KR20200056432A - 배터리 유닛, 향미 흡인기, 배터리 유닛을 제어하는 방법, 및 프로그램 - Google Patents

배터리 유닛, 향미 흡인기, 배터리 유닛을 제어하는 방법, 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

향미 흡인기용의 배터리 유닛은, 충방전 가능한 전원과, 외부의 충전기와 전기적으로 접속 가능한 접속부와, 적어도 전원에 관한 제어를 행하는 제어부를 가진다. 제어부는, 전원의 충전 처리 중에 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값으로 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상의 검지를 한다.

Description

배터리 유닛, 향미 흡인기, 배터리 유닛을 제어하는 방법, 및 프로그램
본 발명은, 비연소형 향미 흡인기용의 배터리 유닛과, 해당 배터리 유닛을 포함하는 향미 흡인기와, 배터리 유닛을 제어하는 방법과, 해당 방법을 실행시키는 프로그램에 관한 것이다.
시가렛을 대신하여, 연소를 수반하지 않고 향미를 흡인하기 위해, 예를 들면 전자 시가렛과 같은 비연소형 향미 흡인기가 제안되어 있다(특허문헌 1 및 2). 비연소형 향미 흡인기(이하, 단지 향미 흡인기라고 칭한다.)는, 에어로졸원과 향미원의 적어도 한편, 에어로졸원과 향미원의 적어도 한편에 포함되는 끽미 성분을 기화 또는 무화시키는 히터, 히터에 전력을 공급하는 전원, 및 히터나 전원을 제어하는 제어부를 구비한다. 히터에 전력을 공급하는 전원은, 일반적으로 충방전 가능한 이차 전지이다.
하기의 특허문헌 1은, 이차 전지의 충전 사이클, 충전 회수, 전지의 용량 저하율, 또는 경과 시간에 근거하여, 이차 전지의 수명을 판정하는 것을 개시한다. 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 이차 전지가 수명을 다한 경우, 전지 팩 내의 제어부는, 전자기기에 통신 단자를 통하여 수명을 다한 것을 통지함과 동시에, 이차 전지의 사용을 정지한다.
하기의 특허문헌 2는, 온도 센서에 의해 이차 전지가 충전 가능한 온도 환경하에 있는지 아닌지를 판정하는 것을 개시한다. 특허문헌 2에 기재된 기술에서는, 상기 판정의 결과에 따라 이차 전지의 충전을 정지한다.
특허문헌 1: 국제공개 제2014/141834호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 특개2015-85528호
제1의 특징은, 향미 흡인기용의 배터리 유닛으로서, 충방전(充放電) 가능한 전원과, 외부의 충전기와 전기적으로 접속 가능한 접속부와, 적어도 상기 전원에 관한 제어를 실시하는 제어부를 가지고, 상기 제어부는, 상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량(殘量)에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값으로 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상(異常)의 검지를 하는 것을 요지로 한다.
제2의 특징은, 제1의 특징에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 제어부는, 상기 충전 시간이 제3 소정 시간 이하일 경우에, 이상의 검지를 하는 것을 요지로 한다.
제3의 특징은, 제1의 특징 또는 제2의 특징에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 제1 소정값은, 상기 전원의 방전 종지(終止) 전압에 상당하는 상기 전원의 잔량에 관한 값인 것을 요지로 한다.
제4의 특징은, 제1의 특징 내지 제3의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 제어부는, 상기 이상을 검지했을 때에, 상기 전원의 충전 처리를 정지하는 것을 요지로 한다.
제5의 특징은, 제1의 특징 내지 제4의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 제어부는, 상기 전원으로의 충전을 정기적으로 정지하도록 구성되어 있으며, 상기 제어부는, 상기 전원으로의 충전을 정기적으로 정지하고 있는 기간에 상기 전원의 전압을 취득하고, 취득한 상기 전원의 전압에 근거하여 상기 전원의 잔량에 관한 값이 상기 제2 소정값이 되었는지 어떤지 판단하는 것을 요지로 한다.
제6의 특징은, 제5의 특징에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 접속부에 접속된 상기 충전기와 상기 전원 사이의 전기적인 접속을 ON/OFF 하는 스위치를 가지며, 상기 제어부는, 상기 스위치를 OFF로 한 상태에서 상기 전원의 전압을 취득하는 것을 요지로 한다.
제7의 특징은, 제1의 특징 내지 제6의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 제어부는, 상기 전원으로의 충전을 정기적으로 정지하도록 구성되어 있으며, 상기 제어부는, 충전을 정기적으로 정지한 기간을 포함시키는 일없이, 상기 충전 시간을 계측하는 것을 요지로 한다.
제8의 특징은, 제1의 특징 내지 제7의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 접속부는 한 쌍의 전기 단자를 가지며, 상기 한 쌍의 전기 단자 중 적어도 한편은, 상기 충전기의 접속 검지용의 단자를 겸하는 것을 요지로 한다.
제9의 특징은, 제1의 특징 내지 제8의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 접속부는, 에어로졸원 또는 향미원을 기화(氣化) 또는 무화(霧化)하기 위한 부하(負荷)와 전기적으로 접속 가능하게 구성되어 있는 것을 요지로 한다.
제10의 특징은, 제1의 특징 내지 제9의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 이상을 검지했을 때에, 빛, 소리 또는 진동을 발하는 통지부(通知部)를 가지는 것을 요지로 한다.
제11의 특징은, 제1의 특징 내지 제10의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛으로서, 상기 전원의 잔량(殘量)에 관한 값은 상기 전원의 전압인 것을 요지로 한다.
제12의 특징은, 향미 흡인기용의 배터리 유닛으로서, 충방전 가능한 전원과, 외부의 충전기와 전기적으로 접속 가능한 접속부와, 적어도 상기 전원에 관한 제어를 행하는 제어부를 가지며, 상기 제어부는, 상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값이 된 때부터 기정(旣定)의 충전 시간이 경과했을 때의 상기 전원의 잔량에 관한 값에 근거하여 이상의 검지를 행한다.
제13의 특징은, 향미 흡인기로서, 제1의 특징 내지 제12의 특징 중 어느 하나에 있어서의 배터리 유닛과, 상기 배터리 유닛의 상기 전원에 전기적으로 접속 가능하게 구성되어, 에어로졸원 또는 향미원을 기화 또는 무화하기 위한 부하를 포함하는 것을 요지로 한다.
제14의 특징은, 제1의 특징 내지 제12의 특징 중 어느 하나의 배터리 유닛에 접속 가능한 충전기를 요지로 한다.
제15의 특징은, 향미 흡인기용의 배터리 유닛에 구비된 충방전 가능한 전원의 충전 처리 중에, 상기 전원의 잔량에 관한 값을 취득하는 스텝과, 상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값이 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상의 검지를 행하는 스텝을 가지는 방법을 요지로 한다.
제16의 특징은, 향미 흡인기용의 배터리 유닛에 구비된 충방전 가능한 전원의 충전 처리 중에, 상기 전원의 잔량에 관한 값을 취득하는 스텝과, 상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값이 되었던 때부터 기정(旣定)의 충전 시간이 경과한 때의 상기 전원의 잔량에 관한 값에 근거하여 이상의 검지를 행하는 스텝을 가지는 방법을 요지로 한다.
제17의 특징은, 제15의 특징 또는 제16의 특징에 있어서의 방법을 배터리 유닛에 실행시키는 프로그램을 요지로 한다.
[도 1] 도 1은, 일 실시 형태에 관련되는 향미 흡인기를 나타내는 분해도이다.
[도 2] 도 2는, 일 실시 형태에 관련되는 무화 유닛을 나타내는 도면이다.
[도 3] 도 3은, 일 실시 형태에 관련되는 흡인 센서의 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
[도 4] 도 4는, 향미 흡인기의 블록도이다.
[도 5] 도 5는, 배터리 유닛에 설치된 전기 회로를 나타내는 도면이다.
[도 6] 도 6은, 부하가 접속된 상태의 무화 유닛 및 배터리 유닛의 전기 회로를 나타내는 도면이다.
[도 7] 도 7은, 충전기가 접속된 상태의 충전기 및 배터리 유닛의 전기 회로를 나타내는 도면이다.
[도 8] 도 8은, 향미 흡인기의 급전 모드에 있어서의 제어 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
[도 9] 도 9는, 전원으로부터 부하에 공급되는 전력량의 제어의 예를 나타내는 그래프이다.
[도 10] 도 10은, 충전기의 프로세서에 의한 제어 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
[도 11] 도 11은, 충전 모드에 있어서의 제어부에 의한 제어 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
[도 12] 도 12는, 충전 모드에 있어서의 제어부에 의한 제어 방법의 다른 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
[도 13] 도 13은, 전원의 충전 시간과 전원의 전압과의 관계를 나타내는 도면이다.
[도 14] 도 14는, 전원의 충전 시간과 전원의 전압과의 관계의 온도 의존성을 나타내는 도면이다.
[도 15] 도 15는, 충전 모드에 있어서의 제어부에 의한 제어 방법의 또 다른 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
이하에 있어서, 실시 형태에 관하여 설명한다. 또한, 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는, 동일 또는 유사한 부호를 부여하고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이며, 각 치수의 비율 등은 현실의 것과는 다른 경우가 있는 것에 유의해야 한다.
따라서, 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 참작하여 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호 간에서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되는 경우가 있음은 물론이다.
[개시의 개요]
특허문헌 1, 2에 기재되어 있듯이, 이차 전지의 충전 및/또는 방전에 관한 각종의 제어가 알려져 있다. 그러나 향미 흡인기에서는, 소형화를 실현하기 위해, 통신 단자나 온도 센서 등을 가지지 않는 전기 회로가 구성되는 경우가 있다. 이러한 관점으로부터, 특허문헌 1, 2에 기재된 기술을 그대로 향미 흡인기에 적용할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 향미 흡인기에 있어서의 이차 전지의 충방전에 관한 제어에 관하여 검토의 여지가 남아 있다.
일 태양에 관련되는 향미 흡인기용의 배터리 유닛은, 충방전 가능한 전원과, 외부의 충전기와 전기적으로 접속 가능한 접속부와, 적어도 전원에 관한 제어를 실시하는 제어부를 가진다. 제어부는, 전원의 충전 처리 중에 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값이 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상의 검지를 한다.
일 태양에 관련되는 방법은, 향미 흡인기용의 배터리 유닛에 구비된 충방전 가능한 전원의 충전 처리 중에, 전원의 잔량에 관한 값을 취득하는 스텝과, 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값이 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상의 검지를 하는 스텝을 가진다.
충방전 가능한 전원에서는, 일반적으로, 충전 중의 허용 온도 범위가 제조자에 의해 규정되어 있다. 따라서, 전원의 온도가 너무 낮은 환경, 또는 너무 높은 환경하에서, 전원을 충전하는 것은 바람직하지 않다.
본원 발명자는, 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값이 될 때까지의 충전 시간이, 전원이 놓여 있는 환경의 온도 범위에 의존하는 것을 이용하여, 충전 중의 전원의 온도가 허용 온도 범위 내인지 어떤지 추정할 수 있는 것을 찾아냈다.
상기 태양에서는, 전원의 온도를 측정하는 온도 센서를 이용하는 일없이, 이상의 검지를 실시할 수 있다. 이러한 방법은, 특히 간이한 구성의 전자 회로를 가지는 소형이고 휴대형인 향미 흡인기에 적합하게 적용할 수 있다.
(향미 흡인기)
이하에 있어서, 일 실시 형태에 관련되는 향미 흡인기에 관하여 설명한다. 도 1은, 일 실시 형태에 관련되는 향미 흡인기를 나타내는 분해도이다. 도 2는, 일 실시 형태에 관련되는 무화 유닛을 나타내는 도면이다. 도 3은, 일 실시 형태에 관련되는 흡인 센서의 구성의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 4는, 향미 흡인기의 전기적 구성을 나타내는 블록도이다. 도 5는, 배터리 유닛의 전기 회로를 나타내는 도면이다. 도 6은, 부하가 접속된 상태의 무화 유닛 및 배터리 유닛의 전기 회로를 나타내는 도면이다. 도 7은, 충전기가 접속된 상태의 충전기 및 배터리 유닛의 전기 회로를 나타내는 도면이다.
향미 흡인기(100)는, 연소를 수반하지 않고 흡인 성분(향끽미 성분)을 흡인하기 위한 비연소형의 향미 흡인기여도 된다. 향미 흡인기(100)는, 비흡구단(非吸口端)(E2)으로부터 흡구단(E1)으로 향하는 방향인 소정 방향 A에 따라 연장되는 형상을 가지고 있어도 된다. 이 경우, 향미 흡인기(100)는, 흡인 성분을 흡인하는 흡구(141)를 가지는 한편의 단부(E1)와, 흡구(141)와는 반대측의 다른 한편의 단부(E2)를 포함하고 있어도 된다.
향미 흡인기(100)는, 배터리 유닛(110) 및 무화 유닛(120)을 가지고 있어도 된다. 무화 유닛(120)은, 배터리 유닛(110)에 대하여 기계적인 접속 부분(111, 121)을 통하여 착탈 가능하게 구성되어 있어도 된다. 무화 유닛(120)과 배터리 유닛(110)이 서로 기계적으로 접속되었을 때에, 무화 유닛(120) 내의 후술하는 부하(121R)는, 전기적인 접속 단자(110t)를 통하여, 배터리 유닛(110)에 설치된 전원(10)에 전기적으로 접속된다. 즉, 전기적인 접속 단자(110t)는, 부하(121R)와 전원(10)을 전기적으로 단접(斷接) 가능한 접속부를 구성한다.
무화 유닛(120)은, 유저에 의해 흡인되는 흡인 성분원과, 전원(10)으로부터의 전력에 의해 흡인 성분원을 기화 또는 무화하는 부하(121R)를 가진다. 흡인 성분원은, 에어로졸을 발생하는 에어로졸원, 및/또는 향미 성분을 발생하는 향미원을 포함하고 있어도 된다.
부하(121R)는, 전력을 받는 것에 의해 에어로졸원 및/또는 향미원으로부터 에어로졸 및/또는 향미 성분을 발생시킬 수 있는 소자이면 된다. 예를 들면, 부하(121R)는, 히터와 같은 발열 소자, 또는 초음파 발생기와 같은 소자여도 된다. 발열 소자로서는, 발열 저항체, 세라믹 히터, 및 유도 가열식의 히터 등을 들 수 있다.
이하에서는, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 무화 유닛(120)의 더 상세한 일례에 관하여 설명한다. 무화 유닛(120)은, 리저버(reservoir)(121P)와, 위크(wick)(121Q)와, 부하(121R)를 가지고 있어도 된다. 리저버(121P)는, 액상의 에어로졸원 또는 향미원을 저장하도록 구성되어 있어도 된다. 리저버(121P)는, 예를 들면, 수지 웹(resin web) 등 재료에 의해 구성되는 다공질체(多孔質體)여도 된다. 위크(121Q)는, 리저버(121P)로부터 모세관 현상을 이용하여 에어로졸원 또는 향미원을 끌어들이는 액(液) 보지(유지) 부재여도 된다. 위크(121Q)는, 예를 들면, 유리 섬유나 다공질 세라믹 등에 의해 구성할 수 있다.
부하(121R)는, 위크(121Q)에 유지되는 에어로졸원을 무화 또는 향미원을 가열한다. 부하(121R)는, 예를 들면, 위크(121Q)에 돌려 감아지는 저항 발열체(예를 들면, 전열선)에 의해 구성된다.
유입 구멍(122A)으로부터 유입된 공기는, 무화 유닛(120) 내의 부하(121R) 부근을 통과한다. 부하(121R)에 의해 생성된 흡인 성분은, 공기와 함께 흡구쪽으로 흐른다.
에어로졸원은, 상온에서 액체여도 된다. 예를 들면, 에어로졸원으로서는, 다가(多價) 알코올을 이용할 수 있다. 에어로졸원 자신이 향미 성분을 가지고 있어도 된다. 혹은, 에어로졸원은, 가열하는 것에 의해 향끽미 성분을 방출하는 담배 원료나 담배 원료 유래의 추출물을 포함하고 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 상온에서 액체인 에어로졸원에 관한 예를 상세하게 설명했지만, 이 대신에, 에어로졸원은, 상온에서 고체인 것을 이용할 수도 있다. 이 경우, 부하(121R)는, 고체 형상의 에어로졸원으로부터 에어로졸을 발생시키기 때문에, 고체 형상의 에어로졸원에 접하여, 또는 근접하여 배치되어 있어도 된다.
무화 유닛(120)은, 교환 가능하게 구성된 향미 유닛(카트리지)(130)을 구비하고 있어도 된다. 향미 유닛(130)은, 향미원을 수용하는 통체(131)를 가진다. 통체(131)는, 막(膜) 부재(133)와 필터(132)를 포함하고 있어도 된다. 막 부재(133)와 필터(132)에 의해 구성되는 공간 내에 향미원이 설치되어 있어도 된다.
무화 유닛(120)은, 파괴부(90)를 포함하고 있어도 된다. 파괴부(90)는, 향미 유닛(130)의 막 부재(133)의 일부를 파괴하기 위한 부재이다. 파괴부(90)는, 무화 유닛(120)과 향미 유닛(130)을 나누기 위한 격벽 부재(126)에 의해 유지되고 있어도 된다. 격벽 부재(126)는, 예를 들면, 폴리아세탈 수지이다. 파괴부(90)는, 예를 들면, 원통형의 중공 침이다. 중공 침의 선단을 막 부재(133)에 찌르는 것에 의해, 무화 유닛(120)과 향미 유닛(130)을 공기(空氣)적으로 연통하는 공기유로가 형성된다. 여기서, 중공 침의 내부에는, 향미원이 통과하지 않을 정도의 조도(거칠기)를 가지는 그물코(網目)가 설치되는 것이 바람직하다.
바람직한 실시 형태의 일례에 의하면, 향미 유닛(130) 내의 향미원은, 무화 유닛(120)의 부하(121R)에 의해 생성된 에어로졸에 향끽미 성분을 부여한다. 향미원에 의해 에어로졸에 부여되는 향미는, 향미 흡인기(100)의 흡구로 옮겨진다. 이와 같이, 향미 흡인기(100)는, 복수의 흡인 성분원을 가지고 있어도 된다. 이 대신에, 향미 흡인기(100)는, 1개의 흡인 성분원만을 가지고 있어도 된다.
향미 유닛(130) 내의 향미원은, 상온에서 고체여도 된다. 일례로서, 향미원은, 에어로졸에 향끽미 성분을 부여하는 식물 재료의 원료편(原料片)에 의해 구성된다. 향미원을 구성하는 원료편으로서는, 살담배나 담배 원료와 같은 담배 재료를 입상(粒狀)으로 성형한 성형체를 이용할 수 있다. 이 대신에, 향미원은, 담배 재료를 시트 형상으로 성형한 성형체여도 된다. 또한, 향미원을 구성하는 원료편은, 담배 이외의 식물(예를 들면, 민트, 허브 등)에 의해 구성되어도 된다. 향미원에는, 멘톨 등의 향료가 부여되어 있어도 된다.
향미 흡인기(100)는, 사용자가 흡인 성분을 흡인하기 위한 흡인구(吸引口)(141)를 가지는 마우스피스(142)를 포함하고 있어도 된다. 마우스피스(142)는, 무화 유닛(120) 또는 향미 유닛(130)에 착탈 가능하게 구성되어 있어도 되고, 일체 불가분으로 구성되어 있어도 된다.
배터리 유닛(110)은, 전원(10), 통지부(40) 및 제어 유닛(50)을 가지고 있어도 된다. 전원(10)은, 향미 흡인기(100)의 동작에 필요한 전력을 저장한다. 전원(10)은, 배터리 유닛(110)에 대하여 착탈 가능해도 된다. 전원(10)은, 예를 들면 리튬이온 이차 전지와 같은 재충전 가능한 전지여도 된다.
제어 유닛(50)은, 예를 들면 마이크로컴퓨터와 같은 제어부(51)와, 흡인 센서(20)와, 누름 버튼(30)을 가지고 있어도 된다. 또한, 향미 흡인기(100)는, 전압 센서(150)를 포함하고 있어도 된다. 제어부(51)는, 전압 센서(150)의 출력값에 따라, 향미 흡인기(100)의 동작에 필요한 각종의 제어를 실시한다. 예를 들면, 제어부(51)는, 전원(10)으로부터 부하(121)로의 전력의 제어를 실시하는 전력 제어부를 구성하고 있어도 된다.
무화 유닛(120)이 배터리 유닛(110)에 접속되었을 때, 무화 유닛(120)에 설치된 부하(121R)는, 배터리 유닛(110)의 전원(10)과 전기적으로 접속된다(도 6 참조).
향미 흡인기(100)는, 부하(121R)와 전원(10)을 전기적으로 접속 및 절단 가능한 스위치(140)를 포함하고 있어도 된다. 스위치(140)는, 제어 유닛(50)에 의해 개폐된다. 스위치(140)는, 예를 들면 MOSFET에 의해 구성되어 있어도 된다.
스위치(140)가 ON이 되면, 전원(10)으로부터 부하(121R)로 전력이 공급된다. 한편, 스위치(140)가 OFF가 되면, 전원(10)으로부터 부하(121R)로 전력의 공급이 정지된다. 스위치(140)의 ON/OFF는, 제어 유닛(50)에 의해 제어된다.
제어 유닛(50)은, 부하(121R)의 동작을 요구하는 신호를 출력 가능한 요구 센서를 포함하고 있어도 된다. 요구 센서는, 예를 들면 유저에 의해 눌리는 누름 버튼(30), 또는 유저의 흡인 동작을 검출하는 흡인 센서(20)여도 된다. 제어 유닛(50)은, 부하(121R)로의 동작 요구 신호를 취득하여 부하(121R)를 동작시키기 위한 지령을 생성한다. 구체적 일례에서는, 제어 유닛(50)은, 부하(121R)를 동작시키기 위한 지령을 스위치(140)로 출력하고, 이 지령에 따라 스위치(140)가 ON이 된다. 이와 같이, 제어 유닛(50)은, 전원(10)으로부터 부하(121R)로의 급전을 제어하도록 구성되어 있다. 전원(10)으로부터 부하(121R)로 전력이 공급되면, 부하(121R)에 의해 흡인 성분원이 기화 또는 무화된다.
흡인 센서(20)는, 흡구로부터의 흡인에 따라 변동하는 출력값을 출력하도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 흡인 센서(20)는, 비흡구측으로부터 흡구측을 향하여 흡인되는 공기의 유량(즉, 유저의 퍼프 동작)에 따라 변화하는 값(예를 들면, 전압값 또는 전류값)을 출력하는 센서여도 된다. 그러한 센서로서, 예를 들면, 콘덴서 마이크로폰 센서나 공지의 유량 센서 등을 들 수 있다.
도 3은, 흡인 센서(20)의 구체적 일례를 나타내고 있다. 도 3에 예시된 흡인 센서(20)는, 센서 본체(21)와, 커버(22)와, 기판(23)을 가진다. 센서 본체(21)는, 예를 들면, 콘덴서에 의해 구성되어 있다. 센서 본체(21)의 전기 용량은, 공기 도입 구멍(125)으로부터 흡인되는 공기(즉, 비흡구측으로부터 흡구측을 향하여 흡인되는 공기)에 의해 생기는 진동(압력)에 의해 변화한다. 커버(22)는, 센서 본체(21)에 대하여 흡구측에 설치되어 있으며, 개구(22A)를 가진다. 개구(22A)를 가지는 커버(22)를 설치하는 것에 의해, 센서 본체(21)의 전기 용량이 변화하기 쉽고, 센서 본체(21)의 응답 특성이 향상한다. 기판(23)은, 센서 본체(21)(콘덴서)의 전기 용량을 나타내는 값(여기에서는, 전압값)을 출력한다.
향미 흡인기(100), 보다 구체적으로는 배터리 유닛(110)은, 배터리 유닛(110) 내의 전원(10)을 충전하는 충전기(200)와 접속 가능하게 구성되어 있어도 된다(도 7 참조). 충전기(200)가 배터리 유닛(110)에 접속되었을 때, 충전기(200)는 배터리 유닛(110)의 전원(10)과 전기적으로 접속된다.
충전기(200)를 전기적으로 접속하기 위한 배터리 유닛(110)의 한 쌍의 전기 단자(110t)는, 부하(121R)를 전기적으로 접속하기 위한 배터리 유닛(110)의 한 쌍의 전기 단자를 겸할 수 있다. 즉, 충전기(200)와 무화 유닛(120)은, 배터리 유닛의 동일한 전기 단자(110t)에 전기적으로 접속되어도 된다.
향미 흡인기(100)의 구조를 간이화(簡易化)하는 목적에서는, 충전기(200)는, 배터리 유닛(110)의 제어 유닛(50)과 통신 불능으로 구성되어 있어도 된다. 즉, 충전기(200)의 프로세서(250)와 제어 유닛(50)의 사이에 통신을 실시하기 위한 통신용 단자는 불필요하다.
배터리 유닛(110)은, 충전기(200)가 접속되었는지 아닌지를 판정하는 판정부를 가지고 있어도 된다. 판정부는, 예를 들면, 충전기(200)가 접속되는 한 쌍의 전기 단자(110t)끼리의 사이의 전위차(電位差)의 변화에 근거하여, 충전기(200)의 접속의 유무를 판정하는 수단이어도 된다.
본 실시 형태에서는, 판정부는, 직렬로 배치된 한 쌍의 전기 저항기(180, 182)를 포함하고 있어도 된다. 한 쌍의 전기 저항기 중 한편(180)은, 전기 단자(110t)끼리를 연결하는 위치에 설치되어 있다. 한 쌍의 전기 저항기 중 다른 한편(182)은, 제어부(51)의 일 단자와 연결되어 있다.
한 쌍의 전기 저항기(180, 182)의 전기 저항값은 기지(旣知)이어도 된다. 한 쌍의 전기 저항기(180, 182)의 전기 저항값은, 부하(121R)에 비해 충분히 높고, 예를 들면 10kΩ이어도 된다.
한 쌍의 전기 저항기(180, 182)끼리의 사이의 점의 전위는, 전기 단자(110t)에 아무것도 접속되어 있지 않은 경우와, 전기 단자(110t)에 충전기(200)가 접속되어 있는 경우에서 서로 다르다. 따라서, 제어부(51)는, 한 쌍의 전기 저항기 중 다른 한편(182)으로부터의 신호(이하, 「WAKE 신호」라고 칭한다.)를 수취하는 것에 의해, 접속부(110t)에 아무것도 접속되어 있지 않은 상태, 또는 접속부(110t)에 충전기(200)가 접속된 상태 중 어느 하나를 추정할 수 있다.
충전기(200)의 접속을 판정하는 판정부는, 상기 수단에 한정되지 않고, 충전기(200)의 접속의 유무를 판정할 수 있으면, 어떠한 수단이어도 된다. 바람직하게는, 전술한 바와 같이, 한 쌍의 전기 단자(110t) 중 적어도 한편이, 충전기(200)의 접속 검지용의 단자를 겸하는 것이 바람직하다.
배터리 유닛(110)은, 전원(10)과 부하(121R) 사이의 전기적 접속을 적어도 일시적으로 불능으로 하는 절단 수단(170)을 가지고 있어도 된다. 절단 수단(170)은, 배터리 유닛(110)의 전기 회로에 있어서 전원(10)과 전기 단자(110t)의 사이에 설치되어 있어도 된다.
절단 수단(170)은, 전원(10)으로부터 부하(121R)로의 급전을 제어부(51)에 의해 재개할 수 있도록 일시적으로 불능으로 하는 제1 모드와, 전원(10)으로부터 부하(121R)로의 급전을 제어부(51)에 의해 재개할 수 없도록 불가역적으로 불능으로 하는 제2 모드로 전환 가능하게 구성되어 있는 것이 바람직하다. 제어부(51)는, 제1 모드와 제2 모드로 절단 수단(170)을 제어 가능하게 구성되어 있어도 된다.
구체적인 구성의 일례로서, 절단 수단(170)은, 퓨즈(fuse)(172)를 포함하고 있어도 된다. 절단 수단(170)은, 퓨즈(172)가 설치되어 있는 라인(L1)으로부터, 통상(通常) 라인(L2)과 이상(異常) 라인(L3)으로 병렬로 분기(分岐)하고 있어도 된다. 통상 라인(L2)에서는, 제1 전기 저항기(174)와 제1 개폐기(175)가 서로 직렬로 접속되어 있어도 된다. 이상 라인(L3)에서는, 제2 전기 저항기(176)와 제2 개폐기(177)가 서로 직렬로 접속되어 있어도 된다.
제1 개폐기(175)와 제2 개폐기(177)의 양쪽 모두가 OFF인 경우, 전원(10)으로부터 전력을 부하(121R)로 공급할 수 없으며, 충전기(200)에 의해 전원(10)을 충전할 수도 없다. 통상 동작 중, 즉 이상인 상황이 일어나지 않는 동안에는, 제1 개폐기(175)가 ON으로 되어 있으며, 또 제2 개폐기(177)가 OFF로 되어 있다. 이에 의해, 접속부(110t)에 접속된 부하(121R) 또는 충전기(200)는, 통상 라인(L2)을 통하여 전원(10)과 접속된다.
제1 모드에서는, 제1 개폐기(175)와 제2 개폐기(177)의 양쪽 모두가 OFF로 되어 있다. 이에 의해, 전원(10)과 부하(121R) 또는 충전기(200) 사이의 전기적 접속이 일시적으로 불능이 된다.
제2 모드에서는, 제1 개폐기(175)와 제2 개폐기(177)가 ON이 된다. 이에 의해, 통상 라인(L2)과 이상 라인(L3)의 양쪽 모두에 전류가 흐르고, 통상 동작 중보다 큰 전류가 퓨즈(172)에 흘러, 그 결과, 퓨즈(172)가 용단(溶斷)한다. 퓨즈(172)가 용단하는 것에 의해, 전원(10)과 부하(121R) 또는 충전기(200) 사이의 전기적 접속이 불가역적으로 불능이 된다.
또한, 제1 전기 저항기(174)의 저항값과 제2 전기 저항기(176)의 저항값은, 제1 모드에 있어서 퓨즈(172)가 용단하는 일 없이, 제2 모드에 있어서 퓨즈(172)가 용단하도록 설정되어 있으면 된다. 또한, 이상 라인(L3)은 제2 저항기(176)를 가지지 않고 리드 선의 도선 저항만을 가지는 이른바 단락(短絡) 라인이어도 된다.
통지부(40)는, 각종의 정보를 유저에게 알리기 위한 통지를 발한다. 통지부(40)는, 예를 들면 LED와 같은 발광 소자여도 된다. 이 대신에, 통지부(40)는, 소리를 발생하는 소자, 또는 바이브레이터여도 된다.
(급전 모드)
도 8은, 향미 흡인기의 급전 모드에 있어서의 제어 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 8에 나타내는 제어 플로우는, 제어부(51)에 의해 실시된다. 급전 모드는, 전원(10)으로부터 부하(121R)로 급전 가능한 모드이다. 급전 모드는, 적어도 배터리 유닛(110)에 무화 유닛(120)이 접속되어 있는 경우에 실시 가능하다. 제어부(51)는, 접속부(110t)에 부하(121R)가 접속된 것을 검지하는 것에 의해, 급전 모드로 이행하도록 제어해도 된다.
제어 유닛(50)은, 급전 모드에 있어서, 부하(121R)로의 동작 요구 신호를 취득했는지 어떤지를 판단한다(스텝 S100). 동작 요구 신호는, 예를 들면 흡인 센서(20)가 유저의 흡인 동작을 검지했을 때에 흡인 센서(20)로부터 취득되는 신호여도 된다. 즉, 제어 유닛(50)은, 흡인 센서(20)에 의해 유저의 흡인 동작을 검출했을 때에, 스위치(140)를 ON으로 하면 된다(스텝 S106). 이 대신에, 동작 요구 신호는, 누름 버튼(30)이 눌린 것을 검지했을 때에 누름 버튼(30)으로부터 취득되는 신호여도 된다. 즉, 제어 유닛(50)은, 유저에 의한 누름 버튼의 압하(押下)를 검출했을 때에, 스위치(140)를 ON으로 해도 된다(스텝 S106).
제어 유닛(50)은, 필요에 따라, 스위치(140)를 ON으로 하기 전에, 전원(10)의 전압을 취득한다(스텝 S102). 전원(10)의 전압은, 취득한 전력에 근거하여, 부하(121R)에 공급하는 전력의 1 펄스 분의 펄스 폭(소정 시간)을 결정하는 것이 바람직하다(스텝 S104). 여기서 펄스 폭은, 예를 들면 50∼200msec의 범위 내여도 된다.
제어 유닛(50)은, 스위치(140)를 ON으로 하면, 펄스 폭(소정 시간)에 상당하는 시간의 경과(스텝 S108) 후에, 스위치(140)를 OFF로 한다(스텝 S110). 이에 의해, 부하(121R)에 1 펄스의 펄스 폭 분만큼 전압이 인가된다.
제어 유닛(50)은, 부하(121R)로의 전력 공급의 종료 타이밍을 검지했는지 어떤지 판정한다(스텝 S114). 제어 유닛(50)은, 종료 타이밍을 검지하면, 부하(121R)로의 전력 공급을 종료한다(스텝 S116).
부하(121R)로의 전력 공급의 종료 타이밍은, 예를 들면, 흡인 센서(20)가 부하(121R)의 사용을 위한 조작의 종료를 검지한 타이밍이어도 된다. 이 대신에, 부하(121R)로의 전력 공급의 종료 타이밍은, 누름 버튼(30)의 압하의 해제를 검지한 타이밍이어도 된다. 또한, 부하(121R)로의 전력 공급의 종료 타이밍은, 부하(121R)로의 전력 공급의 개시부터 소정의 컷오프 시간을 경과한 것을 검지한 타이밍이어도 된다. 소정의 컷오프 시간은, 일반적인 유저가 1회의 흡인 동작에 요하는 기간에 근거하여 미리 설정되어 있어도 된다. 예를 들면, 소정의 컷오프 시간은, 2∼5초 정도의 범위여도 된다.
제어 유닛(50)이 부하(121R)로의 전력 공급의 종료 타이밍을 검지하지 않은 경우, 제어 유닛(50)은 다시 스위치(140)를 ON으로 하고, 부하(121R)에 전력(다음의 전력 펄스)을 공급한다(스텝 S106, S108, S110). 부하(121R)로의 1 펄스 분의 전력의 공급을 반복하여 실시함으로써, 1 퍼프 동작 분의 전력을 부하(121R)로 공급할 수 있다.
도 9는, 전원(10)으로부터 부하(121R)로 공급되는 전력량의 제어의 예를 나타내는 그래프이다. 도 9는, 흡인 센서(20)의 출력값과 부하(121R)로의 공급 전압의 관계를 나타내고 있다.
흡인 센서(20)는, 흡구(141)로부터의 흡인에 따라 변동하는 출력값을 출력하도록 구성되어 있어도 된다. 흡인 센서(20)의 출력값은, 도 9에 나타내듯이 향미 흡인기 내의 기체의 유속(향미 흡인기 내의 압력 변화)에 따른 값이어도 되지만, 이에 한정되는 의미는 아니다.
흡인 센서(20)가 흡인에 따라 변동하는 출력값을 출력하는 경우, 제어 유닛(50)은, 흡인 센서(20)의 출력값에 따라 흡인을 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 제어 유닛(50)은, 흡인 센서(20)의 출력값이 제1 소정값(O1) 이상이 되었을 때에, 유저에 의한 흡인 동작을 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 따라서, 제어 유닛(50)은, 흡인 센서(20)의 출력값이 제1 소정값(O1) 이상이 되었을 때에, 부하(121R)로의 동작 요구 신호를 취득했다고 판단하면 된다(스텝 S100).
한편, 제어 유닛(50)은, 흡인 센서(20)의 출력값이 제2 소정값(O2) 이하가 되었을 때에, 부하(121R)로의 전력 공급의 종료 타이밍을 검지했다고 판단하면 된다(스텝 S114). 이 경우, 유저의 흡인 동작의 방법에 따라, 부하(121R)로의 전력 공급의 개시부터 부하(121R)로의 전력 공급의 종료까지의 기간이 변동될 수 있다. 무엇보다 이 경우여도, 부하(121R)로의 동작 요구 신호를 취득하고 나서 전술(前述)한 소정의 컷오프 시간이 경과했을 때에, 부하(121R)로의 전력 공급을 종료해도 된다.
여기서, 제어 유닛(50)은, 흡인 센서(20)의 출력값의 절대값이 제1 소정값(소정의 문턱값)(O1) 이상인 경우만 흡인을 검지(檢知)하도록 구성되어 있어도 된다. 이에 의해, 흡인 센서(20)의 노이즈에 의해 부하(121R)를 실수로 동작해 버리는 것을 억제할 수 있다. 또한, 부하(121R)로의 전력 공급의 종료 타이밍을 검지하기 위한 제2 소정값(O2)은, 제1 소정값(O1)보다 작아도 된다.
제어부(51)는, 전원(10)으로부터 부하(121R)에 공급하는 전력량을, 펄스 폭 제어에 의해 조정해도 된다. 펄스 폭에 관한 듀티(duty)비는, 100%보다 작은 값이어도 된다.
예를 들면 전원(10)의 전압이 비교적 높은 경우, 제어부(51)는, 부하(121R)에 공급하는 펄스 폭을 좁게 한다(도 9의 중단(中段)의 그래프 참조). 예를 들면 전원(10)의 전압값이 비교적 낮은 경우, 제어부(51)는, 부하(121R)에 공급하는 펄스 폭을 넓게 한다(도 9의 하단의 그래프 참조). 펄스 폭의 설정은, 전술한 스텝 S104에서 실시할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어부(51)는, 전원(10)의 전압값이 낮아질수록 큰 듀티비를 가지는 펄스 폭 변조로, 부하(121R)에 인가하는 전압을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 전원(10)의 잔량에 관계없이, 퍼프 동작 중에 생성되는 에어로졸량(1 펄스 분의 전력에 상당하는 에어로졸량)을 거의 균일화할 수 있다. 보다 바람직하게는, 제어부(51)는, 부하(121R)에 공급한 1 펄스당의 전력량이, 전원(10)의 전압에 관계없이 일정하게 되도록, 펄스 폭 변조의 듀티비를 제어하는 것이 바람직하다.
(충전기에 의한 충전 제어)
도 10은, 충전기(200)에 의한 충전 제어의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 10에 나타내는 제어 플로우는, 충전기(200)에 탑재된 프로세서에 의해 실시된다.
우선, 충전기(200)는, 배터리 유닛(110)에 접속되었는지 어떤지를 판단하고, 배터리 유닛(110)에 접속될 때까지 대기한다(스텝 S300).
충전기(200)와 배터리 유닛(110)의 접속은, 공지의 방법으로 검지할 수 있다. 예를 들면, 충전기(200)는, 충전기(200)를 배터리 유닛(110)에 접속하기 위한 한 쌍의 전기 단자간의 전압의 변화를 검지하는 것에 의해, 배터리 유닛(110)에 접속되었는지 어떤지를 판단할 수 있다.
충전기(200)가 배터리 유닛(110)에 접속되면, 충전기(200)는, 전원(10)이 심방전(深放電)되어 있지 않은지 어떤지 판단한다(스텝 S302). 여기서, 전원(10)의 심방전은, 전원(10)의 전압이 방전 종지(終止) 전압보다 낮은 심방전 판정 전압 미만이 되어 있는 상태를 의미한다. 심방전 판정 전압은, 예를 들면, 3.1V∼3.2V 범위 내여도 된다.
충전기(200)는, 충전기(200) 내에 설치된 전압계를 이용하여, 전원(10)의 전압을 추정할 수 있다. 충전기(200)는, 전원(10)의 전압의 추정값과 심방전 판정 전압을 비교하는 것에 의해, 전원(10)이 심방전되어 있지 않은지 어떤지를 판단할 수 있다.
충전기(200)는, 전원(10)이 심방전되어 있다고 판단한 경우, 저(低) 레이트의 전력으로 전원(10)을 충전한다(스텝 S304). 이에 의해, 충전기(200)는, 전원(10)을, 심방전된 상태로부터 방전 종지 전압보다 높은 전압의 상태로 회복시킬 수 있다.
전원(10)의 전압이 방전 종지 전압 이상일 경우, 충전기(200)는, 전원(10)의 전압이 전환 전압 이상인지 어떤지 판단한다(스텝 S306). 전환 전압은, 정전류 충전(CC 충전)의 구간과 정전압 충전(CV 충전)의 구간을 나누기 위한 문턱값이다. 전환 전압은, 예를 들면, 4.0V∼4.1V 범위 내여도 된다.
전원(10)의 전압이 전환 전압 미만일 경우, 충전기(200)는, 정전류 충전 방식에 의해 전원(10)을 충전한다(스텝 S308). 전원(10)의 전압이 전환 전압 이상일 경우, 충전기(200)는, 정전압 충전 방식에 의해 전원(10)을 충전한다(스텝 S310). 정전압 충전 방식에서는, 충전이 진행됨과 함께, 충전 전류가 감소한다.
정전압 충전 방식에 의해 전원(10)을 충전하기 시작하면, 충전기(200)는, 충전 전류가 소정의 충전 완료 전류 이하인지 어떤지를 판단한다(스텝 S312). 여기서, 충전 전류는, 충전기(200) 내에 설치된 전류계에 의해 취득할 수 있다. 충전 전류가 소정의 충전 완료 전류보다 클 경우, 정전압 충전 방식에 의해 전원(10)의 충전을 계속한다.
충전 전류가 소정의 충전 완료 전류 이하일 경우, 충전기(200)는, 전원(10)이 만충전(滿充電) 상태가 되었다고 판단하고, 충전을 정지한다(스텝 S314).
(충전 모드에 있어서의 제어 유닛에 의한 제어 1)
도 11은, 충전 모드에 있어서의 제어부에 의한 제어 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 충전 모드는, 전원(10)의 충전이 가능한 모드이다. 본 예에 관련되는 플로우 차트에서는, 제어부(51), 충전기에 대한 접속 시간의 누적값을 이용하여, 전원(10)의 열화를 판정하는 처리를 실시한다.
우선, 제어부(51)는, 배터리 유닛(110)으로의 충전기(200)의 접속을 검지한다(스텝 S400). 배터리 유닛(110)으로의 충전기(200)의 접속은, 전술한 바와 같이, 한 쌍의 전기 단자(110t) 사이의 전압의 변화를 취득하는 것에 의해 검지할 수 있다.
제어부(51)가 배터리 유닛(110)으로의 충전기(200)의 접속을 검지하면, 제2 타이머를 0으로 설정한다(스텝 S404). 제2 타이머는, 1회의 충전에 관하여, 충전기(200)에 대한 접속 시간을 계측한다.
다음으로, 제어부(51)는, 스위치(140)를 ON으로 한다(스텝 S406). 이에 의해, 충전기(200)와 전원(10)이 서로 전기적으로 접속된다. 따라서, 전원(10)의 충전이 개시된다. 제어부(51)는, 스위치(140)를 ON으로 하면, 제1 타이머 및 제2 타이머를 ON으로 한다(스텝 S408, 스텝 S410). 이에 의해, 제1 타이머 및 제2 타이머의 계측값이 증가하기 시작한다.
제1 타이머는, 충전기에 대한 접속 시간의 누적값을 계측한다. 따라서, 제1 타이머는, 신품(新品)의 배터리 유닛에서 0으로 설정되어 있다. 제1 타이머는, 전원(10)이 교환된 타이밍에서, 0으로 리셋되도록 구성되어 있어도 된다. 즉, 제1 타이머는, 어느 전원(10)에 관하여, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값을 계측하도록 구성되어 있어도 된다.
스위치(140)를 ON으로 하고 나서 기정(旣定)의 시간이 경과하면, 제어부(51)는, 스위치를 OFF로 한다(스텝 S412, S414). 기정의 시간 경과는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 80msec∼120msec여도 된다.
제어부(51)는, 스위치(140)를 OFF로 하면, 제1 타이머 및 제2 타이머를 정지하는 것이 바람직하다(스텝 S416, S418). 즉, 제1 타이머 및 제2 타이머는, 전원(10)과 충전기(200)가 배터리 유닛 내부에서 전기적으로 절단되어 있는 동안에는, 정지되는 것이 바람직하다.
제어부(51)는, 제1 타이머의 값이 제1 소정 시간을 초과했는지 어떤지를 판단한다(스텝 S420). 제1 소정 시간은, 배터리 유닛의 설계에 따라 미리 설정된 시간이어도 된다. 구체적으로는, 제1 소정 시간은, 배터리 유닛이 열화(劣化)했다고 판단되는 정도의 충전 시간에 근거하여 설정되어 있어도 된다. 본 실시 형태에서는, 제1 소정 시간은, 예를 들면 500∼1000시간이어도 된다.
제어부(51)는, 제1 타이머의 값이 제1 소정 시간을 초과하면, 전원(10)이 열화했다고 판단한다(스텝 S422). 즉, 제어부(51)는, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값이 제1 소정 시간을 초과한 경우, 전원(10)이 열화했다고 판정한다. 제어부(51)는, 전원(10)이 열화했다고 판정하면, 전원(10)의 사용을 정지하는 것이 바람직하다(스텝 S424). 예를 들면, 제어부(51)는, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값이 제1 소정 시간을 초과한 경우, 충전기(200)가 배터리 유닛(110)에 장착되고 있었다고 해도, 스위치(140)를 OFF로 하여 충전을 강제적으로 정지한 상태를 유지한다. 이에 의해, 열화했다고 판단된 전원(10)을 더 충전해 버리는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제어부(51)는, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값이 제1 소정 시간을 초과한 경우, 절단 수단(170)을 제2 모드로 전환하는 것에 의해, 퓨즈(172)를 용단(溶斷)해도 된다. 이에 의해, 충전기(200) 또는 부하(121R)와 전원(10) 사이의 전기적 접속이 불가역적으로 불능이 되기 때문에, 열화한 전원(10)의 사용을 확실히 금지할 수 있다.
또한, 제어부(51)는, 전원(10)이 열화했다고 판정하면, 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동에 의해, 전원(10)이 열화되어 있는 것을 유저에게 통지해도 된다. 전원(10)이 열화한 것을 통지하는 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴은, 통상시에 있어서의 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴과 다른 것이 바람직하다. 또한, 전원(10)이 열화한 것을 통지하기 위한 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴은, 제2 타이머의 값이 후술하는 제2 소정 시간을 초과한 경우에 있어서의 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴과 다른 것이 바람직하다.
스텝 S420에 있어서, 제1 타이머의 값이 제1 소정 시간을 초과해 있지 않을 경우, 제어부(51)는 충전의 종료를 검지했는지 어떤지 판단한다(스텝 S426). 충전의 종료의 검지는, 예를 들면 충전기(200)의 접속이 해제된 것을 검지하는 것에 의해 실시된다. 또한, 충전의 종료의 검지는, 예를 들면 충전기(200)로부터의 충전 전류가 정지된 것을 검지하는 것에 의해 실시되어도 된다. 제어부(51)는, 충전의 종료를 검지하면, 스위치(140)를 OFF로 한 채 충전을 정지한다(스텝 S430).
제어부(51)는, 충전의 종료를 검지하지 않을 경우, 제2 타이머의 값이 제2 소정 시간을 초과했는지 어떤지 판단한다(스텝 S428). 제2 소정 시간은, 방전 종지 전압까지 충전의 용량이 저하한 전원(10)을 만충전 전압까지 충전하기 위해 필요한 시간에 근거하여 설정되어 있어도 된다. 제2 소정 시간은, 제1 소정 시간보다 짧은 시간이다. 제2 소정 시간은, 전원(10)의 설계에 따라 미리 실험에 의해 찾아낸 적절한 값으로 설정하면 된다. 제2 소정 시간은, 예를 들면 60∼120분이어도 된다.
제어부(51)는, 제2 타이머의 값이 제2 소정 시간을 초과하면, 스위치(140)를 OFF로 한 채, 전원(10)의 충전을 정지한다(스텝 S430). 구체적으로는, 제어부(51)는, 제2 타이머의 값이 제2 소정 시간을 초과하면, 충전기(200)가 배터리 유닛(110)에 장착되어 있었다고 해도, 강제적으로 충전을 정지한다. 이에 의해, 제어부(51)는, 전원(10)의 과충전을 방지할 수 있다.
제어부(51)는, 제2 타이머의 값이 제2 소정 시간을 초과하면, 전원(10)의 충전을 정지함과 함께, 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동에 의해 충전의 정지를 유저에게 통지해도 된다. 이 충전의 정지를 통지하기 위한 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴은, 전술한 바와 같이, 전원(10)이 열화한 것을 통지하기 위한 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴과 다른 것이 바람직하다.
또한, 제어부(51)는, 전원(10)의 충전 개시부터의 시간이 제2 소정 시간을 초과한 경우에, 충전기에 대한 접속 시간의 누적값으로의 카운트, 즉 제1 타이머를 정지한 채로 한다.
제어부(51)는, 제2 타이머의 값이 제2 소정 시간을 초과하지 않는 경우, 기정의 시간의 경과 후, 다시 스위치(140)를 ON으로 하고, 전원(10)의 충전을 반복한다(스텝 S432, S406). 기정의 시간은, 예를 들면 300μsec∼500μsec여도 된다. 기정의 시간은, 미리 설정된 고정값이어도 된다.
제어부(51)는, 스위치(140)를 ON으로 하면, 전술한 바와 같이 제1 타이머 및 제2 타이머를 ON으로 한다(스텝 S408, 스텝 S410). 이에 의해, 제1 타이머 및 제2 타이머의 계측값이 다시 증가하기 시작한다. 이와 같이, 제어부(51)는, 스위치(140)가 ON 상태인 동안, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값을 카운트하도록 구성되어 있다.
상기 프로세스를 반복하는 것에 의해, 제어부(51)는, 전원으로의 충전을 정기적으로 정지한다. 예를 들면, 제어부(51)는, 80msec∼120msec 동안 충전하고, 예를 들면 300μsec∼500μsec 동안 충전을 정지한다고 하는 처리를 반복한다.
여기서, 제어부(51)는, 충전을 정기적으로 정지한 기간을 포함시키는 일 없이, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값을 계측하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 타이머는, 충전을 정기적으로 정지한 기간 중, 정지되어 있어도 된다. 마찬가지로, 제2 타이머도, 충전을 정기적으로 정지한 기간 중, 정지되어 있어도 된다.
전술한 제어 플로우에서 나타난 경우 외에도, 제어부(51)가, 배터리 유닛(110) 내에서 전기적으로 절단하는 것에 의해, 전원(10)의 충전을 강제적으로 정지하는 경우가 있어도 된다. 제어부(51)가 충전을 정지한 경우에는, 제어부(51)는 제1 타이머 및/또는 제2 타이머의 카운트를 정지하는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(51)는, 충전기(200)가 배터리 유닛(110)에 접속된 상태에서, 또 배터리 유닛(110) 내에서 충전기(200)와 전원(10)이 서로 전기적으로 접속된 상태에서, 제1 타이머 및/또는 제2 타이머로 접속 시간을 계측하는 것이 바람직하다.
전술한 제어 플로우(도 11)에서는, 2개의 타이머, 즉 제1 타이머와 제2 타이머가 이용되고 있다. 이 대신에, 제1 타이머를 이용하는 일 없이, 동일한 제어 플로우를 실시할 수도 있다. 이 경우, 도 11에 나타내는 스텝 S408 및 S416은 불필요하고, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값은, 제2 타이머의 계측값을 이용하여 계측하면 된다. 제2 타이머는, 1회의 충전 프로세스에 필요한 시간을 계측할 수 있기 때문에, 충전 프로세스마다 제2 타이머의 계측값을 누적하는 것에 의해, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값을 계측할 수 있다. 또한, 이 경우, 전회(前回)의 충전 프로세스에서 누적된 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값에, 현재의 충전 프로세스에서 경과한 접속 시간(제2 타이머의 값)을 가산하는 것에 의해, 충전 프로세스 중에, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값(T1)을 산출할 수 있다. 여기서 산출된 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값(T1)을 이용하여, 스텝 S420에 나타내는 판정을 실시하는 것에 의해, 전원(10)의 열화를 판단할 수 있다.
또한, 전술한 제어 플로우에서 나타나는 바와 같이, 충전 프로세스 중에, 충전기(200)에 대한 접속 시간의 누적값(T1)이 제1 소정 시간을 초과한 경우에는, 전원(10)이 열화했다고 판정하고, 전원의 충전을 정지하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 열화한 전원(10)에 대하여 충전 동작을 실시하는 것을 방지할 수 있다.
(충전 모드에 있어서의 제어 유닛에 의한 제어 2)
도 12는, 충전 모드에 있어서의 제어부에 의한 제어 방법의 다른 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 13은, 전원의 충전 시간과 전원의 전압과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 14는, 전원의 충전 시간과 전원의 전압과의 관계의 온도 의존성을 나타내는 도면이다.
일반적으로 리튬이온 이차 전지와 같은 전원(10)은, 충전 중인 전원의 허용 온도 범위가 규정되어 있다. 이 허용 온도 범위는, 전원(10)의 종류에 따라 다르지만, 예를 들면 0∼45℃ 범위로 규정되는 경우가 있다. 본 예에 관련되는 제어 플로우에서는, 제어부(51)는, 전원(10)의 충전 처리 중에 전원(10)의 전압에 근거하여, 전원(10)의 온도 이상을 검지한다.
우선, 제어부(51)는, 배터리 유닛(110)으로의 충전기(200)의 접속을 검지한다(스텝 S400). 제어부(51)가 배터리 유닛(110)으로의 충전기(200)의 접속을 검지하면, 전원(10)의 전압(Vbatt)을 취득한다(스텝 S401). 전원(10)의 전압은, 전원(10)과 충전기(200)가 전기적으로 접속되는 일 없이 취득되는 개회로(開回路) 전압(OCV)인 것이 바람직하다.
다음으로, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값) 미만이면, 제2 플래그(flag)를 1(F2=1)로 설정한다(스텝 S402, S403a). 또한, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 이상이면, 제2 플래그를 0(F2=0)으로 설정한다(스텝 S402, S403b). 즉, 제2 플래그는, 전원(10)의 충전 개시시에, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값) 미만인지 어떤지를 판단하는 지표(指標)이다. 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)에 대해서는 후술한다.
또한, 제어부(51)는, 배터리 유닛(110)으로의 충전기(200)의 접속을 검지하면, 제1 플래그를 0(F1=0)으로 설정함과 함께, 제3 타이머를 0으로 설정한다(스텝 S403c, S405). 제3 타이머는, 충전 중에 전원(10)의 전압이 후술하는 제1 소정값으로부터 제2 소정값이 되기까지에 필요로 하는 시간을 계측한다.
다음으로, 제어부(51)는, 스위치(140)를 ON으로 한다(스텝 S406). 이에 의해, 충전기(200)와 전원(10)이 서로 전기적으로 접속된다. 따라서, 전원(10)의 충전이 개시된다. 제어부(51)는, 스위치(140)를 ON으로 하면, 제3 타이머를 ON으로 한다(스텝 S411). 이에 의해, 제3 타이머의 계측값이 증가하기 시작한다.
스위치(140)를 ON으로 하고 나서 기정의 시간이 경과하면, 제어부(51)는, 스위치를 OFF로 한다(스텝 S412, S414). 기정의 시간 경과는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 80msec∼120msec여도 된다.
제어부(51)는, 스위치(140)를 OFF로 하면, 제3 타이머를 정지한다(스텝 S419). 즉, 제3 타이머는, 전원(10)과 충전기(200)가 배터리 유닛 내부에서 전기적으로 절단되어 있는 동안에는, 정지되어 있어도 된다.
제어부(51)는, 스위치(140)를 OFF로 한 상태에서, 전원(10)의 전압을 취득한다(스텝 S440). 전원(10)의 전압은, 전압 센서(150)에 의해 취득할 수 있다. 전원(10)의 전압은, 전원(10)과 충전기(200)가 전기적으로 접속되는 일 없이 취득되는 개회로 전압(OCV)인 것이 바람직하다. 이 대신에, 전원(10)의 전압은, 전원(10)과 충전기(200)를 전기적으로 접속한 상태에서 취득되는 폐회로(閉回路) 전압(CCV)이어도 된다. 이 경우, 전원(10)의 전압은, 스텝 S414에서 스위치(140)를 OFF로 하기 전에 취득된다.
전원(10)의 전압의 정도(精度, accuracy)라는 관점에서는, 전압 강하나 내부 저항이나 온도 변화의 영향을 배제하기 위해, 전원(10)의 전압은, 폐회로 전압(CCV)보다 개회로 전압(OCV)에 의해 규정되는 것이 바람직하다.
전원(10)의 전압의 정도라는 관점에서는, 전압 강하나 내부 저항이나 온도 변화의 영향을 배제하기 위해, 전원(10)의 전압은, 폐회로 전압(CCV)보다 개회로 전압(OCV)에 의해 규정되는 것이 바람직하다.
다음으로, 제2 플래그가 0(F2=0)이면, 스텝 S406로 돌아와, 다시 스위치(140)를 ON으로 하고, 전원(10)의 충전을 반복한다(스텝 S441). 즉, 충전의 개시시에, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값) 이상이면, 후술하는 온도 이상(異常)의 검지를 실시하는 일 없이, 전원(10)의 충전이 계속된다. 또한, 도 12의 플로우 차트에서는 명시되어 있지 않지만, 도 11의 스텝 S426과 마찬가지로, 제어부(51)가 충전의 종료를 검지하면, 제어부(51)는 예를 들면 스위치(140)를 OFF로 하는 것에 의해, 강제적으로 충전을 정지해도 된다.
스텝 S441에 있어서, 제2 플래그가 1(F2=1)이면, 제어부(51)는, 전원(10)의 전압(Vbatt)이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값) 이상인지 아닌지를 판단한다(스텝 S442). 제1 소정값은, 방전 종지(終止) 전압으로부터 방전 종지 전압보다 0.1V 정도 높은 전압까지의 범위 내이어도 된다. 바람직하게는, 제1 소정값은, 방전 종지 전압이다.
전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 미만일 경우, 제어부(51)는, 기정의 시간 경과 후, 다시 스위치(140)를 ON으로 하고, 전원(10)의 충전을 반복한다(스텝 S442, S406). 기정의 시간은, 예를 들면 300μsec∼500μsec여도 된다. 기정의 시간은, 미리 설정된 고정값이어도 된다.
전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 이상이고, 또 제1 플래그(F1)의 값이 0이면, 제어부(51)는, 제3 타이머를 리셋하고, 타이머를 재기동한다(스텝 S446). 여기서, 제1 플래그(F1)는, 전에 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 이상이 된 적이 있는지 어떤지를 나타낸다. F1=0이면, 전에 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 이상으로 되어 있지 않다. 즉, 처음으로 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 이상이 되면, 제3 타이머를 리셋하게 된다. 제3 타이머를 리셋하고, 제3 타이머를 재기동하면, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 이상이 된 것을 나타내기 때문에, 제1 플래그(F1)를 1로 변경한다(스텝 S448).
전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값 이상이고, 또 제1 플래그(F1)의 값이 1이면, 제3 타이머를 리셋하는 일 없이, 스텝 S450으로 진행한다. 스텝 S450에서는, 제어부(51)는, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 상한값(제2 소정값) 이상인지 어떤지 판단한다(스텝 S450).
제2 소정값은, 전술한 제1 소정값보다 크고, 만충전 전압보다 작다. 제2 소정값은, 전술한 전환 전압보다 작은 것이 바람직하다. 제2 소정값은, 예를 들면 3.8V∼4.0V 범위 내이어도 된다.
전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 상한값 미만일 경우, 제어부(51)는, 전술한 기정의 시간 경과 후, 다시 스위치(140)를 ON으로 하고, 전원(10)의 충전을 반복한다(스텝 S450, S406).
전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 상한값 이상일 경우, 제어부(51)는, 제3 타이머에 의한 시간의 계측을 종료한다(스텝 S454). 이에 의해, 제3 타이머는, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)이 될 때까지의 충전 시간을 계측한다.
다음으로, 제어부(51)는, 제3 타이머의 값이 제3 소정 시간 이하인지 아닌지 판단한다(스텝 S456). 즉, 제어부(51)는, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)에 이를 때까지의 충전 시간이 제3 소정 시간 이하인지 어떤지 판단한다. 제3 소정 시간에 대해서는 후술한다.
전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)에 이를 때까지의 충전 시간이 제3 소정 시간 이하였을 경우, 제어부(51)는, 이상을 검지한다. 구체적으로는, 제어부(51)는, 전원(10)의 온도의 이상, 특히 전원(10)의 온도가 허용 온도 범위 미만으로 되어 있다고 판정하고, 전원(10)의 충전 처리를 정지한다(스텝 S458, S460).
충전 처리 정지는, 예를 들면 제어부(51)에 의한 충전의 강제적인 정지 또는 제한이어도 된다. 충전의 강제적인 정지 또는 제한은, 배터리 유닛(110) 내에서 전원(10)과 충전기(200) 사이의 전기적 접속을 절단하는 것에 의해 실현될 수 있다. 예를 들면, 전기적 접속의 절단은, 제어부(51)는 스위치(140)를 OFF로 하면 된다. 이 대신에, 전기적 접속의 절단은, 절단 수단(170)을 제1 모드로 전환하고, 충전기(200)와 전원(10) 사이의 전기적 접속을 일시적으로 불능으로 하는 것에 의해 이루어져도 된다.
또한, 제어부(51)는, 전원(10)의 온도 이상을 검지하면, 통지부(40)를 통해 유저에게 이상을 통지해도 된다. 구체적으로는, 제어부(51)는, 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동에 의해, 이상을 유저에게 통지해도 된다. 이때의 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴은, 통상시에 있어서의 통지부(40)로부터의 빛, 소리 또는 진동의 패턴, 및 도 11에 나타내는 제어 플로우에서 전원(10)의 열화를 통지하기 위한 패턴과 다른 것이 바람직하다.
전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)에 이를 때까지의 충전 시간이 제3 소정 시간보다 클 경우, 제어부(51)는, 전원(10)의 온도가 정상 범위 내라고 판단하며, 다시 스위치(140)를 ON으로 하고, 전원(10)의 충전을 반복한다(스텝 S462, S406).
상기 제어 플로우에 의하면, 제어부(51)는, 전원(10)의 충전 처리 중에 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)이 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상의 검지를 행한다. 여기서, 제어부(51)는, 전원(10)으로의 충전을 정기적으로 정지하도록 구성되어 있으며(스텝 S414), 제어부(51)는, 전술한 플로우에서 나타나는 바와 같이, 충전을 정기적으로 정지한 기간을 포함시키는 일 없이, 충전 시간을 계측하는 것이 바람직하다. 이 대신에, 제어부(51)는, 충전을 정기적으로 정지한 기간도 포함시켜 충전 시간을 계측해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 충전 모드가 개시되었을 때에 취득된 전원(10)의 전압에 근거하여 제2 플래그(F2)의 값이 설정되어 있다(스텝 S401, S402, S403a 및 S403b). 이 대신에, 급전 모드(도 8 참조)에서 취득된 전원(10)의 전압에 근거하여, 충전의 개시시에서의 제2 플래그(F2)의 값이 설정되어도 된다(스텝 S402, S403a 및 S403b). 즉, 급전 모드에서 최후에 취득된 전원(10)의 전압이, 기정의 전압 범위의 하한값, 바람직하게는 방전 종지 전압, 예를 들면 3.2V 이하가 되었을 때에, 제2 플래그를 1로 설정해도 된다(F2=1).
도 12에 나타내는 제어 플로우에서는, 제3 타이머는, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값을 초과하고 나서, 기정의 전압 범위의 상한값에 이를 때까지의 시간을 계측하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값을 초과한 타이밍을 판정하는 제1 플래그(F1)에 관한 스텝 S402, S444, S446가 마련되어 있다.
이 대신에, 도 12에 나타내는 스텝 S402, S442∼448은 불필요해도 된다. 즉 충전 모드에서 제2 플래그가 1(F2=1)이면, 제3 타이머의 계측을 개시하고(스텝 S406), 제3 타이머는, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 상한에 이를 때까지의 시간을 계측하면 된다. 즉, 충전 모드의 개시시에 있어서의 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값, 예를 들면 방전 종지 전압 미만이면, 제3 타이머의 계측을 개시하고, 제3 타이머에 의해 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 상한값에 이를 때까지의 시간을 계측하면 된다. 이 경우여도, 스텝 S456에서, 전원(10)의 온도 이상의 판정을 행할 수 있다.
이 방법에 의하면, 충전 모드를 개시했을 때부터 시간의 계측을 개시하기 때문에, 도 11에 나타내는 제2 타이머를 이용하여, 스텝 S456에서의 전원(10)의 온도의 판정을 행할 수 있다. 즉, 도 12에 나타내는 제3 타이머 대신에 전술한 제2 타이머를 이용하여 전원(10)의 온도 이상의 판정을 행하는 제어 플로우를 실시할 수 있다.
무엇보다, 전원(10)이 심방전하고 있는 경우, 충전기(200)는 저레이트의 전력으로 전원(10)을 충전하기 때문에(스텝 S304), 저레이트에서의 충전 기간을 제3 타이머에 의한 계측 시간으로 카운트하지 않도록, 도 12에 나타내는 스텝 S402, S442∼448을 실행하는 것이 바람직하다.
상술한 실시 형태에서는, 제어부(51)는, 전원(10)의 충전 처리 중에 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)이 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상의 검지를 행한다. 제어부(51)는, 전원의 전압 대신에, 전원(10)의 잔량에 관한 값을 이용하여 이상의 검지를 할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(51)는, 전원(10)의 충전 처리 중에 전원(10)의 잔용량(殘容量) 또는 충전율(SOC)이 기정의 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)이 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 전원(10)의 온도 이상의 검지를 해도 된다. 이 경우, 제어부(51)는, 전술한 스텝 S440에서, 전원(10)의 전압을 취득하는 대신에, 전원(10)의 잔량에 관한 값, 예를 들면 잔용량 또는 충전율을 취득하면 된다.
이 경우, 제1 소정값은, 방전 종지 전압에 상당하는 전원(10)의 잔량에 관한 값으로부터, 방전 종지 전압보다 0.1V 정도 높은 전압에 상당하는 전원(10)의 잔량에 관한 값까지의 범위 내이어도 된다. 바람직하게는, 제1 소정값은, 방전 종지 전압에 상당하는 전원(10)의 잔량에 관한 값이다. 제2 소정값은, 전술한 제1 소정값보다 크고, 만충전 전압에 상당하는 전원(10)의 잔량에 관한 값보다 작다. 제2 소정값은, 전술(前述)한 전환 전압에 상당하는 전원(10)의 잔량에 관한 값보다 작은 것이 바람직하다. 제2 소정값은, 예를 들면 3.8V∼4.0V에 상당하는 전원(10)의 잔량에 관한 값의 범위 내이어도 된다.
여기서, 전원(10)의 잔용량 또는 충전율(SOC)은, 공지된 임의의 방법에 의해 취득할 수 있다. 예를 들면, 전원(10)의 잔용량 또는 충전율(SOC)은, 전원(10)의 전압과 상관(相關)을 가지는 것이 알려져 있다. 따라서, 전원(10)의 잔용량 또는 충전율(SOC)은, 전원(10)의 잔용량 또는 충전율(SOC)과 전원(10)의 전압과의 상관을 이용하여, 전원(10)의 전압에 근거하여 추정할 수 있다. 즉, 제어부(51)는, 전원(10)으로의 충전을 정기적으로 정지하고 있는 기간에 전원(10)의 전압을 취득하고, 취득한 전원(10)의 전압에 근거하여 전원(10)의 잔량에 관한 값을 도출해도 된다. 또한, 전원(10)의 잔용량 또는 충전율(SOC)과 전원(10)의 전압과의 상관은, 전원(10)의 설계에 따라 정해지기 때문에, 미리 실험으로 결정할 수 있다.
여기서, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 충전 중의 전원(10)의 온도가 낮으면 낮을수록, 충전 초기에 있어서 전원(10)의 전압, 즉 전원(10)의 충전율(SOC)은 급속히 증대한다. 이 경향은, 온도 저하에 따른 내부 저항의 증대에 근거하여 발생하는 것이며, 전원(10)의 종류에 관계없이 발생한다. 따라서, 전원(10)의 충전 처리 중에 전원(10)의 잔량에 관한 값이 기정의 범위의 하한값(제1 소정값)으로부터 상한값(제2 소정값)이 될 때까지의 충전 시간이 제3 소정 시간 이하일 경우에, 전원(10)의 온도 이상을 검지할 수 있다. 이 방법에 의해, 온도 센서를 이용하는 일 없이, 충전 중에 있어서의 전원(10)의 온도 이상을 검지할 수 있다.
제3 소정 시간은, 기정의 범위의 하한값(제1 소정값)과 상한값(제2 소정값)에 따라, 전원(10)의 허용 온도 범위보다 낮은 온도를 검지할 수 있도록 설정된다. 제3 소정 시간은, 기정의 범위의 하한값(제1 소정값)과 상한값(제2 소정값)을 결정하면, 미리 실험에 의해, 소정의 값으로 설정할 수 있다. 제3 소정 시간은, 전술한 제1 소정 시간 및 제2 소정 시간보다 짧은 시간이다.
예를 들면, 도 14는, 리튬이온 이차 전지에서 얻어진 실험 데이터를 나타내고 있다. 여러 가지 종류의 리튬이온 이차 전지의 허용 온도 범위에 관하여 약간의 오차 또는 버퍼(buffer)를 고려해서, 예를 들면 전원(10)의 온도가 4℃ 이하, 바람직하게는 0℃ 이하일 경우, 전원의 온도 이상으로 간주해도 된다. 여기서, 제1 소정값이 방전 종지 전압(3.2V)에 의해 규정되고, 제2 소정값이 3.9V에 의해 규정된 경우, 도 13에 나타내는 그래프로부터, 제3 소정 시간은, 바람직하게는 8분∼12분이어도 된다.
(충전 모드에서의 제어 유닛에 의한 제어 3)
도 15는, 충전 모드에서의 제어부에 의한 제어 방법의 또 다른 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 12를 이용하여 설명한 충전 중의 전원(10)의 온도 이상을 검출하기 위한 다른 방법을 나타내고 있다. 본 태양(態樣)에서, 스텝 S400∼S448까지의 스텝은, 전술한 바와 같으며, 그 설명을 생략한다(도 12 참조).
본 태양에서는, 도 12에 나타내는 스텝 S450 대신에, 스텝 S451을 실시한다. 스텝 S451에서는, 제어부(51)는, 제3 타이머의 값이 제3 소정 시간을 초과했는지 어떤지 판단한다(스텝 S451). 여기서, 제3 타이머는, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값에 이르렀을 때부터 경과한 시간을 카운트하고 있다. 따라서, 스텝 S451에서는, 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값에 이르렀을 때를 기점으로, 제3 소정 시간이 경과했는지 아닌지를 판단하고 있다. 여기서, 제3 소정 시간은, 도 12에서 설명한 것과 동일해도 된다.
제3 타이머의 값이 제3 소정 시간 이하였던 경우, 제어부(51)는 스위치(140)를 ON으로 하는 것에 의해(스텝 S406), 전원(10)의 충전을 계속하면 된다.
제3 타이머의 값이 제3 소정 시간을 초과한 경우, 제어부(51)는, 제3 타이머에 의한 시간의 계측을 종료한다(스텝 S454). 다음으로, 제어부(51)는, 전원(10)의 전압(Vbatt)이 기정의 전압 범위의 상한값(제2 소정값) 이상인지 아닌지 판단한다(스텝 S457). 여기서, 기정의 전압 범위의 상한값(제2 소정값)에 대해서는 전술한 바와 같다. 제2 소정값은, 전술한 전환 전압보다 작은 것이 바람직하고, 예를 들면 3.8V∼4.0V 범위 내이어도 된다.
전원(10)의 전압(Vbatt)이 기정의 전압 범위의 상한값(제2 소정값) 이상일 경우, 제어부(51)는, 이상을 검지한다. 구체적으로는, 제어부(51)는, 전원(10)의 온도 이상, 특히 전원(10)의 온도가 허용 온도 범위 미만이 되어 있다고 판정하고, 전원(10)의 충전 처리를 정지한다(스텝 S458, S460).
전원(10)의 전압(Vbatt)이 기정의 전압 범위의 상한값(제2 소정값) 미만일 경우, 제어부(51)는, 전원(10)의 온도가 정상 범위 내라고 판단하고, 다시 스위치(140)를 ON으로 하여, 전원(10)의 충전을 반복한다(스텝 S462, S406). 이때, 예를 들면 제2 플래그를 0으로 설정(F2=0)하는 것에 의해(스텝 S463), 이 이후의 충전 기간에서 스텝 S457에 근거하는 온도 이상의 판정을 다시 행하는 일 없이, 충전을 계속할 수 있도록 하면 된다.
상기 제어 플로우에 의하면, 제어부(51)는, 전원(10)의 충전 처리 중에 전원(10)의 전압이 기정의 전압 범위의 하한값(제1 소정값)이 된 때로부터 기정의 충전 시간이 경과한 때의 전원(10)의 전압에 근거하여 전원의 온도 이상을 검지할 수 있다.
제어부(51)는, 전원의 전압 대신에, 전원(10)의 잔량에 관한 값을 이용하여 이상의 검지를 할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(51)는, 전원(10)의 충전 처리 중에 전원(10)의 잔량에 관한 값이 기정의 범위의 하한값(제1 소정값)이 된 때로부터 기정의 충전 시간이 경과한 때의 전원(10)의 잔량에 관한 값에 근거하여 전원의 온도 이상을 검지할 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 전원(10)의 잔량에 관한 값은, 예를 들면, 전원(10)의 잔용량 또는 충전율(SOC)이어도 된다.
여기서, 도 14에 나타내듯이, 충전 중인 전원(10)의 온도가 낮으면 낮을수록, 전원(10)의 전압, 즉 전원(10)의 충전율(SOC)은, 소정의 충전 기간에 있어서 큰 폭으로 증대한다. 따라서, 전술한 방법에 의해, 온도 센서를 이용하는 일 없이, 충전 중에 있어서의 전원(10)의 온도 이상을 검지할 수 있다.
(프로그램 및 기억 매체)
도 8, 도 11, 도 12 및 도 15에 나타난 전술한 플로우는, 제어부(51)가 실행할 수 있다. 즉, 제어부(51)는, 배터리 유닛(110) 및/또는 향미 흡인기(100)에 전술한 방법을 실행시키는 프로그램, 및 해당 프로그램이 저장된 기억 매체를 가지고 있어도 된다. 또한, 도 10에 나타난 전술한 플로우는, 외부 충전기(200)가 실행할 수 있다. 즉, 외부 충전기(200)는, 향미 흡인기(100)와 충전기(200)를 포함하는 시스템에 전술한 방법을 실행시키는 프로그램, 및 해당 프로그램이 저장된 기억 매체를 가지고 있어도 된다.
[그 외의 실시 형태]
본 발명은 상술(上述)한 실시 형태에 의해 설명했지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은, 이 발명을 한정하는 것이라고 이해해서는 안 된다. 이 개시로부터 당업자에게는 여러 가지 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 분명해질 것이다.
예를 들면, 전술한 실시 형태에서는, 「충전 모드에서의 제어 유닛에 의한 제어 1」 및 「충전 모드에서의 제어 유닛에 의한 제어 2」는, 서로 다른 태양으로서 설명되었다. 이 대신에, 충전 모드에서의 제어 유닛에 의한 제어 1 및 2는, 병행(竝行)하여 동시에 실시되어도 된다.

Claims (17)

  1. 충방전(充放電) 가능한 전원과,
    외부의 충전기와 전기적으로 접속 가능한 접속부와,
    적어도 상기 전원에 관한 제어를 행하는 제어부를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량(殘量)에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값으로 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상(異常)의 검지를 하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 충전 시간이 제3 소정 시간 이하였던 경우에, 이상의 검지를 하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 제1 소정값은, 상기 전원의 방전 종지(終止) 전압에 상당하는 상기 전원의 잔량에 관한 값인, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 이상을 검지했을 때에, 상기 전원의 충전 처리를 정지하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전원으로의 충전을 정기적으로 정지하도록 구성되어 있으며,
    상기 제어부는, 상기 전원으로의 충전을 정기적으로 정지하고 있는 기간에 상기 전원의 전압을 취득하고, 취득한 상기 전원의 전압에 근거하여 상기 전원의 잔량에 관한 값이 상기 제2 소정값이 되었는지 어떤지 판단하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 접속부에 접속된 상기 충전기와 상기 전원 사이의 전기적인 접속을 ON/OFF 하는 스위치를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 스위치를 OFF로 한 상태에서 상기 전원의 전압을 취득하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전원으로의 충전을 정기적으로 정지하도록 구성되어 있으며,
    상기 제어부는, 충전을 정기적으로 정지한 기간을 포함시키는 일없이, 상기 충전 시간을 계측하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속부는 한 쌍의 전기 단자를 가지며,
    상기 한 쌍의 전기 단자 중 적어도 한편은, 상기 충전기의 접속 검지용의 단자를 겸하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접속부는, 에어로졸원 또는 향미원을 기화(氣化) 또는 무화(霧化)하기 위한 부하(負荷)와 전기적으로 접속 가능하게 구성되어 있는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이상을 검지했을 때에, 빛, 소리 또는 진동을 발하는 통지부(通知部)를 가지는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전원의 잔량(殘量)에 관한 값은 상기 전원의 전압인, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  12. 충방전 가능한 전원과,
    외부의 충전기와 전기적으로 접속 가능한 접속부와,
    적어도 상기 전원에 관한 제어를 행하는 제어부를 가지며,
    상기 제어부는, 상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값이 된 때부터 기정(旣定)의 충전 시간이 경과했을 때의 상기 전원의 잔량에 관한 값에 근거하여 이상의 검지를 하는, 향미 흡인기용의 배터리 유닛.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 배터리 유닛과,
    상기 배터리 유닛의 상기 전원에 전기적으로 접속 가능하게 구성되어, 에어로졸원 또는 향미원을 기화 또는 무화하기 위한 부하를 포함하는 향미 흡인기.
  14. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 배터리 유닛에 접속 가능한 충전기.
  15. 향미 흡인기용의 배터리 유닛에 구비된 충방전 가능한 전원의 충전 처리 중에, 상기 전원의 잔량에 관한 값을 취득하는 스텝과,
    상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값에서 제2 소정값이 될 때까지의 충전 시간에 근거하여 이상의 검지를 하는 스텝을 가지는, 방법.
  16. 향미 흡인기용의 배터리 유닛에 구비된 충방전 가능한 전원의 충전 처리 중에, 상기 전원의 잔량에 관한 값을 취득하는 스텝과,
    상기 전원의 충전 처리 중에 상기 전원의 잔량에 관한 값이 제1 소정값이 되었던 때부터 기정(旣定)의 충전 시간이 경과한 때의 상기 전원의 잔량에 관한 값에 근거하여 이상의 검지를 하는 스텝을 가지는, 방법.
  17. 청구항 15 또는 청구항 16에 기재된 방법을 배터리 유닛에 실행시키는 프로그램.
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