JP2019176633A - 電子機器、電池寿命判定方法、及び電池寿命判定プログラム - Google Patents

電子機器、電池寿命判定方法、及び電池寿命判定プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】コストが低減されつつ、電池の寿命が精度よく判定されうる電子機器、電池寿命判定方法、及び電池寿命判定プログラムを提供する。【解決手段】電子機器１は、自機を動作させる電力を供給する電池１１と、測定子２０と接続され、測定子２０から測定データを取得する取得部１４と、基準温度を測定する温度センサ１５と、基準温度に基づいて測定データを補正する制御部１２とを備える。制御部１２は、電池１１の端子電圧を取得し、基準温度に基づいて、電池１１の端子電圧が自機の動作に必要とされる電圧未満に低下する前に電池１１の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる寿命電圧を設定し、端子電圧が寿命電圧未満である場合、アラームを出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器、電池寿命判定方法、及び電池寿命判定プログラムに関する。
従来、機器に電力を供給する電池の寿命を判定する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−１３９３９６号公報
電池の寿命の判定精度は、電池の温度を考慮した判定によって向上されうる。電池の寿命を判定する機能が機器の付帯的な機能である場合、電池の温度を測定する温度センサは、機器の本来の機能の実現に寄与しない、単なるコストアップ要素となりうる。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、コストが低減されつつ、電池の寿命が精度よく判定されうる電子機器、電池寿命判定方法、及び電池寿命判定プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の一実施形態に係る電子機器は、自機を動作させる電力を供給する電池と、測定子と接続され、前記測定子から測定データを取得する取得部と、基準温度を測定する温度センサと、前記基準温度に基づいて前記測定データを補正する制御部とを備える。前記制御部は、前記電池の端子電圧を取得し、前記基準温度に基づいて、前記電池の端子電圧が自機の動作に必要とされる電圧未満に低下する前に前記電池の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる寿命電圧を設定し、前記端子電圧が前記寿命電圧未満である場合、前記アラームを出力する。
本発明の一実施形態に係る電子機器は、上位機器と通信する通信部をさらに備えてよい。前記制御部は、前記端子電圧が前記寿命電圧より低い場合、前記通信部を介して、前記上位機器に前記アラームを出力してよい。
本発明の一実施形態に係る電子機器は、前記電池と直列に接続されている保護ダイオードをさらに備えてよい。前記電池は、前記保護ダイオードを介して、自機に電力を供給してよい。前記制御部は、前記保護ダイオードによる電圧降下を含む電圧を前記端子電圧として取得し、前記保護ダイオードの温度特性にさらに基づいて、前記電池の寿命電圧を設定してよい。
本発明の一実施形態に係る電子機器において、前記取得部は、所定のタイミングで前記測定データを取得してよい。前記制御部は、前記所定のタイミングが来る頻度にさらに基づいて、前記電池の寿命電圧を設定してよい。
本発明の一実施形態に係る電子機器において、前記制御部は、前記端子電圧が前記寿命電圧未満であると、少なくとも２回連続で判定した場合、前記アラームを出力してよい。
本発明の一実施形態に係る電子機器において、前記制御部は、前記アラームを出力している状態において、前記端子電圧が前記寿命電圧以上であると判定した場合、前記アラームを解除してよい。
本発明の一実施形態に係る電子機器において、前記制御部は、前記アラームを出力している状態において、前記端子電圧が前記寿命電圧以上であると、少なくとも２回連続で判定した場合、前記アラームを解除してよい。
本発明の一実施形態に係る電子機器は、並列に接続されている少なくとも２つの前記電池を備えてよい。
上記目的を達成する本発明の一実施形態に係る電池寿命判定方法は、自機を動作させる電力を供給する電池の端子電圧を取得するステップと、測定子から測定データを取得するステップと、基準温度を測定するステップと、前記基準温度に基づいて前記測定データを補正するステップと、前記基準温度に基づいて、前記電池の端子電圧が自機の動作に必要とされる電圧未満に低下する前に前記電池の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる寿命電圧を設定するステップと、前記端子電圧が前記寿命電圧未満である場合、前記アラームを出力するステップとを含む。
上記目的を達成する本発明の一実施形態に係る電池寿命判定プログラムは、制御部として機能するプロセッサに、自機を動作させる電力を供給する電池の端子電圧を取得するステップと、測定子から測定データを取得するステップと、基準温度を測定するステップと、前記基準温度に基づいて前記測定データを補正するステップと、前記基準温度に基づいて、前記電池の端子電圧が自機の動作に必要とされる電圧未満に低下する前に前記電池の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる寿命電圧を設定するステップと、前記端子電圧が前記寿命電圧未満である場合、前記アラームを出力するステップとを実行させる。
本発明の一実施形態に係る電子機器、電池寿命判定方法、及び電池寿命判定プログラムによれば、コストが低減されつつ、電池の寿命が精度よく判定されうる。
一実施形態に係る電子機器の概略構成例を示すブロック図である。 測定データを処理する手順の一例を示すフローチャートである。 電池の接続例を示す回路図である。 アラームを出力する手順の一例を示すフローチャートである。 電池と保護ダイオードとの接続例を示す回路図である。 複数回の判定でアラームを出力する手順の一例を示すフローチャートである。 複数回の判定でアラームを解除する手順の一例を示すフローチャートである。
図１に示されるように、一実施形態に係る電子機器１０は、電池１１と、制御部１２と、取得部１４と、温度センサ１５とを備える。電子機器１０は、取得部１４で、測定子２０と接続されうる。測定子２０は、例えば温度を測定するプローブを含んでよいし、電圧等の他の物理量を測定するプローブを含んでもよい。電子機器１０は、測定子２０を内部に備えてもよい。電子機器１０は、電池１１の端子電圧を測定する電圧センサ１３をさらに備えてもよい。電子機器１０は、報知部１６をさらに備えてもよい。電子機器１０は、通信部１７をさらに備えてもよい。電子機器１０は、通信部１７でネットワーク３０と接続されうる。
電池１１は、図１において破線で示されているように、電子機器１０の各構成部と電気的に接続される。電池１１は、電子機器１０の各構成部に、電子機器１０を駆動する電力を供給する。電池１１は、電子機器１０自身を動作させる電力を供給するともいえる。電子機器１０自身は、自機ともいう。
制御部１２は、図１において実線で示されているように、電子機器１０の各構成部と接続される。制御部１２は、各構成部から情報を取得したり、各構成部を制御したりする。制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んでよい。制御部１２は、所定のプログラムを実行することによって、電子機器１０の種々の機能を実現してよい。制御部１２は、記憶部を有してよい。電子機器１０は、制御部１２とは別個の構成部として記憶部を備えてもよい。記憶部は、電子機器１０の動作に用いられる各種情報、又は、電子機器１０の機能を実現するためのプログラム等を格納してよい。記憶部は、制御部１２のワークメモリとして機能してよい。記憶部は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。
取得部１４は、測定子２０と接続されている場合、測定子２０から、測定結果に関するデータを取得する。測定子２０の測定結果に関するデータは、測定データともいう。取得部１４は、測定データを制御部１２に出力する。取得部１４は、測定子２０から測定データを取得するインタフェースを含んでよい。取得部１４は、Ａ／Ｄコンバータを有してよい。取得部１４は、測定子２０から測定データとしてアナログ信号を取得し、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換してよい。測定子２０が温度を測定する場合、測定子２０が出力する測定データは、温度データともいう。
温度センサ１５は、電子機器１０の所定部分の温度を測定する。温度センサ１５は、測定値を制御部１２に出力する。温度センサ１５の測定値は、後述するように、測定データを補正する際の基準として用いられうる。温度センサ１５の測定値は、基準温度ともいう。温度センサ１５は、基準温度を制御部１２に出力してよい。
取得部１４に接続される測定子２０は、熱電対であってよい。熱電対は、異なる２種類の金属線が一方の端部で接合され、他方の端部で接合されていない構成を有する。接合されている側の端部は、測温接点という。接合されていない側の端部は、基準接点という。測温接点と基準接点との間に温度差が与えられた場合、異なる２種類の金属線の接合されていない側の端部において、温度差に対応する電位差が生じる。つまり、取得部１４は、基準接点の温度と電位差とを取得することによって、測温接点の温度を算出しうる。測定子２０が熱電対である場合、取得部１４は、熱電対の基準接点を含み、熱電対の測温接点で生じる起電力に対応する電圧を温度データとして取得してよい。この場合、温度センサ１５は、取得部１４に含まれている熱電対の基準接点を所定部分として温度を測定してよい。つまり、温度センサ１５は、熱電対の基準接点の温度を基準温度として測定してよい。取得部１４が取得する温度データは、測温接点と基準接点との間の温度差に対応する。制御部１２は、温度データと基準温度とに基づいて、熱電対の測温接点の温度を算出しうる。つまり、制御部１２は、基準温度に基づいて温度データを補正しうる。
取得部１４がＡ／Ｄコンバータを有するものと仮定する。Ａ／Ｄコンバータは、温度特性を有しうる。例えば、Ａ／Ｄコンバータの温度変化によって、アナログ信号をデジタル信号に変換する際の閾値が変化しうる。つまり、Ａ／Ｄコンバータの温度変化によって、測定子２０から取得したアナログ信号と変換後のデジタル信号との対応関係が変化しうる。この場合、温度センサ１５は、取得部１４が有するＡ／Ｄコンバータを所定部分として温度を測定してよい。つまり、温度センサ１５は、Ａ／Ｄコンバータの温度を基準温度として測定してよい。制御部１２は、基準温度とＡ／Ｄコンバータの温度特性とに基づいて変換後のデジタル信号を補正することによって、測定データを補正してもよい。
本実施形態において、基準温度ができるだけ高精度で測定されることによって、測定データがより高精度で補正されうる。つまり、温度センサ１５は、高い測定精度を有するものであってよい。
報知部１６は、制御部１２から取得した制御情報に基づく内容を、電子機器１０のユーザに対して報知する。報知部１６は、ＬＥＤ（Light Emission Diode）等の光源を備えてよい。報知部１６は、光源の点灯又は点滅によって、制御部１２から取得した制御情報に基づく内容を周囲に報知してよい。報知部１６は、圧電ブザー若しくは電磁ブザー等のブザー、又は、所定の音声を発するスピーカ等を備えてよい。報知部１６は、ブザーの鳴動若しくは音声の発生等によって、制御部１２から取得した制御情報に基づく内容を周囲に報知してよい。報知部１６は、表示デバイスを備えてよい。表示デバイスは、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ等であってよいが、これらに限られず、他のデバイスであってもよい。報知部１６は、表示デバイスに、文字、画像等を表示し、制御部１２から取得した制御情報に基づく内容を報知してよい。
通信部１７は、ネットワーク３０と通信可能に接続される。通信部１７は、制御部１２から取得した制御情報に基づくデータを送信する。通信部１７は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信インタフェースを備えてよい。通信部１７は、通信インタフェースを介して、有線又は無線によって、ネットワーク３０と通信可能に接続されてよい。通信部１７は、ネットワーク３０を介して、他の装置又は機器等の上位機器と通信可能に接続されてよい。通信部１７は、ネットワーク３０を介さずに、上位機器と直接、通信可能に接続されてもよい。通信部１７は、ネットワーク３０を介して上位機器にデータを送信してもよいし、ネットワーク３０を介さずに直接上位機器にデータを送信してもよい。
制御部１２は、取得部１４によって測定子２０から取得した測定データを、通信部１７を介して、ネットワーク３０又は上位機器に送信してよい。制御部１２は、測定データを基準温度に基づいて補正し、補正した測定データを、通信部１７を介して送信してよい。制御部１２が測定データを補正することによって、電子機器１０が出力する測定データの精度が高められうる。
電子機器１０は、図２に例示されているフローチャートの手順を実行してよい。
制御部１２は、取得部１４によって、測定子２０から測定データを取得する（ステップＳ１）。取得部１４は、測定データとして、電流又は電圧等で表されるアナログ信号を取得してよい。測定子２０が熱電対である場合、取得部１４は、熱電対の起電力に対応する電圧を取得し、測温接点と基準接点との温度差に対応する温度データを制御部１２に出力してよい。取得部１４は、Ａ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換した温度データを、制御部１２に出力してよい。
制御部１２は、温度センサ１５から基準温度を取得する（ステップＳ２）。温度センサ１５は、基準温度として、電子機器１０の所定部分の温度を測定する。測定子２０が熱電対である場合、所定部分は、熱電対の基準接点であってよい。所定部分は、取得部１４が有するＡ／Ｄコンバータであってもよい。つまり、基準温度は、熱電対の基準接点の温度であってよいし、Ａ／Ｄコンバータの温度であってもよい。
制御部１２は、基準温度に基づき測定データを補正する（ステップＳ３）。測定子２０が熱電対である場合、制御部１２は、基準温度に基づいて、補正後の測定データとして測温接点の温度を算出してよい。制御部１２は、取得部１４のＡ／Ｄコンバータにおいてデジタル信号に変換された測定データを、基準温度とＡ／Ｄコンバータの温度特性とに基づいて補正してよい。
制御部１２は、測定データを出力する（ステップＳ４）。制御部１２は、ステップＳ３で補正した測定データを出力してもよいし、取得部１４で取得した測定データをそのまま出力してもよい。制御部１２は、測定データを、通信部１７を介して、ネットワーク３０又は上位機器に送信してよい。制御部１２は、ステップＳ４の後、図２のフローチャートの手順を終了する。
本実施形態に係る電子機器１０は、取得した測定データを基準温度に基づいて補正しうる。このようにすることで、電子機器１０が取得し出力する測定データの精度が高められうる。また、電子機器１０は、通信部１７を介して、測定データをネットワーク３０又は上位機器に送信できる。このようにすることで、上位機器は、測定データを収集しうるとともに、電子機器１０の状態を管理しうる。上位機器は、ＳＭＡＲＴＤＡＣ＋（登録商標）等のデータ収集機器であってよい。
図３に示されているように、制御部１２は、電池１１に接続され、電池１１から電力の供給を受けてよい。図３に示されている、電池１１と制御部１２との接続例は、電池１１と、電子機器１０の他の構成部との接続にも適用されうる。電池１１は、負極側の端子で接地され、正極側の端子で制御部１２と接続されている。電池１１は、２つ設けられており、並列に接続されている。
電池１１は、内部抵抗を有する。電池１１が電流を出力する場合、内部抵抗で生じる電圧降下によって、電池１１の端子電圧は低下する。つまり、電池１１が出力する電流が大きくなるほど、電池１１の端子電圧が低くなる。電池１１が出力する電流は、単に出力電流ともいう。電池１１の端子電圧は、単に端子電圧ともいう。
電池１１は、電子機器１０の各構成部に端子電圧を印加する。電子機器１０の各構成部に印加されている電圧は、印加電圧ともいう。図３に例示される構成で電池１１と接続されている制御部１２は、印加電圧として端子電圧を測定しうる。
電子機器１０は、電池１１に並列に接続され、電池１１の端子電圧を測定する電圧センサ１３をさらに備えてよい。電圧センサ１３は、破線で示されているように、制御部１２と通信可能に接続されている。電圧センサ１３は、端子電圧の測定値を制御部１２に出力する。
電子機器１０が備える電池１１の数は、２つに限られず、３つ以上であってよい。つまり、電子機器１０は、並列に接続されている少なくとも２つの電池１１を備えてよい。電子機器１０が並列に接続されている少なくとも２つの電池１１を備えることによって、１つの電池１１が取り外された場合でも、残りの電池１１が電子機器１０に電力を供給しうる。１つの電池１１が取り外された場合でも電子機器１０に電力が供給されうることによって、電子機器１０の動作を継続させたままの状態で、電池１１が交換されうる。電子機器１０が備える電池１１の数は、１つであってもよい。電池１１の数が１つであることによって、電池１１に接続される回路が簡易化されうる。
図３の例において、電池１１は、負極側の端子で接地されているが、正極側の端子で接地されてもよい。電池１１は、正極側の端子で接地される場合、負極側の端子で制御部１２と接続される。
端子電圧が低下した場合、電池１１は、電子機器１０が動作を継続するために必要とする最低限の電力を供給できなくなりうる。電子機器１０の動作に必要とされる電圧は、第１電圧ともいう。電池１１の端子電圧が第１電圧未満に低下する前に電池１１が交換されることによって、電子機器１０の動作が継続されうる。第１電圧は、電子機器１０の構成に基づいて決定されうる。
制御部１２は、電池１１の端子電圧が第１電圧未満に低下する前に電池１１の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる第２電圧を設定する。第２電圧は、第１電圧よりも高く設定される。制御部１２は、端子電圧が第２電圧未満となった場合、電子機器１０のユーザに電池１１の交換を促すアラームを出力してよい。制御部１２は、電池１１の交換に要する時間を考慮して第２電圧を設定してよい。このようにすることで、電池１１の端子電圧が第１電圧となる前に電池１１が交換されやすい。その結果、電子機器１０の動作が継続されうる。第２電圧は、電池１１の寿命電圧ともいう。
制御部１２は、アラームに関する制御情報を報知部１６に出力し、報知部１６に、アラームを報知させてもよい。報知部１６は、制御部１２がアラームを出力している状態を例えば赤色の発光で表してよい。報知部１６は、制御部１２がアラームを出力せずに動作している状態を例えば緑色の発光で表してよい。報知部１６がアラームを報知する態様は、これらに限られず、種々の態様であってよい。報知部１６がアラームを報知することで、電子機器１０のユーザは、アラームに気付きやすくなる。
制御部１２は、アラームに関する制御情報を通信部１７に出力し、通信部１７に、ネットワーク３０又は他の機器若しくは装置等の上位機器に対して、アラームを送信させてもよい。通信部１７が上位機器にアラームを送信することで、上位機器は、電子機器１０の状態を管理しうる。複数の電子機器１０が通信部１７を介して上位機器と通信する場合、上位機器は、複数の電子機器１０をまとめて管理しうる。その結果、電子機器１０が管理されやすい。
出力電流の大きさが同じである条件の下で、電池１１の周囲の温度が低いほど、端子電圧は速く低下する。電池１１の周囲の温度が低いほど、制御部１２は第２電圧を高い値に設定してよい。このようにすることで、電池１１の周囲の温度が低くなっている場合でも、アラームが出力されてから電池１１の端子電圧が第１電圧未満となるまでの時間が短くなりすぎない。つまり、電池１１の周囲の温度にかかわらず、アラームが出力されてから電池１１が交換されるまでの時間が確保されやすい。その結果、電子機器１０の動作が継続されやすくなる。
常温よりも低い温度範囲において、電池１１の周囲の温度が低いほど、電池１１の内部抵抗で生じる電圧降下は大きくなりうる。一方で、常温よりも高い温度範囲において、電池１１の周囲の温度が高いほど、電池１１の内部抵抗で生じる電圧降下は大きくなりうる。つまり、電池１１の周囲の温度が常温より低すぎたり高すぎたりする場合、端子電圧が大きく低下しうる。常温は、例えば１５℃〜２５℃であってよい。制御部１２は、電池１１の周囲の温度と、電池１１の内部抵抗で生じる電圧降下の大きさとの間の関係に基づいて、第２電圧を設定してよい。制御部１２は、例えば、電池１１の内部抵抗で生じる電圧降下が大きいほど、第２電圧を高い値に設定してよい。このようにすることで、アラームが出力されてから電池１１が交換されるまでの時間が確保されやすい。制御部１２は、電池１１の出力電流の大きさにさらに基づいて、第２電圧を設定してもよい。
電池１１の周囲の温度は、温度センサ１５が測定する基準温度に基づいて算出されうる。温度センサ１５の測定対象である所定部分の近傍に電池１１が位置している場合、電池１１の周囲の温度は、温度センサ１５の測定値である基準温度に近づきうる。例えば所定部分が取得部１４である場合、電池１１は、電子機器１０において、取得部１４から所定距離以内の範囲に配置されてよい。
電池１１の周囲の温度と基準温度との間の相関関係は、電池１１と所定部分との位置関係に基づいて決定されうる。電池１１の周囲の温度と基準温度との間の相関関係は、温度相関ともいう。温度相関は、例えば、テーブル形式で表されてよいし、一次関数等の関数によって表されてもよい。温度相関は、記憶部に格納されていてよい。制御部１２は、基準温度と温度相関とに基づいて、第２電圧を設定してよい。
制御部１２が基準温度に基づいて第２電圧を設定する場合、第２電圧と基準温度との間の相関関係は、所定の関係として表されうる。所定の関係は、電池１１の温度特性に基づいて決定されてよい。所定の関係は、例えばテーブル形式で表されてよいし、一次関数等の関数によって表されてもよい。所定の関係は、記憶部に格納されていてよい。制御部１２は、基準温度と所定の関係とに基づいて、第２電圧を設定してよい。
電子機器１０は、図４に示されているフローチャートの手順に沿って、電子機器１０のユーザに電池１１の交換を促すアラームを出力してよい。
制御部１２は、温度センサ１５から基準温度を取得する（ステップＳ１１）。制御部１２は、図２のステップＳ２と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１２は、基準温度に基づいて、第２電圧（寿命電圧）を設定する（ステップＳ１２）。制御部１２は、基準温度が低いほど、第２電圧を高く設定してよい。
制御部１２は、端子電圧を取得する（ステップＳ１３）。制御部１２は、印加電圧を測定し、端子電圧として取得してよい。制御部１２は、電圧センサ１３の測定値を端子電圧として取得してよい。
制御部１２は、端子電圧が第２電圧（寿命電圧）未満であるか判定する（ステップＳ１４）。制御部１２は、端子電圧が第２電圧未満である場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、電子機器１０のユーザに電池１１の交換を促すアラームを出力する（ステップＳ１５）。制御部１２は、ステップＳ１５の後、図４のフローチャートの手順を終了する。制御部１２は、ステップＳ１５でアラームを出力した場合、図４の手順を終了した後も、アラームを出力している状態を維持してよい。制御部１２は、端子電圧が第２電圧未満でない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５の手順をスキップし、図４のフローチャートの手順を終了する。
制御部１２は、アラームを出力している状態において、再度、図４の手順を実行してよい。制御部１２は、アラームを出力している状態において、端子電圧が第２電圧未満でないと判定した場合、アラームを解除してよい。アラームは、ユーザが電子機器１０を操作することによって解除されてもよい。
本実施形態に係る電子機器１０は、電池１１の端子電圧が第２電圧（寿命電圧）未満となる前に電池１１の交換を促すアラームを出力する。電子機器１０は、基準温度に基づいて電池１１の第２電圧（寿命電圧）を設定する。このようにすることで、例えば、電池１１の端子電圧が第１電圧未満まで低下する事態が避けられうる。また、電池１１の端子電圧がまだ十分に高い状態で電池１１が交換される事態が避けられうる。つまり、本実施形態によれば、電子機器１０が動作しなくなる前に電池１１が交換されうるとともに、電池１１の残容量ができるだけ少なくなった状態で電池１１が交換されうる。つまり、電池１１の寿命が精度よく判定されうる。結果として、電池１１の交換のコストが低減されるとともに、電子機器１０の動作が継続されやすくなる。
本実施形態に係る電子機器１０は、アラームを出力している状態において、端子電圧が第２電圧以上であると判定した場合、アラームを解除してもよい。このようにすることで、ユーザがアラームに基づいて電池１１を交換した場合に、アラームが自動的に解除されうる。また、電池１１の周囲の温度が変化したことによって電池１１の交換の必要が無くなった場合に、アラームが自動的に解除されうる。その結果、ユーザが電子機器１０を取り扱いやすくなる。
本実施形態に係る電子機器１０は、基準温度を取得する温度センサ１５と、測定データを測定子２０から取得する取得部１４とを備える。電子機器１０は、取得部１４で取得した測定データを、基準温度に基づいて補正する。このようにすることで、測定データの精度が高められうる。
本実施形態に係る電子機器１０は、測定データの補正に用いられる基準温度に基づいて、電池１１の第２電圧（寿命電圧）を設定する。仮に、比較例に係る機器が電池１１と、電池１１の温度を測定するための専用のセンサとを備える場合、比較例に係る機器は、専用のセンサで測定した電池１１の温度に基づいて、電池１１の交換時期が来たか判定する。一方で、本実施形態に係る電子機器１０は、電池１１の周囲の温度を測定する専用のセンサを必要としない。つまり、本実施形態によれば、構成の簡易化によって電子機器１０のコストが低減されうるとともに、電池１１の寿命が精度よく判定されうる。
一実施形態に係る電子機器１０は、図５に示されるように、保護ダイオード１８をさらに備えてよい。図５の回路は、図３の回路と比較して、各電池１１の正極側の端子に直列に接続されている保護ダイオード１８をさらに有する。保護ダイオード１８は、電池１１の正極側の端子から制御部１２へ向かう方向が順方向となるように接続されている。保護ダイオード１８は、仮に電池１１が図５に示されている向きと逆向きに取り付けられた場合に、電子機器１０の各構成部に逆極性の電圧が印加されることを防ぎうる。
電子機器１０が保護ダイオード１８を備える場合、保護ダイオード１８でも電圧降下が生じる。この場合、電池１１の端子電圧から保護ダイオード１８における電圧降下の大きさを差し引いた電圧が電子機器１０の各構成部に印加される。電池１１と保護ダイオード１８とが直列に接続している構成は、電圧印加部１９ともいう。つまり、電圧印加部１９の端子電圧が制御部１２等の各構成部への印加電圧となる。電圧印加部１９の端子電圧は、電池１１の端子電圧から保護ダイオード１８における電圧降下の大きさを差し引いた電圧に対応する。
電圧印加部１９の端子電圧が第１電圧未満に低下した場合、電池１１は、電子機器１０の各構成部が動作するために必要とする最低限の電力を供給できない。電圧印加部１９の端子電圧が第１電圧未満に低下する前に電池１１が交換されることによって、電子機器１０の各構成部の動作が継続されうる。第１電圧は、保護ダイオード１８を含む電子機器１０の構成に基づいて決定されうる。
電子機器１０は、電圧センサ１３をさらに備えてよい。電圧センサ１３は、電池１１と保護ダイオード１８とが直列に接続している電圧印加部１９全体に並列に接続されるのではなく、電池１１のみに並列に接続されてよい。電圧センサ１３は、電池１１のみに並列に接続されていることによって、電子機器１０が保護ダイオード１８を備えるか否かにかかわらず、電池１１の端子電圧を測定しうる。電圧センサ１３は、破線で示されているように、制御部１２と通信可能に接続されている。電圧センサ１３は、測定値を制御部１２に出力する。制御部１２は、電池１１の端子電圧を取得しうる。電圧センサ１３は、電圧印加部１９全体に対して並列に接続されてもよい。この場合、電圧センサ１３は、電圧印加部１９の端子電圧を測定値として取得する。
図５の例において、電池１１は、負極側の端子で接地されているが、正極側の端子で接地されてもよい。電池１１は、正極側の端子で接地される場合、負極側の端子で制御部１２と接続される。この場合、保護ダイオード１８は、図５に示されている極性と逆の極性となるように接続される。
制御部１２は、第１電圧と、電池１１の内部抵抗で生じる電圧降下の大きさと、保護ダイオード１８で生じる電圧降下の大きさとに基づいて、第２電圧を設定してよい。保護ダイオード１８は、温度特性を有する。例えば、保護ダイオード１８の周囲の温度が低いほど、保護ダイオード１８で生じる電圧降下が大きくなりうる。制御部１２は、保護ダイオード１８の温度特性にさらに基づいて、第２電圧を設定してよい。つまり、制御部１２は、保護ダイオード１８で生じる電圧降下の温度特性を考慮して第２電圧を設定してよい。制御部１２は、例えば、保護ダイオード１８で生じる電圧降下が大きいほど、第２電圧を高い値に設定してもよい。制御部１２は、電池１１の出力電流の大きさにさらに基づいて、第２電圧を設定してもよい。
制御部１２は、第２電圧と基準温度との間の相関関係を表す所定の関係に基づいて、第２電圧を設定してよい。所定の関係は、電池１１の温度特性だけでなく、保護ダイオード１８の温度特性にさらに基づいて決定されてよい。このようにすることで、パラメータの増加にかかわらず、第２電圧が簡便に設定されうる。
電子機器１０が保護ダイオード１８を備える場合、制御部１２が図４のフローチャートの各手順で実行する内容が変更されてもよい。制御部１２は、ステップＳ１２の手順において、保護ダイオード１８の温度特性にさらに基づいて、第２電圧を設定してもよい。制御部１２は、ステップＳ１３の手順において、電池１１の端子電圧を取得する代わりに、電圧印加部１９の端子電圧を取得してもよい。制御部１２は、ステップＳ１４の手順において、電池１１の端子電圧が第２電圧未満であるか判定する代わりに、電圧印加部１９の端子電圧が第２電圧未満であるか判定してもよい。
本実施形態に係る電子機器１０は、保護ダイオード１８の温度特性をさらに考慮して電池１１の第２電圧（寿命電圧）を設定しうる。このようにすることで、電池１１の交換のタイミングがより適切に決定されうる。その結果、電子機器１０の動作が継続されやすくなる。
一実施形態に係る電子機器１０は、図２に例示されるフローチャートの手順に沿って、測定子２０から測定データを取得し、基準温度に基づいて測定データを補正し、補正した測定データを出力しうる。電子機器１０は、測定データの取得、補正及び出力を一連の動作として実行してよい。
電子機器１０は、これらの一連の動作を所定の測定タイミングで間欠的に実行してよい。測定タイミングは、例えば周期的に到来するタイミングであってよいし、異なる時間間隔で到来するタイミングであってもよい。電子機器１０は、一連の動作を実行するタイミングで、温度センサ１５と取得部１４とを動作させてよい。つまり、電子機器１０は、温度センサ１５と取得部１４とを測定タイミングで間欠的に動作させてよい。測定タイミングが到来する頻度が高いほど、電池１１が電子機器１０に供給する電力が増加しうる。つまり、測定タイミングが到来する頻度が高いほど、電池１１の端子電圧は、速く低下しうる。測定タイミングが到来する頻度は、測定頻度ともいう。
制御部１２は、基準温度だけでなく測定頻度にさらに基づいて、第２電圧を設定してもよい。制御部１２は、例えば、測定頻度が高いほど、第２電圧を高く設定してもよい。このようにすることで、電池１１の交換のタイミングがより適切に決定されうる。
制御部１２が測定頻度にさらに基づいて第２電圧を設定する場合、第２電圧と基準温度との間の相関関係を表す所定の関係は、さらに測定頻度との間の相関関係を含んでよい。つまり、制御部１２は、第２電圧と、基準温度及び測定頻度との間の相関関係に基づいて、第２電圧を設定してよい。このようにすることで、パラメータの増加にかかわらず、第２電圧が簡便に設定されうる。
一実施形態に係る電子機器１０は、端子電圧が第２電圧未満であるか判定するステップを２回以上実行し、端子電圧が第２電圧未満であると少なくとも２回連続で判定した場合に、アラームを出力してよい。また、電子機器１０は、端子電圧が第２電圧以上であると少なくとも２回連続で判定した場合に、アラームを解除してよい。
電子機器１０は、図６及び図７に示されているフローチャートの手順に沿って、電子機器１０のユーザに電池１１の交換を促すアラームを出力したり解除したりしてよい。
制御部１２は、アラームを出力しているか判定する（ステップＳ２１）。制御部１２は、アラームを出力している場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、図７に示されているフローチャートのステップＳ３１に進む。
制御部１２は、アラームを出力していない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、カウンタを０に設定する（ステップＳ２２）。
制御部１２は、温度センサ１５から基準温度を取得する（ステップＳ２３）。制御部１２は、図２のステップＳ２と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１２は、基準温度に基づいて、第２電圧（寿命電圧）を設定する（ステップＳ２４）。制御部１２は、図４のステップＳ１２と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１２は、端子電圧を取得する（ステップＳ２５）。制御部１２は、図４のステップＳ１３と同一又は類似の手順を実行してよい。
制御部１２は、端子電圧が第２電圧（寿命電圧）未満であるか判定する（ステップＳ２６）。制御部１２は、端子電圧が第２電圧未満でない場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、ステップＳ２２の手順に戻り、カウンタを０にリセットする。制御部１２は、端子電圧が第２電圧未満である場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、カウンタに１を加える（ステップＳ２７）。つまり、カウンタは、端子電圧が第２電圧未満であると連続で判定された回数を表している。
制御部１２は、カウンタが所定回数以上であるか判定する（ステップＳ２８）。所定回数は、２回であってもよいし、３回以上であってもよい。制御部１２は、カウンタが所定回数以上でない場合（ステップＳ２８：ＮＯ）、ステップＳ２３の手順に戻る。この場合、制御部１２は、カウンタを０にリセットしない。制御部１２は、カウンタが所定回数以上である場合（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、電子機器１０のユーザに電池１１の交換を促すアラームを出力する（ステップＳ２９）。制御部１２は、ステップＳ２９の後、図６のフローチャートの手順を終了する。
制御部１２は、アラームを出力していない場合（図６のステップＳ２１：ＮＯ）、カウンタを０に設定する（図７のステップＳ３１）。
制御部１２は、ステップＳ３２〜Ｓ３４の各手順において、図６のステップＳ２３〜Ｓ２５の各手順と同一又は類似の手順を実行し、ステップＳ３５の手順に進む。
制御部１２は、端子電圧が第２電圧以上であるか判定する（ステップＳ３５）。制御部１２は、端子電圧が第２電圧以上でない場合（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３１の手順に戻り、カウンタを０にリセットする。制御部１２は、端子電圧が第２電圧以上である場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、カウンタに１を加える（ステップＳ３６）。つまり、カウンタは、端子電圧が第２電圧以上であると連続で判定された回数を表している。
制御部１２は、カウンタが所定回数以上であるか判定する（ステップＳ３７）。所定回数は、２回であってもよいし、３回以上であってもよい。制御部１２は、カウンタが所定回数以上でない場合（ステップＳ３７：ＮＯ）、ステップＳ３２の手順に戻る。この場合、制御部１２は、カウンタを０にリセットしない。制御部１２は、カウンタが所定回数以上である場合（ステップＳ３７：ＹＥＳ）、アラームを解除する（ステップＳ３８）。制御部１２は、ステップＳ３８の後、図７のフローチャートの手順を終了する。
本実施形態に係る電子機器１０は、アラームを出力していない状態において端子電圧が寿命電圧未満であると少なくとも２回連続で判定した場合に、ユーザに電池１１の交換を促すアラームを出力する。また、本実施形態に係る電子機器１０は、アラームを出力している状態において端子電圧が寿命電圧以上であると少なくとも２回連続で判定した場合に、ユーザに電池１１の交換を促すアラームを出力する。このようにすることで、端子電圧が寿命電圧より大きくなったり小さくなったりする場合に、アラームが出力されたり解除されたりする状態が発生しにくくなる。その結果、ユーザが電子機器１０を取り扱いやすくなる。
図６及び図７に例示されている手順において、制御部１２は、端子電圧と第２電圧とを比較する毎に、第２電圧を設定している。このようにすることで、制御部１２は、電池１１の寿命を判定する際に、電池１１の周囲の温度の変化等の状況変化に対応しやすくなる。制御部１２が実行する手順は、この例に限られない。制御部１２は、第２電圧を設定した後、端子電圧と第２電圧との比較を２回以上続けて実行してもよい。つまり、一旦設定された第２電圧は、２回以上の比較に用いられてもよい。このようにすることで、制御部１２の動作負荷が軽減されうる。
一実施形態に係る電子機器１０は、端子電圧を少なくとも２回取得してよい。電子機器１０は、平均化等の演算によって少なくとも２つの端子電圧のデータを処理し、処理結果が寿命電圧未満であるか判定してもよい。電子機器１０が少なくとも２回判定したり、端子電圧を少なくとも２回取得したりすることによって、電池１１の交換時期が端子電圧の測定履歴に基づいて決定されうる。このようにすることで、電子機器１０は、電池１１の交換のタイミングをより適切に決定しうる。
本開示に係る実施形態において例示されている手順は、電池寿命判定方法に含まれてもよいし、制御部１２として機能するプロセッサに実行させる電池寿命判定プログラムに含まれてもよい。
本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
１０ 電子機器
１１ 電池
１２ 制御部
１３ 電圧センサ
１４ 取得部
１５ 温度センサ
１６ 報知部
１７ 通信部
１８ 保護ダイオード
１９ 電圧印加部
２０ 測定子
３０ ネットワーク

Claims (10)

  1. 自機を動作させる電力を供給する電池と、
    測定子と接続され、前記測定子から測定データを取得する取得部と、
    基準温度を測定する温度センサと、
    前記基準温度に基づいて前記測定データを補正する制御部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記電池の端子電圧を取得し、
    前記基準温度に基づいて、前記電池の端子電圧が自機の動作に必要とされる電圧未満に低下する前に前記電池の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる寿命電圧を設定し、
    前記端子電圧が前記寿命電圧未満である場合、前記アラームを出力する
    電子機器。
  2. 上位機器と通信する通信部をさらに備え、
    前記制御部は、前記端子電圧が前記寿命電圧より低い場合、前記通信部を介して、前記上位機器に前記アラームを出力する、請求項１に記載の電子機器。
  3. 前記電池と直列に接続されている保護ダイオードをさらに備え、
    前記電池は、前記保護ダイオードを介して、自機に電力を供給し、
    前記制御部は、前記保護ダイオードによる電圧降下を含む電圧を前記端子電圧として取得し、前記保護ダイオードの温度特性にさらに基づいて、前記電池の寿命電圧を設定する、請求項１又は２に記載の電子機器。
  4. 前記取得部は、所定のタイミングで前記測定データを取得し、
    前記制御部は、前記所定のタイミングが来る頻度にさらに基づいて、前記電池の寿命電圧を設定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子機器。
  5. 前記制御部は、
    前記端子電圧が前記寿命電圧未満であると、少なくとも２回連続で判定した場合、前記アラームを出力する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電子機器。
  6. 前記制御部は、前記アラームを出力している状態において、前記端子電圧が前記寿命電圧以上であると判定した場合、前記アラームを解除する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電子機器。
  7. 前記制御部は、前記アラームを出力している状態において、
    前記端子電圧が前記寿命電圧以上であると、少なくとも２回連続で判定した場合、前記アラームを解除する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電子機器。
  8. 並列に接続されている少なくとも２つの前記電池を備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電子機器。
  9. 自機を動作させる電力を供給する電池の端子電圧を取得するステップと、
    測定子から測定データを取得するステップと、
    基準温度を測定するステップと、
    前記基準温度に基づいて前記測定データを補正するステップと、
    前記基準温度に基づいて、前記電池の端子電圧が自機の動作に必要とされる電圧未満に低下する前に前記電池の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる寿命電圧を設定するステップと、
    前記端子電圧が前記寿命電圧未満である場合、前記アラームを出力するステップと
    を含む電池寿命判定方法。
  10. 制御部として機能するプロセッサに、
    自機を動作させる電力を供給する電池の端子電圧を取得するステップと、
    測定子から測定データを取得するステップと、
    基準温度を測定するステップと、
    前記基準温度に基づいて前記測定データを補正するステップと、
    前記基準温度に基づいて、前記電池の端子電圧が自機の動作に必要とされる電圧未満に低下する前に前記電池の交換を促すアラームを出力するための基準として用いられる寿命電圧を設定するステップと、
    前記端子電圧が前記寿命電圧未満である場合、前記アラームを出力するステップと
    を実行させる電池寿命判定プログラム。
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