(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次電池を使用し、かつ通信手段を備えた計測システムの電池交換時期判別方法において、
前記一次電池の電池電圧と、予め設定された電池交換時期を示す基準電圧とを比較し、該比較結果に基づいて前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続するか否かを監視し、前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続した場合に電池交換時期であると判定し、
電池交換時期であると判定すると、前記監視する手段への電源供給をＯＦＦして前記電池交換時期であることを示す判定の回数をカウントし、当該カウント後に前記監視する手段を駆動させる場合には前記監視回路への電源供給をＯＮにし、前記電池交換時期であることを示す判定が予め定めた所定回数以上行われた場合には、電池交換時期であることを報知する電池交換時期判別方法。
【請求項２】
前記監視する手段への電源供給を停止するように制御する手段が動作状態となる直前のタイミングで取り込んだ前記比較結果に基づいて前記電池交換時期であるか否かを判定する請求項１に記載の電池交換時期判別方法。
【請求項３】
一次電池を使用し、かつ通信手段を備えた計測システムの電池交換時期判別装置において、
前記一次電池の電池電圧と、予め設定された電池交換時期を示す基準電圧とを比較する比較手段と、
前記比較結果に基づいて前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続するか否かを監視し、前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続した場合に電池交換時期であると判定する状態監視手段と、
前記状態監視手段が電池交換時期であると判定すると、前記監視する手段への電源供給をＯＦＦして前記電池交換時期であることを示す判定の回数をカウントし、当該カウント後に前記監視する手段を駆動させる場合には、前記監視回路への電源供給をＯＮにする制御手段と、
前記電池交換時期であることを示す判定が予め定めた所定回数以上、行われた場合に電池交換時期であることを報知する報知手段と、
を有する電池交換時期判別装置。
【請求項４】
前記状態監視手段は、前記制御手段が動作状態となる直前のタイミングで取り込んだ前記比較手段の比較結果に基づいて前記電池交換時期であるか否かを判定する請求項３に記載の電池交換時期判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池交換時期判別方法及び電池交換時期判別装置に係り、特に一次電池を使用した無線テレメータシステム等の通信手段を備えた計測システムにおける電池交換時期を判別するための電池交換時期判別方法及び電池交換時期判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動販売機、料金検出装置等の販売量、使用量、料金等のデータ収集に無線通信を利用したテレメータが用いられるようになってきた。このようなシステムにおいて、テレメータ内には、電気エネルギー供給源として一次電池が用いられている。この一次電池の交換時期を判別する方法としては従来、電池残量に基づいて行っていた。すなわち上記一次電池の電池電圧をアナログ／ディジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す。）によりディジタル情報に変換し、演算器（ＣＰＵ）でＡ／Ｄ変換器の出力として得られる電池電圧のデータを取り込み、このデータを平均化等の処理をすることにより電池残量を監視し、一次電池の交換時期の判別をしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一次電池は図２に示すように放電深度が高くなるにつれて内部抵抗が増加し、例えば、タイミングｔ0におけるように重負荷時（例えば、急激な放電時）に電圧降下が発生する。上記従来例においては、Ａ／Ｄ変換器及び演算器（ＣＰＵ）を用いる為、演算器（ＣＰＵ）が最大周波数で動作中となり、このとき一次電池の電圧降下が一時的に大きくなるが、このような重負荷となるタイミングｔ0において一次電池の電池電圧を検出し、その監視を行っていたために、正確に電池交換時期を判別することができないという問題があった。
【０００４】
また、電池交換までの期間を長く（例えば、１０年）要求されるテレメータにおいては、図６に示すように一次電圧の電池残量の変化が非常に緩やかな為、一次電池交換時期の判別に必要な電池電圧をＡ／Ｄ変換器の精度上、正確に監視することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、負荷やＡ／Ｄ変換器の精度の影響を受けることなく、一次電池交換時期の判別を行うことが可能な電池交換時期判別装置及び電池交換時期判別方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、低消費電力化を図った電池交換時期判別装置及び電池交換時期判別方法を提供することを目的とする。
【０００６】
上記目的を達成するために、以下の手段を採用した。
本発明に係る電池交換時期判別方法は、一次電池を使用し、かつ通信手段を備えた計測システムの電池交換時期判別方法において、前記一次電池の電池電圧と、予め設定された電池交換時期を示す基準電圧とを比較し、該比較結果に基づいて前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続するか否かを監視し、前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続した場合に電池交換時期であると判定し、電池交換時期であると判定すると、前記監視する手段への電源供給をＯＦＦして前記電池交換時期であることを示す判定の回数をカウントし、当該カウント後に前記監視する手段を駆動させる場合には前記監視回路への電源供給をＯＮにし、前記電池交換時期であることを示す判定が予め定めた所定回数以上、行われた場合に電池交換時期であることを報知する。
【０００７】
前記監視する手段への電源供給を停止するように制御する手段が動作状態となる直前のタイミングで取り込んだ前記比較結果に基づいて前記電池交換時期であるか否かを判定することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る電池交換時期判別方法は、一次電池を使用し、かつ通信手段を備えた計測システムの電池交換時期判別装置において、前記一次電池の電池電圧と、予め設定された電池交換時期を示す基準電圧とを比較する比較手段と、前記比較結果に基づいて前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続するか否かを監視し、前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続した場合に電池交換時期であると判定する状態監視手段と、前記状態監視手段が電池交換時期であると判定すると、前記監視する手段への電源供給をＯＦＦして前記電池交換時期であることを示す判定の回数をカウントし、当該カウント後に前記監視する手段を駆動させる場合には、前記監視回路への電源供給をＯＮにする制御手段と、前記電池交換時期であることを示す判定が予め定めた所定回数以上、行われた場合に電池交換時期であることを報知する報知手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
前記状態監視手段は、前記制御手段が動作状態となる直前のタイミングで取り込んだ前記比較手段の比較結果に基づいて前記電池交換時期であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明が適用される無線テレメータ装置の構成を図１に示す。本実施の形態では、無線テレメータ装置を一例として示しているが、本発明をこれらに限定する趣旨ではない。
無線テレメータ装置は、一次電池１０と、電源回路１２と、比較回路１４と、監視回路１６と、電源供給回路１８と、制御回路２０と、無線部２２と、外部インタフェース２４とを有している。
【００１３】
電源回路１２は一次電池１０の電池出力に基づいて各部に電源供給する。また、比較回路１４は、一次電池１０の電池電圧と電池交換時期における電池残量を示す基準電圧とを比較する機能を有する。
監視回路１６は、予め定めた所定の間間隔毎に比較回路１４の出力を取り込み、監視する機能を有する。電源供給回路１８は、制御回路２０の制御下に監視回路１６への電源供給を行い、又は電源供給を停止する機能を有する。制御回路２０は、各部を制御する。無線部２２は、図２に示すようにアンテナ１を介してセンタと所定の間間隔で、通信する機能を有する。
本実施の形態において、比較回路１４は、本発明の比較手段に、監視回路１６は、本発明の状態監視手段に、制御回路２０は、本発明の制御手段に、それぞれ相当する。
【００１４】
次に、図２は図１における回路の動作モード及び負荷状態を示す。同図において、Ｔsは省電力化の為にスリープしているスリープ時間、Ｔｒはウェイクアップ状態にある時間を示している。ここで、ウェイクアップ状態とはＣＰＵが動作する状態、例えば、送受信時の状態を意味する。また、ｔiは、前記比較回路の比較結果を予め定めた所定の間間隔毎に算出するタイミングである。
【００１５】
次に、監視回路１６及びその周辺回路の詳細構成を図３に示す。同図において、監視回路１６はカウンタで構成され、比較回路１４はコンパレータ１４０と、基準電圧発生回路１４１とで構成されている。基準電圧発生回路１４１は、一次電池１０の電池交換時期を示す基準電圧を発生する回路である。
【００１６】
コンパレータ１４０は、一次電池１０（図１）の電池電圧ＶBと、基準電圧ＶREFとを比較し、その比較結果をカウンタ１６のDATA端子に出力する。
カウンタ１６は、例えば送受信時であるウェイクアップのタイミングｔi（図２）における動作信号をトリガ信号としてカウントアップ動作し、DATA端子の入力を監視する。Ｎ（本実施の形態では例えば、Ｎ＝８）カウントするまでにDATA端子の入力状態に変化が無い場合にはＮカウントした時点で、DATA端子に入力された信号を出力端子から出力するようになっている。Ｎカウントするまでに、入力状態が変化した場合には、カウンタ１６はリセットされ、カウントアップを開始する。すなわち、カウンタ１６は、DATA端子の入力状態をカウント毎に所定の間、監視し、Ｎカウントした場合に電池の交換時期になったか否かを示す判別信号を制御回路２０に出力する。この動作タイミングを図４に示す。
【００１７】
上記構成において、一次電池１０の電池電圧ＶBと予め定めた電池交換時期を示す基準電圧ＶREFとを比較する比較回路１４は、常に一次電池１０の電池電圧ＶBの検出、比較を行っている。本実施形態では、一次電池１０の電池電圧ＶBが電池交換時期を示す基準電圧ＶREFより高い場合はハイレベル（Ｈｉ）の信号を、上記基準電圧ＶREFより低い場合はローレベル（Ｌｏ）の信号を出力する。
一次電池１０の電池電圧ＶBが基準電圧ＶREFより低くなると前記比較回路１４の比較結果を予め定めた所定の間、監視する監視回路１６としてのカウンタがリセット解除され、計数可能な状態となる（図４：タイミングｔ1）。
【００１８】
監視回路１６が計数可能な状態中に図２で示した省電力化の為にスリープしている時間Ｔsから例えば、送受信等によりＣＰＵが動作する時間Ｔrへ遷移するタイミングｔiでトリガ信号が制御回路２０から監視回路１６に出力され、１回カウントされる。設定されたカウント回数（Ｎ＝８）に達するまで電池電圧ＶBと予め定めた電池交換時期を示す基準電圧ＶREFと比較する比較回路１４の出力がローレベルを保持していた場合のみ、監視回路（カウンタ）１６は制御回路２０へ電池交換時期である旨の判定信号を出力する（図４：タイミングｔ2）。
【００１９】
次に制御回路の処理内容について図５を参照して説明する。制御回路２０は監視回路１６からの判定信号を取り込み、一次電池１０の電池電圧ＶBが基準電圧ＶREFより低くなったこと示す判定信号を監視回路１６から受けると（ステップ１００）、電力供給回路１８を、電源回路１２を介して駆動し、監視回路１６への電力供給を停止する（ステップ１０２）。
【００２０】
次いで、測定回数ｎをカウントアップし、ｎ＝ｉ（ｉは予め設定した測定回数）であるか否かを判定する（ステップ１０３）。測定回数ｎがｉ未満である場合には、監視回路（カウンタ）１６をリセットした後、電源供給回路１８により監視回路１６を駆動し（ステップ１０４）、処理はステップ１００に戻る。このような処理ステップ（１００〜１０４）を繰り返し、複数回、電池電圧ＶBが基準電圧ＶREFより低くなったことを測定する。
さらに、ステップ１０３で測定回数ｎがｉ以上であると判定された場合、すなわち一次電池１０の電池電圧ＶBが基準電圧ＶREFより低くなったことをｉ回以上測定した場合に、一次電池１０の電池交換時期がきたことを電池交換者へ通知する（ステップ１０５）。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、一次電池の電池電圧と、予め設定された電池交換時期における電池残量を示す基準電圧とを比較し、該比較結果に基づいて前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間（Ｎカウント）継続するか否かを監視し、前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続した場合に電池交換時期であると判定し、監視する手段への電源供給を停止するように制御するので、負荷変動による一時的な電圧降下要素は排除され、簡易な構成で正確に電池交換時期を判別することができる。
また、電池交換時期であることを複数回検出した後に電池交換者へ通知することにより、電池交換者は的確な電池交換を行うことができる。
【００２２】
また、本発明によれば、前記一次電池の電池電圧と、予め設定された電池交換時期における電池残量を示す基準電圧とを比較する比較手段と、前記比較結果に基づいて前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続するか否かを監視し、前記電池電圧が前記基準電圧より低い状態が所定の間継続した場合に電池交換時期であると判定する状態監視手段と、前記状態監視手段が電池交換時期であると判定した場合に、前記状態監視手段への電源供給を停止する制御手段とを有し、前記状態監視手段は、制御手段（ＣＰＵ）の動作に依存しないコンパレータやボルテージディテクタを用いることで、前記制御手段が動作状態となる直前のタイミングで取り込んだ前記比較手段の比較結果に基づいて前記電池交換時期であるか否かを判定するようにしたので、アナログ／ディジタル変換器を用いずに、低消費電力化が図れる。
また、電池交換時期判別後は状態監視手段への電力供給を停止するので、より低消費電力化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用される無線テレメータ装置の構成を示すブロック図。
【図２】  図１に示した無線テレメータ装置の動作モード及び負荷状態を示すタイミングチャート。
【図３】  図１における監視回路及びその周辺回路の詳細構成を示すブロック図。
【図４】  図３に示す監視回路の動作を示すタイミングチャート。
【図５】  図１における制御  回路の処理内容を示すフローチャート。
【図６】  一次電池における負荷と電池電圧との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１０  一次電池
１２  電源回路
１４  比較回路
１６  監視回路
１８  電源供給回路
２０  制御回路
２２  無線部
２４  外部インターフェース
【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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【図６】
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