专利名称：电动工具用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动工具用装置，该电动工具用装置具备在从电池放电时检测出电池的过载状态从而将放电路径切断的过载保护功能。
背景技术：
以往，在具备这样的过载保护功能的电动工具用装置中存在如下问题当电动工具的使用过程中电池处于过载状态时，不对使用者进行任何预先通知便将电池的放电路径切断，使电动工具的动作停止。因此，提出有如下方案在此类电动工具用装置中在从电池到电机的放电路径上设置电流检测用的分流电阻，根据分流电阻两端的电压检测出电机(进而检测出电池)的负载水平，并利用多个显示元件来显示该负载水平(例如参照专利文献1等)。专利文献1 日本特开2004-173471号公报根据上述提出的电动工具用装置，由于使用者能够根据显示元件的亮灯状态而检测出电池的负载水平，因此能够一边预测过载保护的启动一边操作电动工具。然而，由于上述提出的电动工具用装置仅仅简单地显示电池的负载水平，因此使用者无法获知到利用过载保护功能使电动工具的动作停止的时间(换言之，到过载保护启动为止的时间)。因此，对于上述提出的电动工具用装置，使用者在电动工具的使用中很难以下述方式使用，即通过过载保护功能不使电动工具的动作发生意外停止。因此，能够想象会发生电动工具根据使用状况而在不良状态下停止这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题所完成的，其目的在于提供一种具有电池的过载保护功能的电动工具用装置，在从电池放电时能够通知直到过载保护启动为止的时间。在为了实现这样的目的而完成的技术方案1所记载的电动工具用装置中，检测单元检测出表示电动工具的电源亦即电池的负载状态的物理量，保护单元基于该检测结果判定电池是否处于过载状态。进而，若保护单元判定为电池处于过载状态时，则将从电池放电的路径切断来保护电池。也就是说，本发明的电动工具用装置具有上述过载保护功能。并且，在本发明的电动工具用装置中设置有时间相当值计算单元，该时间相当值计算单元基于检测单元的检测结果计算出时间相当值，该时间相当值表示电池的负载状态达到保护单元将放电路径切断的过载状态的剩余时间。进而，通知单元基于利用上述时间相当值计算单元计算出的时间相当值，通知直到保护单元利用过载保护功能切断放电路径为止的剩余时间。因此，根据本发明的电动工具用装置，使用者在使用电动工具时能够检测出到保护单元利用过载保护功能使电动工具的动作停止为止的剩余时间。
因此，使用者能够在经过该剩余时间的期间内暂时结束使用电动工具的作业、停止电动工具的驱动，从而能够防止在从电动工具的动作因过载保护功能而被强制性地停止后，到判断为电动工具已恢复到正常状态为止，无法长时间使用电动工具的情况。此处，只要时间相当值计算单元能够基于检测单元的检测结果，将电池的负载状态达到过载状态，且到保护单元切断从电池放电的路径的时间计算为时间相当值即可，并且只要在该时间相当值的计算中利用将保护单元在判定过载状态时所使用的检测单元的检测结果即可。因此，当检测单元检测出电池的温度作为表示电池的负载状态的物理量的情况下，只要如技术方案2所记载的那样，使时间相当值计算单元基于利用该检测单元检测出的电池的温度而计算出时间相当值即可。并且，当检测单元检测出在从电池放电的路径中流通的放电电流作为表示电池的负载状态的物理量的情况下，只要如技术方案3所记载的那样，使时间相当值计算单元基于利用该检测单元检测出的放电电流而计算出时间相当值即可。并且，当检测单元检测出电池的温度和在放电路径中流通的放电电流作为表示电池的负载状态的物理量的情况下，只要如技术方案4所记载的那样，时间相当值计算单元基于利用该检测单元检测出的电池的温度和放电电流而计算出时间相当值即可。另一方面，通知单元根据利用时间相当值计算单元计算出的时间相当值，将电池处于过载状态，且到保护单元切断从电池放电的路径为止的剩余时间通知使用者。并且，该剩余时间的通知例如可以是基于蜂鸣器或语音进行的听觉上的通知，也可以是使用LED等显示元件进行的视觉上的通知，或者还可以是使上述方式组合进行的通知。进而，在进行视觉上的通知的情况下，由于通常在电动工具用装置(详细说来，是电动工具主体或安装于该电动工具主体的电池包)上设置用于显示电池的剩余容量的显示元件，因此可以如技术方案5所记载的那样，通知单元可以将该显示元件控制成与电池的剩余容量显示不同的显示状态，由此通知直到保护单元将放电路径切断为止的剩余时间。也就是说，若以该方式形成，则能够利用用于显示剩余容量的显示元件来通知剩余时间，因此无需设置通知剩余时间的专用的显示元件便能够在视觉上通知剩余时间，从而能够使通知单元的结构简化，能够削减制造成本。
图1是示出实施方式的电动工具整体的结构的侧视图。图2是示出安装于电动工具主体的电池包的外观的立体图。图3是示出包括电池包的电动工具整体的电路结构的电路图。图4是说明显示电池的剩余容量及到过载保护启动为止的剩余时间时显示元件的亮灯方式的说明图。图5是示出在电池包内的MCU中所执行的过载保护判定处理的流程图。图6是示出计数器加减运算值计算用的图的说明图。图7是示出过电流计数器的计数值的变化及放电停止动作的说明图。
图8是示出基于放电电流执行的过载保护判定处理的流程图。图9是示出基于电池温度执行的过载保护判定处理的流程图。标号说明10...主体(电动工具主体)；14...电机壳体；16...齿轮箱；18...钻夹头； 20. · ·手柄；22. · ·扳机开关；Sffl. · ·主开关；24. · ·电池包安装部；32A. · ·正极侧端子； 32B...负极侧端子；34A...信号端子；36...控制用电源电路；38...输入输出电路； LlA...正极侧电源线；LIB...负极侧电源线；Ml...驱动电机；Ql...晶体管(N沟道型 M0SFET) ；40. · ·电池包；42. · ·连接部；44. · ·电源端子部；44A. · ·正极侧端子；44B. · ·负极侧端子；46...连接端子部；46A 46C...信号端子；50...电池；52A...正极侧端子； 52B...负极侧端子；60...控制电路；62...电流测量电路；64...电压测量电路；66...温度测量电路；68...开关操作检测电路；70... MCU ;72...充电器检测电路；L2A...正极侧电源线；L2B...负极侧电源线；Q4...晶体管(N沟道型M0SFET) ；80...显示开关；81 84. · ·显示元件(LED) ；86. · ·显示部。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。(电动工具整体的结构)图1是应用了本发明的实施方式的电动工具的侧视图。如图1所示，本实施方式的电动工具具备构成为所谓的螺丝钻的电动工具主体 (以下也简称作主体)10 ；以及电池包40，其以能够拆装的方式安装于主体10，用于向主体 10供给直流电源。主体10具备电机壳体14、位于电机壳体14的前方的齿轮箱16、位于齿轮箱16 的前方的钻夹头18、以及位于电机壳体14的下方的手柄20。电机壳体14容纳有驱动电机Ml (参照图幻，该驱动电机Ml产生使钻夹头18旋转驱动的驱动力。齿轮箱16容纳有将驱动电机Ml的驱动力传递到钻夹头18的齿轮机构(未图示)。钻夹头I8在该钻夹头I8的前端部具备将工具钻头(未图示)以拆装自如的方式安装的安装机构(未图示)。手柄20成形为电动工具的使用者能够用单手把持该手柄20。进而，在手柄20的上部前方设置有用于供电动工具的使用者驱动/停止驱动电机Ml的扳机开关22。并且，在手柄20的下端部设置有电池包安装部M，该电池包安装部M用于将电池包40以能够拆装的方式安装于主体10。该电池包安装部M构成为电动工具的使用者通过使电池包40向主体10的前方滑动，从而能够使电池包40从电池包安装部M脱离。也就是说，如图2所示，在电池包40的上部形成有主体10的电池包安装部M、和用于与充电器(未图示)连接的连接部42。并且，在连接部42上设置有用于与电池包40 电连接的电源端子部44及连接端子部46。另一方面，电池包40在外壳内(参照图幻容纳有经由连接部42能够充放电的电池50 (参照图3)，该外壳形成有连接部42，用于安装于主体10的电池包安装部M或未图示的充电器的电池包安装部。
进而，电池包40经由连接部42安装于主体10，由此经由设置于连接部42的电源端子部44及连接端子部46而与主体10的内部电路电连接，从而能够对主体10供给直流电源(参照图3)。并且同样地，电池包40经由连接部42安装于未图示的充电器，由此经由电源端子部44及连接端子部46与充电器侧的充电电路电连接，从而能够从充电器对电池50充电。并且如图2所示，在电池包40的外壳的与连接部42不同的面(在本实施方式中当安装于主体10时，为朝向主体10的后方的后端面)，设置有用于显示电池50的剩余容量及异常的显示部86。该显示部86通过将由LED构成的4个显示元件81、82、83、84配置成一列而构成， 在该排列方向一端侧设置有显示开关80，该显示开关80用于指示显示部86显示剩余容量或异常状态。(电动工具主体10的电路结构)接下来，图3是示出当将电池包40安装于主体10时，由电池包40与主体10形成的驱动电机Ml控制用的电路的电路图。如图3所示，在主体10上作为用于与电池包40的电源端子部44连接的端子而具备正极侧端子32A、负极侧端子32B，同样作为与连接端子部46连接的端子而具备信号端子 34A。正极侧端子32A经由主开关SWl及正极侧电源线LlA与驱动电机Ml的一端连接， 负极侧端子32B经由对驱动电机Ml进行通电控制用的晶体管Ql及负极侧电源线LlB而与驱动电机Ml的另一端连接。在本实施方式中，驱动电机Ml以带刷直流电机构成，当主开关SWl处于导通状态时，通过来自电池包40的输入信号将晶体管Ql导通，由此驱动电机Ml被通电而旋转。另外，在驱动电机Ml上连接有二极管(所谓的续流二极管)Dl，该二极管用于在晶体管Ql断开时使在负极侧电源线LlB产生的高电压返回到正极侧电源线L1A。并且，主开关SWl与上述的扳机开关22连动从而对导通、断开状态进行切换，若扣动扳机开关22，则主开关SWl导通，若松开扳机开关22，则主开关SWl断开。并且，将N沟道型MOSFET用于晶体管Ql。接下来，在主体10中具备生成内部电路驱动用的电源电压的控制用电源电路 36、以及在与电池包40之间输入输出信号的输入输出电路38。控制用电源电路36具备齐纳二极管ZDl和电容器Cl。并且齐纳二极管ZDl的阴极经由电阻Rl与正极侧电源线LlA连接，齐纳二极管ZDl的阳极接地于主体10的地线。并且电容器Cl由电解电容器构成。而且电容器Cl的正极侧与齐纳二极管ZDl的阴极一起经由电阻Rl与正极侧电源线LlA连接，电容器Cl的负极侧接地于主体10的地线。另外，负极侧端子32B与主体10的地线连接，当将电池包40安装于主体10时，经由该负极侧端子32B与电池包40的负极侧电源线L2B(进而与电池50的负极侧端子52B 连接)连接。并且，当主开关SWl处于导通状态时，正极侧电源线LlA经由正极侧端子32A与电池包40的正极侧电源线L2A (进而与电池50的正极侧端子52A连接)连接。因此在控制用电源电路36中，当将主开关SWl导通时，从正极侧电源线LlA经由电阻Rl对齐纳二极管ZDl的阳极施加电池电压(例如为直流36V)，并利用齐纳二极管ZDl 降压至规定的恒定电压(例如为直流5V)。进而，电容器Cl被该降压后的直流电压充电，电容器Cl的两端电压作为用于使主体10的内部电路工作的电源电压Vcc而向各种内部电路供给。接下来，输入输出电路38具备晶体管02和电阻1 2、1 3、1 4、1 5。晶体管Q2由NPN型双极晶体管构成，其基极经由电阻R3与信号端子34A连接，并且经由电阻R4接地于地线。并且，经由电阻R2对信号端子34A施加电源电压Vcc，经由电阻R5对晶体管Q2的集电极也施加电源电压Vcc。并且，晶体管Q2的集电极还与晶体管Ql的栅极连接，晶体管 Q2的发射极接地于地线。电阻R2、R3、R4被设定为从主开关SWl导通后到电源电压Vcc达到规定电压时将晶体管Q2导通，以使信号端子34A的电位达到接近电源电压Vcc的高电平。并且，当晶体管Q2处于导通状态时，由于晶体管Ql的栅极经由晶体管Q2接地于地线，因此晶体管Ql处于断开状态，从而将向驱动电机Ml通电的路径切断。并且若信号端子34A通过电池包40的内部电路(后述的晶体管Q4)接地于地线时，则晶体管Q2成为断开状态。进而在该状态下，经由电阻R5对晶体管Ql的栅极施加电源电压，由此晶体管Ql成为导通状态，从而形成向驱动电机Ml通电的路径。另外，虽然在本实施方式中晶体管Q2的集电极直接与晶体管Ql的栅极连接，但是晶体管Q2的集电极也可以经由用于开关晶体管Ql的驱动电路而与晶体管Ql的栅极连接。(电池包40的电路结构)另一方面，在电池包40中具备设置于电源端子部44的正极侧端子44A及负极侧端子44B、设置于连接端子部46的3个信号端子46A、46B、46C、电池50以及控制电路60。在正极侧端子44A经由正极侧电源线L2A连接有电池50的正极侧端子52A，在负极侧端子44B经由负极侧电源线L2B连接有电池50的负极侧端子52B。进而当将电池包40安装于主体10时，正极侧端子44A与主体10的正极侧端子 32A连接，负极侧端子44B与主体10的负极侧端子32B连接，信号端子46A与主体10的信号端子34A连接。另外，当将电池包40安装于充电器时，信号端子46B、46C与充电器侧的连接端子部连接，当将电池包40安装于主体10时信号端子46B、46C处于开放状态。电池50通过在正极侧端子50A与负极侧端子50B之间将多个(例如10个)电池单元串联连接而构成，产生用于驱动驱动电机Ml的驱动电压(例如为直流36V)。另外，电池单元例如由单体产生3. 6V的直流电压的锂电池构成。因此，电池50能够输出高电流，例如能够输出的放电电流为IOA以上。控制电路60具备电流测量电路62、电压测量电路64、温度测量电路66、开关操作检测电路68、充电器检测电路72、图2所示的显示开关80及显示部86、主控制单元(Main Control Unit :MCU) 70 以及晶体管 Q4。在此，电流测量电路62用于测量在正极侧电源线L2A或负极侧电源线L2B中流通的电流，并对MCU70输出具有与该电流相应的电压值的电流检测信号。并且，电压测量电路64依次测量构成电池50的各电池单元的电压，并对MCU70输出具有与测量电压相应的电压值的电压检测信号。并且，温度测量电路66包括配置于电池50周围的热敏电阻，经由热敏电阻测量电池温度，并对MCU70输出具有与该测量温度相应的电压值的温度检测信号。接着，开关操作检测电路68用于对操作主体10的扳机开关22的情况进行检测， 具备晶体管Q3及电阻R6、R7、R8。晶体管Q3由NPN型双极晶体管构成，其基极经由电阻R6与信号端子46A连接，并且经由电阻R7接地于电池包40地线。并且晶体管Q3的发射极接地于地线。另外，电池包40的地线与负极侧电源线L2B连接。因此，当电池包40安装于主体 10时，电池包40与主体10的地线成为相同电位，上述各地线均与电池50的负极成为相同电位。并且，晶体管Q3的集电极与M⑶70连接，并且经由电阻R8与来自设置于电池包40 的控制用电源电路(未图示)的电源电压Vdd(例如为直流5V)的输出路径连接。另外，控制用电源电路从电池50接受电源供给而生成恒定的电源电压Vdd，对电池包40内的各种电子电路进行电源供给，例如由开关电源电路等构成。另一方面，晶体管Q4由N沟道型MOSFET构成，其漏极与晶体管Q3的基极经由电阻R6所连接的信号端子46A连接。并且，晶体管Q4的源极接地于地线，晶体管Q4的栅极与MCU70连接。因此，利用来自MCU70的输出信号(后述的放电控制信号)将晶体管Q4导通、断开，在晶体管Q4断开时信号端子46A处于开放状态。因而，当电池包40安装于主体10且操作了扳机开关22时(主开关SWl 导通)， 只要晶体管Q4处于断开状态，则与电池包40内的电源电压Vcc对应的高电平的信号从主体10的信号端子34A被输入到电池包40的信号端子46A，开关操作检测电路68内的晶体管Q3处于导通状态，从而从开关操作检测电路68向MCU70输入的信号成为低电平。并且，即使将电池包40安装于主体10，只要不操作扳机开关22(主开关SWl 断开)，则主体10的信号端子34A处于低电平(接地电位)，因此开关操作检测电路68内的晶体管Q3处于断开状态，从开关操作检测电路68向MUC70输入的信号成为低电平。接下来，充电器检测电路72是在电池包40安装于充电器且将高电平(例如为直流5V)的信号从充电器输入到信号端子46C时，输入表示该情况的检测信号的电路，并且充电器检测电路72与开关操作检测电路68同样地构成。也就是说，在充电器检测电路72中，当信号端子46C处于开放状态时，若将与电源电压Vdd对应的高电平的信号经由负载电阻输入到MCU70，且从充电器对信号端子46C输入高电平的信号时，则与去往MCU70的信号路径连接的晶体管处于导通状态，并使信号路径接地与地线，使对MCU70的输出成为低电平。因此，在MCU70侧能够基于来自开关操作检测电路68的输入信号，检测出在安装有电池包40的主体10侧操作了扳机开关22的情况，并能够基于来自充电器检测电路72 的输入信号检测出电池包40被安装于充电器的情况。并且，MCU70由众所周知的微电脑构成，包括CPU、ROM、RAM、能够重写的非易失性存储器、输入输出(I/O)端口、A/D转换器等，按照存储于ROM的各种程序执行用于电池50 的充电、放电以及状态显示的各种控制处理。
(基于MCU70的显示控制)接下来，对于在电池包40内的MCU70所执行的各种控制处理中的、用于在显示部 86显示电池50的剩余容量或到过载保护启动为止的剩余时间而执行的处理进行说明。首先，向显示部86显示的电池50的剩余容量显示按照如下顺序执行基于来自电流测量电路62及电压测量电路64的检测信号(换言之，是在电池50内流通的电流及电池电压)计算出电池50的剩余容量，若按下显示开关80，则将该计算出的剩余容量以预先设定的显示时间显示于显示部86。另外，该剩余容量显示时的显示元件81 84的亮灯方式，预先设定为图4(a)所示的方式。也就是说，当电池50的剩余容量为“0 25%，，时，仅使1个显示元件81 (LEDl) 亮灯，其它显示元件82 84(LED2 4)均灭灯。并且，当电池50的剩余容量为“25% 50%”时，使2个显示元件81、82(1^01、2) 亮灯，其它显示元件83、84 (LED3、4)灭灯。并且，当电池50的剩余容量为“50% 75% ”时，使3个显示元件81 83 (LED1 3)亮灯，剩下的显示元件84 (LED4)灭灯。并且，当电池50的剩余容量为“75% 100%”时，使全部显示元件81 84 (LED 1 4)亮灯。另一方面，到过载保护启动为止的剩余时间的显示通过以下方式实施，S卩对当电池包40安装于主体10时，MCU70将图5所示的过载保护判定处理作为主例程(main routine)中的一环反复执行，。该过载保护判定处理是如下的处理基于利用电流测量电路62及温度测量电路 66测量的放电电流及电池温度，来监视电池50的负载状态，若电池50处于过载状态，则使放电控制信号成为低电平，从而停止从电池50向驱动电机Ml的放电。以下，依据图5的流程图对该过载保护判定处理进行详细说明。该过载保护判定处理是在MCU70中以恒定周期(例如每0.5秒)执行的处理，若开始进行处理，则首先在SllO (S表示步骤)中从电流测量电路62及温度测量电路66读入放电电流及电池温度。接下来，在S120中基于在SllO的处理中读入的当前的放电电流及电池温度，计算出过电流计数器更新用的加减运算值，通过将该计算出的加减运算值与过电流计数器的值相加，由此更新过电流计数器。此处，过电流计数器是将电池50的负载的大小作为计数值存储，在本实施方式中是将该值用作表示电池50达到过载状态为止的剩余时间的时间相当值。并且，虽然在S120中基于放电电流及电池温度计算出用于更新该过电流计数器的加减运算值，但是例如能够使用图进行该计算。例如图6所示，在该图中，若放电电流小于阈值，则设定零或负的值作为加减运算值，若放电电流为阈值以上，则设定正的值作为加减运算值，按照电池50的每个规定温度范围准备多个以上述方式构成的图。进而，MCU70在S120中选择与电池温度对应的图，并利用该图计算出与放电电流对应的加减运算值。
图6的计算加减运算值用的图被设定为放电电流越大则加减运算值越大，在温度范围不同的图之间被设定为电池温度越高则相对于放电电流的加减运算值越大。这是因为放电电流越大电池50越易发热，且电池温度(详细说来，是电池50的表面温度，进而是周围温度)越高则电池50越易劣化。另外，当在S120中计算加减运算值时，不一定必须使用上述图，也可以使用将放电电流及电池温度作为参数的二维图、或将这些值作为参数的计算式。接下来，若在S120中更新了过电流计数器，则转移到S130，判断当前是否有放电电流流通。进而，若放电电流未流通，则转移到S140，以使显示部86的全部显示元件 (LED)Sl 84灭灯的方式设定显示部86的亮灯方式，然后转移到S150。另一方面，当在S130中判断为当前有放电电流流通时，则转移到S160，判断过电流计数器的值是否大于过载判定值α 4。进而，在过电流计数器的值大于过载判定值α 4的情况下，判断为电池50处于过载状态，并转移到S170。在S170中使放电控制信号成为低电平，由此使主体10侧的晶体管Q2处于导通状态、晶体管Ql处于断开状态，从而启动禁止从电池50向驱动电机Ml放电的过载保护。并且在S170中，作为显示到过载保护启动为止的剩余时间用的亮灯方式，设定使显示部86的1个显示元件81 (LEDl)闪烁、其它显示元件82 84(LED2 4)灭灯的亮灯方式(参照图4(b))。进而在S170的处理后转移到S150。另外如图4(b)所示，该亮灯方式被设定成若过电流计数器的值超过第一设定值 α 1，则使显示部86的全部显示元件81 84 (LED1 4)闪烁，随着过电流计数器的值从第一设定值α 1向第二设定值α 2、第三设定值α 3、过载判定值α 4增大，而阶段性地减少闪烁的显示元件的数量，由此通知直到过载保护启动为止的剩余时间。接下来，当在S160中判断为过电流计数器的值为过载判定值α 4以下时，则转移到S180，并判断过电流计数器的值是否大于剩余时间判定用的第三设定值α3(α3
<α4)。然后，在过电流计数器的值大于第三设定值α 3的情况下，转移到S190，作为剩余时间显示用的亮灯方式，设定使显示部86的2个显示元件81、82(LED1、2)闪烁、其它显示元件83、84(LED3、4)灭灯的亮灯方式，然后转移到S150。并且，当在S180中判断为过电流计数器的值为第三判定值α 3以下时，转移到 S200，并判断过电流计数器的值是否大于剩余时间判定用的第二设定值α 2(α 2 < α 3)。进而，在过电流计数器的值大于第二设定值α 2的情况下，转移到S210，作为剩余时间显示用的亮灯方式，设定使显示部86的3个显示元件81 83 (LED1 幻闪烁、剩余的显示元件84(LED4)灭灯的亮灯方式，然后转移到S150。并且，在S2OO中判断为过电流计数器的值为第二判定值α 2以下的情况下，转移到S220，并判断过电流计数器的值是否大于剩余时间判定用的第一设定值α 1(α 1
<α 2)。进而，在过电流计数器的值大于第一设定值α 1的情况下，转移到S230，作为剩余时间显示用的亮灯方式，设定使显示部86的全部显示元件81 84 (LED 1 4)亮灯的亮灯10方式，然后转移到S150。并且，在S220中判断为过电流计数器的值为第一判定值α 1以下的情况下，判断为在当前的电池50的负载状态下过载保护未启动，然后转移到S140，设定使显示部86的全部显示元件(LED)Sl 84灭灯的亮灯方式，然后转移到S150。进而在S150中，按照在S140、S170、S190、S210或S230中所设定的显示部86的亮灯方式，使显示部86的显示元件81 84闪烁，由此执行显示电池50处于过载状态且到过载保护启动为止的剩余时间的LED亮灯处理，进而暂时停止该显示控制处理。(实施方式的效果)如以上说明的那样，在本实施方式中，电池包40内的MCU70如图7例示的那样，基于放电电流和电池温度来逐渐更新过电流计数器，由此监视电池50的负载状态。进而，若过电流计数器的值超过过载判定值α 4时，则判断为电池50处于过载状态，通过停止从电池50放电而由过载状态保护电池50。并且，由于到过电流计数器的值达到过载判定值α 4为止是表示到MCU70开始过载保护为止的时间的值，因此在本实施方式中，将过电流计数器的值用作表示到MCU70开始过载保护为止的剩余时间的时间相当值。进而，随着电池50的放电若过电流计数器的值超过第一设定值α 1时，则MCU70 通过使显示部86的全部显示元件81 84(LED1 4)闪烁，由此通知使用者电动工具有可能因过载保护工作而停止。并且，随着过电流计数器的值从第一设定值α 1向第二设定值α 2、第三设定值 α 3、过载判定值α 4增大，MCU70阶段性地减少闪烁的显示元件的数量，由此通知使用者到过载保护启动为止的剩余时间。进而，由于该通知剩余时间用的亮灯方式与剩余容量显示的亮灯方式不同，是使显示元件(LED)闪烁，因此使用者能够根据电动工具使用中闪烁着的显示元件(LED)的数量而检测出到过载保护启动为止的剩余时间。因此，使用者能够在经过该剩余时间的期间内暂时停止使用电动工具的作业，并停止电动工具的驱动，从而能够防止在电动工具的动作因过载保护功能而被强制性地停止后，到判断为电动工具已恢复到正常状态为止，无法长时间使用电动工具。并且，在本实施方式中，由于利用在电池50的剩余容量显示中使用的显示部86来通知到过载保护启动为止的剩余时间，因此无需另外设置通知剩余时间用的显示部。因此， 能够使装置结构简单且防止电动工具(本实施方式中为电池包40)的成本提升。此处，在本实施方式中为了更新作为时间相当值的过电流计数器的值所使用的电流测量电路62及温度测量电路66相当于本发明的检测单元。并且，在图5所示的过载保护判定处理中更新过电流计数器的值的S120的处理相当于本发明的时间相当值计算单元。并且，在过载保护判定处理中基于过电流计数器的值设定显示部86的亮灯方式， 控制显示部86的各显示元件81 84的闪烁状态的S140 S230的处理，相当于本发明的通知单元，其中S160、S170的处理还相当于本发明的保护单元。(变形例)以上虽然对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够采取各种方式。
例如虽然在上述实施方式中，对计算过电流计数器的加减运算值时使用放电电流和电池温度的方式进行了说明，但是也可以仅利用放电电流来计算加减运算值，或者仅利用电池温度来计算加减计算值。也就是说，即使这样也能够将过电流计数器的值作为放电电流的累计计算值、或电池温度的累计计算值来更新，从而能够与上述实施方式同样地将过电流计数器的值用作表示电池50的负载大小(进而是到过载保护启动为止的剩余时间)的参数。另一方面，虽然在上述实施方式中，对基于放电电流和电池温度来更新过电流计数器，并基于该过电流计数器的值进行过载判定及剩余时间的判定的情况进行了说明，但是例如即使按照图8所示的顺序执行过载保护判定处理也能够进行过载判定及剩余时间的判定。因此，接下来对图8所示的过载保护判定处理进行说明。图8所示的过载保护判定处理是基于利用电流测量电路62测量的放电电流对计算剩余时间用的多个(本实施方式中为3个)计数器Ca、Cb、Cc进行更新，并基于各计数器 Ca Cc的值进行过载判定及剩余时间判定。该过载保护判定处理与图3所示的过载保护判定处理同样，也是在MCU70中在每个恒定周期(例如每1秒)内作为主例程的一环来执行。如图8所示，若该过载保护判定处理开始时，首先在S310中从电流测量电路62读入电池50的放电电流Id，接着在S320中判断放电电流Id是否为第四阈值(例如为80A) 以上。进而，若放电电流Id未达到第四阈值，则转移到S330，判断放电电流Id是否为第三阈值(例如为60A)以上，若放电电流Id未达到第三阈值，则转移到S340。并且，在S340中判断放电电流Id是否为第二阈值(例如为40A)以上，若放电电流Id未达到第二阈值，则转移到S350，判断放电电流Id是否小于第一阈值(例如为20A)。然后，若在S350中判断为放电电流Id不小于第一阈值时，则转移到S400，若在 S350中判断为放电电流Id是小于第一阈值时(换言之，在电池50有可能成为过载状态的情况下)，则在S360中对计算剩余时间用的全部计数器Ca Cc设定初始值，然后转移到 S400。另外，计数器Ca是通过后述的处理在放电电流Id为第四阈值(80A)以上时被更新(分频(count down))为80A以上的计数器，计数器Cb同样是在放电电流Id为第三阈值(60A)以上时被更新(分频(count down))为60A以上的计数器，计数器Cc同样是在放电电流Id为第二阈值G0A)以上时被更新(分频(count down))为40A以上的计数器。进而，在S360中，对80A以上计数器Ca设定初始值“30”，对60A以上计数器Cb设定比计数器Ca大的初始值“60”，对40A以上计数器Cc设定比计数器Ca、Cb都更大的初始值 “100”。接下来，在S340中判断为放电电流Id为第二阈值G0A)以上的情况下，在S370 中对40A以上的计数器Cc进行递减运算(-1)后，转移到S400。并且，在S330中判断为放电电流Id为第三阈值(60A)以上的情况下，在S380中分别对60A以上的计数器Cb和40A以上的计数器Cc进行递减运算(-1)后，转移到S400。并且，当在S320中判断为放电电流Id为第四阈值(80A)以上的情况下，在S390中分别对80A以上的计数器Ca、60A以上的计数器Cb以及40A以上的计数器Cc进行递减运算("I)后，转移到S400。接下来，在S400中从通过上述S360 S390的处理而被更新的计数器Ca Cc中选择计数值为最小的最小计数器。进而，接着在S410中判断该选择出的最小计数器的值是否为过载判定用的最小值“0”，若最小计数器的值为最小值“0”，则判断为电池50处于过载状态，从而转移到S420。在S420中使放电控制信号成为低电平，由此使主体10侧的晶体管Q2处于导通状态、晶体管Ql处于断开状态，从而开始禁止从电池50向驱动电机Ml放电的过载保护。并且作为显示剩余时间用的亮灯方式，在S420中设定使显示部86的1个显示元件81 (LEDl)闪烁，而使其它显示元件82 84(LED2 4)灭灯的亮灯方式。并且在S420 的处理后转移到S430。接下来，若在S410中判断为最小计数器的值不是最小值“0”时，则转移到S440，判断最小计数器的值是否处于值1 5的范围内。进而，当最小计数器的值处于值1 5的范围内时，则转移到S450，作为显示剩余时间用的亮灯方式，设定使显示部86的2个显示元件81、82(LED1、2)闪烁，而其它显示元件83、84 (LED3、4)灭灯的亮灯方式，并转移到S430。并且，若在S440中判断为最小计数器的值不处于值1 5的范围内时，则转移到 S460，并判断最小计数器的值是否处于值6 10的范围内。进而，当最小计数器的值处于值6 10的范围内时，则转移到S470，作为显示剩余时间用的亮灯方式，设定使显示部86的3个显示元件81 83 (LED1 幻闪烁，而剩余的显示元件84 (LED4)灭灯的亮灯方式，并转移到S430。并且，若在S460中判断为最小计数器的值不处于值6 10的范围内时，则转移到 S480，并判断最小计数器的值是否处于值11 15的范围内。进而，当最小计数器的值处于值11 15的范围内的情况下，转移到S490，作为显示剩余时间用的亮灯方式，设定使显示部86的4个显示元件81 84 (LED1 4)全部闪烁的亮灯方式，并转移到S430。进而，当在S480中判断为最小计数器的值不处于值11 15的范围内(换言之， 值为16以上)的情况下，判断为在当前的电池50的负载状态下未启动过载保护，并转移到 S500，设定使显示部86的全部显示元件(LED) 81 84灭灯的亮灯方式，并转移到S430。然后在S430中与上述实施方式的S150相同，根据在S420、S450、S470、S490或 S500中所设定的显示部86的亮灯方式，使显示部86的显示元件81 84闪烁，由此执行显示电池50成为过载状态且到过载保护启动为止的剩余时间的LED亮灯处理，并暂时停止该显示控制处理。这样，在图8所示的过载保护判定处理中，根据来自电池50的放电电流Id对计算剩余时间用的多个计数器Ca、Cb、Cc进行更新(分频)，并将计数值最小的计数器选作最小计数器，由此将该最小计数器的值作为表示到过载保护启动为止的剩余时间的时间相当值求出。进而，根据作为该时间相当值的最小计数器的值来设定显示部86的亮灯方式，由此通知到过载保护启动为止的剩余时间。因此，通过在MCU70中执行图8所示的过载保护判定处理，使用者能够检测出到过载保护启动为止的剩余时间，并能够在经过该剩余时间的期间内暂时停止使用电动工具的作业，从而能够获得与上述实施方式相同的效果。另外，在图8所示的过载保护判定处理中，基于放电电流Id更新计数器Ca Cc 的计数值，并从计数器Ca Cc中选择计数值最小的最小计数器的S310 S400的处理，相当于本发明的时间相当值计算单元。并且，在图8所示的过载保护判定处理中，基于最小计数器的值设定显示部86的亮灯方式，且控制显示部86的各显示元件81 84的闪烁状态的S410 S430的处理，相当于本发明的通知单元，其中S410、S420的处理还相当于本发明的保护单元。此处，虽然图8所示的过载保护判定处理设定为基于来自电池50的放电电流Id 对计算剩余时间用的多个计数器Ca、Cb、Cc进行更新(分频)，但是如图9所示，该过载判定处理也可以基于利用温度测量电路66测量的电池温度T对计算剩余时间用的多个计数器Cd、Ce、Cf进行更新(分频)(S312 S392)。也就是说，即使这样，只要在S402中从计数器Cd、Ce、Cf中求出计数值最小的最小计数器，便能够在接下来的S410 S500的处理中根据该最小计数器的值设定显示部86的亮灯方式，由此能够通知直到过载保护启动为止的剩余时间。另外，在图9所示的过载保护判定处理中，在电池温度T未达到50°C时，将计数器 Cd、Ce、Cf分别设定为初始值“30”、“40”、“50”(S362)，在电池温度T为70°C以上时，对全部计数器Cd、Ce、Cf的值进行递减运算(S392)，在电池温度T为65°C以上时，对计数器Ce、 Cf进行递减运算(S382)，在电池温度T为60°C以上时，对计数器Cf进行递减运算(S372)， 由此根据电池温度T对各计数器Cd、Ce、Cf进行更新。并且接下来，虽然在上述实施方式及变形例中，对由电动工具用装置亦即电池包 40内的MCU70执行图5、图8、图9所示的过载保护判定处理的情况进行了说明，但是也可以在其它的电动工具用装置亦即主体10侧设置放电控制用的MCU，并利用该MCU执行过载保护判定处理。并且，虽然在上述实施方式中对将本发明应用于螺丝钻的情况进行了说明，但是本申请发明也可以应用于构成螺丝钻以外的电动工具的电动工具用装置(即，电池包、电动工具主体等)。并且，虽然在上述实施方式中将带刷直流电机用作驱动电机M1，但是也可以使用无刷直流电机或交流电机。然而，当将无刷直流电机或交流电机用作驱动电机Ml时，必须以上述方式构成主体10。
权利要求
1.一种电动工具用装置，具备检测单元，其检测表示电动工具的电源亦即电池的负载状态的物理量； 保护单元，其基于所述检测单元的检测结果来判定所述电池是否处于过载状态，若判定为所述电池处于过载状态时，则切断从所述电池放电的路径来保护所述电池， 该电动工具用装置的特征在于，具备时间相当值计算单元，其基于所述检测单元的检测结果计算出时间相当值，该时间相当值表示所述电池的负载状态达到所述保护单元切断所述放电路径的过载状态为止的剩余时间；通知单元，其基于利用所述时间相当值计算单元计算出的时间相当值，通知直到所述保护单元切断所述放电路径为止的剩余时间。
2.根据权利要求1所述的电动工具用装置，其特征在于，所述检测单元检测所述电池的温度，作为表示所述电池的负载状态的物理量， 所述时间相当值计算单元基于利用所述检测单元检测出的所述电池的温度，计算出所述时间相当值。
3.根据权利要求1所述的电动工具用装置，其特征在于，所述检测单元检测在所述放电路径中流通的放电电流，作为表示所述电池的负载状态的物理量，所述时间相当值计算单元基于利用所述检测单元检测出的放电电流，计算出所述时间相当值。
4.根据权利要求1所述的电动工具用装置，其特征在于，所述检测单元检测所述电池的温度和在所述放电路径中流通的放电电流，作为表示所述电池的负载状态的物理量，所述时间相当值计算单元基于利用所述检测单元检测出的所述电池的温度和所述放电电流，计算出所述时间相当值。
5.根据权利要求1 4的任一项所述的电动工具用装置，其特征在于，所述通知单元将为了显示所述电池的剩余容量而设置于该电动工具用装置的显示元件控制成与所述电池的剩余容量显示不同的显示状态，由此通知直到所述保护单元切断所述放电路径为止的剩余时间。
全文摘要
本发明提供一种电动工具用装置，具有电池的过载保护功能，当从电池放电时能够通知直到过载保护启动为止的时间。基于放电电流和电池温度逐次更新过电流计数器，由此监视电池(50)的负载状态(S110、S120)，若过电流计数器的值超过过载判定值(α4)时，则使从电池(50)的放电停止，由过载状态保护电池(50)(S160、S170)。由于过电流计数器的值与直到开始过载保护为止的剩余时间相对应，因此根据过电流计数器的值来设定构成显示部的4个显示元件(LED)的亮灯方式，对各显示元件进行亮灯控制，由此通知使用者直到过载保护启动为止的剩余时间(S140～S230)。
文档编号H02J7/00GK102570405SQ20111039754
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月2日 优先权日2010年12月27日
发明者野田将史 申请人:株式会社牧田