JP7055573B2 - 電子機器、電子機器処理方法および電子機器処理プログラム - Google Patents

電子機器、電子機器処理方法および電子機器処理プログラム Download PDF

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Description

本発明は、車両等に搭載されて緊急通報等を行う電子機器、電子機器処理方法および電子機器処理プログラムに関する。
最近では、インターネットへの常時接続機能を搭載したコネクテッドカーと称される車両が実用化されており、通信処理を行うためにTCU(テレマティクス・コントロール・ユニット)が用いられる。このTCUは、GPS受信機を内蔵し、車両の位置情報や車両情報などをクラウドサーバーに送信することで、事故発生時の緊急通報や車両トラブル発生時のサポートなどに対応している。
ところで、車載バッテリからTCUへ動作電力を供給する電源供給線が事故発生時に切断したり接続箇所が外れたりする場合がある。このような事態が生じたときでも救急通報等の動作を継続するために、TCUには内蔵二次電池が備わっている。内蔵二次電池としては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などが知られているが、TCUの場合にはニッケル水素電池が用いられる場合が多い。
一般に、これらの二次電池は、低温時に内部インピーダンスが大きくなる特性を有しており、例えば-30°Cなどの低温時に、電源供給線の異常発生時に車載バッテリから内蔵二次電池に動作電源が切り替わってから緊急通報等の動作を開始しても、急激に出力電圧が低下して、緊急通報等の動作を継続することができなかった。
低温時における二次電池による電子機器の駆動時間の短縮を防止するための従来技術としては、低温状態を検出したときに、ヒータに通電して二次電池の温度を上げて二次電池の放電特性を改善する手法が知られている(例えば、特許文献1、2参照。)。
特開平10-285813号公報 特開2013-37672号公報
ところで、上述した特許文献1、2に開示された手法では、ヒータに通電して二次電池の温度を上げているが、このヒータの電源として同じ二次電池を用いる場合には、大きな容量の二次電池を用いる必要があるとともに、ヒータを備える必要があり、構成が大型化するという問題があった。特に、電源供給線の接続が維持されている場合や極端な低温時以外では、このような不都合が生じないため、低温時対策のみを考慮して二次電池の容量を大きくしたり、ヒータを備えることは無駄が多く、低コスト化の観点からは望ましくはない。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、構成を大型化することなく、二次電池による動作時間を長くすることができる電子機器、電子機器処理方法および電子機器処理プログラムを提供することにある。
上述した課題を解決するために、本発明の電子機器は、二次電池を電源として所定の処
理を行う電子機器であって、二次電池の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも低いか/高いかを判定する低温判定手段と、温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも低いときに、所定の処理を間欠的に実施する間欠処理手段と、温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも高いときに、所定の処理を連続的に実施する連続処理手段とを備え、所定の処理の間欠的な実施とは、所定の処理を複数の動作に分割し、これら分割された各動作を、合間に動作を休止する待機時間を設けながら順番に行うことである。
本発明の電子機器処理方法は、二次電池を電源として所定の処理を行う電子機器処理方法であって、温度検出手段によって検出された二次電池の温度が所定値よりも低いか/高いかを低温判定手段によって判定する低温判定ステップと、温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも低いときに、所定の処理を間欠的に間欠処理手段によって実施する間欠処理ステップと、温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも高いときに、所定の処理を連続的に連続処理手段によって実施する連続処理ステップとを有し、所定の処理の間欠的な実施とは、所定の処理を複数の動作に分割し、これら分割された各動作を順番に行うことである。
本発明の電子機器処理プログラムは、コンピュータを、温度検出手段によって検出された二次電池の温度が所定値よりも低いか/高いかを判定する低温判定手段と、温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも低いときに、二次電池を電源とする電子機器において所定の処理を間欠的に実施する間欠処理手段と、温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも高いときに、電子機器において所定の処理を連続的に実施する連続処理手段として機能させるための電子機器処理プログラムであって、所定の処理の間欠的な実施とは、所定の処理を複数の動作に分割し、これら分割された各動作を順番に行うことである
二次電池の内部抵抗が増大する低温時に所定の処理を間欠的に実施することにより、定期的に二次電池の端子電圧を回復させることができるため、二次電池の容量増加やヒータを追加するなどの構成の大型化を伴うことなく、所定の処理の合計の動作時間としての二次電池による動作時間を長くすることが可能となる。
また、上述した二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、間欠処理手段は、所定の処理を実施している動作時間をT1、実施を停止している非動作時間をT2としたときに、電圧検出手段によって検出された端子電圧が所定のしきい値より低くなったときに、非動作時間T2をそれまでよりも長い時間T3に変更することが望ましい。これにより、二次電池の残存容量が低下して端子電圧が低下した場合であっても電圧を回復させることが可能となり、二次電池による動作時間をさらに長くすることができる。
また、上述した間欠処理手段は、電圧検出手段によって検出された端子電圧が、再度所定のしきい値よりも低くなったときに、非動作時間T2をT3よりも長い時間T4に変更することが望ましい。端子電圧の低下の程度に応じて間欠動作における非動作時間を次第に長くすることにより、再度二次電池の端子電圧が低下した場合であっても回復させることが可能となる。
また、外部電源からの電力供給が停止したときに二次電池による電力供給が開始されることが望ましい。また、上述した外部電源からの電力供給が停止したことを検出したときに二次電池による電力供給を開始する電源制御手段をさらに備えることが望ましい。外部電源から供給される電力によって動作する電子機器の場合、一般に、予備電源としての二次電池の容量は小さくなる傾向にあり、低温時の端子電圧の低下も顕著となるが、このような場合であっても、所定の処理を間欠的に実施することにより合計の動作時間をある程度確保することが可能となる。
また、上述した外部電源は、搭載された車両のバッテリであることが望ましい。これにより、通常時はバッテリからの電力供給によって連側的な処理を実施し、バッテリ外れが生じた異常時に間欠的な処理に移行することが可能となる。
また、上述した間欠処理手段および連続処理手段によって実行される所定の処理は、搭載された車両の異常発生時に行う緊急通報動作であることが望ましい。また、車両のエアバッグの作動を検知するエアバッグ検知手段をさらに備え、緊急通報動作は、エアバッグ検知手段によってエアバッグの作動が検知されたときに行われることが望ましい。これにより、低温時において車両に異常が生じた場合(特に、事故発生時)であっても、可能な限り緊急通報動作を途中で中止することなく終了させることができる。
一実施形態の電子機器を示す図である。 事故発生時に緊急通報を行う動作手順を示す流れ図である。 低温時に間欠的な緊急通報動作を行った場合の端子電圧の推移を示す図である。
以下、本発明を適用した一実施形態の電子機器について、図面を参照しながら説明する。
図1は、一実施形態の電子機器を示す図である。図1に示す電子機器100は、例えば車両に搭載されるTCUであり、利用者(車両の運転者等)が何らかのトラブルに遭遇した際にコールセンター(図示せず)と無線接続し、車両の位置情報やオペレータとの通話によりトラブルに対処する機能を有する。
この電子機器100は、エアバッグ検知部110、GPS受信機112、通信処理部114、音声処理部116、インタフェース部118、電源制御部120、二次電池122、温度センサー124、電圧センサー126、アプリケーション処理部(AP処理部)130を備えている。
エアバッグ検知部110は、事故発生時に車両のエアバッグ(図示せず)が作動したことを検知する。GPS受信機112は、電子機器100が搭載された車両の位置を検出する。
通信処理部114は、NAD(Network Access Device)であって、例えば救急通報等の送信先となるコールセンターとの間で各情報の送受信処理を行う。
音声処理部116は、音声に関する処理を行うためのものであり、例えば音声データをアナログの音声信号に復号化してスピーカ140から出力したり、マイクロホン142で集音した利用者の音声を符号化してデジタルの音声データに変換する。
インタフェース部118は、利用者が操作する操作部150や表示部152が接続され、これらとの間で信号の入出力を行う。
電源制御部120は、外部電源としての車載のバッテリ200から電力供給が停止したときに、電子機器100に内蔵された予備電源としての二次電池122による電力供給を開始する制御を行う。本実施形態の電子機器100は、バッテリ200からの電力供給によって動作しているが、バッテリ200からの電力供給線(バッテリケーブル)の断線やバッテリ200の端子外れ、あるいはバッテリ200の破損などが生じてバッテリ200による電力供給が不能になる場合があり、このような場合を想定して二次電池122が設けられている。なお、このような断線や端子外れ、破損などは、車両の事故発生等(追突事故など)に生じる場合が考えられるが、通常の走行時に起こることもある。また、二次電池122としては、例えばニッケル水素電池(Ni-MH)が用いられるが、リチウムイオン電池等の他のタイプの二次電池を用いるようにしてもよい。
温度センサー124は、二次電池122の温度を検出する。電圧センサー126は、二次電池122の端子電圧を検出する。
アプリケーション処理部130は、電子機器100の全体を制御するためのものであり、ROMやRAMなどに格納された所定のアプリケーションプログラムをCPUで実行することにより実現される。このアプリケーション処理部130には、2種類の緊急通報処理部としての連続緊急通報処理部132、間欠緊急通報処理部134と、事故発生の有無を判定する事故判定部136、低温判定部138とが含まれている。連続緊急通報処理部132は、温度センサー124によって検出された二次電池122の温度が所定値(例えば-20°C)よりも高いときに、所定の緊急通報動作を「連続的」に実施する。また、間欠緊急通報処理部134は、温度センサー124によって検出された二次電池122の温度が所定値(例えば-20°C)よりも低い低温状態のときに、所定の緊急通報動作を「間欠的」に実施する。なお、緊急通報動作を行う際の「連続的」とは「所定の緊急通報動作を開始から終了まで連続して行う」という意味である。また、緊急通報動作を行う際の「間欠的」とは「所定の緊急通報動作を複数に分割し、合間に動作を休止する待機時間を設けながら、各分割緊急通報動作を順番に行う」という意味である。事故判定部136は、エアバッグの作動状態に応じて事故発生の有無を判定する。低温判定部138は、温度センサー124によって検出された二次電池122の温度が所定値よりも低いか/高いか(低いか否か)を判定する。
上述した温度センサー124が温度検出手段に、低温判定部138が低温判定手段に、間欠緊急通報処理部134が間欠処理手段に、連続緊急通報処理部132が連続処理手段に、電圧センサー126が電圧検出手段に、電源制御部120が電源制御手段に、エアバッグ検知部110がエアバッグ検知手段にそれぞれ対応する。
本実施形態の電子機器100はこのような構成を有しており、次に、低温時にバッテリ200からの電力供給が停止して二次電池122による電力供給に切り替える動作について説明する。
図2は、事故発生時に緊急通報を行う動作手順を示す流れ図である。事故判定部136は、エアバッグが作動したか否かを判定する(ステップ100)。エアバッグが作動していない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、電子機器100が搭載された車両の事故発生に伴ってエアバッグが作動すると、ステップ100の判定において肯定判断が行われる。
次に、電源制御部120は、バッテリ外れ(バッテリ200から供給されている動作電力の停止)が生じているか否かを判定する(ステップ102)。バッテリ外れが生じていない場合には否定判断が行われる。この場合には、連続緊急通報処理部132は、GPS装置112によって検出された自車位置や事故発生に関する詳細情報などが含まれる連続的な緊急通報動作を行う(ステップ104)。
また、バッテリ外れが生じている場合には、ステップ102の判定において肯定判断が行われる。次に、低温判定部138は、二次電池122の温度が所定値(例えば、-20°C)以下の低温か否かを判定する(ステップ106)。温度が所定値よりも高く、低温でない場合には、否定判断が行われる。この場合には、ステップ104に移行し、連続緊急通報処理部132による連続的な緊急通報動作が行われる。
また、温度が所定値よりも低く、二次電池122の温度が低温の場合には、ステップ106の判定において肯定判断が行われる。この場合には、間欠緊急通報処理部134は、GPS装置112によって検出された自車位置や事故発生に関する詳細情報などが含まれる間欠的な緊急通報動作を行う(ステップ108)。例えば、複数回に分割した緊急通報動作における1回あたりの動作時間をT1、非動作時間(緊急通報動作が休止している時間)をT2としたときに、T1=10秒、T2=60秒として、間欠的な緊急通報動作(間欠A)が行われる。
また、間欠緊急通報処理部134は、このような間欠的な緊急通報動作と並行して、電圧センサー126による検出結果に基づいて、二次電池122の端子電圧が2.2V以下になったか否かを判定する(ステップ110)。本実施形態では、放電前の端子電圧が3.6Vであり、放電動作に伴って端子電圧が徐々に低下して1.8Vに達すると、アプリケーション処理部130等が強制的にリセットされるものとする。二次電池122の端子電圧が2.2Vよりも高い場合には、ステップ110の判定において否定判断が行われる。この場合には、ステップ108に戻って、間欠的な緊急通報動作が継続される。
また、二次電池122の端子電圧が2.2V以下まで低下すると、ステップ110の判定において肯定判断が行われる。この場合には、間欠緊急通報処理部134は、間欠的な緊急通報動作を中断して待機状態に移行する(ステップ112)。緊急通報動作は、通信処理部114から信号を送受信することによって行われるため、比較的大きな電力を消費し、この動作を継続すると特に低温時には二次電池122の端子電圧が低下するが、消費電力が大きいこの動作を中断して待機状態に移行すると、二次電池122の端子電圧が徐々に回復する。
次に、間欠緊急通報処理部134は、二次電池122の端子電圧が3.6Vまで回復したか否かを判定する(ステップ114)。回復していない場合には否定判断が行われ、ステップ112の待機状態が継続される。また、待機状態が長くなって二次電池122の端子電圧が3.6Vまで回復すると、ステップ114の判定において肯定判断が行われる。その後、間欠緊急通報処理部134は、ステップ108で行った間欠的な緊急通報動作(T1=10秒、T2=60秒として、間欠的な緊急通報動作(間欠A))を再開する(ステップ116)。
また、間欠緊急通報処理部134は、このような間欠的な緊急通報動作と並行して、二次電池122の端子電圧が前回(ステップ110)よりも低い2.0V以下になったか否かを判定する(ステップ118)。二次電池122の端子電圧が2.0Vよりも高い場合には否定判断が行われる。この場合には、ステップ116に戻って、間欠的な緊急通報動作が継続される。
また、二次電池122の端子電圧が2.0V以下になると、ステップ118の判定において肯定判断が行われる。この場合には、間欠緊急通報動作処理部134は、非動作時間T2を長くした間欠的な緊急通報動作を行う(ステップ120)。例えば、複数回に分割した緊急通報動作における1回あたりの動作時間T1(10秒)を維持したまま、非動作時間T2(60秒)をそれまでよりも長くしたT3(例えば120秒)として、間欠的な緊急通報動作(間欠B)が行われる。このようにして、非動作時間T2からより長いT3に変更することで、二次電池122の端子電圧が回復しやすくなるため、端子電圧を2.0Vまで低下しにくくすることができる。
その後、間欠緊急通報処理部134は、このような間欠的な緊急通報動作と並行して、二次電池122の端子電圧が再度2.0V以下になったか否かを判定する(ステップ122)。二次電池122の端子電圧が2.0Vよりも高い場合には否定判断が行われる。この場合には、ステップ120に戻って、間欠的な緊急通報動作(間欠B)が継続される。
また、二次電池122の端子電圧が再度2.0V以下になると、ステップ122の判定において肯定判断が行われる。この場合には、間欠緊急通報動作処理部134は、非動作時間T3をさらに長くした間欠的な緊急通報動作を行う(ステップ124)。例えば、複数回に分割した緊急通報動作における1回あたりの動作時間T1(10秒)を維持したまま、非動作時間T3(120秒)をさらに長くしたT4(例えば180秒)として、間欠的な緊急通報動作(間欠C)が行われる。このようにして、非動作時間T3からさらに長いT4に変更することで、残存容量が低下した二次電池122の端子電圧が回復しやすくすることができる。
その後、間欠緊急通報処理部134は、このような間欠的な緊急通報動作と並行して、二次電池122の端子電圧が再度2.0V以下になったか否かを判定する(ステップ126)。二次電池122の端子電圧が2.0Vよりも高い場合には否定判断が行われる。この場合には、ステップ124に戻って、間欠的な緊急通報動作(間欠C)が継続される。
また、二次電池122の端子電圧が再度(3回目)2.0V以下になると、ステップ126の判定において肯定判断が行われる。この場合には、間欠緊急通報動作処理部134は、間欠的な緊急通報動作を停止してスタンバイ状態に移行する(ステップ128)。その後、間欠緊急通報処理部134は、このスタンバイ状態において二次電池122の端子電圧が3.6Vまで回復したか否かを判定する(ステップ130)。回復しない場合には否定判断が行われ、この判定が繰り返される。また、二次電池122の端子電圧が3.6Vまで回復すると、ステップ130の判定において肯定判断が行われる。この場合には、ステップ106に移行し、低温判定以降の動作が繰り返される。
図3は、-20°Cよりも低い低温時に間欠的な緊急通報動作を行った場合の二次電池122の端子電圧の推移を示す図である。図3に示すように、緊急通報動作を行うことにより、二次電池122の端子電圧が急激に低下するが、その後の非動作時間を確保することにより、この端子電圧を回復させることができる。
このように、本実施形態の電子機器100では、二次電池122の内部抵抗が増大する低温時(-20°C以下)に緊急通報動作を間欠的に実施することにより、定期的に二次電池122の端子電圧を回復させることができるため、二次電池122の容量増加やヒータを追加するなどの構成の大型化を伴う対策を行うことなく、緊急通報動作の合計の動作時間としての二次電池122による動作時間を長くすることが可能となる。
また、二次電池122の端子電圧が2.0Vまで低下したときに、間欠的な緊急通報動作における非動作時間T2をそれまでよりも長い時間T3に変更することにより、二次電池122の残存容量が低下して端子電圧が低下した場合であっても端子電圧を回復させることが可能となり、二次電池122による動作時間をさらに長くすることができる。
また、二次電池122の端子電圧が再度2.0Vまで低下したときに、間欠的な緊急通報動作における非動作時間T3をさらに長い時間T4に変更することにより、再度二次電池122の端子電圧が低下した場合であっても回復させることが可能となる。
また、外部電源としてのバッテリ200からの電力供給が停止したときに二次電池122による電力供給が開始されるようにしており、このために電源制御部120が備わっている。バッテリ200から供給される電力によって動作する電子機器100の場合、一般に、予備電源としての二次電池122の容量は小さくなる傾向にあり、低温時の端子電圧の低下も顕著となるが、このような場合であっても、緊急通報動作を間欠的に実施することにより、合計の動作時間をある程度確保することが可能となる。
また、エアバッグ検知部110によってエアバッグの作動が検知されたときに緊急通報動作を行っており、低温時において車両事故が発生した場合であっても、可能な限り緊急通報動作を途中で中止することなく最後まで行うことができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、車両に搭載されたTCUとして動作する電子機器100について説明したが、通常は外部電源からの電力供給(バッテリからの電源供給に限定されず、家庭用コンセント等から電源供給される場合であってもよい)で動作し、この電力供給が停止したときに二次電池からの電力供給で動作するものであれば、他の電子機器についても本発明を適用することができる。
また、上述した実施形態では、緊急通報動作を行う場合について説明したが、間欠処理手段や連続処理手段によって行う所定の処理は緊急通報動作に限定されず、他の処理であってもよい。
また、上述した実施形態では、二次電池122の端子電圧の比較対象として3.6V、2.2V、2.0Vの各電圧値を用いたが、これらは一例であって、二次電池の種類や容量などに応じて適宜変更すればよい。
上述したように、本発明によれば、二次電池の内部抵抗が増大する低温時に所定の処理を間欠的に実施することにより、定期的に二次電池の端子電圧を回復させることができるため、二次電池の容量増加やヒータを追加するなどの構成の大型化を伴うことなく、所定の処理の合計の動作時間としての二次電池による動作時間を長くすることが可能となる。
100 電子機器
110 エアバッグ検知部
112 GPS受信機
114 通信処理部
116 音声処理部
118 インタフェース部
120 電源制御部
122 二次電池
124 温度センサー
126 電圧センサー
130 アプリケーション処理部(AP処理部)
132 連続緊急通報処理部
134 間欠緊急通報処理部
136 事故判定部
138 低温判定部
200 バッテリ

Claims (10)

  1. 二次電池を電源として所定の処理を行う電子機器であって、
    前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、
    前記温度検出手段によって検出された温度が所定値よりも低いか/高いかを判定する低温判定手段と、
    前記温度検出手段によって検出された温度が前記所定値よりも低いときに、前記所定の処理を間欠的に実施する間欠処理手段と、
    前記温度検出手段によって検出された温度が前記所定値よりも高いときに、前記所定の処理を連続的に実施する連続処理手段と、
    を備え、前記所定の処理の間欠的な実施とは、前記所定の処理を複数の動作に分割し、これら分割された各動作を、合間に動作を休止する待機時間を設けながら順番に行うことであることを特徴とする電子機器。
  2. 前記二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段をさらに備え、
    前記間欠処理手段は、前記所定の処理を実施している動作時間をT1、実施を停止している非動作時間をT2としたときに、前記電圧検出手段によって検出された端子電圧が所定のしきい値より低くなったときに、前記非動作時間T2をそれまでよりも長い時間T3に変更することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記間欠処理手段は、前記電圧検出手段によって検出された端子電圧が、前記所定のしきい値よりも再度低くなったときに、前記非動作時間T2をT3よりも長い時間T4に変更することを特徴とする請求項2に記載の電子機器。
  4. 外部電源からの電力供給が停止したときに前記二次電池による電力供給が開始されることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の電子機器。
  5. 前記外部電源からの電力供給が停止したことを検出したときに前記二次電池による電力供給を開始する電源制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の電子機器。
  6. 前記外部電源は、搭載された車両のバッテリであることを特徴とする請求項4または5に記載の電子機器。
  7. 前記間欠処理手段および前記連続処理手段によって実行される前記所定の処理は、搭載された車両の異常発生時に行う緊急通報動作であることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の電子機器。
  8. 車両のエアバッグの作動を検知するエアバッグ検知手段をさらに備え、
    前記緊急通報動作は、前記エアバッグ検知手段によってエアバッグの作動が検知されたときに行われることを特徴とする請求項7に記載の電子機器。
  9. 二次電池を電源として所定の処理を行う電子機器処理方法であって、
    温度検出手段によって検出された前記二次電池の温度が所定値よりも低いか/高いかを低温判定手段によって判定する低温判定ステップと、
    前記温度検出手段によって検出された温度が前記所定値よりも低いときに、前記所定の処理を間欠的に間欠処理手段によって実施する間欠処理ステップと、
    前記温度検出手段によって検出された温度が前記所定値よりも高いときに、前記所定の処理を連続的に連続処理手段によって実施する連続処理ステップと、
    を有し、前記所定の処理の間欠的な実施とは、前記所定の処理を複数の動作に分割し、これら分割された各動作を順番に行うことであることを特徴とする電子機器処理方法。
  10. コンピュータを、
    温度検出手段によって検出された二次電池の温度が所定値よりも低いか/高いかを判定する低温判定手段と、
    前記温度検出手段によって検出された温度が前記所定値よりも低いときに、前記二次電池を電源とする電子機器において所定の処理を間欠的に実施する間欠処理手段と、
    前記温度検出手段によって検出された温度が前記所定値よりも高いときに、前記電子機器において前記所定の処理を連続的に実施する連続処理手段と、
    して機能させるための電子機器処理プログラムであって、前記所定の処理の間欠的な実施とは、前記所定の処理を複数の動作に分割し、これら分割された各動作を順番に行うことである電子機器処理プログラム
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