JP5209512B2 - 電動工具用バッテリ監視システム、電動工具用バッテリパック、及び電動工具用充電器 - Google Patents

Description

本発明は、電動工具の駆動用電源として用いられるバッテリパック内のバッテリの状態を監視する電動工具用バッテリ監視システム、このシステムを構成する電動工具用バッテリパック、及び電動工具用充電器に関する。

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）には、通常、バッテリの状態を常時監視するための監視回路が内蔵されている。監視回路による監視項目としては、例えば、バッテリを構成する各電池セルの電圧、バッテリの電圧の低下度合い、各電池セルの温度（或いはバッテリ全体の温度）、バッテリからの充放電電流などがある。

監視回路によるバッテリの監視は、バッテリの充電中に加え、バッテリから電力供給対象である電動工具への放電中にも行うようにするのが一般的である。そのため、監視回路の電源にはバッテリが使用される。

このようにバッテリを電源として動作する監視回路を内蔵したバッテリパックにおいては、監視回路によって微量ながらも常時バッテリの電力が消費されることになる。そのため、電動工具への電力供給が行われず単に放置されているだけの状態であっても、バッテリの放電が進んでその残容量は徐々に減少していき、最終的には容量が空になる。そして、バッテリの容量が減少すると、バッテリ電圧も低下し、やがて監視回路は動作できなくなってしまうおそれがある。

バッテリ容量の低下を抑制する方法として、例えば、バッテリパックが単に放置されている等の不使用時には監視回路をスリープモードに切り換えてその動作の一部又は全てを停止させる方法や、バッテリの電圧がある一定レベルを下回ったときにはバッテリからバッテリパック内の各回路への電力供給を完全に遮断する方法などがある。しかし、いかにこういった方法をとろうとも、バッテリには自然放電（自己放電）が存在するため、単に放置されているだけであっても長期的にみればバッテリの電圧は徐々に低下していって過放電状態となり、監視回路は電源電圧不足により動作できなくなってしまう。

一方、監視回路を内蔵したバッテリパックを充電するための充電器としては、監視回路の監視結果（即ちバッテリの状態）に基づいて充電を制御する構成のものが一般的である。しかし、このようにバッテリパック内の監視回路からの監視結果に基づいて充電を制御する構成の充電器では、バッテリの電圧が低下して監視回路が動作不能となったバッテリパックを充電しようとすると、バッテリパック側から監視結果を取得できないことによって正常に充電を行えない、或いは充電動作を全く行えないおそれがある。

そこで、監視回路が動作不能になる程にバッテリ電圧が低下したバッテリパックを充電する方法として、バッテリ電圧が所定値以下である場合には監視回路からの監視結果やその取得状況等とは無関係に充電を開始し、バッテリ電圧が回復した後に監視動作を開始する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）

特開２００７−８２３７９号公報

しかしながら、長期放置されるなどして監視回路が動作不能な程度にまで放電が進んだバッテリパックを充電する場合に、特許文献１に記載されている方法のように監視回路の動作とは無関係に充電を行うようにすると、バッテリに何らかの異常が発生した場合、或いは充電開始前から既にバッテリに何らかの異常が発生している場合でも、その異常が検出されないまま充電が継続される可能性がある。

過放電状態となったバッテリに起こり得る異常は種々あり、その一例として、バッテリを構成する電池セルが内部短絡することがある。このように内部短絡状態となった電池セルを含むバッテリに対して充電が行われると、バッテリ全体としての電圧は正常な値に回復することなく、充電の継続により一部の正常な電池セルへの充電はどんどん進んで過充電状態になってしまうおそれがある。

そのため、監視回路の動作とは無関係に充電を継続させること、即ち、バッテリを構成する電池セルに異常が生じている可能性があるにもかかわらず充電を継続することは、好ましいものではない。

こういった問題は、電池セルがリチウムイオン二次電池であるバッテリパックに限らず、バッテリの状態を監視する監視回路を備えた種々のバッテリパックにおいても同様に生じ得る問題である。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、バッテリを電源として動作する監視回路を内蔵したバッテリパックにおいて、監視回路が動作不能となる程にバッテリ電圧が低下しても、少なくともバッテリへの充電を行う際には監視回路を動作可能と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監視システムは、電動工具の駆動用電源として用いられ、少なくとも１つの電池セルを有するバッテリ、及び、該バッテリから電力供給を受けて動作し、該バッテリの状態を監視する監視回路、を有する電動工具用バッテリパックと、この電動工具用バッテリパックの内部又はこの電動工具用バッテリパックとは別に設けられ、監視回路を動作させることが可能な電力を出力する副電源と、を備えたものである。そして、監視回路は、バッテリの電圧が低下して該バッテリの電力による動作ができなくなった場合は副電源からの電力供給を受けて動作できるよう構成されている。

このように構成された本発明の電動工具用バッテリ監視システムによれば、例えば電動工具用バッテリパックが長期放置されること等によって、監視回路が動作不能となる程にバッテリ電圧が低下しても、バッテリに代わって副電源により監視回路を動作させることができる。そのため、そのようにバッテリ電圧が低下したバッテリへの充電を行う際も、副電源によって監視回路を動作させつつ、バッテリへの充電を行うことが可能となる。

本発明の電動工具用バッテリ監視システムにおいて、副電源をどのように設けるかは種々考えられるが、例えば、バッテリが有する少なくとも１つの電池セルが二次電池セルである場合には、このバッテリを充電するための充電器の中に設けるようにしてもよい。

即ち、電動工具用バッテリ監視システムは、電動工具用バッテリパックに対して着脱可能に構成された、バッテリを充電するための充電電力を生成し出力する電動工具用充電器を備えており、副電源は、この電動工具用充電器内に設けられ、この電動工具用充電器に電動工具用バッテリパックが装着されたときに副電源の電力が電動工具用バッテリパックへ供給可能に構成されている。

このように構成された電動工具用バッテリ監視システムによれば、監視回路が動作不能となる程にバッテリ電圧が低下しても、そのバッテリを充電するために電動工具用充電器を接続すれば、充電器からはバッテリ充電用の電力に加えて副電源の電力も供給される。そのため、バッテリ電圧が低下しても、少なくともバッテリへの充電を行う際には、監視回路を動作させることができる。

そして、電動工具用充電器内に副電源を有する構成の電動工具用バッテリ監視システムは、より具体的には、電動工具用充電器が、副電源の電力をバッテリパックへ出力するための充電器側電源端子を備え、電動工具用バッテリパックが、当該電動工具用バッテリパックが電動工具用充電器に装着されたときに充電器側電源端子と接続されて該充電器側電源端子から出力された副電源の電力を当該電動工具用バッテリパック内へ入力するためのバッテリパック側電源端子を備えたものとして構成することができる。

このように構成された電動工具用バッテリ監視システムによれば、電動工具用バッテリパックが電動工具用充電器に装着されたときに双方の電源端子が接続されるため、副電源の電力を、これら各電源端子を介して電動工具用バッテリパック内へ確実に供給することができ、充電の際に監視回路を確実に動作させることができる。

また、電動工具用充電器の中に副電源が備えられた構成の電動工具用バッテリ監視システムは、監視回路による監視内容（即ちバッテリの状態）を電動工具用充電器へ伝達できる構成とすることもできる。即ち、電動工具用バッテリパックを、監視回路による監視内容を電動工具用充電器へ出力するための監視内容出力端子を備えた構成とする。また、電動工具用充電器は、当該電動工具用充電器に電動工具用バッテリパックが装着されたときに監視内容出力端子と接続されて該監視内容出力端子から出力された監視内容を当該電動工具用充電器内へ入力するための監視内容入力端子を備えた構成とする。

このように構成された電動工具用バッテリ監視システムによれば、監視回路による監視内容が監視内容出力端子及び監視内容入力端子を介して電動工具用バッテリパックから電動工具用充電器へと入力（伝達）されるため、電動工具用充電器は、バッテリを充電する際にその入力された監視内容に基づいて充電動作を制御することができるようになる。

そして、上記のように監視回路による監視内容を電動工具用充電器へ出力できるよう構成された電動工具用バッテリ監視システムは、監視回路によってバッテリが充電可能な状態と判断された場合に電動工具用充電器によるバッテリの充電を行う構成とすることもできる。

即ち、監視回路は、バッテリの監視を行うことにより該バッテリが充電可能な状態か否かを判断する充電可否判断手段と、この充電可否判断手段によってバッテリが充電可能な状態と判断された場合に、監視内容の一つとして充電可能な状態であることを示す充電許可信号を監視内容出力端子へ出力する充電許可信号出力手段と、を備える。そして、電動工具用充電器は、電動工具用バッテリパックから監視内容入力端子を介して充電許可信号が入力された場合に、電動工具用バッテリパックへの充電電力の出力を行う。

このように構成された電動工具用バッテリ監視システムによれば、監視回路によって充電可能な状態と判断された場合にバッテリの充電が行われるため、バッテリに異常が生じている場合にもかかわらず充電が行われてしまうことを抑止することができる。

また、電動工具用充電器内に副電源が設けられている構成においては、その副電源の電力の有無に基づいて電動工具用バッテリパックが電動工具用充電器との装着を判断するよう構成することができる。即ち、電動工具用バッテリパックは、電動工具用充電器が装着されることによって副電源の電力が当該電動工具用バッテリパックに入力された場合に、該入力に基づいて当該電動工具用バッテリパックが電動工具用充電器に装着されたことを検出する充電器接続検出手段を備えている。

このように構成された電動工具用バッテリ監視システムでは、副電源の電力が、バッテリ電圧低下時の監視回路動作用の電力としてだけでなく、電動工具用バッテリパックが電動工具用充電器に装着されたことを検出するためにも用いられる。そのため、電動工具用充電器への装着の有無を簡易的且つ効率的に検出することが可能な電動工具用バッテリ監視システムを提供することができる。

ところで、本発明の電動工具用バッテリ監視システムにおいて、監視回路は、バッテリの電圧又は副電源の電圧が直接入力されて動作する構成としてもよいが、例えば、電動工具用バッテリパック内に、バッテリの電圧及び副電源の電圧が入力されると共に該各電圧のうちいずれか一方を元に監視回路を動作させるための動作用電源を生成する電源回路を備え、監視回路は、その電源回路にて生成された動作用電源によって動作するもの、として構成してもよい。

このように構成された電動工具用バッテリ監視システムによれば、バッテリの電圧又は副電源の電圧を直接監視回路へ入力できない場合であっても、電源回路によって監視回路動作用の所望の電源を生成できるため、当該電動工具用バッテリ監視システムの構成の自由度（特に、上記各電圧の値）を広げることができる。

そして、上記のように電動工具用バッテリパックが電源回路を備えた構成において、電源回路を、バッテリの電圧又は前記副電源の電圧のうち大きい方を元に動作用電源を生成するよう構成すれば、動作用電源の生成がより安定して行われるようになる。

この場合、電源回路は、より具体的には、バッテリの電圧又は副電源の電圧が入力され、該入力された電圧を元に動作用電源を生成する動作用電源生成回路と、カソードが動作用電源生成回路の入力側に接続され、アノードにバッテリの電圧が入力される第１のダイオードと、カソードが動作用電源生成回路の入力側に接続され、アノードに副電源の電圧が入力される第２のダイオードと、を備えたものとして構成することができる。

このように、電源回路を、バッテリの電圧及び副電源の電圧がそれぞれダイオードを介して動作用電源生成回路へ入力される構成とすることで、特別な切り換え回路等を設けることなく、動作用電源生成回路がバッテリの電圧又は副電源の電圧のうち大きい方を元に動作用電源を生成することができる。

ここで、上記のように電源回路を備えた電動工具用バッテリパックは、更に、副電源の電圧が当該電動工具用バッテリパックに入力されてから電源回路に至る通電経路上に、電源回路に入力されるバッテリの電圧がこの通電経路を介して副電源側へ出力されるのを阻止するためのバッテリ電圧出力阻止手段が設けられたものであるとよい。

即ち、電源回路にはバッテリの電圧及び副電源の電圧の双方が入力されることから、仮に電源回路が故障した場合、その故障の状態によっては、バッテリの電圧が副電源側へ印加されてしまうおそれがある。そこで、副電源から電源回路への通電経路上にバッテリ電圧出力阻止手段を設けることで、電源回路側から副電源側へ誤ってバッテリ電圧が出力されてしまうのを防ぐことができる。

このバッテリ電圧出力阻止手段の具体的構成は種々考えられるが、例えば、カソードが電源回路側に接続されてアノードに副電源の電圧が入力される第３のダイオードにより構成してもよいし、また例えば、ヒューズにより構成してもよい。

このように第３のダイオード又はヒューズによってバッテリ電圧出力阻止手段を構成することで、バッテリ電圧出力阻止手段をより簡易的に実現することができる。

また、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、上述した本発明の電動工具用バッテリ監視システムを構成するものである。そのため、この電動工具用バッテリパックによれば、監視回路が動作不能となる程にバッテリの電圧が低下しても、バッテリに代わって副電源により監視回路を動作させることができる。これにより、バッテリへの充電が行われる際も監視回路を動作させつつ充電が行われるようにすることができる。

また、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充電器は、上述した本発明の電動工具用充電システム（但し電動工具用充電器を備えたもの）を構成するものである。そのため、この電動工具用充電器によれば、電動工具用バッテリパックが装着されているときに、内部の副電源から電動工具用バッテリパックへ電力を供給することができ、これにより、電動工具用バッテリパック内のバッテリの電圧が低下していても副電源からの電力によって電動工具用バッテリパック内の監視回路を動作させることができる。

実施形態の電動工具用充電システムを構成する電動工具用バッテリパック及び電動工具用充電器の外観を表す斜視図である。 実施形態の電動工具用充電システムの電気的構成を表す電気回路図である。 バッテリパックのマイコンにて実行されるバッテリ監視制御処理を表すフローチャートである。 図３のバッテリ監視制御処理におけるＳ１２０の充電監視制御処理の詳細を表すフローチャートである。 電動工具用充電システムの他の実施形態を表す電気回路図である。

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。

（１）電動工具用充電システムの全体構成
図１は、本発明が適用された実施形態の電動工具用充電システム３０を構成する電動工具用バッテリパック（以下単に「バッテリパック」という）１０及び電動工具用充電器（以下単に「充電器」という）２０の外観を示す斜視図である。この電動工具用充電システム３０は、本発明の電動工具用バッテリ監視システムが具現化された一実施形態である。

バッテリパック１０は、例えば充電式インパクトドライバや充電式ドライバドリル、充電式インパクトレンチなど（これらはあくまでも一例）の各種電動工具に対して着脱自在に装着されて、これら電動工具にその駆動用の電源を供給するためのものであり、内部にその電源としてのバッテリ３１（図２参照）が備えられている。

また、バッテリパック１０は、その一側面に、充電器２０の充電側装着部２７或いは電動工具の工具本体に装着されるバッテリ側装着部１７が形成されている。そして、このバッテリ側装着部１７における所定の位置に、充電器２０の充電側ターミナル２６或いは工具本体の工具側ターミナル（図示略）と電気的に接続されるバッテリ側ターミナル１６が設けられている。

このバッテリ側ターミナル１６は、充放電電流が通電されるバッテリ側正極端子１１及びバッテリ側負極端子１２や、バッテリ側信号端子群１３を備えた構成となっている。バッテリ側信号端子群１３は、少なくとも充電器側制御電圧入力端子５１、充電許可・停止信号出力端子５２（いずれも図２参照）を含む複数の端子からなるものである。

充電器２０は、図示しない外部入力電源（本実施形態ではＡＣ１００Ｖ電源）から、バッテリパック１０内のバッテリ３１を充電するための所定電圧の充電用直流電源（充電電力）を生成するものである。この充電器２０は、上面の一端側にバッテリパック１０が装着される充電側装着部２７が形成されており、この充電側装着部２７における所定の位置（充電側装着部２７の内部）に充電側ターミナル２６が設けられている。

この充電側ターミナル２６は、バッテリパック１０へ充電用直流電源を供給するための充電側正極端子２１及び充電側負極端子２２や、充電側信号端子群２３を備えた構成となっている。充電側信号端子群２３は、少なくとも充電器側制御電圧出力端子８１、充電許可・停止信号入力端子８２（いずれも図２参照）を含む複数の端子からなるものである。

また、充電器２０には、当該充電器２０の動作状態やバッテリパック１０の充電状態等を外部へ表示するための、３つのＬＥＤを備えた表示部２８が設けられている。

このように構成された電動工具用充電システム３０において、バッテリパック１０のバッテリ側装着部１７を充電器２０の充電側装着部２７に装着すると、双方のターミナル１６，２６が電気的に接続される。

より詳しくは、バッテリパック１０のバッテリ側正極端子１１が充電器２０の充電側正極端子２１と接続され、バッテリパック１０のバッテリ側負極端子１２が充電器２０の充電側負極端子２２と接続される。また、バッテリパック１０のバッテリ側信号端子群１３を構成する充電器側制御電圧入力端子５１及び充電許可・停止信号出力端子５２が、それぞれ、充電器２０の充電側信号端子群２３を構成する充電器側制御電圧出力端子８１及び充電許可・停止信号入力端子８２と接続される（図２参照）。これにより、充電器２０による、バッテリパック１０内のバッテリ３１の充電が可能な状態となる。

（２）電動工具用充電システムの電気的構成
次に、本実施形態の電動工具用充電システム３０の電気的構成について、図２を用いて説明する。図２は、電動工具用充電システム３０の電気的構成を簡略的に示す電気回路図である。図２は、充電器２０にバッテリパック１０が装着されて両者が電気的に接続されている状態を示している。

（２−１）バッテリパックの電気的構成
まず、バッテリパック１０の電気的構成について説明する。バッテリパック１０は、図２に示す通り、バッテリ３１と、このバッテリ３１の充放電制御やバッテリ３１の状態の監視を行うなど、当該バッテリパック１０における各種制御機能を統括的に担うマイコン３２と、バッテリ３１の電力を入力としてバッテリパック１０内の各種回路を動作させるためのバッテリ側制御電圧Ｖｃｃ（例えば３．３Ｖ）を生成するバッテリ側レギュレータ３３とを備えている。なお、バッテリ側正極端子１１はバッテリ３１の正極側に接続され、バッテリ側負極端子１２はバッテリ３１の負極側に接続されている。

バッテリ３１は、複数の電池セルＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎが直列接続されてなるものである。本実施形態では、各電池セルＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎはいずれも定格電圧３．６Ｖのリチウムイオン二次電池であり、これが４個直列接続されている。そのため、バッテリ３１全体の電圧（以下「バッテリ電圧」という）Ｖｂａｔは正常時では１４．４Ｖ近傍である。

バッテリパック１０が電動工具本体に装着されて使用される際は、このバッテリ３１の電力が、バッテリ側正極端子１１及びバッテリ側負極端子１２を介して電動工具本体へ供給される。また、充電器２０によってバッテリ３１が充電される際は、後述するようにバッテリ側正極端子１１及びバッテリ側負極端子１２を介して充電器２０からの充電用直流電源がバッテリ３１へ供給される。

バッテリ側レギュレータ３３には、バッテリ電圧Ｖｂａｔが、シャットダウンスイッチ４０、ツェナーダイオードＤ４、及びダイオードＤ１を介して入力される。バッテリ側レギュレータ３３は、その入力されたバッテリ電圧Ｖｂａｔを元に、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃを生成する。なお、ツェナーダイオードＤ４は、カソードがシャットダウンスイッチ４０の一端に接続され、アノードがダイオードＤ１のアノードに接続されている。そして、ダイオードＤ１のカソードがバッテリ側レギュレータ３３に接続されている。

シャットダウンスイッチ４０は、マイコン３２からのシャットダウン信号ＳＤに従ってオン・オフするものであり、そのオン・オフ制御の詳細については後述するが、バッテリ３１が正常である限り、通常はオンされている。

そのため、通常はバッテリ電圧Ｖｂａｔがこのシャットダウンスイッチ４０、ツェナーダイオードＤ４、及びダイオードＤ１を介してバッテリ側レギュレータ３３に入力される。但し、ツェナーダイオードＤ４の逆方向電圧（降伏電圧；例えば５Ｖ）による電圧降下やダイオードＤ１の順方向電圧による電圧降下が存在するため、実際には、バッテリ電圧Ｖｂａｔのうち、これら電圧降下分を差し引いた値の電圧がバッテリ側レギュレータ３３に入力されることとなる。

なお、バッテリパック１０内の各回路は、図２に示すように、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃによって動作する回路と、バッテリ電圧Ｖｂａｔにより動作する回路とが混在している。そのため、シャットダウンスイッチ４０を介して入力されるバッテリ電圧Ｖｂａｔは、ツェナーダイオードＤ４のカソードへ入力されると共に、バッテリパック１０内におけるこのバッテリ電圧Ｖｂａｔにより動作する各回路へも入力される。

また、バッテリ側レギュレータ３３には、上述したバッテリ電圧Ｖｂａｔの他に、充電器２０内で生成された充電器側制御電圧Ｖｄｄ（詳細は後述）も、ダイオードＤ３及びダイオードＤ２を介して入力される。

即ち、バッテリ側レギュレータ３３の入力側には、ダイオードＤ１のカソードが接続されていると共にダイオードＤ２のカソードも接続されている。そして、ダイオードＤ２のアノードはダイオードＤ３のカソードに接続され、ダイオードＤ３のアノードは充電器側制御電圧入力端子５１に接続されている。この充電器側制御電圧入力端子５１には、後述するように充電器２０から充電器側制御電圧Ｖｄｄが入力される。そのため、充電器側制御電圧入力端子５１に入力された充電器側制御電圧Ｖｄｄは、ダイオードＤ３及びダイオードＤ２を介してバッテリ側レギュレータ３３に入力される。

つまり、本実施形態のバッテリパック１０では、バッテリ側レギュレータ３３が、バッテリ電圧Ｖｂａｔ又は充電器側制御電圧Ｖｄｄのうちいずれか一方を元にバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを生成可能な、いわゆるドロッパ型のレギュレータとして構成されている。具体的には、バッテリ電圧ＶｂａｔはダイオードＤ１を介して入力され、充電器側制御電圧ＶｄｄはダイオードＤ２を介して入力されるよう構成されている。これにより、バッテリ側レギュレータ３３には、バッテリ電圧Ｖｂａｔ又は充電器側制御電圧Ｖｄｄのうち大きい方が入力されることとなる。

このような構成により、バッテリ３１が正常である通常時は、バッテリ側レギュレータ３３にはダイオードＤ１を介してバッテリ電圧Ｖｂａｔが入力され、これを元にバッテリ側制御電圧Ｖｃｃが生成されることとなる。

一方、例えばバッテリパック１０が長期放置されるなどして、バッテリ３１の放電が進み、バッテリ電圧Ｖｂａｔが低下すると、バッテリ側レギュレータ３３は、その低下したバッテリ電圧Ｖｂａｔからバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを正常に生成することができなくなるおそれがある。

このような場合、本実施形態では、バッテリパック１０を充電器２０に装着すれば、充電器２０からの充電器側制御電圧ＶｄｄがダイオードＤ２を介してバッテリ側レギュレータ３３に入力されるため、バッテリ側レギュレータ３３はその充電器側制御電圧Ｖｄｄを元にバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを生成することができる。

より具体的には、本実施形態では、電圧低下検出用コンパレータ３４からの電圧低下検出信号ＬＶ（詳細は後述）によってバッテリ３１の過放電が検出されると、マイコン３２は、シャットダウン信号出力端子からシャットダウン信号を出力して、シャットダウンスイッチ４０をオフする。これにより、バッテリ側レギュレータ３３へのバッテリ電圧Ｖｂａｔの入力が遮断されてバッテリ側制御電圧Ｖｃｃの生成が停止され、マイコン３２の動作自体も停止される、シャットダウンモードに移行する。

マイコン３２がシャットダウンモードから通常の動作状態（通常動作モード）に復帰するためには、バッテリパック１０を充電器２０に装着して充電を行う必要がある。バッテリパック１０を充電器２０に装着すると、充電器側制御電圧Ｖｄｄが充電器側制御電圧入力端子５１、ダイオードＤ３、及びダイオードＤ２を介してバッテリ側レギュレータ３３に入力される。これにより、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃの生成が開始され、マイコン３２が起動して、通常動作モードに復帰するのである。

通常動作モードに復帰すると、マイコン３２はシャットダウンスイッチ４０を再びオンさせる。そのため、シャットダウンスイッチ４０のオン後、充電が進んでバッテリ電圧Ｖｂａｔの値が回復すると、バッテリ側レギュレータ３３は、再びバッテリ電圧Ｖｂａｔを元にバッテリ側制御電圧Ｖｃｃの生成を行うこととなる。

なお、充電器２０からの充電器側制御電圧Ｖｄｄをバッテリ側レギュレータ３３へ入力するという目的だけを考えれば、ダイオードＤ３は必ずしも必要ではない。しかし、バッテリ側レギュレータ３３及びその入力側に接続された２つのダイオードＤ１，Ｄ２等からなる電源回路に何らかの故障（例えばダイオードＤ２の故障）が生じて、バッテリ側レギュレータ３３に入力されるバッテリ電圧Ｖｂａｔが充電器側制御電圧入力端子５１にも印加されてしまうおそれがある。そうなると、そのバッテリ電圧Ｖｂａｔは充電器２０内にも入力され、充電器２０内の回路（例えば充電器側制御電圧Ｖｄｄを生成する制御用スイッチング電源回路７３など）に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。

そこで本実施形態のバッテリパック１０では、充電器側制御電圧入力端子５１にダイオードＤ３を接続し、充電器２０からの充電器側制御電圧ＶｄｄがこのダイオードＤ３を介してバッテリ側レギュレータ３３へ入力されるようにしているのである。このようにダイオードＤ３を設けることにより、バッテリ電圧Ｖｂａｔが充電器側制御電圧入力端子５１を介して充電器２０内へ入力されるのを阻止することができる。

バッテリパック１０は、更に、バッテリ３１における各電池セルＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎの電圧（以下「セル電圧」という）のうちいずれか１つを選択的に出力するセル選択スイッチ３８と、このセル選択スイッチ３８により選択されたいずれか１つの電池セルのセル電圧を増幅してセル電圧信号ＣｅＶとして出力する差動増幅回路３５と、バッテリ３１の近傍に設けられ、電池セルの温度（以下「セル温度」という）を検出してセル温度信号ＣｅＴとして出力する温度検出回路３９と、バッテリ電圧Ｖｂａｔを分圧抵抗Ｒｘ，Ｒｙで分圧したバッテリ電圧分圧値Ｖｚと所定の第１基準電圧Ｖｒ１とを比較してその比較結果を電圧低下検出信号ＬＶとして出力する電圧低下検出用コンパレータ３４と、バッテリ３１から電動工具本体への放電時における放電電流を検出するための電流検出抵抗Ｒ１と、この電流検出抵抗Ｒ１により検出された電流（即ち、電流値に対応した電圧信号）を所定のゲインで増幅して放電電流信号を生成するための、オペアンプ３７及び各抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４からなる非反転増幅回路と、この非反転増幅回路による増幅後の放電電流信号と所定の第２基準電圧Ｖｒ２とを比較してその比較結果を放電検出信号ＣｕＤとして出力する放電検出用コンパレータ３６と、充電器２０が接続されたことを検出するための充電器検出用トランジスタＴｒ１と、を備えている。

なお、充電器検出用トランジスタＴｒ１として、本実施形態ではＮＰＮ型バイポーラトランジスタが用いられているが、これはあくまでも一例である。

セル選択スイッチ３８は、バッテリ電圧Ｖｂａｔにより動作し、マイコン３２からのセル選択信号ＳＥＬに従って、このセル選択信号ＳＥＬにより指示されたいずれか１つの電池セルの電圧が出力されて差動増幅回路３５へ入力されるよう構成されており、図示の如く複数のスイッチＳＷ１ａ，ＳＷ２ａ、ＳＷ１ｂ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ３ａ，・・・，ＳＷｎａを備えている。

このような構成により、セル選択信号ＳＥＬによって例えば最も電位の低い電池セルＢ１が選択された場合は、セル選択スイッチ３８において、その電池セルＢ１の負極と差動増幅回路３５の非反転入力端子の間に接続されたスイッチＳＷ１ａ、及び電池セルＢ１の正極と差動増幅回路３５の反転入力端子の間に接続されたスイッチＳＷ１ｂをそれぞれオンし、他のスイッチは全てオフする。これにより、セル選択スイッチ３８からは、その選択された電池セルＢ１の電圧が差動増幅回路３５へ入力される。

差動増幅回路３５は、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃにより動作し、セル選択スイッチ３８から入力された電圧（即ち選択された何れか一つの電池セルの電位差）が増幅され、セル電圧信号ＣｅＶとしてマイコン３２へ入力される。

温度検出回路３９は、例えばサーミスタなどの感温素子を備えた周知の温度センサとして構成されたものである。感温素子は、バッテリ３１における各電池セルの近傍に設けられている。感温素子をどこに設けるか、或いはいくつ設けるかについては種々考えられ、例えば１つの感温素子を設けてこの感温素子に基づく検出結果を各電池セルのセル温度とみなすようにしてもよいし、各電池セルの各々に対して個別に感温素子を設け、電池セル毎に個々にセル温度を検出するようにしてもよい。本実施形態では、説明の簡略化のため、前者（感温素子が１つの場合）を前提として説明することとする。

電圧低下検出用コンパレータ３４は、バッテリ電圧Ｖｂａｔ（又はバッテリ側制御電圧Ｖｃｃ）を電源として動作し、バッテリ電圧分圧値Ｖｚが第１基準電圧Ｖｒ１以上の正常状態であればハイ（Ｈ）レベルの電圧低下検出信号をマイコン３２へ出力する。一方、バッテリ電圧Ｖｂａｔが低下してバッテリ電圧分圧値Ｖｚが第１基準電圧Ｖｒ１より低くなると、ロー（Ｌ）レベルの電圧低下検出信号をマイコン３２へ出力する。この電圧低下検出用コンパレータ３４は、バッテリ３１が過放電状態となるのを防ぐべく、過放電状態に近くなった場合にこれを検出するものである。そのため、第１基準電圧Ｖｒ１としては、過放電状態に近いことが検出できるような値が適宜設定される。本実施形態では、一例としてバッテリ電圧Ｖｂａｔが１０Ｖより低くなった場合にこれを検出できるよう、第１基準電圧Ｖｒ１は、１０Ｖを分圧抵抗Ｒｘ，Ｒｙで分圧したときの値に設定されている。

電流検出抵抗Ｒ１は、バッテリ側負極端子１２からバッテリ３１の負極（最も電位の低い電池セルＢｎの負極）に至る通電経路に設けられており、この電流検出抵抗Ｒ１において放電電流により生じる電圧降下（電圧信号）が、非反転増幅回路を構成するオペアンプ３７へ入力される。

この非反転増幅回路は、基本的には、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃにより動作するオペアンプ３７を備えると共に、その非反転入力端子に電流検出抵抗Ｒ１により検出された電圧信号が入力され、反転入力端子は抵抗Ｒ２を介してグランド（接地電位）に接続されると共に抵抗Ｒ３を介して出力端子に接続された、周知の構成となっている。そして、本実施形態では、このような構成を基本としつつ、更に、反転入力端子とマイコン３２との間に抵抗Ｒ４を接続しており、これにより、非反転増幅回路のゲインを二種類に切り換えることが可能となっている。

抵抗Ｒ４は、その一端がオペアンプ３７の反転入力端子に接続され、他端がマイコン３２のゲイン切替信号出力ポート４７に接続されている。マイコン３２は、ゲイン切替信号出力ポート４７をハイインピーダンス又はＬレベル出力のいずれかに切り替えることにより、非反転増幅回路のゲイン切り替えを実現する。

例えば、電動工具の使用時など、放電電流が大きいときは、ゲイン切替信号ＧＣとしてハイインピーダンスの信号を出力して、ゲインを小さくすることにより（以下、このときのゲインを「第１のゲイン」ともいう）、その大きな放電電流（例えば数十Ａの大電流）を適切に検出できるように設定される。逆に、放電電流が小さい（例えば０Ａ近傍）になったときは、ゲイン切替信号ＧＣとしてＬレベルの信号を出力して、非反転増幅回路のゲインを大きくする（以下、このときのゲインを「第２のゲイン」ともいう）。これにより、微小な電流でも確実に検出できるようになる。このように、マイコン３２は、放電電流の値に応じて非反転増幅回路のゲインを切り替えることで、放電電流の大きさにかかわらずこれを適切に検出できるようにするのである。

放電検出用コンパレータ３６は、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃにより動作し、オペアンプ３７から出力される放電電流信号が第２基準電圧Ｖｒ２以上のときはＨレベルの放電検出信号ＣｕＤをマイコン３２へ出力する。一方、オペアンプ３７からの放電電流信号が第２基準電圧Ｖｒ２より低くなると、Ｌレベルの放電検出信号ＣｕＤをマイコン３２へ出力する。この放電検出用コンパレータ３６は、電動工具本体への電力供給が開始されたときにこれを検出するためのものである。

電動工具本体への電力供給が開始されると、負荷（例えばモータ）の特性により、放電電流はすぐに上昇していって、やがて定常状態となる。そのため、放電を検出するための基準となる第２基準電圧Ｖｒ２は、例えばその定常状態のときの電流値（例えば数十Ａ）に近い値としてもよいし、定常状態のときの電流値の約１／２とするなど、種々の値に設定することができる。しかし本実施形態では、放電が開始されたときに、定常状態になるのを待つことなく迅速にこれを検出できるよう、第２基準電圧Ｖｒ２は低い値（例えば１Ａ）に設定されている。

ここで、この放電検出用コンパレータ３６に入力される放電電流信号は、オペアンプ３７等からなる非反転増幅回路から入力されるものであるため、上述したように、この放電電流信号は非反転増幅回路のゲインによって異なるレベルとなる。このような構成において、仮に、非反転増幅回路のゲインが、大電流を適切に検出可能な第１のゲインに固定されたままだと、モータ低速時などの小さな値の放電電流（例えば数Ａ）を確実に検出することが困難となる。

そこで本実施形態では、マイコン３２が、放電が終了したときには非反転増幅回路のゲインを第２のゲインに切り替え、少ない放電電流でもこれを検出できるようにしている。つまり、小さな電流を十分に検出できるよう、ゲインを高く設定しておくのである。そして、放電開始が検出されたときは、ゲインを再び第１のゲインに切り替え、大電流を適切に検出できるようにするのである。

このように非反転増幅回路のゲインを切り替えるようにしている目的は、基本的には、上述したように小さな電流でも確実に検出できるようにするためであるが、更には、マイコン３２が後述するようにスリープモードに移行した後、再び放電が開始されたときに、放電開始後迅速にスリープモードから通常の動作状態に復帰（ウェイクアップ）させるためでもある。放電終了時に第２のゲインに切り替えておけば、再び放電が開始されたときにその放電開始を、モータ低速時などのまだ電流値が小さい状態のときでも確実に検出することができ、より早くウェイクアップさせることができる。

充電器検出用トランジスタＴｒ１は、ベースが抵抗Ｒ６及びダイオードＤ３を介して充電器側制御電圧入力端子５１に接続され、エミッタが接地電位に接続され、コレクタが抵抗Ｒ５を介してバッテリ側制御電圧Ｖｃｃに接続されると共にマイコン３２の充電器接続検出信号入力ポート４９に接続されている。

バッテリパック１０が充電器２０に装着されると、充電器２０内で生成された充電器側制御電圧Ｖｄｄは、上述したようにダイオードＤ２を介してバッテリ側レギュレータ３３に入力されるだけでなく、更に、充電器接続信号として、抵抗Ｒ６を介して充電器検出用トランジスタＴｒ１のベースに入力される。これによりこの充電器検出用トランジスタＴｒ１はオンし、そのコレクタの電位、即ちマイコン３２へ入力される充電器接続検出信号ＣＨＤはＬレベルとなる。

つまり、バッテリパック１０に充電器２０が接続されていないときは、充電器検出用トランジスタＴｒ１はオフされ、マイコン３２に入力される充電器接続検出信号ＣＨＤは、抵抗Ｒ５を介して入力されるバッテリ側制御電圧ＶｃｃによってＨレベルとなる。一方、充電器２０が接続されると、上記のように充電器２０からの充電器接続信号（充電器側制御電圧Ｖｄｄ）によって充電器検出用トランジスタＴｒ１がオンして、マイコン３２への充電器接続検出信号ＣＨＤがＬレベルとなる。そのため、マイコン３２は、充電器接続検出信号ＣＨＤのレベルに基づいて、充電器２０が接続されているか否かを判断することができる。

マイコン３２は、ハードウェアとしては、その内部にＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、ＮＶＲＡＭ（不揮発性メモリ）６４などを備えた周知の構成となっており、バッテリ側レギュレータ３３により生成されたバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを電源として動作し、ＲＯＭ６２に記憶された各種プログラムに従って各種制御を実行する。

また、マイコン３２は、信号が入出力されるポートとして、電圧低下検出用コンパレータ３４からの電圧低下検出信号ＬＶが入力される電圧低下検出信号入力ポート４１、セル選択スイッチ３８へのセル選択信号ＳＥＬが出力されるセル選択信号出力ポート４２、差動増幅回路３５からのセル電圧信号ＣｅＶが入力されるセル電圧信号入力ポート４３、温度検出回路３９からのセル温度信号ＣｅＴが入力されるセル温度信号入力ポート４４、放電検出用コンパレータ３６からの放電検出信号ＣｕＤが入力される放電検出信号入力ポート４５、オペアンプ３７からの放電電流信号が入力される放電電流信号入力ポート４６、ゲイン切替信号ＧＣが出力されるゲイン切替信号出力ポート４７、シャットダウンスイッチ４０を制御するシャットダウン信号ＳＤが出力されるシャットダウン信号出力ポート４８、充電器検出用トランジスタＴｒ１から充電器接続検出信号ＣＨＤが入力される充電器接続検出信号入力ポート４９、充電器２０への充電許可・停止信号（充電許可信号ＣＰ、充電停止信号ＣＳ）が出力される充電許可・停止信号出力ポート５０、などを備えている。

マイコン３２は、後述する充電監視制御処理（図４参照）において、適宜、充電許可信号ＣＰ又は充電停止信号ＣＳを出力することにより、充電器２０による充電電力の生成（又は出力）を許可又は停止させる。

具体的には、充電を許可する際に充電許可信号ＣＰを出力すると、その充電許可信号ＣＰがバッテリパック１０の充電許可・停止信号出力端子５２から充電器２０の充電許可・停止信号入力端子８２を経て充電器２０内の充電用スイッチング電源回路７２に入力され、これによりこの充電用スイッチング電源回路７２による充電電力の生成（又は出力）が許可される。一方、充電を停止させる際に充電停止信号ＣＳを出力すると、充電器２０内の充電用スイッチング電源回路７２は、その充電停止信号ＣＳに従って充電電力の生成（又は出力）を停止する。

（２−２）充電器の電気的構成
次に、充電器２０の電気的構成について説明する。充電器２０は、外部電源（本例ではＡＣ１００Ｖ電源）を直流に整流するための入力整流回路７１と、この入力整流回路７１による整流後の直流電源からバッテリ３１充電用の充電電力を生成する充電用スイッチング電源回路７２と、入力整流回路７１による整流後の直流電源から充電器２０内の各種回路を動作させるための充電器側制御電圧Ｖｄｄを生成する制御用スイッチング電源回路７３と、充電用スイッチング電源回路７２による充電電力の生成を制御（延いてはバッテリ３１の充電を制御）するマイコン７４と、充電器側制御電圧Ｖｄｄをバッテリパック１０へ出力するための充電器側制御電圧出力端子８１と、バッテリパック１０からの充電許可信号ＣＰ又は充電停止信号ＣＳが入力される充電許可・停止信号入力端子８２と、を備えている。

本実施形態の充電器２０は、バッテリ３１の充電を、定電流制御又は定電圧制御により行うよう構成されている。両者の切り換えは、マイコン７４からの充電制御指令に応じて行われる。そのため、定電流制御による充電が行われる際は、充電用スイッチング電源回路７２にて充電電力として一定電流値の充電電流が生成され、バッテリパック１０に供給される。一方、定電圧制御による充電が行われる際は、充電用スイッチング電源回路７２にて充電電力として一定電圧の充電電圧が生成され、バッテリパック１０に供給される。

充電用スイッチング電源回路７２により生成された充電電力は、充電器２０の充電側正極端子２１及び充電側負極端子２２を介してバッテリパック１０へ供給される。

充電器２０のマイコン７４は、ハードウェアとしては、図示は省略したものの、その内部にＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭなどを備えた周知の構成となっており、制御用スイッチング電源回路７３により生成された充電器側制御電圧Ｖｄｄを電源として動作し、ＲＯＭに記憶された各種プログラムに従って各種制御を実行する。

制御用スイッチング電源回路７３により生成された充電器側制御電圧Ｖｄｄは、充電器側制御電圧出力端子８１からバッテリパック１０にも出力される。即ち、充電器２０にバッテリパック１０が装着されると、充電器側制御電圧出力端子８１にバッテリパック１０の充電器側制御電圧入力端子５１が接続される。これにより、充電器２０内で生成された充電器側制御電圧Ｖｄｄが、これら各端子８１，５１を介してバッテリパック１０内に入力される。

また、充電器２０にバッテリパック１０が装着されると、充電器２０における充電許可・停止信号入力端子８２に、バッテリパック１０における充電許可・停止信号出力端子５２が接続される。これにより、バッテリパック１０内のマイコン３２から出力された充電許可信号ＣＰ又は充電停止信号ＣＳは、これら各端子５２，８２を介して充電器２０内の充電用スイッチング電源回路７２へ入力される。

充電用スイッチング電源回路７２による充電電力の生成（又は出力）は、バッテリパック１０からの充電許可信号ＣＰ又は充電停止信号ＣＳにより制御される。即ち、充電用スイッチング電源回路７２は、バッテリパック１０から充電許可信号ＣＰが出力されているときに充電電力を生成してバッテリパック１０へ出力し、バッテリパック１０から充電停止信号ＣＳが出力されているときは充電電力の生成（又は出力）を停止して、充電電力がバッテリパック１０に入力されないようにする（つまりバッテリ３１への充電が行われないようにする）よう構成されている。

（３）バッテリパックにおいて実行される各種制御処理
上記のように構成されたバッテリパック１０において、マイコン３２は、その通常動作中（通常の動作状態）は、後述するスリープモード及びシャットダウンモードである場合を除き、常時、セル温度や各電池セルのセル電圧、バッテリ３１の充放電時の電流などに基づいてバッテリ３１を監視している。なお、マイコン３２によるバッテリ３１の監視項目は、上述したセル電圧、セル温度、充放電電流に限らず、他の項目があってもよい。

つまり、通常動作中は、マイコン３２によるバッテリ３１の各種監視が行われる。一方、電動工具本体への電力供給が行われていない場合など、スリープモードに切り替わるべき所定の条件が成立したときには、マイコン３２は、自身をスリープモードに切り替え、通常動作時よりもバッテリ３１の消費電力を低く抑えるようにする。但し、スリープモード中はマイコン３２をはじめとするバッテリパック１０内の各部への電源供給が完全に停止するわけではなく、スリープモードから復帰してウェイクアップするための必要最小限の動作は引き続き行われる。

具体的には、マイコン３２は、スリープモードに切り替わった後、少なくとも、放電検出用コンパレータ３６からの電流検出信号に基づく、放電が開始されたか否かの判断、充電器検出用トランジスタＴｒ１からの充電器接続検出信号に基づく、充電器２０が接続されたか否かの判断、及び電圧低下検出用コンパレータ３４からの電圧低下検出信号に基づく、バッテリ電圧分圧値Ｖｚが第１基準電圧Ｖｒ１より低くなったか否か（即ち、本例ではバッテリ電圧Ｖｂａｔが１０Ｖより低くなったか否か）の判断は行う。

これにより、スリープモードへの切り替わり後、バッテリ３１からの放電が開始されるか、充電器２０が接続されるか、或いはバッテリ電圧分圧値Ｖｚが第１基準電圧Ｖｒ１より低くなったか、のいずれかの復帰条件が成立した場合は、スリープモードから再び通常の動作状態に復帰する。そしてマイコン３２は、後述するように、放電開始により復帰した場合は、バッテリ３１の状態を監視しつつ放電を制御する。また、充電器２０の接続により復帰した場合は、充電監視モードに入り、充電にかかわる各種制御や充電中のバッテリ３１の状態監視等を含む充電監視制御処理を実行する。また、バッテリ電圧の低下により復帰した場合は、スリープモードよりも更にバッテリ３１の消費電力が小さいシャットダウンモードへ移行する。

シャットダウンモードへの移行は、具体的には、シャットダウン信号によってシャットダウンスイッチ４０をオフさせることにより行う。そのため、シャットダウンモードに入ると、バッテリ電圧Ｖｂａｔは、バッテリ側レギュレータ３３を含むバッテリパック１０内の監視回路全体に全く供給されなくなり、マイコン３２をはじめとする監視回路全体の動作が完全に停止する。

バッテリ電圧分圧値Ｖｚが第１基準電圧Ｖｒ１より低い状態となっても引き続き上記のようにウェイクアップのために必要な動作を継続するようにすると、その消費電力は通常動作時よりは十分に低いとはいえ、バッテリ電力を消費していることは事実であるため、ゆっくりではあるがバッテリ３１の放電が更に進み、バッテリ３１が過放電状態となるおそれがある。そこで、本実施形態では、バッテリ電圧分圧値Ｖｚが低下して第１基準電圧Ｖｒ１よりも低くなったときは、監視回路の機能よりもバッテリ３１の過放電防止を優先し、シャットダウンスイッチ４０をオフしてバッテリ３１からバッテリパック１０内の各部への電力供給を完全に遮断するのである。

但し、シャットダウンモードに移行しても、バッテリ３１には自己放電があるため、長期的にみればバッテリの残容量・バッテリ電圧Ｖｂａｔは徐々に低下していく。そして、バッテリ電圧Ｖｂａｔの低下が進むと、バッテリ側レギュレータ３３により生成されるバッテリ側制御電圧Ｖｃｃも低下していき、やがてバッテリ３１ではマイコン３２を動作させることができなくなる。こうなると、マイコン３２によるバッテリ３１の監視も行われなくなる。

そこで本実施形態では、マイコン３２が動作するために必要なバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを生成できない程度にまでバッテリ電圧Ｖｂａｔが低下してしまっても、バッテリパック１０を充電器２０に装着すれば充電器２０からの充電器側制御電圧Ｖｄｄを元にマイコン３２が動作できるよう構成されている。そのため、仮にバッテリ電圧Ｖｂａｔが著しく低下している場合でも、充電の際にはマイコン３２を動作させてバッテリ３１の監視を個行うことができるのである。

（３−１）バッテリ監視制御処理の説明
次に、上記のように構成された本実施形態のバッテリパック１０において、マイコン３２が実行するバッテリ監視制御処理について、図３を用いて説明する。図３は、バッテリパック１０内のマイコン３２にて実行されるバッテリ監視制御処理を表すフローチャートである。バッテリパック１０内のマイコン３２では、ＣＰＵ６１がＲＯＭ６２から制御処理プログラムを読み出し、このプログラムに従って処理を実行する。

このバッテリ監視制御処理が開始されると、まず充電器２０が接続されているか否かが判断される（Ｓ１１０）。この判断は、マイコン３２の充電器接続検出信号入力ポート４９に入力される充電器接続検出信号ＣＨＤに基づいて行われる。

そして、充電器２０が接続されていると判断された場合は（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、マイコン３２を含むバッテリパック１０内の監視回路は充電監視モードに入り、充電監視制御処理が実行される（Ｓ１２０）。この充電監視モードでは、マイコン３２は、ＲＡＭ６３に充電監視モードフラグを設定すると共に、充電監視制御処理を実行することにより、バッテリ３１の状態を監視しつつ、バッテリ３１への充電を制御する。充電監視制御処理の詳細については、後で図４を用いて詳述する。

一方、充電器２０が接続されていないと判断された場合は（Ｓ１１０：ＮＯ）、バッテリ電圧Ｖｂａｔが１０Ｖより低いか否かが判断される（Ｓ１３０）。この判断は、電圧低下検出用コンパレータ３４からの電圧低下検出信号に基づいて行われ、１０Ｖより低いと判断された場合は（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、バッテリ３１が過放電状態となるおそれがあることから、データストアを行った後、シャットダウンモードへと移行させる（Ｓ３７０）。即ち、シャットダウンスイッチ４０をオフさせることにより、バッテリ３１からバッテリパック１０内への電力供給を全て停止させるのである。

なお、データストアとは、マイコン３２がＲＡＭ６３等に保持していた各種データ（例えば充電回数、これまでに検出されたセル温度の最高値・最大値、放電電流の最大値・最小値などの各種履歴）をＮＶＲＡＭ６４に記憶させるものである。

このようにシャットダウンモードに入った後は、充電器２０が接続されて充電が開始されない限り、シャットダウンモードが維持される。そして、充電器２０が接続された場合は、充電器２０内の充電器側制御電圧ＶｄｄがダイオードＤ３及びダイオードＤ２を介してバッテリ側レギュレータ３３に入力される。そのため、バッテリ側レギュレータ３３においてその充電側制御電圧Ｖｄｄを元にしたバッテリ側制御電圧Ｖｃｃの生成が開始され、そのバッテリ側制御電圧Ｖｃｃがマイコン３２に入力される。これにより、マイコン３２は、バッテリ監視制御処理を含む各種制御（通常動作）を開始することとなる。

Ｓ１３０の判断処理においてバッテリ電圧Ｖｂａｔが１０Ｖ以上と判断されたときは（Ｓ１３０：ＮＯ）、各電池セルＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎの各々につき、セル電圧が２．０Ｖより低いか否かが判断される（Ｓ１４０）。このとき、全ての電池セルのセル電圧が２．０Ｖ以上ならば（Ｓ１４０：ＮＯ）、ステータスチェックを行うが（Ｓ１５０）、いずれか１つでもセル電圧が２．０Ｖより低い電池セルがあった場合は（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、放電禁止モードに入る（Ｓ３２０）。

具体的には、マイコン３２内のＲＡＭ６３に放電禁止モードフラグを設定すると共に、電動工具本体へ放電停止信号を出力する。これにより、電動工具本体内において負荷（モータ等）への通電（即ちバッテリ３１からの放電）が停止される。

一方、Ｓ１５０のステータスチェックでは、バッテリ電圧Ｖｂａｔ、セル電圧、セル温度、放電電流などの、バッテリ３１の状態を示す各種データの取得が行われる。

そして、放電電流信号入力ポート４６に入力された放電電流信号に基づき、放電電流が８０Ａより大きいか否かが判断され（Ｓ１６０）、８０Ａより大きい場合は（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、放電停止モードに入る（Ｓ３１０）。この放電停止モードでは、具体的には、マイコン３２内のＲＡＭ６３に放電停止モードフラグを設定すると共に、Ｓ３２０の放電禁止モードと同じように放電停止信号を出力することにより、バッテリ３１から電動工具本体への放電を停止させる。そして、再びＳ１５０のステータスチェック以降の処理に戻る。

放電電流が８０Ａ以下の場合は（Ｓ１６０：ＮＯ）、セル温度信号入力ポート４４に入力されるセル温度信号に基づき、セル温度が８０℃より大きいか否かが判断される（Ｓ１７０）。そして、セル温度が８０℃より大きい場合は（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、放電停止モードに入った上で（Ｓ３１０）、再びＳ１５０のステータスチェック以降の処理に戻る。セル温度が８０℃以下の場合は（Ｓ１７０：ＮＯ）、Ｓ１４０と同じように再度セル電圧が２．０Ｖより低いか否かの判断が行われ（Ｓ１８０）、ここで１つでも２．０Ｖより低い電池セルがあれば（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、放電禁止モードに入り（Ｓ３２０）、全ての電池セルが２．０Ｖ以上ならば（Ｓ１８０：ＮＯ）、放電許可モードに入る（Ｓ１９０）。具体的には、ＲＡＭ６３に放電許可モードフラグを設定する。

放電許可モードに入った後も、マイコン３２によるバッテリ３１の監視は継続される。即ち、Ｓ１９０による放電許可モードへの移行後、まず、放電電流が０Ａになっていないかどうか判断される（Ｓ２００）。放電中、即ち電動工具使用中ならば、放電は継続されているため（Ｓ２００：ＮＯ）、再びＳ１５０のステータスチェック以下の処理に戻る。一方、放電電流が０Ａになると（Ｓ２００：ＹＥＳ）、ゲイン切替信号出力ポート４７からＬレベルのゲイン切替信号を出力して、オペアンプ３７等からなる非反転増幅回路のゲインを初期状態の第１のゲインから、これよりも大きい第２のゲインへと切り替える（Ｓ２１０）。

これにより、次にまた放電が開始されたときに、モータ低速時などの電流値がまだ小さな状態であってもその放電開始を迅速に検出することができる。なお、Ｓ２００における０Ａか否かの判断は、バッテリ３１からの放電電流が完全に０Ａであることを意味するのではなく、電動工具本体への電力供給に伴うバッテリ３１の放電が終了した状態（即ち電動工具本体への供給が０Ａとなった状態）を意味している。そのため、実際には、マイコン３２を含むバッテリパック１０内の各回路において消費される電力を基に放電終了判定用の規定電流値が設定され、この規定電流値以下であったならば放電終了状態になったものと判定してＳ２１０に進むようにされている。

そして、Ｓ２１０により第２のゲインに切り替えて小さな放電電流でも精度良く検出できるようにした後は、あらためて放電電流が０Ａより大きいか否かが判断される（Ｓ２２０）。即ち、バッテリ３１から電動工具本体への放電が終了した状態であるかどうかの判断が、Ｓ２００に引き続いて確認的に行われる。

このとき、放電電流が０Ａより大きくてまだ放電が続いていると判断された場合は（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、非反転増幅回路のゲインを再び第１のゲインに切り替えて（Ｓ２３０）、Ｓ１５０に戻る。一方、放電電流が０Ａであると判断された場合は（Ｓ２２０：ＮＯ）、放電終了状態になったものとして、スリープモードへ入る条件が成立しているか否か、換言すればバッテリ３１が安定した状態であるか否かを判断するための、Ｓ２４０〜Ｓ２７０の各種判断が行われる。

即ち、まずセル温度について、その変化量であるｄＴ／ｄｔが例えば５℃より小さいか否かが判断される（Ｓ２４０）。ここで、バッテリ３１が正常状態であれば、放電終了後はセル温度が徐々に下がっていくはずである。しかし、放電終了後、バッテリ３１が安定状態になるまでの安定していない状態において、例えばある電池セルにおいて既述の軽ショートが発生するなど、電池セルに異常が生じると、セル温度は急上昇する。そこで、Ｓ２４０では、このような電池セルの異常に伴うセル温度の急上昇を検出することによって電池セルの異常を検出するようにしているのである。

そして、Ｓ２４０でセル温度の変化量ｄＴ／ｄｔが５℃以上の場合は（Ｓ２４０：ＮＯ）、電池セルが異常状態であると判断（異常検出）し、充放電ともに禁止する充放電禁止モードに移行する（Ｓ３８０）。この充放電禁止モードに移行すると、以後、当該バッテリパック１０は充放電いずれもできない状態となり、ユーザはもはやこのバッテリパック１０を使用することはできなくなる。

Ｓ２４０でセル温度の変化量ｄＴ／ｄｔが５℃より小さいと判断された場合は（Ｓ２４０：ＹＥＳ）、続いて、各電池セルの各々につき、セル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが例えば−１００ｍＶより大きいか否かが判断される（Ｓ２５０）。電池セルにおいて例えば軽ショートが発生すると、その電池セルの電圧は急激に低下する。そこで、Ｓ２５０では、このような電池セルの異常に伴うセル電圧の急低下を検出することによって、電池セルの異常を検出するようにしているのである。

そして、Ｓ２５０で、いずれか１つでもセル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが−１００ｍＶ以下である（つまり低下傾向が大きい）と判断された場合は（Ｓ２５０：ＮＯ）、電池セルが異常状態であると判断して、充放電ともに禁止する充放電禁止モードに移行する（Ｓ３８０）。

Ｓ２５０で、全ての電池セルについてそのセル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが−１００ｍＶより大きい（つまり低下傾向が小さい）と判断された場合は（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、続いて、各電池セルの各々につき、セル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが０以下であるか否かが判断される（Ｓ２６０）。このとき、セル電圧の変化量が０より大きい（つまりセル電圧が上昇している）場合は（Ｓ２６０：ＮＯ）、電池セルに異常は発生していないものの、まだ放電終了直後であってバッテリ３１が安定していない状態であると判断され、再びＳ１５０以下の処理に戻る。

一方、セル電圧の変化量が０以下の場合、即ち、放電終了後からのセル電圧の上昇が収束して安定してきたと判断された場合は（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、さらに続いて、セル温度Ｔが６０℃より低いか否かが判断される（Ｓ２７０）。このＳ２７０の判断は、Ｓ２５０におけるセル温度の変化量の判断とは異なり、セル温度そのものの値を対象とした判断である。そして、セル温度が６０℃以上の場合は（Ｓ２７０：ＮＯ）、バッテリ３１がまだ安定していない状態であると判断され、再びＳ１５０以下の処理に戻る。一方、セル温度が６０℃より低いと判断された場合は（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、スリープモードへの移行条件が成立したものとして、マイコン３２は自身をスリープモードへと切り替える（Ｓ２８０）。

スリープモード中は、通常の動作状態中に行われる、セル電圧の監視、セル温度の監視、充放電電流の監視をはじめ、マイコン３２で行われる各種監視動作は基本的に停止され、マイコン３２による各種制御も基本的に停止されるが、既述の通り、少なくともスリープモードから再び通常の動作状態へ復帰させるために必要な機能は、引き続き行われる。

そして、スリープモードへの切り替わり後、バッテリ３１からの放電が開始されるか、充電器２０が接続されるか、或いはバッテリ電圧Ｖｂａｔが１０Ｖより低くなったか、のいずれかの復帰条件が成立した場合は（Ｓ２９０）、スリープモードから通常の動作状態へとウェイクアップさせ（Ｓ３００）、再びＳ１１０以下の処理を行う。なお、Ｓ３００のウェイクアップ処理では、Ｓ２１０にて第２のゲインに切り替わったゲインを再び第１のゲインに戻す処理も行われる。

この場合において、例えば、バッテリパック１０に充電器２０が接続されたことによりスリープモードから復帰した場合は、Ｓ１１０からＳ１２０へ進み、充電監視モードに入って充電監視制御処理が実行されることになる。

また例えば、バッテリ電圧Ｖｂａｔが１０Ｖより低くなったことによりスリープモードから復帰した場合は、Ｓ１１０からＳ１３０に進んだ後、このＳ１３０の判断処理においてバッテリ電圧Ｖｂａｔが１０Ｖより低いと判断されて（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、Ｓ３７０のデータストア及びシャットダウンモードへの移行処理に進む。

また、Ｓ３２０により放電禁止モードに移行した後は、Ｓ３３０に進み、Ｓ２４０と全く同じ判断処理、即ちセル温度の変化量ｄＴ／ｄｔが５℃より小さいか否かが判断される。そして、セル温度の変化量ｄＴ／ｄｔが５℃以上の場合は（Ｓ３３０：ＮＯ）、電池セルが異常状態であると判断して、充放電ともに禁止する充放電禁止モードに移行する（Ｓ３８０）。一方、セル温度の変化量ｄＴ／ｄｔが５℃より小さいと判断された場合は（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、続いてＳ３４０に進み、Ｓ２５０と全く同じ判断処理、即ち各電池セルの各々につき、セル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが−１００ｍＶより大きいか否かが判断される。

そして、いずれか１つでもセル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが−１００ｍＶ以下である（つまり低下傾向が大きい）と判断された場合は（Ｓ３４０：ＮＯ）、電池セルが異常状態であると判断して、充放電ともに禁止する充放電禁止モードに移行する（Ｓ３８０）。一方、全ての電池セルについてそのセル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが−１００ｍＶより大きい（つまり低下傾向が小さい）と判断された場合は（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、続いてＳ３５０に進み、Ｓ２６０と全く同じ判断処理、即ち各電池セルの各々につき、セル電圧の変化量ｄＶ／ｄｔが０以下であるか否かが判断される。

そして、セル電圧の変化量が０より大きい場合は（Ｓ３５０：ＮＯ）、再びＳ３２０以下の処理に戻る。一方、セル電圧の変化量が０以下の場合は（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、続いてＳ３６０に進み、Ｓ２７０と全く同じ判断処理、即ちセル温度Ｔが６０℃より低いか否かが判断される。

そして、セル温度が６０℃以上の場合は（Ｓ３６０：ＮＯ）、再びＳ３２０以下の処理に戻る。一方、セル温度が６０℃より低いと判断された場合は（Ｓ３６０：ＹＥＳ）、Ｓ３７０に進み、データストア及びシャットダウンモードへの移行処理が行われる。

（３−２）充電監視制御処理の説明
次に、図３のバッテリ監視制御処理におけるＳ１２０の充電監視制御処理について、図４を用いて詳しく説明する。

バッテリパック１０に充電器２０が接続（装着）されたことによってＳ１２０の充電監視制御処理が開始されると、図４に示すように、まず、バッテリ３１の状態を監視することによって、バッテリ３１が充電可能な状態であるか否かが判断される（Ｓ４１０）。Ｓ４１０における充電可能な状態か否かの判断は、例えば、ＮＶＲＡＭ６４に記憶されている過去の異常履歴に基づいて行われる。

即ち、バッテリパック１０のマイコン３２は、バッテリ３１の状態を監視する監視機能においてバッテリ３１の異常を検出すると、当該バッテリ３１が充電禁止バッテリである旨の異常履歴をＮＶＲＡＭ６４に記憶する。そのため、Ｓ４１０の判断処理において、ＮＶＲＡＭ６４に異常履歴が記憶されていた場合は、バッテリ３１への充電は不可能と判断する（Ｓ４１０：ＮＯ）。そして、充電停止信号ＣＳが充電器２０へ出力される（Ｓ５００）。これにより、充電器２０から充電電力が入力されないようになる。

そして、例えばバッテリ３１の異常により充電できなかった旨の異常履歴をＮＶＲＡＭ６４に記憶するといった、所定のエラー処理が実行された後（Ｓ５１０）、この充電監視制御処理が終了され、Ｓ１１０（図３参照）へ戻ることとなる。

一方、Ｓ４１０においてバッテリ３１が充電可能な状態であると判断された場合は（Ｓ４１０：ＹＥＳ）、バッテリ３１のステータスチェックが行われる。このバッテリ３１のステータスチェックは、一例として、電圧低下検出信号ＬＶに基づく、バッテリ３１の過放電状態のチェック、セル電圧信号ＣｅＶに基づく、各電池セルＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎの電圧（セル電圧）及びバッテリ電圧Ｖｂａｔのチェック、セル温度信号ＣｅＴに基づくバッテリ３１の温度のチェック、などが挙げられる。

そして、Ｓ４２０のステータスチェックの結果に基づく、バッテリ３１が正常であるか否かの判断が行われる（Ｓ４３０）。ここで、例えばバッテリ３１の各電池セルＢ１，Ｂ２，・・・，Ｂｎのうち１本だけ０Ｖになっているなど、バッテリ３１が充電を行うべきではない異常な状態であると判断された場合は（Ｓ４３０：ＮＯ）、Ｓ５００にて充電停止信号ＣＳが出力され、続くＳ５１０にてエラー処理が実行される。

Ｓ４３０の判断処理にて、バッテリ３１が正常であると判断された場合は（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、充電許可信号ＣＰが充電器２０へ出力される（Ｓ４４０）。これにより、充電器２０では、充電用スイッチング電源回路７２による充電電力の生成・出力が行われ、バッテリパック１０内に充電電力が入力されてバッテリ３１の充電が開始されることとなる。

充電が開始された後も、充電中はＳ４５０〜Ｓ４７０に示す監視が継続される。このうちＳ４５０〜Ｓ４６０の処理は、上述したＳ４２０〜Ｓ４３０の処理と同じであり、バッテリ３１のステータスチェックに基づく、バッテリ３１が正常であるか否かの判断が行われる。

そして、Ｓ４７０では、バッテリ３１の充電が完了したか否かが判断される。この判断は、各電池セルのセル電圧信号ＣｅＶに基づいて各電池セルのセル電圧の総和を求め、この総和（即ちバッテリ電圧Ｖｂａｔ）が所定の値（満充電状態を示す値）であるか否かを判断することによって行われる。

Ｓ４７０において充電が完了したと判断されるまでは、Ｓ４５０〜Ｓ４７０の各処理が繰り返されるが、充電が完了したと判断された場合は（Ｓ４７０：ＹＥＳ）、充電停止信号ＣＳが充電器２０へ出力される（Ｓ４８０）。この充電停止信号ＣＳの出力により、充電器２０からの充電電力の出力は停止され、バッテリ３１の充電は停止される。そして、所定の充電完了処理（Ｓ４９０）が行われた後、この充電監視制御処理が終了され、Ｓ１１０（図３参照）へ戻ることとなる。

（４）実施形態の効果等
以上説明した本実施形態の電動工具用充電システム３０によれば、例えばバッテリパック１０が長期放置されること等によってバッテリ電圧Ｖｂａｔが低下しても、バッテリ側レギュレータ３３は、バッテリ電圧Ｖｂａｔに代えて充電器２０からの充電器側制御電圧Ｖｄｄを元にバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを正常に生成し、マイコン３２を動作させることができる。そのため、バッテリ電圧Ｖｂａｔが低下したバッテリ３１への充電を行う際、充電器２０からの充電器側制御電圧Ｖｄｄによってマイコン３２による監視動作を行わせつつ、バッテリ３１への充電を行うことが可能となる。

バッテリ電圧Ｖｂａｔの低下に備えた別の電源（副電源）としては、上記実施形態のように充電器２０内の充電器側制御電圧Ｖｄｄを用いること以外にも、種々の方法を採ることができる。しかし、充電器２０には、内部の各種回路を動作させるための充電器側制御電圧Ｖｄｄを生成する制御用スイッチング電源回路７３がもともと設けられている。充電器２０によるバッテリ３１への充電時は、バッテリ３１の状態を監視する必要性が特に高い。

そのため、上記実施形態のように、バッテリパック１０が充電器２０に接続された場合に、充電器２０内の充電器側制御電圧Ｖｄｄがバッテリパック１０にも入力されるように構成すれば、副電源を供給するための構成をより簡素化することができ、且つ、少なくともバッテリ３１の充電の際にはマイコン３２を動作させてバッテリ３１の監視を確実に行わせることが可能となる。

また、充電器２０及びバッテリパック１０には、充電電力の入出力用の各端子１１，１２，２１，２２とは別に、充電器側制御電圧Ｖｄｄの入出力用の各端子（充電器側制御電圧入力端子５１、充電器側制御電圧出力端子８１）が備えられており、充電器側制御電圧Ｖｄｄはこれら各端子５１，８１を介して充電器２０からバッテリパック１０に入力されるよう構成されている。このような構成により、バッテリパック１０が充電器２０に装着されたときにはこれら各端子５１，８１が互いに接続されるため、充電器側制御電圧Ｖｄｄをバッテリパック１０内へ確実に供給することができ、充電の際にマイコン３２を確実に動作させることができる。

また、充電器２０からバッテリパック１０へ入力される充電器側制御電圧Ｖｄｄは、バッテリパック１０において、単にバッテリ側レギュレータ３３に入力されるだけでなく、バッテリパック１０が充電器２０に接続（装着）されたことを検出する目的でも用いられる。そのため、充電器２０へのバッテリパック１０の装着の有無を簡易的且つ効率的に検出することが可能な充電システムを提供することが可能となる。

また、バッテリパック１０のマイコン３２は、当該バッテリパック１０が充電器２０に接続されると、まずバッテリ３１の監視を行って、バッテリ３１が充電可能な状態かどうか、またバッテリ３１は正常かどうかを判断する（図４のＳ４１０，Ｓ４３０）。そして、充電可能且つ正常な状態である場合に、充電器２０へ充電許可信号ＣＰを出力して、バッテリ３１の充電を許可する。

そのため、バッテリ３１に異常等が生じて充電をすべきでない状態であるにもかかわらず充電が行われてしまうといった問題を抑止することができる。

また、本実施形態では、バッテリ側レギュレータ３３に対し、バッテリ電圧ＶｂａｔはダイオードＤ１を介して入力され、充電器側制御電圧ＶｄｄはダイオードＤ２を介して入力されるよう構成されている。このような簡易的な構成で、バッテリ側レギュレータ３３は、バッテリ電圧Ｖｂａｔ及び充電器側制御電圧Ｖｄｄのうち大きい方を元にバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを生成することができる。

また、本実施形態では、バッテリパック１０において、充電器側制御電圧入力端子５１からダイオードＤ２に至る通電経路上にダイオードＤ３が接続されている。そのため、例えばダイオードＤ２の故障などの何らかの原因によって、バッテリ側レギュレータ３３に入力されるバッテリ電圧Ｖｂａｔが充電器２０側へ出力されようとしても、ダイオードＤ３によってそれが抑止される。つまり、ダイオードＤ３によって、バッテリ電圧Ｖｂａｔが誤って充電器側制御電圧入力端子５１から充電器２０へ出力されてしまうのを抑止することができる。

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、バッテリパック１０のマイコン３２は本発明の監視回路に相当し、充電器２０の制御用スイッチング電源回路７３は本発明の副電源に相当し、バッテリパック１０の充電器側制御電圧入力端子５１は本発明のバッテリパック側電源端子に相当し、充電器２０の充電器側制御電圧出力端子８１は本発明の充電器側電源端子に相当し、バッテリパック１０の充電許可・停止信号出力端子５２は本発明の監視内容出力端子に相当し、充電器２０の充電許可・停止信号入力端子８２は本発明の監視内容入力端子に相当し、バッテリパック１０の充電器検出用トランジスタＴｒ１は本発明の充電器接続検出手段に相当し、バッテリ側レギュレータ３３は本発明の動作用電源生成回路に相当し、ダイオードＤ１は本発明の第１のダイオードに相当し、ダイオードＤ２は本発明の第２のダイオードに相当し、ダイオードＤ３は本発明の第３のダイオードに相当する。

また、図４の充電監視制御処理において、Ｓ４１０〜Ｓ４３０の各処理は本発明の充電可否判断手段が実行する処理に相当し、Ｓ４４０の処理は本発明の充電許可信号出力手段が実行する処理に相当する。

［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、上記実施形態では、バッテリ側レギュレータ３３に入力されるバッテリ側制御電圧Ｖｂａｔが充電器２０へ入力されないよう、充電器側制御電圧入力端子５１とダイオードＤ２の間の通電経路上にダイオードＤ３を設けたが、このようにダイオードＤ３を設けるのはあくまでも一例であり、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃが充電器側制御電圧入力端子５１から充電器２０へ出力されてしまわないようにすることができる限り、ダイオードＤ３以外にも種々の構成を採ることができる。

例えば、図５に示すように、充電器側制御電圧入力端子５１とダイオードＤ２の間の通電経路上にヒューズ５５を設けるようにしてもよい。またこの場合、図５に示すように、充電器側制御電圧入力端子５１と接地電位との間にツェナーダイオードＤ５を接続するとよい。具体的には、充電器側制御電圧入力端子５１にカソードが接続され、接地電位側にアノードが接続されるよう、ツェナーダイオードＤ５を接続する。なお、図５のバッテリパック１００は、図２のバッテリパック１０と比較して、ダイオードＤ３に代えてヒューズ５５を設けたこと、及びツェナーダイオードＤ５を設けたことが異なっているだけであり、その他の構成は図２と同じである。

このように、ヒューズ５５及びツェナーダイオードＤ５からなる構成によっても、図２におけるダイオードＤ３と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、バッテリ側レギュレータ３３として、ドロッパ型のレギュレータを例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であり、例えば昇圧型のレギュレータを用いて入力電圧よりも高いバッテリ側制御電圧Ｖｃｃを生成するようにしてもよく、バッテリ側レギュレータ３３の具体的構成は特に限定されない。

また、例えばマイコン３２がバッテリ電圧Ｖｂａｔにより動作するものである場合や、マイコン３２とは別にバッテリ電圧Ｖｂａｔで動作する監視回路が設けられている場合は、バッテリ電圧Ｖｂａｔはレギュレータを介さずにマイコン３２（監視回路）へ直接供給されるようにすると共に、充電器側制御電圧Ｖｄｄはレギュレータによってバッテリ電圧Ｖｂａｔに昇圧した上でマイコン３２（監視回路）へ供給されるようにしてもよい。

また、充電器２０内で生成される充電器側制御電圧Ｖｄｄがバッテリ側制御電圧Ｖｃｃと同じ値である場合は、充電器２０からバッテリパック１０へ入力された充電器側制御電圧Ｖｄｄ（＝Ｖｃｃ）をそのまま、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃと共にマイコン３２へ入力させるよう構成してもよい。

また、上記実施形態では、バッテリパック１０のマイコン３２による監視内容（監視結果）として、充電許可信号ＣＰ又は充電停止信号ＣＳを出力することについて説明したが、バッテリパック１０から充電器２０へ出力される監視内容の種類は、上記各信号ＣＰ，ＣＳに限定されないことはいうまでもなく、バッテリ３１の状態を直接又は間接的に示すものである限り、種々の内容の信号やデータ等を充電器２０へ出力することができる。

また、上記実施形態では、バッテリ電圧Ｖｂａｔを例えば１４．４Ｖ、バッテリ側制御電圧Ｖｃｃを例えば３．３Ｖ、充電器側制御電圧Ｖｄｄを例えば５Ｖ、として説明したが、これら各数値についても、あくまでも１つの例にすぎないことはいうまでもない。ツェナーダイオードＤ４の降伏電圧（５Ｖ）についても同様である。

また、上記実施形態では、バッテリ電圧Ｖｂａｔが低下しても充電の際にはマイコン３２によるバッテリ３１の監視が行えるよう、充電器２０からバッテリパック１０へ充電器側制御電圧Ｖｄｄを入力する構成としたが、例えば、バッテリパック１０の内部に、バッテリ３１とは別にボタン電池等の電源を内蔵しておき、バッテリ電圧Ｖｂａｔの低下時にはその内蔵電源によってマイコン３２を動作させることができるよう構成してもよい。

つまり、バッテリ電圧Ｖｂａｔの低下によってそのバッテリ電圧Ｖｂａｔによるマイコン３２の動作ができなくなっても、少なくとも充電の際にはマイコン３２を動作可能な電力を供給してバッテリ３１の監視を行わせるようにできる限り、その動作用電源を具体的にどこからどのようにして供給するかについては種々考えられる。

また、バッテリ３１の構成は、上記実施形態では４個の電池セルが直列に接続された構成であったが、これはあくまでも一例であり、バッテリ３１を構成する電池セルの数は特に限定されず、１つの電池セルを備えたバッテリであってもよいし、電池セルが直並列に接続されたものであってもよい。また、１つの電池セルの電圧やバッテリ電圧についても、上記実施形態で例示した値に限定されるものでないことはいうまでもない。

また、上記実施形態では、バッテリ３１を構成する各電池セルがリチウムイオン二次電池である場合を例に挙げて説明したが、これもあくまでも一例であり、電池セルがリチウムイオン二次電池以外の場合、或いは一次電池である場合も、同様に本発明を適用することができる。

１０，１００…バッテリパック、１１…バッテリ側正極端子、１２…バッテリ側負極端子、１３…バッテリ側信号端子群、１６…バッテリ側ターミナル、１７…バッテリ側装着部、２０…充電器、２１…充電側正極端子、２２…充電側負極端子、２３…充電側信号端子群、２６…充電側ターミナル、２７…充電側装着部、２８…表示部、３０…電動工具用充電システム、３１…バッテリ、３２，７４…マイコン、３３…バッテリ側レギュレータ、３４…電圧低下検出用コンパレータ、３５…差動増幅回路、３６…放電検出用コンパレータ、３７…オペアンプ、３８…セル選択スイッチ、３９…温度検出回路、４０…シャットダウンスイッチ、４１…電圧低下検出信号入力ポート、４２…セル選択信号出力ポート、４３…セル電圧信号入力ポート、４４…セル温度信号入力ポート、４５…放電検出信号入力ポート、４６…放電電流信号入力ポート、４７…ゲイン切替信号出力ポート、４８…シャットダウン信号出力ポート、４９…充電器接続検出信号入力ポート、５０…充電許可・停止信号出力ポート、５１…充電器側制御電圧入力端子、５２…充電許可・停止信号出力端子、５５…ヒューズ、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…ＮＶＲＡＭ、７１…入力整流回路、７２…充電用スイッチング電源回路、７３…制御用スイッチング電源回路、８１…充電器側制御電圧出力端子、８２…充電許可・停止信号入力端子、Ｂ１，Ｂ２，…，Ｂｎ…電池セル、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…ダイオード、Ｄ４，Ｄ５…ツェナーダイオード、Ｒ１…電流検出抵抗、Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７…抵抗、Ｒｘ，Ｒｙ…分圧抵抗、Ｔｒ１…充電器検出用トランジスタ

Claims (14)

1. 電動工具の駆動用電源として用いられ、少なくとも１つの電池セルを有するバッテリ、及び、該バッテリから電力供給を受けて動作し、該バッテリの状態を監視する監視回路、を有する電動工具用バッテリパックと、
   前記電動工具用バッテリパックの内部又は該電動工具用バッテリパックとは別に設けられ、前記監視回路を動作させることが可能な電力を出力する副電源と、
   を備え、
   前記監視回路は、前記バッテリの電圧が低下して該バッテリの電力による動作ができなくなった場合は前記副電源からの電力供給を受けて動作できるよう構成されている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
2. 請求項１に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
   前記バッテリが有する前記少なくとも１つの電池セルは二次電池セルであり、
   前記電動工具用バッテリパックに対して着脱可能に構成され、前記バッテリを充電するための充電電力を生成し出力する電動工具用充電器を備え、
   前記副電源は、前記電動工具用充電器内に設けられ、該電動工具用充電器に前記電動工具用バッテリパックが装着されたときに該副電源の電力が前記電動工具用バッテリパックへ供給可能に構成されている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
3. 請求項２に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
   前記電動工具用充電器は、前記副電源の電力を前記バッテリパックへ出力するための充電器側電源端子を備え、
   前記電動工具用バッテリパックは、当該電動工具用バッテリパックが前記電動工具用充電器に装着されたときに前記充電器側電源端子と接続され、該充電器側電源端子から出力された前記副電源の電力を当該電動工具用バッテリパック内へ入力するためのバッテリパック側電源端子を備えている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
4. 請求項２又は請求項３に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
   前記電動工具用バッテリパックは、前記監視回路による監視内容を前記電動工具用充電器へ出力するための監視内容出力端子を備え、
   前記電動工具用充電器は、当該電動工具用充電器に前記電動工具用バッテリパックが装着されたときに前記監視内容出力端子と接続され、該監視内容出力端子から出力された前記監視内容を当該電動工具用充電器内へ入力するための監視内容入力端子を備えている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
5. 請求項４に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
   前記監視回路は、
   前記バッテリの監視を行うことにより該バッテリが充電可能な状態か否かを判断する充電可否判断手段と、
   前記充電可否判断手段によって前記バッテリが充電可能な状態と判断された場合に、監視内容の一つとして充電可能な状態であることを示す充電許可信号を前記監視内容出力端子へ出力する充電許可信号出力手段と、
   を備え、
   前記電動工具用充電器は、前記電動工具用バッテリパックから前記監視内容入力端子を介して前記充電許可信号が入力された場合に、該電動工具用バッテリパックへの前記充電電力の出力を行う
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
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監視システムであって、
   前記電動工具用バッテリパックは、前記電動工具用充電器が装着されることによって前記副電源の電力が当該電動工具用バッテリパックに入力された場合に、該入力に基づいて当該電動工具用バッテリパックが前記電動工具用充電器に装着されたことを検出する充電器接続検出手段を備えている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
7. 請求項２〜請求項６のいずれか１項に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
   前記電動工具用バッテリパックは、前記バッテリの電圧及び副電源の電圧が入力されると共に該各電圧のうちいずれか一方を元に前記監視回路を動作させるための動作用電源を生成する電源回路を備え、
   前記監視回路は、前記電源回路にて生成された前記動作用電源により動作するよう構成されている
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
8. 請求項７に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
   前記電源回路は、前記バッテリの電圧又は前記副電源の電圧のうち大きい方を元に前記動作用電源を生成する
   ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
9. 請求項８に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
   前記電源回路は、
   前記バッテリの電圧又は前記副電源の電圧が入力され、該入力された電圧を元に前記動作用電源を生成する動作用電源生成回路と、
   カソードが前記動作用電源生成回路の入力側に接続され、アノードに前記バッテリの電圧が入力される第１のダイオードと、
   カソードが前記動作用電源生成回路の入力側に接続され、アノードに前記副電源の電圧が入力される第２のダイオードと、
   を備えていることを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
10. 請求項７〜請求項９の何れか１項に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
    前記電動工具用バッテリパックは、前記副電源の電圧が当該電動工具用バッテリパックに入力されてから前記電源回路に至る通電経路上に設けられ、前記電源回路に入力される前記バッテリの電圧が前記通電経路を介して前記副電源側へ出力されるのを阻止するためのバッテリ電圧出力阻止手段を備えている
    ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
11. 請求項１０に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
    前記バッテリ電圧出力阻止手段は、カソードが前記電源回路側に接続されてアノードに前記副電源の電圧が入力される第３のダイオードである
    ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
12. 請求項１０に記載の電動工具用バッテリ監視システムであって、
    前記バッテリ電圧出力阻止手段は、ヒューズである
    ことを特徴とする電動工具用バッテリ監視システム。
13. 請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載の電動工具用バッテリ監視システムを構成する電動工具用バッテリパック。
14. 請求項２〜請求項１２の何れか１項に記載の電動工具用バッテリ監視システムを構成する電動工具用充電器。

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