DE102013021805A1

DE102013021805A1 - Elektrokraftwerkzeuganordnung, Ladeanordnung für ein wiederaufladbares Batteriepack und Zufallszahlerzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102013021805A1
Application number: DE102013021805.5A
Authority: DE
Inventors: Masafumi NODA
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-06-26
Also published as: JP2014123284A; US20140181167A1; CN103885746A; US9372666B2

Abstract

Eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7), insbesondere ein elektrisches Kraftwerkzeug, ein Batteriepack oder ein Ladegerät, enthält ein Bearbeitungsanfrageteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), ein Empfangsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), ein Zählteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) und ein Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76). Das Bearbeitungsanfrageteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) stellt eine Anfrage für eine vorbestimmte Bearbeitung an ein Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird. Das Empfangsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) empfängt eine Antwort von dem Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, in Antwort auf die Anfrage. Das Zählteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) führt mit einem vorbestimmten Zyklus eine Zähloperation durch zum Inkrementieren oder Dekrementieren eines Zählwerts, wobei die Zähloperation mindestens vor Empfang der Antwort gestartet wird. Das Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) erfasst mindestens einen Zählwert des Zählteils (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) bei mindestens einer vorbestimmten Erfassungszeit nach Starten des Empfangs der Antwort, und erzeugt eine Zufallszahl, indem der mindestens eine Zählwert, der erfasst worden ist, verwendet wird.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrokraftwerkzeuganordnung, eine Ladeanordnung für ein wiederaufladbares Batteriepack und eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung, die eine Zufallszahl erzeugen.
Wenn eine ungeeignete, nicht zugelassene Batterie für eine elektrisch angetriebenen Einrichtung verwendet wird (beispielsweise für ein elektrisches Kraftwerkzeug, eine elektrisch angetriebene Maschine, etc.), die aufgrund des Erhalts einer Leistungsversorgung von einer Batterie arbeitet, kann die Einrichtung zerstört werden. Wenn eine ungeeignete, nicht zugelassene Batterie an einem Batterieladegerät angebracht bzw. mit diesem verbunden wird, das eine Batterie auflädt, kann die Batterie ungewöhnlich viel Wärme erzeugen.
Bei diesem Typ von Einrichtung oder Batterieladegerät weiß man, dass, wenn eine Batterie daran angebracht ist, bestimmt wird, ob die angebrachte bzw. angeschlossene Batterie eine geeignete Batterie (zugelassene) ist, indem eine Zufallszahl verwendet wird (siehe beispielsweise US 7941865 ).
Die US 7941865 schlägt vor Rauschbits (untere Bits bzw. niederwertige Bits) eines A/D-umgewandelten Werts, der von einem A/D-Wandler erhalten wird, als eine Zufallszahl zu erzeugen, um eine Authentifizierung einer Batterie durchzuführen, indem die Zufallszahl verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Das Verfahren zum Erzeugen einer Zufallszahl, das in dem US 7941865 beschrieben ist, verwendet eine Eigenschaftsänderung, die verursacht wird durch eine Änderung einer Leistungsversorgungsspannung in einem A/D-Wandler. Folglich besteht ein Problem darin, dass es schwierig ist, eine Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit alleine durch einen Mikrocomputer zu erzeugen, da der Mikrocomputer betrieben wird durch das Empfangen einer stabilen Leistungsversorgung von einer stabilisierten Leistungsquelle.
Wenn der A/D-Wandler extern an dem Mikrocomputer angebracht bzw. mit diesem verbunden ist, und die Leistungsquelle des A/D-Wandlers instabil gemacht wird, im Gegensatz zu der stabilisierten Leistungsquelle des Mikrocomputers, ist es möglich, durch einen Berechnungsprozess des Mikrocomputers eine Zufallszahl zu erzeugen.
Bei diesem Aufbau ergibt sich jedoch ein Problem dahingehend, dass ein Aufbau eines Zufallszahlgenerators kompliziert wird, wodurch die Kosten steigen.
Ausgehend von dem Vorangegangenen liegt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Elektrokraftwerkzeuganordnung, einer Ladeanordnung für ein wiederaufladbares Batteriepack und einer Zufallszahlerzeugungsvorrichtung, die in der Lage sind mit einem einfachen Aufbau eine Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit zu erzeugen.
Eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bereitgestellt mit: einem Bearbeitungsanfrageteil, das eine Anfrage für eine vorbestimmte Bearbeitung an ein Objekt stellt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird; einem Empfangsteil, das eine Antwort von dem Objekt, von dem die Bearbeitung angefordert wird, in Antwort auf die Anfrage empfängt; einem Zählteil, das einen Zählvorgang durchführt, um mit einem vorbestimmten Zyklus einen Zählwert zu erhöhen (inkrementieren) oder zu reduzieren (dekrementieren), wobei der Zählvorgang mindestens vor dem Empfang der Antwort gestartet wird; und einem Zufallszahlerzeugungsteil, das mindestens einen Zählwert des Zählteils bei mindestens einer vorbestimmten Erfassungszeit erfasst, nachdem der Empfang der Antwort gestartet ist, und eine Zufallszahl erzeugt, indem der mindestens eine Zählwert, der erfasst worden ist, verwendet wird.
In der oben ausgebildeten Zufallszahlerzeugungsvorrichtung tritt in einer Zeitperiode beginnend mit dem Start des Zählvorgangs durch das Zählteil bis zum Empfang der Antwort von dem Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, durch das Empfangsteil in Antwort auf die Bearbeitungsanfrage von dem Bearbeitungsanfrageteil, eine Zeitunsicherheit auf (Zufallszahlelement). Selbst wenn die Zeitperiode des Empfangens der Antwort von dem Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, in Antwort auf die Anfrage zur Bearbeitung von dem Bearbeitungsanfrageteil theoretisch und im Design vordefiniert ist, kann in der Praxis eine derartige Zeitperiode von der vordefinierten Zeit abweichen. Diese Abweichung kann beispielsweise verursacht werden durch eine Bedingung bzw. einen Zustand des Übertragungspfads für Information zwischen dem Bearbeitungsanfrageteil und dem Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, Änderungen der Bearbeitungszeit in dem Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, etc. Diese Änderung bzw. Abweichung wird zu einem Zufallszahlelement, und erscheint als eine Abweichung des Zählwerts in dem Zählteil (also eine Abweichung bzw. Änderung mit hoher Zufälligkeit). Entsprechend kann der Zählwert als eine Zufallszahl verwendet werden.
Die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann folglich mit einem einfachen Aufbau eine Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit erzeugen.
In der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann eine der mindestens einen vorbestimmten Erfassungszeiten eine Zeit sein, bei der der Empfang der Antwort von dem Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, beendet ist. Ein Warten auf die Vervollständigung des Empfangs der Antwort kann die Zufälligkeit einer Zufallszahl verbessern, verglichen mit einer Zufallszahl zu einem Zeitpunkt vor der Beendigung des Empfangs.
In der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann diese derart aufgebaut sein, dass mindestens eine Erfassungszeit eine Mehrzahl von Erfassungszeiten umfasst, und dass das Zufallszahlerzeugungsteil den Zählwert des Zählteils bei jeder der Mehrzahl von Erfassungszeiten erfasst, und eine Zufallszahl erzeugt, indem die Mehrzahl von Zählwerten, die jeweils bei der Mehrzahl von Erfassungszeiten erfasst worden sind, verwendet wird.
Wenn die Mehrzahl der Zählwerte, die bei der Mehrzahl von Erfassungszeiten erfasst werden, verwendet werden, um wie im vorangegangenen eine Zufallszahl zu erzeugen, wird eine größere Flexibilität bei der Erzeugung einer Zufallszahl erreicht. Wenn beispielsweise eine Mehrzahl von Zufallszahlen notwendig ist, werden die notwendigen mehreren Zählwerte erfasst, um jeweils jeden der erfassten Zählwerte als eine Zufallszahl zu verwenden. Darüber hinaus kann irgendeiner von diesen oder eine Mehrzahl von diesen mehreren erfassten Zählwerten als Zufallszahl verwendet werden.
Bei einem Aufbau, bei dem die Zählwerte bei einer Mehrzahl von Erfassungszeiten erfasst werden, kann das Zufallszahlerzeugungsteil eine Zufallszahl gemäß einer vorbestimmten Zufallszahlerzeugungsregel erzeugen, die mindestens zwei oder mehrere von der Mehrzahl von Zählwerten verwendet. Durch das Verwenden von zwei oder mehreren Zählwerten zum Erzeugen einer Zufallszahl in der oben beschriebenen Art und Weise kann ein Zufallszahlbereich (beispielsweise Stellenanzahl, Zufälligkeit, etc.) erweitert werden.
In einem Aufbau, bei dem die Zählwerte bei einer Mehrzahl von Erfassungszeiten erfasst werden, kann es vorteilhaft sein, dass jede von der Mehrzahl von Erfassungszeiten während einer Empfangsperiode festgelegt wird, beginnend mit dem Start des Empfangs der Antwort bis zur Beendigung des Empfangs der Antwort. Durch das Erfassen einer notwendigen Anzahl von Zählwerten während des Empfangs der Antwort kann die Mehrzahl von Zählwerten umgehend erfasst werden, und folglich kann eine große Anzahl von Zufallszahlen in kurzer Zeit erzeugt werden.
In der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Bearbeitungsanfrageteil die Anfrage zum Bearbeiten (Verarbeiten) durchführen, indem vorbestimmte Übertragungsdaten übertragen werden; das Empfangsteil kann Empfangsdaten empfangen, die eine vorbestimmte Anzahl von Bits haben, wobei die Empfangsdaten die Antwort von dem Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, in Antwort auf die Übertragungsdaten sind; und die mindestens eine Erfassungszeit kann eine vorbestimmte Zeit sein, die für jede von der mindestens einen Erfassungszeit vorbestimmt ist, wobei die vorbestimmte Zeit aus Empfangszeiten ausgewählt wird, bei denen jeweils Daten jedes Bits der vorbestimmten Anzahl von Bits, die die Empfangsdaten bilden, erhalten werden, nachdem der Empfang der Empfangsdaten gestartet ist.
Die Erfassungszeit kann also folgende Zeit sein: Während eines Empfangsvorgangs der Empfangsdaten mit einem Bit zu einer Zeit, nachdem der Empfang der Empfangsdaten gestartet ist, gibt es die Empfangszeiten, bei denen jeweils ein Bit der Empfangsdaten empfangen ist; irgendeine dieser Empfangszeiten (vorbestimmte Zeit) kann ausgelegt sein, um die Erfassungszeit zu sein.
Die Empfangszeit zum Empfangen von jeweils einem Bit kann beispielsweise irgendeine Zeit sein, zu der der Empfang der Bits gestartet ist, zu der der Empfang des Bits beendet ist, oder während des Empfangs des Bits. Wenn die Erfassungszeit bestimmt wird basierend auf der Empfangszeit von jedem der Bits in der oben beschriebenen Art und Weise, ist es möglich, den Zählwert in gesicherterer Art und Weise zu erfassen, und folglich eine erforderliche Zufallszahl in einer sichereren Art und Weise zu erzeugen.
Verschiedene Vorrichtungen können als Zufallszahlerzeugungsvorrichtung und als Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise kann die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung in einer elektrischen Vorrichtung installiert sein, die mit einer vorbestimmten Funktion versehen ist, und das Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, kann eine verbundenen Vorrichtung sein, die verwendet wird, indem sie mit der elektrischen Vorrichtung verbunden ist.
In diesem Fall gibt die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung eine Bearbeitungsanfrage an die verbundene Vorrichtung, die von der elektrischen Vorrichtung, in der die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung selbst installiert ist, verschieden ist; dann empfängt die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung eine Antwort von der verbundenen Vorrichtung. Entsprechend wird eine höhere Zufälligkeit des Zufallszahlelements erreicht, wodurch die Erzeugung einer Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit möglich wird. Wenn die elektrische Vorrichtung und die verbundene Vorrichtung darüber hinaus aufgebaut sind, um beispielsweise miteinander zu kommunizieren, kann eine derartige Kommunikation verwendet werden, um die Zufallszahl zu erzeugen; folglich kann die Erzeugung einer Zufallszahl einfacher und kostengünstiger erreicht werden.
Alternativ kann beispielsweise die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung in einer elektrischen Vorrichtung installiert sein, die mit einer vorbestimmten Funktion versehen ist, und das Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, kann innerhalb der elektrischen Vorrichtung vorgesehen sein.
In diesem Fall wird die Erzeugung einer Zufallszahl innerhalb der elektrischen Vorrichtung abgeschlossen. Selbst wenn die elektrische Vorrichtung alleine verwendet wird, kann entsprechend eine Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit durch einen einfachen Aufbau erzeugt werden.
Darüber hinaus kann die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung durch Software realisiert sein. In einem Mikrocomputer, der eine CPU enthält, kann speziell jedes Teil von dem Bearbeitungsanfrageteil, dem Empfangsteil, dem Zählteil und dem Zufallszahlerzeugungsteil, die in der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung vorgesehen sind, durch ein vorbestimmtes Programm realisiert sein, das von der CPU ausgeführt wird. Wenn die CPU aufgebaut ist, um als eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung zu arbeiten, wie oben erwähnt, kann der Aufbau der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung weiter vereinfacht werden.
In einem Fall, bei dem ein Aspekt der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung realisiert ist durch Ausführen eines vorbestimmten Programms durch die CPU in dem Mikrocomputer, kann das Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, ein Peripheriegerät sein, das mit der CPU in dem Mikrocomputer kommuniziert. Innerhalb des Mikrocomputers kommuniziert im Allgemeinen die CPU mit verschiedenen Peripheriegeräten. Bei der Kommunikation zwischen der CPU und dem Peripheriegerät, wie allgemein bekannt, kann es zu einer zeitlichen Unsicherheit (Zufallszahlelement) kommen, die abhängt von einer Bedingung bzw. eines Zustands eines Übertragungspfads zwischen der CPU und dem Peripheriegerät, einer Betriebsbedingung und Performance bzw. Leistungsfähigkeit der CPU und dem Peripheriegerät, etc.
Aufgrund des Vorangegangenen kann folgendes vorgeschlagen werden: Durch Verwendung der Kommunikation mit den verschiedenen Peripheriegeräten, wenn beispielsweise die CPU eine Bearbeitungsanfrage an ein Peripheriegerät sendet und in Antwort auf diese Anfrage die CPU eine Antwort von dem Peripheriegerät als das Objekt, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, empfängt, wird beispielsweise basierend auf der Antwort ein Zählwert erfasst, um eine Zufallszahl zu erzeugen. Dadurch ist es ebenso möglich, mit einem einfachen Aufbau eine Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit zu erzeugen.
Wenn eine Zufallszahl erzeugt wird basierend auf der Kommunikation zwischen der CPU und dem Peripheriegerät, wie oben beschrieben, kann beispielsweise das Peripheriegerät ein Speicher sein, in dem ein gespeicherter Inhalt überschreibbar ist. In diesem Fall kann ein derartiger Aufbau vorliegen, dass das Bearbeitungsanfrageteil eine Anfrage für eine vorbestimmte Bearbeitung bzw. Vorgang in Bezug auf den gespeicherten Inhalt des Speichers stellt, und eine von mindestens einer Erfassungszeit basierend auf einer Empfangszeit festgelegt wird, bei der ein Signal empfangen wird, wobei das Signal als Antwort von dem Speicher ausgegeben wird, wenn die vorbestimmte Bearbeitungsanfrage in dem Speicher beendet ist.
Innerhalb des Mikrocomputers variiert eine Antwortzeitperiode, wenn die CPU eine vorbestimmte Bearbeitung von dem Speicher anfordert, in Abhängigkeit von einer Verwendungsumgebung, einer Verwendungsbedingung, etc., des Mikrocomputers. Diese Änderung ist ein unsicheres Element (Zufallszahlelement). Folglich wird vorzugsweise der Speicher als Peripheriegerät für die Zufallszahlerzeugung verwendet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird jetzt nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine beispielhafte Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Batteriepacks und eines elektrischen Kraftwerkzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
2 eine beispielhafte Ansicht zum Verdeutlichen eines Zufallszahlerzeugungsverfahrens gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ein Flussdiagramm, das einen masterseitigen Schleifenzählerprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
4 ein Flussdiagramm, das einen masterseitigen Zufallszahlerzeugungsprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ein Flussdiagramm, das einen slaveseitigen Empfangsantwortprozess gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
6A bis 6C beispielhafte Ansichten, die jeweils einen schematischen Aufbau eines Batteriepacks und eines Adapters gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels zeigen;
7 ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau einer Motorsteuerung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
8 eine beispielhafte Ansicht zum Verdeutlichen eines Zufallzahlerzeugungsverfahrens gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
9 ein Flussdiagramm, das einen Zufallszahlerzeugungsprozess gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
10 eine beispielhafte Ansicht zum Verdeutlichen eines Zufallszahlerzeugungsverfahrens gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
11 ein Flussdiagramm, das einen masterseitigen Zufallszahlerzeugungsprozess gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt; und
12 eine beispielhafte Ansicht, die einen schematischen Aufbau eines Batteriepacks und eines Batterieladegeräts gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
[Erstes Ausführungsbeispiel]
1. Aufbau des elektrischen Kraftwerkzeugs und des Batteriepacks
Eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird realisiert als eine Funktion eines elektrischen Kraftwerkzeugs 3, das ausgelegt ist zum Arbeiten, wenn ein Batteriepack 1 daran angebracht bzw. angeschlossen ist. Das Batteriepack 1 ist ausgelegt, um an dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 angebracht und von diesem entfernt zu werden. Wenn das Batteriepack 1 an dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 angebracht ist, bestimmt das elektrische Kraftwerkzeug (authentifiziert), ob das Batteriepack 1 ein geeignetes Batteriepack ist, oder nicht, indem eine Zufallszahl verwendet wird. Wenn das Batteriepack 1 als ein geeignetes Batteriepack bestimmt wird, startet das elektrische Kraftwerkzeug 3 den Betrieb mittels einer elektrischen Leistung, die von dem Batteriepack 1 geliefert wird. Das Batteriepack 1 ist ausgelegt, um in der Lage zu sein, eine darin vorgesehene Batterie 10 durch ein Batterieladegerät 7 (das nicht gezeigt ist und in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht beschrieben wird; siehe 12, die später beschrieben wird) zu laden.
Wie in 1 gezeigt ist das Batteriepack 1 ausgelegt, um an dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 und andere verschiedene elektrische Vorrichtungen (nicht gezeigt) angebracht und von diesen entfernt zu werden, und es wird als eine Leistungsquelle für das elektrische Kraftwerkzeug 3 und die verschiedenen elektrischen Vorrichtungen verwendet.
Das Batteriepack 1 ist mit der Batterie 10, einem Überwachungs-IC 11, einer Batteriesteuerung 12, einem Regulator 13, einer Stromdetektionsschaltung 14, einer Temperaturdetektionsschaltung 15, einem positiven Elekrodenanschluss 21, einem negativen Elektrodenanschluss 22, einem gemeinsamen Kommunikationsanschluss 23, einem Entladesteuerungskommunikationsanschluss 24 und einem Ladesteuerungskommunikationsanschluss 25 bereitgestellt.
Die Batterie 10 enthält eine Mehrzahl von (vier in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) Batteriezellen 26 bis 29, die in Reihe geschaltet sind. Eine positive Elektrode der Batterie 10 (also positive Elektrode der Batteriezelle 26 auf der Seite mit dem größten Potenzial) ist mit dem positiven Elektrodenanschluss 21 verbunden. Eine negative Elektrode der Batterie 10 (also die negative Elektrode der Batteriezelle 29 auf der Seite des niedrigsten Potenzials) ist über die Stromdetektionsschaltung 14 mit dem negativen Elektrodenanschluss 22 verbunden. Die Batterie 10 ist eine wieder aufladbare Batterie (beispielsweise eine wieder aufladbare Lithium-Ionen-Batterie), die wiederholt geladen werden kann.
Der Überwachungs-IC 11 ist eine integrierte Schaltung (IC) zum Überwachen der Batterie 10, und hat eine Spannungsüberwachungsfunktion und eine Abnormalitätsüberwachungsfunktion. Die Spannungsüberwachungsfunktion ist eine Funktion zum Bestimmen einer Spannung der Batterie 10 und einer Spannung (Zellenspannung) von jeder der Batteriezellen 26 bis 29, um die detektierten Spannungen an die Batteriesteuerung 12 auszugeben. Die Abnormalitätsüberwachungsfunktion ist eine Funktion des Überwachens der jeweiligen Zellenspannungen der Batteriezellen 26 bis 29, und wenn mindestens eine der Zellenspannungen in einem Überspannungszustand ist, zum Ausgeben eines Signals an die Batteriesteuerung 12 (Überspannungssignal), das die Erzeugung der Überspannung anzeigt.
Der Regulator 13 ist eine Leistungsversorgungsschaltung, die eine Spannung der Batterie 10 reduziert, um eine Steuerungsspannung mit einem vorbestimmten Spannungswert zu erzeugen. Die Überwachungs-IC 11 und die Batteriesteuerung 12 werden mit dieser Steuerungsspannung betrieben.
Die Stromdetektionsschaltung 14 ist in einem Strompfad vorgesehen, der sich von dem negativen Elektrodenanschluss 22 zu der negativen Elektrode der Batterie 10 erstreckt. Die Stromdetektionsschaltung 14 detektiert einen elektrischen Strom, der durch diesen Strompfad fließt, also einen Ladestrom zum Laden der Batterie 10 und einen Entladestrom, der der Batterie 10 beim Entladen entzogen wird.
Die Temperaturdetektionsschaltung 15 detektiert eine Temperatur der Batterie 10 basierend auf einem Detektionssignal von dem Temperaturdetektionsbauteil (das nicht gezeigt und beispielsweise ein Thermistor ist), das in der Umgebung der Batterie 10 vorgesehen ist. Die Temperaturdetektionsschaltung 15 gibt Ergebnisse der Detektion an die Batteriesteuerung 12 aus.
Die Batteriesteuerung 12 ist ein Mikrocomputer, der mit verschiedenen Funktionen bereitgestellt ist. Die verschiedenen Funktionen umfassen: eine Funktion zum Erlangen einer Spannung der Batterie 10 und einer Zellenspannung von jeder der Batteriezellen 26 bis 29 von der Überwachungs-IC 11, um so diese Spannungen zu überwachen; eine Funktion zum Durchführen eines vorbestimmten Schutzbetriebs, wenn ein Überspannungssignal von dem Überwachungs-IC 11 ausgegeben wird; eine Berechnungsfunktion einer verbleibenden Batteriekapazität, die eine verbleibende Batteriekapazität der Batterie 10 berechnet; eine Funktion zum Durchführen eines vorbestimmten Schutzbetriebs, wenn eine Temperatur der Batterie 10 einen vorbestimmten oberen Grenzwert überschreitet; eine Funktion zum Durchführen einer Datenkommunikation mit einer Motorsteuerung 32 des elektrischen Kraftwerkzeugs 3; usw.
Die verschiedenen Funktionen, einschließlich der oben genannten Funktionen, die in der Batteriesteuerung 12 vorgesehen sind, werden hauptsächlich realisiert durch Ausführen verschiedener Programme durch eine CPU 16, die in einem Flashspeicher 17 gespeichert sind.
Hier ist es nicht notwendig, dass die Funktionen der Batteriesteuerung 12 durch einen Mikrocomputer realisiert werden. Die Funktionen der Batteriesteuerung 12 können in verschiedenen Formen realisiert werden, und können beispielsweise durch einen IC gebildet werden, der aus verschiedenen logischen Schaltungen, etc. besteht. Ähnlich können die Motorsteuerung 32, eine Adaptersteuerung 51 (siehe 6A) und eine Ladesteuerung 73 (siehe 12), die später beschrieben werden, in verschiedenen Formen ausgebildet werden.
Die Batteriesteuerung 12 ist mit dem gemeinsamen Kommunikationsanschluss 23, dem Entladesteuerungskommunikationsanschluss 24 und dem Ladesteuerungskommunikationsanschluss 25 verbunden. Die Batteriesteuerung 12 ist ausgelegt, um in der Lage zu sein, eine Datenkommunikation mit verschiedenen elektrischen Einrichtungen, die mit dem Batteriepack 1 verbunden sind, über diese Kommunikationsanschlüsse 23 bis 25 durchzuführen. Wenn das Batteriepack 1 an dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 angebracht ist, ist der gemeinsame Kommunikationsanschluss 23 des Batteriepacks 1 mit dem gemeinsamen Kommunikationsanschluss 43 des elektrischen Kraftwerkzeugs 3 verbunden, und der Entladesteuerungskommunikationsanschluss 24 des Batteriepacks 1 ist mit dem Entladesteuerungskommunikationsanschluss 44 des elektrischen Kraftwerkzeugs 3 verbunden.
Wenn Daten von der Motorsteuerung 32 des elektrischen Kraftwerkzeugs 3 über den gemeinsamen Kommunikationsanschluss 23 empfangen werden, führt die Batteriesteuerung 12 verschiedene Prozesse basierend auf den empfangenen Daten durch. Wenn es notwendig ist auf die empfangenen Daten zu antworten, sendet die Batteriesteuerung 12 Antwortdaten über den gemeinsamen Kommunikationsanschluss 23 an die Motorsteuerung 32 des elektrischen Kraftwerkzeugs 3.
Wenn das Batteriepack 1 an dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 angebracht ist und elektrische Leistung der Batterie 10 an das elektrische Kraftwerkzeug 3 liefert, gibt die Batteriesteuerung 12, wenn ein Entladestrom von der Batterie 10 in einem Überstromzustand ist oder eine Temperatur der Batterie 10 einen oberen Grenzwert überschreitet, ein Abnormalitätssignal (beispielsweise Niederpegel-Signal), das den Überstromzustand oder die überschrittene Temperatur anzeigt, über den Entladestromkommunikationsanschluss 24 an das elektrische Kraftwerkzeug 3 aus. Der Ladesteuerungskommunikationsanschluss 25 wird verwendet für eine Datenkommunikation zwischen dem Batteriepack 1 und dem Batterieladegerät 7.
Wie in 1 gezeigt ist das elektrische Kraftwerkzeug 3 mit einem Motor 31, der Motorsteuerung 32, einem Regulator 33, einem Triggerschalter 34 bzw. Kipp- oder Tastschalter (im Folgenden einfach als Schalter bezeichnet), einem Antriebsschaltbauteil 35, einem positiven Elektrodenanschluss 41, einem negativen Elektrodenanschluss 42, dem gemeinsamen Kommunikationsanschluss 43 und dem Entladesteuerungskommunikationsanschluss 44 versehen.
Der positive Elektrodenanschluss 41 ist mit einem Ende des Motors 31 über den Schalten 34 verbunden. Der negative Elektrodenanschluss 42 ist mit dem anderen Ende des Motors 31 über das Antriebsschaltbauteil 35 verbunden. Der Motor 31 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein bürstenloser Gleichstrom (DC-Motor).
Der Regulator 33 ist eine Spannungsversorgungsschaltung, die, wenn das Batteriepack 1 an dem elektrischen Kraftwerkzeug angebracht ist, eine Spannung, die von der Batterie 10 geliefert wird, reduziert, um eine Steuerungsspannung mit einem vorbestimmten Spannungswert zu erzeugen. Die Motorsteuerung 32 wird mit dieser Steuerspannung betrieben.
Der Schalter 34 wird ein- und ausgeschaltet, wenn ein Benutzer eine Taste bzw. einen Hebel (nicht gezeigt), der in dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 vorgesehen ist, betätigt. Speziell wird der Schalter 34 eingeschaltet, wenn der Benutzer an dem Hebel zieht, wohingegen der Schalter 34 ausgeschaltet wird, wenn der Benutzer den Hebel loslässt. Eine Information über einen Ein- und Auszustand des Schalters 34 wird an die Motorsteuerung 32 gegeben.
Die Motorsteuerung 32 führt verschiedene Funktionen durch, wenn eine CPU 36 verschiedene Programme, die in dem Flashspeicher 37 gespeichert sind, ausführt. Die Motorsteuerung 32 ist zusätzlich zu der CPU 36 und dem Flashspeicher 37 mit einem RAM, einem A/D-Wandler und einem I/O-Interface (Schnittstelle) (alle sind nicht in 1 gezeigt; siehe 7, die später beschrieben wird), bereitgestellt.
Wenn der Schalter 34 eingeschaltet wird, schaltet die Motorsteuerung 32 das Treiberschaltbauteil 35 ein, um die Leitung eines elektrischen Stroms von dem Batteriepack 1 zu dem Motor 31 zu starten, wodurch der Motor 31 betrieben wird. Wenn der Schalter 34 ausgeschaltet wird, schaltet die Motorsteuerung 32 das Treiberschaltbauteil 35 aus, um die Leitung des elektrischen Stroms zu dem Motor 31 zu unterbrechen. Das Treiberschaltbauteil 35 ist hier ein N-Kanal-MOSFET in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel; dies ist jedoch lediglich ein Beispiel.
Wenn während der Leitung des elektrischen Stroms zu dem Motor 31 durch die Motorsteuerung 32 (also während eines Entladens der Batterie 10) ein Signal, das die Abnormalität anzeigt, in die Motorsteuerung 32 von dem Batteriepack 1 über den Entladesteuerungskommunikationsanschluss 44 eingegeben wird, wird das Treiberschaltbauteil 35 zwangsausgeschaltet. Folglich wird die Leitung des elektrischen Stroms zu dem Motor 31 erzwungenermaßen unterbrochen.
Die Motorsteuerung 32 enthält zusätzlich zu der oben genannten Stromleitungssteuerung des Motors 31 eine Batteriepackauthentifizierungsfunktion, die authentifiziert, ob das Batteriepack 1 ein geeignetes Batteriepack ist, oder nicht. Wenn durch die Batteriepackauthentifizierungsfunktion bestimmt wird, dass das Batteriepack 1 ein geeignetes Batteriepack ist, führt die Motorsteuerung 32 eine Leitung des elektrischen Stroms zu dem Motor 31 durch basierend auf einem Betriebszustand des Schalters 34.
Die Authentifizierung einer Batterie durch die Motorsteuerung 32 wird in folgender Weise durchgeführt. Die Motorsteuerung 32 erzeugt Zufallszahldaten und überträgt Authentifizierungsdaten, die erzeugt werden, indem vorbestimmte verschlüsselte Daten zu den Zufallszahldaten addiert werden, an die Batteriesteuerung 12 in dem Batteriepack 1.
Bei Empfang der Authentifizierungsdaten von der Motorsteuerung 32 erzeugt die Batteriesteuerung 12 Antwortdaten basierend auf den empfangenen Authentifizierungsdaten und überträgt die Antwortdaten an die Motorsteuerung 32. Wenn die Antwortdaten von der Batteriesteuerung 12 empfangen werden, führt die Motorsteuerung 32 eine Authentifizierung des Batteriepacks 1 basierend auf den empfangenen Antwortdaten durch.
Ein detaillierterer Prozess der Batteriepackauthentisierungsfunktion unter Verwendung einer Zufallszahl ist beispielsweise genauer in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung mit der Nr. 2012/0235628 A1 beschrieben. Die Offenbarung der US-Patentanmeldungsveröffentlichung mit der Nr. 2012/0235628 A1 wird hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.
2. Beschreibung des Zufallszahlerzeugungsverfahrens
Als Nächstes werden Erklärungen bezüglich eines Verfahrens zum Erzeugen von Zufallszahldaten gegeben, die erzeugt werden, wenn die Motorsteuerung 32 des elektrischen Kraftwerkzeugs 3 die oben genannte Batteriepackauthentifizierung durchführt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die CPU 36 der Motorsteuerung 32 eine Datenkommunikation mit der CPU 12 der Batteriesteuerung 12 durch, wodurch Zufallszahldaten erzeugt werden.
Speziell arbeitet die CPU 36 der Motorsteuerung 32 als ein Master und überträgt vorbestimmte Daten für die Zufallszahlerzeugung an die Batteriessteuerung 12. In der oben genannten Datenkommunikation arbeitet die CPU 16 der Batteriesteuerung 12 als ein Slave. In Antwort auf die übertragenen Daten sendet die CPU 16 vorbestimmte Antwortdaten an die Motorsteuerung 32.
Die Motorsteuerung 32, die als Master arbeitet, inkrementiert konstant eine Schleifenzählervariable mit jedem Steuerungszyklus, während die vorbestimmten Daten für die Zufallszahlerzeugung an die Batteriesteuerung 12 gesendet werden. Der Schleifenzähler in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Ein-Byte-Softwarezähler, der realisiert ist durch Ausführen eines vorbestimmten Schleifenzählerprogramms durch die CPU 36. Folglich wird mit einem vorbestimmten Steuerungszyklus die Schleifenzählervariable sequenziell von 0 bis 255 inkrementiert. Wenn die Schleifenzählervariable überläuft (mit anderen Worten nachdem die Schleifenzählervariable 255 wird), wird die Schleifenzählervariable von 0 aus erneut inkrementiert.
Wenn die CPU 36, die als Master arbeitet, die Antwortdaten von der Batteriesteuerung 12 empfängt, erfasst die CPU 36 einen Zählwert K des Schleifenzählers bei einer vorbestimmten Erfassungszeit während des Empfangs der Antwortdaten. Die CPU 36 behält (beispielsweise durch Speicherung in dem RAM) den erfassten Zählwert K als vorläufige Zufallszahldaten.
In der folgenden Beschreibung werden Komponenten (also die CPU 36 der Motorsteuerung 32 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), die die vorbestimmten Daten für die Zufallszahlerzeugung übertragen und eine Zufallszahl erzeugen, auch einfach als „Master” bezeichnet, während Komponenten (also die CPU 16 der Batteriesteuerung 12 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel), die die vorbestimmten Antwortdaten in Antwort auf die Übertragungsdaten von dem Master senden, einfach als „Slave” bezeichnet werden.
2 zeigt ein Beispiel, bei dem die Übertragung der Übertragungsdaten von dem Master zu einer Zeit t1 gestartet wird, und in Antwort auf die Übertragungsdaten ein Empfang der Antwortdaten von dem Slave zum Zeitpunkt t10 gestartet wird. Das in 2 gezeigte Beispiel wird im Einzelnen beschrieben.
Der Master überträgt die Übertragungsdaten zum Zeitpunkt t1, während der Schleifenzähler vor einer derartigen Übertragung der Übertragungsdaten gestartet wird. In dem Master wird der Empfang der Empfangsdaten von dem Slave in Antwort auf die Übertragungsdaten zum Zeitpunkt t10 gestartet. Die Antwortdaten von dem Slave sind Daten in einem vorbestimmten Format. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Daten beispielsweise Daten, die insgesamt eine Informationsgröße von beispielsweise 5 Byte haben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Erfassungszeit zum Erfassen des Zählwerts K des Schleifenzählers bei der Empfangszeit der Antwortdaten in dem Master festgelegt bei jeder Beendigung des Empfangs von 1 Byte Daten. Mit anderen Worten, jedes Mal, wenn ein Byte von Antwortdaten empfangen ist, wird der Zählwert K des Schleifenzählers zu dem Zeitpunkt eines derartigen Empfangs erfasst.
Nachdem der Empfang der Antwortdaten zum Zeitpunkt t10 gestartet wird, ist speziell zum Zeitpunkt t11 der Empfang von 1 Byte Daten beendet. Zu diesem Zeitpunkt t11 erfasst der Master einen Zählwert K1 des Schleifenzählers und behält bzw. speichert den Zählwert K1 als vorläufige Zufallszahldaten. Wenn der Empfang von einem anderen 1 Byte Daten beendet ist (Zeitpunkt t12), erfasst der Master einen Zählwert K2 des Schleifenzählers zum Zeitpunkt t12 und behält bzw. speichert den Zählwert K2 als vorläufige Zufallszahldaten. Anschließend erfasst in der gleichen Art und Weise der Master nacheinander Zählwerte K3, K4 bzw. K5 des Schleifenzählers zu den Zeitpunkten t13, t14 und t15, bei denen jeweils der Empfang von 1 Byte Daten beendet ist. Der Master speichert jeden von dem Zählwert K3, K4 und K5 als vorläufige Zufallszahldaten. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Zeit t15 als eine fünfzehnte Erfassungszeit auch eine Zeit, bei der der Empfang von Antwortdaten beendet bzw. vollständig abgeschlossen ist.
Der Master erzeugt schließlich einen Satz von Zufallszahldaten gemäß einer vorbestimmten Zufallszahlerzeugungsregel, die die erfassten Zählwerte K1 bis K5 verwendet.
Wie in 2 gezeigt sind speziell die Zählwerte K1 bis K5, die jeweils aus einem Byte (acht Stellen in binärer Darstellung) bestehen, nach rechts in der Reihenfolge von K1 bis K5 ausgerichtet (also rechts neben einem LSB (Least Significant Bit) eines früher erfassten Zählwerts K, ist ein nachfolgend erfasster Zählwert K ist in der Reihenfolge von einem MSB (Most Significant Bit) zu einem LSB von diesem ausgerichtet), wodurch ein Satz von Zufallszahldaten mit insgesamt 40 Binärstellen erzeugt wird.
Spezieller ordnet rechts neben einem „a0” als ein LSB des Zählwerts K1, der zuerst erfasst worden ist, der Master den Zählwert K2, der als zweites erfasst worden ist, in der Reihenfolge von „b7” als ein MSB bis „b0” des Zählwerts K2 an. Als Nächstes ordnet rechts neben „b0” als ein LSB des Zählwerts K2 der Master den Zählwert K3, der als drittes erfasst worden ist, in der Reihenfolge von „c7” als ein MSB des Zählwerts K3 an. In der gleichen Weise ordnet der Master die Zählwerte nacheinander an, bis die Ausrichtung bzw. Anordnung des Zählwerts K5, der als fünftes erfasst worden ist, beendet ist, wodurch ein Satz von Zufallsdaten erzeugt wird.
Wie oben beschrieben ist das vorliegende Ausführungsbeispiel ausgelegt zum Erzeugen von Zufallszahldaten mit einer größeren Anzahl von Bits (40 Bits) als die Anzahl von Bits (1 Byte) des Schleifenzählers. Entsprechend liegt ein Aufbau vor, der derart ausgelegt, dass ein Zählwert des Schleifenzählers bei einer notwendigen Anzahl von Zeitpunkten (fünf Zeitpunkte in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) erfasst wird.
Wenn die notwendigen bzw. erforderlichen Zufallszahldaten gleich n Bytes sind, kann folglich ein Zählwert K des Schleifenzählers n-Mal erfasst werden, und n-Teile der Zählwerte K können verwendet werden, um einen Satz von Zufallszahldaten von n-Bytes zu erzeugen. Alternativ kann ein Zählwert K des Schleifenzählers mehr als n-Mal erfasst werden, und diese Zählwerte K können geeignet ausgewählt, berechnet, etc. werden, so dass ein Satz von notwendigen Zufallszahldaten von n-Byte erzeugt werden. Wenn die Anzahl von Bits von notwendigen Zufallszahldaten gleich oder kleiner ist als eine Anzahl von Bits des Schleifenzählers, kann darüber hinaus ein Zählwert K des Schleifenzählers erfasst werden, und der eine Zählwert K des Schleifenzählers kann so wie er ist verwendet werden (oder eine notwendige Anzahl von Bits, die von dem einen Zählwert K genommen werden, können verwendet werden), wodurch die notwendigen Zufallszahldaten erzeugt werden.
Wenn eine Mehrzahl von Sätzen von Zufallszahldaten beispielsweise separat notwendig sind, wobei jeder der Mehrzahl von Sätzen von Zufallszahldaten eine Anzahl von Bits aufweist, die gleich oder kleiner ist als eine Anzahl von Bits des Schleifenzählers, kann der Zählwert K bei der notwendigen Mehrzahl von Zeitpunkten erfasst werden, wodurch jeder der erfassten Zählwerte K als Zufallszahldaten behalten bzw. gespeichert wird.
Wenn eine Mehrzahl von Sätzen von Zufallszahldaten separat notwendig sind, kann darüber hinaus beispielsweise jeder von der Mehrzahl von Sätzen der Zufallszahldaten, die eine Anzahl von Bits aufweisen, die größer ist als eine Anzahl von Bits des Schleifenzählers, der Zählwert K zu einer Anzahl von Zeitpunkten erfasst werden, wobei die Anzahl berechnet wird, indem eine Anzahl, die erforderlich ist zum Erzeugen von einem Satz von Zufallsdaten, mit der Anzahl von der Mehrzahl von Sätzen der zu erzeugenden Zufallszahldaten multipliziert wird, wodurch die notwendigen Zufallszahldaten erzeugt werden.
In jedem der oben genannten Fälle kann die bestimmte Zeit, zu der der Zählwert K erfasst wird, geeignet bestimmt werden basierend auf einer notwendigen Anzahl von Zählwerten K, der Empfangszeit (Empfangszeitperiode) der Antwortdaten, etc.
Die Empfangszeit der Antwortdaten von dem Slave in Antwort auf die Übertragungsdaten von dem Master ist theoretisch und designtechnisch vordefiniert. In der Praxis kann jedoch die Empfangszeit der Antwortdaten von der vordefinierten Zeit abweichen in Abhängigkeit von einer Bedingung bzw. eines Zustands einer Datenkommunikationsleitung zwischen dem Master und dem Slave, Änderungen in einer Datenbearbeitungszeit, die auftreten sowohl in dem Master als auch in dem Slave, etc. Diese Abweichung wird zu einem Zufallszahlelement und erscheint als eine Abweichung in dem Zählwert K des Schleifenzählers (also eine Abweichung mit hoher Zufälligkeit). Folglich kann der Zufallswert K als Zufallszahldaten verwendet werden.
Wenn eine Zeitperiode von einer Übertragung der Daten bis zur Erfassung des Zählwerts K länger ist, kann der Grad der Zufälligkeit größer bzw. besser werden. Aus diesem Grund, in einem Fall, bei dem ein Satz von Zufallszahldaten notwendig ist, wenn die Priorität auf einen hohen Grad von Zufälligkeit gesetzt ist, wird vorzugsweise der Zählwert K bei einer Empfangsbeendigungszeit (Zeitpunkt t15) erfasst.
Wenn nur ein hoher Grad von Zufälligkeit berücksichtigt wird, ist eine Zeit später als die Empfangsbeendigungszeit wünschenswert zum Erfassen des Zählwerts K. Wenn jedoch die Empfangsbeendigungszeit verstrichen ist, sind getrennte Gründe bzw. Regeln notwendig zum Bestimmen, bei welcher Zeit der Zählwert K zu erfassen ist. Darüber hinaus wird eine Zeitperiode bis zur Erzeugung der Zufallszahldaten länger.
Um Zufallszahldaten, die einen hohen Grad von Zufälligkeit aufweisen, zu einer geeigneten Zeit schnell zu erzeugen, wird vorzugsweise der Zählwert K, während der Empfangszeitperiode der Antwortdaten, bei einer Zeitgebung bzw. Zeit erfasst, die näher bei der Empfangsbeendigungszeit liegt.
3. Beschreibung der Prozesse, die in dem Master und in dem Slave ausgeführt werden zum Erzeugen der Zufallszahldaten
Unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme in den 3 bis 5 erfolgen Erklärungen bezüglich der verschiedenen Prozesse, die in dem Master und in dem Slave durchgeführt werden, um das oben genannte Zufallszahlerzeugungsverfahren, das unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde, zu realisieren.
Zuerst werden unter Bezugnahme auf 3 Erklärungen in Bezug auf den masterseitigen Schleifenzählerprozess, der von der CPU 36 der Motorsteuerung 32, die in dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 vorgesehen ist, gegeben; die CPU 36 arbeitet als Master.
Wenn die Motorsteuerung 32 mit elektrischer Leistung versorgt wird und ihren Betrieb startet, liest die CPU 36 als Master ein Programm für den masterseitigen Schleifenzählerprozess in 3 aus dem Flashspeicher 37 aus und führt dieses Programm aus.
Wenn der masterseitige Schleifenzählerprozess gestartet ist, inkrementiert bzw. erhöht der Master den Zählwert K des Schleifenzählers um eins in Schritt S10. Während des Betriebs führt der Master wiederholt diesen Prozess von Schritt S10 mit jedem Steuerungszyklus durch. Während der Master arbeitet, wird der Zählwert K des Schleifenzählers konstant mit dem Steuerungszyklus inkrementiert.
Als Nächstes wird der masterseitige Zufallszahlerzeugungsprozess, der von dem Master durchgeführt wird, unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Nach Beginn des Betriebs liest der Master ein Programm für den masterseitigen Zufallszahlerzeugungsprozess in 4 aus dem Flashspeicher 37 aus und führt dieses Programm aus, wenn ein Zeitpunkt erreicht wird, zu dem eine Zufallszahl notwendig wird. Ein derartiger Zeitpunkt ist beispielsweise ein Authentifizierungszeitpunkt unmittelbar nachdem ein Batteriepack 1 verbunden ist, oder ein vorbestimmter Authentifizierungszeitpunkt, während das Batteriepack 1 verbunden ist.
Wenn der masterseitige Zufallszahlerzeugungsprozess gestartet ist, bestimmt in Schritt S110 der Master, ob ein Übertragungsbeendigungsflag gesetzt ist, oder nicht. Dieses Übertragungsbeendigungsflag ist zu Setzen in Schritt S140, was später beschrieben wird. Wenn das Übertragungsbeendigungsflag gesetzt worden ist, wird der Prozess bei Schritt S150 fortgesetzt. Wenn das Übertragungsbeendigungsflag nicht gesetzt worden ist, wird dagegen der Prozess in Schritt S120 fortgesetzt.
In Schritt S120 überträgt der Master vorbestimmte Daten für die Zufallszahlerzeugung an den Slave. In Schritt S130 bestimmt der Master ob eine Übertragung aller Daten, die zu übertragen sind, abgeschlossen ist, oder nicht. Wenn die Übertragung aller Daten nicht beendet ist, kehrt der Prozess zu Schritt S110 zurück, und der Master überträgt weiterhin die Daten. Wenn die Übertragung aller Daten abgeschlossen ist, wird jedoch in Schritt S140 das Übertragungsbeendigungsflag gesetzt, und der Prozess kehrt dann zu Schritt S110 zurück.
Wenn der Prozess in Schritt S150 fortgesetzt wird, da in Schritt S110 bestimmt worden ist, dass das Übertragungsbeendigungsflag gesetzt ist, bestimmt der Master, ob Daten von dem Slave empfangen worden sind, oder nicht. Spezieller bestimmt der Master, ob ein Byte von Antwortdaten von dem Slave vollständig empfangen worden ist. Der Prozess kehrt zu Schritt S110 zurück, bis ein Byte von Antwortdaten empfangen ist. Wenn der Empfang von einem Byte von Antwortdaten beendet ist, wird der Prozess bei Schritt S160 fortgesetzt.
In Schritt S160 erfasst der Master einen gegenwärtigen Zählwert K des Schleifenzählers und speichert den erfassten Zählwert K als vorläufige Zufallszahldaten. In Schritt S170 bestimmt der Master, ob notwendige Teile der vorläufigen Zufallszahldaten erzeugt worden sind, oder nicht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt fünf Zählwerte K notwendig, um einen Satz von Zufallszahldaten zu erzeugen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient entsprechend der Bestimmungsprozess in Schritt S170 dazu zu bestimmen, ob fünf Zählwerte K erfasst und gespeichert worden sind, oder nicht. Wenn die notwendigen Teile der vorläufigen Zufallszahldaten noch nicht erzeugt worden sind, kehrt der Prozess zu Schritt S110 zurück. In diesem Fall wartet der Prozess auf neu empfangene ein Byte Antwortdaten in Schritt S150. Wenn ein Byte von Antwortdaten empfangen worden ist, wird der Prozess in Schritt S160 fortgesetzt, um den Zählwert K zu diesem Zeitpunkt zu erfassen und zu speichern.
Wenn der Master in Schritt S170 bestimmt, dass die notwendigen Teile der vorläufigen Zufallszahldaten erzeugt worden sind, wird das Übertragungsbeendigungsflag in Schritt S180 gelöscht, und dann wird der gegenwärtige masterseitige Zufallszahlerzeugungsprozess beendet.
Als Nächstes wird ein slaveseitiger Empfangsantwortprozess, der von dem Slave durchgeführt wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Nach Start des Betriebs liest der Slave ein Programm für den slaveseitigen Empfangsantwortprozess in 5 aus dem Flashspeicher 17 aus und führt dieses Programm wiederholt durch.
Wenn der slaveseitige Empfangsantwortprozess gestartet ist, bestimmt der Slave in Schritt S210, ob ein „Antwort-in-Arbeit”-Flag gesetzt worden ist. Dieses Antwort-in-Arbeit-Flag ist in Schritt S240 zu setzen, was später beschrieben wird. Wenn das Antwort-in-Arbeit-Flag gesetzt worden ist, wird der Prozess in Schritt S250 fortgesetzt. Wenn das Antwort-in-Arbeit-Flag dagegen nicht gesetzt worden ist, wird der Prozess in Schritt S220 fortgesetzt.
In Schritt S220 bestimmt der Slave, ob die vorbestimmten Daten für die Zufallszahlerzeugung von dem Master empfangen worden sind. Wenn die vorbestimmten Daten für die Zufallszahlerzeugung nicht empfangen worden sind, kehrt der Prozess zu Schritt S210 zurück. Wenn die vorbestimmten Daten für die Zufallszahlerzeugung empfangen worden sind, wird dagegen der Prozess in Schritt S230 fortgesetzt.
In Schritt S230 bestimmt der Slave, ob der Empfang einer vorbestimmten Anzahl von Sätzen (Anzahl von Bits) von Daten, wie vorgeschrieben für die Daten zur Zufallszahlerzeugung beendet bzw. abgeschlossen ist. Wenn der Empfang der vorbestimmten Anzahl von Sätzen von Daten nicht beendet ist, kehrt der Prozess zu Schritt S210 zurück, um den Empfang der Daten fortzusetzen. Wenn der Empfang der vorgeschriebenen Anzahl von Sätzen von Daten beendet ist, wird in Schritt S240 das Antwort-in-Arbeit-Flag gesetzt; dann kehrt der Prozess zu Schritt S210 zurück.
Wenn der Prozess zum Schritt S250 fortschreitet, da in Schritt S210 bestimmt worden ist, dass das Antwort-in-Arbeit-Flag gesetzt ist, sendet der Slave vorbestimmte Antwortdaten an den Master. In Schritt S260 bestimmt der Slave, ob das Senden aller Antwortdaten beendet ist, oder nicht. Wenn das Senden aller Antwortdaten nicht beendet ist, kehrt der Prozess zu Schritt S210 zurück und der Slave setzt das Senden fort. Wenn das Senden aller Antwortdaten beendet ist, wird das Antwort-in-Arbeit-Flag in Schritt S270 gelöscht; dann wird der gegenwärtige slaveseitige Empfangsantwortprozess beendet.
4. Wirkungen, etc. des ersten Ausführungsbeispiels
Wie oben beschrieben, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn Zufallszahldaten notwendig sind, sendet der Master die vorbestimmten Daten an den Slave, während der Schleifenzähler betrieben wird. Wenn der Slave die vorbestimmten Daten von dem Master empfangen hat, sendet der Slave Antwortdaten an den Master. Der Master erfasst sequenziell eine notwendige Anzahl von Zählwerten K (K1 bis K5 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel) zu vorbestimmten Erfassungszeiten während der Empfangsperiode der Antwortdaten, und verwendet diese Anzahl von Zählwerten K zum Erzeugen der notwendigen Zufallszahldaten.
Es entsteht eine Zeitunsicherheit (Zufallszahlelement) während einer Periode beginnend wenn der Master die Übertragungsdaten sendet, bis zum Empfang der Antwortdaten durch den Master. Folglich hat der Zählwert K, der während des Empfangs der Antwortdaten erfasst wird, eine hohe Zufälligkeit. Entsprechend kann selbst mit einem einfachen Aufbau der Master Zufallsdaten erzeugen, die eine hohe Zufälligkeit aufweisen.
Mindestens einer der Zeitpunkte, zu denen der Master die Zählwerte K des Schleifenzählers erfasst, ist ein Zeitpunkt (Zeit t15 in 2), bei dem ein Empfang der von dem Slave gesendeten Antwortdaten beendet bzw. vollständig abgeschlossen ist. Je später die Erfassungszeit ist, desto höher ist der Grad an Zufälligkeit in dem erfassten Zählwert K. Durch das Erfassen des Zählwerts K zu der Zeit der Beendigung des Empfangs der Antwortdaten können folglich Zufallszahldaten mit hoher Zufälligkeit erzeugt werden.
Darüber hinaus erfasst der Master die Zählwerte K bei einer Mehrzahl von Erfassungszeitpunkten, und verwendet die Mehrzahl der erfassten Zählwerte K zum Erzeugen der Zufallszahldaten. 2 verdeutlicht das Beispiel des Erzeugens eines Satzes von Zufallszahldaten mit fünf Zählwerten K. Wieviele Zählwerte K erfasst werden, kann jedoch geeignet bestimmt werden basierend auf einer Anzahl oder einer Größe (Anzahl von Bits, etc.) von notwendigen Zufallszahldaten, wie oben beschrieben.
Wie oben erwähnt wird durch das Verwenden einer Mehrzahl von Zählwerten K, die bei einer Mehrzahl von Erfassungszeiten erfasst werden, um einen Satz oder eine Mehrzahl von Sätzen von Zufallszahldaten zu erzeugen, eine größere Flexibilität bei der Erzeugung einer Zufallszahl erreicht. Es ist folglich möglich, eine gewünschte Zahl und Größe von Zufallszahldaten in einer einfachen und geeigneten Art und Weise zu erzeugen. Insbesondere ermöglicht die Erzeugung eines Satzes von Zufallszahldaten durch die Verwendung einer Mehrzahl von Zählwerten K eine Aufweitung einer Länge (beispielsweise Anzahl von Stellen, Zufälligkeit, etc.) einer Zufallszahl, die erzeugt werden kann.
Um eine Mehrzahl von Zählwerten K zu erfassen, ist darüber hinaus der Master ausgelegt zum Erfassen von jedem von der Mehrzahl von Zählwerten K während der Empfangsperiode der Antwortdaten (während einer Periode von t10 zu t15 in 2).
Darüber hinaus basiert jeder der Erfassungszeitpunkte auf einer Anzahl von empfangenen Bits der Antwortdaten (jeweils ein Byte in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel). Durch Erfassen einer notwendigen Anzahl von Zählwerten K, die auf der Anzahl von empfangenen Bits während des Empfangs der Antwortdaten basieren, kann die Mehrzahl der Zählwerte K in einer schnellen und sicheren Art und Weise erfasst werden. Folglich können gewünschte Zufallszahldaten unmittelbar und in einer sicheren Art und Weise erzeugt werden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet das elektrische Kraftwerkzeug 3 als Master; das Batteriepack 1, das in Bezug auf das elektrische Kraftwerkzeug 3 eine separate Komponente ist, und das zu verwenden ist, indem es an dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 angebracht bzw. angeschlossen wird, arbeitet als Slave. Die Erzeugung einer Zufallszahl wird also durchgeführt, indem eine Datenkommunikation zwischen diesen beiden Vorrichtungen verwendet wird, die ausgelegt sind, um voneinander unabhängig und separat zu sein. Folglich ist es möglich, eine Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit in einer einfacheren Art und Weise und kostengünstiger zu erzeugen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht das elektrische Kraftwerkzeug 3 einem Beispiel einer elektrischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung; das Batteriepack 1 entspricht einem Beispiel einer verbundenen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung; die CPU 36 (Master) des elektrischen Kraftwerkzeugs 3 entspricht einem Beispiel von einem Bearbeitungsanfrageteil, einem Empfangsteil, einem Zählteil und/oder einem Zufallszahlerzeugungsteil der vorliegenden Erfindung; und die CPU 16 (Slave) des Batteriepacks 1 entspricht einem Beispiel eines Objekts, von dem eine Bearbeitung angefordert wird, gemäß der vorliegenden Erfindung.
Der masterseitige Schleifenzählerprozess in 3 entspricht einem Beispiel eines Prozesses, der von dem Zählteil der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird. In dem masterseitigen Zufallszahlerzeugungsprozess in 4 entspricht der Prozess in S120 einem Beispiel eines Prozesses, der von dem Bearbeitungsanfrageteil der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, der Prozess in Schritt S150 entspricht einem Beispiel eines Prozesses, der von dem Empfangsteil der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, die Prozesse in S160 und S170 entsprechen einem Beispiel eines Prozesses, der von dem Zufallszahlerzeugungsteil der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Als Nächstes wird ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie in 6A gezeigt ist eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels als Funktion eines Batteriepacks 1a realisiert. Das Batteriepack 1a verwendet Zufallszahldaten, die von diesen selbst erzeugt werden zur Authentifizierung, die von einem Adapter 5 durchgeführt wird. Wenn auf eine Authentifizierungsanfrage von dem Adapter 5 speziell mit Antwortdaten geantwortet wird, addiert das Batteriepack 1a die Zufallszahldaten, die von dem Batteriepack 1a selbst erzeugt werden, zu den Antwortdaten hinzu.
Wie in 6A gezeigt ist das Batteriepack 1a ausgelegt, um an dem Adapter 5 angebracht und entfernt zu werden, und wird als eine Leistungsquelle für den Adapter 5 verwendet. Eine Hardwarekonfiguration des Batteriepacks 1a ist die gleiche, wie die des Batteriepacks 1 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Entsprechend werden in 6A die gleichen Komponenten des Batteriepacks 1a, wie diejenigen in 1, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Wenn das Batteriepack 1a angebracht bzw. verbunden ist, liest der Adapter 5 verschiedene Arten von Information, die in einer Batteriesteuerung 12a des Batteriepacks 1a gespeichert sind, und steuert eine Funktion, die in dem Adapter 5 vorgesehen ist, basierend auf der gelesenen Information.
Ein Beispiel der Funktion des Adapters 5 ist eine Steuerung eines elektrischen Stroms in einem LED-Licht (nicht gezeigt), das in dem Adapter 5 bereitgestellt ist. Der Adapter 5 ist ausgelegt, um an Batteriepacks mit verschiedener Nennspannung angeschlossen zu werden. Entsprechend liest der Adapter 5 Spannungsinformation, die in der Batteriesteuerung 12a des Batteriepacks 1a gespeichert ist, um einen elektrischen Strom, der an das LED-Licht zu liefern ist, derart zu steuern, dass der elektrische Strom konstant ist. Diese Funktion wird von der Adaptersteuerung 51 realisiert. Da der Aufbau und die Funktionen des Adapters 5 keine Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung sind, wird keine detaillierte Erläuterung des Adapters 5 an dieser Stelle gegeben.
Es gibt verschiedene Arten von Datenkommunikation zwischen einer CPU 16a und der Batteriesteuerung 12a und einem Überwachungs-IC 11a. Eine Art einer derartigen Datenkommunikation ist eine Datenkommunikation, um der CPU 16a zu erlauben, Batterieinformation (Spannung der Batterie 10, Zellenspannung jeder Batteriezelle 26 bis 29, Batterietemperatur, etc.) von dem Überwachungs-IC 11a zu erfassen.
Speziell überträgt die CPU 16a vorbestimmte Anfragedaten zur Anforderung der Batterieinformation an den Überwachungs-IC 11a. Bei Empfang der Anfragedaten sendet der Überwachungs-IC 11a Antwortdaten, die die angeforderte Batterieinformation enthalten, gemäß den Anfragedaten. Die CPU 16a empfängt die Antwortdaten von dem Überwachungs-IC 11a, um dadurch die gewünschte Batterieinformation zu erlangen.
Die CPU 16a erzeugt Zufallszahldaten durch Verwenden der oben genannten Datenkommunikation zur Erlangung der Batterieinformation. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeitet also in dem Batteriepack 1a die CPU 16a der Batteriesteuerung 12a als ein Master, während der Überwachungs-IC 11a als ein Slave arbeitet, wodurch Zufallszahldaten bei dem Master erzeugt werden.
In der gleichen Art und Weise, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, führt der Master den masterseitigen Schleifenzählerprozess in 3 durch, und den masterseitigen Zufallszahlerzeugungsprozess in 4, um eine Zufallszahl zu erzeugen. Übertragungsdaten, die von dem Master übertragen werden, sind jedoch nicht die Daten für die Zufallszahlerzeugung, sondern die oben genannten Übertragungsdaten, die normalerweise übertragen werden, um Batterieinformation zu erlangen.
In der gleichen Art und Weise, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, führt der Slave den slaveseitigen Empfangsantwortprozess in 5 durch, um für die Zufallszahlerzeugung Antwortdaten in Antwort auf die Übertragungsdaten von dem Master zu senden.
Wie oben beschrieben erzeugt innerhalb des Batteriepacks 1a die CPU 16a, die als Master arbeitet, Zufallszahldaten, indem eine Datenkommunikation mit dem Überwachungs-IC 11a, der als Slave arbeitet, verwendet wird. Entsprechend kann das Batteriepack 1a des vorliegenden Ausführungsbeispiels Zufallszahldaten, die eine hohe Zufälligkeit aufweisen, selbst mit einem einfachen Aufbau alleine durch das Batteriepack 1a erzeugt.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Aufbau beschrieben, bei dem der Master und der Slave innerhalb des Batteriepacks 1a vorgesehen sind, und die Erzeugung der Zufallszahldaten alleine durch das Batteriepack 1a realisiert ist. Der Aufbau kann jedoch derart sein, wie in 6B gezeigt, dass eine CPU 50b innerhalb einer Adaptersteuerung 51b eines Adapters 5b als ein Master arbeitet, und eine CPU 16b einer Batteriesteuerung 12b innerhalb eines Batteriepacks 1b als ein Slave arbeitet, wodurch dem Master erlaubt wird, Zufallszahldaten durch eine bidirektionale Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave zu erzeugen. Darüber hinaus kann der Aufbau derart sein, dass der Master und der Slave in 6B vertauscht sind; also wie in 6C gezeigt, eine CPU 16c einer Batteriesteuerung 12c innerhalb eines Batteriepacks 1c als ein Master arbeitet, und eine CPU 50c innerhalb einer Adaptersteuerung 51c eines Adapters 5c als ein Slave arbeitet, wodurch dem Master erlaubt wird, Zufallszahldaten durch bidirektionale Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave zu erzeugen.
In den Ausführungsbeispielen in den 6A und 6C entsprechen die Batteriepacks 1a und 1c einem Beispiel einer elektrischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung. In dem Ausführungsbeispiel in 6B entspricht der Adapter 5b einem Beispiel einer elektrischen Vorrichtung der vorliegenden Erfindung.
[Drittes Ausführungsbeispiel]
Als Nächstes wird das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Erklärungen gegeben, indem die Verbindungskonfiguration des Batteriepacks 1 und des elektrischen Kraftwerkzeugs 3 in dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 1 gezeigt, verwendet wird.
Eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist realisiert als eine Funktion des elektrischen Kraftwerkzeugs 3. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist beschrieben worden, dass die Komponenten in dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 als Master arbeiten und die Komponenten in dem Batteriepack 1 als Slave arbeiten, und dass als ein Ergebnis einer bidirektionalen Kommunikation zwischen dem Master und dem Slave Zufallszahldaten bei dem Master erzeugt werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 7 gezeigt, werden jedoch die Zufallszahldaten durch eine Datenkommunikation innerhalb einer Motorsteuerung 32a eines elektrischen Kraftwerkzeugs 3a erzeugt.
Spezieller, wie in 7 gezeigt, ist die Motorsteuerung 32a mit einer CPU 36a, einem Flashspeicher 37a, einem RAM 38a, einem A/D-Wandler 39a, einer I/O-Schnittstelle 40a, usw., bereitgestellt, die über einen Bus verbunden sind. Die CPU 36a führt eine geeignete Datenkommunikation mit verschiedenen Peripheriegeräten (Peripherieeinrichtungen) durch, die innerhalb der Motorsteuerung 32a vorgesehen sind. Die verschiedenen Peripheriegeräte sind Komponenten, wie beispielsweise Flashspeicher 37a, das RAM 38a, der A/D-Wandler 39a und die I/O-Schnittstelle 40a.
Bei der Datenkommunikation zwischen der CPU 36a und den verschiedenen Peripheriegeräten kann eine Zeit, die für die Datenkommunikation notwendig ist, von einer vordefinierten Zeit abweichen, beispielsweise aufgrund einer Bedingung bzw. eines Zustands eines Datenübertragungswegs zwischen der CPU 36a und den Peripheriegeräten, oder aufgrund einer Schwankung in der Datenbearbeitungszeit in der CPU 36a und/oder den Peripheriegeräten.
Diese Abweichung ist ein Zufallszahlelement. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet die CPU 36a ein Zufallszahlelement, das in der Datenkommunikation zwischen der CPU 36a selbst und den Peripheriegeräten erzeugt wird, um Zufallszahldaten zu erzeugen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Peripheriegerät, mit dem die CPU 36a eine Datenkommunikation durchführt zur Erzeugung einer Zufallszahl ein Flashspeicher 37a. Die CPU 36a greift auf den Flashspeicher 37a zu verschiedenen Zeiten zu, um Anweisungen bzw. Befehle für verschiedene Prozesse zu geben, beispielsweise Lesen, Schreiben oder Löschen der gespeicherten Inhalte. Bei Empfang der verschiedenen Befehle von der CPU 36a führt der Flashspeicher 37a Prozesse gemäß den Befehlen durch. Während der Prozess in dem Flashspeicher 37a durchgeführt wird, greift die CPU 36a entsprechend auf den Flashspeicher 37a zu, um den Status des Prozesses zu bestätigen, oder notwendige Daten zu übertragen. Wenn der befohlene Prozess in dem Flashspeicher 37a abgeschlossen bzw. beendet ist, wird der Zugriff von der CPU 36a auf den Flashspeicher 37a beendet.
Es gibt eine Zeitperiode beginnend, wenn die CPU 36a die verschiedenen Befehle an den Flashspeicher 37a gibt, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Zugriff von der CPU 36a auf den Flashspeicher 37a beendet ist, nachdem die befohlenen Prozesse abgeschlossen sind; diese Zeitperiode variiert aufgrund der oben genannten verschiedenen Faktoren und besitzt folglich ein Zufallszahlelement. Von den verschiedenen Prozessen variiert insbesondere bei dem Prozess des Löschens gespeicherter Inhalte in dem Flashspeicher 37a eine Zugriffszeit der CPU 36a stärker als bei anderen Prozessen, wie beispielsweise dem Lesen, Schreiben, etc. von Daten, und der Grad von Zufälligkeit ist relativ zu den anderen Prozessen am Größten bzw. Besten.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fordert folglich die CPU 36a den Flashspeicher 37a auf, vorbestimmten Daten zu löschen, wenn eine Zufallszahl erzeugt wird. Wie in 8 verdeutlicht, fordert speziell die CPU 36a den Flashspeicher 37a auf, einen Prozess durchzuführen (also Löschen von Daten) bei einer vorbestimmten Zeit (Zeit t1), bei der die Erzeugung einer Zufallszahl notwendig ist. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel arbeitet hier der Schleifenzähler, um konstant zu laufen.
Nach dem Anfordern des Prozesses an den Flashspeicher 37a löscht die CPU 36a Daten, während geeignet auf den Flashspeicher 37a zugegriffen wird. Zum Zeitpunkt t2 ist das Löschen der Daten in dem Flashspeicher 37a beendet und eine Antwort, die die Beendigung anzeigt, wird an die CPU 36a gesendet, wodurch der Zugriff auf den Flashspeicher 37a von der CPU 36a abgeschlossen wird. In diesem Fall wird ein Zählwert K1 des Schleifenzählers zum Zeitpunkt t2 als Zufallszahldaten erfasst.
Bezug nehmend auf das Flussdiagramm in 9 wird ein Zufallszahlerzeugungsprozess, der von der CPU 36a der Motorsteuerung 32a in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, beschrieben. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel führt die CPU 36a den masterseitigen Schleifenzählerprozess in 3 gleichzeitig mit dem Zufallszahlerzeugungsprozess in 9 durch, um so kontinuierlich einen Zählvorgang des Schleifenzählers durchzuführen.
Wenn der Zufallszahlerzeugungsprozess, wie in 9 gezeigt, gestartet ist in Schritt S310, befiehlt die CPU 36a der Motorsteuerung 32a dem Flashspeicher 37a, vorbestimmte Daten zu löschen. In S320 wird bestimmt, ob das Löschen beendet ist, oder nicht. Bis das Löschen beendet ist, wird der Bestimmungsprozess in S320 wiederholt.
Wenn bestimmt wird, dass das Löschen beendet worden ist (Zugriff ist beendet worden) basierend auf der Antwort bezüglich der Beendigung von dem Flashspeicher 37a in Schritt S330, erfasst die CPU 36a einen gegenwärtigen Zählwert K des Schleifenzählers und speichert den erfassten Zählwert K als Zufallszahldaten.
Wenn eine Mehrzahl von Teilen der Zufallszahldaten, die jeweils ein Byte groß sind, notwendig ist, um gewünschte Zufallszahldaten zu erzeugen, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel, kann die CPU 36a ein Löschen der Daten in dem Flashspeicher 37a bei einer notwendigen Mehrzahl von Zeitpunkten befehlen. Alternativ kann der Zählwert K bei einer notwendigen Mehrzahl von Zeitpunkten während einer Periode erfasst werden, die beginnt mit dem Start bis zur Beendigung des Zugriffs auf den Flashspeicher 37a, wodurch die gewünschten Zufallszahldaten erzeugt werden, indem die notwendige Mehrzahl von Zählwerten K verwendet wird.
Wie oben beschrieben verwendet in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel innerhalb der Motorsteuerung 32a des elektrischen Kraftwerkzeugs 3a die CPU 36a eine Datenkommunikation mit Peripheriegeräten, um Zufallszahldaten zu erzeugen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist speziell ein Aufbau derart gewählt, dass der Flashspeicher 37a als Peripheriegerät für die Zufallszahlerzeugung verwendet wird, und Zufallszahldaten werden erzeugt, indem ein Zufallszahlelement verwendet wird, in einem Fall, bei dem ein Befehl zum Löschen der Daten an den Flashspeicher 37a gegeben wird, eine Zufallszeit umfasst bzw. zufällig ist. Auch in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es entsprechend möglich, eine Zufallszahl mit hoher Zufälligkeit mittels eines einfachen Aufbaus zu erzeugen.
Der Prozess, der von der CPU 36a in dem Flashspeicher 37a zur Zufallszahlerzeugung angefordert wird, ist nicht auf ein Löschen der Daten beschränkt, sondern kann andere Prozesse umfassen, beispielsweise Lesen, Schreiben, etc. von Daten. Darüber hinaus kann das Peripheriegerät, das ein Objekt ist, an das zum Erzeugen von Zufallszahlen die CPU 36a eine Anfrage zur Durchführung einer Bearbeitung gestellt wird, andere Peripheriegeräte umfassen, die andere sind als der Flashspeicher 37a.
Wenn die CPU 36a eine Bearbeitungsanfrage an das Peripheriegerät bei einer Mehrzahl von Zeitpunkten gibt, sind darüber hinaus die Inhalte in jedem der angeforderten Prozesse nicht notwendigerweise gleich, sondern können voneinander verschieden sein. Beispielsweise können unterschiedliche Prozesse angefordert werden, so dass die erste Anfrage eine Datenlöschanfrage ist, die zweite Anfrage eine Datenschreibanfrage, die dritte Anfrage eine Datenleseanfrage, etc.
[Viertes Ausführungsbeispiel]
Als Nächstes wird das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Erklärungen gegeben, indem der Verbindungsaufbau des Batteriepacks 1 und des elektrischen Kraftwerkzeugs 3 in dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet wird, wie in 1 gezeigt.
Eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird realisiert als eine Funktion des elektrischen Kraftwerkzeugs 3. In dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in 2 gezeigt, erfasst zu jedem Zeitpunkt, zu dem der Master ein Byte von Antwortdaten von dem Slave empfängt, der Master einen Zählwert K des Schleifenzählers. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfasst jedoch der Master einen Zählwert K basierend auf einer Änderung eines Pegels einer empfangenen Spannung („empfangener Spannungspegel”) der Antwortdaten von dem Slave.
Aufgrund eines elektrischen Aufbaus werden also die Antwortdaten von dem Slave als eine Änderung zwischen zwei Spannungspegeln empfangen: hoher Pegel (im Folgenden als „H-Pegel” bezeichnet) und niedriger Pegel (im Folgenden als „L-Pegel” bezeichnet). Der Master überwacht eine Änderung eines empfangenen Spannungspegels und zählt die Änderung von „H-Pegel” zu „L-Pegel” (im Folgenden als „H-zu-L-Flankenänderung” bezeichnet) in dem empfangenen Spannungspegel. Jedes Mal, wenn eine gezählte Anzahl von H-zu-L-Flankenänderungen geradzahlig wird, erfasst der Master einen Zählwert K des Schleifenzählers zum Zeitpunkt des Auftretens der geraden Anzahl.
Speziell, wie in 10 gezeigt, nachdem zum Zeitpunkt t10 der Empfang der Antwortdaten gestartet ist, detektiert der Master eine H-zu-L-Flankenänderung in den Antwortdaten und zählt eine Anzahl von H-zu-L-Flankenänderungen.
Wenn die zweite H-zu-L-Flankenänderung zum Zeitpunkt t11 auftritt, erfasst und speichert der Master einen Zählwert K11 des Schleifenzählers zu diesem Zeitpunkt t11. Wenn die vierte H-zu-L-Flankenänderung zum Zeitpunkt t12 auftritt, erfasst und speichert der Master einen Zählwert K12 des Schleifenzählers zu diesem Zeitpunkt t12.
Ähnlich erfasst und speichert der Master einen Zählwert K13 des Schleifenzählers zum Zeitpunkt t13, bei dem die sechste H-zu-L-Flankenänderung auftritt; der Master erfasst und speichert einen Zählwert K14 des Schleifenzählers zum Zeitpunkt t14, bei dem die achte H-zu-L-Flankenänderung auftritt; und der Master erfasst und speichert einen Zählwert K15 des Schleifenzählers zum Zeitpunkt t15, bei dem die zehnte H-zu-L-Flankenänderung auftritt.
Der Master verwendet diese fünf erfassten Zählwerte K11 bis K15, um einen Satz von Zufallszahldaten in der gleichen Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zu erzeugen. Ein Satz oder eine Mehrzahl von Sätzen von Zufallszahldaten können also erzeugt werden, indem jeder der Zählwerte K11 bis K15 kombiniert wird. Alternativ kann jeder der Zählwerte K11 bis K15 unabhängig als Zufallszahldaten verwendet werden.
Der masterseitige Zufallszahlerzeugungsprozess, der von der CPU 36 der Motorsteuerung 32 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 11 beschrieben.
Wenn der masterseitige Zufallszahlerzeugungsprozess, wie in 11 gezeigt, gestartet ist, bestimmt die CPU 36 der Motorsteuerung 32 in Schritt S410, ob ein Übertragungsbeendigungsflag gesetzt ist, oder nicht. Wenn das Übertragungsbeendigungsflag gesetzt ist, wird der Prozess in Schritt S450 fortgesetzt. Wenn das Übertragungsbeendigungsflag nicht gesetzt ist, wird der Prozess in Schritt S420 fortgesetzt und vorbestimmte Daten für die Zufallszahlerzeugung werden an den Slave übertragen. Die Prozesse in S420 bis S440 sind die gleichen wie diejenigen in S120 bis S140 in 4 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Wenn die Übertragung der Daten an den Slave beendet ist, wird das Übertragungsbeendigungsflag gesetzt (S440).
Wenn der Prozess in S450 fortgesetzt wird, da in Schritt 410 bestimmt worden ist, dass das Übertragungsbeendigungsflag gesetzt ist, bestimmt die CPU 36, ob eine H-zu-L-Flankenänderung in einem Pegel einer empfangenen Spannung der Antwortdaten detektiert worden ist. Wenn keine H-zu-L-Flankenänderung detektiert wird, kehrt der Prozess zu S410 zurück. Wenn jedoch die H-zu-L-Flankenänderung detektiert wird, wird der Prozess bei Schritt S460 fortgesetzt.
In S460 bestimmt die CPU 36, ob die Anzahl von Detektionen von H-zu-L-Flankenänderungen seit dem Start des Empfangens der Antwortdaten geradzahlig ist. Wenn die Anzahl von Detektionen nicht geradzahlig ist, kehrt der Prozess zu Schritt S410 zurück. Wenn die Detektionsanzahl geradzahlig ist, wird der Prozess in S470 fortgesetzt. In S470 erfasst die CPU 36 einen gegenwärtigen Zählwert K des Schleifenzählers und speichert den erfassten Zählwert K als vorläufige Zufallszahldaten. In S480 bestimmt die CPU 36 in der gleichen Art und Weise wie in S170 in 4., ob erforderliche Teile der vorläufigen Zufallszahldaten erzeugt worden sind. Wenn die notwendigen Teile der vorläufigen Zufallszahldaten noch nicht erzeugt worden sind, kehrt der Prozess zu S410 zurück. Wenn in S480 bestimmt wird, dass die erforderlichen Teile der vorläufigen Zufallszahldaten in Schritt S490 erzeugt worden sind, wird das Übertragungsbeendigungsflag gelöscht; dann wird der gegenwärtige masterseitige Zufallszahlerzeugungsprozess beendet.
Wie oben beschrieben erfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu jedem Zeitpunkt, zu dem eine H-zu-L-Flankenänderung in den Antwortdaten von dem Slave geradzahlig oft auftritt, der Master einen Zählwert K zum Zeitpunkt des Auftretens der geraden Anzahl, um die Zufallszahldaten zu erzeugen. Wenn die Antwortdaten keine vorbestimmten Daten sind, sondern Daten, die sich in Abhängigkeit von einer Bedingung, einem Zustand, etc. in dem Slave zum Zeitpunkt einer Antwort ändern, wird ein Zufallszahlelement in den Antwortdaten selbst erzeugt. Zusätzlich zu einem Zufallszahlelement einer Antwortperiode beginnend, wenn der Master Daten an den Slave überträgt, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem der Master die Antwortdaten empfängt, wird ein Zufallszahlelement erzeugt aufgrund einer Änderung (Unsicherheit) in den Antwortdaten selbst.
Der Master in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann folglich eine Zufallszahl erzeugen, die eine Zufälligkeit aufweist, die größer als diejenigen in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist.
Antwortdaten, die ein Zufallszahlelement enthalten, können beispielsweise Daten sein, die eine Spannung der Batterie 10 oder eine Zellenspannung von jeder der Batteriezellen 26 bis 29 etc. angeben. Darüber hinaus ist es lediglich ein Beispiel, einen Zählwert K zu jedem Zeitpunkt zu erfassen, bei dem eine H-zu-L-Flankenänderung der Antwortdaten eine gerade Anzahl von Zeitpunkten auftritt, wie oben beschrieben. Die Erfassung kann zu jedem Zeitpunkt einer ungeraden Anzahl oder einer vorbestimmten Anzahl von H-zu-L-Flankenänderungen durchgeführt werden.
Ein Zählwert K kann erfasst werden nicht nur basierend auf einer Anzahl von Zeitpunkten des Auftretens von H-zu-L-Flankenänderungen, sondern ferner basierend auf einer Anzahl von Zeitpunkten der Detektion einer zeitlichen Änderung der Antwortdaten, die sich von einem L-Pegel zu einem H-Pegel ändern. Solange eine Erfassungszeitgebung bzw. Erfassungszeit eines Zählwerts K geeignet festgelegt werden kann in Abhängigkeit von einer Änderung in einem Spannungspegel der Antwortdaten, kann eine spezielle Art und Weise des Festlegens der Erfassungszeit in verschiedener Weise berücksichtigt werden.
[Anderes Ausführungsbeispiel]

(1) In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel überträgt der Master spezielle Daten zur Zufallszahlerzeugung an den Slave und der Slave antwortet dann darauf, wodurch Zufallszahldaten erzeugt werden. Die Daten, die von dem Master übertragen werden, müssen jedoch keine speziellen Daten sein für die Zufallszahlerzeugung. Solange die Übertragungsdaten ausgelegt sind, um den Slave zu veranlassen, eine Antwort zu senden in Reaktion auf derartige Übertragungsdaten von dem Master, können verschiedene Übertragungsdaten übertragen werden, um Zufallszahldaten zu erzeugen.

Darüber hinaus sind Inhalte und Formate, etc. der Antwortdaten, die der Slave in Antwort auf die Übertragungsdaten von dem Master sendet, nicht auf diejenigen in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen beschränkt. Solange der Master eine notwendige Anzahl von Zählwerten K zu einer entsprechenden Zeit erfassen kann basierend auf den Antwortdaten von dem Slave, kann der Slave Antwortdaten übertragen, die verschiedene Inhalte haben und in verschiedenen Formaten vorliegen.

(2) Es kann geeignet bestimmt werden, bei welcher Zeit während des Empfangs der Antwortdaten von dem Slave der Master einen Zählwert K des Schleifenzählers erfasst. Andere als die Zeitpunkte in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können verwendet werden, beispielsweise kann der Master einen Zählwert K bei einer Zeit erfassen, wenn der Empfang der Antwortdaten gestartet wird, oder bei einer vorbestimmten Zeit, nachdem der Empfang der Antwortdaten beendet ist (beispielsweise nachdem eine vorbestimmte Zeitperiode nach Beendigung des Empfangs der Antwortdaten verstrichen ist).

Wenn eine Mehrzahl von Zählwerten K notwendig ist, kann auch geeignet bestimmt werden, zu welcher Zeit und in welchem Zeitintervall jeder von der Mehrzahl von Zählwerten K erfasst wird. In dem ersten Ausführungsbeispiel liegt beispielsweise ein derartiger Aufbau vor, bei dem ein ganzer Satz von Antwortdaten in Antwort auf einen Satz von Übertragungsdaten gesendet wird, wobei das Erfassen einer notwendigen Anzahl von Zählwerten K bei einer Mehrzahl von Zeitpunkten durchgeführt wird (beispielsweise zu jedem Zeitpunkt, zu dem ein Byte von Antwortdaten empfangen worden ist, in dem obigen Ausführungsbeispiel).
Es ist jedoch nicht notwendig, die vollständige erforderliche Anzahl von Zählwerten K während des Empfangs des einen Satzes von Antwortdaten zu erfassen. Es kann ferner sein, dass die Übertragungsdaten bei einer Mehrzahl von Zeitpunkten übertragen werden, und dass dann Antwortdaten in Antwort auf derartige Übertragungsdaten bei der jeweiligen Mehrzahl von Zeitpunkten empfangen werden, wodurch die notwendige Anzahl von Zählwerten K als Ganzes erfasst wird. Beispielsweise kann folgender Aufbau möglich sein: von einem Teil der Antwortdaten wird nur ein Zählwert K erfasst; wenn eine bestimmte Mehrzahl von Zählwerten K notwendig ist, werden Übertragungsdaten bei der bestimmten Mehrzahl von Zeitpunkten übertragen; und zu jedem Zeitpunkt, zu dem die Antwortdaten gesendet werden in Antwort auf die Übertragungsdaten, wird ein Zählwert K erfasst.
Die Erfassungszeit eines Zählwerts K in jedem der obigen Ausführungsbeispiele ist lediglich beispielhaft. Solange es möglich ist, eine Erfassungszeit basierend auf den Antwortdaten von dem Slave zu bestimmten und den Zählwert K basierend auf einer derartigen Erfassungszeit zu erfassen, kann der Zählwert K bei irgendeiner Erfassungszeit erfasst werden. Es kann geeignet bestimmt werden, wie viele Teile von Antwortdaten zu verwenden sind, um eine Zufallszahl zu erzeugen.

(3) Als ein Verfahren zum Erzeugen einer Zufallszahl, die eine Anzahl von Bits aufweist, die größer ist als eine Anzahl von Bits (ein Byte in dem obigen Ausführungsbeispiel) des Schleifenzählers, verdeutlicht das oben beschriebene Ausführungsbeispiel ein Verfahren, bei dem eine notwendige Anzahl von Zählwerten K des Schleifenzählers von einem Byte erfasst wird und diese Zählwerte K kombiniert werden, um eine Zufallszahl zu erzeugen; dieses Verfahren ist jedoch lediglich beispielhaft. Beispielsweise kann es möglich sein, einen Zähler zu verwenden, der in der Lage ist, eine Anzahl von Bits zu zählen, die gleich oder größer ist als eine Anzahl von Bits einer Zufallszahl, die zu erzeugen ist.

Darüber hinaus kann Folgendes geeignet bestimmt werden: um eine Zufallszahl mit einer bestimmten Anzahl von Bits zu erzeugen, wird bestimmt was für ein Zähler mit wie vielen Bits verwendet wird, wie viele Zählwerte K verwendet werden, und in einem Fall, bei dem eine Zufallszahl basierend auf einer Mehrzahl von Zählwerten K erzeugt wird, wie diese Mehrzahl von Zählwerten K kombiniert wird.

(4) Obwohl in den obigen Ausführungsbeispielen der Schleifenzähler als ein Softwarezähler durch die CPU gebildet wird, ist dieser Aufbau lediglich beispielhaft. Der Schleifenzähler kann beispielsweise als ein Hardwarezähler ausgebildet sein. Ein spezieller Aufbau des Schleifenzählers soll nicht speziell einschränkend sein.
(5) Die Antwortdaten selbst, die von dem Slave gesendet werden, müssen nicht notwendigerweise digitale Daten sein und können ein analoges Signal sein. Wenn die Antwortdaten, die von dem Slave gesendet werden, ein analoges Signal senden, kann beispielsweise das analoge Signal A/D-gewandelt werden innerhalb eines Mikrocomputers, der in dem Master vorgesehen ist, und die Antwortdaten können nach der A/D-Umwandlung von dem Master verarbeitet werden.
(6) Eine Betriebsstartzeit des Schleifenzählers ist nicht notwendigerweise eine Zeit, bei der die CPU den Betrieb startet, und kann beispielsweise folgende Zeiten umfassen: eine vorbestimmte Zeit während einer Periode, die beginnt, wenn die CPU den Betrieb startet, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die CPU eine Datenübertragung startet; eine vorbestimmte Zeit während der Datenübertragung; und eine Zeit, nachdem eine vorbestimmte Zeit nach Beendigung der Datenübertragung verstrichen ist. Um eine Zufallszahl mit einem hohen Grad an Zufälligkeit zu erzeugen, kann jedoch die Betriebsstartzeit des Schleifenzählers vorzugsweise früher sein als eine Zeit, bei der der Empfang der Antwortdaten von dem Slave gestartet wird; noch vorzugsweiser kann die Betriebsstartzeit des Schleifenzählers vor dem Start der Datenübertragung sein.

Darüber hinaus ist es nicht wesentlich, den Schleifenzähler konstant zu betreiben. Der Schleifenzähler kann geschaltet werden zwischen einem Betriebszustand und einem Nicht-Betriebszustand, je nach Bedarf; beispielsweise kann der Schleifenzähler einen Zählbetrieb starten, wenn es notwendig ist (also wenn die Erzeugung einer Zufallszahl notwendig ist), und nachdem die notwendige Anzahl von Zufallszahlen erzeugt worden ist, kann der Betrieb des Schleifenzählers gestoppt werden.

(7) Obwohl in dem obigen Ausführungsbeispiel ein Beispiel verdeutlicht worden ist, bei dem das Batteriepack 1 an dem elektrischen Kraftwerkzeug 3 angebracht ist (siehe 1), und ein Beispiel, bei dem das Batteriepack 1 an dem Adapter 5 angebracht ist (siehe 6), sind derartige Kombinationen dieser Geräte lediglich beispielhaft.

Wie in 12 gezeigt kann beispielsweise die vorliegende Erfindung für ein Beispiel verwendet werden, bei dem das Batteriepack 1 an dem Batterieladegerät 7 angebracht ist. Das Batteriepack 1 in 12 ist das gleiche wie das in 1. Das Batterieladegerät 7 ist eine Vorrichtung zum Laden der Batterie 10 des Batteriepacks 1.
Das Batterieladegerät 7, wie in 12 gezeigt, ist mit einer Gleichrichterschaltung 71, einer Ladeschaltleistungsversorgungsschaltung 72, einer Ladesteuerung 73, einer Steuerungsleistungsversorgungsschaltung 74, einem positiven Elektrodenanschluss 81, einem negativen Elektrodenanschluss 82, einem gemeinsamen Kommunikationsanschluss 83 und einem Ladesteuerungskommunikationsanschluss 85 bereitgestellt.
Die Gleichrichterschaltung 71 richtet eine Wechselspannung gleich, die von einer AC(Wechselstrom)-Leistungsquelle geliefert wird, beispielsweise von einer herkömmlichen Leistungsquelle. Ein derartig gleichgerichtetes Ausgangssignal wird an die Ladeschaltleistungsversorgungsschaltung 72 und die Steuerungsleistungsversorgungsschaltung 74 ausgegeben.
Die Ladeschaltleistungsversorgungsschaltung 72 ist eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, die eine Gleichstromladeleistung erzeugt, um die Batterie 10 zu laden, basierend auf einem Ausgang von der Gleichrichterschaltung 71. Die Ladeschaltleistungsversorgungsschaltung 72 wird von der Ladesteuerung 73 antriebsgesteuert.
Die Steuerungsleistungsversorgungsschaltung 74 ist eine Schaltleistungsversorgungsschaltung, die eine vorbestimmte Steuerungsspannung basierend auf einer Ausgabe von der Gleichrichterschaltung 71 erzeugt. Die Steuerungsspannung, die von der Steuerungsleistungsversorgungsschaltung 74 erzeugt wird, wird als Leistungsquelle zum Betreiben der Ladesteuerung 73 verwendet.
Die Ladesteuerung 73 besteht aus einem Mikrocomputer, der mit einer CPU 76, einem Flashspeicher 77 und mit anderen Bauteilen bereitgestellt ist, wie in der Batteriesteuerung 12 in dem Batteriepack 1.
Nachdem die Ladesteuerung gestartet ist, wenn die Ladesteuerung 73 ein Ladebeendigungssignal von der Batteriesteuerung 12 in dem Batteriepack 1 über den Ladesteuerungskommunikationsanschluss 85 empfängt, unterbricht die Ladesteuerung 73 die Ladesteuerung. Die Ladesteuerung 73 ist ausgelegt, um in der Lage zu sein, eine Datenkommunikation der Batteriesteuerung 12 in dem Batteriepack 1 über den gemeinsamen Kommunikationsanschluss 83 durchzuführen.
Mit den oben genannten Konfigurationen als Basis enthält die Ladesteuerung 73 ferner eine Batteriepackauthentifizierungsfunktion, die authentifiziert, ob das Batteriepack 1 ein geeignetes Batteriepack ist. Wenn durch die Batteriepackauthentifizierungsfunktion bestimmt wird, dass das Batteriepack 1 ein geeignetes ist, führt die Ladesteuerung 73 ein Laden bzw. eine Ladesteuerung der Batterie 10 durch.
Die Batteriepackauthentifizierungsfunktion durch die Ladesteuerung 73 ist die gleiche wie die Batteriepackauthentifizierungsfunktion durch das elektrische Kraftwerkzeug 3 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die CPU 76 der Ladesteuerung 73 arbeitet also als ein Master und die CPU 16 der Batteriesteuerung 12 arbeitet als Slave; die Datenkommunikation zwischen dem Master und dem Slave wird in der gleichen Art und Weise wie in dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt, wodurch Zufallszahldaten erzeugt werden. Die erzeugten Zufallszahldaten werden zur Authentifizierung des Batteriepacks verwendet.
Wie oben beschrieben arbeitet in der Kombination des Batterieladegeräts 7 und des Batteriepacks 1 das Batterieladegerät 7 als Master und das Batteriepack 1 als Slave, und die Erzeugung einer Zufallszahl kann in dem Master durchgeführt werden, ähnlich wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Die vorliegende Erfindung kann angewendet werden für Kombinationen, die andere sind als die oben genannten Kombinationen der verschiedenen Vorrichtungen und Geräte.

(8) In jedem der oben genannten Ausführungsbeispiele ist eine Konfiguration beschrieben, bei der die Funktion des Masters durch eine von der CPU durchgeführte Softwarebearbeitung realisiert ist. Es ist jedoch nicht notwendig, die Funktion des Masters durch Softwarebearbeitung zu realisieren. Ein Teil oder die gesamte Funktion des Masters kann durch Hardware realisiert werden.
(9) Als ein Beispiel zum Erzeugen einer Zufallszahl durch eine Datenkommunikation innerhalb eines einzelnen Geräts verdeutlicht das zweite Ausführungsbeispiel die Datenkommunikation zwischen der Batteriesteuerung 12a und dem Überwachungs-IC 11a innerhalb des Batteriepacks 1a. Dieses Beispiel ist jedoch lediglich ein Beispiel. Es ist möglich, eine Zufallszahl in einer Vorrichtung bzw. einem Gerät zu erzeugen, das ein anderes ist als das Batteriepack 1a, indem die Datenkommunikation innerhalb dieser Vorrichtung verwendet wird.
(10) Als eine Zufallszahlerzeugungsregel zum Erzeugen einer Zufallszahl durch Kombinieren einer Mehrzahl von Zählwertert K können verschiedene Regeln in Betracht gezogen werden, die andere sind als diejenigen, die in den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden. Im Gegensatz zu dem ersten Ausführungsbeispiel kann beispielsweise der erfasste Zählwert K auf einer Seite eines MSB ausgerichtet bzw. angeordnet sein. Darüber hinaus kann beispielsweise die Erzeugung einer Zufallszahl mittels einer vorbestimmten Berechnung durchgeführt werden, indem eine Mehrzahl von Zählwerten K verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung soll nicht auf bestimmte Vorrichtungen und Aufbauten, etc. beschränkt sein, die in den obigen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, sondern kann in verschiedenen Formen implementiert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Eine Form, bei der ein Teil der Konfigurationen in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen weggelassen ist, soweit die Probleme gelöst werden können, ist als Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit umfasst. Darüber hinaus ist eine Form als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst, die konfiguriert ist, um geeignet eine Mehrzahl der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele zu kombinieren.
Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Merkmale die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, dazu gedacht sind, getrennt und unabhängig voneinander zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung, unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen, offenbart zu werden. Es wird ausdrücklich erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Gesamtheiten jeden möglichen Zwischenwert und jede Zwischengesamtheit zum Zwecke der ursprünglichen Offenbarung und ebenso zum Zwecke des Beschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren. Insbesondere wird ausdrücklich erklärt, dass das elektrische Kraftwerkzeug, das Ladegerät, der Adapter und das Batteriepack unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination miteinander als zu der Erfindung gehörend anzusehen und entsprechend beansprucht werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7941865 [0003, 0004, 0005]

Claims

Elektrokraftwerkzeuganordnung, mit a) einem elektrischen Kraftwerkzeug, das einen Elektromotor (3) und einen Batterieanbringungsbereich, der angepasst ist zum Anbringen eines Batteriepacks, aufweist, b) einem wiederaufladbaren Batteriepack (1), und c) einer Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7), die ein Bearbeitungsanfrageteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Durchführen einer Anfrage für eine vorbestimmte Bearbeitung an ein Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, ein Empfangsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Empfangen einer Antwort von dem Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, in Antwort auf die Anfrage, ein Zählteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Durchführen einer Zähloperation zum Inkrementieren oder Dekrementieren eines Zählwerts mit einem vorbestimmten Zyklus, wobei die Zähloperation mindestens vor dem Empfang der Antwort gestartet wird, und ein Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Erfassen von mindestens einem Zählwert des Zählteils (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) bei mindestens einer vorbestimmten Erfassungszeit nach dem Starten des Empfangs der Antwort, und zum Erzeugen einer Zufallszahl durch Verwenden des mindestens einen erfassten Zählwerts, aufweist.
Ladeanordnung für ein wiederaufladbares Batteriepack, mit einem Batterieladegerät (7), das einen Batterieanbringunsbereich, der angepasst ist zum Anbringen eines Batteriepacks, aufweist, einem wiederaufladbaren Batteriepack (1), und einer Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7), die ein Bearbeitungsanfrageteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Durchführen einer Anfrage für eine vorbestimmte Bearbeitung an ein Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, ein Empfangsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Empfangen einer Antwort von dem Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, in Antwort auf die Anfrage, ein Zählteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Durchführen einer Zähloperation zum Inkrementieren oder Dekrementieren eines Zählwerts mit einem vorbestimmten Zyklus, wobei die Zähloperation mindestens vor dem Empfang der Antwort gestartet wird, und ein Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Erfassen von mindestens einem Zählwert des Zählteils (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) bei mindestens einer vorbestimmten Erfassungszeit nach dem Starten des Empfangs der Antwort, und zum Erzeugen einer Zufallszahl durch Verwenden des mindestens einen erfassten Zählwerts, aufweist.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7), enthaltend: ein Bearbeitungsanfrageteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Durchführen einer Anfrage für eine vorbestimmte Bearbeitung an ein Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird; ein Empfangsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Empfangen einer Antwort von dem Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, in Antwort auf die Anfrage; ein Zählteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Durchführen einer Zähloperation zum Inkrementieren oder Dekrementieren eines Zählwerts mit einem vorbestimmten Zyklus, wobei die Zähloperation mindestens vor dem Empfang der Antwort gestartet wird; und ein Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), das ausgelegt ist zum Erfassen von mindestens einem Zählwert des Zählteils (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) bei mindestens einer vorbestimmten Erfassungszeit nach dem Starten des Empfangs der Antwort, und zum Erzeugen einer Zufallszahl durch Verwenden des mindestens einen erfassten Zählwerts.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) nach Anspruch 3, bei der mindestens eine der vorbestimmten Erfassungszeiten eine Zeit ist, bei der der Empfang der Antwort beendet ist.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) nach Anspruch 3 oder 4, bei der die mindestens eine Erfassungszeit eine Mehrzahl von Erfassungszeiten enthält, und das Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) ausgelegt ist zum Erfassen des Zählwerts des Zählteils (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) bei jeder von der Mehrzahl von Erfassungszeiten, und zum Erzeugen einer Zufallszahl durch Verwenden einer Mehrzahl von Zählwerten, die jeweils bei der Mehrzahl von Erfassungszeiten erfasst werden.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) nach Anspruch 5, bei der das Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) ausgelegt ist zum Erzeugen einer Zufallszahl gemäß einer vorbestimmten Zufallszahlerzeugungsregel, die mindestens zwei oder mehrere von der Mehrzahl von Zählwerten verwendet.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Mehrzahl der Erfassungszeiten während einer Empfangsperiode festgelegt ist, die beginnt mit dem Start des Empfangs der Antwort bis zur Beendigung des Empfangs der Antwort.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei der das Bearbeitungsanfrageteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) ausgelegt ist zum Stellen der Bearbeitungsanfrage durch Übertragen vorbestimmter Übertragungsdaten, das Empfangsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) ausgelegt ist zum Empfangen der Empfangsdaten, die eine vorbestimmte Anzahl von Bits haben, wobei die Empfangsdaten in Antwort auf die Übertragungsdaten die Antwort von dem Objekt (16, 11a, 16b, 50c, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, sind, und die mindestens eine Erfassungszeit eine vorbestimmte Zeit ist, die für jede von der mindestens einen Erfassungszeit vorbestimmt ist, wobei die vorbestimmte Zeit aus Empfangszeiten ausgewählt ist, bei denen Daten jedes Bits der vorbestimmten Anzahl von Bits, die die Empfangsdaten bilden, empfangen werden, nachdem der Empfang der Empfangsdaten gestartet ist.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 5b, 1c, 7) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 5b, 1c, 7) in einer elektrischen Vorrichtung (3, 5b, 1c, 7) installiert ist, die mit einer vorbestimmten Funktion versehen ist, und das Objekt (16, 16b, 50c), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, in einer damit verbundenen Vorrichtung bereitgestellt ist, die durch das Verbunden sein mit der elektrischen Vorrichtung (3, 5b, 1c, 7) verwendet wird.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (1a, 3a) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei der die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (1a, 3a) in einer elektrischen Vorrichtung (1a, 3a) installiert ist, die mit einer vorbestimmten Funktion versehen ist, und das Objekt (11a, 37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, innerhalb der elektrischen Vorrichtung (1a, 3a) bereitgestellt ist.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) nach einem der Ansprüche 3 bis 10, ferner enthaltend einen Mikrocomputer (32, 12a, 51b, 12c, 32a, 73), der eine CPU (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) enthält, wobei jedes von dem Bearbeitungsanfrageteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), dem Empfangsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), dem Zählteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) und dem Zufallszahlerzeugungsteil (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76), die in der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) bereitgestellt sind, durch ein vorbestimmtes Programm realisiert ist, das von der CPU (36, 16a, 50b, 16c, 36a, 76) ausgeführt wird.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3a) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, ferner enthaltend einen Mikrocomputer (32a), der eine CPU (36a) enthält, wobei jedes von dem Bearbeitungsanfrageteil (36a), dem Empfangsteil (36a), dem Zählteil (36a) und dem Zufallszahlerzeugungsteil (36a), die in der Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3a) bereitgestellt sind, durch ein vorbestimmtes Programm realisiert ist, das durch die CPU (36a) ausgeführt wird, und wobei das Objekt (37a), von dem eine Bearbeitung angefordert wird, ein Peripheriegerät (37a, 38a, 39a, 40a) ist, das mit der CPU (36a) innerhalb des Mikrocomputers (32a) kommuniziert.
Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3a) nach Anspruch 12, bei der das Peripheriegerät (37a) ein Speicher (37a) ist, in dem ein gespeicherter Inhalt überschreibbar ist, das Bearbeitungsanfrageteil (36a) ausgelegt ist zum Stellen einer Anfrage für eine vorbestimmte Bearbeitung bezüglich des gespeicherten Inhalts in dem Speicher (37a), und eine von der mindestens einen Erfassungszeit festgelegt ist basierend auf einer Empfangszeit, bei der ein Signal empfangen wird, wobei das Signal als Antwort von dem Speicher (37a) ausgegeben wird, wenn die vorbestimmte Bearbeitung, die angefordert worden ist, in dem Speicher (37a) abgeschlossen ist.
Elektrokraftwerkzeuganordnung nach Anspruch 1, wobei die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) ausgelegt ist, um eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 13 zu sein.
Ladeanordnung für ein wiederaufladbares Batteriepack nach Anspruch 2, wobei die Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) ausgelegt ist, um eine Zufallszahlerzeugungsvorrichtung (3, 1a, 5b, 1c, 3a, 7) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 13 zu sein.