(57)【要約】【課題】電池パックと充電器との間で故障等による誤った情報の通信が行われるのを防止することのできる充電システムを提供する。【解決手段】電池パック２と充電器３とにそれぞれ通信部４，５を備え、通信部４，５を複数の信号線▲１▼〜▲３▼で接続する。また、信号線▲１▼〜▲３▼を介して充電器３と電池パック２との間で授受される信号の組み合わせのうち、例えば信号線▲１▼，▲２▼にＨ信号、信号線▲３▼にＬ信号を送出する組み合わせが基準電圧異常情報を示すものと予め設定する。これにより、基準電圧異常情報を送出すべく充電器３から信号線▲１▼，▲２▼にＨ信号を送出した場合であっても、電池パック２で信号線▲１▼，▲２▼から受信される信号が一致しないときには、信号線▲１▼，▲２▼のうちＬ信号を送出した方の信号線等に故障が生じていることが検出され、また、従来のように誤って基準電圧異常情報が電池パック３に送出されることが防止される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パック及び前記電池パックを充電する充電器を備え、前記電池パック及び充電器が、複数の信号線により相互に通信可能に接続された通信手段をそれぞれ有する充電システムにおいて、
前記電池パック及び充電器のうち送信側の機器から１の通信情報を示すディジタル信号を所定の複数の信号線それぞれに送出するとともに、
前記所定の複数の信号線を介して前記電池パック及び充電器のうち受信側の機器で受信された複数のディジタル信号がすべて一致するとき、このディジタル信号が前記通信情報を示すものとして設定したことを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記送信側の機器は、複数の信号線全てに同一の一方のディジタル信号を略同時に送出したのち、他方のディジタル信号を略同時に送出し、前記受信側の機器で受信される信号が、前記送信側の機器から送出される複数の信号と一つでも一致しないとき、当該充電システムに故障が発生しているものと判断することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動工具等の電子機器を駆動するエネルギー源としての電池パックと、この電池パックを充電する充電器とを備えた充電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ビデオカメラ等の電子機器を駆動するバッテリパックと、バッテリパックのバッテリセルを充電する充電装置とを備え、バッテリパックと充電装置との間で充電に関する情報を通信するシステムが知られている（例えば、下記特許文献１）。
【０００３】
この種のシステムにおいて、従来では、バッテリパックと充電装置との間で次のように情報の通信を行っていた。
【０００４】
例えば、図３（ａ）は、バッテリパックと充電装置とが複数の信号線（図３（ａ）では３本の信号線▲１▼〜▲３▼）で通信可能に接続されたものを示したものであり、従来では、１つの情報と１本の信号線とを対応付け、１種類の情報を１本の信号線を用いて通信するようにしていた。例えば、基準電圧の異常の有無を信号線▲１▼に割り当て、異常がないときはＬ（ロー）に、異常があるときはＨ（ハイ）に信号線▲１▼の電圧状態を変えることによって基準電圧の異常の有無についての情報を通信していた。
【０００５】
また、図３（ｂ）は、バッテリパックと充電装置とが複数の信号線（図３（ｂ）では８本の信号線▲１▼〜▲８▼）で接続されているとともに、一部の信号線（図３（ｂ）では４本の信号線▲１▼〜▲４▼）が他の全ての信号線（図３（ｂ）では４本の信号線▲５▼〜▲８▼）に接続されており、バッテリパック及び充電装置のいずれか一方から例えば信号線▲１▼にＨ信号を供給し、信号線▲５▼〜▲８▼上の各トランジスタのＯＮ／ＯＦＦを制御することで、信号線▲１▼に対して４種類の情報が通信可能となることから、計１６種類の情報を通信するものを示したものである。
【０００６】
例えば、基準電圧の異常の有無を信号線▲１▼と▲５▼の組み合わせに、バッテリパックの温度の異常の有無を信号線▲１▼と▲６▼の組合せに割り当て、信号線▲１▼にＨ信号を供給した状態で、異常がないときはＬ（ロー）に、異常があるときはＨ（ハイ）に信号線▲５▼上に配設されたトランジスタのベース端子の電圧状態を変えることによって基準電圧の異常の有無についての情報を通信し、信号線▲１▼にＨ信号を供給した状態で、異常がないときはＬ（ロー）に、異常があるときはＨ（ハイ）に信号線▲６▼上に配設されたトランジスタのベース端子の電圧状態を変えることによってバッテリパックの温度異常の有無についての情報を通信していた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２３３１５７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図３（ａ）では、バッテリパックや充電装置に備えられる通信を行うための回路が故障していたり、あるいは通信線が破損していたりすると、信号線に供給される信号、延いては受信側の装置（バッテリパック又は充電装置）が受信する信号がＨ信号（ハイ信号）またはＬ信号（ロー信号）のいずれかに固定される場合がある。
【０００９】
この場合、バッテリパックが満充電になったことを示す信号や、バッテリパックから充電が不可能であることを示す信号等が正しく送出されないこととなる。例えばバッテリパックが満充電の状態となった場合に、この旨を示すＨ信号を電池パックから送出しても、前述の故障等によりバッテリパックで受信される信号がＬ信号に固定されていると、バッテリパックが過充電状態となったり、あるいは電池パックから満充電となっていない場合に、この旨を示すＬ信号が送出されても、前述の故障等によりバッテリパックで受信される信号が、満充電となった旨を示すＨ信号に固定されると、バッテリパックの充電が停止され、充電量が不足したりすることとなる。
【００１０】
また、図３（ｂ）においても、図３（ａ）と同様、前述のような不具合が生じていると、受信側の装置が受信する信号がＨ信号またはＬ信号のいずれかに固定される可能性がある。
【００１１】
例えば、バッテリパックから信号線▲１▼，▲５▼を介して充電装置に或る情報を示す信号を送出する場合に、信号線▲１▼に何らかの故障が発生し、信号線▲１▼を通る信号がＨ信号またはＬ信号の一方に固定されたものとすると、この信号線▲１▼を通る信号により、信号線▲５▼上のトランジスタの動作も固定されることとなるから、信号線▲５▼を通る信号も固定され、その結果、充電装置に送出される信号が固定される。したがって、この場合においても、図３（ａ）と同様の問題が生じることとなる。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電池パックと充電器との間で故障等による誤った情報の通信が行われるのを防止することのできる充電システムを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、電池パック及び前記電池パックを充電する充電器を備え、前記電池パック及び充電器が、複数の信号線により相互に通信可能に接続された通信手段をそれぞれ有する充電システムにおいて、前記電池パック及び充電器のうち送信側の機器から１の通信情報を示すディジタル信号を所定の複数の信号線それぞれに送出するとともに、前記所定の複数の信号線を介して前記電池パック及び充電器のうち受信側の機器で受信された複数のディジタル信号がすべて一致するとき、このディジタル信号が前記通信情報を示すものとして設定したことを特徴とする充電システムである。
【００１４】
この発明によれば、通信線の破損等により前記複数の信号のうち１のディジタル信号でも他の信号と異なると、前記受信側の機器は、これらの信号を無効とするから、電池パックや充電器に備えられる通信を行うための回路が故障するなどの不具合が発生した場合に、従来のように誤った通信が行われるのを防止することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の充電システムにおいて、前記送信側の機器は、複数の信号線全てに同一の一方のディジタル信号を略同時に送出したのち、他方のディジタル信号を略同時に送出し、前記受信側の機器で受信される信号が、前記送信側の機器から送出される複数の信号と一つでも一致しないとき、当該充電システムに故障が発生しているものと判断することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明によれば、送信側の機器が、複数の信号線全てに同一の一方のディジタル信号を略同時に送出したとき、受信側の機器が、前記複数の信号線からその一方のディジタル信号を受信し、かつ、送信側の機器が、前記複数の信号線に他方のディジタル信号を略同時に送出したとき、受信側の機器が、前記複数の信号線からその他方のディジタル信号を受信すると、当該充電システム内に故障が発生していないと判断することができる。
【００１７】
一方、送信側の機器が、複数の信号線全てに同一の一方のディジタル信号を略同時に送出したとき、受信側の機器が、前記複数の信号線からその一方のディジタル信号を受信したとしても、送信側の機器が、前記複数の信号線に他方のディジタル信号を略同時に送出したとき、受信側の機器が、前記複数の信号線からその他方のディジタル信号を受信せず、前記一方のディジタル信号を受信したままの場合には、当該充電システム内に故障が発生していると判断することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、充電システム１の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、充電システム１は、ニッカド電池やニッケル水素電池などの蓄電池を備える電池パック２と、この電池パック２の蓄電池を充電する充電器３とを備え、電池パック２が充電器３にセットされると、電池パック２と充電器３とは、充電電流を供給するための送電線Ｌ１で接続されるとともに、例えば残容量などの情報を通信するための通信線Ｌ２で通信可能に接続されている。電池パック２は、モータや電気回路などの負荷を搭載する図略の電子機器に着脱可能とされている。
【００２１】
充電器３により電池パック２の蓄電池を充電する構成の詳細な説明や図示は省略するが、電池パック２には、該電池パック２が電子機器に装着されたときに蓄電池から放電される電流の大きさを検出する回路、該電池パック２が充電器３にセットされたときに蓄電池に充電される電流の大きさを検出する回路、蓄電池の残容量を検出する回路、蓄電池の温度を検出する回路等が備えられている。また、充電器３には、電池パック２の蓄電池を充電する回路、蓄電池に供給する電流の異常を検出する回路等が備えられている。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態の充電システム１は、電池パック２と充電器３とにそれぞれディジタル信号を用いた通信を行うための回路からなる通信部４，５が備えられ、これらの通信部４，５が複数の信号線（図２においては３本の信号線▲１▼〜▲３▼）と、通信用アース線（通信用ＧＮＤ）とで接続されている。
【００２３】
充電器３及び電池パック２に備えられる前述の各種回路を用いて、充電器３から電池パック２には、例えば電池パック２の蓄電池を充電すべく該蓄電池に印加する電圧（基準電圧）に異常が生じたことを示す基準電圧異常情報、蓄電池に供給する電流に異常が生じたことを示す出力電流制御異常信号等の信号が送出される一方、電池パック２から充電器３には、例えば電池パック２の温度が閾値より高くなったことを示す高温異常情報、電池パック２の温度が閾値より低くなったことを示す低温異常情報等の情報が送出される。
【００２４】
その際、本実施形態においては、これらの情報を、各情報ごとに複数の信号線を用いて通信するようにしている。
【００２５】
すなわち、例えば、図２に示すように、充電システム１が３本の信号線▲１▼〜▲３▼を備える場合、これらの信号線▲１▼〜▲３▼を介して充電器３と電池パック２との間で授受される信号の組み合わせは８通り存在する。本実施形態では、このいずれかの信号の組み合わせを、例えば充電器３から電池パック２に送出される前述の基準電圧異常情報に対応させる場合に、充電器３から送出される複数の信号がＨ信号となる組み合わせを基準電圧異常情報に対応させる。例えば、信号線▲１▼，▲２▼にＨ信号を、信号線▲３▼にＬ信号を送出する組み合わせが基準電圧異常情報を示すものと予め設定する。
【００２６】
すなわち、充電器３から信号線▲１▼，▲２▼にＨ信号が、信号線▲３▼にＬ信号がそれぞれ送出され、電池パック２が信号線▲１▼，▲２▼からＨ信号を、信号線▲３▼からＬ信号をそれぞれ受信したとき、基準電圧異常情報を受信したこととなる。
【００２７】
同様に、信号線▲１▼，▲３▼にＨ信号を、信号線▲２▼にＬ信号を送出する組み合わせが高温異常情報を示すものと予め設定する。この場合、充電器３から信号線▲１▼，▲３▼にＨ信号が、信号線▲２▼にＬ信号がそれぞれ送出され、電池パック２が信号線▲１▼，▲３▼からＨ信号を、信号線▲２▼からＬ信号をそれぞれ受信したとき、高温異常情報を受信したこととなる。
【００２８】
このように、複数の信号線▲１▼〜▲３▼のうち２以上の信号線を介して送出される信号がＨ信号となる組合せを特定の情報に対応させるようにすることで、送信側の機器から所定の通信情報を送出すべくその２の信号線に同一の信号を送出した場合であっても、受信側の機器でこの２の信号線を介して受信される信号が一致しないときには、Ｌ信号を送出した方の信号線または送信側の機器の通信部に故障や破損が生じていることを検出することができる。
【００２９】
また、従来のように、このような破損等により送信側の機器から受信側の機器に送出される信号が固定されることで、例えば充電器３から電池パック２に向けて基準電圧異常信号を送出していないにも拘らず、電池パック２でこの基準電圧異常信号が受信され、誤ってその旨が報知されるなどの問題が発生するのを防止することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、送信側の機器から信号線▲１▼〜▲３▼に同種の信号（Ｈ信号またはＬ信号）を送出する組み合わせを、該信号線▲１▼〜▲３▼すべての故障等が生じているか否かの確認を行うためのものとして利用している。
【００３１】
まず、充電器３から信号線▲１▼〜▲３▼全てに略同時にＬ信号を所定時間（例えば１秒）送出した後、その信号を略同時にＨ信号に切り換える。このとき、電池パック２が、充電器３からＬ信号が送出されている間、複数の信号線▲１▼〜▲３▼からＬ信号を受信し、かつ、充電器３から送出される信号がＨ信号に切換えられると、これに伴って信号線▲１▼〜▲３▼からＨ信号を受信した場合、当該充電システム１、特に、充電器３の通信部５における送信部、信号線▲１▼〜▲３▼及び電池パック２の通信部４における受信部のいずれにも故障が発生していないと判断することができる。
【００３２】
一方、充電器３から送出される信号がＬ信号からＨ信号に切換えられても、信号線▲１▼〜▲３▼からＨ信号を受信せず、Ｌ信号を受信したままの状態である場合には、信号線▲１▼〜▲３▼すべてに断線や破損が生じているか、あるいは信号線▲１▼〜▲３▼に信号を送出する充電器３の通信部５における送信部、及び信号線▲１▼〜▲３▼から信号を受信する電池パック２の通信部４における受信部の少なくともいずれかに故障が発生していると判断することができる。
【００３３】
次に、電池パック２から信号線▲１▼〜▲３▼全てに略同時にＬ信号を所定時間（例えば１秒）送出した後、その信号を略同時にＨ信号に切り換える。このとき、充電器３が、電池パック２からＬ信号が送出されている間、複数の信号線▲１▼〜▲３▼からＬ信号を受信し、かつ、電池パック２から送出される信号がＨ信号に切換えられると、これに伴って信号線▲１▼〜▲３▼からＨ信号を受信した場合、当該充電システム１、特に、電池パック２の通信部４における送信部、信号線▲１▼〜▲３▼及び充電器３の通信部５における受信部のいずれにも故障が発生していないと判断することができる。
【００３４】
一方、電池パック２が、信号線▲１▼〜▲３▼全てにＬ信号を略同時に送出したとき、充電器３が、信号線▲１▼〜▲３▼からＬ信号を受信し、電池パック２から送出される信号がＨ信号に切換えられても、信号線▲１▼〜▲３▼からＨ信号を受信せず、Ｌ信号を受信したままの状態である場合には、信号線▲１▼〜▲３▼すべてに断線や破損が生じているか、あるいは信号線▲１▼〜▲３▼に信号を送出する電池パック２の通信部４における送信部、及び信号線▲１▼〜▲３▼から信号を受信する充電器３の通信部５における受信部の少なくともいずれかに故障が発生していると判断することができる。
【００３５】
このように、同種の信号（Ｈ信号またはＬ信号）を信号線▲１▼〜▲３▼に略同時に送出したのちその信号を切換えた場合に、受信側の機器で信号線▲１▼〜▲３▼から受信する信号の状態により、充電システム１内の故障や破損等を検出することができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、次の変形形態（１），（２）が採用可能である。
【００３７】
（１）上記実施形態では、電池パック２と充電器３とを通信可能に接続する信号線の数を３本としたが、これに限られず、１種類の情報につき２以上の信号線を用いてその情報を通信するとともに、複数の信号が一致する組み合わせを所定の情報に対応させるようにすればよい。
【００３８】
（２）前述した故障の検出は、所定の周期で行うようにするとよい。また、故障を検出したときには、ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）等の表示部を有する場合、この表示部で表示したり、音声を出力する音声出力部を有する場合、この音声出力部により警報を鳴動させるなどして報知するとよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、電池パックや充電器に備えられる通信を行うための回路が故障するなどの不具合が発生した場合に、従来のように誤った通信が行われるのを防止することができる。
【００４０】
請求項２に記載の発明によれば、充電システムの故障や破損等の有無を確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】充電システムの構成を示す図である。
【図２】充電器と電池パックとの間で授受される信号の組み合わせを示す図である。
【図３】従来の充電システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１    充電システム
２    電池パック
３    充電器
４、５  通信部
【図１】
2005020822.tif 000003
【図２】
2005020822.tif 000004
【図３】
2005020822.tif 000005