CN111066196B - 用于控制在工具机上的蓄电池的方法 - Google Patents

用于控制在工具机上的蓄电池的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于控制在工具机上的蓄电池的方法，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路，所述唤醒电路用于激活该蓄电池的电子控制装置，并且该工具机包含第二数据接口以及控制装置，并且其中，所述数据接口经由第一通信线和第二通信线彼此连接，以用于在蓄电池与工具机之间进行差分通信。所述方法包括以下方法步骤：‑将蓄电池的电子控制装置设定为停用模式，使得没有电流从蓄电池流入电子控制装置并且流向工具机；‑经由第一通信线和第二通信线将至少一个信号由工具机发送给蓄电池；‑通过检测第一通信线或第二通信线的电压值来激活唤醒电路以便激活电子控制装置，其中，所述电压值与第一通信线或第二通信线的显性状态或隐性状态相对应；‑通过唤醒电路将蓄电池的电子控制装置设定为激活模式；以及‑允许由工具机从蓄电池取出电流。一种包含蓄电池和工具机的系统，所述系统用于执行该方法，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路，所述唤醒电路用于激活该蓄电池的电子控制装置，并且该工具机包含第二数据接口以及控制装置，并且其中，所述数据接口经由第一通信线和第二通信线彼此连接，以用于在蓄电池与工具机之间进行差分通信。一种用于执行该方法的蓄电池，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及用于激活该蓄电池的电子控制装置的唤醒电路。一种执行该方法的工具机，其中，该工具机包含第二数据接口以及控制装置。

Description

用于控制在工具机上的蓄电池的方法
技术领域
本发明涉及用于控制在工具机上的蓄电池的方法，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路，所述唤醒电路用于激活该蓄电池的电子控制装置，并且该工具机包含第二数据接口以及控制装置，并且其中，所述数据接口经由第一通信线和第二通信线彼此连接以用于在蓄电池与工具机之间进行差分通信。
本发明还涉及一种包含蓄电池和工具机的系统，所述系统用于执行该方法，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路，所述唤醒电路用于激活该蓄电池的电子控制装置，并且该工具机包含第二数据接口和控制装置，并且其中，所述数据接口经由第一通信线和第二通信线彼此连接以用于在蓄电池与工具机之间进行差分通信。
此外，本发明涉及一种用于执行该方法的蓄电池，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路，所述唤醒电路用于激活该蓄电池的电子控制装置。
本发明还涉及一种用于执行该方法的工具机，其中，该工具机包含第二数据接口和控制装置。
背景技术
无电缆工具机可以利用用于供应电力或能量的蓄电池来运行。为此，蓄电池经由相应接口与工具机连接，使得电流可以从蓄电池流向工具机。无电缆工具机例如可以是蓄电池-螺丝刀、锤钻等。
市场上可获得的蓄电池通常包含用于电能或针对某一电压的多个储存电池单体或蓄能电池单体。为了控制蓄能电池单体的充电或放电过程，在充电或放电过程中，用电能为蓄能电池单体充电或者从储存电池单体中取出电能(放电)，现代的蓄电池具有对蓄电池中的各种过程进行闭环控制和开环控制的电子控制装置。储存电池单体还被称为蓄电池电池单体或次级电池单体。
为了节省蓄电池的电能，如果蓄电池运行的工具机未运行长达某一持续时间，那么使蓄电池的电子控制装置置于停用模式(也称为睡眠模式或睡眠状态)。在所述停用模式下，没有电流从蓄电池流入电子控制装置和/或流向工具机。
但是，如果应该使蓄电池运行的工具机重新运行，以便电流可以重新从蓄电池流向工具机的用电器，首先必须再激活蓄电池、即从停用模式切换至激活模式(即被唤醒)。蓄电池必须处于激活模式，以便例如控制流向工具机的电流量或电流强度，或监测蓄电池的温度。
但是，由于首先必须借助于电压脉冲形式的单独信号来激活蓄电池的唤醒电路，因此蓄电池的这种再激活是一定的耗费。唤醒电路随后(再次)激活蓄电池的电子控制装置，以便可以继续向工具机供应电流。
为了解决这种问题，根据现有技术的蓄电池提供从工具机的控制装置到蓄电池的唤醒电路的单独线路。但是，提供此类线路是耗费的并且产生附加成本以及空间问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于控制在工具机上的蓄电池的方法，利用所述方法能够解决上述问题。此外，本发明的目的是提供一种包含用于执行该方法的蓄电池和工具机的系统，利用所述系统能够解决上述问题。另外，本发明的目的是提供一种蓄电池和工具机，以便解决上述问题。
所述目的通过根据本发明的用于控制在工具机上的蓄电池的方法、包含蓄电池和工具机的系统、蓄电池和工具机的技术方案来实现。
所述目的尤其是借助于一种用于控制在工具机上的蓄电池的方法来实现，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路以用于激活该蓄电池的电子控制装置，并且该工具机包含第二数据接口以及控制装置，并且数据接口经由第一通信线和第二通信线彼此连接以便在该蓄电池与该工具机之间进行差分通信，其中，蓄电池与工具机之间的差分通信经由以CAN数据总线形式的通信系统来实现。
根据本发明，该方法包括以下方法步骤：
-将蓄电池的电子控制装置设定为停用模式，使得没有电流从蓄电池流入电子控制装置和流向工具机；
-经由第一通信线和第二通信线将至少一个信号由工具机发送给蓄电池，其中，所述第一通信线和第二通信线分别为CAN通信线；
-通过检测第一通信线或第二通信线的电压值来激活该唤醒电路以便激活电子控制装置，其中，所述电压值与第一通信线或第二通信线的显性状态或隐性状态相对应；
-通过唤醒电路将蓄电池的电子控制装置设定为激活模式；以及
-允许由工具机从蓄电池取出电流。
由此，能够以简单的型式和方式实现，蓄电池的唤醒电路借助于差分通信来检测以电流脉冲形式的相应信号，以便再激活蓄电池的电子控制装置。由于可以使用已经存在的通信系统，因此呈现的解决方案节省空间和成本。
用于在蓄电池与工具机之间进行差分通信的第一通信线和第二通信线是通信系统的组成部分。在此，通信系统可以设计为CAN数据总线。但是，还可以使用在蓄电池与工具机之间进行差分通信的其他合适的通信系统。
允许由工具机从蓄电池取出电流意味着：工具机能够借助于电流测量装置来测量由为工具机供电的蓄电池所提供的电流，并且使得最大可能的电流量或具有最大可能电流强度的供应电流从蓄电池流向工具机。为此，蓄电池由工具机设定为，使得仅最大可能的供应电流可以到达工具机。
所述目的还通过一种包含用于执行该方法的蓄电池和工具机的系统来实现，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路以用于激活该蓄电池的电子控制装置，并且该工具机包含第二数据接口以及控制装置，并且其中，数据接口经由第一通信线和第二通信线彼此连接以便在该蓄电池与该工具机之间进行差分通信。
另外，所述目的通过用于执行该方法的蓄电池来实现，其中，该蓄电池包含第一数据接口以及唤醒电路以用于激活该蓄电池的电子控制装置。
另外，所述目的通过用于执行该方法的工具机来实现，其中，该工具机包含第二数据接口和控制装置。
其他优点从以下的附图描述中得出。在附图示出了本发明的不同的实施例。附图、说明书和权利要求书包含许多组合的特征。此外，本领域技术人员适宜地单独地考虑这些特征和将它们组合成有意义的其他组合。
附图说明
图1示出连接有蓄电池的工具机的横剖视图；并且
图2示出连接有蓄电池的工具机的基部的横剖视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的系统1，所述系统包括工具机2和蓄电池3。蓄电池3与工具机连接并且用于向工具机2的用电器供应电能。在供应期间，电流从蓄电池3流向工具机2。
如图1所示，示出以蓄电池-螺丝刀的形式的工具机2。根据其他替代性实施方式，工具机2还可以以钻机、锯等的方式设计。
设计为蓄电池-螺丝刀的工具机2主要包括壳体4、手柄5、基部6、工具接纳部7、以电马达形式的电驱动装置8、控制装置9、传动机构9a、驱动轴11、输出轴12以及激活开关13。
设计为电马达的电驱动装置8、传动机构10、驱动轴11、输出轴12以及控制装置9定位在壳体4内。驱动装置8、传动机构10、驱动轴11以及输出轴12相对于彼此定位并且被定位在壳体10内，使得驱动装置8产生的转矩被传递到输出轴12上。输出轴12将转矩传递至传动机构10，该传动机构又将转矩传递至驱动轴11。经由驱动轴11通过传递转矩来驱动工具接纳部7。如图1所示，在工具接纳部7中保持有以批头(bit)形式的工具14。借助于批头，螺钉可以被拧到材料中。螺钉和材料都没有在附图中示出。
如还在图1示出的那样，壳体4包含顶侧4a和底侧4b。手柄5包含第一端部5a和第二端部5b。手柄5的第一端部5a固定在壳体4的底侧4b上。另外，基部6包含上端部6a和下端部6b。基部6的上端部6a固定在手柄5的第二端部5b上。基部6的下端部6b包含机械、电气以及电子接口15并且用于与蓄电池3机械、电气和电子连接。为了取出电流，接口15包含多个电流端口16。接口15还包含数据端口17，以用于在工具机2与蓄电池3之间发送和接收信号。
如可从图1和图2中得知，工具机2的控制装置9定位在工具机2的基部6中。工具机2的控制装置9用于对与工具机2和蓄电池3相关的不同过程进行开环控制和闭环控制。控制装置9尤其是控制电流或电流强度，所述电流或电流强度从蓄电池3流向工具机2并且尤其是用于驱动设计为电马达的驱动装置8。
在此，工具机2的控制装置9包含微控制器18(也称为MCU)以及具有第一收发器20的数据接口19，所述第一收发器作为用于在蓄电池3与工具机2之间进行差分通信的通信系统的组成部分。在此，工具机2的数据接口19是到通信系统的总共两个数据接口之一，所述通信系统用于在蓄电池3与工具机2之间进行差分通信。如以下还描述的那样，蓄电池3包含这两个数据接口中的另一个数据接口29。
蓄电池3主要包含具有蓄电池接口22的壳体21。在蓄电池3的壳体21中包含有多个蓄能电池单体23以及具有微控制器25和唤醒电路26的电子控制装置24。唤醒电路26用于将电子控制装置24从停用模式设定为激活模式。换言之：唤醒电路26在电子控制装置24休眠之后将其再次唤醒。
蓄电池3还包含具有第二收发器30的数据接口29，所述第二收发器作为在蓄电池3与工具机2之间进行差分通信的通信系统的组成部分。
蓄电池3的温度监测借助于定位在蓄电池3中的未示出的负温度系数热敏电阻(NTC电阻或NTC热敏电阻)来实现。
蓄能电池单体23还可以被称为蓄电池-电池单体并且用于接收、存储以及提供电能或电压。
蓄电池接口22定位在壳体21的一侧上。蓄电池接口22包含用于接收和输出电流的多个电流插头27以及用于在工具机2与蓄电池3之间发送和接收信号的数据插头28。来自蓄能电池单体23的电流可以经由电流插头27被输出。
如图1和图2所示，蓄电池3的电流插头27与工具机2的电流端口16连接。同样的，蓄电池3的数据插头28与工具机2的数据端口17连接。通过所述连接，电流可以从蓄电池3的蓄能电池单体23流向工具机2。另外，可以交换信号，以用于在蓄电池3与工具机2之间进行通信。
可以从图1得知，激活开关13定位在手柄5的前侧5c。通过使激活开关13沿方向A运动，可以将信号从激活开关13发送至控制装置9，由此控制装置9又将信号发送至蓄电池3的电子控制装置24。通过发送至电子控制装置24的信号，能够将电能或具有特定电流值的电流从蓄电池3释放给工具机2的用电器以及尤其是构成为电马达的驱动装置8。工具机2具有未示出的电流装置，利用所述电流装置能够测量供应电流的电流强度。如果测得供应电流具有允许的电流强度，那么供应电流可以流向工具机2的用电器。替代性地或附加地，电流测量装置还可以定位在蓄电池3中。
为了将与激活开关13沿方向A的行程相对应的信号发送至控制装置9，激活开关13包含未示出的电位计。
如果激活开关13又沿方向B运动，那么借助于电位计(未示出)，将相应的信号发送至控制装置9，使得电流不再从蓄电池3流向工具机2。
蓄电池3与工具机2之间的通信经由CAN数据总线形式的通信系统来实现。为了参与通信系统，蓄电池3和工具机2分别包含具有收发器20、30的数据接口19、29。收发器20、30在此被设计为CAN收发器。如在图2中所阐述的那样，工具机的收发器20经由数据接口和第一通信线31(也称为COM高线或CAN高线)以及第二通信线32(也称为COM低线或CAN低线)和数据接口29而与蓄电池3的收发器30连接。如同样可从图2得知的那样，蓄电池3的唤醒电路26与第一通信线31、即COM高线连接。替代地，蓄电池3的唤醒电路26可以与第二通信线32、即COM低线连接。
在工具机2和蓄电池3没有使用长达某一持续时间(即至少2分钟)的情况下，借助于电子控制装置24将蓄电池3自动地从激活模式切换至停用模式。如果蓄电池3处于停用模式，那么没有电流从蓄能电池单体23流入电子控制装置24和流向工具机2。另外，蓄电池3的所有可能的用电器、例如电子控制装置24、用于监测蓄电池温度的温度传感器等均被关闭。停用模式用于节省电力，因为蓄能电池单体23中的电压没有承受任何负载。
如果在特定持续时间后应该恢复使用工具机2和蓄电池3，那么首先必须使作为工具机2的能量提供者的蓄电池3再次从停用模式置于激活模式。为了重新开动工具机2，首先使激活开关13沿方向A移动。由此，信号经由工具机2的控制装置9被发送。工具机2的收发器20经由数据接口19以及第一通信线31和第二通信线32将信号(例如比特)发送给蓄电池3的数据接口29和收发器30。
为了经由通信系统发送以比特形式的信号，不仅COM高线31而且COM低线32均被置于显性状态。蓄电池3的唤醒电路26与COM高线31连接。为了将蓄电池3的电子控制装置24从停用模式重新设定为激活模式，蓄电池3的唤醒电路26需要至少0.9伏特的电压。为了向唤醒电路26供应充足的电压，由唤醒电路26检测COM高线31的在设计为CAN数据总线的通信系统的显性状态下的电压值。COM高线26在显性状态下的电压值是3.5伏特，使得足够高的电压可用于激活唤醒电路26。替代性地，还可以使用低通信或第二通信线32的1.5伏特的电压值来向唤醒电路26供应充足的电压(即大于0.9伏特)。为此，唤醒电路26与COM低线或第二通信线32连接。
在已经检测到COM高线或第一通信线31在显性状态下的电压值之后，唤醒电路26将蓄电池3的电子控制装置24从停用模式重新设定为激活模式。当在替代性实施方案中唤醒电路26与COM低线或第二通信线32连接时，这相应地同样适用。
在激活模式下，为了向用电器、尤其是电马达供电，特定电流值从蓄电池3的蓄能电池单体2发送给工具机2。另外，蓄电池3的所有监测功能、例如温度监测也再次恢复。
替代性地，为了激活蓄电池3的唤醒电路26，还可以检测COM高线或第一通信线31在隐性状态下的电压值。在这种情况下，2.5伏特的电压从COM高线或第一通信线31被发送给唤醒电路26。由于激活唤醒电路22需要大于0.9伏特的电压，因此COM高线或第一通信线31在隐性状态下的电压值也是足够的。
根据另一个替代方案，为了激活蓄电池3的唤醒电路26还可以检测COM低线或第二通信线32在隐性状态下的电压值。在这种情况下，电压值也大于0.9伏特，亦即同样是2.5伏特。

Claims (2)

1.一种用于控制在工具机(2)上的蓄电池(3)的方法，其中，该蓄电池(3)包含第一数据接口(29)以及包含唤醒电路(26)以用于激活该蓄电池(3)的电子控制装置(24)，并且该工具机(2)包含第二数据接口(19)以及控制装置(9)，并且所述第一数据接口(29)和第二数据接口(19)经由第一通信线(31)和第二通信线(32)彼此连接，以用于在蓄电池(3)与工具机(2)之间进行差分通信，其中，蓄电池(3)与工具机(2)之间的差分通信经由以CAN数据总线形式的通信系统来实现，其特征在于，所述方法包括以下方法步骤：
-将蓄电池(3)的电子控制装置(24)设定为停用模式，使得没有电流从蓄电池(3)流入电子控制装置(24)并且流向工具机(2)；
-经由第一通信线(31)和第二通信线(32)将至少一个信号由工具机(2)发送给蓄电池(3)，其中，所述第一通信线(31)和第二通信线(32)分别为CAN通信线；
-通过检测第一通信线(31)或第二通信线(32)的电压值来激活唤醒电路(26)以便激活电子控制装置(24)，其中，所述电压值与第一通信线(31)或第二通信线(32)的显性状态或隐性状态相对应；
-通过唤醒电路(26)将蓄电池(3)的电子控制装置(24)设定为激活模式；以及
-允许由工具机(2)从蓄电池(3)取出电流。
2.一种包含蓄电池(3)和工具机(2)的系统，所述系统用于执行如权利要求1所述的方法，其中，该蓄电池(3)包含第一数据接口(29)以及包含唤醒电路(26)以用于激活该蓄电池(3)的电子控制装置(24)，并且该工具机(2)包含第二数据接口(19)以及控制装置(9)，并且所述第一数据接口(29)和第二数据接口(19)经由第一通信线(31)和第二通信线(32)彼此连接，以用于在蓄电池(3)与工具机(2)之间进行差分通信。
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