(57)【要約】【課題】コネクタを介して二次電池に接続された場合に放電回路が放電動作状態となっても、その動作状態を確実に解除できる放電装置を提供する。【解決手段】放電装置３１がリチウム電池１にコネクタ２を介して接続されることで、リチウム電池１からの電源供給が開始された時点から所定時間が経過すると、擬似ＣＬＫ信号出力回路３２が放電回路５にワンショットパルスを出力する。すると、制御信号出力部６より放電回路５に対して放電禁止信号が出力されて、放電回路５は放電動作を確実に停止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池にコネクタを介して並列に接続され、外部の制御装置により許可信号パルス，禁止信号パルスが与えられる毎に自身の動作状態が放電許可状態，放電禁止状態に変化することで前記二次電池の放電を制御する放電回路を備えてなる放電装置において、
前記二次電池に接続されることで、当該二次電池からの電源供給が開始された時点から所定時間が経過すると、前記放電回路に禁止信号パルスを出力する信号出力回路を備えたことを特徴とする二次電池の放電装置。
【請求項２】
前記信号出力回路は、前記電源によって充電されるコンデンサの充電時定数に基づき、前記所定時間を決定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の二次電池の放電装置。
【請求項３】
前記信号出力回路は、前記電源供給が開始された時点からカウント動作を開始するカウンタによって、前記所定時間を決定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の二次電池の放電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池にコネクタを介して接続され、外部の制御装置により与えられる信号パルスによって二次電池の放電を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池である例えばリチウム電池は、４Ｖ程度の電圧を発生する単位セルを複数個直列に接続することで所望の電圧を得るように構成して使用する。その場合、各単位セルには、夫々の電圧が等しくなるように充放電を制御する回路が並列に接続される。図３は、例えば、車両に搭載される電源として使用されるリチウム電池について、放電を行う回路部分の構成を示すものである。
【０００３】
この場合、例えば４個のリチウム電池１（単位セル）が直列に接続されており、その直列回路にコネクタ２を介して放電装置３が接続されている。放電装置３は、ＥＣＵ４より与えられる制御信号に基づきリチウム電池１の放電を行うもので、各リチウム電池１に対応して夫々並列に接続される放電回路５を備えている。放電回路５には、制御信号出力部６を介して放電許可信号，放電禁止信号が与えられることで、リチウム電池１の放電を実行，停止する。
【０００４】
ＥＣＵ４は、リチウム電池１に対して以下の制御モードを実行する。
（１）均等化禁止モード        ：放電回路５や、その他の充電回路等が全て動作を
停止するモード
（２）均等化モード            ：一部の単位セルだけ放電させて、各端子電圧を
端子電圧が最低の単位セルに揃えるモード
（３）ブロック放電モード      ：全ての単位セルを放電させるモード
（４）過充電／過放電検出モード：ＩＧ＿ＯＮ中に各単位セルの端子電圧をモニタして
過充電，過放電を検出するモード
以上について、（１）〜（３）は車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ）がＯＦＦの場合に実行するモードであり、（４）はイグニッションスイッチがＯＮの場合に実行するモードである。
【０００５】
ＥＣＵ４は、起動時の初期処理において、放電装置３のＣＬＫ端子にＣＬＫ信号（モノパルス）を出力する。すると、放電装置３は、そのＣＬＫ信号をトリガとして内部の５Ｖ電源制御部７が起動して制御信号出力部６に５Ｖ電源を供給し、放電回路５に放電禁止信号を出力する。それにより、放電回路５は放電停止状態となる。また、（３）のブロック放電モードを実行している状態から、その放電を停止させて（１）均等化禁止モードに移行する場合も、同様の動作となる。
【０００６】
図４は、制御信号出力部６及び５Ｖ電源制御部７の構成を概略的に示すものである。図中のＶ１，Ｖ２は、リチウム電池１の正極，負極に接続される端子である。これらの端子Ｖ１，Ｖ２の間には、バイポーラロジック部１０における抵抗素子１１，１２及びＮＰＮトランジスタ１３の直列回路と、ＰＮＰトランジスタ１４及び抵抗素子１５，１６の直列回路とが接続されている。抵抗素子１１及び１２の共通接続点は、トランジスタ１４のベースに接続されており、抵抗素子１５及び１６の共通接続点は、ＮＰＮトランジスタ１７のベースに接続されている。そのトランジスタ１７は、トランジスタ１３に並列に接続されている。
【０００７】
また、抵抗素子１６には、ＮＰＮトランジスタ１８が並列に接続されており、トランジスタ１８のベースが放電禁止信号（ＲＥＳＥＴ）の入力端子、トランジスタ１３のベースが放電許可信号（ＳＥＴ）の入力端子、トランジスタ１３及び１７のコレクタが、放電回路５に対する信号出力端子となっている。そして、トランジスタ１８のベースには、ＣＭＯＳロジック部１９からの出力信号が与えられる。
【０００８】
ＣＬＫ端子は、ＣＭＯＳロジック部１９の入力端子と、５Ｖ電源制御部７を構成する内部５Ｖ電源回路２０及びカウンタ２１の入力端子とに接続されている。５Ｖ電源回路２０は、ＣＬＫ端子にＣＬＫ信号が与えられるとＣＭＯＳロジック部１９に対して５Ｖ電源の供給を開始する。すると、ＣＭＯＳロジック部１９は、バイポーラロジック部１０に対して放電禁止信号を出力する。
【０００９】
５Ｖ電源回路２０による電源供給動作は、５Ｖ電源ラッチ２２によって保持される。カウンタ２１は、ＣＬＫ信号の立下がりエッジを検出してカウント動作を開始し、２００ｍｓをカウントすると５Ｖ電源ラッチ２２による保持動作を解除する。すると、５Ｖ電源回路２０は、ＣＭＯＳロジック部１９に対する電源供給動作を停止する。また、ＣＭＯＳロジック部１９は、ＣＬＫ信号の立下がりエッジにおいて、バイポーラロジック部１０に対する放電禁止信号の出力を停止する。図５には、（ａ）ＣＬＫ信号，（ｂ）５Ｖ電源，（ｃ）放電禁止信号のタイミングチャートを示す。
即ち、ＣＭＯＳロジック部１９は、ＣＬＫ信号が入力されると一定時間だけ５Ｖ電源が供給されることになり、その間に放電禁止信号の出力を行なうことで、放電装置３における不要な電力消費を極力低減するように構成されている。
【００１０】
ここで、制御信号出力部６の動作を説明する。初期状態で、信号出力端子はハイレベル（Ｖ１）であり、放電回路５が放電を停止している状態からトランジスタ１３のベースに放電許可信号（ハイ）が与えられると、トランジスタ１３がＯＮする。すると、信号出力端子はロウレベル（Ｖ２）に変化して放電回路５はリチウム電池１の放電を開始する（放電許可状態）。
この時、トランジスタ１４もＯＮするので、そのコレクタ電流がトランジスタ１７にベース電流を供給するため、トランジスタ１７もＯＮすることになる。従って、その後は、放電許可信号がインアクティブ（ロウ）となり、トランジスタ１３がＯＦＦしても並列接続されたトランジスタ１７がＯＮし続けるため、放電回路５の放電動作状態は維持される。
【００１１】
上記の状態から、トランジスタ１８のベースに放電禁止信号（ハイ）が与えられると、トランジスタ１８がＯＮする。すると、トランジスタ１７がＯＦＦするので、信号出力端子はハイレベルに変化して放電回路５はリチウム電池１の放電を停止する（放電禁止状態）。すると（１）の「均等化禁止モード」となる。
尚、図３に類似した構成は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００６−２００９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上は、放電装置３が車両に搭載されている状態での通常動作であるが、ここで、放電装置３が、最初に車両に組み付けられるケースを想定する。この時、放電装置３は「均等化禁止モード」になることが望ましいが、放電装置３がリチウム電池１にコネクタ２を介して接続されると、接続の際にチャタリングが発生することでトランジスタ１３がＯＮして、放電回路５が放電動作状態になってしまう場合がある。しかし、組付け作業時には、ＥＣＵ４に対して車両のバッテリ（１３Ｖ）から動作用電源は供給されていないため、ＥＣＵ４が上述したようにＣＬＫ信号を出力することはない。すると、放電回路５の放電動作状態が解消されず、リチウム電池１が放電し続けて電圧が低下してしまうおそれがあった。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コネクタを介して二次電池に接続された場合に放電回路が放電動作状態となっても、その動作状態を確実に解除できる放電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の二次電池の放電装置によれば、信号出力回路は、二次電池にコネクタを介して接続されることで、二次電池からの電源供給が開始された時点から所定時間が経過すると、放電回路に禁止信号パルスを出力する。従って、放電装置を二次電池に対して最初に接続する際に、外部の制御装置が起動されない状態であっても、信号出力回路の作用により放電回路の放電動作を確実に停止させることができ、二次電池の不要な消耗を防止できる。
【００１５】
請求項２記載の二次電池の放電装置によれば、信号出力回路は、電源によって充電されるコンデンサの充電時定数に基づき、禁止信号パルスを出力するまでの所定時間を決定するので、二次電池による電源供給が開始された時点から、回路が安定的に動作するようになる待機時間を充電時定数により適宜設定することができる。
【００１６】
請求項３記載の二次電池の放電装置によれば、信号出力回路は、電源供給が開始された時点からカウント動作を開始するカウンタによって所定時間を決定するので、例えば、コンデンサのようにスペースを要する部品を使用せずとも、カウント値によって所定時間を柔軟に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１を参照して説明する。尚、図３及び図４と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図１（ａ）に、本実施例の放電装置３１の構成を示す。放電装置３１は、従来構成の放電装置３に、擬似ＣＬＫ信号出力回路３２を追加したものである。擬似ＣＬＫ信号出力回路３２は、ワンショットマルチバイブレータ３３，抵抗素子３４並びにコンデンサ３５で構成されている。
【００１８】
抵抗素子３４は、コネクタ２を介して接続される最上段のリチウム電池１（１）の正極と、放電装置３１の外部端子，及びワンショットマルチバイブレータ３３のトリガ信号入力端子との間に接続されており、上記外部端子は、外付けのコンデンサ３５を介してグランドに接続されている。そして、ワンショットマルチバイブレータ３３の出力端子は、放電装置３１のＣＬＫ端子に接続されている。また、抵抗素子３４及びコンデンサ３５による時定数は、例えば１ｓ程度に設定されている（図１（ｂ）参照）。この時間は、放電装置３がコネクタ２を介してリチウム電池１接続されることで電源供給が開始された時点から、内部回路の安定的な動作が可能となるまでの待機時間として設定される。
【００１９】
次に、本実施例の作用について説明する。放電装置３１が、コネクタ２を介してリチウム電池１に接続されると、リチウム電池１の電圧により、コンデンサ３５が抵抗素子３４を介して充電される。そして、約１ｓが経過してコンデンサ３５の充電が完了すると、ワンショットマルチバイブレータ３３は、ＣＬＫ端子にワンショットパルス（禁止信号パルス）を出力する。すると、上記パルスが放電禁止信号として制御信号出力部６並びに５Ｖ電源回路７に入力されるので、放電回路５は確実に放電停止状態となる。
【００２０】
以上のように本実施例によれば、放電装置３１がリチウム電池１にコネクタ２を介して接続されることで、リチウム電池１からの電源供給が開始された時点から所定時間が経過すると、擬似ＣＬＫ信号出力回路３２が放電回路５にワンショットパルスを出力するようにした。従って、ＥＣＵ４が起動されない状態であっても、擬似ＣＬＫ信号出力回路３２の作用により放電回路５の放電動作を確実に停止させることができ、リチウム電池１の不要な消耗を防止できる。
そして、擬似ＣＬＫ信号出力回路３２は、リチウム電池１により供給される電源によって充電されるコンデンサ３５の充電時定数に基づき、ワンショットパルスを出力するまでの所定時間を決定するので、電源供給が開始された時点から、放電回路５や、制御信号出力部６等が安定的に動作するようになる待機時間を充電時定数により適宜設定することができる。
【００２１】
（第２実施例）
図２は、本発明の第２実施例を示すものである。第２実施例の放電装置４１は、第１実施例の擬似ＣＬＫ信号出力回路２２に替えて、擬似ＣＬＫ信号出力回路４２を備えたものである。擬似ＣＬＫ信号出力回路４２は、電圧印加検出部４３とカウンタ４４とで構成されている。電圧印加検出部４３は、最上段のリチウム電池１（１）の正極と、最下段のリチウム電池１（４）の負極との間に接続され、放電装置４１にコネクタ２を介してリチウム電池１が接続されることで、電圧が印加されたことを検出する。尚、必要に応じて、電圧印加検出部４３の内部で検出電圧を分圧する。
【００２２】
また、電圧印加検出部４３は、リチウム電池１が接続されて供給される電源より、カウンタ４４の動作電源ＶCCを生成して供給する。そして、電圧印加検出部４３の検出出力はカウンタ４４に与えられ、カウンタ４４は、その検出出力信号をトリガとして、図示しないクロックパルスに基づきカウント動作を開始する。そして、カウント期間が約１ｓに相当するカウント値に達すると、ＣＬＫ端子にワンショットパルス（禁止信号パルス）を出力して、放電回路５を放電停止状態にする。
【００２３】
以上のように第２実施例によれば、擬似ＣＬＫ信号出力回路４２は、電源供給が開始された時点からカウント動作を開始するカウンタ４４により、放電禁止信号を出力するまでの所定時間を決定するので、第１実施例のコンデンサ２５のように、時定数の値によってはスペースを要する部品を使用せずとも、カウント値によって所定時間を柔軟に設定することができる。
【００２４】
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
二次電池は、リチウム電池に限ることはない、
二次電池の直列接続数は、適宜変更して実施すれば良い。また、単一の二次電池に適用しても良い。
リチウム電池１からの電源供給が開始された時点からの所定時間は、１ｓに限ることなく、放電回路５や、制御信号出力部６等が安定的に動作することが可能となる時間を、個別の設計に応じて適宜設定すれば良い。
【００２５】
放電装置３１をリチウム電池１に接続すると、ＣＭＯＳロジック部１９に対して常時５Ｖ電源が投入されるようにしても良い。その場合、放電禁止信号の出力は、ＣＬＫ信号の立上りエッジを検出したことをトリガとして行なうようにＣＭＯＳロジック部１９を構成すれば良い。
また、必ずしもバイポーラロジック部１０とＣＭＯＳロジック部１９とを分けて構成する必要はなく、何れか一方の種類のトランジスタによって全てのロジックを構成しても良い。
車両に搭載されるものに限らず、二次電池の放電を制御する必要があるものであれば、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例であり、（ａ）は放電装置の構成を示す図、（ｂ）は擬似ＣＬＫ信号出力回路の動作を示すタイミングチャート
【図２】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図３】従来技術を示す図１相当図
【図４】制御信号出力部及び５Ｖ電源制御部の構成を概略的に示す図
【図５】回路動作のタイミングチャート
【符号の説明】
【００２７】
図面中、１はリチウム電池（二次電池）、２はコネクタ、３１は放電装置、３２は擬似ＣＬＫ信号出力回路、３３はワンショットマルチバイブレータ、３４は抵抗素子、３５はコンデンサ、４１は放電装置、４２は擬似ＣＬＫ信号出力回路、４３は電圧印加検出部、４４はカウンタを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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