JP2017192237A - 充電制御システムおよび電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の寿命を延ばすことができる充電制御システムを提供する。【解決手段】充電制御システムは、電力を供給する充電台と、二次電池が前記充電台に電気的に接続された際に前記二次電池の充電完了時刻が第一の充電モード時よりも遅くなるように前記充電台から前記二次電池への充電電流を制御する第二の充電モードを有する制御装置と、を備えた。当該構成を備えることにより、二次電池の充電完了時刻は、第一の充電モード時よりも遅くなる。このため、二次電池が満充電である時間は、第一の充電モード時よりも短くなる。その結果、二次電池の寿命を延ばすことができる。【選択図】図５

Description

この発明は、充電制御システムおよび電気掃除機に関する。

特許文献１は、充電制御システムを開示する。当該充電制御システムは、二次電池の温度が予め設定された温度以下になった際に二次電池の充電を開始する。このため、二次電池の充電を速やかに行い得る。

特許第３９２６７６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものにおいては、二次電池が満充電の状態になりやすい。このため、二次電池の寿命が短くなりやすい。

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、二次電池の寿命を延ばすことができる充電制御システムおよび電気掃除機を提供することである。

この発明に係る充電制御システムは、電力を供給する充電台と、二次電池が前記充電台に電気的に接続された際に前記二次電池の充電完了時刻が第一の充電モード時よりも遅くなるように前記充電台から前記二次電池への充電電流を制御する第二の充電モードを有する制御装置と、を備えた。

この発明に係る電気掃除機は、前記充電制御システムを備えた。

これらの発明によれば、二次電池の充電完了時刻は、第一の充電モード時よりも遅くなる。このため、二次電池が満充電である時間は、第一の充電モード時よりも短くなる。その結果、二次電池の寿命を延ばすことができる。

この発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の側面図である。 この発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の掃除機本体の側面図である。 この発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の充電台を前方から見た斜視図である。 この発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の充電台を後方から見た斜視図である。 この発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機のブロック図である。 この発明の実施の形態１における充電制御システムによる二次電池の充電の詳細を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における充電制御システムによる二次電池の容量維持率を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における充電制御システムにより充電された二次電池の寿命を説明するための図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化又は省略化される。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の側面図である。

図１において、電気掃除機は、掃除機本体１と充電台２とを備える。

掃除機本体１は、コードレスタイプのスティック型掃除機である。掃除機本体１は、吸込具３と電動送風機４と集塵部５と凸体６と二次電池７と手元スイッチ８と報知装置９と制御装置１０とを備える。

充電台２は、凹体１１と電源ケーブル１２と電源プラグ１３とを備える。

掃除機本体１は、凸体６が充電台２の凹体１１に嵌め合せられることにより充電台２に取り付けられる。この際、二次電池７は、凸体６と充電台２の凹体１１と電源ケーブル１２とを介して電源プラグ１３と電気的に接続される。この状態で電源プラグ１３が外部電源に接続されると、二次電池７は充電され得る。

次に、図２を用いて、掃除機本体１の動作を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の掃除機本体の側面図である。

掃除機本体１において、制御装置１０は、手元スイッチ８の操作状態に基づいて電動送風機４を動作させる。その結果、吸引風が発生する。当該吸引風により、床面の塵埃は、空気とともに吸込具３に吸い込まれる。当該塵埃は空気とともに掃除機本体１の内部を通過して集塵部５に流入する。当該塵埃は、集塵部５により空気と分離される。この際、当該塵埃は、集塵部５に捕集される。これに対し、空気は、集塵部５から電動送風機４に吸引される。その後、当該空気は、掃除機本体１から排出される。

次に、図３と図４とを用いて、充電台２を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の充電台を前方から見た斜視図である。図４はこの発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機の充電台を後方から見た斜視図である。

図３と図４とに示すように、充電台２は、台座部１４と支柱部１５とを備える。

台座部１４は、掃除機本体１の吸込具３を下方から支持し得るように設けられる。支柱部１５は、台座部１４から直立する。支柱部１５は、掃除機本体１の要部を下方から支持し得るように設けられる。

次に、図５を用いて、二次電池７の充電を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における充電制御システムを備えた電気掃除機のブロック図である。

図５に示すように、手元スイッチ８は、充電モード切替部１６と充電完了時刻設定部１７と充電遅延時間変更部１８とを備える。

充電モード切替部１６は、外部からの操作に応じて複数用意された二次電池７の充電モードを切り替える機能を備える。複数用意された充電モードとは、例えば、規準として設定されている通常の充電を行う本発明の第一の充電モードである充電モード（以降第一の充電モードと記す）、充電完了時刻が第一の充電モードよりも遅くなる本発明の第二の充電モードである充電モード（以降第二の充電モードと記す）である。なお、第二の充電モードは、第一の充電モードよりも充電完了時刻が遅くなる充電モードのことであり、電流を抑えて充電を行う、充電を開始する時間を遅らせて充電を行う等により、充電完了時刻が遅くなるように設定される。充電完了時刻設定部１７は、外部からの操作に応じて二次電池７の充電完了時刻を設定する機能を備える。充電遅延時間変更部１８は、外部からの操作に応じて二次電池７の充電を開始させる際の遅延時間を変更する機能を備える。

報知装置９は、充電報知部１９と時刻表示部２０とを備える。

充電報知部１９は、二次電池７の充電状態を報知する機能を備える。時刻表示部２０は、充電完了時刻設定部１７により設定された二次電池７の充電完了時刻等を表示する機能を備える。

制御装置１０は、電動送風機駆動部２１と二次電池電圧検出部２２と充電台接続検出部２３と充電電流検出部２４と充電電流制御部２５と充電制御部２６と制御部２７とを備える。

電動送風機駆動部２１は、電動送風機４を駆動する機能を備える。

二次電池電圧検出部２２は、二次電池７の電圧を検出する機能を備える。充電台接続検出部２３は、掃除機本体１が充電台２に接続されたことを検出する機能を備える。充電電流検出部２４は、充電台２から二次電池７への充電電流を検出する機能を備える。充電電流制御部２５は、充電台２から二次電池７への充電電流を制御する機能を備える。充電制御部２６は、充電台接続検出部２３の検出結果と充電電流検出部２４の検出結果に基づいて充電電流制御部２５に対して充電台２から二次電池７への充電電流の制御を指示する機能を備える。

制御部２７は、電動送風機駆動部２１を制御する機能を備える。

制御部２７は、充電モード切替部１６により切り替えられた充電モードと充電完了時刻設定部１７により設定された時刻と充電遅延時間変更部１８により変更された遅延時間とに基づいて充電制御部２６を制御する機能を備える。

制御部２７は、充電モード切替部１６により切り替えられた充電モードと充電完了時刻設定部１７により設定された時刻と充電遅延時間変更部１８により変更された遅延時間とに基づいて充電報知部１９を制御する機能を備える。

制御部２７は、充電完了時刻設定部１７により設定された時刻と充電遅延時間変更部１８により変更された遅延時間とに基づいて時刻表示部２０を制御する機能を備える。

充電台２は、電源部２８を備える。

電源部２８は、二次電池７に電力を供給する機能を備える。

例えば、掃除機本体１において充電モードが設定されている際、制御部２７は、設定された充電モードの種類にかかわらず二次電池７が充電台２に電気的に接続された際に充電中であることを報知装置９に報知させる。

例えば、制御部２７は、充電台２を用いた二次電池７の充電が初めて行われると判定した際に通常の充電を行う第一の充電モードで充電台２から二次電池７への充電電流を制御する。

具体的には、通常の充電を行う第一の充電モードによる充電では、二次電池７が充電台２の電源部２８に電気的に接続されると、制御部２７は、二次電池７が充電台２の電源部２８に電気的に接続された直後に充電台２から二次電池７への充電電流の供給を開始するように充電制御部２６に対して指令を出力する。充電制御部２６は、当該指令に基づいて充電電流制御部２５を制御する。その結果、充電台２から二次電池７への充電電流の供給は、二次電池７が充電台２の電源部２８に電気的に接続された直後に開始される。なお、初回の充電では必ず通常の充電を行う第一の充電モードが選択される。

例えば、充電モードが第二の充電モードの一例である低電流充電モードの際、制御部２７は、充電台２から二次電池７への充電電流の値を小さくすることで二次電池７の充電完了時刻が通常の充電を行う第一の充電モード時よりも遅くなるように充電制御部２６に対して指令を出力する。充電制御部２６は、当該指令に基づいて充電電流制御部２５を制御する。その結果、充電台２から二次電池７への充電電流の値は、通常の充電を行う第一の充電モード時よりも小さくなる。

例えば、充電モードが第二の充電モードの一例である低電流充電モードの際に充電完了時刻設定部１７により二次電池７の充電完了時刻が設定されている場合、制御部２７は、二次電池７の充電が当該充電完了時刻に完了するように充電制御部２６に対して指令を出力する。充電制御部２６は、当該指令に基づいて充電電流制御部２５を制御する。充電電流制御部２５は、当該制御に基づいて充電台２から二次電池７への充電電流の値を制御する。その結果、二次電池７の充電は、当該充電完了時刻に完了する。

例えば、充電モードが第二の充電モードの他の例である遅延充電モードの際、制御部２７は、二次電池７が充電台２に電気的に接続されてからの経過時間が予め設定された遅延時間を経過した際に充電台２から二次電池７への充電電流の供給を開始するように充電制御部２６に対して指令を出力する。充電制御部２６は、当該指令に基づいて充電電流制御部２５を制御する。その結果、充電台２から二次電池７への充電電流の供給は、通常の充電を行う第一の充電モード時よりも遅れて開始される。

例えば、充電モードが第二の充電モードの他の例である遅延充電モードの際に充電遅延時間変更部１８により遅延時間が変更されている場合、制御部２７は、二次電池７が充電台２に電気的に接続されてからの経過時間が当該遅延時間を経過した際に充電台２から二次電池７への充電電流の供給を開始するように充電制御部２６に対して指令を出力する。充電制御部２６は、当該指令に基づいて充電電流制御部２５を制御する。その結果、充電台２から二次電池７への充電電流の供給は、当該遅延時間の経過後に開始される。

例えば、充電モードが第二の充電モードの他の例である遅延充電モードの際に充電完了時刻設定部１７により二次電池７の充電完了時刻が設定されている場合、制御部２７は、二次電池７の充電が当該充電完了時刻に完了するように充電制御部２６に対して指令を出力する。充電制御部２６は、当該指令に基づいて充電電流制御部２５を制御する。充電電流制御部２５は、当該制御に基づいて充電台２から二次電池７への充電電流の供給を開始させる時刻と、充電電流値のいずれか、又は両方を調整する。その結果、二次電池７の充電は、当該充電完了時刻に完了する。

次に、図６を用いて、二次電池７の充電の詳細を説明する。
図６はこの発明の実施の形態１における充電制御システムによる二次電池の充電の詳細を説明するための図である。

図６の上段は、通常の充電を行う第一の充電モード時における充電電流と二次電池７の容量を示す図である。図６の中段は、第二の充電モードの一例である低電流充電モード時における充電電流と二次電池７の容量を示す図である。図６の下段は、第二の充電モードの他の例である遅延充電モード時における充電電流と二次電池７の容量を示す図である。

図６の上段に示すように、充電モードが通常の充電を行う第一の充電モードの際、充電電流の値は、二次電池７が充電台２の電源部２８に電気的に接続された直後にＡ１となる。充電電流の値は、二次電池７の容量が予め設定されたＢ１となるまでＡ１に維持される。二次電池７の容量がＢ１となった後、充電電流の値は、二次電池７の容量がＢ２となるときに０となるように徐々に小さくなる。

図６の中段に示すように、充電モードが第二の充電モードの一例である低電流充電モードの際、充電電流の値は、二次電池７が充電台２の電源部２８に電気的に接続された直後にＡ２となる。Ａ２は、Ａ１よりも小さいに値に設定される。例えば、Ａ２は、５０ｍＡから２００ｍＡの間に設定される。充電電流の値は、二次電池７の容量が予め設定されたＢ１となるまでＡ２に維持される。二次電池７の容量がＢ１となる時刻は、充電モードが通常の充電を行う第一の充電モードのときよりも遅くなる。二次電池７の容量がＢ１となった後、充電電流の値は、二次電池７の容量がＢ２となるときに０となるように徐々に小さくなる。充電電流の値が０となる時刻は、充電モードが通常の充電を行う第一の充電モードのときよりも遅くなる。

図６の下段に示すように、充電モードが第二の充電モードの他の例である遅延充電モードの際、充電電流の値は、二次電池７が充電台２の電源部２８に電気的に接続された直後において０に維持される。その後、遅延時間が経過すると、充電電流の値は、Ａ１となる。充電電流の値は、二次電池７の容量が予め設定されたＢ１となるまでＡ１に維持される。二次電池７の容量がＢ１となる時刻は、充電モードが通常の充電を行う第一の充電モードのときよりも遅くなる。二次電池７の容量がＢ１となった後、充電電流の値は、二次電池７の容量がＢ２となるときに０となるように徐々に小さくなる。充電電流の値が０となる時刻は、充電モードが通常の充電を行う第一の充電モードのときよりも遅くなる。

次に、図７を用いて、二次電池７の容量維持率を説明する。
図７はこの発明の実施の形態１における充電制御システムによる二次電池の容量維持率を説明するための図である。

図７は、遅延時間が０ｈと２ｈと１２ｈと１８ｈと２４ｈとなる設定により充電された二次電池７の容量維持率を示す。

遅延時間が０ｈに設定されている際、満充電時間は、２２．５ｈである。遅延時間が２ｈに設定されている際、満充電時間は、２０．５ｈである。遅延時間が１２ｈに設定されている際、満充電時間は、１０．５ｈである。遅延時間が１８ｈに設定されている際、満充電時間は、４．５ｈである。遅延時間が２４ｈに設定されている際、満充電時間は、０ｈである。

図７に示すように、初期状態において、二次電池７の容量維持率は、遅延時間にかかわらず１００％である。これに対し、二次電池７の容量維持率は、日数の増加とともに減少する。この際、遅延時間が長く満充電時間が短い設定になっていれば、二次電池７の容量維持率は、減少しにくい。

次に、図８を用いて、二次電池７の寿命を説明する。
図８はこの発明の実施の形態１における充電制御システムにより充電された二次電池の寿命を説明するための図である。

図８は、遅延時間が０ｈと２ｈと１２ｈと１８ｈと２４ｈとなる設定により充電された二次電池７の寿命を示す。

遅延時間が０ｈに設定されている際、満充電時間は、２２．５ｈである。遅延時間が２ｈに設定されている際、満充電時間は、２０．５ｈである。遅延時間が１２ｈに設定されている際、満充電時間は、１０．５ｈである。遅延時間が１８ｈに設定されている際、満充電時間は、４．５ｈである。遅延時間が２４ｈに設定されている際、満充電時間は、０ｈである。

図８に示すように、遅延時間が０ｈに設定されている際、二次電池７の寿命は、３２１１日である。遅延時間が２ｈに設定されている際、二次電池７の寿命は、３３１１日である。遅延時間が１２ｈに設定されている際、二次電池７の寿命は、４００２日である。遅延時間が１８ｈに設定されている際、二次電池７の寿命は、４８０９日である。遅延時間が２４ｈに設定されている際、二次電池７の寿命は、７１４７日である。

以上で説明した実施の形態１によれば、二次電池７の充電完了時刻は、通常の充電を行う第一の充電モード時よりも遅くなる。このため、二次電池７が満充電である時間は、通常の充電を行う第一の充電モード時よりも短くなる。その結果、二次電池７の寿命を延ばすことができる。

例えば、二次電池７が充電台２に電気的に接続されてからの経過時間が予め設定された遅延時間を経過した際に二次電池７への充電電流の供給が開始されることで、二次電池７の充電完了時刻は、通常の充電を行う第一の充電モード時よりも遅くなる。このため、簡単な設定変更で二次電池７の寿命を延ばすことができる。

特に、掃除機本体１の連続使用時間は長くても３０分程度である。このため、１日のうちの大半は、掃除機本体１は駆動していない。掃除機本体１においては、次の使用時までに二次電池７の充電が完了していればよい。例えば、二次電池７が充電台２に電気的に接続されてから１８時間後に二次電池７の充電を開始しても、次の使用時までに二次電池７の充電は完了している。このため、掃除機本体１の使い勝手を損なうことなく、二次電池７の寿命を約１．５倍に延ばすことができる。

例えば、二次電池７への充電電流の値を小さくすることで、二次電池７の充電完了時刻は、通常の充電を行う第一の充電モード時よりも遅くなる。このため、簡単な設定変更で二次電池７の寿命を延ばすことができる。

また、通常の充電を行う第一の充電モード時において、二次電池７が充電台２に電気的に接続された直後に二次電池７への充電電流の供給が開始する。このため、充電完了時刻がより早くなることを望む利用者の希望に沿って二次電池７を充電することができる。

また、報知装置９は、二次電池７が充電台２に電気的に接続された際に二次電池７が充電中であることを報知する。このため、遅延充電モードにおいて二次電池７の充電が開始されていない時間帯でも、利用者に対して二次電池７の充電モードが設定されていることを報知することができる。

また、遅延充電モードにおける遅延時間は、外部からの操作に応じて変更される。このため、利用者の生活リズムに応じて、二次電池７の充電開始時間を調整することができる。その結果、二次電池７の寿命をより延ばすことができる。

また、第二の充電モードの一例である低電流充電モードおよび第二の充電モードの他の例である遅延充電モードにおいて、二次電池７の充電完了時刻は、外部からの操作に応じて変更される。このため、利用者が掃除機本体１を使用する直前に二次電池７の充電を完了させることができる。その結果、二次電池７の寿命をより延ばすことができる。

また、制御部２７が有する情報記憶部に、製品が工場出荷時に、使用者による充電操作未実施情報を記憶させることで、使用者が初めて充電するのかどうかを判断できる機能を使用し、充電台２を用いた二次電池７の充電が使用者によって初めて行われると判断した場合は、通常の充電を行う第一の充電モードにおいて二次電池７が充電される。このため、利用者が二次電池７を初めて使用する際、二次電池７の充電完了時刻が遅くなることはない。その結果、二次電池７の充電に不具合があるとの勘違いを防止することができる。

なお、二次電池７が充電台２に電気的に接続されても充電されないモードを設定してもよい。この場合、長期間において掃除機本体１が使用されない際に電源プラグ１３と外部電源との接続を遮断しなくても、二次電池７の寿命が短くなることを防止できる。

また、二次電池７の充電が通常の充電を行う第一の充電モード時よりも早く完了する急速充電モードを設定してもよい。この場合、予定よりも早く掃除機本体１を使用する場合にも対応することができる。

また、実施の形態１の充電制御システムは、電気掃除機以外にも対応し得る。充電台２と制御装置１０とを用いれば、二次電池７の寿命を延ばすことができる。

１ 掃除機本体、 ２ 充電台、 ３ 吸込具、 ４ 電動送風機、 ５ 集塵部、 ６ 凸体、 ７ 二次電池、 ８ 手元スイッチ、 ９ 報知装置、 １０ 制御装置、 １１ 凹体、 １２ 電源ケーブル、 １３ 電源プラグ、 １４ 台座部、 １５ 支柱部、 １６ 充電モード切替部、 １７ 充電完了時刻設定部、 １８ 充電遅延時間変更部、 １９ 充電報知部、 ２０ 時刻表示部、 ２１ 電動送風機駆動部、 ２２ 二次電池電圧検出部、 ２３ 充電台接続検出部、 ２４ 充電電流検出部、 ２５ 充電電流制御部、 ２６ 充電制御部、 ２７ 制御部、 ２８ 電源部

Claims (10)

1. 電力を供給する充電台と、
   二次電池が前記充電台に電気的に接続された際に前記二次電池の充電完了時刻が第一の充電モード時よりも遅くなるように前記充電台から前記二次電池への充電電流を制御する第二の充電モードを有する制御装置と、
   を備えた充電制御システム。
2. 前記制御装置は、前記二次電池が前記充電台に電気的に接続されてからの経過時間が予め設定された遅延時間を経過した際に前記充電台から前記二次電池への充電電流の供給を開始させることで前記二次電池の充電完了時刻が前記第一の充電モード時よりも遅くなるようにする請求項１に記載の充電制御システム。
3. 前記制御装置は、前記充電台から前記二次電池への充電電流の値を小さくすることで前記二次電池の充電完了時刻が前記第一の充電モード時よりも遅くなるようにする請求項１に記載の充電制御システム。
4. 前記制御装置は、前記第一の充電モード時においては前記二次電池が前記充電台に電気的に接続された直後に前記充電台から前記二次電池への充電電流の供給を開始させる請求項２に記載の充電制御システム。
5. 前記二次電池が前記充電台に電気的に接続された際に前記二次電池が充電中であることを報知する報知装置、
   を備えた請求項２または請求項４に記載の充電制御システム。
6. 前記制御装置は、外部からの操作に応じて前記遅延時間を変更する請求項２と請求項４と請求項５とのうちのいずれか一項に記載の充電制御システム。
7. 前記制御装置は、前記二次電池の充電完了時刻が外部からの操作に応じて設定された充電完了時刻に完了するように前記充電台から前記二次電池への充電電流の値を制御する請求項３に記載の充電制御システム。
8. 前記制御装置は、前記二次電池の充電完了時刻が外部からの操作に応じて設定された充電完了時刻に完了するように前記充電台から前記二次電池への充電電流の供給を開始させる時刻と、充電電流の値のいずれか、又は両方を調整する請求項２と請求項４と請求項５とのうちのいずれか一項に記載の充電制御システム。
9. 前記制御装置は、前記充電台を用いた前記二次電池の充電が初めて行われると判定した際に前記第一の充電モードで前記充電台から前記二次電池への充電電流を制御する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の充電制御システム。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の充電制御システムを備えた電気掃除機。

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