(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電池と接続される第一端子と、
電気製品と接続される第二端子と、
前記第一端子と前記第二端子との間の電気の流れに起因する磁界の変化に基づき電流値を計測する電流計測部と、
前記電流計測部で計測した電流値をデジタル信号に変換して無線送信する送信部と、
前記送信部からの無線送信を制御する送信機制御部と、
を備え、
前記電流計測部、前記送信部及び前記送信機制御部は、樹脂で密封されていることを特徴とする、
電流値送信機。
【請求項２】
前記第一端子、前記第二端子及び前記電流計測部は、金属板を介して電気的に接続されていることを特徴とする、
請求項１に記載の電流値送信機。
【請求項３】
前記第二端子は、複数であることを特徴とする、
請求項１又は２に記載の電流値送信機。
【請求項４】
前記送信機制御部は、前記デジタル信号を無線送信する際、前記デジタル信号の送信間隔が、直前の前記デジタル信号の送信間隔と異なる間隔で無線送信するように前記送信部を制御することを特徴とする、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電流値送信機。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電流値送信機から送信された前記デジタル信号を受信し、電流値に復号する受信部と、
前記受信部で受信した電流値を表示する表示部と、
周囲の明るさを検出する光検出部と、
前記光検出部で検出した明るさに基づいて前記表示部の光度を変更する受信機制御部と、
を備えたことを特徴とする、
電流値受信機。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の前記電流値送信機と、
請求項５に記載の前記電流値受信機と、
を備えたことを特徴とする、
電流値検出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流値送信機、電流値受信機及びこれらを備えた電流値検出ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、無線通信を利用して計測した電流値及び電圧値を、計測場所から離れた位置に表示する車載バッテリーチェッカーが知られている。例えば、特許文献１には、車に搭載のバッテリーの電圧値及び電流値を計測する計測手段と、該計測手段が計測した計測データで搬送波信号を変調する変調手段と、該変調手段が変調した前記搬送波信号を無線送信する送信手段と、該送信手段が送信した前記搬送波信号を受信する受信手段と、該復調手段が復調して得られた前記計測データに基づいて前記電圧値及び電流値を表示する表示手段とを備えて構成することにより、たとえばスターターキーを操作しているスターター起動時の車に搭載中のバッテリーの電圧・電流計測を容易にした車載バッテリーチェッカーが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７０６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、こうした車載バッテリーチェッカーでは、電流値を計測する際にシャント抵抗を用いているため、計測装置が大型化するという課題がある。また、この電流値を計測する際に発熱するため、電流値が熱に影響される可能性があるという課題がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、熱の発生を抑え、離れた場所に電流値を報知することができる小型の電流値送信機を提供することを主目的とする。また、この電流値送信機から送信された電流値を受信する電流値受信機及びこれらを備えた電流値検出ユニットを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的の少なくとも１つを達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の電流値送信機は、
蓄電池と接続される第一端子と、
電気製品と接続される第二端子と、
前記第一端子と前記第二端子との間の電気の流れに起因する磁界の変化に基づき電流値を計測する電流計測部と、
前記電流計測部で計測した電流値をデジタル信号に変換して無線送信する送信部と、
前記送信部からの無線送信を制御する送信機制御部と、
を備え、
前記電流計測部、前記送信部及び前記送信機制御部は、樹脂で密封されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この電流値送信機は、第一端子を蓄電池に、第二端子を電気製品にそれぞれ接続することで、第一端子と第二端子との間に流れる電気の流れに起因する磁界の変化に基づき電流計測部で電流値を計測し、送信部でデジタル信号に変換し、無線送信する。このように、磁界の変化に基づいて電流値を計測することで、シャント抵抗等を用いること無く電流値を計測することができるため、電流値を計測する際の測定装置を小型化することができる。また、この方式で電流値を計測することにより、電流計測部の発熱を未然に低減することができる。
【０００９】
このとき、本発明の電流値送信機は、前記電流計測部、前記変換部、前記送信部及び前記送信機制御部は、樹脂で密封されていることを特徴とする。計測の際の発熱量を抑えることで、放熱機能を持たせる必要が無いため、樹脂で密封することができる。こうすることで、高い防水性を備え、外部からの水滴等により故障や誤作動する可能性を未然に低減することができる。
【００１０】
更に、本発明の電流値送信機において、前記接続端子と前記電流計測部とは、金属板を介して電気的に接続されていることを特徴としてもよい。こうすることにより、接続部と電流計測部との間を流れる電流量を増大させることができるため、高電流が流れる際に生じる熱の発生を未然に低減することができる。このとき用いられる金属板としては、例えば、銅板や鉄板等、電気伝導性が高い板が好ましい。電気伝導性の高い板を用いることで、高電流が流れた場合であっても、発生する熱を低減することができる。
【００１１】
更にまた、本発明の電流値送信機において、前記正極端子又は負極端子の少なくとも一方の端子は、複数であることを特徴としてもよい。こうすれば、蓄電池に複数の機器を接続する際、一つの接続端子に接続される接続線の数を低減することができる。付言すると、例えば、キャンピングカーに積載された蓄電池のように、複数の電機機器に接続して使用される蓄電池の電流値を計測する際、蓄電池の端子に接続される接続線の数を低減することができるため、利便性を向上することができる。
【００１２】
そして、本発明の電流値送信機において、前記送信機制御部は、前記デジタル信号を無線送信する際、前記デジタル信号の送信間隔が、直前の前記デジタル信号の送信間隔と異なる間隔で無線送信するように前記送信部を制御することを特徴としてもよい。こうすれば、無線送信が可能な範囲内で複数の電流値送信機が使用された場合であっても、最初に無線送信を始めたタイミングによってデジタル信号の送信間隔が異なるため、無線電波が干渉する可能性を未然に低減することができる。加えて、仮に無線電波が干渉したとしても、最初に無線送信を始めたタイミングによってデジタル信号の送信間隔が異なるため、デジタル信号の送信のタイミングが変わることで、自動的に無線電波の干渉を解消することができる。
【００１３】
本発明の電流値受信機は、
上述したいずれかに記載の電流値送信機から送信された前記デジタル信号を受信し、電流値に復号する受信部と、
前記複号部で復号した電流値を表示する表示部と、
周囲の明るさを検出する光検出部と、
前記光検出部で検出した明るさに基づいて前記表示部の光度を変更する受信機制御部と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
この電流値受信機は、上述したいずれかの電流値送信機から送信されたデジタル信号を受信して表示するため、上述したいずれかの電流値送信機の有する効果、例えば、発熱を抑え小型化することができるという効果を得ることができる。加えて、このデジタル電流値受信機は、周囲の明るさを検出する光検出部を備え、光検出部で検出した明るさに基づいて電流値を表示するため、電流値を視認しやすい。
【００１５】
本発明の電流値検出ユニットは、
前記電流値送信機と、
前記電流値受信機と、
を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
この電流値受信機は、上述したいずれかの電流値送信機及び電流値受信機を備えているため、上述したいずれかの電流値送信機及び電流値受信機の有する効果、例えば、装置の小型化及び発熱量の低減という効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、電流値検出ユニット１０の構成の概略を示す模式図である。
【図２】図２は、電流値送信機２０の電気的な接続の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、電流値受信機４０の電気的な接続の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、電流値の検出の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、ＲＯＭ５２に記憶された待機時間テーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態の一例として、電流値検出ユニット１０について詳しく説明する。以下に説明する実施の形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。なお、各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号を付す。
【００１９】
本発明の実施の形態の一例である電流値検出ユニット１０は、図１に示すように、電流値送信機２０と、電流値送信機２０から送信された無線信号を受信可能な電流値受信機４０と、からなる。このように電流値送信機２０と電流値受信機４０とを無線通信で通信可能とすることにより、電流値を測定した場所と電流値を表示する場所とを互いに有線で接続する必要が無い。言い換えると、例えば、キャンピングカーに積載されたバッテリーのように、移動可能なバッテリーを積載する場所と電流値を視認したい場所とを有線で接続する必要が無いため、有線を使用する場合と比較してより設置の際の労力を低減することができる。加えて、電流値受信機４０を携帯可能なものとすることで、無線通信が可能な場所であれば、どこにでも自由に移動し、かつ、電流値を確認することができる。
【００２０】
電流値送信機２０は、図１及び図２に示すように、第一端子２２ａ、第二端子２２ｂ及び第二端子２２ｃ（以下、「接続端子２２」とも言う。）と、電流値検出部２４で検出した電流値を含む情報を送信する無線送信部２８と、電流値検出部２４及び無線送信部２８を制御する送信機制御部３０と、を備えている。このとき、第一端子２２ａと電流値検出部２４とは金属板２６ａで電気的に接続されており、第二端子２２と電流値検出部２４とは金属板２６ｂで電気的に接続されている。この電流値送信機２０は、第一端子２２ａを蓄電池に、第二端子２２ｂ又は第二端子２２ｃを電気製品に繋ぐことで、蓄電池と電気製品との間を流れる電流値を計測し、この電流値を含む情報を無線送信部２８で無線送信する。こうすることにより、電流値を含む情報を有線で接続されていない場所に送信することができる。また、電流値送信機２０は、接続端子２２を除く全体が樹脂でコーティングされている。こうすることにより、電流値送信機２０内の水滴等が入り込んだり、内部に結露が発生したりする可能性を未然に低減し、故障や誤作動が生じる可能性を未然に低減することができる。
【００２１】
接続端子２２は、公知のボルトとナットとの組み合わせからなる。ボルトとナットの組み合わせからなる接続端子は、多くのバッテリー配線の部品として採用されている端子の形状であるため、同様の手順で接続することができ、高い利便性を有する。
【００２２】
電流値検出部２４は、電流に起因する磁界の変化に基づき電流値を計測する素子を含む電流検出部であり、例えば、磁気トンネル接合素子（ＭＪＴ素子）やトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）等の磁気抵抗素子を用いて電流値を計測する電流値検出部である。このような電流検出部としては、例えば、ＬＥＭ社製のＨＡＬ５０等を使用することができる。このような電流値検出部を用いることにより、内部に抵抗を有する電流計を回路に直列に繋いで電流値を測定する場合と比較して、電流値を測定する際の消費電力を低減することができる。また、この電流値検出部２４は、第一端子２２ａと金属板２６ａを介して、また第二端子２２ｂと第二端子２２ｃとは金属板２６ｂを介して、それぞれ電気的に接続されており、金属板２６ａ及び金属板２６ｂと電流値検出部２４との接続部は金属板２６ａ及び金属板２６ｂの表面に電気的に接続されている。こうすることにより、細い配線で接続する場合と比較して電気が流れる際の発熱量を低減することができる。
【００２３】
無線送信部２８は、電流値検出部２４で検出した電流値をデジタル信号に変換し、３１５ＭＨｚ帯を使用して無線送信する公知の送信アンテナである。このような送信アンテナを用いた場合には、例えば、無線ＬＡＮで用いられる各種方式やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式の通信方式を用いる場合と比較して、より消費電力を低減することができる。これらの方式を用いた場合には、送信側と受信側との認証が行われるため通信容量が大きくなり、電力をより多く消費するためである。なお、他の方式の送信アンテナを用いても良いし、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式の通信方式等の使用を排除するものではない。このような通信方式を用いた場合であっても、装置を小型化するという本発明の目的の一つを得ることができる。
【００２４】
送信機制御部３０は、図２に示すように、ＣＰＵ３１を中心とするマイクロコンピュータであり、後述する電流値測定処理ルーチンを含む各種制御プログラムを記憶するＲＯＭ３２と、電流値検出部２４で検出した電流値等を一時的に記憶するＲＡＭ３３と、電流値検出部２４や無線送信部２８等との通信を制御するインタフェース３４（以下、「Ｉ／Ｆ３４」と言う。）と、によって構成されており、バス３５によりそれぞれが電気的に接続されている。なお、同様の処理が可能な集積回路やマイクロチップ等で構成されていても良い。
【００２５】
電流値受信機４０は、図１及び図３に示すように、無線送信部２８で送信された信号を受信する無線受信部４２と、無線受信部４２で受信した電流値を表示する表示部４６と、周囲の明るさを検知する光検出部４４と、表示部４６の表示を制御する受信機制御部５０と、を備えている。この電流値受信機４０は、無線受信部４２で無線送信部２８から送信された信号を受信すると、デジタル信号を複号し、デジタル信号に含まれる電流値を表示部４６で表示する。こうすることにより、電流値検出部２４で検出した電流値を表示部４６に表示することができる。このとき、電流値送信機２０と電流値受信機４０とは、無線通信により情報を送信することができるため、電流値送信機２０と電流値受信機４０とを有線で繋ぐ必要が無い。このため、電流値受信機４０を所望の場所に移動することが可能で有り、電流値検出部２４で検出した値を所望の場所で表示することができる。
【００２６】
無線受信部４２は、無線信号を受信する公知の受信アンテナであり、無線送信部２８で送信されたデジタル信号を受信し、複合することができる。
【００２７】
光検出部４４は、公知のフォトセンサであり、光検出部４４で周囲の光量を検出し、受信機制御部５０に周囲の明るさに関する情報を送信する。受信機制御部５０は、光検出部４４で検出した光量に基づいて表示部４６の明るさを調節する。
【００２８】
表示部４６は、無線受信部４２で受信したデジタル信号に含まれる電流値を表示するものであり、例えば、ＬＥＤが複数設けられているものであってもよい。複数のＬＥＤのうち、所望の数字を形作るＬＥＤのみを点灯することにより、無線受信部４２で受信した電流値に基づいて電流値を表示することができる。このとき、表示部４６で表示される電流値の明るさは、光検出部４４で検出された光の光量に基づいて明るさが調節される。具体的には、光検出部４４で検出された光の光量が所定の値より大きい場合には明るく表示し、所定の値より小さい場合には明るさを抑えて表示する。こうすることにより、野外等明るい場所であっても電流値を視認しやすく、暗い場所では明るさを抑えることで、省電力に資する。
【００２９】
受信機制御部５０は、図３に示すように、ＣＰＵ５１を中心とするマイクロコンピュータであり、後述する光表示部制御処理ルーチンを含む各種制御プログラムを記憶するＲＯＭ５２と、無線受信部４２で受信した無線信号に含まれる電流値に関する情報等を一時的に記憶するＲＡＭ５３と、無線受信部４２や表示部４６、光検出部４４等との通信を制御するインタフェース５４（以下、「Ｉ／Ｆ５４」と言う。）と、によって構成されており、バス５５によりそれぞれが電気的に接続されている。なお、同様の処理が可能な集積回路やマイクロチップ等で構成されていても良い。
【００３０】
次に、電流値検出ユニット１０を用いて電流値を検出する検出方法について、図４を用いて詳しく説明する。ここで図４は、電流値測定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。この電流値測定処理ルーチンは、電流値送信機２０に電力が供給されると、ＣＰＵ３１によってＲＯＭ５２より読み出され、実行される。この電流値測定処理ルーチンが実行されると、図４に示すように、初期設定として変数ｉに値ゼロを設定し、ＲＡＭ３３に変数ｉが一時的に記憶される（ステップＳ１１０）。
【００３１】
続いて、ＣＰＵ３１は、識別情報を取得し（ステップＳ１２０）、取得した識別情報に対応する待機時間をＲＯＭ３２に記憶された待機時間テーブル（図５参照）より読み出して（ステップＳ１３０）、読み出した待機時間だけ待機する（ステップＳ１４０）。具体的には、ＣＰＵ３１は、電流値送信機２０に設けられた図示しない切り替えスイッチがＯＮであるかＯＦＦであるかを判定し、図示しない切り替えスイッチがＯＮの場合には、図５に示す待機時間テーブルのＯＮの行を参照し、変数ｉの値に対応する列に記憶された待機時間をＲＯＭ５２より読み出して、この待機時間だけ待機する。例えば、切り替えスイッチがＯＮである場合であって、本ルーチンが最初に実行された場合には、変数ｉには初期値である値ゼロが設定されているため、対応する時間である１０００ｍｓが読み出され、１０００ｍｓ待機することになる。
【００３２】
次に、ＣＰＵ３１は、電流値検出部２４に電力を供給し、電流値検出部２４を起動する（ステップＳ１５０）。このように、電流値を検出する直前に電流値検出部２４に電力を供給することにより、常に電力を供給する場合と比較して、より省電力に資する。電流値検出部２４に電力が供給されると、電流値検出部２４は電流値の検出を開始し、検出した電流値を出力する（ステップＳ１６０）。
【００３３】
続いて、ＣＰＵ３１が電流値検出部２４から出力された電流値を受信すると、ＣＰＵ３１は無線送信部２８を介して電流値を送信する（ステップＳ１７０）。具体的には、電流値が無線送信部２８に入力されると、無線送信部２８に設けられた図示しないＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換され、無線送信される。この無線送信された電流値が電流値受信機４０に設けられた無線受信部４２で受信されると、ＣＰＵ４１が表示部４６に電流値を表示する。こうすることにより、電流値受信機４０を持ち運ぶことで、所望の場所で電流値を確認することができる。
【００３４】
さて、ステップＳ１７０で電流値を送信した後には、ＣＰＵ３１は、電流値検出部２４への電力の供給を停止する（ステップＳ１８０）。このように、電流値の検出が終わった後に電流値検出部２４への電力の供給を停止することで、より省電力に資する。
【００３５】
続いて、ＣＰＵ３１は、変数ｉに値１を加算し（ステップＳ１９０）、変数ｉの値が値４よりも大きいか否かを判定し（ステップＳ２００）、変数ｉの値が値４よりも大きいと判定した場合には、変数ｉの値から値５を減算して（ステップＳ２１０）、再びステップＳ１３０を実行する。こうすることにより、待機時間テーブルに５種類の待機時間を記憶することにより、５種類の待機時間を周期的に実行することができる。
【００３６】
一方、ステップＳ２００で変数ｉの値が値３以下であると判定した場合には、再びステップＳ１３０を実行する。このような場合には、変数ｉに対応する待機時間が待機時間テーブルに存在するため、ステップＳ２２０を実行する必要が無いためである。
【００３７】
なお、ここでは、識別情報がＯＮの場合を例に説明したが、識別情報がＯＦＦの場合であっても、待機時間を読み出す待機時間テーブルの行が異なるのみで、同様に実行することができる。
【００３８】
以上詳述した本実施の形態の電流値検出ユニット１０は、蓄電池の電極を接続端子２２にそれぞれ接続し、電流に起因する磁界の変化に基づいて電流値を電流値検出部２４で検出し、無線送信部２８でデジタル信号に変換して無線送信する。このように、磁界の変化に基づいて電流値を計測することで、シャント抵抗等を用いること無く電流値を計測することができるため、電流値を計測する際の消費電力量を抑えることができる。また、この方式の電流計測部を採用することにより、電流計測部による発熱を未然に低減することができるため、樹脂で密閉して耐水性を高めることができる。
【００３９】
また、このように高い発熱を伴うこと無く電流値を計測することができるため、電流値送信機２０は、接続端子２２を除く全体が樹脂でコーティングすることができる。こうすることにより、電流値送信機２０内の水滴等が入り込んだり、内部に結露が発生したりする可能性を未然に低減し、故障や誤作動が生じる可能性を未然に低減することができる。
【００４０】
更に、接続端子２２と電流値検出部２４とを互いに金属板２６ａ又は金属板２６ｂを介して接続されているため、高電流が流れる際に生じる熱の発生を未然に低減することができる。言い換えると、自動車や船舶用のバッテリー等の高容量の蓄電池の電流値の測定に、特に適する。
【００４１】
更にまた、接続端子２２は、第二端子が二つ設けられているため、複数の機器を接続する際、一つの接続端子に接続される接続線の数を低減することができる。付言すると、例えば、キャンピングカーに積載された蓄電池のように、複数の電機機器に接続して使用される蓄電池の電流値を計測する際、蓄電池の端子に接続される接続線の数を低減することができるため、利便性を向上することができる。
【００４２】
そして、電流値を検出する際の待機時間が同一では無いため、無線送信が可能な範囲内で複数の電流値送信機が使用された場合であっても、電源を入れたタイミングによってデジタル信号の送信間隔が異なるため、無線電波が干渉する可能性を未然に低減することができる。加えて、仮に無線電波が干渉したとしても、最初に無線送信を始めたタイミングによってデジタル信号の送信間隔が異なるため、デジタル信号の送信のタイミングが変わることで、自動的に無線電波の干渉を解消することができる。
【００４３】
なお、本発明は上述した実施の形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上述した実施の形態では、第二端子を二つ設けるものとしたが、第二端子を３つ以上設けても良いし、１つにしてもよい。いずれの場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
上述した実施の形態では、電流値のみを検出するものとしたが、合わせて電圧値を検出し、電流値と合わせて無線送信してもよい。こうすれば、電流値と電圧値の両方を所望の場所で確認することができる。
【００４６】
上述した実施の形態では、識別情報は図示しないスイッチのＯＮ及びＯＦＦで判定したが、２種類に限定されるものではなく、３種類以上の変換スイッチを用いて３種類以上の識別情報を用いても良いし、予めＲＯＭ３２に識別情報を記憶しておいても良い。いずれの場合であっても、上述した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
上述した実施の形態では、電流送信機２０から送信された無線信号を電流値受信機４０で受信するものとしたが電流値受信機４０に変えて、携帯型情報端末等で受信するものとしてもよい。こうすれば、所定のアプリケーションを携帯型端末に導入することで、新たな電流値受信機４０が無くとも、電流値を確認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上述した実施の形態で示すように、電気分野、特にバッテリーの電流値を測定する測定装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０…電流値検出ユニット、２０…電流値送信機、２２…接続端子、２２ａ…第一端子、２２ｂ…第二端子、２２ｃ…第二端子、２４…電流値検出部、２６ａ…金属板、２６ｂ…金属板、２８…無線送信部、３０…送信機制御部、３１…ＣＰＵ、３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ、３４…インタフェース、３５…バス、４０…電流値受信機、４２…無線受信部、４４…光検出部、４６…表示部、５０…受信機制御部、５１…ＣＰＵ、５２…ＲＯＭ、５３…ＲＡＭ、５４…インタフェース、５５…バス。
【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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