CN116032162A - 电动工具及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动工具及其控制方法，包括：壳体；电机；输出轴，由电机驱动旋转，输出轴上安装有工具元件；驱动电路，与电机电连接以驱动电机运行；扭力设定装置，用于接收用户输入的扭力设定指令来设定输出轴的旋转扭矩的上限值；速度检测模块，用于获取电机的转速；控制模块，至少与驱动电路和扭力设定装置实现电性连接，控制模块还被配置为：在电机启动阶段，通过速度检测模块获取电机的转速，并根据电机的转速获取电机的旋转加速度，当旋转加速度小于预设加速度阈值时关断电机。采用以上技术方案能够提供一种启动阶段扭力可控且运行阶段输出扭力稳定的电动工具。

Description

电动工具及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种电动工具，具体涉及一种电动工具以及其控制方法。

背景技术

对于手持电动工具，如电钻或螺丝批，通常需要对其输出的扭矩进行限制，以防止损坏工件或烧毁电机。—般的电钻或螺丝批在刀具携动件与电机之间设有机械式过载离合器，以限制输出扭矩。然而，机械式过载离合器的体积较大，扭矩调节的精确度较低。还有一些电钻或螺丝批采用电子的方式限制输出扭矩，但是仅通过限制电机电流来限制扭矩，其在启动阶段仍然存在输出扭力过大，不同旋转速度下，扭矩输出不一致等问题，因此有必要对现有的电动工具的扭力控制方法进行进一步的改进。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种适用于电动工具的控制方法，能够提供一种启动阶段扭力可控且运行阶段输出扭力稳定的电动工具。

为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种电动工具，包括：壳体；电机，位于所述壳体内；驱动电路，与所述电机电连接以驱动所述电机运行；扭力设定装置，用于接收用户输入的扭力设定指令来设定所述电动工具输出的旋转扭矩的上限值；速度检测模块，用于获取所述电机的转速；控制模块，至少与所述驱动电路电连接以控制所述电机运行；所述控制模块被配置为：在所述电机的启动阶段，通过所述速度检测模块获取所述电机的转速，并根据所述转速获取所述转速的变化量，当检测到的所述转速变化量小于预设的转速变化量阈值时关断所述电机。

进一步地，所述控制模块还被配置为：在所述电机的转速小于等于预设目标转速时，控制所述电机处于所述启动阶段；在所述电机的转速大于预设目标转速时，控制所述电机处于运行阶段。

进一步地，所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块给定第一控制信号至所述驱动电路以运行所述电机。

进一步地，所述第一控制信号设置为具有第一占空比的PWM信号；所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块还配置为：获取所述电机的电流并控制所述第一占空比逐渐增加以使所述电机的转速逐渐增加；当所述电机的电流大于等于第一电流阈值时，减小所述第一占空比。

进一步地，所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块给定第二控制信号至所述驱动电路以运行所述电机。

进一步地，所述第二控制信号设置为具有第二占空比的PWM信号；所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块还被配置为：获取所述电机的电流，当所述电机的电流大于等于第一电流阈值时，关断所述电机。

进一步地，所述电机至少包括定子和转子，所述控制模块还被配置为获取所述电机运行时与所述转子的磁场方向垂直的交轴目标电流值。

进一步地，所述控制模块被配置为：在所述电机处于所述运行阶段时，获取所述交轴目标电流值，当所述交轴目标电流值大于等于第二电流阈值时，关断所述电机。

进一步地，所述第二电流阈值设置为所述扭力设定装置设定的旋转扭力的上限值所对应的交轴目标电流值与所述电机的当前转速所对应的转速电流值之和。

进一步地，所述扭力设定装置设置为电子扭力环。

一种电动工具的控制方法，所述电动工具包括：壳体；电机，位于所述壳体内；驱动电路，与所述电机电连接以驱动所述电机运行；扭力设定装置，用于接收用户输入的扭力设定指令来设定所述电动工具输出的旋转扭矩的上限值；触发开关，用于供用户启动并调节所述电动工具的转速；速度检测模块，用于获取所述电机的转速；控制模块，至少与所述驱动电路电连接以控制所述电机运行；所述控制方法包括：所述控制模块在所述电机的启动阶段时，通过所述速度检测模块获取所述电机的实时转速，并根据所述实时转速获取所述电机的预设时间范围内的转速变化量，当所述转速变化量小于预设的转速变化量阈值时关断所述电机。进一步地，在所述电机的转速小于等于预设目标转速时，设定所述电机处于所述启动阶段；在所述电机的转速大于预设目标转速时，设定所述电机处于运行阶段。

进一步地，在所述电机的转速小于等于预设目标转速时，设定所述电机处于所述启动阶段；在所述电机的转速大于预设目标转速时，设定所述电机处于运行阶段。

进一步地，所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块给定第一控制信号至所述驱动电路以运行所述电机。

进一步地，所述第一控制信号设置为具有第一占空比的PWM信号；所述控制模块获取所述电机的电流并控制所述第一占空比逐渐增加以使所述电机的转速逐渐增加；当所述电机的电流大于等于第一电流阈值时，减小所述第一占空比。

附图说明

图1是本发明的具体实施例的结构示意图；

图2是图1中的电动工具的电路系统框图；

图3是电机的启动阶段和运行阶段的控制方法的流程图；

图4是电机在启动阶段的实施例之一的控制方法的流程图；

图5是电机在启动阶段的实施例之二的控制方法的流程图；

图6是电机在运行阶段输出扭力的控制方法的流程图；

图7是电机在启动阶段输出扭力的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

图1示出了本发明作为一种实施例的电钻，至少能提供扭力辅助螺钉打入工件，并且可以提供冲击力冲击作业，以满足用户不同的使用需求。显然，以下的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明所提供的技术方案能够适用于大部分的扭力输出工具，例如冲击扳手、电动螺丝批、电剪刀、链锯等等。

图1是作为本发明电动工具的一种具体示例电钻100的结构示意图。参照图1和图3所示，该电钻100主要包括壳体11、工具元件12、握持部13、触发开关14、扭力设定装置15以及电源装置16。壳体11形成有一内腔，电机111设于内腔中，上述的内腔中还容纳传动装置(图未示)。壳体11的前端用于安装工具元件12。电机111的依次驱动传动装置、输出轴(图未示)进而驱动工具元件12对待加工件进行加工操作。针对不同的电动工具，可以采用不同的工具元件12。该示例中的工具元件12优选采用钻头，用于将螺钉打入待加工件上。壳体11形成有一握持部13，以便操作人员的手部握持。电源装置16与电钻100电连接以为电钻100提供电能。电源装置16可以是电池包或者市电连接器。本实施例中电源装置16优选地设置为电池包，电池包可拆卸地连接至电钻100。触发开关14用于实现电机111的启动和调速功能，触发开关14可以是但不限于扳机、旋钮、滑动机构等。在本实施方式中，触发开关14被配置成扳机机构。

如图2，电钻100还包括用于控制电机111运行状态的控制系统20，控制系统20至少包括供电模块21、驱动电路22和控制模块23、速度检测模块24、电流检测模块25以及转子位置检测模块26。供电模块21与电源装置16电连接用于供电至电机111。驱动电路22与电机111和供电模块21电性连接，用于将供电模块21的电压加载至电机111上以供电机111正常运行。控制模块23分别与驱动电路22、速度检测模块24、电流检测模块25以及转子位置检测模块26电连接。其中，速度检测模块24用于获取电机111在运行过程中的实际转速。电流检测模块25用于获取电机111在运行过程中的电流值。转子位置检测模块26用于获取电机111在运行过程中的转子位置。控制模块23根据电流检测模块25获取的电流值、转子位置检测模块26获取的转子的位置以及速度检测模块24获取电机111的转速控制电机111的运行状态。在一些实施例中，控制模块23采用专用的控制器，例如一些专用的控制芯片(例如，MCU，Microcontroller Unit)。控制模块23集成有信号处理单元，其中，信号处理单元用于对获取相关参数信号进行处理，其具有计算，比较、判断等功能，信号处理单元对信号进行处理后，能够生成控制信号输出给驱动电路22以驱动电机111运行。驱动电路22电连接至控制模块23和电机111，其能够根据控制模块23输出的控制信号电机111运行。

速度检测模块24与电机111关联连接，用于检测电机111的实际转速。作为可选方案，速度检测模块24包括速度检测传感器，其设置在电机111的附近或内部设置来获取电机111的实际转速，例如，设置在电机111附近的光电传感器，其能够获取电机111的转速，又如，设置在电机111内部的转子附近的霍尔传感器，其能够根据转子转动的速度来获取电机111的实际转速。但在一些情况下，尤其是电钻100在高速和/或高温下运转，会影响传感器检测精确度，甚至速度检测传感器检测会失效。为了解决该问题，作为另一种实施方式，速度检测模块24不包括传感器，而是通过电机111的输出的电信号估算获得，例如，通过检测电机111的电流，获得电机111的反电动势的过零点，从而电机111运转的周期变化规律，从而依据该周期变化规律获取电机111的实际转速。

电机111选用三相电机，其具有三相绕组。电机111可以为内转子电机，也可以为外转子电机。在一些实施方式中，电机111为内转子无刷电机，作为可选地，电机111为内转子永磁同步无刷电机。在一些实施方式中，电机111为外转子无刷电机，作为可选地，电机111为外转子永磁同步无刷电机。驱动电路22与电机111的三相绕组电连接。

驱动电路22包括有开关电路，开关电路用于根据控制模块23的控制信号驱动所电机111的转子运转。为了使电机111转动，驱动电路22具有多个驱动状态，在一个驱动状态下电机的定子绕组会产生一个磁场，控制模块23被配置为依据电机111的转子转动位置输出相应的驱动信号至驱动电路22以使驱动电路22切换驱动状态，从而改变加载在电机111的绕组上的电压和/或电流的状态，产生交变的磁场驱动转子转动，进而实现对电机的驱动。电机111的转子位置可通过转子位置检测模块26获得，转子位置检测模块26例如包括3个霍尔传感器，其沿电机111的转子的圆周方向设置，当转子转入和转出预设范围时，霍尔传感器的信号发生改变，转子位置检测模块26的输出信号也随之改变，这样依据转子位置检测模块26输出的检测信号即可得知电机的转子所处的位置。

驱动电路22包括开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6组成三相电桥，其中Q1、Q3、Q5为高侧开关，Q2、Q4、Q6为低侧开关。开关元件Q1～Q6可选用场效应管、IGBT晶体管等。各开关元件的控制端分别与控制模块23电性连接。开关元件Q1～Q6依据控制模块23输出的驱动信号改变接通状态，从而改变供电模块21加载在电机111的绕组上的电压和/或电流状态，驱动电机111运转。

电流检测模块25与电机111关联连接，用于获取电机111的工作电流。本实施例中，电流检测模块25用于获取电机111的各相的相电流。电流检测模块25将获取的电机111的相电流传输给控制模块23。可以理解的是，也可以设置电流检测模块获取电机的母线电流。

控制模块23可以根据电机111参数的不同，在至少两种不同的控制方式中选择合适的控制方式控制电机111的运行。可以理解的是，上述控制方式均属于无感控制方式即适用于无感电机的控制方式，例如可以是FOC控制方式、六部换相驱动方式或者其他控制方式。其中，六部换相驱动方式是无刷直流电机即BLDC电机的无感控制中常用的无感控制方式，以下统称为BLDC控制方式。

在一些实施例中，用户操作触发开关14启动电机111，并调节电机111的运行速度，控制模块23通过速度检测模块24获取电机111的实时转速，并将实时转速与预设目标转速进行比较，当电机的实时转速小于等于预设目标转速时，设定电机处于启动阶段；当电机的实时转速大于预设目标转速时，设定电机处于运行阶段。本实施例中，当电机处于启动阶段时，控制模块23采用第一控制方式控制电机运行。具体地，第一控制方式为BLDC控制方式。

下面将结合图3说明电钻100采用无感控制方式的控制方法的流程，该方法包括如下步骤：

S01：获取电机当前旋转速度；

S02：判断电机当前旋转速度是否小于等于预设目标转速，若是，则采用第一控制方式控制电机运行；若否，则执行步骤S03；

S03：采用第二控制方式控制电机运行。

上述实施例中，采用的是电机的旋转速度作为判断电机处于启动阶段还是运行阶段的参数依据，当然，也可以采用其他的电机参数，例如电机的电流。此处并不做限制。

在一些实施例中，在BLDC控制方式下，控制模块23给定第一控制信号至驱动电路，具体而言，第一控制信号设置为具有第一占空比D1的PWM信号。在电机的启动阶段，第一占空比D1设置为变化的值。具体而言，第一占空比D1具有一个较小的初始值，当电机在启动阶段运行时，第一占空比D1由一个较小的初始值逐渐增大，使得电机的启动阶段运行时，电机的旋转速度能够缓慢增大直至预设目标转速。控制模块23获取电机电流，并将电机电流与预设的第一电流阈值做比较，当电机电流大于等于第一电流阈值时减小第一控制信号的第一占空比D1，使得流经电机的电流减小。当流经电机的电流减小后，再增大第一占空比D1，使得流经电机的电流处于相对恒定的状态。

下面将结合图4说明电机在启动阶段的一种电流控制方法，该方法包括如下步骤：

S11：设置第一占空比D1的初始值；

S12：判断电机的转速是否大于预设目标转速，若是，则执行步骤S16；若否，则执行步骤S13；

S13：增大第一占空比D1；

S14：判断电机电流是否大于等于预设的第一电流阈值，若是，则执行步骤S15；若否，则执行步骤S12；

S15：减小第一占空比D1，返回步骤S14；

S16：控制电机进入运行阶段。

在另一些实施例中，在BLDC控制方式下，控制模块23给定第二控制信号至驱动电路，具体而言，第二控制信号设置为具有第二占空比D2的PWM信号。在电机的启动阶段。具体而言，第二占空比D2设置为固定的预设值，第二占空比D2相对而言大于第一占空比D1的初始值。换而言之，在电机的启动阶段的开始，设置一相对合适的第二占空比D2的预设值。当电机的启动阶段运行时，控制模块23通过电流检测模块25获取电机在运行过程中的电流，并与预设的第一电流阈值进行比较，当电流检测模块25检测到的电机的电流大于第一电流阈值时，关断电机从而切断流向电机的电流。由于第二控制信号具体设置为一具有第二占空比D2的PWM信号，上述的PWM信号具有固定的开关周期，当控制模块23检测到电机电流大于等于预设的第一电流阈值而关断电机后，会在下一个开关周期开始时启动电机，可以理解为以具有第二占空比D2的PWM信号驱动电机运行直至电机的转速达到预设目标转速。

下面将结合图5说明电机在启动阶段的另一种电流控制方法，该方法包括如下步骤：

S21：设置第二占空比D2；

S22：判断电机的转速是否大于预设目标转速，则执行步骤S25；若否，则执行步骤S23；

S23：判断电机的电流是否大于第一预设电流阈值，若是，则执行步骤S24；若否，则执行步骤S22；

S24：关断电机直至下一个开关周期，执行步骤S22；

S25：设定电机处于运行阶段。

上述的两个实施例介绍的是电机在启动阶段的两种电流控制方法，均是通过电机电流与预设的第一电流进行比较，来判断是否需要对电机进行限流，同时将流经电机的电流设定为一个恒流的状态。上述两个实施例不同的是，第一个实施例，将第一占空比D1的初始值设置的比较小，然后随着电机的运行不断增大第一占空比D1，当流经电机的电流大于等于预设的第一电流阈值时，减小第一占空比D1使得流经电机电流减小，当检测到流经电机的电流小于预设的第一电流阈值时，继续增大第一占空比D1，使得流经电机的电流不会不至于下降的太多，按此设计，能够保证流经电机的电流处于相对而言的恒流状态。对于第二实施例，设置的第二占空比D2为一固定值，需要注意的是，此处的第二占空比D2要比第一实施例中的第一占空比D1要大一些。当检测到流经电机的电流大于等于预设的第一电流阈值时，关断电机。等到PWM信号中的下一个开关周期到来时，重新开机电机从而恢复流向电机的电流。按此设计，也能够保证流经电机的电流处于相对恒流的状态。

在一些实施例中，控制模块23不区分电机的启动阶段和运行阶段，可以理解为在电机的启动阶段和运行阶段均采用BLDC控制方式。在另一些实施例中，控制模块23在电机的启动阶段和运行阶段均采用FOC控制方式。在一些实施例中，控制模块23通过检测负载状态判定采用何种控制方式启动电机。

本实施例中，控制模块23以无需检测电机的启动方式，直接采用第一控制方式控制电机启动，例如，直接采用BLDC控制方式控制电机启动。当电机的转速达到预设目标转速时，电机则进入运行阶段。在电机进行运行阶段时，采用第二控制方式控制电机运行，例如，直接采用FOC控制方式控制电机运行。

在FOC控制方式中，控制模块23控制驱动电路22以使电机的电压跟随电机的转子的位置呈正弦波或马鞍波变化。转子磁场方向为直轴，垂直于转子磁场方向为交轴，直轴目标电流id与直轴同向，交轴目标电流与交轴同向。其中，交轴目标电流为励磁电流，其用于控制力矩，产生垂直于转子的力矩带动转子转动。其原理是利用转矩电流控制电机的电磁转矩使其能最大限度的带动转子转动，以提高电机的效率和重载性能。交轴目标电流和直轴目标电流id可以通过计算获得。具体而言，控制模块23通过电流检测模块25获取电机在运行阶段时的电流，并通过理论计算能够获得交轴目标电流和直轴目标电流id。

在一些实施例中，参见图1所示，电钻100还包括扭力设定装置15以供用户选择合适的扭力范围。扭力设定装置15至少部分位于电钻100的壳体11的表面以供用户操作。扭力设定装置15与控制模块23电连接，用户能够通过扭力设定装置15选择所需的扭力档位，每一个扭力档位均对应一个扭力的上限值。本实施例中的扭力设定装置15优选地采用电子扭力环进行实现。由于扭力与交轴目标电流之间可以通过公式计算获取，控制模块23获取当前的扭力设定装置15所设置的扭力档位后，经过计算分析能获取该扭力档位所对应的预设的扭力电流阈值。可以理解的是，用户在实际使用时，通过扭力设定装置15选择不同的扭力档位，每一个扭力档位对应着电钻100在该扭力档位下所能够输出的最大扭矩，每一个最大扭矩经过公式计算能够得到对应的扭力电流，此处的扭力电流定义为扭力设定装置15各个扭力档位的扭力电流阈值。当电机处于运行阶段时，为了对电钻100进行过扭保护，控制模块23通过电流检测模块25获取电机的电流，并经过计算获得交轴目标电流，当交轴目标电流大于等于当前扭力设定装置15所设定的扭力档位所对应的扭力电流阈值时，控制模块23关断电机以实现电钻100的过扭保护以保护电机。但是，由于用户在使用过程中会通过触发开关14对电钻100进行调速，以使得工具能够满足使用要求。触发开关14的不同状态对应着电机的不同转速，为了使得电钻100在不同的转速下能够具有稳定的扭力输出，可以理解为电钻100在不同的转速下的输出扭矩相同。接下来将详细介绍如何保证电钻100在预设的扭力档位下的不同转速时保证输出扭矩一致。

控制模块23通过电流检测模块25获取电机在运行过程中的相电流，并经过分析计算获得当前相电流所对应的交轴目标电流，当交轴目标电流大于等于第二电流阈值时，控制模块23关断电机以实现过扭保护。具体而言，第二电流阈值的大小随扭力设定装置15的状态和电机的转速的变化而变化。上述的实施例中已介绍了扭力设定装置15的每一扭力档位均对应一个扭力电流阈值。需要说明的是，上述的扭力电流阈值并不是第二电流阈值。换而言之，第二电流阈值在扭力电流阈值的基础上进一步矫正而获得的。接下来将详细描述第二电流阈值的设置方法。

在一些实施例中，第二电流阈值设置为扭力电流阈值与转速电流阈值之和。与电机的转速电流阈值之和。上述实施例中已经详细介绍了扭力电流阈值的设置方法。接下来将详细介绍转速电流阈值的设置方法。

在一些实施例中，电机的转速由触发开关14控制，一般情况下，当触发开关14的触发行程越大时，电机的转速越快。设置电机处于空载状态下，通过控制触发开关14使得电机在多个转速档位下运行时获得电机的相电流，进一步获得对应的交轴目标电流，该交轴目标电流设置为该转速档位下的转速电流阈值。上述的扭力电流阈值和转速电流阈值均为预设的。至于将转速划分为几个档位以及将扭矩划分为几个档位，本领域的技术人员可自行设计。可以理解的是，按照上述的方案进行设计，扭力设定装置15设定扭力档位后，在不同的转速档位下第二电流阈值也是不一样的，从而保证电钻100在同一扭力档位下不管转速是快还是慢均能够输出较为稳定的扭矩，保证扭矩输出的一致性。

当电机处于运行阶段时，控制模块23通过扭力设定装置15能够获取当前扭力档位所对应的扭力电流阈值。控制模块23在电机运行时，通过速度检测模块24检测电机的实时转速，并获取当前转速所对应的转速档位，进而获取对应的转速电流阈值，由扭力电流阈值和有电机的实时转速决定的转速电流阈值确定第二电流阈值。具体地，第二电流阈值设置为扭力电流阈值和转速电流阈值之和。需要说明的是，本发明中的第二电流阈值是随着电机的转速变化而变化的。当控制模块23通过电流检测模块25检测电机的相电流而获取的交轴目标电流大于等于第二电流阈值时，控制电机关断以实现电钻100的过扭保护。

下面将结合图6说明电机在运行阶段的电流控制方法，该方法包括如下步骤：

S31：获取扭力设定装置所选择的扭力档位所对应的扭力电流阈值；

S32：获取电机的当前转速；

S33：获取当前的电机转速所对应的转速档位，并获取相应的转速电流阈值；

S34：获取当前的第二电流阈值；

S35：判断当前电机的交轴目标电流是否大于等于第二电流阈值，若是，则执行步骤S37；若否，则执行步骤S36；

S36：判断当前电机的转速档位是否发生变化，若是，则执行步骤S33；若否，则执行步骤S35；

S37：关断电机。

上述实施例中，在电钻的运行阶段中，设置第二电流阈值对电钻的输出扭力进行控制，避免电钻在使用过程中出现过扭的现象。另一方面，为了使得电钻在同一扭矩档位但不同旋转速度下的的过扭保护的最大扭矩相同，设置第二电流阈值为扭力电流阈值和转速电流阈值之和，使得第二电流阈值在不同的转速档位下均能够保证过扭力保护时的最大扭矩相同。

在另一实施例中，用户在利用电钻100进行打钉操作时，当钉子被打入工件表面后，还会再进行一次锁紧操作确保钉子已经完全紧固至代加工件中。可以理解，用户在进行锁紧操作时，电机是处于带载状态的，当电钻处于上述的带载情况时，需要对其进行过扭保护。为了对上述锁紧操作过程中的带载状态进行过扭保护的同时不影响电机的启动阶段的正常运行以过渡至电机的运行阶段，本实施例中提出了一种更为精确的控制方法，接下来将详细介绍。

当电机处于启动阶段时间，控制模块23通过速度检测模块24获取电机的转速，并根据转速获取所述转速的变化量，当检测到的所述转速变化量小于预设的转速变化量阈值时关断所述电机。进一步地，本实施例中，设置转速的变化量为转速加速度，预设的转速变化量阈值设置为加速度阈值。当电机处于启动阶段时，控制模块23通过速度检测模块24获取电机在运行过程中的转速，并经过计算分析后得到电机的实时加速度，当获取到的电机的实时加速度小于预设的加速度阈值时关闭电机从而实现电机的过扭保护。可以理解，当电机处于非带载状态下的启动阶段时，电机的转速上升的比较快，当电机的转速达到预设目标转速时，电机进入运行阶段。当电机处于带载状态下的启动阶段时，也就是上述的锁紧操作时，此时由于电机处于带载状态，电机的转速上升的相对较慢，可以理解为电机的实时加速度较小，控制模块23获取到电机的实时加速度小于预设的加速度阈值时关闭电机从而实现过扭保护。可以理解的是，本实施例中给出的示例性的电机参数的电机的加速度，但是本领域的技术人员应当理解，判断电机处于启动阶段时是否带载，取决于电机的转速的变化而不仅限于加速度。

下面将结合图7说明电钻在启动阶段的电流控制方法，该方法包括如下步骤：

S41：获取的实时转速；

S42：判断电机的转速是否大于等于预设目标转速，若是，则控制电机进入运行阶段；若否，则执行步骤S43；

S43：获取电机的实时加速度；

S44：判断电机的实时加速度是否小于预设的加速度阈值，若是，则执行步骤S35；若否，则执行步骤S41；

S45：关断电机。

上述的实施例中，通过实时采样电机的转速并获得电机的实时加速度，通过实时加速度是否小于预设的加速度阈值还判断当前电机是否需要进行过扭保护。此处需要说明的是，本实施例中采用的通过转速获得加速度，进而与阈值进行比较，可以理解的是不局限于加速度，转速在一定时间的变化量均属于本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (14)

1.一种电动工具，包括：

壳体；

电机，位于所述壳体内；

驱动电路，与所述电机电连接以驱动所述电机运行；

扭力设定装置，用于接收用户输入的扭力设定指令来设定所述电动工具输出的旋转扭矩的上限值；

速度检测模块，用于获取所述电机的转速；

控制模块，至少与所述驱动电路电连接以控制所述电机运行；

其特征在于，

所述控制模块被配置为：

在所述电机的启动阶段，通过所述速度检测模块获取所述电机的转速，并根据所述转速获取所述转速的变化量，当检测到的所述转速变化量小于预设的转速变化量阈值时关断所述电机。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述控制模块还被配置为：

在所述电机的转速小于等于预设目标转速时，控制所述电机处于所述启动阶段；

在所述电机的转速大于预设目标转速时，控制所述电机处于运行阶段。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，

所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块给定第一控制信号至所述驱动电路以运行所述电机。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

所述第一控制信号设置为具有第一占空比的PWM信号；

所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块还配置为：

获取所述电机的电流并控制所述第一占空比逐渐增加以使所述电机的转速逐渐增加；当所述电机的电流大于等于第一电流阈值时，减小所述第一占空比。

5.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，

所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块给定第二控制信号至所述驱动电路以运行所述电机。

6.根据权利要求5所述的电动工具，其特征在于，

所述第二控制信号设置为具有第二占空比的PWM信号；

所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块还被配置为：

获取所述电机的电流，当所述电机的电流大于等于第一电流阈值时，关断所述电机。

7.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于，

所述电机至少包括定子和转子，所述控制模块还被配置为获取所述电机运行时与所述转子的磁场方向垂直的交轴目标电流值。

8.根据权利要求7所述的电动工具，其特征在于，

所述控制模块被配置为：

在所述电机处于所述运行阶段时，获取所述交轴目标电流值，当所述交轴目标电流值大于等于第二电流阈值时，关断所述电机。

9.根据权利要求8所述的电动工具，其特征在于，

所述第二电流阈值设置为所述扭力设定装置设定的旋转扭力的上限值所对应的交轴目标电流值与所述电机的当前转速所对应的转速电流值之和。

10.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述扭力设定装置设置为电子扭力环。

11.一种电动工具的控制方法，所述电动工具包括：

壳体；

电机，位于所述壳体内；

驱动电路，与所述电机电连接以驱动所述电机运行；

扭力设定装置，用于接收用户输入的扭力设定指令来设定所述电动工具输出的旋转扭矩的上限值；

触发开关，用于供用户启动并调节所述电动工具的转速；

速度检测模块，用于获取所述电机的转速；

控制模块，至少与所述驱动电路电连接以控制所述电机运行；

所述控制方法包括：

所述控制模块在所述电机的启动阶段时，通过所述速度检测模块获取所述电机的实时转速，并根据所述实时转速获取所述电机的预设时间范围内的转速变化量，当所述转速变化量小于预设的转速变化量阈值时关断所述电机。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，

在所述电机的转速小于等于预设目标转速时，设定所述电机处于所述启动阶段；

在所述电机的转速大于预设目标转速时，设定所述电机处于运行阶段。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，

所述电机处于所述启动阶段时，所述控制模块给定第一控制信号至所述驱动电路以运行所述电机。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，

所述第一控制信号设置为具有第一占空比的PWM信号；所述控制模块获取所述电机的电流并控制所述第一占空比逐渐增加以使所述电机的转速逐渐增加；当所述电机的电流大于等于第一电流阈值时，减小所述第一占空比。

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