JP2002093465A - ガスメータ用電池寿命推定装置 - Google Patents

ガスメータ用電池寿命推定装置

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JP2002093465A JP2000282238A JP2000282238A JP2002093465A JP 2002093465 A JP2002093465 A JP 2002093465A JP 2000282238 A JP2000282238 A JP 2000282238A JP 2000282238 A JP2000282238 A JP 2000282238A JP 2002093465 A JP2002093465 A JP 2002093465A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の寿命に影響を与えることなく電池の残
存容量を推定する。 【解決手段】 残存容量推定部６で、定常状態において
電池５により動作する各部で消費される単位時間当たり
の平均消費電流量を記憶しておくとともに、異常が発生
したときの１回当たりの消費電流量を記憶しておく。そ
して、動作時間を計測するとともに、異常の発生回数を
カウントし、平均消費電流量と計測された動作時間とを
乗算することによって定常状態における消費電流量を算
出するとともに、異常が発生したときの１回当たりの消
費電流量と計数された発生回数とを乗算することによっ
て異常状態における消費電流量を算出し、これら算出し
た消費電流量を電池５の初期電流容量から減算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスメータの電子
部品に用いられる電池の寿命を推定するガスメータ用電
池寿命推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在既に実用化されているガスメータ
（マイコンメータ）は、ガスの流量等を監視する。通常
の使用状態と異なる大量のガスが流れたり、長時間に渡
ってガスが連続して流れた場合や、地震などの異常が発
生した場合には、マイコンが異常状態であると判断し、
遮断弁に電流を流してガスの供給を停止し、事故を事前
に防止するシステムとなっている。また、この制御は、
電話回線等を通じて外部から遠隔操作ができるようにな
っている。
【０００３】このようなガスメータの電子回路には電池
により電源が供給される。電池の電圧は、電圧検出器に
より定期的に検出され、検出電圧値が規定値以下になっ
たときに、電池が寿命になったものとして遮断や警報等
の処理が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、電池の電圧
を検出する際に、疑似抵抗へ電流を印加することによっ
て電圧を検出し、これを比較的短い周期で繰り返すの
で、このときの消費電流分だけ電池の寿命が短くなると
いう問題があった。
【０００５】また、検出電圧値が電池の寿命を示す規定
値以下になったときに遮断や警報等の処理が行われるよ
うになっていたため、寿命となったことは知ることがで
きるが、寿命となる以前において電池の残存容量や残存
する使用可能時間を知ることができず不便であった。
【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、電池の寿命に影響を与え
ることなく電池の残存容量や使用可能時間を推定するこ
とのできるガスメータ用電池寿命推定装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、ガスメータに用いられる
電池の寿命を推定するガスメータ用電池寿命推定装置で
あって、定常状態における平均消費電流量および異常が
発生したときの１回当たりの消費電流量を記憶しておく
記憶手段と、定常状態の経過時間を計測する計測手段
と、異常の発生回数を計数する計数手段と、前記平均消
費電流量と計測された経過時間との乗算値および前記１
回当たりの消費電流量と計数された発生回数との乗算値
を、前記電池の初期電流容量から減算することにより前
記電池の残存容量を推定する推定手段と、を有すること
を特徴とする。
【０００８】本発明にあっては、前記平均消費電流量と
計測された経過時間とを乗算することによって定常状態
における消費電流量を算出するとともに、前記１回当た
りの消費電流量と計数された発生回数とを乗算すること
によって異常状態における電池の消費電流量を算出し、
これらを電池の初期電流容量から減算するようにしたこ
とで、疑似抵抗を用いて電池の電圧を直接検出する必要
がないので、電池の寿命に影響を与えることなく電池の
残存容量を推定することができる。
【０００９】請求項２記載の本発明は、請求項１記載の
ガスメータ用電池寿命推定装置において、前記電池の電
圧を検出する検出手段を有することを特徴とする。
【００１０】本発明にあっては、電池の電圧を検出する
検出手段を備えたことで、例えば短絡等の動作不良が発
生して電池の残存容量を正確に推定できない場合に、補
助的に電池の電圧を検出することができる。
【００１１】請求項３記載の本発明は、ガスメータに用
いられる電池の寿命を推定するガスメータ用電池寿命推
定装置であって、経過時間に対する前記電池の電圧変化
について記憶しておく記憶手段と、前記電池の電圧を検
出する電圧検出手段と、前回の検出電圧値と今回の検出
電圧値とを用いて傾きを算出する傾き算出手段と、算出
された傾きと前記電圧変化とを対応させて経過時間を求
める経過時間求出手段と、求めた経過時間を前記電池の
寿命期間から減算して使用可能時間を推定する推定手段
と、を有することを特徴とする。
【００１２】本発明にあっては、前回の検出電圧値と今
回の検出電圧値とを用いて傾きを算出し、この傾きと経
過時間に対する電池の電圧変化とを対応させて経過時間
を求め、この経過時間を電池の寿命期間から減算して使
用可能時間を推定するようにしたことで、電圧の検出回
数を従来に比して大幅に低減することができ、電池の寿
命を長くすることができる。
【００１３】また、グラフデータとして疑似抵抗を用い
ない開放電圧を検出したときのデータを記憶しておくよ
うにすれば、電圧を検出する際に疑似抵抗を用いる必要
がなくなるので、電池の寿命に影響を与えることなく電
池の使用可能時間を推定することができる。
【００１４】請求項４記載の本発明は、請求項３記載の
ガスメータ用電池寿命推定装置において、前記記憶手段
は、温度を変えたときの複数のグラフデータを記憶した
ものであって、温度を検出する温度検出手段と、検出さ
れた温度に基づいて前記経過時間算出手段で用いられる
グラフデータを選択する選択手段と、を有することを特
徴とする。
【００１５】本発明にあっては、検出された温度に基づ
いて適切なグラフデータを選択するようにしたことで、
温度変動に対応した正確な使用可能時間を推定すること
ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施の形
態について図面を用いて説明する。
【００１７】［第１の実施の形態］図１は、一実施の形
態に係るガスメータ及びこれに用いる電池寿命推定装置
の構成を示す図である。同図のガスメータは、演算制御
部２に計量部１と、駆動回路３と、地震検知部８と、圧
力検知部９と、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１０が
それぞれ接続され、駆動回路３には遮断部４と表示部１
１が接続された構成である。
【００１８】定常状態で動作し消費電力の比較的小さい
計量部１、演算制御部２、地震検知部８、圧力検知部
９、通信Ｉ／Ｆ部１０には電池５により電源が供給され
る。異常が発生したときに遮断弁を閉じるために作動す
る駆動回路３と遮断部４は消費電力が比較的大きく電池
１２により電源が供給される。
【００１９】同図の電池寿命推定装置は、残存容量推定
部６が演算制御部２に接続され、電圧検出部７が電池５
と演算制御回路２に接続された構成である。
【００２０】計量部１は、ガスの流量を検出する流量セ
ンサを備え、ガスの流量を演算制御部２に知らせる。流
量センサとしては、例えば半導体フローセンサが用いら
れる。
【００２１】地震検知部８は、地震を検知する感震器を
備え、この感震器からの地震検知信号を演算制御部２に
送出する。
【００２２】圧力検知部９は、ガスの圧力を検知する圧
力センサを備え、ガス圧力信号を演算制御部２に送出す
る。
【００２３】演算制御部２は、図示していないＣＰＵ、
ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ、不揮発性メモリなどを有する
構成であり、計量部１からのガス流量信号を所定サイク
ル毎に読み取り、このガス流量信号からガス使用状態の
異常判定を行い、異常の際には警報・遮断信号を出力す
る。また、地震検知部８からの地震検知信号に基づいて
地震発生の判定を行うとともに、圧力検知部９からのガ
ス圧力信号に基づいてガス圧力の異常判定を行い、異常
の際には警報・遮断信号を出力する。警報・遮断の発生
履歴等については不揮発性メモリに記憶しておく。
【００２４】駆動回路３は、演算制御部２からの警報・
遮断信号に応じて駆動信号を出力する。
【００２５】遮断部４は、駆動回路３からの駆動信号を
受けてガス流路を遮断する。
【００２６】表示部１１は、駆動回路３からの駆動信号
を受けて警報・遮断モードとなったことをＬＣＤに表示
する。
【００２７】通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１０は、
演算制御部２に記憶された警報・遮断の発生履歴等を外
部に通信したり、外部設定器との通信を行うための入出
力回路である。
【００２８】電池５としては、例えば、リチウム電池な
どが用いられ、その初期電流容量は６０００［ｍＡＨ］
程度とする。同様に、電池１２にもリチウム電池などが
用いられるが、その初期電流容量は２０００［ｍＡＨ］
程度である。電池１２の容量の方が電池５よりも小さい
のは、遮断部４や駆動回路３で消費される電流量は演算
制御部２等で消費されるものよりも大きいのであるが、
遮断部４等は年間を通じてほとんど作動することがない
ことによるものである。
【００２９】残存容量推定部６は、独自の演算部、記憶
部、タイマ、計数カウンタ等を有し、演算制御回路２の
動作状態を把握することにより、各部で消費された電流
量を算出して、電池５の残存容量を推定する。この推定
処理の詳細については後述する。
【００３０】電圧検出部７は、電池５の電圧を検出する
電圧検出器を備え、短絡等の動作不良が発生して残存容
量推定部６で正確に推定値を算出することができないと
きに補助的に電池５の電圧を検出する。
【００３１】次に、残存容量推定部６における推定処理
について図２及び図３を用いて説明する。図２（ａ）は
演算制御部２で消費される電流の状態、同図（ｂ）は遮
断部４で消費される電流の状態を示す。
【００３２】定常状態においては、演算制御部２は周期
的に動作するので、演算制御部２により制御される計量
部１や圧力検知部９等の各部も周期的に動作する。しか
し、ガスの流量が増加した場合等の異常状態において
は、警報・遮断モードとなり普段使用していない駆動回
路３や遮断部４が作動するため演算制御部２の消費電流
量は増加する。
【００３３】残存容量推定部６の記憶部では、定常状態
において電池５により動作する各部で消費される単位時
間当たりの平均電流量を記憶しておく。また、異常が発
生したときの１回当たりに電池５により動作する各部で
消費される消費電流量（消費電流値とその駆動時間との
乗算値）についても予め記憶しておく。
【００３４】図３は、残存容量推定部６での処理手順を
示すフローチャートである。
【００３５】まず、Ｓｔｅｐ１で、異常状態の発生回数
をカウントする。このカウントは、演算制御部２に大電
流が流れた時の回数をカウントしてもよいし、駆動回路
３や遮断部４の作動回数をカウントしてもよい。
【００３６】Ｓｔｅｐ２で、異常状態において電池５に
より動作する各部で消費した消費電流量を算出する。こ
の算出は、カウントされた異常状態の発生回数と、予め
記憶されていた１回当たりの消費電流量とを乗算するこ
とにより行う。
【００３７】Ｓｔｅｐ３で、定常状態において電池５に
より動作する各部で消費した消費電流量を算出する。こ
の算出は、演算制御部２の動作時間を計測し、この動作
時間と予め記憶しておいた平均電流値とを乗算すること
により行う。
【００３８】Ｓｔｅｐ４で、電池５の残存容量を推定す
る。この推定は、電池５の初期電流容量からＳｔｅｐ２
で算出した異常状態における消費電流量とＳｔｅｐ３で
算出した正常状態における消費電流量を減算することに
より行う。
【００３９】したがって、本実施の形態によれば、残存
容量推定部６で、平均消費電流量と計測された動作時間
とを乗算することによって定常状態における消費電流量
を算出するとともに、異常が発生したときの１回当たり
の消費電流量と計数された発生回数とを乗算することに
よって異常状態における消費電流量を算出し、これらを
電池５の初期電流容量から減算するようにしたことで、
疑似抵抗を用いて電池５の電圧を直接検出する必要がな
いので、電池５の寿命に影響を与えることなく電池５の
残存容量を推定することができる。
【００４０】また、電圧検出部７を併用したことによ
り、短絡等の動作不良が発生して電池５の残存容量を正
確に推定できない場合に、補助的に電池５の電圧を検出
することができる。
【００４１】なお、駆動回路３や遮断部４に電源を供給
する電池１２についても残存容量を推定するようにして
もよい。この場合には、図４に示すように、残存容量推
定部１５を遮断部４および演算制御部に接続し、電圧検
出部１４を電池１２および演算制御部２に接続する。
【００４２】残存容量推定部１５は、駆動回路３と遮断
部４とが作動したときの１回当たりの消費電流値量を記
憶しておき、駆動回路３と遮断部４の作動回数をカウン
トする。そして、演算制御部２からの指示に従って電池
１２の初期電流容量から１回当たりの消費電流量と作動
回数との乗算値を減算することにより、電池１２の残存
容量を推定するようにする。
【００４３】［第２の実施の形態］図５は、一実施の形
態に係るガスメータ及びこれに用いる電池寿命推定装置
の構成を示す図である。同図の電池寿命推定装置は、図
１の残存容量推定部６の代わりに使用可能時間推定部１
６を用い、この使用可能時間推定部１６を電圧検出部１
７と演算制御部２に接続した構成となっている。電圧検
出部１７の基本的な構成は電圧検出部７と同様である。
この使用可能時間推定部１６は、図７のような経過時間
に対する電池の電圧変化を示すグラフデータを記憶して
いる。なお、その他、図１と同一物には同一の符号を付
すこととし、ここでは説明を省略する。
【００４４】図６は、使用可能時間推定部１６での処理
手順を示すフローチャートである。
【００４５】Ｓｔｅｐ１１で、電圧検出部１７により検
出された電池５の電圧を用いて、前回の検出電圧値と今
回の検出電圧値との差分を分子とし、前回の電圧検出か
ら今回の電圧検出までの経過時間を分母として傾きを算
出する。
【００４６】Ｓｔｅｐ１２で、この傾きとグラフデータ
とを対応させて経過時間を求める。
【００４７】Ｓｔｅｐ１３で、電池の寿命期間からこの
経過時間を減算することにより、残存する使用可能時間
を推定する。
【００４８】したがって、本実施の形態によれば、使用
可能時間推定部１６で、前回の検出電圧値と今回の検出
電圧値との差分を用いて傾きを算出し、この傾きとグラ
フデータとを対応させて経過時間を求め、この経過時間
を電池５の寿命期間から減算するようにしたことで、電
圧の検出回数を従来に比して大幅に低減することがで
き、電池の寿命を長くすることができる。
【００４９】また、グラフデータとして疑似抵抗を用い
ない開放電圧を検出したときのデータを記憶しておくよ
うにすれば、電圧を検出する際に疑似抵抗を用いる必要
がなくなるので、電池５の寿命に影響を与えることなく
電池の使用可能時間を推定することができる。
【００５０】なお、使用可能時間を推定する際に、温度
補正を行うようにしてもよい。この場合は、温度を変え
たときの複数のグラフデータを使用可能時間推定部１６
に記憶しておくとともに、温度センサを設け、この温度
センサにより検出された温度に基づいて適切なグラフデ
ータを選択するようにする。
【００５１】この構成により、温度変動に対応した正確
な使用可能時間を推定することができる。
【００５２】もちろん、温度の他、電池の種類や、直列
・並列の接続手法、電池の本数等を変えたときのグラフ
データを保持し、これらを変更したときに適切に補正で
きるようにしてもよい。
【００５３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のガスメ
ータ用電池寿命推定装置によれば、定常状態および異常
状態における電池の消費電流量をそれぞれ算出し、これ
らを電池の初期電流容量から減算するようにしたこと
で、疑似抵抗を用いて電池の電圧を直接検出する必要が
ないので、電池の寿命に影響を与えることなく電池の残
存容量を推定することができる。
【００５４】また、本発明のガスメータ用電池寿命推定
装置によれば、前回の検出電圧値と今回の検出電圧値と
を用いて傾きを算出し、この傾きと経過時間に対する電
池の電圧変化とを対応させて経過時間を求め、この経過
時間を電池の寿命期間から減算して使用可能時間を推定
するようにしたことで、電圧の検出回数を従来に比して
大幅に低減することができ、電池の寿命への影響を低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係るガスメータ及びこれに
用いる電池寿命推定装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図２】（ａ）は演算制御部２での消費される電流の状
態、（ｂ）は遮断部４での消費される電流の状態を示す
図である。
【図３】残存容量推定値６における処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図４】電池寿命推定装置の他の構成例を示す図であ
る。
【図５】第２の実施の形態に係るガスメータ及び電池寿
命推定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】残存容量推定値１６における処理手順を示すフ
ローチャートである。
【図７】経過時間に対する電池の電圧変化を示すグラフ
である。
【符号の説明】
１…計量部 ２…演算制御部 ３…駆動回路 ４…遮断部 ５，１２…電池 ６，１５…残存容量推定部 ７，１４，１７…電圧検出部 ８…地震検知部 ９…圧力検知部 １０…通信Ｉ／Ｆ部 １１…表示部 １６…使用可能時間推定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 守 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 小牧 充典 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 田代 健 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 今 一生 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町事業所内 (72)発明者 宇山 浩人 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町事業所内 (72)発明者 前田 郁雄 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町事業所内 (72)発明者 石野 仁朗 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町事業所内 (72)発明者 森永 剛 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町事業所内 Ｆターム(参考） 2G016 CB12 CB21 CC01 CC03 CC06 CC10 CC12 CC21 CC27 CC28 CD02 CD03 CD14 CE03 CF06 5H025 AA00 CC38 MM01 5H030 AS11 BB21 FF22 FF44 FF52

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスメータに用いられる電池の寿命を推
    定するガスメータ用電池寿命推定装置であって、 定常状態における平均消費電流量および異常が発生した
    ときの１回当たりの消費電流量を記憶しておく記憶手段
    と、 定常状態の経過時間を計測する計測手段と、 異常の発生回数を計数する計数手段と、 前記平均消費電流量と計測された経過時間との乗算値お
    よび前記１回当たりの消費電流量と計数された発生回数
    との乗算値を、前記電池の初期電流容量から減算するこ
    とにより前記電池の残存容量を推定する推定手段と、 を有することを特徴とするガスメータ用電池寿命推定装
    置。
  2. 【請求項２】 前記電池の電圧を検出する検出手段を有
    することを特徴とする請求項１記載のガスメータ用電池
    寿命推定装置。
  3. 【請求項３】 ガスメータに用いられる電池の寿命を推
    定するガスメータ用電池寿命推定装置であって、 経過時間に対する前記電池の電圧変化について記憶して
    おく記憶手段と、 前記電池の電圧を検出する電圧検出手段と、 前回の検出電圧値と今回の検出電圧値とを用いて傾きを
    算出する傾き算出手段と、 算出された傾きと前記電圧変化とを対応させて経過時間
    を求める経過時間求出手段と、 求めた経過時間を前記電池の寿命期間から減算して使用
    可能時間を推定する推定手段と、 を有することを特徴とするガスメータ用電池寿命推定装
    置。
  4. 【請求項４】 前記記憶手段は、温度を変えたときの複
    数のグラフデータを記憶したものであって、 温度を検出する温度検出手段と、 検出された温度に基づいて前記経過時間算出手段で用い
    られるグラフデータを選択する選択手段と、 を有することを特徴とする請求項３記載のガスメータ用
    電池寿命推定装置。
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