[go: up one dir, main page]

WO2025109941A1 - 電気機器 - Google Patents

電気機器 Download PDF

Info

Publication number
WO2025109941A1
WO2025109941A1 PCT/JP2024/038048 JP2024038048W WO2025109941A1 WO 2025109941 A1 WO2025109941 A1 WO 2025109941A1 JP 2024038048 W JP2024038048 W JP 2024038048W WO 2025109941 A1 WO2025109941 A1 WO 2025109941A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrical device
control unit
abnormality
unit
energy saving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/038048
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
聡史 山口
浩之 塙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Koki Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koki Holdings Co Ltd filed Critical Koki Holdings Co Ltd
Publication of WO2025109941A1 publication Critical patent/WO2025109941A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to electrical equipment.
  • Patent Document 1 It is known that in an electrical device having an electrical device main body driven by a battery pack, when a certain condition is met, the device will switch from a normal operating mode to a power consumption reduction mode (energy saving mode) in order to reduce the power consumption of the battery pack (Patent Document 1).
  • a technology is known that stores the usage history of the electrical device when it is in use and diagnoses faults based on the usage history (Patent Document 2).
  • the battery pack When the electrical device itself is not in operation, if a malfunction of the electrical device itself prevents the electrical device itself from switching to energy saving mode properly, or if the electrical device itself switches to energy saving mode properly but some kind of malfunction occurs that causes a large current consumption, the battery pack will continue to consume power and may become over-discharged.
  • the main body of the electrical device may operate normally if another battery pack is connected, making it difficult for the user to notice the abnormality in the main body of the electrical device. Furthermore, when a user determines that the battery pack is faulty and requests that the battery pack be repaired or replaced, it may be difficult for the manufacturer or service provider (hereinafter "manufacturer, etc.") to find the abnormality in the main body of the electrical device that is causing the battery pack failure.
  • manufacturer or service provider hereinafter “manufacturer, etc.
  • the present invention aims to solve at least one of the following problems 1 and 2.
  • Problem 1 To provide an electrical device that can detect or notify an abnormality in the electrical device body even when the electrical device body is not in operation.
  • Problem 2 To provide an electrical device that makes it easy for a user to notice an abnormality in the electrical device body and/or makes it easy for manufacturers, etc. to understand the cause of the abnormality.
  • the present invention may be expressed as an "electric working machine” or “electric tool”, etc., and such expressions are also valid aspects of the present invention.
  • the present invention can solve at least one of the above problems 1 and 2.
  • FIG. 11 is a circuit block diagram of a system including an electric device 5 and an external device 50 according to first and second modified examples of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a circuit block diagram of a system including an electric device 5 and an external device 50 according to a third modified example of the embodiment of the present invention.
  • This embodiment relates to an electrical device 5 having an electrical device main body 10, and a system consisting of the electrical device 5 and an external device 50.
  • the electrical device main body 10 has a battery pack 30 removably attached thereto, and is driven by the power of the battery pack 30.
  • the positive terminals (+ terminals), negative terminals (- terminals), and communication terminals (LS terminal and T terminal) of the electrical device main body 10 and the battery pack 30 are connected to each other.
  • the battery pack 30 has a battery cell 31, a resistor 32, a power supply unit 33, a cell voltage detection unit 34, a current detection unit 35, a cell temperature detection unit 36, a control unit 37, a memory unit 38, a display unit 39, an operation unit 40, and a wireless communication unit 41.
  • the battery cell 31 is provided between the positive and negative terminals of the battery pack 30.
  • the resistor 32 is provided in the discharge path of the battery cell 31.
  • the power supply unit 33 converts the output voltage of the battery cell 31 into a power supply voltage for the control unit 37 and other devices, and supplies it to the control unit 37 and other devices.
  • the cell voltage detection unit 34 detects the voltage of each cell that constitutes the battery cell 31 and transmits it to the control unit 37.
  • the current detection unit 35 detects the discharge current of the battery cell 31 based on the voltage of the resistor 32, and transmits it to the control unit 37.
  • the cell temperature detection unit 36 includes a temperature detection element such as a thermistor, and detects the temperature of the battery cell 31 and transmits it to the control unit 37.
  • the display unit 39 includes a light-emitting element such as an LED, and displays the remaining capacity of the battery pack 30 and the on/off state of the wireless communication function by the wireless communication unit 41 under the control of the control unit 37.
  • the operation unit 40 is a switch that allows the user to switch the wireless communication function on and off and instruct the control unit 37 to start displaying on the display unit 39.
  • the wireless communication unit 41 performs short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) and communicates wirelessly with the external device 50.
  • the battery pack 30 is a battery pack with a wireless communication function.
  • the control unit 37 includes a microcontroller and the like, and controls the overall operation of the battery pack 30.
  • the control unit 37 communicates (wired communication) with the control unit 20 of the electrical device main body 10 via communication terminals (LS terminal and T terminal).
  • the control unit 37 includes a storage unit 38 that is a non-volatile memory.
  • the storage unit 38 may be built into the control unit 37, or may be separate from the control unit 37.
  • the storage unit 38 stores abnormality information, which will be described later.
  • the external device 50 is a mobile device such as a smartphone or tablet terminal of a user or manufacturer, or a computer such as a personal computer.
  • a management application (hereinafter referred to as a "management app") that manages the electrical device main body 10 and the battery pack 30 is installed in the external device 50.
  • the specifications of the user's management app and the manufacturer's management app may be different.
  • the external device 50 may be capable of wired connection and wired communication with the battery pack 30 and the electrical device main body 10 via an adapter or the like.
  • the external device 50 has an operation unit 51, a display unit 52, a control unit 53, and a wireless communication unit 54. If the display unit 52 is a touch panel, the display unit 52 also functions as the operation unit 51.
  • the wireless communication unit 54 executes short-range wireless communication such as Bluetooth (registered trademark) and wirelessly communicates with the battery pack 30 (wireless communication unit 41).
  • the wireless communication unit 54 can receive abnormality information from the battery pack 30, which will be described later.
  • the wireless communication unit 54 also has a communication function using a wireless LAN and a mobile communication function such as 4G.
  • the control unit 53 includes a CPU, memory, etc., and controls the overall operation of the external device 50.
  • the electrical device main body 10 has a motor 11, a trigger switch 12, a switching element 13, a resistor 14, a power supply unit 15, an operation unit 16, a battery voltage detection unit 17, a switch state detection unit 18, a current detection unit 19, a control unit 20, and a display unit 22.
  • a motor 11, a trigger switch 12, a switching element 13, and a resistor 14 are connected in series between the positive and negative terminals of the electrical device main body 10.
  • the motor 11 is a drive unit that is driven by power from the battery pack 30.
  • the trigger switch 12 is a mechanical switch that is provided in the current path of the motor 11 and is switched on and off by the user operating a trigger (operation unit) not shown.
  • the switching element 13 is an FET or IGBT that is provided in the current path of the motor 11 and is switched on and off by the control unit 20.
  • the resistor 14 is provided in the current path of the motor 11. Note that multiple switching elements 13 may be provided to configure an inverter circuit.
  • the power supply unit 15 converts the supply voltage from the battery pack 30 into a power supply voltage for the control unit 20, etc., and supplies it to the control unit 20, etc.
  • the operation unit 16 is an operation unit separate from the trigger. When the user operates the operation unit 16, a signal is sent to the control unit 20 and an activation signal is sent to the power supply unit 15.
  • the operation of the operation unit 16 may be a necessary condition for the control unit 20 to allow the motor 11 to be driven.
  • the operation unit 16 is, for example, a lock-off button in a chainsaw, or a push lever that is pressed against the target material in a nail gun. Chainsaws are generally structured so that the trigger cannot be pulled unless the lock-off button is operated. Also, nail guns are generally structured so that a nail will not be fired even if the trigger is operated unless the push lever is pressed against the target material.
  • the battery voltage detection unit 17 detects the output voltage of the battery pack 30 (hereinafter referred to as "battery voltage") and transmits it to the control unit 20.
  • the switch state detection unit 18 detects the on/off state of the trigger switch 12, i.e., the trigger operation, and transmits it to the control unit 20.
  • the trigger switch 12 may be configured to omit the mechanical switch in the current path of the motor 11 and transmit only the trigger operation to the control unit 20 via the switch state detection unit 18.
  • the current detection unit 19 detects the current flowing through the motor 11 based on the voltage of the resistor 14 and transmits it to the control unit 20.
  • the display unit 22 includes a light-emitting unit such as an LED, and displays the operation mode of the electrical device main body 10 according to the control of the control unit 20.
  • the display unit 22 is also used for anomaly notification, which will be described later. The user can switch the operation mode by operating a mode change switch (not shown).
  • the control unit 20 includes a microcontroller and controls the overall operation of the electrical device main body 10.
  • the power supply unit 15 When the power supply unit 15 is started by turning on the trigger switch 12 or operating the operation unit 16, the power supply voltage is input from the power supply unit 15 to the control unit 20, and the control unit 20 is started.
  • the control unit 20 When the control unit 20 is started, it transmits a maintenance signal to the power supply unit 15. Therefore, even if the start signal from the operation unit 16 or the switch state detection unit 18 disappears, the power supply unit 15 maintains the started state and the control unit 20 also maintains the started state.
  • the control unit 20 turns on the switching element 13 and drives the motor 11.
  • the control unit 20 communicates (wired communication) with the control unit 37 of the battery pack 30 via the communication terminals (LS terminal and T terminal).
  • the control unit 20 includes a memory unit 21, which is a non-volatile memory.
  • the memory unit 21 may be built into the control unit 20 or may be separate from the control unit 20.
  • the memory unit 21 stores the abnormality information described below.
  • the control unit 20 has a plurality of modes including a normal mode and an energy saving mode.
  • the energy saving mode is a mode (power saving mode) that reduces power consumption compared to the normal mode.
  • the energy saving mode is a mode in which the power supply is shut down. Specifically, if the trigger operation or the operation of the operation unit 16 is not performed for a predetermined time, the control unit 20 stops the maintenance signal to the power supply unit 15, cuts off the supply of power from the power supply unit 15 to the control unit 20, and shuts down.
  • the energy saving mode may be, for example, a sleep state in which the control unit 20 maintains the supply of power from the power supply unit 15 to the control unit 20.
  • the fact that the trigger operation or the operation of the operation unit 16 is not performed for a predetermined time corresponds to satisfying a predetermined condition.
  • the control unit 20 detects an abnormality in the electrical device main body 10 when the motor 11 is stopped, i.e., when the electrical device main body 10 is not being driven (hereinafter, "non-driven state abnormality"), stores abnormality information (hereinafter, “non-driven state abnormality information”), which is information related to the non-driven state abnormality, in the memory unit 21, and transmits the non-driven state abnormality information to the control unit 37 of the battery pack 30.
  • the control unit 37 stores the received abnormality information in the memory unit 38.
  • Non-driven state abnormalities can be difficult to discover by simply checking the usage history, and there is a possibility that appropriate measures cannot be taken against the non-driven state abnormality.
  • This embodiment detects and stores non-driven state abnormalities, making it easier for users, manufacturers, etc. to notice abnormalities in the electrical device main body 10.
  • the following abnormalities are detected and stored as examples of non-driving state abnormalities: First abnormality: An abnormality (malfunction) in which the control unit 20 cannot transition from normal mode to energy saving mode. Second abnormality: An abnormality (malfunction) in which the power consumption of the electrical device main body 10 does not decrease (power consumption is high) even after the control unit 20 transitions from normal mode to energy saving mode. Third abnormality: An abnormality (malfunction) in which the control unit 20 is prevented from transitioning from normal mode to energy saving mode.
  • the first abnormality includes a power supply abnormality in which the supply of power from the power supply unit 15 to the control unit 20 cannot be cut off, and occurs due to a malfunction related to the function of the control unit 20 to stop the maintenance signal to the power supply unit 15, a failure of the power supply unit 15, etc.
  • the second abnormality occurs due to leakage current caused by a failure of some circuit.
  • the third abnormality occurs when the trigger or operation unit 16 is improperly fixed with tape, etc., or when the trigger or operation unit 16 is left in an operating state inside the case that stores the electrical device main body 10, etc.
  • control unit 20 determines that a predetermined condition is satisfied, it performs a transition process to the energy saving mode, i.e., a process of stopping the maintenance signal to the power supply unit 15 (S1). In other words, the control unit 20 instructs the power supply unit 15 to transition from the normal mode to the energy saving mode.
  • the control unit 20 checks whether the transition to the energy saving mode has been successful or not (S3) after a predetermined time has elapsed since the transition process to the energy saving mode was performed. If the transition to the energy saving mode has been successful (YES in S3), the control unit 20 enters a shutdown state.
  • the control unit 20 stores a determination result (non-driving state abnormality information) that the transition to the energy saving mode has failed in the storage unit 21 (S5), and executes an abnormality response process (S7).
  • the determination to proceed to S5 may be made on the condition of a drop in the battery voltage. In other words, the flow may proceed to S5 after confirming that the capacity of the battery pack 30 has actually been consumed and the battery voltage has dropped due to the inability to transition to the energy saving mode.
  • the abnormality response process (S7) includes at least one of the following processes 1 to 3.
  • Processes 1 and 2 are notification processes, and process 3 is a storage process.
  • the notification process is a process in which the user can directly notice the abnormality by the operation of the electrical device main body 10 or the notification means
  • the storage process is a process in which the user does not notice or is unlikely to notice the abnormality by the operation or notification means.
  • ⁇ Process 1 ...Process of irreversibly rendering the electrical device main body 10 unusable by turning off the switching element 13 regardless of the trigger operation.
  • ⁇ Process 2 ...Process of notifying the user of the above-mentioned judgment result by sound or light (display unit 22) or the driving mode of the motor 11 (for example, intermittent driving for a predetermined period of time) when a trigger operation is performed, for example.
  • ⁇ Process 3 ...Process of transmitting the unique information of the electrical device main body 10 (information that can uniquely identify the electrical device main body 10, for example a combination of the model name and serial number) and the above-mentioned judgment result (non-driving state abnormality information) to the control unit 37 of the attached battery pack 30 and storing them in the storage unit 38.
  • the user can notice the abnormality in the non-driving state of the electrical device main body 10.
  • the manufacturer can confirm that the electrical device main body 10 has an abnormality in the non-driving state through an examination of the battery pack 30.
  • the battery pack 30 wirelessly transmits the unique information of the electrical device main body 10 and the above judgment result to the user's external device 50, and the external device 50 notifies the user by a push notification of the management app, etc., so that the user can notice the abnormality in the non-driving state of the electrical device main body 10.
  • the manufacturer can also confirm that the electrical device main body 10 has an abnormality in the non-driving state by directly examining the electrical device main body 10.
  • the 2B and 2C are control flowcharts for the electric device 5, and are control flowcharts for detecting and reporting the second abnormality.
  • the control unit 20 acquires information on the battery pack 30 (hereinafter referred to as "battery information") (S11).
  • the battery information includes information specific to the battery pack 30 (information that can uniquely identify the battery pack 30, such as a combination of a model name and a serial number), battery voltage, and discharge history.
  • the discharge history includes the number of discharges and the time-integrated value of the discharge current.
  • the control unit 20 stores the battery information before transitioning to the energy saving mode (hereinafter referred to as "first battery information") in the memory unit 21 (S13).
  • the control unit 20 performs a process of transitioning to the energy saving mode (S15).
  • the control unit 20 When the control unit 20 returns from the energy saving mode to the normal mode, it acquires the battery information after the return (hereinafter referred to as "second battery information") (S21).
  • the control unit 20 reads out the first battery information from the storage unit 21 (S23).
  • the control unit 20 compares the first battery information with the second battery information, and in the case where the battery pack 30 is the same individual (YES in S25), if the integrated value of the discharge current has not increased by a predetermined amount between before the transition to the energy saving mode and after the return from the energy saving mode (or the number of discharges has not increased), i.e., the discharge history has not increased (YES in S27), and the battery voltage after the return from the energy saving mode is lower than before the transition to the energy saving mode by a predetermined amount (YES in S29), the control unit 20 stores in the storage unit 21 the determination result (non-driving state abnormality information) that the power consumption of the electrical device main body 10 has not decreased (power consumption is high) even
  • FIG. 2(D) is a control flowchart for the electric device 5, and is a control flowchart for detecting and reporting the third abnormality.
  • the control unit 20 stores a determination result that the abnormal operation has continued (non-driving state abnormality information) in the memory unit 21 (S45), and executes an abnormality response process (S47).
  • the abnormality response process (S47) is the same as the abnormality response process (S7) described above. In other cases (NO in S41 or NO in S43), the control unit 20 ends the process.
  • Figure 3 is a diagram showing the flow of events when a first abnormality occurs in the electrical device main body 10, including abnormality detection by the electrical device main body 10 and storage in the battery pack 30, detection of a malfunction in the battery pack 30 by the user, and notification of an abnormality in the electrical device main body 10 by the external device 50.
  • the electrical device main body 10 When the electrical device main body 10 (device X) detects a fault that prevents it from switching to energy saving mode, it transmits the unique information and abnormality information of the electrical device main body 10 to the battery pack 30 (battery 1) attached to the electrical device main body 10 (S101).
  • the battery pack 30 (battery 1) stores the unique information and abnormality information of the electrical device main body 10 (device X) (S103).
  • the electrical device main body 10 (device X) cannot switch to energy saving mode, it can still operate normally (S105).
  • the battery pack 30 (battery 1) is stored attached to the electrical device main body 10 (device X) which cannot switch to energy saving mode, and as a result consumes too much capacity and breaks down (S107).
  • the electrical device main body 10 can be used by attaching another battery pack 30 (battery 2) to the electrical device main body 10 (device X) (S109). This causes the user to recognize the failure of the battery pack 30 (battery 1).
  • the battery pack 30 (battery 1) transmits the stored unique information and abnormality information of the electrical device main body 10 to an external device 50 such as a user or manufacturer (S111). Based on the received unique information and abnormality information, the external device 50 notifies the user or manufacturer that there is an abnormality (cause of the battery pack 30 failure) in the electrical device main body 10 (device X) (S113). This allows the user or manufacturer to recognize that the abnormality in the electrical device main body 10 (device X) is the cause of the battery pack 30 failure.
  • Figure 4 is a diagram showing the flow of events when a third abnormality occurs in the electrical device main body 10, including abnormality detection by the electrical device main body 10 and storage in the battery pack 30, detection of a malfunction in the battery pack 30 by the user, and notification of an abnormality in the electrical device main body 10 by the external device 50.
  • the electrical device main body 10 determines that this is an abnormal operation and transmits the unique information and abnormality information of the electrical device main body 10 to the battery pack 30 (battery 1) attached to the electrical device main body 10 (S121).
  • the battery pack 30 (battery 1) stores the unique information and abnormality information of the electrical device main body 10 (device X) (S123).
  • the electrical device main body 10 (device X) is a normal device with no malfunctions and is capable of normal operation (S125).
  • the battery pack 30 (battery 1) was stored attached to the electrical device main body 10 (device X) which did not switch to energy saving mode due to abnormal operation, and as a result consumed too much capacity and malfunctioned (S127).
  • the electrical device main body 10 (device X) is capable of normal operation, the electrical device main body 10 can be used by attaching another battery pack 30 (battery 2) to the electrical device main body 10 (device X) (S129). This causes the user to recognize the malfunction of the battery pack 30 (battery 1).
  • the battery pack 30 (battery 1) transmits the stored unique information and abnormality information of the electrical device main body 10 to an external device 50 such as a user or manufacturer (S131). Based on the received unique information and abnormality information, the external device 50 notifies the user or manufacturer that an abnormal operation on the electrical device main body 10 (device X) is the cause of the battery pack 30 failure (S133). This allows the user or manufacturer to recognize that an abnormal operation on the electrical device main body 10 (device X) is the cause of the battery pack 30 failure.
  • Figure 5 shows an example of an alert displayed by the external device 50.
  • Alert example 1 when an abnormality is detected is an example of a display by the external device 50 when a first abnormality and a second abnormality occur and abnormality information is sent from the electrical device main body 10 to the external device 50 via the battery pack 30.
  • Alert example 2 when an abnormality is detected is an example of a display by the management app of the external device 50 when a third abnormality occurs and abnormality information is sent from the electrical device main body 10 to the external device 50 via the battery pack 30.
  • Alert example (for user) 1 when diagnosing a faulty battery and alert example (for service) 1 when diagnosing a faulty battery are examples of displays when a battery pack 30 that has developed an over-discharge fault due to being stored attached to an electrical device main body 10 in which a first anomaly and a second anomaly have occurred is diagnosed by a management app on an external device 50 of a user or manufacturer, etc.
  • Alert example (for user) 2 when diagnosing a faulty battery and alert example (for service) 2 when diagnosing a faulty battery are examples of displays when a battery pack 30 that has developed an over-discharge fault due to being stored attached to an electrical device main body 10 in which a third abnormality has occurred is diagnosed by a management app on an external device 50 of a user or manufacturer, etc.
  • the control unit 20 detects an abnormality in the non-driving state of the electrical device main body 10 and stores the abnormality information in the storage unit 21. Therefore, by diagnosing the electrical device main body 10 using a management app of the external device 50, the abnormality in the non-driving state of the electrical device main body 10 can be notified to the user, manufacturer, etc. from the management app, thereby improving convenience.
  • the control unit 20 can transmit information about an abnormality in the non-driving state of the electric device main body 10 to the battery pack 30 attached to the electric device main body 10.
  • the battery pack 30 is configured to be able to transmit information about an abnormality in the non-driving state to the external device 50.
  • the wireless communication function of the battery pack 30 can be used to transmit information about an abnormality in the non-driving state of the electric device main body 10 to a management app of the external device 50, and the abnormality in the non-driving state of the electric device main body 10 can be notified to a user, manufacturer, etc. from the management app, thereby improving convenience.
  • the control unit 20 is configured to be capable of executing a process of transmitting information about the non-driving state abnormality of the electric device main body 10 to the control unit 37 of the battery pack 30 attached to the electric device main body 10 and storing it in the memory unit 38. Therefore, by diagnosing the battery pack 30 that has become over-discharged due to the non-driving state abnormality of the electric device main body 10 using the management app of the external device 50, the non-driving state abnormality of the electric device main body 10 can be confirmed by the management app and notified to the user, manufacturer, etc. from the management app, thereby improving convenience.
  • the control unit 20 is configured to be capable of executing a process to render the electrical device main body 10 unusable when it detects a non-driving state abnormality. Therefore, the user can recognize the abnormality of the electrical device main body 10 by the fact that the electrical device main body 10 cannot be driven even when the trigger is operated, thereby improving convenience.
  • control unit 20 When the control unit 20 detects an abnormality in the non-driven state, for example when a trigger operation is performed, the control unit 20 is configured to execute a process of notifying the user by sound or light (display unit 22) or the driving mode of the motor 11 (for example, intermittent driving for a predetermined period of time). Therefore, the user can recognize the abnormality in the electrical device main body 10 by the notification operation of the electrical device main body 10, thereby improving convenience.
  • control unit 20 determines that a first abnormality has occurred and stores abnormality information regarding the first abnormality in the memory unit 21. This allows the control unit 20 to preferably detect a malfunction that prevents the transition from the normal mode to the energy saving mode.
  • the control unit 20 determines that a second abnormality has occurred and stores abnormality information related to the second abnormality in the memory unit 21. This makes it possible to preferably detect a failure in which the power consumption of the electrical device main body 10 does not decrease (power consumption is high) even after the control unit 20 transitions from the normal mode to the energy saving mode.
  • the control unit 20 determines that a third abnormality has occurred and stores abnormality information related to the third abnormality in the memory unit 21. This makes it possible to effectively detect an abnormality that prevents the control unit 20 from switching from the normal mode to the energy saving mode.
  • FIG. 6 A circuit block diagram of a system including an electrical device 5 and an external device 50 according to the first and second modifications of the embodiment of the present invention is shown in FIG. 6. The following mainly describes the differences from FIG. 1.
  • a switch unit 23 is provided in the power supply path that connects the positive terminal of the electrical device main body 10 (the positive terminal of the battery pack 30) and the power supply unit 15.
  • the switch unit 23 may be composed of a semiconductor element that is a switching element.
  • the switch unit 23 is configured to switch the power supply path between conduction (ON) and interruption (OFF) in response to a signal from the control unit 20.
  • the switch unit 23 operates as follows. In the initial state, the switch unit 23 is in a conducting (ON) state. When the battery pack 30 is connected to the electrical device main body 10, battery voltage is supplied from the battery cell 31 to the power supply unit 15 via the switch unit 23. This enables the electrical device main body 10 to perform normal operation.
  • Process 4 A process for prohibiting the supply of power from the battery pack 30 to the power supply unit 15 by turning the switch unit 23 to a cut-off (OFF) state in response to a signal from the control unit 20.
  • Process 5 A process for transmitting an abnormality signal from the control unit 20 to the control unit 37 of the battery pack 30 via a signal terminal (e.g., LS terminal) and notifying the determination result (abnormality information) via the display unit 39 of the battery pack 30.
  • a signal terminal e.g., LS terminal
  • process 4 it is possible to suppress unnecessary power consumption of the battery pack 30 when an abnormality occurs. Furthermore, by executing process 4, the control unit 20 is not started, so the electrical device main body 10 is also unable to operate, and the user can notice the abnormality in the non-driving state of the electrical device main body 10. By executing process 5, the user can notice the abnormality in the non-driving state of the electrical device main body 10. Note that once the switch unit 23 is cut off, it is not restored by the user's operation, and it may be configured not to be restored unless the electrical device main body 20 is returned to the manufacturer such as a retail store.
  • process 5 when both process 4 and process 5 are executed, by executing process 5 before executing process 4, it is possible to transmit an abnormality signal at a timing when the control unit 20 is operable before the power supply from the battery pack 30 to the power supply unit 15 is cut off. Furthermore, it is possible to continue to notify the abnormality in the non-driving state even after the power supply from the battery pack 30 to the power supply unit 15 is cut off, that is, even after the control unit 20 is unable to operate.
  • an abnormality signal may be input to the control unit of the connected battery pack using a communication terminal (e.g., LS terminal) so that the user can know that the electrical device main body 10 is malfunctioning.
  • a communication terminal e.g., LS terminal
  • the control unit 20 operates when the battery pack is connected to the electrical device main body 10, so that an abnormality signal can be output from the control unit 20 to the control unit of the battery pack via the LS terminal. Then, the non-driving state abnormality can be notified on the display unit of the battery pack.
  • the switch unit 23 is cut off (off), so the control unit 20 cannot be driven. Therefore, in the modified example 2, the electrical device main body 10 may be provided with a power source other than the battery pack 30, for example, an internal battery 24. Since the control unit 20 can be driven by power from the internal battery 24, an abnormality signal can be output to the control unit of the battery pack, and the non-driven state abnormality can be notified on the display unit of the battery pack.
  • a switch that connects the internal battery 24 and the control unit 20 may be provided, and the control unit 20 may cut off the switch when a predetermined time has passed since the control unit 20 output the abnormality signal. This makes it possible to reduce unnecessary power consumption of the internal battery 24.
  • a circuit or mechanism may be provided that turns on the switch in conjunction with the connection of the battery pack when the battery pack is connected.
  • the electrical device main body 10 may be provided with a power source other than the battery pack 30, such as an internal battery 24, and a wireless unit 25 or a display unit driven by the internal battery 24.
  • the wireless unit 25 or the display unit can operate even after the power supply to the power supply unit 15 is cut off by the switch unit 23.
  • the wireless unit 25 executes short-range wireless communication with the wireless communication unit 54 of the external device 50, and can notify the non-driving state abnormality on the display unit 52 of the external device 50.
  • the display unit driven by the internal battery 24 may also be used as the display unit 22.
  • FIG. 7 has the switch unit 23 and the internal battery 24, but the configuration of FIG. 1 may also have the wireless unit 25 or the display unit. In this case, the power supply unit 15 can be driven even if an abnormality occurs, so the wireless unit 25 may operate with the voltage from the power supply unit 15.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

電気機器本体が駆動していない状態での電気機器本体の異常を検出又は報知可能な電気機器を提供する。電気機器本体10の制御部20は、電気機器本体10を駆動していない状態における電気機器本体10の異常を検出し、当該異常に関する情報である非駆動状態異常情報を記憶部21に記憶する。制御部20は、非駆動状態異常情報を、電気機器本体10に装着されている電池パック30の制御部37に送信し記憶部38に記憶させる処理を実行可能に構成される。電池パック30は、外部機器50に非駆動状態異常情報を送信可能に構成される。

Description

電気機器
本発明は、電気機器に関する。
電池パックで駆動する電気機器本体を有する電気機器において、電池パックの消費電力を抑えるために、所定の条件を満たした場合に、通常の駆動モードから消費電力抑制モード(省エネモード)に移行することが知られている(特許文献1)。また、電気機器を使用しているときの使用履歴を記憶し、使用履歴を基に故障を診断する技術が知られている(特許文献2)。
特開2006-198690号公報 特開2019-025611号公報
電気機器本体を駆動していない状態において、電気機器本体の故障によって電気機器本体が正常に省エネモードに移行できなくなった場合や、電気機器本体が正常に省エネモードに移行したにもかかわらず何らかの原因で消費電流が大きい不具合が生じた場合、電池パックの電力消費が継続し、電池パックが過放電状態になってしまう可能性がある。
また、電気機器本体を駆動していない状態において、電気機器本体に設けられたボタン等が何らかの原因で不意に操作され続けた場合、電気機器本体は省エネモードに移行することができず電池パックの電力消費が継続し、電池パックが過放電状態になってしまう可能性がある。
このような、電気機器本体を駆動していない状態における電気機器本体の異常の場合、他の電池パックを接続すれば電気機器本体が正常に駆動することがあり、ユーザは電気機器本体の異常に気付きにくい。また、メーカやサービス業者(以下「メーカ等」)は、ユーザが電池パックの故障と判断して電池パックの修理や交換を依頼された際、電池パックの故障の原因である電気機器本体の異常を見つけることが困難な場合がある。
本発明は、下記の課題1、2の少なくともいずれかの解決を目的とする。・課題1…電気機器本体が駆動していない状態での電気機器本体の異常を検出又は報知可能な電気機器を提供すること。・課題2…ユーザが電気機器本体の異常に気付き易い、又は/及び、メーカ等にとって異常の原因が分かり易い電気機器を提供すること。
本発明のある態様は、電気機器である。この電気機器は、電池パックの電力により駆動部を駆動する電気機器本体を有する電気機器であって、前記駆動部が停止した状態における前記電気機器本体の異常を検出する制御部と、前記制御部で検出した前記異常に関する情報である異常情報を記憶する記憶部と、を備える。
本発明は「電動作業機」や「電動工具」等と表現されてもよく、そのように表現されたものも本発明の態様として有効である。
本発明によれば、上記の課題1、2の少なくともいずれかを解決できる。
本発明の実施形態に係る電気機器5及び外部機器50を含むシステムの回路ブロック図。 電気機器5の制御フローチャート。 電気機器本体10に省エネモードに移行できない故障が発生した場合における、電気機器本体10による異常検出及び電池パック30への記憶、ユーザによる電池パック30の故障発見、外部機器50による電気機器本体10の異常報知の流れを示す図。 電気機器本体10に省エネモードへの移行を妨げる異常が発生した場合における、電気機器本体10による異常検出及び電池パック30への記憶、ユーザによる電池パック30の故障発見、外部機器50による電気機器本体10の異常報知の流れを示す図。 外部機器50によるアラートの表示例を示す図。 本発明の実施形態の変形例1及び2に係る電気機器5及び外部機器50を含むシステムの回路ブロック図。 本発明の実施形態の変形例3に係る電気機器5及び外部機器50を含むシステムの回路ブロック図。
本実施形態は、電気機器本体10を有する電気機器5、並びに、電気機器5及び外部機器50からなるシステムに関する。電気機器本体10は、電池パック30を着脱可能に装着し、電池パック30の電力により駆動する。電気機器本体10と電池パック30の正極端子(+端子)同士、負極端子(-端子)同士、通信端子(LS端子及びT端子)同士がそれぞれ互いに接続される。
電池パック30は、電池セル31、抵抗32、電源部33、セル電圧検出部34、電流検出部35、セル温度検出部36、制御部37、記憶部38、表示部39、操作部40、無線通信部41を有する。
電池セル31は、電池パック30の正極端子と負極端子との間に設けられる。抵抗32は、電池セル31の放電経路に設けられる。電源部33は、電池セル31の出力電圧を制御部37等の電源電圧に変換し、制御部37等に供給する。セル電圧検出部34は、電池セル31を構成する各セルの電圧を検出し、制御部37に送信する。電流検出部35は、抵抗32の電圧により、電池セル31の放電電流を検出し、制御部37に送信する。セル温度検出部36は、サーミスタ等の温度検出素子を含み、電池セル31の温度を検出し、制御部37に送信する。
表示部39は、LED等の発光部を含み、制御部37の制御に従い、電池パック30の残容量や、無線通信部41による無線通信機能のオンオフ等を表示する。操作部40は、ユーザが無線通信機能のオンオフを切り替えたり表示部39による表示開始を制御部37に指示したりするためのスイッチである。無線通信部41は、制御部37の制御に従い、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信を実行し、外部機器50と無線通信する。すなわち、電池パック30は無線通信機能付き電池パックである。
制御部37は、マイクロコントローラ等を含み、電池パック30の全体の動作を制御する。制御部37は、通信端子(LS端子及びT端子)を介して電気機器本体10の制御部20と通信(有線通信)する。制御部37は、不揮発性メモリである記憶部38を含む。記憶部38は、制御部37に内蔵されてもよいし、制御部37とは別体であってもよい。記憶部38は、後述の異常情報を記憶する。
外部機器50は、ユーザあるいはメーカ等のスマートフォンやタブレット端末等の携帯機器、あるいはパーソナルコンピュータ等のコンピュータである。外部機器50には、電気機器本体10や電池パック30を管理する管理アプリケーション(以下「管理アプリ」)がインストールされている。ユーザの管理アプリとメーカ等の管理アプリは仕様が異なってもよい。図示は省略するが、外部機器50は電池パック30や電気機器本体10とアダプタ等を介して有線接続及び有線通信が可能であってもよい。
外部機器50は、操作部51、表示部52、制御部53、無線通信部54を有する。表示部52がタッチパネルの場合、表示部52が操作部51の機能を兼ねる。無線通信部54は、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信を実行し、電池パック30(無線通信部41)と無線通信する。無線通信部54は、後述の異常情報を電池パック30から受信できる。また無線通信部54は、無線LANを利用した通信機能や4G等のモバイル通信機能を有する。制御部53は、CPUやメモリ等を含み、外部機器50の全体の動作を制御する。
電気機器本体10は、モータ11、トリガスイッチ12、スイッチング素子13、抵抗14、電源部15、操作部16、電池電圧検出部17、スイッチ状態検出部18、電流検出部19、制御部20、表示部22を有する。
電気機器本体10の正極端子、負極端子間に、モータ11、トリガスイッチ12、スイッチング素子13、抵抗14が直列接続される。モータ11は、電池パック30の電力により駆動する駆動部である。トリガスイッチ12は、機械式スイッチであり、モータ11の電流経路に設けられ、ユーザによる図示しないトリガ(操作部)の操作によりオンオフが切り替えられる。スイッチング素子13は、FETやIGBTであり、モータ11の電流経路に設けられ、制御部20によってオンオフが切り替えられる。抵抗14は、モータ11の電流経路に設けられる。なお、スイッチング素子13を複数設けてインバータ回路を構成してもよい。
電源部15は、電池パック30からの供給電圧を制御部20等の電源電圧に変換し、制御部20等に供給する。操作部16は、トリガとは別の操作部である。ユーザが操作部16を操作すると、制御部20に信号が送信されると共に、電源部15に起動信号が送信される。操作部16の操作は、制御部20がモータ11の駆動を許可するのに必要な条件となってもよい。操作部16は、例えば、チェンソーにおけるロックオフボタンや、釘打ち機において相手材に押し付けられるプッシュレバーである。チェンソーは、ロックオフボタンを操作しないとトリガが引けない構造が一般的である。また釘打ち機は、プッシュレバーを相手材に押し付けないとトリガを操作しても釘が発射されない構造が一般的である。
電池電圧検出部17は、電池パック30の出力電圧(以下「電池電圧」)を検出し、制御部20に送信する。スイッチ状態検出部18は、トリガスイッチ12のオンオフすなわちトリガ操作を検出し、制御部20に送信する。トリガスイッチ12の構成として、モータ11の電流経路の機械式スイッチを省略し、トリガ操作のみをスイッチ状態検出部18を介して制御部20に送信する構成としてもよい。電流検出部19は、抵抗14の電圧により、モータ11に流れる電流を検出し、制御部20に送信する。表示部22は、例えばLED等の発光部を含み、制御部20の制御に従い、電気機器本体10の動作モード等を表示する。表示部22は、後述の異常報知にも用いられる。動作モードは図示しないモード切替スイッチの操作によりユーザが切り替え可能である。
制御部20は、マイクロコントローラ等を含み、電気機器本体10の全体の動作を制御する。トリガスイッチ12のターンオンや操作部16の操作により電源部15が起動すると、電源部15から制御部20に電源電圧が入力されて制御部20が起動する。制御部20は、起動すると電源部15に維持信号を送信する。このため、操作部16又はスイッチ状態検出部18からの起動信号が無くなっても電源部15は起動状態を維持し、制御部20も起動状態を維持する。制御部20は、操作部16が操作され且つトリガスイッチ12がオンされると、スイッチング素子13をターンオンし、モータ11を駆動する。制御部20は、通信端子(LS端子及びT端子)を介して電池パック30の制御部37と通信(有線通信)する。制御部20は、不揮発性メモリである記憶部21を含む。記憶部21は、制御部20に内蔵されてもよいし、制御部20とは別体であってもよい。記憶部21は、後述の異常情報を記憶する。
制御部20は、通常モードと省エネモードとを含む複数のモードを有する。通常モードは、制御部20が起動した状態であり、制御部20が各種制御を実行可能な状態(アクティブ状態)である。省エネモードは、通常モードと比較して消費電力を抑えたモード(省消費モード)である。本実施形態では、省エネモードは、シャットダウン状態となるモードである。具体的には、制御部20は、トリガ操作や操作部16の操作が所定時間行われない場合、電源部15への維持信号を停止し、電源部15から制御部20への電源の供給を遮断し、シャットダウン状態となる。省エネモードは、電源部15から制御部20への電源の供給を維持しつつ制御部20が例えばスリープ状態になることであってもよい。ここで、トリガ操作や操作部16の操作が所定時間行われないことは所定の条件を満たすことに該当する。
本実施形態において、制御部20は、モータ11が停止した状態すなわち電気機器本体10を駆動していない状態における電気機器本体10の異常(以下「非駆動状態異常」)を検出し、非駆動状態異常に関する情報である異常情報(以下「非駆動状態異常情報」)を記憶部21に記憶するとともに、非駆動状態異常情報を電池パック30の制御部37に送信する。制御部37は、受信した異常情報を記憶部38に記憶する。非駆動状態異常は使用履歴の確認だけでは発見が難しいことがあり、非駆動状態異常に対して適切な対応ができない可能性がある。本実施形態は、非駆動状態異常を検出、記憶することで、ユーザやメーカ等が電気機器本体10の異常に気づき易くするものである。
本実施形態では、非駆動状態異常の例として、次の異常を検出、記憶する。・第1異常…制御部20が通常モードから省エネモードへ移行不能な異常(故障)。・第2異常…制御部20が通常モードから省エネモードへ移行した後も電気機器本体10の消費電力が減少しない(消費電力が大きい)異常(故障)。・第3異常…制御部20の通常モードから省エネモードへの移行が妨げられる異常。
第1異常は、電源部15から制御部20への電源の供給が遮断不能な電源異常を含み、制御部20が電源部15への維持信号を停止する機能に係る不具合や、電源部15の故障等によって発生する。第2異常は、一部回路の故障による漏洩電流等によって発生する。第3異常は、トリガや操作部16をテープ等で固定する誤った使用や、電気機器本体10を収納するケース内でトリガや操作部16が操作状態のままになった場合等に発生する。
図2(A)は、電気機器5の制御フローチャートであり、第1異常の検出、報知に関する制御フローチャートである。制御部20は、所定の条件を満たしたと判断すると、省エネモードへの移行処理、すなわち電源部15への維持信号を停止する処理を行う(S1)。言い換えると、制御部20は電源部15に通常モードから省エネモードに移行するよう指示する。制御部20は、省エネモードへの移行処理の実行から所定時間後、省エネモードへの移行が成功したか否かを確認する(S3)。省エネモードへの移行が成功した場合(S3のYES)、制御部20はシャットダウン状態となる。省エネモードへの移行が成功しなかった場合(S3のNO)、制御部20は、省エネモードへの移行が失敗したという判定結果(非駆動状態異常情報)を記憶部21に記憶し(S5)、異常対応処理を実行する(S7)。S3の条件に加えて、電池電圧の低下を条件にS5に進む判定としてもよい。すなわち、省エネモードに移行できないことで実際に電池パック30の容量を消費して電池電圧が低下したことを確認してからS5に進む流れとしてもよい。
異常対応処理(S7)は、次の処理1~3の少なくとも1つを含む。なお、処理1及び処理2は報知処理であり、処理3は記憶処理である。報知処理は電気機器本体10の操作や報知手段によってユーザが異常を直接的に気づくことができる処理であり、記憶処理は当該操作や報知手段ではユーザが異常に気づかない又は気づきにくい処理である。・処理1…トリガ操作にかかわらずスイッチング素子13をオフにする等により、電気機器本体10を不可逆的に使用できない状態にする処理。・処理2…例えばトリガ操作が行われた際に、音や光(表示部22)、モータ11の駆動態様(例えば所定時間の間欠駆動)によりユーザに上記判定結果を報知する処理。・処理3…装着されている電池パック30の制御部37に対して電気機器本体10の固有情報(電気機器本体10を一意に特定可能な情報であって、例えば型名とシリアルナンバーの組合せ)と上記判定結果(非駆動状態異常情報)を送信し記憶部38に記憶させる処理。
上記処理1又は2の実施により、ユーザは電気機器本体10の非駆動状態異常に気づくことができる。上記処理3の実施により、例えばユーザが電池パック30の故障と判断してメーカ等に持ち込んだ場合に、メーカ等は電池パック30の調査を通じて電気機器本体10に非駆動状態異常があることを確認できる。また、上記処理3の後、電池パック30がユーザの外部機器50に電気機器本体10の固有情報と上記判定結果を無線送信し、外部機器50が管理アプリのプッシュ通知等によりユーザに報知することで、ユーザは電気機器本体10の非駆動状態異常に気づくことができる。なお、S5において上記判定結果は電気機器本体10の記憶部21に記憶されているため、メーカ等は電気機器本体10を直接調査することによっても電気機器本体10に非駆動状態異常があることを確認できる。
図2(B)、(C)は、電気機器5の制御フローチャートであり、第2異常の検出、報知に関する制御フローチャートである。制御部20は、省エネモードへの移行に先立って、電池パック30の情報(以下「電池情報」)を取得する(S11)。電池情報は、電池パック30の固有情報(電池パック30を一意に特定可能な情報であって、例えば型名とシリアルナンバーの組合せ)、電池電圧、放電履歴等を含む。放電履歴は、放電回数や放電電流の時間積算値等を含む。制御部20は、省エネモードへの移行前の電池情報(以下「第1電池情報」)を記憶部21に記憶する(S13)。制御部20は、省エネモードへの移行処理を行う(S15)。
制御部20は、省エネモードから通常モードに復帰すると、復帰後の電池情報(以下「第2電池情報」)を取得する(S21)。制御部20は、第1電池情報を記憶部21から読み出す(S23)。制御部20は、第1電池情報と第2電池情報を比較し、同じ個体の電池パック30である場合において(S25のYES)、放電電流の積算値が省エネモードへの移行前と省エネモードからの復帰後との間で所定以上増えていない(あるいは放電回数が増えていない)、すなわち放電履歴が増えていない(S27のYES)、かつ省エネモードから復帰後の電池電圧が省エネモードへの移行前より所定以上低い場合(S29のYES)、制御部20が通常モードから省エネモードへ移行した後も電気機器本体10の消費電力が減少しない(消費電力が大きい)という判定結果(非駆動状態異常情報)を記憶部21に記憶し(S31)、異常対応処理を実行する(S33)。異常対応処理(S33)は、前述の異常対応処理(S7)と同様である。制御部20は、その他の場合(S25のNO、S27のNO、又はS29のNO)、処理を終了する。
図2(D)は、電気機器5の制御フローチャートであり、第3異常の検出、報知に関する制御フローチャートである。制御部20は、電池電圧が所定値未満、例えば過放電保護閾値(電池セル31の過放電保護のためにモータ11の駆動を回避する閾値)未満の場合において(S41のYES)、省エネモードへの移行を妨げる操作(トリガスイッチ12のオン操作や操作部16の操作)が所定時間継続した場合(S43のYES)、異常操作が継続したという判定結果(非駆動状態異常情報)を記憶部21に記憶し(S45)、異常対応処理を実行する(S47)。異常対応処理(S47)は、前述の異常対応処理(S7)と同様である。制御部20は、その他の場合(S41のNO、又はS43のNO)、処理を終了する。
図3は、電気機器本体10に第1異常が発生した場合における、電気機器本体10による異常検出及び電池パック30への記憶、ユーザによる電池パック30の故障発見、外部機器50による電気機器本体10の異常報知の流れを示す図である。
電気機器本体10(機器X)は、省エネモードへの移行ができない故障を検出すると、電気機器本体10に装着されている電池パック30(電池1)に電気機器本体10の固有情報と異常情報を送信する(S101)。電池パック30(電池1)は、電気機器本体10(機器X)の固有情報と異常情報を記憶する(S103)。
電気機器本体10(機器X)は、省エネモードへの移行はできないものの、通常動作は可能である(S105)。電池パック30(電池1)は省エネモードに移行できない電気機器本体10(機器X)に装着した状態で保管されたことで、容量を消費しすぎて故障する(S107)。一方、電気機器本体10(機器X)は通常動作が可能なため、電気機器本体10(機器X)に別の電池パック30(電池2)を装着すれば電気機器本体10を使用できる(S109)。このためユーザは、電池パック30(電池1)の故障を認識する。
電池パック30(電池1)は、記憶している電気機器本体10の固有情報と異常情報をユーザ又はメーカ等の外部機器50に送信する(S111)。外部機器50は、受信した固有情報と異常情報に基づいて、電気機器本体10(機器X)に異常(電池パック30の故障原因)があることをユーザ又はメーカ等に報知する(S113)。これによりユーザ又はメーカ等は、電気機器本体10(機器X)の異常が電池パック30の故障原因になっていることを認識する。
図示は省略するが、電気機器本体10に第2異常が発生した場合の流れは、図3の「省エネモードに移行できない故障」を「省エネモードに移行しても電力消費が大きい故障」と読み替えたものとなる。
図4は、電気機器本体10に第3異常が発生した場合における、電気機器本体10による異常検出及び電池パック30への記憶、ユーザによる電池パック30の故障発見、外部機器50による電気機器本体10の異常報知の流れを示す図である。
電気機器本体10(機器X)は、電池電圧が所定値未満の状態で、省エネモードへの移行を妨げる操作が所定時間継続すると、異常操作と判定し、電気機器本体10に装着されている電池パック30(電池1)に電気機器本体10の固有情報と異常情報を送信する(S121)。電池パック30(電池1)は、電気機器本体10(機器X)の固有情報と異常情報を記憶する(S123)。
電気機器本体10(機器X)は、故障していない正常な機器であり、通常動作は可能である(S125)。電池パック30(電池1)は異常操作により省エネモードに移行しない電気機器本体10(機器X)に装着した状態で保管されたことで、容量を消費しすぎて故障する(S127)。一方、電気機器本体10(機器X)は通常動作が可能なため、電気機器本体10(機器X)に別の電池パック30(電池2)を装着すれば電気機器本体10を使用できる(S129)。このためユーザは、電池パック30(電池1)の故障を認識する。
電池パック30(電池1)は、記憶している電気機器本体10の固有情報と異常情報をユーザ又はメーカ等の外部機器50に送信する(S131)。外部機器50は、受信した固有情報と異常情報に基づいて、電気機器本体10(機器X)への異常操作が電池パック30の故障原因であることをユーザ又はメーカ等に報知する(S133)。これによりユーザ又はメーカ等は、電気機器本体10(機器X)への異常操作が電池パック30の故障原因になっていることを認識する。
図5は、外部機器50によるアラートの表示例を示す図である。
異常検出時のアラート例1は、第1異常及び第2異常が発生して電気機器本体10から電池パック30を介して外部機器50に異常情報が送信された場合の外部機器50による表示例である。異常検出時のアラート例2は、第3異常が発生して電気機器本体10から電池パック30を介して外部機器50に異常情報が送信された場合の外部機器50の管理アプリによる表示例である。
故障電池診断時のアラート例(ユーザ向け)1、及び故障電池診断時のアラート例(サービス向け)1は、第1異常及び第2異常が発生した電気機器本体10に装着した状態で保管されたことで過放電故障となった電池パック30をユーザ又はメーカ等の外部機器50の管理アプリで診断した場合の表示例である。
故障電池診断時のアラート例(ユーザ向け)2、及び故障電池診断時のアラート例(サービス向け)2は、第3異常が発生した電気機器本体10に装着した状態で保管されたことで過放電故障となった電池パック30をユーザ又はメーカ等の外部機器50の管理アプリで診断した場合の表示例である。
本実施形態は、下記の作用効果を奏する。
(1) 制御部20は、電気機器本体10の非駆動状態異常を検出し、非駆動状態異常情報を記憶部21に記憶する。このため、外部機器50の管理アプリにより電気機器本体10を診断することで、電気機器本体10の非駆動状態異常を管理アプリからユーザやメーカ等に報知でき、利便性が高められる。
(2) 制御部20は、電気機器本体10の非駆動状態異常情報を、電気機器本体10に装着されている電池パック30に送信できる。電池パック30は、外部機器50に非駆動状態異常情報を送信可能に構成される。このため、例えば電池パック30の有する無線通信機能を利用して外部機器50の管理アプリに電気機器本体10の非駆動状態異常情報を送信し、電気機器本体10の非駆動状態異常を管理アプリからユーザやメーカ等に報知でき、利便性が高められる。
(3) 制御部20は、電気機器本体10の非駆動状態異常情報を、電気機器本体10に装着されている電池パック30の制御部37に送信し記憶部38に記憶させる処理を実行可能に構成される。このため、電気機器本体10の非駆動状態異常により過放電故障となった電池パック30を外部機器50の管理アプリで診断することで、電気機器本体10の非駆動状態異常を管理アプリで確認し管理アプリからユーザやメーカ等に報知でき、利便性が高められる。
(4) 制御部20は、非駆動状態異常を検出すると、電気機器本体10を使用できない状態にする処理を実行可能に構成される。このため、ユーザは、トリガを操作しても電気機器本体10が駆動できないことにより電気機器本体10の異常を認識でき、利便性が高められる。
(5) 制御部20は、非駆動状態異常を検出すると、例えばトリガ操作が行われた際に、音や光(表示部22)、モータ11の駆動態様(例えば所定時間の間欠駆動)によりユーザに報知する処理を実行可能に構成される。このため、ユーザは、電気機器本体10の報知動作により電気機器本体10の異常を認識でき、利便性が高められる。
(6) 制御部20は、通常モードから省エネモードへの移行処理を実行した後に省エネモードへ移行できていないことを確認すると、第1異常が発生したと判断し、記憶部21に第1異常に関する異常情報を記憶する。このため、制御部20が通常モードから省エネモードへ移行できない故障を好適に検出できる。
(7) 制御部20は、省エネモードへの移行前の電池パック30の情報(第1電池情報)、及び省エネモードから通常モードに復帰後の電池パック30の情報(第2電池情報)に基づき、同じ個体の電池パック30で省エネモードへの移行前と通常モードへの復帰後で放電量が所定以上増えていないにもかかわらず電池電圧が所定以上低い場合、第2異常が発生したと判断し、記憶部21に第2異常に関する異常情報を記憶する。このため、制御部20が通常モードから省エネモードへ移行した後も電気機器本体10の消費電力が減少しない(消費電力が大きい)故障を好適に検出できる。
(8) 制御部20は、電池電圧が所定値未満の状態でトリガや操作部16が所定時間継続して操作されると、第3異常が発生したと判断し、記憶部21に第3異常に関する異常情報を記憶する。このため、制御部20の通常モードから省エネモードへの移行が妨げられる異常を好適に検出できる。
以上、実施形態を例に本発明を説明したが、本発明は実施形態に限定されない。実施形態で具体的に説明した各事項には請求項に記載の範囲で種々の変形が可能である。
本発明の実施形態の変形例1及び変形例2に係る電気機器5及び外部機器50を含むシステムの回路ブロック図を図6に示す。図1との相違点を中心に説明する。
電気機器本体10の正極端子(電池パック30の正極端子)と電源部15とを接続する電源供給経路にスイッチ部23を設けている。スイッチ部23はスイッチング素子の半導体素子で構成されてもよい。スイッチ部23は、制御部20からの信号によって当該電源供給経路の導通(オン)及び遮断(オフ)が切り替わるように構成される。
スイッチ部23は次のように動作する。スイッチ部23は初期状態で通電(オン)状態である。電気機器本体10に電池パック30を接続すると、電池セル31からスイッチ部23を介して電源部15に電池電圧が供給される。これにより電気機器本体10は通常の動作を実行するが可能となる。
非駆動状態において制御部20は図2(A)の制御を実行する。ここで、異常対応処理として、上記した処理1~3の他に処理4及び処理5を追加してもよい。なお、処理4及び処理5は報知処理である。・処理4…制御部20からの信号によりスイッチ部23を遮断(オフ)状態にすることにより、電池パック30から電源部15への電力供給を禁止する処理。・処理5…制御部20から電池パック30の制御部37に信号端子(例えばLS端子)を介して異常信号を送信して電池パック30の表示部39によって判定結果(異常情報)を報知する処理。
処理4の実行により、異常発生時の電池パック30の無駄な電力消費を抑えることができる。また、処理4の実行により、制御部20が起動しなくなるため電気機器本体10も駆動不能となり、ユーザは電気機器本体10の非駆動状態異常に気づくことができる。処理5の実行により、ユーザは電気機器本体10の非駆動状態異常に気づくことができる。なお、スイッチ部23は一旦遮断されるとユーザの操作では復帰せず、電気機器本体20を販売店等のメーカに戻さない限り復帰しない構成としてもよい。また、処理4及び処理5の両方を実行する場合、処理4を実行する前に処理5を実行することで、電池パック30から電源部15への電力供給が遮断される前に制御部20が動作可能なタイミングで異常信号を送信することができる。また、電池パック30から電源部15への電力供給が遮断された後、すなわち制御部20が動作できなくなった後でも非駆動状態異常を報知し続けることができる。
また、電気機器本体10に接続する電池パックを別の電池パックに交換した場合、或いは、接続していた電池パックを接続し直した場合、ユーザが電気機器本体10が故障していることが分かるように、通信端子(例えばLS端)等を用いて接続された電池パックの制御部に異常信号を入力するよう構成してもよい。
この場合、図1の実施形態の構成であれば、電気機器本体10に電池パックを接続することで制御部20が動作するため、制御部20からLS端子を介して電池パックの制御部に異常信号を出力することができる。そして電池パックの表示部で非駆動状態異常を報知することができる。
一方、変形例1の構成では、スイッチ部23が遮断(オフ)されるため制御部20が駆動できない。そこで、変形例2においては、電気機器本体10に電池パック30とは別の電源、例えば内蔵電池24を設けてもよい。内蔵電池24からの電力により制御部20を駆動できるため電池パックの制御部に異常信号を出力することができ、電池パックの表示部で非駆動状態異常を報知することができる。なお、内蔵電池24と制御部20とを接続するスイッチを設け、制御部20が異常信号を出力してから所定時間が経過すると制御部20によって当該スイッチを遮断するようにしてもよい。これにより内蔵電池24の無駄な電力消費を抑えることができる。また、電池パックが接続された際に、電池パックの接続と連動して当該スイッチをオンする回路や機構を設ければよい。
また、変形例3として、図7に示すように、電気機器本体10に電池パック30とは別の電源、例えば内蔵電池24と、内蔵電池24で駆動する無線部25又は表示部を設けてもよい。スイッチ部23によって電源部15への電源供給が遮断された後でも無線部25又は表示部が動作可能となる。無線部25は外部機器50の無線通信部54と近距離無線通信を実行し、外部機器50の表示部52で非駆動状態異常を報知することができる。なお、内蔵電池24で駆動する表示部は表示部22と兼用してもよい。図7は、図6と同様、スイッチ部23及び内蔵電池24を設けているが、図1の構成に無線部25又は表示部を設けてもよい。この場合、異常が発生しても電源部15は駆動できるため、無線部25は電源部15からの電圧で動作してもよい。
5…電気機器、10…電気機器本体、11…モータ、12…トリガスイッチ、13…スイッチング素子、14…抵抗、15…電源部、16…操作部、17…電池電圧検出部、18…スイッチ状態検出部、19…電流検出部、20…制御部、21…記憶部、22…表示部、30…電池パック、31…電池セル、32…抵抗、33…電源部、34…セル電圧検出部、35…電流検出部、36…セル温度検出部、37…制御部、38…記憶部、39…表示部、40…操作部、41…無線通信部、50…外部機器、51…操作部、52…表示部、53…制御部、54…無線通信部。

Claims (18)

  1. 電池パックの電力により駆動部を駆動する電気機器本体を有する電気機器であって、
    前記駆動部が停止した状態における前記電気機器本体の異常を検出する制御部と、
    前記制御部で検出した前記異常に関する情報である異常情報を記憶する記憶部と、
    を備える、電気機器。
  2. 請求項1に記載の電気機器であって、
    前記電池パックを有し、
    前記記憶部は前記電池パックに設けられる、
    ことを特徴とする電気機器。
  3. 請求項2に記載の電気機器であって、
    前記電池パックは外部機器に前記異常情報を送信可能に構成され、
    前記異常情報を前記外部機器で報知可能に構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  4. 外部機器と通信可能な電池パックと、
    前記電池パックの電力により駆動部を駆動する電気機器本体と、
    を有する電気機器であって、
    前記駆動部が停止した状態における前記電気機器本体の異常を検出する制御部と、
    前記制御部で検出した前記異常に関する情報である異常情報を記憶する記憶部と、
    を備え、
    前記異常情報は、前記電池パックを介して前記外部機器で報知可能に構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  5. 請求項1から4のいずれか一項に記載の電気機器であって、
    前記制御部は、通常モードと、前記通常モードと比較して消費電力を抑える省エネモードと、を含む複数のモードと、を有し、
    前記異常は、前記制御部が前記通常モードから前記省エネモードへ移行不能な第1異常を含む、
    ことを特徴とする電気機器。
  6. 請求項5に記載の電気機器であって、
    前記制御部が前記通常モードから前記省エネモードへの移行処理を実行した後に前記省エネモードへ移行できていない場合、前記制御部は前記記憶部に前記第1異常に関する前記異常情報を記憶するよう構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  7. 請求項1から4のいずれか一項に記載の電気機器であって、
    前記制御部は、通常モードと、前記通常モードと比較して消費電力を抑える省エネモードと、を有し、所定の条件を満たすと前記通常モードから前記省エネモードに移行するよう構成され、
    前記所定の条件を満たしても前記制御部が前記通常モードから前記省エネモードに移行しない場合、前記制御部は、ユーザに報知する報知処理を実行する、及び/又は、前記制御部で検出した前記異常に関する情報である異常情報を外部機器で表示できるよう記憶部に記憶する記憶処理を実行する、よう構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  8. 請求項7に記載の電気機器であって、
    前記制御部に電源を供給する電源部を備え、
    前記制御部が前記電源部に前記通常モードから前記省エネモードに移行するよう指示したにもかかわらず前記省エネモードに移行しない場合、前記報知処理及び/又は前記記憶処理を実行するよう構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  9. 請求項5に記載の電気機器であって、
    前記制御部に電源を供給する電源部を備え、
    前記第1異常は、前記電源部から前記制御部への電源の供給が遮断不能な電源異常である、
    ことを特徴とする電気機器。
  10. 請求項1から4のいずれか一項に記載の電気機器であって、
    前記制御部は、通常モードと、前記通常モードと比較して消費電力を抑える省エネモードと、を含む複数のモードを有し、
    前記異常は、前記制御部が前記通常モードから前記省エネモードへ移行した後の前記電気機器本体の消費電力が大きい第2異常を含む、
    ことを特徴とする電気機器。
  11. 請求項10に記載の電気機器であって、
    前記記憶部は、前記電池パックの情報である電池情報を記憶するよう構成され、
    前記電池情報は、前記電池パックの放電回数及び前記電池パックの電圧を含み、
    前記制御部は、前記省エネモードに移行する前の前記電池情報、及び、前記省エネモードに移行した後に前記通常モードに戻ったときの前記電池情報に基づき、前記省エネモードに移行する前と、前記省エネモードに移行した後に前記通常モードに戻ったときとの間で、前記放電回数が増加しておらず且つ前記電圧が低下している場合、前記異常情報を前記記憶部に記憶するよう構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  12. 請求項1から4のいずれか一項に記載の電気機器であって、
    前記電池パックの電圧を検出する電圧検出部を備え、
    前記制御部は、前記電圧が所定値未満の状態で前記異常を検出すると、前記記憶部に前記異常情報を記憶する、
    ことを特徴とする電気機器。
  13. 請求項12に記載の電気機器であって、
    前記制御部は、通常モードと、前記通常モードと比較して消費電力を抑える省エネモードと、を含む複数のモードを有し、
    前記異常は、前記通常モードから前記省エネモードへの移行を妨げる異常を含む、
    ことを特徴とする電気機器。
  14. 請求項13に記載の電気機器であって、
    ユーザによって操作される操作部を備え、
    前記異常は、前記電圧が所定値以下の状態で前記操作部が所定時間継続して操作される状態を含む、
    ことを特徴とする電気機器。
  15. 請求項4に記載の電気機器であって、
    前記記憶部は前記電池パックに設けられる、
    ことを特徴とする電気機器。
  16. 請求項1から4のいずれか一項に記載の電気機器であって、
    前記制御部は、前記異常を検出した場合、前記電気機器本体を使用不能にするよう構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  17. 電池パックの電力により駆動部を駆動する電気機器本体を有する電気機器であって、
    前記駆動部が停止した状態における前記電気機器本体の異常を検出する制御部を備え、
    前記制御部は、通常モードと、前記通常モードと比較して消費電力を抑える省エネモードと、を有し、所定の条件を満たすと前記通常モードから前記省エネモードに移行するよう構成され、
    前記所定の条件を満たしても前記制御部が前記通常モードから前記省エネモードに移行しない場合、前記制御部は、ユーザに報知する報知処理を実行する、及び/又は、前記制御部で検出した前記異常に関する情報である異常情報を外部機器で表示できるよう記憶部に記憶する記憶処理を実行する、よう構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
  18. 請求項17に記載の電気機器であって、
    前記制御部に電源を供給する電源部を備え、
    前記制御部が前記電源部に前記通常モードから前記省エネモードに移行するよう指示したにもかかわらず前記省エネモードに移行しない場合、前記制御部は前記報知処理及び/又は前記記憶処理を実行するよう構成される、
    ことを特徴とする電気機器。
PCT/JP2024/038048 2023-11-24 2024-10-25 電気機器 Pending WO2025109941A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023198763 2023-11-24
JP2023-198763 2023-11-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025109941A1 true WO2025109941A1 (ja) 2025-05-30

Family

ID=95826528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/038048 Pending WO2025109941A1 (ja) 2023-11-24 2024-10-25 電気機器

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025109941A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014217908A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 株式会社マキタ 電動機器用装置
WO2016182062A1 (ja) * 2015-05-14 2016-11-17 追浜工業株式会社 電動可搬型作業機及びバッテリパック
JP2019025611A (ja) * 2017-07-31 2019-02-21 工機ホールディングス株式会社 電気機器、アダプタ、及び故障診断システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014217908A (ja) * 2013-05-07 2014-11-20 株式会社マキタ 電動機器用装置
WO2016182062A1 (ja) * 2015-05-14 2016-11-17 追浜工業株式会社 電動可搬型作業機及びバッテリパック
JP2019025611A (ja) * 2017-07-31 2019-02-21 工機ホールディングス株式会社 電気機器、アダプタ、及び故障診断システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5065958B2 (ja) 電池パック
KR102877620B1 (ko) 스마트 연결 장치, 시동 전원 및 배터리 클램프
US20130116875A1 (en) Electric vehicle and method for controlling same
KR101967464B1 (ko) 배터리 방전 방지 방법 및 이를 수행하는 전자 제어 장치
US9908429B2 (en) Battery control unit system
CN112259146B (zh) 一种掉电保护电路、数据存储装置及掉电保护方法
JP2014018038A (ja) 組電池の制御装置
KR101438138B1 (ko) 리셋 회로를 이용한 자동차용 직렬 배터리팩 고장 자동복원 장치
WO2025109941A1 (ja) 電気機器
WO2022105159A1 (zh) 智能连接装置、启动电源以及电瓶夹
JPH06303178A (ja) 無線選択呼出受信機
JP7622755B2 (ja) 電池パック及び電気機器システム
JP2007033108A (ja) 二次電池パック
JP2013206090A (ja) 電源制御装置、それを使用する情報システムおよび電源制御方法
JP5176720B2 (ja) 機器制御装置およびコジェネシステム
WO2024093303A1 (zh) 一种电动工具及放电系统
JPH09237137A (ja) コンピュータシステム及びコンピュータシステムに適用する電源制御装置の制御方法
CN115167649B (zh) 一种基于冗余电池的服务器供电中断保护系统及方法
JP2006271068A (ja) バッテリー装置
JP2023030995A5 (ja)
JP3852450B2 (ja) 診断機能付き無停電電源装置
CN219143051U (zh) 一种电池供电设备的在位检测装置
CN119134628A (zh) 一种掉电储能防护系统及方法
JP2020000600A (ja) 電気掃除機
JP4200310B2 (ja) ガス遮断装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24893934

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1