JPWO2020012769A1 - 制御装置、電池パック、電動車両、制御方法及び電池パックの制御方法 - Google Patents

制御装置、電池パック、電動車両、制御方法及び電池パックの制御方法 Download PDF

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Abstract

所定の入力端子に対する入力に応じて起動する制御部と、外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子と、入力端子と通信端子との間に設けられた制御回路を有し、制御回路は、通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行することが可能な制御装置である。図７

Description

本発明は、制御装置、電池パック、電動車両、制御方法及び電池パックの制御方法に関する。
リチウムイオン二次電池等の電池部を有する電池パックは、電池部の状態を監視したり、各種の動作を制御したりするためのＭＰＵ(Micro Processing Unit)を備える構成とされていることが一般的である。係るＭＰＵは、一般に、電池部の電力に基づいて動作することが多い。そこで、不必要な電力消費による電池部の残容量の低下を防止するために、ＭＰＵが適宜なタイミングで、通常の動作モードから消費電力が小さい低消費電力モードに移行するようにした提案がなされている。例えば、下記特許文献１には、通信端子にモードを切り換えるコマンドが入力され、且つ、通信端子に入力される信号のレベル（信号レベル）が所定期間ロー（Low）に保持されるときに、コントロール回路における消費電力を小さくするために、動作モードが通常の動作モードから低消費電力モードに切り換えられる電池パックが記載されている。
特開２００２−３００７３１号公報
ところで、電池パックに対して接続される電気機器（例えば、充電器）に異常がある場合に、異常がある電気機器がハイ(Hi)の信号を出力し続け、電池パックの通信端子に入力される信号のレベルがハイで継続する場合がある。通信端子に入力される信号のレベルがハイであるため、特許文献１に記載の技術では、動作モードを切り換えるコマンドを検出することができず、また、信号のレベルがハイであるため、動作モードを低消費電力モードに移行させることができないという問題があった。そして、コントロール回路における消費電流が低下しないため、電池部が深放電してしまうという問題があった。
従って、本発明は、電池パックが有する通信端子に入力される信号レベルが一方の論理的なレベル（例えば、ハイ）で継続する場合であっても、動作モードが移行可能とされるように構成された制御装置、電池パック、電動車両、制御方法及び電池パックの制御方法を提供することを目的の一つとする。
本発明は、例えば、
所定の入力端子に対する入力に応じて起動する制御部と、
外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子と、
入力端子と通信端子との間に設けられた制御回路を有し、
制御回路は、通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行することが可能な制御装置である。
また、本発明は、例えば、
電池部と、
所定の入力端子に対する入力に応じて起動する制御部と、
外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子と、
入力端子と通信端子との間に設けられた制御回路を有し、
制御回路は、通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行することが可能な電池パックである。
本発明は、上述した電池パックを有する電動車両でも良い。
また、本発明は、例えば、
所定の入力端子に対する入力に応じて制御部を起動し、
入力端子と、外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子との間に設けられる制御回路によって、通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行可能な状態にする制御方法である。
また、本発明は、例えば、
電池部と、所定の入力端子に対する入力に応じて起動する制御部と、外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子と、該入力端子と該通信端子との間に設けられた制御回路を有する電池パックの制御方法であって、
入力端子に対する入力に応じて制御部を起動し、
制御回路によって、通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行可能な状態にする
電池パックの制御方法である。
本発明の少なくとも一つの実施の形態によれば、電池パックが有する通信端子に入力される信号レベルが一方の論理的なレベル（例えば、ハイ）で継続する場合であっても、電池パックがオンスイッチ端子の端子電圧をローにできるように構成されており、電池パック内のＭＰＵは動作モードをシャットダウンモードに移行することが可能となる。なお、本明細書で例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。
図１は、一般的な電池パックの構成例を示す図である。 図２は、一般的な電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図３は、一般的な電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図４は、一般的な電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る電池パックの構成例を示す図である。 図６は、第１の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図７は、第１の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図８Ａは、ＲＸ端子に接続される通信ライン上の信号レベルを示す図であり、図８Ｂは、オンスイッチ端子の端子電圧を示す図である。 図９は、第１の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図１０Ａ〜図１０Ｃは、第１の実施の形態に係る電池パックに安定化回路を設けたことによる効果を説明するための図である。 図１１は、第２の実施の形態に係る電池パックの構成例を示す図である。 図１２は、第２の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図１３Ａ〜図１３Ｃは、本発明の第２の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図１４は、第２の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図１５Ａ〜図１５Ｃは、第２の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図１６は、第２の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図１７は、第３の実施の形態に係る電池パックの構成例を示す図である。 図１８は、第３の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図１９は、第３の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図２０は、第３の実施の形態に係る電池パックの動作例を説明する際に参照される図である。 図２１は、本発明の応用例を説明するための図である。 図２２は、本発明の応用例を説明するための図である。
以下、本発明の実施の形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜一般的な技術に関する説明＞
＜第１の実施の形態＞
＜第２の実施の形態＞
＜第３の実施の形態＞
＜応用例＞
＜変形例＞
以下に説明する実施の形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。
本発明は実施の形態は、例えば、１又は複数のリチウムイオン二次電池セルを有する電池パックとして実現される。１又は複数のリチウムイオン二次電池セルにより電池部が構成される。勿論、電池部として他の二次電池が用いられても良い。電池パックは、電動自転車、電動自転車、電動三輪車、電動カート、電動飛行体等の電動車両の他、種々の機器に対して適用され得る。なお、電池パックは、適用される機器に必ずしも固定される必要は無い。即ち、適用される機器に対して電池パックが着脱自在であったとしても、当該機器が当該電池パックを有することを意味する。なお、以下の説明（例えば、回路構成に関する説明）では、本発明（より具体的には、特許請求の範囲に記載された構成）に関係する点を中心に説明し、本発明と関連性がない若しくは関連性が低い構成については、図示された構成であっても説明を適宜、省略する。また、同一、同質の構成、処理に対しては同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。
＜一般的な技術に関する説明＞
始めに、本発明の理解を容易とするために、一般的な技術について説明する。また、一般的な技術が有する問題点についても言及する。図１は、一般的な電池パック（電池パック１）の構成例を示す図である。電池パック１に対して種々の外部機器（以下、電気機器と適宜、称する）が接続される。電気機器としては、例えば充電器を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
図１に示すように、電池パック１は、ＭＰＵ２、ＴＸ端子（送信端子）３、ＲＸ端子（受信端子）４及び電源５を含む構成を有している。電源５は、電池パック１が有する電池部（不図示）の電圧がレギュレータにより適宜変換されることで生成されるＭＰＵ２の動作電源である。また、ＭＰＵ２は、公知の回路構成により電池部と接続されており、電池部の電圧をＭＰＵ２が検出可能に構成されている。
ＭＰＵ２は、オンスイッチ端子６を有している。電池パック１は、ＴＸ端子３及びＲＸ端子４に接続される通信ラインを使用して、電池パック１に対して接続される機器との間で通信を行う。一般的な電池パック１の構成では、図１に示すように、ＲＸ端子４に入力される信号がオンスイッチ端子６に直接的に供給される。即ち、電池パック１では、ＲＸ端子４とオンスイッチ端子６とが直結された構成となっている。
ＭＰＵ２は、例えば、通常動作モード、シャットダウンモード及び低消費電力モードとの間で、動作モードが移行（遷移）可能とされている。通常動作モードは、ＭＰＵ２が有する機能が全て実行可能となる動作モードであり、消費電流が最も大きくなるモードである。低消費電力モードは、ＭＰＵ２の機能の一部が制限される動作モードであり、通常動作モードより消費電流が小さくなる動作モードである。シャットダウンモードは、ＭＰＵ２が必要最低限の機能で動作する動作モード又はＭＰＵ２がオフする動作モードであり、消費電流が最も小さくなるモードである。
一例として、ＭＰＵ２は、シャットダウンモード又は低消費電力モードから通常動作モードに移行する際に、オンスイッチ端子６に入力される信号のレベル、即ち、オンスイッチ端子６の端子電圧が２．６Ｖ（ボルト）以上であることを必要とする。本例では、２．６Ｖ以上が論理的なレベルとしてのハイに対応し、２．６Ｖ未満が論理的なレベルとしてのローに対応する。
また、ＭＰＵ２は、電池パック１の電圧がある閾値電圧以下になり、且つ、オンスイッチ端子６の端子電圧が２．６Ｖ未満のローである場合に、シャットダウンモードに移行し、自身の消費電流を抑制する。電池パック１が電気機器と行う通信は、シリアル通信の一つであるＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)通信を例にして説明する。勿論、電池パック１と電気機器との間で他の方式の通信が行われても良い。なお、通信は、有線通信であっても良いし、無線通信であっても良い。
図２〜図４に示されるシーケンス図を参照して、電池パック１の動作例について説明する。図２に示すシーケンス図において、初期状態における電池パック１は、動作モードがシャットダウンモードであり、電気機器は無通電状態である。まず、電池パック１が電機機器に接続される（ステップＳＴ１１）。
続いて、電気機器がハイの信号を出力する。この信号が電池パック１のＲＸ端子４に入力されることで、ＲＸ端子４で受信される信号のレベルがローからハイに変化する（ステップＳＴ１２、ＳＴ１３）。
そして、オンスイッチ端子６にハイの信号が入力されることによりオンスイッチ端子６の端子電圧がハイになり、電池パック１、具体的には、ＭＰＵ２が起動する（ステップＳＴ１４）。一般的には、工場出荷時若しくは一旦、電池パック１の使用が停止された後のように、シャットダウンモードのＭＰＵ２は、オンスイッチ端子６の端子電圧がローからハイに変化することに応じて起動する。
起動したＭＰＵ２の動作モードが、シャットダウンモードから通常動作モードに移行する。そして、電池パック１と電気機器との間で通信が開始される（ステップＳＴ１５、ＳＴ１６）。通信開始後は、通信ライン上の信号レベルがハイ及びローを適宜、変化する。ＵＡＲＴ通信の場合は、データの伝送がない場合の信号レベルがハイに設定されつつ、データの伝送を行う際に信号のレベルが適宜、ローに設定される。通信により必要な処理（電池パック１の認証処理等）が行われた後、電池パック１の電力が電気機器に対して供給され、電池パック１と電気機器との間の通電が開始される（ステップＳＴ１７）。
次に、電気機器が故障している場合について考える。図３のシーケンス図におけるステップＳＴ１１〜ＳＴ１５までの処理の内容は上述した通りである。本例では、電池パック１に接続される電気機器が故障している。異常がある電気機器は、正常な動作がなされず、電池パック１のＲＸ端子４に対して、論理的なレベルが例えばハイで固まった信号を出力し続ける（ステップＳＴ２１）。通常、電池パック１に接続される電気機器は、電池パック１への接続を検知した場合に、通信ライン上にハイの信号を出力する。その後、当該通信ラインを使用して通信を行い、通信内容に応じて信号のレベルがローに適宜、変化される。しかしながら、異常がある電気機器は、信号のレベルをローに変化させることができず、通信ライン上にハイの信号を出力し続ける。従って、電池パック１と電気機器との間の通信が行えない状態（ＮＧ状態）となる。このため、電池パック１と電気機器との間の通電が不能となる（ステップＳＴ２２）。
ステップＳＴ１５において、起動したＭＰＵ２に対して電池部からの動作電圧が供給される。このため、電池部の残容量が徐々に低下し深放電してしまう虞がある。そこで、ＭＰＵ２の動作モードを例えばシャットダウンモードに移行させることでＭＰＵ２の動作を停止させ、電池部の残容量の低下が進行することを防止する必要がある。
一例として、ＭＰＵ２は、電池部の電圧が、シャットダウンモードへ移行するために設定される閾値電圧以下になった場合に、動作モードをシャットダウンモードに移行させる必要があることをソフトウエア的に判別する（ステップＳＴ２３）。しかしながら、オンスイッチ端子６の端子電圧がハイであるため、シャットダウンモードに移行できない（ステップＳＴ２４）。このように、ソフトウエア的に動作モードを移行させる必要があることが認識されても、ハードウエア的な条件が整っていない、換言すれば、オンスイッチ端子６の端子電圧がローではないため、ＭＰＵ２の動作モードが移行できないという問題がある。ＭＰＵ２の動作モードが、消費電流が大きい通常動作モードから移行できないため、電池部の深放電等を招来する虞がある。
係る問題は、図４のシーケンス図に示すように、電池パック１の初期状態における動作モードが低消費電力モードである場合も同様に生じる。なお、図４に示す例では、ＭＰＵ２の動作モードが低消費電力モードであり、ＭＰＵ２が起動していることから、ステップＳＴ１４の処理は省略される。
即ち、電池パック１の初期状態が低消費電力モードである場合でも、電池部の電圧が閾値電圧以下になると、ＭＰＵ２は、動作モードをシャットダウンモードに移行させる必要があることを判別する。しかしながら、オンスイッチ端子６の端子電圧がハイであるため、シャットダウンモードに移行できず、電池部の深放電等を招来する虞がある。このように、一般的な構成を有する電池パック１では、接続対象の電気機器が故障等により一方の論理的なレベル（本例ではハイ）を出力し続ける場合に、通常動作モードからの動作モードの移行が不可能となるという問題があった。このため、消費電流を抑制することが不可能となり、電池部が深放電してしまう虞があった。以上の点に鑑みなされた本発明の実施の形態について、更に説明する。
＜１．第１の実施の形態＞
［電池パックの構成例］
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る電池パック（電池パック１０）の構成例を示す図である。図５に示すように、電池パック１０は、制御部としてのＭＰＵ１２、ＴＸ端子１３、ＲＸ端子１４及び電源１５を含む構成を有している。なお、電池パック１０は、ＭＰＵ１２に接続される不図示の電池部を有している。ＭＰＵ１２、ＲＸ端子１４及び後述する制御回路により制御装置が構成される。
ＭＰＵ１２は、不図示のＲＯＭ(Read Only Memory)及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を有している。ＲＯＭには、ＭＰＵ１２によって実行されるプログラムが格納されている。ＲＡＭは、ＭＰＵ１２がＲＯＭに格納されたプログラムを実行する際のワークメモリや一時的なデータの記憶領域等として使用される。ＭＰＵ１２により電池パック１０の動作が制御される。例えば、ＭＰＵ１２の制御に応じて、電池パック１０の充放電を制御する処理や電池パック１０の安全性を確保するための処理が行われる。なお、ＭＰＵ１２は、公知の回路構成により電池部と接続されており、電池部の電圧を検出可能に構成されている。
ＭＰＵ１２は、オンスイッチ端子１６を有している。本実施の形態では、オンスイッチ端子１６が所定の入力端子としての起動端子に対応する。ＭＰＵ１２は、オンスイッチ端子１６の端子電圧がローからハイに変化することをトリガーとして起動する。また、ＭＰＵ１２は、グランド（ＧＮＤ）端子１７を有している。このグランド端子１７にグランドラインＧＬが接続されている。
ＭＰＵ１２は、ＭＰＵ２と同様に、例えば、通常動作モード、シャットダウンモード及び低消費電力モードとの間で、動作モードが移行可能とされている。各動作モードについては、既に説明しているため重複した説明を省略する。なお、本実施の形態では、通常動作モードが第１の動作モードに対応し、シャットダウンモード及び低消費電力モードが第２の動作モードに対応する。第２の動作モードは、第１の動作モードより消費電流が小さい動作モードであれば良く、複数の動作モードでなく１個の動作モードでも良い。
ＭＰＵ１２における動作モードの移行条件は、ＭＰＵ２と同様である。即ち、ＭＰＵ１２は、シャットダウンモード又は低消費電力モードから通常動作モードに移行する際に、オンスイッチ端子１６の端子電圧が２．６Ｖ以上であることを必要とする。以下に説明する実施の形態では、一例として、２．６Ｖ以上が論理的なレベルとしてのハイに対応し、２．６Ｖ未満が論理的なレベルとしてのローに対応する。
また、ＭＰＵ１２は、電池パック１０が有する電池部の電圧がある閾値電圧以下になり、且つ、オンスイッチ端子１６の端子電圧がロー（２．６Ｖ未満）である場合に、シャットダウンモードに移行する。より具体的には、ＭＰＵ１２は、電池パック１０が有する電池部の電圧がある閾値電圧以下になった場合に、オンスイッチ端子１６の端子電圧がローであれば、動作モードをシャットダウンモードに移行することができる。
ＴＸ端子１３及びＲＸ端子１４は、通信ラインが接続される通信端子である。ＲＸ端子１４に対してラインＬ１が接続されている。ＴＸ端子１３及びＲＸ端子１４を介して、電池パック１０が外部機器である電気機器と通信を行う。本実施の形態では、例えば、電池パック１０と電気機器との間でＵＡＲＴ通信が行われる。勿論、電池パック１０と電気機器との間で他の方式の通信が行われても良い。なお、通信は、有線通信であっても良いし、無線通信であっても良い。電池パック１０により生成された信号がＴＸ端子１３から電気機器に対して送信される。電気機器により生成された信号がＲＸ端子１４により受信される。
電源１５は、電池部の電圧をレギュレータ等により適宜変換することで生成されるＭＰＵ１２の動作電源である。
図５に示すように、ラインＬ１とグランドラインＧＬとの間に、ダイオードＤ１及び抵抗Ｒ１が接続されている。ダイオードＤ１のアノードがラインＬ１に接続され、カソードが抵抗Ｒ１の一端側に接続されており、抵抗Ｒ１の他端側がグランドラインＧＬに接続されている。ダイオードＤ１と抵抗Ｒ１との間の接続点ＣＰ１が、コンデンサＣ１を介してオンスイッチ端子１６に接続されている。コンデンサＣ１とオンスイッチ端子１６との間の接続点ＣＰ２とグランドラインＧＬとの間には、アノードがグランドラインＧＬに接続され、カソードが接続点ＣＰ２に接続されるダイオードＤ２が接続されている。また、接続点ＣＰ２とオンスイッチ端子１６との間の接続点ＣＰ３とグランドラインＧＬとの間には、抵抗Ｒ２が接続されている。
電池パック１０は、オンスイッチ端子１６とＲＸ端子１４との間に設けられた制御回路を有している。制御回路は、ＲＸ端子１４に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、ＭＰＵ１２が通常動作モードからシャットダウンモード又は低消費電力モードに移行可能な状態にすることができる。制御回路は、信号ライン及び信号ライン上における１個以上の回路素子を含むものである。ここで、回路素子とは、電気回路（制御回路）を構成する要素のうち、抵抗、コンデンサなど、導線（信号ライン）以外のものの総称である。
本実施の形態に係る制御回路は、オンスイッチ端子１６とＲＸ端子１４との間を直流的に分離する回路である。より具体的には、接続点ＣＰ１とオンスイッチ端子１６との間に接続されるコンデンサＣ１及び信号ラインが制御回路に対応する。
［電池パックの動作例］
（電気機器が正常である場合）
次に、図６〜図９を参照して、第１の実施の形態に係る電池パック１０の動作例について説明する。
図６に示すシーケンス図において、初期状態（電池パック１０と電気機器とが接続前の状態）における電池パック１０の動作モードはシャットダウンモードであり、電気機器は無通電状態である。まず、電池パック１０が電機機器に接続される（ステップＳＴ１０１）。
続いて、電気機器がハイの信号を出力する。電気機器が出力した信号が電池パック１０のＲＸ端子１４に入力されることで、ＲＸ端子１４における信号レベルがローからハイに変化する（ステップＳＴ１０２、ＳＴ１０３）。
そして、ＲＸ端子１４に入力されるハイの信号、具体的には、ローからハイへの立ち上がりに応じて、コンデンサＣ１によりワンショットのパルス信号が生成される。係るパルス信号がオンスイッチ端子１６に入力され、オンスイッチ端子１６の端子電圧がハイとなることにより、電池パック１０、具体的には、ＭＰＵ１２が起動する（ステップＳＴ１０４）。
起動したＭＰＵ１２の動作モードが、シャットダウンモードから通常動作モードに移行する。そして、電池パック１０と電気機器との間で通信が開始される（ステップＳＴ１０５、ＳＴ１０６）。通信開始後は、通信ライン上の信号レベルがハイ及びローに適宜、変化する。通信により必要な処理（電池パック１０の認証処理等）が行われた後、電池パック１０の電力が電気機器に対して供給され、電池パック１０と電気機器との間で通電が開始される（ステップＳＴ１０７）。
（電気機器に異常がある場合）
次に、電気機器に故障等に伴う異常がある場合について考える。図７のシーケンス図におけるステップＳＴ１０１〜ＳＴ１０３までの処理の内容は上述した通りである。ＲＸ端子１４に入力されるハイの信号、具体的には、ローからハイへの立ち上がりに応じて、コンデンサＣ１によりワンショットのパルス信号が生成される。係るパルス信号がオンスイッチ端子１６に入力され、オンスイッチ端子１６の端子電圧がハイとなることにより、電池パック１０、具体的には、ＭＰＵ１２が起動する（ステップＳＴ１１０）。
ここで、電池パック１０に接続される電気機器は故障しているため、正常な動作がなされず、電池パック１０のＲＸ端子１４に対してハイの信号を出力し続ける（ステップＳＴ１１１）。この状態では、コンデンサＣ１に電流が流れなくなることから、オンスイッチ端子１６の端子電圧がハイからローに変化する。
図８Ａ及び図８Ｂを参照して、具体的に説明する。図８Ａは、ＲＸ端子１４に接続される通信ライン上の信号レベルを示す図であり、図８Ｂは、オンスイッチ端子１６の端子電圧を示す図である。各図における横軸は時間軸を示し、縦軸は電圧を示している。また、各図における点線は、２．６Ｖを示している。
例えば、ある基準タイミングの０．５秒後に電池パック１０と電気機器とが接続される。接続された電気機器に異常があるため、当該電気機器がハイの信号を出力し続ける。図８Ａに示すように、電気機器から出力されたハイの信号が、電池パック１０のＲＸ端子１４に入力され、コンデンサＣ１を介してオンスイッチ端子１６に入力される。電池パック１０と電気機器との接続時における信号レベルの立ち上がりに応じてコンデンサＣ１によりワンショットのパルス信号が生成され、係るパルス信号がオンスイッチ端子１６に入力されることでオンスイッチ端子１６の端子電圧がローからハイに変化し、ＭＰＵ１２が起動する。
ＲＸ端子１４で受信されるハイの信号によりコンデンサＣ１がチャージされる。チャージ後、コンデンサＣ１における電荷の移動がなくなるので、図８Ｂに示すように、オンスイッチ端子１６の端子電圧がグランドと同電位、即ち、２．６Ｖ未満のローの状態になり、この状態が維持される（ステップＳＴ１１０）。
ＭＰＵ１２は、通常動作モードで起動する（ステップＳＴ１１２）。異常がある電気機器は、電池パック１に対してハイの信号を出力し続けるため、電池パック１０と電気機器との間の通信が行えない状態（ＮＧ状態）となる。このため、電池パック１０と電気機器との間の通電が不能となる（ステップＳＴ１１３）。一方で、ＭＰＵ１２の動作モードは通常動作モードであることから、通常動作モードで動作できるように、電池部からＭＰＵ１２に対して動作電圧が供給される。従って、電池部の電圧が徐々に低下する。
ＭＰＵ１２は、電池部の電圧がシャットダウンモードへ移行するために設定される閾値電圧以下になった場合に、動作モードをシャットダウンモードに移行させる必要があることを判別する（ステップＳＴ１１４）。
ここで、オンスイッチ端子１６の端子電圧はローであるため、ＭＰＵ１２は、自身の動作モードを移行させることができる。具体的には、ＭＰＵ１２は、自身の動作モードを、通常動作モードからシャットダウンモードに移行させることができる（ステップＳＴ１１５）。
電池パック１の初期状態における動作モードが低消費電力モードである場合に電池パック１０に対して異常ある電気機器が接続された場合でも、ＭＰＵ１２は、自身の動作モードを低消費電力モードからシャットダウンモードに移行することができる。
図９のシーケンス図に示すように、電気機器から供給されるハイの信号がＲＸ端子１４により受信される。コンデンサＣ１で生成されたワンショットのパルス信号がオンスイッチ端子１６に入力され、オンスイッチ端子１６の端子電圧がハイになる。これにより、ＭＰＵ１２の動作モードが低消費電力モードから通常動作モード移行する。異常がある電気機器はハイの信号を出力し続けるため、通信が不可能になる。この場合、ＭＰＵ１２は、信号を受信する待機状態において通信が不可能であり、かつ、オンスイッチ端子１６がローであるために、動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに移行する。
上述したように、オンスイッチ端子１６の端子電圧がローに維持される（ステップＳＴ１１８）。従って、電池部の電圧がシャットダウンモードに移行する閾値電圧以下になった場合でも、ＭＰＵ１２は、動作モードを低消費電力モードからシャットダウンモードに移行できる（ステップＳＴ１１４、ＳＴ１１５）。
以上説明したように、本実施の形態によれば、異常がある電気機器が電池パック１０に対して接続され、当該電気機器から異常信号（例えば、ハイが継続する信号）が供給された場合でも、電池パック１０がオンスイッチ端子１６の端子電圧をローにできるように構成されている。従って、ＭＰＵ１２が動作モードの移行の必要性をソフトウエア的に認識した場合に、ハードウエア的な制約（例えば、オンスイッチ端子１６の端子電圧がハイとなってしまう状態）が生じないので、ＭＰＵ１２は、自身の動作モードをシャットダウンモードに移行することができる。
（安定化回路について）
本実施の形態に係る電池パック１０は、少なくとも通信時における入力端子又は起動端子を安定化させる安定化回路を有している。本実施の形態では、ダイオードＤ１及びダイオードＤ２を含む回路により安定化回路が構成されている。
電池パック１０と電気機器とが接続されることに応じて、電気機器から電池パック１０に対してハイの信号が供給される。なお、本例における電気機器は、異常がない機器であるものとして説明する。ハイの信号がＲＸ端子１４により受信され、コンデンサＣ１に電荷がチャージされる。その後、電池パック１０と電気機器との間で、ＵＡＲＴ通信が行われる。通信開始後に、コンデンサＣ１にチャージされた電荷がＲＸ端子１４に接続される通信ラインに流れてしまうことをダイオードＤ１により防止することができる。従って、コンデンサＣ１にチャージされた電荷がＲＸ端子１４に接続される通信ラインに流れてしまうことによる、通信波形の劣化を防止することができる。
また、ＵＡＲＴ通信において通信波形がローに落ちた際に、コンデンサＣ１のマイナス電荷によってオンスイッチ端子１６の端子電圧が大きく振れないように、ダイオードＤ２を挿入することにより、グランドラインＧＬのグランドレベルを安定化させている。
図１０Ａ〜図１０Ｃは、本実施の形態に係る安定化回路を設けたことによる効果を説明するための図である。図１０Ａは、通信ライン上の通信波形の一例を示す図である。図１０Ｂは、ダイオードＤ２がない場合のオンスイッチ端子１６の端子電圧の一例を示す図である。図１０Ｃは、ダイオードＤ２がある場合のオンスイッチ端子１６の端子電圧の一例を示す図である。各図の横軸は時間軸を示し、縦軸は電圧を示している。
図１０Ａに示すように通信波形がローとなる場合に、ダイオードＤ２がない構成では、図１０Ｂに示すようにオンスイッチ端子１６の端子電圧がマイナスに大きく振れてしまっている。しかしながら、ダイオードＤ２を設けることにより、図１０Ｃに示すように、通信波形がローとなる場合にオンスイッチ端子１６の端子電圧がマイナスに大きく振れてしまうことを抑制することができ、少なくとも通信時における入力端子又は起動端子を安定化させることができる。
＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。特に断らない限り、第１の実施の形態で説明した事項は、第２の実施の形態に対しても適用することができる。第２の実施の形態では、第１の実施の形態と制御回路の構成が異なっている。
［電池パックの構成例］
図１１は、第２の実施の形態に係る電池パック（電池パック２０）の構成例を示す図である。電池パック２０は、電池パック１０と同様に、ＴＸ端子１３、ＲＸ端子１４及び電源１５を有している。また、電池パック２０は、ＭＰＵ２２を有している。ＭＰＵ２２は、ＭＰＵ１２と同様に、起動端子の一例であるオンスイッチ端子１６及びグランドラインＧＬが接続されるグランド端子１７を有すると共に、ハイの信号（例えば、２．６Ｖ以上の信号）を出力することが可能な３．３Ｖポート端子２５及びレギュレータ端子２６を有している。ＭＰＵ２２の動作モードが移行するハードウエア的な条件及びソフトウエア的な条件は、第１の実施の形態と同様である。
電池パック２０が有する制御回路は、少なくとも、第１のスイッチング素子の一例であるＰ型のＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）：Ｑ１と、第２のスイッチング素子の一例であるＮ型のＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２を含む回路構成を有している。
具体的には、ＲＸ端子１４に接続されるラインＬ１とグランドラインＧＬと間に、ラインＬ１側から、ダイオードＤ２１、抵抗Ｒ２１、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１及びＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２が接続されている。
ダイオードＤ２１のアノードがラインＬ１に接続され、ダイオードＤ２１のカソードが抵抗Ｒ２１の一端側に接続されている。ダイオードＤ２１と抵抗Ｒ２１との接続点ＣＰ２１が、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１のソース端子とダイオードＤ２２との間の接続点ＣＰ２２に接続されている。なお、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１のソース端子は、ダイオードＤ２２を介して、ＭＰＵ２２のレギュレータ端子２６に接続されている。ダイオードＤ２２のアノードがレギュレータ端子２６に接続され、ダイオードＤ２２のカソードがＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１のソース端子に接続されている。
抵抗２１の他端側とグランドラインＧＬと間の接続点ＣＰ２３がＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１のゲート端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１とグランドラインＧＬとの間に、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１のゲート端子とＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２のドレイン端子とが接続されている。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２のソース端子がグランドラインＧＬに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１とＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２との間の接続点ＣＰ２４がオンスイッチ端子１６に接続されている。
ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２のゲート端子に対して、ＭＰＵ２２の３．３Ｖポート端子２５が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２のゲート端子と３．３Ｖポート端子２５との間の接続点ＣＰ２５に対してＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１のドレイン端子が接続されている。また、接続点ＣＰ２５とグランドラインＧＬとの間に抵抗Ｒ２２が接続されている。
［電池パックの動作例］
（電気機器が正常である場合）
次に、電池パック２０の動作例について説明する。始めに、電池パック２０に対して接続される電気機器が正常である場合における電池パック２０の動作例について説明する。
図１２は、電池パック２０の動作例を説明するためのシーケンス図である。図１３は、電池パック２０の動作例を説明する際に参照される図である。より具体的には、図１３ＡはＲＸ端子１４に接続される通信ライン上の電圧波形を示し、図１３Ｂはオンスイッチ端子１６の端子電圧の波形を示し、図１３Ｃは３．３Ｖポート端子２５から出力される電圧の波形をそれぞれ示している。各図における横軸は時間軸を示し、縦軸は電圧を示している。また、各図における点線は、２．６Ｖを示している。
図１２に示すシーケンス図において、初期状態における電池パック２０の動作モードはシャットダウンモードであり、電気機器は無通電状態である。また、初期状態における電池パック２０のＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１及びＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２は、それぞれオフしている。
電池パック２０が電機機器に接続される（ステップＳＴ２０１）。続いて、電気機器がハイの信号を出力する。この信号が電池パック１０のＲＸ端子１４に入力されることで、ＲＸ端子１４における信号レベルがローからハイに変化する（ステップＳＴ２０２、ＳＴ２０３及び図１３Ａ）。ここで、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２がオフであることから、ハイの信号がオンスイッチ端子１６に供給され、オンスイッチ端子１６の端子電圧がハイとなる（ステップＳＴ２０４及び図１３Ｂ）。
オンスイッチ端子１６の端子電圧がローからハイに変化することに応じて、ＭＰＵ２２が起動する。ＭＰＵ２２は、起動後に３．３Ｖポート端子２５から３．３Ｖの信号（制御信号の一例）を出力する。この信号がＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２のゲート端子に入力され、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２がオンする。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２がオンすることにより、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１がオンし、ラインＬ１とグランドラインＧＬとが接続されることになり、オンスイッチ端子１６の端子電圧がローになり、この状態が維持される（ステップＳＴ２０５、図１３Ｂ及び図１３Ｃ）。
また、起動したＭＰＵ２２の動作モードがシャットダウンモードから通常動作モードに移行する。そして、電池パック２０と電気機器との間で通信が開始される（ステップＳＴ２０６、ＳＴ２０７）。必要な通信が適宜行われた後、電池パック２０と電気機器との間の通電が開始される（ステップＳＴ２０８）。
（電気機器に異常がある場合）
図１４は、電気機器に異常がある場合の電池パック２０の動作例を説明するためのシーケンス図である。図１５は、電池パック２０の動作例を説明する際に参照される図である。より具体的には、図１５ＡはＲＸ端子１４に接続される通信ライン上の電圧波形を示し、図１５Ｂはオンスイッチ端子１６の端子電圧の波形を示し、図１５Ｃは３．３Ｖポート端子２５から出力される電圧の波形をそれぞれ示している。各図における横軸は時間軸を示し、縦軸は電圧を示している。また、各図における点線は、２．６Ｖを示している。
図１４におけるステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２０５及びステップＳＴ２０７の処理内容は、既に説明した通りである。ここで、電池パック２０に対して接続される電気機器が故障しているため、電気機器において正常動作がなされない。このため、電気機器は、電池パック２０のＲＸ端子１４に対して常時、ハイの信号を出力し続ける（ステップＳＴ２１１及び図１５Ａ）。従って、電池パック２０と電気機器との間の正常な通信が不可能となり、電池パック２０と電気機器との間の通電が不能となる（ステップＳＴ２１２）。
ここで、通常動作モードに移行したＭＰＵ２２に対して、電池部から動作電圧が供給されていることから、電池部の電圧が徐々に低下する。電池部の電圧が閾値電圧以下になった場合に、ＭＰＵ２２は、通常動作モードからシャットダウンモードに動作モードを移行させる必要があることを認識する。ＭＰＵ２２は、シャットダウンモードに移行するために、３．３Ｖポート端子２５からの出力を停止する（オフする）（ステップＳＴ２１３及び図１５Ｃ）。
３．３Ｖポート端子２５からの出力がオフされた場合でも、ＲＸ端子１４に入力され続けるハイの信号が、ダイオードＤ２１、抵抗Ｒ２１、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ１を介してＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２のゲート端子に供給される。従って、３．３Ｖポート端子２５からの出力がオフされた場合でも、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ２がオンし続け、オンスイッチ端子１６の端子電圧がローである状態が維持される（ステップＳＴ２１４及び図１５Ｂ）。
オンスイッチ端子１６の端子電圧がローである状態が維持されるため、ＭＰＵ２２は、動作モードを通常動作モードからシャットダウンモードに移行することができる（ステップＳＴ２１５）。
電池パックの初期状態における動作モードが低消費電力モードである場合も、同様の処理が行われる。図１６に示すシーケンス図において、図１４に示した処理と異なる点は、ステップＳＴ２１７において、ＭＰＵ２２が起動した後に、動作モードが低消費電力モードから通常動作モードに移行する点である。その他の処理は、図１４で説明した処理と同様である。電池パック２０の初期状態における動作モードが低消費電力モードであり、且つ、異常がある電気機器から常時、ハイの信号が電池パック２０に対して供給される場合であっても、電池パック２０の動作モードを低消費電力モードからシャットダウンモードに移行させることができる。
以上説明した第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。加えて、第２の実施の形態における制御回路ではコンデンサを使用しないために、容量定数の調整が容易になる。まず、オンスイッチ端子１６がハイを認識するためには、ある一定時間（数μ秒〜数ｍ秒）必要なのが一般的であるが、第１の実施の形態のようにコンデンサを使用した場合には、パルス時間のハイの時間の維持・調整のために、抵抗やコンデンサ容量の調整が必要になる。一方、第２の実施の形態における制御回路ではコンデンサを使用しないため、定数調整でパルス時間のタイミング等を調整する必要がなくなる。さらに、調整のためにコンデンサの容量定数を大きくする場合には、素子の実装面積が大きくなる等の問題が生じ得るが、そのような問題も回避することができる。
＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。特に断らない限り、第１、第２の実施の形態で説明した事項は、第２の実施の形態に対しても適用することができる。第３の実施の形態では、ＭＰＵがオンスイッチ端子を有しない点等において、第１、第２の実施の形態と異なっている。
［電池パックの構成例］
図１７は、第３の実施の形態に係る電池パック（電池パック３０）の構成例を示す図である。電池パック３０は、電池パック１０と同様に、ＴＸ端子１３及びＲＸ端子１４を有している。また、電池パック３０は、ＭＰＵ３２を有している。ＭＰＵ３２は、グランドラインＧＬが接続されるグランド端子１７を有すると共に、ハイの信号（例えば、２．６Ｖ以上の信号）を出力することが可能な３．３Ｖポート端子３５及び電池部から動作電圧が供給されるＶｄｄ端子３６を有している。本実施の形態では、Ｖｄｄ端子３６が所定の入力端子に対応する。
図１７に示すように、ＲＸ端子１４に接続されるラインＬ１とグランドラインＧＬとの間に、ダイオードＤ３１及び抵抗Ｒ３１が接続されている。ダイオードＤ３１のアノードがラインＬ１に接続され、カソードが抵抗Ｒ３１の一端側に接続されており、抵抗Ｒ３１の他端側がグランドラインＧＬに接続されている。ダイオードＤ３１と抵抗Ｒ３１との間の接続点ＣＰ３１が、コンデンサＣ３１を介してＮ型のＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１のゲート端子に接続されている。
コンデンサＣ３１とＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１との間の接続点ＣＰ３２とグランドラインＧＬとの間には、ダイオードＤ３２が接続されている。ダイオードＤ３２のアノードがグランドラインＧＬに接続されており、カソードが接続点ＣＰ３２に接続されている。
また、接続点ＣＰ３２とＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１との間の接続点ＣＰ３３とグランドラインＧＬとの間には、抵抗Ｒ３２が接続されている。また、接続点ＣＰ３３とＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１との間の接続点である接続点ＣＰ３４に対して、ＭＰＵ３２の３．３Ｖポート端子３５がダイオードＤ３３を介して接続されている。ダイオードＤ３３のアノードが３．３Ｖポート端子３５に対して接続され、カソードが接続点ＣＰ３４に接続されている。
ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１のソース端子がグランドラインＧＬに接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１のドレイン端子が抵抗Ｒ３４を介して、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３２のゲート端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３２のソース端子がレギュレータ３４に接続され、当該レギュレータ３４は、ＭＰＵ３２のＶｄｄ端子３６に接続されている。
電池パック２０は、電池部３３を有している。電池部３３の負極側がグランドラインＧＬに接続されている。電池部３３の正極側がＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３２のドレイン端子に接続されている。
［電池パックの動作例］
（電気機器が正常である場合）
次に、第３の実施の形態に係る電池パック３０の動作例について説明する。始めに、電気機器が正常である場合における電池パック３０の動作例について説明する。
図１８に示すシーケンス図において、初期状態における電池パック３０の動作モードはシャットダウンモードであり、電気機器は無通電状態である。電池パック３０が電機機器に接続される（ステップＳＴ３０１）。
続いて、電気機器がハイの信号を出力する。この信号が電池パック３０のＲＸ端子１４に入力されることで、ＲＸ端子１４における信号レベルがローからハイに変化する（ステップＳＴ３０２、ＳＴ３０３）。
そして、ＲＸ端子１４に入力されるハイの信号、具体的には、ローからハイへの立ち上がりに応じて、コンデンサＣ３１によりワンショットのパルス信号が生成される。係るパルス信号がＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１のゲート端子に入力され、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオンする（ステップＳＴ３０４）。
ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオンすることに応じてＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３２がオンし、レギュレータ３４が動作する。レギュレータ３４は、電池部３３から供給される電圧に基づいてＭＰＵ３２の動作電圧を生成する。レギュレータ３４により生成された動作電圧がＭＰＵ３２のＶｄｄ端子３６に供給されることにより、ＭＰＵ３２が起動する（ステップＳＴ３０５）。このように、接続点ＣＰ３１とＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１との間のラインは、ＲＸ端子１４に信号レベルがハイである信号が入力された場合に、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１をオンさせることにより、ＭＰＵ３２への動作電圧の供給を可能とする起動ラインＳＬに対応する。係る起動ラインＳＬを含む回路が、第３の実施の形態における制御回路に対応する。
コンデンサＣ３１から出力される信号は、ワンショットのパルス信号であるため、所定期間後、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオフし、ＭＰＵ３２に対する動作電圧の供給が停止してしまう。そこで、ＭＰＵ３２は、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオフする前に３．３Ｖポート端子３５から３．３Ｖの信号を出力する（ステップＳＴ３０６）。この信号がＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１のゲート端子に入力されることにより、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオンし続け、ＭＰＵ３２に対する動作電圧の供給が継続する。このように、起動ラインＳＬにおける信号レベル（起動ラインＳＬ上の電位）、換言すれば、ＭＯＳＴＦＥＴ：Ｑ３１のゲート端子に入力される電圧の論理的なレベルがＭＰＵ３２により可変とされる。
起動したＭＰＵ３２の動作モードが、シャットダウンモードから通常動作モードに移行する。そして、電池パック３０と電気機器との間で通信が開始される（ステップＳＴ３０７、ＳＴ３０８）。通信開始後は、通信ライン上の信号レベルがハイ及びローを適宜、変化する。通信により必要な処理（電池パック３０の認証処理等）が行われた後、電池パック３０の電力が電気機器に対して供給され、電池パック３０と電気機器との間で通電が開始される（ステップＳＴ３０９）。
（電気機器に異常がある場合）
次に、電気機器が故障等しており、電気機器に異常がある場合について考える。図１９のシーケンス図におけるステップＳＴ３０１〜ＳＴ３０７までの処理の内容は上述した通りである。本例では、電池パック３０に対して接続される電気機器に異常があるため、電気機器では正常動作がなされず、電気機器は、電池パック３０に対して、ハイの信号を出力し続ける（ステップＳＴ３１８）。
電気機器が電池パック３０に対してハイの信号を出力し続けるため、電池パック３０と電気機器との間の正常な通信が不可能となり、電池パック３０と電気機器との間の通電が不能となる（ステップＳＴ３１９）。
ＭＰＵ３２の動作モードが通常動作モードに移行していることから、ＭＰＵ３２の動作電圧を供給する電池部３３の電圧が徐々に低下する。ＭＰＵ３２は、電池部３３の電圧が閾値電圧以下になった場合に、消費電流を小さくする必要性、即ち、動作モードを移行させる必要性を認識する。動作モードを移行させる必要性を認識したＭＰＵ３２は、３．３Ｖポート端子３５の出力をオフする（停止する）。３．３Ｖポート端子３５からの出力がオフされることにより、起動ラインＳＬにおける信号レベルがローになり、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオフする。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオフすることにより、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３２及びレギュレータ３４がオフし、Ｖｄｄ端子３６に対する動作電圧の供給が停止する。ＭＰＵ３２に対する動作電圧の供給が停止することにより、ＭＰＵ３２が通常動作モードからシャットダウンモードに移行する（ステップＳＴ３２０、ＳＴ３２１）。
初期状態における電池パック３０の動作モードが低消費電力モードである場合も同様の処理が行われる。図２０におけるシーケンス図において、ステップＳＴ３０１〜ＳＴ３０３の処理は既に説明した通りである。なお、低消費電力モードでは、ＭＰＵ３２が常時３．３Ｖポート端子３５から信号を出力し、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１をオンしている状態で電池パック３０が待機している。
電気機器の接続に応じてＭＰＵ３２のＶｄｄ端子３６に対して動作電圧が供給され、ＭＰＵ３２の動作モードが低消費電力モードから通常動作モードに移行する（ステップＳＴ３２５）。電気機器に異常があるため、電池パック３０と電気機器との間で正常な通信を行うことができず、電池パック３０と電気機器との間の通電が不能になる。
ＭＰＵ３２は、電池部３３の電圧が閾値電圧以下になった場合に、消費電流を小さくする必要性、即ち、動作モードを移行させる必要性を認識する（ステップＳＴ３２６）。動作モードを移行させる必要性を認識したＭＰＵ３２は、３．３Ｖポート端子３５の出力をオフする（停止する）。３．３Ｖポート端子３５からの出力がオフされることにより、起動ラインＳＬにおける信号レベルがローになり、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオフする。ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３１がオフすることにより、ＭＯＳＦＥＴ：Ｑ３２及びレギュレータ３４がオフし、ＭＰＵ３２に対する電池部３３からの動作電圧の供給が停止する。即ち、ＭＰＵ３２のＶｄｄ端子３６への入力が停止する。ＭＰＵ３２に対する動作電圧の供給が停止することにより、ＭＰＵ３２が通常動作モードからシャットダウンモードに移行する（ステップＳＴ３２０、ＳＴ３２１）。
なお、電池パック３０におけるダイオードＤ３１、Ｄ３２は、第１の実施の形態に係るダイオードＤ１、Ｄ２と同様に、安定化回路して機能する。ダイオードＤ３１、Ｄ３２により、通信品質の劣化が生じてしまうことを防止することができる。
第３の実施の形態によれば、充電器等の電気機器が故障や通信エラー等して通信ラインに対する入力が長時間ハイに固まった場合でも、ＭＰＵ等の動作モードを消費電力が小さいモードに移行させることができる。従って、電池部の深放電等が生じてしまうことを防止することができる。また、比較的単純な回路構成により実現でき、回路構成に係るコストを抑制することができる。
＜応用例＞
次に、本発明の応用例について説明するが、本発明は、下記の応用例に限定されるものではない。第１の応用例は、本発明を車両用の蓄電システムに適用した例である。図２１に、本発明が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
このハイブリッド車両７２００には、エンジン７２０１、発電機７２０２、電力駆動力変換装置７２０３、駆動輪７２０４ａ、駆動輪７２０４ｂ、車輪７２０５ａ、車輪７２０５ｂ、バッテリー７２０８、車両制御装置７２０９、各種センサ７２１０、充電口７２１１が搭載されている。
ハイブリッド車両７２００は、電力駆動力変換装置７２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置７２０３の一例は、モータである。バッテリー７２０８の電力によって電力駆動力変換装置７２０３が作動し、この電力駆動力変換装置７２０３の回転力が駆動輪７２０４ａ、７２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置７２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ７２１０は、車両制御装置７２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ７２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
エンジン７２０１の回転力は発電機７２０２に伝えられ、その回転力によって発電機７２０２により生成された電力をバッテリー７２０８に蓄積することが可能である。
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置７２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置７２０３により生成された回生電力がバッテリー７２０８に蓄積される。
バッテリー７２０８は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口７２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本発明は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本発明は有効に適用可能である。
以上、本発明に係る技術が適用され得るハイブリッド車両７２００の一例について説明した。本発明は、例えば、バッテリー７２０８やその周辺回路に適用することができる。
次に、第２の応用例について説明する。第２の応用例は、本発明を住宅用の蓄電システムに適用した例である。図２２は、蓄電システムの構成例を示す。例えば住宅９００１用の蓄電システム９１００においては、火力発電９００２ａ、原子力発電９００２ｂ、水力発電９００２ｃ等の集中型電力系統９００２から電力網９００９、情報網９０１２、スマートメータ９００７、パワーハブ９００８等を介し、電力が蓄電装置９００３に供給される。これと共に、家庭内発電装置９００４等の独立電源から電力が蓄電装置９００３に供給される。蓄電装置９００３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置９００３を使用して、住宅９００１で使用する電力が給電される。住宅９００１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
住宅９００１には、家庭内発電装置９００４、電力消費装置９００５、蓄電装置９００３、各装置を制御する制御装置９０１０、スマートメータ９００７、各種情報を取得するセンサ９０１１が設けられている。各装置は、電力網９００９及び情報網９０１２によって接続されている。家庭内発電装置９００４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置９００５及び／又は蓄電装置９００３に供給される。電力消費装置９００５は、冷蔵庫９００５ａ、空調装置９００５ｂ、テレビジョン受信機９００５ｃ、風呂９００５ｄ等である。さらに、電力消費装置９００５には、電動車両９００６が含まれる。電動車両９００６は、電気自動車９００６ａ、ハイブリッドカー９００６ｂ、電気バイク９００６ｃである。
スマートメータ９００７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網９００９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つ又は複数を組み合わせても良い。
各種のセンサ９０１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種センサ９０１１により取得された情報は、制御装置９０１０に送信される。センサ９０１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置９００５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置９０１０は、住宅９００１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
パワーハブ９００８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置９０１０と接続される情報網９０１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）等の無線通信規格によるセンサネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers) ８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) 又はＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
制御装置９０１０は、外部のサーバ９０１３と接続されている。このサーバ９０１３は、住宅９００１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ９０１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等に、表示されても良い。
各部を制御する制御装置９０１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等で構成され、この例では、蓄電装置９００３に格納されている。制御装置９０１０は、蓄電装置９００３、家庭内発電装置９００４、電力消費装置９００５、各種センサ９０１１、サーバ９０１３と情報網９０１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
以上のように、電力が火力発電９００２ａ、原子力発電９００２ｂ、水力発電９００２ｃ等の集中型電力系統９００２のみならず、家庭内発電装置９００４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置９００３に蓄えることができる。従って、家庭内発電装置９００４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、又は、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置９００３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置９００３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置９００３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
なお、この例では、制御装置９０１０が蓄電装置９００３内に格納される例を説明したが、スマートメータ９００７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム９１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
以上、本発明に係る技術が適用され得る蓄電システム９１００の一例について説明した。本発明は、例えば、蓄電装置９００３に適用することができる。
＜変形例＞
以上、本発明の複数の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した複数の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
上述した実施の形態では、消費電流が異なる動作モードを移行可能な構成としてＭＰＵを例にしたが、これに限定されるものではなくＭＰＵ以外の構成を含んでいても良い。即ち、特許請求の範囲における制御部には、ＭＰＵの他に、動作モードの移行によって消費電流が異なる処理を行う回路、回路素子等の構成が含まれても良い。
上述した実施の形態では、起動端子（オンスイッチ端子）の端子電圧がローであることが、動作モードを移行させるためのハードウエア的な条件として説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＭＰＵが、オンスイッチ端子電圧や起動ライン上の電圧（電位）がローであることをソフトウエア的に判別するようにしても良い。
上述した実施の形態で例示した端子電圧や信号の論理的なレベルが全て反対でもよい。例えば、上述した実施の形態において、オンスイッチ端子の端子電圧がハイであるときに、ＭＰＵが動作モードを移行できる構成であっても良い。但し、消費電力を抑制する観点から実施の形態で説明した端子電圧、信号等の論理的なレベルが好ましく、且つ、実用的である。
上述した実施の形態において、ＭＰＵが動作モードを変更する条件として、電池部の電圧以外の情報（例えば、ＳｏＣ(State of Charge)）が使用されても良い。
上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて実施の形態と異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などが含まれてもよい。
１０、２０、３０・・・電池パック、１２、２２、３２・・・ＭＰＵ、１４・・・ＲＸ端子、１５・・・電源、１６・・・オンスイッチ端子、２５，３５・・・３．３Ｖポート端子、Ｃ１・・・コンデンサ、Ｑ１，Ｑ２・・・ＭＯＳＦＥＴ、ＳＬ・・・起動ライン

Claims (14)

  1. 所定の入力端子に対する入力に応じて起動する制御部と、
    外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子と、
    前記入力端子と前記通信端子との間に設けられた制御回路を有し、
    前記制御回路は、前記通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、前記制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行することが可能な制御装置。
  2. 前記制御部は、前記所定の入力端子としての起動端子を有し、
    前記通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイで継続する場合に、前記制御回路により、前記起動端子の端子電圧がローに維持されるように構成されている
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記制御回路は、前記起動端子と前記入力端子との間を直流的に分離する回路である
    請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記制御回路は、前記通信端子に接続されるラインとグランドラインとの間に接続される第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素子とを有し、
    前記起動端子が前記第１のスイッチング素子と前記第２のスイッチング素子との間の接続点に接続されており、
    前記通信端子にハイの信号が入力されることに応じて前記起動端子の端子電圧がローからハイに変化し、前記起動端子の端子電圧の変化に応じて前記制御部が起動し、
    起動後に前記制御部から出力される制御信号に応じて前記第２のスイッチング素子がオンし、前記第２のスイッチング素子がオンすることに伴って、前記第１のスイッチング素子がオンし、
    前記第１のスイッチング素子がオンすることに伴って前記起動端子の端子電圧がハイからローに変化し、当該ローの状態が維持するように構成されている
    請求項２に記載の制御装置。
  5. 前記制御部が前記制御信号の出力を停止した場合に、前記通信端子に入力されるハイの信号が前記第２のスイッチング素子に入力されることで前記第２のスイッチング素子のオン状態が維持されると共に、前記起動端子の端子電圧のローの状態が維持される
    請求項４に記載の制御装置。
  6. 前記制御回路は、前記通信端子にハイの信号が入力された場合に、前記制御部への電力の供給を可能にする起動ラインを含み、
    前記制御部により前記起動ラインにおけるレベルが可変とされており、
    前記通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイで継続する場合に、前記制御部により前記起動ラインにおけるレベルがハイからローに変化するように構成されている
    請求項１に記載の制御装置。
  7. 前記制御部は、前記起動ラインにおけるレベルをローにすることにより自身に対する動作電圧の供給を停止させることで、前記第２の動作モードに移行する
    請求項６に記載の制御装置。
  8. 前記制御回路は、少なくとも通信時における入力端子又は起動端子を安定化させる安定化回路を含む
    請求項１から７までの何れかに記載の制御装置。
  9. 前記制御部は、所定の回路構成により電池部と接続可能に構成され、
    前記電池部の残容量が所定値より低下した場合に、前記制御部の動作モードを前記第１の動作モードから前記第２の動作モードに移行する
    請求項１から８までの何れかに記載の制御装置。
  10. 前記制御部は、所定の回路構成により電池部と接続可能に構成され、
    前記電池部から供給される電力に基づいて動作可能な
    請求項１から９までの何れかに記載の制御装置。
  11. 電池部と、
    所定の入力端子に対する入力に応じて起動する制御部と、
    外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子と、
    前記入力端子と前記通信端子との間に設けられた制御回路を有し、
    前記制御回路は、前記通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、前記制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行することが可能な電池パック。
  12. 請求項１１に記載の電池パックを有する電動車両。
  13. 所定の入力端子に対する入力に応じて制御部を起動し、
    前記入力端子と、外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子との間に設けられる制御回路によって、前記通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、前記制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行可能な状態にする制御方法。
  14. 電池部と、所定の入力端子に対する入力に応じて起動する制御部と、外部機器と通信を行うための通信ラインが接続される通信端子と、該入力端子と該通信端子との間に設けられた制御回路を有する電池パックの制御方法であって、
    前記入力端子に対する入力に応じて制御部を起動し、
    前記制御回路によって、前記通信端子に入力される信号の論理的なレベルがハイ又はローの一方のレベルで継続する場合に、前記制御部を第１の動作モードから当該第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードに移行可能な状態にする
    電池パックの制御方法。
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