用于對(duì)具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具加以控制的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于對(duì)具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具加以控制的方法，所述方法具有如下步驟：(a)產(chǎn)生經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號(hào)，所述信號(hào)的占空比為了控制轉(zhuǎn)速而能夠改變；(b)針對(duì)第一脈沖時(shí)段(48)以降低的、小于100％的占空比、優(yōu)選以最小占空比來(lái)啟動(dòng)電馬達(dá)；(c)只要所述電馬達(dá)(20)已經(jīng)在一定的時(shí)間段(50)內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了，則針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段來(lái)提高占空比。
【專利說(shuō)明】用于對(duì)具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具加以控制的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明普遍適用于電動(dòng)工具，但特別適用于螺絲刀和鉆機(jī)，在電動(dòng)工具中，需考慮 到存在劇烈變換的轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明特別是適合于：對(duì)于螺絲刀而言，在進(jìn)行固定的旋擰的情況 中，在一開(kāi)始施加較高的轉(zhuǎn)矩，或者在運(yùn)行期間施加提高的轉(zhuǎn)矩。
[0002] 本發(fā)明涉及一種用于對(duì)具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具加以控制的方法，其中， 電馬達(dá)借助經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號(hào)得到控制，該信號(hào)的占空比為了控制轉(zhuǎn)速而能夠改變。
[0003] 本發(fā)明還涉及一種具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具，其具有：借助經(jīng)脈沖寬度調(diào) 制的信號(hào)來(lái)操控電馬達(dá)的控制電子器件，所述信號(hào)的占空比為了控制轉(zhuǎn)速而能夠改變；以 及用于激活電馬達(dá)以及用于控制轉(zhuǎn)速的運(yùn)行開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0004] 此類(lèi)用于控制電動(dòng)工具的方法以及此類(lèi)電動(dòng)工具由W0 01/56144 A1公知。其中， 提出一種用于旋擰運(yùn)行和鉆孔運(yùn)行的電動(dòng)手持工具所用的控制電子器件，該控制電子器件 包含脈沖寬度調(diào)制器。脈沖寬度調(diào)制器能夠在旋擰運(yùn)行與打孔運(yùn)行之間轉(zhuǎn)換。在旋擰運(yùn)行 中，脈沖間歇比能夠與運(yùn)行開(kāi)關(guān)或加速開(kāi)關(guān)的狀態(tài)相適配地改變，以便使轉(zhuǎn)速與運(yùn)行開(kāi)關(guān) 的狀態(tài)相匹配。另外，為了打孔運(yùn)行而能夠周期性地使脈沖序列消隱，以便實(shí)現(xiàn)工具沖擊性 或者說(shuō)變化劇烈的（schlagnrtig.)運(yùn)動(dòng)。在較為強(qiáng)力地按壓運(yùn)行開(kāi)關(guān)時(shí)，經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的 直流電壓的分段縮小為各個(gè)區(qū)域部段。自從經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的直流電壓的分段的一定程度 的縮小起，直流電壓的消隱在區(qū)域部段中解除，從而獲得連續(xù)的運(yùn)行。
[0005] 這種對(duì)直流馬達(dá)可變的經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的操控方案基本上是可行的，以便在打孔 運(yùn)行中產(chǎn)生不同的脈沖強(qiáng)度。
[0006] 但在此情況下，并未設(shè)置有將操控方案與不同類(lèi)型的旋擰情況或旋擰條件的匹配 方案。
[0007] 由EP 0 723 333 B2和DE 10 2007 025 985 B3公知用于直流馬達(dá)的類(lèi)似的經(jīng)脈 沖寬度調(diào)制的操控方案。
[0008] 其中，用于從伴隨有用于旋擰運(yùn)行的、可變的持續(xù)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的運(yùn)行類(lèi)型轉(zhuǎn)換到 伴隨有用于打孔運(yùn)行的、間隔性沖撞的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程的運(yùn)行類(lèi)型的不同構(gòu)造方案是公知的，其 中，在間隔性沖撞的運(yùn)行類(lèi)型中，電馬達(dá)的供給電壓被劃分為周期性重復(fù)的間隔，在這些間 隔中供給電壓一定的改變量周期性地重復(fù)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 基于該背景，本發(fā)明的目的在于，實(shí)現(xiàn)一種用于對(duì)具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工 具加以控制的方法以及一種具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具，由此，根據(jù)負(fù)荷的類(lèi)型自動(dòng) 將提高的功率傳遞到驅(qū)動(dòng)軸上，以便給進(jìn)行固定的或者費(fèi)力推進(jìn)（schwergSngig)的工具 加載提高的轉(zhuǎn)矩。另外，優(yōu)選應(yīng)當(dāng)在加工過(guò)程（例如鉆孔過(guò)程）期間，能夠自動(dòng)地通過(guò)電動(dòng) 工具提高的輸出功率來(lái)克服例如由于鉆孔中的阻力而出現(xiàn)的驟然的轉(zhuǎn)矩提升。
[0010] 對(duì)于螺絲刀的情況而言，應(yīng)當(dāng)例如能夠擰松或者說(shuō)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)處于固定中的或很難 擰動(dòng)的螺栓。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過(guò)一種用于對(duì)具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具加以控制 的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述方法具有如下步驟：
[0012] (a)產(chǎn)生經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號(hào)，該信號(hào)的占空比為了控制轉(zhuǎn)速而能夠改變；
[0013] (b)針對(duì)第一脈沖時(shí)段以降低的、小于100%的占空比、優(yōu)選以最小占空比來(lái)啟動(dòng) 電馬達(dá)；
[0014] (c)只要電馬達(dá)已經(jīng)有一定的時(shí)間段不運(yùn)動(dòng)了，針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段來(lái)提高占空 比。
[0015] 另外，本發(fā)明的目的通過(guò)一種具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)，該電動(dòng)工 具具有：借助經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號(hào)來(lái)操控電馬達(dá)的控制電子器件，所述信號(hào)的占空比為 了控制轉(zhuǎn)速而能夠改變；以及用于激活電馬達(dá)以及用于控制轉(zhuǎn)速的運(yùn)行開(kāi)關(guān)，其中，控制電 子器件被這樣構(gòu)造：電馬達(dá)在啟動(dòng)時(shí)，針對(duì)第一脈沖時(shí)段以降低的、小于100%的占空比、 優(yōu)選以最小占空比運(yùn)行，并且只要電馬達(dá)已經(jīng)在一定的時(shí)段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了，占空比就不依賴 于運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)地或者說(shuō)與運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)無(wú)關(guān)地針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段被提高。
[0016] 本發(fā)明的目的以這種方式實(shí)現(xiàn)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，在啟動(dòng)電馬達(dá)時(shí)，首先以降低的、小于100%的占空比工作，該占空比 在電馬達(dá)已經(jīng)在一定的時(shí)間段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)時(shí)才提高。根據(jù)本發(fā)明，即占空比依賴于"電馬達(dá) 是否已經(jīng)在一定的時(shí)間段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了"而被提高（或不提高）。憑借這樣的運(yùn)行方式，在啟 動(dòng)電動(dòng)工具時(shí)，占空比能夠以依賴于電馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)的方式與運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)無(wú)關(guān)地得到匹 配。
[0018] 當(dāng)在本申請(qǐng)中談及脈沖或脈沖時(shí)段時(shí)，則這不是一定被理解為呈現(xiàn)一次升高或下 降的形式的單個(gè)脈沖，而是在關(guān)于脈沖寬度調(diào)制的上下文中一般涉及如下的一定的時(shí)段 (脈沖時(shí)段）：在該時(shí)段內(nèi)，PWM(脈沖寬度調(diào)制）控制件輸出一系列單個(gè)脈沖（一般為直角 脈沖），也就是說(shuō)，電馬達(dá)的電子換向在這段時(shí)間內(nèi)可以轉(zhuǎn)過(guò)更大的轉(zhuǎn)角，例如度數(shù)較小的 或者干脆為360°或者更大的轉(zhuǎn)角。
[0019] 在本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案中，電馬達(dá)當(dāng)其在以提高的占空比運(yùn)行期間已不再運(yùn)動(dòng) 時(shí)，才針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段以進(jìn)一步提1?的占空比運(yùn)行。
[0020] 不言而喻的是：這樣的提高可以周期性地執(zhí)行，直至達(dá)到最大占空比（100% )。
[0021] 要是電馬達(dá)即便憑借最大的占空比還是不運(yùn)動(dòng)時(shí)，則根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選的構(gòu) 造方案，電馬達(dá)首先針對(duì)一定的脈沖時(shí)段朝反方向轉(zhuǎn)過(guò)一定角度地運(yùn)動(dòng)并且針對(duì)后續(xù)的脈 沖時(shí)段朝向前進(jìn)方向運(yùn)行。
[0022] 在這樣的實(shí)施方案中，電馬達(dá)的慣量或者活動(dòng)余隙（Spiel)得到充分利用，這是 因?yàn)樵趦蓚€(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)方向之間總是存在一定程度的活動(dòng)余隙，并且由此在事先的往回轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程 之后總體上達(dá)到更大的轉(zhuǎn)矩，之后電馬達(dá)的剎停通過(guò)例如螺栓所產(chǎn)生的阻力來(lái)進(jìn)行。這種 效應(yīng)當(dāng)顧及到一般在電動(dòng)工具中電馬達(dá)與傳動(dòng)件相關(guān)聯(lián)或者說(shuō)聯(lián)接的情況時(shí)，則更為強(qiáng)烈 地顯現(xiàn)，由此，總體上傳動(dòng)系的活動(dòng)余隙和慣量被擴(kuò)大。
[0023] 在本發(fā)明的另外的優(yōu)選構(gòu)造方案中，在電馬達(dá)以變動(dòng)的占空比和/或變動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng) 方向運(yùn)行之前，加入一定的等待時(shí)間。
[0024] 對(duì)于使用者而言短得覺(jué)察不到的等待時(shí)間（例如為大約10毫秒至60毫秒，優(yōu)選 為約30毫秒）用于對(duì)電馬達(dá)的再次初始化以及用于解除可能在系統(tǒng)中存在的機(jī)械振動(dòng)。由 此改善整體表現(xiàn)。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)造方案，當(dāng)電馬達(dá)必要時(shí)在事先朝反方向往回轉(zhuǎn)動(dòng)后、在以 100%的占空比運(yùn)行期間在一定的脈沖時(shí)段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)的話，則關(guān)斷電馬達(dá)。
[0026] 在這樣的情況下，為使工具運(yùn)轉(zhuǎn)，即便是在將占空比提高到直至100%后以及即便 是使傳送系事先朝反方向轉(zhuǎn)動(dòng)后，電馬達(dá)的功率顯見(jiàn)仍是不足的，于是為了避免過(guò)載才關(guān) 斷電馬達(dá)。
[0027] 當(dāng)電馬達(dá)在一定的脈沖時(shí)段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)時(shí)，則根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案，占空比 根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)得到匹配，以便根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的給定來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)速。
[0028] 即根據(jù)前面闡釋的起動(dòng)動(dòng)作，占空比被與運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)無(wú)關(guān)地自動(dòng)匹配，以便 在即使當(dāng)阻力提高時(shí)仍自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)電馬達(dá)的起動(dòng)，而當(dāng)電馬達(dá)已經(jīng)運(yùn)行了一定時(shí)長(zhǎng)時(shí)，則 根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的給定自動(dòng)進(jìn)行對(duì)轉(zhuǎn)速的匹配。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一構(gòu)造方案，僅當(dāng)電馬達(dá)自從啟動(dòng)開(kāi)始未超出一定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度， 優(yōu)選為約700°至1300°，特別優(yōu)選為約1000° (約為3周）時(shí)，才提高占空比。
[0030] 這樣的構(gòu)造方案特別是當(dāng)電動(dòng)工具被用作螺絲刀時(shí)是有利的。在所謂的軟式螺紋 接合件的情況下，螺栓被連續(xù)地?cái)Q緊并且擰緊力矩在擰合過(guò)程收尾時(shí)逐漸升高。與之相反， 在所謂的硬質(zhì)螺紋接合件的情況下，擰合力矩在收尾時(shí)驟然升高。
[0031] 倘若即便在電馬達(dá)自從啟動(dòng)時(shí)就已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)較大的轉(zhuǎn)角時(shí)仍提高占空比的話，則這 可能會(huì)使使用者困惑，這是因?yàn)椋涸谑褂谜咦约翰](méi)有例如通過(guò)較為強(qiáng)力地按壓運(yùn)行開(kāi)關(guān) 來(lái)執(zhí)行改變的情況下，仍突然將較大的功率從電馬達(dá)傳遞至擰合部位。
[0032] 與之相反地，例如為了使處于固定中的擰合部松解，而在擰合過(guò)程開(kāi)始時(shí)提高占 空比的話，則轉(zhuǎn)矩的提高是使用者所希望的。
[0033] 不言而喻的是：本發(fā)明的前面提及的而且后面還要闡釋的特征能夠不僅以分別給 出的組合、而且還以其他組合或者單獨(dú)地加以應(yīng)用，而不脫離本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0034] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)由參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的下列說(shuō)明而獲得。其中：
[0035] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)工具的基本結(jié)構(gòu)；
[0036] 圖2示出電子換向電馬達(dá)（EC-馬達(dá)）的基本結(jié)構(gòu)；
[0037] 圖3示出用于闡明具有僅一次性的占空比提高過(guò)程以及接下來(lái)的保持過(guò)程（單個(gè) 脈沖）的起動(dòng)動(dòng)作的第一流程圖表，只要電馬達(dá)在提高占空比后不運(yùn)動(dòng)的話；
[0038] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)工具的根據(jù)圖3的典型起動(dòng)過(guò)程，其中，首先以低占空 比（Duty-Cycle，DC)開(kāi)始，并且在引入等待時(shí)間之后，以提高的占空比繼續(xù)運(yùn)行；
[0039] 圖5示出針對(duì)根據(jù)圖4的占空比所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化曲線；
[0040] 圖6示出用于變動(dòng)的操控方案的流程圖，該變動(dòng)的操控方案一方面實(shí)現(xiàn)了占空比 周期性的提高，只要電馬達(dá)在一次性地提高占空比后不起動(dòng)的話，其中，另一方面，即便在 運(yùn)行進(jìn)行期間仍然實(shí)現(xiàn)對(duì)占空比的匹配，只要例如電馬達(dá)由于突然的轉(zhuǎn)矩升高而會(huì)突然停 住的話。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)工具的基本實(shí)施方案在圖1中示意地示出并且特別是以標(biāo)號(hào) 10來(lái)標(biāo)示。電動(dòng)工具10是指具有殼體12的螺絲刀，手槍握把14容納于殼體12上，蓄電 池16以能取下的方式固定在手槍握把14的下端部上。電動(dòng)工具10在殼體的上部部件上 具有呈EC-馬達(dá)形式的電馬達(dá)20,電馬達(dá)對(duì)傳動(dòng)件22加以驅(qū)動(dòng)，最后由傳動(dòng)件22來(lái)驅(qū)動(dòng)工 具芯軸18,在工具芯軸18上設(shè)置有工具容納部24,例如用以容納套件（Bit)。在手槍握把 14中示意地示出控制電子器件26,控制電子器件26通過(guò)連接線路28與電馬達(dá)20保持連 接，并且通過(guò)連接線路29與呈按鍵形式的運(yùn)行開(kāi)關(guān)30 (也稱加速開(kāi)關(guān)）相連接，憑借運(yùn)行 開(kāi)關(guān)30能夠接通電馬達(dá)20,并且能夠根據(jù)下壓的程度來(lái)控制轉(zhuǎn)速。
[0042] 在圖2中示出電馬達(dá)20的基本結(jié)構(gòu)。
[0043] 電馬達(dá)20包括以緊湊的形式具有永磁體轉(zhuǎn)子42和帶有三個(gè)定子繞組40的定子 的馬達(dá)，所述三個(gè)定子繞組40呈三角形地接線并且與功率電子器件37相連接，功率電子器 件37用于操控電馬達(dá)。功率電子器件37包括三個(gè)由帶有所配屬的二極管的場(chǎng)效應(yīng)晶體管 組成的晶體管橋接件。示例地示出用于接通正極供給電壓的電子開(kāi)關(guān)36并且用于接通負(fù) 極供給電壓的電子開(kāi)關(guān)以38標(biāo)示?？刂齐娮悠骷?6還包括微控制器32,微控制器32與脈 沖寬度發(fā)生器34相聯(lián)接，通過(guò)脈沖寬度發(fā)生器34來(lái)操控功率電子器件37。給永磁體轉(zhuǎn)子 42分配有控制磁體44,控制磁體44置于馬達(dá)軸45上。給控制磁體44分配有轉(zhuǎn)子位置采 集件46,轉(zhuǎn)子位置采集件46優(yōu)選包括多個(gè)霍爾發(fā)生器。
[0044] 在這里所示的EC-馬達(dá)是指無(wú)電刷的直流馬達(dá)（BLDC-馬達(dá)），其中，涉及的是同步 機(jī)械的特殊構(gòu)造形式。也就是說(shuō)，由定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)以與由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁場(chǎng)相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn) 動(dòng)。BLDC-馬達(dá)不需要用于電流換向的電刷；電流的換向以電子的方式發(fā)生。
[0045] 為了根據(jù)轉(zhuǎn)子的位置在正確的時(shí)刻執(zhí)行換向，必要的是：識(shí)別轉(zhuǎn)子的位置。當(dāng)位置 未知時(shí)，則由錯(cuò)誤的電流換向時(shí)刻引發(fā)的損耗功率非常高，或者轉(zhuǎn)子就會(huì)不轉(zhuǎn)動(dòng)或僅以不 受限定的方式轉(zhuǎn)動(dòng)。在這種情況下，轉(zhuǎn)子位置采集件46通過(guò)三個(gè)霍爾發(fā)生器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這三 個(gè)霍爾發(fā)生器在電路板上以與定子固定連接的方式裝配。這三個(gè)霍爾發(fā)生器相互錯(cuò)開(kāi)地布 置并且磁場(chǎng)每轉(zhuǎn)一周就生成六個(gè)狀態(tài)。在相關(guān)的電馬達(dá)20的情況下，這便是每個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)周 有18個(gè)狀態(tài)。相對(duì)于在這里僅示意地以46標(biāo)示的通過(guò)霍爾開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的采集件可替選地， 也可以考慮的是無(wú)傳感器的換向方案。在此情況下，對(duì)浮動(dòng)的或者說(shuō)未定的（floatend)、未 被饋流的階段加以監(jiān)控。當(dāng)檢測(cè)到朝向正極方向或負(fù)極方向的電壓通過(guò)零點(diǎn)時(shí)，則借助該 信息來(lái)觸發(fā)換向。
[0046] 通過(guò)對(duì)各個(gè)階段的PWM(脈沖寬度調(diào)制）操控，結(jié)果是小的占空比（Duty-Cycle DC)具有低轉(zhuǎn)速。反過(guò)來(lái)，大的占空比結(jié)果具有高轉(zhuǎn)速。因?yàn)樵贐LDC-馬達(dá)中轉(zhuǎn)矩最大限度 地正比于電流，小電流產(chǎn)生低轉(zhuǎn)矩并且大電流產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。
[0047] 電馬達(dá)的根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)行方式的第一方案的基本流程在下面借助圖3詳細(xì)闡 釋。不言而喻的是：除了所示的流程，還部分并行地進(jìn)行其他流程，以便操控、監(jiān)控或調(diào)節(jié)電 馬達(dá)。在這里在圖3中所示的圖表涉及電馬達(dá)的起動(dòng)方案并且涉及根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)對(duì) 轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步的控制方案。
[0048] 該圖表在以60標(biāo)示的啟動(dòng)處開(kāi)始。當(dāng)記錄到對(duì)運(yùn)行開(kāi)關(guān)（縮寫(xiě)為BS)的操作時(shí)， 則電馬達(dá)首先以低占空比（縮寫(xiě)為DC)啟動(dòng)，在具體情況下以最小為4%的DC來(lái)啟動(dòng)。在 這里借助轉(zhuǎn)子位置采集件46連續(xù)地檢查：電馬達(dá)是否發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)（詢問(wèn)62)。如果電馬達(dá)已 經(jīng)有x毫秒（優(yōu)選10-100毫秒）的時(shí)長(zhǎng)是運(yùn)動(dòng)的話（詢問(wèn)的輸出結(jié)果為"否"），則首先在 詢問(wèn)70中查驗(yàn)：使用者是否想要關(guān)斷電馬達(dá)（BS = 0% )。當(dāng)不是這種情況的話或者說(shuō)不 想關(guān)斷電馬達(dá)的話，則繞回詢問(wèn)62。當(dāng)使用者想要關(guān)斷電馬達(dá)時(shí)，則到達(dá)指示69(關(guān)斷馬 達(dá)）并且接下來(lái)到達(dá)以72標(biāo)示的程序終止。當(dāng)詢問(wèn)62得出：電馬達(dá)已經(jīng)不運(yùn)動(dòng)時(shí)，則首要 在詢問(wèn)63中檢查：電馬達(dá)自啟動(dòng)開(kāi)始是否已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)一小于x(優(yōu)選約1000° )的轉(zhuǎn)角。
[0049] 當(dāng)是這種情況的話或者說(shuō)已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)一小于x的轉(zhuǎn)角的話，則電馬達(dá)即實(shí)際上自啟 動(dòng)開(kāi)始就幾乎沒(méi)運(yùn)動(dòng)，于是首先加入優(yōu)選為50毫秒或更少的對(duì)于使用者而言短得覺(jué)察不 到的等待時(shí)間。該等待時(shí)間用于對(duì)電馬達(dá)執(zhí)行再次初始化并且用于解除可能在系統(tǒng)中存在 的機(jī)械振動(dòng)（指示64)。在經(jīng)過(guò)等待時(shí)間之后，電馬達(dá)則根據(jù)指示65以提高的占空比（具 體情況下DC = 30% )啟動(dòng)，這使得轉(zhuǎn)矩提高。憑借提高的轉(zhuǎn)矩例如能夠克服處于固定中 的螺栓的起動(dòng)分量（靜摩擦）并且繼續(xù)擰緊或擰松螺栓。在此情況下，原理與打孔或脈沖 螺絲刀的情況下相類(lèi)似。之后，電馬達(dá)被繼續(xù)監(jiān)控，以便能夠檢測(cè)到新的靜止?fàn)顟B(tài)。在詢問(wèn) 66中查驗(yàn)：電馬達(dá)自以提高的占空比DC啟動(dòng)開(kāi)始是否已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)大于x(優(yōu)選約600°或約 2周）的轉(zhuǎn)角。當(dāng)是這種情況的話或者已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)大于x的轉(zhuǎn)角的話，則依照指示67對(duì)占空 比在這時(shí)根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)加以調(diào)整，也就是提高或降低。
[0050] 在后續(xù)的詢問(wèn)68中再次檢查：使用者是否想要關(guān)斷電馬達(dá)（BS = 0% )。當(dāng)是這 種情況的話或者說(shuō)想要關(guān)斷電馬達(dá)的話，則電馬達(dá)在指示69中被關(guān)斷并且程序在72處終 止。當(dāng)使用者在詢問(wèn)68中不想關(guān)斷電馬達(dá)的話，則繞回在67處根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的給定對(duì)占 空比的調(diào)整。
[0051] 當(dāng)詢問(wèn)62得出：電馬達(dá)自啟動(dòng)開(kāi)始有x毫秒（優(yōu)選為10毫秒至100毫秒）的一 定的時(shí)段不運(yùn)動(dòng)，并且后續(xù)的詢問(wèn)63得出：電馬達(dá)自啟動(dòng)開(kāi)始已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)大于x(優(yōu)選為約 1000° )的轉(zhuǎn)角時(shí)，則取消接下來(lái)對(duì)占空比的提高，以便不使使用者混淆或者說(shuō)困惑。在這 種情況下，該分支在69處直接使電馬達(dá)關(guān)斷。在該方法的變型中也可以取消詢問(wèn)63。
[0052] 當(dāng)在65中電馬達(dá)以提高的占空比啟動(dòng)后，詢問(wèn)66得出：電馬達(dá)自以提高的占空比 啟動(dòng)開(kāi)始還未轉(zhuǎn)過(guò)> x(優(yōu)選為約600° )的轉(zhuǎn)角的話，則在后續(xù)的詢問(wèn)71中檢查：電馬達(dá) 是否已經(jīng)有x毫秒（優(yōu)選約為10至100毫秒）的一定的時(shí)段不運(yùn)動(dòng)了。當(dāng)是這種情況的 話，則這在69中使得電馬達(dá)關(guān)斷。但當(dāng)電馬達(dá)已經(jīng)在為x毫秒（優(yōu)選約為10至100毫秒） 的時(shí)間段中運(yùn)動(dòng)時(shí)（輸出"否"），則分支回到處于電馬達(dá)以提高的占空比啟動(dòng)之后的分支 66的開(kāi)始處。
[0053] 根據(jù)圖4的上面的程序介紹了在電馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)伴有一次性脈沖的過(guò)程。要是電馬 達(dá)起動(dòng)的話，則還得根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的給定來(lái)調(diào)整占空比。當(dāng)電馬達(dá)未起動(dòng)的話，則在電馬達(dá) 還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)較大的轉(zhuǎn)角的情況下，首先加入等待時(shí)間并且使電馬達(dá)隨后以提高的占空 比啟動(dòng)。當(dāng)這還是未能成功的話，則關(guān)斷電馬達(dá)并且使用者必須重新啟動(dòng)電馬達(dá)。
[0054] 對(duì)于占空比和轉(zhuǎn)速的相應(yīng)圖示表達(dá)見(jiàn)于圖4和圖5中。圖4首先示出電馬達(dá)以根 據(jù)具有4%的最小占空比的脈沖48的低占空比啟動(dòng)，后面跟有等待時(shí)間50,并且然后是具 有提商的占空比x的后續(xù)脈沖52，x例如可以為30%。如果電馬達(dá)既而起動(dòng)的話，則與運(yùn) 行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)相關(guān)地根據(jù)曲線54對(duì)占空比進(jìn)行后續(xù)的調(diào)整（示例性地示出不同的變型）。
[0055] 圖5示出在第一脈沖時(shí)段48期間具有小的轉(zhuǎn)速峰值57的對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化曲線 56,后面跟有在等待時(shí)間期間的為0的轉(zhuǎn)速，并且在58處轉(zhuǎn)速升高，后面跟有在59處根據(jù) 運(yùn)行開(kāi)關(guān)的給定進(jìn)行的轉(zhuǎn)速調(diào)整。
[0056] 不言而喻的是：之前借助圖3示出的示例僅表現(xiàn)為一種描述對(duì)電馬達(dá)進(jìn)行第一次 起動(dòng)的可行方案。
[0057] 特別可以考慮的是：電馬達(dá)在以提商的占空比啟動(dòng)之后未起動(dòng)的話，則再次提商 占空比，直至要么電馬達(dá)起動(dòng)，要么達(dá)到100%的最大占空比。
[0058] 另外可行的是：使傳動(dòng)系（電馬達(dá)外加傳動(dòng)件）逆著轉(zhuǎn)動(dòng)方向首先往回轉(zhuǎn)動(dòng)一定 的量，以便充分利用活動(dòng)余隙。由此，在后續(xù)的沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的驅(qū)動(dòng)時(shí)獲得所走過(guò)的更大的行 程和更高的慣性矩，從而還獲得了更強(qiáng)的脈沖以使得螺栓起動(dòng)。
[0059] 在下面結(jié)合圖6介紹這樣的改動(dòng)的運(yùn)行方式。
[0060] 在此情況下，電馬達(dá)首先在80處啟動(dòng)。接下來(lái)，在81處詢問(wèn)：根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)BS的 狀態(tài)是否想要起動(dòng)。如果不是這種情況或者說(shuō)不想要起動(dòng)的話，電馬達(dá)在指示98處關(guān)斷并 且程序在99處終止。當(dāng)電馬達(dá)應(yīng)當(dāng)起動(dòng)時(shí)，則電馬達(dá)首先根據(jù)指示82以小占空比（DC = 4% )啟動(dòng)。
[0061] 接下來(lái)，在83處詢問(wèn)：電馬達(dá)是否在為x毫秒（優(yōu)選為10至100毫秒）的一定的 時(shí)段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了。當(dāng)電馬達(dá)已運(yùn)動(dòng)（輸出"否"）的話，則在90處根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的狀態(tài)來(lái)調(diào) 整占空比。接下來(lái)在91處詢問(wèn)：使用者是否想要關(guān)斷電馬達(dá)（BS = 0%)。如果是這種情 況或者說(shuō)想要關(guān)斷電馬達(dá)的話，則在92處關(guān)斷電馬達(dá)并且在93處停止程序。如果使用者 在91處不想關(guān)斷電馬達(dá)的話，則繞回至分支83開(kāi)始處。
[0062] 即詢問(wèn)：電馬達(dá)是否已經(jīng)在為x毫秒（優(yōu)選為10至100毫秒）的一定的時(shí)段內(nèi)不 運(yùn)動(dòng)了。如果是這樣的情況，則首先在分支84處詢問(wèn)：電馬達(dá)自啟動(dòng)開(kāi)始是否已經(jīng)轉(zhuǎn)過(guò)一 小于x(優(yōu)選約1000° )的轉(zhuǎn)角。如果不是這種情況，也就是說(shuō)電馬達(dá)自啟動(dòng)開(kāi)始已經(jīng)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)過(guò)更大的轉(zhuǎn)角時(shí)，則電馬達(dá)在98處關(guān)斷并且程序在99處終止。應(yīng)用該詢問(wèn)，以便當(dāng)電馬 達(dá)已經(jīng)以較大的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，避免讓使用者感覺(jué)驚訝?？梢赃x擇性地取消詢問(wèn)84。
[0063] 如果電馬達(dá)僅已運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)小于x(優(yōu)選約1000° )的轉(zhuǎn)角的話，則在后續(xù)的詢問(wèn) 85中首先查驗(yàn)：占空比是否已為100%。如果不是這種情況或者說(shuō)還未為100%的話，則在 后續(xù)的指示86中首先在此加入約為10至60毫秒（優(yōu)選為約30毫秒）的等待時(shí)間并且接 著在87中以增量值來(lái)提高占空比。接下來(lái)在88中啟動(dòng)電馬達(dá)。
[0064] 在后面的詢問(wèn)89中查驗(yàn)：電馬達(dá)自以提高的占空比啟動(dòng)開(kāi)始（指示87)是否已經(jīng) 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)大于一定的轉(zhuǎn)角x(優(yōu)選為約600° )的轉(zhuǎn)角。如果是這樣的情況或者說(shuō)已經(jīng)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)過(guò)大于一定的轉(zhuǎn)角x的轉(zhuǎn)角的話，則分支輸出至指示90,也就是說(shuō)根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)的給定 來(lái)調(diào)整占空比。在此情況下，可以涉及以當(dāng)時(shí)所調(diào)整出的占空比情況以及由運(yùn)行開(kāi)關(guān)的給 定情況作為根據(jù)來(lái)提高或降低占空比。
[0065] 如果分支在89中得出：電馬達(dá)自以提高的占空比啟動(dòng)開(kāi)始僅已運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)一小于 x(約為600° )的轉(zhuǎn)角的話（輸出"否"），則首先在詢問(wèn)94處查驗(yàn)：電馬達(dá)是否已經(jīng)在為 x毫秒（優(yōu)選為10毫秒至100毫秒）的時(shí)段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了。如果是這種情況的話，則該分支 回到分支85開(kāi)始處，也就是詢問(wèn)：占空比是否已為100%。但如果電馬達(dá)在分支94處已經(jīng) 運(yùn)動(dòng)的話（輸出"否"），于是該分支回到分支89開(kāi)始處。
[0066] 當(dāng)在分支85處發(fā)現(xiàn)：占空比已經(jīng)最大、即為100 %時(shí)，則在分支87處首先檢查：電 馬達(dá)是否已經(jīng)逆著轉(zhuǎn)動(dòng)方向往回轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)。如果是這樣的情況或者說(shuō)已經(jīng)逆著轉(zhuǎn)動(dòng)方向往回 轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)的話，則用以提高轉(zhuǎn)矩或者說(shuō)提高脈沖的所有可行方案都已用完，但還沒(méi)有成功起 動(dòng)。因此，在98處，輸出"是"來(lái)關(guān)斷電馬達(dá)并且在99處接下來(lái)停止程序。
[0067] 但如果在97處得出：電馬達(dá)還未逆著其轉(zhuǎn)動(dòng)方向往回轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)的話，則在指示96 中，將電馬達(dá)（連帶著與之相連接的傳動(dòng)件）往回轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)一定的量，則優(yōu)選在95處再次加 入等待時(shí)間并且接下來(lái)在88處重新啟動(dòng)電馬達(dá)。
[0068] 當(dāng)然也可以選擇性地取消逆著轉(zhuǎn)動(dòng)方向來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)電馬達(dá)的分支。
[0069] 原則上，能夠以各種方案根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)BS的給定（參見(jiàn)根據(jù)圖6的指示90或根 據(jù)圖3的指示67)來(lái)匹配占空比DC。如果運(yùn)行開(kāi)關(guān)給定如下?tīng)顟B(tài)：其中，應(yīng)當(dāng)調(diào)整出比通 過(guò)當(dāng)前占空比達(dá)到的轉(zhuǎn)速更低的轉(zhuǎn)速，則占空比優(yōu)選即刻降低到較低的數(shù)值，以便防止轉(zhuǎn) 速過(guò)高并且對(duì)于使用者而言實(shí)現(xiàn)了盡可能感覺(jué)細(xì)膩的螺栓擰緊過(guò)程。
[0070] 當(dāng)運(yùn)行開(kāi)關(guān)給定出如下?tīng)顟B(tài)：其中，應(yīng)當(dāng)調(diào)整出相比于通過(guò)當(dāng)前占空比達(dá)到的轉(zhuǎn) 速相同或更高的轉(zhuǎn)速時(shí)，則電馬達(dá)借助坡面（漸進(jìn)的加速度）進(jìn)行加速，或者硬性地達(dá)到或 者說(shuō)接入（Aufschalten)通過(guò)運(yùn)行開(kāi)關(guān)給定的占空比。
[0071] 即能夠根據(jù)所希望的運(yùn)行方式來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和緩的提高或者轉(zhuǎn)速突然的提高。
[0072] 所介紹的方法的另一改動(dòng)方案例如可以在可視擰合部應(yīng)當(dāng)精確齊平地沉入的情 況下（例如是木質(zhì)的帶沉頭的木螺栓）才被利用。在此情況下，可以由使用者特意僅以如 下程度按壓運(yùn)行開(kāi)關(guān)：使電馬達(dá)停住。由根據(jù)圖3的前面的說(shuō)明書(shū)公開(kāi)的是：在電馬達(dá)停住 之后，以提高的占空比重新啟動(dòng)。如果不繼續(xù)按壓運(yùn)行開(kāi)關(guān)的話，則在一定時(shí)間之后再次對(duì) 由使用者給定的、已經(jīng)在之前使電馬達(dá)達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)的占空比加以調(diào)整，并且該調(diào)整動(dòng)作 之后還要執(zhí)行。當(dāng)在中間時(shí)段內(nèi)，電馬達(dá)還有相關(guān)的螺栓已經(jīng)繼續(xù)轉(zhuǎn)過(guò)一定的轉(zhuǎn)角并且由 此也接近其終位置。如果所介紹的過(guò)程通過(guò)使用者或者必要時(shí)通過(guò)自動(dòng)的程序流程重復(fù)的 話，則在此情況下，提供如下可行性：借助轉(zhuǎn)矩脈沖使螺栓齊平地沉入。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于對(duì)具有電子換向電馬達(dá)（20)的電動(dòng)工具（10)加以控制的方法，具有如下 步驟： (a) 產(chǎn)生經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的信號(hào)，所述信號(hào)的占空比為了控制轉(zhuǎn)速而能夠改變； (b) 針對(duì)第一脈沖時(shí)段以降低的、小于100%的占空比、優(yōu)選以最小占空比來(lái)啟動(dòng)所述 電馬達(dá)（20); (c) 只要所述電馬達(dá)（20)已經(jīng)在一定的時(shí)間段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了，則針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段來(lái) 提商占空t匕。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，根據(jù)步驟（c)的一定的時(shí)間段為10至100毫秒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在以提高的占空比運(yùn)行 期間已經(jīng)不運(yùn)動(dòng)了，則所述電馬達(dá)（20)針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段以進(jìn)一步提高的占空比運(yùn)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在以提高的占空比運(yùn)行期間 已經(jīng)不運(yùn)動(dòng)了，則所述電馬達(dá)（20)首先針對(duì)一定的脈沖時(shí)段被朝反方向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)一定的 角度并且針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段朝向前進(jìn)方向運(yùn)行。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，在所述電馬達(dá)（20)以改變的占空比和/ 或改變的轉(zhuǎn)動(dòng)方向運(yùn)行之前，加入一定的等待時(shí)間，所述等待時(shí)間優(yōu)選為10毫秒至60毫 秒，特別優(yōu)選為約30毫秒。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在以100%的占空比 運(yùn)行期間已經(jīng)在一定的脈沖時(shí)段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了，則關(guān)斷所述電馬達(dá)（20)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在一定的時(shí)段內(nèi)已經(jīng) 運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)運(yùn)行開(kāi)關(guān)（30)的狀態(tài)對(duì)占空比加以匹配，以便根據(jù)所述運(yùn)行開(kāi)關(guān)（30)的給定 來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)速。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其中，僅當(dāng)所述電馬達(dá)（20)自啟動(dòng)開(kāi)始未超出 一定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、優(yōu)選為約700°至1300°，特別優(yōu)選為約1000° (約為3周）時(shí)，才提高 占空比。
9. 一種具有電子換向電馬達(dá)的電動(dòng)工具，所述電動(dòng)工具具有：借助經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的 信號(hào)來(lái)操控所述電馬達(dá)（20)的控制電子器件（26)，所述信號(hào)的占空比為了控制轉(zhuǎn)速而能 夠改變；以及用于激活所述電馬達(dá)（20)和用于控制轉(zhuǎn)速的運(yùn)行開(kāi)關(guān)（30)，其特征在于，所 述控制電子器件（26)以如下方式構(gòu)造：所述電馬達(dá)（20)在啟動(dòng)時(shí)，針對(duì)第一脈沖時(shí)段以降 低的、小于100%的占空比、優(yōu)選以最小占空比運(yùn)行，并且只要所述電馬達(dá)（20)已經(jīng)在一定 的時(shí)段內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了，占空比就不依賴于所述運(yùn)行開(kāi)關(guān)（30)的狀態(tài)地針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段 被提_。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)工具，其特征在于，所述控制電子器件（26)以如下方 式構(gòu)造：當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在以提高的占空比運(yùn)行期間已經(jīng)不運(yùn)動(dòng)了，則所述電馬達(dá)（20) 針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段以進(jìn)一步提商的占空比運(yùn)行。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動(dòng)工具，其特征在于，所述控制電子器件（26)以如下方 式構(gòu)造：當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在以提高的占空比運(yùn)行期間已經(jīng)不運(yùn)動(dòng)了，則所述電馬達(dá)（20) 首先針對(duì)一定的脈沖時(shí)段被朝反方向驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度并且針對(duì)后續(xù)的脈沖時(shí)段朝向 前進(jìn)方向運(yùn)行。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的電動(dòng)工具，其特征在于，所述控制電子器件（26)以 如下方式構(gòu)造：在所述電馬達(dá)（20)以改變的占空比和/或改變的轉(zhuǎn)動(dòng)方向運(yùn)行之前，加入 一定的等待時(shí)間，所述等待時(shí)間優(yōu)選為10毫秒至60毫秒，特別優(yōu)選為約30毫秒。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12之一所述的電動(dòng)工具，其特征在于，所述控制電子器件（26) 以如下方式構(gòu)造：當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在以100%的占空比運(yùn)行期間已經(jīng)在一定的脈沖時(shí)段 內(nèi)不運(yùn)動(dòng)了，則關(guān)斷所述電馬達(dá)（20)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13之一所述的電動(dòng)工具，其特征在于，所述控制電子器件（26) 以如下方式構(gòu)造：當(dāng)所述電馬達(dá)（20)在一定的時(shí)段內(nèi)已經(jīng)運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)所述運(yùn)行開(kāi)關(guān)（30) 的狀態(tài)對(duì)占空比加以匹配，以便根據(jù)所述運(yùn)行開(kāi)關(guān)（30)的狀態(tài)來(lái)匹配轉(zhuǎn)速。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14之一所述的電動(dòng)工具，其特征在于，所述控制電子器件（26) 以如下方式構(gòu)造：僅當(dāng)所述電馬達(dá)（20)自啟動(dòng)開(kāi)始未超出一定的轉(zhuǎn)動(dòng)角度、優(yōu)選為約 700°至1300°，特別優(yōu)選為約1000° (約為3周）時(shí)，才提高占空比。
【文檔編號(hào)】H02P6/20GK104378029SQ201410395088
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月12日
【發(fā)明者】米夏埃爾·考夫曼, 諾伯特·沃希特, 貝爾恩德·邁爾 申請(qǐng)人:C.& E.泛音有限公司