專利名稱：控制方法和手持式工具機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于電池驅(qū)動的手持式工具機的控制方法以及一種電池驅(qū)動的手持式工具機、尤其是電動的手持式工具機、例如電動旋擰機。

發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明的手持式工具機具有用于接納工具的工具接納件。電動機與工具接納件聯(lián)接用于驅(qū)動工具接納件。電動機設置在殼體中。殼體具有保持件，該保持件設有用于能松開地聯(lián)接電池組的機械的閉鎖裝置以及用于使電池組與電動機電連接的電接頭。通信接口用于將電池組的特性傳輸?shù)诫妱訖C控制裝置上。電動機控制裝置包含軟啟動，該軟啟動使得電動機的轉速以一定的加速度由靜止狀態(tài)加速直至額定轉速，其中，電動機控制裝置根據(jù)由電池組傳輸?shù)碾姵亟M特性來控制加速度。
按本發(fā)明的控制方法包含如下步驟詢問聯(lián)接到手持式工具機上的電池組的特性；根據(jù)電池組的傳輸?shù)奶匦詠碓O定用于加速電動機的加速度；當操作按鍵時，以設定的加速度加速電動機。傳輸?shù)碾姵亟M特性尤其是電池組的內(nèi)阻的度量。在內(nèi)阻小于閾值時，加速度可以設定到第一值，并且在內(nèi)阻大于該閾值時，所述加速度可以設定到第二值。該第二值大于第一值。在傳輸?shù)膬?nèi)阻小于閾值時，電動機控制裝置在較短的時間間隔中將電動機加速到額定轉速。在其它情況下，電動機較緩慢地且相應地經(jīng)過較長的時間間隔加速到額定轉速。內(nèi)阻的度量例如可以是存在電池組的電池的并聯(lián)或串聯(lián)和/或類型。手持式工具機的電池組可以包含數(shù)據(jù)存儲器，電池組的內(nèi)阻存儲在該數(shù)據(jù)存儲器中。對于選出的溫度，例如在室溫的情況下，確定內(nèi)阻。手持式工具機或控制方法的進一步方案利用溫度傳感器，以便測量環(huán)境的或電池組的溫度?？紤]測量的溫度，以補償電池組的內(nèi)阻的溫度相關性。手持式工具機能根據(jù)溫度調(diào)節(jié)用于加速電動機的加速度。尤其在測量溫度低于冰點時減小加速度。一種結構設定，在電動機加速期間手持式工具機監(jiān)控施加在電接頭上的電壓，并且在施加的電壓低于第一閾值時減小加速度。尤其在施加在電接頭上的電壓低于小于第一閾值的第二個閾值時，斷開來自電池組的電流消耗。電池組可以包含自給自足的保護裝置，該保護裝置禁止電池組的過載。保護裝置例如監(jiān)控各單個電池的電壓。一旦電池之一的電壓下降到例如2. 5伏的第二閾值，那么電池組立刻與手持式工具機斷開。在加速電動機時短時間內(nèi)高的電流消耗可能引起擾動或第二閾值。電動機控制裝置預見性地減小加速度，以阻止電動機的完全切斷。在一種結構中，電動機的加速通過脈沖寬度調(diào)制來調(diào)節(jié)。脈沖寬度調(diào)制的占空比通過調(diào)節(jié)的加速度的相關性來確定。


下面借助于示例的實施形式和附圖解釋本發(fā)明。
圖I顯示電動旋擰機。相同的或功能相同的元件通過附圖中相同的附圖標記表示，只要不另作說明。
具體實施例方式圖I顯示作為手持式工具機的示例的電動旋抒機I。電動旋抒機I具有帶把手3的殼體2，使用者借助于該把手可以保持和引導電動旋擰機I。在把手3上的按鍵4允許使用者開動電動旋擰機I。典型地，使用者必須保持持續(xù)按壓按鍵4，以使電動旋擰機I保持運行。電動旋擰機I具有工具接納件5，使用者可以將旋擰頭6插入到該工具接納件中。在操作按鍵4時，電動機7使工具接納件5繞其軸線8旋轉。電動機7通過主軸9以及必要時驅(qū)動系統(tǒng)的其它部件例如離合器、變速器與工具接納件5聯(lián)接。
電動機7的供電通過電池組10實現(xiàn)。該電池組10具有多個次級電池11、例如鋰電池。殼體2具有用于電池組10的保持件12，該保持件例如設置在把手3的端部上。保持件12可以具有多個帶有L形輪廓的導軌，在這些導軌中可以滑動地插入電池組10上的互補的多個導軌?？伤砷_的閉鎖裝置13防止電池組10由保持件12脫落。手持式工具機I的電接頭14設置在保持件12中。電接頭14例如包含兩個或更多個電接觸件15。電池組10具有與手持式工具機I的電接頭14互補的接觸件16，它們在電池組10安裝到保持件12中時電接觸導通。電池組10可以具有自給自足的保護裝置17。該保護裝置17例如包含監(jiān)控各電池11的電壓的電壓傳感器18。如果保護裝置17識別出其中一個電池11的電壓下降到臨界的閾值之下，那么中斷電池組10的電輸出。該臨界的閾值如此選擇，使得禁止電池11的不可逆轉的放電。該閾值例如對于基于鋰離子電化學的電池11大約為2. 5伏，尤其是在室溫的情況下。電池組10可以例如借助于開關19、例如電池組10或手持式工具機I中的場效應晶體管來中斷電池組10與電動機7之間的電流路徑20?？赡娴谋Ｗo裝置17和相配的開關19相對于其它系統(tǒng)是自給自足的。在開關19設置在電池組10中時，如果手持式工具機I通過電池組10的每一供給被中斷時，則尤其如此。手持式工具機I能以被調(diào)節(jié)的轉速運行。轉速能通過操縱者調(diào)節(jié)或者對于手持式工具機I不可變地設置。具有一個或多個開關元件22的電動機控制裝置21調(diào)節(jié)手持式工具機I的功率消耗，以便將轉速調(diào)整到額定值。手持式工具機I的一種結構沒有設定被調(diào)節(jié)的轉速，而是通過電動機7的最大的功率消耗來限制轉速，例如通過電動機7的名義功率或者電池組10的最大名義功率輸出來限制。電動機控制裝置21包含用于軟啟動23的模塊。軟啟動23通過操縱按鍵4被激活。軟啟動23限制電動機7的平均功率消耗。例如可以借助于脈沖寬度調(diào)制來控制至電動機7的電路徑中的一個開關元件。脈沖寬度調(diào)制的占空比通過軟啟動23根據(jù)期望的平均功率消耗來確定。軟啟動23確定電動機7加速到額定轉速的持續(xù)時間。此外通過能由電動機7施加的轉矩和加載的載荷來調(diào)節(jié)的加速度值(加速度)通過軟啟動23被限制到調(diào)節(jié)的加速度。一旦電動機7到達額定轉速，那么軟啟動23就被關閉并且可能轉速調(diào)整到額定轉速。有選擇地，軟啟動23能在確定的時間間隔之后被結束。
電動機控制裝置21與電池組10通信，以便確定該電池組的特性。另外，電動機控制裝置21的通信接口 24此外詢問電池組10的內(nèi)阻。電池組10例如具有存儲電池組10的內(nèi)阻的信息存儲器。內(nèi)阻能以歐姆形式或者其它的度量單位形式存儲。有選擇地，內(nèi)阻能隱含地通過以下數(shù)據(jù)被暗示，即是否各電池處于并聯(lián)并且必要時有多少列并聯(lián)的電池11。電池組10也可以傳輸使用的電池11的類型，軟啟動23調(diào)節(jié)加速度，適配于這些電池。通信接口 24優(yōu)選是電的通信接口，其接收單元接收由電池組10作為來自存儲結構元件26的電信號傳輸?shù)男盘枂卧?，有選擇地，通信接口 24包含探測器，該探測器確定由電池組10被動地提供的信息單元。例如在電池組10上能提供以條形碼、機械碼等等形式的信息單元。電動機控制裝置21根據(jù)由電池組10傳輸?shù)膬?nèi)阻來調(diào)節(jié)軟啟動23。電動機控制裝置21能將傳輸?shù)膬?nèi)阻與閾值相比較。如果內(nèi)阻超過閾值，那么對于加速確定較小的加速度。如果電池組10傳輸各電池11的單純的串聯(lián)，也可以設定較小的加速度。脈沖寬度調(diào)制的占空比例如起初可以設定在在40 %與60 %之間的范圍中并且通過軟啟動23連續(xù)提 高到100%。速率確定占空比增長到100%的持續(xù)時間。如果傳輸小的內(nèi)阻或者各電池11的并聯(lián)，那么可以強勁地加速電動機7。占空比能以高的速率并且從而在短時間內(nèi)增長到100%。另外對于占空比的起始值可以設定到60%與75%之間的值。對于第一種情況的小的加速度例如可以使電動機7在O. 6秒之內(nèi)加速到額定轉速，對于第二種情況的高的加速度，例如雙倍于小的加速度，也就是說使得電動機7在O. 3秒之內(nèi)加速到額定轉速。進一步的方案設置溫度傳感器25，該溫度傳感器探測電池組10的溫度。如果溫度小于閾值，那么加速度減小。在溫度小于10攝氏度時，例如對于每5度加速度能減小10%。同樣例如如果溫度位于冰點以下，那么例如占空比的開始值下降到20%。
權利要求
1.手持式工具機(I)的控制方法，所述手持式工具機包括用于接納工具￠)的工具接納件(5);電動機(7)，該電動機與工具接納件(5)聯(lián)接，用于驅(qū)動工具接納件(5);殼體(2)，在該殼體中設置電動機(7);在殼體(2)上的保持件(12)，該保持件設有用于能松開地聯(lián)接電池組(10)的機械的閉鎖裝置(13)以及用于使電池組(10)與電動機(7)電連接的電接頭(14);用于將電池組(10)的特性傳輸?shù)诫妱訖C控制裝置(21)上的通信接口(24)；以及能由使用者操作的用于激活手持式工具機(I)的按鍵(4)， 所述方法包括以下步驟詢問聯(lián)接到手持式工具機(I)上的電池組(10)的特性；根據(jù)電池組(10)的傳輸?shù)奶匦栽O定用于加速電動機(7)的加速度；當操作按鍵⑷時，以設定的加速度加速電動機(7)。
2.按權利要求I所述的控制方法，其特征在于所述特性包含電池組的內(nèi)阻的度量。
3.按權利要求2所述的控制方法,其特征在于在內(nèi)阻小于閾值時,設定加速度的第一值，并且在內(nèi)阻大于所述閾值時，設定加速度的第二值，該第二值大于第一值。
4.按上述權利要求任一項所述的控制方法，其特征在于內(nèi)阻的度量包含電池的單純的串聯(lián)、并聯(lián)的存在和/或電池的類型。
5.按上述權利要求任一項所述的控制方法，其特征在于確定電池組的溫度并且根據(jù)溫度設定加速度。
6.按上述權利要求任一項所述的控制方法，其特征在于手持式工具機在電動機加速期間監(jiān)控施加在電接頭上的電壓，并且在施加的電壓低于一個閾值時，減小加速度。
7.按權利要求6所述的控制方法,其特征在于在施加在電接頭上的電壓低于小于所述一個閾值的另一個閾值時，斷開來自電池組的電流消耗。
8.按上述權利要求任一項所述的控制方法，其特征在于電動機控制裝置借助于脈沖寬度調(diào)制來調(diào)節(jié)流入到電動機中的電流，并且占空比根據(jù)加速度來改變。
9.手持式工具機(1)，其包括用于接納工具(6)的工具接納件(5);電動機(7)，該電動機與工具接納件(5)聯(lián)接，用于驅(qū)動工具接納件(5);殼體(2)，在該殼體中設置電動機(7);在殼體(2)上的保持件(12)，該保持件設有用于能松開地聯(lián)接電池組(10)的機械的閉鎖裝置(13)以及用于使電池組(10)與電動機(7)電連接的電接頭(14);用于將電池組(10)的特性傳輸?shù)诫妱訖C控制裝置(21)上的通信接口(24)，該電動機控制裝置(21)包含軟啟動(23)，該軟啟動使得電動機(7)的轉速以一定的加速度由靜止狀態(tài)加速直至額定轉速，該電動機控制裝置(23)根據(jù)由電池組(10)傳輸?shù)碾姵亟M特性來控制加速度。
10.按權利要求9所述的手持式工具機(I)，其特征在于其電池組(10)具有信息存儲器，在該信息存儲器中存儲含有電池組(10)內(nèi)阻的度量的信息單元；該電池組還具有通信接口(24)，用于將信息單元傳輸?shù)绞殖质焦ぞ邫C(I)上。
全文摘要
一種手持式工具機(1)及其控制方法，所述手持式工具機包括用于接納工具(6)的工具接納件(5)；電動機(7)，該電動機與工具接納件聯(lián)接，用于驅(qū)動工具接納件；殼體(2)，在該殼體中設置電動機；在殼體上的保持件(12)，該保持件設有用于能松開地聯(lián)接電池組(10)的機械的閉鎖裝置(13)以及用于使電池組與電動機電連接的電接頭(14)；用于將電池組的特性傳輸?shù)诫妱訖C控制裝置(21)上的通信接口(24)；以及能由使用者操作的用于激活手持式工具機的按鍵(4)。所述方法包括以下步驟詢問聯(lián)接到手持式工具機上的電池組的特性；根據(jù)電池組的傳輸?shù)奶匦栽O定用于加速電動機的加速度；當操作按鍵時，以設定的加速度加速電動機。
文檔編號B25F5/00GK102729220SQ201210082159
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者B·費爾哈格, J·伊馬舍夫斯基, T·米勒 申請人:喜利得股份公司