JP2009272134A - 認証システムならびにそれを用いる電子機器および電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】温度センサとの共用端子を使用して電池パックの認証を行うにあたって、測定に影響を与えず、かつ低コストな認証システムを実現する。
【解決手段】電源端子Ｔ１，Ｔ２と、前記共用の通信端子Ｔ３とを備え、充電器３２が電池パック３１側の温度センサ４５を使用して二次電池４３の温度を検出するとともに、電池パック３１の充電器３２への適否の認証を行うシステムにおいて、電池パック３１側では、温度センサ４５を通信端子Ｔ３と電源端子Ｔ２との間に接続し、通信端子Ｔ３に、温度センサ４５と並列にＩＤ認証チップ５５を接続する。そして、ＩＤ認証チップ５５では、パルス入力検出回路５９が認証のパルスを検出すると、切換制御回路５７を介して切離しスイッチ５８を導通してＩＤ認証回路５６を通信端子Ｔ３に接続し、認証動作が終了すると、ＩＤ認証回路５６は切換制御回路５７に切離しスイッチ５８を遮断させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、認証の対象として電池パックの認証を行う認証システム、ならびにそれを用いる電子機器および電池パックに関する。

携帯電話機や携帯型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等の携帯型の電子機器は、電源を内蔵することで、ユーザが任意の場所に携行して機器を使用できるようになっている。そのような電子機器の電源には、繰り返しの使用でコスト的に優位な二次電池が使用され、寿命による交換や長時間の使用に便利なように、電池パックとして着脱（交換）自在となっている。

前記の交換可能な電池パックは、通常、機器メーカが、機器の仕様や意匠などに合わせて、製造或いは調達し、市場へ供給されるものであるが、特にパーソナルコンピュータなどのように、規格化された二次電池を使用している場合、非正規の業者が正規のメーカの許可なく製造し、安価に市場に供給することが珍しくない。このような非正規品は、多くの場合、二次電池自体の品質が粗悪であったり、コストを抑えるために安全対策（保護回路等）が不十分であったりするが、電池パックの出力電圧や電流が使用する機器の要求を満たしていれば、当該機器は動作してしまい、ユーザが危険性を認識する可能性は少ない。また、材料費の高騰に伴う代替材料への変更などで、二次電池の充電特性の異なるものも登場しており、このような場合にも充電器と電池パックとの適合が問題となる。特に、単位重量当りのエネルギー密度が高く、また電解液として可燃性の有機溶媒を用いているリチウムイオン二次電池には、安全性の確保や、充電器との適合が重要である。

そこで、このような問題に対応するために、電子機器（充電器も含む）が電池パックを認証することで、非正規品や非適合品（以下、非適合品を非正規品に、適合品を正規品に、それぞれ統一する）を使用（充電）してしまうことを防止するようにした従来技術が特許文献１などで提案されている。また、この特許文献１は、前記認証のための端子を、温度センサ（具体的にはサーミスタ等）が接続される端子と共用することで、既存の機器や電池パックとの互換性を維持し、また前記認証を低コストで実現できるようになっている。

ところが、温度センサ用の端子を認証用に併用し、認証用の回路が常時温度センサと直列または並列に接続されてしまうと、本来の温度測定に誤差を生じる可能性がある。このため、非特許文献１が提案されている。図１３には、その従来技術による認証システムのブロック図を示す。この認証システムは、電池パック１が、電子機器としての充電器２に装着され、それらが正負の電源端子ｔ１，ｔ２および通信端子ｔ３の３つの端子ｔ１〜ｔ３を介して接続されて構成される。

前記充電器２は、商用電源３からの入力電圧をダイオードブリッジ４で整流し、その整流した電圧を、ＰＷＭ制御回路５がスイッチング素子６をスイッチングさせることで絶縁トランス７を介して負荷側へ負荷状態に応じて供給し、整流ダイオード８および平滑コンデンサ９によって整流および平滑化し、スイッチ１０を介して前記電源端子ｔ１，ｔ２から電池パック１を充電するようになっている。一方、電池パック１では、前記電源端子ｔ１，ｔ２からの入力電圧は、過充電および過放電防止用のスイッチ１１，１２を介して二次電池１３（電池）に与えられ、そのセル電圧や、この図１３では図示していないが、充放電電流さらにはセル温度などに応じて、安全制御回路１４が前記スイッチ１１，１２を制御することで、電池パック１側での安全が確保されている。

また、電池パック１内で前記セル１３に近接して配置され、サーミスタなどから成る温度センサ１５は、前記通信端子ｔ３を介して充電器２側の分圧抵抗１６と接続され、それらの直列回路には温度測定回路１７から定電圧が与えられ、接続点の電圧、すなわち前記サーミスタの抵抗値が該温度測定回路１７で検出されることで、前記セル１３の温度が充電器２側に取込まれる。その温度測定回路１７の測定結果は充電制御回路１８に与えられ、その測定結果に応じて、前記スイッチ１０およびＰＷＭ制御回路５が制御されることで、低温時には充電電流を小さくしたり、所定温度以上の高温になると充電電流を止める等の前記セル１３への充電電圧および電流の制御が行われる。

以上の通常の充電システムの構成に、この充電システムでは、充電器２側には、ＩＤ認証回路２１、通信制御回路２２、切換制御回路２３および切換えスイッチ２４が設けられ、電池パック１側にはＩＤ認証チップ２５が設けられている。前記ＩＤ認証チップ２５は、ＩＤ認証回路２６、および切離しスイッチ２９によって構成されている。

また、このＩＤ認証チップは、チップの消費電力により電池が消耗することを避けるため、通信端子ｔ３から供給された信号電流から、自チップの動作用電源を生成するようになっている。そのため、通信端子ｔ３からＩＤ認証チップ２５へ、ＩＤ認証チップ２５の消費電流が流れ込む。

そして、電池パック１側では、前記通信端子ｔ３には温度センサ１５の一方の端子が接続され、他方の端子はＩＤ認証チップ２５内の切離しスイッチ２９を介して接地されている。また、前記通信端子ｔ３には、前記温度センサ１５と並列に、ＩＤ認証回路２６が接続されている。一方、前記充電器２側では、前記通信端子ｔ３には、切換えスイッチ２４から通信制御回路２２を介してＩＤ認証回路２１が接続されている。

このように構成することで、充電器２側の切換制御回路２３が切換えスイッチ２４を温度測定回路１７側に導通している状態では、電池パック１側で切離しスイッチ２９を導通して、温度測定回路１７は、前記のようにして温度センサ１５による温度測定が可能となっている。たとえばリチウムイオン電池の場合で、０〜４０度の範囲を超えていれば、充電制御回路１８はスイッチ１０を遮断させるとともに、ＰＷＭ制御回路５を停止させ、充電を停止する。

これに対して、充電器２側の切換制御回路２３が切換えスイッチ２４を通信制御回路２２側に導通し、該通信制御回路２２から通信が開始されると、電池パック１側のＩＤ認証回路２６は、切離しスイッチ２９を遮断する。これによって、前記温度センサ１５の影響を受けることなく、ＩＤ認証回路２１は、通信制御回路２２を介してＩＤ認証回路２６と通信を行い、電池パックが正規品であるか否かを判断する。非正規品であると判断すると、ＩＤ認証回路２１は、安全のために、充電制御回路１８にスイッチ１０を遮断させるとともに、ＰＷＭ制御回路５を停止させ、充電を停止する。
特開２００６−３３９０７０号公報 ＭＡＸＩＭ社製電池パック認証チップ、型番ＤＳ２７０３データシート

上述のような従来技術では、ＩＤ認証チップ２５を搭載する場合と、搭載しない場合とで、電池パック１の回路基板や筐体を共用できず、コストが嵩むという問題がある。具体的には、温度センサ１５の他方の端子を接地させるにあたって、ＩＤ認証チップ２５を搭載する場合は、その他方の端子を該ＩＤ認証チップ２５内に引込む配線および接地線に引出す配線が基板に必要となるのに対して、ＩＤ認証チップ２５を搭載しない場合は、前記温度センサ１５の他方の端子を接地線に直結する配線が基板に必要となる。また、このように温度センサ１５の端子を一旦ＩＤ認証チップ２５内に取込む場合には、該ＩＤ認証チップ２５の端子数が増加し、該ＩＤ認証チップ２５自体のコストも上昇する。

さらにまた、温度センサ１５の端子を一旦ＩＤ認証チップ２５内に取込む場合には、切離しスイッチ２９を構成するＦＥＴが測定に影響する。詳しくは、ＦＥＴの内部抵抗はサーミスタより高く、またＦＥＴの飽和電圧の影響もあり、サーミスタの温度による抵抗値の変化を精細に検知できないとともに、ＦＥＴが直列に接続されることでノイズやサージに弱くなる。

また、温度測定時には、サーミスタ１５を流れる電流に加えて、ＩＤ認証チップ２５の消費電流が通信端子ｔ３を流れるため、温度測定回路１７における検出温度に誤差が生じるおそれがある。

本発明の目的は、温度センサとの共用端子を使用して電池パックの認証を行うにあたって、測定に影響を与えず、かつ低コストな認証システムならびにそれを用いる電子機器および電池パックを提供することである。

本発明の認証システムならびにそれを用いる電子機器および電池パックは、認証の対象となる電池パックと、前記電池パックの認証を行う電子機器とが、温度検知および認証に共用される通信端子と、正負の電源端子との３つの端子を介して接続されて構成される認証システムにおいて、前記電子機器は、前記電池パックが備える電池の温度を、前記通信端子を介して前記電池パックへ流れる電流に基づき検出する温度検出回路と、前記通信端子を介して前記電池パックの認証を行う第１の認証回路とを備えて構成され、前記電池パックは、前記通信端子と前記負の電源端子との間に接続され、前記電池の温度を検出する温度センサと、前記通信端子に接続される認証回路チップとを備え、前記認証回路チップは、前記通信端子から流入する電流を動作用電源電流として用いることで、前記通信端子を介して前記第１の認証回路との間で認証を行う第２の認証回路と、前記通信端子から前記第２の認証回路へ流入する電流を制御する電流制御部と、前記温度検出回路により温度測定が実行される可能性のある状態として予め設定された第１状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部によって前記第１状態が検出されたとき、前記電流制御部によって、前記通信端子から前記第２の認証回路へ流入する電流を減少させる制御部とを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、認証の対象となる電池パックと、前記電池パックの認証を行う充電器などの電子機器とが、温度検知および認証に共用される通信端子と、正負の電源端子との３つの端子を介して接続されて構成される。そうすると、前記電子機器側では、温度検出回路が、通信端子を介して電池パック側で前記通信端子に接続される温度センサと接続されて電池セルの温度検出が可能となる。また、第１の認証回路が、通信端子を介して、電池パック側で前記通信端子に接続される第２の認証回路との通信が可能となって、電池パックが電子機器に適合したものであるか否かの認証が可能になる。そして、電池パック側で、前記温度センサを、前記通信端子と負の電源端子との間に接続しておき、前記通信端子に、その温度センサと並列に認証回路チップを接続する。さらにその認証回路チップを、前記通信端子から流入する電流を制御する電流制御部と、前記通信端子から流入する電流を動作用電源電流として用いることで、前記通信端子を介して前記第１の認証回路との間で認証を行う第２の認証回路と、前記温度検出回路により温度測定が実行される可能性のある状態として予め設定された第１状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部によって前記第１状態が検出されたとき、前記電流制御部によって、前記通信端子から流入する電流を減少させる制御部とを備えて構成する。

したがって、温度センサとの共用端子を使用して電池パックの認証を行うにあたって、温度測定時には、通信端子から認証回路チップへ流入する電流が減少するので、認証回路チップの動作用電源電流が、温度センサに流れる電流に加算されて温度測定に影響を与えるおそれが低減される。また、電池パックの認証を行う構成と行わない構成とで、温度センサの配線は変らず、前記通信端子に延びる配線に、認証回路チップを接続するか否かで、前記電池パックに認証を行う構成と行わない構成とを作成することができ、基板や筐体を共通化して低コスト化することができる。

また、本発明の認証システムでは、前記状態検出部は、さらに、前記第１の認証回路により認証が実行される可能性のある状態として予め設定された第２状態を検出し、前記制御部は、さらに、前記状態検出部によって、前記第２状態が検出されたとき、前記第２の認証回路による認証を実行可能にすべく、前記電流制御部によって、前記通信端子から前記第２の認証回路へ電流を流入させることを特徴とする。

上記の構成によれば、状態検出部によって、認証が実行される可能性のある状態が検出されると、電流制御部によって、通信端子から第２の認証回路へ動作用電源電流が流入される。これにより、第２の認証回路は、動作用電源電流の供給を受けて、第１の認証回路との間で認証を行うことが可能となる。

また、本発明の認証システムは、前記電流制御部は、前記通信端子と前記第２の認証回路との間に介設されたスイッチング素子であり、前記制御部は、前記状態検出部によって、前記第１状態が検出されたとき、前記スイッチング素子をオフさせることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記温度検出回路によって、前記温度測定が実行される可能性があるとき、スイッチング素子がオフされて、通信端子から認証回路チップへ流入する電流が遮断されるので、認証回路チップの動作用電源電流が、温度センサに流れる電流に加算されて温度測定に影響を与えるおそれが低減される。

また、本発明の認証システムは、前記第２の認証回路は、前記認証を行う通常モードと、当該通常モードより消費電流の少ない省電力モードとを有し、前記電流制御部は、前記第２の認証回路を前記省電力モードに設定することにより、前記通信端子から流入する電流を減少させることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記第２の認証回路は、前記認証を行う通常モードと、当該通常モードより消費電流の少ない省電力モードとを有しているので、前記電流制御部は、前記第２の認証回路を前記省電力モードに設定することにより、前記通信端子から流入する電流を減少させることができる。

また、本発明の認証システムでは、前記状態検出部は、前記通信端子を介して前記電子機器からの電流の流入が開始する状態を、前記第１状態として検出することを特徴とする。

上記の構成によれば、電池パックと電子機器とが接続されて、電子機器から通信端子を介して電流が流入すると、状態検出部によって、温度測定が実行される可能性がある第１状態として検出される。そうすると、制御部によって、通信端子から認証回路チップへ流入する電流が減少されて、認証回路チップの動作用電源電流が、温度センサに流れる電流に加算されて温度測定に影響を与えるおそれが低減される。この場合、電池パックと電子機器とが接続された後、電池パックにおいて自動的に温度測定に影響を与える電流を減少させることができるので、電池パックと電子機器とにおいて、互いに接続された後、まず温度測定を実行するように設定しておくことで、電池パックと電子機器との動作を整合させることが容易である。

また、本発明の認証システムでは、前記状態検出部は、前記通信端子を介して、前記電子機器側からの認証信号のパルスを検知するパルス入力検出回路と、前記パルス入力検出回路により前記パルスが検知されない期間をカウントし、予め定める期間継続したとき、前記第１状態を検出するタイマとを備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、温度検出回路による温度検出が行われているときは、電子機器側から認証信号のパルスが出力されることがない。そのため、パルス入力検出回路によって、パルスが検知されない期間が一定期間継続したことを検出することで、温度検出回路による温度測定が実行される可能性がある第１状態を検出することができる。

また、本発明の認証システムでは、前記状態検出部は、前記通信端子を介して、前記電子機器側からの認証信号のパルスを検知するパルス入力検出回路を備え、前記パルス入力検出回路により前記パルスが検知されるときを、前記第２状態として検出することを特徴とする。

上記の構成によれば、第１の認証回路によって電池パックの認証が行われるときは、第１の認証回路から通信端子を介して第２の認証回路へ認証信号のパルスが出力される。そのため、パルス入力検出回路によって、通信端子からパルスを検出することで、第１の認証回路による認証が実行される第２状態を検出することができる。

さらにまた、本発明の認証システムでは、前記パルス入力検出回路は、前記電子機器側からの認証信号のパルスを検知して動作を開始する際に、当該パルスのネガティブエッジから動作をスタートすることを特徴とする。

上記の構成によれば、温度測定回路から温度センサへの温度検知のためのＤＣ電圧印加に反応しないようにすることができる。

また、本発明の認証システムでは、前記パルス入力検出回路は、予め設定された周波数範囲のパルスを、前記認証信号のパルスとして検出することを特徴とする。

上記の構成によれば、パルス入力検出回路が、チャタリングや外来ノイズを誤って認証信号のパルスとして検出してしまうおそれが低減される。

また、本発明の認証システムでは、前記状態検出部は、さらに、前記第１の認証回路により認証が実行される可能性のある状態として予め設定された第２状態を検出し、前記温度センサはサーミスタであり、前記通信端子を介して前記電子機器からの電流の流入が開始した後予め設定された設定時間が経過するまで、前記状態検出部によって、前記第２状態が検出されない場合、前記通信端子と前記負の電源端子との間の抵抗値を、前記電池を保護すべき温度において前記サーミスタが示す抵抗値以下に設定するフェールセーフ回路をさらに備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記通信端子を介して前記電子機器からの電流の流入が開始した後、すなわち電池パックと電子機器とが接続された後、予め設定された設定時間が経過するまで、状態検出部によって認証が実行される可能性がある第２状態が検出されない場合、電池パックに接続された電子機器は、電池パックの認証に対応していない機器であると考えられる。このような機器によって、電池パックの充放電が行われることは、安全上望ましくない。そこで、フェールセーフ回路によって、通信端子と負の電源端子との間の抵抗値が、電池を保護すべき温度においてサーミスタが示す抵抗値以下に設定される。そうすると、電子機器からは、電池の温度が、電池を保護すべき温度になっていると検出される。電池パックを用いる電子機器は、一般に、電池の温度が保護すべき温度になると、充放電を禁止して電池を保護する機能を有しているから、この場合、電子機器の保護動作によって、電池が保護されることになる。これにより、電池パックの認証に対応していない機器に電池パックが接続された場合に、電池パックの充放電を回避できる可能性が高くなり、安全性を向上することが可能となる。

また、本発明の認証システムでは、前記温度センサはサーミスタであり、前記電子機器は、抵抗値が可変の可変抵抗部と、前記可変抵抗部を介して、前記通信端子へ予め設定された基準電圧を供給する基準電圧源と、前記温度検出回路によって検出された前記電池の温度が高いほど、前記可変抵抗部の抵抗値を減少させる切替制御部とをさらに備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、通信端子は、サーミスタを介して負の電源端子に接続される。そして、サーミスタは、温度が高くなるほど抵抗値が小さくなるから、温度が高くなるほど、通信端子すなわち第１の認証回路と第２の認証回路との間の通信ラインにおけるインピーダンスが低下して、通信パルスの信号レベルが低下する。そこで、基準電圧源によって、可変抵抗部を介して通信端子へ基準電圧を供給し、いわゆるプルアップを行うことで、通信パルスの信号レベルを引き上げる。このとき、切替制御部によって、温度検出回路によって検出された電池の温度が高いほど、すなわちサーミスタの抵抗値が小さくなるほど、可変抵抗部の抵抗値を減少させて、通信パルスの信号レベルをより強く引き上げる。したがって、第１の認証回路からの通信パルスの波高値（信号レベル）を、温度センサの検出温度によらず、予め定めるレベルに維持することができ、第１の認証回路と第２の認証回路との間の認証通信の信頼性を向上させることができる。

本発明の認証システムならびにそれを用いる電子機器および電池パックは、以上のように、認証の対象となる電池パックと、前記電池パックの認証を行う電子機器とが、温度検知および認証に共用される通信端子と、正負の電源端子との３つの端子を介して接続されて構成される認証システムにおいて、前記電子機器は、前記電池パックが備える電池の温度を、前記通信端子を介して前記電池パックへ流れる電流に基づき検出する温度検出回路と、前記通信端子を介して前記電池パックの認証を行う第１の認証回路とを備えて構成され、前記電池パックは、前記通信端子と前記負の電源端子との間に接続され、前記電池の温度を検出する温度センサと、前記通信端子に接続される認証回路チップとを備え、前記認証回路チップは、前記通信端子から流入する電流を動作用電源電流として用いることで、前記通信端子を介して前記第１の認証回路との間で認証を行う第２の認証回路と、前記通信端子から前記第２の認証回路へ流入する電流を制御する電流制御部と、前記温度検出回路により温度測定が実行される可能性のある状態として予め設定された第１状態を検出する状態検出部と、前記状態検出部によって前記第１状態が検出されたとき、前記電流制御部によって、前記通信端子から前記第２の認証回路へ流入する電流を減少させる制御部とを備える。

上記の構成によれば、温度センサとの共用端子を使用して電池パックの認証を行うにあたって、温度測定時には、通信端子から認証回路チップへ流入する電流が減少するので、認証回路チップの動作用電源電流が、温度センサに流れる電流に加算されて温度測定に影響を与えるおそれが低減される。また、電池パックの認証を行う構成と行わない構成とで、温度センサの配線は変らず、前記通信端子に延びる配線に、認証回路チップを接続するか否かで、前記電池パックに認証を行う構成と行わない構成とを作成することができ、基板や筐体を共通化して低コスト化することができる。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る認証システムの電気的構成を示すブロック図である。この認証システムは、認証の対象として電池パック３１の認証を行うものであり、認証を行う、すなわち本願発明の電子機器となるのは、この図１で示す充電器３２に限らず、負荷機器であってもよい。この認証システムは、電池パック３１が充電器３２に装着され、それらが正負の電源端子Ｔ１，Ｔ２および通信端子Ｔ３の３つの端子Ｔ１〜Ｔ３を介して接続されて構成される。

前記充電器３２は、商用電源３３からの入力電圧をダイオードブリッジ３４で整流し、その整流した電圧を、ＰＷＭ制御回路３５がスイッチング素子３６をスイッチングさせることで絶縁トランス３７を介して負荷側へ負荷状態に応じて供給し、整流ダイオード３８および平滑コンデンサ３９によって整流および平滑化し、スイッチ４０を介して前記電源端子Ｔ１，Ｔ２から電池パック３１を充電するようになっている。一方、電池パック３１では、前記電源端子Ｔ１，Ｔ２からの入力電圧は、過充電および過放電防止用のスイッチ４１，４２を介して二次電池４３（電池）に与えられ、そのセル電圧や、この図１では図示していないが、充放電電流さらにはセル温度などに応じて、安全制御回路４４が前記スイッチ４１，４２を制御することで、電池パック３１側での安全が確保されている。

また、電池パック３１内で前記セル４３に近接して配置され、サーミスタなどから成る温度センサ４５は、前記通信端子Ｔ３を介して充電器３２側の分圧抵抗４６と接続され、それらの直列回路には温度測定回路４７からＤＣの定電圧が与えられ、接続点の電圧、すなわち温度センサ４５の抵抗値が該温度測定回路４７で検出されることで、前記二次電池４３の温度が充電器３２側に取込まれる。その温度測定回路４７の測定結果は充電制御回路４８に与えられ、その測定結果に応じて前記スイッチ４０およびＰＷＭ制御回路３５が制御されることで、低温時には充電電流を小さくしたり、所定温度以上の高温になると充電電流を止める等の前記セル４３への充電電圧および電流が制御される。

また、充電器３２側には、第１の認証回路であるＩＤ認証回路５１、通信制御回路５２、第１の切換制御回路である切換制御回路５３および切換えスイッチ５４が設けられ、電池パック３１側にはＩＤ認証チップ５５が設けられている。前記ＩＤ認証チップ５５は、第２の認証回路であるＩＤ認証回路５６、第２の切換制御回路である切換制御回路５７、スイッチ５８、パルス入力検出回路５９およびタイマ６０によって構成されている。

なお、サーミスタとＩＤ認証チップ５５とを一つの複合部品として小型化してもよい。

そして、電池パック３１側では、前記通信端子Ｔ３には温度センサ４５の一方の端子が接続されている。また、前記通信端子Ｔ３には、前記温度センサ４５と並列に、パルス入力検出回路５９と、切離しスイッチ５８を介するＩＤ認証回路５６とが接続される。一方、前記充電器３２側では、前記通信端子Ｔ３には、切換えスイッチ５４から通信制御回路５２を介してＩＤ認証回路５１が接続されている。

注目すべきは、本実施の形態では、前記温度センサ４５の他方の端子はそのまま接地（負の電源端子Ｔ２と接続）されるとともに、ＩＤ認証チップ５５に、前記切換制御回路５７を制御するパルス入力検出回路５９および限時のタイマ６０が設けられていることである。前記パルス入力検出回路５９は、前記通信端子Ｔ３を介して充電器３２側から通信のパルスを検出すると、認証が行われる第２状態を検出し、切換制御回路５７に、切離しスイッチ５８を導通させ、前記ＩＤ認証回路５６を前記通信端子Ｔ３に接続させる。

具体的には、パルス入力検出回路５９は、ＩＤ認証回路５１側からの呼出しによる予め定める範囲内の周波数でのパルスが予め定める時間検出されると、切換制御回路５７にスイッチ５８を導通させて、ＩＤ認証回路５６を前記通信端子Ｔ３に接続させ、ＩＤ認証動作を行わせる。これによって、チャタリングや外来ノイズを除去するようになっている。この場合、パルス入力検出回路５９は、制御部の一例にも相当している。

ここで、ＩＤ認証チップ５５は、電源入力端を持たないＩＣで、例えば平滑回路やチャージポンプ等を用いて、前記通信端子Ｔ３からの温度検知のためのＤＣ電圧および通信用のパルスから動作用の内部電源電圧を作成するもので、前記切換えスイッチ５８を遮断した状態では、ＩＤ認証回路５６での消費電力はゼロである。

以下、スイッチ５８をオフした状態をスリープモードと称する。この場合、切換制御回路５７が電流制御部の一例に相当している。なお、切換制御回路５７は、スイッチ５８をオフすることにより、通信端子Ｔ３からＩＤ認証チップ５５へ流入する電流をゼロにする例に限らない。

例えば、ＩＤ認証チップ５５に、内部クロックを停止させたり内部電源電圧の生成を停止したりするなどして、認証動作を行う通常モード時より消費電流を低減する省電力モードを設け、切換制御回路５７がスイッチ５８をオフする代わりに、ＩＤ認証チップ５５を省電力モードに移行させることで、通信端子Ｔ３からＩＤ認証チップ５５へ流入する電流を減少させるようにしてもよく、これを以下のスリープモードと称してもよい。この場合、ＩＤ認証チップ５５における省電力モードの設定回路が電流制御部の一例に相当する。

また、スイッチ５８をオンすることにより、通信端子Ｔ３からの温度検知のためのＤＣ電圧および通信用のパルスによって、ＩＤ認証チップ５５に電流が流入し、ＩＤ認証チップ５５が認証動作可能な状態になる。以下、スイッチ５８をオンした状態を動作モードと称する。なお、切換制御回路５７がスイッチ５８をオンする代わりに、ＩＤ認証チップ５５を通常モードに移行させることで、通信端子Ｔ３からＩＤ認証チップ５５へ電流を流入させるようにしてもよく、これを以下の動作モードと称してもよい。

パルス入力検出回路５９は、例えばＩＤ認証回路５６と同様、通信端子Ｔ３からの温度検知のためのＤＣ電圧および通信用のパルスから生成された内部電源電圧によって動作するようにしてもよく、電源端子Ｔ１から供給される電源電圧に基づき動作するようになっていてもよい。パルス入力検出回路５９は、例えばフリップフロップ回路、カウンタ回路、及び発振回路によって構成可能であり、複雑な暗号化処理を伴うＩＤ認証回路５６と比べて消費電流は遙かに少ないので、パルス入力検出回路５９の消費電流はほとんど無視できる。

通信端子Ｔ３から検出された信号が、前記予め定める範囲外の周波数のパルスである場合は、パルス入力検出回路５９は、外来のノイズ等と判定して、スリープモードを保持し、誤作動を防止する。また、パルス入力検出回路５９は、動作モードで、通信が無い状態（ＤＣレベルキープの状態）となると、タイマ６０を起動させ、予め定める期間その状態が続くと、前記タイマ６０からの出力で、前記切換制御回路５７は切離しスイッチ５８を遮断して、ＩＤ認証回路５６を前記通信端子Ｔ３から切離す。

さらにまた、このパルス入力検出回路５９は、スリープモードから動作モードへの動作を開始する際に、パルスのネガティブ（立ち下がり）エッジから動作をスタートする。これによって、前記温度測定回路４７から温度センサ４５への温度検知のためのＤＣ電圧印加に反応しないようになっている。また、ＩＤ認証チップ５５は、図示しないディップスイッチやモード情報を記憶する半導体内の不揮発メモリ（例えば、ＥＥ−ＰＲＯＭ）などで、ＩＤ認証を行うか否かのモード設定が可能になっており、初期状態を認証停止モードと認証実行モードとに設定可能で、認証停止モードを選択しておけば、ＩＤ認証を行わず（前記パルス入力検出回路５９を始め、ＩＤ認証チップ５５は停止状態のままで）、ＩＤ認証に対応しない旧型の充電器であっても、該電池パック１を使用可能となっている。

したがって、ＩＤ認証チップ５５が認証実行モードに設定されている状態で、充電器３２側の切換制御回路５３が切換えスイッチ５４を通信制御回路５２側に導通し、該通信制御回路５２から通信が開始され、パルスが検出されると、電池パック３１側では、パルス入力検出回路５９は、切換制御回路５７にスイッチ５８を導通させる。これによって、ＩＤ認証回路５１は、通信制御回路５２を介してＩＤ認証回路５６と通信を行い、電池パックが正規品であるか否かを判断する。非正規品であると判断すると、ＩＤ認証回路５１は、安全のために、充電制御回路４８にスイッチ４０を遮断させるとともに、ＰＷＭ制御回路４５を停止させ、充電を停止する。

また、正規品であると判断すると、ＩＤ認証回路５１は、ＩＤ認証回路５６に電源遮断信号を送信し、切離しスイッチ５８を遮断させて該ＩＤ認証回路５６および切換制御回路５７を停止状態にさせて、消費電流を極力低下させる。なお、通常では、前記のタイマ６０による限時動作よりも、この電源遮断信号による切換えが先に行われ、この後、速やかに、以下の温度測定に移るようになっている。

これに対して、充電器３２側の切換制御回路５３が切換えスイッチ５４を温度測定回路４７側に導通している状態では、パルス入力検出回路５９は、切換制御回路５７に、スイッチ５８を遮断させ、これによって温度センサ４５には高入力インピーダンスの前記パルス入力検出回路５９が接続されているだけであり、前記通信端子Ｔ３を上述のようなＩＤ認証に共用しても、高精度な温度測定が可能となっている。たとえばリチウムイオン電池の場合で、０〜４０度の範囲を超えていれば、充電制御回路４８はスイッチ４０を遮断させるとともに、ＰＷＭ制御回路３５を停止させ、充電を停止する。

図２は、ＩＤ認証チップ５５が認証実行モードに設定されている状態での動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１で充電器３２に電池パック３１が装着されると、ステップＳ２で、充電器３２の温度測定回路４７から温度センサ４５に、抵抗４６を介して測定用の電流が供給される。これによってステップＳ３で、ＩＤ認証チップ５５に電源が供給されて該ＩＤ認証チップ５５が起動し、直ちに初期化処理が行われて、ステップＳ４で該ＩＤ認証チップ５５は前記スリープモードに移行する。

ＩＤ認証チップ５５は、電源電流が供給されて起動した状態を、第１状態として検出する。この場合、ＩＤ認証チップ５５が状態検出部及び制御部の一例に相当する。

一方、充電器３２側では、温度測定回路４７の測定電圧が、ハイ側にプルアップされた状態から、前記温度センサ４５の接続によって低下し、これに応答して、ステップＳ５で認証プロセスに入り、切換制御回路５３はスイッチ５４を切換え、ＩＤ認証回路５１は認証開始信号（パルス）を送信する。この予め定める周波数のパルスから成る認証開始信号を、パルス入力検出回路５９が受信すると、ステップＳ６で認証プロセスの開始を検出して認証プロセスへ移り、前記切換制御回路５７にスイッチ５８を導通させて、ＩＤ認証回路５６を前記通信端子Ｔ３に接続させて起動させる。その後、ステップＳ７で、充電器３２側のＩＤ認証回路５１から認証信号が送信され、ステップＳ８で、電池パック３１側のＩＤ認証回路５６は、規定の認証プロセスを行い、ステップＳ９で、充電器３２側へ認証応答信号を返信する。

電池パック３１側からの認証応答信号が適正なものであると、充電器３２側のＩＤ認証回路５１は、ステップＳ１０で、充電制御回路４８に充電の許可を与えるとともに、前記電源遮断信号を送信する。その電源遮断信号によって、ステップＳ１１で、電池パック３１側のＩＤ認証回路５６も認証完了を認識する。この場合、ＩＤ認証回路５６は、電源遮断信号の受信により第１状態を検出する。

そして、ステップＳ１２で認証プロセスを終了し、前記切換制御回路５７に切離しスイッチ５８を遮断させて該ＩＤ認証回路５６および切換制御回路５７がスリープモードとなる。

この状態で、電池パック３１はＩＤ認証チップ５５を持たない電池パックと同じ状態になり、ステップＳ１３で、前記充電器３２側では切換制御回路５３がスイッチ５４を温度測定回路４７側に切換えて通常の充電シーケンスに移り、任意のタイミングでの温度測定が可能になる。充電中に認証を行うか否かは任意である。

図３は、ＩＤ認証チップ５５が認証停止モードに設定されている状態での動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１で充電器３２に電池パック３１が装着されると、充電器３２の温度測定回路４７から温度センサ４５に、抵抗４６を介して測定用の電流が供給される。これによってステップＳ３で、ＩＤ認証チップ５５に電源が供給されて該ＩＤ認証チップ５５が起動し、直ちに初期化処理が行われて、ステップＳ４で該ＩＤ認証チップ５５は前記スリープモードに移行する。したがって、この状態で、電池パック３１はＩＤ認証チップ５５を持たない電池パックと同じ状態になっており、ステップＳ１４で、従来のＩＤ認証機能を持たない充電器による充電が可能になる。

このように構成することで、充電器３２が、温度センサ４５との共用の通信端子Ｔ３を使用して電池パック３１の認証を行うにあたって、測定時にはＩＤ認証回路５６が切離しスイッチ５８で切離され、高インピーダンスのパルス入力検出回路５９が前記通信端子Ｔ３に接続されるだけであるので、測定に影響を与えることはない。また、温度センサ４５の配線は変らず、前記通信端子Ｔ３に延びる配線４９に、ＩＤ認証チップ５５を接続するか否かで、電池パック３１に認証を行う構成と行わない構成とを作成することができ、基板や筐体を共通化して低コスト化することができる。

［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の第２の形態に係る認証システムの電気的構成を示すブロック図である。この認証システムは、前述の図１で示す認証システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この認証システムでは、充電器６２には、前記抵抗４６に代えて、前記温度センサ４５の分圧値を変化する複数（図２では３つ）の抵抗Ｒ１〜Ｒ３およびそれぞれに対応する直列のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３ならびに基準電圧源６３と、前記スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の切換えを行う第３の切換制御回路である切換制御回路６４とが設けられていることである。

この場合、抵抗Ｒ１〜Ｒ３およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が、可変抵抗部の一例に相当している。なお、可変抵抗部は、抵抗Ｒ１〜Ｒ３およびスイッチＳＷ１〜ＳＷ３に限られず、例えばＦＥＴのオン抵抗や、スイッチトキャパシタ回路を利用して構成されていてもよい。

前記基準電圧源６３は、前記温度測定回路４７に内蔵されている基準電圧源に対応するものであり、前記スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が切換制御回路６４で選択的に導通され（同時に複数が導通されてもよい）、前記基準電圧源６３からの電圧が選択された抵抗Ｒ１〜Ｒ３と前記温度センサ４５とによって分圧される電圧が予め定める電圧となるように、前記切換制御回路６４はスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を切換え制御する。その切換え制御にあたっては、温度測定回路６７から、前記分圧電圧、すなわち温度センサ４５の抵抗値が、切換制御回路６４に与えられる。前記サーミスタは、温度が高くなる程、抵抗値が小さくなるので、前記分圧電圧を予め定める電圧にするには、分圧用の抵抗Ｒ１〜Ｒ３の内、抵抗値が小さいものに切換えて、或いは並列数を増加させてゆけばよい。

サーミスタは温度が上昇するほど抵抗値が小さくなるので、もし可変抵抗部がなかったとすれば、温度が上昇するほど通信制御回路５２とＩＤ認証回路５６との間の通信路のインピーダンスが低下し、信号レベルが低下してしまう結果、通信の信頼性が損なわれるおそれがある。

しかしながら、図４に示す認証システムでは、このようにして、前記通信制御回路５２とＩＤ認証回路５６との通信パルスの波高値（信号レベル）を、セル４３の温度によらず、予め定める電圧レベルに維持することができる。

［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の第３の形態に係る認証システムの電気的構成を示すブロック図である。この認証システムは、前述の図１で示す認証システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この認証システムでは、注目すべきは、電池パック７１が、適合したＩＤ認証機能を有する充電器と接続されていると通常通りの充電が行われるように、適合したＩＤ認証機能を持たない従来の充電器や非正規品の充電器に対しては、充電を停止させる保護動作を行うものである。すなわち、前述の電池パック３１が従来のＩＤ認証機能を持たない充電器に対して、認証停止モードに設定することにより対応可能としているのに対して、本実施の形態では、電池パック７１が自動的に対応する。

したがって、充電器７２に関しては、充電器３２の構成から、前述のＩＤ認証回路５１、通信制御回路５２、切換制御回路５３および切換えスイッチ５４が設けられていない旧来のものである。一方、電池パック７１のＩＤ認証チップ７５には、前記ＩＤ認証チップ５５の構成に加えて、ダミーロード７８およびスイッチ７７が設けられている。前記スイッチ７７は、ＩＤ認証回路７６によって制御される。前記ダミーロード７８は、サーミスタから成り、高温である程抵抗値が低くなる温度センサ４１の高温域での抵抗値に近い値に設定されている。

この場合、ダミーロード７８、スイッチ７７、およびＩＤ認証回路７６が、フェールセーフ回路の一例に相当している。

図６は、前記サーミスタの温度特性を示すグラフである。この図６の例は、２５℃で１０ｋΩの抵抗値を有する石塚電子製１０３ＡＴ型のサーミスタの温度特性である。ダミーロード７８は、たとえば該サーミスタの５０℃時の抵抗値の４ｋΩが設定されている。

したがって、ＩＤ認証回路７６で認証が得られるまで、前記スイッチ７７は導通されており、温度測定回路４７による測定値は、二次電池４３が、保護すべき温度である高温（５０℃を超える）であることを表すものである。これによって、充電器７２の充電制御回路４８は充電を行わない。認証が得られると、ＩＤ認証回路７６は、停止状態となり、これによってスイッチ７７が遮断するとともに、切換制御回路５７を介して切離しスイッチ５８が遮断され、前記スリープモードに移る。

なお、ＩＤ認証回路７６の消費電流が、二次電池４３を保護すべき温度、例えば５０℃におけるサーミスタに流れる電流と同程度の電流値である場合、ダミーロード７８およびスイッチ７７を備えず、スイッチ７７をオンする代わりにスイッチ５８をオンしてもよい。この場合、例えば温度測定回路４７の供給電圧が３Ｖであるとき、５０℃のサーミスタ（１０３ＡＴ）に流れる電流は３Ｖ÷４ＫΩ＝０．７５ｍＡであるから、ＩＤ認証回路７６の消費電流が０．７５ｍＡ以上であればよい。

なお、上記スタンバイモードをＩＤ認証回路７６の省電力モードで実現する場合、サーミスタ（１０３ＡＴ）は、０℃で２７ＫΩであるので、０℃以上の温度範囲で温度測定の精度を確保する観点から、ＩＤ認証回路７６の省電力モードにおける消費電流は、３Ｖ÷２７ＫΩ＝０．１ｍＡとして、その１桁少ない１０μＡ以下が望ましい。

図７は、前記ＩＤ認証チップ７５の動作を説明するためのフローチャートである。ステップＳ１で充電器７２に該電池パック７１が装着されると、ステップＳ２で、充電器３２の温度測定回路４７から温度センサ４５に、抵抗４６を介して測定用の電流が供給される。これによってステップＳ３で、ＩＤ認証チップ７５に電源が供給されて該ＩＤ認証チップ７５が起動し、ステップＳ４で、直ちに初期化処理が行われて、該ＩＤ認証チップ７５は一旦前記スリープモードに移行する。

以上の動作は図２と同様である。本実施の形態では、この時点のステップＳ２１でパルス入力検出回路７９はタイマ８０を起動している。その後、該電池パック７１が適合する前述の充電器３２に装着された場合は、ステップＳ２２でパルスが検出され、前述の図２と同様のステップＳ６以降の処理に移る。ただし、ステップＳ１２において、スリープモードに入る時点で、ＩＤ認証回路７６の停止でスイッチ７７が遮断する。

これに対して、該電池パック７１が適合しない充電器７２に装着された場合には、前記ステップＳ２２でパルスが検出されず、ステップＳ２３に移って、前記タイマがタイムアップしているか否かが判断され、タイムアップしていないときには前記ステップＳ２２（Ｓ５）に戻り、タイムアップすると、そのまま処理を終了する。したがって、前記スイッチ７７が導通したままで、温度センサ４７には並列にダミーロード７８が接続され、充電器７２側の温度測定回路４７は、セル温度を高温と判定し、充電は行わない。こうして、従来の端子Ｔ３を認証用に共用しても、旧来の充電器での安全性を確保することができる。

［参考例１］
図８は、本発明の第１の参考例の認証システムの電気的構成を示すブロック図である。この認証システムは、前述の図１で示す認証システムに類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。この認証システムでは、電池パック８１内のＩＤ認証チップ８５は、動作用の電源電圧を前記正の電源端子Ｔ１から取込むようになっている。さらに、温度センサ４５の他方の端子が、前記ＩＤ認証チップ８５の入力端子に直列に接続され、該ＩＤ認証チップ８５内のスイッチ８８を介して接地されるとともに、ＩＤ認証回路８６に接続されている。したがって、温度センサ４５は、認証を行う通信ラインの直列抵抗として機能する。

そして、充電器８２側のＩＤ認証回路８３が、制御信号を送信することで、それを受信した電池パック８１側の切換制御回路８７が、ＩＤ認証回路８６を停止させることでスイッチ８８が導通し、また該ＩＤ認証回路８６の入力端がハイインピーダンスとなり、一方、充電器８２側では切換制御回路５３がスイッチ５４を切換えることで、温度測定回路４７による温度測定が可能となる。前記切換制御回路８７は、ＩＤ認証回路８６の停止とともに、タイマ６０を起動させており、前記温度測定に充分な予め定める時間が経過すると、前記ＩＤ認証回路８６を動作させる。

［参考例２］
図９は、本発明の第２の参考例の認証システムの電気的構成を示すブロック図である。この認証システムは、前述の図８で示す認証システムに類似している。この認証システムでは、電池パック９１内で、温度センサ４５と並列にコンデンサ９３が設けられている。そして、ＩＤ認証チップ９５（ＩＤチップ）は、ＩＤ認証チップ８５とは、前述のタイマ６０及び切換制御回路８７に代えて、切換制御回路９７を備える点で異なる。

切換制御回路９７は、ＤＣ電圧印加で行われる温度測定から、このコンデンサ９３を介してトリガパルス（認証信号のパルス）を検出することで、前記ＩＤ認証回路８６を起動させ、充電器９２側のＩＤ認証回路９３と認証動作を行わせる点で、切換制御回路８７と異なる。

切換制御回路９７は、充電器９２から通信端子Ｔ３を介して認証信号のパルスが送信されて、予め定める範囲内の周波数でのパルスを予め定める時間、継続して検出すると、ＩＤ認証回路８６へ制御信号を出力して、ＩＤ認証回路８６によりＩＤ認証動作を行わせる。

温度センサ４５を介して通信を行うと、温度センサ４５の抵抗で通信パルスが減衰し、通信の信頼性が低下するおそれがある。しかしながら、コンデンサ９３は、ハイパスフィルタであって、通信パルスを通過させる。従って、コンデンサ９３を温度センサ４５と並列に接続することで、温度センサ４５の影響を低減し、通信の信頼性が低下するおそれを低減することができる。

図１０は、図９に示す電池パック９１及び充電器９２の動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すフローチャートは、電池パック９１に正規の充電器９２が接続された場合の動作を示している。

まず、充電器９２に電池パック９１が装着されると（ステップＳ１０１）、充電器９２から電源端子Ｔ１，Ｔ２を介してＩＤ認証チップ９５へ電源電圧が供給されて、ＩＤ認証チップ９５が起動される（ステップＳ１０２）。そして、ＩＤ認証チップ９５は、スイッチ８８をオフして通信端子Ｔ３をハイインピーダンスにしたまま、充電器９２による認証の開始待ち状態となる（ステップＳ１０３）。

なお、ＩＤ認証チップ９５は、充電器９２に電池パック９１が装着される前から、二次電池４３から供給される電源電圧によって起動され、充電器９２による認証の開始待ち状態となっていてもよい。

一方、充電器９２側では、ステップＳ１０４で認証プロセスに入り、切換制御回路５３はスイッチ５４を通信制御回路５２へ切換え、ＩＤ認証回路９３は通信制御回路５２によって、予め定める周波数のパルスから成る認証開始信号（パルス）を送信させる（ステップＳ１０４）。

この認証開始信号は、コンデンサ９３と温度センサ４５との並列回路を介して切換制御回路９７で受信される。そうすると、切換制御回路９７は、認証プロセスの開始を検出してＩＤ認証回路８６によるＩＤ認証動作を開始させる（ステップＳ１０５）。

その後、ステップＳ１０６で、充電器９２側のＩＤ認証回路９３から認証信号が送信され、ステップＳ１０７で、電池パック９１側のＩＤ認証回路８６は、規定の認証プロセスを実行し、ステップＳ１０８で、ＩＤ認証回路８６からコンデンサ９３と温度センサ４５との並列回路を介して充電器９２側へ認証応答信号が返信される（ステップＳ１０８）。

電池パック９１からの認証応答信号が適正なものであると、充電器９２側のＩＤ認証回路９３は、ステップＳ１０９で、充電制御回路４８に充電の許可を与えて電池パック９１の充電を開始させる。

一方、充電器９２は正規の充電器なので、ＩＤ認証回路８６でも認証の成功が確認される（ステップＳ１１０）。そして、ＩＤ認証回路８６は、認証の成功を確認すると、スイッチ８８をオンして温度センサ４５の一端をグラウンドに接続する（ステップＳ１１１）。この状態で、電池パック９１はＩＤ認証チップ５５を持たない電池パックと同じ状態になり、温度センサ４５による温度測定が可能な状態となる。

ステップＳ１１２で、充電器９２側では切換制御回路５３がスイッチ５４を温度測定回路４７側に切換えて通常の充電シーケンスに移り、任意のタイミングでの温度測定が可能になる。温度測定時には、温度測定回路４７が、予め設定された抵抗値測定用電圧を、抵抗４６を介して通信端子Ｔ３へ供給する。

そうすると、抵抗値測定用電圧に応じた電流が、温度測定回路４７から抵抗４６、スイッチ５４、通信端子Ｔ３、温度センサ４５、及びスイッチ８８を介してグラウンドへ流れ、抵抗値測定用電圧が抵抗４６と温度センサ４５の抵抗値とで分圧される。温度センサ４５は、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタであるから、この分圧電圧は、温度センサ４５の温度に応じて変化する。従って、温度測定回路４７は、この分圧検圧を検出することにより、二次電池４３の温度を検出するようになっている。充電中に認証を行うか否かは任意である。

図１１は、図９に示す電池パック９１が、不正規の充電器が接続された場合の動作の一例を示すフローチャートである。なお、電池パック９１に接続される不正規の充電器は、図９に示す充電器９２と同様、通信端子Ｔ３を介して、認証と温度測定とを行うものとする。まず、ステップＳ１０１〜Ｓ１０８の動作は、図１０におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であるのでその説明を省略する。

次に、ステップＳ１２１において、電池パック９１に接続されている充電器は正規の物ではないので、ＩＤ認証回路８６において、認証が失敗する（ステップＳ１２１）。そして、ＩＤ認証回路８６は、認証の失敗を確認すると、スイッチ８８をオフしたまま認証プロセスを終了する（ステップＳ１２２）。

一方、ステップＳ１２３において、不正規の充電器側では、温度測定を開始し、通信端子Ｔ３に抵抗値測定用電圧を印加する。そうすると、スイッチ８８がオフしているから、温度センサ４５には電流が流れない。そのため、不正規の充電器では、温度センサ４５の抵抗値が極めて大きい（ハイインピーダンス）と判断される。そして、サーミスタは温度が低いほど抵抗値が増大するから、サーミスタがハイインピーダンスであれば、充電器では、二次電池４３の温度が、温度センサ４５の測定限界の低温になっていると判断される（ステップＳ１２３）。

充電器は、一般に、温度センサ４５によって検出された温度が予め設定された温度以下の異常低温であった場合、二次電池４３の充電を禁止する低温保護動作を行うようになっている。そのため、充電器は、二次電池４３が温度センサ４５の測定限界の低温になっていると判断すると、二次電池４３の充電を禁止する（ステップＳ１２４）。ＩＤ認証回路８６は、スイッチ８８をオフしたまま維持するので、充電器による低温保護動作によって、二次電池４３の充電が禁止されたまま維持される。

以上、ステップＳ１０１〜Ｓ１２４により、図９に示す電池パック９１は、不正規の充電器が接続された場合、充電器による二次電池４３の充電を禁止させることが可能となるので、不正規の充電器が用いられた場合に安全性が低下するおそれが低減される。

この場合、電池パックが充電されないので、例えば不審に思ったユーザが充電器から電池パック９１を取外した後再び取り付けて、再度充電を試みるおそれがあるが、この場合であっても、再びステップＳ１０１〜Ｓ１２４の動作により、充電器による二次電池４３の充電を禁止させることが可能となる。

図１２は、図９に示す電池パック９１が、認証機能を備えず、通信端子Ｔ３を用いて温度測定を行う充電器が接続された場合の動作の一例を示すフローチャートである。まず、図１０と同様、充電器に電池パック９１が装着されると（ステップＳ１０１）、充電器９２から電源端子Ｔ１，Ｔ２を介してＩＤ認証チップ９５へ電源電圧が供給されて、ＩＤ認証チップ９５が起動される（ステップＳ１０２）。そして、ＩＤ認証チップ９５は、スイッチ８８をオフして通信端子Ｔ３をハイインピーダンスにしたまま、充電器９２による認証の開始待ち状態となる（ステップＳ１０３）。

ここで、電池パック９１に接続された充電器は認証機能を備えないので、切換制御回路９７によって認証パルスが検出されることがない。そうすると、スイッチ８８がオフされたまま、通信端子Ｔ３がハイインピーダンスのまま維持される。

以下、図１１におけるステップＳ１２３，Ｓ１２４と同様の動作により、充電器では、二次電池４３が温度センサ４５の測定限界の低温になっていると判断されて、充電器による低温保護動作によって、二次電池４３の充電が禁止される。

以上、図１２に示すステップＳ１０１〜Ｓ１２４により、図９に示す電池パック９１は、認証機能を備えない不正規の充電器が接続された場合であっても、充電器による二次電池４３の充電を禁止させることが可能となるので、不正規の充電器が用いられた場合に安全性が低下するおそれが低減される。

本発明の実施の第１の形態に係る認証システムの電気的構成を示すブロック図である。 前記認証システムにおけるＩＤ認証チップが認証実行モードに設定されている状態での動作を説明するためのフローチャートである。 前記認証システムにおけるＩＤ認証チップが認証停止モードに設定されている状態での動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の第２の形態に係る認証システムの電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の第３の形態に係る認証システムの電気的構成を示すブロック図である。 サーミスタの温度特性を示すグラフである。 図５で示す認証システムにおけるＩＤ認証チップの動作を説明するためのフローチャートである。 第１の参考例の認証システムの電気的構成を示すブロック図である。 第２の参考例の認証システムの電気的構成を示すブロック図である。 図９に示す電池パック及び充電器の動作の一例を示すフローチャートである。 図９に示す電池パックが、不正規の充電器が接続された場合の動作の一例を示すフローチャートである。 図９に示す電池パックが、認証機能を備えず、通信端子を用いて温度測定を行う充電器が接続された場合の動作の一例を示すフローチャートである。 典型的な従来技術の認証システムの電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

３１，７１ 電池パック
３２，６２，７２ 充電器
３３ 商用電源
３４ ダイオードブリッジ
３５ ＰＷＭ制御回路
３６ スイッチング素子
３７ 絶縁トランス
３８ 整流ダイオード
３９ 平滑コンデンサ
４０，４１，４２，５８，７７ スイッチ
４３ 二次電池
４４ 安全制御回路
４５ 温度センサ
４６ 分圧抵抗
４７，６７ 温度測定回路
４８ 充電制御回路
４９ 配線
５１ ＩＤ認証回路
５２ 通信制御回路
５３，６４ 切換制御回路
５４ 切換えスイッチ
５５，７５ ＩＤ認証チップ
５６ ＩＤ認証回路
５７ 切換制御回路
５９ パルス入力検出回路
６０ タイマ
６３ 基準電圧源
７８ ダミーロード
Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗
ＳＷ１〜ＳＷ３ スイッチ
Ｔ１，Ｔ２ 電源端子
Ｔ３ 通信端子

Claims (13)

1. 認証の対象となる電池パックと、前記電池パックの認証を行う電子機器とが、温度検知および認証に共用される通信端子と、正負の電源端子との３つの端子を介して接続されて構成される認証システムにおいて、
   前記電子機器は、
   前記電池パックが備える電池の温度を、前記通信端子を介して前記電池パックへ流れる電流に基づき検出する温度検出回路と、
   前記通信端子を介して前記電池パックの認証を行う第１の認証回路とを備えて構成され、
   前記電池パックは、
   前記通信端子と前記負の電源端子との間に接続され、前記電池の温度を検出する温度センサと、
   前記通信端子に接続される認証回路チップとを備え、
   前記認証回路チップは、
   前記通信端子から流入する電流を動作用電源電流として用いることで、前記通信端子を介して前記第１の認証回路との間で認証を行う第２の認証回路と、
   前記通信端子から前記第２の認証回路へ流入する電流を制御する電流制御部と、
   前記温度検出回路により温度測定が実行される可能性のある状態として予め設定された第１状態を検出する状態検出部と、
   前記状態検出部によって前記第１状態が検出されたとき、前記電流制御部によって、前記通信端子から前記第２の認証回路へ流入する電流を減少させる制御部と
   を備えることを特徴とする認証システム。
2. 前記状態検出部は、さらに、
   前記第１の認証回路により認証が実行される可能性のある状態として予め設定された第２状態を検出し、
   前記制御部は、さらに、
   前記状態検出部によって、前記第２状態が検出されたとき、前記第２の認証回路による認証を実行可能にすべく、前記電流制御部によって、前記通信端子から前記第２の認証回路へ電流を流入させること
   を特徴とする請求項１記載の認証システム。
3. 前記電流制御部は、
   前記通信端子と前記第２の認証回路との間に介設されたスイッチング素子であり、
   前記制御部は、前記状態検出部によって、前記第１状態が検出されたとき、前記スイッチング素子をオフさせること
   を特徴とする請求項１又は２記載の認証システム。
4. 前記第２の認証回路は、
   前記認証を行う通常モードと、
   当該通常モードより消費電流の少ない省電力モードとを有し、
   前記電流制御部は、
   前記第２の認証回路を前記省電力モードに設定することにより、前記通信端子から流入する電流を減少させること
   を特徴とする請求項１又は２記載の認証システム。
5. 前記状態検出部は、
   前記通信端子を介して前記電子機器からの電流の流入が開始する状態を、前記第１状態として検出すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の認証システム。
6. 前記状態検出部は、
   前記通信端子を介して、前記電子機器側からの認証信号のパルスを検知するパルス入力検出回路と、
   前記パルス入力検出回路により前記パルスが検知されない期間をカウントし、予め定める期間継続したとき、前記第１状態を検出するタイマとを備えること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の認証システム。
7. 前記状態検出部は、
   前記通信端子を介して、前記電子機器側からの認証信号のパルスを検知するパルス入力検出回路を備え、
   前記パルス入力検出回路により前記パルスが検知されるときを、前記第２状態として検出すること
   を特徴とする請求項２記載の認証システム。
8. 前記パルス入力検出回路は、前記電子機器側からの認証信号のパルスを検知して動作を開始する際に、当該パルスのネガティブエッジから動作をスタートすること
   を特徴とする請求項６又は７記載の認証システム。
9. 前記パルス入力検出回路は、
   予め設定された周波数範囲のパルスを、前記認証信号のパルスとして検出すること
   を特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の認証システム。
10. 前記状態検出部は、さらに、
    前記第１の認証回路により認証が実行される可能性のある状態として予め設定された第２状態を検出し、
    前記温度センサはサーミスタであり、
    前記通信端子を介して前記電子機器からの電流の流入が開始した後予め設定された設定時間が経過するまで、前記状態検出部によって、前記第２状態が検出されない場合、前記通信端子と前記負の電源端子との間の抵抗値を、前記電池を保護すべき温度において前記サーミスタが示す抵抗値以下に設定するフェールセーフ回路をさらに備えること
    を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の認証システム。
11. 前記温度センサはサーミスタであり、
    前記電子機器は、
    抵抗値が可変の可変抵抗部と、
    前記可変抵抗部を介して、前記通信端子へ予め設定された基準電圧を供給する基準電圧源と、
    前記温度検出回路によって検出された前記電池の温度が高いほど、前記可変抵抗部の抵抗値を減少させる切替制御部とをさらに備えること
    を特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の認証システム。
12. 温度検知および認証に共用される通信端子と、正負の電源端子との３つの端子を介して接続されて電池パックとの間で認証を行う電子機器において、
    前記通信端子を介して前記電池パックが備えるサーミスタへ流れる電流に基づき、前記電池パックが備える電池の温度を検出する温度検出回路と、
    前記通信端子を介して前記電池パックの認証を行う第１の認証回路と、
    抵抗値が可変の可変抵抗部と、
    前記可変抵抗部を介して、前記通信端子へ予め設定された基準電圧を供給する基準電圧源と、
    前記温度検出回路によって検出された前記電池の温度が高いほど、前記可変抵抗部の抵抗値を減少させる切替制御部とを備えること
    を特徴とする電子機器。
13. 電池パックの認証及び当該電池パックが備える電池の温度検出とを行う電子機器と、温度検知および認証に共用される通信端子と正負の電源端子との３つの端子を介して接続される電池パックにおいて、
    前記通信端子と前記負の電源端子との間に接続され、前記電池の温度を検出する温度センサと、
    前記通信端子に接続される認証回路チップとを備え、
    前記認証回路チップは、
    前記通信端子から流入する電流を動作用電源電流として用いることで、前記通信端子を介して前記電子機器との間で認証を行う認証回路と、
    前記通信端子から前記認証回路へ流入する電流を制御する電流制御部と、
    前記温度検出回路により温度測定が実行される可能性のある状態として予め設定された第１状態を検出する状態検出部と、
    前記状態検出部によって前記第１状態が検出されたとき、前記電流制御部によって、前記通信端子から前記認証回路へ流入する電流を減少させる制御部と
    を備えることを特徴とする電池パック。

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