JP2011229319A - 電動工具用バッテリパック - Google Patents

Abstract

【課題】使用状況に応じた適切なタイミングで内部の制御回路を低消費電力で動作させるようにすることにより、所望の監視機能やユーザの利便性を維持しつつ消費電力を効果的に低減することが可能な電動工具用バッテリパックを提供する。
【解決手段】バッテリパック内のＭＣＵは、充電器が接続されていないこと（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、過負荷状態が検出されていないこと（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、充電電流が検出されていないこと（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、放電電流が検出されていないこと（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、及び工具本体のメインスイッチがオフされていること（Ｓ１５０：ＹＥＳ）の５つのスリープモード移行条件が全て成立した場合であって、且つ、その全て成立した状態（全条件成立状態）が所定時間継続した場合に（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、スリープモードに移行する（Ｓ１８０）。スリープモードでは、バッテリ電圧の監視など必要最小限の機能は保持する。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動工具の電源として使用される電動工具用バッテリパックに関する。

例えばリチウムイオン二次電池からなるバッテリを用いた電動工具用バッテリパック（以下単に「バッテリパック」ともいう）では、バッテリの充放電を制御したりバッテリの状態を監視したりするなどの各種機能の実現のために、通常、バッテリを電源として動作する制御回路が設けられている。

この制御回路は、バッテリパックの未使用時にもバッテリの状態を監視する必要があることなどから、バッテリからの電力供給を受けて常時動作するよう構成されるのが一般的である。そのため、電動工具本体への電力供給が行われていなくてもバッテリの残容量は徐々に減少していき、比較的短期間でバッテリ容量が空になってしまう。

これに対し、バッテリを出来る限り長持ちさせるために、バッテリパックの未使用時にはバッテリから制御回路への電力供給を完全に遮断する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１には、負荷が蓄電池から遮断されたとき、蓄電池内において所定時間は低消費電力にて内部回路を動作させ、所定時間経過後に蓄電池セルから内部回路への給電エネルギーの供給を完全に遮断して回路動作を完全に停止させることが記載されている。

特開２００３−２６４００８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、蓄電池から負荷が遮断されるとすぐに低消費電力で動作させるようにしているが、これはバッテリの保護の観点などからあまり好ましいものではない。

即ち、低消費電力で動作させるということは、多少なりともバッテリを監視・制御する機能は低下する。そのため、例えば電動工具の使用者がスイッチを断続的にオン・オフさせながら使用している場合、実質的には継続して使用されている状態であるにもかかわらず、スイッチがオフされる度に蓄電池内部回路は低消費電力での動作に移行してしまうことになるため、バッテリの保護の観点上からは好ましくないのである。

しかも、特許文献１に記載された技術では、蓄電池の省電力化のために、負荷の遮断から所定時間経過後は蓄電池内部の回路への電力供給を完全に遮断するようにしている。そのため、電力供給の完全遮断後に再び工具を使用しようとしたときに工具の迅速な動作開始が阻害され、ユーザの利便性が損なわれるおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、使用状況に応じた適切なタイミングで内部の制御回路を低消費電力で動作させるようにすることにより、所望の監視機能やユーザの利便性を維持しつつ消費電力を効果的に低減することが可能な電動工具用バッテリパックを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の電動工具用バッテリパックは、電動工具本体に電力を供給するものであって、少なくとも１つの電池セルを有するバッテリと、このバッテリの電力により動作し、少なくともこのバッテリの状態を監視する機能を有する制御回路と、を備えている。

そして、制御回路は、予め設定されている一又は複数のスリープモード移行条件の各々について成立したか否かを判断すると共に、該一又は複数のスリープモード移行条件が全て成立した状態である全条件成立状態であるか否かを判断する、条件成立判断手段と、この条件成立判断手段により全条件成立状態であると判断された場合に、該全条件成立状態が所定時間継続したか否かを判断する継続成立判断手段と、この継続成立判断手段により全条件成立状態が所定時間継続したと判断された場合に制御回路の動作の一部を停止させることにより制御回路をスリープモードに移行させるスリープモード移行手段と、を備えている。

このように構成された電動工具用バッテリパックでは、スリープモードに移行するための条件として、一又は複数のスリープモード移行条件が設定されているが、これが全て成立したとしても、その成立をもってすぐにスリープモードに移行させず、所定時間経過するまでは通常通り動作させ続ける。そして、スリープモード移行条件が全て成立した全条件成立状態が所定時間継続したときに、スリープモードに移行させる。

しかも、本発明のスリープモードは、制御回路への電力供給を完全に停止してその動作を全て停止させるのではなく、制御回路の動作の一部を停止させるようにしている。そのため、例えば、スリープモードでの動作中であっても制御回路が有するバッテリの監視機能の少なくとも一部を維持させる、といったことも可能となる。

従って、本発明の電動工具用バッテリパックによれば、使用状況に応じた適切なタイミングで内部の制御回路を低消費電力（スリープモード）で動作させるようにすることができ、これにより、所望の監視機能やユーザの利便性を維持しつつ消費電力を効果的に低減することが可能となる。

ここで、スリープモード移行条件の具体的内容は種々考えられ、例えば、次の（ａ）〜（ｅ）の各条件のうち少なくとも何れか一つをスリープモード移行条件として設定するようにしてもよい。
（ａ）当該電動工具用バッテリパックが、前記バッテリを充電するための充電器に接続されていない充電器無接続状態であること。
（ｂ）前記バッテリから前記電動工具本体への放電電流が流れていない未放電状態であること。
（ｃ）前記バッテリを充電させるための充電電流が流れていない充電未実行状態であること。
（ｄ）当該電動工具用バッテリパックが装着されて前記バッテリから電力が供給されることにより動作する前記電動工具本体に設けられた、該電動工具本体を動作又は停止させるために外部から操作される操作スイッチがオフされている、操作スイッチオフ状態であること。
（ｅ）前記操作スイッチがオンされたときに前記バッテリから前記電動工具本体へ所定の過電流閾値以上の過電流が流れるおそれがある過負荷状態ではないこと。

このように構成された電動工具用バッテリパックによれば、当該電動工具用バッテリパックの使用状況を適切且つ容易に判断でき、その判断結果に基づいてスリープモードへ移行されることになるため、使用状況に応じたより適切なタイミングで制御回路をスリープモードに移行させることができる。

そして、上記各条件（ａ）〜（ｅ）のうち、幾つ、或いはどの条件をスリープモード移行条件に設定するかは、適宜決めることができるが、例えば、何れか２つ以上の条件をスリープモード移行条件として設定すれば、１つの条件のみ設定する場合に比べて、スリープモードに移行させてもよい状態か否かの判断を的確に行うことが可能となる。

更に、例えば上記各条件（ａ）〜（ｅ）の全てをスリープモード移行条件に設定すれば、スリープモードに移行させてもよい状態か否かの判断をより的確に行うことができるため、より好ましい。

ここで例えば、スリープモード移行条件として少なくとも上記（ａ）の条件が設定されており、且つ、充電器が、少なくとも充電用の電力を当該電動工具用バッテリパックへ供給可能な状態である場合にその旨を示す充電器信号を出力するよう構成されている場合には、当該電動工具用バッテリパックは、より具体的には次のように構成することができる。即ち、当該電動工具用バッテリパックは、充電器から出力された充電器信号が入力される充電器信号入力端子を備えている。また、制御回路は、充電器信号入力端子への前記充電器信号の入力を検出する充電器信号入力検出手段を備えている。そして、条件成立判断手段は、充電器信号入力検出手段により充電器信号の入力が検出されていない場合に、充電器無接続状態であって少なくとも上記（ａ）の条件が成立したものと判断する。

このように構成された電動工具用バッテリパックによれば、上記（ａ）の条件が成立したこと、即ち充電器無接続状態であることを、充電器からの充電器信号の有無に基づく簡易的な方法によって確実に判断することができる。

また例えば、スリープモード移行条件として少なくとも上記（ｂ）の条件が設定されている場合には、当該バッテリパックは、より具体的には次のように構成することができる。即ち、制御回路は、バッテリからの放電電流を検出する放電電流検出手段を備えている。そして、条件成立判断手段は、放電電流検出手段により放電電流が検出されていない場合に、未放電状態であるものと判断する。

このように構成された電動工具用バッテリパックによれば、上記（ｂ）の条件が成立したこと、即ち未放電状態であることを、放電電流検出手段による検出結果に基づく簡易的な方法によって確実に判断することができる。

また例えば、スリープモード移行条件として少なくとも上記（ｃ）の条件が設定されている場合には、当該バッテリパックは、より具体的には次のように構成することができる。即ち、制御回路は、バッテリへの充電電流を検出する充電電流検出手段を備えている。そして、条件成立判断手段は、充電電流判断手段により充電電流が検出されていない場合に、充電未実行状態であるものと判断する。

このように構成された電動工具用バッテリパックによれば、上記（ｃ）の条件が成立したこと、即ち充電未実行状態であることを、充電電流検出手段による検出結果に基づく簡易的な方法によって確実に判断することができる。

また例えば、スリープモード移行条件として少なくとも上記（ｄ）の条件が設定されており、且つ、電動工具本体が、操作スイッチの操作状態を示す操作信号を出力可能に構成されている場合には、当該バッテリパックは、より具体的には次のように構成することができる。即ち、当該電動工具用バッテリパックは、電動工具本体から出力された操作信号が入力される操作信号入力端子を備えている。また、制御回路は、操作信号入力端子へ入力された操作信号を検出する操作信号検出手段を備えている。そして、条件成立判断手段は、操作信号検出手段により検出された操作信号に基づいて操作スイッチの操作状態を判断し、操作スイッチがオフされていると判断した場合に、操作スイッチオフ状態であるものと判断する。

このように構成された電動工具用バッテリパックによれば、上記（ｄ）の条件が成立したこと、即ち操作スイッチオフ状態であることを、電動工具本体からの操作信号に基づく簡易的な方法によって確実に判断することができる。

また例えば、スリープモード移行条件として少なくとも上記（ｅ）の条件が設定されている場合には、当該バッテリパックは、より具体的には次のように構成することができる。即ち、制御回路は、バッテリからの放電電流を検出する放電電流検出手段と、所定のタイミングで、この放電電流検出手段により検出された放電電流が過電流閾値以上であるか否か判断する過電流判断手段と、この過電流判断手段による判断が行われる毎に、その判断結果に基づいて、過負荷状態であるか否かを示す負荷情報を生成する負荷情報生成手段と、を備えている。そして、条件成立判断手段は、負荷情報生成手段にて生成されている負荷情報に基づいて、過負荷状態であるか否かを判断する。

つまり、所定のタイミングで、そのときの放電電流の値に基づいて過負荷状態であるか否かを判断し、その判断を行う毎にその判断結果に基づいて負荷情報（過負荷状態であるか否かを示す情報）を生成する。そして、スリープモード移行条件の判断時には、そのとき生成されている負荷情報に基づいて、上記（ｅ）の条件成立を判断する。

そのため、このように構成された電動工具用バッテリパックによれば、上記（ｅ）の条件が成立しているか否か、即ち過負荷状態であるか否かを、負荷情報に基づく簡易的な方法によって確実に判断することができる。

この場合、負荷情報をどのように生成するかは種々考えられるが、例えば次のように生成することができる。即ち、過電流判断手段は、放電電流検出手段により検出された放電電流が過電流閾値以上であるか否かの判断を周期的に行う。一方、制御回路は、過電流判断手段により放電電流が過電流閾値以上ではないと判断されたときは、該放電電流が小さいほど絶対値が大きくなるような、０を含む負の加減算値を設定し、過電流判断手段により放電電流が過電流閾値以上であると判断されたときは、該放電電流が大きいほど値が大きくなるような正の加減算値を設定する、加減算値設定手段を備えている。そして、負荷情報生成手段は、過電流判断手段による上記判断が行われる毎に、該判断結果に基づいて加減算値設定手段により設定された加減算値を累積的に加算することにより、該加算結果を負荷情報として生成する。そして、条件成立判断手段は、負荷情報生成手段により生成された負荷情報としての加算結果が、予め設定された過負荷判定閾値以下である場合に、過負荷状態ではないものと判断する。

このように構成された電動工具用バッテリパックによれば、検出された放電電流の値に応じて設定される加減算値が周期的に累積加算されていく。またその累積加算値は、検出された放電電流値が大きいほど大きくなるよう、逆に放電電流値が小さいほど小さくなるように、周期的に更新（累積加算）される。そのため、その累積加算値に基づいて、過負荷状態であるか否かの判断を的確に行うことができる。

実施形態の電動工具本体にバッテリパックを装着した状態を表す側面図である。 実施形態の電動工具本体からバッテリパックを離脱させた状態を表す側面図である。 実施形態のバッテリパック及び充電器の外観を表す斜視図である。 実施形態の電動工具本体とバッテリパックに設けられた電子回路を表す回路図である。 実施形態のバッテリパックと充電器に設けられた電子回路を表す回路図である。 バッテリパックのＭＣＵにて実行されるスリープモード移行判定処理を表すフローチャートである。 バッテリパックのＭＣＵにて実行される放電電流制限処理を表すフローチャートである。 図７の放電電流制限処理の動作を説明する説明図である。

以下に、本発明の好適な実施形態を図面と共に説明する。
（電動工具全体の構成）
図１は、本発明が適用された実施形態の電動工具の側面図である。

図１に示すように、本実施形態の電動工具１０は、所謂ドライバドリルとして構成された電動工具本体（以下単に「本体」ともいう）１２と、本体１２に着脱可能に装着されて、本体１２に直流電力を供給するためのバッテリパック４０とを備える。

本体１２は、モータハウジング１４と、モータハウジング１４の前方に位置するギアハウジング１６と、ギアハウジング１６の前方に位置するドリルチャック１８と、モータハウジング１４の下方に位置するハンドグリップ２０とを備えている。

モータハウジング１４は、ドリルチャック１８を回転駆動させる駆動力を発生する駆動モータＭ１（図４参照）を収容している。
ギアハウジング１６は、駆動モータＭ１の駆動力をドリルチャック１８に伝達するギア機構（図示せず）を収容している。

ドリルチャック１８は、当該ドリルチャック１８の前端部に工具ビット（図示せず）を着脱自在に装着する装着機構（図示せず）を備えている。
ハンドグリップ２０は、電動工具１０の使用者が当該ハンドグリップ２０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２０の上部前方には、電動工具１０の使用者が駆動モータＭ１を駆動／停止するためのトリガスイッチ２２が設けられている。

また、ハンドグリップ２０の下端部には、バッテリパック４０を本体１２に着脱可能に装着するためのバッテリパック装着部２４が設けられている。
より具体的には、図２に示すように、バッテリパック装着部２４は、電動工具１０の使用者がバッテリパック４０を前方に摺動させることでバッテリパック４０を当該バッテリパック装着部２４から離脱できるように構成されている。なお、図２は、電動工具１０の本体１２からバッテリパック４０を離脱させた様子を示す側面図である。

つまり、図３（ａ）に示すように、バッテリパック４０の上部には、本体１２のバッテリパック装着部２４や図３（ｂ）に示す充電器８０に接続するための、コネクタ部４２が形成されている。また、コネクタ部４２には、バッテリパック４０内のバッテリや制御回路と接続するための電源端子部４４及び接続端子部４６が設けられている。

そして、バッテリパック４０は、コネクタ部４２を介して本体１２のバッテリパック装着部２４に装着することで、電源端子部４４及び接続端子部４６を介して、本体１２の内部回路と電気的に接続され、本体１２に直流電源を供給したり各種信号を送受したりすることができるようになる（図４参照）。

また、図３（ｂ）に示すように、充電器８０の上部には、バッテリパック装着部８２と、バッテリパック４０への充電中等を表示するための複数の表示ランプが設けられた表示部８８とが形成されている。

充電器８０のバッテリパック装着部８２は、バッテリパック４０のコネクタ部４２を下方に向けた状態で、コネクタ部４２の先端部分を嵌合させて、装着方向にスライドさせることによりバッテリパック４０を装着できるように構成されている。

そして、このバッテリパック装着部８２には、バッテリパック４０を装着した際、バッテリパック４０の電源端子部４４及び接続端子部４６と電気的に接続される電源端子部８４及び接続端子部８６が設けられており、これら各端子部同士が互いに接続されることにより、充電器８０からバッテリパック４０への充電が可能となる（図５参照）。

なお、本体１２のバッテリパック装着部２４は、充電器８０と同様、バッテリパック４０のコネクタ部４２と嵌合可能に構成されている。
（電動工具本体１２の回路構成）
次に、図４は、バッテリパック４０を本体１２に装着した際に、バッテリパック４０と本体１２とで形成される駆動モータＭ１制御用の回路を表す回路図である。

図４に示すように、本体１２には、バッテリパック４０の電源端子部４４に接続するための端子として、正極側端子３２Ａ、負極側端子３２Ｂが備えられ、同じく接続端子部４６に接続するための端子として、信号端子３４Ａが備えられている。

正極側端子３２Ａは、メインスイッチＳＷ１及び正極側電源ラインＬ１Ａを介して、駆動モータＭ１の一端に接続されており、負極側端子３２Ｂは、駆動モータＭ１への通電制御用のトランジスタＱ１及び負極側電源ラインＬ１Ｂを介して、駆動モータＭ１の他端に接続されている。

本実施形態では、駆動モータＭ１は、ブラシ付き直流モータにて構成されており、メインスイッチＳＷ１がオン状態であるとき、トランジスタＱ１がバッテリパック４０からの入力信号によりオンされることにより、通電されて、回転する。

なお、駆動モータＭ１には、トランジスタＱ１のターンオフ時に負極側電源ラインＬ１Ｂに発生した高電圧を正極側電源ラインＬ１Ａに戻すためのダイオード（所謂フライホイールダイオード）Ｄ１が接続されている。

また、メインスイッチＳＷ１は、上述したトリガスイッチ２２と連動してオン・オフ状態が切り換えられるものであり、トリガスイッチ２２が引かれるとメインスイッチＳＷ１がオンし、トリガスイッチ２２が放されるとメインスイッチＳＷ１がオフする。

また、トランジスタＱ１には、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴが用いられている。
次に、本体１２には、内部回路駆動用の電源電圧を生成する制御用電源回路３６と、バッテリパック４０との間で信号を入出力する入出力回路３８とが備えられている。

制御用電源回路３６は、ツェナーダイオードＺＤ１と、コンデンサＣ１とを備えている。そして、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードは、抵抗Ｒ１を介して正極側電源ラインＬ１Ａに接続されており、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードは、本体１２のグランドに接地されている。

また、コンデンサＣ１は、電解コンデンサからなる。そして、コンデンサＣ１の正極側は、ツェナーダイオードＺＤ１のカソードとともに、抵抗Ｒ１を介して、正極側電源ラインＬ１Ａに接続され、コンデンサＣ１の負極側は、本体１２のグランドに接地されている。

なお、本体１２のグランドには、負極側端子３２Ｂが接続されており、本体１２にバッテリパック４０が装着された際には、この負極側端子３２Ｂを介して、バッテリパック４０の負極側電源ラインＬ２Ｂ（延いてはバッテリ５０の負極側端子５２Ｂ）に接続される。

また、メインスイッチＳＷ１がオン状態であるとき、正極側電源ラインＬ１Ａには、正極側端子３２Ａを介して、バッテリパック４０の正極側電源ラインＬ２Ａ（延いてはバッテリ５０の正極側端子５２Ａ）に接続される。

従って、制御用電源回路３６では、メインスイッチＳＷ１がオンされているときに、正極側電源ラインＬ１Ａから、抵抗Ｒ１を介してツェナーダイオードＺＤ１のアノードにバッテリ電圧（例えば直流３６Ｖ）が印加され、ツェナーダイオードＺＤ１によって所定の一定電圧（例えば直流５Ｖ）に降圧される。

そして、コンデンサＣ１は、その降圧された直流電圧により充電され、コンデンサＣ１の両端電圧は、本体１２の内部回路を動作させるための電源電圧Ｖｃｃとして、各種内部回路に供給される。

次に、入出力回路３８は、トランジスタＱ２と、抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５とを備える。
トランジスタＱ２は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタにて構成されており、そのベースは、抵抗Ｒ３を介して、信号端子３４Ａに接続されるとともに、抵抗Ｒ４を介して、グランドに接地されている。

また、信号端子３４Ａには、抵抗Ｒ２を介して電源電圧Ｖｃｃが印加され、トランジスタＱ２のコレクタにも、抵抗Ｒ５を介して電源電圧Ｖｃｃが印加されている。また、トランジスタＱ２のコレクタは、トランジスタＱ１のゲートにも接続されており、トランジスタＱ２のエミッタは、グランドに接地されている。

抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の抵抗値は、メインスイッチＳＷ１がオンされてから電源電圧Ｖｃｃが所定電圧に達したときにトランジスタＱ２がオンし、信号端子３４Ａの電位が電源電圧Ｖｃｃ近傍のハイレベルになるように設定されている。

そして、トランジスタＱ２がオン状態であるときには、トランジスタＱ１のゲートがトランジスタＱ２を介してグランドに接地されることから、トランジスタＱ１はオフ状態となって、駆動モータＭ１への通電経路を遮断する。

また、バッテリパック４０内のバッテリ制御回路６０の動作（詳しくは後述するトランジスタＱ４のオン）により、信号端子３４Ａがグランドに接地されると、トランジスタＱ２はオフ状態となる。そして、この状態では、抵抗Ｒ５を介してトランジスタＱ１のゲートに電源電圧Ｖｃｃが印加されることから、トランジスタＱ１はオン状態となって、駆動モータＭ１への通電経路を形成する。

なお、本実施形態では、トランジスタＱ２のコレクタがトランジスタＱ１のゲートに直接接続されるが、トランジスタＱ２のコレクタは、トランジスタＱ１をスイッチングするための駆動回路を介して、トランジスタＱ１のゲートに接続してもよい。
（バッテリパック４０の回路構成）
一方、バッテリパック４０には、電源端子部４４に設けられた正極側端子４４Ａ及び負極側端子４４Ｂと、接続端子部４６に設けられた３つの信号端子４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃと、バッテリ５０と、バッテリ制御回路６０とが備えられている。

正極側端子４４Ａには、正極側電源ラインＬ２Ａを介してバッテリ５０の正極側端子５２Ａが接続され、負極側端子４４Ｂには、負極側電源ラインＬ２Ｂを介してバッテリ５０の負極側端子５２Ｂが接続されている。

そして、バッテリパック４０を本体１２に装着した際、正極側端子４４Ａは、本体１２の正極側端子３２Ａと接続され、負極側端子４４Ｂは、本体１２の負極側端子３２Ｂと接続され、信号端子４６Ａは、本体１２の信号端子３４Ａに接続される。

なお、信号端子４６Ｂ，４６Ｃは、バッテリパック４０を充電器８０に装着した際、充電器８０の接続端子部８６に接続するためのものであり、バッテリパック４０を本体１２に装着した際には、開放状態となる。

バッテリ５０は、正極側端子５２Ａと負極側端子５２Ｂとの間に、複数（例えば１０個）のバッテリセルを直列接続することにより構成されており、駆動モータＭ１を駆動するための駆動電圧（例えば、直流３６Ｖ）を発生する。

なお、バッテリセルは、例えば、単体で３．６Ｖの直流電圧を発生するリチウムイオン二次電池にて構成される。このため、バッテリ５０は、高出力可能であり、例えば、出力可能な放電電流は１０Ａ以上である。

バッテリ制御回路６０は、電流測定回路６２と、電圧測定回路６４と、温度測定回路６６と、スイッチ操作検出回路６８と、充電器検出回路７２と、主制御ユニット（Main Control Unit ：ＭＣＵ）７０と、トランジスタＱ４と、制御用電源回路７４と、シャットダウンスイッチ７６と、を備えている。

ここで、電流測定回路６２は、正極側電源ラインＬ２Ａ若しくは負極側電源ラインＬ２Ｂに流れる電流を検出するためのものであり、その電流に応じた電圧値を有する電流検出信号をＭＣＵ７０に出力する。

また、電圧測定回路６４は、バッテリ５０を構成する各バッテリセルの電圧を順番に測定し、測定電圧に応じた電圧値を有する電圧検出信号をＭＣＵ７０に出力する。
また、温度測定回路６６は、バッテリ５０周囲に配置されるサーミスタ（図示略）を含み、このサーミスタを介してバッテリ温度を測定して、その測定温度に応じた電圧値を有する温度検出信号をＭＣＵ７０に出力する。

次に、スイッチ操作検出回路６８は、本体１２のトリガスイッチ２２が操作されたことを検出するためのものであり、トランジスタＱ３と、抵抗Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８とを備えている。

トランジスタＱ３は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタにて構成されており、そのベースは、抵抗Ｒ６を介して、信号端子４６Ａに接続されるとともに、抵抗Ｒ７を介して、バッテリパック４０におけるグランドに接地されている。また、トランジスタＱ３のエミッタは、グランドに接地されている。

なお、バッテリパック４０のグランドは、負極側電源ラインＬ２Ｂに接続されている。このため、バッテリパック４０が本体１２に装着された際には、バッテリパック４０と本体１２のグランドが同電位となり、これら各グランドはバッテリ５０の負極とも同電位になる。

また、トランジスタＱ３のコレクタは、ＭＣＵ７０に接続されると共に、抵抗Ｒ８を介して、バッテリパック４０に設けられた制御用電源回路７４からの電源電圧Ｖｄｄ（例えば、直流５Ｖ）の出力経路に接続されている。

制御用電源回路７４は、バッテリ５０から電源供給を受けて一定の電源電圧Ｖｄｄを生成し、バッテリ制御回路６０を含む、バッテリパック４０内の各種電子回路に電源供給を行うものであり、例えば、スイッチング電源回路等で構成されている。

制御用電源回路７４へのバッテリ５０からの電源供給は、シャットダウンスイッチ７６を介して行われるが、このシャットダウンスイッチ７６は、通常はオンされている。そして、このシャットダウンスイッチ７６がオフされるのは、バッテリ５０の電圧が所定レベルよりも低下した過放電状態となったときである。

即ち、バッテリ制御回路６０では、ＭＣＵ７０が、電圧測定回路６４からの電圧検出信号に基づいて、バッテリ５０を構成する各バッテリセルの電圧やバッテリ５０全体の電圧を監視している。そして、各バッテリセルのうち電圧が所定のセル電圧閾値以下となったものが１つでもある場合、又はバッテリ５０の電圧が所定のバッテリ電圧閾値以下となった場合に、過放電状態であると判断し、シャットダウンスイッチ７６をオフさせる。

シャットダウンスイッチ７６がオフされると、バッテリ５０からの電力が制御用電源回路７４に供給されなくなり、これにより、制御用電源回路からの制御電圧Ｖｄｄの出力が停止され、延いてはバッテリ制御回路６０の動作が停止する。

なお、ＭＣＵ７０によるバッテリ５０の電圧の監視は、ＭＣＵ７０が動作している限り常時行われる。即ち、本実施形態のＭＣＵ７０は、後述するように、その動作モードとして、通常動作モードと、機能や消費電力が抑えられたスリープモードが設定されているが、いずれのモードにおいてもバッテリ５０の電圧監視は行われる。そして、上述したように過放電状態と判断された場合には、シャットダウンスイッチ７６をオフさせて、それ以上のバッテリ５０の容量低下を抑えるようにしている。

一方、トランジスタＱ４は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴにて構成されており、そのドレインは、トランジスタＱ３のベースが抵抗Ｒ６を介して接続される信号端子４６Ａに接続されている。また、トランジスタＱ４のソースは、グランドに接地され、トランジスタＱ４のゲートは、ＭＣＵ７０に接続されている。

このため、トランジスタＱ４は、ＭＣＵ７０からの出力信号（後述する放電制御信号）にてオン・オフされ、トランジスタＱ４のオフ時には、信号端子４６Ａが開放状態となる。

従って、バッテリパック４０が本体１２に装着されて、トリガスイッチ２２が操作された際（メインスイッチＳＷ１：オン）、トランジスタＱ４がオフ状態であれば、本体１２の信号端子３４Ａからバッテリパック４０の信号端子４６Ａに、バッテリパック４０内の電源電圧Ｖｃｃに対応したハイレベルの信号が入力され、スイッチ操作検出回路６８内のトランジスタＱ３がオン状態となって、スイッチ操作検出回路６８からＭＣＵ７０への入力信号はローレベルとなる。

また、バッテリパック４０が本体１２に装着されても、トリガスイッチ２２が操作されなければ（メインスイッチＳＷ１：オフ）、本体１２の信号端子３４Ａはローレベル（グランド電位）となるため、スイッチ操作検出回路６８内のトランジスタＱ３はオフ状態となって、スイッチ操作検出回路６８からＭＣＵ７０への入力信号はハイレベルとなる。

次に、充電器検出回路７２は、バッテリパック４０が充電器８０に装着されて、充電器８０から信号端子４６Ｃにハイレベル（例えば直流５Ｖ）の信号が入力されたときに、その旨を表す検出信号を入力するものであり、スイッチ操作検出回路６８と同様に構成されている。

つまり、充電器検出回路７２は、信号端子４６Ｃが開放状態にあるときには、プルアップ抵抗を介して、電源電圧Ｖｄｄに対応したハイレベルの信号をＭＣＵ７０に入力し、充電器８０から信号端子４６Ｃにハイレベルの信号が入力されると、ＭＣＵ７０への信号経路に接続されたトランジスタがオン状態となって、信号経路をグランドに接地し、ＭＣＵ７０への出力をローレベルにする。

このため、ＭＣＵ７０側では、スイッチ操作検出回路６８からの入力信号に基づき、バッテリパック４０が装着された本体１２側でトリガスイッチ２２が操作されたことを検知でき、充電器検出回路７２からの入力信号に基づきバッテリパック４０が充電器８０に装着されたことを検知できる。

また、ＭＣＵ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、書換可能な不揮発性メモリ、入出力（Ｉ／Ｏ）ポート、Ａ／Ｄ変換器等からなる周知のマイクロコンピュータにて構成されており、ＲＯＭに記憶された各種プログラムに従って動作する。このＭＣＵ７０は、バッテリの充放電を制御したりバッテリの状態を監視したりするなどの各種機能を実現するものであるが、その動作の詳細ついては後述する。
（充電器８０の回路構成）
次に、図５は、バッテリパック４０を充電器８０に装着した際に、バッテリパック４０と充電器８０とで形成されるバッテリ充電用の回路を表す回路図である。

図５に示すように、充電器８０には、電源端子部８４として、バッテリパック４０の正極側端子４４Ａ及び負極側端子４４Ｂに接続するための正極側端子８４Ａ及び負極側端子８４Ｂが備えられ、接続端子部８６として、バッテリパック４０の信号端子４６Ｂ，４６Ｃに接続するための信号端子８６Ｂ及び８６Ｃが備えられている。

また、充電器８０には、整流回路９２、充電用スイッチング電源回路９４、主制御ユニット（ＭＣＵ）９６、及び、制御用スイッチング電源回路９８が備えられている。
整流回路９２は、商用電源等の交流電源から供給される交流電圧を整流するものであり、その整流出力は、充電用スイッチング電源回路９４及び制御用スイッチング電源回路９８に出力される。

充電用スイッチング電源回路９４は、整流回路９２からの出力に基づきバッテリ５０への充電を行うスイッチング回路であり、ＭＣＵ９６により駆動制御される。
ＭＣＵ９６は、バッテリパック４０内のＭＣＵ７０と同様、マイクロコンピュータにて構成されており、バッテリ制御回路６０内のＭＣＵ７０から信号端子４６Ｂ、８６Ｂを介して、バッテリ状態を取り込み、充電用スイッチング電源回路９４を駆動制御することで、バッテリ５０への充電パターン（充電電流、充電電圧等）を制御する。

また、制御用スイッチング電源回路９８は、ＭＣＵ９６等の内部回路を動作させるための電源電圧Ｖｅｅ（例えば直流５Ｖ）を生成するものである。
そして、充電器８０のグランドは、負極側端子８４Ｂ、及び、バッテリパック４０の負極側端子４４Ｂを介して、バッテリ５０の負極側端子５２Ｂに接続され、充電用スイッチング電源回路９４にて生成された充電電圧は、正極側端子８４Ａ、及び、バッテリパック４０の正極側端子４４Ａを介して、バッテリ５０の正極側端子５２Ａに印加される。

また、充電器８０の信号端子８６Ｃには、制御用スイッチング電源回路９８にて生成された電源電圧Ｖｅｅが印加される。
このため、バッテリパック４０が充電器８０に装着されて、制御用スイッチング電源回路９８にて電源電圧Ｖｅｅが生成されると、バッテリパック４０側では、この電源電圧Ｖｅｅに対応したハイレベルの信号（本発明の充電器信号に相当）が、信号端子８６Ｃ、４６Ｃを介して、充電器検出回路７２に入力され、充電器検出回路７２からＭＣＵ７０に入力される検出信号の信号レベルが、ハイレベルからローレベルに変化することになる。

なお、充電器８０には、複数の表示ランプが設けられた表示部８８が設けられているが、この表示部８８の表示ランプは、バッテリ５０への充電状態に応じてＭＣＵ９６により点灯される。
（バッテリパック４０内のＭＣＵ７０の動作）
次に、バッテリパック４０内のＭＣＵ７０の動作について説明する。

ＭＣＵ７０は、その動作モードとして通常動作モードとスリープモードが設定されており、バッテリパック４０が本体１２に接続されて本体１２が使用されている場合や、バッテリパック４０が充電器８０に接続されてバッテリ５０への充電がなされている場合など通常動作すべき状態にある場合には、通常動作モードにて動作する。

一方、例えばバッテリパック４０に充電器８０が接続されていないことや本体１２のメインスイッチＳＷ１がオフされていることなどの所定のスリープモード移行条件（詳細は後述）が成立した場合には、機能・消費電力が制限されたスリープモード（換言すれば低消費電力モード）にて動作する。

ＭＣＵ７０は、スリープモードにおいては、少なくとも、スイッチ操作検出回路６８若しくは充電器検出回路７２からの検出信号がハイレベルからローレベルになるのを監視する機能や、上述したようにバッテリ５０の電圧を監視して過放電状態になったらシャットダウンスイッチ７６をオフさせる機能については、その動作を継続させ、それ以外の機能については基本的には動作を停止させることにより、低消費電力を実現する。

なお、スリープモードにおいて上述した機能を維持させるのはあくまでも一例であり、スリープモードにおいてどのような機能を維持させてどのような機能を停止させるかについては、適宜決めることができる。

そして、スリープモードでの動作中、スイッチ操作検出回路６８若しくは充電器検出回路７２からの検出信号がハイレベルからローレベルになると、起動して、バッテリ５０の充放電制御や監視・保護動作を行う通常動作モードに移行する。

なお、ＭＣＵ７０がスリープモードであるときには、ＭＣＵ７０からトランジスタＱ４のゲートに出力される放電制御信号はローレベルであり、トランジスタＱ４はオフ状態に保持される。

そして、ＭＣＵ７０は、スイッチ操作検出回路６８からの検出信号（ローレベル）により起動した際には、放電制御信号をハイレベルにして、トランジスタＱ４をオンさせ、バッテリ５０から駆動モータＭ１への放電を許可する。

つまり、トランジスタＱ４がオン状態になると、本体１２の入出力回路３８内のトランジスタＱ２がオフ状態となり、駆動モータＭ１への通電経路に設けられたトランジスタＱ１がオン状態となるので、駆動モータＭ１に電流が流れ、駆動モータＭ１が回転する。

また、このように放電制御信号をハイレベルにして、バッテリ５０から駆動モータＭ１への放電を許可しているとき（つまりバッテリ５０からの放電時）には、ＭＣＵ７０は、バッテリ５０を監視して過放電等から保護するための各種保護処理を実行する。

本実施形態では、各種保護処理として、電流測定回路６２、電圧測定回路６４、及び、温度測定回路６６による検出結果に基づいてバッテリ５０から駆動モータＭ１への放電を制限する、放電電流制限処理、過放電制限処理、及びバッテリ温度制限処理が実行される。

ここで、放電電流制限処理は、放電時に電流測定回路６２にて検出された放電電流に基づいて過電流が流れているか否か、過電流が流れている場合にはどの程度のレベルの過電流であるか、などを周期的且つ累積的に検出して、その検出結果に応じて放電を許可或いは停止等させるなどの各種制限を行うものである。この放電電流制限処理の詳細については後述する。

また、過放電制限処理は、放電時に電圧測定回路６４にて検出されたバッテリ電圧に基づき、各バッテリセルのうち電圧が所定のセル電圧閾値以下となったものが１つでもある場合、又はバッテリ５０の電圧が所定のバッテリ電圧閾値以下となった場合に、バッテリ５０が過放電状態であると判断して、放電制御信号をローレベルにし、バッテリ５０から駆動モータＭ１への放電を停止させる処理である。またこの過放電制限処理では、過放電状態であると判断した場合には、既述の通りシャットダウンスイッチ７６をオフさせる処理も行われる。

また、バッテリ温度制限処理は、放電時に温度測定回路６６にて検出されたバッテリ温度が予め設定された閾値を越えたときに、バッテリ５０が過熱状態にあると判定して、放電制御信号をローレベルにし、バッテリ５０から駆動モータＭ１への放電を停止させる処理である。

そして、上述した何れかの制限処理にて、放電制御信号をローレベルにして、バッテリ５０から駆動モータＭ１への放電を停止させると、使用者は異常を検知して、トリガスイッチ２２を離す。すると、メインスイッチＳＷ１がオフ状態となり、本体１２側では、制御用電源回路３６から出力される電源電圧Ｖｃｃが低下し、信号端子３４Ａから信号端子４６Ａへの入力信号はローレベルとなる。

このため、ＭＣＵ７０は、上述した制限処理によりバッテリ５０から駆動モータＭ１への放電を停止させた際には、スイッチ操作検出回路６８からの検出信号がハイレベルになったか否かを判定することにより、メインスイッチＳＷ１がオフされたことを認識する。

そして、ＭＣＵ７０は、メインスイッチＳＷ１がオフされたことを認識すると、その後、所定時間が継続するまで、メインスイッチＳＷ１がオンされるのを待ち、所定時間が経過するまでの間にメインスイッチＳＷ１がオンされると、再度、放電制御信号をハイレベルにして、放電（換言すれば駆動モータＭ１の駆動）を許可し、所定時間が経過するまでの間に、メインスイッチＳＷ１がオフされなければ、スリープモードに移行する。

なお、ＭＣＵ７０は、上述した制限処理により過電流等の異常を判定しなければ、放電制御信号（ハイレベル）の出力を継続するため、スイッチ操作検出回路６８を介して、メインスイッチＳＷ１のオフ状態（換言すればトリガスイッチ２２の操作停止）を検出することができない。

そこで本実施形態では、放電制御信号がハイレベル状態である間は、ＭＣＵ７０が、この放電制御信号を周期的にごく短時間ローレベルにし、そのローレベルにしたときのスイッチ操作検出回路６８からの検出信号をみて、メインスイッチＳＷ１の操作状態を判断するようにしている。

但しこのようにしてメインスイッチＳＷ１の操作状態を判断する方法はあくまでも一例に過ぎず、例えば、本体１２においてメインスイッチＳＷ１の操作状態を示す信号を出力する端子を別途設けると共にバッテリパック４０においてもその信号を入力する端子を別途設け、その入力される信号に基づいて判断するようにしてもよい。また例えば、ＭＣＵ７０が放電制御信号（ハイレベル）を出力しているとき、電流測定回路６２からの検出信号等に基づいて駆動モータＭ１への通電停止期間を計測し、通電停止期間が所定時間に達した場合にメインスイッチＳＷ１がオフされたものと判断するようにしてもよい。つまり、結果としてメインスイッチＳＷ１の操作状態をバッテリパック４０のＭＣＵ７０が判断できる限り、その具体的方法は特に限定されるものではない。

また、ＭＣＵ７０は、充電器検出回路７２からの検出信号（ローレベル）により起動した際には、バッテリ５０の状態（バッテリ電圧、バッテリ容量等）を表す各種情報を、信号端子４６Ｂ、８６Ｂを介して充電器８０のＭＣＵ９６に出力し、その後、充電器８０からバッテリ５０への充電が開始されると、バッテリ保護のための充電制御処理を実行する。

なお、シャットダウンスイッチ７６がオフされると、ＭＣＵ７０には電源電圧Ｖｄｄが供給されなくなってその動作が停止されるが、充電器８０が接続されると、充電器８０内の電源電圧Ｖｅｅがバッテリパック４０内に供給され、これを元にＭＣＵ７０の電源電圧Ｖｄｄが生成されてＭＣＵ７０が再び動作を開始する。そして、ＭＣＵ７０は、電源電圧Ｖｄｄの供給によりその動作を開始すると、シャットダウンスイッチ７６を再びオンさせる。

バッテリパック４０のＭＣＵ７０が実行する充電制御処理は、上記各測定回路６２，６４，６６による検出結果に基づき、バッテリ５０への過充電やバッテリ５０の過熱等の異常が生じていないか否かを判定して、異常判定時には、信号端子４６Ｂ、８６Ｂを介して、充電器８０に、充電停止若しくは充電電流を低減させる指令信号を送信するといった手順で実行される。

また、充電制御処理は、充電器検出回路７２からの検出信号がハイレベルになるまで（換言すれば充電器８０から電源電圧Ｖｅｅが入力されなくなるまで）継続され、検出信号がハイレベルになると、ＭＣＵ７０は、バッテリパック４０が充電器８０から取り外されたものと判断する。
（スリープモード移行条件）
ところで、本実施形態では、バッテリパック４０内の省電力化のために、バッテリパック４０の不使用時にはバッテリ制御回路６０を（詳しくはＭＣＵ７０を）低消費電力且つ機能が抑えられたスリープモードにて動作させるようにしている。スリープモード時においても有効な機能は、既述の通り、少なくとも、本体１２のメインスイッチＳＷ１がオンされたか否か（つまりバッテリ５０から本体１２への放電が開始されたか否か）、充電器８０が接続されたか否か、及びバッテリ５０が過放電状態か否か、を監視する機能である。

なお、これら以外の機能についても、適宜、スリープモード中であっても有効となるようにしてもよい。つまり、スリープモード中にどの機能を有効にするかについては適宜決めることができる。また例えば、ＭＣＵ７０の内部又は外部にタイマを設け、スリープモード中は少なくともタイマは動作させて上記の各監視機能は停止させ、所定時間毎に一時的に通常動作モードに復帰させてバッテリパック４０内の各種監視を行うようにしてもよい。より具体的には、例えば５９秒間はスリープモードを継続した後に１秒間だけ通常動作モードに復帰して各種監視等の所定の動作を行い、再びスリープモードに移行する、といった具合である。

そして、スリープモードに移行するための条件として、本実施形態では、次の（ａ）〜（ｅ）の５つの条件が設定されている。
（ａ）バッテリパック４０が充電器８０に接続されていない、充電器無接続状態であること。
（ｂ）バッテリ５０から本体１２への放電電流が流れていない、未放電状態であること。
（ｃ）バッテリ５０を充電させるための充電電流が流れていない、充電未実行状態であること。
（ｄ）本体１２のトリガスイッチ２２がオフされている（即ち、メインスイッチＳＷ１がオフされている）、操作スイッチオフ状態であること。
（ｅ）本体１２のトリガスイッチ２２がオンされたとき（即ち、メインスイッチＳＷ１がオンされたとき）にバッテリ５０から本体１２へ所定の過電流閾値以上の過電流が流れるおそれがある過負荷状態ではないこと。

上記各条件のうち、（ａ）の条件が成立しているか否か、即ち充電器無接続状態であるか否かの判断は、充電器検出回路７２からの検出信号に基づいて行われる。
また、（ｂ）の条件が成立しているか否か、即ち未放電状態であるか否かの判断は、電流測定回路６２からの検出信号に基づいて行われる。同じく、（ｃ）の条件が成立しているか否か、即ち充電未実行状態であるか否かの判断も、電流測定回路６２からの検出信号に基づいて行われる。

また、（ｄ）の条件が成立しているか否か、即ち操作スイッチオフ状態であるか否かの判断は、スイッチ操作検出回路６８からの検出信号に基づいて行われる。
また、（ｅ）の条件が成立しているか否か、即ち過負荷状態であるか否かの判断は、後述する過電流カウンタ値Ｋに基づいて行われる。具体的には、この過電流カウンタ値Ｋが０ならば過負荷状態ではないものと判断される。

そして、ＭＣＵ７０は、図６に示すスリープモード移行判定処理を実行し、上記各条件（ａ）〜（ｅ）が全て成立している場合であって、且つ、その全て成立した状態である全条件成立状態が所定期間継続した場合に、スリープモードに移行する。

以下、このスリープモード移行判定処理について説明する。
（スリープモード移行判定処理）
図６に示すスリープモード移行判定処理は、ＭＣＵ７０が通常動作モードで動作しているときに一定周期で繰り返し実行される処理である。ＭＣＵ７０は、この処理を開始すると、まずＳ１１０にて、充電器８０の接続が無いか否か、即ち、上記（ａ）の条件である充電器無接続状態であるか否かを判断する。そして、バッテリパック４０に充電器８０が接続されている場合は、条件（ａ）は成立していないものとして、Ｓ１９０に進む。

Ｓ１９０では、スリープモード移行タイミングカウンタを初期化する。このスリープモード移行タイミングカウンタは、上記各条件（ａ）〜（ｅ）が全て成立した全条件成立状態の継続時間を計時するためのカウンタである。Ｓ１９０でスリープモード移行タイミングカウンタが初期化された後は、そのまま通常動作モードでの動作を継続する。

一方、充電器無接続状態であると判断した場合は、少なくとも条件（ａ）については成立しているものとして、Ｓ１２０に進む。
Ｓ１２０では、過負荷状態が検出されていないか否か、即ち上記（ｅ）の条件が成立しているか否かを判断する。具体的には、過電流カウンタ値Ｋが０（本発明の過負荷判定閾値に相当）であるか否かを判断し、０でなければ過負荷状態であると判断してＳ１９０に進むが、Ｋ＝０ならば、過負荷状態ではない、即ち条件（ｅ）についても成立しているものとして、Ｓ１３０に進む。

Ｓ１３０では、充電電流が検出されていないか否か、即ち、上記（ｃ）の条件である充電未実行状態であるか否かを判断する。そして、バッテリ５０に充電電流が流れている場合は、条件（ｃ）は成立していないものとしてＳ１９０に進むが、充電電流が流れていない充電未実行状態であると判断した場合は、条件（ｃ）についても成立しているものとして、Ｓ１４０に進む。

Ｓ１４０では、放電電流が検出されていないか否か、即ち、上記（ｂ）の条件である未放電状態であるか否かを判断する。そして、バッテリ５０から本体１２へ放電電流が流れている場合は、条件（ｂ）は成立していないものとしてＳ１９０に進むが、放電電流が流れていない未放電状態であると判断した場合は、条件（ｂ）についても成立しているものとして、Ｓ１５０に進む。

Ｓ１５０では、電動工具本体１２のメインスイッチＳＷ１がオフされているか否か、即ち、上記（ｄ）の条件である操作スイッチオフ状態であるか否かを判断する。そして、メインスイッチＳＷ１がオン（即ちトリガスイッチ２２がオン）されている場合は、条件（ｄ）は成立していないものとしてＳ１９０に進むが、メインスイッチＳＷ１がオフ（即ちトリガスイッチ２２がオフ）されている操作スイッチオフ状態であると判断した場合は、条件（ｄ）についても成立しているものとして、Ｓ１６０に進む。

つまり、Ｓ１６０に進んだということは、上記５つの条件（ａ）〜（ｅ）が全て成立した全条件成立状態であるということである。そこで、その全条件成立状態の継続時間を計時すべく、Ｓ１６０では、スリープモード移行タイミングカウンタをインクリメントする。

そして、Ｓ１７０にて、スリープモード移行タイミングであるか否かを判断する。具体的には、スリープモード移行タイミングカウンタの値が所定値に達したか否か、即ち全条件成立状態が所定時間継続したか否かに基づいて判断する。

スリープモード移行タイミングカウンタの値が所定値に達するまでは、再びＳ１１０に戻って、Ｓ１１０以降の各判断処理を繰り返し行う。この間、上記５つの条件（ａ）〜（ｅ）のうち１つでも成立しなくなった場合、即ちＳ１１０〜Ｓ１５０の各判断処理のうち何れか１つでも否定判定された場合は、Ｓ１９０にてスリープモード移行タイミングカウンタの値は初期化されることになる。

一方、全条件成立状態が維持されたままスリープモード移行タイミングカウンタのインクリメントが進み、所定値に達すると、スリープモード移行タイミングに到達した（即ち全条件成立状態が所定時間継続した）と判断して、Ｓ１８０に進み、動作モードをスリープモードに移行する。
（放電電流制限処理）
次に、Ｓ１２０の判断処理で用いられる過電流カウンタ値Ｋの演算処理を含む、放電電流制限処理について、図７を用いて説明する。

この放電電流制限処理は、ＭＣＵ７０において、一定周期（例えば、０．５秒毎）で繰り返し実行される処理である。この処理が開始されると、まず、Ｓ２１０にて、現在、バッテリ５０からの放電中であるか、バッテリ５０への充電中であるか否かを判断する。

そして、現在、バッテリ５０からの放電中であれば、続くＳ２２０にて、電流測定回路６２及び温度測定回路６６から放電電流Ｉ及びバッテリ温度Ｔを読み込む。なお、Ｓ２２０では、放電電流Ｉ及びバッテリ温度Ｔを単に読み込むだけでなく、その読み込んだ放電電流Ｉ及びバッテリ温度Ｔを、それぞれ、過去複数回分（換言すれば一定時間分）平均化するか、或いは、移動平均することにより、電流測定回路６２及び温度測定回路６６により得られる放電電流Ｉ及びバッテリ温度Ｔの誤差成分（換言すれば不要ノイズ成分）を除去する。

次に、Ｓ２３０では、Ｓ２２０の処理で得られた現在の放電電流Ｉ及びバッテリ温度Ｔに基づき、過電流カウンタ値Ｋを更新するための過電流カウンタ加減算値ｃを算出し、続くＳ２４０にて、その算出した過電流カウンタ加減算値ｃを現在の過電流カウンタ値Ｋに加算することで、過電流カウンタ値Ｋを更新する。

なお、過電流カウンタ値Ｋは、本発明の負荷情報に相当するものであるが、バッテリ５０の発熱量に相当する値でもあり、よってその値は、バッテリ５０の発熱量を表す推定値であるともいえる。

また、Ｓ２３０では、この過電流カウンタ値Ｋを更新するための過電流カウンタ加減算値ｃを、放電電流Ｉ及びバッテリ温度Ｔに基づき算出するが、その算出には、例えば、マップが使用される。

このマップには、例えば、図８に示すように、放電電流Ｉが過電流閾値未満であれば過電流カウンタ加減算値ｃとして零若しくは負の値を設定し、放電電流Ｉが過電流閾値以上であれば過電流カウンタ加減算値ｃとして正の値を設定するように構成されたものが、バッテリ５０の所定の温度範囲毎に複数用意されている。そして、ＭＣＵ７０は、Ｓ２３０において、バッテリ温度Ｔに対応するマップを選択し、そのマップを用いて、放電電流Ｉに対応した過電流カウンタ加減算値ｃを算出する。

図８の過電流カウンタ加減算値ｃ算出用のマップは、バッテリ５０の温度範囲毎に、放電電流Ｉが大きいほど過電流カウンタ加減算値ｃが大きくなるように設定されており、温度範囲が異なるマップ間では、バッテリ温度が高いほど、放電電流に対する過電流カウンタ加減算値ｃが大きくなるように設定される。これは、バッテリ５０は、放電電流Ｉが大きいほど発熱し易く、バッテリ温度Ｔ（詳しくはバッテリ５０の表面温度、延いては周囲温度）が過熱し易いためである。

なお、Ｓ２３０にて過電流カウンタ加減算値ｃを算出する際には、必ずしも上記マップを用いる必要はなく、放電電流Ｉ及びバッテリ温度Ｔをパラメータする２次元マップや、これら各値Ｉ、Ｔをパラメータとする演算式Ｆ（Ｉ，Ｔ）を用いるようにしてもよい。

Ｓ２４０にて過電流カウンタ値Ｋが更新されると、続くＳ２５０にて、その更新された過電流カウンタ値Ｋは過電流判定用の第１設定値Ｘ１以上であるか否かを判定する。
そして、過電流カウンタ値Ｋが第１設定値Ｘ１以上であれば、バッテリ５０の内部温度が許容範囲を超えていると判断して、Ｓ２６０に移行し、保護条件を変更する。具体的には、例えば、上述したバッテリ５０の過放電状態を判断するための各閾値（セル電圧閾値やバッテリ電圧閾値）を上げたり、バッテリ温度制限処理にて過熱状態であるか否かを判断する際に用いられる温度閾値を下げたりするといった変更を行い、これによりバッテリ５０の放電を制限する。

Ｓ２５０にて、過電流カウンタ値Ｋが第１設定値Ｘ１以上ではないと判断された場合は、Ｓ３１０にて保護条件を初期化して、この放電電流制限処理を終了する。つまり、上記例示した各閾値を初期値に戻す等の初期化処理を行う。

一方、Ｓ２６０にて保護条件を変更した場合は、続くＳ２７０にて、過電流カウンタ値Ｋが、上記第１設定値Ｘ１よりも大きい第２設定値Ｘ２以上であるか否かを判定する。
そして、過電流カウンタ値Ｋが第２設定値Ｘ２以上であれば、バッテリ５０の内部温度がバッテリ５０の劣化を招く限界温度に達していると判断して、Ｓ２８０に移行し、放電制御信号をハイレベルからローレベルに切り換えることでバッテリ５０からの放電を停止させる。Ｓ２７０にて、過電流カウンタ値Ｋが第２設定値Ｘ１以上ではないと判断された場合は、この放電電流制限処理を終了する。

一方、Ｓ２８０にて放電を停止させた場合は、続くＳ２９０にて、過電流カウンタ値Ｋが、上記第２設定値Ｘ２よりも大きい第３設定値Ｘ３以上であるか否かを判定する。そして、過電流カウンタ値Ｋが第３設定値Ｘ３以上であれば、バッテリ５０或いはバッテリ制御回路６０に何らかの異常が発生してもはや当該バッテリパック４０の使用を許可するのは好ましくないと判断し、以後の放電を完全に禁止する。具体的には、放電禁止フラグを設定する。ＭＣＵ７０は、放電禁止フラグが設定されている限り、放電及び充電のいずれも一切行わないように制御する。

次に、Ｓ２１０にて、現在、バッテリ５０への充電中であると判断された場合には、Ｓ３２０に移行する。そして、Ｓ３２０では、前回の放電時にバッテリ５０の過電流カウンタ値Ｋが第１設定値Ｘ１若しくは第２設定値Ｘ２に達し、バッテリ５０の保護条件変更又は放電停止がなされたか否かを判定する。

そして、前回の放電時に、バッテリ５０の保護条件変更又は放電停止がなされている場合には、バッテリ５０は内部温度が上昇し易くなっていると判断して、Ｓ３３０に移行し、充電器８０のＭＣＵ９６に対し充電電流制限信号を送信することで、バッテリ５０への充電電流の上限を通常時よりも低下させ、当該放電禁止判定処理を終了する。

また、Ｓ３２０にて、前回の放電時にバッテリ５０の保護条件変更又は放電停止がなされていないと判断した場合には、そのまま当該放電禁止判定処理を終了する。
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態のバッテリパック４０では、スリープモードに移行するための条件として、５つのスリープモード移行条件が設定されている。そして、これら全ての条件が成立したとしても、その成立をもってすぐにスリープモードに移行させず、所定時間経過するまでは通常通り動作させ続ける。そして、スリープモード移行条件が全て成立した全条件成立状態が所定時間継続したときに、スリープモードに移行させる。

しかも、本実施形態におけるスリープモードは、バッテリ制御回路６０への電力供給（ＭＣＵ７０への電力供給）を完全に停止してその動作を全て停止させるのではなく、バッテリ制御回路６０の動作（ＭＣＵ７０の動作）の一部を停止させ、最小限の監視機能は維持させるようにしている。これにより、スリープモード中であっても本体１２の使用や充電器接続、バッテリ電圧低下の異常などが生じた場合にはこれらに迅速に対応することができる。

そのため、使用状況に応じた適切なタイミングでスリープモードに移行させることができ、これにより、所望の監視機能やユーザの利便性を維持しつつバッテリパック４０内の消費電力を効果的に低減することが可能となる。

また、本実施形態では、バッテリパック４０に設けられたＭＣＵ７０が、図７に示した放電電流制限処理を実行する。
そして、この放電電流制限処理では、バッテリパック４０から駆動モータＭ１への放電時に、放電電流Ｉとバッテリ温度Ｔとを用いて過電流カウンタ加減算値ｃを周期的に算出し、その算出した過電流カウンタ加減算値ｃにて過電流カウンタ値Ｋを更新する。そして、その過電流カウンタ値Ｋが第１設定値Ｘ１以上であれば、保護条件を変更（厳しく）することでバッテリ５０の放電に制限をかけ、過電流カウンタ値Ｋが第２設定値Ｘ２以上であれば、バッテリ５０からの放電を停止させ、更に過電流カウンタ値Ｋが第３設定値Ｘ３以上であれば、バッテリ５０からの放電を禁止させる（Ｓ２５０〜Ｓ３００）。

このように本実施形態では、過電流カウンタ値Ｋが、図８に示すマップを用いて放電電流Ｉから算出される過電流カウンタ加減算値ｃを用いて周期的に更新される。
そして、本実施形態では、過電流カウンタ値Ｋに基づき、バッテリ５０からの放電を制限、停止、若しくは禁止することから、放電を不必要に制限等することなく、バッテリ５０を保護することができる。

［変形例］
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、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採り得ることはいうまでもない。

例えば、条規実施形態では、スリープモードに移行させるための条件として、上記（ａ）〜（ｅ）の５つの条件を設定したが、これら各条件はあくまでも一例であり、条件をいくつ設定するか、またどのような条件を設定するかについては、適宜決めることができる。

また、スリープモード移行条件の１つである、過負荷状態について、上記実施形態では、過電流カウンタ値Ｋが０である場合に過負荷状態検出無しと判断するようにしたが、過電流カウンタ値Ｋが０であることをもって過負荷状態未検出と判断するのはあくまでも一例であり、例えば０より大きい（或いは０より小さい）過負荷判定閾値を設定して、過電流カウンタ値Ｋがこの過負荷判定閾値以下である場合に過負荷状態未検出、即ち過負荷状態ではないものと判断するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、過電流カウンタ値Ｋを演算する際、放電電流Ｉとバッテリ温度Ｔを用いるものとして説明したが、放電電流Ｉだけで過電流カウンタ加減算値ｃを算出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、過電流カウンタ値Ｋに応じて、保護条件の変更、放電の停止、及び放電の禁止を段階的に行うものとして説明したが、これらのうち何れか１つ或いは２つのみを行うようにしても、従来のバッテリパックに比べて、バッテリ５０を良好に保護することができる。

また、上記実施形態では、バッテリ５０がリチウムイオン二次電池であるものとして説明したが、これはあくまでも一例であり、例えばニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム蓄電池など、他の二次電池であってもよい。

また、上記実施形態では、バッテリパックが接続される電動工具本体として、ドライバドリルを例に挙げて説明したが、ドライバドリル以外の電動工具に本願発明を適用してもよい。

また、上記実施形態の電動工具本体では、ブラシ付き直流モータが駆動モータＭ１として用いられていたが、ブラシレス直流モータや交流モータが用いられてもよい。ただし、ブラシレス直流モータや交流モータを駆動モータＭ１として用いる場合には、電動工具本体１２を、これらモータを駆動制御することが可能に構成する必要はある。

また、上記実施形態におけるトランジスタは、バイポーラトランジスタやＭＯＳＦＥＴであったが、これら以外のスイッチング素子が用いられてもよい。

１０…電動工具、１２…電動工具本体、１４…モータハウジング、１６…ギアハウジング、１８…ドリルチャック、２０…ハンドグリップ、２２…トリガスイッチ、２４，８２…バッテリパック装着部、３２Ａ，４４Ａ，８４Ａ…正極側端子、３２Ｂ，４４Ｂ，８４Ｂ…負極側端子、３４Ａ，４６Ａ〜４６Ｃ，８６Ｂ，８６Ｃ…信号端子、３６…制御用電源回路、３８…入出力回路、４０…バッテリパック、４２…コネクタ部、４４，８４…電源端子部、４６，８６…接続端子部、５０…バッテリ、５２Ａ…正極側端子、５２Ｂ…負極側端子、６０…バッテリ制御回路、６２…電流測定回路、６４…電圧測定回路、６６…温度測定回路、６８…スイッチ操作検出回路、７０，９６…ＭＣＵ、７２…充電器検出回路、７４…制御用電源回路、７６…シャットダウンスイッチ、８０…充電器、８８…表示部、９２…整流回路、９４…充電用スイッチング電源回路、９８…制御用スイッチング電源回路、Ｃ１…コンデンサ、Ｄ１…ダイオード、Ｌ１Ａ，Ｌ２Ａ…正極側電源ライン、Ｌ１Ｂ，Ｌ２Ｂ…負極側電源ライン、Ｍ１…駆動モータ、Ｑ１〜Ｑ４…トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ８…抵抗、ＳＷ１…メインスイッチ、ＺＤ１…ツェナーダイオード

Claims (10)

1. 電動工具本体に電力を供給する電動工具用バッテリパックであって、
   少なくとも１つの電池セルを有するバッテリと、
   前記バッテリの電力により動作し、少なくとも該バッテリの状態を監視する機能を有する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   予め設定されている一又は複数のスリープモード移行条件の各々について成立したか否かを判断すると共に、該一又は複数のスリープモード移行条件が全て成立した状態である全条件成立状態であるか否かを判断する、条件成立判断手段と、
   前記条件成立判断手段により前記全条件成立状態であると判断された場合に、該全条件成立状態が所定時間継続したか否かを判断する継続成立判断手段と、
   前記継続成立判断手段により前記全条件成立状態が前記所定時間継続したと判断された場合に前記制御回路の動作の一部を停止させることにより該制御回路をスリープモードに移行させるスリープモード移行手段と、
   を備えたことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
2. 請求項１に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として、次の（ａ）〜（ｅ）の各条件のうち少なくとも何れか一つが設定されていることを特徴とする電動工具用バッテリパック。
   （ａ）当該電動工具用バッテリパックが、前記バッテリを充電するための充電器に接続されていない充電器無接続状態であること。
   （ｂ）前記バッテリから前記電動工具本体への放電電流が流れていない未放電状態であること。
   （ｃ）前記バッテリを充電させるための充電電流が流れていない充電未実行状態であること。
   （ｄ）当該電動工具用バッテリパックが装着されて前記バッテリから電力が供給されることにより動作する前記電動工具本体に設けられた、該電動工具本体を動作又は停止させるために外部から操作される操作スイッチがオフされている操作スイッチオフ状態であること。
   （ｅ）前記操作スイッチがオンされたときに前記バッテリから前記電動工具本体へ所定の過電流閾値以上の過電流が流れるおそれがある過負荷状態ではないこと。
3. 請求項２に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として、前記（ａ）〜（ｅ）の各条件のうち何れか２つ以上が設定されている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
4. 請求項３に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として、前記（ａ）〜（ｅ）の各条件の全てが設定されている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
5. 請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として少なくとも前記（ａ）の条件が設定されており、
   前記充電器は、少なくとも充電用の電力を当該電動工具用バッテリパックへ供給可能な状態である場合にその旨を示す充電器信号を出力するよう構成されており、
   当該電動工具用バッテリパックは、前記充電器から出力された前記充電器信号が入力される充電器信号入力端子を備え、
   前記制御回路は、前記充電器信号入力端子への前記充電器信号の入力を検出する充電器信号入力検出手段を備え、
   前記条件成立判断手段は、前記充電器信号入力検出手段により前記充電器信号の入力が検出されていない場合に、前記充電器無接続状態であって少なくとも前記（ａ）の条件が成立したものと判断する
   ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
6. 請求項２〜請求項５の何れか１項に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として少なくとも前記（ｂ）の条件が設定されており、
   前記制御回路は、前記バッテリからの前記放電電流を検出する放電電流検出手段を備え、
   前記条件成立判断手段は、前記放電電流検出手段により前記放電電流が検出されていない場合に、前記未放電状態であるものと判断する
   ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
7. 請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として少なくとも前記（ｃ）の条件が設定されており、
   前記制御回路は、前記バッテリへの前記充電電流を検出する充電電流検出手段を備え、
   前記条件成立判断手段は、前記充電電流判断手段により前記充電電流が検出されていない場合に、前記充電未実行状態であるものと判断する
   ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
8. 請求項２〜請求項７の何れか１項に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として少なくとも前記（ｄ）の条件が設定されており、
   前記電動工具本体は、前記操作スイッチの操作状態を示す操作信号を出力可能に構成されており、
   当該電動工具用バッテリパックは、前記電動工具本体から出力された前記操作信号が入力される操作信号入力端子を備え、
   前記制御回路は、前記操作信号入力端子へ入力された前記操作信号を検出する操作信号検出手段を備え、
   前記条件成立判断手段は、前記操作信号検出手段により検出された前記操作信号に基づいて前記操作スイッチの操作状態を判断し、前記操作スイッチがオフされていると判断さした場合に、前記操作スイッチオフ状態であるものと判断する
   ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
9. 請求項２〜請求項８の何れか１項に記載の電動工具用バッテリパックであって、
   前記スリープモード移行条件として少なくとも前記（ｅ）の条件が設定されており、
   前記制御回路は、
   前記バッテリからの前記放電電流を検出する放電電流検出手段と、
   所定のタイミングで、前記放電電流検出手段により検出された前記放電電流が前記過電流閾値以上であるか否か判断する過電流判断手段と、
   前記過電流判断手段による前記判断が行われる毎に、該判断結果に基づいて、前記過負荷状態であるか否かを示す負荷情報を生成する負荷情報生成手段と、
   を備え、
   前記条件成立判断手段は、前記負荷情報生成手段にて生成されている前記負荷情報に基づいて、前記過負荷状態であるか否かを判断する
   ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。
10. 請求項９に記載の電動工具用バッテリパックであって、
    前記過電流判断手段は、前記放電電流検出手段により検出された前記放電電流が前記過電流閾値以上であるか否かの判断を周期的に行い、
    前記制御回路は、前記過電流判断手段により前記放電電流が前記過電流閾値以上ではないと判断されたときは、該放電電流が小さいほど絶対値が大きくなるような、０を含む負の加減算値を設定し、前記過電流判断手段により前記放電電流が前記過電流閾値以上であると判断されたときは、該放電電流が大きいほど値が大きくなるような正の加減算値を設定する、加減算値設定手段を備え、
    前記負荷情報生成手段は、前記過電流判断手段による前記判断が行われる毎に、該判断結果に基づいて前記加減算値設定手段により設定された前記加減算値を累積的に加算することにより、該加算結果を前記負荷情報として生成し、
    前記条件成立判断手段は、前記負荷情報生成手段により生成された前記負荷情報としての前記加算結果が、予め設定された過負荷判定閾値以下である場合に、前記過負荷状態ではないものと判断する
    ことを特徴とする電動工具用バッテリパック。

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