專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)工具和電池包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)工具和電池包，能夠防止過(guò)電流在蓄電池(secondary battery)中流動(dòng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，鋰離子蓄電池被廣泛地用作驅(qū)動(dòng)無(wú)繩電動(dòng)工具(下面稱(chēng)為“電動(dòng)工具”)的蓄電池，該電動(dòng)工具需要大量電能。然而，如果過(guò)電流在蓄電池中流動(dòng)，則鋰離子蓄電池的、電池壽命變得特別短。針對(duì)這一影響，提出了如下電池包其基于在電動(dòng)工具的蓄電池中流動(dòng)的電流檢測(cè)過(guò)電流的發(fā)生，并且當(dāng)檢測(cè)到過(guò)電流的發(fā)生時(shí)禁止向電動(dòng)工具提供電能(參見(jiàn)例如公開(kāi)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2006-281404)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)工具和電池包，其能夠防止過(guò)電流在蓄電池中流動(dòng)而不用檢測(cè)電流。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述和其他目的，本發(fā)明提供了一種電動(dòng)工具，可連接至包括蓄電池的電池包。該電動(dòng)工具包括馬達(dá)，由從蓄電池提供的電能驅(qū)動(dòng)；和禁止單元，基于蓄電池的電壓的下降量禁止向馬達(dá)提供電能。通過(guò)該配置，可以在不檢測(cè)電流的情況下防止過(guò)電流在蓄電池中流動(dòng)。優(yōu)選地，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值時(shí)，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，第一閾值依賴(lài)于蓄電池的溫度和蓄電池的容量中的至少一個(gè)。通過(guò)該配置，可以更恰當(dāng)?shù)胤乐惯^(guò)電流在蓄電池中流動(dòng)。優(yōu)選地，電動(dòng)工具還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能。一旦禁止向馬達(dá)提供電能，則禁止單元持續(xù)禁止向馬達(dá)提供電能直到打開(kāi)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)。通過(guò)該配置，可以防止在短的時(shí)間周期內(nèi)重復(fù)地允許和禁止對(duì)馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，電動(dòng)工具還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能。禁止單元在自從觸發(fā)器開(kāi)關(guān)已經(jīng)被閉合的每個(gè)預(yù)定周期時(shí)檢測(cè)下降量，所述預(yù)定周期被設(shè)置為使得禁止單元沒(méi)有檢測(cè)到由于起始電流發(fā)生的下降量的值。通過(guò)該配置，可以防止在馬達(dá)的開(kāi)始時(shí)間禁止對(duì)馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，通過(guò)斷開(kāi)在蓄電池和馬達(dá)之間的電流路徑上布置的開(kāi)關(guān)單元，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。通過(guò)該配置，可以可靠地切斷對(duì)馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，蓄電池是鋰離子蓄電池。通過(guò)該配置，對(duì)于鋰離子蓄電池，可以更有效地防止過(guò)電流。優(yōu)選地，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值和當(dāng)蓄電池的容量降低到過(guò)放電的第二閾值之下的至少一個(gè)的時(shí)候，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。通過(guò)該配置，可以更有效地抑制蓄電池的電池壽命的減少。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種電池包，可連接至包括馬達(dá)的電動(dòng)工具。該電池包包括蓄電池，向馬達(dá)提供電能以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；和禁止單元，基于蓄電池的電壓的下降量禁止向馬達(dá)提供電能。 通過(guò)該配置，可以在不檢測(cè)電流的情況下防止過(guò)電流在蓄電池中流動(dòng)。優(yōu)選地，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值時(shí)，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，第一閾值依賴(lài)于蓄電池的溫度和蓄電池的容量中的至少一個(gè)。通過(guò)該配置，可以更恰當(dāng)?shù)胤乐惯^(guò)電流在蓄電池中流動(dòng)。優(yōu)選地，電動(dòng)工具還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能。一旦禁止向馬達(dá)提供電能，禁止單元持續(xù)禁止向馬達(dá)提供電能直到打開(kāi)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)。通過(guò)該配置，可以防止在短的時(shí)間周期內(nèi)重復(fù)地允許和禁止對(duì)馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，電動(dòng)工具還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能。禁止單元在自從觸發(fā)器開(kāi)關(guān)已經(jīng)被閉合的每個(gè)預(yù)定周期時(shí)檢測(cè)下降量，所述預(yù)定周期被設(shè)置為使得禁止單元沒(méi)有檢測(cè)到由于起始電流發(fā)生的下降量的值。通過(guò)該配置，可以防止在馬達(dá)的開(kāi)始時(shí)間禁止對(duì)馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，通過(guò)斷開(kāi)在蓄電池和馬達(dá)之間的電流路徑上布置的開(kāi)關(guān)單元，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。通過(guò)該配置，可以可靠地切斷對(duì)馬達(dá)提供電能。優(yōu)選地，蓄電池是鋰離子蓄電池。通過(guò)該配置，對(duì)于鋰離子蓄電池，可以更有效地防止過(guò)電流。優(yōu)選地，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值和當(dāng)蓄電池的容量降低到過(guò)放電的第二閾值之下的至少一個(gè)的時(shí)候，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。通過(guò)該配置，可以更有效地抑制蓄電池的電池壽命的減少。有益效果根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)工具和電池包，可以防止過(guò)電流在蓄電池中流動(dòng)而不用檢測(cè)電流，由此抑制蓄電池壽命的減少。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電動(dòng)工具和電池包的總體概況；圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的電動(dòng)工具和電池包的示意性電路圖；圖3是說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的禁止供電確定的流程圖；圖4是說(shuō)明當(dāng)執(zhí)行根據(jù)第一實(shí)施例的禁止供電確定時(shí)每個(gè)電池芯中的電壓和電流的變化的視圖；圖5是示出在根據(jù)第一實(shí)施例的禁止供電單元中存儲(chǔ)的表的例子的視圖；圖6 (a)是示出當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)在電池包連接至電動(dòng)工具的閉合狀態(tài)時(shí)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)打開(kāi)和閉合的定時(shí)的時(shí)間圖；圖6 (b)是示出與圖6 Ca)相一致的圖2的節(jié)點(diǎn)A、B和C處的電壓VA、VB和VC中的變化的時(shí)間圖6 (c)是示出與圖6 Ca)相一致的每個(gè)電池芯中流過(guò)的電流的時(shí)間圖；圖7 Ca)是示出觸發(fā)器開(kāi)關(guān)打開(kāi)和閉合的定時(shí)的時(shí)間圖；圖7 (b)是示出與圖7 (a)相一致的當(dāng)在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)閉合的狀態(tài)下電池包連接至電動(dòng)工具時(shí)，圖2的節(jié)點(diǎn)A和B處電壓VA和VB中的變化的時(shí)間圖；圖8是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的禁止供電確定的流程圖；圖9是說(shuō)明當(dāng)執(zhí)行根據(jù)第二實(shí)施例的禁止供電確定時(shí)在每個(gè)電池芯中的電壓和電流的變化的視圖；圖10是說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的變形在禁止供電確定時(shí)電壓和電流的變化的視圖；和圖11是說(shuō)明根據(jù)第一實(shí)施例的變形的禁止供電確定的流程圖。 附圖標(biāo)記的說(shuō)明I電動(dòng)工具2 馬達(dá)31觸發(fā)器開(kāi)關(guān)41主電流開(kāi)關(guān)電路41OFET42主電流關(guān)閉維持電路5電池包51 電池533禁止供電部
具體實(shí)施例方式下面參考附圖1-7描述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電動(dòng)工具I和電池包5。圖I是根據(jù)第一實(shí)施例的電動(dòng)工具I和電池包5的概況圖。圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的電動(dòng)工具I和電池包5的示意性電路圖。如圖2所示，電動(dòng)工具I和電池包5通過(guò)正端子54、負(fù)端子55和禁止信號(hào)輸出端子56可拆卸地彼此連接。注意當(dāng)電池包5被充電時(shí)，電池包5通過(guò)正端子54、負(fù)端子55和過(guò)充電輸出端子57連接至充電器(未顯示)。首先將描述電動(dòng)工具I的電氣配置。電動(dòng)工具I (例如驅(qū)動(dòng)器鉆機(jī))包括馬達(dá)2、開(kāi)關(guān)單元3和控制器4，如圖2所示。馬達(dá)2通過(guò)開(kāi)關(guān)單元3和控制器4連接至正端子54和負(fù)端子55之間。開(kāi)關(guān)單元3包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31和前向反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)32。觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31連接至馬達(dá)2和正端子54之間。觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31根據(jù)用戶的操作而打開(kāi)/閉合。前向反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)32用于改變馬達(dá)2的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)電池包5 (例如完全充電的電池包5)連接至電動(dòng)工具1，電壓被施加到正端子54和負(fù)端子55之間。當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合時(shí)，通過(guò)控制器4在電池包5和馬達(dá)2之間形成閉合電路，由此電壓可以施加至馬達(dá)2。由此，馬達(dá)2被驅(qū)動(dòng)以操作連接至馬達(dá)2的鉆頭(未顯示)。當(dāng)從電池包5的禁止信號(hào)輸出端子56接收到指示禁止供電的信號(hào)時(shí)，控制器4切斷閉合電路以停止驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2。下面將描述控制器4的具體配置。
下面將描述電池包5的配置。如圖2所示，電池包5包括蓄電池51、電熱調(diào)節(jié)器52、電池保護(hù)IC 53和剩余容量檢測(cè)單元59。電池保護(hù)IC 53可以是微計(jì)算機(jī)。電池51配置有四個(gè)電池芯510 (蓄電池)，各個(gè)電池芯510在正端子54和負(fù)端子55之間串行連接。在本實(shí)施例中，每個(gè)電池芯510是具有3. 6V的額定電壓的鋰離子蓄電池。由于電池51具有串行連接的3. 6V的四個(gè)電池芯510，因此電池51具有14. 4V的電池電壓。電熱調(diào)節(jié)器52被布置為與電池51鄰近，從而輸出指示電池51的溫度(電池溫度T)的信號(hào)。作為變形，并行連接的兩個(gè)電池51可以在正端子54和負(fù)端子55之間連接，從而獲得較大的容量?？蛇x地，作為電池51，可以連接比四個(gè)電池芯510更多或更少的電池芯。電池保護(hù)IC 53包括電壓檢測(cè)部530、過(guò)充電檢測(cè)部531、過(guò)放電檢測(cè)部532、禁止供電部533和開(kāi)關(guān)58。在電池保護(hù)IC 53是微計(jì)算機(jī)的情況下，微計(jì)算機(jī)的CPU用作電壓檢測(cè)部530、過(guò)充電檢測(cè)部531、過(guò)放電檢測(cè)部532和禁止供電部533。電壓檢測(cè)部530檢測(cè)各個(gè)電池芯510的電壓并且將檢測(cè)到的電壓輸出給過(guò)充電檢測(cè)部531、過(guò)放電檢測(cè)部532和禁止供電部533。如果電池芯510的電壓中的任一個(gè)電壓在 電池芯510充電期間超過(guò)預(yù)定值(過(guò)充電閾值)，則過(guò)充電檢測(cè)部531確定發(fā)生了過(guò)電壓，并且通過(guò)過(guò)充電輸出端子57輸出指示充電結(jié)束的信號(hào)給充電器。如果電池芯510的電壓中的任一個(gè)電壓降至規(guī)定值(在圖4中的過(guò)放電閾值Vth)以下，則過(guò)放電檢測(cè)部532確定發(fā)生了過(guò)放電，并且輸出閉合信號(hào)來(lái)閉合開(kāi)關(guān)58 (使得開(kāi)關(guān)58為0N)。禁止供電部533基于電壓檢測(cè)部530檢測(cè)的每個(gè)電池芯510的電壓來(lái)計(jì)算每個(gè)采樣時(shí)間T2 (稍后描述)的每個(gè)電池芯510的電壓降數(shù)量AV。禁止供電部533基于計(jì)算的電壓降數(shù)量AV來(lái)確定是否禁止對(duì)馬達(dá)2的供電。更具體地，禁止供電部533存儲(chǔ)表533a(見(jiàn)圖5)，該表示出了與電熱調(diào)節(jié)器52檢測(cè)的電池溫度T和剩余電池容量C (稍后描述)相對(duì)應(yīng)的參考電壓(閾值α )。禁止供電部533通過(guò)比較電壓降數(shù)量AV和與電池溫度T和剩余電池容量C相對(duì)應(yīng)的參考電壓(閾值α )來(lái)確定是否禁止供電。如果禁止供電部533確定不應(yīng)該將電能供應(yīng)給馬達(dá)2，則禁止供電部533輸出閉合信號(hào)來(lái)閉合開(kāi)關(guān)58 (使得開(kāi)關(guān)58為0Ν)。下面將詳細(xì)描述禁止供電的確定。表533a不能被存儲(chǔ)在禁止供電部533，而應(yīng)該存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(未顯示)，例如存儲(chǔ)器中。此外，參考電壓(閾值α )可以對(duì)應(yīng)于電池溫度T和剩余電池容量C中的至少一個(gè)。當(dāng)響應(yīng)于來(lái)自過(guò)放電檢測(cè)部532或禁止供電部533的閉合信號(hào)而閉合開(kāi)關(guān)58時(shí)，禁止信號(hào)輸出端子56連接至地線。由此，用于禁止供電的OV (Lo信號(hào))通過(guò)禁止信號(hào)輸出端子56被輸出給控制器4 (稍后描述)的FET 410的柵極。如圖I所示,剩余容量檢測(cè)單元59包括剩余容量確認(rèn)按鈕59a和剩余容量顯示部59b。剩余容量顯示部59b通過(guò)點(diǎn)亮LED在用戶按下剩余容量確認(rèn)按鈕59a的時(shí)候顯示電池51的剩余容量。這本實(shí)施例中，當(dāng)剩余電池容量是大的時(shí)候，點(diǎn)亮三個(gè)LED，當(dāng)剩余電池容量是中等的時(shí)候，點(diǎn)亮兩個(gè)LED，并且當(dāng)剩余電池容量是小的時(shí)候，點(diǎn)亮一個(gè)LED。當(dāng)按壓剩余容量確認(rèn)按鈕59a時(shí)，剩余容量檢測(cè)單元59存儲(chǔ)電池51的剩余容量(剩余電池容量C)，并且當(dāng)禁止供電部533執(zhí)行禁止供電確定時(shí)向禁止供電部533輸出指示剩余電池容量C的信號(hào)。剩余電池容量C可以替代地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元(未顯示)，例如存儲(chǔ)器中。下面將參考圖3和4具體描述根據(jù)第一實(shí)施例進(jìn)行禁止供電確定的處理。圖3是說(shuō)明禁止供電確定的流程圖。圖4是說(shuō)明當(dāng)執(zhí)行禁止供電確定時(shí)每個(gè)電池芯510中電壓和電流的變化的視圖。當(dāng)用戶按下(閉合)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31時(shí)，開(kāi)始圖3的流程圖。當(dāng)閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31時(shí)，在SlOl中，禁止供電部533將原來(lái)的電池電壓Vin-I設(shè)置為OV作為初始設(shè)置。當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù)定采樣時(shí)間Tl時(shí)(S102:是)，在S103中，禁止供電部533從電壓檢測(cè)部530獲得每個(gè)電池芯510的當(dāng)前電池電壓Vin (tl)。如圖4所示，當(dāng)閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31時(shí)，大的起始電流瞬態(tài)地流入每個(gè)電池芯510中，這引起了每個(gè)電池芯510的巨大的電壓降(在圖4中的區(qū)域B)。在本實(shí)施例中，采樣時(shí)間Tl被設(shè)置為使得下降了巨大的電壓降之后經(jīng)過(guò)采樣時(shí)間Tl以便忽略該巨大的電壓降的值。隨后，在S104中，禁止供電部533確定當(dāng)前電池電壓Vin (tl)是否小于原來(lái)的電池電壓Vin-I，S卩，當(dāng)前的電池電壓Vin (tl)是否已經(jīng)從原來(lái)的電池電壓Vin-I被減小。當(dāng)當(dāng)前的電池電壓Vin (tl)大于或等于原來(lái)的電池電壓Vin-I時(shí)，這意味著電
池電壓沒(méi)有減小(S104:否)，假設(shè)鉆頭對(duì)于工件不工作(即，未加載(空閑)狀態(tài))。由此，在S105中，禁止供電部533將原來(lái)的電池電壓Vin-I復(fù)位到當(dāng)前的電池電壓Vin (tl)，并且返回S102。注意，因?yàn)樵瓉?lái)的電池電壓Vin-I在SlOl被設(shè)置為0V，禁止供電部533總是在第一次執(zhí)行S104時(shí)在S104中做出否(NO)的確定。當(dāng)當(dāng)前的電池電壓Vin (tl)小于原來(lái)的電池電壓Vin-I時(shí)，這意味著電池電壓已經(jīng)被減小(S104:是)，假設(shè)鉆頭對(duì)于該工件工作(B卩，加載的狀態(tài))(在圖4中的區(qū)域C)。由此，禁止供電部533隨后確定是否正在發(fā)生過(guò)負(fù)載(過(guò)電流)。當(dāng)自從在S104中確定為“是(YES)”后已經(jīng)經(jīng)過(guò)預(yù)定采樣時(shí)間T2時(shí)(S106:是)，在S107中，禁止供電部533從電壓檢測(cè)部530獲得每個(gè)電池芯510的當(dāng)前電池電壓Vin(t2)，從電熱調(diào)節(jié)器52獲得電池溫度Tin，并且從剩余容量檢測(cè)單元59獲得剩余電池容量C。采樣時(shí)間T2被設(shè)置為比采樣時(shí)間Tl更短的值，從而準(zhǔn)確地檢測(cè)電池電壓。在S108中，禁止供電部533從表533a獲得與獲得的電池溫度Tin和獲得的剩余電池容量C相對(duì)應(yīng)的參考電壓(閾值α (Τ))。在S109中，禁止供電部533確定在采樣時(shí)間Τ2過(guò)程中電壓降的數(shù)量M (原來(lái)的電池電壓Vin-I和當(dāng)前的電池電壓Vin (t2)之間的電勢(shì)差)是否大于閾值a (T)0當(dāng)電壓降的數(shù)量AV小于或等于閾值a (T)時(shí)(S109:否)，禁止供電部533確定鉆頭對(duì)于工件工作(加載狀態(tài))，但是沒(méi)有發(fā)生過(guò)負(fù)載(過(guò)電流)(在圖4中的區(qū)域C)。在Slll中，禁止供電部533將原來(lái)的電池電壓Vin-I復(fù)位到當(dāng)前的電池電壓Vin (t2)，并且返回到S106。另一方面，當(dāng)電壓降數(shù)量AV大于閾值a (T)時(shí)(S109 :是)，假設(shè)正在發(fā)生過(guò)負(fù)載(過(guò)電流)(在圖4中的區(qū)域D)。由此，在SllO中，禁止供電部533輸出閉合信號(hào)以閉合開(kāi)關(guān)58。作為響應(yīng)，OV (Lo信號(hào))通過(guò)禁止信號(hào)輸出端子56被輸出給FET 410的柵極。作為結(jié)果，F(xiàn)ET 410變?yōu)殛P(guān)(0FF)，停止對(duì)馬達(dá)2供電。如上所述，本實(shí)施例的電動(dòng)工具I和電池包5能夠通過(guò)檢測(cè)每個(gè)電池芯510的電壓降數(shù)量Λ V，從而防止過(guò)電流在每個(gè)電池芯510中流動(dòng)，而無(wú)需檢測(cè)在每個(gè)電池芯510中流動(dòng)的電流。由此，可以抑制每個(gè)電池芯510的使用壽命的減少。這里，假設(shè)電動(dòng)工具I被體現(xiàn)為用于將螺絲緊固到工件上的驅(qū)動(dòng)器鉆機(jī)。將參考圖4作為本實(shí)施例的示例例子來(lái)描述這個(gè)例子中每個(gè)電池芯510的電池電壓和每個(gè)電池芯510中流動(dòng)的電流之間的關(guān)系。當(dāng)沒(méi)有閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31時(shí)，電池電壓不減小并且電流不流動(dòng)(在圖4中的區(qū)域A)。在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的時(shí)刻(馬達(dá)2—開(kāi)始就閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31)，大的電流在閉合電路流動(dòng)(圖4中的時(shí)間tO)，這引起電池電壓顯著下降。在當(dāng)前實(shí)施例中，因?yàn)椴蓸訒r(shí)間Tl是使得下降了巨大的電壓降之后經(jīng)過(guò)采樣時(shí)間Tl的值，這防止馬達(dá)2在起始時(shí)間停止旋轉(zhuǎn)(在圖4中的區(qū)域B)。以這種方式，在區(qū)域B中，執(zhí)行圖3的流程圖中從SlOl到S105的處理。當(dāng)電動(dòng)工具I (驅(qū)動(dòng)器工具)開(kāi)始緊固螺絲時(shí)，產(chǎn)生負(fù)載。只要在恒定的負(fù)載下繼續(xù)緊固，則由于負(fù)載，在每個(gè)電池芯510中流動(dòng)的電流逐漸增加并且電池電壓逐漸降低(在圖4中的區(qū)域C)。禁止供電部533繼續(xù)比較當(dāng)前(最新)的電池電壓和原來(lái)的(最后一次檢測(cè)的)電池電壓(在圖4中的區(qū)域C)。以這種方式，在區(qū)域C中，執(zhí)行圖3的流程圖中從S106到S109和Slll的處理。當(dāng)完成螺絲的緊固時(shí)(在圖4中的時(shí)間ta)，負(fù)載顯著增大(在圖4中的區(qū)域D)。結(jié)果，電流快速地增大同時(shí)電池電壓顯著降低。如果在采樣時(shí)間T2的過(guò)程中電壓降數(shù)量AV 大于與時(shí)間tb的電池溫度Tin和剩余電池容量C對(duì)應(yīng)的閾值a (T),則立即終止放電(在圖4中的時(shí)間tb)。以這種方式，在區(qū)域D中，執(zhí)行圖3的流程圖中SllO的處理。當(dāng)打開(kāi)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31時(shí)，圖3的流程圖也在這個(gè)時(shí)候結(jié)束。此外，電壓檢測(cè)部530總是監(jiān)測(cè)電池電壓(每個(gè)電池芯510的電壓)。如果檢測(cè)到電池芯510中的任一個(gè)的電池電壓變得小于規(guī)定的過(guò)放電閾值Vth，則假設(shè)當(dāng)前正在發(fā)生過(guò)放電。由此，過(guò)放電檢測(cè)部532輸出閉合信號(hào)以在圖3的流程圖過(guò)程中的任意時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)58，從而停止放電。該配置有助于抑制由于過(guò)放電引起的每個(gè)電池芯510的使用壽命的減少?；陔姵?1作為整體的電壓而不是每個(gè)電池芯510的電壓,或者基于每個(gè)電池芯510的電壓和電池51的電壓二者來(lái)進(jìn)行關(guān)于禁止供電和過(guò)放電的確定。圖5是示出禁止供電部533中存儲(chǔ)的表533a的例子的視圖。在本實(shí)施例中，基于未加載(空閑)狀態(tài)下原來(lái)的電池電壓Vin-I和當(dāng)前的電池電壓Vin (t2)之間的電壓降數(shù)量ΛV來(lái)做出禁止供電的決定。然而，通常在恒定電池溫度下，剩余電池容量C越大，電壓降數(shù)量AV越小。由此，根據(jù)本實(shí)施例的表533a，用于“大的”剩余電池容量C的數(shù)量的閾值α被設(shè)置為比“中間”和“小的”剩余電池容量C的數(shù)量較小的值，如圖5所示。此外，通常溫度越低，電池芯的內(nèi)阻越大，由此電壓降數(shù)量AV也越大。由此，在本實(shí)施例的表533a中，閾值α被設(shè)置使得電池溫度Tin越低，閾值α越大的值。根據(jù)本實(shí)施例，從四種閾值α I到α 4中選擇閾值α。然而，替代地還可以從增加的種類(lèi)數(shù)的閾值中選擇閾值α，用于實(shí)現(xiàn)禁止供電的更加準(zhǔn)確地執(zhí)行?？蛇x地，可以排他地基于電池溫度Tin來(lái)設(shè)置閾值α，因?yàn)殡妷航禂?shù)量AV比剩余電池容量C更傾向于依賴(lài)于電池溫度Tin。下面參考圖2描述根據(jù)第一實(shí)施例的電動(dòng)工具I的控制器4的具體配置。如圖2所示，控制器4包括主電流開(kāi)關(guān)電路41、主電流切斷維持電路42和顯示部43。主電流開(kāi)關(guān)電路41包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET) 410、電阻器411和電容器412。FET410具有連接至馬達(dá)2的漏極，連接至禁止信號(hào)輸出端子56的柵極和連接至負(fù)端子55的源極。電阻器411連接至正端子54和FET 410的柵極之間。電容器412連接在FET 410的柵極和源極之間。FET 410的柵極、電阻器411和電容器412的節(jié)點(diǎn)被稱(chēng)為“節(jié)點(diǎn)A”。
當(dāng)電池包5連接至電動(dòng)工具I時(shí)，電池51的電池電壓通過(guò)電阻器411施加到節(jié)點(diǎn)A (FET 410的柵極)。由此，當(dāng)通常將電能從電池包5提供至馬達(dá)2時(shí)，F(xiàn)ET 410變成開(kāi)(ON)0另一方面，當(dāng)OV (Lo信號(hào))經(jīng)過(guò)禁止信號(hào)輸出端子56被輸入到FET 410的柵極時(shí)，F(xiàn)ET 410變成關(guān)(0FF)，切斷對(duì)馬達(dá)2的供電。即使當(dāng)開(kāi)關(guān)58打開(kāi)(OFF)的時(shí)候，主電流切斷保持電路42用于保持FET 410變?yōu)殛P(guān)(OFF)。主電流切斷保持電路42包括FET 420、電阻器421、422和電容器423。FET 420具有連接至FET 410的柵極和禁止信號(hào)輸出端子56的漏極，以及連接至負(fù)端子55的源極。FET 420的柵極通過(guò)電阻器421連接至FET 410的漏極，并且還通過(guò)并行連接的電阻器422或電容器423連接至負(fù)端子55。FET 420的柵極、電阻器422和電容器423的節(jié)點(diǎn)被稱(chēng)為“節(jié)點(diǎn)B”。通過(guò)電阻器421連接FET 410的漏極和FET 420的柵極的 節(jié)點(diǎn)被稱(chēng)為“節(jié)點(diǎn)C”。當(dāng)在節(jié)點(diǎn)B處生成電壓時(shí)，F(xiàn)ET 420變?yōu)殚_(kāi)(0N)。當(dāng)FET 420變?yōu)殚_(kāi)(ON)時(shí)，連接至FET 420的漏極的節(jié)點(diǎn)A被連接至負(fù)端子55 (地線)。結(jié)果，連接至節(jié)點(diǎn)A的FET 410的柵極也連接至負(fù)端子55，由此FET 410變?yōu)殛P(guān)(OFF)。顯示部43包括電阻器430和顯示設(shè)備431 (在本實(shí)施例中的LED)，電阻器430和顯示設(shè)備431在FET 410的漏極和源極之間并行連接。當(dāng)FET 410變?yōu)殚_(kāi)(ON)時(shí)，即使觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合，在FET 410的漏極和源極之間也不產(chǎn)生電勢(shì)差。由此，連接至FET 410的漏極和源極之間的顯示部43沒(méi)有被照明。另一方面，當(dāng)FET 410在觸發(fā)器31閉合的狀態(tài)下變成關(guān)(0FF)，在FET 410的漏極和源極之間產(chǎn)生電勢(shì)差，這使得電流通過(guò)電阻器430在顯示設(shè)備431中流動(dòng)，從而照明顯示設(shè)備431。通過(guò)顯示設(shè)備431的照明，用戶可以識(shí)別由于過(guò)放電或過(guò)電流造成電動(dòng)工具I不能工作。此外，顯示部43還用作剩余容量檢測(cè)單元59的剩余容量顯示部59b(圖I)。如果是這種情況，則顯示部43可以選擇性地照明并且使得LED發(fā)光(flush)從而通知用戶剩余電池容量C和過(guò)放電或過(guò)電流的發(fā)生。下面將描述具有上述配置的電動(dòng)工具I和電池包5的操作。首先，參考圖2和圖
6(a)到6 (C)，將描述在電池包5連接至電動(dòng)工具I的情況下當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合時(shí)電動(dòng)工具I和電池包5的操作。圖6 Ca)是示出觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合和打開(kāi)的定時(shí)的時(shí)序圖。圖6 (b)是示出與圖6 Ca)相一致的圖2的節(jié)點(diǎn)A、B和C處電壓VA、AB和VC中的每一個(gè)的變化的時(shí)序圖。圖6 (c)是示出與圖6 (a)相一致的每個(gè)電池芯510中流動(dòng)的電流的時(shí)序圖。在圖6 (a)、6 (b)和6 (C)中，時(shí)間t0是在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的狀態(tài)下通常從電池包5向馬達(dá)2供電時(shí)的任意時(shí)間。如圖6 (c)所示，電流I在時(shí)間t0具有值II，但是電流I隨后逐漸增大以在時(shí)間tla達(dá)到12的過(guò)電流值。電池包5的禁止供電部533確定當(dāng)電壓降數(shù)量Λ V超過(guò)閾值α?xí)r(在圖6 (C)中的時(shí)間tl處)應(yīng)該禁止供電，并且輸出閉合信號(hào)以閉合開(kāi)關(guān)58。當(dāng)開(kāi)關(guān)58閉合時(shí)，OV (Lo信號(hào))通過(guò)禁止信號(hào)輸出端子56被輸入到FET 410的柵極。結(jié)果，如圖6 (b)所示，電壓VA (在節(jié)點(diǎn)A處的電壓)開(kāi)始下降(在圖6 (b)中在時(shí)間tla)。當(dāng)電壓VA下降到FET 410的開(kāi)電壓Vl時(shí)(在圖6 (b)中的時(shí)間tlb)，F(xiàn)ED 410變?yōu)殛P(guān)(OFF)。由此停止對(duì)馬達(dá)2的供電。注意開(kāi)電壓Vl對(duì)于FET 410和FET 420是共同的。當(dāng)FET 410變?yōu)殛P(guān)(OFF)時(shí)，電壓VC (在節(jié)點(diǎn)C處的電壓)開(kāi)始增大。在相同的時(shí)候，電壓VB (在節(jié)點(diǎn)B處的電壓)也開(kāi)始增大。當(dāng)電壓VB超過(guò)FET 420的開(kāi)電壓Vl時(shí)(在圖6 (b)中的t2)，F(xiàn)ET 420變?yōu)殚_(kāi)(ON)。結(jié)果，節(jié)點(diǎn)A，即FET 410的柵極連接至負(fù)端子55。這里假設(shè)電動(dòng)工具I不具有主電流切斷保持電路42。當(dāng)自從FET 410變?yōu)殛P(guān)(OFF)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間周期時(shí)，解決了過(guò)電流狀態(tài)。當(dāng)過(guò)電流狀態(tài)被解決時(shí)，F(xiàn)ET 410變?yōu)殚_(kāi)(ON)以重新開(kāi)始供電。然而，一旦再次開(kāi)始供電，將產(chǎn)生另一個(gè)過(guò)電流狀態(tài)，這導(dǎo)致FET 410再次變?yōu)殛P(guān)(OFF)。相反地，在具有主電流切斷維持電路42的根據(jù)本實(shí)施例的電動(dòng)工具I中，F(xiàn)ET 420在FET 410變?yōu)殛P(guān)(OFF)的時(shí)候變?yōu)殚_(kāi)(0N)。因?yàn)镕ET 420的漏極連接至FET 410的柵極，因此即使開(kāi)關(guān)58打開(kāi)，只要觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合，則OV將被持續(xù)地施加到FET 410的柵極。由此，即使在解決了過(guò)電流之后FET410也可以保持為變?yōu)殛P(guān)(OFF)。結(jié)果，繼續(xù)停止對(duì)馬達(dá)2的供電。 當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31打開(kāi)時(shí)(在圖6 (a)和6 (b)中的時(shí)間t3)，電壓VB開(kāi)始減小。由于電壓VB開(kāi)始減小稍后的電容器和電阻器的時(shí)間常數(shù)，因此電壓VC也開(kāi)始減小。注意當(dāng)電壓VB開(kāi)始減小時(shí)的定時(shí)和當(dāng)電壓VC開(kāi)始減小的定時(shí)之差非常小。由此，這些定時(shí)可以被看作實(shí)質(zhì)上是相同的。當(dāng)電壓VB減小到開(kāi)電壓Vl之下時(shí)(在圖6 (b)中的時(shí)間t4)，F(xiàn)ET 420變?yōu)殛P(guān)(OFF)0 一旦FET 420變?yōu)殛P(guān)(0FF)，電池電壓就通過(guò)電阻器411施加到FET 410的柵極，這引起了電壓VA的增大。當(dāng)電壓VA超過(guò)開(kāi)電壓Vl時(shí)(在圖6 (b)中的時(shí)間t8)，F(xiàn)ET 410變?yōu)殚_(kāi)(0N)。當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31在這種狀態(tài)下閉合時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)馬達(dá)2的供電。在過(guò)放電的情況下，執(zhí)行與過(guò)電流中操作相同的操作。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的電動(dòng)工具1，當(dāng)在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的狀態(tài)下FET 410斷開(kāi)對(duì)馬達(dá)2的供電時(shí)，只要觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31是閉合的，主電流切斷維持電路42就維持禁止向馬達(dá)2供電的狀態(tài)。該配置可以防止供電的允許和禁止在短的時(shí)間周期內(nèi)交替重復(fù)。在過(guò)放電的情況下，主電流切斷維持電路42與在過(guò)電流的情況下類(lèi)似的方式工作。下面參考圖2、7 Ca)和7 (b)來(lái)描述當(dāng)在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的狀態(tài)下電池包5連接至電動(dòng)工具I時(shí)電動(dòng)工具I和電池包5的操作。圖7 (a)是示出在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合和打開(kāi)的定時(shí)的時(shí)序圖。圖7 (b)是示出與圖7 Ca)相一致的圖2的節(jié)點(diǎn)A和B的電壓VA和VB中的每一個(gè)的變化的時(shí)序圖。在圖7 (a)和7 (b)中，時(shí)間to是在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的狀態(tài)下將電池包5連接至電動(dòng)工具I的時(shí)間。當(dāng)電池包5在時(shí)間t0連接至電動(dòng)工具I時(shí)，電壓VA開(kāi)始增大，如圖
7(b)所示。此外，電壓VB也開(kāi)始增加，如圖7 (b)所示，這是因?yàn)镕ET 410變?yōu)殛P(guān)(OFF)。在本實(shí)施例中，用于由電阻器411和電容器412配置的電路的時(shí)間常數(shù)和用于由電阻器421和電容器423配置的電路的時(shí)間常數(shù)被設(shè)置為使得電壓VB增加得比電壓VA更快的值。更具體地，在本實(shí)施例中，電阻器411、電容器412、電阻器421和電容器423被分別設(shè)置為1ΜΩ、lyF、lkQ和lyF。當(dāng)電壓VB超過(guò)開(kāi)電壓Vl時(shí)(在圖7 (b)中的時(shí)間t5)，F(xiàn)ET 420變?yōu)殚_(kāi)(0N)，這使得電壓VA變?yōu)?V。由此，OV (Lo信號(hào))被輸入到FET 410的柵極以防止FET 410變?yōu)殚_(kāi)(ON)。FET 410的關(guān)(OFF)狀態(tài)被維持直到觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31打開(kāi)。當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31打開(kāi)時(shí)(在圖7 Ca)中的時(shí)間t6)，電容器423的電荷通過(guò)電阻422放電。由此，電池電壓不應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)B(FET 420的柵極)，這使得電壓VB減小。當(dāng)電壓VB減小到開(kāi)電壓Vl之下時(shí)(在圖7 (b)中的時(shí)間t7)，F(xiàn)ET 420變?yōu)殛P(guān)(OFF)。當(dāng)FET 420變?yōu)殛P(guān)(OFF)時(shí)，電壓VA開(kāi)始增大。通過(guò)該配置，即使電池包5在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的狀態(tài)下連接至電動(dòng)工具1，也可防止對(duì)馬達(dá)2的供電。由此，防止電池包5 —連接至電動(dòng)工具1，電動(dòng)工具I就開(kāi)始操作。根據(jù)本實(shí)施例的電動(dòng)工具I和電池包5,基于每個(gè)電池芯510的電壓降的數(shù)量來(lái)確定是否禁止供電。由此，在不用檢測(cè)電流的情況下可防止過(guò)電流在電池51中流動(dòng)，由此抑制了電池51的壽命的減少。此外，根據(jù)電池51的電池溫度T和剩余電池容量C來(lái)確定閾值α。由此，可以更適當(dāng)?shù)胤乐惯^(guò)電流在電池51中流動(dòng)。此外，即使在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的狀態(tài)下由FET 410切斷對(duì)馬達(dá)2的供電，也可以通過(guò)主電流切斷維持電路42來(lái)維持對(duì)馬達(dá)2禁止供電。由此，可以防止在短的時(shí)間周期 內(nèi)重復(fù)對(duì)供電的允許和禁止。此外，由于鋰離子電池被用作電池芯510，因此可以實(shí)現(xiàn)更有效的防止過(guò)電流。此外，因?yàn)樵跈z測(cè)到過(guò)電流的時(shí)候立即停止馬達(dá)2 (放電)，因此可以抑制蓄電池的電池壽命的減小。此外，在本實(shí)施例中，在啟動(dòng)馬達(dá)2的時(shí)候(即，當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合的時(shí)候)巨大的電壓降沒(méi)有被確定為過(guò)電流。由此，防止在開(kāi)始操作電動(dòng)工具I之后立即停止馬達(dá)2，這實(shí)現(xiàn)了可使用性的增強(qiáng)。下面將參考圖8和9描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的做出禁止供電規(guī)定確定的處理。在下面的描述中，使用與第一實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記表示與第一實(shí)施例中類(lèi)似的部分和部件，從而避免重復(fù)的描述。在第一實(shí)施例中，當(dāng)當(dāng)前的電池電壓Vin (tl)小于原來(lái)的電池電壓Vin-I時(shí)(圖3的S104:是)，禁止供電部533確定正發(fā)生加載的狀態(tài)。然而，微小的噪聲通常引起電池電壓下降。在這種情況下，第一實(shí)施例的禁止供電部533也確定正在發(fā)生加載的狀態(tài)。由此，在第二實(shí)施例中，當(dāng)原來(lái)的電池電壓Vin和當(dāng)前的電池電壓Vin-I之間的電勢(shì)差大于閾值Va時(shí)，禁止供電部533確定正在發(fā)生加載的狀態(tài)。此外，在第一實(shí)施例中，當(dāng)采樣時(shí)間T2過(guò)程中的電壓降的數(shù)量AV(在原來(lái)的電池電壓Vin-I和當(dāng)前的電池電壓Vin (t2)之間的電勢(shì)差)大于閾值a (T)時(shí)(圖3的S109 :是)，禁止供電部533確定正在發(fā)生過(guò)載(過(guò)電流)。然而，電壓降數(shù)量AV可以根據(jù)負(fù)載的逐漸增大而逐漸增大。在這種情況下，即使正在發(fā)生過(guò)載(過(guò)電流)，第一實(shí)施例的禁止供電部533也不能確定正在發(fā)生過(guò)載(過(guò)電流)。由此，在第二實(shí)施例中，當(dāng)電壓持續(xù)下降時(shí)，禁止供電部533確定正在發(fā)生加載的狀態(tài)。圖8是說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的禁止供電確定的流程圖。圖9是說(shuō)明當(dāng)執(zhí)行根據(jù)第二實(shí)施例的禁止供電確定時(shí)在每個(gè)電池芯510中的電壓和電流的變化的視圖。在第一實(shí)施例中，與采樣時(shí)間Tl不同的時(shí)間被用作采樣時(shí)間Τ2 (tl>t2)。然而，在第二實(shí)施例中，使用單個(gè)采樣時(shí)間T。更具體地，采樣時(shí)間T被設(shè)置為如下值由于啟動(dòng)馬達(dá)2的時(shí)候(S卩，當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31閉合時(shí))的巨大電壓降造成降低的電池電壓恢復(fù)到閾值α以上之后經(jīng)過(guò)采樣時(shí)間Τ。在圖8的流程圖中，從S201到S203的處理與圖3的流程圖中從SlOl到S103的
處理相同。
在S204’中，禁止供電部533確定當(dāng)前的電池電壓Vin (t)是否小于原來(lái)的電池電壓Vin-1，即當(dāng)前的電池電壓Vin (t)是否已經(jīng)從原來(lái)的電池電壓Vin-I減小。當(dāng)當(dāng)前的電池電壓Vin (t)大于或等于原來(lái)的電池電壓Vin-I時(shí)，這意味著當(dāng)前的電池電壓Vin(t)沒(méi)有從原來(lái)的電池電壓Vin-I減小(S204’ 否)，在S205中，禁止供電部533將原來(lái)的電池電壓Vin-I復(fù)位到當(dāng)前的電池電壓Vin (t)，并且返回到S201。因?yàn)樵瓉?lái)的電池電壓Vin-I在S201被設(shè)置為OV (在圖9中的時(shí)間t0)，因此當(dāng)?shù)谝淮螆?zhí)行S204’時(shí)，禁止供電部533總是在S204’中做出否的確定(在圖9中的時(shí)間tl)。由此，當(dāng)?shù)谝淮螆?zhí)行S204’時(shí)，在S205中，當(dāng)時(shí)間t0之后經(jīng)過(guò)了采樣時(shí)間T時(shí)，禁止供電部 533將原來(lái)的電池電壓Vin-I復(fù)位到在時(shí)間tl檢測(cè)的當(dāng)前的電池電壓Vin (tl)。當(dāng)?shù)诙螆?zhí)行S204’時(shí)，當(dāng)時(shí)間tl之后經(jīng)過(guò)了采樣時(shí)間T時(shí)，在時(shí)間t2檢測(cè)的當(dāng)前的電池電壓Vin (t2)變得大于在時(shí)間tl檢測(cè)的電池電壓Vin (tl)(即原來(lái)的電池電壓Vin-1)，如圖9中的區(qū)域B所示。因?yàn)楫?dāng)前的電池電壓Vin (t2)不小于原來(lái)的電池電壓Vin-I (S204’ 否)，因此在S205中，禁止供電部533再次將原來(lái)的電池電壓Vin-I復(fù)位為在時(shí)間t2檢測(cè)的當(dāng)前的電池電壓Vin (t2)。以這種方式，在第二實(shí)施例中，禁止供電部533直到由于啟動(dòng)馬達(dá)2的時(shí)候的巨大電壓降造成降低的電池電壓完全恢復(fù)，才在S204’中做出是的確定(圖9中的區(qū)域B)。另一方面，當(dāng)當(dāng)前的電池電壓Vin (t)變得小于原來(lái)的電池電壓Vin-I時(shí)(在圖9中的時(shí)間t3) (S204’ 是)，假設(shè)正在發(fā)生加載的狀態(tài)。由此，禁止供電部533確定在下面的步驟中是否正發(fā)生過(guò)載(過(guò)電流)。然而，微小的噪聲通常會(huì)引起電池電壓的下降。由此，在第二實(shí)施例中，在S204中，禁止供電部533確定原來(lái)的電池電壓Vin和當(dāng)前的電池電壓Vin-I之間的電勢(shì)差是否大于閾值Va (絕對(duì)值)。閾值Va被設(shè)置為可以忽略由于微小的噪聲引起的電池電壓的變化的值。由此，即使電池電壓由于微小的噪聲而變化，禁止供電部533在S204中也不做出是的確定。此外，在加載狀態(tài)下以慢的步調(diào)減小電池電壓。在這種情況下，原來(lái)的電池電壓Vin-I和當(dāng)前的電池電壓Vin (t)之間的電勢(shì)差不超過(guò)閾值Va。由此，重復(fù)步驟204和205直到圖9中的時(shí)間tn。另一方面，當(dāng)電池電壓Vin-I (在圖9中的時(shí)間tn)和電池電壓Vin (t)(在圖9中的時(shí)間tn+1)之間的電勢(shì)差大于閾值Va時(shí)(S204 :是),假設(shè)施加了大的負(fù)載。由此,禁止供電部533執(zhí)行處理來(lái)確定是否已經(jīng)發(fā)生了過(guò)載(過(guò)電流)狀態(tài)。這個(gè)確定是在圖9的區(qū)域D中做出的。在圖9的例子中，在時(shí)間t+1，電池電壓Vin-I和電池電壓Vin (t)之間的電壓降數(shù)量AV (電勢(shì)差)變得大于閾值Va。由此，在時(shí)間tn+1時(shí)，做出在S204中的是的確定。在S206中，禁止供電部533從電熱調(diào)節(jié)器52獲得電池溫度Tin，并且在S207獲得與所獲得的電池溫度Tin相對(duì)應(yīng)的閾值a (T)0在S208中，禁止供電部533確定電池電壓Vin-I和Vin (t)之間的電壓降的數(shù)量A V是否大于閾值a (T)0當(dāng)電池電壓Vin-I和Vin (t)之間的電壓降數(shù)量AV大于閾值a (T)時(shí)(S208 :是)，假設(shè)發(fā)生了巨大的電壓降。由此，禁止供電部533確定發(fā)生了過(guò)載(過(guò)電流)狀態(tài)，在S218中輸出用于閉合開(kāi)關(guān)58的信號(hào)，并且結(jié)束從電池芯510放電。
另一方面，當(dāng)電池電壓Vin-I和Vin (t)之間的電壓降數(shù)量A V小于或等于閾值a (T)時(shí)(S208 :否)，在經(jīng)過(guò)了下一個(gè)采樣時(shí)間T之后(S209 :是)，在S210中，禁止供電部533從電壓檢測(cè)部530獲得每個(gè)電池芯510的最新的電池電壓Vin (t) (S卩，在圖9中時(shí)間tn+2的電池電壓Vtn+2 )，并且在S211中，確定最新的電池電壓Vin( t)(即電池電壓Vtn+2 )和電池電壓Vin-I (即，在時(shí)間tn的電池電壓Vtn)之間的電壓降數(shù)量AVl是否大于閾值a (T)0當(dāng)電壓降數(shù)量AVl大于閾值a (T)時(shí)(S211 :是)，盡管電池電壓Vin-I和電池電壓Vin (t)之間的電壓降數(shù)量AV沒(méi)有超過(guò)閾值a (T) (S208 :否)，禁止供電部533也確定已經(jīng)發(fā)生了過(guò)載狀態(tài)并且在S218中輸出用于閉合開(kāi)關(guān)58的信號(hào)，從而結(jié)束放電。
另一方面，當(dāng)電壓降數(shù)量AVl小于或等于閾值a (T)時(shí)(S211 :否)，還沒(méi)有發(fā)生過(guò)載狀態(tài)，但是依然有電池電壓逐漸降低(電流可以增大)以引起過(guò)電流的可能性。在S212’中，禁止供電部533存儲(chǔ)電池電壓Vin (tn+1) (S卩，在時(shí)間tn+2時(shí)的電池電壓Vtn+2)作為電池電壓Vin (tl)。隨后在經(jīng)過(guò)了另一個(gè)采樣時(shí)間T之后(S212 :是)，在S213中，禁止供電部533從電壓檢測(cè)部530獲得最新的電池電壓Vin (t) (S卩，在時(shí)間tn+3的電池電壓Vtn+3)。在S214中，禁止供電部533確定獲得的電池電壓Vin (t)是否小于上次檢測(cè)的電池電壓Vin (t)(即在時(shí)間tn+2的電池電壓Vtn+2)，S卩，最新的電池電壓Vin (t)(電池電壓Vtn+3)是否已經(jīng)從原來(lái)的電池電壓Vin (t)(電池電壓Vtn+2)減小。當(dāng)最新的電池電壓Vin (t)(電池電壓Vtn+3)大于或等于原來(lái)的電池電壓Vin(t)(電池電壓Vtn+2)時(shí)(S214 :否)，這意味著不再發(fā)生電壓降，在S215中，禁止供電部533使用最新的電池電壓Vin (t)(電池電壓Vtn+3)來(lái)更新電池電壓Vin-I的值，并且返回到S202。然而，還有一種可能性，即電池電壓僅臨時(shí)地停止下降，并且還可以再次開(kāi)始下降。由此，作為替代，禁止供電部533可以在S204中的否的確定之后比較下一個(gè)采樣的電池電壓和原來(lái)的電池電壓，并且如果存在電壓降，則可以繼續(xù)檢測(cè)過(guò)電流的發(fā)生。當(dāng)電池電壓Vin (t)(電池電壓Vtn+3)小于電池電壓Vin (t)(電池電壓Vn+2)時(shí)(S214 :是)，這意味著電池電壓繼續(xù)下降，禁止供電部533然后在S216中確定當(dāng)電池電壓開(kāi)始下降時(shí)在時(shí)間tn的電池電壓Vtn (在S205中存儲(chǔ)的電池電壓Vin-I)和在時(shí)間tn+3時(shí)最新的電池電壓Vin (t )(電池電壓Vtn+3)之間的電勢(shì)差A(yù) V2是否大于閾值a (T)0當(dāng)電勢(shì)差A(yù)V2大于閾值a (T)時(shí)(S216 :是)，禁止供電部533確定正在發(fā)生過(guò)載狀態(tài)，并且在S218中輸出用于閉合開(kāi)關(guān)58的信號(hào),從而結(jié)束過(guò)放電。另一方面，當(dāng)電勢(shì)差A(yù)V2等于或小于閾值a (T)時(shí)(S216:否)，在S217中，禁止供電部533使用最新的電池電壓Vin (t)的值來(lái)更新原來(lái)的電池電壓Vin (t)的值，S卩，在時(shí)間tn+2上次檢測(cè)的電池電壓Vn+2被在時(shí)間tn+3的最新的電池電壓Vtn+3替代，并且返回到S212。只要電池電壓保持下降(只要在S214中確定為是)，就重復(fù)從S212到S217的處理直到圖9中的時(shí)間tn+x。在時(shí)間tn+x,當(dāng)發(fā)生電壓降時(shí)在時(shí)間tn的電池電壓Vtn (對(duì)應(yīng)于Vin — I)和在時(shí)間tn+x時(shí)電池電壓Vtn+x之間的電勢(shì)差A(yù) V2變得大于閾值a (T)0禁止供電部533由此在S216中確定為是并且結(jié)束放電。在第二實(shí)施例中，在S217中僅基于電池溫度T設(shè)置閾值a (T)。然而，如第一實(shí)施例，閾值a (T)可以根據(jù)電池溫度T和剩余電池容量C兩者來(lái)設(shè)置。此外，由于電池溫度T和剩余電池容量C在放電過(guò)程中改變，因此可以基于電池溫度T和剩余電池容量C從S212到S217的處理過(guò)程中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置閾值a (T)0該配置使能過(guò)電流能夠被更精確地檢測(cè)，這進(jìn)一步導(dǎo)致更可靠地抑制在蓄電池中的降低。根據(jù)第二實(shí)施例的上述配置，可以做出禁止供電的確定而不管由微小噪聲或負(fù)載引起的小的電壓降的影響。另外，甚至在根據(jù)負(fù)載逐漸增大而逐漸增大電壓降(電流)數(shù)量的情況下，仍可以可靠地做出禁止供電確定。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)工具I和電池包5不局限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可理解到可以進(jìn)行各種改變和變形而不偏離本發(fā)明的范圍。例如，在上述實(shí)施例中，電池包5中提供有禁止供電部533和開(kāi)關(guān)58，而在電動(dòng)工具I中提供有FET 410。然而，在電池包5和電動(dòng)工具I中可以以任意組合方式提供禁止供電部533、開(kāi)關(guān)58和FET 410。此外，只要響應(yīng)于從禁止供電部533的輸出信號(hào)可以切斷對(duì)馬達(dá)2的供電，開(kāi)關(guān)58和FET 410就可以與第一和第二實(shí)施例中的配置不同。此外，在前述實(shí)施例中，基于每個(gè)電池芯510的電壓降數(shù)量來(lái)做出禁止供電確定， 而不檢測(cè)流過(guò)電池芯510 (馬達(dá)2)的電流。然而，也可以檢測(cè)電流。在后一種情況下，基于電池芯510的電壓降數(shù)量確定是否禁止供電，并且基于檢測(cè)的電流確定是否已經(jīng)發(fā)生了過(guò)電流。通過(guò)該配置，可以更可靠地防止過(guò)電流。此外，在上述實(shí)施例中，過(guò)電流被確定為當(dāng)電壓降數(shù)量AV超過(guò)閾值a時(shí)立即發(fā)生，并且由此斷開(kāi)FET 410。然而，如圖10和11所示，當(dāng)電壓降數(shù)量AV繼續(xù)超過(guò)閾值a預(yù)定的時(shí)間周期Tth時(shí)才斷開(kāi)FET 410。參考圖10，采樣時(shí)間T被設(shè)置為常數(shù)，并且電壓降數(shù)量AV已經(jīng)超過(guò)了閾值a預(yù)定時(shí)間周期Tth。然后在時(shí)間tc結(jié)束放電(斷開(kāi)FET 410)。除了采樣時(shí)間T是常數(shù)，禁止供電部533確定在S109中是的確定之后是否經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間周期Tth，并且禁止供電部533檢查是否設(shè)置旗標(biāo)之外，圖11的流程圖與圖3的流程圖是相同的。更具體地，參考圖11，在S109中確定為是之后，禁止供電部533在S112’中設(shè)置旗標(biāo)并且在S112中確定過(guò)電流狀態(tài)是否持續(xù)超過(guò)預(yù)定時(shí)間周期Tth。當(dāng)過(guò)電流持續(xù)超過(guò)預(yù)定時(shí)間周期Tth時(shí)(S112 :是)，結(jié)束放電。另一方面，當(dāng)過(guò)電流持續(xù)少于預(yù)定時(shí)間周期Tth時(shí)(S112 :否)，禁止供電部533返回S102并且在S104’確定是否已經(jīng)設(shè)置了旗標(biāo)。當(dāng)已經(jīng)設(shè)置了旗標(biāo)時(shí)(S104’ 是)，禁止供電部533重復(fù)S109的確定。假定在打開(kāi)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31的時(shí)候初始巨大電壓降(過(guò)電流)的周期非常短(很小)，則預(yù)定時(shí)間周期Tth可以被設(shè)置為比初始電壓降的周期更長(zhǎng)(例如，是初始巨大電壓降超過(guò)閾值a的持續(xù)周期的兩倍長(zhǎng))。在這種情況下，假設(shè)采樣時(shí)間T是很小的，則禁止供電部533可以在觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31變?yōu)殚_(kāi)(ON)的時(shí)候在S104中確定為是，并且也可以在S109中確定為是。然而，在啟動(dòng)馬達(dá)2的時(shí)候發(fā)生的巨大電壓降僅持續(xù)短的時(shí)間周期，S卩，小于預(yù)定時(shí)間周期Tth。由此，禁止供電部533在SI 12中確定為否，并且在啟動(dòng)馬達(dá)2的時(shí)候不停止放電。時(shí)間周期Tth可以基于電池溫度T和剩余電池容量C可選地被適當(dāng)設(shè)置。此外，在第一實(shí)施例中，在啟動(dòng)馬達(dá)2的時(shí)候的采樣時(shí)間Tl和已經(jīng)啟動(dòng)馬達(dá)曾經(jīng)使用的采樣時(shí)間T2被設(shè)置為彼此不同。然而，該采樣時(shí)間的差異也可以應(yīng)用到第二實(shí)施例?？蛇x地，恒定的采樣時(shí)間可以應(yīng)用到第一實(shí)施例。換句話說(shuō)，采樣時(shí)間可以被設(shè)置為使得可以忽略(容忍)初始電壓降，在啟動(dòng)馬達(dá)2的時(shí)候不斷開(kāi)FET 410，并且明確地檢測(cè)電池電壓的降低。
此外在上述實(shí)施例中，當(dāng)用戶按壓剩余容量確認(rèn)按鈕59a時(shí)，剩余容量檢測(cè)單元59檢測(cè)并存儲(chǔ)電池51的剩余電池容量C。然而，替代地，當(dāng)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)31斷開(kāi)時(shí)，或者當(dāng)電池包5從電動(dòng)工具I卸下時(shí)，剩余容量檢測(cè)單元59可以檢測(cè)并存儲(chǔ)電池51的剩余電池容量C?？蛇x地，剩余容量檢測(cè)單元59可以檢測(cè)并存儲(chǔ)每個(gè)電池芯510的剩余電池容量C。另外可選地，僅當(dāng)按下剩余容量確認(rèn)按鈕59a時(shí)，基于剩余電池容量C和電池溫度T設(shè)置閾值a。除非按下了剩余容量確認(rèn)按鈕59a，否則閾值a僅基于電池溫度T設(shè)置，或者閾值a可以被設(shè)置為固定值而不管電池溫度T和剩余電池容量C。當(dāng)僅使用電池溫度T來(lái)確定閾值a時(shí)，閾值a應(yīng)該被設(shè)置為隨著電池容量T越低，閾值a越大。此外，盡管禁止供電部533在上述實(shí)施例中根據(jù)電池溫度Tin和剩余電池容量C獲得閾值a (T)，電池溫度Tin和剩余電池容量C中的任一個(gè)可以被用于獲得閾值a (T)0此外，在上述實(shí)施例中鋰離子電池被用于電池芯510，但是電池芯510不局限于鋰 離子電池。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)工具,其可連接至包括蓄電池的電池包,所述電動(dòng)工具包括 馬達(dá)，由從蓄電池提供的電能驅(qū)動(dòng)；和 禁止単元，基于蓄電池的電壓的下降量禁止向馬達(dá)提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)工具，其中，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值時(shí)，禁止単元禁止向馬達(dá)提供電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)工具，其中，第一閾值依賴(lài)于蓄電池的溫度和蓄電池的容量中的至少ー個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)工具，還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能， 其中，一旦禁止向馬達(dá)提供電能，則禁止単元持續(xù)禁止向馬達(dá)提供電能直到打開(kāi)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)工具，還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能， 其中，禁止単元在自從觸發(fā)器開(kāi)關(guān)已經(jīng)被閉合的每個(gè)預(yù)定周期時(shí)檢測(cè)下降量，所述預(yù)定周期被設(shè)置為使得禁止単元沒(méi)有檢測(cè)到由于起始電流發(fā)生的下降量的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)工具，其中，通過(guò)斷開(kāi)在蓄電池和馬達(dá)之間的電流路徑上布置的開(kāi)關(guān)單元，禁止単元禁止向馬達(dá)提供電能。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電動(dòng)工具，其中，蓄電池是鋰離子蓄電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)工具，其中，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值和當(dāng)蓄電池的容量降低到過(guò)放電的第二閾值之下的至少ー個(gè)的時(shí)候，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。
9.一種電池包，可連接至包括馬達(dá)的電動(dòng)工具，所述電池包包括 蓄電池，用于向馬達(dá)提供電能以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)；和 禁止単元，基于蓄電池的電壓的下降量禁止向馬達(dá)提供電能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池包，其中，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值時(shí)，禁止単元禁止向馬達(dá)提供電能。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池包，其中，第一閾值依賴(lài)于蓄電池的溫度和蓄電池的容量中的至少ー個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池包，還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能， 其中，一旦禁止向馬達(dá)提供電能，則禁止単元持續(xù)禁止向馬達(dá)提供電能直到打開(kāi)觸發(fā)器開(kāi)關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池包，還包括觸發(fā)器開(kāi)關(guān)，手動(dòng)地閉合觸發(fā)器開(kāi)關(guān)以向馬達(dá)提供電能， 其中，禁止単元在自從觸發(fā)器開(kāi)關(guān)已經(jīng)被閉合的每個(gè)預(yù)定周期時(shí)檢測(cè)下降量，所述預(yù)定周期被設(shè)置為使得禁止単元沒(méi)有檢測(cè)到由于起始電流發(fā)生的下降量的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池包，其中，通過(guò)斷開(kāi)在蓄電池和馬達(dá)之間的電流路徑上布置的開(kāi)關(guān)單元，禁止単元禁止向馬達(dá)提供電能。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池包，其中，蓄電池是鋰離子蓄電池。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池包，其中，當(dāng)下降量超過(guò)第一閾值和當(dāng)蓄電池的容量降低到過(guò)放電的第二閾值之下的至少ー個(gè)的 時(shí)候，禁止單元禁止向馬達(dá)提供電能。
全文摘要
電動(dòng)工具可連接至包括蓄電池的電池包。電動(dòng)工具包括馬達(dá)和禁止單元。使用從蓄電池提供的電能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。禁止單元基于蓄電池的電壓的下降量來(lái)禁止向馬達(dá)提供電能。
文檔編號(hào)H01M10/48GK102712087SQ201180006042
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者中山榮二, 島敏洋, 船橋一彥, 高野信宏 申請(qǐng)人:日立工機(jī)株式會(huì)社