自走式电子设备的制作方法

文档序号:13811015阅读:145来源:国知局

本发明涉及一种自走式(self-propelled)电子设备,特别是涉及一种具备充电池且自主地移行而进行规定区域的清扫的自走式吸尘器等自走式电子设备。



背景技术:

一直使用至今的自走式吸尘器中,多数情况下搭载着一个充电池,该充电池通常以无法容易装卸而固定配置于壳体内部。此外,在充电池的剩余容量(输出电压)下降到规定值以下的情况下,例如中止清扫并停在该位置或者回到充电座的位置。

此外,关于如今的可携式通信装置,提出有如下:其具有多个电池,在通信时判断正使用的电池的电压处于警戒电压范围内的情况下,切换为其他电池而执行通信,在通信结束后判断以前使用中的电池的电压尚未小于能够动作的最低电压的情况下,切回到以前使用中的电池,从而能够实现多个电池的容量的有效利用(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利特开2006-129626号公报



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题

然而,在仅搭载着一个充电池的自走式吸尘器中,由该充电池的容量决定能够进行清扫的最大运转时间,如果经过该时间,则必须进行充电池的充电。

此外,在充电池固定配置于壳体内部的情况下,必须与吸尘器本体自身一体地进行充电作业,从而存在该充电中无法进行清扫的问题。

此外,如所述现有的可携式通信装置那样,通过将多个能够装卸的充电池搭载于自走式吸尘器并交替地切换而加以使用,能够延长可清扫的时间。

但是,在执行清扫或自动移行的中途,简单地说也会有如下情况:在将要使用的充电池切换为另一个的情况下,施加到清扫用马达或移行用马达的电压会产生大幅的变动,从而对马达的驱动造成影响,而进行非预期的动作;或者动作变得不良。

此外,在除充电池的电芯(cell)的剩余容量(输出电压)下降以外,还产生电芯不良或电芯发热异常等的情况下,从安全性等的观点考虑,理想的是不会向这种异常状态的充电池切换。

因此,本发明是鉴于以上情况而完成的,其课题在于提供一种具备多个充电池且能够进行考虑了安全性及运转时间的延长的充电池的切换控制的自走式电子设备。

解决问题的手段

本发明提供一种具备多个充电池的自走式电子设备,其特征在于包括:电源部,其生成电子设备的动作电源电压;连接切换部,其进行所述电源部与各充电池的连接及解除;电压检测部,其对从各充电池输出的输出电压进行检测;第一通信部,其与各充电池通信并获取各充电池的规定的信息;以及控制部;所述控制部基于从各充电池获取到的信息、与所检测到的各充电池的输出电压,选择应使用的一个充电池;所述连接切换部将所述已选择的充电池与所述电源部连接;所述电源部利用从所述已连接的充电池供给的电力生成动作电源电压,所述控制部使自走式电子设备的规定的功能执行。

此外,本发明的自走式电子设备的特征在于:所述各充电池具备:能够充电的电池电芯,对所述电池电芯的状态进行检测的电芯状态检测部,存储着充电次数的存储部,及第二通信部;所述第二通信部将表示由所述电芯状态检测部检测到的电池电芯的状态的电芯信息、与存储在所述存储部的充电次数发送到所述第一通信部;所述控制部利用针对每个充电池所获取到的所述电芯信息、与所述检测到的每个充电池的输出电压来选择能够动作的充电池,在能够动作的充电池有多个情况下,基于能够动作的充电池的所述输出电压或所述充电次数,选择应使用的一个充电池。

此外,本发明的自走式电子设备的特征在于:所述各充电池还包括对所述电池电芯的温度进行检测的温度检测部;所述第二通信部将由所述温度检测部检测到的温度信息发送到所述第一通信部,所述控制部将接收到的温度信息用于选择能够动作的充电池。

根据本发明,利用针对各充电池所获取到的电芯信息、温度信息、输出电压选择能够动作的充电池,在能够动作的充电池有多个的情况下,基于输出电压或充电次数选择应使用的一个充电池,因而能够预先防止使用无法动作的充电池,此外通过选择无异常且输出电压未下降的充电池,而能够尽可能安全地且长时间使用电子设备。

此外,本发明的自走式电子设备的特征在于:还包括用以进行电源接通操作的电源开关;在所述电源开关被按下的情况下,在利用所述连接切换部将所有充电池连接于所述电源部后,所述电压检测部对从各充电池输出的输出电压进行检测,所述第一通信部接收从所述各充电池的第二通信部发送的电芯信息、温度信息及所检测到的充电次数;所述控制部在利用所接收到的各充电池的电芯信息、温度信息、充电次数及输出电压选择应使用的一个充电池后,利用所述连接切换部仅将所选择的一个充电池连接于所述电源部,其他充电池不连接于所述电源部。

据此,在电源开关被按下的情况下,利用电芯信息、温度信息、充电次数及输出电压选择应使用的充电池,因而在开始使用充电池前,可考虑充电池的能够动作状况,而选择出对于执行电子设备的规定的功能而言适合的充电池。

此外,本发明的自走式电子设备的特征在于:在仅将所述应使用的一个充电池连接于所述电源部后执行规定的功能的情况下,在新获取该充电池的电芯信息、温度信息及输出电压,并检测出发生了如下任一状态的情况下,即,根据所获取的电芯信息,电池电芯为异常状态,所获取的温度信息为异常状态,所检测到的输出电压低于规定的输出电压阈值;所述连接切换部将其他能够动作的充电池连接于所述电源部,且解除所述应使用的一个充电池与所述电源部的连接。

据此,在利用应使用的一个充电池执行规定的功能的情况下,在利用关于该充电池新获取到的电芯信息、温度信息及输出电压,检测出发生了如下任一状态的情况下,即,电池电芯异常状态、温度异常状态、输出电压的下降状态,将其他能够动作的充电池连接于电源部,且解除产生所述异常状态等的充电池,因而能够在因使用中的充电池的异常而电子设备停止功能之前,切换为其他能够动作的充电池,从而使功能得以继续执行。

此外,所述自走式电子设备是具有清扫功能及自主地移行的移行功能的自走式吸尘器,其特征在于:在将多个充电池能够装卸地收纳在自走式吸尘器的情况下,在使用所述被收纳的充电池中能够动作的一个充电池而执行所述清扫功能及移行功能时,在所述正使用的充电池成为其电池电芯为异常状态、温度信息为异常状态、输出电压低于规定的输出电压阈值的任一状态的情况下,停止所述清扫功能及移行功能后,所述连接切换部将连接于所述电源部的充电池,从所述正使用的充电池切换为其他能够动作的充电池,使用所述其他能够动作的充电池而重新开始所述清扫功能及移行功能。

据此,在执行清扫功能及移行功能时,在正使用的充电池为电池电芯异常状态、温度异常状态、输出电压的下降状态中的任一状态的情况下,使正在执行的清扫功能及移行功能停止后,从正使用的充电池切换为其他能够动作的充电池,并重新开始清扫功能及移行功能,因而即便充电池的切换时会产生输出电压的较大变动,也可不引起意外的动作,从而能够实现清扫功能等的安全化。

此外,本发明的自走式电子设备的特征在于:在存在下述情况中的任一个成立的充电池的情况下,即,所述电芯信息表示充电池的电池电芯为异常状态的情况,所述温度信息表示是充电池的规定的正常动作范围外的温度的情况,所述输出电压低于规定的输出电压阈值的情况,不选择所述充电池作为应使用的充电池。

发明效果

根据本发明,因基于从多个各充电池获取的信息、与所检测到的各充电池的输出电压,选择应使用的一个充电池,所以能够以防止选择无法动作的充电池,并长期且安全地执行电子设备的功能的方式进行充电池的切换控制。

附图说明

图1是本发明的自走式吸尘器的一实施例的构成框图。

图2是本发明的自走式吸尘器的本体与充电池的连接例的说明图。

图3是存储在本发明的自走式吸尘器中的信息的说明图。

图4是表示本发明的接收信息与选择充电池的关系的说明图。

图5是本发明的充电池与电源部的连接的切换说明图。

图6是本发明的充电池连接选择处理的一实施例的流程图。

图7是本发明的充电池连接切换处理的一实施例的流程图。

图8是本发明的充电池连接切换处理的一实施例的流程图。

具体实施方式

以下,基于图所示的实施例对本发明进行说明。

另外,由此,并非对本发明加以限定。

<本发明的自走式吸尘器的构成>

图1表示本发明的自走式吸尘器的一实施例的构成框图。

此处,作为自走式电子设备的一实施例,对自走式吸尘器100进行说明。

其中,自走式电子设备只要是至少具备充电池、进行自动移行控制且具有沿规定区域移动的功能的电子设备即可,并不限定为自走式吸尘器。

例如,自走式空气净化器、自走式离子发生器、执行用户所要求的功能的自走式机器人等均包含于自走式电子设备中。

在图1中,本发明的自走式吸尘器100(以下简称为吸尘器)是由充电池1及吸尘器本体2而构成,充电池1由多个充电池构成。

充电池1能够装卸地收纳在吸尘器本体2的壳体内部。为了仅将剩余容量减少而输出电力下降的充电池拆卸,并安装在未图示的充电器进行充电,充电池优选设为能够供用户装卸的构成。通过使各充电池能够装卸,即便在取出一个充电池进行充电时,在仅将其他能够动作的充电池收纳在本体2的状态下也能够进行清扫。

此外,所收纳的多个充电池只要额定电压、输出电流能力、接口规格(物理规格、电气规格、软件规格)匹配,那么也可混合搭载着额定容量、剩余容量、寿命等各不相同的充电池。

进一步地,只要是充电池的形状、大小相同且能够收纳在吸尘器本体的内部空间的充电池,那么也可使用吸尘器以外的其他用途中所利用的充电池。其中,也可将一个或多个充电池固定配置在壳体内部。

例如,在吸尘器本体2的壳体内部设置能够供多个充电池设置的空间,在将本体2的上面板拆卸后,将位于所述空间内的剩余容量减少的充电池拆卸,而将充电过的充电池安装在所述空间内即可。

吸尘器本体2与以前同样地,是利用从充电池1输出的电力,执行清扫功能或自主移行的移行功能等的部分。

<充电池的构成>

充电池1(bt1)主要具备控制部11、电池电芯12、电芯状态检测部13、通信部14、温度检测部15、及存储部16。

在具备多个充电池1的情况下,其他充电池(bt2~btn)也具备相同的构成。充电池1如果被安装在自走式吸尘器100,那么会经由电源线4及通信线5而连接于吸尘器本体2。

或者,也可构成为在充电池1与吸尘器本体2中分别具备电源端子及通信端子,当充电池1被安装在本体内时,彼此的电源端子与通信端子分别接触。

电源线4将从电池电芯12输出的电力提供到本体2内的电源部22。

通信线5是将充电池1与本体2的彼此的通信部(14、26)连接的线,经由该通信线5而双向通信规定的信息。

控制部11是对充电池1的动作进行控制的部分,由微计算机构成,该微计算机由cpu(centralprocessingunit,中央处理器)、rom(readonlymemory,只读存储器)、ram(随机存取存储器)、i/o(input/output,输入/输出)控制器、定时器等所构成,基于存储在存储部16中的程序,cpu通过使各种硬件有机地动作,而执行电池电芯的异常检测处理等。

电池电芯12是能够充电的蓄电装置,具体来说,使用锂离子电池、镍氢电池等。

电芯状态检测部13是检测电池电芯12的状态的部分,检测电池电芯自身是正常状态或是异常状态。例如,基于电池电芯的过充电、过放电、过负荷等从电池电芯获得的信息,来检测有无异常。

电芯状态检测部13可内置于电池电芯12或者也可安装于电池电芯的附近以对电芯的状态进行检测。电芯状态检测部13在从电池电芯12检测到表示异常状态的信息的情况下,将表示电池电芯12中发生了异常的信号发送到控制部11。

控制部11基于从电芯状态检测部13获得的信号,将表示电芯的状态的电芯信息经由通信部14发送到吸尘器本体2。

通信部14是经由通信线5而与本体2的通信部26进行数据通信的部分,相当于所述第二通信部。例如,根据来自本体2的请求,将表示充电池1的状态的信息(充电次数、温度信息、电芯信息等)发送到本体2的通信部26。

温度检测部15是检测电池电芯12的温度的部分,相当于所谓的温度传感器。由温度检测部15检测到的温度信息经由通信线5发送到本体2的通信部26。

存储部16是存储与充电池1的状态有关的信息或程序的部分,使用rom、ram等半导体存储元件。存储部16中例如存储着表示对该充电池1充电的次数的信息(充电次数17)或型号等充电池的id信息等。

充电池1不限于所述构成,除所述构成外,例如具备用以连接于充电器而进行充电的充电端子。

<吸尘器本体的构成>

图1中,吸尘器本体2主要具备控制部21、电源部22、切换开关23、连接切换部24、电压检测部25、通信部26、移行功能部27、清扫功能部28、及输入部29。

控制部21是控制吸尘器1的各构成要素的动作的部分,主要利用由cpu、rom、ram、i/o控制器、定时器等构成的微计算机来实现。cpu基于预先保存在rom等的程序,使各种硬件有机地动作,执行本发明的清扫功能、移行功能、充电池的切换功能等。例如,控制部21基于从各充电池获取的信息、与所检测到的各充电池的输出电压,选择应使用的一个充电池。

电源部22是利用从充电池1供给的电力生成电子设备(吸尘器)的动作电源电压的部分。即,是如下部分:利用从多个充电池中的连接于电源部22的充电池供给的电力,生成供执行清扫或移行功能的吸尘器本体2的各硬件动作的电源电压30,并提供给各硬件。

切换开关23是如下部分,即,配置在连接于充电池1的电池电芯12的电源线4与电源部22之间,且将从电池电芯12经由电源线4供给的电力的供给路径连接及解除(阻断)。

连接切换部24是进行电源部22与各充电池的连接及解除的部分,具体来说,是控制切换开关23的连接及解除的部分。

切换开关23如后述图2所示,具备用以连接或解除电源线4的电源供给路径的连接点,例如利用来自连接切换部24的连接请求信号使连接点闭合,使电源线4连接于电源部22,将来自充电池1的电力供给到吸尘器本体2。相反地,利用连接解除请求信号使连接点释放,切断电源部22与电源线4的连接,停止从充电池1供给电力。

切换开关23与各充电池1对应地设置与充电池1相同的数量。

连接切换部24通过分别控制各切换开关23,而选择供给电力的充电池,将所选择的充电池连接于电源部22。在执行清扫功能等时,原则上以仅一个电池电芯12连接于电源部22的方式,对切换开关23进行切换。

电压检测部25是检测从各充电池输出的输出电压的部分,对输出到连接于电池电芯12的电源线4的电压进行检测。即,电压检测部25如图1及图2所示,分别检测各充电池的电池电芯12与切换开关23之间的电源线4的电压。针对每个充电池所检测到的电压作为检测输出电压44而存储在存储部40中。

通信部26是经由通信线5与各充电池的通信部14通信而获取各充电池的规定的信息的部分,相当于所述第一通信部。

例如,接收各充电池的充电次数17、利用各充电池的温度检测部15检测到的温度信息、及利用各充电池的电芯状态检测部13检测到的电芯信息。

所接收到的信息分别作为接收充电次数41、接收温度信息42、接收电芯信息43、电池id信息49,针对每个充电池而存储在存储部40中。

移行功能部27是控制自走式吸尘器100的自主的移行的部分,使用设在壳体内的移行用马达来控制设置在本体2的背面的一对驱动轮的旋转,进行前进、后退、旋转、静止等动作,且主要通过进行直线移行及旋转动作而在规定的区域自动移行。

此外,使用设置在壳体侧面的由微动开关构成的障碍侦测部、测定距墙壁或桌子等对象物的距离的超声波传感器或红外线传感器,一边避开障碍物一边在规定的区域内自动移行。

清扫功能部28是进行地面的清扫的部分,与普通的吸尘器同样地,由吸气口、排气口、集尘部、旋转刷、侧刷、鼓风机、清扫用马达、其他清扫所需的构件构成。

这种移行功能部27及清扫功能部28的动作是由从电源部22提供给各功能部的硬件的动作电源电压30来执行。

输入部29是供用户指示输入吸尘器的动作的部分,作为操作面板或操作按钮而设置在壳体表面。关于输入部29,例如设置着电源开关、清扫运转模式开关、设定开关、定时器开关等。

电源开关是用以供用户进行电源接通操作的开关,连接于所有充电池的电源线4。在电源开关被按下(接通输入)的情况下,分别将电力从连接于各电池电芯12的电源线4供给到本体2内,成为至少控制部21、连接切换部24、电压检测部25、通信部26能够动作的状态。

存储部40是存储实现吸尘器的各种功能所需的信息或程序的部分,使用rom、ram、闪存等半导体存储元件、hdd(hard-diskdrive,硬盘存储器)、ssd(solidstatedisk,固态硬盘)等存储装置及其他存储介质。

存储部40中主要存储着接收充电次数41、接收温度信息42、接收电芯信息43、检测输出电压44、使用电池信息45、电压判定条件46、温度判定值47、选择电池条件48、电池id信息49等。

接收充电次数41是已对充电池进行充电的次数,且是针对每个充电池而存储的信息。

接收温度信息42是充电池的电池电芯12的温度,且是针对每个充电池而存储的信息。

接收电芯信息43是表示充电池的电池电芯12的状态(正常或异常)的信息,且是针对每个充电池而存储的信息。

所述三个信息(41、42、43)是经由通信线5从各充电池1传送而来的信息。

检测输出电压44是由电压检测部25检测的信息,且是从各充电池的电池电芯12输出的电力的电源电压值,针对每个充电池而存储。

图3中表示存储在存储部40的信息的一实施例的说明图。

图3(a)中表示从n个各充电池获取的信息。如所述那样,从n个充电池(bt1~btn)获取信息(41~44、49),且存储在存储部40中。因任一信息均会发生变化,所以存储在能够覆写的存储器中。

使用电池信息45是在执行自走式吸尘器100的功能时特定供给电力的充电池1的信息,例如,在使用第一个充电池bt1的情况下,存储着称作bt1的信息,表示目前正使用第一个充电池。

电压判定条件46储存着与从充电池获取到的检测输出电压进行比较的阈值电压,是预先针对匹配的电池型号而固定地设定的信息。通过将检测输出电压(v)与阈值电压进行比较,而如后述那样,进行要使用的充电池的选择、或充电池的切换判定、是否允许清扫的判定等处理。

图3(b)中表示该电压判定条件的一实施例的说明图。此处,作为用以进行电压判定的阈值电压,针对每个使用的电池型号而设定运转停止电压va与动作禁止电压vc这两种电压。

运转停止电压va是用以判断是否允许执行清扫功能等的阈值电压,分别设定清扫运转时的电压va1与清扫停止时的电压va2。

例如,设为清扫运转时的阈值电压va1=15.5(v),清扫停止时的阈值电压va2=16(v)。

清扫运转时,在所检测到的目前正使用的充电池的检测输出电压v小于阈值电压va1的情况下(v<va1),判断为该充电池的容量已减少,从而使清扫运转停止或切换为其他能够动作的充电池。

此外,清扫停止时,在目前正使用的充电池的检测输出电压v小于阈值电压va2的情况下(v<va2),判断为该充电池的容量已减少,从而切换为其他能够动作的充电池。

此处,一般来说,va1<va2,其原因在于,因电池电芯的内部阻抗而输出电流较大一方的输出电压会下降。

另一方面,动作禁止电压vc是可安全地进行放电以防止由过放电所引起的充电池的劣化的放电电压的最低值,是所谓的截止电压(cut-offvoltage)。

例如,设定vc=13(v),在目前正使用的充电池的检测输出电压v小于该阈值电压vc的情况下(v<vc),迅速地阻断电源或者切换为其他能够动作的充电池。

温度判定值47是为了判定由温度检测部15检测到的温度信息42是正常温度或者是动作中产生问题的程度的异常温度而预先设定的温度。关于温度判定值47,主要设定表示充电池的正常动作范围的上限值与下限值。如果检测温度处于正常动作范围内,那么判定为正常,在正常动作范围外的情况下,判定为温度异常。

例如,作为温度判定值47,预先设定0度至40度(=to),在所接收到的温度信息(t)为t≧to的情况下,判断为电池电芯发生了温度异常,使清扫功能等的动作停止,或者,切换为其他能够动作的充电池。

选择电池条件48是如下条件,即,在被搭载的充电池有多个的情况下且能够动作的充电池存在多个的情况下,用以决定选择能够动作的充电池中的哪个充电池作为要使用的充电池。

图3(c)表示选择电池条件48的一实施例的说明图。

此处,表示三个选择电池条件48。预先设定使用该三个条件中的哪个条件。

在设定了第一个条件的情况下,表示选择接收充电次数41最小的充电池作为要使用的电池。

即,如图3(a)所示,将从多个充电池接收到的充电次数(jc1~jcn)进行比较,选择其中具有最小充电次数的充电池作为要使用的充电池。一般来说,充电池存在如果充电次数增加那么最大电池容量减少的倾向,因而选择了充电次数小的充电池能够使动作时间延长。

第二个条件表示选择检测输出电压44最大的充电池。

即,如图3(a)所示,将所获取的多个充电池的检测输出电压44(vb~vbn)进行比较,选择检测输出电压44显示最大值的充电池作为要使用的电池。

据此,选择目前检测到的输出电压中输出电压最大的充电池,因而能够延长动作时间。

第三个条件表示在预先赋予到充电池的充电池编号为数字的情况下,选择该数值最小的充电池。

在充电池编号并非是数字而是如包含字母的制造编号的情况下,基于字母顺序等特定的顺序选择充电池即可。

或者,在对安装充电池的插槽位置赋予编号的情况下,可选择安装在编号较小一方的充电池。

另外,选择电池条件48不限于图3(c)所示的三个条件,可视需要利用其他条件。

电池id信息49是被搭载的充电池的型号或制造日期等充电池所固有的信息,在所读出的型号不匹配的情况下将其排除在选择电池之外。此处,关于是否不匹配,例如与记录在吸尘器本体存储部40的匹配电池型号表进行对照从而加以判断。此外,能够基于电池型号信息来设定对于各个放电特性而言最佳的阈值。

图2表示本发明的自走式电子设备的本体与充电池的连接例的说明图。

在图2中,具备两个充电池1(bt1、bt2),两条电源线4上分别连接着切换开关23(sw1、sw2)。另外,图2中省略图示了图1的连接块的一部分。

在图2中,充电池1的电池电芯12具有+端子、-端子,+端子连接于电源线4,-端子连接于与本体2共用的接地点(gnd)。

切换开关23(sw1、sw2)具有根据来自连接切换部24的指示而能够连接与释放的一对连接点(c1、c2),电源线4连接于一连接点c1。切换开关23的另一连接点c2连接于电源部22。

此外,电源线4也连接于电压检测部25,输出到与电池电芯12的+端子连接的电源线4的电压由电压检测部25检测。

通信线5连接于充电池1的通信部14、及本体2的通信部26,如果从本体2的通信部26发送规定的请求信号,那么会从充电池1的通信部14回复与该请求对应的响应信号。

例如,在从本体2的通信部26发送出用以获取充电次数的充电次数请求信号的情况下,从充电池1的存储部16读取充电次数17,并从充电池1的通信部14发送该充电次数17。

此外,在温度信息请求信号从本体2发送到充电池1的情况下,由温度检测部15检测到的温度信息经由通信线5发送到本体2的通信部26。

此外,在用以获取电池电芯的状态的电芯信息请求信号从本体2发送到充电池1的情况下,表示由电芯状态检测部13检测到的电池电芯的状态的电芯信息经由通信线5发送到本体的通信部26。

如所述那样,虽有电源开关作为输入部29之一,但在电源开关未被按下的释放状态,即,自走式吸尘器不动作的状态下,切换开关23(sw1、sw2)的连接点为释放的状态,并未从充电池1经由连接于电源线4的切换开关23供给电力。

在由用户按下电源开关的情况下,未图示的电源供给路径闭合,利用来自所有充电池的合成电力驱动控制部21、电压检测部25、连接切换部24、通信部26、存储部40等,完成切换开关23的切换。

<充电池的连接切换的实施方式>

图5表示充电池与电源部的连接的切换说明图。

图5(a)表示两个切换开关23(sw1、sw2)均被释放的状态,该情况下,从电源部22输出的动作电源电压30为0伏。

图5(b)表示连接两个切换开关23中的一个切换开关sw1接收来自充电池bt1的电池电芯12的电力,从电源部22输出动作电源电压30的状态。该情况下,利用从充电池bt1供给的电力,吸尘器1的各功能块进行动作。

图5(d)表示连接两个切换开关中的另一切换开关sw2,接收来自充电池bt2的充电电芯12的电力,输出动作电源电压30的状态。

通常,在自走式吸尘器100自走而进行清扫的情况下,如图5(b)或图5(d)所示,仅将其中一个充电池连接于电源部22,利用所连接的充电池的电力执行规定的功能。

例如,在一充电池bt1的剩余容量减少而无法输出规定的动作电源电压30的情况下等,清扫中需要切换为另一充电池bt2的情况下,对切换开关23进行切换,从图5(b)的连接状态切换到图5(d)的连接状态。

其中,为了避免未能从两个充电池(bt1、bt2)中的任一个供给电力的状态,而如图5(c)所示,需要以暂时地将两个电池电芯12连接于电源部22的方式,将两个切换开关23(sw1、sw2)设为连接状态。

但是,在清扫中,因清扫用马达或移行用马达中也被供给电力,所以如图5(c)所示,如果成为将双方的充电池的电池电芯12同时连接于电源部22的状态,那么马达驱动电压会大幅变化,从而对移行动作等造成影响。因此,在从图5(b)的连接状态变化为图5(c)的连接状态前,首先要停止清扫功能及移行功能。

然后,将切换开关sw2设为连接状态,如图5(c)那样,在双方的切换开关23成为连接状态后,如图5(d)所示,将切换开关sw1设为释放状态,仅连接充电池bt2的电池电芯。在成为图5(d)的连接状态后,重新开始已停止的清扫功能及移行功能。

此外,如后述那样,当电源开关被按下时,为了判断使用的是两个充电池中的哪个充电池,从图5(a)的连接状态切换为如图5(c)所示使切换开关(sw1、sw2)连接,而将双方的电池电芯12连接于电源部22。

然后,利用电压检测部25判定输出电压,此外,利用通信部26接收各种信息,在能够动作的充电池中基于规定的选择电池条件,决定一个应使用的充电池。在决定了应使用的充电池后,解除未使用的充电池的电池电芯的连接。由此,成为图5(b)或图5(d)中的任一连接状态,从而成为能够执行清扫功能等的状态。

图4表示本发明的接收信息与选择充电池的关系的一实施例的说明图。

此处,如图2所示,表示具备两个充电池(bt1、bt2)的情况。

在图4中,电芯信息、温度信息,基于经由通信线5而从充电池接收到的信息,来表示判断是正常还是异常的结果。

即,将利用接收电芯信息43而判断为电池电芯是能够正常动作的状态的情况设为“正常”,将判断是电池电芯中产生一些异常而无法动作的状态的情况设为“异常”。

此外,利用接收温度信息42,将电池电芯的检测温度与温度判定值47进行比较,如果处于被认为是能够进行通常动作的温度范围内那么设为“正常”,在被认为无法进行通常动作的情况下设为“异常”。

输出电压(v)表示将由电压检测部25检测到的检测输出电压44与图3(b)所示的电压判定条件46进行比较所得的结果。

关于选择充电池,在满足电芯信息、温度信息及输出电压的规定的组合的情况下,表示两个充电池(bt1、bt2)中应选择的充电池。

虽在图4中未图示,但关于组合条件,除所述之外也可考虑充电次数。

关于是否允许清扫,在满足电芯信息、温度信息及输出电压的规定的组合的情况下,表示是否允许进行清扫动作。此处,清扫动作中也包含移行动作,在允许清扫的情况下也允许移行动作,在不允许清扫的情况下也不允许移行动作。

是否允许切换为其他充电池表示是否允许从目前正使用的一充电池切换为另一充电池。图4中,仅在第1个条件成立时,允许切换到其他充电池。

即,在两个充电池(bt1、bt2)的电芯信息与温度信息均“正常”,任一充电池的目前的输出电压(v)均为va2以上的情况下(v≧va2),且在目前所选择的充电池为bt1的情况下,意味着允许从充电池bt1切换到充电池bt2。另外,虽未图示,在所选择的充电池为bt2的情况下,允许从充电池bt2切换到充电池bt1。在第2个条件以后的其他条件的情况下,由于是切换后的另一充电池的电芯信息或温度信息为“异常”,或者,该充电池的输出电压低于电压判定条件的阈值电压的情况,所以不允许切换到其他充电池。

在图4中表示从第1个条件到第7个条件,两个充电池(bt1、bt2)的电芯信息与温度信息均为正常的情况,在两个充电池的输出电压(v)为阈值电压(va2)以上,或者,如第2个条件到第5个条件所示那样仅一个充电池的输出电压(v)为阈值电压(va2)以上的情况下,允许进行利用了显示该高输出电压(v)的充电池的清扫处理。

在第6个条件中,在清扫运转时,输出电压(v)小于va1(v<va1)的情况下,或者,在清扫停止时,输出电压(v)小于va2(v<va2)的情况下,意味着因输出电压下降,所以认为动作变得不稳定,关于选择充电池,将目前正使用的充电池维持原样,不允许清扫运转而使其停止。

此外,在第7个条件中,任一充电池的目前的输出电压(v)均小于动作禁止电压(vc),因而判断为不应进行动作,关于选择充电池,一个也不选择而全部断开。

即,以与电源开关的释放状态相同的方式,使充电池的电池电芯从电源部22分离,清扫及向其他充电池的切换均不被允许。

此外,从第11个条件到第19个条件中,在一充电池的电芯信息与温度信息为“异常”的情况下,如果“正常”的另一充电池的输出电压(v)至少为阈值电压(va2)以上,那么意味着选择“正常”的另一充电池,继续进行清扫运转。

但是,在另一充电池的输出电压(v)小于va1、va2、vc中的任一个的情况下,不会选择充电池,清扫运转也会停止。

第20个条件与第21个条件中,如果仅一充电池的电芯信息与温度信息为“正常”,其输出电压(v)至少为阈值电压(va2)以上,那么意味着选择其中一个充电池,也允许进行清扫运转。

第22个条件到第31个条件中,两个充电池的电芯信息或温度信息的其中一方或者双方为“异常”,因而表示不应进行清扫运转的状态,意味着无论输出电压(v)的值如何,均不会选择充电池,清扫也会停止。

另外,图4所示的条件与处理内容并非表示所有动作,也可能存在除此以外的条件等。

在搭载着多个充电池的情况下,当图4所示的条件成立时,选择能够动作的充电池中的一个充电池,在输出能够进行清扫等处理的输出电压的情况下,使用该所选择的充电池执行清扫等处理。

由此,在存在多个充电池的情况下,利用电芯信息与温度信息选择能够动作的充电池,并且仅在能够从一充电池切换为另一充电池的情况下,切换为另一充电池,因而能够执行更有效率且长时间的清扫或移行功能。

<充电池的连接选择处理>

图6中表示充电池的连接选择处理的一实施例的流程图。

此处,对在自走式吸尘器已停止的状态下,由用户按下了接通电源的电源开关的情况下,选择多个充电池中任一个应使用的充电池为止的处理进行说明。

首先,利用针对每个充电池所获取到的电芯信息、温度信息、及所检测到的每个充电池的输出电压,选择能够动作的充电池。

并且,在能够动作的充电池有多个的情况下,基于能够动作的充电池的输出电压或充电次数等,选择应使用的一个充电池。然后,仅将所选择的一个充电池连接于电源部22。

此外,在存在下述情况中的任一个成立的充电池的情况下,即,电芯信息表示充电池的电池电芯为异常状态的情况,温度信息表示是充电池的规定的正常动作范围外的温度的情况,输出电压低于规定的输出电压阈值的情况,不选择该充电池作为应使用的充电池。

步骤s1中,目前吸尘器本体2的电源为断开状态。此时,如图5(a)所示,切换开关23为全部开放的状态。

步骤s2中,由用户检查用于电源接通(on)的电源开关是否被按下。在输入电源开关的情况下,进入到步骤s3中,其他情况下回到开关s1。

如果输入电源开关,那么至少起动控制部21与连接切换部24。

步骤s3中,控制部21对连接切换部24输出使切换开关23接通(为连接状态)的信号,连接切换部24将所有切换开关23切换为接通。由此,所有充电池的电池电芯12连接于电源部22。

步骤s4中,电压检测部25检测从各充电池输出的输出电压,且针对每个充电池作为检测输出电压44而存储在存储部40中。

步骤s5中,控制部21经由通信部26获取各充电池的电芯信息及电池id信息,并作为接收电芯信息43而加以存储。此处,对各充电池1发送电芯信息请求及电池id信息请求,充电池的控制部11对所接收到的所述请求,将由电芯状态检测部13获取到的电芯信息与该充电池固有的电池id信息经由通信线5发送到通信部26,控制部21存储传送而来的电芯信息及电池id信息。

步骤s6中,控制部21经由通信部26获取各充电池的温度信息,并作为接收温度信息42而加以存储。此处,对各充电池1发送温度信息请求,充电池的控制部11将由温度检测部15检测到的温度信息经由通信线5发送到本体的通信部26。

步骤s7中,控制部21经由通信部26获取各充电池的充电次数,并作为接收充电次数41而加以存储。此处,对各充电池1发送充电次数请求,充电池的控制部11读出存储在存储部16中的充电次数17,并经由通信线5发送到本体的通信部26。

步骤s8中,控制部21使用所获取的接收电芯信息43与接收温度信息42,检查各充电池是否有电芯异常及温度异常。

此处,接收电芯信息43中,如果有表示异常的信息,那么判断对应的充电池的电池电芯为“异常”,如果没有表示异常的信息,那么判断电池电芯为“正常”。

此外,将接收温度信息42与预先存储的温度判定值47进行比较,如果所接收到的温度信息在温度判定值表示的正常的温度范围内,那么判定温度为“正常”,如果不在正常的温度范围内,那么判断电池电芯的温度为“异常”。

步骤s9中,检查所获取到的电池id信息的电池型号是否为匹配品。如果为匹配品,那么进入到步骤s11,如果并非为匹配品,那么进入到步骤s10。步骤s10中,解除不匹配的充电池的连接,进入到步骤s11。

步骤s11中,检查是否存在所述检查的结果为检测到电芯异常或温度异常中的任一个的充电池。如果存在被检测到电芯异常或温度异常中的至少任一个的充电池,那么进入到步骤s12,解除被检测到该异常的充电池的连接。

此处,对与被检测到异常的充电池的电池电芯12连接的切换开关23进行切换,释放该连接点。然后,进入到步骤s13。

另一方面,关于电芯状态正常且温度也正常的充电池,继续连接状态,进入到步骤s13。

步骤s13中,使用电压判定条件46判定由电压检测部25检测到的各充电池的输出电压。

图6的流程图中,因电源刚接通后,吸尘器尚在清扫停止中,所以如所述那样,将检测输出电压(v)44与图3(b)所示的阈值电压(va2、vc)进行比较,检查检测输出电压(v)是否满足v<va2、v<vc中的任一个。

例如,在v<va2的情况与v<vc的情况下,因充电池的检测输出电压v低,所以判断该充电池无法动作。另一方面,在v≧va2的情况下,判断该充电池能够动作。

步骤s14中,检查是否存在判断为输出电压下降而无法动作的充电池。在所有充电池能够动作的情况下,进入到步骤s16。在存在无法动作的充电池的情况下,进入到步骤s15,解除该电压下降而无法动作的充电池的连接。

即,将连接于电压已下降的充电池的切换开关23释放。然后,进入到步骤s16。

步骤s16中,检查是否存在多个能够动作的充电池。在存在多个的情况下,进入到步骤s19,在并非存在多个的情况下,进入到步骤s17。

步骤s17中,在能够动作的充电池一个也没有的情况下,结束处理。或者,也可利用显示或声音等向用户报告能够动作的充电池一个也没有、或需要进行充电池的充电。

步骤s17中,在仅存在一个能够动作的充电池的情况下,进入到步骤s18,维持该一个能够动作的充电池的连接不变,在使用电池信息45中存储该能够动作的充电池的信息。

在该情况下,用于之后的移行处理及清扫处理的充电池确定为一个。

步骤s19到步骤s27中,因能够动作的充电池存在多个,所以基于预先设定的选择电池条件48,选择实际应使用的一个充电池。

步骤s19中,从存储部40读出选择电池条件48。

步骤s20中,检查在该条件48中是否设定进行基于输出电压的判定,在进行了该设定的情况下,进入到步骤s21。在未进行该设定的情况下,步骤s23中,检查条件48中是否设定进行基于充电次数的判定,在进行了该设定的情况下,进入到步骤s24。在未进行该设定的情况下,进入到步骤s26。

步骤s21中,将多个能够动作的充电池的输出电压的大小进行比较。

步骤s22中,决定使用比较的结果为显示最高输出电压的充电池。此处,仅将最高输出电压的充电池连接于电源部22,而解除其他充电池的连接。

此外,使用电池信息45中存储着被决定使用的充电池的信息,并结束处理。

另外,在最高输出电压相同的充电池有多个情况下,选择这些充电池中任意的充电池即可。

步骤s24中,将多个能够动作的充电池的充电次数进行比较。

步骤s25中,决定使用比较的结果显示最小充电次数的充电池。在最小充电次数相同的充电池存在多个的情况下,选择这些充电池中任意的充电池即可。此处,仅将最小充电次数的充电池连接于电源部22,而解除其他充电池的连接。

此外,使用电池信息45中存储着被决定使用的充电池的信息,并结束处理。

步骤s26中,将多个能够动作的充电池的编号进行比较。

步骤s27中,决定使用比较的结果为最小编号的充电池,仅将最小编号的充电池连接于电源部22,而解除其他充电池的连接。

此外,使用电池信息45中存储着被决定使用的充电池的信息,并结束处理。

利用以上的处理,由用户进行电源接通动作后,立即将所有充电池暂时地连接于电源部22,从各充电池获取规定的信息,检测到输出电压后,利用所获取的输出电压或信息选择应使用的一个充电池,因而不会选择无法动作的充电池,可适当地选择能够动作且能够长时间使用的充电池。

<充电池连接切换处理>

图7及图8中表示本发明的充电池连接切换处理的一实施例的流程图。

此处,对在进行电源接通操作,利用图6所示的连接选择处理选择要使用的一个充电池后,在执行清扫及移行处理的过程中切换要使用的充电池的情况进行说明。

本发明的特征在于:在执行清扫处理及移行处理的过程中,在因产生充电池的输出下降等原因,而需要切换充电池的情况下,在暂时地停止清扫处理及移行处理后,将要使用的充电池切换为能够动作的其他充电池。

尤其,在仅将应使用的一个充电池连接于电源部22后执行规定的功能的情况下,在新获取该充电池的电芯信息、温度信息及输出电压,并检测出发生了如下任一状态的情况下,即,根据所获取的电芯信息而电池电芯为异常状态,所获取的温度信息为异常状态,所检测到的输出电压低于规定的输出电压阈值,利用连接切换部24将其他能够动作的充电池连接于电源部22,且解除所述应使用的一个充电池与电源部22的连接。

步骤s51中,吸尘器本体当前是电源接通状态,是能够进行清扫及移行的状态。

步骤s52中,检查是否有使清扫功能起动的输入。

在有清扫起动输入的情况下,进入到步骤s53,在无清扫起动输入的情况下,回到步骤s51。关于使清扫功能起动的输入,例如有用户按下清扫起动开关的情况,设定起动定时器且该定时器的设定时刻已到达的情况等。

步骤s53中,利用移行功能部27及清扫功能部28开始规定的清扫处理及移行处理。

步骤s54中,从存储部40读出使用电池信息45。

步骤s55中,从多个充电池中的由使用电池信息45特定的使用中的充电池,经由通信线5获取电芯信息与温度信息,进而利用电压检测部25检测从使用中的充电池的电池电芯输出的输出电压。

步骤s56中,与所述步骤s8同样地,使用所获取到的电芯信息与温度信息,检查使用中的充电池是否有电芯异常及温度异常。

步骤s57中,在使用中的充电池中存在电芯异常及温度异常的至少其中一个的情况下,进入到步骤s60,在不存在的情况下,进入到步骤s58。

步骤s58中,与步骤s11同样地,判定使用中的充电池的输出电压是否下降。此处,使用目前的检测输出电压(v)与图3(b)的阈值电压的差异来进行判定。

步骤s59中,在判断为使用中的充电池的输出电压下降的情况下,进入到步骤s60,在未下降的情况下,回到步骤s53。

步骤s60中,在使用中的充电池发生异常,或者,该输出电压低于规定值的情况下,使目前正进行的清扫处理与移行处理停止。

步骤s61中,与步骤s56及步骤s58同样地,对目前尚未使用的其他充电池检查是否有电芯异常、温度异常及输出电压的下降。

此处,获取其他充电池的电芯信息、温度信息及输出电压,在这些获取到的信息中无异常且输出电压也显示正常数值的情况下,判断其他充电池为能够动作的充电池。

另一方面,在检测到电芯异常或温度异常、输出电压低于规定的任一个的情况下,判断该充电池为无法动作的充电池。

步骤s62中,检查其他充电池中能够动作的充电池是否存在一个以上。在能够动作的其他充电池一个也没有的情况下,进入到步骤s63,在能够动作的其他充电池存在一个的情况下,进入到步骤s64。

步骤s63中,因没有代替目前正使用的充电池的能够动作的充电池,所以在停止了清扫处理及移行处理的状态下,静止于目前的位置,使其他功能也停止。

或者,在如果残存能够回到充电座的程度的电力的情况下,例如,在使用中的充电池的输出电力v小于va1且为vc以上的情况下(vc≦v<va1),也可执行返回到充电座所处位置的处理。

步骤s64中,检查除使用中的充电池以外是否存在多个能够动作的充电池。在存在多个的情况下,进入到图8的步骤s71,在仅存在一个的情况下,进入到步骤s65。

步骤s65中,连接切换部24以将一个能够动作的充电池连接于电源部22的方式,对切换开关23进行切换。即,在将目前正使用的充电池连接于电源部22的状态下,其他能够动作的一个充电池也连接于电源部22。

步骤s66中,以解除使用中的充电池的连接的方式对切换开关23进行切换。

步骤s67中,使所述切换后连接于电源部22的充电池的信息存储在使用电池信息45中。

步骤s68中,使已停止的清扫处理及移行处理重新开始。然后,回到步骤s53,重复执行所述一连串处理。

图8的步骤s71至步骤s79,因存在多个能够动作的充电池,所以执行用以选择任一个充电池的处理。这些步骤s71至步骤s79相当于图6所示的步骤s17至步骤s27。

步骤s71中,首先,读出预先设定于存储部40的选择电池条件48。

步骤s72中,在选择电池条件48设定为进行输出电压判定的情况下,执行步骤s73及步骤s74,使比较多个充电池的输出电压的结果为显示最高输出电压的充电池连接于电源部22。

此外,步骤s75中,在选择电池条件48设定为进行基于充电次数的判定的情况下,执行步骤s76与步骤s77,使比较多个充电池的充电次数的结果为显示最小充电次数的充电池连接于电源部22。

此外,在选择电池条件48设定为进行基于充电池的编号顺序的判定的情况下,执行步骤s78与步骤s79,使比较多个充电池的编号的结果为具有最小编号的充电池连接于电源部22。

另外,在最高输出电压或者最小充电次数相同的充电池存在多个的情况下,选择这些充电池中的任意一个充电池即可。然后,进入到图7的步骤s66。

在如以上那样从使用中的充电池切换为其他充电池的情况下,是在确认电芯信息等其他充电池的状态后,选择切换后的充电池,因而能够防止切换为无法动作的充电池,从而可确实地切换为能够动作的充电池。

此外,在清扫中或移行中需要切换为其他充电池时,在暂时地停止清扫处理及移行处理后,进行充电池的切换处理,然后,重新开始清扫处理等,因而清扫中等施加到马达的电压中不会产生大的电压变动,从而能够防止意外的移行动作等。

<其他实施方式>

(实施方式1)

所述实施方式中,作为选择能够动作的充电池的条件,利用的是电芯信息、温度信息及输出电压,但不限于这些。例如,作为其他选择条件,利用充电次数、充电次数的阈值,将目前的充电次数为预先设定的充电次数的阈值以上的充电池排除在能够动作的充电池之外,或者,也可降低选择的优先顺序。

(实施方式2)

作为从多个能够动作的充电池中选择一个充电池的条件,利用的是最高输出电压或最小充电次数,也可在电源接通时,连接所有充电池而获取各种信息时,检查所检测到的输出电压的大小的顺序、或所获取到的充电次数的大小的顺序,将切换充电池的情况下的优先顺序赋予给各充电池。在需要切换充电池的情况下,依据利用充电次数等而赋予的优先顺序,按照优先顺序从高到低的顺序选择应使用的充电池即可。

(实施方式3)

所述实施方式中,作为检测充电池的异常的条件,利用的是电芯异常及温度异常,但不限于此。例如,在能够获取充电池的制造年月日作为信息的情况下,也可利用该制造年月日,检查所安装的充电池是从目前开始算起的几年前所制造,规定年数以前制造的充电池虽未发生异常,但也可排除在能够动作的充电池之外。

此外,作为检测其他异常的条件,例如在利用设置在充电池的附近的结露传感器,侦测到发生预先设定的级别以上的结露的情况下判断为异常即可。

(实施方式4)

在能够动作的充电池存在多个的情况下,为了选择要使用的一个充电池,利用的是输出电压、充电次数及充电池的编号,但不限于此。例如也可利用特定安装充电池的位置的编号、电池的额定容量等。在利用电池的额定容量的情况下,以使电池切换前的最初的运转时间总是最长的方式优先选择大容量的充电池即可。

符号说明

1充电池

2吸尘器本体

4电源线

5通信线

11控制部

12电池电芯

13电芯状态检测部

14通信部

15温度检测部

16存储部

17充电次数

21控制部

22电源部

23切换开关

24连接切换部

25电压检测部

26通信部

27移行功能部

28清扫功能部

29输入部

30动作电源电压

40存储部

41接收充电次数

42接收温度信息

43接收电芯信息

44检测输出电压

45使用电池信息

46电压判定条件

47温度判定值

48选择电池条件

49电池id信息

100自走式吸尘器

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