JP7802530B2

JP7802530B2 - 充電器

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Publication number: JP7802530B2
Application number: JP2021215084A
Authority: JP
Inventors: 真也水谷; 寿和岡林
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2026-01-20
Anticipated expiration: 2041-12-28
Also published as: US20230208179A1; JP2023098367A; CN116365627A; DE102022134687A1

Description

本開示は、バッテリへの充電電流を検出する電流検出系の異常を判定する充電器に関する。

特許文献１には、バッテリへの充電経路に設けられた電流検出手段にて充電電流を検出し、その検出した充電電流を一定時間毎に積算することで、バッテリへの充電電力量を測定するよう構成された充電器が記載されている。

特許文献１において、充電器による充電電力量の測定結果はバッテリパックに送信され、バッテリパック側では、充電器から取得した充電電力量と、バッテリからの放電時に測定した放電電力量とに基づき、バッテリに蓄積された電力量が算出される。

特許第６２０７１２７号公報

ところで、電流検出手段にて検出された充電電流は、バッテリへの充電電力量を測定するだけでなく、バッテリへの充電電流を制御するのにも利用される。従って、電流検出手段が故障して充電電流を正確に検出できなくなると、バッテリへの充電を適正に制御することができなくなる。

このため、充電器は、通常、充電電流の検出結果から電流検出手段の異常を判定するように構成される。しかし、充電電流の検出結果から異常を判定できるのは、検出結果が０又は異常値になったときであり、検出結果が正常範囲内にあるときには異常を判定することができない。

本開示の一局面は、バッテリへの充電電流を検出するのに用いられる電流検出系の異常を、より正確に判定できるようにすることを目的とする。

本開示の一局面の充電器は、充電経路と、電流検出部と、第１増幅器と、第２増幅器と、異常判定部とを備える。充電経路は、電源回路からバッテリへ充電電流を供給するように構成され、電流検出部は、その充電経路に流れる充電電流を検出するよう構成される。

第１増幅器は、電流検出部からの出力を増幅して、充電電流の第１検出信号として出力するよう構成され、第２増幅器は、電流検出部からの出力を増幅して、充電電流の第２検出信号として出力するよう構成される。

異常判定部は、第１増幅器から出力される第１検出信号と、第２増幅器から出力される第２検出信号とに基づき、第１増幅器及び第２増幅器を含む充電電流の検出系に異常が発生したか否かを判定するよう構成される。

このように、本開示の充電器は、第１増幅器と第２増幅器とを使って、充電電流を２系統で検出するように構成されており、その検出された２系統の検出信号を使って、充電電
流の検出系に異常が発生したか否かを判定する。従って、本開示の充電器によれば、第１増幅器と第２増幅器とを含む充電電流検出系の異常を、精度よく検出することができる。

実施形態の充電システムを構成するバッテリパック及び充電器の外観を表す斜視図である。バッテリパック及び充電器の回路構成を表すブロック図である。充電器の第２ＭＰＵにおいて実行される充電制御処理を表すフローチャートである。図３に示す充電電流異常検出処理の詳細を表すフローチャートである。充電器の回路構成の変形例を表すブロック図である。充電電流異常検出処理の変形例を表すフローチャートである。

［実施形態の総括］
ある実施形態における充電器において、電流検出部は、充電経路上に設けられたシャント抵抗器を備えていてもよい。

この場合、第１増幅器及び第２増幅器は、それぞれ、シャント抵抗器の両端間電圧を増幅して、第１検出信号及び第２検出信号として出力するよう構成されていてもよい。つまり、第１増幅器及び第２増幅器は、各増幅器共通のシャント抵抗器の両端間電圧をそれぞれ増幅することで、２系統の検出信号を生成するように構成されていてもよい。

加えて／あるいは、電流検出部は、充電経路上に直列に設けられた第１シャント抵抗器及び第２シャント抵抗器を備えていてもよい。
この場合、第１増幅器は、第１シャント抵抗器の両端間電圧を増幅して第１検出信号として出力するよう構成されていてもよい。また、第２増幅器は、第２シャント抵抗器の両端間電圧を増幅して、第２検出信号として出力するよう構成されていてもよい。つまり、第１増幅器及び第２増幅器は、それぞれ、専用のシャント抵抗器の両端間電圧を増幅することで、２系統の検出信号を生成するように構成されていてもよい。

加えて／あるいは、第１増幅器と第２増幅器は、それぞれ、独立した電子部品の形態であってもよい。このように、第１増幅器と第２増幅器とが独立した電子部品の形態である場合には、第１増幅器と第２増幅器とが同時に故障する頻度を下げることができ、異常判定時の対策をし易くすることができる。

加えて／あるいは、異常判定部は、第１検出信号及び／または第２検出信号が、予め設定された許容範囲から外れているときに、異常が発生したと判定するように構成されていてもよい。このようにすれば、第１増幅器及び第２増幅器を含む検出系の異常を、正確に、且つ、安定して検出することができるようになる。

この場合、異常判定部は、第１検出信号と充電電流の目標値との第１の差異、及び、第２検出信号と充電電流の目標値との第２の差異、を算出し、第１の差異及び／または第２の差異が予め設定された許容範囲から外れているときに、異常が発生したと判定するように構成されていてもよい。

あるいは、異常判定部は、第１検出信号と第２検出信号との第３の差異を算出し、第３の差異が予め設定された許容範囲から外れているときに、異常が発生したと判定するように構成されていてもよい。

加えて／あるいは、異常判定部は、バッテリへの充電時に異常が発生したと判定すると、バッテリへの充電を停止させる指令を出力するよう構成されていてもよい。このようにすれば、異常判定時にバッテリへの充電を停止させて、過充電等によってバッテリが劣化するのを抑制することができる。

加えて／あるいは、第１増幅器及び第２増幅器は、第１検出信号及び第２検出信号として、互いに精度が異なる検出信号を出力するよう構成されていてもよい。
この場合、第１増幅器は、第１検出信号として、第２検出信号に比べて精度が高い検出信号を生成し、その生成した第１検出信号を、充電電流が目標電流となるようフィードバック制御する制御回路に出力するよう構成されていてもよい。このようにすれば、充電電流の制御に用いられる第１検出信号の精度が、第２検出信号よりも高くなるため、充電電流を精度よく制御することができる。

また、第２増幅器は、充電電流の検出精度が第１増幅器よりも低いことから、第１増幅器に比べて低コストで実現できる。このため、第１増幅器及び第２増幅器による充電電流の検出精度を同一にした場合に比べて、充電器のコストを低減することができる。

［特定の例示的な実施形態］
以下に、本開示の例示的な実施形態を図面と共に説明する。
図１に示すように、本実施形態の充電システムは、バッテリパック２と、充電器４０とを備える。

バッテリパック２には、図２に示すバッテリ１０が収納されている。バッテリパック２は、例えば、充電式電動工具、充電式掃除機、充電式草刈り器等、各種電動作業機や、充電器４０に着脱自在に装着するための第１装着部４を備える。そして、第１装着部４を介して電動作業機に装着されると、第１装着部４に設けられた第１端子部６を介して、電動作業機に電気的に接続され、バッテリ１０から電動作業機に電力供給を行う。

充電器４０は、電源コード４９を介して外部電源（一般に商用電源：交流電圧）から電力供給を受けることにより、バッテリ充電用の充電電圧（直流電圧）を生成するよう構成されている。このため、充電器４０には、バッテリパック２を装着するための第２装着部４４が設けられている。

この第２装着部４４は、バッテリパック２をスライドさせて装着できるように、バッテリパック２の第１装着部４の形状に対応して形成されている。第２装着部４４には、バッテリパック２の装着時に、バッテリパック２側の第１端子部６と嵌合される第２端子部４６が設けられている。

そして、充電器４０は、第２装着部４４にバッテリパック２が装着されると、第２端子部４６を介してバッテリパック２に電気的に接続され、生成した充電電圧にてバッテリパック２に充電電流を供給することで、バッテリパック２内のバッテリ１０を充電する。

図２に示すように、バッテリパック２側の第１端子部６及び充電器４０側の第２端子部４６には、それぞれ、バッテリパック２を充電器４０の装着した際、相互に接続される端子１１～１３、４１～４３が設けられている。

バッテリパック２において、端子１１、１２は、バッテリ１０の正極側及び負極側にそれぞれ接続されている。従って、端子１１及び１２は、充電器４０から供給される充電電流やバッテリ１０から電動作業機への放電電流を流すための、正極端子及び負極端子である。また、端子１３は、充電器４０や電動作業機との間で通信を行うための通信端子であ
る。

充電器４０において、端子４１、４２は、バッテリパック２が装着された際に、バッテリパック２の端子１１、１２にそれぞれ接続されて、バッテリ１０へ充電電流を供給する正極端子及び負極端子である。また、端子４３は、バッテリパック２の端子１３に接続されて、バッテリパック２との間で通信を行うための通信端子である。

バッテリパック２内のバッテリ１０は、充放電可能な複数のセルを直列に接続することにより構成されている。そして、バッテリパック２内には、バッテリ１０に加えて、第１ＭＰＵ２０、ＡＦＥ２２、第１通信部２４、シャント抵抗器２６、及び、第１電源回路２８が備えられている。

第１ＭＰＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロプロセッシングユニットである。ＡＦＥ２２は、第１ＭＰＵ２０との間でデータ通信を行うアナログフロントエンドであり、第１ＭＰＵ２０に対し各種検出信号を入力する。

例えば、ＡＦＥ２２は、バッテリ１０から、バッテリ電圧や各セルの電圧（セル電圧）を取得して、第１ＭＰＵ２０に入力する。また、ＡＦＥ２２は、バッテリ１０に設けられた温度センサからバッテリ温度を取得して、第１ＭＰＵ２０に入力する。

シャント抵抗器２６は、バッテリ１０の負極側と端子１２とを接続する充放電経路１８に設けられ、この充放電経路１８を流れる放電電流を検出するのに利用される。そして、ＡＦＥ２２は、シャント抵抗器２６の両端間電圧に基づき、バッテリ１０から電動作業機への放電電流を測定して、第１ＭＰＵ２０に入力する。

第１電源回路２８は、バッテリ１０から電力供給を受けて、第１ＭＰＵ２０、ＡＦＥ２２、第１通信部２４、等を駆動するための電源電圧（直流定電圧）Ｖｄｄを生成して、これら各部に供給する。

第１ＭＰＵ２０は、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い各種制御処理を実行する。例えば、第１ＭＰＵ２０は、ＡＦＥ２２から入力されるバッテリ電圧、セル電圧、バッテリ温度、放電電流、等に基づき、バッテリ１０の充電時や放電時に異常が発生したか否かを判定する処理を実行する。

そして、この判定処理にて異常を判定すると、第１ＭＰＵ２０は、第１通信部２４を介して、充電器４０若しくは電動作業機にバッテリ１０の充電或いは放電を停止させる指令を送信し、バッテリ１０に対する充放電を停止させる。

また、第１ＭＰＵ２０は、シャント抵抗器２６を介して測定した放電電流や、充電器４０側で測定された充電電流に基づき、バッテリ１０に蓄積されている電力量を監視する処理も実行する。

そして、第１ＭＰＵ２０は、この監視処理にて更新される電力量に基づき、充電時の充電電流を設定して、充電器４０に要求する。また、電動作業機への放電時には、監視処理にて更新される電力量に基づき、バッテリ１０に蓄積された電力量が停止判定値まで低下したか否かを判定し、電力量が停止判定値まで低下すると、電動作業機への放電を停止させる。

次に、充電器４０には、電源コード４９を介して外部電源から供給される交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）をバッテリ充電用の直流電圧に変換して、バッテリ１０への充電電流
を生成する第２電源回路５０が設けられている。

そして、第２電源回路５０の正極側と端子４１との間、及び、第２電源回路５０の負極側と端子４２との間は、それぞれ、バッテリ１０への充電経路４８を介して接続されている。

また、充電器４０には、第２通信部５２、第１シャント抵抗器５４、第１増幅器５６、第２増幅器５８、第２ＭＰＵ６０、比較器６２、フォトカプラ６４、及び、スイッチング用ＩＣ（以下、ＳＷ用ＩＣ）６６が備えられている。

そして、第２電源回路５０においては、バッテリ１０への充電電圧とは別に、充電器４０の内部回路、つまり、第２通信部５２、第１増幅器５６、第２増幅器５８、第２ＭＰＵ６０、比較器６２、等を駆動するための電源電圧Ｖｃｃも生成される。

第２ＭＰＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロプロセッシングユニットであり、第２通信部５２を介して、バッテリパック２との間で通信することができる。
つまり、第２通信部５２は、端子４３に接続されている。このため、充電器４０にバッテリパック２が装着されると、端子４３がバッテリパック２側の端子１３に接続され、第２ＭＰＵ６０は、第２通信部５２を介して、バッテリパック２側の第１ＭＰＵ２０と通信することができるようになる。

第１シャント抵抗器５４は、本開示の電流検出部の一例に相当する電子部品であり、端子４２と第２電源回路５０との間の負極側の充電経路４８上に設けられている。従って、第１シャント抵抗器５４の両端間電圧から、充電経路４８を流れる充電電流を検出することができる。

第１シャント抵抗器５４は、レーザートリミング等で抵抗値が変わることのないよう、抵抗器単体の電子部品の形態である。このため、充電電流が流れることにより、トリミング箇所が短絡して、第１シャント抵抗器５４が故障するのを抑制できる。

なお、バッテリパック２側のシャント抵抗器２６には、充電電流に加えて、充電電流よりも大きい放電電流が流れる。このため、シャント抵抗器２６は、第１シャント抵抗器５４５よりも定格電力が大きい、抵抗器単体の電子部品の形態である。

次に、第１増幅器５６及び第２増幅器５８は、それぞれ、第１シャント抵抗器５４の両端間電圧を取り込み、第２ＭＰＵ６０へ入力可能な電圧レベルまで増幅することで、充電電流の第１検出信号Chrg_I_1及び第２検出信号Chrg_I_2を生成する。

第１増幅器５６及び第２増幅器５８は、それぞれ、独立した電子部品であるオペアンプにて差動増幅器として構成されており、各オペアンプはオフセット電圧が異なる。具体的には、第１増幅器５６のオフセット電圧は、第２増幅器５８のオフセット電圧よりも低い。従って、第１増幅器５６は、第２増幅器５８に比べて、充電電流の検出精度が高くなる。

第２ＭＰＵ６０に含まれるＡ／Ｄ変換器（図示せず）は、第１検出信号Chrg_I_1及び第２検出信号Chrg_I_2を、それぞれ、Ａ／Ｄ変換して、第１電流検出値AD_Chrg_I_1及び第２電流検出値AD_Chrg_I_2として取り込む。

そして、第２ＭＰＵ６０は、第１電流検出値AD_Chrg_I_1及び第２電流検出値AD_Chrg_I_2に基づき、充電電流検出系に異常が生じているか否かを判定する。なお、充電電流検出
系には、第１シャント抵抗器５４と、第１増幅器５６及び第２増幅器５８が含まれる。さらに充電電流検出系には、Ａ／Ｄ変換器を含んでもよい。

本実施形態では、第２ＭＰＵ６０は、第１電流検出値AD_Chrg_I_1と充電電流の目標値PWM_SETとの差異、及び、第２電流検出値AD_Chrg_I_2と充電電流の目標値PWM_SETとの差異を、第１ずれ量Diff_I_1及び第２ずれ量Diff_I_2として算出する。そして、その算出した第１ずれ量Diff_I_1及び第２ずれ量Diff_I_2に基づき、充電電流検出系の異常判定を行う。

充電電流の目標値PWM_SETは、バッテリパック２の第１ＭＰＵ２０から要求された充電電流（以下、要求電流）Bat_Req_Iに応じて設定される。そして、第２ＭＰＵ６０は、この目標値PWM_SETをＤ／Ａ変換することで、目標電流CC_PWMを表す信号を生成し、比較器６２に出力する。

次に、比較器６２は、第２ＭＰＵ６０から入力される、目標電流CC_PWMを表す信号と、第１増幅器５６から出力される第１検出信号Chrg_I_1とを比較することで、充電電流の実電流と目標電流との差を表す差信号を出力する。

この差信号は、フォトカプラ６４を介して、ＳＷ用ＩＣ６６に入力される。ＳＷ用ＩＣ６６は、差信号が零となるように、第２電源回路５０にて生成される充電電流を制御するスイッチング回路である。

そして、ＳＷ用ＩＣ６６から第２電源回路５０には、充電電流を制御するためにパルス幅変調されたＰＷＭ信号が出力される。従って、本実施形態では、比較器６２、フォトカプラ６４及びＳＷ用ＩＣ６６が、充電電流が目標電流となるようにフィードバック制御する制御回路の一例として機能する。

次に、充電器４０の第２ＭＰＵ６０にてバッテリ１０への充電を行うために実行される充電制御処理について説明する。なお、この充電制御処理は、第２ＭＰＵ６０において、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。

図３に示すように、充電制御処理においては、まずＳ１００にて、要求電流Bat_Req_I、及び、充電電流の目標値PWM_SETに、初期値０を設定し、電流異常フラグをオフ状態にする、初期設定処理を実行する。

次に、Ｓ１１０では、第１増幅器５６及び第２増幅器５８にて検出された充電電流は正常であるか否かを判定する、充電電流異常検出処理を実行し、Ｓ１１５に移行する。なお、この充電電流異常検出処理は、本開示の異常判定部の一例に相当するため、後に詳しく説明する。

Ｓ１１５では、電流異常フラグがオン状態であるか否かによって、充電電流異常検出処理にて異常が判定されたか否かを判定する。そして、電流異常フラグがオフ状態で、充電電流異常検出処理では異常が判定されていない場合には、Ｓ１２０に移行する。

また、電流異常フラグがオン状態で、充電電流異常検出処理にて異常が判定されている場合には、Ｓ１８０に移行して、電流異常処理を実行する。なお、この場合、電流異常処理では、充電電流の検出系に異常が生じているので、図示しない報知部を介して、異常が発生したことを報知する。報知部は、例えば、異常表示用のＬＥＤの形態であり、電流異常処理では、ＬＥＤを点灯若しくは点滅させることで、異常を報知する。

次に、Ｓ１２０では、第２通信部５２を介してバッテリパック２との間で通信できるか否かを判定することで、充電すべきバッテリ１０が充電器４０に接続されているか否かを判定する。そして、Ｓ１２０にて、バッテリ１０は接続されていないと判定されると、Ｓ１１０に戻り、Ｓ１２０にて、バッテリ１０は接続されていると判定されると、Ｓ１３０に移行する。

Ｓ１３０では、第２通信部５２を介してバッテリパック２との間で通信することにより、バッテリパック２から要求電流Bat_Req_Iを取得し、続くＳ１４０では、バッテリ１０への充電が完了したか否かを判定する。なお、Ｓ１４０では、例えば、バッテリパック２からの要求電流Bat_Req_Iが０若しくは充電完了閾値以下であるときに、充電が完了したと判定する。

Ｓ１４０にて、バッテリ１０への充電は完了していないと判定されると、Ｓ１５０に移行して、バッテリパック２から取得した要求電流Bat_Req_Iに応じて、充電電流の目標値PWM_SETを設定する。

この設定した目標値PWM_SETは、目標電流CC_PWMを表す信号にＤ／Ａ変換されて、比較器６２に出力される。この結果、比較器６２、フォトカプラ６４及びＳＷ用ＩＣ６６を含む制御回路にて、バッテリ１０への充電電流が目標電流CC_PWMとなるように制御される。

次に、Ｓ１６０では、Ｓ１１０と同様、充電電流異常検出処理を実行し、Ｓ１７０に移行する。Ｓ１７０では、Ｓ１１５と同様、電流異常フラグがオン状態であるか否かによって、充電電流異常検出処理にて異常が判定されたか否かを判定する。

そして、電流異常フラグがオフ状態で、充電電流異常検出処理では異常が判定されていない場合には、Ｓ１３０に移行する。また、電流異常フラグがオン状態で、充電電流異常検出処理にて異常が判定されている場合には、Ｓ１８０に移行して、電流異常処理を実行する。

この場合、電流異常処理では、充電電流の検出系に異常が生じているので、第２電源回路５０からバッテリ１０への充電電流の出力を停止させ、図示しない報知部を介して、異常が発生したことを報知する。

なお、電流異常処理において、第２電源回路５０からの充電電流の出力を停止させる際には、例えば、充電電流の目標値PWM_SETに初期値０を設定するが、充電経路４８に設けられたスイッチをオフさせることで、充電経路４８を遮断するようにしてもよい。

次に、Ｓ１４０にて、バッテリ１０への充電は完了したと判定されると、Ｓ１９０に移行し、Ｓ１２０と同様の手順で、バッテリ１０が接続されているか否かを判定する。そして、Ｓ１９０にて、バッテリ１０は接続されていない（未接続である）と判定されると、Ｓ１００に戻り、Ｓ１９０にて、バッテリ１０は接続されていると判定されると、Ｓ２００に移行する。

Ｓ２００では、充電電流の目標値PWM_SETに初期値０を設定して、第２電源回路５０からの充電電流の出力を停止させる。そして、続くＳ２１０では、Ｓ１６０と同様、充電電流異常検出処理を実行し、Ｓ２２０に移行する。

Ｓ２２０では、Ｓ１１５，Ｓ１７０と同様、電流異常フラグがオン状態であるか否かによって、充電電流異常検出処理にて異常が判定されたか否かを判定する。そして、電流異常フラグがオフ状態で、充電電流異常検出処理では異常が判定されていない場合には、Ｓ
１９０に移行する。また、電流異常フラグがオン状態で、充電電流異常検出処理にて異常が判定されている場合には、Ｓ１８０に移行して、電流異常処理を実行する。

次に、Ｓ１１０、Ｓ１６０若しくはＳ２１０にて実行される充電電流異常検出処理について説明する。
図４に示すように、充電電流異常検出処理においては、Ｓ３１０にて、前回、当該処理を開始してから、予め設定された一定時間（例えば１２５ｍｓ）が経過するのを待機する。そして、一定時間が経過すると、Ｓ３２０に移行し、第１増幅器５６から第１電流検出値AD_Chrg_I_1を取得する。また、続くＳ３３０では、第２増幅器５８から第２電流検出値AD_Chrg_I_2を取得する。

Ｓ３４０では、Ｓ３２０にて取得した第１電流検出値AD_Chrg_I_1と充電電流の目標値PWM_SETとの差の絶対値を、これら各値の差異を表す第１ずれ量Diff_I_1として算出する。また、Ｓ３４０では、Ｓ３３０にて取得した第２電流検出値AD_Chrg_I_2と充電電流の目標値PWM_SETとの差の絶対値を、これら各値の差異を表す第２ずれ量Diff_I_2として算出する。

次に、Ｓ３５０では、Ｓ３４０にて算出した第１ずれ量Diff_I_1が、予め設定された異常判定用の第１閾値Ｄth1、例えば１００、よりも小さいか否かを判定する。
Ｓ３５０にて、第１ずれ量Diff_I_1は第１閾値Ｄth1よりも小さいと判定されると、第１電流検出値AD_Chrg_I_1は正常であるとして、Ｓ３６０に移行し、第１エラーカウンタCerr_I_1をデクリメント（－１）する。

一方、Ｓ３５０にて、第１ずれ量Diff_I_1は第１閾値Ｄth1以上であると判定されると、第１電流検出値AD_Chrg_I_1は異常であるとして、Ｓ３７０に移行し、第１エラーカウンタCerr_I_1をインクリメント（＋１）する。

Ｓ３６０若しくはＳ３７０の処理実行後は、Ｓ３８０に移行し、Ｓ３４０にて算出した第２ずれ量Diff_I_2が、予め設定された異常判定用の第２閾値Ｄth2、例えば２５０、よりも小さいか否かを判定する。

Ｓ３８０にて、第２ずれ量Diff_I_2は第２閾値Ｄth2よりも小さいと判定されると、第２電流検出値AD_Chrg_I_2は正常であるとして、Ｓ３９０に移行し、第２エラーカウンタCerr_I_2をデクリメント（－１）する。

一方、Ｓ３８０にて、第２ずれ量Diff_I_2は第２閾値Ｄth2以上であると判定されると、第２電流検出値AD_Chrg_I_2は異常であるとして、Ｓ４００に移行し、第２エラーカウンタCerr_I_2をインクリメント（＋１）する。

なお、第１エラーカウンタCerr_I_1及び第２エラーカウンタCerr_I_2の最小値は０であり、第１エラーカウンタCerr_I_1及び第２エラーカウンタCerr_I_2は、デクリメントされることにより負の値になることはない。

また、第１閾値Dth1が第２閾値Dth2よりも小さい値（Dth1＜Dth2）に設定されているのは、第１電流検出値AD_Chrg_I_1の検出精度が、第２電流検出値AD_Chrg_I_2よりも高くなっているためである。

つまり、第１閾値Dth1を第２閾値Dth2よりも小さい値にして、第１電流検出値AD_Chrg_I_1の許容範囲を第２電流検出値AD_Chrg_I_2よりも狭くしても、第１電流検出値AD_Chrg_I_1は精度が高いことから、異常を正確に判定できる。

次に、Ｓ３９０若しくはＳ４００の処理実行後は、Ｓ４１０に移行し、第１エラーカウンタCerr_I_1は、予め設定された第１カウント値Cth1よりも小さいか否かを判定する。Ｓ４１０にて、第１エラーカウンタCerr_I_1は第１カウント値Cth1よりも小さいと判定されると、Ｓ４２０に移行する。

Ｓ４２０では、第２エラーカウンタCerr_I_2は、予め設定された第２カウント値Cth2よりも小さいか否かを判定する。そして、Ｓ４２０にて、第２エラーカウンタCerr_I_2は第２カウント値Cth2よりも小さいと判定されると、第１増幅器５６及び第２増幅器５８を含む充電電流の検出系は正常であると判定して、充電電流異常検出処理を終了する。

なお、第１カウント値Cth1及び第２カウント値Cth2には、例えば３２が設定される。これは、充電電流異常検出処理が、上述した１２５ｍｓ周期で実施される場合に、４秒以上、第１ずれ量Diff_I_1が第１閾値Ｄth1以上となるか、第２ずれ量Diff_I_2が第２閾値Ｄth2以上となった場合に、充電電流の検出系の異常を判定するためである。

ただし、異常判定に用いられる第１閾値Ｄth1、第２閾値Ｄth2、第１カウント値Cth1、第２カウント値Cth2、については、異常判定を行う充電器やバッテリパックの特性に応じて適宜設定すればよい。

一方、Ｓ４１０にて、第１エラーカウンタCerr_I_1は第１カウント値Cth1以上であると判定された場合、或いは、Ｓ４２０にて、第２エラーカウンタCerr_I_2は第２カウント値Cth2以上であると判定された場合には、Ｓ４３０に移行する。

そして、Ｓ４３０では、第１増幅器５６及び第２増幅器５８を含む充電電流の検出系に異常が生じているものと判定して、電流異常フラグをオン状態にし、充電電流異常検出処理を終了する。

なお、本実施形態において、充電電流の検出系の異常には、第１シャント抵抗器５４、第１増幅器５６、第２増幅器５８、または、第２ＭＰＵ６０内のＡ／Ｄ変換器、の故障によって引き起こされる異常が含まれる。

以上説明したように、本実施形態の充電器４０においては、バッテリパック２への充電経路４８上に、電流検出部としての第１シャント抵抗器５４が設けられている。第１シャント抵抗器５４の両端間電圧は、第１増幅器５６及び第２増幅器５８にてそれぞれ増幅され、充電電流の第１検出信号Chrg_I_1及び第２検出信号Chrg_I_2として、第２ＭＰＵ６０に入力される。

第２ＭＰＵ６０は、異常判定部としての充電電流異常判定処理を実行することにより、第１検出信号Chrg_I_1及び第２検出信号Chrg_I_2が正常であるか否かを判定する。そして、第１検出信号Chrg_I_1及び／または第２検出信号Chrg_I_2が異常であると判定すると、電流異常フラグをオンして、第２電源回路５０からの充電電流の出力を停止させる。

従って、本実施形態の充電器４０によれば、第１増幅器５６及び第２増幅器５８を含む充電電流検出系の異常を精度よく検出することができ、充電電流が、目標電流とは異なる電流値に誤制御されるのを抑制できる。

また、バッテリ１０への充電電流は、第２増幅器５８よりも検出精度が高い第１増幅器５６による検出結果に基づき、目標電流となるように制御されることから、充電電流の制御精度を高くすることができる。

第２増幅器５８による充電電流の検出精度は、第１増幅器５６よりも低いことから、第２増幅器５８には、第１増幅器５６よりもコストの低い増幅器を使用することができ、充電器４０全体のコストを低減することができる。

以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
［変形例１］
上記実施形態では、充電器４０において、充電経路４８には、電流検出部として第１シャント抵抗器５４が設けられ、第１増幅器５６及び第２増幅器５８は、それぞれ、第１シャント抵抗器５４の両端間電圧を増幅するものとして説明した。

これに対し、図５に示すように、充電器４０の充電経路４８上に第１シャント抵抗器５４と第２シャント抵抗器５５を直接に設け、第１シャント抵抗器５４には第１増幅器５６を接続し、第２シャント抵抗器５５には第２増幅器５８を接続するようにしてもよい。

このようにすれば、第１増幅器５６は、第１シャント抵抗器５４の両端間電圧を増幅することで第１検出信号Chrg_I_1を生成することができ、第２増幅器５８は、第２シャント抵抗器５５の両端間電圧を増幅することで第２検出信号Chrg_I_2を生成することができる。

従って、第１増幅器５６と第２増幅器５８は、それぞれ、専用のシャント抵抗器５４，５５を用いて、充電電流を検出することができる。このため、本変形例１によれば、第１増幅器５６にシャント抵抗器５４を含む充電電流検出系の異常、または、第２増幅器５８にシャント抵抗器５５を含む充電電流検出系の異常、を検知することができる。

なお、充電電流検出用の第１シャント抵抗器５４及び第２シャント抵抗器５５は、端子４２と第２電源回路５０との間の負極側の充電経路４８ではなく、端子４１と第２電源回路５０との間の正極側の充電経路に設けられてもよい。

［変形例２］
上記実施形態では、第１電流検出値AD_Chrg_I_1及び第２電流検出値AD_Chrg_I_2と充電電流の目標値PWM_SETとの差の絶対値を、第１ずれ量Diff_I_1及び第２ずれ量Diff_I_2として算出することで、充電電流検出系の異常を判定するものとして説明した。

しかし、充電電流検出系の異常は、第１電流検出値AD_Chrg_I_1と第２電流検出値AD_Chrg_I_2との差異（つまりずれ量）に基づき、判定するようにしてもよい。
以下、このように異常判定を行う場合の充電電流異常検出処理について説明する。

図６に示すように、本変形例２の充電電流異常検出処理では、まずＳ５１０～Ｓ５３０の処理を実行する。なお、Ｓ５１０～Ｓ５３０の処理は、図４に示したＳ３１０～Ｓ３３０と同様の手順で実行されることから、説明は省略する。

次に、Ｓ５４０では、Ｓ５２０、Ｓ５３０にて取得した第１電流検出値AD_Chrg_I_1と第２電流検出値AD_Chrg_I_2との差の絶対値を、第１検出信号Chrg_I_1と第２検出信号Chrg_I_2との差異を表す第３ずれ量Diff_I_3として算出する。

そして、続くＳ５５０では、Ｓ５４０にて算出した第３ずれ量Diff_I_3が、予め設定された異常判定用の第３閾値Ｄth3、例えば３５０、よりも小さいか否かを判定する。
Ｓ５５０にて、第３ずれ量Diff_I_3は第３閾値Ｄth3よりも小さいと判定されると、第
１電流検出値AD_Chrg_I_1及び第２電流検出値AD_Chrg_I_2は正常であるとして、Ｓ５６０に移行し、電流エラーカウンタCerr_I_3をデクリメント（－１）する。

また、Ｓ５５０にて、第３ずれ量Diff_I_3は第３閾値Ｄth3以上であると判定されると、第１電流検出値AD_Chrg_I_1及び／または第２電流検出値AD_Chrg_I_2は異常であるとして、Ｓ５７０に移行し、電流エラーカウンタCerr_I_3をインクリメント（＋１）する。

なお、電流エラーカウンタCerr_I_3の最小値は、上記実施形態の第１エラーカウンタCerr_I_1及び第２エラーカウンタCerr_I_2と同様、０であり、電流エラーカウンタCerr_I_3は、デクリメントされることにより負の値になることはない。

また、第３閾値Ｄth3は、上記実施形態の第１閾値Ｄth1及び第２閾値Ｄth2よりも大きく、本変形例２では、これらの値を加算した値になっている。これは、第３閾値Ｄth3が、第１電流検出値AD_Chrg_I_1と第２電流検出値AD_Chrg_I_2との差が許容範囲内にあるか否かを判定するのに用いられるためである。

つまり、本変形例２では、第１検出信号Chrg_I_1の誤差の許容範囲と、第２検出信号Chrg_I_2の誤差の許容範囲を加算することで、第１検出信号Chrg_I_1及び／または第２検出信号Chrg_I_2が異常であることを判定できるようにしている。

次に、Ｓ５６０若しくはＳ５７０の処理実行後は、Ｓ５８０に移行し、電流エラーカウンタCerr_I_3は、予め設定された第３カウント値Cth3よりも小さいか否かを判定する。
そして、Ｓ５８０にて、電流エラーカウンタCerr_I_3は第３カウント値Cth3よりも小さいと判定された場合には、第１増幅器５６及び第２増幅器５８を含む充電電流の検出系は正常であると判定して、充電電流異常検出処理を終了する。

また、Ｓ５８０にて、電流エラーカウンタCerr_I_3は第３カウント値Cth3以上であると判定された場合には、第１増幅器５６及び第２増幅器５８を含む充電電流の検出系に異常が生じているものと判定して、Ｓ５９０に移行する。そして、Ｓ５９０では、電流異常フラグをオン状態にし、充電電流異常検出処理を終了する。

なお、第３カウント値Cth3には、上記実施形態の第１カウント値Cth1及び第２カウント値Cth2と同様、例えば３２が設定される。
上記のように、本変形例２では、充電電流検出系の異常を、第１電流検出値AD_Chrg_I_1と第２電流検出値AD_Chrg_I_2とのずれ量Ｄiff_I_3に基づき判定するが、このようにしても、充電電流検出系の異常を精度よく判定することができる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、充電器４０には、バッテリパック２を装着するための１つの第２装着部４４が設けられるものとして説明したが、充電器４０には、２つ以上の第２装着部４４が設けられていてもよい。

この場合、２つ以上の第２装着部４４に装着されたバッテリパック２内のバッテリ１０を個々に充電できるように、充電電流生成用の第２電源回路５０や充電経路４８も複数設けられていてもよい。従って、この場合には、充電電流検出用の電流検出部や第１、第２増幅器も、充電経路４８毎に設けるようにするとよい。

上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現
したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

本開示の充電器は、充電電流を検出する装置として構成することもできる。また、本開示の充電器は、充電システム、充電器としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、充電異常判定方法など、種々の形態で実現することもできる。

２…バッテリパック、１０…バッテリ、４０…充電器、４８…充電経路、５０…第２電源回路、５４…第１シャント抵抗器、５５…第２シャント抵抗器、５６…第１増幅器、５８…第２増幅器、６０…第２ＭＰＵ。

Claims

バッテリへの充電電流を生成する電源回路から前記バッテリへ前記充電電流を供給するように構成された充電経路と、
前記充電経路に流れる前記充電電流を検出するよう構成された電流検出部と、
前記充電電流が目標値となるように前記充電電流をフィードバック制御するよう構成された制御回路と、
前記電流検出部からの出力を増幅して、前記充電電流の第１検出信号として出力するよう構成された第１増幅器と、
前記電流検出部からの出力を増幅して、前記充電電流の第２検出信号として出力するよう構成された第２増幅器と、
前記第１検出信号と前記目標値との第１の差異、及び、前記第２検出信号と前記目標値との第２の差異、を算出し、前記第１の差異及び／または前記第２の差異が予め設定された許容範囲から外れているときに、前記第１増幅器及び前記第２増幅器を含む前記充電電流の検出系に異常が発生したと判定するよう構成された異常判定部と、
を備えた充電器。
請求項１に記載の充電器であって、
前記電流検出部は、前記充電経路上に設けられたシャント抵抗器を備えており、
前記第１増幅器及び前記第２増幅器は、それぞれ、前記シャント抵抗器の両端間電圧を増幅して、前記第１検出信号及び前記第２検出信号として出力するよう構成されている、充電器。
請求項１に記載の充電器であって、
前記電流検出部は、前記充電経路上に直列に設けられた第１シャント抵抗器及び第２シャント抵抗器を備えており、
前記第１増幅器は、前記第１シャント抵抗器の両端間電圧を増幅して前記第１検出信号を出力するよう構成され、
前記第２増幅器は、前記第２シャント抵抗器の両端間電圧を増幅して前記第２検出信号を出力するよう構成されている、充電器。
請求項１～請求項３の何れか１項に記載の充電器であって、
前記第１増幅器と前記第２増幅器は、それぞれ、独立した電子部品の形態である、充電器。
請求項１～請求項４の何れか１項に記載の充電器であって、
前記異常判定部は、前記バッテリへの充電時に、前記異常が発生したと判定すると、前記バッテリへの充電を停止させる指令を出力するよう構成されている、充電器。
請求項１～請求項５の何れか１項に記載の充電器であって、
前記第１増幅器及び前記第２増幅器は、前記第１検出信号及び前記第２検出信号として、互いに精度が異なる検出信号を出力するよう構成されている、充電器。
請求項６に記載の充電器であって、
前記第１増幅器は、前記第１検出信号として、前記第２検出信号に比べて精度が高い検出信号を生成し、該生成した前記第１検出信号を前記制御回路に出力するよう構成されている、充電器。