(57)【要約】  本発明は、電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を出力するためのエネルギ利用量出力装置に関する。本発明のエネルギ利用量出力装置は、電気エネルギ蓄積器の残余容量を求める残余容量算出ユニット（１５）と、電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費率を求める電力消費率算出ユニット（１４）と、求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、この情報をユーザに出力する出力ユニット（１８）とを備えている。
2012507257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を出力するためのエネルギ利用量出力装置であって、
当該のエネルギ利用量出力装置は、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求める残余容量算出ユニット（１５）と、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費率を求める電力消費率算出ユニット（１４）と、
求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、該情報をユーザに出力する出力ユニット（１８）と
を備えている
ことを特徴とするエネルギ利用量出力装置。
【請求項２】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を設定するためのエネルギ利用量設定装置であって、
当該のエネルギ利用量設定装置は、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求める残余容量算出ユニット（１５）と、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費率を求める電力消費率算出ユニット（１４）と、
所望の残余利用能力に関するデータを受信する受信ユニットと、
受信された所望の残余利用能力に関するデータと求められた電力消費率とに基づいて、前記電気的負荷が少なくとも所望の残余利用能力で動作するように駆動する駆動ユニットと
を備えている
ことを特徴とするエネルギ利用量設定装置。
【請求項３】
前記電力消費率算出ユニットは、その時点の駆動モードに対する前記電気的負荷の電力消費率をメモリへ問い合わせるように構成されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
個々の駆動モードにおいてそれぞれ異なる電力が前記電気エネルギ蓄積器から取り出される場合に、前記電力消費率算出ユニットは、複数の駆動モードのそれぞれに対する前記電気的負荷の電力消費率を求めるように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記電力消費率算出ユニットは、さらに、前記電気的負荷を種々の駆動モードのあいだで切り換える切換ユニット（１７）を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記残余容量算出ユニットは、前記電気エネルギ蓄積器の電圧および／または前記電気エネルギ蓄積器の電流を評価することにより、例えば該電流と該電圧との線形関係を評価することにより、前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記電力消費率は、１作業サイクル、１時間単位または１作業区間における前記電気的負荷の電力消費量に相当する、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記最大利用能力に関する情報は、最大作業可能サイクル数、最大動作可能時間または最大到達可能距離に相当する、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記所望の残余利用能力は、前記電気的負荷の所望の作業サイクル数、所望の動作時間または所望の到達距離に相当する、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
電気的負荷に対する最大給電エネルギを形成する電気エネルギ蓄積器（１２）と、
該電気エネルギ蓄積器に接続された、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置と、
前記電気エネルギ蓄積器および前記装置に結合された電気的負荷（１６）と
を備えている
ことを特徴とする電気機器（１０）。
【請求項１１】
請求項１０記載の電気機器（１０）を含む
ことを特徴とする電動工具、電気自動車またはバッテリ式照明機器。
【請求項１２】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を出力する方法であって、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ（２２）、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ（２４）、および、
求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、該情報を出力するステップ（２６）
を備えている
ことを特徴とする電気的負荷の残余利用能力を出力する方法。
【請求項１３】
前記最大利用能力に関する情報として、所望の作業サイクル数、所望の動作時間または所望の到達距離を設定し、前記電気的負荷を、受信された作業サイクル数、動作時間または到達距離に関するデータと求められた電力消費率とを用いて、前記電気的負荷がデータに示されている作業サイクル数、動作時間または到達距離で動作するように駆動する、請求項１２記載の電気的負荷の残余利用能力を出力する方法。
【請求項１４】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を設定する方法であって、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ（２２）、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ（２４）、
所望の残余利用能力に関するデータを受信するステップ、および、
受信された所望の残余利用能力に関するデータと求められた電力消費率とを用いて、前記電気的負荷が少なくとも所望の残余利用能力で動作するように駆動するステップ
を備えている
ことを特徴とする電気的負荷の残余利用能力を出力する方法。
【請求項１５】
データ処理装置上で実行され、請求項１２または１４記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラムコードを含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザが簡単に電気的負荷の残余利用能力を予測または設定できる、エネルギ利用量出力装置、および、残余利用能力を出力する方法に関する。
【０００２】
従来技術
こんにち、バッテリ、アキュムレータなどのエネルギ蓄積器によって駆動される機器、例えば懐中電灯では、つねに、輝度を保つという最大出力に関するユーザ側の目的と、照明時間をできるだけ長くするという動作可能時間に関する目的との折り合いをつけることが模索されている。例えば、ふつう懐中電灯では、電力消費量の小さい発光ダイオードなどの適切な発光体と、最大容量を有する適切なアキュムレータとを選択することにより、前述した目的が双方とも考慮される。
【０００３】
しかし、価格や重量などの副次的な目標から制限が設けられることが多く、このため、上述した例で云えば、懐中電灯のコンセプトを定める際に、最大光出力または最大照明可能期間のいずれか一方をあらかじめ定めなければならないこともある。したがって、設計時には、ユーザにとって可能な利用分野の自由度がきわめて小さくなる。また、ユーザ側では、別のエネルギ蓄積器を購入して後から照明可能期間を延ばすほかない。ただし、こうした懐中電灯をどんな作業に利用するかによって、最大光出力または最大照明可能期間が必要ない場合も存在する。
【０００４】
フレキシブルでない構成に起因する同様の問題は、エネルギ蓄積器によって駆動される機器、例えばバッテリ式電動工具、バッテリ式草刈機、電気自動車などにおいても見られる。
【０００５】
したがって、本発明の課題は、電気機器のユーザに対して、当該の電気機器の利用可能度を明示し、電気機器をいっそうフレキシブルに利用できるようにすることである。
【０００６】
発明の開示
この課題は、独立請求項の特徴を有するエネルギ利用量出力装置、エネルギ利用量設定装置、電気的負荷の残余利用能力を出力する方法、および、電気的負荷の残余利用能力を設定する方法に関する。
【０００７】
本発明の有利な実施形態は従属請求項に示されている。
【０００８】
本発明は、電気エネルギ蓄積器に接続された電気的負荷の残余利用能力を出力するためのエネルギ利用量出力装置に関しており、当該のエネルギ利用量出力装置は、電気エネルギ蓄積器の残余容量を求める残余容量算出ユニットと、電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費率を求める電力消費率算出ユニットと、求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、この情報を当該のエネルギ利用量出力装置のユーザに出力する出力ユニットとを備えていることを特徴とする。有利には、電力消費率は、１作業サイクル、１時間単位または１作業区間における電気的負荷の電力消費量に相当し、最大利用能力に関する情報は、最大作業可能サイクル数、最大動作可能時間または最大到達可能距離に相当する。
【０００９】
さらに、本発明は、電気エネルギ蓄積器に接続された電気的負荷の残余利用能力を出力する方法に関しており、当該の方法は、電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ、電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ、および、求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、この情報を出力するステップを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明は、設定された駆動モードにおける電気エネルギ蓄積器の残余利用能力（残余利用可能度）を求めることにより、電気エネルギ蓄積器が空になるまでに電気的負荷をどれだけの時間どれだけの頻度で利用できるかをユーザが予測できるという認識に基づいている。ここでの電気負荷は、電気自動車または電動工具のモータ、あるいは、電気的に駆動される照明器具などである。最大利用能力は、例えば、その時点で設定されている駆動モードのもとで電気的負荷の平均電力消費量を求め、当該の平均電力消費量につき外挿を行って将来値を得ることにより、予測される。電気的負荷の瞬時の残余能力が既知となり、外挿によって将来の電力消費量が得られることにより、電気エネルギ蓄積器内に存在する電気的負荷を駆動するためのエネルギをどれだけの作業サイクル数に対して充分に利用できるか、または、電気自動車であればどれだけの到達距離に対して充分に利用できるかを、簡単に求めることができる。
【００１１】
本発明は、ユーザ自らが、電気エネルギ蓄積器が空にならずそこから電気エネルギを引き出せるか期間を（充分な精度で）見積もらなくて良いという利点を有する。このため、ユーザは、電気的負荷を利用するとき、電気エネルギ蓄積器内に残っている利用可能なエネルギ量を設定し、場合によっては電気的負荷の動作のうち必須でないものを回避する。例えば、夜間、バッテリ式ランプの光量が長時間にわたって充分には得られないのであれば、タイヤ交換を迅速に行えばよい。このようにすれば、ユーザに対して、電気的負荷へ供給されるべきエネルギが急激に低下することへの警告を早期に発する必要がなくなる。なぜなら、残っている利用能力が連続的に表示されるからである。
【００１２】
さらに、本発明は、電気エネルギ蓄積器に接続された電気的負荷の残余利用能力を設定するためのエネルギ利用量設定装置に関しており、当該のエネルギ利用量設定装置は、電気エネルギ蓄積器の残余容量を形成する残余容量算出ユニットと、電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費率を求める電力消費率算出ユニットと、所望の残余利用能力に関するデータを受信する受信ユニットと、受信された所望の残余利用能力に関するデータと求められた電力消費率とに基づいて、電気的負荷が少なくとも所望の残余利用能力で動作するように駆動する駆動ユニットとを備えていることを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明は、電気エネルギ蓄積器に接続された電気的負荷の残余利用能力を設定する方法に関しており、当該の方法は、電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ、電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ、所望の残余利用能力に関するデータを受信するステップ、および、受信された所望の残余利用能力に関するデータと求められた電力消費率とに基づいて、電気的負荷が少なくとも所望の残余利用能力で動作するように駆動するステップを備えていることを特徴とする。
【００１４】
ユーザは、電気的負荷を用いた作業や運転の開始時に、自身の利用に関する要求のレベルを、例えば必要な作業サイクル数、必要な動作時間などの形態で予測していることが多い。エネルギ量を設定する装置があれば、ユーザは残余利用能力を予め知って、電気的負荷の最適な駆動モードを、その時点での駆動モードにおける電力消費量と電気エネルギ蓄積器の残余容量とに基づいて、調整することができる。ユーザの利用に関する要求は、動作時間、作業サイクル数（例えばバッテリ式ドライバーのねじ回し工程数やモータの回転数など）、自動車の到達距離などとして示される。これにより、ユーザは、利用要求に対する充分な残余容量が設定されるように、電気的負荷の最適な駆動モードを簡単に選択できる。
【００１５】
本発明の有利な実施形態では、電力消費率算出ユニットは、その時点の駆動モードに対する電気的負荷の電力消費率をメモリへ問い合わせるように構成されている。これにより、メーカの工場において求められたその時点の駆動モードに対する電気的負荷の電力消費率を設定でき、所定の時間にわたる測定によって電力消費量を求める必要がなくなる。これにより、電気的負荷の最大利用能力および電気エネルギ蓄積器内に残っているエネルギ量の正確なデータが迅速に得られるので有利である。
【００１６】
有利には、個々の駆動モードにおいてそれぞれ異なる電力が電気エネルギ蓄積器から取り出される場合に、電力消費率算出ユニットは、複数の駆動モードのそれぞれに対する電気的負荷の電力消費率を求めるように構成されている。これにより、高い電力消費をともなう駆動モードから低い電力消費をともなう駆動モードへの切り換えが行われるので、電気エネルギ蓄積器のエネルギが節約され、長い利用時間が保証される。また、種々の駆動モードで電気的負荷の残余利用能力をつねに求めることができるので、エネルギ利用量出力装置のユーザは所望の目的や利用時間に合った駆動モードを設定したり選択したりできるようになる。
【００１７】
さらに、電力消費率算出ユニットは、電気的負荷を種々の駆動モードのあいだで切り換える切換ユニットを含む。これにより、有利には、ユーザがエネルギ利用量出力装置の駆動時に電気的負荷の利用時間を延長または短縮し、電気エネルギ蓄積器が延長または短縮される利用時間に対して充分なエネルギを供給できるかどうかを検査しようとしている場合、手動切り換えを行うことができる。このとき、ユーザは電気的負荷を相応の駆動モードへ切り換え、電気的負荷を他の駆動モードで動作させ、電気エネルギ蓄積器内の残余エネルギが最適に利用されるようにすることができる。
【００１８】
これに代えてまたはこれに加えて、ユーザが入力した所望の作業サイクル数、所望の動作時間または電気自動車の所望の走行区間を受信し、受信された所望のパラメータと電気的負荷の電力消費量の特性の知識、例えば電力消費量の特性曲線を用いて、所望されているパラメータが実行される電気的負荷の駆動モードを求める入力ユニットを設けてもよい。これにより、ユーザは電気的負荷を用いた作業または運転の開始時に、自身の利用要求のレベル、および、エネルギ利用量出力装置を介して、電力使用量特性データおよびエネルギ蓄積器の残余容量から、最適な駆動モードを求めることができる。これにより、ユーザはつねに、電気エネルギ蓄積器に蓄積されたエネルギが所望の利用期間にわたって充分に供給される最適な駆動モードを選択することができる。
【００１９】
本発明の有利な実施形態では、電気エネルギ蓄積器の残余容量を求める残余容量算出ユニットが構成される。残余容量算出ユニットは、電気エネルギ蓄積器の電圧および／または電気エネルギ蓄積器の電流、特に電流と電圧との線形関係を評価することにより、電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるように構成されている。特に、リチウムイオンバッテリでは、こうした残余容量の算出はきわめて簡単に可能となる。なぜなら、線形評価手段によって数値技術的または回路技術的にきわめて簡単に残余容量を求めることができるからである。他のバッテリが用いられる場合にも、残余容量の同様の評価が行われ、残余容量に対して相応のバッテリ特性曲線が電流電圧特性から形成されて用いられる。
【００２０】
特に、電気的負荷の電力消費率は、１作業サイクル、１時間単位または１作業区間における電気的負荷の電力消費量に相当する。また、最大利用能力に関する情報は、最大作業可能サイクル数、最大動作可能時間または最大到達可能距離に相当する。特に、所望の残余利用能力とは、所望の動作時間、所望の作業サイクル数または所望の電気自動車の到達距離に相当する。
【００２１】
なお、電気機器が、電気的負荷に対する最大給電エネルギを形成する電気エネルギ蓄積器と、電気エネルギ蓄積器に接続された前述のエネルギ利用量出力装置または前述のエネルギ利用量設定装置と、電気エネルギ蓄積器および前述のエネルギ利用量出力装置または前述のエネルギ利用量設定装置に結合された電気的負荷とを備えていると有利である。
【００２２】
この場合、電気的負荷または電気エネルギ蓄積器のシートによって、残余容量を求めるための相応のパラメータと電気的負荷の電力消費量のパラメータとの双方をメーカの工場において直接にエネルギ利用量出力装置内に記録しておくことができるので、本発明の利点が際立つ。したがって、エネルギ利用量出力装置のユーザが当該の装置を具体的な個々の状況に合うように設定する際に値の入力エラーを回避できる。
【００２３】
特に有利には、電動工具、電気自動車またはバッテリ式照明機器が前述した電気機器を含む。この場合、ユーザが電動工具、電気自動車またはバッテリ式照明機器のユーザが、作業工程の終了前、目的地への到達前または照明機器の消灯前に、電気エネルギ蓄積器が各機器へ電流を送出しなくなり、それぞれの機器の利用を諦めなければならなくなるというおそれがないため、前述した利点がいっそう際立つ。つまり、ユーザは機器が利用できなくなる作業終了時点を適切に予測できるようになる。
【００２４】
また、本発明はコンピュータプログラムとしても実現可能である。本発明のコンピュータプログラムは、データ処理装置上で実行され、前述した電気的負荷の残余利用能力を出力する方法または前述した電気的負荷の残余利用能力を設定する方法の各ステップをコンピュータに実行させるプログラムコードを含む。このようにすれば、計算規則に基づく各ステップをデータ処理装置で効率的に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の装置のブロック図である。
【図２】本発明の方法のフローチャートである。
【００２６】
以下に本発明を図示の実施例に則して詳細に説明する。
【００２７】
以下に挙げる寸法や規模は例示的なものであり、本発明はこれらに限定されるものでない。また、本発明の特徴は、それが明細書、特許請求の範囲および図面のいずれに明示的に示されているか暗示的に示されているかにかかわらず全て、単独でまたは任意に組み合わせて、本発明の対象となりうる。
【００２８】
実施例の説明
図１には、本発明のエネルギ利用量設定装置のブロック図が示されている。図１に示されている電気機器１０は、電気エネルギ蓄積器１２，電力消費率算出ユニット１４および電気的負荷１６を備えており、これらは相互に接続されている。図１では電気機器１０は懐中電灯として構成されているが、本発明の電気機器１０の実現形態はこれに限定されない。
【００２９】
電気エネルギ蓄積器１２は空になっても再充電可能であり、例えば再充電可能な蓄電池として構成されている。電気機器１０は、さらに、電気エネルギ蓄積器１２の残余容量を求め、この残余容量または残余容量に関する情報を電力消費率算出ユニット１４および／またはディスプレイユニット１８へ伝送する残余容量算出ユニットユニット１５を含む。図１の電気的負荷１６は電球から形成される。他の実施例として、電気機器１０が、電気エネルギ蓄積器１２として従来のバッテリを含んでいたり、電気的負荷１６としてモータを含んでいたりしてもよい。
【００３０】
電力消費率算出ユニット１４は、本発明の第１の実施例では、電気的負荷１６の電力消費量を求めるように構成されている。このために、例えば、所定のテスト期間にわたってその時点の駆動モードで電気的負荷に吸収されたエネルギが測定され、この測定値からテスト期間の駆動モードでの電力消費率が求められる。これに代えてまたはこれに加えて、電気的負荷１６のその時点の駆動モードあるいはこれを含む種々の駆動モードに対応する電力消費率を格納したメモリを設け、電力消費率算出ユニット１４がこのメモリに格納された値を読み出せばよいように構成することもできる。このようにすれば、電気的負荷１６の電力消費量を長期間にわたって測定する必要がなくなる。電気的負荷１６の電力消費率および電気エネルギ蓄積器１２の残余容量が既知となれば、最大利用能力、すなわち、電気エネルギ蓄積器１２がエネルギを供給することのできる最大期間を予測することができる。例えば、当該の最大利用能力は、本発明のエネルギ利用量出力装置により、電動工具の最大作業サイクル数、バッテリ式ランプの最大照明時間、電気自動車の最大到達距離として示される。当該の最大利用能力は、求められた残余容量と求められたその時点での駆動モードにおける電気的負荷の電力消費率との比を計算することにより、求められる。当該の最大利用能力は、例えば、ディスプレイユニット１８を介して、電気機器１０のユーザに表示される。
【００３１】
電気機器１０のユーザが電気負荷１６の電力消費量を設定できるようにする（つまり、電気的負荷の種々の駆動モードを切り換えられるようにする）ために、電力選択スイッチ１７を介して、位置１７ａの高電力消費モードまたは位置１７ｂの低電力消費モードへの切り換えを行うことができる。３つ以上の種々の電力消費率のあいだでの切り換えも可能である。電力選択スイッチ１７は電力消費量算出ユニット１４に接続されており、種々の駆動モードに対応する電力消費率を求めることができる。また、３つ以上の種々の電力消費モードを無段階で切り換えてもよい。電気的負荷１６の電力消費率を切り換えることにより、ユーザは電気機器１０の電気的負荷１６の動作強度を作業の種類に合わせて調整することができる。例えば、夜間のタイヤ交換の場合、これを迅速に行うには、電気機器１０としてのバッテリ式ランプに短時間でよいが大きな光出力が必要であり、また、夜間巡回の場合には、光出力はそれほど大きくなくてよいが長時間にわたって光が必要である。したがって、当該の電気機器１０としてのバッテリ式ランプのユーザは、電力選択スイッチ１７によって相応の調整を行うことができる。この場合、本発明のエネルギ利用量出力装置によって残余最大照明時間が求められ、ディスプレイユニット１８に表示される。
【００３２】
別の実施例として、図１には示されていない入力ユニットを設け、ユーザが残余利用能力についての要求を入力できるようにすることができる。この要求により、電気的負荷１６の電力消費率に基づいて、種々の駆動モードのうちユーザの入力した要求に利用時間ないし利用強度が少なくとも相応する駆動モードが計算されるかまたは探索される。こうして、ユーザに対して、所望のシナリオの持続時間で電気的負荷を駆動するための充分な電力が供給されることが保証される。
【００３３】
ここまで本発明をバッテリ式ランプの実施例に則して説明した。本発明のアプローチでは、唯一の発光体および所定の容量のバッテリパックのみで、
−所定の照明時間のもとで最大光出力を設定できる（例えば短時間の夜間のタイヤ交換のケースなど）；
−所定の光出力のもとで最大照明時間を設定できる（例えば夜間巡回のケースなど）；
−最大照明時間または最大光出力を無段階または多段階で設定できる；
−フレキシビリティが改善され、照明時間の最大化および光出力の最大化という２つの目的が協調的に達成されるので、費用が節約される。そうでない場合、可変でない大きな照明時間および大きな光出力を得るには大規模かつ高価なバッテリを用いて照明能力を増大させるしかない；
−バッテリが小さく軽くなるので、重量が節約される。
−特に既存の駆動回路によって駆動されるリチウムイオンバッテリが利用される場合、電子回路に必要なスペースに対するバッテリサイズが小さくなるので、構造寸法が低減される；
などの利点が得られ、ランプをいっそうフレキシブルに作業目的に適合させることができる。
【００３４】
電力消費率算出ユニット１４は例えば"残余動作時間選択ディスプレイ"の形態で実現され、このディスプレイに、リチウムイオンバッテリで動作する電気機器に必須の電子回路が収容される。こんにちでは、リチウムイオンバッテリを保護するために、機器制御電子回路がバッテリ電圧、電流および温度などのパラメータを検出し処理している。特に、これらのパラメータのうち"バッテリ電圧"および"電流"によって、リチウムイオンバッテリの充電レベルを推論し、その時点で調整されている電力を求めるための情報が得られる。ソフトウェアを補充したりディスプレイを設けたりして、電力消費率算出ユニット１４により、最適な照明時間または最適な光出力の自動制御が行われるようにすることもできる。
【００３５】
電力消費率算出ユニット１４としての電子回路により、電気機器１０としてリチウムイオンバッテリを備えたランプが利用される実施例では、残余照明時間が設定または測定されたバッテリ容量と設定された光出力の値とに対してディスプレイに表示される。さらに、設定または測定されたバッテリ容量と設定された光出力とに対して、光出力を相応に適合させることができる。リチウムイオンバッテリが電気エネルギ蓄積器１２として用いられる場合、バッテリ保護のためにいずれにせよ電子回路が使用されるので、当該の電子回路、例えばバッテリ電圧の測定部によって、残余容量を簡単に求めることができる。
【００３６】
本発明は、作業目的に応じて、動作時間（例えば照明時間）や動作出力（例えば光出力）をユーザに表示し、個別に調整できるようにする手段を提供するものである。
【００３７】
本発明をバッテリ式ランプの実施例に則して詳細に説明したが、当業者には、本発明が他の電気機器にも適用できることは明らかなはずである。本発明が、設定された範囲内で一定の出力（機械的、電気的、光学的および／または音響的出力）を有する他の製品に適用される場合にも、前述したのと同様の構成、費用およびユーザに関する利点が得られる。こうした製品の例として、ランプ、ベンチレータ、無線機器ないしスピーカ、ポンプ、振動機、研磨機、草刈り機、芝刈り機などが挙げられる。
【００３８】
出力が広範囲にわたって動的に調整される製品においても、本発明にしたがって構成された電気機器によるユーザ側での利点は顕著である。なぜなら、どれだけの時間電気エネルギ蓄積器を充電せずに電気機器を利用できるか、または、どれだけの回数同じ種類の作業を実行できるかがユーザに既知となるからである。出力が動的に大きく変化する製品の例として、ドライバー、穿孔機、挽回し鋸、チェーンソー、自動車、船舶、潜水艦、飛行機、ヘリコプター（モデル構築）その他の分野が挙げられる。必要出力がきわめてダイナミックに変化する領域で電気機器が利用される場合には、相応の外挿アルゴリズムを設け、電気的負荷の出力制御を、例えば電力消費率算出ユニットにおいて固定にプログラミングされた既存の限界値を超えて行えるようにするとよい。
【００３９】
図２には電気エネルギ蓄積器に接続された電気的負荷の残余利用能力を出力する本発明の方法２０の実施例のフローチャートが示されている。本発明の方法２０では、第１のステップ２２で電気エネルギ蓄積器１２の残余容量が求められ、第２のステップ２４でその時点の駆動モードにおける電気的負荷１６の電力消費率が求められる。これにより、１作業サイクル当たり、例えば穿孔工程または鋸引き工程当たりの電気的負荷１６の電力消費量が、所定の時間単位にわたって、または、自動車であれば所定の走行距離にわたって、計算される。第１のステップ２２および第２のステップ２４は同時に行われてもよい。第３のステップ２６では、電気エネルギ蓄積器１２の最大実行可能作業サイクル数、最大動作可能時間または最大到達可能距離に関する情報がその時点の駆動モードに関して出力される。ここで、表示すべき情報は、求められた残余容量および求められた電力消費率を用いて計算される。
【図１】
2012507257.tif 000003
【図２】
2012507257.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月11日(2011.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を出力するためのエネルギ利用量出力装置であって、
当該のエネルギ利用量出力装置は、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求める残余容量算出ユニット（１５）と、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費率を求める電力消費率算出ユニット（１４）と、
求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、該情報をユーザに出力する出力ユニット（１８）と
を備えている
ことを特徴とするエネルギ利用量出力装置。
【請求項２】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を設定するためのエネルギ利用量設定装置であって、
当該のエネルギ利用量設定装置は、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求める残余容量算出ユニット（１５）と、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費率を求める電力消費率算出ユニット（１４）と、
所望の残余利用能力に関するデータを受信する受信ユニットと、
受信された所望の残余利用能力に関するデータと求められた電力消費率とに基づいて、前記電気的負荷が少なくとも所望の残余利用能力で動作するように駆動する駆動ユニットと
を備えている
ことを特徴とするエネルギ利用量設定装置。
【請求項３】
前記電力消費率算出ユニットは、その時点の駆動モードに対する前記電気的負荷の電力消費率をメモリへ問い合わせるように構成されている、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
個々の駆動モードにおいてそれぞれ異なる電力が前記電気エネルギ蓄積器から取り出される場合に、前記電力消費率算出ユニットは、複数の駆動モードのそれぞれに対する前記電気的負荷の電力消費率を求めるように構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記電力消費率算出ユニットは、さらに、前記電気的負荷を種々の駆動モードのあいだで切り換える切換ユニット（１７）を含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記残余容量算出ユニットは、前記電気エネルギ蓄積器の電圧および／または前記電気エネルギ蓄積器の電流を評価することにより、前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるように構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記電力消費率は、１作業サイクル、１時間単位または１作業区間における前記電気的負荷の電力消費量に相当する、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記最大利用能力に関する情報は、最大作業可能サイクル数、最大動作可能時間または最大到達可能距離に相当する、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記所望の残余利用能力は、前記電気的負荷の所望の作業サイクル数、所望の動作時間または所望の到達距離に相当する、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
電気的負荷に対する最大給電エネルギを形成する電気エネルギ蓄積器（１２）と、
該電気エネルギ蓄積器に接続された、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置と、
前記電気エネルギ蓄積器および前記装置に結合された電気的負荷（１６）と
を備えている
ことを特徴とする電気機器（１０）。
【請求項１１】
当該の電気機器は、電動工具、電気自動車またはバッテリ式照明機器である、請求項１０記載の電気機器。
【請求項１２】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を出力する方法であって、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ（２２）、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ（２４）、および、
求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、該情報を出力するステップ（２６）
を備えている
ことを特徴とする電気的負荷の残余利用能力を出力する方法。
【請求項１３】
前記最大利用能力に関する情報として、所望の作業サイクル数、所望の動作時間または所望の到達距離を設定し、前記電気的負荷を、受信された作業サイクル数、動作時間または到達距離に関するデータと求められた電力消費率とを用いて、前記電気的負荷がデータに示されている作業サイクル数、動作時間または到達距離で動作するように駆動する、請求項１２記載の電気的負荷の残余利用能力を出力する方法。
【請求項１４】
電気エネルギ蓄積器（１２）に接続された電気的負荷（１６）の残余利用能力を設定する方法であって、
前記電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ（２２）、
前記電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ（２４）、
所望の残余利用能力に関するデータを受信するステップ、および、
受信された所望の残余利用能力に関するデータと求められた電力消費率とを用いて、前記電気的負荷が少なくとも所望の残余利用能力で動作するように駆動するステップ
を備えている
ことを特徴とする電気的負荷の残余利用能力を出力する方法。
【請求項１５】
電気機器（１０）に設けられたコンピュータに、
電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ（２２）、
電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ（２４）、および、
求められた残余容量と求められた電力消費率とを用いて、その時点の駆動モードに関する最大利用能力の情報を求め、該情報を出力するステップ（２６）
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
電気機器（１０）に設けられたコンピュータに、
電気エネルギ蓄積器の残余容量を求めるステップ（２２）、
電気的負荷のその時点の駆動モードにおける電力消費量から電力消費率を求めるステップ（２４）、
所望の残余利用能力に関するデータを受信するステップ、および、
受信された所望の残余利用能力に関するデータと求められた電力消費率とを用いて、前記電気的負荷が少なくとも所望の残余利用能力で動作するように駆動するステップ
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
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