JP2007139549A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電池の残存容量をより精度よく測定し得る電気機器を提供する。
【解決手段】本発明では、二次電池２１と、モータＭと、モータＭを稼動するためのトリガスイッチと、トリガスイッチの操作に応じて二次電池２１からモータＭに供給する電力を制御する負荷制御部１２１と、二次電池２１の電圧を測定する電圧測定部１３と、測定した二次電池２１の電圧に基づいて残存容量を演算する残存容量演算部１２２と、演算した残存容量が閾値以下であるか否かを判断する残存容量判断部１２３と、残存容量が閾値以下であると判断された場合に所定の報知を行う報知部１５とを備える電動工具等の電気機器において、残存容量演算部１２２は、トリガスイッチの操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された場合には、電圧回復時間の経過後に電圧測定部１３で測定した二次電池２１の電圧に基づいて残存容量を演算する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池の残存容量をより精度よく測定し得る電気機器に関する。

近年、電池パックの二次電池から例えばモータ等の負荷に電力を供給するようにした充電式電動工具等の電気機器が汎用されている。このような二次電池を用いた充電式の電気機器は、電動工具本体等の電気機器本体と、この電気機器本体に装着されその電気機器本体を駆動するための電力を供給する二次電池を含む電池パックとを備えている。

このような充電式の電気機器は、電気機器を使用しようとした際に二次電池の残存容量があるようにするためや二次電池の過放電を防止するため等の理由により、二次電池の残存容量の表示や充電時期の報知等を行う機能を備えていることが多い。このような機能は、二次電池の残存容量を測定することによって行われるため、二次電池の残存容量を精度よく測定する必要があり、あるいは、二次電池の残存容量の誤表示や充電時期の誤報知を防止する必要がある。

例えば、特許文献１に開示の技術では、電池の充放電電流の積算値と電池電圧とを検出して残存容量を演算し、放電電流が設定電流よりも小さくて電池電圧が設定電圧よりも高いときは、充放電電流の積算値で演算した残存容量を表示し、電池電圧が設定電圧に低下すると最小の残存容量を表示することで残存容量を補正して表示する。一方、放電電流が設定電流よりも大きいときは、この残存容量の補正をキャンセルする。これによって特許文献１に開示の技術では、残存容量の誤表示を防止している。
特開平７−１９２７７２号公報

ところで、電池は、例えばモータ駆動等の負荷駆動に伴って大電流が放電されると、例えば図１３に示すように、電池電圧が大きく電圧降下してしまうため、電池電圧が回復するまで時間を要する。このため、電池電圧を測定することにより残存容量を演算する場合には、残存容量を精度よく演算することができないという不都合がある。

また、充放電電流の積算値で残存容量を演算する場合では、例えば充放電の繰り返しによって電池が劣化すると、電池自体の全体の容量が減少してしまうため、残存容量に誤差を含んでしまうという不都合がある。

本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、電池の残存容量をより精度よく測定し得る電気機器を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係る一態様では、電池と、負荷と、前記負荷を稼動するための操作スイッチと、前記操作スイッチの操作に応じて前記電池から前記負荷に供給する電力を制御する負荷制御部と、前記電池の電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算する残存容量演算部と、前記残存容量演算部で演算した前記電池の残存容量が閾値以下であるか否かを判断する残存容量判断部と、前記残存容量判断部によって前記電池の残存容量が閾値以下であると判断された場合に所定の報知を行う報知部とを備える電気機器において、前記残存容量演算部は、前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された場合には、所定の第１時間の経過後に前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算することを特徴とする。

そして、上述の電気機器において、前記負荷に流れる電流を測定する電流測定部と、前記負荷が稼動している稼働時間を測定する稼働時間測定部と、前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された場合に前記所定の第１時間の経過後に前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて演算された前記電池の残存容量を記憶する残存容量記憶部をさらに備え、前記残存容量演算部は、前記負荷の稼働中、及び、前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された場合には前記所定の第１時間の経過前では、前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算する代わりに、前記残存容量記憶部に記憶されている残存容量、前記稼働時間測定部で測定した負荷の稼働時間、及び、前記電流測定部で測定した負荷の電流に基づいて前記電池の残存容量を演算することを特徴とする。

また、これら上述の電気機器において、前記電池の温度を測定する温度測定部をさらに備え、前記残存容量演算部は、複数の温度のそれぞれに対する、電池の電圧と電池の残存容量との関係を示す複数の電圧残存容量関係のうちの前記温度測定部で測定した温度に対応する電圧残存容量関係を用いることによって、前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算することを特徴とする。

さらに、これら上述の電気機器において、既知な基準電圧を前記電圧測定部で測定し、該測定した電圧と前記基準電圧との差を補正値として予め備え、前記電圧測定部で測定された電圧を前記補正値で補正する測定電圧補正部をさらに備えることを特徴とする。

そして、これら上述の電気機器において、前記残存容量演算部は、前記稼働時間測定部で測定した負荷の稼働時間と前記電流測定部で測定した負荷の電流とに応じて前記所定の第１時間を変更することを特徴とする。

また、これら上述の電気機器において、前記電圧測定部、前記残存容量演算部、前記残存容量判断部及び前記報知部を稼動させるためのスイッチをさらに備えることを特徴とする。

さらに、これら上述の電気機器において、前記負荷制御部、前記残存容量演算部及び前記残存容量判断部は、前記操作スイッチの操作に応じて稼動を開始すると共に、前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された後、前記所定の第１時間よりも長い所定の第２時間の経過後に稼動を停止し、前記残存容量演算部は、その稼動の停止後にその稼動を開始した場合には、前記負荷制御部が前記操作スイッチの操作に応じて前記電池から前記負荷に電力を供給する前に、前記電池の残存容量を演算することを特徴とする。

そして、これら上述の電気機器において、前記電池及び前記電池の電力を給電するための給電電極を備える電池パックと、前記給電電極から電力を受電する受電電極、前記負荷、前記操作スイッチ、前記負荷制御部、前記電圧測定部、前記残存容量演算部、前記残存容量判断部及び前記報知部を備える電気機器本体から成ることを特徴とする。

また、これら上述の電気機器において、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。

このような構成の電気機器は、操作スイッチの操作に応じて負荷に供給される電力が停止された場合には、放電により電圧降下した電池電圧が残存容量に対応する電圧に回復するまでに要する電池回復時間以上の所定の第１時間の経過後に電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて電池の残存容量を演算するので、電池の残存容量をより精度よく測定することができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（実施形態の構成）
負荷を含む電気機器本体と、この電気機器本体の負荷に電力を供給するための電池を含む電池パックとを備える電気機器は、ノート型パーソナルコンピュータ、カメラ一体型ビデオレコーダ、ディジタルカメラ、電気かみそり及び電動歯ブラシ等の種々の電気機器があるが、一例として、本発明を電動工具に適用した実施の形態について以下に説明する。電池は、例えばマンガン電池等の一次電池を内蔵する電池パックや、例えばニッケル水素電池及びニッケルカドミウム電池等の二次電池を内蔵する電池パックを用いることができるが、特に、本発明は、過放電を通り過ぎて完全放電してしまうと性能劣化を生じてその回復が望めない例えばリチウムイオン二次電池等の二次電池を内蔵した電池パックに好適に用いられる。

図１は、実施形態に係る充電式の電動工具の要部を示す外観構成図である。図２は、電動工具本体に電池パックが装着された状態を示す図である。

図１において、充電式の電動工具１０は、例えば充電式ドリルドライバーを構成する電動工具本体１００と、この電動工具本体１００に装着される電池パック２００とを備える。

電動工具本体１００は、筐体１０１の把持部１０２の内部に形成され、電池パック２００が取外し自在に装着される装着部１０３と、筐体１０１の内部に配設され、電池パック２００から電力が供給されることで駆動される負荷の一例であるモータＭと、筐体１０１の把持部１０２に設けられ、モータＭへの電力の供給をオンオフ制御する操作スイッチの一例であるトリガスイッチ１１２と、トリガスイッチ１１２が操作されることで稼動される制御回路部１１１と、モータＭによって回転する、筐体１０１の先端に設けられたドリル歯等を取り付けるための回転部１１３と、外部から認識可能に筐体１０１に配設された後述の報知部１５（図３参照）における提示部１１４と、外部から操作可能に筐体１０１に配設された後述のスイッチＳＷ２（図３参照）における操作つまみ１１５とを備えている。装着部１０３の底部には、電池パック２００から電力の供給を受けるための受電電極Ｓａ１、Ｓａ２及び電池パック２００との間で温度信号を受信するための本体側信号電極Ｓａ３が配設されている。トリガスイッチ１１２は、例えば、モータＭの電力供給ラインに介挿され、ポテンションメータ等の可変抵抗器を備えたものであり、トリガスイッチ１１２の引き操作量に応じて可変抵抗器の操作軸が回転することで可変抵抗器に印加されている電圧が分圧され、引き操作量に応じた分圧電圧を操作信号として後述の制御部１２（図３参照）に出力する。

電池パック２００は、筐体内に複数の電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎ（図３参照）が直列に接続されて構成される二次電池２１及び二次電池２１の温度を測定して温度信号を出力する温度測定部２２等が収納された本体部２０１と、本体部２０１の一面側に突出し、電動工具本体１００の装着部１０３に装着される突出部２０２とを備える。この突出部２０２は、先端部の対向面に二次電池２１から電動工具本体１００へ電力を供給するための給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２及び先端部の一側面に電動工具本体１００との間で温度信号を出力するための電池側信号電極Ｓｂ３が配設されている。そして、この一対の給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２及び電池側信号電極Ｓｂ３は、突出部２０２が電動工具本体１００の装着部１０３に装着された場合に、装着部１０３の一対の受電電極Ｓａ１、Ｓａ２及び本体側信号電極Ｓａ３がそれぞれ圧接されるようになっている。ここで、図２に、電動工具本体１００に電池パック２００が装着された状態を示す。

図３は、実施形態に係る充電式の電動工具の電気的な構成を示すブロック図である。まず、電動工具本体１００の電気的な構成について説明する。図３において、電動工具本体１００には、受電電極Ｓａ１、Ｓａ２と、本体側信号電極Ｓａ３と、スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、モータＭと、給電制御部１１と、制御部１２と、電圧測定部１３と、補正値記憶部１４と、報知部１５と、電流測定部１６と、パルス負荷制御部１７とが備えられる。

電圧測定部１３は、二次電池２１の電圧を測定するための回路であり、二次電池２１から電力が供給される１対の給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２と接続する１対の受電電極Ｓａ１、Ｓａ２間に接続される。電圧測定部１３は、制御部１２にも接続され、測定した電圧を制御部１２に出力する。

補正値記憶部１４は、電圧測定部１３で測定した電圧を補正するための補正値を記憶するための回路であり、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の書き換え可能な不揮発性の記憶素子を備えて構成される。この補正値は、電動工具本体１００の製造段階や出荷段階等において、電圧測定部１３を用いて例えば電池電圧が既知な基準電池の基準電圧を測定しこの測定した電圧と基準電圧との差を求めることによって得られ、例えばＥＥＰＲＯＭの書き換えツール等を用いて補正値記憶部１４に予め記憶される。補正値記憶部１４は、制御部１２に接続され、制御部１２からの要求によりこの記憶している補正値を制御部１２に出力する。

報知部１５は、制御部１２に接続され、制御部１２から出力される信号に応じて所定の報知を行うための回路である。所定の報知は、例えば、二次電池２１の残存容量が閾値以下になった旨や電力供給可能時間が少ない旨や充電時期の到来等である。報知部１５は、例えばＬＥＤや有機ＥＬ等の発光素子を備えて構成され、発光素子が発光することにより報知が為され、発光素子の発光部が上記提示部１１４に相当する。また例えば、ブザー等の発音素子を備えて構成され、発音素子が発音することにより報知が為され、発音素子の発音部が提示部１１４に相当する。また例えば、報知部１５は、７セグメントＬＥＤや液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等を備えて構成され、残存容量が例えばパーセント単位によって数値で表示され、例えばこの数値が点滅することにより所定の報知が為される。

電流測定部１６は、モータＭの電力供給ラインに介挿され、負荷であるモータＭに流れる電流を測定するための回路であり、例えば、電流検出抵抗素子と電流検出抵抗素子の電圧を増幅する増幅器を備えて構成される。電流測定部１６は、制御部１２にも接続され、測定した電流を制御部１２に出力する。

パルス負荷制御部１７は、制御部１２の制御に応じてモータＭに供給される電力のオン時間を制御することによりモータＭの回転動作を制御するための回路であり、例えばパワートランジスタやＦＥＴ（Field Effect Transistor、電界効果トランジスタ）等の制御端子付きのスイッチ素子を備えて構成される。スイッチ素子は、本実施形態では、ＮＰＮ型のパワートランジスタＱ３が用いられている。

スイッチＳＷ１は、電動工具本体１００に装着された電池パック２００の二次電池２１からモータＭへ供給される電力の通電及び遮断を切り換えるための回路であり、例えば、接点ａ、ｂ、ｃを持つ３接点スイッチを備えて構成される。スイッチＳＷ１は、上記トリガスイッチ１１２と連動するように構成されており、スイッチＳＷ１は、トリガスイッチ１１２が操作されると接点ａと接点ｂとが接続され、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると接点ａと接点ｃとが接続される。

スイッチＳＷ１の接点ｂは、受電電極Ｓａ１、給電制御部１１（後述のトランジスタＱ１のコレクタ）及び電圧測定部１３に接続され、その接点ａは、給電制御部１１（後述のダイオードＤ１のアノード及びバッファＢＦの入力端子）及びモータＭの一方の電力供給端子に接続され、その接点ｃは、モータＭの他方の電力供給端子及びパルス負荷制御部１７（パワートランジスタＱ３のコレクタ）に接続される。パルス負荷制御部１７におけるパワートランジスタＱ３のエミッタは、電流測定部１６（電流検出抵抗素子）を介して受電電極Ｓａ２に接続され、パルス負荷制御部１７におけるパワートランジスタＱ３のベース（制御端子に相当する。）は、制御部１２に接続される。

給電制御部１１は、トリガスイッチ１１２の操作に応じて、電動工具本体１００に装着された電池パック２００の二次電池２１から制御部１２へ供給される電力の供給開始、供給維持及び供給停止を行うと共に制御部１２を起動するための回路であり、例えば、入力された電圧を制御部１２の入力電圧（例えば５Ｖ）に調整して出力するバッファＢＦ、制御端子付きのスイッチ素子の一例であるＮＰＮ型トランジスタＱ１とＰＮＰ型トランジスタＱ２、及び、ダイオードＤ１、Ｄ２を備えて構成される。

トランジスタＱ１のコレクタは、上述したようにスイッチＳＷ１の接点ｂに接続される。トランジスタＱ１のエミッタは、制御部１２に接続され、電力を制御部１２に供給する。トランジスタＱ１のベース（制御端子に相当する。）は、トランジスタＱ２のコレクタに接続されると共に、スイッチＳＷ２を介して接地される。トランジスタＱ２のエミッタは、接地される。トランジスタＱ２のベース（制御端子に相当する。）は、ダイオードＤ１、Ｄ２の各カソードに接続される。ダイオードＤ１のアノードは、上述したようにスイッチＳＷ１の接点ａに接続され、ダイオードＤ２のアノードは、制御部１２に接続される。また、スイッチＳＷの接点ａと制御部１２との間にバッファＢＦが接続される。

このような構成の給電制御部１１では、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２が操作されるとスイッチＳＷ１の接点ｂと接点ａとが接続され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がバッファＢＦで制御部１２の入力電圧（例えば５Ｖ）に調整されて稼動制御信号として制御部１２に入力される。言い換えると、略０ＶのローレベルであったバッファＢＦの出力は、トリガスイッチ１１２が操作されると、例えば略５Ｖのハイレベルになる。さらに、電動工具本体１００に電池パック２００が装着されトリガスイッチ１１２が操作されるとスイッチＳＷ１の接点ｂと接点ａとが接続され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧は、ダイオードＤ１を介してトランジスタＱ２のベースに印加される。そうすると、トランジスタＱ２がオンするからトランジスタＱ１がオンし、これによって、受電電極Ｓａ１からトランジスタＱ１を介して制御部１２に電力が供給される。

これにより、制御部１２は、受電電極Ｓａ１からトランジスタＱ１を介して電力が供給され、バッファＢＦからハイレベルの稼動制御信号が入力されることによって起動し、電動工具本体１００を動作させるための各種の制御を開始する。そして、制御部１２は、ダイオードＤ２を介してトランジスタＱ２のベースに電圧を印加することによって、受電電極Ｓａ１からトランジスタＱ１を介した電力の供給を保持する電力供給自己保持制御を行う。

また、トリガスイッチ１１２の操作が解除されるとスイッチＳＷ１の接点ｂと接点ａとの接続が解消され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧がバッファＢＦに入力されなくなることで、制御部１２にトリガスイッチ１１２の操作の解除が通知される。言い換えると、ハイレベルであったバッファＢＦの出力は、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると、略０Ｖのローレベルになる。さらに、トリガスイッチ１１２の操作が解除されるとスイッチＳＷ１の接点ｂと接点ａとの接続が解消され、受電電極Ｓａ１に印加されている電圧は、ダイオードＤ１を介してトランジスタＱ２のベースに印加されなくなるが、トランジスタＱ２は、制御部１２による上記電力供給自己保持制御によってオンを維持する。そして、トランジスタＱ２は、制御部１２による電力供給自己保持制御の停止によってオフし、トランジスタＱ１がオフして、二次電池２１から制御部１２へ供給される電力の供給が停止される。

そして、トリガスイッチ１１２の操作が解除されると（引き操作量が０）、上述したようにスイッチＳＷ１の接点ａは、接点ｃに接続される。これによって、モータＭの両電力供給端子間が短絡され、モータＭの回転により逆起電力が発生し、モータＭの回転にブレーキがかかる。

制御部１２は、機能的に、負荷制御部１２１、残存容量演算部１２２、残存容量判断部１２３、タイマ部１２４及び残存容量記憶部１２５を備え、電動工具本体１００の全体を制御するための回路であり、例えば、制御を行うための情報処理を実行するマイクロプロセッサと、制御プログラムや制御プログラムを実行する上で必要なデータ等を記憶する例えばＥＥＰＲＯＭやＲＯＭ（Read Only Memory）及びデータを一時的に記憶してマイクロプロセッサの所謂ワーキングメモリとなる例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶素子とその周辺回路等とを備えるマイクロコンピュータで構成されている。制御部１２は、アナログ／ディジタルコンバータを備えており、これにより、電圧測定部１３から入力されるアナログ信号、電流測定部１６から入力されるアナログ信号、及び、電池側信号電極Ｓｂ３と本体側信号電極Ｓａ３とを介して後述の温度測定部２２から入力されるアナログ信号を、それぞれディジタル信号に変換する。

負荷制御部１２１は、トリガスイッチ１１２の操作に応じて出力される上記操作信号によってパルス負荷制御部１７を制御することにより、電池パック２００の二次電池２１からモータＭに供給する電力を制御することでモータＭのオンオフ及び回転速度を制御する。

残存容量演算部１２２は、後述の動作を行うことにより、制御部１２が稼動を停止していた場合にトリガスイッチ１１２の操作に応じて稼動を開始した場合には、負荷制御部１２１がトリガスイッチ１１２の操作に応じて二次電池２１からモータＭに電力を供給する前に、複数の温度のそれぞれに対する電池電圧と電池残存容量との関係を示す複数の電圧残存容量関係のうちの温度測定部２２で測定した温度に対応する電圧残存容量関係を用いることによって、電圧測定部１３で測定し補正値記憶部１４の補正値で補正された電池電圧に基づいて二次電池２１の残存容量を演算する。そして、残存容量演算部１２２は、モータＭの稼働中、及び、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された場合には電池回復時間の経過前では、残存容量記憶部１２５に記憶されている残存容量、モータＭの稼働時間、及び、電流測定部１６で測定したモータＭの電流に基づいて二次電池２１の残存容量を演算する。さらに、残存容量演算部１２２は、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された場合には、複数の温度のそれぞれに対する電池電圧と電池残存容量との関係を示す複数の電圧残存容量関係のうちの温度測定部２２で測定した温度に対応する電圧残存容量関係を用いることによって、電圧測定部１３で測定し補正値記憶部１４の補正値で補正された電池電圧に基づいて二次電池２１の残存容量を演算する。

残存容量判断部１２３は、残存容量演算部１２２で演算した二次電池２１の残存容量が閾値以下であるか否かを判断し、二次電池２１の残存容量が閾値以下であると判断した場合に報知部１５に信号を出力する。閾値は、例えば充電時期を報知すべき残存容量の値等を考慮して仕様により適宜な値が設定される。

タイマ部１２４は、モータＭの稼働時間を積算する稼動積算タイマ及びモータＭに供給される電力が停止された場合の経過時間を計時する経過時間タイマを備え、後述の動作を行うことにより、モータＭが稼動している稼働時間を積算し、モータＭに供給される電力が停止された場合の経過時間を計時する。

残存容量記憶部１２５は、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された場合に電池回復時間の経過後に演算された二次電池２１の残存容量を記憶する。

スイッチＳＷ２は、電圧測定部１３、残存容量演算部１２２、残存容量判断部１２３及び報知部１５を稼動させるための例えば押しボタンスイッチ等のスイッチである。

次に、電池パック２００の電気的な構成について説明する。図３において、電池パック２００は、１対の給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２と、電池側信号電極Ｓｂ３と、二次電池２１と、温度測定部２２とを備えて構成される。

二次電池２１は、直列接続の複数の電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎを備えて構成され、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等である。給電電極Ｓｂ１は、この二次電池２１を介して給電電極Ｓｂ２に接続される。

温度測定部２２は、二次電池２１の電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの温度を測定し、この測定した測定結果を電池側信号電極Ｓｂ３に出力する。温度測定部２２は、例えば、直列に接続された抵抗素子とサーミスタとが二次電池２１に並列に接続され、抵抗素子とサーミスタとの接続部が温度測定部２２の出力として電池側信号電極Ｓｂ３に接続するように構成される。このような構成の温度測定部２２の出力は、抵抗素子が二次電池２１の高電位側に接続されサーミスタが二次電池２１の低電位側に接続される場合では、電池温度の上昇に従ってサーミスタの抵抗値が小さくなるので、電池温度の上昇に従って小さくなる。なお、電池セルＣｅ１〜Ｃｅｎの各電池温度を個々に、あるいは、２個又は３個等の複数個を纏めて電池温度を測定するように構成してもよい。この場合には、電池温度として、最高値、最低値及び平均値のうち何れかの温度を二次電池２１の電池温度として用いる。

次に、本実施形態の動作について説明する。
（実施形態の動作）
図４及び図５は、実施形態に係る電動工具本体の動作を説明するためのフローチャートである。図６は、図４における初期残存容量演算処理を説明するためのフローチャートである。図７は、図４及び図５における定期残存容量演算処理を説明するためのフローチャートである。図８は、図５における電圧回復残存容量演算処理を説明するためのフローチャートである。図９は、電圧残存容量関係の特性曲線を示す図である。図９の横軸は、［Ｖ］単位で表す電池電圧であり、その縦軸は、［％］単位で表す残存容量である。

電動工具本体１００に電池パック２００が装着され、電動工具本体１００の受電電極Ｓａ１、Ｓａ２及び本体側信号電極Ｓａ３が電池パック２００の給電電極Ｓｂ１、Ｓｂ２及び電池側信号電極Ｓｂ３にそれぞれ圧接される。トリガスイッチ１１２が電動工具１０の使用者により操作されると、トリガスイッチ１１２と連動するスイッチＳＷ１がオンされ、スイッチＳＷ１の接点ａが接点ｂに接続する。これにより、二次電池２１からの電力が給電制御部１１を介して制御部１２に供給され、そして、制御部１２は、給電制御部１１からハイレベルの稼動制御信号が入力されることによって起動し、稼動を始める。

図４及び図５において、制御部１２は、その稼動の停止後にその稼動を開始した起動であるか否かを判断する（Ｓ１１）。この判断は、例えば、入力されたハイレベルの稼動制御信号が電力供給自己保持制御の停止中に入力されたか否かによって実行することができる。電力供給自己保持制御の停止中にハイレベルの稼動制御信号が入力された場合には、制御部１２の起動と判断され、電力供給自己保持制御中にハイレベルの稼動制御信号が入力された場合には、制御部１２の起動ではないと判断される。

処理Ｓ１１の判断の結果、起動ではない場合（Ｎｏ)には、制御部１２は、処理Ｓ１３を実行し、起動である場合（Ｙｅｓ)には、制御部１２は、処理Ｓ１２の初期残存容量演算処理を実行した後に、処理Ｓ１３を実行する。

この初期残存容量演算処理において、制御部１２は、次のように動作する。即ち、図６において、まず、制御部１２は、電圧測定部１３の出力を所定時間間隔で所定回数だけサンプリングしてその単純平均を求めることにより、二次電池２１の電池電圧を測定する（Ｓ１０１）。この場合では、電動工具１０の使用者に違和感を与えないようにする観点から、トリガスイッチ１１２の操作に応じて短時間のうちにモータＭを回転させる必要があるので、比較的短い時間間隔で比較的少ない回数のサンプリングを行う。例えば、１ｍｓ間隔で５回のサンプリングを行う。二次電池２１の電池電圧の測定は、１回でもよいが、本実施形態では、複数回、電池電圧を測定してその単純平均を求め、その平均値を二次電池２１の電池電圧としているので、測定した電池電圧に含まれるノイズを低減することができ、より精度よく二次電池２１の電池電圧を測定することができる。このため、より精度よく二次電池２１の残存容量を求めることができる。

次に、制御部１２は、電池側信号電極Ｓｂ３及び本体側信号電極Ｓａ３を介した温度測定部２２の出力をサンプリングすることにより、二次電池２１の電池温度を測定する（Ｓ１０２）。

次に、制御部１２は、補正値記憶部１４に記憶されている補正値を取り出し、処理Ｓ１０１で求めた二次電池２１の電池電圧をこの補正値で補正する（Ｓ１０３）。なお、このように本実施形態では平均後の電池電圧を補正したが、処理Ｓ１０１で測定した各電池電圧をそれぞれ補正値で補正し、その後、平均するように構成してもよい。このように電圧測定部１３で測定した電池電圧を補正値で補正するので、電圧測定部１３が製造ばらつき（個体差）を有していたとしても、より精度よく電池電圧を求めることができる。この結果、より精度よく二次電池２１の残存容量を求めることができる。

次に、制御部１２は、残存容量演算部１２２によって、処理Ｓ１０３で補正値により補正した電池電圧に基づいて二次電池２１の残存容量を演算する（Ｓ１０４）。

より具体的には、二次電池２１の電池電圧と残存容量との間には、所定の関係、例えば、図９に示すように、残存容量［％］の増加に従って電池電圧［Ｖ］が非線形で増加する関係を有するので、この所定の関係を例えば数式やテーブル形式で制御部１２に記憶しておき、制御部１２は、処理Ｓ１０３で求めた補正後の電池電圧に対応する残存容量をこの所定の関係を用いて求めることによって、二次電池２１の残存容量を演算する。

ここで、二次電池２１の電池電圧と残存容量との関係（電圧残存容量関係）は、図９に示すように、電池温度に依存している。図９では、−２０℃（◆で示す）、−１０℃（■で示す）、０℃（▲で示す）、１０℃（●で示す）、２０℃（▼で示す）、３０℃（◇で示す）、４０℃（□で示す）、５０℃（△で示す）、６０℃（○で示す）及び７０℃（▽で示す）の各電圧残存容量関係が示されている。このため、本実施形態では、複数の温度のそれぞれに対する、電池電圧と電池の残存容量との関係を示す複数の電圧残存容量関係が予め制御部１２に記憶されており、制御部１２の残存容量演算部１２２は、複数の電圧残存容量関係のうち、処理Ｓ１０２で測定した電池温度に対応する電圧残存容量関係を用いて二次電池２１の電池温度から残存容量を演算している。このため、本実施形態では、より精度よく二次電池２１の残存容量を求めることができる。

次に、制御部１２は、残存容量判断部１２３によって、処理Ｓ１０４で求めた残存容量が閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ１０５）。この処理Ｓ１０５における判断の結果、二次電池２１の残存容量が閾値以下ではない場合（Ｎｏ）には、制御部１２は、この初期残存容量演算処理を終了し、二次電池２１の残存容量が閾値以下である場合（Ｙｅｓ)には、制御部１２は、残存容量判断部１２３によって報知部１５に信号を出力して報知部１５に報知させた後に（Ｓ１０６）、この初期残存容量演算処理を終了する。

このように動作することにより、制御部１２は、その起動直後に二次電池２１の残存容量を演算し、残存容量が閾値以下である場合には報知部１５からその旨を報知することができる。特に、制御部１２の起動直後では、二次電池２１がモータＭに電力を供給していないので大電流を放電していないから、電動工具１０は、起動直後に二次電池２１の電池電圧を測定しても精度よく測定することができる。このため、電動工具１０は、適切に報知することができる。使用者は、この報知により、残存容量や使用可能時間が少ないことを認識することができ、充電時期を認識することができる。そして、使用者が二次電池２１を充電することにより、二次電池２１の過放電を防止することができる。

図４及び図５に戻って、処理Ｓ１３において、制御部１２は、モータＭの稼働時間を積算すべく、タイマ部１２４の稼動積算タイマをオンする。これによってモータＭの稼働時間の積算が開始され、モータＭの稼働時間が積算される。

次に、制御部１２は、モータＭに流れる駆動電流の測定を開始する。電流測定を開始すると、制御部１２は、電流測定部１６の出力を所定時間間隔（例えば、１ｍｓや１０ｍｓ等）でサンプリングすることによりモータＭに流れる駆動電流を順次に測定し、この測定した駆動電流を順次に記憶する（Ｓ１４）。これによってモータＭの稼働中におけるモータＭに流れる駆動電流がサンプリング間隔で順次に記憶される。

次に、制御部１２は、負荷制御部１２１によって、モータＭを駆動する（Ｓ１５）。負荷制御部１２１は、トリガスイッチ１１２の引き操作量に応じたパルス信号をパルス負荷制御部１７に供給する。これによってモータＭがパルス制御（ＰＷＭ制御）される結果、トリガスイッチ１１２の引き操作量に応じた回転速度でモータＭが回転駆動される。即ち、トリガスイッチ１１２の引き操作量が少ない場合には、モータＭは、低速で回転駆動され、その引き操作量の増加に従って回転速度が増速し、その引き操作量が多い場合にはモータＭは、高速で回転駆動される。

次に、制御部１２は、定期残存容量演算処理を実行する（Ｓ１６）。この定期残存容量演算処理において、制御部１２は、次のように動作する。即ち、図７において、まず、制御部１２は、後述の電圧回復残存容量演算処理の処理Ｓ２４で残存容量記憶部１２５に記憶された残存容量を取得する（Ｓ２０１）。

次に、制御部１２は、所定のサンプリング間隔で順次に記憶されている駆動電流の平均を演算する（Ｓ２０２）。この平均駆動電流は、モータＭの稼働中におけるモータＭに流れた駆動電流の平均である。

次に、制御部１２は、タイマ部１２４から稼動積算タイマの積算時間を取得することにより、モータＭの稼働時間を取得する（Ｓ２０３）。

次に、制御部１２は、残存容量演算部１２２によって、これら処理Ｓ２０１乃至処理Ｓ２０３で得られた残存容量、平均駆動電流及びモータＭの稼働時間に基づいて二次電池２１の残存容量を演算する（Ｓ２０４）。より具体的には、例えば、残存容量演算部１２２は、“残存容量記憶部１２５に記憶されている残存容量”から“平均駆動電流”と“モータＭの稼働時間”との積を減算することによって残存容量を演算する。即ち、下記式１によって残存容量が演算される。
（残存容量）＝（残存容量記憶部１２５に記憶されている残存容量）
−（平均駆動電流）×（モータＭの稼働時間） ・・・式１
このように残存容量は、放電電流の積算によって演算される。

次に、制御部１２は、残存容量判断部１２３によって、処理Ｓ２０４で求めた残存容量が閾値以下であるか否かを判断する（Ｓ２０５）。この処理Ｓ２０５における判断の結果、二次電池２１の残存容量が閾値以下ではない場合（Ｎｏ）には、制御部１２は、この定期残存容量演算処理を終了し、二次電池２１の残存容量が閾値以下である場合（Ｙｅｓ)には、制御部１２は、残存容量判断部１２３によって報知部１５に信号を出力して報知部１５に報知させた後に（Ｓ２０６）、この定期残存容量演算処理を終了する。

このように動作することにより、制御部１２は、モータＭの稼働中においても二次電池２１の残存容量を演算し、残存容量が閾値以下である場合には報知部１５からその旨を報知することができる。特に、モータＭの稼働中においては、例えば図１３に示すように二次電池２１の電池電圧が大きく降下しているが（時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までのモータ駆動時間）、残存容量が二次電池２１の電池電圧を測定することによって演算されるのではなく、上述のように、放電電流の積算によって演算されるから、電動工具１０は、モータＭの稼働中においても二次電池２１の残存容量を精度よく測定することができる。しかも、式１によって演算される残存容量は、残存容量記憶部１２５に記憶されている残存容量を基準に、即ち、電圧回復時間の経過後に電圧測定部１３で測定した電池電圧に基づいて演算されたより精度のよい残存容量を基準に演算しているので、電動工具１０は、二次電池２１の残存容量をより精度よく測定することができる。このため、電動工具１０は、適切に報知することができる。使用者は、この報知により、残存容量や使用可能時間が少ないことを認識することができ、充電時期を認識することができる。そして、使用者が二次電池２１を充電することにより、二次電池２１の過放電を防止することができる。

図４及び図５に戻って、制御部１２は、トリガスイッチ１１２が引き操作されているか否かを判断する（Ｓ１７）。この判断は、例えば、トリガスイッチ１１２が引き操作されていると、スイッチＳＷ１の接点ａが接点ｂに接続され、給電制御部１１からハイレベルの稼動制御信号が入力されるので、このハイレベルの稼動制御信号が給電制御部１１から入力されているか否かによって実行することができる。給電制御部１１からハイレベルの稼動制御信号が入力される場合には、トリガスイッチ１１２が引き操作されていると判断され、給電制御部１１からハイレベルの稼動制御信号が入力されていない場合（給電制御部１１からの信号がローレベルとなっている場合）には、トリガスイッチ１１２が引き操作されていないと判断される。また例えば、この判断は、トリガスイッチ１１２の引き操作に連動する上記可変抵抗器により操作信号が入力されているか否かによって実行することができる。可変抵抗器により操作信号が入力される場合には、トリガスイッチ１１２が引き操作されていると判断され、可変抵抗器により操作信号が入力されていない場合には、トリガスイッチ１１２が引き操作されていないと判断される。

処理Ｓ１７における判断の結果、トリガスイッチ１１２が引き操作されている場合（Ｙｅｓ）には、制御部１２は、処理を処理Ｓ１５に戻す。このため、トリガスイッチ１１２が引き操作中の間は、モータＭがトリガスイッチ１１２の引き操作量に応じて回転駆動される。そして、このモータＭの稼働中では、処理が処理Ｓ１７から処理Ｓ１５に戻るたびに定期残存容量演算処理が実行される。

一方、処理Ｓ１７における判断の結果、トリガスイッチ１１２が引き操作されていない場合（Ｎｏ）には、制御部１２は、負荷制御部１２１によって、モータＭの駆動を停止する（Ｓ１６）。

次に、制御部１２は、モータＭに供給される電力が停止された時からの経過時間を計時すべく、タイマ部１２４の経過時間タイマをオンする（Ｓ１９）。これによってモータＭに供給される電力が停止された場合の経過時間が計時される。

次に、モータＭの駆動が停止したので、制御部１２は、タイマ部１２４の稼動積算タイマをオフし（Ｓ２０）、電流測定部１６の出力のサンプリングを停止することによりモータＭに流れる駆動電流の測定を停止する（Ｓ２１）。これによってモータＭの稼働時間の積算が一時停止され、モータＭに流れる駆動電流の測定及びその記憶が一時停止される。

次に、制御部１２は、図７に示す上述した定期残存容量演算処理を実行する（Ｓ２２）。これにより、制御部１２は、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された後（モータＭの停止後）であって、電圧回復時間が経過する前においても二次電池２１の残存容量を演算し、残存容量が閾値以下である場合には報知部１５からその旨を報知することができる。特に、モータＭの稼働後においては、例えば図１３に示すように、モータＭの駆動により大きく降下した二次電池２１の電池電圧が徐々に回復するが（時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの電圧回復時間）、残存容量が二次電池２１の電池電圧を測定することによって演算されるのではなく、上述のように、放電電流の積算によって演算されるから、モータＭの停止直後においても二次電池２１の残存容量を精度よく測定することができる。このため、電動工具１０は、適切に報知することができる。使用者は、この報知により、残存容量や使用可能時間が少ないことを認識することができ、充電時期を認識することができる。そして、使用者が二次電池２１を充電することにより、二次電池２１の過放電を防止することができる。

次に、制御部１２は、タイマ部１２４の経過時間タイマにより計時されている時間が電圧回復時間を越えているか否かを判断することにより、電圧回復時間が経過したか否かを判断する（Ｓ２３）。タイマ部１２４の経過時間タイマにより計時されている時間が電圧回復時間を越えている場合には、電圧回復時間が経過したと判断され、タイマ部１２４の経過時間タイマにより計時されている時間が電圧回復時間を越えていない場合には、電圧回復時間が経過していないと判断される。

電圧回復時間は、図１３に示すように、電池の負荷に電力を供給したことにより降下した電池電圧が、その電力供給を停止した後、残存容量に対応する電池電圧まで上昇するのに要する時間（図１３では時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの時間）である。電圧回復時間は、負荷に流れる電流の大きさ及び電池の満充電容量等に依存するので、モータＭの定格及び二次電池２１の満充電容量等を考慮して適宜設定され、例えば、約１０秒から１２０秒の間の何れかの時間に設定される。

処理Ｓ２３における判断の結果、電圧回復時間が経過していない場合には、制御部１２は、トリガスイッチ１１２が引き操作されているか否かを判断する（Ｓ３１）。処理Ｓ３１における判断の結果、トリガスイッチ１１２が引き操作されている場合（Ｙｅｓ）には、制御部１２は、処理を処理Ｓ１１に戻す。このため、電動工具１０の使用者によってトリガスイッチ１１２が再び引き操作されると、最初から上述の各処理が実行される。一方、処理Ｓ３１における判断の結果、トリガスイッチ１１２が引き操作されていない場合（Ｎｏ）には、制御部１２は、処理を処理Ｓ２２に戻す。このため、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された後（モータＭの停止後）であって二次電池２１の電圧回復時間が経過する前においては、繰り返し定期残存容量演算処理が実行される。

一方、処理Ｓ２３における判断の結果、電圧回復時間が経過している場合には、制御部１２は、電圧回復残存容量演算処理を実行する（Ｓ２４）。この電圧回復残存容量演算処理において、制御部１２は、次のように動作する。即ち、図８において、まず、制御部１２は、電圧測定部１３の出力を所定時間間隔で所定回数だけサンプリングしてその単純平均を求めることにより、二次電池２１の電池電圧を測定する（Ｓ３０１）。この場合では、処理Ｓ１０１と同様に、短時間で測定することができるように、比較的短い時間間隔で比較的少ない回数のサンプリングを行ってもよいが、モータＭは停止中なので必ずしも短時間で測定する必要がないので、より精度よく二次電池２１の電池電圧を測定するために、処理Ｓ１０１よりも長い時間間隔で同数以上の回数のサンプリングを行う。例えば、１０ｍｓ間隔で５回のサンプリングを行う。二次電池２１の電池電圧の測定は、１回でもよいが、本実施形態では、複数回、電池電圧を測定してその平均を求め、その平均値を二次電池２１の電池電圧としているので、測定した電池電圧に含まれるノイズを低減することができ、より精度よく二次電池２１の電池電圧を測定することができる。このため、より精度よく二次電池２１の残存容量を求めることができる。

そして、制御部１２は、上述した、処理Ｓ１０２の電池温度の測定処理、及び、処理Ｓ１０３の測定した電池電圧の補正処理とそれぞれ同様の電池温度の測定処理（Ｓ３０２）、及び、測定した電池電圧の補正処理（Ｓ３０３）をそれぞれ実行する。

次に、制御部１２は、上述した処理Ｓ１０４と同様に、残存容量演算部１２２によって、処理Ｓ３０３で補正値により補正した電池電圧に基づいて二次電池２１の残存容量を演算する。そして、制御部１２は、この演算した残存容量を残存容量記憶部１２５に記憶する（Ｓ３０４）。このようにモータＭの駆動を停止した後であって電圧回復時間が経過するたびに、残存容量記憶部１２５に記憶される残存容量が更新されるので、式１により演算される残存容量は、より精度よく測定される。

次に、制御部１２は、上述した、処理Ｓ１０５の残存容量が閾値以下である否かの判断処理、及び、処理Ｓ１０６の報知処理とそれぞれ同様の、残存容量が閾値以下である否かの判断処理（Ｓ３０５）、及び、報知処理（Ｓ３０６）をそれぞれ実行する。

そして、処理Ｓ３０６の報知処理の実行後、及び、処理Ｓ３０５において二次電池２１の残存容量が閾値以下ではないと判断された場合（Ｎｏ）に、制御部１２は、タイマ部１２４の稼動積算タイマを０にリセットし、記憶されているモータＭの駆動電流を消去する（Ｓ３０７）。

このように動作することにより、制御部１２は、モータＭの停止後であって電圧回復時間の経過後に二次電池２１の残存容量を演算し、残存容量が閾値以下である場合には報知部１５からその旨を報知することができる。特に、電圧回復時間の経過後に、二次電池２１の電池電圧を電圧測定部１３で測定しているので、電動工具１０は、二次電池２１の電池電圧をより精度よく測定することができる。このため、電動工具１０は、適切に報知することができる。使用者は、この報知により、残存容量や使用可能時間が少ないことを認識することができ、充電時期を認識することができる。そして、使用者が二次電池２１を充電することにより、二次電池２１の過放電を防止することができる。

図４及び図５に戻って、制御部１２は、タイマ部１２４の経過時間タイマにより計時されている時間が制御部停止時間を越えているか否かを判断することにより、制御部停止時間が経過したか否かを判断する（Ｓ２５）。タイマ部１２４の経過時間タイマにより計時されている時間が制御部停止時間を越えている場合には、制御部停止時間が経過したと判断され、タイマ部１２４の経過時間タイマにより計時されている時間が制御部停止時間を越えていない場合には、制御部停止時間が経過していないと判断される。制御部停止時間は、モータＭに供給される電力を停止した後、制御部１２が稼動を停止するまでの時間であり、電圧回復時間よりも長い時間に設定され、そして、モータＭに供給される電力を停止した後に制御部１２が所定の処理を実行するために要する時間等を考慮して設定される。例えば、図略の設定入力部から制御部１２にモータＭの出力トルクや回転パターンの設定等を入力設定するために必要な時間等を考慮して設定される。

処理Ｓ２５における判断の結果、制御部停止時間が経過していない場合には、制御部１２は、トリガスイッチ１１２が引き操作されているか否かを判断する（Ｓ４１）。処理Ｓ４１における判断の結果、トリガスイッチ１１２が引き操作されている場合（Ｙｅｓ）には、制御部１２は、処理を処理Ｓ１１に戻す。このため、電動工具１０の使用者によってトリガスイッチ１１２が再び引き操作されると、最初から上述の各処理が実行される。一方、処理Ｓ４１における判断の結果、トリガスイッチ１１２が引き操作されていない場合（Ｎｏ）には、制御部１２は、処理を処理Ｓ２５に戻す。一方、処理Ｓ２５における判断の結果、制御部停止時間が経過している場合には、制御部１２は、タイマ部１２４の経過時間タイマを０にリセットする（Ｓ２６）。そして、制御部１２は、電力供給自己保持制御を停止することによってその稼動を停止し（Ｓ２７）、処理が終了される。

このように動作するので、本実施形態に係る電動工具１０は、制御部１２が稼動を停止していた場合にトリガスイッチ１１２の操作に応じて稼動を開始した場合であって負荷制御部１２１がトリガスイッチ１１２の操作に応じて二次電池２１からモータＭに電力を供給する前、モータＭの稼働中、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された場合であって電池回復時間の経過前、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された場合であって電圧回復時間の経過後において、それぞれ、より精度よく二次電池２１の残存容量を演算することができる。

次に、使用者による電動工具１０の一使用例を示すことによって電動工具本体１００の動作をより具体的に説明する。図１０は、電動工具の一使用例における実施形態に係る電動工具本体の動作を説明するためのタイムチャートである。図１０（Ａ）は、トリガスイッチ１１２の操作状態を示すタイムチャートであり、図１０（Ｂ）は、モータＭの稼動状態を示すタイムチャートであり、図１０（Ｃ）は、制御部１２の稼動状態を示すタイムチャートであり、図１０（Ｄ）は。電池電圧の測定タイミングを示すタイムチャートである。各図の横軸は、時間経過を示す。

この使用例では、まず、制御部１２が稼動していない状態において、トリガスイッチ１１２が時刻ｔ１において引き操作され、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで引き操作が維持され、時刻ｔ３で引き操作が解除される。そして、時刻ｔ３から電圧回復時間及び制御部停止時間が経過する前の時刻ｔ４において、トリガスイッチ１１２が再び引き操作され、時刻ｔ４から時刻ｔ５まで引き操作が維持され、時刻ｔ５で引き操作が解除される。さらに、時刻ｔ５から電圧回復時間及び制御部停止時間が経過する前の時刻ｔ６において、トリガスイッチ１１２が再び引き操作され、時刻ｔ６から時刻ｔ７まで引き操作が維持され、時刻ｔ７で引き操作が解除される。このような使用例である。

この使用例において、時刻ｔ１においてトリガスイッチ１１２が引き操作されると、トリガスイッチ１１２と連動するスイッチＳＷ１がオンされ、スイッチＳＷ１の接点ａが接点ｂに接続する。これにより、二次電池２１からの電力が給電制御部１１を介して制御部１２に供給され、そして、制御部１２は、給電制御部１１からハイレベルの稼動制御信号が入力されることによって起動する。そうすると、図４乃至図８において、制御部１２は、まず、処理Ｓ１１を実行する。ここでは、制御部１２は、稼動を停止している状態から起動したので、制御部１２の起動と判断され（Ｙｅｓ）、処理Ｓ１２の初期残存容量演算処理を実行する。これによって図６に示す初期残存容量演算処理の各処理が実行され、時刻ｔ２で二次電池２１の残存容量が測定され、この測定結果に応じて報知が為される。

次に、制御部１２は、処理Ｓ１３及び処理Ｓ１４を実行し、処理Ｓ１５を実行する。これによって、モータＭが稼動を開始する。次に、制御部１２は、処理１６の定期残存容量演算処理を実行する。これによって図７に示す定期残存容量演算処理の各処理が実行され、二次電池２１の残存容量が測定され、この測定結果に応じて報知が為される。そして、制御部１２は、処理Ｓ１７を実行する。処理Ｓ１７においてトリガスイッチ１１２が引き操作されていると判断されると、制御部１２は、処理を処理Ｓ１５に戻す。このため、モータＭは、トリガスイッチ１１２の引き操作量に応じた回転駆動を継続し、定期残存容量演算処理の各処理が実行されることにより二次電池２１の残存容量が測定され、この測定結果に応じて報知が為される。そして、制御部１２は、再び処理Ｓ１７を実行する。

このようにトリガスイッチ１１２の引き操作が為されている間は、処理Ｓ１５、処理Ｓ１６及び処理Ｓ１７の各処理が繰り返されるので、モータＭは、トリガスイッチ１１２の引き操作量に応じた回転駆動を継続し、これら各処理の繰り返しのたびに二次電池２１の残存容量が測定され、この測定結果に応じて報知が為される。

そして、時刻ｔ３でトリガスイッチ１１２の引き操作が解除されると、この繰り返されている各処理における処理Ｓ１７において、制御部１２は、トリガスイッチ１１２が引き操作されていないと判断し、処理Ｓ１８を実行する。これによってモータＭは、駆動を停止する。次に、制御部１２は、処理Ｓ１９、処理Ｓ２０及び処理Ｓ２１を実行し、処理２２の定期残存容量演算処理を実行する。これによって図７に示す定期残存容量演算処理の各処理が実行され、二次電池２１の残存容量が測定され、この測定結果に応じて報知が為される。

次に、制御部１２は、処理Ｓ２３を実行する。ここでは、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間が電圧回復時間よりも短いとしているので、制御部１２は、この処理Ｓ２３で電圧回復時間が経過していないと判断し、処理Ｓ３１を実行する。処理Ｓ３１においてトリガスイッチ１１２が引き操作されていないと判断されると、制御部１２は、処理Ｓ２２を実行する。このため、定期残存容量演算処理の各処理が実行されることにより二次電池２１の残存容量が測定され、この測定結果に応じて報知が為される。そして、制御部１２は、再び処理Ｓ３１を実行する。

このようにトリガスイッチ１１２の引き操作が解除された後、電圧回復時間が経過する前の間は、処理Ｓ２２、処理Ｓ２３及び処理Ｓ３１の各処理が繰り返されるので、これら各処理の繰り返しのたびに二次電池２１の残存容量が測定されこの測定結果に応じて報知が為される。

そして、時刻ｔ４でトリガスイッチ１１２の引き操作が再び為されると、この繰り返されている各処理における処理Ｓ３１において、制御部１２は、トリガスイッチ１１２が引き操作されていると判断し、処理が処理Ｓ１１に戻される。処理Ｓ１１において、ここでは、制御部１２の稼働中にトリガスイッチ１１２の引き操作が為されたので、制御部１２は、起動ではないと判断し（Ｎｏ）、処理Ｓ１２の初期残存容量演算処理を実行することなく、処理Ｓ１３を実行する。

次に、制御部１２は、処理Ｓ１３及び処理Ｓ１４を実行し、処理Ｓ１５を実行することによってモータＭを再び駆動し、そして、処理１６及び処理Ｓ１７を実行する。そして、制御部１２は、トリガスイッチ１１２の引き操作が解除される時刻ｔ５まで、処理Ｓ１５、処理Ｓ１６及び処理Ｓ１７を繰り返す。このため、上述と同様に、トリガスイッチ１１２の引き操作が為されている間は、モータＭがトリガスイッチ１１２の引き操作量に応じた回転駆動を継続し、これら各処理の繰り返しのたびに二次電池２１の残存容量が測定されこの測定結果に応じて報知が為される。

そして、時刻ｔ５でトリガスイッチ１１２の引き操作が再び解除されると、時刻ｔ３と同様に、処理Ｓ１８、処理Ｓ１９、処理Ｓ２０、処理Ｓ２１、処理Ｓ２２、処理Ｓ２３及び処理Ｓ３１が為され、時刻ｔ６となるまで、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間と同様に、処理Ｓ２２、処理Ｓ２３及び処理Ｓ３１が繰り返される。

そして、時刻ｔ６でトリガスイッチ１１２の引き操作が再び為されると、時刻ｔ４と同様に、制御部１２は、処理Ｓ１１，処理Ｓ１３、処理Ｓ１４、処理Ｓ１５、処理Ｓ１６及び処理Ｓ１７を実行し、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間は、時刻ｔ４から時刻ｔ５と同様に、制御部は、処理Ｓ１５、処理Ｓ１６及び処理Ｓ１７を繰り返す。

そして、時刻ｔ７でトリガスイッチ１１２の引き操作が再び解除されると、時刻ｔ３と同様に、処理Ｓ１８、処理Ｓ１９、処理Ｓ２０、処理Ｓ２１、処理Ｓ２２、処理Ｓ２３及び処理Ｓ３１が実行され、処理Ｓ２２、処理Ｓ２３及び処理Ｓ３１が繰り返される。ここでは、時刻ｔ８で時刻ｔ７から電圧回復時間が経過するので、時刻ｔ８でこの繰り返されている各処理における処理Ｓ２３において、制御部１２は、電圧回復時間が経過したと判断する。このため、制御部１２は、処理Ｓ２４の電圧回復残存容量演算処理を実行する。これにより、電圧回復残存容量演算処理の各処理が実行されることにより二次電池２１の残存容量が測定され、この測定結果に応じて報知が為される。そして、制御部１２は、処理Ｓ２５を実行する。制御部１２は、時刻ｔ９の時刻ｔ７からの制御部停止時間が経過するまで、処理Ｓ２５及び処理Ｓ４１を繰り返し処理する。時刻ｔ９で時刻ｔ７から制御部停止時間が経過するので、時刻ｔ９でこの繰り返されている各処理における処理Ｓ２５において、制御部１２は、制御部停止時間が経過したと判断する。このため、制御部１２は、処理Ｓ２６を実行し、処理Ｓ２７を実行する。これによって電力供給自己保持制御が停止され、制御部１２は、その稼動を停止し、処理が終了される。

このように、時刻ｔ２では、初期残存容量演算処理が実行され、時刻ｔ８では、電圧回復残存容量演算処理が実行され、時刻ｔ２から時刻ｔ８までの間では、定期残存容量演算処理が実行される。そして、初期残存容量演算処理、電圧回復残存容量演算処理及び定期残存容量演算処理の各処理において、より精度よく二次電池２１の残存容量を演算することができる。

そして、制御部１２が稼動を停止している際に、スイッチＳＷ２が操作されると、トランジスタＱ１がオンすることによって給電制御部１１を介して二次電池２１から電力が制御部１２に供給され、制御部１２が稼動する。この稼動によって、制御部１２は、図６に示す初期残存容量演算処理を実行する。このようなスイッチＳＷ２を設けることにより、トリガスイッチ１１２を引き操作することによってモータＭを駆動しなくても、使用者は、いつでも、二次電池２１の残存容量をチェック（検査）することができる。なお、この場合における初期残存容量演算処理の処理Ｓ１０１では、電圧回復残存容量演算処理の処理Ｓ３０１と同様に、モータＭが停止中なので必ずしも短時間で測定する必要がないので、より精度よく二次電池２１の電池電圧を測定するために、より長い時間間隔でより多い回数のサンプリングを行ってもよい。

なお、上述の実施形態では、処理Ｓ２３で用いられる電圧回復時間は、固定であったが、可変としてもよい。例えば、電圧回復時間は、二次電池２１の電流容量に応じて変化する。例えば、図１１に示すように、電圧回復時間は、電流容量が比較的小さい領域では急激に長くなり、そして、電流容量が比較的大きい領域では緩やかに長くなるというように、二次電池２１の電流容量の増加に伴って長くなる。

よって、このような電流容量と電圧回復時間との関係を予め記憶しておき、トリガスイッチ１１２の操作に応じてモータＭに供給される電力が停止された場合に、モータＭの稼動時間と平均駆動電流との積を演算することにより電流容量を求め、この電流容量と電圧回復時間との関係からこの求めた電流容量に対応する電圧回復時間を求め、この求めた電圧回復時間を処理Ｓ２３で用いるように制御部１２を構成してもよい。例えば、上述の処理Ｓ２１の直後に、制御部１２は、残存容量演算部１２２により、モータＭの稼動時間と平均駆動電流との積を演算することにより電流容量を求め、この電流容量と電圧回復時間との関係からこの求めた電流容量に対応する電圧回復時間を求める処理を実行する。

電圧回復時間が固定である場合には電圧回復時間を最も長い時間（考え得るワーストケースの時間）に設定する必要があるが、このように電流容量に応じて電圧回復時間を変更することにより、電圧回復時間を最も長い時間に設定する必要が無くなるので、電動工具１０は、モータＭの稼動状態に応じた時間で電圧回復残存容量演算処理を実行することができ、モータＭに電力供給を停止した後、より短時間で残存容量を測定することができる。

そして、上述の実施形態では、電圧測定部１３で測定した電圧の補正は、補正値記憶部１４に記憶されている補正値によってソフトウェア的に補正したが、電圧測定部１３の出力に補正値のオフセットを与えハードウェア的に補正してもよい。図１２は、電圧測定部の出力を補正する測定電圧補正回路を示す回路図である。図１２において、測定電圧補正回路３０は、直列に接続された抵抗素子Ｒと可変抵抗器ＶＲとを備えて構成される。電圧測定部１３の出力は、この直列に接続された抵抗素子Ｒと可変抵抗器ＶＲとを介して接地され、抵抗素子Ｒと可変抵抗器ＶＲとの接続部が測定電圧補正回路３０の出力として制御部１２に接続される。このような構成の測定電圧補正回路３０では、測定電圧補正回路３０から補正後の電圧が出力されるように、電動工具本体１００の製造段階や出荷段階等において、電圧測定部１３を用いて例えば電池電圧が既知な基準電池の基準電圧を測定しこの測定した電圧と基準電圧との差を求めることによって得られた補正値で可変抵抗器ＶＲの抵抗値を調整する。このような測定電圧補正回路３０を用いることによって制御部１２における演算処理の負荷が軽減され、演算処理時間が短縮され得る。

また、上述の実施形態では、操作スイッチの一例であるトリガスイッチは、オンオフするだけでなく操作量に応じてモータＭに供給する電力量を変化させるものであったが、本発明に係る操作スイッチは、単に、オンオフするものでもよい。

さらに、上述の実施形態では、スイッチＳＷ２及び／又は報知部１５を電動工具本体１００に設けたが、電池パック２００に設けるように構成してもよい。このような構成の場合、電池パック２００に設けられたスイッチＳＷ２及び／又は報知部１５と電動工具本体１００との間で信号を送受信可能とするために、電動工具本体１００及び電池パック２００に本体側信号電極及び電池側信号電極をそれぞれさらに設ける。

実施形態に係る充電式の電動工具の要部を示す外観構成図である。 電動工具本体に電池パックが装着された状態を示す図である。 実施形態に係る充電式の電動工具の電気的な構成を示すブロック図である。 実施形態に係る電動工具本体の動作を説明するためのフローチャート（その１）である。 実施形態に係る電動工具本体の動作を説明するためのフローチャート（その２）である。 図４における初期残存容量演算処理を説明するためのフローチャートである。 図４及び図５における定期残存容量演算処理を説明するためのフローチャートである。 図５における電圧回復残存容量演算処理を説明するためのフローチャートである。 電圧残存容量関係の特性曲線を示す図である。 電動工具の一使用例における実施形態に係る電動工具本体の動作を説明するためのタイムチャートである。 電流容量と電圧回復時間との関係の特性曲線を示す図である。 電圧測定部の出力を補正する測定電圧補正回路を示す回路図である。 電池の電圧回復特性を示す図である。

符号の説明

１０ 電動工具
１１ 給電制御部
１２ 制御部
１３ 電圧測定部
１４ 補正値記憶部
１５ 報知部
１６ 電流測定部
１７ パルス負荷制御部
２１ 二次電池
２２ 温度測定部
３０ 測定電圧補正回路
１００ 電動工具本体
１２１ 負荷制御部
１２２ 残存容量演算部
１２３ 残存容量判断部
１２４ タイマ部
１２５ 残存容量記憶部
２００ 電池パック
Ｃｅ１〜Ｃｅｎ 電池セル
Ｑ１〜Ｑ３ トランジスタ
Ｄ１、Ｄ２ ダイオード
ＢＦ バッファ
ＳＷ１、ＳＷ２ スイッチ
Ｍ モータ
Ｓａ１、Ｓａ２ 受電電極
Ｓａ３ 本体側信号電極
Ｓｂ１、Ｓｂ２ 給電電極
Ｓｂ３ 電池側信号電極
Ｒ 抵抗素子
ＶＲ 可変抵抗器

Claims (9)

1. 電池と、負荷と、前記負荷を稼動するための操作スイッチと、前記操作スイッチの操作に応じて前記電池から前記負荷に供給する電力を制御する負荷制御部と、前記電池の電圧を測定する電圧測定部と、前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算する残存容量演算部と、前記残存容量演算部で演算した前記電池の残存容量が閾値以下であるか否かを判断する残存容量判断部と、前記残存容量判断部によって前記電池の残存容量が閾値以下であると判断された場合に所定の報知を行う報知部とを備える電気機器において、
   前記残存容量演算部は、前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された場合には、所定の第１時間の経過後に前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算すること
   を特徴とする電気機器。
2. 前記負荷に流れる電流を測定する電流測定部と、
   前記負荷が稼動している稼働時間を測定する稼働時間測定部と、
   前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された場合に前記所定の第１時間の経過後に前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて演算された前記電池の残存容量を記憶する残存容量記憶部をさらに備え、
   前記残存容量演算部は、前記負荷の稼働中、及び、前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された場合には前記所定の第１時間の経過前では、前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算する代わりに、前記残存容量記憶部に記憶されている残存容量、前記稼働時間測定部で測定した負荷の稼働時間、及び、前記電流測定部で測定した負荷の電流に基づいて前記電池の残存容量を演算すること
   を特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記電池の温度を測定する温度測定部をさらに備え、
   前記残存容量演算部は、複数の温度のそれぞれに対する、電池の電圧と電池の残存容量との関係を示す複数の電圧残存容量関係のうちの前記温度測定部で測定した温度に対応する電圧残存容量関係を用いることによって、前記電圧測定部で測定した電池の電圧に基づいて前記電池の残存容量を演算すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気機器。
4. 既知な基準電圧を前記電圧測定部で測定し、該測定した電圧と前記基準電圧との差を補正値として予め備え、前記電圧測定部で測定された電圧を前記補正値で補正する測定電圧補正部をさらに備えること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電気機器。
5. 前記残存容量演算部は、前記稼働時間測定部で測定した負荷の稼働時間と前記電流測定部で測定した負荷の電流とに応じて前記所定の第１時間を変更すること
   を特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の電気機器。
6. 前記電圧測定部、前記残存容量演算部、前記残存容量判断部及び前記報知部を稼動させるためのスイッチをさらに備えること
   を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の電気機器。
7. 前記負荷制御部、前記残存容量演算部及び前記残存容量判断部は、前記操作スイッチの操作に応じて稼動を開始すると共に、前記操作スイッチの操作に応じて前記負荷に供給される電力が停止された後、前記所定の第１時間よりも長い所定の第２時間の経過後に稼動を停止し、
   前記残存容量演算部は、その稼動の停止後にその稼動を開始した場合には、前記負荷制御部が前記操作スイッチの操作に応じて前記電池から前記負荷に電力を供給する前に、前記電池の残存容量を演算すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の電気機器。
8. 前記電池及び前記電池の電力を給電するための給電電極を備える電池パックと、
   前記給電電極から電力を受電する受電電極、前記負荷、前記操作スイッチ、前記負荷制御部、前記電圧測定部、前記残存容量演算部、前記残存容量判断部及び前記報知部を備える電気機器本体から成ること
   を特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の電気機器。
9. 前記電池は、リチウムイオン二次電池であること
   を特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の電気機器。

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