CN113710425A - 电动工具 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种电动工具，该电动工具包括用于判断冲击机构是否正在进行任何冲击操作的新颖方式。电动工具(1)包括电动马达(AC马达15)、冲击机构、冲击检测单元(49)和测量单元(60)。冲击机构进行通过从电动马达接收动力来产生冲击力的冲击操作。冲击检测单元(49)判断是否正在进行冲击操作。测量单元(60)测量各自被供给至电动马达的d轴电流和q轴电流中的至少一个。冲击检测单元(49)基于d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个来判断是否正在进行冲击操作。d轴电流和q轴电流的测量值(电流测量值id1、iq1)是由测量单元(60)获得的。

Description

电动工具
技术领域
本发明通常涉及电动工具，并且更特别地涉及包括冲击机构的电动工具。
背景技术
专利文献1公开了包括电动马达、冲击机构和控制部件的电动工具。通过对半导体开关元件进行PWM控制来驱动电动马达。该冲击机构用由电动马达转动的锤子撞击或转动砧座。控制部件控制电动马达的转动。此外，当砧座在端部被冲击机构多次撞击时，控制部件以占空比从高值改变为低值的方式驱动电动马达。
现有技术文件
专利文献
专利文献1：国际公开第2014/162862号
发明内容
本发明的目的是提供一种电动工具，该电动工具包括用于判断冲击机构是否正在进行任何冲击操作的新颖方式。
根据本发明的一方面的一种电动工具，包括电动马达、冲击机构、冲击检测单元和测量单元。所述冲击机构进行通过从所述电动马达接收动力来产生冲击力的冲击操作。所述冲击检测单元判断是否正在进行所述冲击操作。所述测量单元测量各自均被供给至所述电动马达的d轴电流和q轴电流中的至少一个。所述冲击检测单元基于所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值中的至少一个来判断是否正在进行所述冲击操作。所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值是由所述测量单元获得的。
附图说明
图1是根据典型实施例的电动工具的框图；
图2是该电动工具的示意图；
图3是该电动工具的主要部分的框图；
图4是示出该电动工具的第一示例性操作的曲线图；
图5是示出该电动工具的第二示例性操作的曲线图；
图6是示出该电动工具的第三示例性操作的曲线图；
图7是示出该电动工具的第四示例性操作的曲线图；
图8的A是示出该电动工具中的逆变器电路部的输出电流的测量值的曲线图；
图8的B是示出该电动工具中的逆变器电路部的输出电流的测量值的曲线图；以及
图9是示出根据第一变形例的电动工具的示例性操作的曲线图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细说明电动工具1的实施例。注意，以下要说明的实施例仅是本发明的各种实施例中的典型实施例，并且不应被解释为限制性的。相反，可以在未背离本发明的范围的情况下，根据设计选择或任何其它因素以各种方式容易地修改该典型实施例。此外，在以下对实施例的说明中要参考的图2是示意图。也就是说，图2所示的各个构成元件的尺寸(包括厚度)的比并不总是反映这些构成元件的实际尺寸比。
(1)概述
根据典型实施例的电动工具1可以用作例如冲击螺丝起子或冲击扳手。如图1和图2所示，电动工具1包括AC(交流)马达15(电动马达)、冲击机构17和控制单元4。AC马达15例如可以是无刷马达。特别地，根据本实施例的AC马达15是同步马达。更具体地，AC马达15可被实现为永磁同步马达(PMSM)。冲击机构17进行通过从AC马达15接收动力来产生冲击力的冲击操作。控制单元4对AC马达15的操作进行反馈控制。控制单元4包括冲击检测单元49。冲击检测单元49判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。
在以下的说明中，在冲击机构17开始冲击操作之前的时间段将在下文被称为“在先时间段”，并且在冲击检测单元49检测到冲击机构17开始了冲击操作之后的时间段将在下文被称为“后续时间段”。在后续时间段中，控制单元4将在先时间段中的目标参数改变为不同的目标参数。目标参数包括控制单元4所要进行的反馈控制的控制增益。也就是说，在冲击检测单元49检测到冲击操作的开始时，控制单元4改变反馈控制的控制增益。与在先时间段中的控制增益等于后续时间段中的控制增益的情况相比，这使得能够更精确地控制AC马达15。在本实施例中，控制单元4例如可以进行PI控制，因此控制增益包括比例增益和积分增益。根据本实施例的控制单元4使后续时间段中的比例增益不同于在先时间段中的比例增益，以及/或者使后续时间段中的积分增益不同于在先时间段中的积分增益。
注意，在从在先时间段转变到后续时间段时控制单元4所要改变的控制增益不限于比例增益和积分增益。如果控制单元4进行PD控制或PID控制，则控制增益包括微分增益。在从在先时间段转变到后续时间段时，控制单元4可以改变比例增益、积分增益和微分增益中的至少一个。
AC马达15包括具有永磁体的转子和具有线圈的定子。控制单元4进行用于彼此独立地控制供给至AC马达15的弱磁电流(d轴电流)和供给至AC马达15的转矩电流(q轴电流)的矢量控制。如本文所使用的，“弱磁电流”是指在线圈中产生削弱永磁体的磁通的磁通(弱磁)的电流。换句话说，弱磁电流是在线圈中产生方向与永磁体的磁通的方向相反的磁通的电流。
电动工具1还包括AC马达15(电动马达)、冲击机构17、冲击检测单元49和测量单元60。测量单元60测量各自均被供给至AC马达15的d轴电流和q轴电流中的至少一个。在本实施例中，测量单元60测量d轴电流和q轴电流这两者。冲击检测单元49基于d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个来判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)是由测量单元60获得的。这使得即使在例如不使用电动工具1的电源32的输出电流的测量值的情况下，也能够判断是否正在进行冲击操作。
如本文所使用的，短语“基于各自均由测量单元60获得的d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个”具有以下含义。具体地，如果测量单元60仅获得电流测量值id1、iq1中的电流测量值id1，则该短语意味着“基于测量单元60所获得的电流测量值id1”。另一方面，如果测量单元60仅获得电流测量值id1、iq1中的电流测量值iq1，则该短语意味着“基于测量单元60所获得的电流测量值iq1”。此外，如果测量单元60获得两个电流测量值id1、iq1，则该短语意味着“仅基于测量单元60所获得的电流测量值id1、仅基于电流测量值iq1、或者基于两个电流测量值id1、iq1”。
(2)电动工具
如图2所示，电动工具1包括AC马达15、电源32、驱动力传递机构18、冲击机构17、插口23、触发扳机29、控制单元4、转矩测量单元26、钻头转动测量单元25和马达转动测量单元27。另外，电动工具1还包括前端工具。
冲击机构17具有输出轴21。输出轴21是利用从AC马达15传递来的驱动力而转动的构件。插口23是固定到输出轴21且可拆卸地附接前端工具的构件。电动工具1是用于利用从AC马达15供给的驱动力来驱动前端工具的工具。例如，前端工具(以下也称为“钻头”)可以是螺丝起子或钻孔机。前端工具是根据预期用途从各种类型的前端工具中选择的，并且附接至插口23以完成某种类型的机械加工。可选地，前端工具可以直接附接至输出轴21。
AC马达15是用于驱动前端工具的驱动源。AC马达15包括用于输出转动驱动力的输出轴16。电源32是用于供给用于驱动AC马达15的电流的AC电源。电源32包括单个或多个二次电池。驱动力传递机构18调节AC马达15的转动驱动力并输出期望的转矩。驱动力传递机构18包括驱动轴22作为其输出构件。
驱动力传递机构18的驱动轴22连接至冲击机构17。冲击机构17将经由驱动力传递机构18从AC马达15供给的转动驱动力变换成脉冲转矩，由此产生冲击力。冲击机构17包括锤子19、砧座20、输出轴21和弹簧24。锤子19经由凸轮机构附接至驱动力传递机构18的驱动轴22。砧座20联接至锤子19并连同锤子19一起转动。弹簧24使锤子19朝向砧座20偏置。砧座20是与输出轴21一体地形成的。可选地，砧座20可以与输出轴21分开形成并且固定到输出轴21。
除非将大小等于或大于预定值的负载(转矩)施加到输出轴21，否则经由凸轮机构联接在一起的驱动轴22和锤子19彼此一起转动，并且锤子19和砧座20也彼此一起转动。因此，与砧座20一体地形成的输出轴21相应地转动。另一方面，如果将大小等于或大于预定值的负载施加到输出轴21，则锤子19在由凸轮机构调节的同时对抗弹簧24而向后移动(即，远离砧座20)。在锤子19与砧座20解除联接的时间点，锤子19在转动的同时开始向前移动，从而在转动方向上向砧座20施加冲击力并由此使输出轴21转动。以这种方式，冲击机构17进行反复地使锤子19和砧座20彼此碰撞的冲击操作，由此反复地从锤子19经由砧座20向输出轴21施加冲击力。
触发扳机29是用于接受用于控制AC马达15的转动的操作命令的操作构件。可以通过拉动触发扳机29来切换AC马达15的接通/断开(ON/OFF)状态。另外，通过指示触发扳机29被拉动的深度的操纵变量，可调整输出轴21的转动速度、即AC马达15的转动速度。具体地，操纵变量越大，AC马达15的转动速度变得越高。控制单元4根据指示触发扳机29被拉动的深度的操纵变量，开始或停止转动AC马达15并控制AC马达15的转动速度。在该电动工具1中，前端工具附接至插口23。通过操作触发扳机29来控制AC马达15的转动速度使得能够控制前端工具的转动速度。
根据本实施例的电动工具1包括插口23，由此使前端工具根据预期用途而可更换。然而，前端工具不必是可更换的。可替代地，电动工具1也可被设计为仅允许使用特定类型的前端工具。
转矩测量单元26测量AC马达15的操作转矩。转矩测量单元26例如可以是可以检测扭转应变的磁致伸缩应变传感器。该磁致伸缩应变传感器使AC马达15的非转动部分中所设置的线圈检测与通过向AC马达15的输出轴16施加转矩所引起的应变相对应的磁导率的变化，并且输出大小与应变的大小成比例的电压信号。
钻头转动测量单元25测量输出轴21的转动角。在这种情况下，输出轴21的转动角等于前端工具(钻头)的转动角。作为钻头转动测量单元25，例如可以采用光电编码器或磁编码器。
马达转动测量单元27测量AC马达15的转动角。作为马达转动测量单元27，例如可以采用光电编码器或磁编码器。
(3)控制单元
控制单元4包括包含一个或多个处理器以及存储器的计算机系统。通过使计算机系统的处理器执行计算机系统的存储器中所存储的程序来进行控制单元4的功能中的至少一部分。该程序可以存储在存储器中。该程序也可以经由诸如因特网等的远程通信线路下载，或者在存储在诸如存储卡等的非暂时性存储介质中之后进行分发。
如图1所示，控制单元4包括参数指定单元41、速度控制单元42、电流控制单元43、第一坐标变换器44、第二坐标变换器45、磁通控制单元46、估计单元47、失步检测单元48和冲击检测单元49。另外，电动工具1还包括逆变器电路部51、第一设置单元52、第二设置单元53和多个(例如，在图1所示的示例中为两个)电流传感器61、62。控制单元4是连同逆变器电路部51一起使用的，并且进行反馈控制以控制AC马达15的操作。
多个电流传感器61、62中的各电流传感器例如包括霍尔元件电流传感器或分流电阻元件。多个电流传感器61、62测量从电源32经由逆变器电路部51供给至AC马达15的电流。在本实施例中，将三相电流(即，U相电流、V相电流和W相电流)供给至AC马达15。多个电流传感器61、62测量至少两相的电流。在图1中，电流传感器61测量U相电流并输出电流测量值iu1，并且电流传感器62测量V相电流并输出电流测量值iv1。
估计单元47对马达转动测量单元27所测量到的AC马达15的转动角θ1进行时间微分，以计算AC马达15的角速度ω1(即，输出轴16的角速度)。
第二坐标变换器45基于马达转动测量单元27所测量到的AC马达15的转动角θ1对多个电流传感器61、62所测量到的电流测量值iu1、iv1进行坐标变换，由此计算电流测量值id1、iq1。也就是说，第二坐标变换器45将与三相电流中的两相电流相对应的电流测量值iu1、iv1变换为与磁场分量(d轴电流)相对应的电流测量值id1和与转矩分量(q轴电流)相对应的电流测量值iq1。
测量单元60包括两个电流传感器61、62和第二坐标变换器45。测量单元60测量供给至AC马达15的d轴电流和q轴电流。也就是说，两个电流传感器61、62所测量到的两相电流由第二坐标变换器45进行变换，由此获得d轴电流和q轴电流的测量值。
冲击检测单元49判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。后面将详细准确地说明冲击检测单元49如何判断是否正在进行冲击操作。
参数指定单元41指定与AC马达15的控制有关的参数。在从检测到冲击机构17开始了冲击操作的冲击检测单元49接收到冲击检测信号b1时，参数指定单元41改变要指定的参数中的至少一部分目标参数。这些目标参数至少包括反馈控制的控制增益。另外，这些目标参数还包括AC马达15的速度(角速度)的命令值(目标值)的上限值和下限值。这些目标参数还包括AC马达15的角速度的命令值cω1。
参数指定单元41确定AC马达15的角速度的命令值cω1。参数指定单元41可以将命令值cω1设置为例如与指示触发扳机29(参见图2)被拉动的深度的操纵变量相对应的大小。也就是说，随着操纵变量的增加，参数指定单元41相应地增大角速度的命令值cω1。后面将详细说明参数指定单元41如何进行用于指定控制增益以及AC马达15的速度的命令值的上限值和下限值的处理。
冲击检测单元49在检测到冲击机构17开始了冲击操作时将冲击检测信号b1供给至参数指定单元41的定时将在下文被称为“冲击开始定时”。冲击开始定时是自AC马达15开始转动起冲击检测单元49第一次检测到冲击操作的定时。在先时间段包括紧挨在冲击开始定时之前的时间段。后续时间段包括紧接在冲击开始定时之后的时间段。
速度控制单元42基于参数指定单元41所生成的命令值cω1和估计单元47所计算出的角速度ω1之间的差来生成命令值ciq1。命令值ciq1是指定AC马达15的转矩电流(q轴电流)的大小的命令值。速度控制单元42确定命令值ciq1以减小命令值cω1和角速度ω1之间的差(偏差)。
磁通控制单元46基于估计单元47所计算出的角速度ω1以及电流测量值iq1(q轴电流)来生成命令值cid1。命令值cid1是指定AC马达15的弱磁电流(d轴电流)的大小的命令值。
磁通控制单元46所生成的命令值cid1例如可以是将弱磁通的大小减小到零的命令值。磁通控制单元46可以始终或仅根据需要生成用以将弱磁通的大小减小到零的命令值cid1。在弱磁电流的命令值cid1变得大于零时，负的弱磁电流流经AC马达15，由此产生弱磁通。
电流控制单元43基于磁通控制单元46所生成的命令值cid1和第二坐标变换器45所计算出的电流测量值id1之间的差来生成命令值cvd1。命令值cvd1是指定AC马达15的d轴电压的大小的命令值。电流控制单元43确定命令值cvd1以减小命令值cid1和电流测量值id1之间的差(偏差)。
另外，电流控制单元43还基于速度控制单元42所生成的命令值ciq1和第二坐标变换器45所计算出的电流测量值iq1之间的差来生成命令值cvq1。命令值cvq1是指定AC马达15的q轴电压的大小的命令值。电流控制单元43生成命令值cvq1以减小命令值ciq1和电流测量值iq1之间的差(偏差)。
图3是通过传递函数表示速度控制单元42和电流控制单元43的各个结构的框图。在图3中，KP表示比例增益，KI表示积分增益，并且e表示已输入的偏差。在速度控制单元42中，偏差是命令值cω1和角速度ω1之间的差。在电流控制单元43中，偏差在生成命令值cvd1的情况下是命令值cid1和电流测量值id1之间的差，并且在生成命令值cvq1的情况下是命令值ciq1和电流测量值iq1之间的差。在图3中，u表示操纵变量。在速度控制单元42中，u是与命令值ciq1相对应的操纵变量。在电流控制单元43中，u是与命令值cvd1或命令值cvq1相对应的操纵变量。s区域中的操纵变量由u＝(KP+KI/s)e来给出。
参数指定单元41指定速度控制单元42的比例增益和积分增益。参数指定单元41使速度控制单元42的比例增益和积分增益中的至少一个在冲击检测单元49检测到冲击机构17开始了冲击操作之前的在先时间段和冲击检测单元49检测到冲击机构17开始了冲击操作之后的后续时间段之间不同。例如，参数指定单元41可以将在先时间段中的速度控制单元42的比例增益设置为第一比例增益，并且将后续时间段中的速度控制单元42的比例增益设置为第二比例增益。第二比例增益小于第一比例增益。也就是说，参数指定单元41使后续时间段中的比例增益小于在先时间段中的比例增益。另外，参数指定单元41可以将在先时间段中的速度控制单元42的积分增益设置为第一积分增益，并且将后续时间段中的速度控制单元42的积分增益设置为第二积分增益。第二积分增益小于第一积分增益。也就是说，参数指定单元41使后续时间段中的积分增益小于在先时间段中的积分增益。例如，第二积分增益可以是第一积分增益的1/10。
例如，参数指定单元41可以在后续时间段的开始改变目标参数(即，比例增益和积分增益)。一旦在先时间段中的速度控制单元42的比例增益和积分增益在后续时间段期间已改变，则从该改变的时间点起直到AC马达15停止运行的时间点为止，参数指定单元41保持速度控制单元42的比例增益和积分增益不变。也就是说，一旦速度控制单元42的比例增益变得等于第二比例增益，则速度控制单元42的比例增益将维持在第二比例增益，直到用户将触发扳机29的操纵变量减小到零以停止AC马达15为止。另外，一旦速度控制单元42的积分增益变得等于第二积分增益，则速度控制单元42的积分增益将维持在第二积分增益，直到用户将触发扳机29的操纵变量减小到零以停止AC马达15为止。
此外，参数指定单元41指定AC马达15的速度的上限值和下限值。速度的命令值被限制为在上限值和下限值之间的值。在本实施例中，控制AC马达15的角速度的命令值cω1，使得最终控制AC马达15的速度的命令值。也就是说，参数指定单元41指定AC马达15的角速度的命令值cω1的上限值和下限值。
参数指定单元41使在先时间段中的角速度的命令值cω1的上限值小于后续时间段中的角速度的命令值cω1的上限值。例如，参数指定单元41可以将在先时间段中的角速度的命令值cω1的上限值设置为NA1×2π/60[rad/s](其中，NA1是落在从约10000到20000的范围内的值)。例如，参数指定单元41可以将后续时间段中的角速度的命令值cω1的上限值设置为NA2×2π/60[rad/s](其中，NA2<NA1，NA2是落在从约10000到20000的范围内的值)。换句话说，参数指定单元41将在先时间段中的AC马达15的转数(即，输出轴16的转数)的命令值的上限值设置为NA1[rpm]，并将后续时间段中的转数的命令值的上限值设置为NA2[rpm]。在本实施例中，角速度的命令值cω1的下限值始终固定为0[rad/s]。也就是说，在在先时间段中，参数指定单元41将角速度的命令值cω1限制为在第一上限值(NA1×2π/60[rad/s])和第一下限值(0[rad/s])之间的第一限制范围。另一方面，在后续时间段中，参数指定单元41将角速度的命令值cω1限制为在第二上限值(NA2×2π/60[rad/s])和第二下限值(0[rad/s])之间的第二限制范围。第二限制范围不同于第一限制范围。
例如，参数指定单元41可以在后续时间段的开始改变目标参数(即，角速度的命令值cω1的上限值)。一旦在先时间段中的角速度的命令值cω1的上限值在后续时间段期间已改变，则从该改变的时间点起直到AC马达15停止运行的时间点为止，参数指定单元41保持角速度的命令值cω1的上限值不变。也就是说，一旦角速度的命令值cω1的上限值变得等于第二上限值，则角速度的命令值cω1的上限值将维持在第二上限值，直到用户将触发扳机29的操纵变量减小到零以停止AC马达15为止。
第一设置单元52和第二设置单元53接受为了确定后续时间段中的目标参数(例如，在该示例中为速度控制单元42的比例增益和积分增益(第二比例增益和第二积分增益)以及角速度的命令值cω1的上限值(第二上限值))所输入的命令。
第一设置单元52是用于存储例如第二比例增益、第二积分增益和第二上限值的存储器。更具体地，第一设置单元52可被实现为例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。在电动工具1的设计阶段或制造过程期间将第二比例增益、第二积分增益和第二上限值存储在第一设置单元52中使得能够确定第二比例增益、第二积分增益和第二上限值。也就是说，至少在电动工具1的设计阶段或制造过程期间，第一设置单元52接受为了确定后续时间段中的目标参数所输入的命令。在电动工具1的操作期间，参数指定单元41从第一设置单元52读出第二比例增益、第二积分增益和第二上限值。
第二设置单元53接受为了确定后续时间段中的目标参数(例如，在该示例中为速度控制单元42的比例增益和积分增益(第二比例增益和第二积分增益)以及角速度的命令值cω1的上限值(第二上限值))所输入的用户的命令。也就是说，第二设置单元53至少在电动工具1已制造之后，接受为了确定后续时间段中的目标参数所输入的命令。第二设置单元53是诸如按钮、杆或触摸屏面板显示器等的输入接口。用户可以通过操作第二设置单元53来将第二比例增益从至少两个值中的一个值切换到另一值或其它值。另外，用户还可以通过操作第二设置单元53来将第二积分增益从至少两个值中的一个值切换到另一值或其它值。此外，用户可以通过操作第二设置单元53来将第二上限值从至少两个值中的一个值切换到另一值或其它值。如这里所使用的，短语“接受用户的命令”意味着第二设置单元53至少具有用于接受用户所输入的命令的能力。也就是说，实际输入命令的人不一定是用户他或她自己，而且也可以是其他人(诸如电动工具1的制造商的员工等)。
第一坐标变换器44基于马达转动测量单元27所测量到的AC马达15的转动角θ1对命令值cvd1、cvq1进行坐标变换，以计算命令值cvu1、cvv1、cvw1。具体地，第一坐标变换器44将针对磁场分量(d轴电压)的命令值cvd1和针对转矩分量(q轴电压)的命令值cvq1变换成与三相电压相对应的命令值cvu1、cvv1、cvw1。具体地，命令值cvu1对应于U相电压，命令值cvv1对应于V相电压，并且命令值cvw1对应于W相电压。
逆变器电路部51将分别与命令值cvu1、cvv1、cvw1相对应的三相电压供给至AC马达15。控制单元4通过对逆变器电路部51进行脉宽调制(PWM)控制来控制要供给至AC马达15的电力。
利用从逆变器电路部51供给的电力(三相电压)来驱动AC马达15，由此产生转动驱动力。
结果，控制单元4控制AC马达15的角速度，使得AC马达15的角速度变为与参数指定单元41所生成的命令值cω1相对应的角速度。
失步检测单元48基于从第二坐标变换器45获取到的电流测量值id1、iq1和从电流控制单元43获取到的命令值cvd1、cvq1来检测AC马达15的失步(失同步)。在检测到失步时，失步检测单元48将停止信号cs1发送到逆变器电路部51，由此停止从逆变器电路部51向AC马达15的电力供给。
(4)冲击检测
图4至图7示出在使电动工具1工作的情况下各个参数如何随着时间而变化。在图4至图7中，控制单元4对AC马达15进行的控制的细节彼此不同。在图5至图7中，“电池电流”是指电动工具1的电源32的输出电流，并且“电池电压”是指电源32的输出电压。在图4至图7中，“iq1”表示电流测量值iq1，并且“id1”表示电流测量值id1。此外，在图4至图7中，“r1”表示AC马达15的转数。在图4、图6和图7中，示出AC马达15的转数的命令值cN1。如本文所使用的，命令值cN1是通过将AC马达15的角速度的命令值cω1转换成转数所获得的值。在图5中，由于转数的命令值cN1与转数r1大致一致，因此未示出转数的命令值cN1。尽管未示出，但在图4至图7中，d轴电流的命令值cid1(参见图1)始终等于零。注意，图4示出在通过使用电动工具1将木螺钉打入构件中的情况下进行的示例性操作。另一方面，图5至图7示出在通过使用电动工具1将对象(不一定是木螺钉)打入构件中的情况下进行的示例性操作。
冲击检测单元49判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。具体地，冲击检测单元49在发现自满足以下的第一条件和第二条件中的一个条件起直到满足第一条件和第二条件中的另一条件为止所需的时间等于或小于预定时间的情况下，输出冲击机构17应正在进行冲击操作的检测结果(作为冲击检测信号b1)。否则，冲击检测单元49输出冲击机构17不应进行任何冲击操作的检测结果。具体地，第一条件是第二坐标变换器45所计算出的电流测量值id1的绝对值大于预定的d轴阈值Idt1(以下简称为“阈值Idt1”(参见图4))。第二条件是第二坐标变换器45所计算出的电流测量值iq1的绝对值大于预定的q轴阈值Iqt1(以下简称为“阈值Iqt1”(参见图4))。换句话说，冲击检测单元49在发现满足与d轴电流的电流测量值id1有关的第一条件的定时和满足与q轴电流的电流测量值iq1有关的第二条件的定时之间的时滞等于或小于预定值的情况下，检测到正在进行冲击操作。也就是说，在这种情况下，冲击检测单元49导出冲击机构17应正在进行冲击操作的判定结果。阈值Idt1和阈值Iqt1可以存储在例如用作控制单元4的微控制器的存储器中。
一旦冲击机构17开始了冲击操作，则d轴电流和q轴电流的各个脉动分量及其相应的电流测量值id1、iq1的脉动分量与冲击操作开始之前的值相比增加。脉动分量的增加有时使电流测量值id1的绝对值大于阈值Idt1，并且使电流测量值iq1的绝对值大于阈值Iqt1。因此，可以通过将当前测量值id1、iq1分别与阈值Idt1、Iqt1进行比较来判定是否正在进行冲击操作。
例如，预定时间可以是约100ms、约50ms或约10ms。电流测量值id1、iq1是按每预定采样周期输出的。冲击检测单元49通过例如对输出电流测量值id1、iq1的次数进行计数来判断是否经过了预定时间。例如，预定时间在长度上可以等于电流测量值id1或电流测量值iq1的一个采样周期。在电流测量值id1、iq1的各个采样定时彼此同步的情况下，如果在对电流测量值id1、iq1进行采样的定时满足第一条件和第二条件这两者，则冲击检测单元49可以检测到正在进行冲击操作。
可以看出，冲击检测单元49至少基于d轴电流的电流测量值id1来判断是否正在进行冲击操作。此外，根据本实施例的冲击检测单元49基于d轴电流的电流测量值id1和q轴电流的电流测量值iq1这两者来判断是否正在进行冲击操作。更具体地，在发现d轴电流的电流测量值id1的绝对值和q轴电流的电流测量值iq1的绝对值中的至少一个(例如，在本实施例中为两个)大于它们相应的阈值的情况下，冲击检测单元49检测到正在进行冲击操作。相对于电流测量值id1的绝对值的阈值是阈值Idt1，并且相对于电流测量值iq1的绝对值的阈值是阈值Iqt1。
从冲击检测单元49检测到没有进行冲击操作的状态转变到冲击检测单元49检测到正在进行冲击操作的状态对应于检测到冲击操作的开始。也就是说，冲击检测单元49基于d轴电流的电流测量值id1和q轴电流的电流测量值iq1中的至少一个检测到冲击操作已开始。
直到自AC马达15开始运行(即，开始转动)起经过了预定的掩蔽时间段Tm1(参见图4)为止，冲击检测单元49才开始判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。这使得即使在AC马达15开始运行时q轴电流的电流测量值iq1暂时增加，也能够将电流测量值iq1的由冲击操作引起的增加与在AC马达15开始运行时的电流测量值iq1的增加区分开。
在图4至图7各自中，在时间点T1用户进行拉动电动工具1的触发扳机29的操作时，AC马达15开始转动。之后，转数r1根据相对于触发扳机29的操纵变量而逐渐增加。在这种情况下，假定相对于触发扳机29的操纵变量是最大的。因此，转数r1增加到可调整范围的上限。在时间点T2附近，冲击机构17开始冲击检测单元49所检测到的冲击操作。也就是说，在时间点T2附近，电流测量值id1的绝对值超过阈值Idt1，并且电流测量值iq1的绝对值大致同时超过阈值Iqt1。
在冲击检测单元49检测到冲击操作的开始时，参数指定单元41将速度控制单元42的比例增益的大小从第一比例增益改变为第二比例增益，从而减小比例增益。另外，在这种情况下，参数指定单元41将速度控制单元42的积分增益的大小从第一积分增益改变为第二积分增益，从而减小积分增益。此外，在这种情况下，参数指定单元41将AC马达15的速度的命令值的上限值从第一上限值改变为第二上限值，从而减小上限值。也就是说，如图5至图7所示，控制单元4使AC马达15的转数r1从时间点T2起减少。在图4所示的示例中，在自冲击检测单元49检测到冲击操作起经过了预定待机时间时，参数指定单元41改变AC马达15的速度的命令值的比例增益、积分增益和上限值。图4示出在待机时间经过之前的电动工具1的各个参数。因此，在图4所示的各个时间点中的任何时间点处，控制单元4尚未进行减少AC马达15的转数的控制。
(5)从转动开始起直到停止为止所进行的示例性操作
在图5至图7中，第一比例增益的大小相同且大于零。在图5中，第二比例增益的大小等于第一比例增益的大小。在图6和图7中，第二比例增益的大小是第一比例增益的大小的1/10。
在图5至图7中，假定在先时间段中的速度控制单元42的积分增益(第一积分增益)的大小是Kc。此外，在图5至图7中，在先时间段中的AC马达15的角速度的命令值的上限值(第一上限值)是NA1×2π/60[rad/s]。也就是说，在图5至图7中，第一积分增益具有相同的大小，并且第一上限值也相同。
具体地，在图5中，后续时间段中的速度控制单元42的积分增益(第二积分增益)的大小是Kc。也就是说，第二积分增益等于第一积分增益。图5所示的转数r1是在后续时间段中的AC马达15的角速度的命令值cω1的上限值(第二上限值)是NA2×2π/60[rad/s]的情况下的AC马达15的转数。图5所示的转数r2是在第一上限值和第二上限值彼此相等的情况下(即，在第二上限值是NA1×2π/60[rad/s]的情况下)的AC马达15的转数的参考值。
在图6和图7中，第一积分增益的大小是Kc，而第二积分增益的大小是Kc/10。图6所示的转数r1是在第二上限值是NA2×2π/60[rad/s]的情况下的AC马达15的转数。图7所示的转数r1是在第二上限值是NA3×2π/60[rad/s](其中，满足NA2<NA3<NA1)的情况下的AC马达15的转数。
在图5至图7各自中，在时间点T1用户进行拉动电动工具1的触发扳机29的操作时，AC马达15开始转动。之后，转数r1根据相对于触发扳机29的操纵变量而逐渐增加。在这种情况下，假定相对于触发扳机29的操纵变量是最大的。因此，转数r1增加到可调整范围的上限。在时间点T2附近，冲击机构17开始冲击检测单元49所检测到的冲击操作。因此，从时间点T2起，角速度的命令值cω1将是第二上限值。也就是说，从时间点T2起，在图5中转数的命令值cN1将是NA2[rpm]，在图6中命令值cN1将是NA2[rpm]，并且在图7C中命令值cN1将是NA3[rpm]。在时间点T3用户将触发扳机29的操纵变量减小到零时，AC马达15停止运行。
在电动工具1的设计阶段期间，确定第二比例增益、第二积分增益和第二上限值，以使自冲击操作开始起的转数r1和q轴电流这两者稳定。图5至图7示出在电动工具1的设计阶段期间执行的试验的结果。例如，在图5中，转数r1具有相对不明显的脉动且倾向于相当稳定，而q轴电流的电流测量值iq1具有相对明显的脉动且倾向于相当不稳定。在图6中，转数r1具有相对明显的脉动且倾向于相当不稳定，而电流测量值iq1具有相对不明显的脉动且倾向于相当稳定。在图7中，转数r1和电流测量值iq1这两者都具有相对不明显的脉动且趋于相当稳定。因此，在电动工具1的设计阶段期间，(例如，与图7一样)基于试验的结果，第二比例增益的大小被确定为第一比例增益的大小的1/10，第二积分增益的大小被确定为Kc/10，并且第二上限值被确定为NA3×2π/60[rad/s]。
在根据上述典型实施例的电动工具1中，控制单元4将后续时间段中的控制增益相对于在先时间段中的控制增益改变。更具体地，在从在先时间段转变到后续时间段时，控制单元4改变作为控制增益的比例增益和积分增益中的至少一个。与在先时间段中的控制增益等于后续时间段中的控制增益的情况相比，这使得能够更精确地控制AC马达15。另外，控制单元4将后续时间段中的角速度的命令值cω1(速度命令值)的上限值相对于在先时间段中的角速度的命令值cω1的上限值改变。更具体地，控制单元4将上限值从第一上限值改变为第二上限值。这使得能够甚至更精确地控制AC马达15。例如，在电动工具1的设计阶段期间根据冲击机构17的规格确定第二比例增益、第二积分增益和第二上限值，这有助于使冲击操作已开始之后的AC马达15的转数和q轴电流稳定，从而也使得能够使冲击力的大小稳定。另外，使冲击力的大小稳定也使得能够减轻施加于冲击机构17的负担。典型地，使第二比例增益小于第一比例增益、使第二积分增益小于第一积分增益、并且使第二上限值小于第一上限值，这有助于使AC马达15的转数和q轴电流稳定。此外，典型地，改变各种控制增益中的比例增益与改变积分增益相比将更有效地使冲击力的大小稳定。
此外，使后续时间段中的控制增益小于在先时间段中的控制增益使得控制单元4的电路组件能够具有相对较小的电流容量。
此外，降低后续时间段中的控制增益和AC马达15的速度的上限值也可以减少向冲击机构17施加过大力的可能性。
此外，根据例如前端工具的类型、重量和尺寸以及作为工件的负载的类型来确定第二比例增益、第二积分增益和第二上限值，这使得能够在冲击操作开始之后使AC马达15的转数和q轴电流稳定。负载的类型的示例包括木螺钉和螺栓。用户可以通过操作第二设置单元53，根据例如前端工具的类型、重量和尺寸以及负载的类型来切换第二比例增益、第二积分增益和第二上限值。
另外，根据本实施例的冲击检测单元49基于电流测量值id1和电流测量值iq1中的至少一个来判断是否正在进行冲击操作。因此，电动工具1无需测量例如电源32的输出电流(电池电流)以判断是否正在进行冲击操作。特别地，根据本实施例的电动工具1采用用于基于d轴电流和q轴电流的电流测量值id1、iq1来控制AC马达15的转数和供给至AC马达15的电流的矢量控制。矢量控制使得即使在不测量电源32的输出电流的情况下也能够控制AC马达15。因此，根据本实施例的电动工具1实现了如下的优点：即使在未配备有用于测量电源32的输出电流的电路的情况下，也能够控制AC马达15并判断是否正在进行冲击操作。这有助于减小电动工具1所配备的电路的面积和尺寸并降低所需电路的成本。然而，电动工具1可以包括用于测量电源32的输出电流的电路作为可选的构成元件。此外，冲击检测单元49还可以基于电源32的输出电流来判断是否正在进行冲击操作。
此外，与基于逆变器电路部51的输出电流(即，U相电流、V相电流或W相电流)来判断是否正在进行冲击操作相比，使冲击检测单元49基于电流测量值id1和电流测量值iq1中的至少一个来判断是否正在进行冲击操作可以提高检测精度。图8的A和图8的B示出逆变器电路部51的输出电流的示例性测量值。假定如下的情况：在逆变器电路部51的输出电流的测量值大于预定阈值Th1的情况下，冲击检测单元49检测到冲击操作。
在图8的A中，实际上，在时间点T10冲击机构17开始冲击操作，因此脉动分量叠加在测量值上。然而，时间点T10不在波形的峰值点附近。因此，即使脉动分量叠加在测量值上，测量值也仍小于阈值Th1，并且此时未检测到冲击操作。在时间点T11，在波形的峰值点附近脉动分量叠加在测量值上，由此使测量值大于阈值Th1。结果，检测到冲击操作。也就是说，在比作为冲击操作的起始点的时间点T10迟的时间点T11检测到冲击操作。
在图8的B中，实际上，在时间点T13冲击机构17开始冲击操作，因此脉动分量叠加在测量值上。然而，由于逆变器电路部51的输出电流的波形的失真，因此在时间点T13之前的时间点T12处，测量值超过阈值Th1，并且检测到冲击操作。另一方面，时间点T13不在波形的峰值点附近。因此，即使脉动分量叠加在测量值上，测量值也仍小于阈值Th1，并且此时未检测到冲击操作。
也就是说，根据基于逆变器电路部51的输出电流来判断是否正在进行冲击操作的方法，除非脉动分量叠加在波形的峰值点附近，否则关于是否正在进行冲击操作的判定可能是错误的。另一方面，如在本实施例中那样基于电流测量值id1和电流测量值iq1中的至少一个来判断是否正在进行冲击操作可以增加准确地判断是否正在进行冲击操作的可能性。也就是说，d轴电流和q轴电流的脉动分量的检测精度有时高于逆变器电路部51的输出电流的脉动分量的检测精度。因此，根据本实施例的电动工具1可以更准确地判断是否正在进行冲击操作。
(典型实施例的第一变形例)
接着，将参考图4和图9来说明典型实施例的第一变形例。注意，图9示出在通过使用电动工具1将螺栓打入构件中的情况下要进行的示例性操作。
根据第一变形例的冲击检测单元49在发现d轴电流的电流测量值id1和q轴电流的电流测量值iq1中的至少一个(例如，在该变形例中为两个)的(一个或多个)AC分量的(一个或多个)大小大于其相应阈值的情况下，检测到冲击操作。在该变形例中，冲击检测单元49通过AC分量的有效值来估计AC分量的大小。电流测量值id1、iq1的AC分量具有等于或高于电动工具1的输出轴21的转数的频率。与在上述典型实施例中一样，直到自AC马达15开始运行起经过了掩蔽时间段Tm1为止，冲击检测单元49才开始判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。
图4和图9示出电流测量值id1的AC分量的有效值Ed1和电流测量值iq1的AC分量的有效值Eq1。一旦冲击机构17开始了冲击操作，则AC分量的有效值Ed1、Eq1与冲击操作开始之前的值相比可以增加。因此，可以通过将有效值Ed1与其相应阈值进行比较并且将有效值Eq1与其相应阈值进行比较来判定是否正在进行冲击操作。
具体地，冲击检测单元49通过进行以下计算来获得有效值Ed1、Eq1。
Figure BDA0003314035340000191
电流测量值id1、iq1各自可以包括DC分量和AC分量。“RMS”是电流测量值id1、iq1在其预定时间段期间的有效值，并且“AVG”是电流测量值id1、iq1在其预定时间段期间的平均值。
具体地，可以通过从d轴电流的电流测量值id1的有效值的平方中减去d轴电流的电流测量值id1的均方、然后计算它们的差的平方根，来获得电流测量值id1的AC分量的有效值Ed1。同样，可以通过从q轴电流的电流测量值iq1的有效值的平方中减去q轴电流的电流测量值iq1的均方、然后计算它们的差的平方根，来获得电流测量值iq1的AC分量的有效值Eq1。
冲击检测单元49基于由此获得的有效值Ed1、Eq1来判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。也就是说，冲击检测单元49在发现自满足以下两个条件中的一个条件起直到满足另一条件为止所需的时间等于或小于预定时间的情况下，输出冲击机构17应正在进行冲击操作的检测结果。具体地，这两个条件中的一个条件是有效值Ed1大于第一阈值。这两个条件中的另一条件是有效值Eq1大于第二阈值。在图4和图9中，例如，在时间点T2附近冲击机构17开始冲击操作，这由冲击检测单元49检测。
可选地，可以针对控制单元4设置包括高通滤波器的滤波电路，并且可以使电流测量值id1、iq1通过滤波电路以获取它们的AC分量的有效值Ed1、Eq1。
如从前述说明可以看出，根据该变形例的冲击检测单元49通过监视有效值Ed1、Eq1的大小来判断是否正在进行冲击操作。因此，根据该第一变形例，即使在冲击操作开始时电流测量值id1、iq1的DC分量的大小没有增加或者相对不明显地增加，也可以判定是否正在进行冲击操作。
可选地，根据该第一变形例，冲击检测单元49可以通过AC分量的大小来估计AC分量的大小。也就是说，代替有效值Ed1、Eq1，冲击检测单元49可以将电流测量值id1的AC分量的大小和电流测量值iq1的AC分量的大小中的至少一个与它们相应的阈值进行比较。更具体地，冲击检测单元49在发现d轴电流的电流测量值id1的AC分量的大小和q轴电流的电流测量值iq1的AC分量的大小中的至少一个大于它们相应的阈值的情况下，可以检测到冲击操作。
(典型实施例的第二变形例)
接着，将说明典型实施例的第二变形例。
根据该第二变形例的冲击检测单元49对与d轴电流的电流测量值id1有关的第一判定结果和与q轴电流的电流测量值iq1有关的第二判定结果进行相互不同程度的加权，并基于由此进行了相互不同程度的加权的第一判定结果和第二判定结果来判断是否正在进行冲击操作。然而，与上述典型实施例一样，直到自AC马达15开始运行起经过了掩蔽时间段Tm1为止，冲击检测单元49才开始判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。
第一判定结果例如可以是当前测量值id1和阈值Idt1之间的比较结果。第二判定结果例如可以是当前测量值iq1和阈值Iqt1之间的比较结果。例如，冲击检测单元49可以使第一判定结果的权重大于第二判定结果的权重。
在具体示例中，如果电流测量值id1的绝对值大于阈值Idt1，则不论电流测量值iq1的大小如何，冲击检测单元49都检测到正在进行冲击操作。也就是说，冲击检测单元49将电流测量值id1的绝对值大于阈值Idt1的判定结果视为比与电流测量值iq1有关的判定结果更重要。因此，如果导出了电流测量值id1的绝对值大于阈值Idt1的判定结果，则不论电流测量值iq1的大小如何，都判定为应正在进行冲击操作作为最终判定。
另一方面，在电流测量值id1的绝对值等于或小于阈值Idt1的情况下，冲击检测单元49在发现电流测量值id1的绝对值大于预定阈值并且电流测量值iq1的绝对值大于阈值Iqt1的情况下，检测到正在进行冲击操作。预定阈值小于阈值Idt1。
可替代地，冲击检测单元49可以使第二判定结果的权重大于第一判定结果的权重。例如，可以在电动工具1的设计阶段期间判断第一判定结果的权重与第二判定结果的权重的比。在冲击操作之前和之后d轴电流的大小改变得越明显，第一判定结果的权重可以越大。以同样的方式，在冲击操作之前和之后q轴电流的大小改变得越明显，第二判定结果的权重可以越大。此外，电流测量值id1的平均值的变化越不明显，第一判定结果的权重可以越大。同样地，电流测量值iq1的平均值的变化越不明显，第二判定结果的权重可以越大。
(典型实施例的第三变形例)
接着，将说明典型实施例的第三变形例。
根据该第三变形例的冲击检测单元49基于d轴电流的电流测量值id1和q轴电流的电流测量值iq1中的至少一个的波形来判断是否正在进行冲击操作。更具体地，冲击检测单元49将电流测量值id1与d轴电流的模型波形进行比较，并且还将电流测量值iq1与q轴电流的模型波形进行比较。冲击检测单元49在发现电流测量值id1与其模型波形之间的匹配程度和电流测量值iq1与其模型波形之间的匹配程度中的至少一个等于或大于预定值的情况下，检测到正在进行冲击操作。
d轴电流的模型波形和q轴电流的模型波形可以各自是例如在包括紧挨在冲击操作开始之前的时间段和紧接在进行了冲击操作之后的时间段中的至少一个的时间段中的波形模式。也就是说，冲击检测单元49通过与模型波形进行比较以检测紧挨在冲击动作之前的时间段和紧接在冲击动作之后的时间段中的至少一个中的电流测量值id1、iq1的波形的特征量，来判断是否正在进行冲击动作。d轴电流的模型波形和q轴电流的模型波形预先存储在例如用作控制单元4的微控制器的存储器中。
可选地，冲击检测单元49可以通过根据诸如施加到AC马达15的转矩的大小或AC马达15的转数等的参数改变要使用的模型波形，来判断是否正在进行冲击操作。
(典型实施例的第四变形例)
接着，将说明典型实施例的第四变形例。
根据该第四变形例的冲击检测单元49在发现满足了与d轴电流的电流测量值id1和q轴电流的电流测量值iq1中的至少一个有关的条件预定次数或更多次数的情况下，检测到正在进行冲击操作。也就是说，按每预定采样周期输出电流测量值id1和电流测量值iq1各自。因此，每当输出电流测量值id1、iq1时，冲击检测单元49判断电流测量值id1和/或电流测量值iq1是否满足上述条件。在满足该条件的次数达到预定计数或更大计数的情况下，冲击检测单元49检测到正在进行冲击操作。注意，在AC马达15停止运行时，计数被重置(再次归零)。
条件例如可以是满足针对典型实施例所述的第一条件和第二条件。第一条件是电流测量值id1的绝对值大于阈值Idt1。第二条件是电流测量值iq1的绝对值大于阈值Iqt1。
然而，与上述典型实施例一样，直到从AC马达15开始运行起经过了掩蔽时间段Tm1为止，冲击检测单元49才开始判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。
可选地，冲击检测单元49在发现在规定时间段内满足了该条件至少预定次数的情况下，可以检测到正在进行冲击操作。例如，冲击检测单元49可以在每当经过了一定时间时，重置指示满足条件的次数的计数。
(典型实施例的第五变形例)
接着，将说明典型实施例的第五变形例。
根据该第五变形例的冲击检测单元49在发现满足与d轴电流的电流测量值id1和q轴电流的电流测量值iq1中的至少一个有关的条件并持续规定时间或更长时间的情况下，检测到正在进行冲击操作。该条件例如可以是满足针对典型实施例所述的第一条件和第二条件。
然而，与上述典型实施例一样，直到自AC马达15开始运行起经过了掩蔽时间段Tm1为止，冲击检测单元49才开始判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作。
冲击检测单元49在例如发现连续满足该条件并持续规定时间的情况下，检测到正在进行冲击操作。如本文中所使用的，短语“连续满足”是指自在某个时间点满足了该条件一次起直到下次满足相同条件为止所需的时间长度等于或小于预定阈值。也就是说，短语“连续满足”不仅涵盖始终保持满足该条件的情形，而且还涵盖仅暂时不满足该条件的情形。
可替代地，冲击检测单元49在发现间歇地满足该条件使得满足该条件的时间段的总和达到规定时间的情况下，可以检测到正在进行冲击操作。
(典型实施例的其它变形例)
接着，将逐个列举典型实施例的其它变形例。可选地，可以适当地组合采用以下要说明的变形例中的两个或更多个。此外，可以适当地组合上述的第一变形例至第五变形例中的至少一个变形例来采用以下要说明的变形例中的任何变形例。
参数指定单元41不必在从在先时间段转变到后续时间段时通过改变角速度的命令值cω1的上限值或下限值来间接地改变命令值cω1。可替代地，参数指定单元41也可以直接地改变命令值cω1。
参数指定单元41不必在从在先时间段转变到后续时间段时改变速度控制单元42的控制增益。可替代地，参数指定单元41还可以改变电流控制单元43的控制增益。还可替代地，参数指定单元41也可以在从在先时间段转变到后续时间段时改变速度控制单元42的控制增益和电流控制单元43的控制增益这两者。例如，参数指定单元41可以使后续时间段中的电流控制单元43的控制增益小于在先时间段中的电流控制单元43的控制增益。
在自冲击检测单元49检测到冲击机构17开始了冲击操作起经过了预定时间时，控制单元4可以改变目标参数(即，控制增益和角速度的命令值cω1的上限值)。
当冲击检测单元49在后续时间段期间检测到冲击机构17结束了冲击操作时，控制单元4可以将目标参数(即，控制增益和角速度的命令值cω1的上限值)再次改变为在先时间段中的值。可替代地，此时，控制单元4也可以将目标参数改变为与在先时间段中的值和后续时间段中的值不同的值。
不必使用于接受为了确定后续时间段中的目标参数所输入的命令的功能分散在第一设置单元52和第二设置单元53中。可替代地，该功能可以集合在第一设置单元52或第二设置单元53中。
电动工具1可被配置为使用多个类型的电池中的任一个作为电源32。这使得用户能够通过操作第二设置单元53根据电池的类型来改变第二比例增益、第二积分增益和第二上限值。也就是说，根据电池的规格来改变第二比例增益、第二积分增益和第二上限值，这例如使得不论使用这些多个类型的电池中的哪个都能够使冲击操作稳定。
用于判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作的阈值(诸如阈值Idt1、Iqt1等)可以根据自AC马达15开始转动起所经过的时间、电流测量值id1和电流测量值iq1中的至少一个而变化。例如，阈值可以根据电流测量值id1的平均值或电流测量值iq1的平均值而变化。
可替代地，阈值可以根据电流测量值id1和命令值cid1之间的差的大小或者电流测量值iq1和命令值ciq1之间的差的大小而变化。例如，阈值Idt1可以通过向命令值cid1加上某个值来获得。同样地，阈值Iqt1可以通过向命令值ciq1加上某个值来获得。
冲击检测单元49可以单独地基于电流测量值id1或电流测量值iq1来判断是否正在进行冲击操作。仅使用电流测量值id1促进了在电流测量值id1的平均值稳定的情况下以及在冲击操作开始之前和之后电流测量值id1明显改变的情况下、判定是否正在进行冲击操作。仅使用电流测量值iq1促进了在电流测量值iq1的平均值稳定的情况下以及在冲击操作开始之前和之后电流测量值iq1明显改变的情况下、判定是否正在进行冲击操作。此外，如在上述实施例中那样基于电流测量值id1和电流测量值iq1这两者来判断是否正在进行冲击操作可以减少尽管实际没有进行冲击操作、但误检测到正在进行冲击操作的可能性。
根据上述典型实施例的冲击检测单元49在发现满足与d轴电流的电流测量值id1有关的第一条件的定时和满足与q轴电流的电流测量值iq1有关的第二条件的定时之间的时滞等于或小于预定时间时，检测到正在进行冲击操作。可替代地，不论这两个定时之间的时滞如何，冲击检测单元49在发现满足第一条件和第二条件的情况下，都可以检测到正在进行冲击操作。这减少了尽管实际正在进行冲击操作、但冲击检测单元49继续输出没有进行冲击操作的错误检测结果的可能性。
可选地，冲击检测单元49可以通过组合使用如在典型实施例及其变形例中所述的用于判断是否正在进行冲击操作的方式中的两个或更多个来判断是否正在进行冲击操作。
(概括)
上述的实施例及其变形例可以是本发明的以下方面的具体实现。
根据第一方面的电动工具1包括电动马达(AC马达15)、冲击机构17、冲击检测单元49和测量单元60。冲击机构17进行通过从电动马达接收动力来产生冲击力的冲击操作。冲击检测单元49判断是否正在进行冲击操作。测量单元60测量各自均被供给至电动马达的d轴电流和q轴电流中的至少一个。冲击检测单元49基于d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个来判断是否正在进行冲击操作。d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)是由测量单元60获得的。
该配置可以提供用于判断冲击机构17是否正在进行任何冲击操作的新颖方式。
在可以结合第一方面实现的根据第二方面的电动工具1中，冲击检测单元49基于d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个，检测到冲击操作已开始。
该配置使得电动工具1能够对电动马达(AC马达15)进行与冲击操作的开始相适应的控制。
可以结合第二方面实现的根据第三方面的电动工具1还包括控制单元4。控制单元4包括冲击检测单元49。控制单元4对电动马达(AC马达15)的操作进行反馈控制。在冲击检测单元49检测到冲击操作已开始时，控制单元4改变反馈控制的控制增益。
该配置使得能够与在冲击操作的开始时控制增益不改变的情况相比更精确地控制电动马达(AC马达15)。
在可以结合第一方面至第三方面中任一方面实现的根据第四方面的电动工具1中，冲击检测单元49基于d轴电流的测量值(电流测量值id1)来判断是否正在进行冲击操作。
该配置促进了在冲击操作开始之前和之后d轴电流的电流测量值id1明显变化的情况下判断是否正在进行冲击操作。
在可以结合第四方面实现的根据第五方面的电动工具1中，冲击检测单元49基于d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)这两者来判断是否正在进行冲击操作。
该配置减少了例如在没有实际进行冲击操作的情况下误检测到冲击操作的可能性。
在可以结合第五方面实现的根据第六方面的电动工具1中，冲击检测单元49对与d轴电流的测量值(电流测量值id1)有关的第一判定结果和与q轴电流的测量值(电流测量值iq1)有关的第二判定结果进行相互不同程度的加权，并且基于加权后的第一判定结果和第二判定结果来判断是否正在进行冲击操作。
该配置有助于更准确地判断是否正在进行冲击操作。
在可以结合第五方面实现的根据第七方面的电动工具1中，冲击检测单元49在发现满足与d轴电流的测量值(电流测量值id1)有关的条件的定时和满足与q轴电流的测量值(电流测量值iq1)有关的条件的定时之间的时滞等于或小于预定时间的情况下，检测到正在进行冲击操作。
该配置有助于更准确地判断是否正在进行冲击操作。
在可以结合第一方面至第七方面中任一方面实现的根据第八方面的电动工具1中，冲击检测单元49在发现d轴电流的测量值(电流测量值id1)的绝对值和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)的绝对值中的至少一个大于相应阈值(阈值Idt1、Iqt1)的情况下，检测到正在进行冲击操作。
该配置使得能够通过简单处理来判断是否正在进行冲击操作。
在可以结合第一方面至第七方面中任一方面实现的根据第九方面的电动工具1中，冲击检测单元49在发现d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个的AC分量的大小大于相应阈值的情况下，检测到正在进行冲击操作。
该配置仍使得即使在冲击操作开始时电流测量值id1、iq1的DC分量的大小没有增加或相对不明显地增加，也能够判断是否正在进行冲击操作。
在可以结合第一方面至第七方面中任一方面实现的根据第十方面的电动工具1中，冲击检测单元49基于d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个的波形来判断是否正在进行冲击操作。
该配置有助于更准确地判断是否正在进行冲击操作。
在可以结合第一方面至第十方面中任一方面实现的根据第十一方面的电动工具1中，冲击检测单元49在发现满足了与d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个有关的条件预定次数的情况下，检测到正在进行冲击操作。预定次数等于或大于两次。
该配置有助于更准确地判断是否正在进行冲击操作。
在可以结合第一方面至第十一方面中任一方面实现的根据第十二方面的电动工具1中，冲击检测单元49在发现满足与d轴电流的测量值(电流测量值id1)和q轴电流的测量值(电流测量值iq1)中的至少一个有关的条件并持续规定时间或更长时间的情况下，检测到正在进行冲击操作。
该配置有助于更准确地判断是否正在进行冲击操作。
注意，根据除第一方面以外的所有方面的构成元件对于电动工具1而言都是非必要的，而且可以适当地省略。
附图标记说明
1 电动工具
4 控制单元
15 AC马达(电动马达)
17 冲击机构
49 冲击检测单元
60 测量单元
id1 电流测量值(测量值)
iq1 电流测量值(测量值)
idt1 阈值
iqt1 阈值

Claims (12)

1.一种电动工具，包括：
电动马达；
冲击机构，其被配置为进行冲击操作，所述冲击操作通过从所述电动马达接收动力来产生冲击力；
冲击检测单元，其被配置为判断是否正在进行所述冲击操作；以及
测量单元，其被配置为测量d轴电流和q轴电流中的至少一个，所述d轴电流和所述q轴电流各自被供给至所述电动马达，
其中，所述冲击检测单元被配置为基于所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值中的至少一个来判断是否正在进行所述冲击操作，所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值是由所述测量单元获得的。
2.根据权利要求1所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为基于所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值中的至少一个，检测到所述冲击操作已开始。
3.根据权利要求2所述的电动工具，还包括控制单元，所述控制单元被配置为对所述电动马达的操作进行反馈控制，
其中，所述控制单元被配置为在所述冲击检测单元检测到所述冲击操作已开始的情况下，改变所述反馈控制的控制增益。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为基于所述d轴电流的测量值来判断是否正在进行所述冲击操作。
5.根据权利要求4所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为基于所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值这两者来判断是否正在进行所述冲击操作。
6.根据权利要求5所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为对与所述d轴电流的测量值有关的第一判定结果和与所述q轴电流的测量值有关的第二判定结果进行相互不同程度的加权，并且基于加权后的所述第一判定结果和所述第二判定结果来判断是否正在进行所述冲击操作。
7.根据权利要求5所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为在发现满足与所述d轴电流的测量值有关的条件的定时和满足与所述q轴电流的测量值有关的条件的定时之间的时滞等于或小于预定时间的情况下，检测到正在进行所述冲击操作。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为在发现所述d轴电流的测量值的绝对值和所述q轴电流的测量值的绝对值中的至少一个大于相应阈值的情况下，检测到正在进行所述冲击操作。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为在发现所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值中的至少一个的AC分量的大小大于相应阈值的情况下，检测到正在进行所述冲击操作。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为基于所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值中的至少一个的波形来判断是否正在进行所述冲击操作。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为在发现与所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值中的至少一个有关的条件被满足预定次数的情况下，检测到正在进行所述冲击操作，所述预定次数等于或大于两次。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电动工具，其中，
所述冲击检测单元被配置为在发现与所述d轴电流的测量值和所述q轴电流的测量值中的至少一个有关的条件被满足并持续规定时间或更长时间的情况下，检测到正在进行所述冲击操作。
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