(57)【要約】【課題】放電前後の電池電圧変化による電池交換の誤判定を防止する。【解決手段】商用電源手段１４からの電源での動作中に、主制御手段１０は、電池から印加される電池電圧値が、電池取り外しを判定する所定の閾値を下回った後に、電池の再装着を判定する所定の閾値を上回った際に電池交換が行われたと判断する。この方法により、停電中の放電で下がった電池電圧から、放電を停止した際に再上昇するリバウンド電圧を電池交換と誤判定することを防ぐ。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源からの電源供給を行う商用電源手段と、電池からの電源供給を行う補助電源手段と、電池から印加される電池電圧値を計測して電池の交換の有無を判断する主制御手段を備え、前記商用電源手段からの電源供給による動作中において、前記電池電圧値が、電池取り外しを判定する所定の閾値を下回った後に、電池の再装着を判定する所定の閾値を上回った際に電池交換が行われたと判断する請求項１記載の情報機器。
【請求項２】
主制御手段は、電池の取り外し前の所定期間の電圧値を記憶すると共に、電池の再装着後の所定期間の電池電圧値を計測し、再装着後の電池電圧値が取り外し前の電池電圧値を所定電圧幅以上上回ってない場合に電池の再交換を促す旨の報知を行う請求項１記載の情報機器。
【請求項３】
主制御手段は、電池または電池近傍の温度計測手段を備え、該温度が一定範囲内に有る場合に電池電圧値を計測する請求項１記載の情報機器。
【請求項４】
主制御手段は、電池または電池近傍の温度計測手段を備え、該温度を元に予め記憶しておいた換算方法に従って電池電圧値の温度換算を行う請求項１記載の情報機器。
【請求項５】
主制御手段は、電池電圧値の計測や閾値との判定を行う副制御手段を備え、前記副制御手段との通信により、前記閾値との比較判定結果、若しくは電池交換の判断結果を送受信する請求項１記載の情報機器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の情報機器および各手段の少なくとも一部を動作をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防犯センサや家電機器などを遠隔操作する情報機器において、特に補助電源となる電池の交換を確実に検知する方法を備えた情報機器およびプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家屋侵入による窃盗犯罪の増加に伴い、住居におけるセキュリティシステムの需要が増加している。また、ネット家電システムとして、洗濯機や冷蔵庫をモニタや遠隔操作するシステムも登場している。これらのシステムは、侵入者検知用の複数の防犯センサ機器や各家電機器と、それらの機器と無線や有線により通信して制御したり、外部の情報センタや家人の所有する携帯電話などと情報のやり取りを行う情報機器との組み合わせで構成される。
【０００３】
この種の情報機器は、通常は家庭のコンセントなどから供給される商用電源で動作するが、家人が防犯センサ機器を動作状態にしたり、家電機器に動作予約して外出したりといった機能を有するため、停電時でも一定時間は継続して動作可能なように電池などの補助電源を備えているものが一般的である。
【０００４】
しかし、近年では停電の頻度や復旧までに要する時間が激減してきているため、二次電池に代えて、充放電回路やメンテナンス回路が簡易化できうる一次電池を搭載したものも提案されている。二次電池では、常時充電状態では性能が劣化するため定期的に放電する回路が必要であったりするものや、電圧的には変化がなくてもメモリ効果等で徐々に放電性能が劣化したりするもの、こうしたメンテナンスが比較的簡易なニッカド電池などでは電流密度が小さく補助電源用の筐体スペースが大きく必要となるといった長短があり、ネット家電システムなどにおいて一次電池が選択される要因となっている。
【０００５】
しかし、逆に一次電池は、常に充電の行われているニ次電池と異なり、停電の頻度が低いとはいえ、停電などにより容量の低下した電池を交換せずに継続使用している場合には、万が一外出中に長時間の停電が発生した場合には、充分な時間の間継続してバックアップ動作ができない場合がありうる。こうした電池切れの場合には、外出中に電池交換のブザーなどの報知をされても、ユーザは電池交換などの対処をすることができないため、電池の残量や交換を確実に検知しなければならない。
【０００６】
一般に、電池残量や電池交換を検知する方法としては、一定の閾値を設けて電池の端子電圧がこれを上回るか下回っているかにより電池交換の要否を判断したり、電池に一定に負荷を掛けて電流を放電させ、その場合の電池電圧の降下幅を判定して電池残量の多少を判定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０５―２３２２０１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般に電池電圧は放電中は低下し、放電を停止した場合には徐々に上昇して復帰するため、これを新規電池に交換したと誤判定する場合がありうる。また、一般に電池電圧は温度特性を持っておるため、温度変化によりが端子変化し、これを新規電池に交換したと誤判定するといった場合もありうる。
【０００９】
また、放電を行わせる方法では、充電の不可な一次電池では、検知のたびに放電を行うことになり電池容量を浪費してしまうことになる。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するためのもので、新規電池への交換を商用電源での動作により情報機器が動作している状態に限定して、交換中の電池電圧の変化を監視することにより、一旦電池電圧が抜き取りを示す閾値と比較することにより電池が一旦抜かれてからの電池電圧の上昇を検知するようにしている。
【００１１】
このようにして、電池が確実に交換されたことを検知することにより、残容量の少ない電池が装着されたままとなり、万が一の停電の際に不用意に電池動作時間が短くなることのない、信頼性の高い情報機器の提供を実現することができるものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の情報機器は、商用電源からの電源供給を行う商用電源手段と、電池からの電源供給を行う補助電源手段と、電池から印加される電池電圧値を計測して電池の交換の有無を判断する主制御手段を備え、前記商用電源手段からの電源供給による動作中において、前記電池電圧値が、電池取り外しを判定する所定の閾値を下回った後に、電池の再装着を判定する所定の閾値を上回った際に電池交換が行われたと判断するように構成している。
【００１３】
以上のような構成とすることにより、同じ電池の電池電圧が放電前後で変化する復帰電圧による交換判定の誤りを無くし、より信頼性の高い情報機器を提供できるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、商用電源からの電源供給を行う商用電源手段と、電池からの電源供給を行う補助電源手段と、電池から印加される電池電圧値を計測して電池の交換の有無を判断する主制御手段を備え、前記商用電源手段からの電源供給による動作中において、前記電池電圧値が、電池取り外しを判定する所定の閾値を下回った後に、電池の再装着を判定する所定の閾値を上回った際に電池交換が行われたと判断するように構成している。本構成により、電池からの放電量による電池電圧の変化により電池交換の判断を誤らない確実な電池交換の判定ができうるものである。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１の発明に加えて、主制御手段は、電池の取り外し前の所定期間の電圧値を記憶すると共に、電池の再装着後の所定期間の電池電圧値を計測し、再装着後の電池電圧値が取り外し前の電池電圧値を所定電圧幅以上上回ってない場合に電池の再交換を促す旨の報知を行う構成としている。本構成により、交換前と同じ電池や使い古しの電池の装着を検知しユーザに再交換の報知ができうるものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１の発明に加えて、主制御手段は、電池または電池近傍の温度計測手段を備え、該温度が一定範囲内に有る場合に電池電圧値を計測する構成にしている。この構成により、温度特性による電池電圧の変化に影響されない、より正確な電池交換の判定ができうるようにしている。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１の発明に加えて、主制御手段は、電池または電池近傍の温度計測手段を備え、該温度を元に予め記憶しておいた換算方法に従って電池電圧値の温度換算を行う構成にしている。この構成により、温度特性による電池電圧の変化に影響されない、更に正確な電池交換の判定ができうるようにしている。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１の発明に加えて、主制御手段は、電池電圧値の計測や閾値との判定を行う副制御手段を備え、前記副制御手段との通信により、閾値との判定結果、若しくは電池交換の判断結果を送受信する構成にしている。この構成により、電池電圧値の計測が他の処理内容の負荷に関らず、短周期のサンプリング間隔で実現でき、より正確な電池交換の判定ができうるようにしている。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の情報機器および各手段の動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供するものである。従って、プログラムであるので汎用コンピュータや携帯情報端末を用いて本発明の情報機器の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施例１）
実施例１の情報機器について図面を参照しながら説明する。図１は本発明における情報機器を備えて構成するシステムの一例として、実施例１におけるセキュリティシステムの概略模式図を示すものである。以下に本実施例における構成を説明する。
【００２２】
図１の１は、セキュリティシステムを制御する中央制御装置となる情報機器である。２〜４はセキュリティ用途の端末センサ機器の例であり、２は人の動きを赤外線などで検知する人感センサ、３、４は扉や窓の開閉を磁気スイッチなどにより検知する開閉センサである。５はインターネット回線や電話回線などの公衆回線網、８は外出した家人の所有する携帯電話、９は外部の契約会社などが運用しているサーバ等から構成された情報センタである。情報機器１は、人感センサ２などから侵入者を検知する旨の電文を受けると、公衆回線網５を介して情報センタ９にその検知情報をアップロードしたり、携帯電話８に電話や電子メールで通報を行う。また、外出先から携帯電話８により宅内のセンサ機器を検知停止の状態から検知を行う稼動状態へ設定切替えするなどの遠隔サービスを行うことができるよう構成する。
【００２３】
図２は、図１における情報機器１の内部ブロック図の一例を示しており、１０は情報機器１全体を制御する主制御手段、１１は人感センサ２などと通信を行う通信手段、１２はユーザへ情報を表示したり音声で知らせたりといった報知処理やユーザからの操作を受けつける表示操作手段である。１５は停電時に電池からの電源供給を行う補助電源手段であり、１４は家庭のコンセントなどからの電源供給を行う商用電源手段である。１３は補助電源手段１５と商用電源手段１４からの電源を切替える電源切替手段である。主制御手段１は商用電源手段１４および補助電源手段１５に印加される電圧を監視しており、主制御手段１０は停電などにより商用電源手段１４からの電源が供給できなくなった場合には、電源切替手段１３に制御信号を送って補助電源手段１５からの電源供給に切替える。主制御手段１０はマイコンとその周辺回路およびマイコンのプログラムで構成するが、その他の手段の制御プログラムも主制御装置１０を構成するマイコン上で動作するプログラムであってもよい。また、電源切替手段１３は主制御手段１０を介さずとも、商用電源手段１４からの供給電圧が低下した場合には補助電源手段１５に自動的に切り替わるようにコンパレータ回路などのハードウェアで構成しても構わない。
【００２４】
通常、人感センサ２や開閉センサ３、４は、情報機器１からの「警戒設定」や、警戒をしない状態の「解除設定」などの指示電文を、通信手段１１を介して受けて動作設定される。例えば、「警戒設定」時は、各センサが侵入者など人の動きを検出して警報を吹鳴したり、情報機器１への通報を行う設定状態であり、「解除設定」は、家人が在宅する際に家人自身が各センサに検出されて警報がなることが無い様に警報を吹鳴しないようにする他、各センサに電源供給をしないようにして省電力化する設定状態である。
【００２５】
情報機器１は、非停電時は商用電源手段１４からの電源供給により動作しているが、停電が発生した場合には主制御手段１０からの制御により、電源切替手段１３が補助電源手段１５に切替えて動作を継続する。図２の補助電源手段１５では、一般的に電力会社の統計データなど参考として停電頻度が低下していることを踏まえ、乾電池などの一次電池で構成している。、一次電池で構成することにより、従来一般的であった二次電池の場合に比べ充放電回路や制御回路を簡易に構成できる商業上のメリットを生み出している。
【００２６】
一次電池は年間の停電時間統計などから停電中に動作を継続するのに充分な容量の電池で構成するが、万が一、地域性や設備停電により高頻度・長時間の停電が発生していた場合には電池容量が低下して電池交換の必要が生じた場合に、電池交換がされないままの場合には、「警戒設定」で外出中に停電が起こり、すぐさま電池容量が不足して情報機器１がダウンするといったケースも起こり得る。このため、こうしたセキュリティシステムなどでは、電池交換は特に確実に検知されなければならない。
【００２７】
電池容量が不足した場合して電池交換の必要が生じた場合には、電池が交換されるまで、表示操作手段１２に「電池を交換して下さい」といった補助画面を定期的にポップアップ表示したり、音声で通知したりする方法や、”要電池交換”を示すＬＥＤなどを表示操作手段１２に設けて、このＬＥＤを点灯させる。電池交換の完了はこうした電池交換を要求する旨の表示や通知がなされなくなることで確認できる。更に、加えて電池交換が完了した時点で、「電池交換が完了しました。」といった確認の補助画面を表示操作手段１２に表示するものであっても構わない。
【００２８】
図３に、停電時から電池交換されるまでの電池電圧と時間経過を示すグラフの一例を示す。縦軸は、電池から情報機器１内部に印加される電池電圧Ｖｂを示しており、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２は主制御手段１０が電池の状態を判定するための閾値である。電池電圧Ｖｂの計測回路は、電池が取り外された場合は０Ｖが計測されるように構成する。ここで図３のＶ０は電池の取り外しを判断するための閾値で、Ｖｂ≦Ｖ０の場合に電池が外された状態であると判断する。Ｖ１は電池の残量が低下して電池交換が必要なことを判定するための閾値で、Ｖｂ≦Ｖ１の場合に電池の残容量が不足している状態であると判断し、主制御手段１０は電池交換が必要である事を意味するプログラムＲＡＭ上の「要電池交換フラグ」をＯＮにして、これ以後、電池交換が完了するまで記憶する。Ｖ２は新しい電池が装着されたことを判定するための閾値であり、Ｖ２≦Ｖｂの場合に新しい電池に交換されて装着された状態であると判断する。
【００２９】
図３の横軸は時間経過を示しており、Ｔ０〜Ｔ６は代表的な状態での時刻を示す。図３では、時刻Ｔ０で停電となり補助電源手段１５に切り替わり電池からの電源供給が始ると、電池電圧Ｖｂが徐々に低下し、時刻Ｔ１で電池交換が必要と判定するＶｂ＝Ｖ１となり、主制御手段１０はシャットダウン処理を行って情報機器１を停止する。停電が回復し、商用電源手段１４から情報機器１が再び動作を始める。情報機器１が動作を停止した時点で電池からの電源供給は停止し放電が停止されるため、電池電圧Ｖｂは徐々に回復して上昇する。時刻Ｔ２では、電池交換が完了したと判断するＶｂ＝Ｖ２に達する。Ｖ２≦Ｖｂのみで電池交換を判断すると、図３の本ケースのように電池交換がなされていないにも関らず、”電池が交換された”と判断してしまう不都合が生じ得る。従って、本発明では、次に説明する条件を満たして、電池交換を判断する。
【００３０】
時刻Ｔ３〜Ｔ４でユーザが電池を取り外そうとすると、操作の際に電池が端子と接触と非接触が細かく起こるチャタリング電圧が発生し、時刻Ｔ４で電池が取り外されて電池電圧Ｖｂが一旦０Ｖ付近になる。再度新しい電池が挿入されると、時刻Ｔ５〜Ｔ６で再び電池装着の際のチャタリング電圧が発生し、時刻Ｔ６で電池の交換が終了し、Ｖ２≦Ｖｂとなる。本発明では、図３のように、一旦電池交換が必要と判定した以降は、情報機器１が商用電源手段１４で動作中のみに電池交換の判定を限定することで、主制御手段１０で電圧を監視しながら一旦電池が取り外されたＶｂ≦Ｖ０の状態になって以降Ｖ２≦Ｖｂとなって初めて電池交換が完了したと判断することで、電池の放電停止による電圧回復による電池交換判定の不具合を回避した確実な判定ができうるものである。
【００３１】
最後に、図４に、この電池交換判定における主制御手段１０の制御フローを示す。まず、主制御手段１０は、ステップＳ４１では電池電圧Ｖｂを定時処理で監視し、電池電圧Ｖｂが電池交換電圧Ｖ１を下回ったかどうかを判定し、下回っていなければ（ＮＯ）監視を継続し、下回っていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４２に進んでプログラムＲＡＭに記憶している「要電池交換フラグ」をＯＮにしステップ４３に進む。停電中であった場合には、情報機器１をシャットダウンして動作停止し、停電が復帰した場合に情報機器１が再度ブートして動作再開した際に、「要電池交換フラグ」をＯＮであることを確認してステップＳ４３に進む。ステップＳ４３では電池電圧Ｖｂを定時処理で監視し、電池電圧Ｖｂが電池を外したことを判定する電池抜き電圧Ｖ０を下回ったかどうかを判定し、下回っていなければ（ＮＯ）監視を継続し、下回っていれば（ＹＥＳ）ステップ４４に進む。ステップＳ４４では電池電圧Ｖｂを定時処理で監視し、電池電圧Ｖｂが電池装着電圧Ｖ０を上回ったかどうかを判定し、上回っていなければ（ＮＯ）監視を継続し、上回っていれば（ＹＥＳ）、「要電池交換フラグ」をＯＦＦにして交換判定処理を終了する。
【００３２】
また、以上の説明に加えて、同じ電池が一旦抜かれて再度装着される場合や、使い古しの電池を装着される場合を判定し、表示操作手段１２に注意や入れ替えを促す旨の報知する構成も有効である。こうした不適切な電池を判定する方法の一例としては、以下に説明する方法で実現できる。
【００３３】
「電池の取り外し前の所定期間」として、電池が抜かれるとして直前の時刻帯（図３ではＴ２〜Ｔ３の区間）に所定の時間幅を設定して、この所定期間での電池電圧平均値Ｖｂｏを記憶しておき、電池が装着されなおした「再装着後の所定期間」として時刻帯（図３ではＴ６〜の区間）に設定した所定の時間幅での電池電圧平均値Ｖｂｎと比較し、所定の電圧幅Ｖα以上上回っているかどうか（Ｖｂｏ＋Ｖα≦Ｖｂｎ）を判定する方法がある。通常、容量の少なくなった電池は、新しい電池に比べて０．３Ｖ〜１Ｖ程度は電池電圧が低いため、以上の方法のように電池の交換前後の所定期間での電池電圧値を比較すれば、新しい電池か容量の少なくなった電池かを判別できるものである。
【００３４】
なお、所定期間の時間幅は、電池電圧値を測定する回路構成にも左右されるが、一般には電池電圧値が安定的にできる数分間で充分である。
【００３５】
更に、電池電圧は温度特性を持っているため、情報機器１の機器内温度により電池電圧を補正すればより正確な検知が可能となる。補正の方法としては、情報機器１内に電池近傍の温度計測手段を設け、放熱などにより機器内が一定温度範囲に達してから電池電圧を計測する方法や、所定温度と電池近傍温度での電池電圧の換算式や換算テーブルをプログラムＲＡＭに記憶しておき、所定温度に換算して判定を行う方法が有効である。
【００３６】
なお、情報機器１の主制御手段１０はオペレーティングシステムで制御している場合が一般的であるため、定時処理の負荷や即時性の面を考慮すれば、電源切替手段１３などに別のマイコンを構成して分散処理化し、主制御手段１３の別の処理を行うマイコンとは判定結果のみをマイコン間通信するように構成することも可能である。特に、このような分散処理構成では、情報機器１のハードウェア構成に依存する部分のプログラムを局所化できうるため、将来的な情報機器１の変更や、アプリケーションソフトウェアや各手段のプログラムバージョンアップに伴うの工数が削減できる効果も実現できる。
【００３７】
また、本実施例では、主に防犯センサ関連のセンサから構成するセキュリティシステムを例に挙げて説明したが、情報機器が洗濯機やエアコンなどの家電機器を遠隔操作するネット家電システムなどであっても構わないものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の情報機器およびプログラムは、商用電源からの電源供給を行う商用電源手段と、電池からの電源供給を行う補助電源手段と、電池から印加される電池電圧値を計測して電池の交換を判断する主制御手段を備え、前記商用電源手段からの電源供給による動作中において、前記電池電圧値が、電池取り外しを判定する所定の閾値を下回った後に、電池の再装着を判定する所定の閾値を上回った際に電池交換が行われたと判断するように構成している。
【００３９】
以上のような構成とすることにより、同じ電池の電池電圧が放電前後で変化する復帰電圧による交換判定の誤りを無くし、より信頼性の高い情報機器を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における情報機器を備えたセキュリティシステムの構成図
【図２】本発明の実施例１における情報機器の機能ブロック図
【図３】本発明の実施例１における電池の交換前後の電池電圧値の時間変化を示したグラフ
【図４】本発明の実施例１における電池の交換判定を行う制御フロー図
【符号の説明】
１  情報機器
２  人感センサ
３  開閉センサ
４  開閉センサ
５  公衆回線網
８  携帯電話
９  情報センタ
１０  主制御手段
１１  通信手段
１２  表示操作手段
１３  電源切替手段
１４  商用電源手段
１５  補助電源手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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