JP2008206272A - Communication system, battery pack, and battery pack connecting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform communication, using a terminal for power supply connected to the positive electrode and the negative electrode of a battery, without being provided with a terminal only for communication. <P>SOLUTION: A battery set 10 that a battery pack 8 has includes inductance components L1 in its inside. It performs data transmission, utilizing these inner inductance components L1. When a conductive transistor Q1 is switched on, an energizing path which leads to a negative electrode via a current control capacitor C01 and the conductive transistor Q1 from the positive electrode of the battery set 10. A current flows by this conduction, whereby the voltage of the battery set 10 drops instantaneously by the action (generation of electromotive force) of the inductance components L1 inside the battery set 10. In a charger 20, a data detecting circuit 41 (differentiating circuit) within a data receiving circuit 20 detects the voltage change of this battery set 10, and outputs it via a low-pass filter 42 and a waveform shaping circuit 43. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池を備えるとともにこの電池に直接又は間接的に関連する情報の送受信を行う通信システム、この通信システムを構成する電池パック、及び電池パック接続機器に関する。   The present invention relates to a communication system that includes a battery and transmits and receives information directly or indirectly related to the battery, a battery pack that constitutes the communication system, and a battery pack connection device.

従来より、内部に電池を備えた電池パックを装着してこの電池パックからの電力供給を受けて動作する機器として、電池パックとの間で通信を行うものが知られている。送受信される情報としては、例えば、電池パック内の電池の残容量や温度、放電状態など、電池パックから機器側へ送信される情報が主である。   2. Description of the Related Art Conventionally, a device that performs communication with a battery pack is known as a device that operates by receiving a power supply from the battery pack with a battery pack provided therein. The information transmitted / received is mainly information transmitted from the battery pack to the device side, such as the remaining capacity, temperature, and discharge state of the battery in the battery pack.

また、繰り返し充電可能な二次電池を内蔵した電池パックにおいては、内部電池（二次電池）を充電する際に電池パックを充電器に接続する。この充電器としても、充電の際に電池パックとの間で通信を行うよう構成されたものが知られている。この場合に送受信される情報としても、電池パック内の電池の温度や充電履歴、内部電池の充電特性データ、充・放電状態など、適切な充電を行うために電池パックから充電器側へ送信される情報が主である。   Further, in a battery pack including a rechargeable secondary battery, the battery pack is connected to a charger when charging an internal battery (secondary battery). Also known as this charger is one that is configured to perform communication with a battery pack during charging. Information sent and received in this case is also sent from the battery pack to the charger side for appropriate charging, such as the temperature and charging history of the battery in the battery pack, the charging characteristics data of the internal battery, and the charge / discharge status. The main information is.

このように、電池パックとこの電池パックが装着される各種機器との間で通信が行われるよう構成されたシステム（通信システム）においては、通常、電池パック及び各種機器の双方に、電力供給用の正極端子及び負極端子のほかに、通信のための端子或いはコネクタが別途設けられる。そして、この通信用の端子或いはコネクタを介して通信が行われるのが一般的である（例えば、特許文献１参照。）。   As described above, in a system (communication system) configured to perform communication between a battery pack and various devices to which the battery pack is mounted, power is usually supplied to both the battery pack and various devices. In addition to the positive terminal and the negative terminal, a terminal or connector for communication is separately provided. And it is common to communicate via this communication terminal or connector (for example, refer patent document 1).

特許文献１には、電池パックに、給電用の正極及び負極の各端子に加えて通信端子を一つ設けると共に、充電アダプタ（充電器）にも、電池パックに対応して正極、負極、通信用の三つの端子を設けてなる充電装置が記載されている。この充電装置では、充電器に電池パックが装着されると、双方の通信端子を介して相互に通信が行われつつ、正極及び負極の各端子を介して充電器から電池パックへの充電が行われる。
特開２０００−２０９７８８号公報 In Patent Document 1, a battery pack is provided with one communication terminal in addition to the positive electrode and negative electrode terminals for power supply, and the charging adapter (charger) also has a positive electrode, a negative electrode, a communication device corresponding to the battery pack. A charging device provided with three terminals is described. In this charging device, when a battery pack is attached to the charger, the battery pack is charged from the charger via the positive and negative terminals while communicating with each other via both communication terminals. Is called.
JP 2000-209788 A

しかしながら、近年、充電機能の高機能化、電池パックを装着して動作する各種機器の高機能化により、相互に送受信すべき情報の種類は増加傾向にあり、これに伴って通信端子の数も増加する傾向にある。   However, in recent years, the number of types of information to be transmitted and received has been increasing due to the increased functionality of charging functions and the increased functionality of various devices that operate with battery packs attached. It tends to increase.

このように、通信用の端子が増加すると、その分、電池パック及びこれが装着される各種機器の大型化、コストアップが避けられなくなる。また、端子数が多くなればなるほど、相互接続される端子間の接触不良の懸念が増加する。接触不良が生じると、通信に異常が生じて適切な充電或いは適切な電力供給が行われなくなるおそれがある。そのため、コストの面、信頼性維持の面からも、端子の数はできる限り少ない方がよい。   As described above, when the number of communication terminals increases, it is inevitable that the battery pack and various devices to which the battery pack is attached are increased in size and cost. In addition, the greater the number of terminals, the greater the concern about poor contact between interconnected terminals. If poor contact occurs, there is a possibility that communication will be abnormal and proper charging or proper power supply will not be performed. Therefore, the number of terminals should be as small as possible from the viewpoint of cost and reliability.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、通信専用の端子を設けることなく、電池の正極及び負極に接続される電力供給用の端子を用いて通信を行えるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to enable communication using a power supply terminal connected to the positive electrode and the negative electrode of a battery without providing a dedicated terminal for communication. .

本発明者は、電池には、その物理的構成上、電池の種類によって程度の差こそあれ、内部にインダクタンス成分が含まれているということに着目した。通常、安定した電力供給を行うという電池本来の機能から考えれば、電池内部に含まれるインダクタンス成分は不要のものである。しかし本発明者は、発想を転換して、このインダクタンス成分を有効利用することによって通信を行えるとの考えに至った。   The inventor has paid attention to the fact that the battery contains an inductance component in the inside thereof, depending on the type of the battery, depending on the type of the battery. Normally, an inductance component included in the battery is not necessary in view of the original function of the battery for stable power supply. However, the present inventor has changed the way of thinking and came to the idea that communication can be performed by effectively using this inductance component.

即ち、上記課題を解決するためになされた本発明の通信システムは、電池と、少なくとも一つの送信部と、少なくとも一つの受信部とを備える。送信部は、電池の正極と負極の間を導通させて該電池の電圧を変化させることにより情報送信を行う。受信部は、送信部により生じた電池の電圧変化を検出することにより送信部からの情報を受信する。   That is, the communication system of the present invention made to solve the above problems includes a battery, at least one transmission unit, and at least one reception unit. The transmission unit transmits information by conducting between the positive electrode and the negative electrode of the battery to change the voltage of the battery. The reception unit receives information from the transmission unit by detecting a change in battery voltage generated by the transmission unit.

この通信システムでは、送信部が情報送信を行う際、電池の正極と負極の間を導通させる。この導通によって、電池の正極から負極へ電流が流れる（或いはその電流が変化する）わけだが、既述の通り、電池にはその内部にインダクタンス成分（寄生インダクタンス）が含まれている。そのため、導通を開始したことにより電流が流れ始める（電流が変化し始める）過渡期においては、電流の変化に応じて電池内部に生じる起電圧（内部インダクタンス成分に起因する起電圧）によって、電池の正極・負極間に電圧変化（詳しくは電圧降下）が生じる。そして受信部は、送信部による上記導通により生じた電圧変化を検出する。   In this communication system, when the transmitter transmits information, the positive electrode and the negative electrode of the battery are electrically connected. This conduction causes a current to flow from the positive electrode to the negative electrode of the battery (or the current changes). As described above, the battery includes an inductance component (parasitic inductance). Therefore, in the transition period when the current starts to flow due to the start of conduction (the current starts to change), the electromotive voltage generated in the battery according to the change of the current (electromotive voltage due to the internal inductance component) causes the battery to A voltage change (specifically, a voltage drop) occurs between the positive electrode and the negative electrode. The receiving unit detects a voltage change caused by the conduction by the transmitting unit.

つまり、送信部は、電池の正極・負極間を導通させることにより生じる、電池内部のインダクタンス成分に起因した電圧変化を用いて、情報送信を行う。そして受信部は、その正極・負極間の電圧変化を検出することで、情報受信を行うのである。   That is, the transmission unit performs information transmission using a voltage change caused by the inductance component inside the battery, which is generated by conducting between the positive electrode and the negative electrode of the battery. The receiving unit receives information by detecting a voltage change between the positive electrode and the negative electrode.

従って、上記のように構成された本発明の通信システムによれば、電池の正極・負極間の電圧変化に基づく通信を行うため、送信部、受信部の双方ともに、電池の正極及び負極に接続する端子があれば十分であり、通信専用の端子を設ける必要がない。   Therefore, according to the communication system of the present invention configured as described above, both the transmitter and the receiver are connected to the positive electrode and the negative electrode of the battery in order to perform communication based on the voltage change between the positive electrode and the negative electrode of the battery. It is sufficient if there is a terminal to be used, and there is no need to provide a dedicated terminal for communication.

なお、本発明の電池は、一つの電池セルからなるものであってもよいし、複数の電池セルからなる組電池として構成されたものであってもよい。後者の場合、組電池全体として一つの電池を構成することとなる。   The battery of the present invention may be composed of one battery cell or may be configured as an assembled battery composed of a plurality of battery cells. In the latter case, one battery is configured as the entire assembled battery.

また、本発明の電池は、一次電池であってもよいし二次電池であってもよい。いずれであっても、物理的構成上、内部のインダクタンス成分を完全にゼロにすることは現実的に不可能であり、どのような電池であれ、わずかではあっても内部インダクタンス成分が含まれている。そのため、その内部インダクタンス成分に起因した電圧変化を生じさせると共にその電圧変化を検出可能な限り、あらゆる種類の電池について本発明を適用することができる。   The battery of the present invention may be a primary battery or a secondary battery. In any case, due to the physical configuration, it is practically impossible to make the internal inductance component completely zero, and any battery, if any, contains an internal inductance component. Yes. Therefore, the present invention can be applied to all types of batteries as long as a voltage change caused by the internal inductance component is generated and the voltage change can be detected.

送信部としては、送信すべき情報に応じて電池の電圧を変化させることができる限り種々の構成が考えられるが、例えば、電池の正極と負極の間に設けられ、該正極と負極の間を導通・遮断するスイッチング素子と、送信すべき情報に応じたタイミングでスイッチング素子をオン・オフすることにより、電池に、送信すべき情報に応じたタイミングで電圧変化を生じさせるスイッチング制御手段とを備えた構成にするとよい。   As the transmission unit, various configurations can be considered as long as the voltage of the battery can be changed according to the information to be transmitted. For example, the transmission unit is provided between the positive electrode and the negative electrode of the battery. A switching element that conducts and shuts off, and a switching control means that causes the battery to change voltage at a timing according to the information to be transmitted by turning the switching element on and off at a timing according to the information to be transmitted. It is good to have a different configuration.

上記のように送信部を構成すれば、スイッチング素子がオンされると電池の正極・負極間が導通し、正極からスイッチング素子を介して負極へ電流が流れる。そのため、その導通開始時には電池内部のインダクタンス成分に起因して電池の電圧が変化する。その後スイッチング素子を一旦オフさせて再びオンさせると、また同じように電池内部のインダクタンス成分に起因して電池の電圧が変化する。この動作を、送信すべき情報に応じたタイミング（回数、時間間隔）で行うことで、送信部は所望の情報を送信することができる。   If the transmitter is configured as described above, when the switching element is turned on, the positive electrode and the negative electrode of the battery are conducted, and current flows from the positive electrode to the negative electrode through the switching element. Therefore, the voltage of the battery changes due to the inductance component inside the battery when the conduction starts. Thereafter, when the switching element is turned off and then turned on again, the voltage of the battery changes due to the inductance component in the battery. By performing this operation at a timing (number of times, time interval) according to information to be transmitted, the transmission unit can transmit desired information.

従って、上記構成の通信システムによれば、送信部を簡易的に構成しつつ、確実に電池の電圧を変化させて情報送信を行うことができる。
なお、上記構成の送信部において、電池の正極と負極との間にスイッチング素子のみが設けられた構成だと、スイッチング素子がオンされると電池の正極・負極間が実質的に短絡されることになる（但しスイッチング素子のオン抵抗が０と仮定した場合）。この短絡は、情報送信のために電池に電圧変化を生じさせることを目的とした極短時間であれば特に問題とはならないが、短絡状態が長くなればなるほど当然ながら電池およびその周辺に悪影響を及ぼす。 Therefore, according to the communication system having the above configuration, it is possible to transmit information by reliably changing the voltage of the battery while simply configuring the transmission unit.
In addition, in the transmitter configured as described above, if only the switching element is provided between the positive electrode and the negative electrode of the battery, the positive electrode and the negative electrode of the battery are substantially short-circuited when the switching element is turned on. (Provided that the on-resistance of the switching element is assumed to be 0). This short circuit is not a problem as long as it is a very short time intended to cause a voltage change in the battery for information transmission, but naturally, the longer the short circuit condition, the more harmful the battery and its surroundings. Effect.

そこで、送信部は更に、電池の正極からスイッチング素子を経て負極に至る通電経路において、該スイッチング素子と直列に、電流抑制手段を備えるのが好ましい。この電流抑制手段は、スイッチング素子のオン時に通電経路を流れる電流を抑制するためのものである。この電流抑制手段により、スイッチング素子のオン時間が継続しても、電池の正極・負極が短絡される（或いは短絡時間が必要以上に長くなる）のが防止される。   Therefore, it is preferable that the transmission unit further includes a current suppressing means in series with the switching element in the energization path from the positive electrode of the battery to the negative electrode through the switching element. This current suppressing means is for suppressing the current flowing through the energization path when the switching element is turned on. Even if the ON time of the switching element continues, this current suppressing means prevents the positive electrode and the negative electrode of the battery from being short-circuited (or the short-circuit time becomes longer than necessary).

電流抑制手段としては、例えば、コンデンサを用いるとよい。コンデンサを電流抑制手段としてスイッチング素子と直列に設ければ、スイッチング素子をオンした瞬間は、電池の正極・負極間が短絡状態となって電池の正極からコンデンサ及びスイッチング素子を介して負極へ瞬間的に短絡電流が流れ、電池内部のインダクタンス成分に起因した電池電圧の変化（低下）が生じるものの、その後コンデンサの充電電圧が上昇するのに伴って通電電流は徐々に小さくなる。そのため、導通時に必要以上に電流が流れるのを抑制しつつ、情報送信に必要な電圧変化を確実に発生させることが可能となる。   For example, a capacitor may be used as the current suppressing means. If a capacitor is provided in series with the switching element as a current suppression means, the moment when the switching element is turned on, the positive and negative electrodes of the battery are short-circuited, and instantaneously from the positive electrode of the battery to the negative electrode via the capacitor and the switching element. Although a short-circuit current flows through the battery and a change (decrease) in the battery voltage due to the inductance component inside the battery occurs, the energization current gradually decreases as the charging voltage of the capacitor increases thereafter. For this reason, it is possible to reliably generate a voltage change necessary for information transmission while suppressing an unnecessarily large current flow during conduction.

また更に、このコンデンサと並列に抵抗を接続すれば、スイッチング素子のオン後再びオフさせたときに、この抵抗を介してコンデンサの充電エネルギーを放電させることができる。そのため、次のスイッチング素子のオンに対する備えを迅速に行うことができる。   Furthermore, if a resistor is connected in parallel with this capacitor, the charging energy of the capacitor can be discharged via this resistor when the switching element is turned on and then turned off again. Therefore, it is possible to quickly prepare for the next switching element to be turned on.

また、受信部としては、送信部により生じた電池の電圧変化を検出できる限り種々の構成が考えられるが、例えば、電池の電圧変化を検出する電圧変化検出手段と、この電圧変化検出手段により検出された電圧変化に基づいて送信部からの情報を取得する情報取得手段とを備えた構成にするとよい。   The receiving unit may have various configurations as long as the battery voltage change caused by the transmitting unit can be detected. For example, the voltage change detecting unit that detects the battery voltage change and the voltage change detecting unit detect the voltage change. The information acquisition means for acquiring information from the transmission unit based on the voltage change is preferably provided.

上記構成の受信部は、更に、電圧変化検出手段によって検出された電圧変化のうち、送信部によって生じる、予め設定された周波数帯域の電圧変化を抽出するフィルタ手段を備えた構成にするとよい。そして、受信部が備える情報取得手段は、このフィルタ手段により抽出された電圧変化に基づいて、送信部からの情報を取得するとよい。   The reception unit having the above configuration may further include a filter unit that extracts a voltage change in a preset frequency band generated by the transmission unit from the voltage change detected by the voltage change detection unit. And the information acquisition means with which a receiving part is provided is good to acquire the information from a transmission part based on the voltage change extracted by this filter means.

受信部をこのように構成することで、電池の正極・負極間に生じる電圧変化のうち、本来検出すべきである、送信部によって生じた電圧変化を確実に検出できると共に、送信部の動作以外の要因（例えばノイズ等）によって生じる電圧変化の誤検出を防ぐことができる。   By configuring the receiver in this way, it is possible to reliably detect the voltage change caused by the transmitter that should be detected among the voltage changes that occur between the positive and negative electrodes of the battery. It is possible to prevent erroneous detection of a voltage change caused by a factor (for example, noise).

なお、上述した本発明の通信システムは、既述の通り、電池として一次電池及び二次電池のいずれが用いられていてもよいが、例えばリチウムイオン二次電池が用いられている場合に特に有効である。   Note that the communication system of the present invention described above may use either a primary battery or a secondary battery as a battery as described above, but is particularly effective when, for example, a lithium ion secondary battery is used. It is.

リチウムイオン二次電池は、その構造上、他の種類の二次電池或いは一次電池に比べて電池内部のインダクタンス成分が大きい。そのため、その比較的大きいインダクタンス成分を利用してより良好に通信を行うことができる。   A lithium ion secondary battery has a larger inductance component inside the battery than other types of secondary batteries or primary batteries due to its structure. Therefore, communication can be performed more favorably using the relatively large inductance component.

ここで、上述した本発明の通信システムは、より具体的には、例えば、電池パックと、この電池パックが装着される電池パック接続機器とからなる構成の中において具現化できる。即ち、電池を有すると共に、該電池の正極と接続された正極端子および該電池の負極と接続された負極端子を有する電池パックと、この電池パックを着脱可能であって、該電池パックが装着されることにより、該電池パックの正極端子及び負極端子を介して電池から電力供給を受けて動作する又は該電池へ充電用の電力供給を行う電池パック接続機器と、を備える。そして、電池パック又は電池パック接続機器のうち、いずれか一方に送信部が設けられ、他方に受信部が設けられている。そして、電池パックが電池パック接続機器に装着されているときに、送信部により送信された情報を受信部が受信できるよう構成されている。   Here, more specifically, the above-described communication system of the present invention can be embodied in a configuration including, for example, a battery pack and a battery pack connecting device to which the battery pack is mounted. That is, a battery pack having a battery, a positive electrode terminal connected to the positive electrode of the battery and a negative electrode terminal connected to the negative electrode of the battery, and the battery pack is detachable, and the battery pack is mounted And a battery pack connecting device that operates by receiving power supply from the battery via the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery pack or supplies power for charging to the battery. And a transmission part is provided in either one among a battery pack or battery pack connection apparatuses, and the receiving part is provided in the other. And when a battery pack is mounted | worn with a battery pack connection apparatus, it is comprised so that the receiving part can receive the information transmitted by the transmission part.

このように構成された通信システムによれば、電池パックと電池パック接続機器との間で通信を行うにあたり、電池パックには正極端子と負極端子、電池パック接続機器にはこれら正極端子及び負極端子にそれぞれ対応した端子（電池からの電力供給を受ける又は電池へ電力を供給するための端子）さえあればよく、別途通信用の端子を設ける必要がない。   According to the communication system configured as described above, in performing communication between the battery pack and the battery pack connecting device, the battery pack has a positive terminal and a negative terminal, and the battery pack connecting device has the positive terminal and the negative terminal. Need only be provided (terminals for receiving power supply from the battery or supplying power to the battery), and there is no need to provide a separate communication terminal.

なお、本発明の電池パック接続機器は、例えばよく知られているバッテリチェッカのような、電池パック内の状態（電池の電圧や内部抵抗など）を検査する機器も含むものとする。   In addition, the battery pack connection apparatus of this invention shall also include the apparatus which test | inspects the state (battery voltage, internal resistance, etc.) in a battery pack like the well-known battery checker, for example.

また、電池パック又は電池パック接続機器のいずれか一方にのみ送信部を、他方にのみ受信部を設けるようにした通信システムを構成してもよいが、送信部及び受信部をいずれも少なくとも二つ備えた通信システムを構成してもよい。即ち、この通信システムは、送信部を少なくとも二つ有し、電池パックに少なくとも一つの送信部が設けられていると共に電池パック接続機器にも少なくとも一つの送信部が設けられており、受信部を少なくとも二つ有し、電池パックに少なくとも一つの受信部が設けられていると共に電池パック接続機器にも少なくとも一つの受信部が設けられている。そして、電池パックが電池パック接続機器に装着されているときに、いずれか一方に設けられた送信部から送信された情報を他方に設けられた受信部により受信するよう構成されている。   Further, a communication system may be configured in which a transmission unit is provided only in one of the battery pack and the battery pack-connected device and a reception unit is provided only in the other, but at least two transmission units and reception units are provided. You may comprise the provided communication system. That is, this communication system has at least two transmission units, the battery pack is provided with at least one transmission unit, and the battery pack connected device is also provided with at least one transmission unit. There are at least two, and at least one receiving unit is provided in the battery pack, and at least one receiving unit is also provided in the battery pack connecting device. When the battery pack is attached to the battery pack connection device, the information transmitted from the transmission unit provided in one of the battery packs is received by the reception unit provided in the other.

このように構成された通信システムによれば、電池パックから電池パック接続機器への情報送信と、電池パック接続機器から電池パックへの情報送信が共に可能となるため、双方向通信が可能な高性能の通信システムを、通信専用の端子を設けることなく構築することが可能となる。   According to the communication system configured as described above, both information transmission from the battery pack to the battery pack connection device and information transmission from the battery pack connection device to the battery pack are possible. It is possible to construct a communication system with high performance without providing a dedicated terminal for communication.

また、上記課題を解決するためになされた本発明の電池パックは、上述した、電池パック及び電池パック接続機器からなる通信システムを構成するものである。そのため、この電池パックによれば、正極端子及び負極端子のほかに通信用の端子を設けることなく、電池パック接続機器との間で通信を行うことができる。   Moreover, the battery pack of this invention made | formed in order to solve the said subject comprises the communication system which consists of a battery pack and a battery pack connection apparatus mentioned above. Therefore, according to this battery pack, communication can be performed with the battery pack connection device without providing a communication terminal in addition to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.

また、上記課題を解決するためになされた本発明の電池パック接続機器は、上述した、電池パック及び電池パック接続機器からなる通信システムを構成するものである。そのため、この電池パック接続機器によれば、電池パックの正極端子及び負極端子と接続する端子のほかに通信用の端子を設けることなく、電池パックとの間で通信を行うことができる。   Moreover, the battery pack connection apparatus of the present invention made to solve the above-described problems constitutes the above-described communication system including the battery pack and the battery pack connection apparatus. Therefore, according to this battery pack connection device, communication can be performed with the battery pack without providing a communication terminal in addition to the terminals connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery pack.

電池パック接続機器は、より具体的には、例えば、電池パックが装着されたときに該電池パックが備える電池への電力供給を行って該電池を充電する充電装置であってもよいし、また例えば、電池パックが装着されたときに該電池パックが備える電池からの電力供給を受けて駆動する電動工具であってもよい。   More specifically, the battery pack connection device may be, for example, a charging device that charges the battery by supplying power to the battery included in the battery pack when the battery pack is mounted. For example, it may be an electric tool that is driven by receiving power supplied from a battery included in the battery pack when the battery pack is mounted.

前者（充電装置）の場合、電池パックと充電装置が共に通信専用の端子を設けることなく相互間の通信が可能となる。そのため、そのような簡易的な構成にて、例えば電池パック内の各種情報を充電装置が取得（受信）する、などの各種通信が可能となる。   In the case of the former (charging device), the battery pack and the charging device can communicate with each other without providing a dedicated communication terminal. Therefore, with such a simple configuration, for example, various types of communication such as the charging device acquiring (receiving) various types of information in the battery pack are possible.

また後者（電動工具）の場合、電池パックと電動工具が共に通信専用の端子を設けることなく相互間の通信が可能となる。そのため、そのような簡易的な構成にて、例えば電池パック内の各種情報を電動工具が取得（受信）する、といった各種通信が可能となる。   In the latter case (power tool), the battery pack and the power tool can communicate with each other without providing a dedicated communication terminal. Therefore, with such a simple configuration, for example, various types of communication in which the power tool acquires (receives) various types of information in the battery pack are possible.

以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１は、本発明を適用したドライバドリルの側面図である。
図１に示すように、ドライバドリル１の本体は、モータハウジング２と、モータハウジング２の前方に位置するギアハウジング３と、ギアハウジング３の前方に位置するドリルチャック４と、モータハウジング２の下方に位置するハンドグリップ５とから構成されている。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a side view of a driver drill to which the present invention is applied.
As shown in FIG. 1, the main body of the driver drill 1 includes a motor housing 2, a gear housing 3 positioned in front of the motor housing 2, a drill chuck 4 positioned in front of the gear housing 3, and a lower portion of the motor housing 2. It is comprised from the handgrip 5 located in this.

モータハウジング２は、ドリルチャック４を回転駆動させる駆動力を発生する駆動モータ６０（図１では図示略。図９参照。）を収容している。
ギアハウジング３は、駆動モータ６０の駆動力をドリルチャック４に伝達するギア機構（図示略）を収容している。 The motor housing 2 accommodates a drive motor 60 (not shown in FIG. 1; see FIG. 9) that generates a driving force for driving the drill chuck 4 to rotate.
The gear housing 3 houses a gear mechanism (not shown) that transmits the driving force of the driving motor 60 to the drill chuck 4.

ドリルチャック４は、当該ドリルチャック４の前端部に工具ビット（図示略）を着脱自在に装着する装着機構（図示略）を備えている。
ハンドグリップ５は、ドライバドリル１の使用者が当該ハンドグリップ５を片手で把持可能に成形されている。そして、ハンドグリップ５の上部前方には、ドライバドリル１の使用者が駆動モータをＯＮ／ＯＦＦするためのトリガスイッチ６が設けられている。また、ハンドグリップ５の下端部には、電池パック８を離脱可能に装着する電池パック装着部７が設けられている。より具体的には、図２に示すように、電池パック装着部７は、ドライバドリル１の使用者が電池パック８を前方に摺動させることで電池パック８を当該電池パック装着部７から離脱できるように構成されている。尚、図２は、ドライバドリル１の本体から電池パック８を離脱させた様子を示す側面図である。 The drill chuck 4 includes a mounting mechanism (not shown) that detachably attaches a tool bit (not shown) to the front end portion of the drill chuck 4.
The hand grip 5 is formed so that the user of the driver drill 1 can hold the hand grip 5 with one hand. A trigger switch 6 is provided in front of the upper portion of the handgrip 5 for the user of the driver drill 1 to turn on / off the drive motor. Further, a battery pack mounting portion 7 for detachably mounting the battery pack 8 is provided at the lower end portion of the hand grip 5. More specifically, as shown in FIG. 2, the battery pack mounting portion 7 is detached from the battery pack mounting portion 7 when the user of the driver drill 1 slides the battery pack 8 forward. It is configured to be able to. FIG. 2 is a side view showing a state in which the battery pack 8 is detached from the main body of the driver drill 1.

次に、電池パック８の内部構成について、図３に基づいて説明する。図３は、電池パック８の電気的構成を表す説明図である。図３に示すように、本実施形態の電池パック８は、組電池１０と、この組電池１０の正極に接続された正極端子１１と、組電池１０の負極に接続された負極端子１２と、データ受送信回路１３とを備えている。また、図示は省略したものの、組電池１０の温度を検出する温度センサも備えている。   Next, the internal configuration of the battery pack 8 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electrical configuration of the battery pack 8. As shown in FIG. 3, the battery pack 8 of the present embodiment includes an assembled battery 10, a positive electrode terminal 11 connected to the positive electrode of the assembled battery 10, a negative electrode terminal 12 connected to the negative electrode of the assembled battery 10, And a data transmission / reception circuit 13. Although not shown, a temperature sensor that detects the temperature of the battery pack 10 is also provided.

組電池１０は、より詳細には、複数の電池セルが直列接続された構成となっており、駆動モータ６０を駆動するための電圧（本実施形態では１４．４Ｖ）を生成する。本実施形態の各電池セルは、リチウムイオン二次電池であり、一つの電池セルが３．６Ｖの直流電圧を生成する。本実施形態では、４つの電池セルが直列接続されることによって一つの組電池１０をなしており、全体として１４．４Ｖの電圧を生成している。そして、この組電池１０の正極は正極端子１１に接続され、負極は、電池パック８のグランド（基準電位）ラインを介して負極端子１２に接続されている。   More specifically, the assembled battery 10 has a configuration in which a plurality of battery cells are connected in series, and generates a voltage (14.4 V in the present embodiment) for driving the drive motor 60. Each battery cell of this embodiment is a lithium ion secondary battery, and one battery cell generates a DC voltage of 3.6V. In the present embodiment, one battery pack 10 is formed by connecting four battery cells in series, and a voltage of 14.4 V is generated as a whole. The assembled battery 10 has a positive electrode connected to the positive electrode terminal 11 and a negative electrode connected to the negative electrode terminal 12 via the ground (reference potential) line of the battery pack 8.

正極端子１１及び負極端子１２は、組電池１０の電力をドライバドリル１の本体へ供給したり、後述する充電器２０（図４参照）から充電用電力の供給を受けたりするためのものであるが、本実施形態では更に、電池パック８とドライバドリル１との通信及び電池パック８と充電器２０との通信にも用いられる。なお、以下の説明において、この正極端子１１及び負極端子１２をまとめて「電池パック８の給電端子」ともいう。   The positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 are used to supply the power of the assembled battery 10 to the main body of the driver drill 1 or to receive charging power from a charger 20 (see FIG. 4) described later. However, in this embodiment, it is further used for communication between the battery pack 8 and the driver drill 1 and communication between the battery pack 8 and the charger 20. In the following description, the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 are collectively referred to as “a power supply terminal of the battery pack 8”.

データ受送信回路１３は、データ送信回路１４と、データ受信回路１５と、マイコン１６とを備えている。
データ送信回路１４は、電池パック８からドライバドリル１の本体或いは充電器２０へ各種データ（情報）を送信するための回路である。送信される情報としては、組電池１０の残容量や温度、充電履歴、充・放電状態、充電特性データなど、種々のものがある。 The data reception / transmission circuit 13 includes a data transmission circuit 14, a data reception circuit 15, and a microcomputer 16.
The data transmission circuit 14 is a circuit for transmitting various data (information) from the battery pack 8 to the main body of the driver drill 1 or the charger 20. There are various types of information to be transmitted, such as the remaining capacity and temperature of the assembled battery 10, the charge history, the charge / discharge state, and charge characteristic data.

データ受信回路１５は、ドライバドリル１の本体或いは充電器２０から送信されたデータ（情報）を受信するための回路である。
マイコン１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、ＥＥＰＲＯＭ等を備えた周知の構成のものであり、電池パック８から外部へのデータ送信及び外部から電池パック８へのデータ受信を制御する。即ち、マイコン１６は、データ送信時には、送信すべきデータに応じてデータ送信回路１４を動作させる。また、データ受信時には、データ受信回路１５にて受信されたデータに基づく各種処理を実行する。なお、電池パック８には、マイコン１６の動作に必要な所定の電源電圧Ｖｃｃを生成する電源回路（図示略）が内蔵されている。マイコン１６は、この電源回路からの電源電圧Ｖｃｃの供給を受けて動作する。 The data receiving circuit 15 is a circuit for receiving data (information) transmitted from the main body of the driver drill 1 or the charger 20.
The microcomputer 16 has a known configuration including a CPU, ROM, RAM, I / O, EEPROM, and the like, and controls data transmission from the battery pack 8 to the outside and data reception from the outside to the battery pack 8. That is, at the time of data transmission, the microcomputer 16 operates the data transmission circuit 14 according to the data to be transmitted. When data is received, various processes based on the data received by the data receiving circuit 15 are executed. The battery pack 8 includes a power supply circuit (not shown) that generates a predetermined power supply voltage Vcc necessary for the operation of the microcomputer 16. The microcomputer 16 operates upon receiving the supply voltage Vcc from the power supply circuit.

次に、電池パック８内の組電池１０の充電に用いられる充電器２０について、図４に基づいて説明する。図４は、充電器２０の電気的構成を表す説明図である。本実施形態の充電器２０は、電池パック８に内蔵された組電池１０を充電するためのものであり、図４に示すように、正極端子２１と、負極端子２２を備える。なお、以下の説明において、この充電器２０の正極端子２１及び負極端子２２をまとめて「充電器２０の充電端子」ともいう。   Next, the charger 20 used for charging the assembled battery 10 in the battery pack 8 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an electrical configuration of the charger 20. The charger 20 of this embodiment is for charging the assembled battery 10 built in the battery pack 8 and includes a positive electrode terminal 21 and a negative electrode terminal 22 as shown in FIG. In the following description, the positive terminal 21 and the negative terminal 22 of the charger 20 are collectively referred to as “charging terminal of the charger 20”.

電池パック８の充電時に電池パック８を充電器２０に装着すると、充電器２０の充電端子と電池パック８の給電端子が接続される。即ち、充電器２０の正極端子２１と電池パック８の正極端子１１が電気的且つ機械的に接続されると共に、充電器２０の負極端子２２と電池パック８の負極端子１２も電気的且つ機械的に接続される。   When the battery pack 8 is attached to the charger 20 when the battery pack 8 is charged, the charging terminal of the charger 20 and the power supply terminal of the battery pack 8 are connected. That is, the positive terminal 21 of the charger 20 and the positive terminal 11 of the battery pack 8 are electrically and mechanically connected, and the negative terminal 22 of the charger 20 and the negative terminal 12 of the battery pack 8 are also electrically and mechanically connected. Connected to.

充電器２０には、外部から商用交流電源３１（例えばＡＣ１００Ｖ）が入力され、この商用交流電源３１から入力された交流電力は、整流回路２３によって整流される。整流回路２３によって整流された電源電力は、スイッチング（ＳＷ）電源制御回路２４を介して、トランス２５の一次巻線２６に入力される。なお、本実施形態の整流回路２３は、４本のダイオードを用いたブリッジ形全波整流回路として構成されている。   A commercial AC power supply 31 (for example, AC 100 V) is input to the charger 20 from the outside, and the AC power input from the commercial AC power supply 31 is rectified by the rectifier circuit 23. The power supply rectified by the rectifier circuit 23 is input to the primary winding 26 of the transformer 25 via the switching (SW) power supply control circuit 24. Note that the rectifier circuit 23 of the present embodiment is configured as a bridge-type full-wave rectifier circuit using four diodes.

スイッチング電源制御回路２４は、整流回路２３によって整流された電源電力を平滑化する平滑回路や、一次巻線２６の通電電流を増減させるためのＭＯＳトランジスタＱ２のオン・オフを制御するスイッチング制御回路等を備えている。なお、本実施形態のＭＯＳトランジスタＱ２は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。   The switching power supply control circuit 24 is a smoothing circuit that smoothes the power supply rectified by the rectifier circuit 23, a switching control circuit that controls on / off of the MOS transistor Q2 for increasing or decreasing the energization current of the primary winding 26, and the like. It has. Note that the MOS transistor Q2 of this embodiment is an N-channel MOSFET.

このスイッチング電源制御回路２４は、ＣＣ／ＣＶ制御部２９からの制御信号に従って動作する。より詳しくは、マイコン３６が充電電力を制御するための指令をＣＣ／ＣＶ制御部２９へ出力する。そしてＣＣ／ＣＶ制御部２９が、このマイコン３６からの指令に基づいて、充電器２０の充電端子からの出力が定電流（ＣＣ）／定電圧（ＣＶ）となるよう、スイッチング電源制御回路２４へ制御信号を出力する。スイッチング電源制御回路２４は、このＣＣ／ＣＶ制御部２９からの制御信号に従って、ＭＯＳトランジスタＱ２をオン・オフ制御するのである。   The switching power supply control circuit 24 operates according to a control signal from the CC / CV control unit 29. More specifically, the microcomputer 36 outputs a command for controlling the charging power to the CC / CV control unit 29. Then, the CC / CV control unit 29 sends the output from the charging terminal of the charger 20 to the constant current (CC) / constant voltage (CV) based on the command from the microcomputer 36 to the switching power supply control circuit 24. Output a control signal. The switching power supply control circuit 24 performs on / off control of the MOS transistor Q2 in accordance with the control signal from the CC / CV control unit 29.

スイッチング電源制御回路２４によってＭＯＳトランジスタＱ２がオン・オフ制御されると、トランス２５の一次巻線２６に流れる電流が増減する。すると、それに応じた電力が二次巻線２７に出力される。この二次巻線２７に出力された電力は、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１からなる回路によって整流・平滑化される。そして、その整流・平滑化された後の電力である充電電力は、充電許可／停止回路２８を介して、充電器２０の充電端子（正極端子２１及び負極端子２２）から出力される。   When the MOS transistor Q2 is on / off controlled by the switching power supply control circuit 24, the current flowing through the primary winding 26 of the transformer 25 increases or decreases. Then, the electric power according to it is output to the secondary winding 27. The electric power output to the secondary winding 27 is rectified and smoothed by a circuit including a diode D1 and a capacitor C1. Then, the charging power that is the rectified and smoothed power is output from the charging terminals (the positive terminal 21 and the negative terminal 22) of the charger 20 via the charging permission / stop circuit 28.

充電許可／停止回路２８は、整流用のダイオードＤ１のカソードと正極端子２１との間を導通・遮断するためのスイッチング素子（本実施形態ではＭＯＳＦＥＴ）と、このＭＯＳＦＥＴをオン・オフさせるためにゲートへ印加する駆動信号を生成するゲート駆動回路などを備えたものである。この充電許可／停止回路２８は、マイコン３６からの指令に従って動作する。即ち、マイコン３６から充電許可指令が出力された場合は、充電器２０の充電端子へ充電電力を出力させ、マイコン３６から充電停止指令が出力された場合は、充電器２０の充電端子側への充電電力出力を遮断する。   The charge permission / stop circuit 28 includes a switching element (MOSFET in this embodiment) for conducting / cutting off between the cathode of the rectifying diode D1 and the positive terminal 21 and a gate for turning on / off the MOSFET. And a gate drive circuit for generating a drive signal to be applied to. The charge permission / stop circuit 28 operates according to a command from the microcomputer 36. That is, when the charging permission command is output from the microcomputer 36, the charging power is output to the charging terminal of the charger 20, and when the charging stop command is output from the microcomputer 36, the charging power is output to the charging terminal side of the charger 20. Shut off the charging power output.

また、充電器２０は、データ受送信回路３３を備えている。このデータ受送信回路３３は、充電器２０から電池パック８へデータ（情報）を送信すると共に電池パック８から送信されてきたデータ（情報）を受信・処理するためのものであり、ハードウェア的には電池パック８内のデータ受送信回路１３と基本的に同じ構成である。   In addition, the charger 20 includes a data reception / transmission circuit 33. The data receiving / transmitting circuit 33 is for transmitting data (information) from the charger 20 to the battery pack 8 and for receiving / processing data (information) transmitted from the battery pack 8. The configuration is basically the same as that of the data transmission / reception circuit 13 in the battery pack 8.

即ち、充電器２０が備えるデータ受送信回路３３は、電池パック８が備えるデータ受送信回路１３と同様、データ送信回路３４と、データ受信回路３５と、マイコン３６とを備えている。   That is, the data transmission / reception circuit 33 included in the charger 20 includes a data transmission circuit 34, a data reception circuit 35, and a microcomputer 36, similar to the data reception / transmission circuit 13 included in the battery pack 8.

データ送信回路３４は、充電器２０から電池パック８へ各種データを送信するための回路である。送信されるデータは、後述するように、電池パック８へデータ送信を要求する際に送信するリセットパルスやデータ要求コマンドなどが主なものである。   The data transmission circuit 34 is a circuit for transmitting various data from the charger 20 to the battery pack 8. As will be described later, the data to be transmitted mainly includes a reset pulse and a data request command that are transmitted when requesting the battery pack 8 to transmit data.

データ受信回路３５は、電池パック８から送信された各種データを受信するための回路である。
マイコン３６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、ＥＥＰＲＯＭ等を備えた周知の構成のものであり、充電器２０から電池パック８へのデータ送信及び電池パック８から充電器２０へのデータ受信を制御する。即ち、マイコン３６は、データ送信時には、送信すべきデータに応じてデータ送信回路３４を動作させる。また、データ受信時には、データ受信回路３５にて受信されたデータに基づく各種処理を実行する。なお、電池パック８と同様、この充電器２０にも、マイコン３６の動作に必要な所定の電源電圧Ｖｃｃを生成する電源回路（図示略）が内蔵されている。マイコン３６は、この電源回路からの電源電圧Ｖｃｃの供給を受けて動作する。 The data receiving circuit 35 is a circuit for receiving various data transmitted from the battery pack 8.
The microcomputer 36 has a known configuration including a CPU, ROM, RAM, I / O, EEPROM, and the like, and transmits data from the charger 20 to the battery pack 8 and receives data from the battery pack 8 to the charger 20. To control. That is, at the time of data transmission, the microcomputer 36 operates the data transmission circuit 34 according to the data to be transmitted. When data is received, various processes based on the data received by the data receiving circuit 35 are executed. Similar to the battery pack 8, the charger 20 also includes a power supply circuit (not shown) that generates a predetermined power supply voltage Vcc necessary for the operation of the microcomputer 36. The microcomputer 36 operates upon receiving the supply voltage Vcc from the power supply circuit.

マイコン３６は、データ送信回路３４、データ受信回路３５の制御を行うほか、充電器２０が備えるその他の各種機能の制御も実行する。即ち、上述したように、充電器２０としての基本的機能である充電電力の制御（ＣＣ／ＣＶ制御部２９への指令出力）や、充電許可／停止回路２８の制御なども行う。   The microcomputer 36 controls the data transmission circuit 34 and the data reception circuit 35 and also controls various other functions provided in the charger 20. That is, as described above, charge power control (command output to the CC / CV control unit 29), which is a basic function of the charger 20, and control of the charge permission / stop circuit 28 are also performed.

このように構成された充電器２０に、電池パック８を装着すると、電池パック８の給電端子と充電器２０の充電端子が互いに接続され、充電可能な状態となる。この状態において、マイコン３６は、ＲＯＭ（図示略）に格納された充電制御プログラムを実行することにより、ＣＣ／ＣＶ制御部２９および充電許可／停止回路２８へ指令を出力して充電を開始させる。一方、充電制御処理を行う過程で、必要に応じてデータ送信回路３４及びデータ受信回路３５を制御することにより、電池パック８との通信も実行する。充電器２０は、電池パック８と通信を行い、電池パック８における各種情報を取得することで、電池パック８の状態に応じた最適な充電を行うことができる。   When the battery pack 8 is attached to the charger 20 configured as described above, the power supply terminal of the battery pack 8 and the charging terminal of the charger 20 are connected to each other, and charging is possible. In this state, the microcomputer 36 executes a charge control program stored in a ROM (not shown) to output a command to the CC / CV control unit 29 and the charge permission / stop circuit 28 to start charging. On the other hand, in the process of performing the charge control process, the data transmission circuit 34 and the data reception circuit 35 are controlled as necessary, thereby communicating with the battery pack 8. The charger 20 communicates with the battery pack 8 and acquires various types of information in the battery pack 8, so that the charger 20 can perform optimal charging according to the state of the battery pack 8.

具体的には、電池パック８のマイコン１６が備えるＥＥＰＲＯＭ（図示略）に組電池１０の充電特性データ（充電電流、充電電圧等を決定するために用いられるデータ）が記憶されている場合は、充電器２０のマイコン３６は充電時にその充電特性データを電池パック８から取得し、その充電特性データに基づいた充電を行うことができる。また例えば、ＥＥＰＲＯＭに格納されている組電池１０の充電履歴や、図示しない温度センサからの温度情報を取得することにより、これら取得した情報に基づいて最適な方法・時間で充電することができる。このように、充電器２０と電池パック８との通信によって充電器２０が電池パック８から各種情報を取得し、その取得した情報に基づいて充電を行うことにより、電池パック８の寿命（詳しくは組電池１０の寿命）を可能な限り延ばすことが可能となる。   Specifically, when the charging characteristic data of the assembled battery 10 (data used to determine the charging current, charging voltage, etc.) is stored in the EEPROM (not shown) provided in the microcomputer 16 of the battery pack 8, The microcomputer 36 of the charger 20 can acquire the charging characteristic data from the battery pack 8 at the time of charging, and can perform charging based on the charging characteristic data. Further, for example, by acquiring the charging history of the assembled battery 10 stored in the EEPROM and the temperature information from a temperature sensor (not shown), it is possible to charge the battery in an optimum method and time based on the acquired information. As described above, the charger 20 acquires various types of information from the battery pack 8 through communication between the charger 20 and the battery pack 8, and performs charging based on the acquired information. It is possible to extend the life of the assembled battery 10 as much as possible.

次に、電池パック８に設けられているデータ送信回路１４とデータ受信回路１５、及び充電器２０に設けられているデータ送信回路３４とデータ受信回路３５の具体的回路構成及び本発明のデータ送信方法・受信方法の原理について、図５に基づいて説明する。図５は、データ送信回路とデータ受信回路を表す電気回路図である。図５では、図示のように、電池パック８については組電池１０及びデータ送信回路１４のみ表し、充電器２０についてはデータ受信回路３５のみ表している。以下、この図５に基づいて、電池パック８から充電器２０へデータ送信する方法について説明する。   Next, specific circuit configurations of the data transmission circuit 14 and the data reception circuit 15 provided in the battery pack 8 and the data transmission circuit 34 and the data reception circuit 35 provided in the charger 20 and the data transmission according to the present invention. The principle of the method / reception method will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an electric circuit diagram showing a data transmission circuit and a data reception circuit. In FIG. 5, as illustrated, only the battery pack 10 and the data transmission circuit 14 are shown for the battery pack 8, and only the data reception circuit 35 is shown for the charger 20. Hereinafter, a method for transmitting data from the battery pack 8 to the charger 20 will be described with reference to FIG.

まず、電池パック８が備える組電池１０には、図示のように、その内部にインダクタンス成分（寄生インダクタンス）Ｌ１が含まれている。このインダクタンス成分は、リチウムイオン二次電池に限らず、他の二次電池や一次電池であっても、物理的構成上、程度の差こそあれ含まれているものである。本実施形態では、組電池１０の内部に含まれているインダクタンス成分Ｌ１を利用して、データ送信を行う。なお、言うまでもないが、図５において組電池１０の内部にインダクタンス成分Ｌ１としてコイルの回路記号が記されているが、これは、組電池１０にインダクタンス成分が含まれていることを視覚的に明示するための等価回路であって、電池セルとは別に別途コイル素子が直列接続されているわけではない。   First, the assembled battery 10 included in the battery pack 8 includes an inductance component (parasitic inductance) L1 therein as illustrated. This inductance component is not limited to the lithium ion secondary battery, but is included to some extent in the physical configuration even in other secondary batteries and primary batteries. In the present embodiment, data transmission is performed using the inductance component L1 included in the assembled battery 10. Needless to say, in FIG. 5, a coil circuit symbol is shown as an inductance component L <b> 1 inside the assembled battery 10, but this clearly indicates that the assembled battery 10 includes an inductance component. The coil element is not connected in series separately from the battery cell.

電池パック８が備えるデータ送信回路１４は、主として、組電池１０の正極と負極との間を導通・遮断するための導通トランジスタＱ１と、この導通トランジスタＱ１のオン時に組電池１０の正極からこの導通トランジスタＱ１を経て負極へ至る通電経路に必要以上に短絡電流が流れないよう、その通電電流を抑制するための電流抑制コンデンサＣ０１とを備える。なお、本実施形態の導通トランジスタＱ１はＮＰＮ形バイポーラトランジスタである。   The data transmission circuit 14 included in the battery pack 8 mainly includes a conduction transistor Q1 for conducting / interrupting between the positive electrode and the negative electrode of the assembled battery 10, and the conduction from the positive electrode of the assembled battery 10 when the conducting transistor Q1 is turned on. A current suppression capacitor C01 for suppressing the energization current is provided so that a short-circuit current does not flow more than necessary in the energization path through the transistor Q1 to the negative electrode. Note that the conduction transistor Q1 of this embodiment is an NPN bipolar transistor.

より詳しくは、電流抑制コンデンサＣ０１は、一端が組電池１０の正極（正極端子１１）に接続され、他端が導通トランジスタＱ１のコレクタに接続されている。また、導通トランジスタＱ１は、エミッタが組電池１０の負極（負極端子１２；グランドライン）に接続され、ベースは抵抗Ｒ０２を介してマイコン１６（図５では図示略）に接続されている。また、電流抑制コンデンサＣ０１と並列に放電抵抗Ｒ０１が接続されており、導通トランジスタＱ１のベース−エミッタ間には抵抗Ｒ０３が接続されている。   More specifically, the current suppressing capacitor C01 has one end connected to the positive electrode (positive electrode terminal 11) of the assembled battery 10 and the other end connected to the collector of the conduction transistor Q1. The conduction transistor Q1 has an emitter connected to the negative electrode (negative electrode terminal 12; ground line) of the assembled battery 10, and a base connected to the microcomputer 16 (not shown in FIG. 5) via a resistor R02. A discharge resistor R01 is connected in parallel with the current suppression capacitor C01, and a resistor R03 is connected between the base and emitter of the conduction transistor Q1.

このように構成されたデータ送信回路１４において、データ送信が行われない間は導通トランジスタＱ１はオフされたままであるが、データ送信時には、マイコン１６が、送信すべきデータ（情報）に応じたタイミングで導通トランジスタＱ１をオン・オフ制御することで、データ送信を行う。   In the data transmission circuit 14 configured in this way, the conduction transistor Q1 remains off while data transmission is not performed, but at the time of data transmission, the microcomputer 16 has a timing according to data (information) to be transmitted. Thus, data transmission is performed by controlling on / off of the conduction transistor Q1.

ここで、本発明のデータ送信の原理、即ち、導通トランジスタＱ１をオン・オフすることにより生じる、電池パック８内の電圧変化について、図６を参照しつつ説明する。図６には、電池パック８について、Ａ点（抵抗Ｒ０２の一端であり、マイコン１６からのデータ入力（データｉｎ）点）の電圧と、Ｃ−Ｂ間の電圧（電流抑制コンデンサＣ０１の充電電圧）と、Ｃ点の電圧が示されている。なお、Ａ点の電圧とは、より詳しくは、グランドラインを基準としたときのＡ点の電位をいい、Ｃ点の電圧とは、より詳しくは、グランドラインを基準としたＣ点の電位（つまり電池パック８の給電端子間の電圧であり、組電池１０の電圧）をいう。   Here, the principle of data transmission according to the present invention, that is, the voltage change in the battery pack 8 caused by turning on and off the conduction transistor Q1 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the voltage at the point A (one end of the resistor R02 and the data input (data in) point from the microcomputer 16) and the voltage between C and B (the charging voltage of the current suppressing capacitor C01). ), And the voltage at point C is shown. More specifically, the voltage at point A refers to the potential at point A with respect to the ground line, and the voltage at point C more specifically refers to the potential at point C with respect to the ground line ( That is, the voltage between the power supply terminals of the battery pack 8 and the voltage of the assembled battery 10).

図６に示すように、マイコン１６からの駆動パルスによって、導通トランジスタＱ１がオン・オフされると、これに伴い、組電池１０の正極（正極端子１１）から電流抑制コンデンサＣ０１及び導通トランジスタＱ１を経て負極（負極端子１２）に至る通電経路（以下「通信用通電経路」ともいう）が導通・遮断され、電流抑制コンデンサＣ０１も充・放電される。即ち、マイコン１６から抵抗Ｒ０２を介して導通トランジスタＱ１のベースへハイレベルの駆動パルスが入力されると、導通トランジスタＱ１はオンする（Ａ点参照）。この導通トランジスタＱ１のオンにより、通信用通電経路が導通状態となって、電流抑制コンデンサＣ０１が急速に充電される（Ｃ−Ｂ間参照）。   As shown in FIG. 6, when the conduction transistor Q1 is turned on / off by the drive pulse from the microcomputer 16, the current suppressing capacitor C01 and the conduction transistor Q1 are connected from the positive electrode (positive electrode terminal 11) of the assembled battery 10 accordingly. Then, the energization path (hereinafter also referred to as “communication energization path”) leading to the negative electrode (negative electrode terminal 12) is turned on and off, and the current suppression capacitor C01 is also charged and discharged. That is, when a high level drive pulse is input from the microcomputer 16 to the base of the conduction transistor Q1 via the resistor R02, the conduction transistor Q1 is turned on (see point A). When the conduction transistor Q1 is turned on, the communication energization path is turned on, and the current suppression capacitor C01 is rapidly charged (refer to the section between C and B).

即ち、導通トランジスタＱ１がオフされていて通信用通電経路に電流が流れていない状態から、導通トランジスタＱ１がオンされて通信用通電経路が導通すると、急に電流が流れ始める（つまり電流抑制コンデンサＣ０１の急速充電が開始される）。そのため、この通信用通電経路の導通開始時には、組電池１０内部のインダクタンス成分Ｌ１の作用によって組電池１０の電圧が瞬間的に低下する（Ｃ点参照）。   That is, when the conduction transistor Q1 is turned on and the communication energization path is conducted from the state where the conduction transistor Q1 is off and no current flows through the communication energization path, current suddenly starts to flow (that is, the current suppression capacitor C01). Will start charging quickly). Therefore, at the start of conduction of the communication energization path, the voltage of the assembled battery 10 instantaneously decreases due to the action of the inductance component L1 inside the assembled battery 10 (see point C).

ここでいうインダクタンス成分Ｌ１の作用とは、コイル（インダクタンス成分）の電流が変化しようとするとコイルはその電流変化を妨げるような起電力を発生するというものであり、電磁気学の分野において「レンツの法則」としてよく知られているものである。この作用により、導通トランジスタＱ１のオンの瞬間、組電池１０内部のインダクタンス成分Ｌ１を流れる電流の変化に相当する起電圧によって、組電池１０の正極・負極間に電圧降下が起こるのである。   The action of the inductance component L1 here means that when the current of the coil (inductance component) changes, the coil generates an electromotive force that prevents the current change. In the field of electromagnetism, It is well known as "law". By this action, a voltage drop occurs between the positive electrode and the negative electrode of the assembled battery 10 due to an electromotive voltage corresponding to a change in the current flowing through the inductance component L1 inside the assembled battery 10 at the moment when the conduction transistor Q1 is turned on.

なお、導通トランジスタＱ１がオンした瞬間こそ、通信用通電経路に電流が流れ始めて電流抑制コンデンサＣ０１が急速に充電されるものの、図６に示すようにその充電はごく短時間で完了する。そのため、組電池１０の電圧変化は、導通トランジスタＱ１がオンされた直後に瞬間的に生じる。   Note that, at the moment when the conduction transistor Q1 is turned on, a current starts to flow through the communication energization path and the current suppression capacitor C01 is rapidly charged, but the charging is completed in a very short time as shown in FIG. Therefore, the voltage change of the assembled battery 10 occurs instantaneously immediately after the conduction transistor Q1 is turned on.

また、組電池１０の電圧変化（Ｃ点波形）は、より詳しくは、図６において拡大図として示しているように、導通トランジスタＱ１のオン直後にまず内部インダクタンス成分Ｌ１に起因した電圧降下が瞬間的に生じる。その後、電流抑制コンデンサＣ０１の充電完了に伴って通信用通電経路を流れる電流が急激に減少する。そのため、組電池１０内部のインダクタンス成分Ｌ１にはその電流減少を妨げようとする誘起電圧が発生し、組電池１０の電圧は急激に上昇する。このように、組電池１０の電圧は、導通トランジスタＱ１のオン直後は急激に低下するが、その後は脈動しながら徐々に収束していく。   The voltage change (C point waveform) of the assembled battery 10 is more specifically shown in an enlarged view in FIG. 6, and immediately after the conduction transistor Q1 is turned on, the voltage drop caused by the internal inductance component L1 is instantaneous. Will occur. Thereafter, the current flowing through the communication energization path rapidly decreases with the completion of charging of the current suppression capacitor C01. Therefore, an induced voltage is generated in the inductance component L1 in the assembled battery 10 so as to prevent the current from decreasing, and the voltage of the assembled battery 10 rapidly increases. As described above, the voltage of the assembled battery 10 rapidly decreases immediately after the conduction transistor Q1 is turned on, but thereafter gradually converges while pulsating.

上記のように導通トランジスタＱ１をオンさせることにより組電池１０に電圧変化を生じさせた後は、マイコン１６が駆動パルスをローレベルにして導通トランジスタＱ１をオフさせる。すると、電流抑制コンデンサＣ０１の充電エネルギーは、放電抵抗Ｒ０１によって放電される。なお、この放電抵抗Ｒ０１の抵抗値は、電流抑制コンデンサＣ０１の充電完了後に通信用通電経路に無駄に電流が流れないよう（つまり組電池１０のエネルギーが無駄に消費されないよう）な値であって、且つ、電流抑制コンデンサＣ０１の充電エネルギーを迅速に放電し得る程度の値である。   After causing the voltage change in the assembled battery 10 by turning on the conduction transistor Q1 as described above, the microcomputer 16 sets the drive pulse to a low level to turn off the conduction transistor Q1. Then, the charging energy of the current suppression capacitor C01 is discharged by the discharge resistor R01. The resistance value of the discharge resistor R01 is a value that prevents a current from flowing unnecessarily through the communication energization path after the completion of the charging of the current suppressing capacitor C01 (that is, the energy of the assembled battery 10 is not wasted). And the value is such that the charging energy of the current suppressing capacitor C01 can be discharged quickly.

このようにして導通トランジスタＱ１がオフされ、電流抑制コンデンサＣ０１の放電が完了すると、再び導通トランジスタＱ１をオンさせて組電池１０に電圧変化を生じさせることが可能な状態となる。この状態において、再びマイコン１６が駆動パルスをハイレベルにして導通トランジスタＱ１をオンさせると、通信用通電経路が導通し、上述したように電流抑制コンデンサＣ０１が瞬間的に充電されると共に組電池１０の電圧が変化する。   When the conduction transistor Q1 is turned off in this way and the discharge of the current suppressing capacitor C01 is completed, the conduction transistor Q1 is turned on again, and a voltage change can be caused in the assembled battery 10. In this state, when the microcomputer 16 again sets the drive pulse to the high level to turn on the conduction transistor Q1, the communication energization path is conducted, and the current suppressing capacitor C01 is instantaneously charged and the assembled battery 10 as described above. The voltage changes.

データ送信回路１４は、導通トランジスタＱ１をオンさせて組電池１０の電圧を変化させた後、導通トランジスタＱ１を一旦オフさせて電流抑制コンデンサＣ０１を放電させる、という一連の動作（以下「電圧変化動作」ともいう）を１セットとして、この電圧変化動作を送信すべきデータの種類に応じて一又は複数セット繰り返すことで、データの送信を行う。或いは、この電圧変化動作を複数セット繰り返す場合にその繰り返し時間間隔を変えることで、データ送信を行うようにしてもよい。   The data transmission circuit 14 turns on the conduction transistor Q1 to change the voltage of the assembled battery 10, and then turns off the conduction transistor Q1 to discharge the current suppression capacitor C01 (hereinafter referred to as “voltage change operation”). "") Is set as one set, and this voltage change operation is repeated one or more sets according to the type of data to be transmitted, thereby transmitting data. Alternatively, when this voltage change operation is repeated for a plurality of sets, data transmission may be performed by changing the repetition time interval.

図６では、時刻ｔ１で駆動パルスをハイレベルにして導通トランジスタＱ１をオンさせた後、時刻ｔ２で一旦駆動パルスをローレベルにし、その後時刻ｔ３で再び駆動パルスをハイレベルにして導通トランジスタＱ１をオンさせた後、時刻ｔ４で一旦駆動パルスをローレベルにし、その後さらに時刻ｔ５で再び駆動パルスをハイレベルにして導通トランジスタＱ１をオンさせる例が示されている。このような動作により、時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５でそれぞれ組電池１０の電圧が変化する。   In FIG. 6, after the drive pulse is set to high level at time t1 to turn on the conduction transistor Q1, the drive pulse is once set to low level at time t2, and then the drive pulse is set to high level again at time t3 to turn on the conduction transistor Q1. An example is shown in which the drive pulse is once set to low level at time t4 after being turned on, and then the drive pulse is again set to high level at time t5 to turn on the conduction transistor Q1. By such an operation, the voltage of the assembled battery 10 changes at times t1, t3, and t5.

一方、充電器２０に設けられたデータ受信回路３５は、図５に示すように、データ検出回路４１と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２と、波形整形回路４３とを備えている。
データ検出回路４１は、微分回路として構成されている。即ち、一端が正極端子２１に接続されたコンデンサＣ１１と、一端がこのコンデンサＣ１１の他端に接続され、他端が負極端子２２（グランドライン）に接続された抵抗Ｒ１１とを備える。そして、コンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１１の接続点Ｄの電圧が次段のローパスフィルタ４２に入力される。 On the other hand, the data receiving circuit 35 provided in the charger 20 includes a data detection circuit 41, a low-pass filter (LPF) 42, and a waveform shaping circuit 43, as shown in FIG.
The data detection circuit 41 is configured as a differentiation circuit. That is, the capacitor C11 having one end connected to the positive terminal 21 and the resistor R11 having one end connected to the other end of the capacitor C11 and the other end connected to the negative terminal 22 (ground line). The voltage at the connection point D between the capacitor C11 and the resistor R11 is input to the low-pass filter 42 at the next stage.

本実施形態のデータ検出回路４１は、回路構成上は微分回路となっているものの、その出力（Ｄ点波形）は、厳密には入力波形の微分波形ではなく、図６に示すように、入力波形をレベルシフトした形となる。なお、このデータ検出回路４１は、組電池１０の電圧変化の中からデータ送信回路１４の動作によって生じた電圧変化のみを抽出するハイパスフィルタと見なすこともできる。つまり、このデータ検出回路４１は、データ送信回路１４の動作により生じる電圧変化の周波数よりも低い所定の周波数を低域遮断周波数として、その低域遮断周波数より低い周波数成分の通過を阻止するものである。   Although the data detection circuit 41 of the present embodiment is a differentiation circuit in terms of circuit configuration, its output (D-point waveform) is not strictly a differential waveform of the input waveform, but as shown in FIG. The waveform is level shifted. The data detection circuit 41 can also be regarded as a high-pass filter that extracts only the voltage change caused by the operation of the data transmission circuit 14 from the voltage change of the assembled battery 10. That is, the data detection circuit 41 uses a predetermined frequency lower than the frequency of the voltage change caused by the operation of the data transmission circuit 14 as a low-frequency cutoff frequency, and prevents passage of frequency components lower than the low-frequency cutoff frequency. is there.

ローパスフィルタ４２は、データ検出回路４１の出力波形、即ちデータ送信回路１４の動作による組電池１０の電圧変化に応じた波形（図６のＤ点波形参照）の中から、この電圧変化波形の周波数よりも高い周波数帯域の成分をカットするためのものである。このローパスフィルタ４２により、ノイズ等によって生じる組電池１０の電圧変化（データ送信回路１４の動作以外の要因で生じる電圧変化）が誤ってデータ送信回路１４からのデータであると誤検出されるのが防止される。   The low-pass filter 42 outputs the frequency of the voltage change waveform from the output waveform of the data detection circuit 41, that is, the waveform corresponding to the voltage change of the assembled battery 10 due to the operation of the data transmission circuit 14 (see the waveform at point D in FIG. This is for cutting a higher frequency band component. By this low-pass filter 42, a voltage change of the assembled battery 10 caused by noise or the like (a voltage change caused by a factor other than the operation of the data transmission circuit 14) is erroneously detected as data from the data transmission circuit 14. Is prevented.

波形整形回路４３は、ローパスフィルタ４２からの出力信号を整形するものであり、本実施形態では、コンパレータ４４とＤラッチ４５を備えている。ローパスフィルタ４２からの出力信号は、まず、コンパレータ４４にて基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。そして、ローパスフィルタからの出力信号が基準電圧Ｖｒｅｆより大きい場合に、コンパレータ４４の出力がハイレベルとなる。本実施形態では、データ送信回路１４の動作によって組電池１０に電圧変化が生じたときに、コンパレータ４４の出力がハイレベルとなるよう、基準電圧Ｖｒｅｆが設定されている。   The waveform shaping circuit 43 shapes the output signal from the low-pass filter 42, and includes a comparator 44 and a D latch 45 in this embodiment. The output signal from the low-pass filter 42 is first compared with the reference voltage Vref by the comparator 44. When the output signal from the low-pass filter is larger than the reference voltage Vref, the output of the comparator 44 becomes high level. In the present embodiment, the reference voltage Vref is set so that the output of the comparator 44 becomes high level when a voltage change occurs in the assembled battery 10 due to the operation of the data transmission circuit 14.

なお、組電池１０の電圧変化は、既述の通り、導通トランジスタＱ１のオン直後の瞬間的（過渡的）なものである。そのため、導通トランジスタＱ１がオンされて組電池１０に電圧変化が生じた瞬間は、その電圧変化が検出されることによってコンパレータ４４の出力は一時的にハイレベルとなるが、組電池１０の電圧変化は急速に収まるため、コンパレータ４４の出力もそれに伴ってすぐにローレベルとなる。つまり、コンパレータ４４の出力は、データ送信回路１４によって組電池１０に電圧変化が生じる毎に、ごく短時間ハイレベルとなって再びローレベルに戻る。   Note that the voltage change of the battery pack 10 is instantaneous (transient) immediately after the conduction transistor Q1 is turned on, as described above. Therefore, at the moment when the voltage change occurs in the assembled battery 10 after the conduction transistor Q1 is turned on, the output of the comparator 44 temporarily becomes high level by detecting the voltage change, but the voltage change of the assembled battery 10 The output of the comparator 44 immediately goes to a low level. That is, the output of the comparator 44 becomes a high level for a very short time every time a voltage change occurs in the assembled battery 10 by the data transmission circuit 14 and returns to a low level again.

コンパレータ４４の出力は、Ｄラッチ４５のクロック入力端子（ＣＬ端子）に入力される。また、このＤラッチのデータ入力端子（Ｄ端子）には、出力Ｑ￣が入力される。このような構成により、データ送信回路１４の動作によって組電池１０に電圧変化が生じることによりコンパレータ４４の出力がハイレベルになる毎に（図６においては時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５で）、Ｄラッチの出力Ｑはレベル反転する。この出力Ｑがマイコン３６へ入力される。   The output of the comparator 44 is input to the clock input terminal (CL terminal) of the D latch 45. The output Q is input to the data input terminal (D terminal) of the D latch. With such a configuration, every time the output of the comparator 44 becomes high level due to a voltage change in the assembled battery 10 due to the operation of the data transmission circuit 14 (at times t1, t3, and t5 in FIG. 6), the D latch The output Q is inverted in level. This output Q is input to the microcomputer 36.

即ち、図６に示すように、波形整形回路４３の出力波形であるＥ点の波形は、データ送信回路１４の動作によって組電池１０の電圧が変化する時刻ｔ１にてハイレベルに転じ、その後再び組電池１０の電圧が変化する時刻ｔ３にてローレベルに転じ、その後再び組電池１０の電圧が変化する時刻ｔ３にてハイレベルに転じる。   That is, as shown in FIG. 6, the waveform at point E, which is the output waveform of the waveform shaping circuit 43, goes to a high level at time t1 when the voltage of the assembled battery 10 changes by the operation of the data transmission circuit 14, and then again. It changes to the low level at time t3 when the voltage of the assembled battery 10 changes, and then changes to the high level again at time t3 when the voltage of the assembled battery 10 changes.

従って、例えばデータ送信回路１４において、組電池１０の電圧変化を周期Ｔで生じさせれば、データ受信回路３５からマイコン３６には、パルス幅Ｔのパルスが周期２Ｔで出力されることになる。そのため、送信すべきデータの種類毎に、組電池１０の電圧変化をどの程度の時間間隔で何回生じさせるかを予め決めておけば、異なる複数種類のデータを確実に送受信することができる。   Therefore, for example, if the voltage change of the assembled battery 10 is caused in the cycle T in the data transmission circuit 14, a pulse having a pulse width T is output from the data reception circuit 35 to the microcomputer 36 in the cycle 2T. Therefore, if it is determined in advance how many times the voltage change of the assembled battery 10 is caused for each type of data to be transmitted, a plurality of different types of data can be reliably transmitted and received.

なお、図５では、電池パック８に設けられたデータ送信回路１４から充電器２０に設けられたデータ受信回路３５へデータ送信される場合を例に挙げて、データ送信回路１４とデータ受信回路３５の構成および相互間のデータ送受信の原理について説明したが、充電器２０に設けられたデータ送信回路３４（図４参照）についても、図５で説明した電池パック８内のデータ送信回路１４と全く同じ構成であり、全く同じようにしてデータ送信を行う。つまり、充電器２０に電池パック８が装着されているときに、充電器２０から電池パック８へデータ送信を行う際は、充電器２０内のデータ送信回路３４が正極端子２１と負極端子２２の間を導通・遮断することにより、電池パック８内の組電池１０の電圧を変化させる。   In FIG. 5, the data transmission circuit 14 and the data reception circuit 35 are exemplified by a case where data is transmitted from the data transmission circuit 14 provided in the battery pack 8 to the data reception circuit 35 provided in the charger 20. The data transmission circuit 34 (see FIG. 4) provided in the charger 20 is completely different from the data transmission circuit 14 in the battery pack 8 described in FIG. Data transmission is performed in exactly the same way. That is, when the battery pack 8 is attached to the charger 20, when data transmission is performed from the charger 20 to the battery pack 8, the data transmission circuit 34 in the charger 20 includes the positive terminal 21 and the negative terminal 22. The voltage of the assembled battery 10 in the battery pack 8 is changed by conducting / interrupting the gap.

電池パック８に設けられたデータ受信回路１５（図３参照）についても、図５で説明した充電器２０内のデータ受信回路３５と全く同じ構成であり、全く同じようにしてデータ受信を行う。   The data receiving circuit 15 (see FIG. 3) provided in the battery pack 8 also has the same configuration as the data receiving circuit 35 in the charger 20 described in FIG. 5, and receives data in exactly the same way.

ここで、充電器２０と電池パック８との間の通信処理シーケンスの一例を、図７に基づいて説明する。本実施形態では、充電器２０に電池パック８が装着されて電池パック８の給電端子と充電器２０の充電端子が接続されたときに、図７に示す手順でデータ通信が行われる。図７は、充電器２０がデータ要求側、電池パック８がデータ返信側として、充電器２０が充電を行うために必要な各種情報（電池パック８に関する既述の各種情報）を電池パック８へ要求する例を示している。また、図８に、このデータ通信における、電池パック８のデータ受信回路１５からの出力波形および充電器２０のデータ受信回路３５からの出力波形を示す。   Here, an example of a communication processing sequence between the charger 20 and the battery pack 8 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, when the battery pack 8 is attached to the charger 20 and the power supply terminal of the battery pack 8 and the charging terminal of the charger 20 are connected, data communication is performed according to the procedure shown in FIG. FIG. 7 shows the battery pack 8 with various information necessary for the charger 20 to perform charging (various information already described regarding the battery pack 8) to the battery pack 8 with the charger 20 as the data request side and the battery pack 8 as the data return side. An example request is shown. FIG. 8 shows an output waveform from the data receiving circuit 15 of the battery pack 8 and an output waveform from the data receiving circuit 35 of the charger 20 in this data communication.

充電器２０に電池パック８が装着されると、図７に示すように、データ要求側である充電器２０が電池パック８に対するデータ要求を開始する。具体的には、まず、充電器２０が電池パック８へリセットパルスを送信する。このリセットパルスは、電池パック８で受信されたときにそのデータ受信回路１５からの出力が、図８に示すように一定期間ローレベルとなるパルスである。   When the battery pack 8 is attached to the charger 20, the charger 20 on the data request side starts a data request for the battery pack 8 as shown in FIG. 7. Specifically, first, the charger 20 transmits a reset pulse to the battery pack 8. The reset pulse is a pulse whose output from the data receiving circuit 15 becomes low level for a certain period as shown in FIG. 8 when received by the battery pack 8.

電池パック８は、通常はリセットパルス待機状態にあるが、充電器２０からのリセットパルスを受信するとリセットパルス待機状態を解除し、充電器２０へ応答パルスを送信する。この応答パルスは、充電器２０で受信されたときにそのデータ受信回路３５からの出力が、図８に示すような一定期間ローレベルとなるパルス（上記のリセットパルスより短いパルス幅）である。   The battery pack 8 is normally in a reset pulse standby state, but upon receiving a reset pulse from the charger 20, the battery pack 8 cancels the reset pulse standby state and transmits a response pulse to the charger 20. This response pulse is a pulse (pulse width shorter than the reset pulse) in which the output from the data receiving circuit 35 becomes low level for a certain period as shown in FIG. 8 when received by the charger 20.

この電池パック８からの応答パルスを充電器２０が受信すると、充電器２０は、電池パック８へデータ要求コマンドを送信する。このデータ要求コマンドは、電池パック８で受信されたときにそのデータ受信回路１５から要求対象のデータに応じたパルス列となって出力される。図８においてデータ要求コマンドの波形が破線で描かれているのは、要求対象のデータによってパルス列を構成するパルス数やパルス幅が異なるということを示している。   When the charger 20 receives the response pulse from the battery pack 8, the charger 20 transmits a data request command to the battery pack 8. When this data request command is received by the battery pack 8, it is output from the data receiving circuit 15 as a pulse train corresponding to the requested data. In FIG. 8, the waveform of the data request command is drawn with a broken line, which indicates that the number of pulses and the pulse width constituting the pulse train differ depending on the requested data.

電池パック８は、充電器２０からのデータ要求コマンドを受信すると、要求されたデータ（情報）を送信する。この送信データは、充電器２０で受信されたときにその受信回路３５から受信データに応じたパルス列となって出力される。図８において受信データの波形が破線で描かれているのは、上記のデータ要求コマンド波形と同様、受信データによってパルス列を構成するパルス数やパルス幅が異なるということを示している。   When the battery pack 8 receives the data request command from the charger 20, the battery pack 8 transmits the requested data (information). When the transmission data is received by the charger 20, the transmission data is output from the reception circuit 35 as a pulse train corresponding to the reception data. In FIG. 8, the waveform of the received data is drawn with a broken line, indicating that the number of pulses and the pulse width constituting the pulse train differ depending on the received data, as in the data request command waveform.

充電器２０は、電池パック８からの送信データを正常に受信すると、電池パック８へ終了コマンドを送信する。この終了コマンドは、図８では破線で示されているが、実際には予め決められた規則で配列されたパルス列である。   When the charger 20 normally receives the transmission data from the battery pack 8, the charger 20 transmits an end command to the battery pack 8. Although this end command is indicated by a broken line in FIG. 8, it is actually a pulse train arranged according to a predetermined rule.

電池パック８は、充電器２０からの終了コマンドを受信すると、充電器２０へ応答パルスを送信して、このデータ通信処理を終了する。この応答パルスは、リセットパルス待機状態解除後に充電器２０へ送信した応答パルスと同じものである。充電器２０は、終了コマンドに対して電池パック８から応答パルスが受信されると、このデータ通信処理を終了する。   When the battery pack 8 receives the end command from the charger 20, the battery pack 8 transmits a response pulse to the charger 20 and ends the data communication process. This response pulse is the same as the response pulse transmitted to the charger 20 after the reset pulse standby state is released. When the response pulse is received from the battery pack 8 in response to the end command, the charger 20 ends the data communication process.

このように、本実施形態では、データ要求側（図７の例では充電器２０）からのリセットパルス送信に始まって、終了コマンドに対するデータ返信側（図７の例では電池パック８）からの応答パルスを受信するまでが、１回のデータ通信期間となる。なお、データ要求側、返信側ともに、パルス或いはコマンド等の信号を送信した後、規定時間経過後も送信先からの応答・返信がない場合は、通信不成立として一旦その実行中の通信処理を中止する。そして、データ要求側からのリセットパルス送信から再びリトライする。ノイズ等によってデータエラーが発生した場合も、上記同様に通信不成立とし、はじめから（リセットパルス送信から）リトライする。   Thus, in this embodiment, the response from the data return side (battery pack 8 in the example of FIG. 7) to the end command starts from the reset pulse transmission from the data request side (charger 20 in the example of FIG. 7). One data communication period is performed until a pulse is received. If both the data requesting side and the replying side send a pulse or command signal, and there is no response / reply from the destination even after the lapse of the specified time, the communication process being executed is temporarily suspended as the communication is not established. To do. Then, retry from the reset pulse transmission from the data requesting side. Even when a data error occurs due to noise or the like, communication is not established as described above, and a retry is performed from the beginning (from reset pulse transmission).

次に、ドライバドリル１の本体の内部構成について、図９に基づいて説明する。ドライバドリル１の本体内部には、駆動モータ６０を駆動制御するためのモータコントローラ５０が設けられている。図９は、ドライバドリル１本体内のモータコントローラ５０の電気的構成を表す説明図である。モータコントローラ５０は、図９に示すように、正極端子５１と、負極端子５２を備える。なお、以下の説明において、このモータコントローラ５０の正極端子５１及び負極端子５２をまとめて「ドライバドリル１本体の給電端子」ともいう。   Next, the internal structure of the main body of the driver drill 1 will be described with reference to FIG. A motor controller 50 for driving and controlling the drive motor 60 is provided inside the main body of the driver drill 1. FIG. 9 is an explanatory diagram showing an electrical configuration of the motor controller 50 in the driver drill 1 main body. As shown in FIG. 9, the motor controller 50 includes a positive terminal 51 and a negative terminal 52. In the following description, the positive terminal 51 and the negative terminal 52 of the motor controller 50 are collectively referred to as a “power supply terminal of the driver drill 1 main body”.

ドライバドリル１の使用時に電池パック８をドライバドリル１本体に装着すると、ドライバドリル１本体の給電端子と電池パック８の給電端子が接続される。即ち、モータコントローラ５０の正極端子５１と電池パック８の正極端子１１が電気的且つ機械的に接続されると共に、モータコントローラ５０の負極端子５２と電池パック８の負極端子１２も電気的且つ機械的に接続される。   When the battery pack 8 is mounted on the main body of the driver drill 1 when the driver drill 1 is used, the power supply terminal of the driver drill 1 main body and the power supply terminal of the battery pack 8 are connected. That is, the positive terminal 51 of the motor controller 50 and the positive terminal 11 of the battery pack 8 are electrically and mechanically connected, and the negative terminal 52 of the motor controller 50 and the negative terminal 12 of the battery pack 8 are also electrically and mechanically connected. Connected to.

ドライバドリル１本体には、既述の通り、ドリルチャック４を回転駆動させる駆動力を発生する駆動モータ６０が設けられている。この駆動モータ６０は、ブラシ付きＤＣモータである。この駆動モータ６０は、一端がトリガスイッチ６を介して正極端子５１へ接続され、他端が駆動トランジスタ５８を介して負極端子５２（グランドライン）へ接続されている。なお、本実施形態の駆動トランジスタ５８は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。これにより、電池パック８が装着された状態においてトリガスイッチ６がオンされると共に駆動トランジスタ５８がオンされると、電池パック８からドライバドリル１本体に電力が供給されて駆動モータ６０に電流が流れ、ドライバドリル１が動作する。   As described above, the driver drill 1 main body is provided with a drive motor 60 that generates a driving force for driving the drill chuck 4 to rotate. The drive motor 60 is a brushed DC motor. One end of the drive motor 60 is connected to the positive terminal 51 via the trigger switch 6, and the other end is connected to the negative terminal 52 (ground line) via the drive transistor 58. Note that the drive transistor 58 of the present embodiment is an N-channel MOSFET. As a result, when the trigger switch 6 is turned on and the drive transistor 58 is turned on while the battery pack 8 is mounted, power is supplied from the battery pack 8 to the body of the driver drill 1 and current flows to the drive motor 60. The driver drill 1 operates.

トリガスイッチ６は、より詳しくは、ドライバドリル１本体の使用者が直接操作する引金６２と、この引金６２の引きしろに応じた信号であって駆動モータ６０の回転数を設定するための回転数設定信号を出力するモータ回転数設定部６３とを備えている。モータ回転数設定部６３からの回転数設定信号は、マイコン５６に入力される。   More specifically, the trigger switch 6 is a trigger 62 that is directly operated by the user of the driver drill 1 main body, and a signal corresponding to the pulling margin of the trigger 62, and is used for setting the number of rotations of the drive motor 60. And a motor rotation number setting unit 63 that outputs a rotation number setting signal. A rotation speed setting signal from the motor rotation speed setting unit 63 is input to the microcomputer 56.

駆動トランジスタ５８は、モータ駆動回路５９によりオン・オフ駆動される。より詳しくは、マイコン５６が、モータ回転数設定部６３からの回転数設定信号に基づき、駆動モータ６０を制御するための指令をモータ駆動回路５９へ出力する。そして、モータ駆動回路５９が、このマイコン５６からの指令に応じたデューティ比にて駆動トランジスタ５８をオン・オフさせる。これにより、駆動モータ６０には引金６２の引きしろに応じた電流が流れ、引きしろに応じた回転数・トルクで駆動モータ６０が回転することになる。   The drive transistor 58 is turned on / off by a motor drive circuit 59. More specifically, the microcomputer 56 outputs a command for controlling the drive motor 60 to the motor drive circuit 59 based on the rotation speed setting signal from the motor rotation speed setting unit 63. Then, the motor drive circuit 59 turns on / off the drive transistor 58 at a duty ratio according to a command from the microcomputer 56. As a result, a current corresponding to the pull of the trigger 62 flows through the drive motor 60, and the drive motor 60 rotates at a rotation speed / torque corresponding to the pull.

なお、駆動モータ６０と並列に、この駆動モータ６０への通電方向とは逆方向にダイオード６１が接続されている。このダイオード６１は、駆動トランジスタ５８のオフ時に駆動モータ６０の電流を還流させるためのものである。   A diode 61 is connected in parallel with the drive motor 60 in the direction opposite to the direction of energization of the drive motor 60. The diode 61 is for circulating the current of the drive motor 60 when the drive transistor 58 is turned off.

さらに、このドライバドリル１本体のモータコントローラ５０にも、上述した電池パック８や充電器２０と同様、データ受送信回路５３が設けられている。このデータ受送信回路５３は、ドライバドリル１本体から電池パック８へデータ（情報）を送信すると共に電池パック８から送信されてきたデータ（情報）を受信・処理するためのものであり、ハードウェア的には電池パック８内のデータ受送信回路１３と基本的に同じ構成である。   Further, the motor controller 50 of the driver drill 1 main body is also provided with a data transmission / reception circuit 53 as in the case of the battery pack 8 and the charger 20 described above. The data receiving / transmitting circuit 53 is for transmitting data (information) from the main body of the driver drill 1 to the battery pack 8 and receiving / processing data (information) transmitted from the battery pack 8. Specifically, the configuration is basically the same as that of the data transmission / reception circuit 13 in the battery pack 8.

即ち、ドライバドリル１本体のモータコントローラ５０が備えるデータ受送信回路５３は、電池パック８が備えるデータ受送信回路１３と同様、データ送信回路５４と、データ受信回路５５と、マイコン５６とを備えている。   That is, the data transmission / reception circuit 53 provided in the motor controller 50 of the driver drill 1 main body includes a data transmission circuit 54, a data reception circuit 55, and a microcomputer 56, similar to the data reception / transmission circuit 13 provided in the battery pack 8. Yes.

データ送信回路５４は、ドライバドリル１本体から電池パック８へ各種データを送信するための回路である。送信されるデータは、上述した充電器２０からの送信データと同様、電池パック８へデータ送信を要求する際に送信するリセットパルスやデータ要求コマンドなどが主なものである。   The data transmission circuit 54 is a circuit for transmitting various data from the main body of the driver drill 1 to the battery pack 8. Similar to the transmission data from the charger 20 described above, the data to be transmitted mainly includes a reset pulse and a data request command that are transmitted when a data transmission is requested to the battery pack 8.

データ受信回路５５は、電池パック８から送信された各種データを受信するための回路である。
マイコン５６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、ＥＥＰＲＯＭ等を備えた周知の構成のものであり、ドライバドリル１本体から電池パック８へのデータ送信及び電池パック８からドライバドリル１本体へのデータ受信を制御する。即ち、マイコン５６は、データ送信時には、送信すべきデータに応じてデータ送信回路５４を動作させる。また、データ受信時には、データ受信回路５５にて受信されたデータに基づく各種処理を実行する。なお、電池パック８と同様、このドライバドリル１本体にも、マイコン５６の動作に必要な所定の電源電圧Ｖｃｃを生成する電源回路（図示略）が内蔵されている。マイコン５６は、この電源回路からの電源電圧Ｖｃｃの供給を受けて動作する。 The data receiving circuit 55 is a circuit for receiving various data transmitted from the battery pack 8.
The microcomputer 56 has a known configuration including a CPU, ROM, RAM, I / O, EEPROM, etc., and transmits data from the driver drill 1 body to the battery pack 8 and from the battery pack 8 to the driver drill 1 body. Control data reception. In other words, the microcomputer 56 operates the data transmission circuit 54 according to the data to be transmitted at the time of data transmission. When data is received, various processes based on the data received by the data receiving circuit 55 are executed. Similar to the battery pack 8, the driver drill 1 body also includes a power supply circuit (not shown) for generating a predetermined power supply voltage Vcc necessary for the operation of the microcomputer 56. The microcomputer 56 operates in response to the supply of the power supply voltage Vcc from the power supply circuit.

マイコン５６は、データ送信回路５４、データ受信回路５５の制御を行うほか、ドライバドリル１本体が備えるその他の各種機能の制御も実行する。即ち、上述したように、ドライバドリル１本体の基本的機能である駆動モータ６０の駆動・制御なども行う。   The microcomputer 56 controls the data transmission circuit 54 and the data reception circuit 55 and also controls various other functions provided in the main body of the driver drill 1. That is, as described above, the drive motor 60 that is a basic function of the main body of the driver drill 1 is also driven and controlled.

なお、ドライバドリル１本体のモータコントローラ５０に設けられたデータ送信回路５４も、図５で説明した電池パック８内のデータ送信回路１４と全く同じ構成であり、全く同じようにしてデータ送信を行う。つまり、ドライバドリル１の本体に電池パック８が装着されているときに、ドライバドリル１の本体から電池パック８へデータ送信を行う際は、ドライバドリル１本体内のデータ送信回路５４が正極端子５１と負極端子５２の間を導通・遮断することにより、電池パック８内の組電池１０の電圧を変化させる。また、ドライバドリル１の本体に設けられたデータ受信回路５５についても、図５で説明した充電器２０内のデータ受信回路３５と全く同じ構成であり、全く同じようにしてデータ受信を行う。そのため、データ送信回路５４及びデータ受信回路５５の詳細説明は省略する。   Note that the data transmission circuit 54 provided in the motor controller 50 of the driver drill 1 main body has the same configuration as the data transmission circuit 14 in the battery pack 8 described in FIG. 5, and transmits data in exactly the same way. . That is, when the battery pack 8 is attached to the main body of the driver drill 1, when data is transmitted from the main body of the driver drill 1 to the battery pack 8, the data transmission circuit 54 in the main body of the driver drill 1 is connected to the positive terminal 51. The voltage of the assembled battery 10 in the battery pack 8 is changed by connecting / disconnecting between the battery terminal 8 and the negative electrode terminal 52. The data receiving circuit 55 provided in the main body of the driver drill 1 has the same configuration as the data receiving circuit 35 in the charger 20 described with reference to FIG. 5 and receives data in exactly the same manner. Therefore, detailed description of the data transmission circuit 54 and the data reception circuit 55 is omitted.

但し、ドライバドリル１が使用者によって使用されている期間は、駆動トランジスタ５８が高速スイッチングされることにより駆動モータ６０の通電が制御されるため、電池パック８の給電端子電圧（つまり組電池１０の電圧）は大きく変動する。そのため、ドライバドリル１の使用（駆動モータ６０への通電）による電圧変動とデータ送信回路１４，５４の動作による電圧変動とが確実に切り分けられるよう、データ受信回路１５，５５内の各部（データ検出回路及びローパスフィルタ）を設計する必要がある。或いは、駆動モータ６０の回転中は通信を行わない又は中断するよう設計する必要がある。   However, during the period in which the driver drill 1 is being used by the user, the energization of the drive motor 60 is controlled by the high speed switching of the drive transistor 58, so that the power supply terminal voltage of the battery pack 8 (that is, the battery pack 10 Voltage) varies greatly. Therefore, each part (data detection) in the data receiving circuits 15 and 55 is surely separated from the voltage fluctuation due to the use of the driver drill 1 (energization to the drive motor 60) and the voltage fluctuation due to the operation of the data transmission circuits 14 and 54. Circuit and low-pass filter) must be designed. Alternatively, it is necessary to design such that communication is not performed or interrupted while the drive motor 60 is rotating.

また、ドライバドリル１本体に電池パック８が装着されたときも、相互間でデータ通信処理が開始されるが、その通信シーケンスは、図７及び図８に示した充電器２０と電池パック８との通信シーケンスと同様である。   Also, when the battery pack 8 is mounted on the driver drill 1 body, the data communication process is started between the battery drill 8 and the communication sequence between the charger 20 and the battery pack 8 shown in FIGS. This is the same as the communication sequence.

以上詳述したように、本実施形態では、電池パック８と、この電池パック８内の組電池１０を充電する充電器２０と、電池パック８が装着されることでこの電池パック８からの電力供給を受けて動作するドライバドリル１とが、いずれも、データ送信回路及びデータ受信回路を備えている。   As described above in detail, in the present embodiment, the battery pack 8, the charger 20 that charges the assembled battery 10 in the battery pack 8, and the battery pack 8 are attached so that the electric power from the battery pack 8 can be obtained. Each of the driver drills 1 that operate in response to supply includes a data transmission circuit and a data reception circuit.

そして、データ送信回路は、組電池１０の内部に含まれるインダクタンス成分Ｌ１を利用してデータ送信を行う。即ち、図５で説明したように、導通トランジスタＱ１をオンさせることにより組電池１の正極と負極の間を導通させ、正極から電流抑制コンデンサＣ０１及び導通トランジスタＱ１を介して電流を流すことにより、組電池１０に、その電流変化に応じた電圧変化を生じさせる。より具体的には、図６で説明したように、導通トランジスタＱ１をオフ→オン→オフさせるという一連の動作（電圧変化動作）をデータの種類に応じて所定回数・所定時間間隔で行うことで、所望のデータを送信できる。   The data transmission circuit performs data transmission using the inductance component L1 included in the assembled battery 10. That is, as described with reference to FIG. 5, by turning on the conduction transistor Q1, the conduction between the positive electrode and the negative electrode of the battery pack 1 is established, and by passing a current from the positive electrode through the current suppressing capacitor C01 and the conduction transistor Q1, A voltage change corresponding to the current change is generated in the assembled battery 10. More specifically, as described with reference to FIG. 6, a series of operations (voltage change operation) of turning on / off the conduction transistor Q1 is performed at a predetermined number of times and at predetermined time intervals according to the type of data. , Can send the desired data.

データ受信回路は、データ送信回路から送信されたデータ（つまり電圧変化）を検出し、波形整形してマイコンへ出力する。既述の図８は、その波形整形後の波形の一例である。   The data receiving circuit detects the data (that is, voltage change) transmitted from the data transmitting circuit, shapes the waveform, and outputs it to the microcomputer. FIG. 8 described above is an example of the waveform after the waveform shaping.

従って、本実施形態によれば、電池パック８、充電器２０、ドライバドリル１がそれぞれ備えるデータ送信回路１４，３４，５４がデータ送信をする際、上記のように組電池１０に含まれるインダクタンス成分Ｌ１を利用して組電池１０の正極・負極間（電池パック８の正極端子１１と負極端子１２の間）に電圧変化を生じさせることによりデータ送信を行い、データ受信回路はその電圧変化を検出することによりデータ受信を行う。そのため、電池パック８、充電器２０、ドライバドリル１のいずれも、組電池１０の正極及び負極に接続する端子（電池パック８の給電端子、充電器２０の充電端子、ドライバドリル１本体の給電端子）があれば十分であり、別途通信専用の端子を設ける必要がない。   Therefore, according to the present embodiment, when the data transmission circuits 14, 34, 54 included in the battery pack 8, the charger 20, and the driver drill 1 perform data transmission, the inductance component included in the assembled battery 10 as described above. L1 is used to transmit data by generating a voltage change between the positive electrode and negative electrode of the battery pack 10 (between the positive electrode terminal 11 and the negative electrode terminal 12 of the battery pack 8), and the data receiving circuit detects the voltage change. To receive data. Therefore, all of the battery pack 8, the charger 20, and the driver drill 1 are terminals connected to the positive electrode and the negative electrode of the assembled battery 10 (the power supply terminal of the battery pack 8, the charge terminal of the charger 20, the power supply terminal of the main body of the driver drill 1). ) Is sufficient, and there is no need to provide a dedicated terminal for communication.

しかも、組電池１０に電圧変化を生じさせるためのデータ送信回路１４，３４，５４としては、電圧変化を生じさせるという目的だけを考えれば、組電池１０の正極・負極間を導通・遮断する導通トランジスタＱ１さえ備えればよい。ただ、導通トランジスタＱ１だけだと、この導通トランジスタＱ１のオン期間中は常時大電流が流れてしまう。そのため、本実施形態では、導通トランジスタＱ１と直列に電流抑制コンデンサＣ０１を接続するようにしている。この電流抑制コンデンサＣ０１により、導通トランジスタＱ１のオン直後には瞬間的に大きい電流が流れて組電池１０の電圧が十分に変化し、その後はその電流抑制コンデンサＣ０１が充電されることによって通電電流がほぼ０（放電抵抗Ｒ０１を介してわずかに流れる）となる。   Moreover, the data transmission circuits 14, 34, and 54 for causing the voltage change in the assembled battery 10 are conductive for conducting / interrupting between the positive electrode and the negative electrode of the assembled battery 10 only for the purpose of causing the voltage change. It is only necessary to provide the transistor Q1. However, if only the conduction transistor Q1 is used, a large current always flows during the ON period of the conduction transistor Q1. Therefore, in this embodiment, the current suppression capacitor C01 is connected in series with the conduction transistor Q1. Due to the current suppression capacitor C01, a large current flows instantaneously immediately after the conduction transistor Q1 is turned on, so that the voltage of the assembled battery 10 changes sufficiently. Thereafter, the current suppression capacitor C01 is charged, so that the conduction current is increased. It becomes almost 0 (slightly flows through the discharge resistor R01).

このように、データ送信回路１４がごく簡易的な構成でありながら、組電池１０の正極・負極間が短絡される（或いは短絡時間が必要以上に長くなる）のを防止でき、しかも組電池１０の電圧を十分に変化させることができ、結果、データ通信を確実に行うことができる。   As described above, the data transmission circuit 14 can be prevented from being short-circuited between the positive electrode and the negative electrode of the assembled battery 10 (or the short-circuit time is unnecessarily long) while having a very simple configuration. As a result, data communication can be performed reliably.

データ受信回路についても、図５で説明したように、微分回路（ハイパスフィルタ）として構成されたデータ検出回路４１によって組電池１０の電圧変化を検出するようにしているのに加え、その検出信号をさらにローパスフィルタ４２を介して波形整形回路４３へ入力するようにしている。そのため、トータルとして所望の電圧変化（データ送信回路１４の動作により生じた電圧変化）のみを確実に抽出することができ、信頼性の高いデータ通信が可能となる。   As described with reference to FIG. 5, the data reception circuit detects the voltage change of the assembled battery 10 by the data detection circuit 41 configured as a differentiating circuit (high-pass filter). Further, the signal is input to the waveform shaping circuit 43 via the low-pass filter 42. Therefore, only a desired voltage change (voltage change caused by the operation of the data transmission circuit 14) can be reliably extracted as a total, and highly reliable data communication is possible.

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素の対応関係を明らかにする。本実施形態において、組電池１０は本発明の電池に相当し、導通トランジスタＱ１は本発明のスイッチング素子に相当し、マイコン１６，３６，５６はいずれも本発明のスイッチング制御手段及び情報取得手段に相当し、電流抑制コンデンサＣ０１は本発明の電流抑制手段に相当し、放電抵抗Ｒ０１は本発明の抵抗に相当し、データ検出回路４１は本発明の電圧変化検出手段に相当し、充電器２０は本発明の充電装置に相当し、ドライバドリル１は本発明の電動工具に相当する。また、データ検出回路４１及びローパスフィルタ４２により本発明のフィルタ手段が構成される。   Here, the correspondence between the components of the present embodiment and the components of the present invention will be clarified. In the present embodiment, the assembled battery 10 corresponds to the battery of the present invention, the conduction transistor Q1 corresponds to the switching element of the present invention, and the microcomputers 16, 36, and 56 all serve as the switching control means and information acquisition means of the present invention. The current suppression capacitor C01 corresponds to the current suppression means of the present invention, the discharge resistor R01 corresponds to the resistance of the present invention, the data detection circuit 41 corresponds to the voltage change detection means of the present invention, and the charger 20 The driver drill 1 corresponds to the power tool of the present invention. Further, the data detection circuit 41 and the low-pass filter 42 constitute the filter means of the present invention.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various forms can be taken as long as they belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、データ送信回路１４，３４，５４を構成する導通トランジスタＱ１（図５参照）としてバイポーラトランジスタを用いたが、これに代えてＭＯＳＦＥＴを用いても良い。   For example, in the above embodiment, a bipolar transistor is used as the conduction transistor Q1 (see FIG. 5) constituting the data transmission circuits 14, 34, and 54, but a MOSFET may be used instead.

また、同じくデータ送信回路１４，３４，５４を構成する電流抑制コンデンサＣ０１についても、コンデンサではなく抵抗を用いても良い。要するに、図５に示したデータ送信回路１４から電流抑制コンデンサＣ０１及び放電抵抗Ｒ０１を取り除き、代わりに所定抵抗値（放電抵抗Ｒ０１の抵抗値よりも小さい値）の抵抗を接続し、これを電流抑制手段として機能させるのである。このようにコンデンサの代わりに抵抗を用いても、導通トランジスタＱ１がオンされた瞬間は組電池１０の電圧が変化するため、データ通信が可能である。但し、コンデンサを用いる場合に比べ、導通トランジスタＱ１がオンされた瞬間の電流が小さくなるため組電池１０の電圧変化量が小さくなり、しかも、導通期間中は常時所定の電流が流れ続けて電力の無駄が生じる。そのため、上記実施形態のように電流抑制コンデンサＣ０１を用いるのが好ましい。   Similarly, the current suppressing capacitor C01 constituting the data transmission circuits 14, 34, 54 may be a resistor instead of a capacitor. In short, the current suppression capacitor C01 and the discharge resistor R01 are removed from the data transmission circuit 14 shown in FIG. 5, and instead a resistor having a predetermined resistance value (a value smaller than the resistance value of the discharge resistor R01) is connected, and this is the current suppression. It functions as a means. Thus, even if a resistor is used instead of the capacitor, the voltage of the assembled battery 10 changes at the moment when the conduction transistor Q1 is turned on, so that data communication is possible. However, compared to the case where a capacitor is used, the current at the moment when the conduction transistor Q1 is turned on becomes smaller, so the amount of voltage change of the assembled battery 10 becomes smaller. Waste occurs. Therefore, it is preferable to use the current suppression capacitor C01 as in the above embodiment.

また、上記実施形態では、電池パック８、充電器２０、ドライバドリル１本体のいずれもデータ送信回路とデータ受信回路の双方を備えたものとして説明したが、これはあくまでも一例であり、データ送信回路又はデータ受信回路のいずれか一方のみを備えて片方向通信を行うような構成であってもよい。   In the above embodiment, the battery pack 8, the charger 20, and the driver drill 1 main body have been described as including both the data transmission circuit and the data reception circuit, but this is merely an example, and the data transmission circuit Alternatively, the configuration may be such that only one of the data receiving circuits is provided to perform one-way communication.

更に、上記実施形態では、組電池１０を構成する二次電池がリチウムイオン二次電池であったが、例えば、組電池１０がリチウムポリマ二次電池やニッケル水素二次電池などといった他の種類の二次電池によって構成されている場合、さらには一次電池で構成されている場合であっても、上記同様、本発明を適用可能である。ただし、一次電池の場合は、通常、充電は行われないため、電池パック８とドライバドリル１本体との組み合わせとなる。   Furthermore, in the said embodiment, although the secondary battery which comprises the assembled battery 10 was a lithium ion secondary battery, for example, the assembled battery 10 is other types, such as a lithium polymer secondary battery and a nickel-hydrogen secondary battery. The present invention can be applied in the same manner as described above even when it is constituted by a secondary battery, and even when it is constituted by a primary battery. However, in the case of a primary battery, since charging is not normally performed, the battery pack 8 and the driver drill 1 main body are combined.

つまり、どのような電池であれ、その物理的構成上、わずかではあっても内部にインダクタンス成分が含まれている。そのため、その内部インダクタンス成分に起因した電圧変化を生じさせると共にその電圧変化を検出することができる限り、あらゆる種類の電池に対して本発明を適用できる。   That is, in any battery, an inductance component is contained inside the battery even if it is slight, due to its physical configuration. Therefore, the present invention can be applied to all types of batteries as long as the voltage change caused by the internal inductance component can be generated and the voltage change can be detected.

なお、電池の種類によっては、内部インダクタンス成分が小さくて通信に必要十分な大きさの電圧変化が得られないことも考えられる。そのような場合は、例えば、微小な電圧変化を増幅する回路をデータ受信回路側に設けてもよい。また例えば、組電池１０と直列に別途コイルを接続し、このコイルの性質を利用して十分な大きさの電圧変化を生じさせるようにしてもよい。つまり、電池内部に含まれるインダクタンス成分だけでは不足する分を、別途コイルを接続することで補うのである。   Depending on the type of battery, it is also conceivable that the internal inductance component is small and a voltage change that is large enough for communication cannot be obtained. In such a case, for example, a circuit that amplifies a minute voltage change may be provided on the data receiving circuit side. Further, for example, a separate coil may be connected in series with the assembled battery 10, and a sufficiently large voltage change may be generated using the properties of the coil. That is, the shortage of the inductance component included in the battery is compensated by connecting a separate coil.

但し、電池パック８から電力供給を受けて動作する機器側からみれば、電源側にコイルが接続されている状態というのはあまり好ましくはない。そのため、可能な限り、別途コイルを接続することなく純粋に電池内部のインダクタンス成分のみを利用して電圧変化を生じさせるようにするのが好ましい。   However, when viewed from the side of the device that operates by receiving power supply from the battery pack 8, it is not preferable that the coil is connected to the power source side. For this reason, it is preferable to generate a voltage change using only the inductance component inside the battery without connecting a separate coil as much as possible.

また、上記実施形態では、データ受信回路１５，３５，５５が、データ検出回路４１及びローパスフィルタ４２によって、給電端子間（或いは充電端子間）の電圧変化のうちデータ送信回路１４，３４，５５の動作によって生じた電圧変化のみを抽出（フィルタリング）するようにしたが、これらデータ検出回路４１及びローパスフィルタ４２によるフィルタリングに代えて（或いはこれに加えて）、波形整形回路４３からの出力信号に対してマイコンが所定のフィルタプログラムを実行することによって所望のデータを抽出するようにしてもよい。   In the above embodiment, the data receiving circuits 15, 35, and 55 are connected to the data transmitting circuits 14, 34, and 55 among the voltage changes between the power supply terminals (or between the charging terminals) by the data detection circuit 41 and the low-pass filter 42. Only the voltage change caused by the operation is extracted (filtered), but instead of (or in addition to) the filtering by the data detection circuit 41 and the low-pass filter 42, the output signal from the waveform shaping circuit 43 is output. Then, the microcomputer may extract desired data by executing a predetermined filter program.

更に、上記実施形態の組電池１０は、電池セルを複数（４つ）直列接続したものとして説明したが、これもあくまでも一例であって、４つに限らないのはもちろん、電池セル一つで所望の電圧をとり出せるのであれば一つの電池セルのみで電池パック８を構成してもよい。   Furthermore, although the assembled battery 10 of the above-described embodiment has been described as having a plurality (four) of battery cells connected in series, this is also an example only, not limited to four, of course, one battery cell. As long as a desired voltage can be taken out, the battery pack 8 may be composed of only one battery cell.

また、上記実施形態では、電池パック８からの電力供給を受けて動作する機器としてドライバドリル１を例に挙げて説明したが、ドライバドリル１はあくまでも一例であり、例えばインパクトレンチ、インパクトドライバ、ハンマドリル、ピンタッカ、バッテリライト、充電式蛍光灯、充電式ラジオなどの、電池パックからの電力供給を受けて動作する機器、あるいは、バッテリチェッカのように電池パック内の電池電圧その他各種情報を取得するよう構成された機器など、電池パックを接続して使用するあらゆる機器に対して本発明を適用できる。   In the above-described embodiment, the driver drill 1 is described as an example of a device that operates by receiving power supply from the battery pack 8. However, the driver drill 1 is merely an example, and for example, an impact wrench, an impact driver, a hammer drill, and the like. , Devices such as pin tackers, battery lights, rechargeable fluorescent lamps, rechargeable radios, etc. that operate with power supplied from the battery pack, or the battery voltage in the battery pack such as a battery checker The present invention can be applied to any device that is connected to a battery pack, such as a configured device.

本発明を適用したドライバドリルの側面図である。It is a side view of a driver drill to which the present invention is applied. ドライバドリルの本体から電池パックを離脱させた様子を示す側面図である。It is a side view which shows a mode that the battery pack was removed from the main body of the driver drill. 電池パックの電気的構成を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the electrical constitution of a battery pack. 充電器の電気的構成を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the electric constitution of a charger. データ送信回路とデータ受信回路を表す電気回路図である。It is an electric circuit diagram showing a data transmission circuit and a data reception circuit. データ送信回路とデータ受信回路の動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of a data transmission circuit and a data reception circuit. 充電器と電池パックとの間の通信処理を表すシーケンス図である。It is a sequence diagram showing the communication process between a charger and a battery pack. 図７の通信処理における、電池パック及び充電器の各データ受信回路からの出力波形を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the output waveform from each data receiving circuit of a battery pack and a charger in the communication processing of FIG. ドライバドリル本体内のモータコントローラの電気的構成を表す説明図である。It is explanatory drawing showing the electric constitution of the motor controller in a driver drill main body.

符号の説明Explanation of symbols

１…ドライバドリル、６…トリガスイッチ、７…電池パック装着部、８…電池パック、１０…組電池、１１，２１，５１…正極端子、１２，２２，５２…負極端子、１３，３３，５３…データ受送信回路、１４，３４，５４…データ送信回路、１５，３５，５５…データ受信回路、１６，３６，５６…マイコン、２０…充電器、２３…整流回路、２４…スイッチング電源制御回路、２５…トランス、２６…一次巻線、２７…二次巻線、２８…充電許可／停止回路、２９…ＣＣ／ＣＶ制御部、３１…商用交流電源、４１…データ検出回路、４２…ローパスフィルタ、４３…波形整形回路、４４…コンパレータ、４５…Ｄラッチ、５８…駆動トランジスタ、５９…モータ駆動回路、６０…駆動モータ、６２…引金、６３…モータ回転数設定部、Ｃ０１…電流抑制コンデンサ、Ｌ１…インダクタンス成分、Ｑ１…導通トランジスタ、Ｒ０１…放電抵抗、Ｃ１１，Ｃ１２…コンデンサ、Ｒ１１，Ｒ１２…抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Driver drill, 6 ... Trigger switch, 7 ... Battery pack mounting part, 8 ... Battery pack, 10 ... Assembly battery, 11, 21, 51 ... Positive electrode terminal, 12, 22, 52 ... Negative electrode terminal, 13, 33, 53 Data reception / transmission circuit 14, 34, 54 Data transmission circuit 15, 35, 55 Data reception circuit 16, 36, 56 Microcomputer, 20 Charger, 23 Rectifier circuit, 24 Switching power supply control circuit , 25 ... transformer, 26 ... primary winding, 27 ... secondary winding, 28 ... charge permission / stop circuit, 29 ... CC / CV control unit, 31 ... commercial AC power supply, 41 ... data detection circuit, 42 ... low-pass filter , 43 ... Waveform shaping circuit, 44 ... Comparator, 45 ... D latch, 58 ... Drive transistor, 59 ... Motor drive circuit, 60 ... Drive motor, 62 ... Trigger, 63 ... Motor rotation speed setting unit, C 1 ... current suppressing capacitors, L1 ... inductance components, Q1 ... conducting transistor, R01 ... discharge resistor, C11, C12 ... capacitor, R11, R12 ... resistance

Claims (14)

電池と、
前記電池の正極と負極の間を導通させて該電池の電圧を変化させることにより情報送信を行う少なくとも一つの送信部と、
前記送信部により生じた前記電池の電圧変化を検出することにより該送信部からの情報を受信する少なくとも一つの受信部と、
を備えることを特徴とする通信システム。 Battery,
At least one transmission unit that transmits information by changing the voltage of the battery by conducting between the positive electrode and the negative electrode of the battery;
At least one receiving unit for receiving information from the transmitting unit by detecting a voltage change of the battery generated by the transmitting unit;
A communication system comprising: 請求項１記載の通信システムであって、
前記送信部は、
前記電池の正極と負極の間に設けられ、該正極と負極の間を導通・遮断するスイッチング素子と、
送信すべき情報に応じたタイミングで前記スイッチング素子をオン・オフすることにより、前記電池に、前記送信すべき情報に応じたタイミングで電圧変化を生じさせるスイッチング制御手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 1,
The transmitter is
A switching element provided between the positive electrode and the negative electrode of the battery, which conducts and blocks between the positive electrode and the negative electrode;
Switching control means for causing a voltage change in the battery at a timing according to the information to be transmitted by turning on and off the switching element at a timing according to the information to be transmitted;
A communication system comprising: 請求項２記載の通信システムであって、
前記送信部は、
前記電池の正極から前記スイッチング素子を経て負極に至る通電経路において該スイッチング素子と直列に設けられ、該スイッチング素子のオン時に該通電経路を流れる電流を抑制するための電流抑制手段を備える
ことを特徴とする通信システム。 A communication system according to claim 2,
The transmitter is
A current suppressing means is provided in series with the switching element in the energization path from the positive electrode of the battery through the switching element to the negative electrode, and suppresses the current flowing through the energization path when the switching element is turned on. A communication system. 請求項３記載の通信システムであって、
前記電流抑制手段はコンデンサである
ことを特徴とする通信システム。 A communication system according to claim 3,
The communication system characterized in that the current suppression means is a capacitor. 請求項４記載の通信システムであって、
前記コンデンサと並列に抵抗が接続されている
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 4, wherein
A communication system, wherein a resistor is connected in parallel with the capacitor. 請求項１〜５いずれかに記載の通信システムであって、
前記受信部は、
前記電池の電圧変化を検出する電圧変化検出手段と、
前記電圧変化検出手段により検出された電圧変化に基づいて前記送信部からの情報を取得する情報取得手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 5,
The receiver is
Voltage change detecting means for detecting a voltage change of the battery;
Information acquisition means for acquiring information from the transmitter based on the voltage change detected by the voltage change detection means;
A communication system comprising: 請求項６記載の通信システムであって、
前記受信部は、
前記電圧変化検出手段によって検出された電圧変化のうち、前記送信部によって生じる、予め設定された周波数帯域の電圧変化を抽出するフィルタ手段を備え、前記情報取得手段は、前記フィルタ手段により抽出された電圧変化に基づいて、前記送信部からの情報を取得する
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 6, wherein
The receiver is
Among the voltage changes detected by the voltage change detection means, a filter means for extracting a voltage change in a preset frequency band generated by the transmission unit is provided, and the information acquisition means is extracted by the filter means A communication system, wherein information from the transmission unit is acquired based on a voltage change. 請求項１〜７いずれかに記載の通信システムであって、
前記電池は、リチウムイオン二次電池である
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 7,
The communication system is characterized in that the battery is a lithium ion secondary battery. 請求項１〜８いずれかに記載の通信システムであって、
前記電池を有すると共に、該電池の正極と接続された正極端子および該電池の負極と接続された負極端子を有する電池パックと、
前記電池パックを着脱可能であって、該電池パックが装着されることにより、該電池パックの前記正極端子及び負極端子を介して、前記電池から電力供給を受けて動作する又は該電池へ充電用の電力供給を行う電池パック接続機器と、
を備え、
前記電池パック又は前記電池パック接続機器のいずれか一方に前記送信部が設けられると共に他方に前記受信部が設けられ、前記電池パックが前記電池パック接続機器に装着されているときに、前記送信部により送信された情報を前記受信部が受信できるよう構成されている
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 8,
A battery pack having the battery and having a positive electrode terminal connected to the positive electrode of the battery and a negative electrode terminal connected to the negative electrode of the battery;
The battery pack is detachable, and when the battery pack is mounted, the battery pack operates by receiving power supply from the battery via the positive terminal and the negative terminal of the battery pack or for charging the battery. A battery pack connection device that supplies power,
With
When the transmission unit is provided in one of the battery pack or the battery pack connection device and the reception unit is provided in the other, and the battery pack is attached to the battery pack connection device, the transmission unit A communication system, wherein the receiving unit is configured to receive the information transmitted by. 請求項１〜８いずれかに記載の通信システムであって、
前記電池を有すると共に、該電池の正極と接続された正極端子および該電池の負極と接続された負極端子を有する電池パックと、
前記電池パックを着脱可能であって、該電池パックが装着されることにより、該電池パックの前記正極端子及び負極端子を介して、前記電池から電力供給を受けて動作する又は該電池へ充電用の電力供給を行う電池パック接続機器と、
を備え、
前記送信部を少なくとも二つ有し、前記電池パックに少なくとも一つの前記送信部が設けられていると共に前記電池パック接続機器にも少なくとも一つの前記送信部が設けられており、
前記受信部を少なくとも二つ有し、前記電池パックに少なくとも一つの前記受信部が設けられていると共に前記電池パック接続機器にも少なくとも一つの前記受信部が設けられており、
前記電池パックが前記電池パック接続機器に装着されているときに、いずれか一方に設けられた前記送信部から送信された情報を他方に設けられた前記受信部により受信するよう構成されている
ことを特徴とする通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 8,
A battery pack having the battery and having a positive electrode terminal connected to the positive electrode of the battery and a negative electrode terminal connected to the negative electrode of the battery;
The battery pack is detachable, and when the battery pack is mounted, the battery pack operates by receiving power supply from the battery via the positive terminal and the negative terminal of the battery pack or for charging the battery. A battery pack connection device that supplies power,
With
At least two transmitters, the battery pack is provided with at least one transmitter, and the battery pack connection device is also provided with at least one transmitter.
The battery pack has at least two receivers, the battery pack is provided with at least one receiver, and the battery pack connected device is also provided with at least one receiver.
When the battery pack is attached to the battery pack connection device, the information transmitted from the transmitter provided in one of the battery packs is received by the receiver provided in the other. A communication system characterized by the above. 請求項９又は１０記載の通信システムを構成する電池パック。   The battery pack which comprises the communication system of Claim 9 or 10. 請求項９又は１０記載の通信システムを構成する電池パック接続機器。   The battery pack connection apparatus which comprises the communication system of Claim 9 or 10. 請求項１２記載の電池パック接続機器であって、
当該電池パック接続機器は、前記電池パックが装着されたときに該電池パックが備える前記電池への電力供給を行って該電池を充電する充電装置である
ことを特徴とする電池パック接続機器。 The battery pack connecting device according to claim 12,
The battery pack connection device is a charging device that charges the battery by supplying power to the battery included in the battery pack when the battery pack is mounted. 請求項１２記載の電池パック接続機器であって、
当該電池パック接続機器は、前記電池パックが装着されたときに該電池パックが備える前記電池からの電力供給を受けて駆動する電動工具である
ことを特徴とする電池パック接続機器。 The battery pack connecting device according to claim 12,
The battery pack connection device is an electric tool that is driven by receiving power supply from the battery included in the battery pack when the battery pack is mounted.
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