JP4536569B2 - Battery voltage monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、電池を電源とする加熱器具における電池電圧監視方法に関する。 The present invention relates to a battery voltage monitoring method in a heating apparatus using a battery as a power source.
従来、温風暖房機、ガスこんろ及びガス湯沸かし器などの加熱源を有する加熱器具は、商用交流100V電源を整流して所定の定電圧で電磁弁などの装置を駆動するように使用されているが、近時、装置のパルス駆動化、高性能化等もあって電源として乾電池が使用されるようになっている。 Conventionally, heating appliances having heating sources such as hot air heaters, gas stoves and gas water heaters are used to rectify a commercial AC 100 V power source and drive devices such as solenoid valves at a predetermined constant voltage. However, recently, dry batteries have been used as a power source due to pulse driving and high performance of the apparatus.
このため、乾電池を電源として使用した加熱器具等において、電池電圧監視回路などを設け、乾電池電圧の低下、自動消火温度、炎の立ち消えを正確に検知して安全性を向上させ、さらに器具の省電力化が図られている(例えば、特許文献1参照)。 For this reason, a battery voltage monitoring circuit, etc. is provided in heating appliances that use dry batteries as a power source to improve the safety by accurately detecting the drop in battery voltage, automatic fire extinguishing temperature, and extinguishing of flames. Electricity is achieved (for example, refer to Patent Document 1).
ガスこんろなどでは、パルス駆動負荷としてガス供給バルブの開度を制御するためにステッピングモータが使用されており、このステッピングモータに印加される電池の出力電圧の低下を電源電圧検出手段で精度よく検知して、ステッピングモータの駆動を禁止することも行われている(例えば、特許文献2参照)。 In gas stoves and the like, a stepping motor is used as a pulse drive load to control the opening of the gas supply valve, and the drop in the output voltage of the battery applied to the stepping motor is accurately detected by the power supply voltage detection means. Detecting and prohibiting the driving of the stepping motor is also performed (see, for example, Patent Document 2).
このような従来の電池電圧監視回路やマイクロコンピュータにより器具の電池電圧を監視する場合、パルス駆動される負荷の運転状態にかかわらず、一定時間ごとに一定回数の読み込みを行い、その読み込んだデータを平均化したものを現時点の電池電圧として判断している。 When the battery voltage of an appliance is monitored by such a conventional battery voltage monitoring circuit or microcomputer, the read data is read a fixed number of times every fixed time regardless of the operation state of the pulse-driven load. The averaged battery voltage is determined as the current battery voltage.
そのため、パルス駆動負荷をステップ電圧や遅いパルス電圧で駆動している場合は、電池電圧の低下があっても電圧のふらつきはほとんどないため、監視電圧の一定時間ごとに一定回数の読み込みでもほぼ正確な電池電圧を監視することができる。 Therefore, when the pulse drive load is driven with a step voltage or a slow pulse voltage, there is almost no voltage fluctuation even if the battery voltage drops, so even if the monitoring voltage is read a certain number of times at a certain time, it is almost accurate. The battery voltage can be monitored.
しかしながら、負荷が速いパルスで駆動される場合、負荷を駆動している状態において、電池電圧のふらつきが大きく、一定時間ごとに一定回数の読み込みでは平均化した値がふらつき幅の中のどのあたりの電圧になるかが不明であり、正確な電池電圧を監視することが困難である。 However, when the load is driven with a fast pulse, the battery voltage fluctuates greatly while the load is being driven, and the average value obtained by reading a certain number of times at fixed time intervals It is unclear whether it will be a voltage, and it is difficult to monitor an accurate battery voltage.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、電池を電源とする加熱器具におけるパルス駆動負荷の駆動時に電池電圧がふらついている場合においても、電池電圧を正確に監視することができる電池電圧監視方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and can accurately monitor battery voltage even when the battery voltage fluctuates during driving of a pulse-driven load in a heating apparatus that uses a battery as a power source. An object of the present invention is to provide a battery voltage monitoring method.
上記目的を達成するために、本発明の電池電圧監視方法のうち請求項1記載の発明は、電池を電源とする加熱器具のパルス駆動負荷の駆動時における電池電圧監視方法において、加熱器具のパルス駆動負荷をパルス駆動したとき、負荷の駆動パルス出力を可変とし、上記電池の電圧変動を制御回路が読み込むタイミングを、負荷の駆動パルス出力と同期して設定する第1の過程と設定された読み込みタイミングにより制御回路が電池電圧監視回路により電池電圧の値を読み込む第2の過程とを備える構成を有している。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the battery voltage monitoring method of the present invention is a battery voltage monitoring method when driving a pulse drive load of a heating appliance powered by a battery. When the driving load is pulse-driven, the load driving pulse output is variable, and the timing for reading the battery voltage fluctuation by the control circuit is set in synchronization with the driving pulse output of the load and the set reading The control circuit includes a second process of reading the value of the battery voltage by the battery voltage monitoring circuit according to the timing.
さらに請求項2記載の発明は、第1の過程の読み込みタイミングの設定が、パルス駆動負荷のパルス出力の立ち上がり時及び立ち下がり時のいずれか、或いは両方に同期して設定されたことを特徴とするものである。
請求項3記載の発明は、第1の過程において、パルス駆動負荷がステッピングモータであって、ステッピングモータの駆動周波数に同期して読み込みタイミングを設定したことを特徴とするものである。
Further, the invention according to
The invention described in claim 3 is characterized in that, in the first step, the pulse driving load is a stepping motor, and the reading timing is set in synchronization with the driving frequency of the stepping motor.
このような構成の電池電圧監視方法では、負荷駆動パルス出力と負荷駆動時の電池電圧のふらつきとの同期を利用して電池電圧の読み込みタイミングを設定しているので、負荷を速いパルスで駆動する場合であっても、電池電圧を正確に監視することができるという効果を有する。 In the battery voltage monitoring method having such a configuration, since the reading timing of the battery voltage is set by using the synchronization between the load driving pulse output and the fluctuation of the battery voltage at the time of driving the load, the load is driven with a fast pulse. Even in this case, the battery voltage can be accurately monitored.
本発明の電池電圧監視方法は、電池を電源とする加熱器具のパルス駆動負荷の駆動時における電池電圧監視方法において、加熱器具のパルス駆動負荷をパルス駆動したとき、負荷の駆動パルス出力と負荷駆動時の電池の電圧変動との同期を利用して制御回路が読み込みタイミングを設定する第1の過程と、設定された読み込みタイミングにより制御回路が電池電圧監視回路により電池電圧の値を読み込む第2の過程とを備えるものである。 The battery voltage monitoring method of the present invention is a battery voltage monitoring method when driving a pulse drive load of a heating appliance that uses a battery as a power source. A first process in which the control circuit sets the read timing using synchronization with the battery voltage fluctuation at the time, and a second process in which the control circuit reads the value of the battery voltage by the battery voltage monitoring circuit according to the set read timing Process.
以下、図1から図4に基づき、実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用いて本発明による電池電圧監視方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
好適な実施形態は加熱器具としてガスこんろを例に挙げて説明するが、加熱器具はガスこんろに限らず、例えば、湯沸かし器などのように加熱源を有するものであって電池で駆動されるパルス駆動負荷を有するものであればよい。
Hereinafter, a preferred embodiment of a battery voltage monitoring method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4 using the same reference numerals for substantially the same or corresponding members.
Although a preferred embodiment will be described by taking a gas stove as an example of a heating appliance, the heating appliance is not limited to a gas stove, and has a heating source such as a water heater and is driven by a battery. Any device having a pulse driving load may be used.
先ず、本実施形態の電池電圧監視方法を使用する加熱器具について説明する。
図1は、本実施形態に係るガスこんろのガス回路概略図である。
図1を参照して、ガス回路1は、ガスこんろのガス導入路11が元栓13の下流側に標準バーナ2、大バーナ4、小バーナ6及びグリルバーナ8へ分岐しており、各分岐には電磁安全バルブ15とガス流量を調節する電動バルブ17とが設けられている。
First, a heating apparatus that uses the battery voltage monitoring method of the present embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram of a gas circuit of a gas stove according to the present embodiment.
Referring to FIG. 1, in the gas circuit 1, the gas introduction path 11 of the gas stove branches to the
各バーナの近傍にはバーナの燃焼を監視する炎検知センサ21a、21b、21c、21d、21eと、火花放電する点火装置23a、23b、23c、23d、23eと、鍋底の温度を監視する温度センサ25a、25b、25cと、鍋検知センサ27a、27b、27cとが設けられている。
これらの炎検知センサ、点火装置、温度センサ、鍋検知センサ、電磁安全バルブ及び電動バルブ等は図3に示す制御回路に接続されている。
In the vicinity of each burner are
These flame detection sensor, ignition device, temperature sensor, pan detection sensor, electromagnetic safety valve, electric valve and the like are connected to the control circuit shown in FIG.
本実施形態ではパルス駆動負荷として電磁安全バルブ15及び電動バルブ17を備えたガスバルブを例にあげ、電池電圧監視方法を説明する。
図2は本実施形態に係るガスバルブの断面図である。
図2を参照して、ガスバルブ30は、電磁安全バルブ15とガス流量を調節する電動バルブ17とを有し、電動バルブ17はステッピングモータ35のギアトレイン32により回転される回転軸37によって回転される回転体39を備える。
In the present embodiment, a battery voltage monitoring method will be described by taking a gas valve including an
FIG. 2 is a sectional view of the gas valve according to the present embodiment.
Referring to FIG. 2, the
電磁安全バルブ15は、回転軸37の回転に応じてカム部材31が、内部通路を前後方向に可動の操作ロッド33を押すことにより、確実に開弁操作される。
なお、図2中、34は回転軸37の回転角を検出するエンコーダを示す。
The
In FIG. 2,
図3はステッピングモータなどの負荷を駆動制御する電池駆動制御装置を示す回路図である。
図3を参照して、電池駆動制御装置48は、プログラム可能なマイクロプロセッサ及びメモリを有する制御回路40と、電源となる電池41と、制御回路40を駆動する昇圧回路42と、抵抗器Ra及びRbを有する電池電圧監視回路50と、ステッピングモータを駆動する駆動回路45と、ステッピングモータ35と、リセット回路49とを備え、パルス駆動負荷であるステッピングモータ35を駆動制御するようになっている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a battery drive control device for driving and controlling a load such as a stepping motor.
Referring to FIG. 3, the battery
ステッピングモータ駆動回路45は、励磁する二つのモータコイルのスイッチを順番にオンに切り替えて、各モータコイルに電流を流していき、ステッピングモータ35を回転させるものである。
このようなステッピングモータ駆動回路45は半導体素子で各モータコイルのスイッチを実現し、制御回路40の信号に基づいて各スイッチをオンーオフ制御をする。
The stepping motor drive circuit 45 turns on the switches of the two motor coils to be energized in order, causes a current to flow through each motor coil, and rotates the
Such a stepping motor drive circuit 45 realizes a switch of each motor coil by a semiconductor element, and performs on / off control of each switch based on a signal from the control circuit 40.
次に本実施形態の電池電圧監視方法について説明する。
図4は2相励磁ユニポーラ方式ステッピングモータの電圧波形と電池電圧の読み込みタイミングを示す図である。
図4中のステッピングモータの第1の出力52及び第2の出力54は、制御回路40が発する指令パルスに基づいて出力される。
したがって、第1の出力52及び第2の出力54は、ステッピングモータの駆動周波数に対応した駆動パルスと同じである。
Next, the battery voltage monitoring method of this embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram showing the voltage waveform of the two-phase excitation unipolar stepping motor and the reading timing of the battery voltage.
The
Therefore, the
なお、図4中、51は制御回路のクロックパルス信号、56はステッピングモータの駆動による電池電圧の変動、58は電池電圧の読み込みタイミングを示す。 In FIG. 4, 51 is a clock pulse signal of the control circuit, 56 is a change in battery voltage due to driving of the stepping motor, and 58 is a reading timing of the battery voltage.
本実施形態に係る電池電圧監視方法は、ステッピングモータを駆動したとき、器具の電池電圧が図4に示す電池電圧の変動56のようにふらつくことを利用する。
この電池電圧の変動56は図4に示すようにステッピングモータの第1の出力52及び第2の出力54のいずれか、或いは両方に対して同期するため、先ず、制御回路40がステッピングモータ35の第1の出力52及び第2の出力54の立ち上がり時及び立ち下がり時のいずれかの時、或いは両方の時に電池電圧監視回路50により電池電圧の値を読み込む。
尚、電池電圧の読み込みタイミングは、ステッピングモータの出力に同期していれば良く、立ち上がり時や立ち下がり時と同時にとは限らず、立ち上がり時や立ち下がり時から一定時間前又は一定時間後に読み込んでも良い。
The battery voltage monitoring method according to the present embodiment utilizes the fact that the battery voltage of the appliance fluctuates as shown in the
Since the
The battery voltage reading timing need only be synchronized with the output of the stepping motor, and is not limited to the time of rising or falling, and may be read before or after a certain time from the rising or falling time. good.
そして、第1の出力52及び第2の出力54の立ち上がり時又は立ち下がり時の電池電圧の読み込みを数回繰り返して、それを平均化して監視した電池電圧とする。
Then, reading of the battery voltage at the time of rising or falling of the
このように本発明の電池電圧監視方法は、負荷を速いパルスで駆動し、負荷駆動パルス出力と負荷駆動時の電池電圧のふらつきとの関係に一定の規則性があることを利用して、負荷駆動パルス出力と制御回路の電池電圧読み込みタイミングに一定の規則性を持たせる。 Thus, the battery voltage monitoring method of the present invention drives the load with a fast pulse, and utilizes the fact that there is a certain regularity in the relationship between the load drive pulse output and the battery voltage fluctuation at the time of load drive. A certain regularity is given to the drive pulse output and the battery voltage reading timing of the control circuit.
したがって、本実施形態では制御回路の電池電圧読み込みタイミングと電池電圧のふらつきに規則性ができ、電池電圧のふらつき幅の中のある電圧、例えば最大値、最小値、最小値から最大値までの所定の値等をねらって監視することができ、負荷のパルス駆動で電池電圧がふらついている器具においても電池電圧を正確に監視することができる。 Therefore, in this embodiment, the battery voltage read timing and battery voltage fluctuation of the control circuit can be regularized, and a certain voltage within the fluctuation width of the battery voltage, for example, a maximum value, a minimum value, a predetermined value from the minimum value to the maximum value The battery voltage can be accurately monitored even in an appliance in which the battery voltage fluctuates by pulse driving of the load.
ここで、負荷駆動パルス出力と負荷駆動時の電池電圧のふらつきとの関係に一定の規則性があるとは、例えば負荷駆動時のパルスの立ち上がりに伴って電池電圧が下がり、パルスの立ち下がりに伴って電池電圧が回復するなどのように、負荷駆動パルス出力と電池電圧の変動に関連性があることをいう。 Here, there is a certain regularity in the relationship between the load driving pulse output and the battery voltage fluctuation at the time of load driving, for example, the battery voltage decreases as the pulse rises at the time of load driving, and the pulse falls. This means that there is a relationship between the load drive pulse output and the fluctuation of the battery voltage such that the battery voltage recovers accordingly.
なお、ステッピングモータの駆動パルス出力は、実際にはステッピングモータの駆動スピードに応じて3段階の駆動周波数が設定されている。
したがって、電池電圧の読み込みタイミングも、この3段階の駆動周波数に同期して設定される。
また本発明の電池電圧監視方法では駆動周波数をリニアに変化させる場合でも、それに同期して読み込みタイミングを設定可能である。
Note that the driving pulse output of the stepping motor is actually set at three stages of driving frequencies according to the driving speed of the stepping motor.
Therefore, the battery voltage reading timing is also set in synchronism with the three stages of driving frequencies.
Further, in the battery voltage monitoring method of the present invention, even when the drive frequency is changed linearly, the read timing can be set in synchronization therewith.
図5は負荷連続駆動時のタイミングチャートの比較例を示す。
図5に示すように、負荷を遅いパルスで駆動している場合には、電池電圧の低下はあっても電池電圧のふらつきはほとんどないため一定時間ごとに一定回数の読み込みでも電池電圧を監視することが可能である。
FIG. 5 shows a comparative example of a timing chart during continuous load driving.
As shown in FIG. 5, when the load is driven with a slow pulse, even if the battery voltage is lowered, there is almost no fluctuation of the battery voltage, so the battery voltage is monitored even after a certain number of readings every certain time. It is possible.
これに対し、図4に示したように負荷を速いパルスで駆動している場合には、電池電圧のふらつきがあると一定時間ごとに一定回数の読み込みでは電池電圧を監視することができず、本実施形態の電池電圧監視方法のように電池電圧の変動に対応して読み込みタイミングを選ぶことにより電池電圧を正確に監視することが可能になる。 On the other hand, when the load is driven with a fast pulse as shown in FIG. 4, if the battery voltage fluctuates, the battery voltage cannot be monitored by reading a fixed number of times every fixed time. As in the battery voltage monitoring method of this embodiment, the battery voltage can be accurately monitored by selecting the read timing corresponding to the battery voltage fluctuation.
ガスこんろなどの加熱器具においてパルス駆動負荷としてステッピングモータを例にあげたが、火力表示器の発光ダイオード(LED)などにおいても本発明の電池電圧監視方法が利用可能である。 Although a stepping motor has been described as an example of a pulse driving load in a heating appliance such as a gas stove, the battery voltage monitoring method of the present invention can also be used in a light emitting diode (LED) of a thermal power indicator.
以上のように、本発明に係る電池電圧監視方法は、パルス駆動負荷の駆動時に電池電圧がふらついている場合においても電池電圧を正確に監視する方法として極めて有用である。 As described above, the battery voltage monitoring method according to the present invention is extremely useful as a method for accurately monitoring the battery voltage even when the battery voltage fluctuates when the pulse drive load is driven.
1…ガス回路、2…標準バーナ、4…大バーナ、6…小バーナ、8…グリルバーナ、
11…ガス導入路、13…元栓、15…電磁安全バルブ、17…電動バルブ、
21a、21b、21c、21d、21e…炎検知センサ、
23a、23b、23c、23d、23e…点火装置、
25a、25b、25c…温度センサ、27a、27b、27c…鍋検知センサ、
30…ガスバルブ、32…ギアトレイン、33…操作ロッド、35…ステッピングモータ、
34…エンコーダ、37…回転軸、39…回転体、40…制御回路、42…昇圧回路、
43…電池、45…駆動回路、48…電池駆動制御装置、49…リセット回路、
50…電池電圧監視回路、51…クロックパルス信号、52…ステッピングモータの第1の出力、54…ステッピングモータの第2の出力、56…電池電圧の変動、58…電池電圧読み込みタイミング
1 ... Gas circuit, 2 ... Standard burner, 4 ... Large burner, 6 ... Small burner, 8 ... Grill burner,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Gas introduction path, 13 ... Main plug, 15 ... Electromagnetic safety valve, 17 ... Electric valve,
21a, 21b, 21c, 21d, 21e ... Flame detection sensor,
23a, 23b, 23c, 23d, 23e ... ignition device,
25a, 25b, 25c ... temperature sensor, 27a, 27b, 27c ... pan detection sensor,
30 ... Gas valve, 32 ... Gear train, 33 ... Operation rod, 35 ... Stepping motor,
34 ... encoder, 37 ... rotating shaft, 39 ... rotating body, 40 ... control circuit, 42 ... booster circuit,
43 ... battery, 45 ... drive circuit, 48 ... battery drive control device, 49 ... reset circuit,
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記加熱器具のパルス駆動負荷をパルス駆動したとき、負荷の駆動パルス出力を可変とし、上記電池の電圧変動を制御回路が読み込むタイミングを、負荷の駆動パルス出力と同期して設定する第1の過程と、設定された読み込みタイミングにより制御回路が電池電圧監視回路により電池電圧の値を読み込む第2の過程とを備えることを特徴とする電池電圧監視方法。 In the battery voltage monitoring method at the time of driving a pulse drive load of a heating appliance using a battery as a power source,
A first process of setting a load drive pulse output variable when the pulse drive load of the heater is pulsed and setting a timing at which the control circuit reads the voltage fluctuation of the battery in synchronization with the drive pulse output of the load And a second process in which the control circuit reads the value of the battery voltage by the battery voltage monitoring circuit according to the set read timing.
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