CN115733393A - 电动作业机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动作业机，根据具备无刷马达的电动作业机，能够抑制马达驱动系统发热，并且，能够将无刷马达的转速控制为目标转速。电动作业机具备：目标转速设定部，其根据用户界面的被操作量来设定无刷马达的目标转速；目标占空比设定部，其根据用户界面的被操作量来设定目标占空比；以及控制部，其对无刷马达进行控制，控制部同时执行基于目标占空比的PWM控制、和以使得无刷马达达到目标转速的方式对通电角进行控制的通电角控制。

Description

电动作业机

技术领域

本发明涉及一种具备无刷马达的电动作业机。

背景技术

专利文献1中记载有如下内容，即：针对背负式鼓风机，以使得作为动力源的无刷马达的转速为目标转速的方式，采用脉冲宽度调制(PWM)，对朝向马达的供给电力进行控制(以下称为PWM控制)。

PWM控制中，以规定占空比的驱动信号而使在直流电源的正极侧及负极侧与无刷马达的多个端子之间所设置的多个开关接通、断开，由此对朝向无刷马达的供给电力进行控制。并且，通电角设定为一定角度。例如，在3相无刷马达的情况下，通电角设定为120度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第6491025号公报

发明内容

电动作业机中存在如下问题，即：如果将无刷马达的转速以PWM控制而控制为目标转速，则在马达电流增大的高负荷作业时，开关损失会增大，马达驱动系统容易发热。

本发明的1个方案的目的在于，在具备无刷马达的电动作业机的基础上，抑制马达驱动系统发热，并且，能够将无刷马达的转速控制为目标转速。

本发明的1个方案中的电动作业机具备：输出轴、无刷马达、多个正极侧通电路径、多个负极侧通电路径、多个高边开关、多个低边开关以及用户界面。

输出轴构成为：供驱动对象物安装。无刷马达构成为：具备多个端子，且使安装于输出的驱动对象物旋转。多个正极侧通电路径构成为：将无刷马达的多个端子和直流电源的正极进行连接，多个负极侧通电路径构成为：将无刷马达的多个端子和直流电源的负极进行连接。

多个高边开关分别设置在多个正极侧通电路径上，多个低边开关分别设置在多个负极侧通电路径上。并且，用户界面构成为由用户进行操作。

上述的电动作业机还具备：目标转速设定部、目标占空比设定部、旋转角度检测部、转速检测部以及控制部。

目标转速设定部构成为：以使得无刷马达的目标转速随着用户界面的被操作量或者由用户界面的操作而输入的旋转指令值变大而增大的方式设定目标转速。

目标占空比设定部构成为：基于用户界面的被操作量、或者由用户界面的操作而输入的旋转指令值，来设定对无刷马达进行PWM控制时的目标占空比。

详细而言，目标占空比设定部构成为：以使得在用户界面的被操作量或者旋转指令值小于阈值时目标占空比随着被操作量或者旋转指令值变大而增大的方式来设定目标占空比。另外，目标占空比设定部在用户界面的被操作量或者旋转指令值为阈值以上时，将目标占空比设定为100％。

旋转角度检测部构成为：对无刷马达的旋转角度进行检测，转速检测部构成为：对无刷马达的转速进行检测。并且，控制部对无刷马达进行控制。

亦即，控制部构成为：每当旋转角度检测部检测到无刷马达旋转了规定的旋转角度时，选择多个高边开关之一和多个低边开关之一作为一对被驱动开关。

另外，控制部构成为：同时执行PWM控制和通电角控制，在PWM控制中，基于目标占空比而使一对被驱动开关中的至少一者以规定频率接通、断开，在通电角控制中，以使得由转速检测部检测到的无刷马达的转速达到目标转速的方式对实施PWM控制的通电角进行控制。

因此，根据上述的电动作业机，无刷马达的转速通过通电角控制而被控制为目标转速，在允许朝向无刷马达的通电的期间，通过通电角控制来实施PWM控制。

据此，根据上述的电动作业机，与专利文献1中记载的装置相比，能够使PWM控制的实施期间缩短，从而能够降低：通过PWM控制而使被驱动开关接通、断开所产生的开关损失。

因此，根据上述的电动作业机，能够抑制无刷马达的驱动系统发热，并且，将无刷马达的转速控制为目标转速。

另外，在PWM控制中，在使被驱动开关实际上接通、断开时的驱动占空比为100％的情况下，被驱动开关保持为接通状态。因此，在目标占空比为100％，且使被驱动开关实际上接通、断开的驱动占空比也为100％的情况下，能够进一步降低由PWM控制带来的开关损失，从而驱动系统的发热得到更好的抑制。

附图说明

图1是表示第一实施方式的背负式鼓风机整体的构成的构成图。

图2是表示背负式鼓风机的电路构成的框图。

图3是表示由控制电路执行的控制处理的流程图。

图4是说明由控制电路执行的PWM控制的说明图。

图5是说明由控制电路执行的通电角控制的说明图。

图6是表示图3所示的马达控制处理的详细情况的流程图。

图7是表示图6所示的马达控制处理的DUTY、通电角及实际转速的变化的时序图。

图8是表示专利文献1中记载的PWM控制的DUTY及实际转速的变化的时序图。

图9是表示第二实施方式的马达控制处理的详细情况的流程图。

图10是表示第三实施方式的控制处理的流程图。

图11是表示图10所示的马达控制处理的详细情况的流程图。

图12是表示图11所示的马达控制处理的DUTY、通电角及实际转速的变化的时序图。

符号说明

2…背负式鼓风机、10…风扇、12…输出轴、22…触发器、24…旋转拨盘、30…无刷马达、32…旋转传感器、36…旋转角度检测部、40…控制器、42…桥式电路、50…控制电路、60…蓄电池组、L1～L3…正极侧通电路径、L4～L6…负极侧通电路径、Q1～Q6…开关元件。

具体实施方式

[实施方式的总括]

某个实施方式中的电动作业机可以具备：包括多个端子的无刷马达。无刷马达可以构成为：使驱动对象物旋转。驱动对象物可以构成为：被安装于输出轴。

而且/或者，电动作业机可以具备多个正极侧通电路径，它们构成为将无刷马达的多个端子和直流电源的正极进行连接。在该多个正极侧通电路径上可以分别设置有多个高边开关。

而且/或者，电动作业机可以具备多个负极侧通电路径，它们构成为将无刷马达的多个端子和直流电源的负极进行连接。在该多个负极侧通电路径上可以分别设置有多个低边开关。

而且/或者，电动作业机可以具备用户界面。用户界面可以构成为由用户进行操作。

而且/或者，电动作业机可以具备目标转速设定部。目标转速设定部可以构成为：以使得无刷马达的目标转速随着用户界面的被操作量或者由用户界面的操作而输入的旋转指令值变大而增大的方式设定目标转速。

而且/或者，电动作业机可以具备目标占空比设定部。目标占空比设定部可以构成为：以使得在用户界面的被操作量或者旋转指令值小于阈值时目标占空比随着被操作量或者旋转指令值变大而增大的方式设定目标占空比。另外，目标占空比设定部可以构成为：在用户界面的被操作量或者旋转指令值为阈值以上时，将目标占空比设定为100％

而且/或者，电动作业机可以具备旋转角度检测部。旋转角度检测部可以构成为：对无刷马达的旋转角度进行检测。

而且/或者，电动作业机可以具备转速检测部。转速检测部可以构成为：对无刷马达的转速进行检测。

而且/或者，电动作业机可以具备控制部，其构成为：对无刷马达进行控制。

控制部可以构成为：每当旋转角度检测部检测到无刷马达已旋转了规定的旋转角度时，选择多个高边开关之一和多个低边开关之一，来作为一对被驱动开关。

另外，控制部可以构成为：同时执行PWM控制和通电角控制，在该PWM控制中，基于目标占空比而使一对被驱动开关中的至少一者以规定频率接通、断开，在通电角控制中，以使得由转速检测部检测到的无刷马达的转速达到目标转速的方式对实施PWM控制的通电角进行控制。

某个实施方式中的电动作业机只要包括：上述的无刷马达、输出轴、多个正极侧通电路径、多个负极侧通电路径、多个高边开关、多个低边开关、用户界面、目标转速设定部、目标占空比设定部、旋转角度检测部、转速检测部以及控制部，这样的电动作业机就能够抑制无刷马达的驱动系统发热，并且，将无刷马达的转速控制为目标转速。

而且/或者，电动作业机具备3相无刷马达，控制部可以构成为：每当旋转角度检测部检测到3相无刷马达已旋转了规定的旋转角度60度时，对进行PWM控制的一对被驱动开关予以切换，在通电角控制中，在3相无刷马达旋转60度期间，对实施PWM控制的旋转角度进行控制。

而且/或者，控制部可以构成为：在PWM控制中，无刷马达的驱动开始后，使驱动占空比以规定的变化量渐增，直至对一对被驱动开关的至少一者进行驱动的驱动占空比达到目标占空比为止。

根据如上构成所述控制部的电动作业机，能够实现所谓的软启动，即，在开始无刷马达的驱动之后，使朝向无刷马达的供给电力逐渐增加，因此，能够抑制启动时的突入电流。

而且/或者，控制部可以构成为：在通电角控制中，无刷马达的驱动开始后，以使得通电角为预先设定的最大角度的方式对通电角进行控制，直至无刷马达的转速达到目标转速为止，当无刷马达的转速达到目标转速时，使通电角自最大角度开始减少，从而将无刷马达的转速保持为目标转速。

根据如上构成所述控制部的电动作业机，因为上述软启动等，在无刷马达的转速达到目标转速的期间，通过通电角控制，能够抑制：无刷马达的旋转上升受到抑制的情形。亦即，能够使无刷马达的转速更快速地达到目标转速。

而且/或者，目标占空比设定部可以构成为：当对用户界面进行操作时，与被操作量或者旋转指令值无关地，将目标占空比设定为100％。

根据如上所述构成目标占空比设定部的电动作业机，能够抑制：由PWM控制带来的被驱动开关的周期性的开关动作，从而更好地抑制马达驱动系统的发热。

而且/或者，用户界面可以具备：触发器，其构成为由用户进行拉动；以及旋转拨盘，其构成为由用户进行转动。

而且/或者，目标转速设定部可以构成为：基于触发器的拉动量和旋转拨盘的旋转位置，来设定目标转速。

而且/或者，目标占空比设定部可以构成为：基于触发器的拉动量和旋转拨盘的旋转位置，来设定目标占空比。

某个实施方式中，上述特征可以任意组合。某个实施方式中，上述特征中的任一者可以被去除。

[特定的例示性的实施方式]

以下，与附图一同，对本发明的例示性的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

本实施方式中，作为电动作业机，以背负式鼓风机为例进行说明。

如图1所示，本实施方式的背负式鼓风机2具备：鼓风机主体6，其搭载于背架4；以及管8，其将从鼓风机主体6喷出的空气引导至末端的喷出口9，并从喷出口9排出。

在鼓风机主体6收纳有：图2所示的送风用的风扇10和使风扇10旋转的无刷马达(以下也简称为马达)30。另外，风扇10安装于输出轴12，马达30使输出轴12直接旋转、或者借助齿轮机构使输出轴12间接旋转，由此使风扇10旋转。如图2所示，马达30为3相无刷马达，具备U相端子、V相端子以及W相端子。

在鼓风机主体6设置有：用于使从风扇10供给来的空气集合而向管8喷出的管安装部7。鼓风机主体6借助振动吸收用的弹簧而被固定于背架4，在背架4安装有：供用户挂于肩膀的肩垫4a及背带4b。管安装部7以用户借助背架4而背上鼓风机主体6时位于用户的右侧的方式被设置于鼓风机主体6。

管8具备：沿着管8的中心轴分割而成的第一部分管8a～第五部分管8e。第一部分管8a装卸自如地装配于管安装部7，且形成为L型，以使得能够将来自鼓风机主体6的空气的喷出方向自用户的横向变为前方。

另外，第二部分管8b与管8a连结，且形成为蛇腹状，以便能够任意地变更喷出口9的朝向。另外，第三部分管8c与第二部分管8b连结。第三部分管8c为直线型的管，在其外周设置有手柄部20，以便用户把持而能够调整喷出口9的朝向。另外，手柄部20能够在第三部分管8c的中心轴方向上滑动，可以固定于任意位置来进行使用。

另外，第三部分管8c构成为：能够与直线型的第四部分管8d和其末端作为喷出口9而形成为小径的第五部分管8e中的任一者连结。在第三部分管8c连结有第四部分管8d时，第四部分管8d的末端能够与第五部分管8e连结。

接下来，在手柄部20以使得用户把持手柄部20的状态下能够由指尖操作的方式，设置有：触发器22、旋转拨盘24及锁定按钮26。另外，触发器22及旋转拨盘24相当于本发明的用户界面的一例。

触发器22由用户进行拉动操作，用于对来自喷出口9的空气的喷出量进行调整。在手柄部20内，设置有：当触发器22被进行拉动操作时成为接通状态的触发开关22A、以及对触发器22的拉动量进行检测的拉动量检测部22B(参照图2)。拉动量检测部22B具备：例如电阻值与触发器22的拉动量相对应地进行变化的可变电阻器。

旋转拨盘24由用户进行旋转操作，输出与其旋转位置相对应的检测信号。旋转拨盘24具备：例如电阻值与拨盘的旋转位置相对应地进行变化的可变电阻，该旋转拨盘24用于设定能够通过触发器22的操作而进行调整的最大喷出量。

锁定按钮26为：用于将触发器22保持于拉动量最大的最大操作位置的按钮。锁定按钮26可以在触发器22位于最大操作位置时向锁定侧操作，当向锁定侧操作时，与触发器22卡合而被保持于最大操作位置。另外，当锁定按钮26向非锁定侧操作时，与触发器22的卡合得以解除，用户能够在拉动量0的非操作位置至最大操作位置的期间，对触发器22进行拉动操作。

在手柄部20还设置有图2所示的主电源开关28。主电源开关28为例如瞬时型开关(常闭)，通过由用户的操作进行接通，从而对图2所示的控制器40的接通、断开状态(换言之，控制器40的动作、停止)进行切换。

触发开关22A、拉动量检测部22B、旋转拨盘24以及主电源开关28借助电线29而与控制器40连接。控制器40与鼓风机主体6及蓄电池组60一同被固定于背架4。蓄电池组60内置有蓄电池，用于向控制器40供给直流电。亦即，蓄电池组60作为本发明的直流电源发挥作用。

控制器40构成为：从蓄电池组60接受供电，对马达30进行驱动控制。即，如图2所示，控制器40具备：桥式电路42、门电路44、调节器48以及控制电路50。

桥式电路42从蓄电池组60接受供电，向马达30的各相绕组供给电流。本实施方式中，桥式电路42为：具备第一～第六开关元件Q1～Q6的3相全桥式电路的形态。

在桥式电路42中，第一～第三开关元件Q1～Q3设置于：马达30的第一端子U、第二端子V、第三端子W和与蓄电池组60的正极侧连接的电源线之间的正极侧通电路径L1、L2、L3上，而作为所谓的高边开关。第一端子U、第二端子V、第三端子W与马达30的U相、V相、W相分别对应。

另外，第四～第六开关元件Q4～Q6设置于：马达30的第一端子U、第二端子V、第三端子W和与蓄电池组60的负极侧连接的接地线之间的负极侧通电路径L4、L5、L6上，而作为所谓的低边开关。

本实施方式中，第一～第六开关元件Q1～Q6为：n沟道型的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的形态。因此，在第一～第六开关元件Q1～Q6各自的漏极-源极间，分别并联连接有：依次从源极趋向漏极为顺向的第一～第六二极管D1～D6(所谓的寄生二极管)。

因此，第一～第六二极管D1～D6分别在第一～第六开关元件Q1～Q6中的所对应的1个处于断开状态时，能够使电流在与蓄电池组60的正极侧至负极侧的正向相反的方向上流通。

门电路44按照从控制电路50输出的控制信号，使桥式电路42内的第一～第六开关元件Q1～Q6分别进行接通/断开，由此使电流向马达30的各相绕组流通，从而使马达30旋转。

调节器48从蓄电池组60接受供电，生成控制器40内的各部分的动作用电源电压(直流恒压)。以控制电路50为首，控制器40内的各部分以来自调节器48的动作用电源电压为电源，进行动作。

控制电路50经由门电路44而对马达30进行驱动控制。本实施方式中的控制电路50为：包括CPU、ROM、RAM在内的MCU(Micro Control Unit)的形态。在本实施方式的控制电路50设置有：用于存储作为控制对象的马达30、控制器40的状态(异常等)的非易失性存储器51。在其他实施方式中，作为MCU的替代，或者，除了MCU以外，控制电路50还可以具备例如分立元件等这样的电子元器件的组合，也可以具备适合于特定用途的集成电路(ASIC)，还可以具备适合于特定用途的通用品(ASSP)，例如可以具备现场可编程门阵列(FPGA)等可编程逻辑器件，或者可以具备它们的组合。

从设置在手柄部20的触发开关22A、拉动量检测部22B、旋转拨盘24及主电源开关28向控制电路50输入触发开关信号、拉动量检测信号、拨盘位置信号及主电源开关信号。

另外，在控制电路50连接有：电压检测部52、电流检测部46、马达温度检测部34、旋转角度检测部36、FET温度检测部54、以及蓄电池通信部58。

电压检测部52为：对从蓄电池组60向控制器40输入的蓄电池电压进行检测的电路。另外，电流检测部46设置于从桥式电路42至接地线的朝向马达30通电的通电路径上，是对流向马达30的电流进行检测的电路。另外，马达温度检测部34是：设置于马达30而对马达30的温度进行检测的温度传感器，例如，为热敏电阻的形态。

接下来，旋转角度检测部36为：基于来自设置于马达30的旋转传感器32的检测信号而对马达的旋转位置进行检测的电路。亦即，旋转传感器32具备：配置于马达30的转子周围的未图示的3个霍尔传感器。从该3个霍尔传感器输出：每当转子旋转电角度180度时进行增减方向反转的与马达30的U相、V相、W相相对应的霍尔信号。

旋转角度检测部36具备波形整形电路，其通过对上述各相U、V、W的霍尔信号进行波形整形，生成每在转子的电角度180度时进行正负反转的脉冲状的霍尔信号(参照图4、图5)。

并且，旋转角度检测部36将表示自各霍尔信号的边缘起而间隔电角度60度的马达30的转子的旋转位置(换言之，马达30的旋转角度)的检测信号向控制电路50输出。

因此，控制电路50能够基于从旋转角度检测部36被输入的检测信号而监测马达30的旋转角度。另外，控制电路50能够基于从旋转角度检测部36被输入的检测信号而检测马达30的每单位时间的转速(换言之，旋转速度)。

FET温度检测部54为：设置于桥式电路42而对第一～第六开关元件Q1～Q6的温度(换言之，桥式电路42的温度)进行检测的温度传感器，例如，为热敏电阻的形态。

蓄电池通信部58通过与设置于蓄电池组60的通信部之间进行通信，来取得：在蓄电池组60内的蓄电池所蓄积的电量(以下称为剩余容量)、或者蓄电池的劣化状态等信息。并且，控制电路50基于经由蓄电池通信部58而取得的信息，判断是否能够以来自蓄电池组60的供给电力对马达30进行驱动。

接下来，对控制电路50中的为了对马达30进行驱动控制而执行的控制处理进行说明。另外，在判断为蓄电池组60为正常且能够以来自蓄电池组60的供给电力对马达30进行驱动时，在控制电路50中，该控制处理作为主例程而被执行。

如图3所示，控制电路50首先在S110(S表示步骤)中，从拉动量检测部22B取得触发器22的拉动量，在接下来的S120中，从旋转拨盘24取得拨盘位置。

在S130中，基于在S110及S120中取得的触发器22的拉动量、以及旋转拨盘24的拨盘位置，来设定马达30的目标转速。另外，S130的处理相当于本发明的目标转速设定部的一例。

在S130中，例如，以相对于最大拉动量的操作比例，来规定触发器22的拉动量Ptgr，以相对于最大操作位置的操作比例，来规定旋转拨盘24的拨盘位置Pdial，基于下式，计算出目标转速Rtgt。

Rtgt＝Rmax×Ptgr×Pdial

其中，Rmax为马达30的容许最大转速。

因此，目标转速Rtgt设定为：触发器22的拉动量(换言之，被操作量)越大且旋转拨盘24的拨盘位置(换言之，被操作量)越大，就会越接近于容许最大转速Rmax。

接下来，在S140中，基于S110及S120中取得的触发器22的拉动量、以及旋转拨盘24的拨盘位置，来设定：对朝向马达30的供给电力进行PWM控制时的目标占空比(以下将占空比记载为DUTY)。另外，该S140的处理相当于本发明的目标占空比设定部的一例。

在S140中，例如，以相对于最大拉动量的操作比例，来规定触发器22的拉动量Ptgr，以相对于最大操作位置的操作比例，来规定旋转拨盘24的拨盘位置Pdial，基于下式，计算出目标DUTY。

目标DUTY＝100％×Ptgr×Pdial×K

其中，K为：对目标DUTY进行校正，以使得触发器22以及旋转拨盘24的被操作量“Ptgr×Pdial”为预先设定的阈值以上时的目标DUTY为100％的系数。

因此，目标DUTY设定为：在触发器22以及旋转拨盘24的被操作量“Ptgr×Pdial”小于阈值时，触发器22的拉动量越大且旋转拨盘24的拨盘位置越大，就会越接近于100％。另外，在触发器22以及旋转拨盘24的被操作量“Ptgr×Pdial”为阈值以上时，目标DUTY设定为100％。

在S130及S140中，设定马达30的目标转速及目标DUTY后，控制电路50进入S150，基于目标转速以及目标DUTY，对马达30进行驱动控制。

在S150中，执行马达控制处理，其中，同时执行图4所示的PWM控制和图5所示的通电角控制，由此对马达30的旋转进行控制。另外，该马达控制处理相当于本发明的控制部的一例。

图4所示的PWM控制中，基于霍尔信号，每当马达30旋转电角度60度时，对朝向马达30的通电路径进行切换，以一定频率，利用设定为规定占空比的PWM信号，来对流通于该通电路径的电流进行控制。

亦即，PWM控制中，每当马达30旋转电角度60度时，作为桥式电路42中的形成朝向马达30通电的通电路径的一对被驱动开关，依次选择：第六开关元件Q6与第一开关元件Q1、第一开关元件Q1与第五开关元件Q5、第五开关元件Q5与第三开关元件Q3、第三开关元件Q3与第四开关元件Q4、第四开关元件Q4与第二开关元件Q2、第二开关元件Q2与第六开关元件Q6。

并且，使上述选择的第一～第三开关元件Q1～Q3(高边开关)和第四～第六开关元件Q4～Q6(低边开关)的组合中的一者处于接通状态，使另一者以规定占空比的PWM信号而周期性地接通、断开，由此对朝向马达30通电的电流进行控制。

在S140中设定的目标DUTY用于生成PWM信号。然后，控制电路50针对门电路44输出：用于使所选择的一对开关元件中的一个开关元件处于接通状态并使另一个开关元件以PWM信号进行接通、断开的控制信号。

在上述的专利文献1中，以这样的PWM控制将马达30的转速控制为目标转速，在第一～第六开关元件Q1～Q6分别被选择用于形成通电路径的期间，作为所谓的通电角，被固定为最大的电角度120度。

因此，第一～第六开关元件Q1～Q6在马达30旋转电角度360度的期间依次连续地被接通、断开，使得开关损失增大，从而桥式电路42发热。

因此，在本实施方式中，通过图5例示的通电角控制，每当马达30旋转电角度60度时，能够缩短第一～第六开关元件Q1～Q6通过PWM控制而被接通、断开的期间，从而抑制桥式电路42发热。

即，在通电角控制中，以使得第一～第六开关元件Q1～Q6分别被选择用于形成通电路径的期间相比于作为最大角度的电角度120度而变短的方式，设定通电角。并且，在经过了该设定的通电角的OFF时机，使第一～第六开关元件Q1～Q6强制性地断开。

因此，在本实施方式中，将该通电角控制和PWM控制进行组合，同时实施，由此能够抑制由PWM控制带来的第一～第六开关元件Q1～Q6的发热，以通电角控制将马达30的转速控制为目标转速。

另外，在PWM控制中，马达30的驱动开始后，使将第一～第六开关元件Q1～Q6实际接通的驱动DUTY逐渐增加至目标DUTY，由此使马达30软启动，从而能够抑制突入电流。

亦即，在S150的马达控制处理中，如图6所示，在S200中，进行通电角设定处理，即，以使得马达30的转速为目标转速的方式对通电角进行更新，以便进行通电角控制。

另外，在S300中，进行DUTY设定处理，即，以使得如上所述被选择的第一～第六开关元件Q1～Q6的驱动DUTY为目标DUTY的方式对驱动DUTY进行更新，以便进行PWM控制。

另外，由于S200的通电角设定处理和S300的DUTY设定处理能够几乎同时实施即可，因此，上述各处理的实施顺序可以进行变更。亦即，如图6所示，S300的DUTY设定处理可以在S200的通电角设定处理之后进行实施，或者可以在S200的通电角设定处理之前进行实施。

如图6所示，在S200的通电角设定处理中，在S210，基于从旋转角度检测部36被输入的检测信号，取得目前的马达转速Rnow。另外，S210的处理相当于本发明的转速检测部的一例。

接下来，在S220，将在S210中取得的目前的马达转速Rnow和S130中被设定的目标转速Rtgt进行比较。并且，在马达转速Rnow低于目标转速Rtgt的情况下，进入S230，通过对目前设定的通电角加上一定的更新值而对通电角进行更新，进入S300的DUTY设定处理。

另外，由于通电角的最大角度为电角度120度，所以，在S230中，将电角度120度设为上限值，对通电角进行更新。另外，开始马达30驱动时的通电角的初始值被设定为最大角度。因此，如图7所示，在马达30驱动开始后至马达转速Rnow达到目标转速Rtgt为止的期间，通电角保持为电角度120度。

另一方面，在S220，判断为马达转速Rnow为目标转速Rtgt以上的情况下，进入S240，通过目前设定的通电角减去一定的更新值而对通电角进行更新，进入S300的DUTY设定处理。另外，在本实施方式中，通电角的最小值设定为电角度70度，在S240中，将电角度70度设为下限值，对通电角进行更新。不过，通电角的最小值适当设定即可，可以为70度以上，也可以为70度以下。

接下来，在S300的DUTY设定处理中，在S310中，取得PWM控制中的目前的驱动DUTY(Dnow)。在S320中，将S310中取得的目前的驱动DUTY(Dnow)和S140中设定的目标DUTY(Dtgt)进行比较。

并且，在目前的驱动DUTY(Dnow)低于目标DUTY(Dtgt)的情况下，进入S330，通过目前设定的驱动DUTY(Dnow)加上一定的更新值而对驱动DUTY进行更新，结束S150的马达控制处理。

另外，驱动DUTY的最大值为100％，在S330中，将100％设为上限值，对驱动DUTY进行更新。另外，开始马达30驱动时的驱动DUTY的初始值设定为最小值0％。

因此，如图7所示，驱动DUTY在马达30的驱动开始后自0％逐渐增加(渐增)，当驱动DUTY达到目标DUTY后，保持为其目标DUTY。

另外，在S150的马达控制处理结束后，进入S110，控制电路50再次执行S110以后的处理。

如以上所说明，在本实施方式的背负式鼓风机2中，根据触发器22以及旋转拨盘24的被操作量，来设定马达30的目标转速以及PWM控制的目标DUTY，执行通电角控制及PWM控制，由此对马达30进行驱动。

并且，在马达30驱动开始后，使由PWM控制带来的第一～第六开关元件Q1～Q6的驱动DUTY从0％趋向目标DUTY而渐增。另外，将第一～第六开关元件Q1～Q6接通的通电角设定为最大角度即电角度120度，直至马达转速达到目标转速为止。

因此，如图7所示，在马达驱动开始后，马达转速随着驱动DUTY的上升而以大致恒定的斜率进行上升。并且，当马达转速达到目标转速时，利用通电角控制对通电角进行控制，以便将马达转速保持为目标转速。

另外，如图7所示，在目标DUTY为100％，即便马达转速达到目标转速，驱动DUTY仍未达到目标DUTY的情况下，驱动DUTY持续上升，马达30的驱动电力因PWM控制而上升。与此相对，在通电角控制中，通过使通电角减少而抑制了马达30的驱动电力上升。

因此，在马达转速达到目标转速后，通过通电角控制将马达转速控制为目标转速，由此，针对第一～第六开关元件Q1～Q6的每一个，利用PWM控制而使第一～第六开关元件Q1～Q6接通、断开的期间相比于电角度60度的最大期间而变短。

特别是，由触发器22的拉动量和旋转拨盘24的拨盘位置而确定的被操作量为阈值以上、且马达30高负荷运转时，目标DUTY设定为100％。因此，在马达30高负荷运转时，能够抑制第一～第六开关元件Q1～Q6因PWM控制而被接通、断开。

据此，根据本实施方式的背负式鼓风机2，与专利文献1中记载的方案相比，能够抑制第一～第六开关元件Q1～Q6中产生的开关损失，从而能够抑制桥式电路42因该开关损失而发热。

亦即，在专利文献1中记载的方案中，如图8所示，利用PWM控制将马达转速控制为目标转速，通电角被固定为最大角度即120度，因此，第一～第六开关元件Q1～Q6分别依次连续地被接通、断开。因此，第一～第六开关元件Q1～Q6中产生的开关损失较大，桥式电路42容易发热，不过，根据本实施方式，能够抑制该问题。

[第二实施方式]

第一实施方式中，以如下方案为例进行说明，即，在由触发器22的拉动量和旋转拨盘24的拨盘位置而确定的用户界面的被操作量小于阈值时，根据被操作量，将目标DUTY设定为低于100％的值。

与此相对，在本实施方式中，目标DUTY与用户界面的被操作量无关地，均设定为100％。

并且，在S150的马达控制处理中，执行图9所示的S400的DUTY设定处理，来代替图6所示的S300的DUTY设定处理。

即，在S400的DUTY设定处理中，首先，在S410中判断马达30的目标转速Rtgt是否大于0，换言之，马达30的驱动条件是否成立。

然后，如果马达30的目标转速Rtgt大于0，马达30的驱动条件成立，则进入S420；如果马达30的驱动条件不成立，则进入S450。

在S420中，取得PWM控制中的目前的驱动DUTY(Dnow)，在接下来的S430，判断S420中取得的目前的驱动DUTY(Dnow)是否小于目标DUTY(100％)。

而且，在目前的驱动DUTY(Dnow)小于目标DUTY(100％)的情况下，进入S440，通过对目前设定的驱动DUTY(Dnow)加上一定的更新值而对驱动DUTY进行更新，结束DUTY设定处理。

另一方面，在S430，判断为目前的驱动DUTY(Dnow)达到目标DUTY(100％)的情况下，结束DUTY设定处理。

另外，S450中，由于马达30的驱动条件不成立，所以，将驱动DUTY(Dnow)设定为0％，结束DUTY设定处理。

这样，本实施方式中，目标DUTY与用户界面的被操作量无关地，均被设定为100％，不过，执行PWM控制时的驱动DUTY在马达30驱动开始后，以一定的更新值进行渐增，直至达到100％为止。

因此，即便在本实施方式中，也与上述第一实施方式同样地，能够在马达30驱动开始后，使马达30软启动，从而抑制突入电流。另外，第一～第六开关元件Q1～Q6在马达30驱动开始后，通过PWM控制进行接通、断开，直至驱动DUTY达到100％为止，不过，驱动DUTY达到100％后，没有通过PWM控制进行接通、断开。

据此，根据本实施方式，能够很好地抑制第一～第六开关元件Q1～Q6接通、断开而产生的开关损失，从而抑制桥式电路42发热。

[第三实施方式]

在第二实施方式中，与用户界面的被操作量无关地，将目标DUTY设定为100％，由此能够很好地抑制开关损失。

与此相对，根据本实施方式，在PWM控制中，以使得马达30的转速为目标转速的方式对驱动DUTY进行控制，将其目标转速设定为大于通电角控制中的目标转速的值，由此使目标DUTY达到100％。

即，在本实施方式中，控制电路50执行图10所示的控制处理，来代替图3所示的控制处理。并且，在图10所示的控制处理中，执行S135～S155的处理，来代替图3所示的S130～S150的处理。

在S135中，利用与S130同样的步骤，根据用户界面的被操作量，来设定通电角控制的目标转速RtgtA。在S145中，通过S135中设定的目标转速RtgtA加上规定的偏置值(例如、500rpm)，来设定PWM控制的目标转速RtgtB。然后，在S155中，利用图11所示的步骤，来执行马达控制处理。

如图11所示，在S155的马达控制处理中，在S200执行通电角设定处理，即，以使得马达30的转速为目标转速RtgtA的方式对通电角进行更新，以便进行通电角控制。另外，利用与图6所示的第一实施方式同样的步骤，来执行S200的处理。

另外，在S155的马达控制处理中，执行S500的DUTY设定处理，来代替图6的S300或者图9的S400中记载的DUTY设定处理。

在该DUTY设定处理中，在S510，基于从旋转角度检测部36输入的检测信号，取得目前的马达转速Rnow。接下来，在S520中，将S510中取得的目前的马达转速Rnow和S145中设定的PWM控制的目标转速RtgtB进行比较。

而且，在马达转速Rnow低于目标转速RtgtB的情况下，进入S530，通过对目前设定的驱动DUTY(Dnow)加上一定的更新值而对驱动DUTY进行更新，结束DUTY设定处理。另外，在S530中被更新的驱动DUTY的最大值为100％，在S530中，将100％设为上限，对驱动DUTY进行更新。

另一方面，在S520判断为马达转速Rnow为目标转速RtgtB以上的情况下，进入S540，通过从目前设定的驱动DUTY(Dnow)减去一定的更新值而对驱动DUTY进行更新，结束DUTY设定处理。另外，在S530中被更新的驱动DUTY的最小值为例如1％，在S530中，将该最小值设为下限，对驱动DUTY进行更新。

这样，在本实施方式中，设定：通电角控制的目标转速RtgtA和PWM控制的目标转速RtgtB。并且，在通电角控制以及PWM控制中，分别以马达转速Rnow达到目标转速RtgtA、RtgtB的方式对通电角以及驱动DUTY进行控制。

并且，如图12所示，PWM控制的目标转速RtgtB相比于通电角控制的目标转速RtgtA，增大了由偏置值而被规定的规定转速。

因此，在马达30的驱动开始后，马达转速达到目标转速RtgtA，通过通电角控制，控制为目标转速RtgtA。

因此，在PWM控制中，即便马达转速达到目标转速RtgtA，也使驱动DUTY渐增至100％，以使得马达转速进一步上升。

据此，根据本实施方式，像第二实施方式那样，与将PWM控制的目标DUTY设定为100％的情形同样地，实施PWM控制，能够得到与第二实施方式同样的效果。

另外，在本实施方式中，设定PWM控制的目标转速RtgtB的S145的处理、以及S500的DUTY设定处理相当于本发明的目标占空比设定部的一例。

[变形例]

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，不过，本发明并不限定于上述实施方式，可以进行各种变形来实施。

例如，上述实施方式中以如下方案为例进行说明，即，作为用户界面，具备触发器22和旋转拨盘24，基于各部分的被操作量，来设定马达30的目标转速、或目标DUTY。不过，作为用户界面，可以仅为触发器22或旋转拨盘24，或者可以为由用户操作的其他被操作部。

另外，上述实施方式中，以基于用户界面的被操作量来设定目标转速、目标DUTY为例进行了说明，不过，可以基于由用户界面的操作而被输入的旋转指令值，来设定目标转速、目标DUTY。

另外，在上述实施方式中，作为电动作业机，对背负式鼓风机进行了说明，不过，本发明的技术可以为刀具等与风扇10不同的驱动对象物(所谓的工具)安装于输出轴的电动作业机，能够与上述实施方式同样地应用。

另外，在上述实施方式中，对马达30为具备旋转传感器32的3相无刷马达进行了说明，不过，马达30可以为除3相以外的无刷马达，例如单相的无刷马达，也可以不具备旋转传感器32。

另外，在无刷马达不具备旋转传感器32的情况下，例如，旋转角度检测部36可以构成为：以所谓的无传感器方式，根据马达线圈产生的感应电压来检测转子位置(旋转角度)。

另外，在上述实施方式中，以如下方案为例进行了说明，即，在通电角控制中，如图5所示，将使第一～第六开关元件Q1～Q6强制性地断开的OFF时机予以提前，由此使通电角比最大角度即电角度120度短。

不过，在通电角控制中，只要能够以使得第一～第六开关元件Q1～Q6分别被选择用于形成通电路径的期间相比于最大角度即电角度120度而变短的方式对通电角进行控制即可。

因此，例如，可以通过将使第一～第六开关元件Q1～Q6接通的ON时机延迟，来对通电角进行控制。另外，例如，可以通过对第一～第六开关元件Q1～Q6的ON时机和OFF时机双方进行调整，来对通电角进行控制。另外，例如，可以通过在最大角度即电角度120度之间设置使第一～第六开关元件Q1～Q6断开的非通电期间，来对通电角进行控制。

上述实施方式中的1个构成要素所具有的多个功能可以通过多个构成要素来实现，或者1个构成要素所具有的1个功能可以通过多个构成要素来实现。另外，多个构成要素所具有的多个功能可以通过1个构成要素来实现，或者通过多个构成要素实现的1个功能可以通过1个构成要素来实现。另外，可以省略上述实施方式的构成的一部分。另外，可以将上述实施方式的构成的至少一部分相对于其他的上述实施方式的构成进行追加或置换。

另外，本发明除了以电动作业机的形态实现以外，还可以以将电动作业机作为构成要素的系统、作为电动作业机的用于使计算机发挥作用的程序、记录有该程序的半导体存储器等非过渡实用记录介质、控制方法等各种形态进行实现。

Claims (7)

1.一种电动作业机，其特征在于，所述电动作业机具备：

输出轴，该输出轴构成为供驱动对象物安装；

无刷马达，该无刷马达构成为具备多个端子，且使所述驱动对象物旋转；

多个正极侧通电路径，该多个正极侧通电路径构成为将所述多个端子和直流电源的正极进行连接起来；

多个负极侧通电路径，该多个负极侧通电路径构成为将所述多个端子和所述直流电源的负极进行连接起来；

多个高边开关，该多个高边开关分别设置在所述多个正极侧通电路径上；

多个低边开关，该多个低边开关分别设置在所述多个负极侧通电路径上；

用户界面，该用户界面构成为由用户进行操作；

目标转速设定部，该目标转速设定部构成为以使得所述无刷马达的目标转速随着所述用户界面的被操作量或者由所述用户界面的操作而被输入的旋转指令值变大而增大的方式，来设定所述目标转速；

目标占空比设定部，该目标占空比设定部构成为以使得在所述被操作量或者所述旋转指令值小于阈值时目标占空比随着所述被操作量或者所述旋转指令值变大而增大的方式，来设定所述目标占空比，并且将所述被操作量或者所述旋转指令值为所述阈值以上时的所述目标占空比设定为100％；

旋转角度检测部，该旋转角度检测部构成为对所述无刷马达的旋转角度进行检测；

转速检测部，该转速检测部构成为对所述无刷马达的转速进行检测；以及

控制部，该控制部构成为对所述无刷马达进行控制，

所述控制部构成为：每当所述旋转角度检测部检测到所述无刷马达已旋转了规定的旋转角度时，选择所述多个高边开关之一和所述多个低边开关之一，来作为一对被驱动开关，

所述控制部构成为：同时执行PWM控制和通电角控制，在该PWM控制中，基于所述目标占空比而使所述一对被驱动开关中的至少一者以规定频率进行接通、断开，在该通电角控制中，以使得由所述转速检测部检测到的所述无刷马达的所述转速达到所述目标转速的方式来对使实施所述PWM控制实施的通电角进行控制。

2.根据权利要求1所述的电动作业机，其特征在于，

所述无刷马达为3相无刷马达，

所述控制部构成为：每当所述旋转角度检测部检测到所述3相无刷马达已旋转了作为所述规定的旋转角度的60度时，对进行所述PWM控制的所述一对被驱动开关予以切换，在所述通电角控制中，在所述3相无刷马达旋转60度的期间，对实施所述PWM控制的旋转角度进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的电动作业机，其特征在于，

所述控制部构成为：在所述PWM控制中，所述无刷马达的驱动开始后，使所述驱动占空比以规定的变化量渐增，直至对所述一对被驱动开关的所述至少一者进行驱动的驱动占空比达到所述目标占空比为止。

4.根据权利要求3所述的电动作业机，其特征在于，

所述控制部构成为：在所述通电角控制中，所述无刷马达的驱动开始后，以使得所述通电角达到预先设定的最大角度的方式对所述通电角进行控制，直至所述无刷马达的所述转速达到所述目标转速为止，当所述无刷马达的所述转速达到所述目标转速时，使所述通电角自所述最大角度开始减少，从而将所述无刷马达的所述转速保持为所述目标转速。

5.根据权利要求3或4所述的电动作业机，其特征在于，

所述目标占空比设定部构成为：当对所述用户界面进行操作时，与所述被操作量或者所述旋转指令值无关地，将所述目标占空比设定为100％。

6.根据权利要求1～5中的任一项所述的电动作业机，其特征在于，

所述用户界面具备：

触发器，该触发器构成为由用户进行拉动；以及

旋转拨盘，该旋转拨盘构成为由用户进行转动，

所述目标转速设定部构成为：基于所述触发器的拉动量和所述旋转拨盘的旋转位置，来设定所述目标转速。

7.根据引用权利要求1～4中的任一项的权利要求6所述的电动作业机，其特征在于，

所述目标占空比设定部构成为：基于所述触发器的拉动量和所述旋转拨盘的旋转位置，来设定所述目标占空比。

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