JP2010038839A

JP2010038839A - 電子機器

Info

Publication number: JP2010038839A
Application number: JP2008204642A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Suzuka; 勝美鈴鹿
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-18

Abstract

【課題】衝撃による電子機器の損傷を正確に検出して、衝撃による弊害を理想的な状態で防止する。
【解決手段】電子機器は、加速度を検出する加速度センサ８と、この加速度センサ８で検出する加速度から落下高さを演算する演算回路５２とを備えている。演算回路５２は、加速度センサ８から入力される加速度信号を演算して落下高さを検出し、落下高さから落下の程度を判定している。
【選択図】図７

Description

本発明は、加速度センサを備える電子機器に関する。

電子機器は、強い衝撃が故障の原因となる。たとえば、組電池は、衝撃で電池を内部ショートさせる原因となる。とくに、電池の高エネルギー密度化は、衝撃に対して脆弱化する傾向となる。衝撃で内部ショートした電池は、自己放電が大きくなって電圧が低下し、また残容量も減少する。複数の電池を内蔵する組電池が落下して衝撃を受けると、特定の素電池が内部ショートしてアンバランスな状態となる。このため閾値よりも大きな衝撃を受けると電流遮断素子で電流を遮断して使用できない状態とする技術が開発されている。（特許文献１参照）
特開平４−１８８５７３号公報

特許文献１の公報は、衝撃を検出して電池の電流を遮断する。衝撃は電池を内部ショートさせる等して電気特性を悪化させるが、複数の素電池を内蔵する組電池にあっては、全ての素電池の電気特性が同じように悪化するとは限らない。このため、衝撃で電池の電流を遮断する技術は、電流を遮断する衝撃の閾値の設定が難しい。それは、閾値を小さくすると、電池の電気特性が悪化しない状態で電流を遮断することになり、反対に閾値を大きくすると、電池の電気特性が悪化しているにも関わらず、電流を遮断できないことがあるからである。さらに、同じ衝撃を受けても、ある電池は内部ショートする等で電気特性が悪化するが、別の電池は電気特性が悪化しないことがある。このため、閾値の設定は極めて難しく、また最適な閾値に設定しても、常に電池の状態を理想的な状態で判定して電流を遮断できない。

本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、衝撃による電子機器の損傷を正確に検出して、衝撃による弊害を理想的な状態で防止できる電子機器を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の請求項１の電子機器は、加速度を検出する加速度センサ８と、この加速度センサ８で検出する加速度から落下高さを演算する演算回路５２とを備えている。演算回路５２は、加速度センサ８から入力される加速度信号を演算して落下高さを検出し、落下高さから落下の程度を判定している。
この構造の電子機器は、加速度センサで検出される加速度から落下高さを検出し、落下高さから落下の程度を判定するので、落下の衝撃による電子機器の損傷を落下高さから正確に判定して衝撃による弊害を理想的な状態で防止できる。

本発明の請求項２の電子機器は、３軸の加速度を検出する３軸の加速度センサ８と、３軸の加速度センサ８で検出される３軸の加速度から落下姿勢を演算する演算回路５２とを備えている。演算回路５２は、３軸の加速度センサ８から入力される３軸の加速度を演算して落下姿勢を検出している。
この構造の電子機器は、３軸の加速度センサで検出される３軸の加速度から落下姿勢を検出するので、落下の衝撃による電子機器の損傷を落下姿勢から正確に判定して、衝撃による弊害を理想的な状態で防止できる。

本発明の電子機器は、演算回路５２が、３軸の加速度を検出する３軸の加速度センサ８で検出される３軸の加速度から電子機器の落下姿勢及び落下高さを検出することができる。
この構造の電子機器は、３軸の加速度センサで検出される３軸の加速度から電子機器の落下高さと落下姿勢を検出するので、落下の衝撃による電子機器の損傷を、落下高さと落下姿勢の両方からより正確に判定して、衝撃による弊害を理想的な状態で防止できる。

本発明の電子機器は、演算回路５２が、３軸の加速度センサ８の出力信号を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ５３を備え、Ａ／Ｄコンバータ５３から出力されるデジタル信号から落下高さ、または落下姿勢を検出することができる。

本発明の電子機器は、充電できる電池を内蔵する電池内蔵機器である組電池１０とすることができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電子機器を例示するものであって、本発明は電子機器を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１ないし図６に示す実施例は、電子機器を組電池１０として、電子機器本体２０に装着している。電子機器本体２０は、組電池１０を充電する電源を備える携帯機器ＰＣである。電子機器本体２０である携帯機器ＰＣは、例えばノート型のような携帯型パーソナルコンピュータである。組電池１０は、電子機器本体の携帯機器ＰＣに着脱自在に装着される。電子機器本体２０は、図７の回路図に示すように、コンセントからの交流商用電力を直流電力に変換するアダプター（図示せず）から出力される直流電力を供給し、この電力を制御して、供給するマイコンを内蔵する制御・電源回路２１を備えている。制御・電源回路２１からの出力電力は、組電池１０を充電するのに利用され、さらに電子機器本体２０の負荷２２に供給される。また、電子機器本体２０は、商用電力より電力供給がない場合は、組電池１０より電力が供給され、制御・電源回路２１及び負荷２２を駆動させる。

図１ないし図６の実施例は、電子機器を組電池１０とする。電子機器本体２０にセットされる組電池１０は、電子機器本体２０にセットされる状態で落下して強い衝撃を受ける。とくに、組電池１０が電子機器本体２０から露出するようにセットされて、しかも組電池１０を下にして落下するとき、極めて強い衝撃を受ける。さらに、図１ないし図４に示すように、電子機器本体２０から突出するようにセットされる組電池１０は、これを下向きにして落下するときに最大の衝撃を受ける。電子機器本体２０の衝撃が組電池１０に作用するからである。このことから、電子機器本体２０にセットされる組電池１０は、落下姿勢や落下高さを正確に検出して、落下の状態を判定することが大切である。本発明は、落下高さと落下姿勢を検出することから、組電池のように電子機器本体にセットして使用される電子機器に最適である。とくに、電子機器本体に露出する状態でセットされ、さらに、図示されるように、電子機器本体から突出するようにセットされる組電池１０に最適である。また、充電できる電池を内蔵する電池内蔵機器は、落下の衝撃で電池に弊害を受けることから、充電できる電池を内蔵する電池内蔵機器に適している。ただし、本発明は、電子機器を組電池などの電池内蔵機器には特定しない。本発明の電子機器は、落下の衝撃で弊害をうける全ての電子機器とすることができる。

電子機器である組電池１０は、図７に示すように、衝撃検出部３を備えている。さらに、組電池１０は、複数の素電池１と、素電池１の電圧を検出する電圧検出回路２と、素電池１の電流を遮断する電流遮断素子４と、電圧検出回路２が検出する素電池１の電圧差と衝撃検出部３が検出する衝撃信号で電流遮断素子４を制御する制御回路５とを備えている。制御回路５は、衝撃検出部３からの出力で電流遮断素子４をオフに制御して、電流を遮断する。制御回路５は、電圧検出回路２で検出される素電池１の電圧差が設定値よりも大きく、かつ衝撃検出部３からの電流を遮断する信号の両方で電流遮断素子４をオフに制御して電流を遮断する。

図７の回路図に示す組電池１０は、３組の電池ブロック１１を直列に接続している。各々の電池ブロック１１は、３つの素電池１を並列に接続している。この組電池１０は、３組の電池ブロック１１を直列に接続しているが、本発明の電子機器は、２組の電池ブロックを直列に接続し、あるいは４組以上の電池ブロックを直列に接続することもできる。さらに、図の電子機器は、複数の素電池１を並列に接続して電池ブロック１１としているが、素電池を並列に接続することなく、全ての素電池を直列に接続することもできる。素電池１は、リチウムイオン二次電池であるが、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池とすることもできる。

衝撃検出部３は、３軸の加速度センサ８と、この３軸の加速度センサ８で検出される加速度から落下高さと落下姿勢を演算する演算回路５２とを備える。電子機器の組電池１０に内蔵する３軸の加速度センサ８で３軸の加速度を検出し、あるいは、組電池１０を装着する電子機器本体２０に内蔵される３軸の本体側加速度センサ２８から入力される加速度信号で加速度を検出し、演算回路５２で落下高さと落下姿勢を演算する。電子機器本体２０から入力される加速度信号で加速度を検出する衝撃検出部３は、通信回路９を介して電子機器本体２０の制御・電源回路２１に接続される。この電子機器本体２０は、鎖線で示すように３軸の本体側加速度センサ２８を制御・電源回路２１に接続している。また、制御・電源回路２１は、ＳＭＢｕｓ等の通信回線１２を介して組電池１０の通信回路９に接続されて、３軸の本体側加速度センサ２８で検出する加速度信号を、通信回線１２を介して組電池１０の衝撃検出部３に入力する。

図５と図６の組電池１０は、ケース５０に内蔵する回路基板５１に３軸の加速度センサ８と、演算回路５２を実現する電子部品（図示せず）を実装している。図６の組電池１０は、自由落下と落下姿勢を検出する第１の加速度センサ８Ａと、落下したときの衝撃を検出する第２の加速度センサ８Ｂとを備える。自由落下と落下の衝撃を検出するために専用の加速度センサ８を設ける構造は、自由落下と落下の衝撃の加速度を正確に検出できる。それは、落下の衝撃の加速度と、自由落下における加速度が大きく変化するからである。ただし、ひとつの加速度センサで自由落下と落下の衝撃の両方を検出することもできる。第１の加速度センサ８Ａと第２の加速度センサ８Ｂは、互いに直交する方向、すなわちＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向の加速度を検出できる３軸の加速度センサである。

演算回路５２は、第１の加速度センサ８Ａと第２の加速度センサ８Ｂから入力されるアナログ信号の加速度信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ５３を入力側に設けている。このＡ／Ｄコンバータ５３は、たとえば４ｍｓｅｃのサンプリング周期で、入力されるアナログ信号をデジタル信号に変換して出力する。Ａ／Ｄコンバータ５３のサンプリング周期は、短くして正確に加速度を検出できる。ただ、サンプリング周期を短くするには、Ａ／Ｄコンバータ５３と演算回路５２に処理速度の速い高価な素子を使用する必要がある。このため、Ａ／Ｄコンバータ５３のサンプリング周期は、部品コストと要求される精度から、たとえば１００μｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃの範囲で最適値に設定される。

演算回路５２は、デジタル信号に変換され加速度信号を演算して、落下高さと、落下姿勢と、落下の衝撃を検出する。落下高さと落下姿勢は、第１の加速度センサ８Ａから入力される加速度信号を演算して検出する。落下の衝撃は、第２の加速度センサ８Ｂから入力される加速度信号を演算して検出する。

図８は、演算回路５２が３軸の加速度センサ８から入力される加速度を演算する状態を示すフローチャートである。このフローチャートは、以下のステップで、加速度信号を演算して、電子機器の落下の状態を検出する。なお、このような加速度センサ８に代わって、本体側加速度センサ２８にて、検出することも可能である。
［ｓ＝１、２のステップ］
組電池１０が電子機器本体２０にセットされたかどうかを判定し、電子機器本体２０にセットされない状態では、加速度の検出をオフ状態とする。電子機器本体２０にセットされたかどうかは、組電池１０と電子機器本体２０とで通信して判定する。
［ｓ＝３のステップ］
第１の加速度センサ８Ａと第２の加速度センサ８Ｂで３軸の加速度の検出を開始する。このタイミングから、３軸の加速度センサ８で検出される加速度信号は、所定のサンプリング周期でデジタル信号に変換される。
［ｓ＝４のステップ］
デジタル信号に変換された第１の加速度センサ８Ａで検出される加速度信号から、演算回路５２は加速度のベクトル値を演算し、演算された加速度のベクトル値の合力が０かどうかを判定して、０でないとｓ＝３のステップにループする。
通常、静止状態では、加速度の合力は０ではなく１Ｇとなり、自由落下時、加速度の合力は０となる。
［ｓ＝５のステップ］
加速度のベクトル値の合力が０であると、自由落下が開始されたとして、落下時間のカウントを開始する。上記の通り、自由落下時には加速度の合力が０となることから、加速度の合力が０となった時点から落下が開始されたと判定している。
［ｓ＝６のステップ］
このステップで、演算回路５２は、３軸の加速度センサ８が検出する加速度から落下姿勢を演算する。図９ないし図１１は、組電池１０の姿勢に対して加速度センサ８が検出する加速度の大きさを示している。これらの図において、鎖線は、重力加速度Ｇの方向と大きさを示している。演算回路５２は、３軸の加速度センサ８が検出するＸ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向の加速度（ａ_ｘ、ａ_ｙ、ａ_ｚ）からＣＯＳ^−１（ａ_ｘ／Ｇ、ａ_ｙ／Ｇ、ａ_ｚ／Ｇ）を演算し、落下姿勢（θ_ｘｙ、θ_ｙｚ、θ_ｚｘ）を演算する。演算された落下姿勢から、危険な落下姿勢の判定をする。危険落下姿勢は、電子機器本体２０に装着される状態で落下して、組電池１０が直接に衝突する姿勢であって、電子機器本体２０にセットされる組電池１０の状態により特定される。

［ｓ＝７のステップ］
演算された落下姿勢が危険落下姿勢であるかどうかを判定する。危険落下姿勢かどうかを判定するために、演算回路５２は危険落下姿勢がどの姿勢であるかをメモリ５４にあらかじめ記憶させている。メモリ５４に記憶される姿勢にあるかどうかを判定して、危険落下姿勢かどうかを判定する。危険落下姿勢でないと、組電池１０が落下の衝撃で破損しないので、ｓ＝３のステップにループする。危険落下姿勢で落下すると、組電池１０が直接に衝撃を受けて破損するので以下のステップに進む。
本実施例において、危険落下姿勢については、組電池１０側より落下するときが危険（例えば、電池内部ショート等が発生する危険性がある）であり、危険落下姿勢であると判断する。例えば、本実施例においては、組電池１０、電子機器本体２０の構造を考慮して、Ｘ軸方向と、Ｙ軸方向と、Ｚ軸方向の加速度（ａ_ｘ、ａ_ｙ、ａ_ｚ）の組み合わせで、危険落下姿勢を判断する。
また、他の実施例においては、組電池１０側より落下するときがもっとも危険であるので、例えば、Ｙ軸方向の加速度ａ_ｙが所定値以上であれば、危険落下姿勢として判断できる。
［ｓ＝８、９のステップ］
このステップで、自由落下を開始してから経過する時間が所定値（例えば５ｓｅｃ）以内であるかどうかを判定して、所定値（５ｓｅｃ）以内であると、第２の加速度センサ８Ｂで検出する加速度信号から、衝撃を検出する。演算回路５２は、第２の加速度センサ８Ｂが検出する各々の加速度のベクトル値を演算して衝撃の加速度、すなわち衝撃の強さを検出する。所定の時間（５ｓｅｃ）以内に、所定値（例えば１０Ｇ）よりも大きい衝撃の強さを検出すると、自由落下による衝撃と判定して、自由落下を開始してから終了するまでの時間、すなわち自由落下時間を検出する。所定の時間（５ｓｅｃ）以内に検出された衝撃の強さが所定値（例えば１０Ｇ）以下の場合、ｓ＝３のステップにループする。
所定の時間（５ｓｅｃ）を経過すると、通常の自由落下でなく、例えば、使用者が持ち運ぶとき、自由落下に近い状態となったと判定して、ｓ＝３のステップにループする。
［ｓ＝１０のステップ］
自由落下時間から、落下高さを演算する。落下高さ（ｈ）は、自由落下時間（ｔ）から、以下の式で演算される。以下の式において、自由落下時間（ｔ）は加速度がゼロになる時間の長さであり、ｇは重力加速度であって約９．８ｍ／ｓｅｃ^２である。
ｈ＝ｇｔ^２／２

［ｓ＝１１〜１５のステップ］
このステップで、演算回路５２は、第２の加速度センサ８Ｂで検出する加速度（ｂ_ｘ、ｂ_ｙ、ｂ_ｚ）のベクトル値から落下の衝撃を検出して、落下した床面の硬質度を判定する。この判定において、落下高さが同じでも、落下する床面の状態によって、電子機器が受ける衝撃は異なる。例えば、落下床面が柔らかいものであれば、接触前後の加速度変化量は小さくなり、電子機器への衝撃も小さくなる。逆に、落下床面がコンクリートのように硬質の場合、接触前後の加速度変化量は大きく、電子機器への衝撃も大きくなる。
さらに、落下高さ（ｈ）と、落下した床面の硬質度と、落下回数（ｎ_１−９）から表１に示すマトリクスにより制御方法Ａ、Ｂ、Ｃを決定する。制御方法Ａ、Ｂ、Ｃは、以下の制御とする。
Ａ…電流遮断素子４をオフに切り換えて組電池１０を使用できない状態とする。
Ｂ…電子機器本体２０にアラーム信号を伝送した後、落下回数（ｎ_１−９）をプラス１する。
Ｃ…アラーム信号を出力することなく、落下回数（ｎ_１−９）をプラス１する。
なお、制御方法Ｂ、Ｃの場合は、ｎ＝３のステップに戻る。

以上の組電池１０は、３軸の加速度センサ８で検出される３軸の加速度から加速度のベクトル値を演算し、ベクトル値から落下高さを検出する。この組電池１０は、あらゆる姿勢で落下する電子機器の落下高さを正確に検出できる。ただ、電子機器は、危険落下姿勢で落下するときに損傷を受けるので、危険落下姿勢で落下する方向のみの加速度を加速度センサで検出して、危険落下姿勢の落下高さを検出することもできる。この電子機器は、危険落下姿勢で落下するときにのみ正確に落下高さを検出できるが、危険落下姿勢で落下する落下高さが電子機器に損傷を与えるので、この危険落下姿勢の落下高さのみを検出することができる。したがって、落下高さのみを検出する電子機器は、必ずしも３軸の加速度センサを設けることなく、危険落下姿勢に落下する方向の加速度のみを検出することもできる。

制御回路５は、演算回路５２から入力される落下の衝撃、落下姿勢、落下高さなどに加えて、素電池１の電圧差を考慮して、電流遮断素子４をオフに切り換えることもできる。この組電池１０は、電圧検出回路２でもって、各々の素電池１の電圧、図７の組電池１０は電池ブロック１１の電圧を検出し、検出した電圧をデジタル信号に変換して制御回路５に入力する。したがって、電圧検出回路２は、電圧を検出する素電池１を切り換えるマルチプレクサ（図示せず）を入力側に設けており、このマルチプレクサの出力をＡ／Ｄコンバータ（図示せず）でデジタル信号に変換して出力する。電圧検出回路２は、所定のサンプリング周期、たとえば１ｍｓｅｃないし５００ｍｓｅｃのサンプリング周期で各々の素電池１の電圧を検出して制御回路５に出力する

さらに、図７の組電池１０は、素電池１の充放電の電流を検出する電流検出回路６と電池の温度を検出する温度検出回路７も備える。電流検出回路６も、一定のサンプリング周期で充放電の電流を検出して、検出した電流値をデジタル信号に変換して制御回路５に出力する。また、温度検出回路７も検出した電池温度をデジタル信号に変換して制御回路５に出力する。

制御回路５は、電圧検出回路２から入力される各電池１の電圧を比較して電池１の電圧差を検出する。制御回路５は、たとえば、最高電圧の電池の電圧から最低電圧の電池の電圧を減算して電池の電圧差を検出し、あるいは、全体の平均電圧と各電池の電圧との差の絶対値を電圧差として検出する。通常、正常な電池の電圧のばらつきは、１０ｍＶ以内となる。ただ、電池が内部ショート等の異常によって電圧のバランスが崩れると、３〜４日で１００ｍＶ程度のばらつきが生じる。したがって、電池の電圧差が、設定値以上となると、電池が内部ショートした可能性が高いと判定できる。ただ、衝撃後、数日間は電池の自己放電によるばらつきか、落下の衝撃による内部ショートでのばらつきかが判別できない。このため、電圧のばらつきが設定値以上発生したとき、いいかえると電池の電圧差が設定値以上になると、過去の所定の期間内、たとえば、１週間以内に落下の衝撃を受けた履歴が残っているかどうかで判定する。すなわち、制御回路５は、電池１の電圧差が設定値よりも大きく、かつ衝撃検出部３が所定の期間内に衝撃を検出した状態において、電流遮断素子４をオフに制御して電流を遮断する。

このことを実現するために、図７の電子機器は、衝撃検出部３が衝撃を検出してからの経過時間をカウントするタイマ１７を備えている。この電子機器１は、電池１が落下等の衝撃を受けたことを衝撃検出部３が検出すると、タイマ１７が経過時間のカウントを開始する。さらに、その後、制御回路５が、素電池１に電圧差が発生することを検出すると、タイマ１７のカウント値が設定範囲にあることを検出して電流を遮断する。いいかえると、電圧差が発生する以前の所定の期間内、たとえば、数日から１週間以内に衝撃を受けたかどうかを判定して、この期間内に落下の衝撃を受けた履歴があると電池の内部ショートが原因で電池のばらつきが発生したと判定して電流を遮断する。すなわち、この電子機器は、素電池１の電圧差が設定値を超え、かつタイマ１７のカウント値が設定範囲にあることを検出して、制御回路５が電流遮断素子４をオフに切り換えて電流を遮断する。

図７の組電池１０は、電流遮断素子４を電流で溶断するヒューズ１３としている。ヒューズ１３は溶断されると復帰しない。このため、ヒューズ１３からなる電流遮断素子４は、制御回路５でオフ状態に制御されると復帰することがない。このため、衝撃を受けて内部ショートなどで電流を遮断すると、その後に組電池１０を使用できない状態に保持して安全性を高くできる。ただ、本発明の電子機器は、電流遮断素子をヒューズには特定しない。電流遮断素子は、接点をオフ状態に保持するブレーカや、ＦＥＴ、トランジスターなどからなるスイッチング素子をオフ状態に保持する回路で実現することもできる。

図７のヒューズ１３からなる電流遮断素子４は、ヒューズ１３に接近して熱結合される状態に配置される加熱抵抗１４と、この加熱抵抗１４に強制的に電流を流して、加熱抵抗１４の熱でヒューズ１３を溶断するスイッチング素子１５とを備える。制御回路５は、スイッチング素子１５をオフからオンに切り換えて、電流遮断素子４のヒューズ１３を溶断する。オン状態に切り換えられたスイッチング素子１５は、電池１又は電子機器２０の制御・電源回路２１からの供給される電流で加熱抵抗１４を発熱させる。発熱する加熱抵抗１４がヒューズ１３を溶断する。したがって、制御回路５は、電流遮断素子４をオフに制御するときに、スイッチング素子１５をオンに切り換える。

さらに、図７の組電池１０は、電池１の過充電と過放電を防止するために、一対の制御素子１６を電池１の出力側に直列に接続している。この制御素子１６は、寄生ダイオードを有するＦＥＴである。この制御素子１６は、充電電流を遮断するＦＥＴ１６Ａと、放電電流を遮断するＦＥＴ１６Ｂを直列に接続している。制御回路５は、素電池１の残容量や電圧を検出し、素電池１が過充電される状態になると充電電流を遮断するＦＥＴ１６Ａをオフに切り換える。この状態で組電池１０が放電されると、放電電流はオフ状態にある充電電流を遮断するＦＥＴ１６Ａの寄生ダイオードを介して流れて放電される。放電されて電池１が過充電されない状態になると、充電電流を遮断するＦＥＴ１６Ａはオフからオンに切り換えられて、小さい内部抵抗で放電電流を流す。素電池１が過放電される状態になると放電電流を遮断するＦＥＴ１６Ｂをオフに切り換える。この状態で組電池１０が充電されると、充電電流はオフ状態にある放電電流を遮断するＦＥＴ１６Ｂの寄生ダイオードを介して流れて充電される。充電されて電池１が過放電されない状態になると、放電電流を遮断するＦＥＴ１６Ｂはオフからオンに切り換えられて、小さい内部抵抗で充電電流を流す。制御回路５は、電流検出回路６が検出する電池１の充放電の電流を積算して電池１の残容量を演算する。

以上の組電池１０は、衝撃を受けて内部ショート等で電気特性が悪化すると、図１２に示す以下のフローチャートで電流遮断素子４をオフ状態に制御する。
［ｎ＝１、２のステップ］
衝撃検出部３が衝撃を検出したかどうかを判定する。衝撃検出部３が組電池１０の衝撃を検出すると、ｎ＝２のステップに進んで、タイマ１７をリセットした後、タイマ１７のカウントを開始する。衝撃検出部３が衝撃を検出しないとき、ｎ＝３のステップにジャンプする。
［ｎ＝３、４のステップ］
電圧検出回路２が、各電池１の電圧を検出する。制御回路５は、電圧検出回路２から入力される電池１の電圧差を設定値（例えば１００ｍＶ）と比較する。電池１の電圧差が設定値よりも大きいと次のステップに進み、設定値よりも小さいとｎ＝１のステップに戻る。
［ｎ＝５、６のステップ］
電池１の電圧差が設定値よりも大きいと、このステップで、タイマ１７のカウント値が設定範囲内（例えば、１週間以内）かどうかを判定する。タイマ１７のカウント値が設定範囲内にないとき、タイマ１７がカウントを開始していないか、あるいは、タイマ１７がカウントアップしたと判定し、すなわち、所定の時間以内に落下の衝撃を受けていないと判定して、ｎ＝１のステップに戻る。
タイマ１７のカウント値が設定範囲内であるとき、所定の時間以内に落下等の衝撃を受けたと判定し、ｎ＝６のステップに進んで、電流遮断素子４をオフ状態に制御する。

以上の実施例の電子機器は、衝撃検出部３が、加速度センサ８、２８で検出される加速度やその変化から組電池１０が落下等の衝撃を受けたことを検出しており、衝撃検出部３が衝撃を検出した状態で、電圧検出回路２が検出する素電池１の電圧差が設定値よりも大きいと、制御回路５が電流遮断素子４をオフに制御して電流を遮断している。この電子機器は、衝撃のみでなく、各々の素電池の電圧差と衝撃の両方で電流を遮断するかどうかを判断して、電流遮断素子を制御するので、衝撃で電気特性が悪化した電子機器を確実に使用できない状態に制御できる。

本発明の一実施例にかかる電子機器である組電池を電子機器本体である携帯機器ＰＣに装着する状態を示す平面図である。図１に示す携帯機器ＰＣの側面図である。図１に示す携帯機器ＰＣの底面図である。図１に示す携帯機器ＰＣの正面図である。本発明の一実施例にかかる電子機器である組電池の斜視図である。図５に示す電子機器の内部構造を示す斜視図である。本発明の一実施例にかかる電子機器の概略構成図である。図７に示す電子機器が加速度から落下の状態を検出するフローチャートである。図３に示す携帯機器ＰＣが落下する状態を示す図である。図２に示す携帯機器ＰＣが落下する状態を示す図である。図４に示す携帯機器ＰＣが落下する状態を示す図である。図７に示す電子機器が衝撃を検出して電流を遮断するフローチャートである。

符号の説明

１…電池
２…電圧検出回路
３…衝撃検出部
４…電流遮断素子
５…制御回路
６…電流検出回路
７…温度検出回路
８…加速度センサ８Ａ…第１の加速度センサ
８Ｂ…第２の加速度センサ
９…通信回路
１０…組電池
１１…電池ブロック
１２…通信回線
１３…ヒューズ
１４…加熱抵抗
１５…スイッチング素子
１６…制御素子１６Ａ…ＦＥＴ
１６Ｂ…ＦＥＴ
１７…タイマ
２０…電子機器本体
２１…制御・電源回路
２２…負荷
２８…本体側加速度センサ
５０…ケース
５１…回路基板
５２…演算回路
５３…Ａ／Ｄコンバータ
５４…メモリ

Claims

加速度を検出する加速度センサ(8)と、この加速度センサ(8)で検出する加速度から落下高さを演算する演算回路(52)とを備え、
前記演算回路(52)が、加速度センサ(8)から入力される加速度信号を演算して落下高さを検出し、落下高さから落下の程度を判定する電子機器。
３軸の加速度を検出する３軸の加速度センサ(8)と、３軸の加速度センサ(8)で検出される３軸の加速度から落下姿勢を演算する演算回路(52)とを備えており、
前記演算回路(52)が、３軸の加速度センサ(8)から入力される３軸の加速度を演算して落下姿勢を検出するようにしてなる電子機器。
前記演算回路(52)が、３軸の加速度センサ(8)で検出される３軸の加速度から電子機器の落下姿勢及び落下高さを検出する請求項２に記載される電子機器。
前記演算回路(52)が、３軸の加速度センサ(8)の出力信号を所定のサンプリング周期でデジタル値に変換するＡ／Ｄコンバータ(53)を備え、Ａ／Ｄコンバータ(53)から出力されるデジタル信号から落下高さ、または落下姿勢を検出する請求項３に記載される電子機器。
電子機器が、充電できる電池(1)を内蔵する電池内蔵機器である組電池(10)である請求項１ないし４のいずれかに記載される電子機器。