CN101777673B - 用于蓄电池和手持式工具机的控制方法 - Google Patents

用于蓄电池和手持式工具机的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于包括手持式工具机和蓄电池的系统的控制方法，手持式工具机能通过电流接口与用于给手持式工具机供电的蓄电池连接，并且手持式工具机具有用于与蓄电池通信的数据接口，其中手持式工具机的特征数据和/或关于手持式工具机的运行过程的数据传递给蓄电池。

Description

用于蓄电池和手持式工具机的控制方法
技术领域
本发明涉及一种用于蓄电池和手持式工具机的控制方法以及一种由蓄电池和手持式工具机构成的系统。
背景技术
手持式工具机的供电越来越通过蓄电池例如锂离子蓄电池实现。蓄电池的耗用功率必须进行控制，以避免例如由于过度放电而导致蓄电池损坏。
不同的手持式工具机对蓄电池的要求和负载曲线大大不同。此外根据使用范围要求也不同。
发明内容
本发明目的在于提供一种由手持式工具机和蓄电池构成的系统，其中可用于不同手持式工具机的蓄电池的优化的充分利用是可能的。
该目的通过按本发明的控制方法以及由手持式工具机和蓄电池构成的系统解决。
对于具有用于与手持式工具机通信并且用于供给手持式工具机的接口的蓄电池，按本发明的控制方法设定，蓄电池通过接口接收表示手持式工具机特征的数据和/或关于手持式工具机的运行过程的数据。
对于具有用于与蓄电池通信并且用于通过蓄电池供电的接口的手持式工具机，按本发明的控制方法设定，表示手持式工具机的特征的数据和/或关于手持式工具机的运行过程的数据通过接口输出。
对于包括手持式工具机和蓄电池的系统，其中手持式工具机可通过电流接口与蓄电池连接用于给手持式工具机供电，并且手持式工具机具有用于与蓄电池通信的数据接口，按本发明的控制方法设定，表示手持式工具机特征的数据和/或关于手持式工具机的运行过程的数据传递给蓄电池。
手持式工具机将典型的使用曲线通知给蓄电池。因此蓄电池可以优化其断开。覆盖蓄电池所有可能的使用范围的严格的断开准则可以取消或者可以适配这种使用或这种手持式工具机。
特征数据可以包括手持式工具机的负载曲线，例如关于蓄电池的临界电压和/或允许低于蓄电池临界电压的最大允许持续时间的特征数据。特征数据也可以由手持式工具机的永久性存储器读出。
一种实施形式设定，关于临界电压和/或允许低于蓄电池临界电压的最大允许持续时间的特征数据通过接口接收/发送。如果蓄电池的过度放电保护装置确定在大于最大允许持续时间中低于临界电压，那么警告信号通过接口发送给手持式工具机和/或通过接口的供电在蓄电池方面中断。如果过度放电保护装置的警告信号通过接口由手持式工具机接收，其中在大于最大允许持续时间中低于临界电压，那么手持式工具机断开其马达。
手持式工具机的记录装置能记录手持式工具机的运行并且记录的数据传输到蓄电池上用于存储在蓄电池中。在大于预定的时间间隔中未操作系统开关的情况下，例如可以传递记录的数据。
蓄电池、手持式工具机以及由它们构成的系统用于执行上述方法。
附图说明
借助于示例性的实施形式和附图以及后续说明解释本发明。在附图中相同的附图标记表示相同的或功能相同的元件，除非另外说明。
图1显现具有蓄电池的手持式工具机。
具体实施方式
图1显示电池驱动的标准拧螺钉机11，作为手持式工具机的示例。使用者可操作系统开关2，从而激活系统控制装置3。系统控制装置3控制马达4，该马达使传动系6和例如用于球状物或钻头的工具座7旋转。如果使用者释放系统开关2，那么系统控制装置3停止马达4。接通马达4的持续时间，下面表示为拧螺钉机1的起作用阶段。起作用阶段可与标准拧螺钉机1的使用范围有关。在典型的使用情况中起作用阶段例如为2秒至6秒长。
手持式工具机1的供电通过可充电的蓄电池10实现。在手持式工具机1和蓄电池10中设置彼此对应的电流接口8、12。蓄电池10例如可以是具有多个电池块11的锂离子蓄电池。
蓄电池10具有一定的电容量和充电状态。在起作用阶段中手持式工具机1使蓄电池10放电。蓄电池10在最小充电状态的情况下不允许放电，因为这会导致蓄电池永久损坏。继续的放电表示为过度放电。一旦蓄电池10的过度放电保护装置15确定过度放电，那么蓄电池10通过数据接口9、13将警告信号17发送到手持式工具机1上。手持式工具机1响应警告信号17提前结束起作用阶段并且断开马达4。
警告信号17作为可单义地识别的信号可传递给手持式工具机1。有选择地蓄电池10的故障报告和警告报告可组成状态信号，必要时组成单个的信息单元。其他的警告报告例如可涉及超过蓄电池10的允许的运行温度。
对于过度放电的第一种迹像是蓄电池10的端电压下降到蓄电池10的临界电压之下。在负载的情况下端电压可下降到临界电压以下。但是在蓄电池不受载的情况下，端电压又可上升并且从而达到临界电压之上。因此根据端电压仅可靠地在负载情况下即在起作用阶段期间可以识别过度放电。
但是取代过度放电基于短期的峰值负荷也可实现低于临界电压。一旦负载从峰值负荷下降到平均水平，端电压在继续的平均负荷中又上升到临界电压之上。从而短期低于临界电压不是有害的过度放电的迹像，而仅是手持式工具机1的高机械负荷的迹像。
在标准拧螺钉机中例如在松开拧紧的螺钉时可产生峰值负荷。这例如会持续1秒至2秒。在这种负荷中蓄电池10的端电压(不是过度放电)对于1秒至2秒的持续时间下降到临界电压之下。在此标准拧螺钉机的断开不是期望的。在此设定，对于典型的1秒至2秒的持续时间在连接到标准拧螺钉机上的蓄电池中端电压允许下降到临界电压之下，而不会给工具机1传递过度放电的信号。
但是低于临界电压对于1秒至2秒不能总是被容忍。例如干式建造拧螺钉机用于此。干式建造拧螺钉机是专门适配在干式建造(Trockenbau)中的要求的拧螺钉机，此外干式建造拧螺钉机可配备有用于输送螺钉的盒子。其耗用功率和负载曲线不同于标准拧螺钉机的耗用功率和负载曲线。对于螺钉在干式建造中的安装持续时间即起作用阶段典型地平均在0.2秒与1秒之间例如0.5秒。所以起作用阶段与能实现低于临界电压的1秒至2秒相比太短。因此设定，干式建造拧螺钉机将低于临界电压的允许的持续时间确定到另外的短于其起作用阶段的值，例如为典型的起作用阶段的80％至90％。
手持式工具机1具有存储允许的持续时间T的存储器20，对于该持续时间允许低于临界电压。允许的持续时间可与手持式工具机1的类型或使用范围有关地设置。存储器可以是永久存储器，其中允许的持续时间在制造手持式工具机1时确定。最大的允许持续时间T可根据其起作用阶段的期待的平均持续时间确定。例如最大允许持续时间T在起作用阶段的50％与90％之间。对于具有相对较长的起作用阶段的手持式工具机1例如手持式圆锯：1分钟至2分钟，有选择地或附加地最大允许持续时间T的上限确定到2秒至5秒。
过度放电的监控可通过在蓄电池10中的过度放电保护装置15实现。对于整个蓄电池10或其各个电池块11中的每个可设置和监控临界电压。有选择地或附加地过度放电的监控可通过在系统控制装置3中的过度放电保护装置实现。
当蓄电池10的端电压下降到临界电压以下时触发过度放电保护装置15。过度放电保护装置15等待第一时间间隔T。如果端电压对于第一时间间隔T的持续时间保持在临界电压之下，那么蓄电池10与手持式工具机1分开。在一种实施形式中过度放电保护装置将警告信号通过数据接口传递给手持式工具机。手持式工具机的控制装置响应警告信号使电流接口失效和/或断开马达4。有选择地或附加地蓄电池10可使电流接口12失效。
如果端电压在第一时间间隔T内又上升到临界电压之上，那么使过度放电保护装置15失效。从而第一时间间隔T规定允许低于临界电压即不断开蓄电池和马达4的持续时间。
第一时间间隔T或最大允许持续时间在每次运行时由手持式工具机1传递给蓄电池10。在手持式工具机1中最大允许持续时间T可存储在存储器20中。对于最大允许持续时间T的传递，在手持式工具机1中设置数据接口13并且在蓄电池10中设置对应的数据接口9。
手持式工具机1附加地可将典型的负荷的特性数据通过数据接口9传递给蓄电池10。特性数据例如包括在起作用阶段T或在起作用阶段期间产生的峰值负荷期间的耗用功率。平均的特性数据可存储在手持式工具机1的存储器20中。例如可以存储在蓄电池10已充电时在典型的运行中产生的电压降。过度放电保护装置15在电压下降时可检验该电压降是否大于由手持式工具机1传递的电压降。这是一种对于过度放电的迹像。在这种情况中断开马达4和/或使电流接口12失效并且蓄电池10与手持式工具机1电分离。
手持式工具机1具有记录装置21。记录装置21在一个运行周期期间记数起作用阶段的数目。当使用者释放系统开关2时可结束一个运行周期。有选择地在使用者在一个预定的时间间隔内又操作系统开关2时可继续该运行周期。
记录装置21可暂时性地和/或持续性地记录运行持续时间和/或蓄电池10的耗用功率的数据。另外手持式工具机可制动，所以结束起作用阶段。尤其确定关于由于故障报告和警告报告的断开的频次的数据。故障和警告报告例如包括来自蓄电池10的警告报告17、在手持式工具机1中的次级的过度放电保护装置的报告或过载保护装置的报告。在蓄电池10中可设置非易失的数据存储器18，其内可存储从手持式工具1方面收集的数据。在一个运行周期和/或一个起作用阶段之后，手持式工具机1可通过数据接口9将数据传递给蓄电池10用于存储。
手持式工具机1可具有电缓冲器，它在蓄电池10中断通过电流接口12的供电时保证数据接口9的运行。有选择地可设置第二电流接口，它在第一电流接口切断之后时间错开地切断蓄电池10。第二电流接口仅允许相对较小的耗用功率并且设计成不用于运行手持式工具机1的驱动装置而用于运行数据接口9。
下面描述包括手持式工具机1和蓄电池10的系统的示例的运行。在使用者操作系统开关2之后，手持式工具机1的最大允许持续时间T和必要时其他特性数据由手持式工具机1传递到蓄电池10上。因此特性数据由存储器20读出。之后激活传动系和马达4。优选避免驱动装置和数据接口9并行运行，以保证无干扰的数据传递。对于起作用阶段马达4工作。
蓄电池10可检验传递的最大允许持续时间T和所述其他的特性数据。如果持续时间和特性数据超过蓄电池10的预定的最大值，那么所述值相应被限制。蓄电池10的过度放电保护装置15按照传递的且必要时被限制的值设定。在蓄电池10的功率输送给手持式工具机1期间，如上面描述的，过度放电保持装置15监控端电压和/或各单个电池块电压。如果在大于允许持续时间T中低于临界电压，那么蓄电池10发送警告信号17和/或中断供电。
如果使用者在起作用阶段之后又保持按压系统开关2或在时间间隔T1内重新操作系统开关2(即在一个运行周期内)，那么在一种实施形式中不实现在手持式工具机1与蓄电池10之间的其他的通信。如果超过时间间隔T1，那么手持式工具机1重新传输最大允许持续时间和必要时所述其他的特性数据。
在运行周期期间记录装置21例如确定耗用功率、起作用阶段的数目和运行持续时间。一旦一个运行周期结束即对于时间间隔T1未操作系统开关2，那么数据传输给蓄电池10用于存储。
如果在起作用阶段期间产生警告报告17，那么断开马达4。记录装置21将警告报告记录在计数记录器中。计数器读数在运行周期结束时或直接在产生警告报告之后可传输给蓄电池用于存储。

Claims (13)

1.用于蓄电池(10)的控制方法，该蓄电池具有接口(12、13)，用于与手持式工具机(1)通信并且用于给手持式工具机供电，其中手持式工具机的特征数据和／或关于手持式工具机的运行过程的数据通过所述接口接收，其特征在于：关于最大允许持续时间的特征数据通过所述接口接收，在该最大允许持续时间内允许低于蓄电池的临界电压和／或蓄电池的各电池块的临界电压，并且如果蓄电池的过度放电保护装置(15)确定在大于最大允许持续时间时低于临界电压，那么通过接口(13)输出警告信号和／或从蓄电池(10)方面中断通过接口(12)的供电。
2.按权利要求1所述的控制方法，其特征在于：特征数据包括手持式工具机(1)的负载曲线。
3.用于手持式工具机的控制方法，该手持式工具机具有接口，用于与蓄电池通信并且用于来自蓄电池的供电，其中手持式工具机的特征数据和／或关于手持式工具机的运行过程的数据通过所述接口输出，其特征在于：关于最大允许持续时间的特征数据通过所述接口输出，对于该最大允许持续时间允许低于蓄电池的临界电压，并且如果通过所述接口接收过度放电保护装置(15)的警告信号(17)，即在大于最大允许持续时间中低于临界电压，那么断开手持式工具机(1)的马达(4)。
4.按权利要求3所述的控制方法，其特征在于：特征数据由手持式工具机(1)的永久存储器(20)读出。
5.按权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于：在大于一个预定的时间间隔(T1)时未操作手持式工具机(1)的系统开关(2)的情况中，输出特征数据。
6.按权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于：在传递特征数据期间使手持式工具机(1)的马达(4)失效。
7.按权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于：特征数据包括临界电压的预定值。
8.按权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于：手持式工具机(1)的记录装置(21)记录手持式工具机(1)的运行并且记录的数据传输给蓄电池(10)以存储在蓄电池(10)中。
9.按权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在大于一个预定时间间隔(T1)中未操作手持式工具机的系统开关(2)的情况中，传输记录的数据。
10.用于包括手持式工具机和蓄电池的系统的控制方法，其中手持式工具机能通过电流接口与用于给手持式工具机供电的蓄电池连接，并且手持式工具机具有用于与蓄电池通信的数据接口，其中将手持式工具机的特征数据和／或关于手持式工具机的运行过程的数据传递给蓄电池，其特征在于：关于最大允许持续时间的特征数据通过所述数据接口输出，对于该最大允许持续时间允许低于蓄电池的临界电压，并且如果通过所述数据接口接收过度放电保护装置(15)的警告信号(17)，即在大于最大允许持续时间中低于临界电压，那么断开手持式工具机(1)的马达(4)。
11.按权利要求10所述的控制方法，其特征在于：蓄电池(10)执行按权利要求1或2所述的控制方法并且手持式工具机(1)执行按权利要求3至9任一项所述的控制方法。
12.用于手持式工具机的蓄电池，该蓄电池具有接口，用于与手持式工具机(1)通信并且用于给手持式工具机供电，其特征在于：设有过度放电保护装置(15)和／或数据存储器(18)，该过度放电保护装置用于响应手持式工具机(1)的由手持式工具机(1)传递的特征数据来监控过度放电，该数据存储器用于存储关于手持式工具机的运行过程的由手持式工具机传递的数据，关于最大允许持续时间的特征数据通过所述手持式工具机的接口输出，对于该最大允许持续时间允许低于蓄电池的临界电压，并且如果通过所述手持式工具机的接口接收过度放电保护装置(15)的警告信号(17)，即在大于最大允许持续时间中低于临界电压，那么断开手持式工具机(1)的马达(4)。
13.包括手持式工具机和蓄电池的系统，该系统具有接口，用于与手持式工具机(1)通信并且用于通过蓄电池(10)给手持式工具机供电，该系统用于执行按权利要求10或11所述的控制方法。
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