JPWO2015107687A1 - 電源制御システム、電源制御装置及び方法 - Google Patents

電源制御システム、電源制御装置及び方法 Download PDF

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Abstract

電池１２、１３、１４等を備えた装置の電源を無線信号により高信頼に制御する装置、システムを提供する。電池１２、１３、１４と、電池１２、１３、１４から電力を供給される電源制御装置１と、電源制御装置１と無線通信するコントローラ１５とを備える。電源制御装置１は、コントローラ１５が送信する無線起動信号を受信し電池から電源制御装置への電力供給を制御する起動部３７と、コントローラとの間で無線通信する通信部１０とを備える。そして、起動部３７が無線起動信号を受信している間、通信部１０の無線通信が実施される。

Description

本発明は、電源制御システム、電源制御装置及び方法に関し、特に、電池又は他の電源等を備える装置の無線信号による電源制御技術に関するものである。
例えば、特許文献１には、上位コントローラから送信される無線信号を受信し、その無線信号による電力と復調信号を出力する受信部と、その電力によって動作し復調信号に基づいて起動信号とコマンドを出力するデコード回路と、その起動信号に基づいて起動する電源回路と、電源回路から電力供給を受けて動作し監視結果を無線送信する送信部とを備えた電池監視装置が開示されている。
ＷＯ２０１３／０５１１５６ Ａ１
上記特許文献１に記載された電池監視装置において、電源回路は、起動してから所定のタイムアウト時間を経過するまでの間にデコード回路から起動信号が再び出力されない場合、動作を停止することが好ましい旨、記載されている。しかし、起動信号を含む無線信号の受信タイミングは、電池監視のコマンドを含む無線信号の受信タイミング及び監視結果の無線信号の送信タイミングと無関係に任意に設定することができないため、動作を継続したい場合においても、タイムアウト時間を経過するまでの間にデコード回路が起動信号を出力できるとは限らない。特に、コマンドの内容によって監視結果の無線送信タイミングや無線送信時間が変動したり、複数の電池監視装置が存在したりする場合などに柔軟に対応して、動作を継続させることが難しい。
本発明の目的は、電池等を備えた装置の電源を無線信号により高信頼に制御する電源制御システム、電源制御装置及び方法を提供することにある。
本発明の第１の解決手段によると、
電源制御システムであって、
電池から電力を供給されるひとつ又は複数の電源制御装置と、
前記電源制御装置と信号を無線通信するコントローラと
を備え、
各前記電源制御装置は、
前記コントローラが送信する無線起動信号を受信し、前記無線起動信号を受信している間、前記電池から前記通信部へ電力を供給する起動部と、
前記電池から電力が供給されている間、前記コントローラから監視制御指示を受信し、及び、前記電池を監視及び／又は制御した監視制御結果を取得し、及び、監視制御指示による必要に応じて監視制御結果を前記コントローラに送信する通信部と
を備えた電源制御システムが提供される。
本発明の第２の解決手段によると、
電源制御装置であって、
コントローラが送信する無線起動信号を受信し、前記無線起動信号を受信している間、前記電池から前記通信部へ電力を供給する起動部と、
前記電池から電力が供給されている間、前記コントローラから監視制御指示を受信し、及び、前記電池を監視及び／又は制御した監視制御結果を取得し、及び、監視制御指示による必要に応じて監視制御結果を前記コントローラに送信する通信部と
を備えた電源制御装置が提供される。
本発明の第３の解決手段によると、
電源制御システムにおける電源制御方法であって、
前記電源制御システムは、
電池から電力を供給されるひとつ又は複数の電源制御装置と、
前記電源制御装置と信号を無線通信するコントローラと
を備え、
各前記電源制御装置は、
前記コントローラが送信する無線起動信号を受信し、前記無線起動信号を受信している間、前記電池から前記通信部へ電力を供給し、
前記電池から電力が供給されている間、前記コントローラから監視制御指示を受信し、及び、前記電池を監視及び／又は制御した監視制御結果を取得し、及び、監視制御指示による必要に応じて監視制御結果を前記コントローラに送信する
ことを特徴とする電源制御方法が提供される。
本発明によると、電池等を備えた装置の電源を無線信号により高信頼に制御することができる。
実施例１による電源制御システムの構成例を示すブロック図である。 電源制御装置の動作例を説明するための信号波形例である。 マスタコントローラの動作例を説明するためのフローチャートである。 無線信号検出部の動作例を説明するためのフローチャートである。 起動信号判定部の動作例を説明するためのフローチャートである。 通信部の動作例を説明するためのフローチャートである。 無線信号検出部と起動信号判定部の回路構成例を示す回路図である。 マスタコントローラと電源制御装置のアンテナ及びその周辺部の構成例を示すブロック図である。 実施例２による電源制御システムの構成例を示すブロック図である。 無線信号検出部と起動信号判定部と電源部の回路構成例を示す回路図である。 実施例３による電源制御システムの構成例を示すブロック図である。 電源制御装置の動作例を説明するための信号波形例である。 通信部の動作例を説明するためのフローチャートである。 電源制御装置の動作例を説明するための信号波形例である。 マスタコントローラの動作例を説明するためのフローチャートである。 実施例４による電源制御システムの構成例を示すブロック図である。 電源制御装置の動作例１を説明するための信号波形例である。 通信部の動作例１を説明するためのフローチャートである。 起動信号判定部の動作例１を説明するためのフローチャートである。 電源制御装置の動作例２を説明するための信号波形例である。 通信部の動作例２を説明するためのフローチャートである。 起動信号判定部の動作例２を説明するためのフローチャートである。
本願において開示される実施例のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
代表的な実施例による電源制御システムは、電池と、電池から電力を供給される電源制御装置と、電源制御装置と無線通信するコントローラとを備え、電源制御装置は、コントローラが送信する無線起動信号を受信し電池から電源制御装置への電力供給を制御する起動部と、コントローラとの間で無線通信する通信部とを備え、起動部が無線起動信号を受信している間、通信部の無線通信が実施されることを特徴とする。
また、他の代表的な実施例による電源制御装置は、電池と、無線起動信号を受信する起動部と、無線通信信号を送受信する通信部とを備え、起動部は、無線起動信号の受信結果に応じて電池から通信部への電力供給を制御し、起動部が無線起動信号を受信している間、通信部による無線通信信号の送受信が実施されることを特徴とする。
なお、電池は、電源制御装置の外部に備えられるようにしてもよい。
本実施例では、電池セルを備える装置の電源制御システムを、図面を参照しながら説明する。
図１は、電池を備える装置の電源制御システムのブロック図である。電源制御システムは１つもしくは複数の電源制御装置１とマスタコントローラ１５とを備える。マスタコントローラ１５は無線起動信号ｓ０を用いて電源制御装置１の動作を制御し、無線通信信号ｓ１を用いて電源制御装置１に電池セル１２（ＢＣ１）、電池セル１３（ＢＣ２）、及び電池セル１４（ＢＣｎ）の監視制御指示を与え、監視制御結果を収集する。なお、電池セルの数は３つに限らず、１つ以上であればいくつでも良い。また、電源制御装置１が複数ある場合、それらが備える電池セルは互いに直列接続されていても良いし、並列接続されていても良いし、接続されていなくても良い。
マスタコントローラ１５は、無線起動信号ｓ０を送信するためのアンテナ１６と、無線起動信号ｓ０を送信する起動信号送信部１８と、無線通信信号ｓ１を送受信するためのアンテナ１７と、無線通信信号ｓ１を送受信する通信部２０と、起動信号送信部１８と通信部２０を制御する制御部１９を備える。マスタコントローラ１５は、図示しないがさらに上位のシステムから電力供給され動作する。そのため、マスタコントローラ１５の動作制御は、上位のシステムが行う。また、マスタコントローラ１５が収集した監視制御結果は、図示しないがさらに上位のシステムにそのまま転送したり、別の情報に加工して転送したりする。上位のシステムへのデータ転送は、有線通信でも良いし、無線通信でも良い。
電源制御装置１は無線起動信号ｓ０を受信するためのアンテナ２と、無線起動信号ｓ０を受信する起動部３７と、無線通信信号ｓ１を送受信するためのアンテナ３と、無線通信信号ｓ１を送受信する通信部１０を備える。さらに、電源制御装置１は、電池セル１２と、電池セル１３と、電池セル１４と、電池セル１２、電池セル１３、及び電池セル１４を監視制御する電池セル監視制御部１１と、電池セルから電力を無線信号検出部４、起動信号判定部５、及び通信部１０へ供給する電源部６を備える。起動部３７は受信した無線信号の信号強度を検出するとともに無線信号を復調しベースバンド信号を出力する無線信号検出部４と、無線信号検出部４から出力されたベースバンド信号のデータパターンを判定する起動信号判定部５を備える。
電池セル１２、電池セル１３、及び電池セル１４は、例えばリチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池、あるいは鉛電池などの二次電池等である。これらの二次電池を充放電する際、過大な電流を流したり、過剰に充電や放電をしたりすると、電池の特性が劣化してしまう場合が想定される。そのため、マスタコントローラ１５が電池セルの状態を監視し、必要に応じて制御する必要がある。なお、電池セル１２、電池セル１３、及び電池セル１４は、電源制御装置１の外部に備えられるようにしてもよい。
マスタコントローラ１５は、電源制御装置１の監視制御結果に応じて、無線起動信号ｓ０の送信や無線通信信号ｓ１による監視制御指示の送信を停止したり、送信周期を変更したり、監視制御指示の内容を変更したりすることにより、電源制御装置１を好適な状態に制御する。また、電源制御装置１の送信する無線通信信号ｓ１が、所定の期間に亘って受信できなかったり、所定の割合で受信失敗したりするなど、十分な監視制御結果が得られない場合には、例えば、当該電源制御装置１の電池セル１２の正側電極または電池セル１４の負側電極と、他の電源制御装置１またはその他の装置との間に設けた接続スイッチ（図示しない）を切り離し、当該電源制御装置１の各電池セルが充放電されないように制御したりすると良い。
電池セル監視制御部１１は、電池セル１２、電池セル１３、及び電池セル１４から電力を供給されて動作する。また、マスタコントローラ１５の指示に基づいて、例えば、各電池セルの電圧を測定したり、電池セルの電圧をそろえるために電圧が高い電池セルを放電させたり、あるいは、電池セルの電圧測定機能や放電機能を診断したりする。そのため、電池セル監視制御部１１は、電池セル１２、電池セル１３、及び電池セル１４の正側電極と負側電極と電気的に接続され、その接続箇所には、電圧を測定するためのＡＤコンバータや、放電するための抵抗、診断するためのリファレンス電圧などが備えられる。
電源部６は、無線信号検出部４に電力を供給する電源回路７、起動信号判定部５に電力を供給する電源回路８、及び通信部１０に電力を供給する電源回路９を備える。電池セル１２、電池セル１３、及び電池セル１４が直列接続されている場合、一般に電池セル１２の正側電圧は通信部１０などの回路動作電圧よりも高い電圧となる。そのため、電源回路７、電源回路８、及び電源回路９は電圧を降圧するレギュレータで構成すると良い。例えば、リニアレギュレータやスイッチングレギュレータ、ＤＣ／ＤＣコンバータなどである。
無線信号検出部４は、マスタコントローラ１５が送信した無線起動信号ｓ０を受信すると、無線起動信号ｓ０の信号電力を検出する。検出した信号電力が所定の電力よりも大きい場合、電源部制御信号ｓ２を出力し電源回路８を動作させる。電源回路８は電源部制御信号ｓ２が入力された場合のみ動作し起動信号判定部５に電力を供給するため、電源部制御信号ｓ２が出力されていない状態では起動信号判定部５は動作せず、電池セルの電力を消費しない。
所定の電力よりも大きい無線起動信号ｓ０を受信した無線信号検出部４は、電源部制御信号ｓ２を出力するとともに、無線起動信号ｓ０を復調して得たベースバンド信号を起動信号判定部５に出力する。無線起動信号ｓ０は、例えば、振幅変調された信号であり所定のデータパターンを持つ。なお、受信した無線起動信号ｓ０の電力が十分に大きい場合、電力無線信号検出部４は電源回路７から供給される電力ではなく、無線起動信号ｓ０の電力を用いて動作しても良い。あるいは、電源回路７から供給される電力と、無線起動信号ｓ０の電力の両方を用いて動作して良い。こうすることで、無線起動信号ｓ０を受信待機中において、電池セルから消費する電力が低減できる。
起動信号判定部５は、電源回路８が動作し電力供給を開始すると、動作を開始する。無線信号検出部４から出力されたベースバンド信号を処理し、無線起動信号ｓ０のデータパターンを復元する。このデータパターンが、所定のデータパターンと一致するかどうかを判定し、一致した場合、電源部制御信号ｓ３を出力し電源回路９を動作させる。電源回路９は電源部制御信号ｓ３が入力された場合のみ動作し通信部１０に電力を供給するため、電源部制御信号ｓ３が出力されていない状態では通信部１０は動作せず、電池セルの電力を消費しない。
所定のデータパターンと一致するベースバンド信号が入力された起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３を出力するとともに、電池セル監視制御部制御信号ｓ４を電池セル監視制御部１１に出力する。電池セル監視制御部１１は電池セル監視制御部制御信号ｓ４が入力された場合のみ動作するため、無線起動信号ｓ０を受信せず起動信号判定部５が電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力していない状態では、電池セルの電力を消費しない。
所定のデータパターンは、例えば、電源制御装置１のＩＤを含んでいたり、複数の電源制御装置１で構成されるグループのＩＤを含んでいたりする。こうすることで、特定の１つまたは複数の電源制御装置１や特定のグループの電源制御装置１のみを起動することができ、起動を望まない電源制御装置１の起動を避けることができる。なおＩＤの代わりにデータパターンを符号化し、その符号を電源制御装置１毎にあるいはグループ毎に固有にするなどしても良い。
起動信号判定部５は、電源回路８から電力供給を受けると同時にリセットがかかって起動し、データパターンの判定論理が初期化されるようにすると良い。例えば、一般にマイクロコントロールユニットに搭載されるＰＯＷＥＲ ＯＮ ＲＥＳＥＴ機能のように、電力供給を受けると内部のレジスタが初期化され、所定の状態に遷移するようにしておくなどである。または、電源回路８や無線信号検出部４が起動信号判定部５にリセット信号を出力するようにしても良い。
通信部１０は、電源回路９が動作し電力供給を開始すると、動作を開始する。アンテナ３を介して無線通信信号を受信し、マスタコントローラ１５から監視制御指示を受け取る。この監視制御指示に従い、電池セル監視制御部１１に各電池セルを監視制御させ、その結果を電池セル監視制御部１１から受け取る。そして、アンテナ３を介して無線通信信号（監視制御結果）を送信し、電池セル監視制御部１１から受け取った電池セルの監視制御結果をマスタコントローラ１５に送信する。なお、受け取った監視制御結果をメモリに記録しておき、少ない無線通信信号数にまとめてマスタコントローラ１５に対して伝送しても良い。あるいは、監視制御指示が複数の監視制御コマンドによって構成される場合、監視制御指示をメモリに記録しておき、監視制御コマンドを個別に電池セル監視制御部１１に伝送しても良い。このように通信部１０はマスタコントローラ１５と無線通信するとともに、電池セル監視制御部１１の制御も行うため、無線通信機能を搭載したマイクロコントロールユニットで構成することができる。
通信部１０は、電源回路９から電力供給を受けると同時にリセットがかかって起動し、所定の状態に遷移するようにしても良い。例えば、一般にマイクロコントロールユニットに搭載されるＰＯＷＥＲ ＯＮ ＲＥＳＥＴ機能のように、電力供給を受けると内部のレジスタが初期化され、受信待機の状態に遷移するようにしておくなどである。または、電源回路９や起動信号判定部５が通信部１０にリセット信号を出力するようにしても良い。
通信部１０が電池セル監視制御部制御信号ｓ４を起動信号判定部５の代わりに出力する構成としても良い。こうすることで、監視制御指示の内容が通信のみの場合には、通信部１０のみ動作していれば良いため、電池セル監視制御部１１の動作を停止させることができる。
マスタコントローラ１５から送信される監視制御指示は、電源制御装置１のＩＤを含んでいたり、複数の電源制御装置１で構成されるグループのＩＤを含んでいたりする。こうすることで、特定の１つまたは複数の電源制御装置１や特定のグループの電源制御装置１のみに監視制御させることができる。これにより、監視制御が不要な電源制御装置１に監視制御をさせて、不要な電力の消費や通信を削減することができる。なおＩＤの代わりにデータパターンを符号化し、その符号を電源制御装置１毎にあるいはグループ毎に固有にするなどしても良い。符号化することで、複数の電源制御装置１やマスタコントローラ１５が同時に通信しても、無線通信信号の干渉を低減することができる。
監視制御指示の無線通信信号ｓ１は、マスタコントローラ１５から周期的に送信されたり、特定の条件を満たした時に不定期に送信されたりする。これに応じて、電源制御装置１も周期的に監視制御したり、不定期に監視制御したりする。また、マスタコントローラ１５から送信される監視制御指示は、必ずしも監視制御結果をマスタコントローラ１５に送信することを含まない。監視制御結果を通信部１０や電池セル監視制御部１１が持つメモリに記録しておき、複数回の監視制御指示に一度監視制御結果を送信するようにしても良い。こうすることで、電源制御装置１は無線通信信号ｓ１の送信回数を低減でき、電力消費を低減できる。また、複数の電源制御装置１が存在する場合に、互いの無線通信信号ｓ１が衝突することを避けやすくなる。このように無線通信信号ｓ１の送信タイミングと監視制御内容は、電源制御装置１の設置環境や使用状況などに応じて柔軟に変更することができる。
監視制御結果の無線通信信号ｓ１は、電源制御装置１から周期的に送信されたり、特定の条件を満たした時に不定期に送信されたりする。また、複数の電源制御装置１が存在する場合は、予めＩＤなどにより定められたタイミングで送信したり、監視制御指示で指示されたタイミングで送信したり、互いの送信信号が衝突しないように送信前に他の電源制御装置１が送信していないかどうかを確認してから送信したりする。
無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１の周波数が近い場合、アンテナ２はアンテナ３のヌル点方向に設置すると良い。あるいは、アンテナ２とアンテナ３の間に導体板を設置するなど、アンテナ３からアンテナ２への電波伝搬損失を大きくすると良い。アンテナ３から送信された無線通信信号ｓ１が近距離に設置されたアンテナ２で受信されると、無線起動信号ｓ０と干渉し、無線起動信号ｓ０のデータパターンを誤判定する可能性がある。この可能性を低減するため、アンテナ３から送信される無線通信信号ｓ１が大きく減衰して伝搬する方向にアンテナ２を設置する。
無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１の周波数が近い場合、アンテナ１７はアンテナ１６のヌル点方向に設置すると良い。あるいは、アンテナ１７とアンテナ１６の間に導体板を設置するなど、アンテナ１６からアンテナ１７への電波伝搬損失を大きくすると良い。アンテナ１６から送信された無線起動信号ｓ０が近距離に設置されたアンテナ１７で受信されると、無線通信信号ｓ１と干渉し、無線通信信号ｓ１を受信失敗する可能性がある。この可能性を低減するため、アンテナ１６から送信される無線起動信号ｓ０が大きく減衰して伝搬する方向にアンテナ１７を設置する。
図２は、電源制御装置１の動作例を説明するための信号波形例である。無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１、電源部制御信号ｓ２、電源部制御信号ｓ３、電池セル監視制御部制御信号ｓ４の時系列での様子を示している。無線起動信号ｓ０は、所定のデータパターンが、例えば、振幅変調された信号である。無線通信信号ｓ１は監視制御指示信号ｓ５と監視制御結果信号ｓ６とを含み、例えば、周波数変調された信号である。電源部制御信号ｓ２と電源部制御信号ｓ３、電池セル監視制御部制御信号ｓ４はいずれもデジタル信号とすると良い。
無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１は同時に送受信できるように、異なる変調方式や周波数、符号などを用いると良い。また、無線通信信号ｓ１を無線起動信号ｓ０と間違えることが無いよう、無線通信信号ｓ１の信号波形が無線起動信号ｓ０と同じデータパターンと判定されないように、監視制御指示や監視制御結果のデータパターンや信号長、信号間隔などに制約を設けると良い。また、無線通信信号ｓ１を無線信号検出部４が検出し起動信号判定部５を動作させてしまう可能性を下げるため、無線通信信号ｓ１の送信電力を無線起動信号ｓ０よりも十分に小さくすると良い。
無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１は、マスタコントローラ１５と電源制御装置１との間の電波伝搬環境、例えば、フェージングや妨害波の影響によって、受信電力が低下したりデータパターンを誤ったりする確率を低減するため、用いる変調方式や周波数、符号などを変更すると良い。これらの変更は、無線起動信号ｓ０または無線通信信号ｓ１によって、マスタコントローラ１５から電源制御装置１に指示して実施したり、予め決められたシーケンスに従って実施したりする。
電源部制御信号ｓ２と電源部制御信号ｓ３、電池セル監視制御部制御信号ｓ４は、例えば、Ｌｏｗレベルの場合は対象を停止させ、Ｈｉｇｈレベルの場合は対象を動作させるというように使用すると良い。こうすると、電源部６から電力が供給されていない起動信号判定部５や通信部１０は、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力することが無いため、無線起動信号ｓ０を受信していない状態で、起動信号判定部５や通信部１０、電池セル監視制御部１１が誤って動作してしまうことを防ぐことができる。
無線起動信号ｓ０が電源制御装置１に受信されると、無線信号検出部４は無線起動信号ｓ０を検出しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２を出力する。Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２が出力されることにより、起動信号判定部５は動作を開始する。起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンを判定しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力する。Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４が出力されることにより、通信部１０と電池セル監視制御部１１は動作を開始する。その後、通信部１０は監視制御指示信号ｓ５を受信し、電池セル監視制御部１１により所定の監視制御を実施する。そして、通信部１０は監視制御結果信号ｓ６を送信する。
マスタコントローラ１５は監視制御が終了すると、無線起動信号ｓ０の送信を停止する。無線起動信号ｓ０が電源制御装置１に受信されなくなると、起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンを判定できなくなりＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と監視制御部制御信号ｓ４の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにする。これにより、通信部１０と電池セル監視制御部１１は動作を停止する。また、無線信号検出部４は無線起動信号ｓ０を検出できなくなり、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにする。これにより、起動信号判定部５は動作を停止する。このように、無線起動信号ｓ０の送信が停止されると、電源制御装置１の起動信号判定部５と通信部１０、電池セル監視制御部１１は動作を停止する。
電源制御装置１が複数存在する場合、無線起動信号ｓ０は全ての電源制御装置１に対して共通としたり、一部の複数の電源制御装置１に対して共通としたり、個々の電源制御装置１に対して個別としたりできる。全ての電源制御装置１に対して無線起動信号ｓ０を共通とすると、全ての電源制御装置１を１つの無線起動信号ｓ０で起動することができる。このとき、全ての電源制御装置１が備える起動判定部５は、共通の所定のデータパターンを持つ。また、一部の複数の電源制御装置１に対して無線起動信号ｓ０を共通とすると、用途や設置環境、使用環境などに応じたいくつかの電源制御装置１のグループ毎に選択的に起動することができる。このとき、全ての電源制御装置１が備える起動判定部５は、それぞれのグループで共通する所定のデータパターンを持つ。また、個々の電源制御装置１に対して無線起動信号ｓ０を個別にすると、１つ１つの電源制御装置１を選択的に起動することができる。このとき、全ての電源制御装置１が備える起動判定部５は、個別の所定のデータパターンを持つ。これらの所定のデータパターンは１つのみを備えていても良いが、上記３通りを備えていると、状況に合わせた起動が可能になる。
電源制御装置１が複数存在する場合、監視制御指示信号ｓ５は無線起動信号ｓ０と同様に、全ての電源制御装置１に対して共通としたり、一部の複数の電源制御装置１に対して共通としたり、個々の電源制御装置１に対して個別としたりできる。無線通信においては一般に、通信相手を特定するために、通信相手のＩＤを信号に含めて送信することがある。監視制御指示信号ｓ５に含めるＩＤを全ての電源制御装置１に共通のＩＤとしたり、一部の複数の電源制御装置１に共通のＩＤとしたり、個々の電源制御装置１に個別のＩＤとしたりすることにより、通信相手となる電源制御装置１を様々に特定できる。
電源制御装置１が複数存在する場合、監視制御結果信号ｓ６は一般的な多元接続技術であるＴＤＭＡやＣＳＭＡ／ＣＡなどを用いて送信すればよい。監視制御結果信号ｓ６は同じマスタコントローラ１５に受信されるものであるため、信号同士が衝突しないように制御される。
無線信号検出部４は、所定の時間に亘って、検出した信号電力が所定の電力よりも大きい場合に、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２を出力すると良い。こうすることで、インバータなどから瞬間的に大電力のノイズが発生しても誤検出することは無い。
また、所定の時間に亘って、検出した信号電力が所定の電力よりも小さい場合に、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにすると良い。こうすることで、意図せずに瞬時的に無線起動信号ｓ０の受信電力が低下しても起動判定部５の動作を継続させることができる。あるいは、マスタコントローラ１５の無線起動信号ｓ０送信間隔を空けマスタコントローラ１５を低電力化しても、起動判定部５の動作を継続させることができる。
無線信号検出部４に設定される所定の時間は、予め決められていても良いが、電源制御装置１の状況に応じて変更し、無線起動信号ｓ０や無線通信信号ｓ１によってマスタコントローラ１５から電源制御装置１に指示して設定されても良い。電源制御装置１の状況とは、例えば、電源制御装置１の運転時と保管時、保守時など状況の違いや、マスタコントローラ１５と電源制御装置１との間の電波伝搬環境の違い、監視制御する電源制御装置１の数の違いなどである。所定の時間は、起動信号判定部５または通信部１０から無線信号検出部４に対して設定信号を出力し、無線信号検出部４の中で保持されるようにすると良い。
起動信号判定部５は、所定の時間に亘って、無線信号検出部４から入力されたベースバンド信号が所定のデータパターンと一致すると判定した場合に、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力すると良い。あるいは、無線起動信号ｓ０のデータパターンが所定の回数以上、所定のデータパターンと一致すると判定した場合に、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力すると良い。こうすることで、ノイズを誤検出することは無い。
また、所定の時間に亘って、所定のデータパターンと一致しないと判定した場合に、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにすると良い。あるいは、無線起動信号ｓ０のデータパターンが所定の回数以上、所定のデータパターンと一致しないと判定した場合に、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにすると良い。こうすることで、意図せずに瞬時的に無線起動信号ｓ０の受信電力が低下したり、ノイズによってデータパターンが誤ったりしても、通信部１０と電池セル監視制御部１１の動作を継続させることができる。あるいは、マスタコントローラ１５の無線起動信号ｓ０送信間隔を空けマスタコントローラ１５を低電力化しても、通信部１０と電池セル監視制御部１１の動作を継続させることができる。
起動信号判定部５に設定される所定の時間または所定の回数は、予め決められていても良いが、電源制御装置１の状況に応じて変更し、無線起動信号ｓ０や無線通信信号ｓ１によってマスタコントローラ１５から電源制御装置１に指示して設定されても良い。電源制御装置１の状況とは、例えば、電源制御装置１の運転時と保管時、保守時など状況の違いや、マスタコントローラ１５と電源制御装置１との間の電波伝搬環境の違い、監視制御する電源制御装置１の数の違いなどである。所定の時間または所定の回数は、通信部１０から起動信号判定部５に対して設定信号を出力し、起動信号判定部５の中で保持されるようにすると良い。あるいは、無線起動信号ｓ０に含まれるデータパターンから起動信号判定部５が設定を検知し、保持すると良い。
図３は、マスタコントローラ１５の動作例を説明するためのフローチャートである。マスタコントローラ１５は、上位のシステムの指示や電源制御装置１の状況、マスタコントローラ１５の状況に応じて、所定の監視制御を開始する。まず、マスタコントローラ１５は、無線起動信号の送信を開始する（Ｓ１０１）。マスタコントローラ１５は、電源制御装置１の通信部１０が動作を開始していると期待される時間経過後、監視制御指示を電源制御装置１に送信する（Ｓ１０２）。そして、マスタコントローラ１５は、電池セルの監視制御を実施した電源制御装置１から監視制御結果を受信する（Ｓ１０３）。監視制御結果を受信し所定の監視制御を完了したマスタコントローラ１５は、起動信号の送信を停止する（Ｓ１０４）。こうして、監視制御を終了する。
監視制御指示送信Ｓ１０２と監視制御結果受信Ｓ１０３は複数回行っても良いし、電源制御装置１が監視制御内容を把握し電池セルの監視制御が可能な場合は、監視制御指示送信Ｓ１０２を省略することも可能である。また、必ずしも監視制御結果受信Ｓ１０３をしなければならないわけではなく、電源制御装置１は監視制御結果を通信部１０が持つメモリに格納するだけでも良い。
監視制御開始と終了は、所定の条件を満足するなどマスタコントローラ１５が判断しても良いし、図示しない別のシステムから制御部１９に信号が入力されたことにより、監視制御が開始や終了されても良い。所定の条件とは、例えば、所定の期間が経過したことであったり、所定の監視制御結果が得られたことであったりする。
図４は、無線信号検出部４の動作例を説明するためのフローチャートである。無線信号検出部４はいつでも無線起動信号ｓ０を検出できるように、常に動作している（Ｓ１０５）。まず、無線信号検出部４は、無線信号が所定の信号電力以上で受信されたかを検出する（Ｓ１０６）。無線信号が検出された場合は、その無線信号は無線起動信号ｓ０である可能性があるため、無線起動信号ｓ０であるかどうかを起動信号判定部５に判定させる必要がある。そこで、無線信号検出部４は、電源部制御信号ｓ２をＨｉｇｈレベルに出力する（Ｓ１０７）。無線信号検出部４は、電源部制御信号ｓ２を出力するとともに、再び無線信号検出Ｓ１０６を実施する。無線信号検出Ｓ１０６において無線信号が検出されない場合は、無線信号検出部４は、電源部制御信号ｓ２をＬｏｗレベルにする（Ｓ１０８）。無線信号検出部４は、電源部制御信号ｓ２をＬｏｗレベルにするとともに、再び無線信号検出部動作Ｓ１０５に戻り、無線信号検出Ｓ１０６へと進む。このように、無線信号検出部４は、無線信号の有無を検出し続け、その結果に応じて電源部制御信号ｓ２をＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルに変更する。
信号電力が無線信号検出Ｓ１０６の閾値付近の無線信号を受信した場合や、電波伝搬環境が変化する場合は、無線信号検出Ｓ１０６の結果が頻繁に変化し、電源回路８の動作状態が頻繁に変化してしまう可能性がある。そこで、無線信号の電力を所定の時間で平準化したり、無線信号検出Ｓ１０６を所定の時間間隔で実施したり、無線信号検出Ｓ１０６の結果を所定の時間保持したりすると良い。例えば、無線信号電力を検出する回路の入力や出力の時定数を低く設定し、入力される無線信号の信号電力や検出結果の信号の変化を緩やかにするなどである。また、この時定数は固定の値でも良いが、電源制御装置１の状況に応じて設定変更が可能なように構成しても良い。時定数の設定は、起動信号判定部５や通信部１０が動作中に、マスタコントローラ１５からの指示に従い、行うと良い。
図５は、起動信号判定部５の動作例を説明するためのフローチャートである。起動信号判定部５は電源回路８から電力を供給されている間、動作している（Ｓ１０９）。まず、起動信号判定部５は、無線信号検出部４が検出した無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致するかどうかを判定する（Ｓ１１０）。データパターンが一致した場合は、その無線信号は起動信号である。そこで、起動信号判定部５は、通信部１０と電池セル監視制御部１１を起動するため電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＨｉｇｈレベルに出力する（Ｓ１１１）。起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力するとともに、再び起動信号判定Ｓ１１０を実施する。起動信号判定Ｓ１１０においてデータパターンが一致しない場合は、起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルにする（Ｓ１１２）。起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルにするとともに、再び起動判定部動作Ｓ１０９に戻り、起動信号判定Ｓ１１０へと進む。このように、電力が供給されている間は、無線信号検出部４が検出した無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致するかどうかを判定し続け、その結果に応じて電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルに変更する。
無線起動信号の信号電力が小さかったり、妨害波が存在したりすると、起動信号判定Ｓ１１０の結果が頻繁に変化し、電源回路９や電池セル監視制御部１１の動作状態が頻繁に変化してしまう可能性がある。そこで、起動信号判定Ｓ１１０の結果を１回の判定結果で決めるのではなく、所定の時間または回数の判定結果によって決めると良い。例えば、所定の時間または回数に亘って、連続してデータパターンが一致したら、データパターン一致と判定したり、連続して一致しなかったら、不一致と判定したり、または、所定の割合で一致したら一致したと判定したりなどである。また、この判定閾値は固定の値でも良いが、電源制御装置１の状況に応じて設定変更が可能なように構成しても良い。判定閾値の設定は、起動信号判定部５や通信部１０が動作中に、マスタコントローラ１５からの指示に従い、行うと良い。
図６は、通信部１０の動作例を説明するためのフローチャートである。通信部１０は電源回路９から電力を供給されている間、動作する。まず、通信部１０は、マスタコントローラ１５から監視制御の指示を受信するため、受信待機の状態に遷移する（Ｓ１１３）。そして、通信部１０は、マスタコントローラ１５から送信された監視制御指示を受信する（Ｓ１１４）。通信部１０は、監視制御指示を受信後、その指示に従い電池セル監視制御部１１により電池セルの監視制御を行い（Ｓ１１５）、その結果をマスタコントローラ１５に送信する（１１６）。その後、再び受信待機Ｓ１１３に戻り、次の監視制御指示を待つ。このように、通信部１０は、電力が供給されている間は、マスタコントローラ１５からの監視制御指示の受信と監視制御の実施、監視制御結果の送信を行う。また、監視制御指示受信Ｓ１１４により受信した監視制御指示はメモリに記録しておき、記録した指示に基づき監視制御を実施Ｓ１１５してもよい。また、監視制御実施Ｓ１１５の結果はメモリに記録しておき、予め定められたタイミングや監視制御指示によって指示されたタイミングに、監視制御結果を送信Ｓ１１６してもよい。
図７は、無線信号検出部４と起動信号判定部５の回路構成例を示す回路図である。無線信号検出部４は整流回路３２とコンパレータ２１とを備える。整流回路３２はダイオードＤ１、Ｄ２、容量Ｃ１、Ｃ２、抵抗Ｒ１を有する。無線起動信号ｓ０はダイオードＤ１、Ｄ２により整流され、容量Ｃ１とＣ２に電荷が蓄えられる。ここで容量Ｃ１は容量Ｃ２よりも小さく、また、抵抗Ｒ１を介して接続することにより、容量Ｃ１の端子では無線起動信号ｓ０の搬送波成分は整流されているものの、搬送波成分よりもかなり低周波成分であるベースバンド成分が多少残存するように構成する。そして、容量Ｃ２の端子ではベースバンド成分を含めて全てが整流されて無線起動信号ｓ０の信号電力に応じたＤＣ電圧が生成される。このようにすることで、無線起動信号ｓ０の信号電力とベースバンド信号が得られる。ベースバンド信号は起動信号判定部５に出力される。
容量Ｃ２の端子に発生した無線起動信号ｓ０の信号電力に応じたＤＣ電圧は、コンパレータ２１により所定の閾値電圧と比較される。ＤＣ電圧が閾値電圧よりも高い場合、つまり、無線起動信号ｓ０の信号電力が所定の電力よりも大きい場合は、コンパレータ２１はＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２を出力し、ＤＣ電圧が閾値電圧よりも低い場合、つまり、無線起動信号ｓ０の信号電力が所定の電力よりも小さい場合は、コンパレータ２１はＬｏｗレベルの電源部制御信号ｓ２を出力する。
ＤＣ電圧と閾値電圧が近い場合、ノイズの影響でコンパレータ２１の出力が頻繁に反転してしまう可能性があるため、コンパレータ２１の閾値にはヒステリシス特性を持たせると良い。また、抵抗Ｒ１と容量Ｃ２を十分に大きくすることによりノイズの影響を平準化し、コンパレータ２１の出力が頻繁に反転してしまう可能性を低減することもできる。ヒステリシス特性や抵抗Ｒ１、容量Ｃ２は、アレイ状に素子を並べスイッチで接続するなどして、変更可能にしても良い。
電源回路７はコンパレータ２１に電力を供給するとともに、ダイオードＤ１にバイアス電圧を印加する。こうすることで、無線起動信号ｓ０の検出感度を高めることができる。無線信号検出部４の消費電力を低減したい場合には、コンパレータ２１の電源電圧を容量Ｃ２の端子に発生するＤＣ電圧としたり、ダイオードＤ１へのバイアス電圧の印加を停止したりすると良い。
起動信号判定部５は増幅器２２と論理回路２３を備える。整流回路３２から出力されたベースバンド信号は、増幅器２２によって論理回路２３で処理できる信号レベルまで増幅される。論理回路２３には、予め所定のデータパターンが記録されており、そのデータパターンと一致するかどうかで判定する。なお、データパターンを複数記録しておき、そのどれと一致するかを判定しても良い。例えば、自己のＩＤの他に、自己を含むグループのＩＤや、監視制御の優先度に応じたＩＤなどである。
ベースバンド信号は無線起動信号ｓ０の信号電力により振幅は変化する。そのため、増幅器２２は増幅率を可変としても良い。また、ベースバンド信号のデータパターンを誤って判定してしまう場合に備え、論理回路２３は複数回のデータパターンの判定を通じて、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４のレベルを決定するようにすると良い。
図８は、マスタコントローラ１５と電源制御装置１のアンテナ及びその周辺部の構成例を示すブロック図である。無線信号検出部４と通信部１０は信号分離部３４を介してアンテナ３３と接続している。起動信号送信部１８と通信部２０は信号分離部３６を介してアンテナ３５と接続している。アンテナ３３とアンテナ３５は無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１を送受信可能なアンテナである。無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１の周波数が異なる場合、アンテナ３３とアンテナ３５はこれらの周波数における伝搬特性が良好なアンテナである。
信号分離部３４はアンテナ３３で受信した無線起動信号ｓ０を無線信号検出部４へ通過させ、アンテナ３３で受信した無線通信信号ｓ１を通信部１０へ通過させ、通信部１０から送信される監視制御結果信号ｓ６をアンテナ３３へ通過させ、通信部１０から送信される監視制御結果信号ｓ６を無線信号検出部４へあまり通過させない機能を有する。信号分離部３４は、例えば、サーキュレータやデュプレクタ、フィルタ等で構成される。あるいは、部品として構成するのではなく、変調方式や符号化などの手段によって同様の機能を実現することもできる。これらの機能は、無線信号検出部４や通信部１０の機能の一部として実現されても良い。
信号分離部３６も信号分離部３４と同様に、無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１を分離する。起動信号送信部１８から送信される起動信号をアンテナ３５へ通過させ、起動信号送信部１８から送信される起動信号を通信部２０にあまり通過させず、アンテナ３５で受信した無線通信信号ｓ１を通信部２０へ通過させ、通信部２０から送信される監視制御指示信号ｓ５をアンテナ３５へ通過させる機能を有する。信号分離部３６は、例えば、サーキュレータやデュプレクタ、フィルタ等で構成される。あるいは、部品として構成するのではなく、変調方式や符号化などの手段によって同様の機能を実現することもできる。これらの機能は、起動信号送信部１８や通信部２０の機能の一部として実現されても良い。
本実施例の電源制御装置１は、無線起動信号ｓ０を受信中は動作し、非受信中は停止する構成としたが、論理を反転し、無線起動信号ｓ０を受信中は停止し、非受信中は動作する構成とすることも可能である。電源部制御信号ｓ２と電源部制御信号ｓ３、電池セル監視制御部制御信号ｓ４の論理を反転すれば良い。
以上、本実施例に係る電源制御システムの構成を適用すれば、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
また、起動・停止の制御を、電池セルの監視制御内容や実施時間、実施周期などに依存せず、安定して実施することが可能になる。
また、起動信号の受信中以外の時間は、起動判定回路と通信部、電池セル監視制御部を停止することができ、電池セルから消費される電力を低減することが可能になる。
また、無線起動信号や無線通信信号が電源制御装置のＩＤ等を含むことにより、任意の電源制御装置に対して起動・停止の制御と電池セルの監視制御が可能になる。
また、起動信号の判定閾値を、所定回数での受信数や所定期間内での受信数にすることで、誤起動や誤停止を防ぐことが可能になる。
また、無線起動信号と無線通信信号をサーキュレータや変調方式などによって分離することで、１つのアンテナを共用しても、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
本実施例でも、電池セルを備える装置の電源制御システムを、図面を参照しながら説明する。なお、実施例１と同様の構成や機能については説明を省略する。
図９は、電池を備える装置の電源制御システムの構成例を示すブロック図である。電源制御装置３８は、電源部２４と電源回路２５と電源部２６を備える。無線信号検出部４は電源部２６から電力を供給されて動作し、電池セル監視制御部１１は電源回路２５から電力を供給されて動作する。起動信号判定部５は、無線起動信号ｓ０のデータパターンが、所定のデータパターンと一致した場合、電源部制御信号ｓ３と電源部制御信号ｓ１３を出力し電源回路９と電源回路２５を動作させる。電源回路２５は電源部制御信号ｓ１３が入力された場合のみ動作し電池セル監視制御部１１に電力を供給するため、電源部制御信号ｓ１３が出力されていない状態では電池セル監視制御部１１は動作せず、電池セルの電力を消費しない。
電源部２６は電池セル１２、１３、１４とは異なる電力源から電力を供給する。例えば、コイン型一次電池や小型の二次電池などを電力源とする。あるいは、太陽光発電素子や振動発電素子、熱電変換素子などの発電素子を電力源としても良い。また、電源部２６は無線信号検出部４のみならず、起動信号判定部５や通信部１０などへ電力を供給する構成としても良い。さらに、起動部３７や通信部１０、電池セル監視制御部１１などは電源部２６と電源部２４からの電力供給を併用する構成としても良い。例えば、電池セル監視制御部１１の高電圧で動作する部分は電池セル１２、１３、１４から供給される電力で動作し、電池セル監視制御部１１や通信部１０の低電圧で動作する部分は電源部２６から供給される電力で動作するなどである。こうすることにより、電池セル１２、１３、１４から供給する電力を低減することができる。
図１０は、無線信号検出部４と起動信号判定部５、電源部２４、電源部２６の回路構成例を示す回路図である。電源部２６はコイン型一次電池を備え、ダイオードＤ１にバイアス電圧を印加し、コンパレータ２１に電源電圧を印加する。なお、コイン型一次電池とダイオードＤ１またはコンパレータ２１との間に電圧を調整するレギュレータを備えても良い。レギュレータを備えることで、一次電池の電圧が残電荷量に応じて変化しても、バイアス電圧や電源電圧を一定に保つことが可能である。電源回路８はスイッチ２７とレギュレータ２８で構成され、電源回路９はスイッチ２９とレギュレータ３０で構成され、電源回路２５はスイッチである。
無線信号検出部４が出力する電源部制御信号ｓ２はスイッチ２７のオンオフを制御する。無線信号の信号電力が所定の電力よりも大きい場合、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２が出力されスイッチ２７はオンする。一方、無線信号の信号電力が所定の電力よりも小さい場合、Ｌｏｗレベルの電源部制御信号ｓ２によりスイッチ２７はオフする。スイッチ２７がオンすると、レギュレータ２８に電力が供給され、レギュレータ２８が動作を開始する。動作を開始したレギュレータ２８は、起動信号判定部５に電力供給を開始し、起動信号判定部５が動作を開始する。
スイッチ２７はレギュレータ２８と電池セル１２との間に設置されると良い。スイッチ２７がオフしていると、レギュレータ２８に電力が供給されないため、レギュレータ２８がスタンバイ電流などを消費することも無く、無線起動信号ｓ０の受信待機中の消費電流を低く抑えることができる。
起動信号判定部５が出力する電源部制御信号ｓ３はスイッチ２９のオンオフを制御する。無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致する場合、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３が出力されスイッチ２９はオンする。一方、無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致しない場合、Ｌｏｗレベルの電源部制御信号ｓ３によりスイッチ２９はオフする。スイッチ２９がオンすると、レギュレータ３０に電力が供給され、レギュレータ３０が動作を開始する。動作を開始したレギュレータ３０は、通信部１０に電力供給を開始し、通信部１０が動作を開始する。
スイッチ２９はレギュレータ３０と電池セル１２との間に設置されると良い。スイッチ２９がオフしていると、レギュレータ３０に電力が供給されないため、レギュレータ３０がスタンバイ電流などを消費することも無く、無線起動信号ｓ０の受信待機中の消費電流を低く抑えることができる。
起動信号判定部５が出力する電源部制御信号ｓ１３は電源回路（スイッチ）２５のオンオフを制御する。無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致する場合、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ１３が出力され電源回路２５はオンする。一方、無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致しない場合、Ｌｏｗレベルの電源部制御信号ｓ１３により電源回路２５はオフする。電源回路２５がオンすると、電池セル監視制御部１１に電力が供給され、電池セル監視制御部１１が動作を開始する。電源回路２５を電池セル監視制御部１１と電池セル１２との間に設置すると、電源回路２５がオフしている状態では電池セル監視制御部１１に電力が供給されないため、電池セル監視制御部１１がスタンバイ電流などを消費することも無く、無線起動信号ｓ０の受信待機中の消費電流を低く抑えることができる。なお、電源回路２５も電源回路８、９と同様に、スイッチとレギュレータで構成しても良い。
なお、無線信号検出部４は電源部２６の電力によって動作する以外に、受信した無線信号を整流回路３２で整流して得た電力によって動作しても良い。この場合、電源部２６は不要となり、ダイオードＤ１に印加されるバイアス電圧は、容量Ｃ１、Ｃ２の負側端子（抵抗Ｒ１と接続していない方の端子）と同じ電位とすると良い。また、コンパレータ２１は整流回路３２によって生成されたＤＣ電圧を電源電圧として動作しても良い。また、コンパレータ２１は、整流回路３２で得た電力と電源部２６の電力を併用して動作しても良い。また、ダイオードＤ１のバイアス電圧を電源部２６から印加し、コンパレータ２１の電源電圧は整流回路３２から印加しても良い。これらのことにより、電源部２６が供給する電力を低減することができ、電源部２６の備えるコイン型一次電池を小型にすることができる。
以上、本実施例に係る電源制御システムの構成を適用すれば、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
また、起動・停止の制御を、電池セルの監視制御内容や実施時間、実施周期などに依存せず、安定して実施することが可能になる。
また、起動信号の受信中以外の時間は、起動判定回路と通信部、電池セル監視制御部を停止することができ、電池セルから消費される電力を低減することが可能になる。
また、無線信号検出部の消費電力を電池セルとは異なる電力源から供給することができ、さらに電池セルから消費される電力を低減することが可能になる。特に起動信号の受信中以外の時間に電池セルから消費される電力を無くすことが可能になる。
また、無線起動信号や無線通信信号が電源制御装置のＩＤ等を含むことにより、任意の電源制御装置に対して起動・停止の制御と電池セルの監視制御が可能になる。
また、起動信号の判定閾値を、所定回数での受信数や所定期間内での受信数にすることで、誤起動や誤停止を防ぐことが可能になる。
また、無線起動信号と無線通信信号をサーキュレータや変調方式などによって分離することで、１つのアンテナを共用しても、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
また、実施例１と組み合わせて実施することも可能である。
本実施例でも、電池セルを備える装置の電源制御システムを、図面を参照しながら説明する。なお、実施例１または実施例２と同様の構成や機能については説明を省略する。
図１１は、電池を備える装置の電源制御システムの構成例を示すブロック図である。電源制御装置３９は、制御信号合成部３１を備える。制御信号合成部３１は、例えば、ＯＲ論理で構成され、電源部制御信号ｓ３と電源部制御信号ｓ７のいずれかがＨｉｇｈレベルであるときにＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８を出力し、電源回路９を動作させる。電源回路９はＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８が入力された場合のみ動作し通信部１０に電力を供給するため、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８が出力されていない状態では通信部１０は動作せず、電池セルの電力を消費しない。なお、制御信号合成部３１は電源回路７または電源回路８から電力を供給されると良い。あるいは、電源回路８と電源回路９を併用して電力を供給されると良い。あるいは、電源部制御信号ｓ３と電源部制御信号ｓ７の双方から電力を供給されると良い。
起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンが、所定のデータパターンと一致した場合、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３を出力する。通信部１０は電源回路９を停止させたくない所定の期間、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ７を出力する。電源回路９を停止させたくない所定の期間とは、例えば、マスタコントローラ１５と通信中であったり、電池セル監視制御部１１が電池セルを監視制御中であったり、マスタコントローラ１５により指示された他の動作中であったりする。起動信号判定部５と通信部１０に電力が供給されていない状態では、電源部制御信号ｓ３、ｓ７はＬｏｗレベルである。
図１２は、電源制御装置３９の動作例を説明するための信号波形例である。無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１、電源部制御信号ｓ２、ｓ３、ｓ７、ｓ８、電池セル監視制御部制御信号ｓ９の時系列での様子を示している。無線通信信号ｓ１は監視制御指示信号ｓ５と監視制御結果信号ｓ６とを含む。電源部制御信号ｓ２、ｓ３、ｓ７、ｓ８と電池セル監視制御部制御信号ｓ９はいずれもデジタル信号である。
無線起動信号ｓ０が電源制御装置３９に受信されると、無線信号検出部４は無線起動信号ｓ０を検出しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２を出力する。Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２が出力されると、起動信号判定部５は動作を開始する。起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンを判定しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３を出力する。制御信号合成部３１はＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３とＬｏｗレベルの電源部制御信号ｓ７のＯＲ論理を取り、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８を出力する。Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８が出力されると、通信部１０は動作を開始する。通信部１０はＨｉｇｈレベルの電池セル監視制御部制御信号ｓ９を出力する。Ｈｉｇｈレベルの電池セル監視制御部制御信号ｓ９が出力されると電池セル監視制御部１１は動作を開始する。その後、通信部１０は監視制御指示信号ｓ５を受信する。ここで、通信部１０はＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ７を出力する。電源部制御信号ｓ７は、電池セル監視制御部１１による電池セルの監視制御と、通信部１０による監視制御結果信号ｓ６の送信が完了するまでＨｉｇｈレベルとする。こうすることにより、例えば、通信部１０による監視制御結果信号ｓ６の送信中に、無線起動信号ｓ０のデータパターンがノイズ等による誤って判定され、電源部制御信号ｓ３がＬｏｗレベルに変化したとしても、制御信号合成部３１は電源部制御信号ｓ７がＨｉｇｈレベルのため、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８を出力し続ける。その結果、通信部１０への電力供給は継続され、監視制御結果信号ｓ６を送信することができる。
マスタコントローラ１５は監視制御が終了すると、無線起動信号ｓ０の送信を停止する。無線起動信号ｓ０が電源制御装置１に受信されなくなると、起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンを判定できなくなりＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにする。このとき、電源部制御信号ｓ７もＬｏｗレベルであるため、制御信号合成部３１もＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにする。すると、通信部１０の動作は停止し、電池セル監視制御部制御信号ｓ９はＬｏｗレベルになる。電池セル監視制御部制御信号ｓ９がＬｏｗレベルになったことで、電池セル監視制御部１１の動作も停止する。また、無線信号検出部４は無線起動信号ｓ０を検出できなくなり、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２の出力を停止し、Ｌｏｗレベルにする。これにより、起動信号判定部５の動作は停止する。このように、無線起動信号ｓ０の送信が停止されると、電源制御装置３９の起動信号判定部５と通信部１０、電池セル監視制御部１１は動作を停止する。
図１３は、通信部１０の動作例を説明するためのフローチャートである。通信部１０は、電源回路９から電力を供給されている間、動作する。まず、通信部１０は、マスタコントローラ１５から監視制御の指示を受信するため、受信待機の状態に遷移する（Ｓ１１３）。そして、通信部１０は、マスタコントローラ１５から送信された監視制御指示を受信する（Ｓ１１４）。通信部１０は、監視制御指示を受信後、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ７を出力し、起動信号判定部５の判定結果に依らず電源回路９を動作させる（Ｓ１１７）。なお、電源部制御信号ｓ７の電位レベルは、マスタコントローラ１５からの監視制御指示に従って決定しても良い。通信部１０は、受信した監視制御指示に従い電池セルの監視制御を行い（Ｓ１１５）、その結果をマスタコントローラ１５に送信する（１１６）。その後、通信部１０は、電源部制御信号ｓ７をＬｏｗレベルに戻し、電源回路９の動作制御を起動信号判定部５に任せる（Ｓ１１８）。そして、再び受信待機Ｓ１１３に戻り、通信部１０は、次の監視制御指示を待つ。このように、電力が供給されている間は、マスタコントローラ１５からの監視制御指示の受信と電源部制御信号ｓ７の出力、監視制御の実施、監視制御結果の送信を行う。
図１４は、電源制御装置３９の動作例を説明するための信号波形例である。無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１、電源部制御信号ｓ２、ｓ３、ｓ７、ｓ８、電池セル監視制御部制御信号ｓ９の時系列での様子を示している。無線通信信号ｓ１は監視制御指示信号ｓ５と監視制御結果信号ｓ６、無線停止信号ｓ１０、送達確認信号ｓ１１とを含む。電源部制御信号ｓ２、ｓ３、ｓ７、ｓ８と電池セル監視制御部制御信号ｓ９は、この例では、いずれもデジタル信号である。
無線起動信号ｓ０が電源制御装置３９に受信されると、無線信号検出部４は無線起動信号ｓ０を検出しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２を出力する。動作を開始した起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンを判定しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３を出力する。制御信号合成部３１はＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３とＬｏｗレベルの電源部制御信号ｓ７のＯＲ論理を取り、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８を出力する。動作を開始した通信部１０はＨｉｇｈレベルの電池セル監視制御部制御信号ｓ９を出力する。その後、通信部１０は監視制御指示信号ｓ５を受信する。ここで、通信部１０はＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ７を出力する。電源部制御信号ｓ７は、マスタコントローラ１５から無線停止信号ｓ１０を受信し、送達確認信号ｓ１１をマスタコントローラ１５に送信するまでＨｉｇｈレベルとする。すると、マスタコントローラ１５が無線起動信号ｓ０の送信を停止し電源部制御信号ｓ２、ｓ３がＬｏｗレベルになっても、制御信号合成部３１は電源部制御信号ｓ７がＨｉｇｈレベルのため、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ８を出力し続ける。その結果、通信部１０への電力供給は継続され、監視制御信号ｓ５の受信と監視制御の実施、監視制御結果信号ｓ６の送信が可能となる。これによりマスタコントローラ１５は無線起動信号ｓ０の送信を停止することができ、消費電力を低減したり、無線通信信号ｓ１が使用可能な周波数を増やしたりすることが可能となる。
マスタコントローラ１５は監視制御が終了すると、無線停止信号ｓ１０を送信する。無線停止信号ｓ１０を受信した電源制御装置３９は送達確認信号ｓ１１を送信し、電源部制御信号ｓ７と電池監視制御部制御信号ｓ９をＬｏｗレベルにする。すると、制御信号合成部３１の出力する電源部制御信号ｓ８もＬｏｗレベルになる。これにより、通信部１０と電池セル監視制御部１１も動作を停止する。このように、無線起動信号ｓ０による動作停止モードから、無線停止信号ｓ１０による動作停止モードに切り替えることができる。
動作停止モードの切替は、無線通信信号ｓ１の通信失敗確率や電源制御装置３９の状況に応じて行うと良い。電源制御装置３９の状況とは、例えば、電源制御装置３９の運転時と保管時、保守時など状況の違いや、マスタコントローラ１５と電源制御装置３９との間の電波伝搬環境の違い、監視制御する電源制御装置３９の数の違いなどである。また、動作停止モードは上記に限らず、無線通信信号ｓ１が所定の時間に亘って受信できない場合に停止するモード、無線通信信号ｓ１の通信失敗確率が所定の確率を超えた場合に停止するモードなど、様々な条件が考えられる。また、無線起動信号ｓ０の送信間隔を変更するなども考えられる。これらにより、マスタコントローラ１５と電源制御装置３９の状況に応じて、最適な動作管理と電池セルの監視制御が可能になる。
図１５は、マスタコントローラ１５の動作例を説明するためのフローチャートである。マスタコントローラ１５は上位のシステムの指示や電源制御装置３９の状況、マスタコントローラ１５の状況に応じて、所定の監視制御を開始する。まず、マスタコントローラ１５は、無線起動信号の送信を開始する（Ｓ１０１）。マスタコントローラ１５は、電源制御装置３９の通信部１０が動作を開始していると期待される時間経過後、監視制御指示を電源制御装置３９に送信する（Ｓ１０２）。そして、マスタコントローラ１５は、電池セルの監視制御を実施した電源制御装置３９から監視制御結果を受信する（Ｓ１０３）。そして、マスタコントローラ１５は、全ての電源制御装置３９から監視制御結果を受信したかどうかを判定する（Ｓ１１９）。マスタコントローラ１５は、全電源制御装置３９から監視制御結果を受信した場合は、無線起動信号の送信を停止する（Ｓ１０４）。一部の電源制御装置３９から監視制御結果を受信できなかった場合は、マスタコントローラ１５は、無線起動信号の送信を継続し、再び監視制御指示の送信Ｓ１０２を行う。マスタコントローラ１５は、無線起動信号の送信停止Ｓ１０４の後、所定の監視制御が終了したかどうかを判定する（Ｓ１２０）。所定の監視制御が終了したかどうかは、予め定められた所定の条件を満足するなどマスタコントローラ１５が判断しても良いし、図示しない別のシステムから制御部１９に信号が入力されたことにより、制御されても良い。所定の条件とは、例えば、所定の期間が経過したことであったり、所定の監視制御結果が得られたことであったりする。
所定の監視制御が終了していない場合は、マスタコントローラ１５は、監視制御指示の送信Ｓ１０２’と監視制御結果の受信Ｓ１０３’を継続する。マスタコントローラ１５は、所定の監視制御が終了した場合、無線停止信号を送信する（Ｓ１２１）。そして、マスタコントローラ１５は、電源制御装置３９に無線停止信号が受信されたかどうかの確認のため、全電源制御装置３９から送達確認を受信したかどうかを判定する（Ｓ１２２）。マスタコントローラ１５は、全電源制御装置３９から送達確認を受信した場合は、監視制御を終了する。一部の電源制御装置３９から送達確認を受信できなかった場合は、マスタコントローラ１５は、無線停止信号の送信Ｓ１２１を行う。こうして、マスタコントローラ１５は、全ての電源制御装置３９の送達確認を受信するまで無線停止信号の送信Ｓ１２１を繰り返す。これにより、全電源制御装置３９を確実に停止することができる。また、全電源制御装置３９の送達確認Ｓ１２２は、所定の時間を経過した後、中止し、そのまま監視制御を終了しても良い。その場合、電源制御装置３９は、所定の時間に亘って無線通信信号ｓ１を受信できない場合や無線通信信号ｓ１の通信失敗確率が所定の確率以上の場合に、動作を停止するようにしておく。こうすることで、マスタコントローラ１５と電源制御装置３９の間の電波伝搬環境が悪い状態でも互いに動作を停止することができる。
以上、本実施例に係る電源制御システムの構成を適用すれば、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
また、起動・停止の制御を、電池セルの監視制御内容や実施時間、実施周期などに依存せず、安定して実施することが可能になる。
また、通信部が電源回路を制御することにより、通信中や電池セルの監視制御中の電力供給をさらに安定させることが可能になる。
また、通信部が電源回路を制御することにより、マスタコントローラは無線起動信号の送信を停止したり、送信間隔を広げたりすることが可能になる。
また、無線起動信号や無線通信信号が電源制御装置のＩＤ等を含むことにより、任意の電源制御装置に対して起動・停止の制御と電池セルの監視制御が可能になる。
また、起動信号の判定閾値を、所定回数での受信数や所定期間内での受信数にすることで、誤起動や誤停止を防ぐことが可能になる。
また、無線起動信号と無線通信信号をサーキュレータや変調方式などによって分離することで、１つのアンテナを共用しても、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
また、実施例１や実施例２と組み合わせて実施することも可能である。
本実施例でも、電池セルを備える装置の電源制御システムを、図面を参照しながら説明する。なお、実施例１または実施例２、実施例３と同様の構成や機能については説明を省略する。
図１６は、電池を備える装置の電源制御システムの構成例を示すブロック図である。電源制御装置４０では、通信部１０から起動信号判定部５に電源制御指示信号ｓ１２を出力する。起動信号判定部５は入力された電源制御指示信号ｓ１２に応じて、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４の電位レベルを所定の条件が成立するまで変更する。例えば、無線起動信号ｓ０のデータパターンが所定のデータパターンと一致していても、所定の時間が経過するまで電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルに変更したり、一致しているかどうかを判定する所定のデータパターンを別のデータパターンに変更したり、これらを組み合わせたりする。あるいは、無線起動信号ｓ０のデータパターンが所定のデータパターンと一致していなくても、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＨｉｇｈレベルに変更したりする。なお、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４は常に同じ電位レベルに制御されなくても良い。例えば、マスタコントローラ１５と通信のみする必要があるときは、電源部制御信号ｓ３はＨｉｇｈレベルで、電池セル監視制御部制御信号ｓ４はＬｏｗレベルとする。また、電池セル１２、１３、１４の監視制御のみする必要があるときは、電源部制御信号ｓ３はＬｏｗレベルで、電池セル監視制御部制御信号ｓ４はＨｉｇｈレベルとする。
（動作例１）

図１７は、電源制御装置４０の動作例１を説明するための信号波形例である。無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１、電源部制御信号ｓ２、ｓ３、電池セル監視制御部制御信号ｓ４、電源制御指示信号ｓ１２の時系列での様子を示している。無線通信信号ｓ１は監視制御指示信号ｓ５と監視制御結果信号ｓ６とを含む。電源部制御信号ｓ２、ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４、電源制御指示信号ｓ１２は、この例では、いずれもデジタル信号である。
無線起動信号ｓ０が電源制御装置４０に受信されると、無線信号検出部４は無線起動信号ｓ０を検出しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２を出力する。動作を開始した起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンを判定しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力する。動作を開始した通信部１０は監視制御指示信号ｓ５を受信し、電池セル監視制御部１１は電池セルの監視制御を行う。そして、通信部１０は監視制御結果信号ｓ６を送信後、再び監視制御指示信号ｓ５の受信待機となる。しかし、監視制御指示信号ｓ５を（例えば、監視制御指示信号ｓ５の受信時、又は、データパターンの検出時、又は、受信終了時等から）所定の時間Ｔ１に亘って受信できなくなると、通信部１０はＨｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２を出力し、起動信号判定部５は電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルに変更する。すると、通信部１０と電池セル監視制御部１１は動作を停止し、電源制御指示信号ｓ１２もＬｏｗレベルになる。起動信号判定部５はＨｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２が出力されてから所定の時間Ｔ２に亘って、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルに維持し、その後、元の判定動作に戻る。すなわち、所定の時間Ｔ２経過後、無線起動信号ｓ０のデータパターンが所定のデータパターンと一致すると、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力する。
このようにすることで、マスタコントローラ１５と電源制御装置４０との間の通信環境が悪く電池セルの監視制御が困難な場合は、通信部１０と電池セル監視制御部１１の動作を停止し、電力消費を抑えることができる。なお、Ｈｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２が出力された後、起動信号判定部５が元の判定動作に戻るための条件は所定の時間Ｔ２に限らない。例えば、時間ではなく無線起動信号ｓ０の判定用データパターンを条件としても良いし、無線起動信号ｓ０の受信成功確率を条件としても良い。
図１８は、通信部１０の動作例１を説明するためのフローチャートである。通信部１０は電源回路９から電力を供給されている間、動作する。まず、通信部１０は、マスタコントローラ１５から監視制御の指示を受信するため、受信待機の状態に遷移する（Ｓ１１３）。そして、通信部１０は、マスタコントローラ１５から送信された監視制御指示を受信できたかどうかを判定する（Ｓ１２３）。監視制御指示を受信できた場合、通信部１０は、受信した監視制御指示に従い電池セルの監視制御を行い（Ｓ１１５）、その結果をマスタコントローラ１５に送信し（Ｓ１１６）、再び受信待機Ｓ１１３に遷移する。通信部１０は、監視制御指示を受信できない間は、上述の所定の時間Ｔ１が経過したかどうかを判定する（Ｓ１２４）。通信部１０は、所定の時間Ｔ１が経過するまでは受信待機Ｓ１１３となり、所定の時間Ｔ１が経過した場合は、Ｈｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２を出力する。そして、通信部１０は動作を停止する。このように、無線通信信号ｓ１を受信できない状態では、所望の電池セル監視制御ができないため、通信部１０と電池セル監視制御部１１を停止し、電力の消費を抑えることができる。
図１９は、起動信号判定部５の動作例１を説明するためのフローチャートである。起動信号判定部５は電源回路８から電力を供給されている間、動作している（Ｓ１０９）。まず、起動信号判定部５は、無線信号検出部４が検出した無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致するかどうかを判定する（Ｓ１１０）。データパターンが一致しない場合は、起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルにする（Ｓ１１２）。そして、起動信号判定部５は、再び起動信号判定Ｓ１１０へと進む。データパターンが一致した場合は、起動信号判定部５は、通信部１０から出力される電源制御指示信号ｓ１２を判定する（Ｓ１３０）。起動信号判定部５は、電源制御指示信号ｓ１２がＬｏｗレベルの場合は、通信部１０と電池セル監視制御部１１を起動するため電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＨｉｇｈレベルに出力し（Ｓ１１１）、再び起動信号判定Ｓ１１０へと進む。電源制御指示信号ｓ１２がＨｉｇｈレベルの場合は、起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルにする（Ｓ１２６）。これにより通信部１０と電池セル監視制御部１１は停止する。起動信号判定部５は、所定の時間Ｔ２が経過したかどうかを判定する（Ｓ１２７）。起動信号判定部５は、所定の時間Ｔ２が経過するまではＳ１２６の状態を継続し、所定の時間Ｔ２が経過した場合は、再び起動信号判定Ｓ１１０へと進む。このように、通信部１０からＨｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２が入力されると、通信部１０と電池セル監視制御部１１を停止する。
（動作例２）

図２０は、電源制御装置４０の動作例２を説明するための信号波形例である。無線起動信号ｓ０と無線通信信号ｓ１、電源部制御信号ｓ２、ｓ３、電池セル監視制御部制御信号ｓ４、電源制御指示信号ｓ１２の時系列での様子を示している。無線通信信号ｓ１は監視制御指示信号ｓ５と監視制御結果信号ｓ６とを含む。電源部制御信号ｓ２、ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４、電源制御指示信号ｓ１２はいずれも、この例では、デジタル信号である。なお、無線通信信号ｓ１の通信品質についても示している。
無線起動信号ｓ０が電源制御装置４０に受信されると、無線信号検出部４は無線起動信号ｓ０を検出しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ２を出力する。動作を開始した起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンが所定のデータパターン（パターン１）と一致することを判定しＨｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力する。動作を開始した通信部１０は監視制御指示信号ｓ５を受信し、電池セル監視制御部１１は電池セルの監視制御を行う。そして、通信部１０は監視制御結果信号ｓ６を送信後、再び監視制御指示信号ｓ５の受信を行う。
ここで、監視制御指示信号ｓ５の受信と監視制御結果信号ｓ６の送信を繰り返していくと、マスタコントローラ１５と電源制御装置４０との間の電波伝搬環境や妨害波などに応じて、ある確率で監視制御指示信号ｓ５の受信を失敗してしまう場合を考える。通信品質は、監視制御指示信号ｓ５の受信を失敗すると低下し、監視制御指示信号ｓ５の受信を成功すると上昇するパラメータであり、例えば、パケットエラーレートである。あるいは、監視制御指示信号の受信信号強度を通信品質として用いても良い。受信信号強度が小さいと受信を失敗する確率が高まる。これらの監視制御指示信号ｓ５に基づく通信品質に関する情報は、電源制御装置４０が監視制御指示信号ｓ５を受信することによって得られるものである。受信失敗したことも、前後の監視制御指示信号ｓ５の受信により分かる。例えば、監視制御指示信号ｓ５に１ずつ増加するパケットＩＤを付与しておくと、受信した監視制御指示信号ｓ５のパケットＩＤをチェックすることにより、２つの受信成功した監視制御指示信号ｓ５の間にいくつ受信失敗した監視制御指示信号ｓ５が存在していたかを把握することができる。なお、マスタコントローラ１５の監視制御結果信号ｓ６受信成否や受信信号強度についても、監視制御指示信号ｓ５によって電源制御装置４０に知らせることで、通信品質に考慮しても良い。あるいは、マスタコントローラ１５から通信品質を監視制御指示信号ｓ５によって電源制御装置４０に知らせても良い。
通信品質が所定の閾値よりも低下すると、通信部１０はＨｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２を出力し、起動信号判定部５は電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルに変更する。すると、通信部１０と電池セル監視制御部１１は動作を停止し、電源制御指示信号ｓ１２もＬｏｗレベルになる。起動信号判定部５はＨｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２が出力された後、起動判定に用いる所定のデータパターンを別のデータパターン（パターン２）に変更する。その後、マスタコントローラ１５が別のパターン２のデータパターンを持つ無線起動信号ｓ０を送信し始めると、起動信号判定部５は無線起動信号ｓ０のデータパターンがパターン２のデータパターンと一致することを判定し、Ｈｉｇｈレベルの電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を出力する。このようにすることで、マスタコントローラ１５と電源制御装置４０との間の通信環境が悪く電池セルの監視制御が困難な場合は、通信部１０と電池セル監視制御部１１の動作を停止し、電力消費を抑えることができる。さらに、通信環境が改善した場合や監視制御の成功確率が低くても監視制御を試みる必要がある場合などには、パターン２のデータパターンを持つ無線起動信号ｓ０をマスタコントローラ１５が送信することによって、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４を再びＨｉｇｈレベルとし、電池セルの監視制御を行うことができる。なお、Ｈｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２が出力された後、起動信号判定部５が判定動作を行う条件は判定用データパターンの変更に限らない。例えば、所定の時間が経過するまで判定動作を停止するのでも良いし、無線起動信号ｓ０の受信成功確率を条件としても良い。
なお、マスタコントローラ１５は、監視制御指示の後、予め定められた時間内に監視制御結果を受信できないと判定した場合や、他の装置からの指示を受けた場合等に、データパターンを変更するように構成することができる。
図２１は、通信部１０の動作例２を説明するためのフローチャートである。通信部１０は、電源回路９から電力を供給されている間、動作する。まず、通信部１０は、マスタコントローラ１５から監視制御の指示を受信するため、受信待機の状態に遷移する（Ｓ１１３）。そして、通信部１０は、マスタコントローラ１５から送信された監視制御指示を受信する（Ｓ１１４）。通信部１０は、監視制御指示を受信した場合、受信した監視制御指示に従い電池セルの監視制御を行い（Ｓ１１５）、その結果をマスタコントローラ１５に送信する（Ｓ１１６）。その後、通信部１０は、通信品質が所定の値以下に低下したかどうかを判定する（Ｓ１２８）。通信品質が所定の値以下に低下していない場合、通信部１０は、再び受信待機状態Ｓ１１３となる。通信品質が所定の値以下に低下した場合、通信部１０は、Ｈｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２を出力する。そして、通信部１０は動作を停止する。このように、無線通信信号ｓ１による通信を十分な品質で実施できない状態では、所望の電池セル監視制御は難しいため、通信部１０と電池セル監視制御部１１を停止し、電力の消費を抑える。
図２２は、起動信号判定部５の動作例２を説明するためのフローチャートである。起動信号判定部５は、電源回路８から電力を供給されている間、動作している（Ｓ１０９）。まず、起動信号判定部５は、無線信号検出部４が検出した無線信号のデータパターンが所定のデータパターンと一致するかどうかを判定する（Ｓ１１０）。データパターンが一致しない場合は、起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルにする（Ｓ１１２）。そして、起動信号判定部５は、再び起動信号判定Ｓ１１０へと進む。データパターンが一致した場合は、起動信号判定部５は、通信部１０から出力される電源制御指示信号ｓ１２を判定する（Ｓ１２３）。電源制御指示信号ｓ１２がＬｏｗレベルの場合は、起動信号判定部５は、通信部１０と電池セル監視制御部１１を起動するため電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＨｉｇｈレベルに出力し（Ｓ１１１）、再び起動信号判定Ｓ１１０へと進む。電源制御指示信号ｓ１２がＨｉｇｈレベルの場合は、起動信号判定部５は、電源部制御信号ｓ３と電池セル監視制御部制御信号ｓ４をＬｏｗレベルにする（Ｓ１２６）。これにより通信部１０と電池セル監視制御部１１は停止する。その後、起動信号判定部５は、起動判定用のデータパターンを変更し（Ｓ１２９）、再び起動信号判定Ｓ１１０へと進む。なお、起動信号判定部５は、例えば、複数のデータパターンを予め記憶し、予め定められた順に変更することができる。このように、通信部１０からＨｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２が入力されると、通信部１０と電池セル監視制御部１１を停止する。
なお、Ｈｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２を出力する条件は、時間や通信品質に限らず、電池セル１２、１３、１４の充電状態や電源制御装置４０の状況に依っても良い。また、Ｈｉｇｈレベルの電源制御指示信号ｓ１２を出力する条件は、無線起動信号ｓ０や無線通信信号ｓ１のデータパターンによって、マスタコントローラ１５から電源制御装置４０に指示するようにしても良い。
以上、本実施例に係る電源制御システムの構成を適用すれば、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
また、起動・停止の制御を、電池セルの監視制御内容や実施時間、実施周期などに依存せず、安定して実施することが可能になる。
また、通信部が起動信号判定部を制御することにより、通信環境や電池セルの状況、電源制御装置の状況に応じて、電源制御装置の電力消費を効率的にすることが可能になる。
また、無線起動信号や無線通信信号が電源制御装置のＩＤ等を含むことにより、任意の電源制御装置に対して起動・停止の制御と電池セルの監視制御が可能になる。
また、起動信号の判定閾値を、所定回数での受信数や所定期間内での受信数にすることで、誤起動や誤停止を防ぐことが可能になる。
また、無線起動信号と無線通信信号をサーキュレータや変調方式などによって分離することで、１つのアンテナを共用しても、無線信号による起動・停止の制御と電池セルの監視制御を同時に行うことが可能になる。
また、実施例１や実施例２、実施例３と組み合わせて実施することも可能である。
本発明は、電池等を備えた装置を用いた電源制御システムに適用することができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれている。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１，３８，３９，４０ 電源制御装置
２，３，１６，１７，３３，３５ アンテナ
４ 無線信号検出部
５ 起動信号判定部
６，２４，２６ 電源部
７，８，９，２５ 電源回路
１０，２０ 通信部
１１ 電池セル監視制御部
１２，１３，１４ 電池セル
１５ マスタコントローラ
１８ 起動信号送信部
１９ 制御部
２１ コンパレータ
２２ 増幅器
２３ 論理回路
２７，２９ スイッチ
２８，３０ レギュレータ
３１ 制御信号合成部
３２ 整流回路
３４，３６ 信号分離部
３７ 起動部
ｓ０ 無線起動信号
ｓ１ 無線通信信号
ｓ２，ｓ３，ｓ７，ｓ８，ｓ１３ 電源部制御信号
ｓ４，ｓ９ 電池セル監視制御部制御信号
ｓ５ 監視制御指示信号
ｓ６ 監視制御結果信号
ｓ１０ 無線停止信号
ｓ１１ 送達確認信号
ｓ１２ 電源制御指示信号
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｃ１，Ｃ２ 容量
Ｒ１ 抵抗

Claims (15)

  1. 電源制御システムであって、
    電池から電力を供給されるひとつ又は複数の電源制御装置と、
    前記電源制御装置と信号を無線通信するコントローラと
    を備え、
    各前記電源制御装置は、
    前記コントローラが送信する無線起動信号を受信し、前記無線起動信号を受信している間、前記電池から前記通信部へ電力を供給する起動部と、
    前記電池から電力が供給されている間、前記コントローラから監視制御指示を受信し、及び、前記電池を監視及び／又は制御した監視制御結果を取得し、及び、監視制御指示による必要に応じて監視制御結果を前記コントローラに送信する通信部と
    を備えた電源制御システム。
  2. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記無線起動信号を受信している間、又は、前記通信部が動作している間、前記電池から電力を供給され、前記通信部が前記コントローラから監視制御指示を受信し、監視制御指示に従い前記電池を監視及び／又は制御し、監視制御結果を前記通信部に出力する監視制御部をさらに備えたことを特徴とする電源制御システム。
  3. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記起動部は、
    受信した無線信号の信号強度を検出する無線信号検出部と、
    受信した無線信号のデータパターンを判定する起動信号判定部と
    を備え、
    前記無線信号検出部は、所定の信号強度以上の無線起動信号を検出している間、前記起動信号判定部に前記電池から電力を供給し、
    前記起動信号判定部は、無線信号のデータパターンと予め定められたデータパターンとが一致したと判定している間、前記電池から前記通信部へ電力を供給する
    ことを特徴とする電源制御システム。
  4. 請求項３に記載された電源制御システムであって、
    前記無線信号検出部は、前記電池セルとは異なる電力源から電力が供給されること、
    又は、
    前記無線信号検出部は、前記無線起動信号を整流して得た電力が供給されること
    を特徴とする電源制御システム。
  5. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記通信部は、前記コントローラから監視制御指示によって指示された動作をしている間、前記電池から電力供給が維持されるように制御することを特徴とする電源制御システム。
  6. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記コントローラは、前記電源制御装置から監視制御結果を受信した後、無線停止信号を送信し、
    前記通信部は、前記コントローラから無線停止信号を受信すると、送達確認信号を前記コントローラに送信し、前記電池からの電力供給を停止する
    ことを特徴とする電源制御システム。
  7. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記通信部は、前記コントローラとの無線通信が予め定められた時間遮断されると、前記電池から前記通信部への電力供給を停止するように制御することを特徴とする電源制御システム。
  8. 請求項７に記載された電源制御システムであって、
    前記通信部は、前記起動部が無線起動信号の検出中に動作を開始して、前記コントローラから監視制御指示信号を受信し、監視制御結果信号を前記コントローラに送信後、再び監視制御指示信号を予め定められた時間内に受信できない場合、前記通信部は、電源制御指示信号を出力し、前記起動部により前記通信部への電力供給及び前記電池の監視制御を停止させ、
    前記起動部は、電源制御指示信号の受信から予め定められた時間経過後、無線起動信号の判定動作に戻る
    ことを特徴とする電源制御システム。
  9. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記通信部は、前記コントローラとの無線通信が予め定められた通信品質以下又は失敗確率以上になると、前記電池から前記通信部への電力供給を停止するように制御することを特徴とする電源制御システム。
  10. 請求項９に記載された電源制御システムであって、
    前記通信部は、通信品質が所定の閾値よりも低下すると、電源制御指示信号を出力し、前記起動部により前記通信部への電力供給及び前記電池の監視制御を停止させ、
    前記起動部は、電源制御指示信号の受信から予め定められた時間経過後、起動判定に用いるデータパターンを別のデータパターンに変更する
    ことを特徴とする電源制御システム。
  11. 請求項１０に記載された電源制御システムであって、
    前記コントローラは、監視制御結果が予め定められた時間受信できない場合、又は、他の装置からのデータパターンの変更指示を受信した場合、別のデータパターンを含む無線起動信号を送信することを特徴とする電源制御システム。
  12. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記通信部は、
    受信した監視制御指示をメモリに記録しておき、予め定められたタイミング又は監視制御指示によって指示されたタイミングで、記録した監視制御指示に基づき監視制御を実施させること、及び／又は、
    監視制御結果をメモリに記録しておき、予め定められたタイミング又は監視制御指示によって指示されたタイミングで、監視制御結果を前記コントローラに送信すること
    を特徴とする電源制御システム。
  13. 請求項１に記載された電源制御システムであって、
    前記電源制御装置が複数存在する場合、
    無線起動信号及び監視制御指示及び監視制御結果のいずれかひとつ又は複数は、全ての前記電源制御装置に対して共通とすること、又は、一部の複数の前記電源制御装置に対して共通の予め定められたデータパターンとすること、又は、個々の前記電源制御装置に対して個別の予め定められたデータパターンとすることを特徴とする電源制御システム。
  14. 電源制御装置であって、
    コントローラが送信する無線起動信号を受信し、前記無線起動信号を受信している間、前記電池から前記通信部へ電力を供給する起動部と、
    前記電池から電力が供給されている間、前記コントローラから監視制御指示を受信し、及び、前記電池を監視及び／又は制御した監視制御結果を取得し、及び、監視制御指示による必要に応じて監視制御結果を前記コントローラに送信する通信部と
    を備えた電源制御装置。
  15. 電源制御システムにおける電源制御方法であって、
    前記電源制御システムは、
    電池から電力を供給されるひとつ又は複数の電源制御装置と、
    前記電源制御装置と信号を無線通信するコントローラと
    を備え、
    各前記電源制御装置は、
    前記コントローラが送信する無線起動信号を受信し、前記無線起動信号を受信している間、前記電池から前記通信部へ電力を供給し、
    前記電池から電力が供給されている間、前記コントローラから監視制御指示を受信し、及び、前記電池を監視及び／又は制御した監視制御結果を取得し、及び、監視制御指示による必要に応じて監視制御結果を前記コントローラに送信する
    ことを特徴とする電源制御方法。
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