JP5608761B2 - 電池式警報器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば火災警報器、ガス漏れ警報器等の警報器に係り、特に電池式の警報器に関する。

従来、例えば、特許文献１に記載のように、例えば火災警報器において電池式のタイプは、当然ながら、長期間使用すると何れは電池は寿命を迎えることになる。すなわち、使用期間終期には、電源としての電池の電圧が低下し、更にそのまま放置すると最後には機能停止となる。そこで、住宅用火災警報器には、電源としての電池の電圧低下を常時監視させ、電池電圧が機能停止となる電圧値に近づくと電池の交換（あるいは警報器全体の交換時期が到来したこと）を知らせる機能が付加されている。

そして、特許文献１の発明では、使用期間終期の微妙な電池電圧値においても、電圧低下を正確に且つ安価に監視できるようにする電池電圧低下の基準値設定方法を提案している。

また、電池式の警報器としては、上記火災警報器に限らず、例えばガス漏れ警報器等がある。尚、ガス漏れ警報器に関しては、コンセント等を介して得られる商用電源（ＡＣ１００Ｖ）を用いるタイプ（当然、内部で例えばＤＣ５Ｖ等に変換して直流電源で動作している）が多いが、最近では電池式も開発されてきている。

図８は、従来の電池式のガス漏れ警報器の回路図である。

図示の例のガス漏れ警報器は、電池部１、ガスセンサ２、制御回路部３、警報部４、周囲温度検出部５、定電圧回路部６、定電圧回路部７、３つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３、及び負荷抵抗Ｒ１を有する。尚、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は、例えばバイポーラトランジスタ等の半導体スイッチング素子であり、制御回路部３によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。また、ガスセンサ２は、センサ抵抗２ａとヒータ抵抗２ｂより成る。

尚、これ以降、定電圧回路部６は第１の定電圧回路部６、定電圧回路部７は第２の定電圧回路部７と呼ぶものとして、両者を区別し易くして説明するものとする。

まず、上記ガスセンサ２（センサ抵抗２ａとヒータ抵抗２ｂより成る）を用いたガス検知について説明する。

一例としては、センサ抵抗２ａは１００ｋΩ等の高抵抗、ヒータ抵抗２ｂは１００Ω程度の低抵抗である。ヒータ抵抗２ｂを駆動することでガス検知素子であるセンサ抵抗２ａの動作温度（４００℃程度）まで加熱する。よって、ヒータ抵抗２ｂには大電流が流れるものであり、電力消費量が大きい。

制御回路部３は、上記の様に動作温度まで加熱している状態のセンサ抵抗２ａの抵抗値を計測することで、ガスの有無の判定を行うことができる。尚、この計測・判定方法は、一般的によく知られたものであり、ここでは特に説明しない。尚、上記動作温度まで加熱するまでに掛かる時間は、周囲温度に影響されるので、周囲温度検出部５によって検出される周囲温度に基づいて、ヒータ抵抗２ｂの駆動時間を決定する等の処理も行われる場合がある。

センサ抵抗２ａに関しては、センサ抵抗２ａ、負荷抵抗Ｒ１、スイッチＳＷ３から成る直列回路が形成されている。ヒータ抵抗２ｂに関しては、スイッチＳＷ１、第１の定電圧回路部６、ヒータ抵抗２ｂ、スイッチＳＷ２から成る直列回路が形成されている。これら２つの直列回路が並列接続されており、第２の定電圧回路部７（例えば昇圧回路）による所定電圧（例えば３．３Ｖ）が印加されている。また、ヒータ抵抗２ｂには第１の定電圧回路部６（降圧回路）による所定電圧（例えば２．０Ｖ）が印加されている。

ここで、制御回路部３は、マイコン等であり、その内蔵メモリに予め格納されている所定のアプリケーションプログラムを、実行することにより、ガス漏れ警報器の制御を行うものである。この制御の一部として、定周期でガスセンサ２のセンサ値を測定する処理を行う。

これは、例えば６０秒周期で１００ｍｓ程度の間、ガスセンサ２に電源供給する。これは、６０秒毎に、１００ｍｓの間、３つのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を全てＯＮ制御する（図示の出力端子OUT1,OUT2,OUT3からＯＮ信号出力する）。これより、センサ抵抗２ａに対しては上記第２の定電圧回路部７による上記３．３Ｖ電圧を与え、ヒータ抵抗２ｂに対しては上記第１の定電圧回路部６による上記２．０Ｖの電圧を与えることになり、これによってガスセンサ２を動作させる。

制御回路部３は、センサ抵抗２ａの抵抗値変化を示す電圧値を、図示の入力端子ＡＤ２から入力し、これに基づいて所定のガス漏れ判定処理を行う。そして、ガス漏れ有りと判定した場合には、警報部４を制御して警報・報知する。

尚、警報部４は、ブザー等である警報音出力部４ａ、ＬＥＤ等である警報表示部４ｂ、外部に対して信号出力する為のインタフェース等である外部警報出力部４ｃ等を有する。制御回路部３は、これらを制御して、例えばブザー音を鳴らしたり、ＬＥＤを点灯／点滅させることで、ガス漏れ発生を報知する。

ここで、電池部１は、本ガス漏れ警報器の主電源であり、本例では３．０Ｖの電圧の電源である。この電源電圧（３．０Ｖ）を、第２の定電圧回路部７によって昇圧して（降圧する場合もある）制御回路部３やガスセンサ２等に与える。ここでは、仮に３．３Ｖに昇圧するものとする。

また、第１の定電圧回路部６は、上記第２の定電圧回路部７の出力電圧（ここでは上記の通り３．３Ｖ）を例えば２．０Ｖに降圧する降圧回路であり、降圧後の電圧（２．０Ｖ）がヒータ抵抗２ｂの駆動電圧となる。つまり、ヒータ抵抗２ｂの駆動に関しては、第２の定電圧回路部７によって昇圧してから第１の定電圧回路部６によって降圧しており（３．０Ｖ→３．３Ｖ→２．０Ｖ）、第１の定電圧回路部６と第２の定電圧回路部７とで二重にロスが生じ、非常に効率が悪いものであり、電池電流を多く使用してしまう。

尚、ヒータ抵抗２ｂは消費電力が非常に大きな構成要素であり、ヒータ抵抗２ｂに比べれば、制御回路部３やセンサ抵抗２ａ等の消費電力は、微々たるものである。

また、尚、第１の定電圧回路部６は、例えば降圧チョッパ等のＤＣ−ＤＣコンバータ等である。また、第２の定電圧回路部７も、例えば昇圧チョッパ又は降圧チョッパなどのＤＣ−ＤＣコンバータ等である。

また、図には示していないが、第２の定電圧回路部７が存在しない従来例もある。この場合、上述した電池使用の末期において、電池電圧が低下すると、特にヒータ抵抗２ｂの駆動電圧の問題から、正常動作できなくなる。

すなわち、この例の場合、電源電圧（電池部１の電圧３．０Ｖ）をガスセンサ２や制御回路部３に与えることになり、第１の定電圧回路部６は、この電源電圧（３Ｖ）を上記２．０Ｖに降圧するようになっている。そして、電池使用の末期になり電池部１の電圧が降下すれば、第１の定電圧回路部６の出力電圧も降下し、ヒータ抵抗２ｂの駆動電圧が低下することになる。

このように電池電圧の低下に伴ってヒータ抵抗２ｂの駆動電圧が低下すると、上記動作温度まで加熱することが出来なくなる。この為、上記「動作温度まで加熱している状態のセンサ抵抗２ａの抵抗値を計測する」ことが出来なくなり、正常な計測が出来ず、以って正常なガス漏れ判定も出来なくなる。つまり、正常動作できなくなる。

これに対して、図８に示す従来例のように第２の定電圧回路部７（昇圧チョッパ）がある場合には、上記のように昇圧チョッパが無い構成に比べれば、電池使用末期において電池電圧が低下しても、比較的長い時間、正常動作可能となる。

しかしながら、既に述べたように、通常時に、昇圧チョッパと降圧チョッパとで二重にロスが生じ、電池電流を多く使用してしまう為、結局、寿命が短くなる可能性が高いことになる。
特開２００８−１２３３４７号公報

ここで、ガス漏れ警報器は、通常、メンテナンスなしで５年間使用される。従って、電池式のガス漏れ警報器においても、電池交換なしで５年間使用できなければならない。

電池本数を多く搭載すれば５年間の使用期間を十分に満足することになるが、製品コストや製品外形・製品重量などの点からも、搭載する電池本数を少なくすることが市場から望まれており、機器の電力消費を小さくし、少ない電池本数で５年間の使用期間を満足する必要がある。

上記のような市場の要求を満足する為には、電池使用の末期においても出来るだけ長く正常動作することが望まれるが、上述したようにその前の通常時において電力消費が多いようだと、結局、警報器としての寿命が長くならないことになる可能性が高い。

尚、上記特許文献１は、この様な要望は何等考慮していない。

尚、上記従来構成において、例えば、第１の定電圧回路部６が降圧チョッパ等であり、制御回路部３がその出力端子ＯＵＴ３からの制御信号によって所謂“チョッパ制御”を行っている場合、電池部１の電圧低下に応じて“チョッパ制御”のデューティー比を変更する等して、ヒータ抵抗２ｂの駆動電圧を所定値（２．０Ｖ）に維持することも可能であるが、それにも限界がある。例えば、電池部１の電圧が２．２Ｖ未満になると、第１の定電圧回路部６の出力は２．０Ｖ未満になり、正常動作できなくなる。

本発明の課題は、電池式の警報器に係り、特にセンサ駆動に係る構成に関して、電池消費のロスを少なくでき、且つ、電池使用の末期において正常動作可能となる時間を延ばすことができ、以って警報器の長寿命化を実現できる電池式警報器等を提供することである。

本発明の電池式警報器は、少なくともセンサ部と電池を有する電池式警報器であることを前提として、下記の構成を有する。

まず、上記電池電圧を昇圧する昇圧回路部を有する。

更に、前記電池電圧を前記センサ部へ与えるための第１の電力供給路と、該第１の電力供給路上に設けられた第１のスイッチ手段とを有する。

更に、前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部に与えるための第２の電力供給路と、該第２の電力供給路上に設けられた第２のスイッチ手段とを有する。

更に、前記第１のスイッチ手段、第２のスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御手段を有する。

そして、上記制御手段は、前記電池電圧を監視し、該電池電圧が所定の閾値以上である場合には前記センサ部の駆動時に前記第１のスイッチ手段をＯＮ制御して前記電池電圧を前記センサ部へ与える。また、該電池電圧が所定の閾値未満である場合には前記センサ部の駆動時に前記第２のスイッチ手段をＯＮ制御して前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部へ与える。

電池使用の末期になり電池電圧が所定の閾値未満となったら、センサ駆動に関して電池電圧では不十分となるので、昇圧後の電圧を用いるようにすることで、電池使用の末期において正常動作可能となる時間を延ばすことができる。且つ、この様な電池使用の末期以外の通常時は、電池電圧を用いることで、電池消費のロスを少なくできる。従って、電池式警報器の長寿命化を図ることができる。

電池式警報器は、例えばガス漏れ警報器である。

この場合、前記センサ部は、例えば、ガスセンサにおけるヒータ抵抗と、該ヒータ抵抗に直列接続される降圧回路であり、該降圧回路は、前記電池電圧または前記昇圧後の電圧を降圧し、前記ヒータ抵抗は該降圧後の電圧によって駆動される。この例の場合、昇圧回路部により昇圧後の電圧によってセンサ部を駆動することは、電池電圧を、昇圧回路部により昇圧し、降圧回路によって降圧することになり、二重のロスとなっていた。これに対して、上記のように通常時は電池電圧を用いることで、電池消費のロスを少なくできる。

本例の電池式のガス漏れ警報器の回路図である。 （ａ）、（ｂ）は、制御回路部によるセンサ駆動の処理フローチャート図（その１）である。 センサ駆動のタイムチャート図である。 （ａ）、（ｂ）は、制御回路部によるセンサ駆動の処理フローチャート図（その２）である。 （ａ）、（ｂ）は、制御回路部によるセンサ駆動の処理フローチャート図（その３）である。 （ａ）、（ｂ）は、制御回路部によるセンサ駆動の処理フローチャート図（その４）である。 （ａ）、（ｂ）は、制御回路部によるセンサ駆動の処理フローチャート図（その５）である。 従来の電池式のガス漏れ警報器の回路図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１に、本例の電池式のガス漏れ警報器の回路図を示す。

尚、これは、図８に示す従来の電池式のガス漏れ警報器の回路図と比較することで、本例の警報器の回路構成の特徴が分かり易くする為の構成例であり、この例に限るものでない。また、ガス漏れ警報器に限定するものでもなく、火災警報器等の他の警報器に適用可能である。但し、言うまでもないが、電池式の警報器に限るものである。

尚、図１に示す本例の電池式のガス漏れ警報器１０の回路の各種構成要素のうち、図８に示す従来の回路の構成要素と略同一のものには同一符号を付してあり、その説明は省略するか又は簡略化するものとする。

図１において、電池部１は、従来と同様、ガス漏れ警報器１０の主電源であり、本例でも３Ｖ電圧の電源である。また、ガスセンサ２は、それ自体の構成は従来と同じであり、センサ抵抗２ａ、ヒータ抵抗２ｂを有するものである。また、センサ抵抗２ａに関して負荷抵抗Ｒ１とスイッチＳＷ３が直列接続された構成も、従来と同じである。同様に、ヒータ抵抗２ｂに関してスイッチＳＷ１、第１の定電圧回路部６、スイッチＳＷ２が直列接続された構成も、従来と同じである。

また、ブザー等である警報音出力部４ａ、ＬＥＤ等である警報表示部４ｂ、外部に対して信号出力する為のインタフェース等である外部警報出力部４ｃ等を有する警報部４と、当該警報部４に対する制御回路部１１の制御処理も、従来と同じであってよい。周囲温度検出部５と周囲温度に応じた制御処理に関しても従来と同様であってよい。

尚、制御回路部１１は、上記従来の制御回路部３と略同様の処理も行うが、後述する図２（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）、（ｂ）等のフローチャートの処理も実行する。これは、何れか１つ以上のフローチャートの処理を実行するものである。

制御回路部１１は、マイコン等であり、その内蔵メモリに予め格納されている所定のアプリケーションプログラムを、ＣＰＵ等が実行することにより、上記従来と略同様の処理や後述する図２（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）〜図７（ａ）、（ｂ）等のフローチャートの処理を実現するものである。

また、制御回路部１１の入出力端子に関しては、上記従来の制御回路部３と略同様の端子は同一符号を付してあり、従来と異なる点は、図示の出力端子ＯＵＴ２と入力端子ＡＤ１が設けられた点である。この出力端子ＯＵＴ２からのＯＮ／ＯＦＦ出力によって、図示のスイッチＳＷ４をＯＮ／ＯＦＦ制御する。また、入力端子ＡＤ１は、電池部１に接続しており、制御回路部１１は、電池部１の電圧（電源電圧）を監視している。

ここで、本回路では、図８の従来回路における第２の定電圧回路部７の代わりに、昇圧回路部１２を設けている。但し、従来においても第２の定電圧回路部７の一例として昇圧回路を挙げていたので、従来と同じと見做してもよい。

但し、ヒータ抵抗２ｂの駆動に関しては、従来では通常時でも昇圧回路部１２の昇圧電圧で電力供給を行うものとなるが、本回路では通常時は電池部１の電圧（電池電圧）をガスセンサ２のヒータ抵抗２ｂに与えることになる。そして、例えば末期などになると、昇圧回路部１２によって昇圧された電圧（ＶＤＤ）を、ヒータ抵抗２ｂに与えることになる。尚、上記“与える”とは、必ずしも電池電圧や昇圧電圧（ＶＤＤ）がそのままヒータ抵抗２ｂに印加されることを意味するものではなく、図１の例では電池電圧やＶＤＤが定電圧回路部６によって降圧されて２．０Ｖ等となり、この２．０Ｖ等がヒータ抵抗２ｂに印加されることになる。

上記のことを実現する為に、上記スイッチＳＷ４に係る構成を新たに設けると共に、制御回路部１１によって後述する図２（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）〜図７（ａ）、（ｂ）等のフローチャートの処理を実行させるものである。

すなわち、まず、本回路では、ガスセンサ２のヒータ抵抗２ｂへの電力供給ルートとして、昇圧回路部１２による昇圧電圧（ＶＤＤ）をスイッチＳＷ１を介してヒータ抵抗２ｂに与えるルートと、電池部１の電池電圧をスイッチＳＷ４を介してヒータ抵抗２ｂに与えるルートの２つの電力供給路を構成している。

そして、従来で述べた制御回路部３の動作と同様に、制御回路部１１においても一定周期毎に一定時間（例えば図３に示すタイミングで）ガスセンサ２を駆動するものであり、このセンサ駆動時にスイッチＳＷ１とスイッチＳＷ４の何れか一方をＯＮ制御して、上記２つのルートの何れか一方のルートで第１の定電圧回路部６に電力供給して、ガスセンサ２のヒータ抵抗２ｂを略２Ｖで駆動させるものである。

尚、スイッチＳＷ１，ＳＷ４のどちらをＯＮする場合でも、スイッチＳＷ２は同タイミングでＯＮ制御する。尚、スイッチＳＷ２に対するＯＮ／ＯＦＦ制御は、従来の制御回路部３と同様である。また、ガスセンサ２のセンサ抵抗２ａに関しては、従来の制御回路部３と同様にスイッチＳＷ３をＯＮ／ＯＦＦ制御するものであり、これについては特に説明しない。

また、尚、図示の通り、スイッチＳＷ１，ＳＷ４はｐｎｐ型トランジスタであり、スイッチＳＷ２，ＳＷ３はｎｐｎ型トランジスタである。

図２（ａ）、（ｂ）は、制御回路部１１におけるセンサ駆動フローチャート図(その１)である。

図２（ａ）はセンサ駆動開始時、図２（ｂ）はセンサ駆動終了時のフローチャート図である。図３に示すように、所定のセンサ駆動周期Ｔ１（一例としては２０〜６０秒の範囲内の値；ここでは６０秒とする）毎に、所定のセンサ駆動時間Ｔ２（ここでは１００ms）の間、ガスセンサ２を駆動する。

図２（ａ）の処理は、上記センサ駆動周期Ｔ１毎に実行されるものであり、センサ駆動時間Ｔ２（１００ms）の直前に実行される。一方、図２（ｂ）の処理は、センサ駆動時間Ｔ２（１００ms）の直後に実行される。

まず、図２（ｂ）の処理から説明する。

この処理は、上記センサ駆動時間Ｔ２（１００ms）のセンサ駆動終了するまで待ち（ステップＳ５，ＮＯを繰り返す）、センサ駆動終了したら（ステップＳ５，ＹＥＳ）、まず上記入力端子ＡＤ１への入力に基づき、電池部１の出力電圧（電池電圧；電源電圧）の測定を行う（ステップＳ６）。そして、この電池電圧が予め設定されている所定の閾値（所定値）未満となったか否かを判定する（ステップＳ７）。

尚、この所定値は、電池部１の出力電圧（３Ｖ）未満であって、本回路が正常動作しなくなる電圧（例えば２．２Ｖ）よりも高い電圧値を、予め任意に設定しておくものである。例えば、従来の課題で述べたように、例えば一例としては、電池部１の電圧が２．２Ｖ未満になると、たとえ上述した“チョッパ制御”を行ったとしても第１の定電圧回路部６の出力は２．０Ｖを維持できなくなり、正常動作できなくなる。

そして、電池部１の出力電圧が上記所定の閾値未満であったなら（電池電圧＜所定値）（ステップＳ７，ＹＥＳ）、「センサ駆動による電池電圧低下成立」と判定する（ステップＳ８）。そして、この判定結果を保持しておく。例えば、予め電池電圧低下成立／不成立を示すフラグを用意しておき、ステップＳ８実行に伴ってこのフラグをオンする。そして、本処理を終了する。

尚、不図示の別処理により随時フラグを参照して、フラグオンのときには電池電圧低下の警告（報知）を行う。これは例えば、警報部４を制御して電圧低下を示す音声メッセージやＬＥＤの点灯／点滅パターン（予め任意に決められている）によって報知する。

一方、電池部１の出力電圧が上記所定の閾値以上であったなら（電池電圧≧所定値）（ステップＳ７，ＮＯ）、ステップＳ８の処理を行うことなく本処理を終了する。よって、この場合、例えば上記フラグはオフ状態のままとなる。

上記図２（ｂ）の処理終了後、次のセンサ駆動時間Ｔ２の開始直前などに、図２（ａ）の処理が実行される。

上記の通り図２（ａ）の処理はセンサ駆動周期Ｔ１毎に実行されるものである。よって、まず、前回のセンサ駆動時からセンサ駆動周期Ｔ１経過したか否か、すなわちセンサ駆動開始のタイミングとなったか否かを判定する。センサ駆動開始のタイミングとなるまではステップＳ１の判定ＮＯが繰り返され、センサ駆動開始のタイミングとなったら（ステップＳ１，ＹＥＳ）、電池電圧低下中か否かを判定する（ステップＳ２）。これは、例えば上記フラグを参照して、フラグオンであれば電池電圧低下中と判定する（ステップＳ２，ＹＥＳ）。

そして、電池電圧低下中ではないと判定した場合（例えばフラグオフであった場合）（ステップＳ２，ＮＯ）、電池部１（電源電圧）によってヒータ抵抗２ｂを駆動させる（ステップＳ３）。すなわち、スイッチＳＷ４を上記センサ駆動時間Ｔ２（１００ms）の間、オン制御する。換言すれば、上記センサ駆動時間Ｔ２の間、スイッチＳＷ４をＯＮ制御して電池電圧をヒータ抵抗２ｂに与える。尚、逐一述べないが、スイッチＳＷ２，ＳＷ３に関しても、従来と同様に、上記センサ駆動時間Ｔ２（１００ms）の間、オン制御する。

一方、電池電圧低下中と判定した場合（例えばフラグオンであった場合）（ステップＳ２，ＹＥＳ）、電源電圧が昇圧回路部１２によって昇圧された昇圧電圧によってヒータ抵抗２ｂを駆動させる（ステップＳ４）。すなわち、スイッチＳＷ１を上記センサ駆動時間Ｔ２（１００ms）の間、オン制御する。換言すれば、上記センサ駆動時間Ｔ２の間、スイッチＳＷ１をＯＮ制御して昇圧電圧ＶＤＤをヒータ抵抗２ｂに与える。勿論、スイッチＳＷ２，ＳＷ３に関しても、従来と同様に、上記センサ駆動時間Ｔ２（１００ms）の間、オン制御する。

図３に、上記図２の処理によるセンサ駆動のタイムチャートを示す。

図示のように、所定のセンサ駆動周期Ｔ１でガスセンサ２を駆動しており、このセンサ駆動時間Ｔ２はここでは１００msとしている。そして、このセンサ駆動時間Ｔ２の最後に、上記ステップＳ６，Ｓ７の処理を行う。すなわち、電池部１の電源電圧を読込み、この電池電圧値が所定値未満となっていないかチェックする。

電池電圧値が所定値以上であれば正常と見做して（図３に示す１回目のセンサ駆動時）ステップＳ８の処理は行わない。これより、図３に示す２回目のセンサ駆動時においては、ステップＳ２の判定はＮＯになるので、電池電圧でセンサ駆動することになる。

一方、電池電圧値が所定値未満となったら電池電圧低下（異常）と見做して（図３に示す２回目のセンサ駆動時）ステップＳ８の処理を実行する。これより、図３に示す３回目のセンサ駆動時においては、ステップＳ２の判定はＹＥＳになるので、昇圧回路部１２の出力電圧（昇圧電圧ＶＤＤ）でセンサ駆動することになる。

尚、ステップＳ４の処理を実行した場合、その後は図２（ｂ）の処理は実行しないようにしてもよい。これによって、フラグはオン状態を維持し、ステップＳ２の判定は必ずＹＥＳとなり、ステップＳ４の処理を実行し続けることになる。電池使用の末期となり、電池電圧がある程度以上低下したら、上記昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動に切り換え、その後は機能停止するまでずっと昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動とする。つまり、不必要な判定処理（図２（ｂ）の処理）は実行しないようにする。

但し、この例に限らず、ステップＳ４の処理を実行した場合でも、その後も図２（ｂ）の処理を実行するようにしてもよい。何らかの原因により一時的に電池電圧が異常低下する可能性があるからであり、この場合でも上記のようにすることで、誤って末期になるまえに昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動に切り換わってしまう事態を避けることができる。

但し、この場合（変形例１とする）、図２（ｂ）の処理を多少変えたほうが望ましい。

図４（ａ）、（ｂ）は、変形例１の制御回路部１１におけるセンサ駆動フローチャート図である。図４（ａ）はセンサ駆動開始時、図４（ｂ）はセンサ駆動終了時のフローチャート図である。

ここで、図４（ａ）、（ｂ）において、図２（ａ）、（ｂ）と略同一の処理には同一のステップ番号を付してあり、その説明は省略する。これより、図示の通り、図４（ａ）の処理は図２（ａ）と同じであり、その説明は省略する。また、図示の通り、図４（ｂ）の処理は図２（ｂ）と殆ど同じであり、異なる点はステップＳ９の処理が追加された点だけである。

すなわち、図２（ｂ）の場合は、一旦ステップＳ８の処理が実行された後は、たとえステップＳ７でＮＯの判定となっても上記フラグがＯＦＦにならないので、結局、ステップＳ２の判定はＹＥＳとなり続けることになる（図２（ｂ）の処理を実行する意味がないことになる。よって、上記の通り、図２（ｂ）の処理を実行しないようにしてもよい。これより、図示していないが、例えばステップＳ４の処理の直後に、後述するステップＳ１１の処理を実行するようにしてもよい）。これによって、処理負荷が軽減され、以って消費電力の抑制が図られ、電池寿命が延びる効果も得られる。

これに対して、図４（ｂ）では、ステップＳ７の判定がＮＯとなった場合にはステップＳ９の処理を実行する。すなわち、「センサ駆動による電池電圧低下不成立」と判定する（ステップＳ９）。そして、この判定結果を保持しておく。これは例えば、上記電池電圧低下成立／不成立を示すフラグを、オフするものである。

上記図４（ａ）、（ｂ）の処理によれば、何らかの原因により一時的に電池電圧が異常低下した場合には、電圧低下中は、ステップＳ７がＹＥＳでステップＳ８が実行されることでステップＳ２がＹＥＳとなり、昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動が行われることになる。換言すれば、センサ部（ヒータ抵抗２ｂを含む）の駆動時に、スイッチＳＷ１をＯＮ制御することで、昇圧回路部１２によって昇圧された電圧（ＶＤＤ）をセンサ部（ヒータ抵抗２ｂ等）へ与える。

しかし、一時的な異常であるので電池電圧が正常状態に復帰した場合には、ステップＳ７がＮＯでステップＳ９（フラグオフ等）が実行されることになる。これによってステップＳ２がＮＯとなり、電池電圧によるセンサ駆動状態（通常の状態）に戻ることになる。通常の状態とは、センサ部（ヒータ抵抗２ｂを含む）の駆動時にスイッチＳＷ４をＯＮ制御することで電池電圧をセンサ部（ヒータ抵抗２ｂ等）へ与える状態である。

そして、末期になった場合には、ステップＳ７がＹＥＳでステップＳ８が実行される状態が継続することになる。よって、ステップＳ２がＹＥＳとなる状態が継続することになり、以って昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動が行われる状態が継続することになり、基本的には電池電圧によるセンサ駆動状態に戻ることはない。

電池式警報器では、何らかの原因により一時的に電池電圧が異常低下する可能性があるが、上記変形例１の構成によれば、この異常低下によって末期になる前に昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動に切り換わってしまう事態が生じても、それは一時的なもので済み、再び電池電圧によるセンサ駆動状態に戻ることになる。

以上、変形例の１つである変形例１について説明した。以下、他の変形例についても説明する。

まず、以下、変形例２について説明する。

上記変形例１では、一時的とはいえ、末期になる前であっても昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動に切り換わってしまう場合があり得た。これに対して、変形例２では、何らかの原因により一時的に電池電圧が異常低下する場合であっても、誤って末期になる前に昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動に切り換わってしまう事態を避けることができる。

図５（ａ）、（ｂ）は、変形例２の制御回路部１１におけるセンサ駆動フローチャート図である。図５（ａ）はセンサ駆動開始時、図５（ｂ）はセンサ駆動終了時のフローチャート図である。

ここで、図５（ａ）、（ｂ）において、図２（ａ）、（ｂ）と略同一の処理には同一のステップ番号を付してあり、その説明は省略する。これより、図示の通り、図５（ａ）の処理は図２（ａ）と同じであり、その説明は省略する。また、図示の通り、図５（ｂ）の処理は図２（ｂ）と殆ど同じであり、異なる点はステップＳ１０の処理が追加された点だけである。

すなわち、図５（ｂ）の処理では、ステップＳ７とステップＳ８との間にステップＳ１０の処理が追加されている。ステップＳ７がＹＥＳとなった場合でも、直ちにステップＳ８の処理が行われるのではなく、ステップＳ１０の判定でＹＥＳとなった場合のみステップＳ８の処理が行われる。ステップＳ１０では、ステップＳ７でのＹＥＳの判定が、予め設定された所定回数（Ｎ回；Ｎは２以上の整数であれば何でもよく、任意に決めてよい）以上連続したか否かを判定する（ステップＳ１０）。

これは、例えば、カウンタを用いて、ステップＳ７の判定がＹＥＳとなる毎に＋１カウントアップすると共にステップＳ７の判定がＮＯとなる毎に‘０’リセットする。そして、ステップＳ１０では、カウント値と上記所定回数Ｎとを比較して、「カウント値≧所定回数Ｎ」であるか否かを判定する。

そして、所定の複数回以上連続してステップＳ７がＹＥＳとなった場合には（例えば、「カウント値≧所定回数Ｎ」である場合には）、ステップＳ１０の判定はＹＥＳとなりステップＳ８の処理が実行される。そうでない場合には（ステップＳ１０，ＮＯ）、ステップＳ８の処理は実行されることなく、今回の本処理は終了する。

この処理では、フラグをオフする処理が存在しない為、一旦ステップＳ８でフラグオンになった後は、その後ずっと、昇圧電圧（ＶＤＤ）によるセンサ駆動が行われることになる。これは、上記所定の複数回以上連続してステップＳ７がＹＥＳとなった場合には、電池使用の末期であると見做せるからである。

尚、これによって、一旦フラグオンになった後は、図５（ｂ）の処理を（あるいは更に図５（ａ）の処理も）実行する必要がないと考えることもできる。これより、図示していないが、例えばステップＳ４の処理の直後に、後述するステップＳ１１の処理を実行するようにしてもよい。これによって、処理負荷が軽減され、以って消費電力の抑制が図られ、電池寿命が延びる効果も得られる。

次に、以下、変形例３について説明する。

変形例３は、上述した「ステップＳ４の処理を実行した場合（換言すれば、電池電圧が所定値未満となったことが検出された場合）、その後は図２（ｂ）の処理を実行しない」ようにすること等に対応するものである。

図６（ａ）、（ｂ）は、変形例３の制御回路部１１におけるセンサ駆動フローチャート図である。図６（ａ）はセンサ駆動開始時、図６（ｂ）はセンサ駆動終了時のフローチャート図である。

ここで、図６（ａ）、（ｂ）において、図２（ａ）、（ｂ）と略同一の処理には同一のステップ番号を付してあり、その説明は省略する。これより、図示の通り、図６（ｂ）の処理は図２（ｂ）と同じであり、その説明は省略する。また、図示の通り、図６（ａ）の処理は図２（ａ）と殆ど同じであり、異なる点はステップＳ１１の処理が追加された点だけである。

すなわち、図６（ａ）では、電池電圧低下中（フラグオン）の判定によって（ステップＳ２，ＹＥＳ）、昇圧電圧ＶＤＤによってヒータ抵抗２ｂを駆動させる（ステップＳ４）ものとした後、更に、所定モードへ移行する処理を行う（ステップＳ１１）。この所定モードは、例えば上述した「図２（ｂ）の処理を実行しない」（電池電圧を監視しない）モードである。これによって、フラグはオン状態を維持し、ステップＳ２の判定は必ずＹＥＳとなり、ステップＳ４の処理を実行し続けることになる。そして、図２（ｂ）の処理を実行しない分、処理負荷が軽減される。

但し、この例に限らない。上記所定モードとして、例えば、「図２（ａ），（ｂ）の処理は実行せず、ヒータ抵抗２ｂの駆動は常に昇圧電圧によって行う（センサ駆動時は常にＳＷ１をＯＮする）モード」を予め用意しておき、ステップＳ４を実行した場合には当該所定モードに切り換えるようにしてもよい。この場合には、図２（ｂ）だけでなく図２（ａ）の処理も実行しないので、その分、更に処理負荷が軽減される。

但し、上記変形例３では、例えば上述した何らかの原因により一時的に電池電圧が異常低下する事態には対応できず、この様な異常が生じた場合には、異常状態が解消した後でも昇圧電圧によってヒータ抵抗２ｂを駆動させることになる。

これに対して、上記ステップＳ１０の処理を追加することで対応することも考えられるが、以下の変形例４では、下記の第１閾値と第２閾値の２種類の閾値を用いた判定を行うことで対応する。

「第１閾値」；電池部１の出力電圧（電池電圧；３Ｖ）未満であって、本回路が正常動作しなくなる電圧（例えば２．２Ｖ）よりも高い電圧値であることを条件として、任意に設定されたもの。
「第２閾値」；上記第１閾値未満であって、本回路が正常動作しなくなる電圧（例えば２．２Ｖ）よりも高い電圧値であることを条件として、任意に設定されたものであり、例えば電池使用の末期状態を示すものとなる。

尚、第１閾値は、上記ステップＳ７の判定で用いた「所定値」に相当すると見做してもよいが、この例に限らない。

図７（ａ）、（ｂ）は、変形例４の制御回路部１１におけるセンサ駆動フローチャート図である。図７（ａ）はセンサ駆動開始時、図７（ｂ）はセンサ駆動終了時のフローチャート図である。

ここで、図７（ａ）、（ｂ）において、図２（ａ）、（ｂ）と略同一の処理には同一のステップ番号を付してあり、その説明は省略する。これより、図示の通り、図７（ａ）の処理は図２（ａ）の処理にステップＳ２３、Ｓ２４の処理が追加されたものとなる。また、図示の通り、図７（ｂ）の処理は図２（ｂ）のステップＳ７の代わりにステップＳ２０が追加されると共に、更にステップＳ２１、Ｓ２２の処理が追加されたものとなる。

まず、図７（ｂ）について説明する。

図７（ｂ）において、上記ステップＳ５の判定がＹＥＳでステップＳ６を実行したら、続いて、上記のように図２（ｂ）のステップＳ７の「電池電圧＜所定値？」の判定に代えて、「電池電圧＜第１閾値？」の判定を行う（ステップＳ２０）。但し、上記のように、第１閾値は上記「所定値」に相当すると見做してもよく、この場合にはステップＳ２０は実質的にステップＳ７と同じと見做してもよい。

そして、電池電圧が第１閾値未満である場合には（ステップＳ２０，ＹＥＳ）、上記ステップＳ８の処理を行い、続いて、「電池電圧＜第２閾値？」の判定を行う（ステップＳ２１）。もし、電池電圧が第２閾値以上であった場合には（ステップＳ２１，ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。一方、もし、電池電圧が第２閾値未満であった場合には（ステップＳ２１，ＹＥＳ）、「末期状態成立」と判定する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の処理は、具体的には例えば「末期状態成立」を示すフラグ（第２のフラグと呼ぶものとする）をオンするものであるが、この例に限らない。

次に、図７（ａ）について説明する。

上記ステップＳ２０の判定がＹＥＳとなった場合の後に図７（ａ）の処理が実行された場合には、上記ステップＳ２の判定はＹＥＳとなり、上記ステップＳ４の処理が行われることになる。そして、ステップＳ４の処理に続いて、末期状態か否かを判定する（ステップＳ２３）。これは、例えば、上記第２のフラグを参照して、第２のフラグがオンであれば末期状態であると判定し、第２のフラグがオフであれば末期状態ではないと判定する。

もし、末期状態ではないと判定されたならば（ステップＳ２３，ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。もし、末期状態であると判定されたならば（ステップＳ２３，ＹＥＳ）、所定モードへと移行する（ステップＳ２４）。ここで、この“所定モード”は、例えば上記ステップＳ１１における“所定モード”と略同様であってよい。すなわち、“所定モード”は、例えば「図７（ｂ）の処理を実行しない」（電池電圧を監視しない）モードであってよい。あるいは“所定モード”は、「図７（ａ），（ｂ）の処理は実行せず、ヒータ抵抗２ｂの駆動は常に昇圧電圧によって行う（駆動時は常にＳＷ１をＯＮする）モード」であってもよい。

尚、図７（ｂ）には示していないが、ステップＳ２０の判定がＮＯとなった場合には、図４（ｂ）と略同様に、上記ステップＳ９の処理を実行するようにしてもよい。これによって、例えば上述して電池電圧の一時的な異常低下によって電池電圧が第１閾値未満になったとしても、電池電圧が第２閾値未満にならない限り、一旦は「電池電圧低下成立」と判定されて昇圧電圧を用いる状態になったとしても、電池電圧が正常状態に復帰したら再び電池電圧を用いる状態（通常の状態）に戻ることになる。

以上説明したように、変形例４では、電池電圧と昇圧電圧との切換えに使用する第１閾値と、電池使用の末期の状態か否かの判定に使用する第２閾値とを用いることで、電池使用の末期と判断したならば、それ以降は電池電圧を監視しない状態とする。これによって、処理負荷を軽減し、以って消費電力を抑制し、正常動作する時間（電池寿命）を延ばすことができる。また、何らかの原因により一時的に電池電圧が異常低下する事態にも対応できる。つまり、未だ末期ではないにも係らず、その後ずっと昇圧電圧によってヒータ抵抗２ｂを駆動させることになる事態を回避できる。一時的に昇圧電圧によってヒータ抵抗２ｂを駆動させることになったとしても、再び電池電圧によってヒータ抵抗２ｂを駆動させる状態（通常の状態）に戻すことができる。これによって、正常動作する時間が短くなる事態を回避できる。

尚、言うまでもないが、昇圧電圧で駆動する場合は、電池電圧で駆動する場合に比べて消費電力が大きくなる。

また、尚、上記「昇圧電圧によってヒータ抵抗２ｂを駆動させる」とは、センサ部（ヒータ抵抗２ｂを含む）の駆動時に昇圧電圧を当該センサ部（ヒータ抵抗２ｂ等）に与えることに相当する。同様に、上記「電池電圧によってヒータ抵抗２ｂを駆動させる」とは、センサ部（ヒータ抵抗２ｂを含む）の駆動時に電池電圧を当該センサ部（ヒータ抵抗２ｂ等）に与えることに相当する。

上述したように、本手法では、上記図１の構成で図２（ａ）、（ｂ）、図４（ａ）、（ｂ）〜図７（ａ）、（ｂ）の何れかの処理を行うことにより、ガスセンサ２の駆動に関して、通常時においては電池部１の電池電圧を与えることで電池消費のロスを少なくでき、電池使用の末期においては昇圧回路の昇圧電圧を与えるように切り換えるので正常動作する時間を延ばすことができる。これによって、警報器の長寿命化を図ることができる。更に上述した規定を満たすことに役立つ。

すなわち、従来の課題で述べた通り、電池式の警報器に関して、電池交換を許さず（よって、寿命が来たら警報器自体を交換する）且つ５年以上正常動作できることが規定されており、本手法によって長寿命化を実現することは、この規定を充分に満たすことに役立つ。

尚、上記図１の構成、図２（ａ）、（ｂ）の処理は、一例を示したものであり、この例に限るものではない。また、本手法の適用先は、ガス漏れ警報器に限らず、例えば火災警報器等であってもよい。

本発明の電池式警報器等によれば、電池式の警報器に係り、特にセンサ駆動に係る構成に関して、電池消費のロスを少なくでき、且つ、電池使用の末期において正常動作可能となる時間を延ばすことができ、以って警報器の長寿命化を実現できる。

Claims (4)

1. 少なくともセンサ部と電池を有する電池式警報器であって、
   電池電圧を昇圧する昇圧回路部と、
   前記電池電圧を前記センサ部へ与えるための第１の電力供給路と、該第１の電力供給路上に設けられた第１のスイッチ手段と、
   前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部に与えるための第２の電力供給路と、該第２の電力供給路上に設けられた第２のスイッチ手段と、
   前記第１のスイッチ手段、第２のスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦ制御する制御手段とを有し、
   該制御手段は、前記電池電圧を監視し、該電池電圧が所定の閾値以上である場合には前記センサ部の駆動時に前記第１のスイッチ手段をＯＮ制御して前記電池電圧を前記センサ部へ与え、該電池電圧が前記閾値未満である場合には前記センサ部の駆動時に前記第２のスイッチ手段をＯＮ制御して前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部へ与え、
   前記センサ部は、ガスセンサにおけるヒータ抵抗と、該ヒータ抵抗に直列接続される降圧回路であり、
   該降圧回路は、前記電池電圧または前記昇圧後の電圧を降圧し、前記ヒータ抵抗は該降圧後の電圧によって駆動されることを特徴とする電池式警報器。
2. 前記制御手段は、前記電池電圧が前記閾値未満であることが検出されて前記昇圧された電圧を前記センサ部へ与えた場合でも、その後も前記電池電圧の監視を継続し、前記電池電圧が前記閾値以上に復帰した場合には、前記センサ部の駆動時に前記第１のスイッチ手段をＯＮ制御して前記電池電圧を前記センサへ与えることを特徴とする請求項１記載の電池式警報器。
3. 前記制御手段は、所定周期毎に前記電池電圧の監視を行い、前記センサ部の駆動時に前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部へ与える制御は、前記電池電圧が前記閾値未満であることがＮ回（Ｎ；任意の２以上の整数）以上連続して検出された場合に実行すると共に、その後は前記センサ部の駆動時には常に前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部へ与えることを特徴とする請求項１記載の電池式警報器。
4. 前記制御手段は、
   前記閾値に代えて所定の第１閾値と該第１閾値より小さい第２閾値とを用いて、前記電池電圧を監視し、
   前記電池電圧が前記第１閾値以上であることが検出された場合には前記センサ部の駆動時に前記第１のスイッチ手段をＯＮ制御して前記電池電圧を前記センサ部へ与え、該電池電圧が前記第１閾値未満であることが検出された場合には前記センサ部の駆動時に前記第２のスイッチ手段をＯＮ制御して前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部へ与え、
   前記電池電圧が、前記第２閾値未満であることが検出された場合には、その後は前記電池電圧を監視せず、常に、前記センサ部の駆動時には前記昇圧回路部によって昇圧された電圧を前記センサ部へ与えることを特徴とする請求項１記載の電池式警報器。
   
   

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