時間的な変化を記録することができる電池電圧監視装置およびその電池電圧監視装置を備えた電子機器を提供する。【解決手段】火災警報機１の電池１０の電圧を電池電圧検出回路１２で検出し、その電圧が、予め定めた所定の電圧間隔以上変化していた場合は、計時回路１９から電池１０がセットされてからの経過時間を取得し、温度センサ２０から温度を取得して、ＥＥＰＲＯＭ２１に記録する。【選択図】図１
2010078479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、を備えた電池電圧監視装置において、
前記電池が電圧を供給し始めてからの経過時間を計時する計時手段と、
前記電池の電圧が予め定めた電圧間隔以上の変化を検出する電圧変化検出手段と、
前記電圧変化検出手段によって前記計時手段から取得された前記予め定めた電圧間隔以上の変化を検出した際の経過時間が記録される記録手段と、
を備えたことを特徴とする電池電圧監視装置。
【請求項２】
前記電池の周囲温度を検出する温度検出手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電池電圧監視装置。
【請求項３】
前記記録手段が、前記電圧変化検出手段によって前記計時手段から取得された前記予め定めた電圧間隔以上の変化を検出した際の経過時間が記録される際に、前記温度検出手段が検出した前記電池の周囲温度も同時に記録されることを特徴とする請求項２に記載の電池電圧監視装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の電池電圧監視装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の電圧を検出・監視する電池電圧監視装置と、それを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子機器としての警報器には、電池から動作電源が供給されるものがある。このため、警報器を長期間使用すると、電池の残量減少に伴って、電池電圧が低下してしまう。そして、電池電圧が警報器の動作限界電圧を下回ると、警報器は動作しなくなってしまい、ガス漏れや火災といった異常を検出することも、警報を行うこともできなくなってしまう。
【０００３】
そこで、この種の警報器には、電池電圧が予め定めた基準電圧を下回ったとき、電池電圧の低下を検出して、その旨を伝える警報を発生する電池電圧低下警報機能を持たせている（例えば特許文献１参照）。この基準電圧は、動作限界電圧より大きな値に設定されており、電池電圧の低下が検出されても警報器はしばらく動作を継続できる。この警報によって、ユーザは電池電圧の低下を知ることができ、電池交換を行うことにより、警報器が動作していない状態で異常が発生してしまうという事態を回避することができる。
【０００４】
ところで、上述したような電池で動作する警報機は、想定される使用パターンに基づき、消費電流計算を行うことによって、電池寿命を算出している。
【特許文献１】特開２００６−２０１９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、算出した電池寿命よりも短い時間で予め定めた基準電圧を下回わってしまうことがあり、その場合ユーザは当初予定していたよりも早く電池交換をしなければならないという問題があった。
【０００６】
このような、算出した電池寿命よりも短い時間で予め定めた基準電圧を下回わってしまう、つまり、電池寿命を想定よりも早く迎えてしまった場合は、その電池の消費電流測定や、電池製造メーカへ調査依頼や、使用環境の調査といった様々な調査を行うが、電池電圧の時間的な変化がわからないため、原因の特定が困難になることが多かった。
【０００７】
そこで、本発明は、電池電圧の時間的な変化を記録することができる電池電圧監視装置およびその電池電圧監視装置を備えた電子機器を提供すること課題とする。
【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なされた請求項１に記載の発明は、電池と、前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、を備えた電池電圧監視装置において、前記電池が電圧を供給し始めてからの経過時間を計時する計時手段と、前記電池の電圧が予め定めた電圧間隔以上の変化を検出する電圧変化検出手段と、前記電圧変化検出手段によって前記計時手段から取得された前記予め定めた電圧間隔以上の変化を検出した際の経過時間が記録される記録手段と、を備えたことを特徴とする電池電圧監視装置である。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、電圧変化検出手段が前記予め定めた電圧間隔の変化を検出した際の経過時間を前記計時手段から取得して記録手段に記録することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記電池の周囲温度を検出する温度検出手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、温度検出手段により電池の周囲温度を検出することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記記録手段が、前記電圧変化検出手段によって前記計時手段から取得された前記予め定めた電圧間隔以上の変化を検出した際の経過時間が記録される際に、前記温度検出手段が検出した前記電池の周囲温度も同時に記録されることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、記録手段が、電池電圧の変化の時間とともに温度も記録することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の電池電圧監視装置を備えたことを特徴とする電子機器である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、上述した電池電圧監視装置を電子機器に備えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、電池電圧の時間的な変化を記録することができ、電池寿命を早く迎えてしまった場合の原因推測を行いやすくすることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、例えば、温度上昇による電池電圧上昇は記録しないなど温度によって記録手段への記録を制御することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、電圧と温度の関係からより詳細な原因推測を行うことができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、警報機などの電池で動作する電子機器において、電池電圧の時間的な変化を記録することができ、電池寿命を早く迎えてしまった場合の原因推測を行いやすくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る電子機器としての火災警報機を、図１乃至図５を参照して説明する。
【００２１】
火災警報器１は、図１に示すように、電池１０と、火災センサ１１と、電池電圧検出回路１２と、μＣＯＭ１３と、表示装置１４と、スピーカ装置１５と、４．３Ｖ電源回路１７と、３．２Ｖ電源回路１８と、計時回路１９と、温度センサ２０と、ＥＥＰＲＯＭ２１と、を備えている。
【００２２】
電池１０は、例えばリチウム電池などが用いられ、火災警報器１の動作電源を供給する。
【００２３】
火災センサ１１は、例えば温度センサや煙センサの出力に基づいて火災の発生を検出し、この火災発生検出に応じて火災信号をμＣＯＭ１３へ出力する。
【００２４】
電圧検出手段としての電池電圧検出回路１２は、電池１０の両端電圧を検出して、その両端電圧をμＣＯＭ１３へ出力する。
【００２５】
電圧変化検出手段としてのμＣＯＭ１３は、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央処理ユニット（ＣＰＵ）１３ａと、ＣＰＵ１３ａのプログラムなどを格納した読み出し専用メモリであるＲＯＭ１３ｂと、各種のデータを格納すると共にＣＰＵ１３ａの処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡＭ１３ｃとを内蔵している。
【００２６】
表示装置１４は、ＣＰＵ１３ａにより制御され、火災検出及び電圧低下検出を表示によって警報する。
【００２７】
スピーカ装置１５は、表示装置と同様にＣＰＵ１３ａにより制御され、火災検出及び電圧低下検出を音によって警報する。また、スピーカ装置１５は音声合成回路及び鳴動回路（何れも図示せず）が内蔵され、音声及びブザー音の両方が出力できる。
【００２８】
４．３Ｖ電源回路１７は、電池１０からの電源電圧を４．３Ｖに変換して火災センサ１１に供給する。
【００２９】
３．２Ｖ電源回路１８は、電池１０からの電源電圧を３．２Ｖに変換して電圧低下検出回路１２、μＣＯＭ１３、表示装置１４及びスピーカ装置１５に供給する。
【００３０】
計時手段としての計時回路１９は、電池１０がセットされて火災警報器１に電源を供給し始めてからの経過時間を計時する回路であり、電池１０がセットされて火災警報器１に電源を供給し始めた時点を０として、１時間（ｈｏｕｒ）単位で加算してＣＰＵ１３ａに出力する。なお、計時回路１９は、ＣＰＵ１３ａ内のカウンタなどで構成してもよい。
【００３１】
温度検出手段としての温度センサ２０は、例えばサーミスタなどの温度検出素子で構成され、電池１０の周囲温度を測定し、ＣＰＵ１３ａに出力する。
【００３２】
記録手段としてのＥＥＰＲＯＭ２１は、両端電圧信号Ｓ２が、ＣＰＵ１３ａが予め定めた電圧間隔以上変化した場合に、そのときの計時回路１９の経過時間と、温度センサ２０が検出した温度が、ＣＰＵ１３ａによって記録される不揮発性のメモリである。なお、記録手段はＥＥＰＲＯＭ２１に限らず不揮発性の読み書き自在な記録媒体であれば、他の半導体メモリやハードディスクなどでもよい。
【００３３】
スイッチＳＷ１は、ユーザが図示しない引き紐を引くとオンするスイッチであり、引き紐を引っ張って、スイッチＳＷ１をオンすると表示装置１４及びスピーカ装置１５から発生している警報を停止することができる。
【００３４】
本実施形態においては、電池１０と、電池電圧検出回路１２と、μＣＯＭ１３と、計時回路１９と、温度センサ２０と、ＥＥＰＲＯＭ２１と、で電池電圧監視装置３０を構成している。
【００３５】
次に本実施形態の動作を説明する。本実施形態は電池１０の電圧が予め定めた所定の電圧間隔以上変化した際に、そのときの電池１０がセットされて火災警報器１に電源を供給し始めてからの経過時間と、温度と、をＥＥＰＲＯＭ２１に記録する。一例として図２を参照して説明する。図２は、縦軸を電池電圧、横軸を時間とした際の電池電圧の変化の例を示すグラフである。図２のように初期時間ｔ０（電池１０がセットされて火災警報器１に電源を供給し始めた時間）の電圧が３Ｖとすると、予め定めた所定の電圧間隔を０．１Ｖと設定した場合に２．９Ｖに変化した時間ｔ１、２．８Ｖに変化した時間ｔ２、２．７Ｖに変化した時間ｔ３、２．６Ｖに変化した時間ｔ４、２．５Ｖに変化した時間ｔ５、の値（時間）と、各時間における温度センサ２０が検出した温度をＥＥＰＲＯＭ２１に記録する。
【００３６】
この予め定めた所定の電圧間隔は任意に定めてよいが、例えば火災警報器１の設置地点の最高気温と最低気温との差（あるいは最高気温と最低気温の差の年間平均など）による電圧変化量より大きく設定した方が好ましい。このような通常の気温変化による電圧変動量以下に設定してしまうとＥＥＰＲＯＭ２１への記録が頻発してしまいＥＥＰＲＯＭ２１の容量が多く必要となってしまう。
【００３７】
次に、図３に前述した動作の詳細を示したフローチャートを示す。図３に示したフローチャートはＣＰＵ１３ａで実行される。
【００３８】
まず、ステップＳ１において、電池１０の電圧を電池電圧検出回路１２から取得してステップＳ２に進む。
【００３９】
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で取得した電圧が０．１Ｖ（予め定めた所定の電圧間隔）以上変化したか否かを判断して変化した場合（Ｙの場合）はステップＳ３に進み、変化していない場合（Ｎの場合）はステップＳ１に戻る。
【００４０】
次に、ステップＳ３において、計時回路１９から電池１０がセットされて火災警報器１に電源を供給し始めてからの経過時間を取得し、温度センサ２０からその際の温度を取得してステップＳ４に進む。
【００４１】
次に、ステップＳ４において、ステップＳ３で取得した時間と温度をＥＥＰＲＯＭ２１に記録してステップＳ１に戻る。ＥＥＰＲＯＭ２１には、例えば図４に示すような表形式で電池電圧と時間と温度とを関連付けて記録すればよい。
【００４２】
上述したような動作でＥＥＰＲＯＭ２１に記録された時間と温度を解析することによって、例えば図５に示すような不具合の推測が容易となる。図５は図２と同様に縦軸を電池電圧、横軸を時間とした際の電池電圧の変化の例を示すグラフである。図５（ａ）の場合は、電池１０の初期の電圧が所定の電圧（３Ｖ）よりも低いことがわかるために、電池１０の初期的な不良が考えられる。図５（ｂ）の場合はＡ時間経過後から急速に電圧が低下しているので何らかの環境の変化があったことが推測できる。その後、発生時間を絞って原因調査を行うことが可能となる。
【００４３】
本実施形態によれば、火災警報機１の電池１０の電圧を電池電圧検出回路１２で検出し、その電圧が、予め定めた所定の電圧間隔以上変化していた場合は、計時回路１９から電池１０がセットされてからの経過時間を取得し、温度センサ２０から温度を取得して、ＥＥＰＲＯＭ２１に記録しているので、電池電圧の時間的な変化を記録することができ、電池寿命を早く迎えてしまった場合の原因推測を行いやすくすることができる。
【００４４】
ところで、ＥＥＰＲＯＭ２１への記録タイミングとして本実施形態の所定の電圧間隔でなく所定の時間間隔で記録することも考えられるが、この場合、時間間隔が短すぎると膨大なデータ量となってＥＥＰＲＯＭ２１の容量が多く必要となり本実施形態と比較してコストの面から不利である。また、時間間隔が長すぎると精度が悪くなり、急激に電池電圧が低下したときに記録できない可能性がある。したがって、本実施形態のように所定の電圧間隔によって記録する方がコストや精度などの面で効果が高い。
【００４５】
なお、上述した実施形態では主に時間とともに電池１０の電圧が降下するとして説明したが、電圧が上昇した際にその上昇量が予め定めた所定の電圧間隔以上であった場合は、ＥＥＰＲＯＭ２１に記録してもよい。
【００４６】
また、温度センサ２０の変化を考慮して、例えば温度が上がったことに伴う電圧の上昇など異常でないことが明らかである場合はＥＥＰＲＯＭ２１へ記録しないようにしてもよい。このようにすることでＥＥＰＲＯＭ２１の容量を節約することができる。
【００４７】
また、計時回路１９は、電池１０がセットされた時点から計時し始めているが、例えば電池１０セット時には殆ど電流消費が無いモードなどを持っている機器においては、当該出荷モードを解除して機器が本来の機能で動作し始めた時点から計時し始めてもよい。
【００４８】
また、上述した実施形態は電子機器として火災警報器１で説明したが、それに限らず、電池式のガスメータや家電製品など電池によって電源が供給される電子機器であれば適用可能である。
【００４９】
前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる火災警報器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示された火災警報器の電池電圧の変化の例を示すグラフである。
【図３】図１に示された火災警報器の電池電圧監視動作を示すフローチャートである。
【図４】ＥＥＰＲＯＭ内の記録状態を示した表である。
【図５】ＥＥＰＲＯＭ内に記録されたデータから推定される不具合例を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  火災警報器（電子機器）
１０  電池
１２  電池電圧検出回路（電圧検出手段）
１３  μＣＯＭ（電圧変化検出手段）
１９  計時回路（計時手段）
２０  温度センサ（温度検出手段）
２１  ＥＥＰＲＯＭ（記録手段）
【図１】
2010078479.tif 000003
【図２】
2010078479.tif 000004
【図３】
2010078479.tif 000005
【図４】
2010078479.tif 000006
【図５】
2010078479.tif 000007