JP7336264B2 - バッテリパック - Google Patents

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Description

本開示は、バッテリパックに関する。
充電器に接続されて充電されるバッテリパックが知られている。バッテリパックは、充電された後、例えば、電動作業機などに接続されて電動作業機などに電力供給できるように構成されている。
バッテリパックは、充電器からの充電電流または電動作業機への放電電流を通電するための一対の電源端子（特許文献１における正極端子２および負極端子３）と、充電器との間で各種情報の送受信を行う通信端子（特許文献１における通信端子４）と、を備えるものがある（特許文献１参照）。通信端子は、一対の外部接続端子（特許文献１における外部接続端子４ａ，４ｂ）を備えている。
このバッテリパックは、充電器（または電動作業機）と接続されると、充電器（または電動作業機）の通信端子（特許文献１における通信端子２５）によって一対の外部接続端子どうしが電気的に接続されることで、バッテリパックの制御部（マイクロプロセッサ）が起動するように構成されている。また、このバッテリパックが充電器（または電動作業機）から取り外されると、通信端子による一対の外部接続端子どうしの電気的接続が解除されて、制御部（マイクロプロセッサ）が停止（シャットダウン）する。
特開２０１１－１０９７６８号公報
しかし、上記のバッテリパックは、充電器による充電完了後、充電器からの取り外しが行われず充電器との接続状態が続いた場合、充電電力が無駄に消費される可能性がある。
例えば、バッテリパックの充電完了後、充電器がスリープモードに移行した場合には、充電器からバッテリパックへの電力供給が行われない状態となり、このあと、バッテリパックの制御部が動作停止することなく通常動作状態を継続した場合には、制御部での電力消費が継続することになる。
つまり、バッテリパックの充電が完了して充電器がスリープモードに移行した後に、バッテリパックが充電器に接続された状態が続くと、通信端子による一対の外部接続端子どうしの電気的接続が維持される。このとき、バッテリパックの制御部は、動作停止することなく通常動作状態を継続するため、充電電力が制御部によって無駄に消費される可能性がある。
そこで、本開示の一局面においては、充電完了後にバッテリパックと充電器との接続状態が続いた場合であっても、充電電力の無駄な消費を低減できるバッテリパックを提供できることが望ましい。
本開示の一局面は、充電器により充電されるバッテリパックであって、バッテリセルと、制御部と、通信部と、を備えるとともに、さらに、切替制御部を備える。
バッテリセルは、充電および放電が可能な二次電池を有する。制御部は、制御動作状態と低電力動作状態とを含む複数の動作状態のいずれかに切替可能に構成されている。制御動作状態は、バッテリセルの充電および放電を制御する動作状態である。低電力動作状態は、バッテリセルの充電および放電の制御を行わない動作状態であり、制御動作状態よりも電力消費が少ない動作状態である。通信部は、充電器との間で通信を行うように構成されている。
切替制御部は、通信停止時間と状態切替判定値とを比較し、通信停止時間が状態切替判定値以下である場合には、制御部の動作状態の切替を行わないように構成されている。切替制御部は、通信停止時間と状態切替判定値とを比較し、通信停止時間が状態切替判定値を超えた場合には、制御部の動作状態を低電力動作状態に切替える。通信停止時間は、通信部が充電器と前記通信を検出していない状態の継続時間である。状態切替判定値は、予め定められた判定値である。
このバッテリパックは、充電器に接続されて充電が完了した後、通信停止時間が状態切替判定値を超えた場合には、制御部の動作状態を低電力動作状態に切替えることで、制御部での電力消費量を低減できる。これにより、このバッテリパックは、バッテリセルに充電された電力の無駄な消費を低減できる。
なお、状態切替判定値は、例えば、制御部の動作状態を低電力動作状態に切替えるか否かの移行判定に用いるために予め定められた判定値を設定してもよい。
次に、上述のバッテリパックにおいては、通信部は、充電器との通信としてシリアル通信を行ってもよい。通信部（バッテリパック）と充電器とがシリアル通信を行うことで、単なるＯＮ・ＯＦＦ信号の通信ではなく、各種情報を含んだ信号の送受信が可能となる。
次に、上述のバッテリパックにおいては、通信部は、充電器との通信として双方向通信を行ってもよい。通信部（バッテリパック）と充電器とが単方向通信ではなく双方向通信を行うことで、通信部と充電器との間で互いに情報のやりとりを行うことができる。
このため、このバッテリパックは、充電器の状態（正常状態、異常状態など）に関する情報を受け取ることができるとともに、バッテリパックの状態（正常状態、異常状態など）に関する情報を充電器に対して通知することができる。
次に、上述のバッテリパックにおいては、制御部は、制御動作状態において、複数の処理モードのうちいずれか１つを実行するように構成されており、切替制御部は、制御部における複数の処理モードのうちいずれの処理モードの実行時においても、通信停止時間と状態切替判定値との比較を行ってもよい。複数の処理モードには、充電待機モード、充電モード、充電完了モード、充電異常モードが含まれる。
このバッテリパックにおいては、制御部で実行中の処理モードの種類に関わらず、制御部を低電力動作状態に変更できる。これにより、このバッテリパックは、制御部における電力消費量の低減を図ることができる。
次に、上述のバッテリパックにおいては、通信部は、充電器からスリープ移行信号を受信可能に構成され、制御部は、通信部がスリープ移行信号を受信すると、低電力動作状態に移行してもよい。
このバッテリパックによれば、充電器からのスリープ移行信号により、制御部が低電力動作状態に移行することで、制御部での電力消費量を低減できる。
第１実施形態に係るバッテリパックおよび充電器の概要を示すブロック図である。 処理モード切替処理の処理内容を表したフローチャートである。 スリープモード移行判定ルーチンの処理内容を表したフローチャートである。
以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
［１．第１実施形態］
［１－１．全体構成］
本実施形態に係るバッテリパック１００の構成について、図１を参照して説明する。
バッテリパック１００は、外部機器に接続されて外部機器へ電力を供給するように構成されると共に、外部機器に接続されて外部機器から電力の供給を受けるように構成されている。外部機器は、充電器６００、電動作業機、ライトなどを含む。充電器６００は、バッテリパック１００へ電力を供給する。電動作業機およびライトは、電力の供給を受けて作動する。電動作業機は、ハンマドリル、チェーンソー、グラインダなどの電動工具や、草刈機、ヘッジトリマ、バリカンなどを含む。
図１に示すように、バッテリパック１００は、充電器６００に接続されて充電器６００から電力供給を受けられるように構成されている。
バッテリパック１００は、バッテリ６０と、Analog Front End６１０（以下、ＡＦＥ６１０ともいう）と、Micro Processing Unit６２０（以下、ＭＰＵ６２０ともいう）と、電源回路１１６と、Self Control Protector１１８（以下、ＳＣＰ１１８ともいう）と、を備える。
さらに、バッテリパック１００は、正極端子１１、負極端子１２、ＣＳ端子１３、ＤＴ端子１４、ＴＲ端子１５、ＤＳ端子１６、充電制御部２００（以下、ＣＳ回路２００ともいう）、検出部３００（以下、ＤＴ回路３００ともいう）、通信部４００（以下、ＵＡＲＴ半二重Ｉ／Ｆ回路４００ともいう）、及び放電制御部５００（以下、ＤＳ回路５００ともいう）を備える。
バッテリ６０は、複数のバッテリセルが直列接続されて構成されている。バッテリ６０は、充電および放電が可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオンバッテリなどである。バッテリ６０の定格電圧は、例えば１８Ｖである。なお、バッテリ６０の定格電圧は、１８Ｖに限らず、３６Ｖや７２Ｖ等でもよい。
ＭＰＵ６２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを含み、バッテリ６０の充放電制御を含む各種制御を実行する。また、ＭＰＵ６２０は、各種信号が入力される複数の割り込みポートＰＩを備える。ＭＰＵ６２０は、検出部３００により充電器６００との接続状態が検出され、所定の条件を満たすと、通常動作モード（制御動作状態）から、動作の一部を停止して消費電力を抑えるスリープモード（低電力動作状態）へ移行する。そして、ＭＰＵ６２０は、スリープモード中に、いずれかの割り込みポートＰＩに信号が入力されると、ウェイクアップして、通常動作モードへ移行する。例えば、ＭＰＵ６２０は、検出部３００により充電器６００との接続状態が検出されて、割り込みポートＰＩを介して接続検出情報Ｓａ１が入力されるとウェイクアップする。また、ＭＰＵ６２０は、充電器６００の取り外しが検出され、所定の条件を満たすとスリープモードへ移行する。
つまり、ＭＰＵ６２０は、通常動作モード（制御動作状態）とスリープモード（低電力動作状態）とを含む複数の動作モード（動作状態）のいずれかに切替可能に構成されている。制御動作状態は、バッテリ６０の充電および放電を制御する動作状態である。低電力動作状態は、バッテリ６０の充電および放電の制御を行わない動作状態であり、制御動作状態よりも電力消費が少ない動作状態である。
ＡＦＥ６１０は、アナログ回路であり、ＭＰＵ６２０からの指令に従いバッテリ６０に含まれる各バッテリセルのセル電圧を検出するとともに、バッテリ６０に備えられたサーミスタ（図示省略）を介して少なくとも１つのバッテリセルのセル温度を検出する。また、ＡＦＥ６１０は、複数のバッテリセルの残容量を均等化させるセルバランス処理を実行する。また、ＡＦＥ６１０は、回路基板に備えられたサーミスタ（図示省略）を介して基板温度を検出する。さらに、ＡＦＥ６１０は、シャント抵抗６７を介して、バッテリ６０へ流れ込む充電電流及びバッテリ６０から流れ出る放電電流を検出する。そして、ＡＦＥ６１０は、検出したセル電圧、セル温度、基板温度、及び充放電電流の検出値をデジタル信号に変換し、変換した各デジタル信号をＭＰＵ６２０へ出力する。
また、ＡＦＥ６１０は、検出したバッテリ６０の状態に基づいて、バッテリ６０への充電を許可するか禁止するか判定し、充電許可信号または充電禁止信号を生成して充電制御部２００へ出力する。
電源回路１１６は、レギュレータを備える。レギュレータは、バッテリパック１００（詳しくは、ＭＰＵ６２０）がシャットダウンしているとき、ＤＳ端子１６を介して充電器６００の補助電源６２３から電力供給を受け、内部回路駆動用の電源電圧ＶＤＤを生成する。充電器６００は、ＤＳ端子１６と接続される機器側ＤＳ端子６６を備える。機器側ＤＳ端子６６は、補助電源６２３に接続されている。
バッテリパック１００は、過放電状態になるとシャットダウンする。ＭＰＵ６２０は、電源回路１１６によって生成された電源電圧ＶＤＤの供給を受けると、シャットダウン状態から起動し、バッテリ６０が充電可能な状態であれば充電許可信号を充電器６００に出力する。バッテリ電圧が所定の電圧に到達すると、電源回路１１６に対してバッテリ６０からの電力が供給される。電源回路１１６は、バッテリ６０から電力供給を受けて、電源電圧ＶＤＤを生成する。
ＳＣＰ１１８は、バッテリ６０の正極側と正極端子１１とを接続する正極側接続線上に設けられている。ＳＣＰ１１８は、ヒューズを備え、ＭＰＵ６２０からの指令に応じてヒューズを溶断させる回路を備える。ＳＣＰ１１８のヒューズが溶断されることにより、正極側接続線が断線され、バッテリ６０は、正極端子１１を介した充電及び放電が不可能な状態になる。すなわち、バッテリ６０は、再利用不可能な状態になる。
ＭＰＵ６２０は、バッテリパック１００から充電器６００に充電禁止信号を出力しても充電が止まらない場合、及び、バッテリパック１００から外部機器に放電禁止信号を出力しても放電が止まらない場合に、安全を確保するために、最後の手段として、ＳＣＰ１１８へヒューズを溶断させる指令を出す。すなわち、ＳＣＰ１１８は、バッテリ６０の過充電状態及び過放電状態に対して二重に安全を確保するための回路である。ＳＣＰ１１８は、定期的に、ヒューズを溶断させる回路が正常に作動するか否かを診断し、診断結果をＭＰＵ６２０へ出力してもよい。ＳＣＰ１１８が自己診断機能を有していない場合には、ＭＰＵ６２０がＳＣＰ診断処理を実行することで、ＳＣＰ１１８が正常動作するか否かを判定してもよい。
ＭＰＵ６２０は、入力された各種信号に基づいてバッテリ６０の状態を判定する。そして、ＭＰＵ６２０は、判定したバッテリ６０の状態に基づいて、バッテリ６０への充電を許可するか禁止するかを判定し、充電許可信号または充電禁止信号を生成する。ＭＰＵ６２０は、充電許可信号または充電禁止信号を、ＡＦＥ６１０を介して充電制御部２００へ出力する。また、ＭＰＵ６２０は、判定したバッテリ６０の状態に基づいて、バッテリ６０からの放電を許可するか禁止するかを判定し、放電許可信号または放電禁止信号を生成して放電制御部５００へ出力する。また、ＭＰＵ６２０は、外部機器（詳細には、電動作業機）に対する応答性を高くするため、スリープモード中は継続して放電許可信号を生成して放電制御部５００へ出力してもよい。
正極端子１１及び負極端子１２は、バッテリパック１００が外部機器（図示省略）または充電器６００に接続された場合に、外部機器の機器側正極端子および機器側負極端子、または充電器６００の機器側正極端子６１および機器側負極端子６２に接続される。これにより、バッテリパック１００から外部機器への電力の供給、または充電器６００からバッテリパック１００への電力の供給が可能になる。
ＣＳ端子１３は、充電制御部２００（ＣＳ回路２００）に接続されており、バッテリパック１００が充電器６００に接続された場合に、充電器６００へ充電許可信号または充電禁止信号を出力するための端子である。充電制御部２００は、ＡＦＥ６１０から充電許可信号が入力された場合に、ＣＳ端子１３を介して充電許可信号を出力する。また、充電制御部２００は、ＡＦＥ６１０から充電禁止信号が入力された場合に、ＣＳ端子１３を介して充電禁止信号を出力する。
充電器６００は、ＣＳ端子１３に接続される機器側ＣＳ端子６３を備える。充電器６００は、機器側ＣＳ端子６３に接続されるインターロック回路６１７を備える。充電器６００は、直流電力を供給する電源としての機器側電源回路６１３を備える。インターロック回路６１７は、バッテリパック１００からの充電許可信号の受信中は、機器側電源回路６１３による電力供給動作を許可し、バッテリパック１００からの充電禁止信号の受信中は、機器側電源回路６１３による電力供給動作を禁止する。機器側電源回路６１３は、商用電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）からの交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータなどによって直流電力に変換して、直流電力を供給可能に構成されている。
ＤＴ端子１４は、バッテリパック１００が充電器６００に接続された場合に、充電器６００の機器側通信端子６４に接続される。機器側通信端子６４は、バッテリ検出部６３０に接続されている。ＤＴ端子１４の電位ＶＤＴは、充電器６００が未接続状態か接続状態かに応じて変化する。また、機器側通信端子６４及びＤＴ端子１４の電位ＶＤＴは、バッテリパック１００がシャットダウン状態か非シャットダウン状態かに応じて変化する。
バッテリ検出部６３０は、機器側通信端子６４及びＤＴ端子１４の電位ＶＤＴが、バッテリパック１００のシャットダウン状態を示す電位か、非シャットダウン状態を示す電位か判定する。バッテリ検出部６３０は、判定結果に基づいて、バッテリパック１００がシャットダウン状態か否かを示すシャットダウン情報を検出する。バッテリ検出部６３０は、バッテリパック１００が非シャットダウン状態であることを検出した場合には、正極側接続線上に設けられた放電スイッチ６１５をオンにする。正極側接続線は、機器側正極端子６１と機器側電源回路６１３との間に設けられる電力線である。
これにより、充電器６００からバッテリパック１００への電力供給が行われ、バッテリ６０の充電が行われる。また、バッテリ検出部６３０は、バッテリパック１００がシャットダウン状態であることを検出した場合には、放電スイッチ６１５をオフにする。
ＤＴ端子１４は、バッテリパック１００の検出部３００に接続されている。検出部３００は、ＤＴ端子１４の電位ＶＤＴを検出し、検出した電位ＶＤＴに基づいて、充電器６００がバッテリパック１００に未接続状態であることを示す電位か否か判定し、未接続状態または接続状態を検出する。検出部３００は、検出結果を割り込みポートＰＩ（図示省略）を介してＭＰＵ６２０へ出力する。なお、検出部３００は、検出結果をＡＦＥ６１０へ出力してもよい。また、検出部３００は、検出結果をＭＰＵ６２０およびＡＦＥ６１０のそれぞれに出力してもよい。
ＭＰＵ６２０は、入力された検出結果に基づいて、未接続情報、オフ情報、及びオン情報を含む機器情報を取得する。機器情報（未接続情報、オフ情報及びオン情報）は、充電器６００からバッテリパック１００へ送信され、バッテリパック１００により受信される情報である。
未接続情報は、充電器６００がバッテリパック１００に未接続状態であることを示す情報である。オフ情報は、充電器６００がバッテリパック１００に接続され且つ放電スイッチ６１５がオフであることを示す情報である。オン情報は、充電器６００がバッテリパック１００に接続され且つ放電スイッチ６１５がオンであることを示す情報である。
ＴＲ端子１５は、通信部４００に接続されたシリアル通信用の端子である。通信部４００は、半二重のUniversal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)回路を備える。
充電器６００は、ＴＲ端子１５に接続される機器側ＴＲ端子６５と、機器側ＴＲ端子６５に接続される機器側通信部６１９と、を備える。機器側通信部６１９は、半二重のUniversal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)回路を備える。
充電器６００は、機器側ＭＰＵ６１１を備える。機器側ＭＰＵ６１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを含み、充電器６００の充電制御を含む各種制御を実行する。機器側ＭＰＵ６１１は、シャント抵抗６２１を介して、機器側電源回路６１３から流れ出る放電電流を検出する。機器側ＭＰＵ６１１は、検出した放電電流が異常値を示す場合には、例えば、放電スイッチ６１５をオフ状態に切り替えることで、異常値の放電電流によるバッテリ６０の充電を停止する。
機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００の充電が完了した後、所定の条件を満たすと、通常動作モード（制御動作状態）から、動作の一部を停止して消費電力を抑えるスリープモード（低電力動作状態）へ移行する。機器側ＭＰＵ６１１は、通常動作モードからスリープモードに移行する前に、スリープ移行信号Ｓａ２を機器側通信部６１９を介してＭＰＵ６２０に送信する。スリープ移行信号Ｓａ２は、充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１がスリープモードに移行したことを示すパラメータ信号である。
機器側ＭＰＵ６１１は、スリープモード中に、いずれかの割り込みポートＰＩに信号が入力されると、ウェイクアップして、通常動作モードへ移行する。例えば、機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００との接続状態が検出されて、割り込みポートＰＩを介して接続検出情報Ｓｂ１が入力されるとウェイクアップする。また、機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００の取り外しが検出され、所定の条件を満たすとスリープモードへ移行する。
ＭＰＵ６２０および機器側ＭＰＵ６１１は、通信部４００、ＴＲ端子１５、機器側ＴＲ端子６５，機器側通信部６１９を介してシリアル通信を行う。ＭＰＵ６２０および機器側ＭＰＵ６１１は、通信接続が確立されている間は、予め定められた通信周期Ｔｃ（例えば、Ｔｃ＝８［ｓｅｃ］）ごとに通信するように構成されている。ＭＰＵ６２０、通信部４００、ＴＲ端子１５は、充電器６００との間で双方向通信を行うように構成された通信部としての機能を発揮する。
ＤＳ端子１６は、放電制御部５００に接続されている。バッテリパック１００が外部機器（詳しくは、電動作業機）に接続された場合には、ＤＳ端子１６は、外部機器へ放電許可信号または放電禁止信号を出力する。放電制御部５００は、ＭＰＵ６２０から入力される放電許可信号または放電禁止信号に基づいて、ＤＳ端子１６を介して、放電許可信号または放電禁止信号を出力する。また、ＤＳ端子１６は、シャットダウン状態のバッテリパック１００が充電器６００に接続された場合には、機器側ＤＳ端子６６を介して補助電源６２３からの電力が入力される。
［１－２．処理モード切替処理］
次に、ＭＰＵ６２０が実行する処理モード切替処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。
処理モード切替処理は、ＭＰＵ６２０が通常動作モード（制御動作状態）の場合に、ＭＰＵ６２０が実行する処理である。通常動作モードでの処理モードとしては、充電待機モード、充電モード、充電完了モード、充電異常モードの４つのモードが、少なくとも設けられている。
ＭＰＵ６２０は、検出部３００により充電器６００との接続状態が検出されて、割り込みポートＰＩを介して接続検出情報Ｓａ１が入力されるとウェイクアップし、通常動作モード（制御動作状態）での動作を開始し、処理モード切替処理を開始する。
ＭＰＵ６２０は、処理モード切替処理を開始すると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）において、初期通信処理を実行する。初期通信処理は、バッテリパック１００と充電器６００との間で、相互に信号の送受信が可能であることを確認するための処理である。ＭＰＵ６２０は、初期通信処理が正常に完了すると、Ｓ１２０に移行し、何らかの異常により初期通信処理が正常に完了しない場合には、バッテリパック１００と充電器６００との通信状態が異常状態と判定して、処理モード切替処理を終了する。
次のＳ１２０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電待機モードでの動作を開始する。充電待機モードは、バッテリパック１００が充電器６００と接続された後、ＡＦＥ６１０にて充電許可と判定されるまで待機する処理モードである。
次のＳ１３０では、ＭＰＵ６２０は、バッテリパック１００での異常が検出されているか否かを判定し、異常検出した場合（ＹＥＳ判定）にはＳ４１０に移行し、異常検出していない場合（ＮＯ判定）にはＳ１４０に移行する。ＭＰＵ６２０は、例えば、ＡＦＥ６１０からの充電禁止信号を受信している場合など、バッテリパック１００で異常が発生している場合には、ＹＥＳ判定してＳ４１０に移行する。
Ｓ１４０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電許可されているか否かを判定し、充電許可されている場合（ＹＥＳ判定）にはＳ２１０に移行し、充電許可されていない場合（ＮＯ判定）にはＳ１５０に移行する。ＭＰＵ６２０は、例えば、ＡＦＥ６１０からの充電許可信号を受信している場合には、ＹＥＳ判定してＳ２１０に移行する。
Ｓ１５０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定し、条件成立の場合（ＹＥＳ判定）にはＳ５１０に移行し、条件が不成立の場合（ＮＯ判定）にはＳ１６０に移行する。ＭＰＵ６２０は、スリープモード移行判定ルーチンを実行することで、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定する。
ＭＰＵ６２０は、図３に示すスリープモード移行判定ルーチンを開始すると、まず、Ｓ６１０において、充電器６００が接続されているか否かを判定し、充電器６００が接続されている場合（ＹＥＳ判定）にはＳ６２０に移行し、充電器６００が接続されていない場合（ＮＯ判定）にはＳ１５０としての判定結果を「ＹＥＳ判定」とする。ＭＰＵ６２０は、検出部３００からの接続検出情報Ｓａ１が入力される場合には、充電器６００が接続されていると判定し、接続検出情報Ｓａ１が入力されていない場合には、充電器６００が接続されていないと判定する。
Ｓ６２０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電器６００からのスリープ移行信号Ｓａ２を受信したか否かを判定し、受信している場合（ＹＥＳ判定）にはＳ１５０としての判定結果を「ＹＥＳ判定」とし、受信していない場合（ＮＯ判定）にはＳ６３０に移行する。スリープ移行信号Ｓａ２は、充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１がスリープモードに移行したことを示すパラメータ信号である。機器側ＭＰＵ６１１は、通常動作モードからスリープモードに移行する前に、スリープ移行信号Ｓａ２を機器側通信部６１９を介してＭＰＵ６２０に送信する。
Ｓ６３０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、通信停止時間Ｔａ１と状態切替判定値Ｔｔｈ１とを比較し、通信停止時間Ｔａ１が状態切替判定値Ｔｔｈ１よりも大きい場合（Ｔａ１＞Ｔｔｈ１）にはＳ１５０としての判定結果を「ＹＥＳ判定」とし、通信停止時間Ｔａ１が状態切替判定値Ｔｔｈ１以下である場合（Ｔａ１≦Ｔｔｈ１）にはＳ１５０としての判定結果を「ＮＯ判定」とする。
なお、通信停止時間Ｔａ１は、ＭＰＵ６２０が充電器６００（機器側ＭＰＵ６１１）との通信を検出していない状態（無通信状態）の継続時間である。状態切替判定値Ｔｔｈ１は、スリープモードへの移行判定に用いるために予め定められた判定値（例えば、Ｔｔｈ１＝３２［ｓｅｃ］）である。状態切替判定値Ｔｔｈ１は、ＭＰＵ６２０と機器側ＭＰＵ６１１との間の通信周期Ｔｃよりも長い時間が設定されている。
Ｓ１５０で実行したスリープモード移行判定ルーチンでの判定結果が「ＹＥＳ判定」の場合には、ＭＰＵ６２０は、処理モード切替処理のＳ５１０に移行する。Ｓ１５０で実行したスリープモード移行判定ルーチンでの判定結果が「ＮＯ判定」の場合には、ＭＰＵ６２０は、処理モード切替処理のＳ１６０に移行する。
Ｓ１６０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電器６００からの通信があるか否かを判定し、通信がある場合には応答処理を実行し、通信が無い場合には応答処理を行わない。Ｓ１６０が終了すると再びＳ１３０に移行する。
Ｓ２１０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電モードでの動作を開始する。充電モードは、充電器６００からの電力供給によりバッテリパック１００（詳細には、バッテリ６０）を充電する処理モードである。
次のＳ２２０では、ＭＰＵ６２０は、バッテリパック１００での異常が検出されているか否かを判定し、異常検出した場合（ＹＥＳ判定）にはＳ４１０に移行し、異常検出していない場合（ＮＯ判定）にはＳ２３０に移行する。Ｓ２２０での判定方法は、Ｓ１３０と同様である。
Ｓ２３０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電が完了したか否かを判定し、充電完了した場合（ＹＥＳ判定）にはＳ３１０に移行し、充電完了していない場合（ＮＯ判定）にはＳ２４０に移行する。ＭＰＵ６２０は、例えば、ＡＦＥ６１０にて検出されたバッテリ６０の電圧が予め定められた充電完了判定値Ｖｔｈ１（例えば、バッテリ６０の定格電圧相当値）以上になると、充電完了と判定する。
Ｓ２４０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定し、条件成立の場合（ＹＥＳ判定）にはＳ５１０に移行し、条件が不成立の場合（ＮＯ判定）にはＳ２５０に移行する。上述のＳ１５０と同様に、ＭＰＵ６２０は、スリープモード移行判定ルーチンを実行することで、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定する。
Ｓ２４０で実行したスリープモード移行判定ルーチンでの判定結果が「ＹＥＳ判定」の場合には、ＭＰＵ６２０は、処理モード切替処理のＳ５１０に移行する。Ｓ２４０で実行したスリープモード移行判定ルーチンでの判定結果が「ＮＯ判定」の場合には、ＭＰＵ６２０は、処理モード切替処理のＳ２５０に移行する。
Ｓ２５０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、各種充電制御処理を実行する。ＭＰＵ６２０は、各種充電制御処理として、例えば、充電器６００からの電力供給による定電圧充電制御処理や定電流充電制御処理などの制御処理を実行する。Ｓ２５０が終了すると、Ｓ２６０に移行する。
Ｓ２６０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電器６００からの通信があるか否かを判定し、通信がある場合には応答処理を実行し、通信が無い場合には応答処理を行わない。Ｓ２６０での処理内容は、Ｓ１６０での処理内容と同様である。Ｓ２６０が終了すると再びＳ２２０に移行する。
Ｓ３１０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電完了モードでの動作を開始する。充電完了モードは、バッテリパック１００（詳細には、バッテリ６０）の充電完了後、バッテリパック１００が充電器６００から取り外されるまでの処理モードである。
次のＳ３２０では、ＭＰＵ６２０は、バッテリパック１００での異常が検出されているか否かを判定し、異常検出した場合（ＹＥＳ判定）にはＳ４１０に移行し、異常検出していない場合（ＮＯ判定）にはＳ３３０に移行する。Ｓ３２０での判定方法は、Ｓ１３０と同様である。
Ｓ３３０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定し、条件成立の場合（ＹＥＳ判定）にはＳ５１０に移行し、条件が不成立の場合（ＮＯ判定）にはＳ３４０に移行する。上述のＳ１５０と同様に、ＭＰＵ６２０は、スリープモード移行判定ルーチンを実行することで、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定する。
Ｓ３３０で実行したスリープモード移行判定ルーチンでの判定結果が「ＹＥＳ判定」の場合には、ＭＰＵ６２０は、処理モード切替処理のＳ５１０に移行する。Ｓ３３０で実行したスリープモード移行判定ルーチンでの判定結果が「ＮＯ判定」の場合には、ＭＰＵ６２０は、処理モード切替処理のＳ３４０に移行する。
Ｓ３４０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電器６００からの通信があるか否かを判定し、通信がある場合には応答処理を実行し、通信が無い場合には応答処理を行わない。Ｓ３４０での処理内容は、Ｓ１６０での処理内容と同様である。Ｓ３４０が終了すると再びＳ３２０に移行する。
Ｓ４１０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電異常モードでの動作を開始する。充電異常モードは、バッテリパック１００の異常状態がＳＣＰ１１８による安全確保が必要な状態であるか否かを判定する処理モードである。
次のＳ４２０では、ＭＰＵ６２０は、バッテリ６０が過充電状態であるか否かを判定し、肯定判定する場合（ＹＥＳ判定）にはＳ４３０に移行し、否定判定する場合（ＮＯ判定）にはＳ４４０に移行する。ＭＰＵ６２０は、例えば、ＡＦＥ６１０にて検出されたバッテリ６０の電圧が予め定められた過充電判定値Ｖｔｈ２（例えば、バッテリ６０の定格電圧に対する１２０％相当値）以上になると、過充電状態と判定する。
Ｓ４３０では、ＭＰＵ６２０は、ＳＣＰ１１８に対してヒューズ溶断指令を出力する。これにより、ＳＣＰ１１８のヒューズが溶断されて正極側接続線が断線された状態となり、バッテリ６０は、正極端子１１を介した充電及び放電が不可能な状態になる。
Ｓ４４０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定し、条件成立の場合（ＹＥＳ判定）にはＳ５１０に移行し、条件が不成立の場合（ＮＯ判定）にはＳ４５０に移行する。上述のＳ１５０と同様に、ＭＰＵ６２０は、スリープモード移行判定ルーチンを実行することで、スリープモードへの移行条件が成立したか否かを判定する。
Ｓ４５０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、充電器６００からの通信があるか否かを判定し、通信がある場合には応答処理を実行し、通信が無い場合には応答処理を行わない。Ｓ４５０での処理内容は、Ｓ１６０での処理内容と同様である。Ｓ４５０が終了すると再びＳ４２０に移行する。
Ｓ５１０に移行すると、ＭＰＵ６２０は、通常動作モード（制御動作状態）からスリープモード（低電力動作状態）に移行する処理を実行する。Ｓ５１０が終了すると、処理モード切替処理が終了すると共に、ＭＰＵ６２０のスリープモードへの移行が完了する。
［１－３．効果］
以上説明したように、本実施形態のバッテリパック１００は、通常動作モード（制御動作状態）とスリープモード（低電力動作状態）とを含む複数の動作モード（動作状態）のいずれかに切替可能に構成されたＭＰＵ６２０を備えている。
また、ＭＰＵ６２０は、スリープモード移行判定ルーチンのＳ６３０を実行することで、通信停止時間Ｔａ１と状態切替判定値Ｔｔｈ１とを比較し、通信停止時間Ｔａ１が状態切替判定値Ｔｔｈ１以下である場合（Ｓ６３０でＮＯ判定）には、ＭＰＵ６２０の動作状態の切替を行わないように構成されている。ＭＰＵ６２０は、Ｓ６３０の実行時において、通信停止時間Ｔａ１が状態切替判定値Ｔｔｈ１よりも大きい場合（Ｓ６３０でＹＥＳ判定）には、ＭＰＵ６２０の動作状態をスリープモード（低電力動作状態）に切替えるように構成されている。
このようなバッテリパック１００は、充電器６００に接続されて充電が完了した後、通信停止時間Ｔａ１が状態切替判定値Ｔｔｈ１を超えた場合には、ＭＰＵ６２０の動作状態をスリープモード（低電力動作状態）に切替えることで、ＭＰＵ６２０での電力消費量を低減できる。これにより、バッテリパック１００は、バッテリ６０に充電された電力の無駄な消費を低減できる。
次に、バッテリパック１００においては、通信部４００は、充電器６００との通信としてシリアル通信を行う。このように、通信部４００（バッテリパック１００）と充電器６００とがシリアル通信を行うことで、バッテリパック１００と充電器６００との間で、単なるＯＮ・ＯＦＦ信号の通信ではなく、各種情報を含んだ信号の送受信が可能となる。
次に、バッテリパック１００においては、通信部４００は、充電器６００との通信として双方向通信を行う。通信部４００（バッテリパック１００）と充電器６００とが単方向通信ではなく双方向通信を行うことで、通信部４００と充電器６００との間で互いに情報のやりとりを行うことができる。
このため、バッテリパック１００は、充電器６００の状態（正常状態、異常状態など）に関する情報を受け取ることができるとともに、バッテリパック１００の状態（正常状態、異常状態など）に関する情報を充電器６００に対して通知することができる。
次に、バッテリパック１００においては、ＭＰＵ６２０は、通常動作モード（制御動作状態）において、処理モード切替処理を実行することで、複数の処理モード（充電待機モード、充電モード、充電完了モード、充電異常モードの４つのモード）のうちいずれか１つを実行するように構成されている。ＭＰＵ６２０は、複数の処理モードのうちいずれの処理モードの実行時においても、スリープモード移行判定ルーチンを実行することで（Ｓ１５０，Ｓ２４０，Ｓ３３０，Ｓ４４０）、通信停止時間Ｔａ１と状態切替判定値Ｔｔｈ１との比較を行う（Ｓ６３０）。
バッテリパック１００においては、ＭＰＵ６２０で実行中の処理モードの種類に関わらず、ＭＰＵ６２０をスリープモード（低電力動作状態）に変更できる。これにより、バッテリパック１００は、ＭＰＵ６２０における電力消費量の低減を図ることができる。
次に、バッテリパック１００においては、通信部４００は、充電器６００からスリープ移行信号Ｓａ２を受信可能に構成されている。ＭＰＵ６２０は、通信部４００がスリープ移行信号Ｓａ２を受信すると、スリープモード（低電力動作状態）に移行する（Ｓ６２０で肯定判定）する。
よって、バッテリパック１００によれば、充電器６００からのスリープ移行信号Ｓａ２により、ＭＰＵ６２０がスリープモード（低電力動作状態）に移行することで、ＭＰＵ６２０での電力消費量を低減できる。
［１－４．文言の対応関係］
ここで、文言の対応関係について説明する。
バッテリパック１００がバッテリパックの一例に相当し、バッテリ６０がバッテリセルの一例に相当し、ＭＰＵ６２０が制御部の一例に相当する。ＭＰＵ６２０，通信部４００，ＴＲ端子１５が通信部の一例に相当し、Ｓ６３０を実行するＭＰＵ６２０が切替制御部の一例に相当する。
［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
（２ａ）上記実施形態では、バッテリパック（通信部４００）と充電器との通信方式としてシリアル通信を採用した形態について説明したが、通信方式はシリアル通信に限られず、パラレル通信や多重通信など、他の通信方式を採用しても良い。また、上記実施形態では、バッテリパック（通信部４００）と充電器との通信方式として双方向通信を採用した形態について説明したが、単方向通信を採用しても良い。
（２ｂ）上記実施形態における各数値（状態切替判定値Ｔｔｈ１＝３２［ｓｅｃ］、通信周期Ｔｃ＝８［ｓｅｃ］など）は一例であり、バッテリパックの用途や使用環境などに応じて適切な他の値であってもよい。
（２ｃ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
６０…バッテリ、１００…バッテリパック、１１６…電源回路、２００…充電制御部（ＣＳ回路）、３００…検出部（ＤＴ回路）、４００…通信部（ＵＡＲＴ半二重Ｉ／Ｆ回路）、５００…放電制御部（ＤＳ回路）、６００…充電器、６１１…機器側ＭＰＵ、６１３…機器側電源回路、６１５…放電スイッチ、６１７…インターロック回路、６１９…機器側通信部、６２０…ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、６２１…シャント抵抗、６２３…補助電源、６３０…バッテリ検出部。

Claims (5)

  1. 充電器により充電されるバッテリパックであって、
    充電および放電が可能な二次電池を有するバッテリセルと、
    前記バッテリセルの充電および放電を制御する制御動作状態と、前記バッテリセルの充電および放電の制御を行わず前記制御動作状態よりも電力消費が少ない低電力動作状態と、を含む複数の動作状態のいずれかに切替可能に構成された制御部と、
    前記充電器との間で通信を行う通信部と、
    を備え、
    前記通信部が前記充電器と前記通信を検出していない状態の継続時間である通信停止時間と、予め定められた状態切替判定値と、を比較し、前記通信停止時間が前記状態切替判定値以下である場合には前記制御部の動作状態の切替を行わず、前記通信停止時間が前記状態切替判定値を超えた場合には前記制御部の動作状態を前記低電力動作状態に切替える切替制御部、
    を備え、
    前記制御部は、複数の割り込みポートを備えており、
    さらに、前記制御部は、前記バッテリセルの充電が完了して前記低電力動作状態に移行した状態で、前記複数の割り込みポートのうち少なくとも１つで信号を受けたことに基づいて、前記制御動作状態へ移行するように構成されている、
    バッテリパック。
  2. 請求項１に記載のバッテリパックであって、
    前記通信部は、前記充電器との前記通信としてシリアル通信を行う、バッテリパック。
  3. 請求項１または請求項２に記載のバッテリパックであって、
    前記通信部は、前記充電器との前記通信として双方向通信を行う、バッテリパック。
  4. 請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
    前記制御部は、前記制御動作状態において、充電待機モード、充電モード、充電完了モード、充電異常モードを含む複数の処理モードのうちいずれか１つを実行するように構成されており、
    前記切替制御部は、前記制御部における前記複数の処理モードのうちいずれの前記処理モードの実行時においても、前記通信停止時間と前記状態切替判定値との比較を行う、
    バッテリパック。
  5. 請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
    前記通信部は、前記充電器からスリープ移行信号を受信可能に構成され、
    前記制御部は、前記通信部が前記スリープ移行信号を受信すると、前記低電力動作状態に移行する、
    バッテリパック。
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