JP6431793B2 - 充電装置及び充電方法並びに自律的に移動しながら掃除する掃除機 - Google Patents
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Description
また、特許文献1は、デバイスの消費する電力量を考慮する構成を開示しておらず、デバイスの次回使用タイミングに合わせて満充電させる。このため、デバイスの使用による放電量が小さいと、蓄電池の充電率が高いまま維持されやすい。
前記電力供給部は、前記充電池への電力の供給が可能になった基準時からの経過時間の増加に応じて、停止、供給、停止の順に切換える切換操作を行い、
前記供給が可能になった時刻である基準時から前記充電池が次回放電する予定の時刻として受付けた第1予定時までの時間である準備時間が長い場合は目標充電率の上限を大きく設定して、該第1予定時における前記充電率が、前記準備時間が短い場合よりも高くなるように前記切換操作を行うことを特徴とする。
また、上記事情に鑑みてなされた第2の本発明は、電力供給部から充電池に電力を供給して充電率を高める充電ステップと、
前記電力供給部からの前記充電池への電力の供給を停止する停止ステップと、
前記電力供給部が前記充電池を充電可能な状態になった基準時からの経過時間を取得する経過時間取得ステップと、
前記充電池が次回放電する予定の時刻である第1予定時を取得する第1予定時取得ステップと、
前記経過時間の増加に応じて、前記停止ステップ、前記充電ステップ、前記停止ステップの順に移行する切換ステップと、
前記基準時から前記第1予定時までの時間である準備時間が長い場合は目標充電率の上限を大きく設定して、該第1予定時における前記充電率が、前記準備時間が短い場合よりも高くなるように前記切換ステップを実行する充電方法である。
充電装置及び機器の一例である充電台3及び充電式掃除機1を説明する。機器は充電池の一例であるバッテリ13を備えている。
図1は、充電式掃除機1の本体2の斜視図である。本体2は、長細形状のスティックベース4、ハンディ型掃除機5、吸口7を有している。スティックベース4にハンディ型掃除機5を取りつけることができる。スティックベース4の上端部はハンドル6であり、下端には吸口7が接続されている。ハンドル6の付近にはファンモータ11をオン/オフするスイッチ8を設けている。吸口7の左右幅はスティックベース4の左右幅より大きく、下面は床面に面することができる。吸口7の下面は開口(不図示)を有しており、スティックベース4内部のごみ搬送路(不図示)を介して、開口から吸引した塵埃をハンディ型掃除機5に案内できる。吸口7の後ろ側には、吸口7の回動軸を有する接続部7aが位置している。接続部7aは吸口7をハンディ型掃除機5に接続可能である。接続部7aの左右幅は吸口7の左右幅より小さい。
図2は充電台3の斜視図である。充電台3は、吸口7を載置可能な充電台ベース16と、充電台ベース16に対して略垂直に延び、本体2を支持可能な背もたれ部17と、商用電源等の電源に接続可能な電源コード18と、背もたれ部17近傍に設けた2つの充電台ブロック19とを有する。充電台3は、電源コード18、端子C1〜C4を介して商用電源等からバッテリ13に充電電力を供給して、バッテリ13の充電率を向上させることができる。なお、端子を介した充電に代えて、公知の非接触充電を採用しても良い。
コントロールパネル21は、使用者の指令を受け付ける入力部24を有している。使用者は入力部24を利用して、充電式掃除機1の充電モードの設定と、時間帯及び時刻の一方又は両方が含まれる予定情報の設定とができる。予定情報は、バッテリ13が充電台3から取り外されて、充電式掃除機1の使用により放電する予定の時を示す情報であり、例えば使用者が設定できる。
また、入力部24の他の一部として、予定情報の設定、追加や削除の指令を受け付ける構成要素として、曜日情報の設定を受け付ける曜日受付部24d、1時間単位の時間情報の指定を受け付ける時間受付部24e、分単位の時間情報の指定を受け付ける分受付部24fを有している。使用者は、これらを利用して予定情報の設定、例えば時間帯や時刻の追加、変更、削除ができる。
さらに、入力部24の残部として、使用者の入力操作の終了を受け付けるセット受付部24gを備えている。
予定情報の設定等に使用できる時刻の情報は、時間単位、分単位又は秒単位の指定ができる。例えば、1時間単位又は30,20,15,10,5若しくは1分単位に設定できる。本実施形態では、1分単位で時刻の指定を可能にしている。
表示部22は、設定された充電モードを表示する充電モード表示部30と、設定された時間帯情報である曜日を表示する曜日表示部31と、設定された時刻情報を表示する時刻表示部32と、バッテリ13の充電量を表示する充電量表示部33とを有している。
なお、本体2に表示部22を設けてもよい。
図4(a)は充電台3のブロック図、図4(b)は充電台3の機能ブロック図である。コントロールパネル21と表示部22は、充電台3の内部に設けられバッテリ13の充電を制御する充電台基板37と通信可能である。充電台基板37は、電源変換回路38、充電制御部39、表示回路40、充電回路41、時計回路42を有する。充電台基盤37は端子C4と電気的に接続している。
この電流値は、充電プロセスの全ての瞬間に満たす必要はなく、例えばスイッチング素子がオンされてからオフされるまでの時間の平均値でよい。
一方、急速充電モードは保持されず、急速充電モードが設定された時点から急速充電を開始し、充電が完了したら解除され、元々設定されていた充電モードに設定を戻す。これにより、使用者が急速充電モードの解除を忘れてもバッテリ13の寿命が縮まることを抑制できる。なお、急速充電モードでは必ずしも満充電にさせる必要はなく、後述する目標充電率の上限値までバッテリ13を充電させてもよい。
以下、標準充電モード、急速充電モード、スケジュール充電モードそれぞれの詳細を説明する。本実施形態では下記の様にそれぞれの充電モードの制御内容を構成しているが、各充電モードの制御方法のそれぞれ、例えば充電制御部39の指令を、互いに矛盾しない範囲で適宜組合せて、その他の充電モードを構成しても良い。
また、基準時から現在までの時間長さを「経過時間」と呼ぶ。例えば、充電制御部39は、時計回路42を利用して現在の情報を取得し、基準時の情報と合わせることで経過時間を取得できる。経過時間の定義は、用途に合わせて種々採用できる。例えば、基準時間帯が或る週の月曜日、基準時刻が10:00、現在時刻が属する時間帯が同じ週の水曜日、現在時刻が13:00である場合、経過時間を(2日間+3時間)としてもよいし、時間帯情報のみを用いて2日間としてもよい。
本実施形態の充電制御部39は、基準時刻及び基準時間帯の両者を含む情報を基準時として参照できる。具体的には、分単位の時刻情報及び0時を始点、24時を終点とする曜日情報を参照できる。すなわち、基準時刻について、分単位の時刻と、基準時刻が属する日の曜日を参照できる。
そして、後述するように目標充電率が更新されると、バッテリ13の充電率は、更新された目標充電率になるように同様に充電される。
図5は、経過時間に応じて行われる目標充電率の制御の第1の具体例を示す図である。土曜日の14:00に充電式掃除機1が使用されて充電率20%にまで使用され、15:00に充電式掃除機1が充電台3に接続して、バッテリ13が充電可能になった場合を具体例として説明する。図中の横軸は時刻を示し、縦軸はバッテリ13の充電率(バッテリ13に蓄えられた電力量)を示している。
基準時間帯である土曜日(0日目)が終わり、日曜日(1日目)になると、目標充電率を10%高める更新が行われる。これにより、日曜日の目標充電率は70%となる。なお、この具体例では時間帯の変更直後に目標充電率の更新及び充電が行われているが、必ずしも変更直後に行わなくても良い。
このようにすると、充電電流値による満充電の判定が容易になり、また、充電制御部39による演算処理や充電回路41のインピーダンスによる電力消費を抑制できるため、好ましい。
急速充電モードは、基準時刻から、バッテリ13が充電率100%になるまで充電できる。また、充電完了後は、充電台3から本体2が取り外されるまで充電率100%の状態で保管される。
スケジュール充電モードは、標準充電モードで説明した経過時間に応じた充電率の制御に代えて又は追加して、予定情報を利用して目標充電率を調整できる。予定情報は、例えば予め使用者が入力部24を介して設定できる。
また、基準時から第1予定時までの時間長さを「準備時間」と、現在から第1予定時までの時間長さを「残余時間」と呼ぶ。
(目標充電率の上限値の設定)
スケジュール充電モードでは、第1予定時直前に目標充電率の上限値に到達するように調整できる。また、準備時間、時間帯ごとの機器の使用回数や時間帯ごとのバッテリ13の放電率の合計に応じて上限値を設定できる。これら情報を利用して設定する上限値を第1予定上限値と呼ぶ。
なお、目標充電率の下限値を予め設定して、第1予定上限値及び準備時間の情報と併せて、第1予定時までに第1予定上限値に到達するような目標充電率の更新スケジュールを設定しても良い。第2,第3の具体例では下限値を60%にしている。また、目標充電率の設定値も同様に60%にしている。
予定情報に含まれている時以外の時に充電式掃除機1が使用されるなどしてバッテリ13が放電し、目標充電率の下限値を下回った場合、その放電が元々予定情報に含まれていた時だとみなして処理できる。これにより、実際の使用態様が予定情報の示す態様とは異なった場合でも、実際の使用態様にさらに適応した充電制御を行える。第2,第3の具体例では、このような処理を行う。例えば、予定情報に木曜日の14:00が含まれていない場合に、木曜日の14:00にバッテリ13が目標充電率の下限値を下回ったとき、充電制御部39は、この木曜日の14:00を新たな基準時として処理する。
目標充電率の更新は、準備時間、経過時間、残余時間や、時間帯ごとの機器の使用回数、バッテリ13の放電率の合計に応じて更新できる。
図6は、スケジュール充電制御の具体例である第2の具体例を説明する図である。図6の実線は、予定情報が示す時にのみ充電式掃除機1を利用した場合の充電率の推移を示す。図6の破線は、予定情報が示す時以外の時にも充電式掃除機1が利用された場合の充電率の推移を示す。充電率が上昇している箇所では充電が行われ、低下している箇所では機器の使用による放電(例えば掃除)が行われていると考えられる。ここで、「予定情報が示す時以外の時」とは、例えば、予定情報が示す時刻が属する時間帯以外の時間帯である。時間帯情報を利用しない場合は、例えば、予定情報が示す時刻の前後1,2,3,4,5,6,8,12時間以内以外の時刻にできる。この定義は、充電池が搭載される機器に応じて適切なものが異なり、種々好適に設定すればよい。例えば充電式掃除機1の場合、予定情報が示す時刻が属する日(本実施形態では曜日にできる。)以外の日にできる。
予定情報が唯一含む時間帯及び時刻の組合せである土曜日の14:00は7日ごとに到来するため、土曜日の14:00の使用が終了して充電式掃除機1が充電台3に戻されてバッテリ13が充電可能になったとき、準備時間は7日間と検知される。上述した通り、本実施形態では、7日間の準備時間の場合、目標充電率の第1予定上限値を100%に設定する。
図6の破線は2本ある。これらそれぞれは、予定情報が示す時以外の時にバッテリ13が放電された場合を示している。まず、火曜日から水曜日にかかる破線Aについて説明する。火曜日の10:00において、バッテリ13の充電率が下限値60%を上回る70%まで低下する程度の放電(掃除)がされた。このように、放電した充電率が比較的小さい使用がなされた場合は、このような使用がされなかった場合と同様の充電制御を行う。すなわち、基準時や第1予定時を元のまま保持する。このような使用は、例えば、使用者が床に気になったごみを見つけて、そのごみを掃除するだけ等の短時間の掃除だと考えられ、第1予定時の使用が実際に行われるかの判断に大きな影響を与えるものではないと考えられるからである。このため、本体2が充電台3に戻されても、充電制御部39は、元の充電スケジュール通りの充電率(90%)にまで充電する。
図7は、スケジュール充電制御の具体例である第3の具体例を説明する図である。図7の実線及び破線は、第2の具体例におけるものと同様の意味である。 第3の具体例では、月、水、木、金曜日の11:00が予定情報として設定されている。
金曜日の充電スケジュールは、上述した水曜日から木曜日にかけての充電スケジュールと同様である。
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、以下の点を除き、第1実施形態の構成と同様にできる。
図8は充電台3のコントロールパネル21及び表示部22を示す図であり、図9から図11はスケジュール充電モード時の充電制御例を示す図である。
具体的な充電制御例を図9から11に示し、説明する。まず、図9に示す第4の具体例について説明する。図9は、毎日登録部24iと深夜充電登録部24hにより予定情報が登録された第4の具体例の充電率の推移を表す図である。特に言及のない限り、パラメータは第2の具体例と同様にしてある。
これにより、実際の使用態様により適した予定情報に更新できる。
第3実施形態について説明する。第3実施形態は、以下の点を除き、第1又は第2実施形態の構成と同様にできる。
図12は充電台3のコントロールパネル21及び表示部22を示す図、図13は充電制御のフローを示す図、図14は掃除データの分析結果を示す図、図15は掃除開始時の充電率の設定表、図16は充電制御例を示す図である。
充電モードに依らず、目標充電率は、同一時間帯における機器の使用回数や放電率の合計値に応じて設定又は更新しても良い。図17(a)は、或る時間帯の一例である月曜日に2回機器が使用された場合の充電率の推移を示す図、図17(b)は、図17(a)の翌週の月曜日の充電率の推移を示す図である。
図17(a)に例示するように、同一の時間帯に複数回機器が使用されたときや、2回目以降の使用で消費された電力が所定の下限値に近いときは、バッテリ切れのおそれが大きいと考えられる。例えば、2回目の放電量が大きく、使用後の充電率が約10%を下回る場合には、目標充電率を大きくする更新を行える。こうすると、図17(b)に例示するように、1回目の使用後の充電率を高め、2回目の使用でのバッテリ切れを抑制できる。
本願は、以下の技術的思想を包含する。
充電池の充電率を高める電力供給部を備え、上記充電池を目標充電率まで充電可能な充電装置であって、
上記電力供給部が前記充電池を充電可能になった基準時からの経過時間の増加に応じて、上記目標充電率を更新することを特徴とする充電装置。
複数の時間帯それぞれの充電池の放電量に関するデータを取得可能で、
複数の上記時間帯それぞれの上記データに応じて、上記時間帯それぞれにおける上記充電池の充電率を変化させる充電装置。
ファンモータを有し、付記2に記載の充電装置が充電可能な掃除機であって、
上記データに応じて、上記ファンモータの出力を変化させることを特徴とする掃除機。
2 本体
3 充電台(充電装置)
4 スティックベース
5 ハンディ型掃除機
7 吸口
8 スイッチ
13 バッテリ(充電池)
11 ファンモータ
17 背もたれ部
18 電源コード
19 充電台ブロック
21 コントロールパネル
22 表示部
24 入力部
37 充電台基板
38 電源変換回路
39 充電制御部
40 表示回路
41 充電回路
42 時計回路
Claims (10)
- 充電池の充電率を高める電力供給部を備え、前記充電池への電力の供給及び前記充電池への電力の供給の停止を切換可能な充電装置であって、
前記電力供給部は、前記充電池への電力の供給が可能になった基準時からの経過時間の増加に応じて、停止、供給、停止の順に切換える切換操作を行い、
前記供給が可能になった時刻である基準時から前記充電池が次回放電する予定の時刻として受付けた第1予定時までの時間である準備時間が長い場合は目標充電率の上限を大きく設定して、該第1予定時における前記充電率が、前記準備時間が短い場合よりも高くなるように前記切換操作を行うことを特徴とする充電装置。 - 前記第1予定時より前に前記充電池が放電したことを検知した場合、
該放電率が比較的小さい場合は、前記基準時及び前記第1予定時を保持して前記切換操作を継続し、
該放電率が比較的大きい場合は、該放電時を新たな基準時として前記切換操作のスケジュールを更新することを特徴とする請求項1に記載の充電装置。 - 請求項1又は2に記載の充電装置で充電される自律的に移動しながら掃除する掃除機であって、
前記第1予定時が到来したら自動的に掃除を開始し、
前記準備時間が長い場合は、短い場合よりも、掃除時間を長くする及び/又はファンモータの吸引力を大きくする掃除機。 - 時間帯及び/又は時刻の情報を含む予定情報のうち、1つを第1予定時として参照可能で、
前記基準時から前記第1予定時までの準備時間の長さに応じて前記充電率の上限値を設定し、該上限値以下の充電率を維持するように前記切換操作を実行することを特徴とする請求項1又は2に記載の充電装置。 - 前記充電池を搭載する機器に対して、前記準備時間を参照させることが可能なことを特徴とする請求項4に記載の充電装置。
- 前記予定情報が示す時以外の時に前記充電率が所定の下限値以下に達した場合に、前記基準時及び前記第1予定時の一方又は両方を更新することを特徴とする請求項4又は5に記載の充電装置。
- 前記予定情報が示す時に前記充電率が所定の下限値以上を維持した場合に、前記基準時及び前記第1予定時の一方又は両方を維持することを特徴とする請求項4乃至6何れか一項に記載の充電装置。
- 前記予定情報は、循環する時間帯の情報を含み、
一の時間帯における前記充電池の放電回数、放電量の合計値又は所定の下限値を下回る充電率に至ったことの判定結果に応じて、その後到来する該一の時間帯における前記充電率を高めることを特徴とする請求項4乃至7何れか一項に記載の充電装置。 - 前記予定情報の時間帯を0日おき、1日おき又は6日おきに設定する信号を出力する毎日登録部、1日おき登録部、週1回登録部の1つ、2つ又は3つを備えることを特徴とする請求項4乃至8何れか一項に記載の充電装置。
- 電力供給部から充電池に電力を供給して充電率を高める充電ステップと、
前記電力供給部からの前記充電池への電力の供給を停止する停止ステップと、
前記電力供給部が前記充電池を充電可能な状態になった基準時からの経過時間を取得する経過時間取得ステップと、
前記充電池が次回放電する予定の時刻である第1予定時を取得する第1予定時取得ステップと、
前記経過時間の増加に応じて、前記停止ステップ、前記充電ステップ、前記停止ステップの順に移行する切換ステップと、
前記基準時から前記第1予定時までの時間である準備時間が長い場合は目標充電率の上限を大きく設定して、該第1予定時における前記充電率が、前記準備時間が短い場合よりも高くなるように前記切換ステップを実行する充電方法。
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