JP6417489B2 - バッテリー駆動式電子機器 - Google Patents

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Description

この発明は、バッテリー駆動式電子機器に関し、より詳細には本体に着脱可能なバッ
テリーから提供される電圧で動作するコンピュータとその電圧をオンおよびオフするラッチスイッチとを備えた電子機器に関する。
バッテリーを電源とし、マイクロコンピュータ等のコンピュータを搭載した種々の電
子機器が知られている。近年は電池の進歩により小型軽量で大容量のものが安価で入手できるようになっている。それに伴い、比較的消費電力の小さい携帯電話等の情報処理機器に限らず、モータを搭載した掃除機などにもバッテリー駆動式のものが増えつつある。しかし、大小の差はあってもバッテリーの容量に限りがある以上、消費電力の低減は常に課題となる。
コンピュータを搭載したバッテリー駆動式の電子機器では、コンピュータが動作(処
理実行)するためにバッテリーから電力を供給する必要がある。なお、バッテリーは使用に伴ってその端子電圧が降下するところ、コンピュータを安定して動作させるためにバッテリーからの電源は電源IC(IC1)で電圧を安定化したうえでコンピュータに供給される。
しかし、電子機器を動作させない期間、コンピュータに電力を供給し続けるのは待機
電力の消費低減の観点から好ましくない。この無駄に消費される電力を削減することに着目し、コンピュータ等の電子回路が動作していないときに電力源と電子回路との間を完全に遮断するためにスイッチング手段を設け、さらに環境エネルギーを電気エネルギーに変換する発電源と、前記発電源の電力で駆動されてラッチ式または切り替え式のスイッチング手段を制御するスイッチ制御回路とを備えた電子装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、前記発電源および前記スイッチ制御回路に代えて、前記コンピュータが作業を
終えたときに自ら前記スイッチング手段をオフできるように前記スイッチング手段にラッチスイッチを適用し、待機状態に入るとコンピュータが前記ラッチスイッチをオフにして前記コンピュータへのバッテリーの電力を遮断するように構成したものが知られている。
図8は、コンピュータが自らラッチスイッチをオフしてバッテリーの電力を遮断し得
るようにした構成の一例を示す回路図である。図8で、鎖線で囲んだ部分がラッチスイッチSW131である。MPU123は、マイクロコンピュータである。図8に示すように、バッテリー113からMPU123への電源は、Q101のパワーMOSFETでオンおよびオフする。トランジスタQ131またはQ132の何れか一方をオンにすると他方にベース電流が流れ両者はオンになる。そしてQ101のゲート端子の電位が下がりQ1はオンになる。ラッチスイッチSW131がオフの初期状態では両者がオフである。例えば、トランジスタQ132がオフであり、従ってトランジスタQ131のベースに電流は流れずQ131はオフのままである。見方を変えれば、トランジスタQ131がオフであり、従ってトランジスタQ132のベースに電流は流れずQ132はオフのままである。トランジスタQ131およびQ132が共にオフであれば、Q101のゲート端子は電位が下がらずQ101はオフしている。
その状態でモーメンタリー型のスイッチSW130が一瞬オンすると、トランジスタ
Q132のベースに電圧がかかり、Q132がオンする。すると、Q132のコレクタに接続された抵抗R133の一端の電位が下がる。抵抗R133の他端はQ131のベース
に接続されているので、Q131にベース電流が流れてQ131がオンする。Q131がオンすると、そのコレクタから抵抗R134を経てQ132のベースに電流が流れるので、スイッチSW130がオフになってもQ132はオンの状態を維持する。Q132がオンを維持するとQ131のベース電流が継続しQ131もオンの状態を維持する。Q131およびQ132のオン状態が続くと、Q101のゲート端子の電位が下がりQ101のオンが続く。これがラッチ状態である。
Q133のベースは、抵抗R136を介してMPU123の出力ポートの一つに接続
されている。ラッチスイッチSW131がオンのラッチ状態にあるとき、MPU123がその出力ポートをハイにするとQ133がオンになる。すると、Q132のベースがQ133を介して接地される。よって、Q132がオフ状態になる。すると、Q131のベース電流が遮断されてQ131がオフする。Q132およびQ131がオフになるとQ101がオフ状態になる。このようにMPUからの出力によって、ラッチスイッチSW131のラッチ状態が解除される。
なお、図8において各抵抗に付した英文字「R」とそれに続く3桁の数字は抵抗素子
の符号を表し、各符号の下の数値は抵抗値(単位はオーム)の一例を表している。各コンデンサに付した英文字「C」とそれに続く3桁の数字は各素子の符号を表し、符号の下の数値は容量(単位はファラッド)の一例を表している。
特開2007−43793号公報
バッテリーのエネルギーは有限のため、交換や充電のため本体に着脱可能とした電子
機器が多い。それらの電子機器でバッテリーが本体に正しく装着されないと、本来の性能が発揮できないばかりかバッテリーを電源として動作するコンピュータに正規の電源電圧が提供されず、動作しなかったり不安定な動作をしたりするなど誤動作の虞がある。
そこで、バッテリーが装着される部分は確実かつ安全にバッテリーが装着されるよう
に機構的に配慮されているが、さらに、バッテリーが装着されたことを電気的に検知してユーザに報知するものがある。バッテリーが装着されるとコンピュータが動作するので、コンピュータが表示、音(音声を含む)などでバッテリーが正常に装着されたことをユーザに知らせる。報知がなされたことでユーザはバッテリーの装着が完了したことを認識することができ、バッテリー装着に係るユーザの誤操作を防止できる。
しかし、バッテリーの装着を電気的に検知するために、専用のセンサやスイッチが用
いるとコストが上昇する。専用のセンサやスイッチを用いずともバッテリーの装着を検出できる手法が望まれている。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、搭載されたコンピ
ュータへの電力供給をラッチスイッチでオンオフするバッテリー駆動式の電子機器において専用のセンサやスイッチを用いない単純な構成でバッテリーの装着を検知できる手法を提供するものである。
この発明は、本体に着脱可能なバッテリーと、本体に配置され前記バッテリーからの電源電圧で動作するコンピュータと、前記バッテリーと前記コンピュータとの間に接続され前記コンピュータへの電源電圧をオンおよびオフする自己保持型のラッチスイッチと、前記バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路と、前記ラッチスイッチをオン状態にする作業開始スイッチと、前記ラッチスイッチをオフ状態にする切スイッチと、を備え、前記装着検出回路による前記ラッチスイッチのオン状態後、前記作業開始スイッチ及び前記切スイッチが所定期間操作されないときは、前記ラッチスイッチをオフ状態にすることを特徴とするバッテリー駆動式電子機器。
この発明によるバッテリー駆動式電子機器は、バッテリーの装着に応答して前記ラッ
チスイッチをオン状態にする装着検出回路を備えるので、専用のセンサやスイッチを用いない単純な構成でバッテリーの装着を検知できる。前記装着検出回路はバッテリーの装着を検知に応答してラッチスイッチをオン状態にするので、バッテリーの電圧がコンピュータに提供されてコンピュータが動作する。そして、コンピュータは、バッテリーが装着された旨をユーザに報知することができる。
この発明の電子機器の一態様であるバッテリー駆動式の掃除機の電気的構成例を示す説明図である。 この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチの構成を示す回路図である。(実施の形態1) この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチの異なる構成を示す回路図である。(実施の形態2) この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチのさらに異なる構成を示す回路図である。(実施の形態3) この発明の実施形態において、MPUが実行する処理を示すフローチャートである。(処理開始の初期段階) この発明の実施形態において、MPUが実行する処理を示すフローチャートである。(運転中および待機中その1) この発明の実施形態において、MPUが実行する処理を示すフローチャートである。(運転中および待機中その2) 従来のラッチスイッチの構成例を示す回路図である。
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で
例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
(実施の形態1)
≪バッテリー駆動式掃除機の構成≫
図1は、この発明の電子機器の一形態として、バッテリー駆動式の掃除機の電気的な構成を示す説明図である。分かり易くするためにこの発明と関連の深い部分のみを抽出しており、いくつかの周知の要素は省略している。掃除機11は、この実施形態においてはキャニスター型の掃除機であり、掃除機本体、吸引ホース17およびバッテリー13に大別される。バッテリー13および吸引ホース17は、掃除機本体に着脱可能であり、電気的にはコネクタを介して接続される。なお、バッテリー13は、バッテリー端子13aおよび13bを有し、バッテリー端子13aおよび13bを介して掃除機本体に接続される。バッテリー13は、リチウムイオン電池等の二次電池を想定しているが、それに限定されるものでない。バッテリー13は、掃除機本体に装着された状態で掃除機本体の内部に収容され蓋で覆われていてもよいし、掃除機本体の外側に露出していてもよい。
図1で、制御回路15は、掃除機本体に配置される。運転強/弱スイッチ30は、モ
ーメンタリー型のスイッチであって吸引ホース17に配置されている。運転強/弱スイッチ30は、この発明に係る作業開始スイッチに該当する。ただし、図1は単なる一例に過ぎず、例えば運転強/弱スイッチ30は、吸引ホース17ではなく掃除機本体にあってもよい。さらに、掃除機11はキャニスター型に限定されず、例えば吸引ホース17を持たない自走式掃除機やハンディータイプの掃除機であってもよい。さらにいえば、この発明の電子機器は掃除機に限定されるものでない。
図1の説明に戻る。制御回路15は、ラッチスイッチ31、電源IC21、MPU2
3およびモータ駆動回路25を備える。モータ駆動回路25は、掃除機本体に配置された電動送風機29のモータを駆動する。
この実施形態においてラッチスイッチ31は、図8に示すラッチスイッチSW131
の機能に加えて、この発明に係る装着検出回路の機能を有している。即ち、バッテリー13が掃除機本体に装着されたことに応答してオン状態にトリガされる構成を有している。詳細は後述する。電源IC21は、図8の電源IC(IC1)と同様のものである。MPU23はこの発明のコンピュータに該当する。MPU23は、モータ駆動回路25を制御する。また、運転強/弱スイッチ30および切スイッチ32のオンオフおよび吸引ホース17の着脱の状態を読み取る。
制御回路15内にある抵抗R11および抵抗R12は分圧回路を構成する。抵抗R1
1の一端は、ラッチスイッチ31を介してバッテリー端子13aに接続されている。バッテリー端子13aの電圧が抵抗R11とR12により分圧されて信号Vinが生成され、MPU23に入力されて内部でA/D変換される。即ち、MPU23はバッテリー端子13aの電圧が分圧された電圧レベルを読み取る。電源IC21が降圧型安定化電源回路の場合、MPU23はバッテリー13の出力電圧よりも低い電源電圧で動作する。よって、バッテリー端子13aの電圧を分圧せずに入力するとA/D変換の上限を超えてしまい、バッテリー13の出力電圧を正しく読取ることができない。抵抗R11およびR12の分圧回路は、バッテリー端子13aの電圧をMPU23が正しく読み取れる範囲の電圧Vinに変換する。バッテリー13の定格電圧は、一例で18Vである。電源IC21の出力電圧は一例で5Vである。
また、制御回路15内にある抵抗R13および抵抗R14は分圧回路を構成し、その
分圧回路はこの発明のスイッチ読取回路に該当する。抵抗R13の一端(図1にラッチオン信号で示す箇所)は、運転強/弱スイッチ30を介してバッテリー端子13aに接続されている。ラッチオン信号の電位は運転強/弱スイッチ30がオンのときはバッテリー端子13aの出力電圧に等しいが、運転強/弱スイッチ30がオフのときはグランド電位になる。このラッチオン信号はラッチスイッチ31に接続されており、運転強/弱スイッチ30が押下されてオンするとラッチスイッチ31がラッチ状態になってオンを維持し、MPU23に電力が供給される。
また、抵抗R13とR14によりラッチオン信号が分圧されて電圧信号V1が生成さ
れ、MPU23に入力されて内部でA/D変換される。抵抗R13およびR14の分圧回路は、ラッチオン信号の電圧をMPU23が正しく読み取れる範囲の電圧信号V1に変換する。
MPU23の出力ポートの一つは、ラッチスイッチ31に接続されている(図1にラ
ッチ解除信号で示す)。MPU23がその出力ポートをハイにすると、ラッチスイッチ31のラッチ状態が解除される。この部分は、この発明のラッチ解除回路に該当する。
この実施形態において、掃除機11が電源オフの状態にあるとき運転強/弱スイッチ
30が押されると、ラッチスイッチ31がオンのラッチ状態になり、MPU23に電力が供給される。すると、MPU23は予め定められた制御プログラムの実行(処理)を開始する。処理の初期段階で、MPU23は、入力信号VinおよびV1の電圧レベルを読み取る。
抵抗R11とR12による分圧比と抵抗R13とR14による分圧比とを等しく設定
することが好ましい。両者の分圧比を等しくすることで、VinとV1との電圧レベルの比較が容易になる。R11とR13の抵抗値を互いに等しくし、R12とR14の抵抗値を互いに等しくすれば容易に実現できる。
抵抗R15の一端および切スイッチ32の一端はいずれも、吸引ホース17と掃除機
本体とを接続するコネクタ17aを介してバッテリー端子13aに接続されている。抵抗R16とR17の接続ポイントの電圧信号V2はMPU23に入力される。
バッテリー端子13aの電圧が抵抗R15〜R17で分圧され電圧信号V2となる。
電圧信号V2は、MPU23に入力されてA/D変換される。抵抗R15〜R17の分圧回路は、バッテリー13aの端子電圧をMPU23が正しく読み取れる範囲の電圧信号V2に変換する。切スイッチ32がオンの場合とオフの場合とで分圧比が変わり、それに応じてV2の電圧レベルが変わる。
抵抗R15〜R17の分圧回路は、切スイッチ32のオンおよびオフと吸引ホース1
7の装着状態の検出の2つの検出を可能にする。
吸引ホース17が装着されているとV2の電位はバッテリー端子13aの電圧が抵抗
R15とR17で分圧されたレベルになる。吸引ホース17が抜けると、V2は接地電位になる。さらに、切スイッチ32がオンすると、V2の電位はバッテリー端子13aの電圧が抵抗R15およびR16の並列抵抗とR17とで分圧されたレベルになる。
以上のように、吸引ホース17の挿抜と切スイッチ32のオンオフの組合せによりV
2は3つのレベルをとる。MPU23は、V2の電圧レベルをモニタして吸引ホース17の抜けおよび切スイッチの操作を認識する。MPU23は、運転中にV2の電圧レベルを逐次モニタする。
MPU23は、Vinの電圧レベルを基準にV2の電圧レベルを判断する。
実際には、回路素子の特性のバラツキやノイズに起因する測定誤差等があるので、(
1)吸引ホース17が抜けた状態、(2)吸引ホース17が装着されかつ切スイッチ32がオフの状態、(3)吸引ホース17が装着されかつ切スイッチ32がオンの状態のそれぞれに対応する3つのウインドウを予め定めておく。V2の電圧レベルが何れかのウインドウの範囲内にあれば、その状態であると認識するがV2がいずれのウインドウにも収まらないときはノイズであるとして無視する。
切スイッチ32のオフを検出すると、MPU23は運転停止の指示を受けたと判断し
、図示しない電動送風機29を停止させて待機状態に移る。待機状態で、予め定められた期間を超えて何も操作がされなかったときはラッチ解除信号をハイにする。これによってラッチスイッチ31がオフし、MPU23への電源供給が遮断される。
運転強/弱スイッチ30の操作は人が行う。人が行う操作の感覚として一瞬のオンで
あっても、以下の回路動作に比べると十分長い期間が経過する。即ち、運転強/弱スイッチ30が押されたら、ラッチスイッチ31がオンし、MPU23が処理を開始してVinおよびV1の電圧レベルを読み取る回路動作である。従って、MPU23が動作開始後VinおよびV1の電圧レベルを読み取るときには、まだ運転強/弱スイッチ30が押されてオンが継続しているとの想定が成り立つ。
また、運転強/弱スイッチ30のオンからVinおよびV1の電圧レベルの読み取り
までに時間を要することが想定される場合、V1に遅延回路25を挿入してもよい。遅延回路25の単純な構成は抵抗とコンデンサで実現できる。遅延回路25は必須の構成要素でないため鎖線で示している。このように、回路構成を工夫することで、MPU23が動作開始後VinおよびV1の電圧レベルを読み取るときに、運転強/弱スイッチ30のオンが継続しているとの想定が成り立つ。
MPU23は、VinおよびV1の電圧レベルを読み取って以下の判断を行う。運転
強/弱スイッチ30がオンのとき、ラッチオン信号はバッテリー端子13aの電圧に等し
い。従って、V1とVinの電圧レベルは略等しくなければならない。もし、V1とVinの電圧レベルが異なる場合は、ラッチオン信号に外乱ノイズが重畳されてラッチスイッチ31がオンしたものと考えられる。そこで、V1とVinの電圧レベルが異なると判断した場合、MPU23は、ラッチ解除信号をハイにしてラッチスイッチ31のラッチ状態を解除してもよい。そうすると、MPU23への電力供給が遮断されて処理が停止する。このようにして、外乱ノイズの影響でユーザが意図しないときにラッチスイッチ31がオンしても、MPU23が処理を開始した初期段階で自らラッチスイッチ31を遮断することが可能になる。よって、誤動作による電源オンを防止できると共に、バッテリー13の無駄な電力消費を抑制できる。
さらに、正常な電源オンによりラッチスイッチ31がラッチ状態になり掃除機11の
運転が開始された場合、運転中に運転強/弱スイッチ30がオンされてもラッチスイッチ31の状態に影響はない。一方、MPU23は、運転中もV1を逐次モニタすることで、運転強/弱スイッチ30のオンおよびオフ状態を認識できる。この実施形態で、運転中に運転強/弱スイッチ30がオンされると、MPU23はそれを認識し、モータ駆動回路25を制御して電動送風機29の回転速度を「強」に対応する高速から「弱」に対応する低速へ、あるいはその逆へと切換える。運転中に運転強/弱スイッチ30のオンおよびオフの状態を判定するため、MPU23はVinとV1とを逐次比較して判断を行う。そして、両者が略等しければ運転強/弱スイッチ30がオン状態であると認識する。
現実には、回路素子の特性のバラツキや測定誤差があるので、運転強/弱スイッチ3
0が予め定められたレベルの範囲(オンのウインドウ)に入っていればオンであると判断し、別に予め定められたレベルの範囲(オフのウインドウ)に入っていればオフであると判断する。
バッテリー端子13aの電圧は使用に伴って低下する。それに伴ってVinのレベル
も低下するが、同様に運転強/弱スイッチ30がオンのときのV1のレベルも低下する。
MPU23はVinとV1の電圧レベルを読み取り、V1の電圧レベルをVinのレ
ベルと比較して運転強/弱スイッチ30がオンのウインドウに入っているか、あるいはオフのウインドウに入っているかを判断する。よって、バッテリー端子13aの電圧が使用に伴って変化しても、運転強/弱スイッチ30のオンおよびオフを正しく認識できる。
V1の電圧レベルがオン、オフ何れのウインドウにも収まっていなければ、MPU2
3はラッチオン信号にノイズが重畳されたと認識できる。処理開始の初期段階ではノイズと認識するとラッチ解除信号を出力してもよい。運転中は、操作が行われず運転強/弱スイッチ30はオフであるとして無視してもよい。
以上のように、運転強/弱スイッチ30は、ラッチスイッチ31をオンさせるハード
ウェアとしての機能と、MPU23にオンおよびオフの状態をモニタさせてソフトウェア処理に対する指示を与える手段としての機能を兼ね備える。
≪バッテリー装着時のラッチスイッチの動作≫
続いて、この発明に係る装着検出回路の構成を説明する。
図2は、この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチSW31の構成を示す
回路図である。なお、ラッチスイッチSW31は図2において一点鎖線で囲んだ矩形の内部である。周囲との接続関係を分かり易くするためにバッテリー13、電源IC21およびMPU23等を記している。図8の従来構成と図2を対比させると装着検出回路の構成が分かり易いであろう。図8と同様の構成については重複を避けるために説明を省略し、図8と異なる部分について説明する。
図2のコンデンサC131に対応するものを図8の構成では取り除いている。さらに
、コンデンサC33を追加している。コンデンサC33の一端はトランジスタQ31のベ
ースに接続され、他端は接地されて抵抗R33およびトランジスタQ32と並列に接続されている。
バッテリー13が掃除機本体に装着されると、抵抗R31を介してQ31のエミッタ
にバッテリー13の電圧がかかり、ステップ状の急峻な電圧の立ち上がりが生じる。一方、トランジスタQ31のベースにはコンデンサC33が接続されている。その容量成分ために、Q31のベースの電圧はエミッタ側の急峻な電圧の立ち上がりに追従できない。エミッタに対して抵抗R31とコンデンサC33で決まる時定数の遅延が生じ、その遅延によってトランジスタQ31のエミッタとベースの間に電位差が生じる。この電位差によって、トランジスタQ31のベースに順方向の電流が流れトランジスタQ31がオンする。
トランジスタQ31がオンするとQ31のコレクタの電位が上昇する。抵抗R34を
介してQ31のコレクタに接続されたトランジスタQ32のベースに電圧がかかる。その電圧によってQ32がオンする。Q32がオンすると、図8の説明と同様、Q31のベースとエミッタの間の抵抗R33に電流が流れる。よって、トランジスタQ31のエミッタの電圧がバッテリー13の電圧まで立ち上がった後も、Q31はオンの状態を維持する。Q31およびQ32のオン状態が続くと、Q1のゲート端子の電位が下がりQ1のオンが続く。ラッチ状態である。
以上のように、コンデンサC33を挿入したことにより、掃除機本体へのバッテリー
13の装着時にラッチスイッチSW31がオン状態になる。コンデンサC33は、この発明に係る装着検出回路に該当する。
なお、抵抗R132と並列なコンデンサ(図8のC131に相当するもの)を図2の
回路では取り除いている。仮にコンデンサが抵抗R132と並列に接続されていると、パワーMOSFETのQ1を介してQ31のエミッタとベースが交流的に接続される。掃除機本体へのバッテリー13の装着に伴ってトランジスタQ31のエミッタ電圧が急峻に立ち上がるとき、Q31のエミッタとベースに電位差が生じにくくなる。よって、Q31がオンしにくくなる。これを避けるために、抵抗R132と並列なコンデンサを取り除いている。
(実施の形態2)
図2に示す装着検出回路の異なる態様について説明する。
図3は、この発明に係る装着検出回路の図2と異なる構成例を示す回路図である。
図3に示す回路では、図2におけるコンデンサC33に相当するものを取り除いてい
る。また、図8と対比すると、図8におけるコンデンサC131に相当するものを取り除いている。なお、図3において図2に対応する回路構成要素には同じ符号を付している。
実施の形態1で述べたように、仮に図8のC131に相当するコンデンサが接続され
ていると、バッテリー13が装着されトランジスタQ31のエミッタ電圧が急峻に立ち上がるとき、Q31のエミッタとベースに電位差が生じにくくなる。よって、Q31がオンしにくくなる。
逆をいえば、図8のC131を取り除くだけで、バッテリー13の装着時にQ31が
オンし易くなる。トランジスタQ32は容量成分を有しており、その容量成分は図2に示すC33と同様の作用効果を生じさせる。回路素子としてコンデンサC33を接続せずとも、トランジスタQ32の容量成分が装着検出回路として機能する場合が図3に示す構成である。
(実施の形態3)
装着検出回路のさらに異なる態様について説明する。
図4は、この発明に係る装着検出回路のさらに異なる構成例を示す回路図である。
図8と対比すると、コンデンサC35およびダイオードD1を追加している点が異な
る。ダイオードD1のカソードはトランジスタQ32のベースに接続され、アノードはコンデンサC35を介してバッテリー13に接続されている。コンデンサC35とダイオードD1とは微分回路を形成し、掃除機本体へのバッテリー13の装着により生じる電圧の立ち上がりに応答する。
即ち、掃除機本体にバッテリー13が装着されると、バッテリー13に接続されたコ
ンデンサC35の端子に電圧がかかりステップ状の急峻な立ち上がりが生じる。コンデンサC35の容量成分のためにその電圧の立ち上がりでダイオードD1のアノード端子の電位が上昇し、D1に順方向の電流が流れる。これによって、トランジスタQ32のベースの電位が上昇し、Q32がオンする。すると、Q31のベースに接続された抵抗R33に電流が流れ、Q31がオンする。Q31がオンすると、Q31のコレクタの電位が上昇し、抵抗R34を経てQ32のベースに電流が流れる。よって、掃除機本体へのバッテリー13の装着に伴って電圧が立ち上がった後もQ32はオンの状態を維持する。よって、Q31もオンの状態を維持する。Q31およびQ32のオン状態が続くと、Q1のゲート端子の電位が下がりQ1のオン(ラッチ状態)が続く。なお、ダイオードD1は、逆流防止用に挿入されている。即ち、掃除機本体にバッテリー13が装着された状態で、運転強/弱スイッチ30が押下されてオンすると、ダイオードD1のカソードの電位は、そのオンに伴ってステップ状に上昇する。そのとき、コンデンサC35の放電電流がバッテリー13の側に流れるのを防止する。
この態様によれば、掃除機本体へのバッテリー13の装着に伴う電圧の立ち上がりに
よりQ32のベースに電流が流れてQ32がまずオンする。Q32のオンに伴ってQ31がオンする。図8と同様、抵抗R32と並列にコンデンサC31を接続しても、その動作に支障はない。
≪フローチャート≫
以下、フローチャートを用いてMPU23が実行する処理を説明する。
図5〜図7は、この実施形態においてMPU23が実行する処理の手順を示すフロー
チャートである。
図5はMPU23に電力が供給されて処理の実行を開始する初期段階の処理であり、
図6および図7は初期段階を経て待機状態および運転中にあるときの処理である。いずれも、この発明に関連の深い処理を示しており、その他の処理を省略している。
ラッチスイッチ31がオンになりバッテリー13から電力が供給されて処理を開始し
たMPU23は、まず、メモリや入出力ポートの初期設定等制御回路を動作させるうえで必要とされる初期化処理を実行する(図5のステップS11)。
その後、MPU23は、バッテリー端子13aの電圧を分圧したVinの電圧を読み
取る(ステップS13)。Vinの電圧は、V1およびV2のレベルを判定する際に基準とする電圧である。
続いてMPU23は、運転強/弱スイッチ30のオンおよびオフの状態を示す電圧信
号V1のレベルを読み取る(ステップS15)。そして、V1のレベルがVinのレベルに対して予め定められた範囲(ウインドウ)にあるか否かを調べる(ステップS17)。その範囲とは、運転強/弱スイッチ30がオンであると認識すべきものとして予め定められた範囲の電圧である。
V1のレベルがオンのウインドウ内にあれば(ステップS17のYes)、MPU2
3は、運転強/弱スイッチ30が押下されたことにより自身が起動されたと判断する。その場合MPU23は、続いて電圧信号V2のレベルを読み取る(ステップS19)。そして、V2のレベルが、吸引ホース17が装着されていると判定する予め定められた範囲にあるか否かを判定する(ステップS21)。V2のレベルが、吸引ホース17が装着され

いると判定すべきウインドウ内にあれば(ステップS21のYes)、電動送風機29
を「強」で回転させるようにモータ駆動回路25を制御する(ステップS23)。そして、ルーチンは図6のステップ31以降に示す待機状態および運転中の処理へ進む。
一方、前記ステップS21でV2のレベルが、吸引ホース17が装着されていると判
定すべきウインドウ内になければ(ステップS21のNo)、電動送風機29を回転させることなくルーチンは図6のステップ31以降に示す待機状態および運転中の処理へ進む。
説明を前記ステップS17へ戻す。ステップS17で、V1のレベルがオンのウイン
ドウ内にないとき(ステップS17のNo)、MPU23は、自身がバッテリーの13の装着によって起動されたと判断する。そして、バッテリーが装着された旨をユーザに報知する(図6のステップS25)。その後、ルーチンはステップ31以降に示す待機状態および運転中の処理へ進む。
ステップS31で、MPU23は、基準とするVinの電圧を改めて読み取る(ステ
ップS31)。
続いてMPU23は、運転強/弱スイッチ30の状態を示すV1のレベルを読み取る
(ステップS33)。そして、運転強/弱スイッチ30がオンであると認識すべき電圧として予め定められたウインドウ内にV1のレベルがあるか否かを調べる(ステップS35)。
V1のレベルがオンのウインドウ内にあれば(ステップS35のYes)、MPU2
3は、運転強/弱スイッチ30が改めて押下されたと判断する。そして、V2のレベルを読み取り(ステップS37)、そのレベルが、吸引ホース17が装着されていると判定する予め定められた範囲にあるか否かを判定する(ステップS39)。V2のレベルが、吸引ホース17が装着されていると判定すべきウインドウ内にあれば(ステップS39のYes)、電動送風機29が「強」で運転中か否かを調べる(ステップS43)。強で運転中の場合は、「弱」に切り換えるようにモータ駆動回路25を制御する(ステップS45)。その後、ルーチンは前述のステップS31へ戻る。
一方、電動送風機29が「強」で運転中でないとき(ステップS43のNo)、MP
U23は、電動送風機29を「強」で回転させるようにモータ駆動回路25を制御する(ステップS47)。その後、ルーチンは前述のステップS31へ戻る。
また、前記ステップS39で、吸引ホースが装着されていないと判断した場合(ステ
ップS39のNo)、MPU23は、電動送風機29を停止させるようにモータ駆動回路25を制御する(ステップS41)。その後、ルーチンは前述のステップS31へ戻る。
説明をステップS35に戻す。ステップS35で、V1のレベルがオンのウインドウ
内になければ(ステップS35のNo)、ルーチンは図7のステップS51へ進む。
図7のステップS51で、MPU23はV2のレベルが切スイッチ32が押されたと
判断すべきウインドウ内にあるか否かを判断する。切スイッチ32が押されたと判断したとき(ステップS51のYes)、MPU23は電動送風機29の回転を停止させるようにモータ駆動回路25を制御する(ステップS53)。その後、ルーチンは図6のステップS31へ戻る。
一方、切スイッチ32が押されていないと判断したとき(ステップS51のNo)、
続いてMPU23は、V2のレベルが、吸引ホース17が装着されていると判定する予め定められた範囲にあるか否かを判定する(ステップS57)。V2のレベルが、吸引ホース17が装着されていると判定すべきウインドウ内にあるときは(ステップS57のYe
s)、電動送風機29の状態を維持したままでルーチンはステップS61へ進む。
一方、V2のレベルが、吸引ホース17が装着されていると判定すべきウインドウ内
になければ(ステップS57のNo)、電動送風機29の回転を停止させるようにモータ駆動回路25を制御し(ステップS59)、ルーチンはステップS61へ進む。
ステップS61で、MPU23は、運転強/弱スイッチ30および切スイッチ32の
いずれも操作がされない無操作状態のまま、予め定められた期間が経過したか否かを調べる。その期間の一例は30秒であるが、これに限定されるものでない。無操作状態のまま予め定められた期間が経過したら(ステップS61のYes)、MPU23はラッチ解除信号をハイにする(ステップS63)。これによって、ラッチスイッチ31のラッチ状態が解除されてオフになる。その結果、MPU23がバッテリー13から遮断されて電源電圧がなくなり、MPU23は処理を停止する。
一方、無操作状態が継続しても予め定められた期間に満たないとき(ステップS61
のNo)、ルーチンは図6のステップS31へ戻る。
以上、MPU23が実行する処理の手順を説明した。
以上に述べたように、
(i)この発明によるバッテリー駆動式電子機器は、本体に着脱可能なバッテリーと、
本体に配置され前記バッテリーからの電源電圧で動作するコンピュータと、前記バッテリーと前記コンピュータとの間に接続され前記コンピュータへの電源電圧をオンおよびオフする自己保持型のラッチスイッチと、前記バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路とを備えることを特徴とする。
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
(ii)前記コンピュータからの出力に応答して前記ラッチスイッチをオフさせるラッ
チ解除回路と、前記ラッチスイッチにオン状態へのトリガを与えるモーメンタリー型の作業開始スイッチと、前記作業開始スイッチがオンかオフかを前記コンピュータに読み取らせるスイッチ読取回路とをさらに備え、前記コンピュータは、前記バッテリーから電源電圧が提供されて動作を開始したときに前記作業開始スイッチがオンかオフを判定し、オンと判定したときは前記作業開始スイッチに対応付けられた作業を開始するがオフと判定したときはその作業を開始しないように構成してもよい。
このようにすれば、前記コンピュータは電源が立ち上がって動作、即ち処理の実行を
開始したときに作業開始スイッチの状態を判定し、作業開始スイッチのオンによりラッチスイッチがオン状態になり動作を開始したのか、または、バッテリーの装着によってラッチスイッチがオン状態になり動作を開始したのかを正しく認識できる。その結果に応じて、実行すべき処理を正しく選択できる。
(iii)前記装着検出回路は、前記バッテリーが本体に装着されたときに生じる電圧の立ち上がりをトリガとして前記ラッチスイッチをオン状態にしてもよい。
このようにすれば、バッテリー装着の際に生じる電圧の立ち上がりを利用する単純な
構成の回路でラッチスイッチをオン状態にすることができる。
(iv)前記コンピュータは、前記バッテリーから電源電圧が提供されて動作を開始し
たときに前記作業開始スイッチがオフと判定した場合は、前記バッテリーが装着された旨の報知を行うようにしてもよい。
このようにすれば、バッテリーが装着されたことを正しく認識してその装着をユーザ
に報知できる。
(v)前記作業開始スイッチは、オンにより前記バッテリー端子の電圧を前記ラッチ
スイッチに導いて、前記ラッチスイッチをオン状態にするトリガを与え、前記スイッチ読
取回路は、前記作業開始スイッチがオンのとき前記バッテリー端子の電圧を前記コンピュータの入力へ導くように構成されてもよい。
この態様によれば、前記コンピュータは、前記作業開始スイッチがオンされてラッチ
スイッチがオン状態になりコンピュータが動作を開始したとき、および、バッテリーが装着されてコンピュータが動作を開始したとき、前記作業開始スイッチのオンおよびオフの状態を正しく認識して動作開始のトリガがいずれであったのかを判断できる。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたも
のも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの
変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
11:掃除機、 13、113:バッテリー、 13a、13b:バッテリー端子
、 15:制御回路、 17:吸引ホース、 21:電源IC、 23,123:MPU、 25:モータ駆動回路、 27:遅延回路、 29:電動送風機、
30:運転強/弱スイッチ、 SW130:スイッチ、 SW31,SW131:ラッチスイッチ、 32:切スイッチ、 C31,C33、C35、C131:コンデンサ、 D1:ダイオード、 R11,R12,R13,R14,R15,R16,R17:抵抗、 Q31、Q32:トランジスタ、 V1、V2:電圧信号

Claims (3)

  1. 本体に着脱可能なバッテリーと、
    本体に配置され前記バッテリーからの電源電圧で動作するコンピュータと、
    前記バッテリーと前記コンピュータとの間に接続され前記コンピュータへの電源電圧をオンおよびオフする自己保持型のラッチスイッチと、
    前記バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路と、
    前記ラッチスイッチをオン状態にする作業開始スイッチと、
    前記ラッチスイッチをオフ状態にする切スイッチと、
    を備え、
    前記装着検出回路による前記ラッチスイッチのオン状態後、前記作業開始スイッチ及び前記切スイッチが所定期間操作されないときは、前記ラッチスイッチをオフ状態にすることを特徴とするバッテリー駆動式電子機器。
  2. 前記コンピュータからの出力に応答して前記ラッチスイッチをオフ状態にするラッチ解除回路と、
    前記作業開始スイッチがオンかオフかを前記コンピュータに読み取らせるスイッチ読取回路とをさらに備え、
    前記コンピュータは、前記バッテリーから電源電圧が提供されて動作を開始したときに前記作業開始スイッチがオンかオフを判定し、オンと判定したときは前記作業開始スイッチに対応付けられた作業を開始するがオフと判定したときはその作業を開始しない請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記装着検出回路は、前記バッテリーが本体に装着されたときに生じる電圧の立ち上がりをトリガとして前記ラッチスイッチをオン状態にする請求項1または2に記載の電子機器。
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