(57)【要約】      （修正有）【課題】交換電池が新品電池か否かを正確に判断し、通電時間の計時を正しく行う。【解決手段】電池１０２種別交換時初期特性（電池電圧−時間特性）ＦＳを記憶部５に記憶させ、電池１０２交換の場合、計時クリア部２により、通電時間計時部１で計時中の交換前電池の通電時間をクリアし交換後の電池の通電時間の計時を開始させ、一定周期でメモリ３にバックアップされた通電時間の計時値Ｔｃをメモリ３の別のエリアに交換前の電池の通電時間の計時値Ｔｂｆとしてバックアップさせる。特性実測部４で交換後の電池の電池電圧−時間特性ＦＲを実測し、特性比較部６にて、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとを比較し、両者が一致した場合、メモリ３における交換前の電池の通電時間の計時値Ｔｂｆのバックアップを解除する。一致していない場合、メモリ３にバックアップされている交換前の電池の通電時間の計時値Ｔｂｆからの計時を行わせる。【選択図】図１
2010237175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池から負荷への電源の供給時間をその電池の通電時間として計時しかつ一定周期で通電時間をメモリにバックアップさせる通電時間計時手段を有し、この通電時間計時手段が計時する通電時間に基づいて電池の寿命を判定する電池寿命判定装置において、
前記電池が交換された場合、計時中の交換前の電池の通電時間をクリアして交換後の電池の通電時間の計時を開始させる計時開始指令を前記通電時間計時手段に送るとともに、一定周期で前記メモリにバックアップされた通電時間の計時値を前記メモリの別のエリアに交換前の電池の通電時間の計時値としてバックアップさせる計時クリア手段と、
前記交換後の電池の通電時間の計時開始から電池電圧の変化を示す電池電圧−時間特性を実測する特性実測手段と、
前記特性実測手段によって実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換時の初期特性として予め定められている前記交換された電池の種別に応ずる電池電圧−時間特性とを比較する特性比較手段と、
前記特性比較手段の比較結果に基づき、前記実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していると判断された場合、前記メモリにおける交換前の電池の通電時間の計時値のバックアップを解除するバックアップ解除手段と、
前記特性比較手段の比較結果に基づき、前記実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していないと判断された場合、前記メモリにバックアップされている交換前の電池の通電時間の計時値からの通電時間の計時に遷移させる指令を前記通電時間計時手段に送る通電時間計時値遷移手段と
を備えることを特徴とする電池寿命判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載された電池寿命判定装置において、
前記電池自体の温度又は前記電池の周囲温度を計測する温度センサを備え、
前記特性比較手段は、
前記特性実測手段によって実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換時の初期特性として予め定められている前記交換された電池の種別に応ずる前記温度センサによって計測される温度に対応した電池電圧−時間特性とを比較する
ことを特徴とする電池寿命判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載された電池寿命判定装置において、
前記電池から流れる負荷への電流値を計測する電流計測手段を備え、
前記特性比較手段は、
前記特性実測手段によって実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換時の初期特性として予め定められている前記交換された電池の種別に応ずる前記電流計測手段によって計測される電流値に対応した電池電圧−時間特性とを比較する
ことを特徴とする電池寿命判定装置。
【請求項４】
請求項１に記載された電池寿命判定装置において、
前記電池自体の温度又は前記電池の周囲温度を計測する温度センサと、
前記電池から流れる負荷への電流値を計測する電流計測手段とを備え、
前記特性比較手段は、
前記特性実測手段によって実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換時の初期特性として予め定められている前記交換された電池の種別に応ずる前記温度センサによって計測される温度および前記電流計測手段によって計測される電流値に対応した電池電圧−時間特性とを比較する
ことを特徴とする電池寿命判定装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項に記載された電池寿命判定装置において、
電池を動作電源とする電池駆動型機器と一体化されている
ことを特徴とする電池寿命判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷への通電時間に基づいて電池の寿命を判定する電池寿命判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、空調制御装置に適用される室内型温度センサなどは、省配線や空調制御エリアのレイアウト変更などに対して柔軟に対応できるように、電池駆動型の無線通信可能なものが主流になりつつある。これらの電池駆動型機器では、電池交換の手間を少なくするために、様々な省電力技術を適用して電池寿命の長寿命化が図られている。
【０００３】
しかしながら、電池には、ある一定の時間までは滑らかに電圧降下し、その間中は電源として使用可能であるが、電池寿命に近づくと急激に電圧降下が生じるという放電特性がある。この放電特性により、電池駆動型機器の電源として電池を使用した場合、それまで正常に動作していた電池駆動型機器が突然動作不能に陥ることがある。
【０００４】
例えば、空調制御システムにおいては、空調対象エリア内の温度を計測する電池駆動型温度センサが動作不能になると、空調機の動作を適切に制御できなくなり、在室者に不快感を与える。この場合、速やかに電池駆動型温度センサを復旧させる必要があるが、突然動作不能に陥ると速やかに復旧させることが困難となる。
【０００５】
そこで、電池駆動型機器に搭載された電池の寿命を監視判定して、電池の寿命が尽きて機器が動作不能に陥る前に電池の交換作業を行うことが望まれている。このために、例えば特許文献１では、電池から負荷への電源の供給時間をその電池の通電時間として監視し、この電池の通電時間が予め定められている寿命時間に達した場合に寿命を報知するようにしている。この電池寿命判定装置では、電池が交換されると、計時中の交換前の電池の通電時間がクリアされ、交換後の電池の通電時間の計時が開始される。
【０００６】
図９に新品の電池に交換される場合の電池電圧ＶＢと通電時間Ｔの計時値の変化を示す。なお、この例において、電池から負荷への通電は休みなく行われるものとする。電池駆動型機器に電池Ａがセットされると（図９（ａ）に示すｔ１点）、電池Ａの通電時間Ｔの計時が開始される（図９（ｂ）に示すｔ１点）。電池Ａの通電時間Ｔの計時値が予め定められている寿命時間Ｔｅｎｄに達し（図９（ｂ）に示すｔ２点）、新品の電池Ｂに交換されると（図９（ａ）に示すｔ３点）、この電池Ｂのセットが蓋の開閉などによって検出され、計時中の電池Ａの通電時間Ｔがクリアされて（図９（ｂ）に示すｔ３点）、新品の電池Ｂの通電時間Ｔの計時が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３２５０５５号公報
【特許文献２】特開平１１−２３６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この特許文献１に示された電池寿命判定装置では、電池Ａが途中で挿抜されたような場合、電池Ａの通電時間の計時が正しく行われない。図１０に電池Ａが途中で挿抜された場合の電池電圧ＶＢと通電時間Ｔの計時値の変化を示す。電池Ａが途中で取り外されると（図１０（ａ）に示すｔ２点）、通電時間Ｔの計時が中断される（図１０（ｂ）に示すｔ２点）。取り外された電池Ａが再びセットされると（図１０（ａ）に示すｔ３点）、計時中の電池Ａの通電時間Ｔがクリアされて（図１０（ｂ）に示すｔ３点）、電池Ａの通電時間Ｔの計時が開始される。この場合、再セットされた電池Ａの通電時間Ｔにそれまでの通電時間の計時値Ｔ１が含まれなくなるため、寿命時間Ｔｅｎｄに達する前に電池Ａの寿命が尽きてしまい、電池駆動型機器が突然動作不能に陥るという問題が生じる虞がある。
【０００９】
これに対して、例えば特許文献２では、電池電圧ＶＢに対して閾値電圧ＶＢｔｈを定め、電池電圧ＶＢが閾値電圧ＶＢｔｈを上回った場合にその電池の通電時間をクリアするようにしている。
【００１０】
図１１に新品の電池に交換される場合の電池電圧ＶＢと通電時間Ｔの計時値の変化を示す。電池駆動型機器に電池Ａがセットされると（図１１（ａ）に示すｔ１点）、電池Ａの通電時間Ｔの計時が開始される（図１１（ｂ）に示すｔ１点）。電池Ａの通電時間Ｔの計時値が予め定められている寿命時間Ｔｅｎｄに達し（図１１（ｂ）に示すｔ２点）、新品の電池Ｂに交換されると（図１１（ａ）に示すｔ３点）、この電池Ｂの交換が閾値電圧ＶＢｔｈを上回るその電池電圧ＶＢの上昇によって検出され、計時中の電池Ａの通電時間Ｔがクリアされて（図１１（ｂ）に示すｔ３点）、新品の電池Ｂの通電時間Ｔの計時が開始される。
【００１１】
図１２に電池Ａが途中で挿抜された場合の電池電圧ＶＢと通電時間Ｔの計時値の変化を示す。電池Ａが途中で取り外されると（図１２（ａ）に示すｔ２点）、通電時間Ｔの計時が中断される（図１２（ｂ）に示すｔ２点）。取り外された電池Ａが再びセットされると（図１２（ａ）に示すｔ３点）、この電池Ａの電池電圧ＶＢは閾値電圧ＶＢｔｈを上回らないので、計時中の電池Ａの通電時間Ｔはクリアされず、その時の計時値Ｔ１からの通電時間Ｔの計時が再開される（図１０（ｂ）に示すｔ３点）。したがって、再セットされた電池Ａの通電時間Ｔにそれまでの電池Ａの通電時間の計時値Ｔ１が含まれるものとなり、特許文献１で生じていたような問題は生じない。
【００１２】
しかしながら、この特許文献２に示された電池寿命判定装置では、電池の放電特性は電池の種類、容量値、構造や負荷、周囲温度の要素などにより変化するにも拘わらず、一義的に定められた閾値電圧ＶＢｔｈを使用しており、交換された電池が新品の電池であるか否かを見誤ってしまう虞があった。
【００１３】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、交換された電池が新品の電池であるか否かを正確に判断し、通電時間の計時を正しく行うことが可能な電池寿命判定装置を提供することにある
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために本発明は、電池から負荷への電源の供給時間をその電池の通電時間として計時しかつ一定周期で通電時間をメモリにバックアップさせる通電時間計時手段を有し、この通電時間計時手段が計時する通電時間に基づいて電池の寿命を判定する電池寿命判定装置において、電池が交換された場合、計時中の交換前の電池の通電時間をクリアして交換後の電池の通電時間の計時を開始させる計時開始指令を通電時間計時手段に送るとともに、一定周期でメモリにバックアップされた通電時間の計時値をメモリの別のエリアに交換前の電池の通電時間の計時値としてバックアップさせる計時クリア手段と、交換後の電池の通電時間の計時開始からの電池電圧の変化を示す電池電圧−時間特性を実測する特性実測手段と、特性実測手段によって実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換時の初期特性として予め定められている交換された電池の種別に応ずる電池電圧−時間特性とを比較する特性比較手段と、特性比較手段の比較結果に基づき、実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していると判断された場合、メモリにおける交換前の電池の通電時間の計時値のバックアップを解除するバックアップ解除手段と、特性比較手段の比較結果に基づき、実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していないと判断された場合、メモリにバックアップされている交換前の電池の通電時間の計時値からの通電時間の計時に遷移させる指令を通電時間計時手段に送る通電時間計時値遷移手段とを設けたものである。
【００１５】
電池には、ある一定の時間までは滑らかに電圧降下し、その間中は電源として使用可能であるが、電池寿命に近づくと急激に電圧降下が生じるという放電特性がある。この放電特性は、電池の種類、容量値、構造や負荷、周囲温度の要素などにより変化する。本発明では、この電池の放電特性に着目し、その電池の交換時の初期特性を定める。例えば、交換される電池の種別が定まっていれば、その電池の種別に応ずる電池電圧−時間特性を交換時の初期特性として定める。交換される電池の種別が定まっておらず、交換時にその種別が指定されたり、その種別が自動的に検知されたりするのであれば、交換される可能性のある電池の種別毎にその電池の種別に応ずる交換時の電池電圧−時間特性を初期特性として定める。
【００１６】
本発明において、電池が交換されると、計時中の交換前の電池の通電時間がクリアされて交換後の電池の通電時間の計時が開始される。この際、一定周期でメモリにバックアップされた通電時間の計時値がメモリの別のエリアに交換前の電池の通電時間の計時値としてバックアップされる。そして、交換後の電池の通電時間の計時開始からの電池電圧の変化を示す電池電圧−時間特性が実測され、この実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と予め定められている交換された電池の種別に応ずる交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）とが比較される。
【００１７】
ここで、実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していると判断されれば、メモリにおける交換前の電池の通電時間の計時値のバックアップが解除される。すなわち、実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していれば、交換された電池は新品の電池であると判断し、メモリにおける交換前の電池の通電時間の計時値のバックアップを解除し、交換された時点から始められているその電池（新品の電池）の通電時間の計時を継続する。
【００１８】
実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していないと判断されれば、メモリにバックアップされている交換前の電池の通電時間の計時値が読み出され、この交換前の電池の通電時間の計時値からの計時が続けられる。すなわち、実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していなければ、交換された電池は新品の電池ではないと判断し、交換された時点から始められているその電池の通電時間の計時値を交換前の電池の通電時間の計時値に遷移させ、この遷移させた交換前の電池の通電時間の計時値から交換後の電池の通電時間の計時を続けさせる。
【００１９】
本発明において、実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致しているか否かの判断は、交換時の初期特性に対して許容範囲（特性の変化幅）を定め、その許容範囲に入っていれば一致、外れていれば不一致と判断したり、実測された電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とのパターン照合を行って、その照合結果がＯＫならば一致、ＮＧならば不一致としたりするなど各種の方法が考えられる。
【００２０】
また、本発明において、電池の種別に応ずる交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）は、温度をパラメータとして定めてもよい。この場合、電池自体の温度又は電池の周囲温度を計測する温度センサを設け、実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換された電池の種別に応ずる温度センサによって計測される温度に対応した交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）とを比較するようにする。
【００２１】
また、本発明において、電池の種別に応ずる交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）は、電流をパラメータとして定めてもよい。この場合、電池から流れる負荷への電流値を計測する電流計測手段を設け、実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換された電池の種別に応ずる電流計測手段によって計測される電流値に対応した交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）とを比較するようにする。
【００２２】
また、本発明において、電池の種別に応ずる交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）は、温度と電流をパラメータとして定めてもよい。この場合、電池自体の温度又は電池の周囲温度を計測する温度センサと電池から流れる負荷への電流値を計測する電流計測手段を設け、実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換された電池の種別に応ずる温度センサによって計測される温度および電流計測手段によって計測される電流値に対応した交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）とを比較するようにする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、電池が交換された場合、計時中の交換前の電池の通電時間をクリアして交換後の電池の通電時間の計時を開始させるとともに、一定周期でメモリにバックアップした通電時間を交換前の電池の通電時間の計時値としてメモリの別のエリアにバックアップさせるようにし、交換後の電池の通電時間の計時開始からの電池電圧の変化を示す電池電圧−時間特性を実測し、この実測した交換後の電池の電池電圧−時間特性と交換時の初期特性として予め定められている交換された電池の種別に応ずる電池電圧−時間特性とを比較し、実測した電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致している場合には、メモリにおける交換前の電池の通電時間の計時値のバックアップを解除し、実測した電池電圧−時間特性と交換時の初期特性とが一致していない場合には、メモリにバックアップされている交換前の電池の通電時間の計時値からの計時に通電時間の計時を遷移させるようにしたので、電池の種類、容量値、構造や負荷、周囲温度の要素などにより電池の放電特性が異なっていても、交換された電池が新品の電池であるか否かを正確に判断して、通電時間の計時を正しく行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示すブロック図である。
【図２】この電池駆動型機器における電池寿命判定装置での新品の電池Ｂに交換された場合（ケース１）の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図３】この電池駆動型機器における電池寿命判定装置での電池Ａが挿抜された場合の動作（ケース２）を説明するためのタイムチャートである。
【図４】図２に示したケース１の動作において電池寿命に達した場合に古い電池に交換された場合の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図５】図３に示したケース２の動作において電池寿命に達した場合に古い電池に交換された場合の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図６】本発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の実施の形態２の要部を示すブロック図である。
【図７】本発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の実施の形態３の要部を示すブロック図である。
【図８】本発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の実施の形態４の要部を示すブロック図である。
【図９】特許文献１に示された方式を採用した電池寿命判定装置において新品の電池に交換される場合の電池電圧と通電時間の計時値の変化を示すタイムチャートである。
【図１０】特許文献１に示された方式を採用した電池寿命判定装置において電池が挿抜された場合の電池電圧と通電時間の計時値の変化を示すタイムチャートである。
【図１１】特許文献２に示された方式を採用した電池寿命判定装置において新品の電池に交換される場合の電池電圧と通電時間の計時値の変化を示すタイムチャートである。
【図１２】特許文献２に示された方式を採用した電池寿命判定装置において電池が挿抜された場合の電池電圧と通電時間の計時値の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示すブロック図である。
【００２６】
同図において、１００は室内型温度センサなどの電池駆動型機器であり、この電池駆動型機器１００に本実施の形態の電池寿命判定装置１０１が搭載されている。１０２は電池駆動型機器１００の動作電源としてセットされている電池、１０３はこの電池１０２からの電源の供給を受ける負荷、１０４は電池１０２からの負荷１０３への電源の供給通路に設けられた電源スイッチである。この例において、電源スイッチ１０４は常時オンとされているものとする。
【００２７】
電池寿命判定装置１０１は、電池１０２から負荷１０３への電源の供給時間を電池１０２の通電時間Ｔとして計時するとともに、一定周期でその時の通電時間Ｔｃをメモリ３にバックアップする通電時間計時部１と、電池電圧ＶＢの０Ｖからの立ち上がりを検出して電池が交換されたと判断し、計時中の交換前の電池の通電時間Ｔをクリアして交換後の電池の通電時間Ｔの計時を開始させる計時開始指令Ｓ１を通電時間計時部１に送るとともに、一定周期でバックアップされたその時の通電時間Ｔｃを交換前の電池の通電時間Ｔの計時値Ｔｂｆとしてメモリ３の別のエリアにバックアップさせる交換前の電池通電時間セーブ指令Ｓ６をメモリ３に送る計時クリア部２と、通電時間計時部１から送られてくるその時の通電時間Ｔｃをバックアップ（記憶保持）するとともに、計時クリア部２から送られてくる交換前の電池通電時間セーブ指令Ｓ６によりその時の通電時間Ｔｃを交換前の電池の通電時間の計時値Ｔｂｆとしてバックアップ（記憶保持）するメモリ３とを備えている。
【００２８】
また、電池寿命判定装置１０１は、交換後の電池の通電時間Ｔの計時開始から予め定められた所定の通電時間Ｔαが経過するまでの間の電池電圧ＶＢの変化を示す電池電圧−時間特性ＦＲを実測する特性実測部４と、交換時の初期特性として予め定められた電池１０２の種別に応ずる電池電圧−時間特性ＦＳを記憶する交換時初期特性記憶部５と、特性実測部４によって実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性ＦＲと交換時初期特性記憶部５に記憶されている電池電圧−時間特性（交換時の初期特性）ＦＳとを比較し両者が一致しているか否かを判断する特性比較部６とを備えている。なお、Ｔαは最大の判定時間であり、時間Ｔα経過しなくても判定が行える場合は、その時点で判定を行う。
【００２９】
また、電池寿命判定装置１０１は、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとが一致している旨の判断結果Ｓ２が特性比較部６から送られてきた場合、メモリ３における交換前の電池の通電時間の計時値Ｔｂｆのバックアップを解除するバックアップ解除部７と、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとが一致していない旨の判断結果Ｓ３が特性比較部６から送られてきた場合、メモリ３にバックアップされている交換前の電池の通電時間の計時値Ｔｂｆを読み出し、この交換前の電池の通電時間の計時値Ｔｂｆからの通電時間の計時に遷移させる指令Ｓ４を通電時間計時部１に送る通電時間計時値遷移部８と、通電時間計時部１によって計時中の電池の通電時間Ｔを監視し、この通電時間Ｔが予め定められている寿命時間Ｔｅｎｄに達した場合に寿命判定信号Ｓ５を出力する寿命判定部９と、この寿命判定部９からの寿命判定信号Ｓ５を受けて電池の寿命を報知する寿命報知部１０とを備えている。
【００３０】
この実施の形態では、説明を単純化するために、使用される電池１０２の種別は１種類であるとし、交換時初期特性記憶部５にはこの電池１０２の種別に応じた１種類の初期特性ＦＳだけが記憶されているものとする。なお、この初期特性ＦＳは、電池１０２の電池駆動型機器１００での使用環境に合わせて、すなわち負荷や周囲温度の要素などを考慮し、固有の電池電圧−時間特性として定めたられているものである。
【００３１】
また、この実施の形態において、特性比較部６での実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとが一致しているか否かの判断は、交換時の初期特性ＦＳに対して新品の電池がとり得る特性の変化幅を許容範囲として定め、この許容範囲に入っていれば一致、外れていれば不一致と判断するものとする。
【００３２】
なお、特性比較部６において、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとのパターン照合を行って、その照合結果がＯＫならば一致、ＮＧならば不一致としたりするなどとしてもよい。
【００３３】
この実施の形態において、電池寿命判定装置１０１は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して制御装置としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。以下、図２〜図５に示すタイムチャートを参照しながら、電池寿命判定装置１０１における特徴的な動作について説明する。
【００３４】
〔ケース１：新品の電池Ｂに交換された場合〕
今、電池１０２として電池Ａがセットされており、この電池Ａを途中で新品の電池Ｂに交換するものとする。この場合、通電時間計時部１は、セットされている電池Ａが取り外されると（図２（ａ）に示すｔ１点）、電池Ａの通電時間Ｔの計時を中断する（図２（ｂ）に示すｔ１点）。
【００３５】
そして、新品の電池Ｂに交換されると（図２（ａ）に示すｔ２点）、計時クリア部２において、電池電圧ＶＢの０Ｖからの立ち上がりを検出し、電池が交換されたと判断する。計時クリア部２は、電池が交換されたと判断すると、計時中の交換前の電池の通電時間Ｔをクリアして交換後の電池の通電時間Ｔの計時を開始させる計時開始指令Ｓ１を通電時間計時部１に送る。これにより、通電時間計時部１は、計時中の交換前の電池Ａの通電時間Ｔをクリアして、交換後の電池Ｂの通電時間Ｔの計時を開始する（図２（ｂ）に示すｔ２点）。また、計時クリア部２は、一定周期でメモリ３にバックアップされたその時の通電時間Ｔｃを交換前の電池Ａの通電時間の計時値Ｔｂｆとしてバックアップする交換前の電池通電時間セーブ指令Ｓ６をメモリ３に送る。
【００３６】
特性実測部４は、交換後の電池Ｂの通電時間Ｔの計時が開始されると、この交換後の電池の通電時間Ｔの計時開始から所定の通電時間Ｔαが経過するまでの間の電池電圧ＶＢの変化を示す電池電圧−時間特性ＦＲを実測する。この場合、特性実測部４は、通電時間計時部１における通電時間Ｔに対して一定の時間間隔を定め、この一定の時間間隔が経過する毎に電池電圧ＶＢの値を取り込み、この取り込んだ電池電圧ＶＢの値をその取り込んだ時の通電時間Ｔの計時値と対応付けることによって、所定の通電時間Ｔαが経過するまでの間の電池電圧−時間特性ＦＲを作成する。なお、Ｔαは最大の判定時間であり、時間Ｔα経過しなくても判定が行える場合は、その時点で判定を行う。
【００３７】
特性実測部４は、その実測した交換後の電池Ｂの電池電圧−時間特性ＦＲを特性比較部６へ送る。特性比較部６は、特性実測部４からの実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性ＦＲと交換時初期特性記憶部５に記憶されている交換時の初期特性ＦＳとを比較し、両者が一致しているか否かを判断する。特性の判断は所定の通電時間Ｔα以内に行うものとする。
【００３８】
この例において、特性比較部６は、実測された電池電圧−時間特性ＦＲが交換時の初期特性ＦＳに対して定められている許容範囲に入っているか否かをチェックし、許容範囲に入っていれば一致、外れていれば不一致と判断する。この場合、交換後の電池Ｂは新品であるので、実測された電池電圧−時間特性ＦＲは許容範囲に入り、交換時の初期特性ＦＳと一致していると判断される。
【００３９】
特性比較部６は、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとが一致していると判断すると、その旨の判断結果Ｓ２をバックアップ解除部７へ送る。バックアップ解除部７は、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとが一致している旨の判断結果Ｓ２が特性比較部６から送られてくると、メモリ３における交換前の電池Ａの通電時間の計測値Ｔｂｆのバックアップを解除する（図２（ａ）に示すｔ３点）。
【００４０】
通電時間計測部１は、メモリ３における交換前の電池Ａの通電時間の計測値Ｔｂｆのバックアップが解除された後も、電池交換が行われた時点から始められている電池Ｂ（新品の電池）の通電時間Ｔの計時を継続する。このようにして新品の電池Ｂの通電時間Ｔの計時が続けられ、通電時間計時部１での通電時間Ｔが寿命時間Ｔｅｎｄに達すると（図２（ｂ）に示すｔ４点）、寿命判定部７から寿命報知部８へ寿命判定信号Ｓ５が出力される（図２（ｃ）に示すｔ４点）。これにより、電池駆動型機器１００が完全に動作不能になる前に、寿命報知部８から電池Ｂの寿命が報知され、新品の電池への交換が促される。通電時間計時部１は、新品の電池への交換を行うために電池Ｂが取り外されると（図２（ａ）に示すｔ５点）、電池Ｂの通電時間Ｔの計時を中断する（図２（ｂ）に示すｔ５点）。
【００４１】
新品の電池Ｃに交換されると（図２（ａ）に示すｔ６点）、電池Ａから電池Ｂに交換された場合と同様にして、計時中の交換前の電池Ｂの通電時間Ｔがクリアされ、交換後の電池Ｃの通電時間Ｔの計時が開始されるとともに（図２（ｂ）に示すｔ６点）、クリアされた交換前の電池Ｂの通電時間の計時値Ｔｂｆがメモリ３にバックアップされる。この場合、通電時間計時部１での通電時間Ｔがクリアされて０からの計時が始められることから、通電時間計時部１での通電時間Ｔの計時値が寿命時間Ｔｅｎｄを下回り、寿命報知部８からの寿命の報知が止まる（図２（ｃ）に示すｔ６点）。
【００４２】
〔ケース２：電池Ａが挿抜された場合〕
今、電池１０２として電池Ａがセットされており、この電池Ａが挿抜されるものとする。この場合、通電時間計時部１は、セットされている電池Ａが取り外されると（図３（ａ）に示すｔ１点）、電池Ａの通電時間Ｔの計時を中断する（図２（ｂ）に示すｔ１点）。
【００４３】
そして、電池Ａが再セットされると（図３（ａ）に示すｔ２点）、計時クリア部２において、電池電圧ＶＢの０Ｖからの立ち上がりを検出し、電池が交換されたと判断する。計時クリア部２は、電池が交換されたと判断すると、計時中の交換前の電池の通電時間Ｔをクリアして交換後の電池の通電時間Ｔの計時を開始させる計時開始指令Ｓ１を通電時間計時部１に送る。
【００４４】
これにより、通電時間計時部１は、計時中の交換前（再セット前）の電池Ａの通電時間Ｔをクリアして、交換後（再セット後）の電池Ａの通電時間Ｔの計時を開始する（図３（ｂ）に示すｔ２点）。また、一定周期でメモリ３にバックアップされたその時の通電時間Ｔｃを交換前の電池Ａの通電時間の計時値Ｔｂｆとしてバックアップする交換前の電池通電時間セーブ指令Ｓ６をメモリ３に送る。
【００４５】
特性実測部４は、交換後（再セット後）の電池Ａの通電時間Ｔの計時が開始されると、この交換後（再セット後）の電池の通電時間Ｔの計時開始から所定の通電時間Ｔαが経過するまでの間の電池電圧ＶＢの変化を示す電池電圧−時間特性ＦＲを実測する。
【００４６】
特性実測部４は、その実測した交換後（再セット後）の電池Ａの電池電圧−時間特性ＦＲを特性比較部６へ送る。特性比較部６は、特性実測部４からの実測された交換後（再セット後）の電池の電池電圧−時間特性ＦＲと交換時初期特性記憶部５に記憶されている交換時の初期特性ＦＳとを比較し、両者が一致しているか否かを判断する。特性の判断は所定の通電時間Ｔα以内に行うものとする。
【００４７】
この例において、特性比較部６は、実測された電池電圧−時間特性ＦＲが交換時の初期特性ＦＳに対して定められている許容範囲に入っているか否かをチェックし、許容範囲に入っていれば一致、外れていれば不一致と判断する。この場合、交換後の電池は使用途中の再セットされた電池Ａであるので、実測された電池電圧−時間特性ＦＲは許容範囲から外れ、交換時の初期特性ＦＳと一致しないと判断される。
【００４８】
特性比較部６は、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとが一致していないと判断すると、その旨の判断結果Ｓ３を通電時間計測値遷移部８へ送る。通電時間計測値遷移部８は、実測された電池電圧−時間特性ＦＲと交換時の初期特性ＦＳとが一致していない旨の判断結果Ｓ３が特性実測部４から送られてくると、メモリ３にバックアップされている交換前（再セット前）の電池Ａの通電時間の計時値Ｔｂｆを読み出し、この交換前（再セット前）の電池Ａの通電時間の計時値Ｔｂｆからの計時に遷移させる指令Ｓ４を通電時間計時部１に送る。
【００４９】
通電時間計時部１は、この通電時間計測値遷移部８からの指令Ｓ４を受けて、電池Ａが交換（再セット）された点から開始されている通電時間の計時値を交換前（再セット前）の電池Ａの通電時間の計時値Ｔｂｆに遷移させ、この遷移させた交換前（再セット前）の電池Ａの通電時間の計時値Ｔｂｆから交換後（再セット後）の電池Ａの通電時間Ｔの計時を続けさせる（図３（ｂ）に示すｔ３点）。
【００５０】
このようにして電池Ａの通電時間Ｔの計時が続けられ、通電時間計時部１での通電時間Ｔが寿命時間Ｔｅｎｄに達すると（図３（ｂ）に示すｔ４点）、寿命判定部７から寿命報知部８へ寿命判定信号Ｓ５が出力される（図３（ｃ）に示すｔ４点）。これにより、電池駆動型機器１００が完全に動作不能になる前に、寿命報知部８から電池Ａの寿命が報知され、新品の電池への交換が促される。通電時間計時部１は、新品の電池への交換を行うために電池Ａが取り外されると（図３（ａ）に示すｔ５点）、電池Ａの通電時間Ｔの計時を中断する（図３（ｂ）に示すｔ５点）。
【００５１】
新品の電池Ｂに交換されると（図３（ａ）に示すｔ６点）、上述したケース１の動作（図２）において電池Ａから新品の電池Ｂに交換された場合と同様にして、計時中の交換前の電池Ａの通電時間Ｔがクリアされ、交換後の電池Ｂの通電時間Ｔの計時が開始されるとともに（図３（ｂ）に示すｔ６点）、クリアされた交換前の電池Ａの通電時間の計時値Ｔｂｆがメモリ３にバックアップされる。この場合、通電時間計時部１での通電時間Ｔがクリアされて０からの計時が始められることから、通電時間計時部１での通電時間Ｔの計時値が寿命時間Ｔｅｎｄを下回り、寿命報知部８からの寿命の報知が止まる（図３（ｃ）に示すｔ６点）。
【００５２】
なお、上述したケース１の動作（図２）では、電池Ｂの通電時間Ｔが寿命時間Ｔｅｎｄに達した場合、新品の電池Ｃに交換されるものとしたが（図２（ａ）に示すｔ６点）、新品ではなく使い込まれた古い電池Ｃ’に交換されたような場合には（図４（ａ）に示すｔ６点）、ケース２（図３）で電池Ａが挿抜された場合と同様にして、計時中の交換前の電池Ｂの通電時間Ｔがクリアされ、交換後の電池Ｃ’の通電時間Ｔの計時が開始されるとともに、クリアされた交換前の電池Ｂの通電時間の計時値Ｔｂｆがメモリ３にバックアップされる。
【００５３】
この場合、通電時間計時部１での通電時間Ｔがクリアされて０からの計時が始められることから（図４（ｂ）に示すｔ６点）、通電時間計時部１での通電時間Ｔの計時値が寿命時間Ｔｅｎｄを下回り、寿命報知部８からの寿命の報知が一時的に止まる（図４（ｃ）に示すｔ６点）。しかし、所定の通電時間Ｔαの経過後は、通電時間計時部１での通電時間Ｔの計時値がバックアップされている交換前の電池Ｂの通電時間の計時値Ｔｂｆに遷移してそこから計時が続けられることから（図４（ｂ）に示すｔ７点）、通電時間計時部１での通電時間Ｔの計時値が寿命時間Ｔｅｎｄを上回ることになり、寿命報知部８からの寿命の報知が再開されるようになる（図４（ｃ）に示すｔ７点）。これにより、作業者は、交換した電池Ｃ’が期待される寿命を満足しない電池であることを認識することができる。
【００５４】
これと同様にして、上述したケース２（図３）でも、新品ではなく使い込まれた古い電池Ｂ’に交換されたような場合（図５（ａ）に示すｔ６点）、寿命報知部８からの寿命の報知が一時的に止まり（図５（ｃ）に示すｔ６点）、所定の通電時間Ｔαの経過後、寿命報知部８からの寿命の報知が再開されるものとなる（図５（ｃ）に示すｔ７点）。これにより、作業者は、交換した電池Ｂ’が期待される寿命を満足しない電池であることを認識することができる。
【００５５】
〔実施の形態２〕
図６に本発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の実施の形態２の要部を示す。この実施の形態２における電池駆動型機器１０１では、電池１０２自体の温度（あるいは周囲の温度）を計測する温度センサ１１を設け、この温度センサ１１が計測する温度ｔｐｖを特性比較部６へ送るようにしている。また、交換時初期特性記憶部５に、電池１０２の種別に応ずる交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）ＦＳを温度をパラメータとして記憶させている。
【００５６】
この実施の形態において、特性比較部６は、温度センサ１１からの計測された温度ｔｐｖに対応した交換時の初期特性ＦＳを交換時初期特性記憶部５から読み出し、実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性ＦＲと計測された温度ｔｐｖに対応した交換時の初期特性ＦＳとを比較し、両者が一致しているか否かを判断する。
【００５７】
この実施の形態では、電池１０２自体の温度（あるいは周囲の温度）に対応した交換時の初期特性ＦＳが選択されて用いられるので、電池１０２の使用時の電池１０２自体の温度（あるいは周期の温度）も考慮に入れて、より適切に新品の電池へ交換されたか否かを判断することができるようになる。
【００５８】
〔実施の形態３〕
図７に本発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の実施の形態３の要部を示す。この実施の形態３における電池駆動型機器１０１では、電池１０２から流れる負荷１０３への電流値を計測する電流計測部１２を設け、この電流計測部１２が計測する電流値Ｉｐｖを特性比較部６へ送るようにしている。また、交換時初期特性記憶部５に、電池１０２の種別に応ずる交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）ＦＳを電流をパラメータとして記憶させている。
【００５９】
この実施の形態において、特性比較部６は、電流計測部１２からの計測された電流値Ｉｐｖに対応した交換時の初期特性ＦＳを交換時初期特性記憶部５から読み出し、実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性ＦＲと計測された電流値Ｉｐｖに対応した電池電圧−時間特性（交換時の初期特性）ＦＳとを比較し、両者が一致しているか否かを判断する。
【００６０】
この実施の形態では、電池１０２から流れる負荷１０３への電流値に対応した交換時の初期特性ＦＳが選択されて用いられるので、電池１０２の使用時の電池１０２から流れる負荷１０３への現在の電流値も考慮に入れて、より適切に新品の電池へ交換されたか否かを判断することができるようになる。
【００６１】
〔実施の形態４〕
図８に本発明に係る電池寿命判定装置を含む電池駆動型機器の実施の形態４の要部を示す。この実施の形態４における電池駆動型機器１０１では、電池１０２自体の温度（あるいは周囲の温度）を計測する温度センサ１１と、電池１０２から流れる負荷１０３への電流値を計測する電流計測部１２とを設け、温度センサ１１が計測する温度ｔｐｖおよび電流計測部１２が計測する電流値Ｉｐｖを特性比較部６へ送るようにしている。また、交換時初期特性記憶部５に、電池１０２の種別に応ずる交換時の初期特性（電池電圧−時間特性）ＦＳを温度および電流をパラメータとして記憶させている。
【００６２】
この実施の形態において、特性比較部６は、温度センサ１１からの計測された温度ｔｐｖおよび電流計測部１２からの計測された電流値Ｉｐｖに対応した交換時の初期特性ＦＳを交換時初期特性記憶部５から読み出し、特性実測部４によって実測された交換後の電池の電池電圧−時間特性ＦＲと計測された温度ｔｐｖおよび電流値Ｉｐｖに対応した交換時の初期特性ＦＳとを比較し、両者が一致しているか否かを判断する。
【００６３】
この実施の形態では、電池１０２自体の温度（あるいは周囲の温度）および電池１０２から流れる負荷１０３への電流値に対応した交換時の初期特性ＦＳが選択されて用いられるので、電池１０２の使用時の電池１０２自体の温度（あるいは周囲の温度）および電池１０２から流れる負荷１０３への現在の電流値も考慮に入れて、より適切に新品の電池へ交換されたか否かを判断することができるようになる。
【００６４】
なお、上述した実施の形態１〜４では、電池寿命判定装置１０１を電池駆動型機器１００に搭載した例で説明したが、必ずしも電池駆動型機器１００に搭載しなくてもよく、電池駆動型機器１００と別体として設けてもよい。
【００６５】
また、上述した実施の形態１〜４では、電源スイッチ１０４は常時オンとされているものとして説明したが、通電時間計時部１では電源スイッチ１０４がオンとされているときの電池１０２の電池電圧ＶＢを入力とし、この電池電圧ＶＢが負荷１０３に供給されている時間を通電時間Ｔとして計時するものであり、電源スイッチ１０４がオフとされている期間の計時は行わない。
【００６６】
また、上述した実施の形態１〜４では、交換時初期特性記憶部５に電池１０２の種別に応じた１種類の初期特性ＦＳを記憶させるようにしたが、交換される可能性のある電池の種別毎にその電池の種別に応ずる交換時の電池電圧−時間特性を初期特性ＦＳとして記憶させるようにしてもよい。この場合、交換時にその電池の種別を指定したり、その電池の種別を自動的に検知するようにして、交換された電池の種別を特性比較部６に知らせるようにするとよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の電池寿命判定装置は、負荷への通電時間に基づいて電池の寿命を判定する装置として、各種の電池の寿命の判定に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…通電時間計測部、２…計時クリア部、３…メモリ、４…特性実測部、５…交換時初期特性記憶部、６…特性比較部、７…バックアップ解除部、８…通電時間計測値遷移部、９…寿命判定部、１０…寿命報知部、１１…温度センサ、１２…電流計測部、１００…電池駆動型機器、１０１…電池寿命判定装置、１０２…電池、１０３…負荷、１０４…電源スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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