JP2013081315A - 電動工具用バッテリパック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スリープ判定モードでは、電圧安定確認カウンタを加算することで、バッテリによる充放電が停止している時間を計時する(S330)。電圧安定確認カウンタによる計時時間が規定時間以上であるとき、バッテリが充電器に装着されて充電モードに入ると、各セルの電圧を測定して、測定した最小電圧と各セルの電圧との電圧差をバラツキデータとして生成する。また、スリープ判定モードでは、電圧安定確認カウンタによる計時時間が規定時間以上であるときに、バラツキデータに基づきバランシング実施セルを設定し、そのセルに対するバランシング制御(放電)を開始する(S310〜S400)。
【選択図】図5
Description
そして、上記提案の装置では、こうした電圧不安定時に、設定タイミングになったと判断して、各セルの電圧を測定し、その測定結果に基づき、バランシング制御を実行することがある。
また、上記提案の装置において、電動工具への給電時に各セルの電圧の一つが放電終止電圧以下になったか否かによって、バランシング制御の要否を判定するようにした場合、バッテリパックが、各セルの電圧が放電終止電圧以下になる前に充電するように使用されると、バランシング制御を実行できないという問題もある。
一方、請求項4に記載の電動工具用バッテリパックにおいて、制御手段は、放電手段を介して対象セルを放電させる放電時間を、予め設定された一定の放電時間に制限する。
このため、本発明によれば、バランシング制御を実行するに当たって、従来装置のように、対象セルの電圧を監視しつつ対象セルを放電させる必要がなく、制御系の構成を簡単にすることができる。
すなわち、請求項5に記載の電動工具用バッテリパックにおいて、制御手段は、バッテリが規定時間以上充電器に接続されておらず、且つ、バッテリから電動工具への給電を規定時間以上実施していないときに、放電手段を介して、対象セルを放電させる。
つまり、このようにすれば、バッテリから電動工具へ給電が開始されて、バランシング制御を停止しても、その後、電動工具への給電が停止されて、バッテリの電圧が安定すると、一旦停止したバランシング制御を継続することができる。
図1に示すように、本実施形態の電動工具用バッテリパック(以下、単にバッテリパックという)2は、充放電可能な複数(図では5個)のセル11、12、13、14、15を直列接続してなるバッテリ10を備える。
そして、バッテリ10の正極側及び負極側は、バッテリパック2の筐体を充電器60又は電動工具に装着した際、これら各部に設けられた正極側及び負極側の各端子64,66にそれぞれ接続される端子4及び6に接続されている。
また、バッテリパック2を電動工具に装着すれば、端子4、6及び電動工具側の端子を介して、バッテリ10から電動工具への給電(換言すればバッテリ10の放電)を行うことができる。
制御回路40は、CPU、ROM、RAM等を中心とするワンチップのマイクロコンピュータ(マイコン)にて構成されており、A/D変換器42と、CPUがROMに記憶された制御プログラムに従い後述の各種制御処理を実行することにより実現される制御部44と、を備える。
バッテリパック2において、端子7には、端子7の電圧からバッテリパック2が充電器60に装着されたことを検出する装着検出部56と、ダイオード54とが接続されている。
なお、制御回路40は、シャットダウン状態にあるとき、バッテリパック2が充電器60に接続されて、充電器60からバッテリパック2へ電源電圧Vccが供給され、これに伴い、レギュレータ50から制御回路40に電源電圧が供給されると、起動して、後述の充電モードでの制御処理を開始する。
図2に示すように、充電モードにて実行される制御処理では、まずS110にて、今回の充電モードへの移行は、充電器60への接続に伴うシャットダウンからの立ち上がり(以下、充電器立ち上がりという)によるものか否かを判断する。
なお、電圧安定確認カウンタは、バッテリ10の充電若しくは放電がなされているときにクリアされ、そうでないときにカウントアップされることで、バッテリ10が充電及び放電されていないときの経過時間を計時する、計時用のカウンタである。
そして、S130にて、電圧安定確認カウンタによる計時時間が規定時間(1分)以上であると判断されると、S140に移行し、電圧測定IC30(詳しくは電圧検出部28)を介して、バッテリ10を構成する各セル11〜15の電圧を測定する。
これは、S120の処理が、バッテリパック2が充電器60に接続されて、制御回路40がシャットダウン状態から起動されたときに実行されるからである。
このように、放電モードでは、バッテリ10から電動工具へ電源供給がなされ、放電電流が流れているときに、電圧安定確認カウンタをクリアする。
そして、制御回路40は、S440にてスリープ状態に入ると、電流検出回路34からの電流検出信号の入力(換言すればユーザによるバッテリパック2の使用)、若しくは、内部タイマによる一定時間(例えば、0.5秒)毎の起動指令により、ウェイクアップし、S410以降の処理を実行する。
そして、バッテリパック2が充電器60へ装着されていなければ、S420にて、バッテリパック2が充電器60から外されていることをメモリ(RAM)に記憶した後、S430に移行し、バッテリパック2が充電器60へ装着されていれば、そのままS430に移行する。
S480では、S470にてバランシング制御を中断したセルを、バランシング途中セルとして、メモリ(RAM)に記憶すると共に、そのセルに対するバランシング制御の実施時間(つまり、バランシング途中セルの放電時間)をメモリ(RAM)に記憶する。そして、その後は、S490にて、放電モードへ移行する。
そして、現在、バランシング制御を実行中でなければ、S400に移行し、現在、バランシング制御を実行中であれば、S510に移行して、そのバランシング制御は、予め設定された設定時間(一定時間)以上、実施されたか否かを判断する。
また、S510の判定処理では、S470、S480の処理によって、現在実行中のバランシング制御を一時中断したときの実施時間がメモリ(RAM)に記憶されていれば、その記憶されたバランシング制御中断前の実施時間と、バランシング制御再開後の実施時間とを加算する。そして、S510では、その加算した実施時間が規定時間以上であるか否かを判断する。
そして、その電圧安定確認カウンタによる計時時間が規定時間(1分)以上であるときに、バッテリパック2が充電器60に装着されて、充電モードに入ると、各セル11〜15の電圧を測定して、図3に示すバラツキデータを生成する(S140)。
また、バランシング制御中に電動工具への給電(放電)が開始されると、バランシング制御を一時中断して(S460、S470)、その後、バランシング制御の実行条件が成立すると、その中断したバランシング制御を再開する(S350〜S370)ことで、バランシング対象セルの放電時間を設定時間(一定時間)に制限する。
また、本実施形態では、バランシング制御の実行中に、バッテリパック2が充電器60から取り外されて、再度装着されたときには、バランシング制御を中断して、充電モードに移行する(S430〜S450)。
例えば、上記実施形態では、充電モードで、バッテリ10への充電が完了したときに、スリープ判定モードに移行し、スリープ判定モードで、バランシング制御の実行条件が成立すれば、バランシング制御を開始する。
これに対し、バランシング制御は、バッテリパック2が充電器60に装着されているときには実施せず、バッテリパック2が充電器60から外れているときに実施するよう、バランシング制御の実行条件を更に制限してもよい。
Claims (8)
- 充放電可能な複数のセルを直列接続してなるバッテリと、
前記バッテリに充電器及び電動工具を選択的に接続するための接続手段と、
前記複数のセルの電圧をそれぞれ測定する電圧測定手段と、
前記複数のセルを個々に放電させる放電手段と、
前記電圧測定手段により測定された各セルの電圧に基づき、各セルの電圧のばらつきを低減するバランシング制御の要否を判定し、該バランシング制御が必要であれば、前記放電手段を介して、前記バランシング制御の対象となる対象セルを放電させる制御手段と、
前記接続手段に前記充電器が接続されたことを検出する充電器検出手段と、
を備え、前記電圧測定手段は、前記バッテリが、予め設定された規定時間以上前記充電器に接続されておらず、且つ、前記電動工具への給電を前記規定時間以上実施していないときに、前記充電器検出手段にて前記充電器の接続が検出されると、前記各セルの電圧を測定することを特徴とする電動工具用バッテリパック。 - 前記制御手段は、前記電圧測定手段により測定された各セルの電圧の中から最小電圧を選択し、該最小電圧との電圧差が規定電圧以上となる電圧を有するセルがあれば、該セルを対象セルとするバランシング制御が必要であると判断して、該対象セルを前記放電手段を介して放電させることを特徴とする請求項1に記載の電動工具用バッテリパック。
- 前記制御手段は、前記対象セルが複数である場合、前記最小電圧との電圧差が大きい対象セルから順に、前記放電手段を介して放電させることを特徴とする請求項2に記載の電動工具用バッテリパック。
- 前記制御手段は、前記放電手段を介して対象セルを放電させる放電時間を、予め設定された一定の放電時間に制限することを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の電動工具用バッテリパック。
- 前記制御手段は、前記バッテリが前記規定時間以上前記充電器に接続されておらず、且つ、前記バッテリから前記電動工具への給電を前記規定時間以上実施していないときに、前記放電手段を介して、前記対象セルを放電させることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の電動工具用バッテリパック。
- 前記制御手段は、前記充電器による前記バッテリへの充電が完了してから前記規定時間以上経過し、且つ、前記バッテリから前記電動工具への給電を前記規定時間以上実施していないときに、前記放電手段を介して、前記対象セルを放電させることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の電動工具用バッテリパック。
- 前記制御手段は、前記放電手段を介して対象セルを放電させるバランシング制御を実行しているときに、前記バッテリから前記電動工具への給電が開始されると、前記放電手段による対象セルの放電時間を記憶して、当該対象セルからの放電を中断し、その後、前記規定時間以上前記バッテリから前記電動工具への給電が停止され、且つ、前記充電器検出手段にて前記充電器の接続が検出されていなければ、前記放電の中断時に記憶した放電時間が経過したものとして、前記対象セルからの放電を再開することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の電動工具用バッテリパック。
- 前記制御手段は、前記放電手段を介して対象セルを放電させるバランシング制御を実行しているときに、前記充電器検出手段にて前記充電器の接続が検出されると、該バランシング制御を停止し、その後、前記電圧測定手段により各セルの電圧が測定されると、該測定された各セルの電圧に基づき、前記バランシング制御の要否を判定することを特徴とする請求項1〜請求項7の何れか1項に記載の電動工具用バッテリパック。
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