(57)【要約】  充電装置と少なくとも１つの充電式バッテリとを備え、前記少なくとも１つの充電式バッテリが電力を受け取って貯蔵するために充電装置に接続することができるシステムに於ける充電量を判定するための方法。この方法は第１の時刻に、少なくとも１つの充電式バッテリの充電の第１の充電量を検出する工程と、第１の時刻と第２の時刻との間に、少なくとも１つの充電式バッテリを充電するために、充電装置から少なくとも１つの充電式バッテリに流れる電流の電流値を検出する工程と、第１の時刻と第２の時刻の間の検出された電流値に基づいて第２の充電量を決定する工程と、第２の時刻で充電式バッテリの第３の充電量を判定するために、第１の充電量を第２の充電量に加算する工程を備える。さらにこの方法を実施するための、充電式バッテリ、充電装置、そして少なくとも１つの充電式バッテリと充電装置とを備えたシステムにも関する。【選択図】図１
2020532264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電装置（１）と少なくとも１つの充電式バッテリ（１２）を備え、前記少なくとも１つの充電式バッテリ（１２）が電力を受け取って貯蔵するために前記充電装置（１）に接続することができるシステムに於ける充電量を判定する方法であって、
第１の時刻（ｔ１）に、前記少なくとも１つの充電式バッテリ（１２）の充電の第１の充電量を検出する工程と、
前記第１の時刻（ｔ１）と第２の時刻（ｔ２）との間に前記少なくとも１つの充電式バッテリ（１２）を充電するために、前記充電装置（１）から前記少なくとも１つの充電式バッテリ（１２）に流れる電流の電流値を検出する工程と、
前記第１の時刻（ｔ１）と前記第２の時刻（ｔ２）との間の前記検出された電流値に基づいて第２の充電量を決定する工程と、
前記第２の時刻（ｔ２）で前記充電式バッテリ（１２）の第３の充電量を判定するために、前記第１の充電量から前記第２の充電量を加算する工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法を実施するための、充電装置（１）に接続可能な充電式バッテリ（１２）であって、前記充電式バッテリ（１２）の充電の第１の充電量を検出するための充電量測定装置（１５）を有すること、を特徴とする充電式バッテリ。
【請求項３】
請求項１に記載の方法を実施するための、前記充電式バッテリ（１２）に接続可能な充電装置（１）であって、前記少なくとも１つの前記充電式バッテリ（１２）を充電するために前記充電装置（１）から前記少なくとも１つの前記充電式バッテリ（１２）に流れる前記充電装置（１）の電流の電流値を検出するための電流測定装置（２０）と、第１の時刻（ｔ１）と第２の時刻（ｔ２）との間の前記検出された電流値に基づき、前記第２の充電量を決定するためのプロセッサ（２１）を有すること、を特徴とする前記充電装置。
【請求項４】
請求項１に記載の方法を実施するための、前記少なくとも１つの充電式バッテリ（１２）と前記充電装置（１）とを備えたシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電装置及び少なくとも１つの再充電可能な充電式バッテリを備え、少なくとも１つの充電式バッテリが電力を受け取りそして貯蔵するために充電装置に接続することができるシステムに於ける充電量を判定するための方法に関する。
【０００２】
本発明は、この方法を実施するための充電式バッテリ及び充電装置にも関する。本発明は、この方法を実施するための少なくとも１つの充電式バッテリと充電装置とを備えたシステムにも関する。
【背景技術】
【０００３】
コードレス電動工具は、電力を供給するための再充電可能な充電式バッテリにより動作することができる。コードレス電動工具は、例えば、充電式バッテリ駆動のねじ締め機、ハンマードリル等でもよい。
【０００４】
充電式バッテリは、通常、電気エネルギーすなわち充電用の多くの蓄電セル又はエネルギー貯蔵セルを備える。最新の充電式バッテリは、蓄電セルに電気エネルギーを充電するか、又は電気エネルギーを蓄電セルから取り出すといった、蓄電セルの充電若しくは放電プロセスを制御する目的で、コントローラ又は電子制御システムを有する。蓄電セルは充電式バッテリセルとも呼ばれる。
【０００５】
通常、経済性の観点から、先行技術の充電式バッテリは、その充電式バッテリの現状の充電状態、すなわち蓄積されたエネルギー量の状態を随時確実且つ正確に表示する装置を備えてはいない。
【０００６】
しかし、現状の充電状態、すなわち充電式バッテリにすでに蓄積されているエネルギー量を可能な限り正確に検出することにより、充電プロセス、特に充電式バッテリが特定の充電状態に到達した時間をより適切に判断することができる。
【０００７】
さらに、現状の充電状態、すなわち充電式バッテリにすでに蓄積されているエネルギー量を可能な限り正確に検出することにより、充電装置がこの充電式バッテリに電気エネルギーを充電して特定の充電状態にするまでにどれだけの時間がかかるかをより適切に評価することができる。
【０００８】
先行技術によれば、現状の、すなわち実際の充電状態（すなわち、充電式バッテリにすでに蓄積された充電量又はエネルギー量）の判定は、充電式バッテリの無負荷電圧を測定することによりすでに可能である。しかし、この測定は、充電装置から充電式バッテリに電流が流れない状態でのみ可能である。充電プロセスの自動中断は、例えば充電式バッテリ及び／又は充電装置が充電プロセス中に熱くなりすぎた場合に、発生し得る。そのような場合、その充電プロセスは、充電式バッテリ又は充電装置が再び十分に冷却されるまで安全に再開することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そのため、本発明の目的は、充電装置及び少なくとも１つの充電式バッテリを備えたシステムであって、その少なくとも１つの充電式バッテリが電力を受け取って貯蔵するために充電装置に接続することができるシステムに於ける充電量を判定するための方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、前述の課題を解決することができる方法を実施するための、充電式バッテリ、電動工具、及び少なくとも１つの充電式バッテリと充電装置とを備えたシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立項１、２、３、及び４の要旨に係る発明により達成される。
【００１１】
この目的は特に、電動工具と少なくとも１つの充電式バッテリとを備え、この少なくとも１つの充電式バッテリは電動工具に電力を供給するために使用されるシステムに於ける充電量を判定する方法により達成される。
【００１２】
本発明において、この方法は、
第１の時刻に、少なくとも１つの充電式バッテリの充電の第１の充電量を検出する工程と、
第１の時刻と第２の時刻との間に、少なくとも１つの充電式バッテリを充電するために、その充電装置から少なくとも１つのその充電式バッテリに流れる電流の電流値を検出する工程と、
第１の時刻と第２の時刻との間の検出された電流値に基づいて第２の充電量を決定する工程と、
第２の時刻で充電式バッテリの第３の充電量を判定するために、第１の充電量から第２の充電量を加算する工程と、
を備える。
【００１３】
それにより、特に第３の充電量を判定することにより、充電式バッテリの現状又は実際の充電状態を確実に判定することが、たとえ充電式バッテリの充電プロセス中でも、すなわち、充電装置から充電式バッテリに電流が流れている場合であっても、可能である。従って、充電プロセス中の任意の時点で、以後の仕事のために充電式バッテリになおも蓄積されているエネルギーすなわち充電量の正確な判断又は特定の充電状態に達するまでの時間の判断が可能である。
【００１４】
本発明の優位性のある態様では、少なくとも１つの充電式バッテリの充電の第１の充電量を不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に保存することも可能である。
【００１５】
第１の時刻と第２の時刻との間の期間は、第１の時間間隔と呼ぶこともできる。第２の時刻と第３の時刻との間の期間は、第２の時間間隔と呼ぶこともできる。
【００１６】
本発明の目的は、充電装置への接続が可能で、この方法を実施するように構成された充電式バッテリによっても達成される。この充電式バッテリは、充電式バッテリ内の充電の第１の充電量を検出するための充電量測定装置を備え得る。
【００１７】
本発明の目的は、充電式バッテリへの接続が可能な、この方法を実施するための充電装置によっても達成される。この充電装置は、充電式バッテリを充電するために、充電装置から少なくとも１つの充電式バッテリに流れる電流の電流値を検出するための電流測定装置を備え得る。充電装置は、第１の時刻と第２の時刻との間に検出された電流値に基づいて第２の充電量を判定するためのプロセッサをさらに備え得る。
【００１８】
加えて、本発明の目的は、この方法を実施するための、少なくとも１つの充電式バッテリと充電装置とを備えたシステムによって達成される。
【００１９】
本発明のさらなる効果は、以下の図面の記載から見出すことができる。図面は、本発明の様々な模範的実施例を示す。図面、発明の詳細の説明、及び請求の範囲は、様々な機能を組み合わせて記載されている。当業者は、それぞれの技術的特徴を考慮し、さらなる有意義な組み合わせを実現するであろう。
【００２０】
図面は以下の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】接続された本発明に係る充電式バッテリを備えた、本発明に係る充電装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明の充電装置１を、本発明の充電式バッテリ１２と共に示す。再充電可能な充電式バッテリ１２は、この充電式バッテリ１２を電気エネルギーで充電する充電プロセス用の充電装置１に取り外し可能に接続されている。
【００２３】
充電装置１は、例えば充電器として構成されており、実質的にハウジング２と電源ケーブルとを備える。電源ケーブルは、充電装置１をグリッド電源（電源出力端とも呼ばれる）に接続し、電流をグリッド電源から充電装置１に流すために使用される。グリッド電源は図示されていない。
【００２４】
本発明の１つの実施例では、充電式バッテリ１２は、電動工具１に電気エネルギーすなわち電流を供給するために使用される。このために、充電式バッテリ１２は充電装置１から切断され、電動工具に接続される。電動工具は、例えば、充電式バッテリ駆動のねじ締め機、電動ドリル、ノコギリ等でよい。これらの電動工具は図示されていない。
【００２５】
この充電式バッテリ１２は、実質的に内部に多数のエネルギー貯蔵セル１３（充電式バッテリセルとも呼ばれる）を備え、コントローラ１４をさらに備える。エネルギー貯蔵セル１３とコントローラ１４とは互いに接続されている。電気エネルギーすなわち充電電力は、エネルギー貯蔵セル１３によって蓄積することができる。
【００２６】
次に、充電式バッテリ１２のコントローラ１４は、充電量測定装置１５を備える。充電量測定装置１５は、エネルギー貯蔵セル１３に蓄積された充電電力の第１の充電量を検出するために使用される。この第１の充電量は、特定の時刻においてエネルギー貯蔵セル１３で利用可能な電力に等しい。
【００２７】
各エネルギー貯蔵セル１３は、上部セルホルダ１６及び下部セルホルダ１７によってコントローラ１４に機械的及び電気的に接続されており、電気エネルギーすなわち電流を各エネルギー貯蔵セル１３からコントローラ１４に流すことができる。コントローラ１４が備える充電量測定装置１５は、時間間隔をもって、すなわち特定の時刻の間隔で、エネルギー貯蔵セル１３に蓄積されている充電量を測定する。測定された充電量の値は、不揮発性メモリ３０に保存される。
【００２８】
制御装置１８は、充電装置１のハウジング２内に配置されている。この制御装置１８は、充電式バッテリ１２のコントローラ１４に、対応するライン１９経由で接続されている。このライン１９は、信号を伝送するために、すなわち通信回線として、及び電流を伝送するために使用される。
【００２９】
この制御装置１８は電流測定装置２０とプロセッサ２１とをさらに備える。
【００３０】
電流測定装置２０は、充電装置１から充電式バッテリ１２の各エネルギー貯蔵セル１３に流れる電流の電流値を検出するために使用される。電流は、充電式バッテリ１２を充電するために、充電装置１からエネルギー貯蔵セル１３に流れる。充電式バッテリ１２を充電するために、電気エネルギーすなわち電力がエネルギー貯蔵セル１３に貯蔵される。この電流値の検出又は測定は、特定の時間長又は特定の時間間隔で、第１の時刻ｔ１と第２の時刻ｔ２との間で行われる。
【００３１】
本発明の方法を実施するために、充電式バッテリ１２は、充電装置１に矢印方向Ａで配置される。充電式バッテリ１２と充電装置１とはそれぞれ、このために相互に嵌合するインターフェースを備え、充電式バッテリ１２と充電装置１とは、機械的、電気的及び電子的に互いに接続される。充電式バッテリ１２及び充電装置１の各インターフェースは図示されていない。充電式バッテリ１２を矢印方向Ｂに移動させて、充電式バッテリ１２を充電装置１から再び切り離す。
【００３２】
エネルギー貯蔵セル１３の現状の充電量Ｑ（ｔ１）が、特定の第１の時刻ｔ１で最初に検出される。充電式バッテリ１２の充電量測定装置１５は、充電量Ｑ（ｔ１）の検出又は測定に使用される。現状の充電量Ｑ（ｔ１）の値は、メモリ３０に保存される。この場合、複数の充電量の値もメモリ３０に系統的に保存することができる。充電式バッテリ１２のコントローラ１４は、現状の充電量Ｑ（ｔ１）の値をライン１９経由で電動工具１の制御装置１８に送信する。
【００３３】
充電式バッテリ１２が充電プロセスのために充電装置１に接続されている場合、充電電力すなわち電流が充電装置１から制御装置１８、ライン１９、コントローラ１４経由で充電式バッテリ１２のエネルギー貯蔵セル１３に流れる。
【００３４】
制御装置１８の電流測定装置２０は、第１の時間間隔、すなわち、第１の時刻ｔ１と第２の時刻ｔ２との間に、充電装置１からエネルギー貯蔵セル１３に流れる電流の量を検出する。
【００３５】
式は以下の通り、
【数１】
2020532264.tif 000003
【数２】
2020532264.tif 000004
ここで、
Ｑ（ｔ３）＝第３の時刻ｔ３におけるエネルギー貯蔵セル１３の総充電量
Ｑ（ｔ１）＝第１の時刻におけるエネルギー貯蔵セル１３の現状の充電量
Ｉ＝電流（アンペア：Ａ又はｍＡ）
ｔ＝時間
ｔ１−ｔ２＝第１の時刻と第２の時刻との間の時間間隔
【００３６】
プロセッサ２１は、充電プロセス用に充電装置１から充電式バッテリ１２に流れる電流の時間間隔、すなわち、第１の時刻ｔ１と第２の時刻ｔ２の間の積分として充電量を決定する。
【００３７】
充電量の決定は、時間に対する電流の積分が、本体に流入又は本体を通過した電力量を表すという事実に基づく。
【００３８】
制御装置１８は、ライン１９を介して充電式バッテリ１２のコントローラ１４に、充電装置１で判定された充電量の値（すなわち、流れた電流の時間に対する積分）を送信する。充電式バッテリ１２のコントローラ１４では、決定された充電量の値が、検出された充電量Ｑ（ｔ１）に加えられ、それにより、第３の時刻ｔ３でエネルギー貯蔵セル１３にすでに実際に蓄積されている充電量Ｑ（ｔ３）を判定する。換言すると、充電式バッテリ１２で判定された充電量Ｑ（ｔ１）と充電装置１で計算された充電量とから総充電量Ｑ（ｔ３）が得られる。
【００３９】
時刻ｔ３の時点ですでに利用可能な判定済み充電量Ｑ（ｔ３）は、充電式バッテリ１２上の表示装置４０に表示することができる。従って、電動工具のユーザーは、充電式バッテリ１２から実際にどれだけの電気エネルギーがなおも利用可能であるかを知らされることとなる。
【００４０】
さらなる実施例（図示されていない）において、時刻ｔ３の時点でも充電式バッテリ１２でなおも利用可能な判定済み充電量Ｑ（ｔ３）を表示するための表示装置４０を充電装置１に配置することもできる。
【００４１】
加えて、さらなる実施例（図示されていない）において、時刻ｔ３の時点でもエネルギー貯蔵セル１３でなおも利用可能な判定済み充電量Ｑ（ｔ３）の表示は、ワイヤレス接続によって外部表示装置に送信される。例えば、このような外部表示装置は、拡張現実眼鏡、スマートフォン等でよい。
【図１】
2020532264.tif 000005
【国際調査報告】
2020532264.tif 000006
2020532264.tif 000007
2020532264.tif 000008
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