CN102893171A - 马达装置和电动工具 - Google Patents

Abstract

所公开的马达装置包含：电动马达，其通过接收来自二次电池的电力供给进行工作；电压检测单元，用于检测该二次电池的电压；判断单元，用于基于判断值(V1,V2)与该电压检测单元所检测的二次电池的电压之间的比较来判断异常；控制单元，用于根据该判断单元的判断结果来控制该电动马达的工作；以及温度检测单元，用于检测使用环境温度。该判断单元根据该温度检测单元所检测到的温度来改变判断值(V1,V2)，并基于改变后的判断值来进行异常判断。

Description

马达装置和电动工具

技术领域

本发明涉及一种使用二次电池作为电动马达的驱动电源的电动工具等所用的马达装置。

背景技术

传统上，通过供给有来自二次电池的电力的电动马达来驱动电动工具等，并且从二次电池的保护的观点出发，该电动工具包括：用于检测二次电池的电池单元的电压的部件；以及用于在电压值小于判断值的情况下对异常(过放电)进行判断并控制对马达的电力供给、即停止电动工具的工作的部件(例如，参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-27630

发明内容

本发明要解决的问题

在放电电流增大的情况下，二次电池的电压下降量也增大。通常，该电压下降量由内部阻抗或配线阻抗与放电电流的乘积来确定。然而，阻抗值受温度所影响并发生改变。因此，即使在使用相同的放电电流进行工作的情况下，二次电池内发生的电压下降量也根据由于使用环境的温度变化所引起的内部阻抗等的阻抗值的变化而改变。即使在常温下电动工具可以工作的情况下，根据当前的使用环境温度，也可能停止对马达的电力供给，即可能在早期阶段进行用于使电动工具停止工作的控制。这样使电动工具的可工作范围变窄。

因此，本发明的目的是提供一种即使在使用环境温度改变的情况下也能够使可工作范围稳定并确保该可工作范围的马达装置和电动工具。

用于解决问题的方案

本发明的一个方面是一种马达装置，包括：电动马达，其在供给有来自二次电池的电力的情况下进行工作；电压检测单元，用于检测所述二次电池的电压；判断单元，用于基于所述电压检测单元所检测到的所述二次电池的电压与判断值的比较，来进行异常判断；控制单元，用于根据所述判断单元的判断结果来控制所述电动马达的工作；以及温度检测单元，用于检测使用环境温度，其中，所述判断单元根据所述温度检测单元所检测到的温度来改变所述判断值，并且基于改变后的判断值来进行所述异常判断。结果，即使在使用环境温度改变的情况下，也可以以优选方式维持马达装置的可工作范围。

附图说明

图1是本实施例中的电动工具的电路图。

图2是说明使用环境温度和二次电池的电压下降量的关系的图。

图3是说明判断值相对于温度的切换控制的图。

图4是说明控制电路的处理的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图来具体说明本发明的一个实施例。

图1示出本实施例中的用作马达装置的电动工具10。电动工具10例如是钻头驱动器或圆盘式研磨机，并且包括：电动工具本体11，其使用电动马达M作为驱动源；以及电池组21，其以能够移除的方式安装至电动工具本体11。

电动工具本体11包括：电源用端子11a和11b，其供给有来自电池组21的电力；以及信号用端子11c和11d，用于从电池组21接收各种检测信号。电动马达M包括：正侧端子，其经由操作开关12连接至电源用端子11a；以及负侧端子，其经由马达驱动电路13连接至电源用端子11b。诸如晶体管等的电子开关14和电源电路15与操作开关12并联连接。控制电路16包括：正侧端子，其经由电源电路15和电子开关14连接至电源用端子11a；以及负侧端子，其连接至电源用端子11b。

在操作开关12处于接通操作的情况下，从电池组21经由电源用端子11a和11b向电动马达M供给电力，并且使电动马达M转动。操作开关12的接通使开关信号发送至控制电路16和电子开关14。该开关信号使电子开关14接通。在电子开关14接通的情况下，从电池组21向电源电路15供给电力，从而供给控制电路16所用的工作电力。控制电路16在供给有来自电源电路15的工作电力的情况下处于可工作状态，并且利用马达驱动电路13来进行马达M的转动控制。即使在操作开关12的操作停止的情况下，控制电路16也可以控制电子开关14以进行定时操作，从而使工作电力的供给持续预定时间。

在电源用端子11a和11b之间配置电压检测电路17，其中电压检测电路17用于在本体11侧检测端子之间的电压、即电池组21(二次电池22)的电压。电压检测电路17是电压检测单元的一个示例。将电压检测电路17所检测到的电压值(检测电压)作为电压检测信号供给至控制电路16。经由信号用端子11c和11d向控制电路16供给来自电池组21内的电压检测电路23的电压检测信号以及来自电池组21内的温度检测元件24的温度检测信号。电压检测电路23是电压检测单元的一个示例。

电池组21以能够移除的方式安装至电动工具本体11，并且包括与电动工具本体11的电源用端子11a和11b以及信号用端子11c和11d分别相对应的电源用端子21a和21b以及信号用端子21c和21d。当电池组21安装至电动工具本体11时，端子11a~11d分别电连接至端子21a~21d。这样使得可以向电动工具本体11进行电力供给和各种检测信号的供给。电池组21还以能够移除的方式安装至充电器(未示出)并且由充电器进行充电。

电池组21的内部容纳有包括诸如锂离子电池等的多个电池单元的二次电池22。二次电池22包括：正侧端子，其连接至电源用端子21a；以及负侧端子，其连接至电源用端子21b。电池组21所配备的电压检测电路23在供给有来自二次电池22的电力的情况下进行工作，检测二次电池22内的各电池单元的电压值，并且检测二次电池22的总电压(两端的电压)。将电压检测电路23所检测到的电压值作为电压检测信号经由端子21c和11c供给至电动工具本体11的控制电路16。

电池组21的内部包括作为热敏电阻等的温度检测元件24。温度检测元件24检测电池组21内的使用环境温度。将温度检测元件24所检测到的温度作为温度检测信号经由端子21d和11d供给至电动工具本体11的控制电路16。

控制电路16基于来自电压检测电路17和23的电压检测信号来识别二次电池22的电压。在电动工具10使用(马达M工作)期间，控制电路16根据二次电池22的检测电压值来检测二次电池22的过放电异常。在判断为二次电池22内正发生过放电异常的情况下，马达驱动电路13停止从二次电池22向电动马达M供给电力。这样，在二次电池22包含过放电异常的情况下，电动工具10的工作自动停止。此外，控制电路16基于来自温度检测元件24的温度检测信号来识别使用环境温度，并根据该使用环境温度来对控制处理进行切换。控制电路16是判断单元和控制单元的一个示例。

图2示出相对于使用环境温度的变化的二次电池22的电压下降量(内部阻抗等的阻抗值的变化)。如图2所示，在使用环境温度高于T°C(例如，10°C)的情况下，二次电池22的内部阻抗的阻抗值较小，并且电压下降量较小。然而，在使用环境温度处于小于或等于T°C的低温范围内的情况下，随着温度的下降，二次电池22的内部阻抗等的阻抗值极大增大并且电压下降量也极大增大。

这样，在使用环境温度处于小于或等于T°C的低温范围内的情况下，二次电池22的电压下降量增大。因而，在这种情况下，在电动工具10使用(马达M工作)期间，二次电池22的电压下降量也极大改变。因此，在控制电路16进行过放电异常判断的情况下，如果用作判断基准的判断值固定，则在使用环境温度处于小于或等于T°C的低温范围时会更容易判断为过放电异常。这会使电动工具10的可工作范围变窄。

参考图3，本实施例的控制电路16对进行过放电异常判断时的判断值(判断基准)进行切换。在一个实施例中，在使用环境温度处于高于T°C(例如，10°C)的范围内的情况下使用标准判断值V1，并且在使用环境温度处于小于或等于T°C(例如，10°C)的低温范围内的情况下使用比标准判断值V1低的判断值V2。标准判断值V1相对于二次电池22的额定电压即14V例如被设置为11V。判断值V2例如被设置为10V。在电动工具10在使用环境温度为T°C以下的低温范围内使用(马达M工作)期间，二次电池22的电压下降的变化量极大地受温度影响。然而，考虑到这种情形，使该判断值改变为较低的判断值V2。这样防止了使针对电动马达M的电力供给停止。也就是说，防止了在早期阶段进行用于使电动工具10停止工作的控制。结果，即使在使用环境温度为T°C以下的低温范围内，也可以确保电动工具10的可工作范围较宽。

本实施例的控制电路16在紧挨操作开关12的接通操作之后一直到紧挨电动马达M工作之前的状态下进行过放电异常的初始判断。也就是说，控制电路16在紧挨二次电池22产生放电电流之前的状态下进行过放电异常的初始判断。在紧挨电动马达M工作之前的状态下，二次电池22没有产生放电电流。因而，二次电池22没有发生电压下降。这里，控制电路16利用比判断值V2高的判断值V1来判断过放电异常。这样，在不存在依赖温度的电压下降的情况下，使用通常与温度无关的判断值V1来精确地进行过放电异常判断。在马达M的后续工作期间，控制电路16按预定周期进行过放电异常判断。

本发明的控制电路16根据图4所示的流程图来进行处理。

在步骤S1中，检测电池组21的安装状态。在步骤S2中，检测操作开关12的接通操作。在步骤S3中，检测使用环境温度。在步骤S4中，检测二次电池22的电压。

在步骤S5中，控制电路16判断所检测到的温度是否高于T°C(例如，10°C)。在该温度高于T°C的情况下，该处理进入步骤S6。在步骤S6中，控制电路16将所检测到的二次电池22的电压与判断值V1(例如，11V)进行比较以进行过放电异常判断。在二次电池22的电压高于判断值V1的情况下、即在没有发生过放电异常的情况下，该处理进入步骤S7。在步骤S7中，控制电路16继续使电动马达M产生转动，并且继续使电动工具10工作。在步骤S6中，在二次电池22的电压小于或等于判断值V1的情况下、即在发生过放电异常的情况下，该处理进入步骤S8。在步骤S8中，控制电路16停止向电动马达M供给电力并且使电动马达M停止工作。这样使电动工具10的工作停止。

在步骤S5中，在该温度的值小于或等于T°C并且在低温范围内的情况下，该处理进入步骤S9。在步骤S9中，控制电路16将所检测到的二次电池22的电压与判断值V2(例如，10V)进行比较以判断过放电异常。在二次电池22的电压高于判断值V2的情况下、即在没有发生过放电异常的情况下，该处理进入步骤S10。在步骤S10中，电动马达M继续产生转动，并且电动工具10继续工作。在步骤S9中，在二次电池22的电压小于或等于该判断值V2的情况下、即在发生过放电异常的情况下，该处理进入步骤S11。在步骤S11中，停止向电动马达M供给电力，以使电动马达M停止工作并使电动工具10停止工作。

现在将说明本发明的特征性的作用和效果。

(1)控制电路16根据所检测到的使用环境温度来对判断值V1和V2进行切换，以对二次电池22进行异常判断。通过使用与使用环境温度相对应的判断值V1和V2，防止了由于温度变化所引起的电动马达M的不必要停止。因此，稳定地获得了电动工具10的可工作范围。特别地，对于使用环境温度易改变的电动工具10，对这些判断值进行切换的意义重大。

(2)控制电路16在紧挨操作开关12的接通操作之后(紧挨启动命令之后)一直到紧挨电动马达M工作之前的状态下进行初始过放电判断。该判断所使用的判断值是标准判断值V1。在紧挨操作开关12的接通操作之后的状态下，二次电池22没有产生放电电流，并且尚未发生依赖温度的电压下降。因此，通常与温度无关的判断值V 1的使用允许进行精确的过放电判断。

(3)在所检测到的使用环境温度处于低温区域内的情况下，使用比判断值V1低的判断值V2来进行二次电池22的过放电判断。随着使用环境温度的下降，二次电池22的内部阻抗等的阻抗值增大。这导致电压下降量增大。因而，在使用环境温度处于低温范围内的情况下使用判断值V2的本实施例中，精确地进行了过放电判断。

(4)控制电路16根据使用环境温度来对两个判断值V1和V2进行切换。这样简化了用于对判断值V1和V2进行切换的处理并且减轻了控制电路16的处理负荷。

可以如以下所述对上述实施例进行修改。

·上述实施例使用两个判断值V1和V2来进行二次电池22的过放电判断(异常判断)。然而，可以使用三个以上的判断值。可选地，可以使用根据使用环境温度的变化而线性改变的判断值。

·在上述实施例中，控制电路16基于来自电压检测电路17和23的电压检测信号来判断二次电池22的电压。然而，可以仅利用来自电压检测电路23的检测信号来判断二次电池22的电压。

·在上述实施例中，电池组21内所配备的温度检测元件24检测使用环境温度。然而，电动工具本体11可以进行该温度检测。

·上述实施例适用于用作马达装置的电动工具10。然而，上述实施例还可适用于其它的马达装置。

Claims (5)

1.一种马达装置，包括：

电动马达，其在供给有来自二次电池的电力的情况下进行工作；

电压检测单元，用于检测所述二次电池的电压；

判断单元，用于基于所述电压检测单元所检测到的所述二次电池的电压与判断值的比较，来进行异常判断；

控制单元，用于根据所述判断单元的判断结果来控制所述电动马达的工作；以及

温度检测单元，用于检测使用环境温度，

其中，所述判断单元根据所述温度检测单元所检测到的温度来改变所述判断值，并且基于改变后的判断值来进行所述异常判断。

2.根据权利要求1所述的马达装置，其中，所述判断单元在紧挨启动命令之后一直到紧挨所述电动马达工作之前的状态下进行初始异常判断，并且所述判断单元针对所述初始异常判断使用改变前的标准判断值作为所述判断值。

3.根据权利要求1或2所述的马达装置，其中，在所述温度检测单元所检测到的温度处于低温侧的情况下，所述判断单元使所述判断值减小并进行所述异常判断。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的马达装置，其中，所述判断单元在两个判断值之间进行切换并进行所述异常判断。

5.一种电动工具，包括根据权利要求1至4中任一项所述的马达装置。

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