JPH07104042A - 電圧検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】送信機側に何ら新たな構成を追加することな
く、受信機側において送信機側の電池電圧を検出できる
ようにする。 【構成】自転車が走行を開始すると、前輪に取り付けら
れた磁石の回転を回転検出部が電磁誘導信号として磁束
放射を行うと、受信部４０の電磁誘導コイル５０の両端
部に起電力が発生して電磁誘導信号を受信する。この電
磁誘導信号は、検出回路５２で増幅され、比較器５３で
しきい値（Ｖｔｈ）を越える電磁誘導信号成分を矩形波
（パルス）として取出し、そのパルス数をパルス処理回
路５４でカウントする。また、受信された電磁誘導信号
は、ピークホールド回路５５でピーク電圧値が保持さ
れ、Ａ／Ｄ変換器５６でデジタルデータに変換する。Ｃ
ＰＵ４１は、カウントされたパルス数が所定数以下、あ
るいは、ピーク電圧値が所定レベル以下となった場合
に、送信機側のパワー不足表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、送信側からワイヤレス
方式で受信側に送られる検出信号に基づいて送信側の電
池容量を検出する電圧検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車輪を回転させて道路やレール上
を走行する、例えば、自転車、車、電車等の運動体は、
その走行状態を検出する装置として走行状態検出装置
（特に、自転車の場合はサイクルコンピュータと称され
る）が知られている。

【０００３】例えば、上記したサイクルコンピュータ
は、走行状態を演算する演算部、その演算結果を表示す
る表示部、及び車輪の回転を検出する回転検出部等から
構成されている。

【０００４】前記回転検出部は、前輪のスポーク部分に
磁石が装着され、その磁石の回転軌道の外側のフォーク
脚に磁石の回転を検出する磁気検出部が固定され、車輪
の回転により磁石が磁気検出部に近接する際の磁界の変
化をとらえて１回転とし、走行体の車輪の回転を検出す
る。この回転検出部で検出された回転検出信号は、送信
機から受信機に向けて磁束放射を行い、受信機で受信さ
れた磁束放射の間隔を測定することによって、受信機側
で回転検出信号が取り出される。

【０００５】受信機側では、この回転検出信号に基づい
て演算部で走行体の各種走行状態（走行速度、走行距離
等）を検出するための演算を行い、その演算結果を表示
部に表示する。

【０００６】このように、従来のサイクルコンピュータ
は、送信機側と受信機側とに分離されているため、送信
機側の各部を駆動する電源として乾電池等が用いられて
いるが、電池の消耗により電源供給が停止して回転検出
信号が受信側に送信されなくなった場合、機器側の故障
なのか電池容量不足なのかの区別がつかず、大変不便で
あった。

【０００７】そこで、従来の電圧検出装置は、例えば、
特開平４−３２５３８７号公報記載のものがあり、送信
機側に電池電圧を検出する電圧検出部が設けられ、電池
電圧の検出信号を周波数変調して送信し、受信機側でこ
れを受信して送信機側の電池の消耗状態を把握してい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の電
圧検出装置にあっては、送信機側に電源電圧を検出する
電圧検出部や検出信号を周波数変調して送信する変調部
等を設ける必要があるため、回路構成が複雑となり、大
型化して、コストがかかるという問題がある。

【０００９】また、送信側に電圧検出部や変調部等を設
けた場合は、これらを駆動するための電力が別に消費さ
れ、電池の消耗度合いが大きくなって、電池交換回数が
多くなるという問題がある。

【００１０】そこで、本発明は、送信機側に何ら構成を
付加することなく、受信機側において送信機の電池電圧
が検出できる電圧検出装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の電圧検出装置は、運動体の運動状態
を検出する運動状態検出手段及びこの運動状態検出手段
で検出した運動状態の検出信号を送信波で送る検出信号
送信手段を有する送信手段と、この送信手段から送出さ
れた送信波を受信する検出信号受信手段及びこの検出信
号受信手段で受信した検出信号に基づいて前記送信手段
の電池容量を検出する電池容量検出手段を有する受信手
段と、を備えたことにより、上記目的を達成する。

【００１２】また、請求項２記載の電圧検出装置は、請
求項１記載の電池容量検出手段は、受信した検出信号を
パルス整形し、そのパルス数のカウント値に応じて前記
送信手段の電池容量を検出するようにしている。

【００１３】さらに、請求項３記載の電圧検出装置は、
請求項２記載の電池容量検出手段が、受信した信号のピ
ーク電圧を保持するピークホールド回路を具備し、パル
ス数のカウント値とピーク電圧値とに基づいて前記送信
手段の電池容量を検出するようにしている。

【００１４】請求項４記載の電圧検出装置は、前記送信
手段の電池容量が所定レベル以下となった場合に警告す
る警告手段を備えるようにしている。

【００１５】

【作用】請求項１、２記載の電圧検出装置では、運動状
態検出手段で検出された走行体の車輪の検出信号を送信
手段の検出信号送信手段から無線で送信され、受信手段
の検出信号受信手段で受信した検出信号に基づいて電池
容量検出手段により送信手段の電池容量が検出される。

【００１６】従って、従来の送信手段の運動状態検出手
段には、何ら新たな構成を付加することなく、無線送信
された検出信号に基づいて送信手段の電池容量が検出さ
れるので、回路構成が簡略化し、小型かつ低コストする
ことが可能となり、送信手段の電池の消耗を少なくする
ことができる。

【００１７】請求項３記載の電圧検出装置では、パルス
数のカウント値とピーク電圧とに基づいて送信手段の電
池容量を検出するため、送信手段の電池容量をより一層
正確に把握することができる。

【００１８】請求項４記載の電圧検出装置では、検出し
た送信手段の電池容量が所定レベル以下の場合に警告手
段で警告を与えるため、送信手段の電池交換時期を確実
に知らせることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

【００２０】まず、構成を説明する。

【００２１】図１は、本発明の一実施例を適用した自転
車１１の側面図であり、自転車１１の前輪１２のスポー
ク１３部分に磁石１４が取り付けられている。

【００２２】一方、自転車１１の車体１５のフォーク脚
部分には、前記磁石１４の回転軌道の外側に回転検出部
１６が固定されている。そして、その回転検出部１６の
上方のハンドル１５ａには、回転検出部１６で検出され
た車輪の回転情報に基づき、走行距離や速度等の走行状
態の演算を行って表示する操作表示部１７が装着されて
いる。

【００２３】上記したように、自転車の走行状態を検出
して表示する本実施例のサイクルコンピュータ１８は、
回転検出部１６と操作表示部１７から構成されており、
回転検出部１６の送信機から操作表示部１７の受信機に
対して回転検出信号を無線送信して、走行状態を表示す
るものである。

【００２４】図２は、図１のサイクルコンピュータ１８
の回転検出部１６と操作表示部１７の外観図である。

【００２５】図２に示すように、磁石１４の回転により
回転検出部１６で検出された前輪の回転検出信号は、回
転検出部１６の送信機から操作表示部１７の受信機へ無
線送信され、操作表示部１７の液晶表示装置（ＬＣＤ）
２０に各種走行状態を示すデータが表示される。また、
操作表示部１７の周部には、例えば、自転車の車重や運
転者の体重を入力する際のデータ入力キー２１、スター
トキー２２、ＥＮＤキー２３、及び前輪の周長やその他
のデータを入力する入力キー２４が設けられている。

【００２６】図３は、本実施例に係る回転検出部１６の
回路図である。図３において、リードスイッチ３０は、
常時はオフ状態であり、前輪１２の回転に伴って回転検
出部１６磁石１４が通過した際にオンとなって、リード
スイッチ信号ａを検出回路３１に出力する。その検出回
路３１は、内部に発振回路３２を備え、リードスイッチ
３０からのリードスイッチ信号ａを受け取ると、連続し
たクロック信号ｂに変換し、抵抗３３を介してＮＰＮ型
のトランジスタ３４のベース端子に送出する。このトラ
ンジスタ３４のコレクタ端子とエミッタ端子間には、コ
ンデンサ３５が接続され、コレクタ端子が電磁誘導コイ
ル３６の一端に接続されているとともに、エミッタ端子
が検出回路３１と接続されている。電磁誘導コイル３６
の他端とコンデンサ３７の一端は、抵抗３８を介して電
圧Ｖｃｃが印加され、コンデンサ３７の他端は前記トラ
ンジスタ３４のエミッタ端子に接続されている。

【００２７】従って、回転検出部１６では、クロック信
号ｂがトランジスタ３４のベース端子に与えられて、ト
ランジスタ３４が微小時間オン／オフ動作を行うと、Ｌ
Ｃ発振回路で共振現象を起こして、電磁誘導コイル３６
から電磁誘導信号が放射される。

【００２８】図４は、本実施例に係る操作表示部１７の
回路図である。図４において、上記した回転検出部１６
の電磁誘導コイル３６から放射される電磁誘導信号は、
図示しない電磁誘導コイルを備えた受信部４０により受
信され、ＣＰＵ４１に送られる。

【００２９】ＣＰＵ４１は、プログラムＲＯＭ（Read O
nly Memory) ４２とＲＡＭ(RandomAccess Memory)４３
とに接続されていて、そのプログラムＲＯＭ４２に格納
されたプログラム及びＲＡＭ４３に記憶されるデータ等
にしたがって動作して、この操作表示部１７全体を制御
するとともに、表示駆動回路４４を介して液晶表示装置
（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display) などからなる表示
部４５の表示制御を行う。また、ＣＰＵ４１は、前記し
た複数のキー２１〜２４を備えたキー入力部４６から入
力される各種信号に基づいて、所定の処理を行う。

【００３０】ＲＯＭ４２には、ＣＰＵ４１がサイクルコ
ンピュータ１８を制御するプログラムデータが格納され
ている。

【００３１】ＲＡＭ４３は、サイクルコンピュータ１８
の走行状態を算出する基礎となる必要な入力データや各
種パラメータを記憶するものである。

【００３２】時計回路４７は、水晶発振器と分周回路と
で構成され、一定周期のクロック信号を分周回路で分周
して時計信号をＣＰＵ４１に出力するものである。ＣＰ
Ｕ４１は、この時計信号を受けて、現在の日付及び現在
時刻の管理を行っている。

【００３３】図５は、図４の受信部４０の詳細な回路図
であり、図６は、図５各部の信号波形を示す図である。

【００３４】図５において、受信部４０では、電磁誘導
コイル５０が送信側の回転検出部１６からの交流磁束放
射を周辺の磁界変化としてとらえ、コイルの両端部に起
電力を発生し、同調コンデンサ５１とともに共振して電
磁誘導信号を受信する。

【００３５】検出回路５２は、受信時に電磁誘導コイル
５０の両端に現れる電磁誘導信号を増幅して出力するも
のである。この受信された電磁誘導信号を増幅した受信
増幅信号は、図６（ａ）に示す信号波形となる。

【００３６】比較器５３は、検出回路５３で増幅された
電磁誘導信号を所定のしきい値電圧（Ｖｔｈ）と比較し
て（図６（ａ）参照）、しきい値を越える電磁誘導信号
成分を図６（ｂ）に示すような矩形波（パルス）として
取出すものである。

【００３７】パルス処理回路５４は、上記した比較器５
３から出力された矩形波の数、すなわちパルス数をカウ
ントして、そのカウント値をＣＰＵ４１に出力する。ま
た、図６（ｃ）に示すように、比較器５３からの一連の
パルス出力が終了すると、その後に最終パルス信号（１
パルス）が出力される。この最終パルス信号は、次に述
べるピークホールド回路５５のリセット信号などに利用
される。

【００３８】ピークホールド回路５５は、検出回路５３
で増幅された受信増幅信号のピーク電圧値を図示しない
コンデンサに保持するものである。例えば、図６（ａ）
に示す受信増幅信号の各ピーク値が上昇する場合は、図
６（ｄ）に示すようにピークホールド波形が順次更新さ
れ、受信増幅信号のピーク電圧値の上昇が止まった時点
で、最大ピーク電圧値を保持する。

【００３９】Ａ／Ｄ変換器５６は、ピークホールド回路
５５で保持されたアナログのピーク電圧値をデジタルデ
ータに変換して、ＣＰＵ４１に出力するものである。

【００４０】本実施例のサイクルコンピュータ１８は、
上記のように構成されており、以下その動作を図７のフ
ローチャートに基づいて説明する。

【００４１】図７は、本実施例のサイクルコンピュータ
に係る送信機側の電圧と走行状態の検出動作を説明する
フローチャートである。

【００４２】まず、図１に示す自転車１１は、運転者が
乗車してペダルをこぎながら走行を開始すると、前輪１
２のスポーク１３に固定されている磁石１４が回転す
る。

【００４３】これを図３で見ると、回転検出部１６に設
けられたリードスイッチ３０は、磁石１４が通過する度
に、オン／オフ動作を行ってリードスイッチ信号ａを生
成する。検出回路３１は、入力されるリードスイッチ信
号ａに基づいて発振回路３２により所定周期のクロック
信号ｂを出力する。ＮＰＮトランジスタ３４は、このク
ロック信号ｂにより微小時間オン／オフを繰り返すこと
により、磁石１４が通過した直後の微小時間に電磁誘導
コイル３６から共振パルス（電磁誘導信号）が放射され
る。

【００４４】これに対して受信機側では、図７のステッ
プＳ１００に示すように、自転車の走行時の電磁誘導信
号（図７のフローチャート中では走行信号ともいう）の
受信を待機している。

【００４５】そこで、回転検出部１６の電磁誘導コイル
３６から放射された共振パルスは、図４及び図５に示す
操作表示部１７の受信部４０に設けられた電磁誘導コイ
ル５０の電磁誘導作用により受信する受信処理が行われ
る（ステップＳ１０１）。この受信信号は、前輪が１回
転する度に受信機側の電磁誘導コイル５０コイルの両端
部に起電力を発生し、同調コンデンサ５１で共振した受
信信号を検出回路５２で増幅される。

【００４６】次いで、この受信増幅信号は、図６（ａ）
に示すように、比較器５３において所定のしきい値電圧
（Ｖｔｈ）と比較し、これを越える電磁誘導信号成分の
みが図６（ｂ）に示す矩形波（パルス）として取出され
る。

【００４７】そして、パルス処理回路５４は、取出され
た所定レベル以上のパルス数を計測し（ステップＳ１０
２）、その計測したパルス数を図４に示すＲＡＭ４３に
記憶させる（ステップＳ１０３）。

【００４８】一方、ピークホールド回路５５は、受信信
号のピーク電圧を順次ホールドして、最終的にホールド
されたピーク電圧値をＡ／Ｄ変換器５６で、デジタルデ
ータに変換して計測する（ステップＳ１０４）。この計
測されたピーク電圧値は、図４に示すＲＡＭ４３に記憶
する（ステップＳ１０５）。

【００４９】そこで、ＣＰＵ４１では、送信機側の電池
電圧と、これに対応した検出パルス数との関係を予め調
べておき、この相関曲線と上記ＲＡＭ４３に記憶された
パルス数とを対比して、電池電圧を検出する。本実施例
では、検出パルス数が１８発を下回った場合を電池容量
の不足状態と判別するようにし、パルス数が１８発以上
か１７発以下かを判別する（ステップＳ１０６）。

【００５０】パルス数が１７発以下の場合は、送信機側
の電池容量が不足しており、ＣＰＵ４１が表示駆動回路
４４を駆動して表示部４５に「パワー不足」の表示を行
い、ユーザに警告を与える（ステップＳ１０７）。

【００５１】また、本実施例の電圧検出装置では、受信
信号のパルス数だけでなく、受信信号のピーク電圧を測
定することにより、送信機側の電池電圧を一層正確かつ
確実に検出するようにしている。

【００５２】そこで、ＣＰＵ４１では、送信機側の電池
電圧と、これに対応したピーク電圧値との関係を予め調
べておき、この相関曲線と上記ＲＡＭ４３に記憶された
ピーク電圧値とを対比することで、送信機側の電池電圧
を検出することができる。本実施例では、電池が消耗し
た場合にピーク電圧値が所定値以下となる基準値を設け
ておき、ピーク電圧値が所定値以下か否かを判別する
（ステップＳ１０８）。ピーク電圧値が所定値以下の場
合は、送信機側の電池容量が不足しており、ＣＰＵ４１
が表示駆動回路４４を駆動して表示部４５に「パワー不
足」の表示を行い、ユーザに警告を与える（ステップＳ
１０７）。

【００５３】受信信号の検出パルス数が１８発以上で、
ピーク電圧値も所定値以上の場合は、送信機側の電池容
量が不足していないので、サイクルコンピュータにおけ
る走行状態算出動作に移行する（ステップＳ１０９）。

【００５４】例えば、走行状態の算出動作は、ＣＰＵ４
１が上記した受信信号に基づいて車輪の回転数をカウン
トして、「（３６００÷カウント周期）×周長」により
現在の走行速度（時速）を演算するとともに、「積算カ
ウント数×周長」により現在までの走行距離を演算し、
その演算結果をＲＡＭ４３に記憶させ（ステップＳ１１
０）、表示駆動回路４４を駆動して、表示部４５に表示
する（ステップＳ１１１）。

【００５５】ステップＳ１１２において、ユーザが走行
状態表示を見終わった場合は、ＥＮＤキーを押下して終
了する。また、再度走行状態を表示させる場合は、ステ
ップＳ１００に戻って上記処理動作が繰り返される。

【００５６】このように、本実施例のサイクルコンピュ
ータの電圧検出装置は、受信信号のパルス数やピーク電
圧値に基づいて送信機側の電池容量を確実かつ正確に検
出することができるので、送信機側の電池の消耗による
電池交換の適切な時期を受信機側で知ることができ、ユ
ーザに電池容量不足を警告することができる。

【００５７】さらに、本実施例の電圧検出装置では、送
信機側の回転検出部１６に新たな構成を追加する必要が
なく、回路構成が簡略化され、小型で低コスト化するこ
とが可能である。

【００５８】なお、上記実施例では、受信機側で送信機
側の電池容量を判別した結果、電池容量が不足している
場合に、表示部４５に警告表示するように構成したがこ
れに限定されず、警告ブザーあるいは音声メッセージで
警告するように構成してもよい。

【００５９】また、上記実施例では、自転車を例にあげ
て説明したが、これに限定されず、電車や自動車等の走
行体又は、物体の運動状態を非接触で検出する際等に適
用することも可能である。

【００６０】

【発明の効果】請求項１、２記載の発明によれば、運動
状態検出手段で検出された運動体の検出信号を送信手段
の検出信号送信手段から無線で送信され、受信手段の検
出信号受信手段で受信した検出信号に基づいて電池容量
検出手段により送信手段の電池容量が検出される。

【００６１】従って、従来の送信手段の運動状態検出手
段には、何ら新たな構成を付加することなく、無線送信
された回転検出信号に基づいて送信手段の電池容量を検
出することができるので、小型かつ低コストすることが
でき、送信手段の電池の消耗を少なくすることができ
る。

【００６２】請求項３記載の発明によれば、パルス数の
カウント値とピーク電圧との両方で送信手段の電池容量
を検出するので、より正確に送信手段の電池容量を把握
することができる。

【００６３】請求項４記載の発明によれば、検出した送
信手段の電池容量が所定レベル以下の場合に警告手段で
警告を与えるので、確実に送信側の電池交換時期を知ら
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を適用した自転車の側面図で
ある。

【図２】図１のサイクルコンピュータの回転検出部と操
作表示部の外観図である。

【図３】本実施例に係る回転検出部の回路図である。

【図４】本実施例に係る操作表示部の回路図である。

【図５】図４の受信部の詳細な回路図である。

【図６】図５各部の信号波形を示す図である。

【図７】本実施例のサイクルコンピュータに係る送信機
側の電圧と走行状態の検出動作を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１１ 自転車 １２ 前輪 １３ スポーク １４ 磁石 １５ 車体 １５ａ ハンドル １６ 回転検出部 １７ 操作表示部 １８ サイクルコンピュータ ４０ 受信部 ４１ ＣＰＵ ４２ ＲＯＭ ４３ ＲＡＭ ４４ 表示駆動回路 ４５ 表示部 ４６ キー入力部 ４７ 計時回路 ５０ 電磁誘導コイル ５１ 同調コンデンサ ５２ 検出回路 ５３ 比較器 ５４ パルス処理回路 ５５ ピークホールド回路 ５６ Ａ／Ｄ変換器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】運動体の運動状態を検出する運動状態検出
   手段及びこの運動状態検出手段で検出した運動状態の検
   出信号を送信波で送る検出信号送信手段を有する送信手
   段と、 この送信手段から送出された送信波を受信する検出信号
   受信手段及びこの検出信号受信手段で受信した検出信号
   に基づいて前記送信手段の電池容量を検出する電池容量
   検出手段を有する受信手段と、 を備えたことを特徴とする電圧検出装置。
2. 【請求項２】前記電池容量検出手段は、 受信した検出信号をパルス整形し、そのパルス数のカウ
   ント値に応じて前記送信手段の電池容量を検出すること
   を特徴とする請求項１記載の電圧検出装置。
3. 【請求項３】前記電池容量検出手段は、 さらに、受信した検出信号のピーク電圧を保持するピー
   クホールド回路を具備し、 パルス数のカウント値とピーク電圧値とに基づいて前記
   送信手段の電池容量を検出することを特徴とする請求項
   ２記載の電圧検出装置。
4. 【請求項４】前記受信手段は、さらに前記電池容量検出
   手段による検出の結果、前記送信手段の電池容量が所定
   レベル以下となった場合に警告する警告手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項１、２又は３記載の電圧検出装
   置。