DE102021127664A1

DE102021127664A1 - Technik zum messen elektrischen stroms, der in elektrisch betriebener arbeitsmaschine fliesst

Info

Publication number: DE102021127664A1
Application number: DE102021127664.0A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Suzuki
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2020-10-26
Filing date: 2021-10-25
Publication date: 2022-04-28
Also published as: US11964334B2; CN114487635A; JP2022069990A; US20220131442A1

Abstract

Eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine (1) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist auf: ein Werkzeug (4); einen Motor (11); einen manuellen Schalter (9); einen Elektrostrompfad (29, 30); einen Shunt-Widerstand (R0); eine Referenzspannungserzeugungsschaltung (24); und eine Elektrostrommessschaltung (23). Die Referenzspannungserzeugungsschaltung (i) erzeugt eine Referenzspannung, die einen ersten Betrag aufweist, in Erwiderung darauf, dass eine erste Bedingung erfüllt wird, und (ii) erzeugt die Referenzspannung, die einen zweiten Betrag aufweist, in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird. Die Elektrostrommessschaltung (i) nimmt die Referenzspannung und eine gemessene Spannung auf und (ii) gibt eine Ausgangsspannung basierend auf der Referenzspannung und der gemessenen Spannung aus.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine.
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2019-123027 offenbart eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, die eine Elektrostrommessschaltung aufweist. Die Elektrostrommessschaltung misst eine Spannung über einem Widerstand, der mit einem Strompfad auf einer Negativelektrodenseite eines Motors in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine seriell verbunden ist, so dass dadurch ein Betrag eines elektrischen Stroms, der dem Motor zugeführt wird, gemessen wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschinen können in einigen Fällen eine hohe Zuverlässigkeit für eine Strommessung erfordern. In derartigen Fällen können die elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen zwei unterschiedliche unabhängige Elektrostrommessschaltungen aufweisen und können dazu ausgebildet sein, zwei Elektrostromwerte (Stromwerte), die durch die zwei Elektrostrommessschaltungen gemessen werden, zum Sicherstellen einer hohen Zuverlässigkeit zu vergleichen.
Jedoch kann eine Montage zweier Elektrostrommessschaltungen zusätzliche Komponenten und einen vergrößerten Fußabdruck für die zusätzlichen Komponenten in einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine erfordern.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es bevorzugt, einen elektrischen Strom (Strom), der in einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine fließt, ohne eine zusätzliche Elektrostrommessschaltung mit hoher Zuverlässigkeit zu messen.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine vor, mit: einem Werkzeug; einem Motor; einem manuellen Schalter; einem Elektrostrompfad (Strompfad, elektrischen Strompfad); einem Shunt-Widerstand; einer Referenzspannungserzeugungsschaltung; und einer Elektrostrommessschaltung (Strommessschaltung, elektrischen Strommessschaltung).
Der Motor erzeugt eine Antriebskraft zum Antreiben des Werkzeugs. Der Elektrostrompfad (i) verbindet eine Leistungszufuhr mit dem Motor in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter manuell betätigt wird, und (ii) trennt die Leistungszufuhr von dem Motor in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter nicht manuell betätigt wird. Der Shunt-Widerstand ist auf dem Elektrostrompfad.
Die Referenzspannungserzeugungsschaltung (i) erzeugt eine Referenzspannung, die einen ersten Betrag (oder einen ersten Wert) aufweist, in Erwiderung darauf, dass eine erste Bedingung erfüllt wird (ein erster Zustand hergestellt wird), und (ii) erzeugt die Referenzspannung, die einen zweiten Betrag (oder einen zweiten Wert) aufweist, in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird (der erste Zustand nicht hergestellt wird). Der erste Betrag und der zweite Betrag sind von null Volt verschieden (oder unterschiedlich). Der erste Betrag ist von dem zweiten Betrag verschieden.
Die Elektrostrommessschaltung (i) empfängt die Referenzspannung und eine gemessene Spannung und (ii) gibt eine Ausgangsspannung basierend auf der Referenzspannung und der gemessenen Spannung aus. Die gemessene Spannung wird über dem Shunt-Widerstand in Erwiderung auf einen elektrischen Strom, der durch den Shunt-Widerstand fließt, erzeugt. Die Ausgangsspannung ist mit der Referenzspannung in Erwiderung darauf, dass der elektrische Strom nicht durch den Shunt-Widerstand fließt (oder in Erwiderung darauf, dass kein elektrischer Strom durch den Shunt-Widerstand fließt), konsistent.
Bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, (i) wird ein Betrag der Referenzspannung in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird, auf den zweiten Betrag gesetzt, und (ii) wird der Betrag der Referenzspannung in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird, von dem zweiten Betrag zu dem ersten Betrag variiert (oder geändert oder gesteuert oder angepasst). In Erwiderung auf eine derartige Variation bei dem Betrag der Referenzspannung variiert der Betrag der Ausgangsspannung der Elektrostrommessschaltung. Basierend auf keiner Variation in der Ausgangsspannung kann die Elektrostrommessschaltung als nicht defekt (störungsfrei) bestimmt werden. Dementsprechend ist es zum Sicherstellen einer hohen Zuverlässigkeit, die für Elektrostrommessung benötigt wird, nicht notwendig, dass die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine zwei unabhängige Strommessschaltungen aufweist. Außerdem kann die Referenzspannungserzeugungsschaltung vereinfacht werden.
Dies ermöglicht der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, einen elektrischen Strom, der in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine fließt, ohne eine zusätzliche Elektrostrommessschaltung mit hoher Zuverlässigkeit zu messen. Infolgedessen werden zusätzliche Komponenten und ein vergrößerter Fußabdruck für die zusätzlichen Komponenten bei/in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine nicht benötigt.
Bei einer Ausführungsform kann das Werkzeug, der Motor, der manuelle Schalter, der Strompfad (Stromweg), der Shunt-Widerstand, die Referenzspannungserzeugungsschaltung oder die Elektrostrommessschaltung weggelassen werden.
Der erste Betrag kann größer als der zweite Betrag sein. Mit einem derartigen ersten Betrag kann selbst in einem Fall, dass die Referenzspannung aufgrund irgendeiner Ursache variiert wird, während sich der Motor dreht, die Ausgangsspannung der Elektrostrommessschaltung größer als die Ausgangsspannung, wenn tatsächlich ein elektrischer Strom durch den Shunt-Widerstand fließt, gemacht werden.
Dies ermöglicht, in einem Fall, dass ein Defekt (eine Störung) vorliegt, dass die Referenzspannung variiert wird, während sich der Motor dreht, eine ungenaue Messung, bei der ein Wert des elektrischen Stroms, der durch den Motor fließt, niedriger als der tatsächliche Wert gemessen wird, zu unterdrücken.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine kann eine Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung (Strommessung, elektrische Strommessung) aufweisen. Die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung kann die Elektrostrommessschaltung basierend auf der Ausgangsspannung diagnostizieren, während die erste Bedingung erfüllt wird.
Dies ermöglicht der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, ein Auftreten eines Problems, dass eine Diagnose für die Elektrostrommessschaltung ungeachtet dessen, dass die Diagnose nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann, durchgeführt wird, zu unterdrücken. Somit kann die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine eine genauere Diagnose für die Elektrostrommessschaltung vorsehen.
Die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung kann die Elektrostrommessschaltung in Erwiderung darauf, dass ein Betrag der Ausgangsspannung mit dem ersten Betrag konsistent ist, als nicht defekt (störungsfrei) bestimmen. Die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung kann die Elektrostrommessschaltung in Erwiderung darauf, dass der Betrag der Ausgangsspannung nicht mit dem ersten Betrag konsistent ist, als defekt bestimmen. Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann bestimmen, ob die Elektrostrommessschaltung nicht defekt oder defekt ist.
Die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung kann ein Diagnostizieren der Elektrostrommessschaltung in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter manuell betätigt wird, während die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung die Elektrostrommessschaltung diagnostiziert, aussetzen (oder stoppen).
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann unterdrücken, dass eine Diagnose der Elektrostrommessschaltung in einem Fall, dass sich die Situation zu der, bei der die Diagnose nicht durchgeführt werden kann, während der Diagnose der Elektrostrommessschaltung ändert, fortgesetzt wird. Somit kann die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine eine genauere Diagnose der Elektrostrommessschaltung vorsehen.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine kann eine Überstromerfassungsschaltung aufweisen. Die Überstromerfassungsschaltung kann einen Überstrom (Überlaststrom), der durch den Shunt-Widerstand fließt, in Erwiderung darauf, dass die Ausgangsspannung gleich oder größer als ein voreingestellter Schwellenwert ist, erfassen. Der voreingestellte Schwellenwert kann einem minimalen Wert der Ausgangsspannung, während der Überstrom durch den Shunt-Widerstand fließt, entsprechen. Der voreingestellte Schwellenwert kann kleiner als der erste Betrag sein.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann bestimmen, ob ein Überstrom durch den Motor fließt.
Die Überstromerfassungsschaltung kann eine Signalausgabeschaltung und eine Verriegelungsschaltung aufweisen. Die Signalausgabeschaltung kann in Erwiderung darauf, dass die Ausgangsspannung gleich oder größer als der voreingestellte Schwellenwert ist, ein Überstromsignal ausgeben. Das Überstromsignal kann angeben, dass die Überstromerfassungsschaltung den Überstrom erfasst. Die Verriegelungsschaltung kann das Überstromsignal, das von der Signalausgabeschaltung ausgegeben wird, aufrechterhalten, während der manuelle Schalter manuell betätigt wird.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann ein Auftreten des Überstroms mit dem Überstromsignal mitteilen, während der manuelle Schalter nach Erfassen des Überstroms manuell betätigt wird.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine kann eine Simulativsignalausgabeschaltung aufweisen. Die Simulativsignalausgabeschaltung kann in Erwiderung darauf, dass die Überstromerfassungsschaltung den Überstrom erfasst, ein simulatives Schalter-ein-Signal (oder ein Pseudo-Schalter-ein-Signal oder ein falsches Schalter-ein-Signal) an die Verriegelungsschaltung ausgeben. Das simulative Schalter-ein-Signal kann simulativ (oder falsch oder künstlich) angeben, dass der manuelle Schalter manuell betätigt wird.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, die wie oben ausgebildet ist, gibt das simulative Schalter-ein-Signal aus, so dass dadurch ein Auftreten des Überstroms mitgeteilt wird, auch nachdem die manuelle Betätigung des manuellen Schalters beendet ist.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine kann eine Diagnoseschaltung für Überstromerfassung aufweisen. Die Diagnoseschaltung für Überstromerfassung kann die Überstromerfassungsschaltung diagnostizieren, während die erste Bedingung erfüllt ist.
Mit anderen Worten, der Betrag der Ausgangsspannung von der Elektrostrommessschaltung wird in Erwiderung darauf, dass (i) die erste Bedingung erfüllt wird, und (ii) die Referenzspannungserzeugungsschaltung die Referenzspannung, die den ersten Betrag aufweist, erzeugt, größer als der voreingestellte Schwellenwert. Dies bewirkt, dass die Überstromerfassungsschaltung bestimmt, dass der Überstrom erfasst wird. Somit kann die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine in Erwiderung darauf, dass der Betrag der Referenzspannung variiert wird oder variiert worden ist, eine erste Diagnose der Elektrostrommessschaltung und eine zweite Diagnose der Überstromerfassungsschaltung simultan durchführen. Die erste Diagnose kann eine Bestimmung, ob die Elektrostrommessschaltung ordnungsgemäß arbeitet, umfassen. Die zweite Diagnose kann eine Bestimmung, ob die Überstromerfassungsschaltung ordnungsgemäß arbeitet, umfassen.
Außerdem kann die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, wie sie oben beschrieben wurde, in einem Fall, dass ein Defekt (eine Störung) vorliegt, dass der Betrag der Referenzspannung variiert wird, während sich der Motor dreht, bestimmen, dass der Überstrom erfasst wird. Dies ermöglicht der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, den Motor daran zu hindern, sich weiter zu drehen, während ein Defekt vorliegt, dass die Referenzspannung variiert wird.
Die Diagnoseschaltung für Überstromerfassung kann eine simulative Spannung (oder eine falsche Spannung) an die Überstromerfassungsschaltung ausgeben. Die simulative Spannung kann größer als der voreingestellte Schwellenwert sein. Die Diagnoseschaltung für Überstromerfassung kann in Erwiderung darauf, dass die simulative Spannung ausgegeben wird, bestimmen, ob die Überstromerfassungsschaltung den Überstrom erfasst.
Die Diagnoseschaltung für Überstromerfassung, wie sie oben beschrieben wurde, kann durch Ausgeben der simulativen Spannung an die Überstromerfassungsschaltung bestimmen, ob die Überstromerfassungsschaltung den Überstrom ordnungsgemäß erfassen kann.
Die Elektrostrommessschaltung kann die gemessene Spannung, die von der Elektrostrommessschaltung empfangen wird, verstärken. Die Elektrostrommessschaltung, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann einen elektrischen Strom basierend auf der gemessenen Spannung, die verstärkt wird, selbst in einem Fall, dass die gemessene Spannung schwach ist, ordnungsgemäß messen.
Die Elektrostrommessschaltung kann eine Differentialverstärkungsschaltung (oder einen Differentialverstärker oder einen Differenzverstärker) aufweisen, die dazu ausgebildet ist, die gemessene Spannung, die durch die Elektrostrommessschaltung aufgenommen wird, zu verstärken. Die Elektrostrommessschaltung, die wie oben ausgebildet ist, kann eine Rauschkomponente, die in der gemessenen Spannung enthalten ist, mit der Differentialverstärkungsschaltung aufheben. Die Differentialverstärkungsschaltung kann eine beliebige Ausgestaltung zum Verstärken der gemessenen Spannung aufweisen und kann beispielsweise einen Operationsverstärker aufweisen.
Die Differentialverstärkungsschaltung kann einen ersten Verstärkungsfaktor aufweisen. Der Operationsverstärker kann selbst einen Leerlaufverstärkungsfaktor (Open-Loop-Verstärkung) aufweisen. Der erste Verstärkungsfaktor kann kleiner als der Leerlaufverstärkungsfaktor sein. Die Differentialverstärkungsschaltung, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann eine Eingangswellenform mit dem Operationsverstärker reproduzieren.
Die Ausgangsspannung kann einer Summe (i) der Referenzspannung, die durch die Elektrostrommessschaltung aufgenommen wird, und (ii) der gemessenen Spannung, die durch die Elektrostrommessschaltung verstärkt wird, entsprechen. Dies ermöglicht der Elektrostrommessschaltung, den Betrag der Ausgangsspannung in Erwiderung auf die Variation bei/in der Referenzspannung zu variieren.
Die Referenzspannungserzeugungsschaltung kann aufweisen: einen ersten Widerstand; einen zweiten Widerstand; einen Referenzspannungsausgangsanschluss; und einen Schalter. Der zweite Widerstand kann mit dem ersten Widerstand seriell verbunden sein.
Der Referenzspannungsausgangsanschluss kann mit einem Verbindungspunkt (oder einem Knoten) zwischen dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand verbunden sein. Der Referenzspannungsausgangsanschluss kann die Referenzspannung ausgeben.
Der Schalter kann mit dem ersten Widerstand parallel verbunden sein. Der Schalter kann (i) in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird, zu einem nicht leitenden Zustand wechseln (oder umschalten) und (ii) in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird, zu einem leitenden Zustand wechseln.
Die Referenzspannungserzeugungsschaltung, wie sie oben beschrieben wurde, gibt eine Spannung äquivalent zu der Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand als die Referenzspannung aus. Die Referenzspannungserzeugungsschaltung kann die Referenzspannung mit einer niedrigen Ausgangsimpedanz von dem Referenzspannungsausgangsanschluss ausgeben.
Alternativ kann die Referenzspannungserzeugungsschaltung aufweisen: einen ersten Widerstand; einen zweiten Widerstand; eine Widerstandswertvariationsschaltung; und einen Spannungspuffer. Der zweite Widerstand kann mit dem ersten Widerstand seriell verbunden sein. Die Widerstandswertvariationsschaltung kann mit dem ersten Widerstand parallel verbunden sein. Die Widerstandswertvariationsschaltung kann einen dritten Widerstand und einen Schalter, der mit dem dritten Widerstand seriell verbunden ist, aufweisen. Der Schalter kann (i) in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird, zu einem nicht leitenden Zustand wechseln und (ii) in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird, zu einem leitenden Zustand wechseln.
Die Referenzspannungserzeugungsschaltung, wie sie oben beschrieben wurde, kann eine Spannung äquivalent zu der Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand als die Referenzspannung ausgeben. Die Referenzspannungserzeugungsschaltung kann die Referenzspannung mit einer niedrigen Ausgangsimpedanz von dem Referenzspannungsausgangsanschluss ausgeben. Die Referenzspannungserzeugungsschaltung kann den Widerstandswert des dritten Widerstands anpassen, so dass dadurch der Betrag der Referenzspannung angepasst wird, während der Schalter in dem leitenden Zustand ist.
Der Spannungspuffer kann einen Einheitsverstärkungspuffer (oder einen Spannungsfolger) aufweisen.
Der Einheitsverstärkungspuffer kann einen Operationsverstärker, der einen nicht invertierenden Eingangsanschluss, einen invertierenden Eingangsanschluss und einen Ausgangsanschluss aufweist, aufweisen. Der nicht invertierende Eingangsanschluss kann mit dem Verbindungspunkt zwischen dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand verbunden sein. Der invertierende Eingangsanschluss kann mit dem Ausgangsanschluss verbunden sein.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine kann einen Computer aufweisen. Der Computer kann einen Ausgangsanschluss aufweisen. Der Ausgangsanschluss kann ein analog ausgebildetes Spannungssignal an die Referenzspannungserzeugungsschaltung ausgeben. Das analog ausgebildete Spannungssignal kann einen ersten Pegel oder einen zweiten Pegel aufweisen. Der erste Pegel kann von dem zweiten Pegel verschieden (oder unterschiedlich) sein.
Der Computer kann (i) das analog ausgebildete Spannungssignal in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird, auf den ersten Pegel setzen und (ii) das analog ausgebildete Spannungssignal in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird, auf den zweiten Pegel setzen.
Mit dem analog ausgebildeten Spannungssignal kann der Computer den Betrag der Referenzspannung, die von der Referenzspannungserzeugungsschaltung ausgegeben wird, variieren.
Die erste Bedingung kann in jeder Situation erfüllt werden und kann beispielsweise zumindest in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter nicht manuell betätigt wird, erfüllt werden. Dies ermöglicht der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, die Referenzspannung, die den ersten Betrag aufweist, in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter nicht manuell betätigt wird, zu erzeugen.
Noch ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Verfahren vor, mit: Schließen (Leiten) eines elektrischen Strompfads, der eine Leistungszufuhr (Stromzufuhr) mit einem Motor der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine verbindet, in Erwiderung darauf, dass ein manueller Schalter einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine manuell betätigt wird; Unterbrechen des elektrischen Strompfads in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter nicht manuell betätigt wird;
Erzeugen einer Referenzspannung, die einen ersten Betrag, der von null Volt verschieden ist, aufweist, in Erwiderung darauf, dass eine erste Bedingung erfüllt wird,
Erzeugen der Referenzspannung, die einen zweiten Betrag, der (i) von null Volt verschieden ist und (ii) von dem ersten Betrag verschieden (oder unterschiedlich) ist, aufweist, in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird; und
Ausgeben einer Ausgangsspannung basierend auf der Referenzspannung und einer gemessenen Spannung, die über einem Shunt-Widerstand auf dem elektrischen Strompfad in Erwiderung darauf, dass ein elektrischer Strom durch den Shunt-Widerstand fließt, erzeugt wird, und die mit der Referenzspannung, in Erwiderung darauf, dass der elektrische Strom nicht durch den Shunt-Widerstand fließt (oder kein elektrischer Strom durch den Shunt-Widerstand fließt), konsistent ist.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, einen elektrischen Strom, der durch die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine fließt, ohne eine zusätzliche Elektrostrommessschaltung mit hoher Zuverlässigkeit zu messen.
Figurenliste
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nachfolgend beispielhaft in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen:

1 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Gesamtausgestaltung einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine zeigt;
2 ein Blockschaubild ist, das eine elektrische Ausgestaltung der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine zeigt;
3 ein Ablaufdiagramm ist, das einen Arbeitsmaschinensteuerungsprozess zeigt;
4 ein Ablaufdiagramm ist, das eine erste Hälfte eines Stromsensorprüfprozesses zeigt;
5 ein Ablaufdiagramm ist, das eine zweite Hälfte des Stromsensorprüfprozesses zeigt;
6 ein Diagramm ist, das Änderungen bei/in Ausgangsspannungen relativ zu Änderungen bei/in Widerstandswerten zeigt;
7 ein Schaltungsschaubild einer Referenzspannungsschaltung, die einen Shunt-Regler aufweist, ist;
8 ein Schaltungsschaubild der Referenzspannungsschaltung, die einen Linearregler aufweist, ist; und
9 ein Schaltungsschaubild der Referenzspannungsschaltung, die einen Operationsverstärker aufweist, ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[1. Erste Ausführungsform]
[1-1. Gesamtausgestaltung]
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 einer ersten Ausführungsform in einer Ausgestaltung einer elektrisch betriebenen Kreissäge. Die elektrisch betriebene Kreissäge wird zum Schneiden von Werkstücken verwendet.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 weist auf: eine Basis 2; und einen Hauptkörperteil 3. Die Basis 2 ist ein Bauteil, das eine rechteckige Form aufweist. Die Basis 2 kommt mit einer oberen Oberfläche eines Werkstücks in Erwiderung darauf, dass die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 das Werkstück schneidet, in Kontakt. Der Hauptkörperteil 3 ist auf einer Seite einer oberen Oberfläche der Basis 2 angeordnet.
Der Hauptkörperteil 3 weist auf: ein Sägeblatt 4; ein Sägeblattgehäuse 5; und eine Abdeckung 6. Das Sägeblatt 4 weist eine kreisförmige Form auf. Das Sägeblatt 4 ist auf einer rechten Seite des Hauptkörperteils 3 in einer Schneidbewegungsrichtung angeordnet. Das Sägeblattgehäuse 5 bedeckt eine obere Seite des Sägeblatts 4 (oder nimmt sie auf). Das heißt, das Sägeblattgehäuse 5 nimmt intern einen ersten Umfangsrand des Sägeblatts 4 auf (oder bedeckt ihn). Der erste Umfangsrand entspricht einem im Wesentlichen halbkreisförmigen Bereich eines Umfangsrands (einer Umfangskante) des Sägeblatts 4.
Die Abdeckung 6 bedeckt einen zweiten Umfangsrands des Sägeblatts 4. Der zweite Umfangsrand entspricht einem im Wesentlichen halbkreisförmigen Bereich des Umfangsrands einer unteren Seite des Sägeblatts 4. Die Abdeckung 6 ist dazu ausgebildet, geöffnet und geschlossen zu werden. 1 zeigt, dass die Abdeckung 6 geschlossen ist. Die Abdeckung 6 wird in Erwiderung darauf, dass die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 das Werkstück schneidet, geöffnet. Insbesondere dreht sich in Erwiderung darauf, dass die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 entlang der Schneidbewegungsrichtung bewegt wird, die Abdeckung 6 um eine Drehwelle des Sägeblatts 4 in einer Uhrzeigersinnrichtung in 1, wodurch die Abdeckung 6 graduell geöffnet wird. Folglich wird das Sägeblatt 4 freigelegt. Der freigelegte Abschnitt schreitet voran, so dass er in das Werkstück schneidet.
Ein Motorgehäuse 7, das eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, ist auf einer linken Seite des Hauptkörperteils 3 installiert. Das Motorgehäuse 7 weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Ein Motor 11 ist innerhalb des Motorgehäuses 7 untergebracht. Der Motor 11 ist eine Antriebsquelle der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1. Es wird angemerkt, dass der Motor 11 in 1 nicht gezeigt ist, aber in 2 gezeigt ist.
Ein Getriebemechanismus, der nicht gezeigt ist, ist zwischen dem Motorgehäuse 7 und dem Sägeblatt 4 untergebracht. Eine Drehung des Motors 11 wird über den Getriebemechanismus an das Sägeblatt 4 übertragen. In Erwiderung darauf, dass die Drehung des Motors 11 an das Sägeblatt 4 übertragen worden ist, beginnt das Sägeblatt 4, sich zu drehen.
Ein Haltegriff 8 ist auf einer oberen Seite des Hauptkörperteils 3 angeordnet. Der Haltegriff 8 wird durch einen Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 ergriffen. Der Haltegriff 8 ist derart, dass er eine Bogenform aufweist, auf der oberen Seite des Hauptkörperteils 3 montiert. D.h., der Haltegriff 8 weist ein erstes Ende, das auf einer rückwärtigen Seite (hinteren Endseite) des Hauptkörperteils 3 in der Schneidbewegungsrichtung befestigt ist, auf. Der Haltegriff 8 weist ein zweites Ende, das auf einer vorderen Seite (vorderen Endseite) des Hauptkörperteils 3 in der Schneidbewegungsrichtung befestigt ist, auf.
Der Haltegriff 8 ist mit einem Drückerschalter 9 versehen. Der Benutzer kann den Drückerschalter 9 ziehen oder loslassen, während er den Haltegriff 8 ergreift. Ein Ausschaltarretierungshebel ist nahe dem Drückerschalter 9 vorgesehen. Der Ausschaltarretierungshebel steht entlang einer Links-rechts-Richtung des Haltegriffs 8 vor. Der Benutzer kann den Drückerschalter 9 ziehen, während er den Ausschaltarretierungshebel manipuliert. Insbesondere kann der Benutzer den Drückerschalter 9 durch Drücken des Ausschaltarretierungshebels von der linken Seite oder von der rechten Seite ziehen.
Ein Batteriepack (Akkupack) 10 ist auf/an einem hinteren Ende des Hauptkörperteils 3 abnehmbar montiert. Der Batteriepack 10 nimmt eine wiederaufladbare Batterie (einen Akku) 12 auf. In Erwiderung darauf, dass der Drückerschalter 9 gezogen wird, während der Batteriepack 10 auf/an dem Hauptkörperteil 3 montiert ist, beginnt der Motor 11 durch eine elektrische Leistung von der Batterie 12, sich zu drehen. Die Batterie 12 ist in 1 nicht gezeigt, aber ist in 2 gezeigt.
[1-2. Steuerungseinheit]
Wie in 2 gezeigt ist, weist die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 eine Steuerung 20 auf.
Der Steuerungseinheit 20 wird Elektrizität von der Batterie 12 zugeführt. Die Steuerungseinheit 20 steuert (treibt) den Motor 11 an und steuert ihn. Bei der ersten Ausführungsform ist der Motor 11 ein bürstenloser Drehstrommotor (Dreiphasenmotor) und weist drei Wicklungsdrähte, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind, auf. Bei anderen Ausführungsformen ist der Motor 11 nicht auf einen bürstenlosen Drehstrommotor beschränkt, sondern kann eine andere Art von Motor sein. Der Motor 11 wird durch Elektrizität, die von der Batterie 12 zugeführt wird, angetrieben.
Die Steuerung 20 weist auf: eine Motoransteuerung 21; eine Referenzspannungsschaltung 24; eine Überstromerfassungsschaltung 25; eine Verriegelungsschaltung 26; eine Schaltermanipulationsschaltung 27; eine Überstromunterbrechungsschaltung 28; eine Leistungsleitung (Stromleitung) 29; und eine Masseleitung 30.
Die Leistungsleitung 29 ist ein Elektrostrompfad von einer positiven Elektrode PE der Batterie 12 zu dem Motor 11, der durch die Motoransteuerung 21 verläuft. Die Masseleitung 30 ist ein Elektrostrompfad von einer negativen Elektrode NE der Batterie 12 zu dem Motor 11, der durch eine Masse und die Motoransteuerung 21 verläuft.
Der Motoransteuerung 21 wird von der Batterie 12 über die Leistungsleitung 29 und die Masseleitung 30 eine elektrische Leistung zugeführt. Die Motoransteuerung 21 ist zum Anlegen von Strom an die Wicklungsdrähte des Motors 11 vorgesehen. Bei der ersten Ausführungsform weist die Motoransteuerung 21 eine Dreiphasenvollbrückenschaltung, die sechs Schaltvorrichtungen (oder elektronische Schalter oder Halbleiterschalter), wie beispielsweise Feldeffekttransistoren (FETs), Bipolartransistoren oder Bipolartransistoren mit isolierter Gate-Elektrode (IGBTs), aufweist, die in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, auf.
Die Motoransteuerung 21 schaltet die Schaltvorrichtungen in der Motoransteuerung 21 abhängig von Steuerungssignalen, die von der Steuerungsschaltung 22 geliefert werden, ein oder aus. Die Motoransteuerung 21 schaltet die Schaltvorrichtungen ein oder aus, so dass dadurch den Wicklungsdrähten des Motors 11 elektrischer Strom zugeführt wird und dann der Motor 11 gedreht wird.
Die Steuerungseinheit 20 weist eine Steuerungsschaltung 22 auf. Die Steuerungsschaltung 22 bei der ersten Ausführungsform ist in einer Ausgestaltung eines Mikrocomputers, der eine CPU 22a, einen ROM 22b, einen RAM 22c und anderes aufweist. Bei der Steuerungsschaltung 22 werden durch die CPU 22a, die ein Programm, das in einem nicht flüchtigen greifbaren Speichermedium gespeichert ist, ausführt, verschiedene Funktionen erzielt. Bei der ersten Ausführungsform entspricht der ROM 22b einem Beispiel des nicht flüchtigen greifbaren Speichermediums. Eine Ausführung des Programms, das in dem ROM 22b gespeichert ist, ermöglicht eine Ausführung eines Verfahrens, das dem Programm entspricht. Die Steuerungsschaltung 22 kann einen zusätzlichen Mikrocomputer aufweisen.
Die Steuerungsschaltung 22 ist nicht auf einen Mikrocomputer beschränkt. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Teil oder die Gesamtheit der Funktionen, die durch die CPU 22a ausgeführt werden, durch eine oder zwei oder mehr Hardware erzielt werden. Die Steuerungsschaltung 22 kann eine Logikschaltung, die zwei oder mehr elektrische Komponenten aufweist, anstelle des Mikrocomputers oder zusätzlich zu dem Mikrocomputer aufweisen. Die Steuerungsschaltung 22 kann beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) und/oder ein anwendungsspezifisches Standardprodukt (ASSP) aufweisen. Die Steuerungsschaltung 22 kann eine programmierbare Logikvorrichtung aufweisen, die eine beliebige Logikschaltung/beliebige Logikschaltungen ausbilden kann. Beispiele für eine derartige programmierbare Logikvorrichtung umfassen eine im Feld programmierbare Gatteranordnung (FPGA).
Die Steuerungseinheit 20 weist einen Shunt-Widerstand R0 auf. Der Shunt-Widerstand R0 ist ein Widerstand, der auf der Masseleitung 30 angeordnet ist, zum Erfassen eines Betrags eines elektrischen Stroms, der durch die Masseleitung 30 fließt. Der Shunt-Widerstand R0 weist ein erstes Ende, das mit der Motoransteuerung 21 verbunden ist, auf. Der Shunt-Widerstand R0 weist ein zweites Ende, das geerdet (mit der Masse verbunden) ist, auf.
Die Steuerungseinheit 20 weist eine Elektrostrommessschaltung 23 auf. Bei der ersten Ausführungsform ist die Elektrostrommessschaltung 23 in einer Ausgestaltung einer Differentialverstärkungsschaltung. Genauer gesagt weist die Elektrostrommessschaltung 23 einen ersten bis einen vierten Widerstand R1 bis R4 und einen ersten Operationsverstärker A1 auf.
Der erste Widerstand R1 weist ein erstes Ende, das mit dem ersten Ende des Shunt-Widerstands R0 verbunden ist, auf. Der erste Widerstand R1 weist ein zweites Ende, das mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 verbunden ist, auf.
Der zweite Widerstand R2 weist ein erstes Ende, das mit dem zweiten Ende des Shunt-Widerstands R0 verbunden ist, auf. Der zweite Widerstand R2 weist ein zweites Ende, das mit einem invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 verbunden ist, auf.
Der dritte Widerstand R3 weist ein erstes Ende, das mit dem invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 verbunden ist, auf. Der dritte Widerstand R3 weist ein zweites Ende, das mit einem Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 verbunden ist, auf.
Der vierte Widerstand R4 weist ein erstes Ende, das mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 verbunden ist, auf. Der vierte Widerstand R4 weist ein zweites Ende, das mit der Referenzspannungsschaltung 24 verbunden ist, auf.
Der Widerstand R1 und der Widerstand R2 weisen gleiche Widerstandswerte auf. Der Widerstand R3 und der Widerstand R4 weisen gleiche Widerstandswerte auf. Bei der ersten Ausführungsform sind die Widerstandswerte der Widerstände R1, R3 10 kΩ oder weniger. Derartige Widerstandswerte machen es möglich, Einflüsse von Streukapazität (oder parasitärer Kapazität) auf eine schnelle Änderung von Eingangssignalen zu vermeiden. Folglich kann die Elektrostrommessungsschaltung 23 eine Ausgangsspannung Vaus genau ausgeben.
Der Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 ist mit einem Eingangsanschluss P1 der Steuerungsschaltung 22, der mit einem Analog-Digital-(A/D-)Wandler versehen ist, über einen elften Widerstand R11 verbunden. Analoge Signale, die an dem Eingangsanschluss P1 empfangen werden, werden in digitale Signale umgewandelt.
Die Elektrostrommessschaltung 23 gibt die Ausgangsspannung V_aus, die durch Formel (1), die unten gezeigt ist, bestimmt wird, von dem Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 aus. $V_{aus} = (V_{1} - V_{2}) \times (R_{3} {/R}_{1}) + V_{ref}$
In Formel (1) stellt V₁ einen Spannungswert an dem ersten Ende des ersten Widerstands R1 dar. V₂ stellt einen Spannungswert an dem ersten Ende des zweiten Widerstands R2 dar. D.h., (V₁-V₂) stellt eine Spannung (eine gemessene Spannung) über dem Shunt-Widerstand R0 dar. R₁ stellt einen Widerstandswert des ersten Widerstands R1 dar. R₃ stellt einen Widerstandswert des dritten Widerstands R3 dar. Vref stellt einen Spannungswert der Referenzspannung, die von der Referenzspannungsschaltung 24 ausgegeben wird, dar.
D.h., die Elektrostrommessschaltung 23 ist dazu ausgebildet, die Ausgangsspannung Vaus, die einer Summe (i) der Referenzspannung, die aufgenommen wird, und (ii) der gemessenen Spannung, die verstärkt wird, entspricht, auszugeben. Bei der ersten Ausführungsform weist die Elektrostrommessschaltung 23 einen Verstärkungsfaktor G₁ (insbesondere R₃/R₁) unter 20 auf. Der Verstärkungsfaktor G₁ unter 20 ermöglicht dem ersten Operationsverstärker A1, eine Eingangswellenform zu reproduzieren. Der Verstärkungsfaktor G₁ kann größer als ein Leerlaufverstärkungsfaktor bei einer Geschwindigkeit der Änderung in dem Eingangssignal des ersten Operationsverstärkers A1 sein, so dass auf eine rapide Änderung bei dem Eingangssignal reagiert wird, obwohl der erste Operationsverstärker A1 möglicherweise nicht imstande ist, die Eingangswellenform zu reproduzieren.
Die Elektrostrommessschaltung 23 ist nicht auf eine Differentialverstärkungsschaltung in der oben beschriebenen Ausgestaltung beschränkt, sondern kann bei einer anderen Ausführungsform einen Transistor/Transistoren zusätzlich zu dem oder anstelle des ersten Operationsverstärkers A1 aufweisen. Bei noch einer anderen Ausführungsform kann die Elektrostrommessschaltung 23 in einer Ausgestaltung einer anderen Verstärkungsschaltung als einer Differentialverstärkungsschaltung sein oder kann so ausgebildet sein, dass sie die gemessene Spannung nicht verstärkt.
Die Referenzspannungsschaltung 24 weist auf: einen fünften Widerstand R5; einen sechsten Widerstand R6; einen ersten Transistor T1; und einen Referenzspannungsausgangsanschluss 24a.
Der fünfte Widerstand R5 weist ein erstes Ende zum Aufnehmen einer Zufuhrspannung (Versorgungsspannung) auf. Die Zufuhrspannung kann eine beliebige Gleichspannung sein und kann beispielsweise eine Gleichspannung von 5 [V] sein. Der fünfte Widerstand R5 weist ein zweites Ende, das mit einem ersten Ende des sechsten Widerstands R6 verbunden ist, auf. Die Referenzspannung wird an einem Verbindungspunkt (oder einem Knoten) zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 erzeugt. Der sechste Widerstand R6 weist ein zweites Ende, das geerdet (mit der Masse verbunden) ist, auf. Bei der ersten Ausführungsform weisen der fünfte Widerstand R5 und der sechste Widerstand R6 gleiche (oder äquivalente) Widerstandswerte auf.
Der Referenzspannungsausgangsanschluss 24a ist mit dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 verbunden. Der Referenzspannungsausgangsanschluss 24a ist dazu ausgebildet, eine Referenzspannung auszugeben.
Der erste Transistor T1 ist bei der ersten Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines PNP-Typ-Bipolartransistors. Der erste Transistor T1 ist nicht auf den PNP-Typ-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann bei einer anderen Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines anderen Typs von Transistor sein. Der erste Transistor T1 kann durch einen anderen Typ von Schaltvorrichtung, wie beispielsweise einen FET oder einen IGBT ersetzt werden. Der erste Transistor T1 weist eine Basis, die mit einem Ausgangsanschluss P2 der Steuerungsschaltung 22 verbunden ist, auf. Der erste Transistor T1 weist einen Emitter zum Aufnehmen der Zufuhrspannung auf. Der erste Transistor T1 weist einen Kollektor, der mit dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 verbunden ist, auf.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Kollektor des ersten Transistors T1 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 über einen zusätzlichen Widerstand verbunden sein. In diesem Fall kann die Referenzspannung, wenn der erste Transistor T1 eingeschaltet wird, abhängig von einem Widerstandswert des zusätzlichen Widerstands auf einen beliebigen Wert festgelegt werden. Der Wert der Referenzspannung kann größer als ein Überstromerfassungsschwellenwert der Überstromerfassungsschaltung 25, der durch einen siebten Widerstand R7 und einen achten Widerstand R8, die später beschrieben werden, festgelegt wird, festgelegt werden. Der Überstromerfassungsschwellenwert ist ein Wert zum Bestimmen, ob ein Überstrom durch den Motor 11 fließt. In diesem Fall kann die Überstromerfassungsschaltung 25, die später im Detail erläutert wird, in Erwiderung darauf, dass der erste Transistor T1 eingeschaltet wird, betrieben werden. Mit anderen Worten, die Überstromerfassungsschaltung 25 kann in Erwiderung auf einen elektrischen Strom, der durch den Shunt-Widerstand R0 fließt und der dem Spannungswert, der festgelegt ist, entspricht, betrieben werden.
Der Widerstandswert des ersten Widerstands R1 kann auf einen Wert viel größer als der Widerstandswert jedes von dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 festgelegt werden (d.h. Widerstandswert des ersten Widerstands R1 » Widerstandswert des fünften Widerstands R5; und Widerstandswert des ersten Widerstands R1 » Widerstandswert des sechsten Widerstands R6). Eine Ausgangsimpedanz der Referenzspannungsschaltung 24 kann so festgelegt werden, dass sie zumindest gleich oder kleiner als ein Zehntel des Widerstandswerts des Widerstands R1 ist. In diesem Fall kann ein Einfluss, der durch die Ausgangsimpedanz verursacht wird, auf die Elektrostrommessschaltung 23 reduziert werden.
Die Referenzspannungsschaltung 24 gibt eine Referenzspannung Vref, die einen ersten Wert Va aufweist, in Erwiderung darauf, dass der erste Transistor T1 ausgeschaltet wird, aus. Der erste Wert Va kann ein beliebiger Wert, beispielsweise 2,5 [V], sein. Die Referenzspannungsschaltung 24 gibt eine Referenzspannung Vref, die einen zweiten Wert Vb aufweist, in Erwiderung darauf, dass der erste Transistor T1 eingeschaltet wird, aus. Der zweite Wert Vb kann ein beliebiger Wert, beispielsweise 5,0 [V], sein.
Die Überstromerfassungsschaltung 25 weist auf: einen siebten bis einen zehnten Widerstand R7 bis R10; einen ersten bis einen zweiten Kondensator C1 bis C2; und einen Komparator A2.
Der siebte Widerstand R7 weist ein erstes Ende zum Aufnehmen der Zufuhrspannung auf. Der siebte Widerstand R7 weist ein zweites Ende, das mit einem ersten Ende des achten Widerstands R8 und einem invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist, auf. Der achte Widerstand R8 weist ein zweites Ende, das geerdet (mit der Masse verbunden) ist, auf.
Der neunte Widerstand R9 weist ein erstes Ende, das mit dem Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 verbunden ist, auf. Der neunte Widerstand R9 weist ein zweites Ende, das mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist, auf.
Der zehnte Widerstand R10 weist ein erstes Ende, das mit der Verriegelungsschaltung 26 verbunden ist, auf. Der zehnte Widerstand R10 weist ein zweites Ende, das mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist, auf.
Der erste Kondensator C1 weist ein erstes Ende zum Aufnehmen der Zufuhrspannung auf. Der erste Kondensator C1 weist ein zweites Ende, das mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist, auf. Der zweite Kondensator C2 weist ein erstes Ende, das mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist, auf. Der zweite Kondensator C2 weist ein zweites Ende, das geerdet (der Masse verbunden) ist, auf.
Der neunte Widerstand R9 und der zweite Kondensator C2 bilden ein erstes Tiefpassfilter aus, das mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist.
Der erste Kondensator C1 bildet ein zweites Tiefpassfilter aus, das mit dem invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist. Der erste Kondensator C1 und der zweite Kondensator C2 können einen Logikpegel eines Ausgangs des Komparators A2 in Erwiderung darauf, dass die Zufuhrspannung angelegt wird, niedrig (LOW) halten.
Das erste Tiefpassfilter kann eine Zeitkonstante von 1 [µs] oder weniger aufweisen. Mit einer derartigen Zeitkonstante kann die Überstromerfassungsschaltung 25 eine hohe Antwortgeschwindigkeit erzielen. Die Zeitkonstante des ersten Tiefpassfilters entspricht einem Produkt eines Widerstandswerts des neunten Widerstands R9 und einer elektrostatischen Kapazität des zweiten Kondensators C2.
Bei der Überstromerfassungsschaltung 25 gibt der Komparator A2 in Erwiderung darauf, dass eine Spannung des nicht invertierenden Eingangsanschlusses (d.h. eine Spannung des Ausgangsanschlusses des ersten Operationsverstärkers A1) größer als eine Spannung des invertierenden Eingangsanschlusses ist, ein Überstromsignal von dem Ausgangsanschluss aus. Das Überstromsignal ist ein Signal, das einen hohen Pegel (d.h. logisch hoch (HIGH)) aufweist. Das Überstromsignal gibt an, dass die Überstromerfassungsschaltung 25 den Überstrom erfasst. Mit anderen Worten, der Wert der Spannung, die durch den invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 aufgenommen wird, entspricht dem Überstromerfassungsschwellenwert (oder wird als solcher verwendet).
Die Verriegelungsschaltung 26 weist einen zweiten Transistor T2 und einen dritten Transistor T3 auf. Der zweite Transistor T2 ist bei der ersten Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines PNP-Typ-Bipolartransistors. Der zweite Transistor T2 ist nicht auf den PNP-Typ-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann bei einer anderen Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines anderen Typs von Transistor sein. Der zweite Transistor T2 kann beispielsweise durch einen anderen Typ von Schaltelement, wie beispielsweise einen FET oder einen IGBT, ersetzt werden.
Der zweite Transistor T2 weist eine Basis, die mit einem Kollektor des dritten Transistors T3 verbunden ist, auf.
Der zweite Transistor T2 weist einen Emitter, der mit einer Kathode einer ersten Diode D1 und einer Kathode einer zweiten Diode D2 verbunden ist, auf. Die erste Diode D1 weist eine Anode, die mit einem Ausgangsanschluss P3 der Steuerungsschaltung 22 verbunden ist, auf. Die zweite Diode D2 weist eine Anode, die mit der Schaltermanipulationsschaltung 27 verbunden ist, auf.
Der zweite Transistor T2 weist einen Kollektor, der mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des Komparators A2 über den zehnten Widerstand R10 verbunden ist, auf.
Der dritte Transistor T3 ist bei der ersten Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines NPN-Typ-Bipolartransistors. Der dritte Transistor T3 ist nicht auf einen NPN-Typ-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann bei einer anderen Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines anderen Typs von Transistor sein. Der dritte Transistor T3 kann durch einen anderen Typ von Schaltvorrichtung, wie beispielsweise einen FET oder einen IGBT, ersetzt werden.
Der dritte Transistor T3 weist eine Basis, die mit einem Ausgangsanschluss des Komparators A2 verbunden ist, auf. Der dritte Transistor T3 weist einen Emitter, der geerdet ist, auf. Der Kollektor des dritten Transistor T3 ist mit einem Eingangsanschluss P4 der Steuerungsschaltung 22 verbunden.
In der Verriegelungsschaltung 26 werden der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3 in Erwiderung darauf, dass eine Verriegelungsbedingung erfüllt wird, eingeschaltet. Die Verriegelungsbedingung wird in Erwiderung darauf, dass (i) ein Logikpegel des Ausgangsanschlusses P3 der Steuerungsschaltung 22 auf hoch (HIGH) gesetzt wird (oder ein logischer hoher Pegel (logisches HIGH) von der Schaltermanipulationsschaltung 27 ausgegeben wird), und (ii) ein Überstromsignal von dem Ausgangsanschluss des Komparators A2 ausgegeben wird, erfüllt. Ein Logikpegel des nicht invertierenden Eingangsanschlusses des Komparators A2 wird über den zehnten Widerstand R10 in Erwiderung darauf, dass der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3 eingeschaltet werden, zu hoch (HIGH) hochgezogen. Obwohl der Spannungswert des Signals, das von dem Ausgangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 ausgegeben wird, danach abfällt, wird der Logikpegel des nicht invertierenden Eingangsanschlusses des Komparators A2 zu hoch (HIGH) hochgezogen gehalten. Somit bleibt die Ausgabe des Komparators A2 unverändert, und werden der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3 eingeschaltet gehalten. Der zweite Transistor T2 und der dritte Transistor T3 werden eingeschaltet gehalten, (i) bis der Drückerschalter 9 von EIN zu AUS umschaltet, oder (ii) bis der Logikpegel des Ausgangsanschlusses P3 der Steuerungsschaltung 22 von hoch (HIGH) zu niedrig (LOW) umschaltet.
Die Schaltermanipulationsschaltung 27 weist einen vierten Transistor T4 auf.
Der vierte Transistor T4 ist bei der ersten Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines PNP-Typ-Bipolartransistors. Der vierte Transistor T4 ist nicht auf den PNP-Typ-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann bei einer anderen Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines anderen Typs von Transistor sein. Der vierte Transistor T4 kann durch einen anderen Typ von Schaltvorrichtung, wie beispielsweise einen FET oder einen IGBT, ersetzt werden. Der vierte Transistor T4 weist eine Basis, die mit dem Drückerschalter 9 verbunden ist, auf. Der vierte Transistor T4 weist einen Emitter zum Aufnehmen der Zufuhrspannung auf. Der vierte Transistor T4 weist einen Kollektor, der mit der Anode der zweiten Diode D2 und einem Eingangsanschluss P5 der Steuerungsschaltung 22 verbunden ist, auf.
Bei der Schaltermanipulationsschaltung 27 weist die Basis des vierten Transistors T4 in Erwiderung darauf, dass der Drückerschalter 9 von AUS zu EIN umschaltet, ein Massepotenzial (d.h. null Volt [V]) auf. Folglich wird der vierte Transistor T4 eingeschaltet. Dies ermöglicht der Schaltermanipulationsschaltung 27, die Zufuhrspannung auszugeben.
Die Überstromunterbrechungsschaltung 28 ist auf einer Leistungszufuhrleitung 29 angeordnet. Die Überstromunterbrechungsschaltung 28 ist dazu ausgebildet, ein Überstromsteuerungssignal zu empfangen. Das Überstromsteuerungssignal ist ein zweiwertiges Logiksignal (d.h. ein binäres Logiksignal). Die Überstromunterbrechungsschaltung 28 ist dazu ausgebildet, abhängig von einem Logikpegel des Überstromsteuerungssignals zwischen einem leitenden Zustand und einem nicht leitenden Zustand umzuschalten. Die Überstromunterbrechungsschaltung 28 in dem leitenden Zustand schließt die Leistungszufuhrleitung 29. Die Überstromunterbrechungsschaltung 28 in dem nicht leitenden Zustand unterbricht die Leistungszufuhrleitung 29. Der Logikpegel des Überstromsteuerungssignals entspricht einem Logikpegel des Kollektors des dritten Transistors T3.
Die Überstromunterbrechungsschaltung 28 schaltet in Erwiderung darauf, dass der Logikpegel des Überstromsteuerungssignals hoch (HIGH) ist, zu dem leitenden Zustand um. Die Überstromunterbrechungsschaltung 28 schaltet in Erwiderung darauf, dass der Logikpegel des Überstromsteuerungssignals niedrig (LOW) ist, zu dem nicht leitenden Zustand um.
[1-3. Arbeitsmaschinensteuerungsprozess]
Beschreibungen von Schritten eines Arbeitsmaschinensteuerungsprozesses, der durch die CPU 22a durchgeführt wird, werden unten angegeben. Der Arbeitsmaschinensteuerungsprozess wird initiiert, nachdem die Zufuhrspannung der Steuerungsschaltung 22 zugeführt wird und die Steuerungsschaltung 22 gestartet wird.
Wie in 3 gezeigt ist, führt die CPU 22a bei der Initiierung des Arbeitsmaschinensteuerungsprozesses zuerst in S10 eine Initialisierung durch, bei der verschiedene Parameter, die in dem Arbeitsmaschinensteuerungsprozess verwendet werden, auf Anfangswerte gesetzt werden.
Die CPU 22a bestimmt dann in S20, ob der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist. Insbesondere bestimmt die CPU 22a in Erwiderung darauf, dass ein Logikpegel des Eingangsanschlusses P5 hoch (HIGH) ist, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist. Die CPU 22a bestimmt in Erwiderung darauf, dass der Logikpegel des Eingangsanschlusses P5 niedrig (LOW) ist, dass der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist.
In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist, wartet die CPU 22a darauf, dass der Drückerschalter 9 ausgeschaltet wird, indem sie den Schritt von S20 wiederholt durchführt.
In Erwiderung darauf, dass der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist, führt die CPU 22a in S30 verschiedene Überprüfungen durch. Beispielsweise überprüft die CPU 22a eine Spannung auf der Batterie 12 und eine Temperatur auf den Schaltelementen der Motoransteuerung 21.
Die CPU 22a führt dann in S40 einen Stromsensorprüfprozess, der später beschrieben wird, durch.
Bei Abschluss des Stromsensorprüfprozesses bestimmt die CPU 22a in S50, ob ein Stromsensorfehlermerker F1, der später beschrieben wird, gesetzt ist. Bei der nachfolgenden Beschreibung unten gibt ein Setzen des Stromsensorfehlermerkers F1 ein Setzen des Werts des Stromsensorfehlermerkers F1 auf „eins“ an. Den Stromsensorfehlermerker F1 zu löschen, gibt ein Setzen des Werts des Stromsensorfehlermerkers F1 auf „null“ an. In einem Fall, dass der Stromsensorfehlermerker F1 gelöscht ist (F1 = 0), bestimmt die CPU 22a in S60, ob der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist, wartet die CPU 22a darauf, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet wird, indem sie den Schritt von S60 wiederholt durchführt.
In Erwiderung darauf, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet wird, führt die CPU 22a in S70 einen Motoransteuerungsprozess zum Ansteuern des Motors 11 durch, und schreitet der Prozess zu S60 voran.
In einem Fall, dass der Stromsensorfehlermerker F1 in S50 gesetzt ist, führt die CPU 22a in S80 einen bestimmten Fehlerbehandlungsprozess durch und beendet dann den Arbeitsmaschinensteuerungsprozess.
Beschreibungen von Schritten des Stromsensorprüfprozesses, der durch die CPU 22a in S40 durchgeführt wird, werden unten in Bezug auf 4 angegeben.
Die CPU 22a bestimmt in Erwiderung darauf, dass der Stromsensorprüfprozess initiiert wird, zunächst in S110, ob der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist, beendet die CPU 22a den Stromsensorprüfprozess. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist, liest die CPU 22a in S120 die Ausgangsspannung Vaus, die von der Elektrostrommessschaltung 23 ausgegeben wird.
In S130 bestimmt die CPU 22a basierend auf der gelesenen Ausgangsspannung Vaus, ob ein Ansteuerungsstromwert null Ampere ([A]) ist. Insbesondere bestimmt die CPU 22a in einem Fall, dass die Ausgangsspannung V_aus innerhalb eines voreingestellten normalen Spannungsbereichs (oder eines voreingestellten nominalen Spannungsbereichs) ist, dass der Ansteuerungsstromwert 0 [A] ist. Die CPU 22a bestimmt in einem Fall, dass die Ausgangsspannung Vaus nicht innerhalb des normalen Spannungsbereichs ist, dass der Ansteuerungsstromwert nicht 0 [A] ist. Bei der ersten Ausführungsform ist der normale Spannungsbereich von einer voreingestellten unteren Grenze und zu einer voreingestellten oberen Grenze. Die untere Grenze kann ein beliebiger Spannungswert, beispielsweise 2,4 [V], sein. Die obere Grenze kann ein beliebiger Spannungswert größer als die untere Grenze, beispielsweise 2,6 [V], sein.
In einem Fall, dass der Ansteuerungsstromwert nicht 0 [A] ist, bringt die CPU 22a den Prozess zu S280 voran. In einem Fall, dass der Ansteuerungsstromwert 0 [A] ist, gibt die CPU 22a in S140 ein simulatives Schalter-ein-Signal aus. Insbesondere setzt die CPU 22a den Logikpegel des Ausgangsanschlusses P3 auf hoch (HIGH).
Anschließend bestimmt die CPU 22a in S150, ob der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist, hört die CPU 22a in S160 auf, das simulative Schalter-ein-Signal auszugeben. Insbesondere setzt die CPU 22a den Logikpegel des Ausgangsanschlusses P3 auf niedrig (LOW).
Die CPU 22a bestimmt in S170, ob der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist, beendet die CPU 22a den Stromsensorprüfprozess. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist, bringt die CPU 22a den Prozess zu S280 voran.
In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 in S150 ausgeschaltet ist, bestimmt die CPU 22a in S180, ob der Überstrom erfasst wird. Insbesondere bestimmt die CPU 22a in einem Fall, dass ein Logikpegel des Eingangsanschlusses P4 niedrig (LOW) ist, dass der Überstrom erfasst wird.
In einem Fall, dass der Überstrom erfasst wird, bringt die CPU 22a den Prozess zu S280 voran. In einem Fall, dass der Überstrom nicht erfasst wird, gibt die CPU 22a in S 190 ein Referenzspannungsvariationssignal aus. Insbesondere setzt die CPU 22a einen Logikpegel des Ausgangsanschlusses P2 auf niedrig (LOW).
Die CPU 22a liest in S200 die Ausgangsspannung V_aus. Wie in 5 gezeigt ist, bestimmt die CPU 22a in S210, ob ein Wert der gelesenen Ausgangsspannung V_aus gleich dem zweiten Wert Vb ist.
In einem Fall, dass der Wert der Ausgangsspannung V_aus nicht gleich dem zweiten Wert Vb ist, bringt die CPU 22a den Prozess zu S280 voran. In einem Fall, dass der Wert der Ausgangsspannung V_aus gleich dem zweiten Wert Vb ist, bestimmt die CPU 22a in S220, ob der Überstrom erfasst wird, in einer zu S 180 ähnlichen Weise.
In einem Fall, dass der Überstrom nicht erfasst wird, bringt die CPU 22a den Prozess zu S280 voran. In einem Fall, dass der Überstrom erfasst wird, hört die CPU 22a in S230 auf, das Referenzspannungsvariationgssignal auszugeben. Insbesondere setzt die CPU 22a den Logikpegel des Ausgangsanschlusses P2 auf hoch (HIGH).
Anschließend bestimmt die CPU 22a in S240, ob der Überstrom erfasst wird, in einer zu S 180 ähnlichen Weise. In einem Fall, dass der Überstrom nicht erfasst wird, bringt die CPU 22a den Prozess zu S280 voran. In einem Fall, dass der Überstrom erfasst wird, hört die CPU 22a in S250 auf, das simulative Schalter-ein-Signal auszugeben. Insbesondere setzt die CPU 22a den Logikpegel des Ausgangsanschlusses P3 auf niedrig (LOW).
Die CPU 22a bestimmt in S260, ob der Überstrom erfasst wird, in einer zu S 180 ähnlichen Weise. In einem Fall, dass der Überstrom nicht erfasst wird, beendet die CPU 22a den Stromsensorprüfprozess. In einem Fall, dass der Überstrom erfasst wird, bestimmt die CPU 22a in S270, ob der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 eingeschaltet ist, beendet die CPU 22a den Stromsensorprüfprozess. In einem Fall, dass der Drückerschalter 9 ausgeschaltet ist, bringt die CPU 22a den Prozess zu S280 voran.
In S280 setzt die CPU 22a den Stromsensorfehlermerker F1 zum Beenden des Stromsensorprüfprozesses. Der Stromsensorfehlermerker F1 ist in dem RAM 22c vorgesehen.
6 zeigt Änderungen in den Ausgangsspannungen V_aus relativ zu Änderungen in den Widerstandswerten des ersten bis sechsten Widerstands R1 bis R6, wenn der Ansteuerungsstromwert 0 [A] ist. Linien L1 bis L6 geben respektive die Änderung in der Ausgangsspannung Vaus relativ zu der Änderung in den Widerstandswerten des ersten bis sechsten Widerstands R1 bis R6 an.
Der Widerstandswert des ersten Widerstands R1 kann von dem Widerstandswert des zweiten Widerstands R2 verschieden sein. Der Widerstandswert des dritten Widerstands R3 kann von dem Widerstandswert des vierten Widerstands R4 verschieden sein.
In diesem Fall können Beispiele geeigneter Widerstandswerte des ersten bis sechsten Widerstands R1 bis R6 4,7 kΩ, 100 kΩ, 4,7 kΩ, 100 kΩ, 100 Ω bzw. 100 Ω sein.
Wie in 6 gezeigt ist, weicht in Erwiderung auf eine Änderung in dem Widerstandswert eines von dem ersten bis dem sechsten Widerstand R1 bis R6, wenn der Ansteuerungsstromwert null [A] ist, die Ausgangsspannung V_aus von dem ersten Wert Va (= 2,5 [V]) ab. Somit ist der normale Spannungsbereich von der unteren Grenze (2,4 [V]) zu der oberen Grenze (2,6 [V]) spezifiziert.
[1-4. Zusammenfassung der ersten Ausführungsform]
Die erste Ausführungsform zusammenfassend misst die Elektrostrommessschaltung 23 den Betrag des elektrischen Stroms, der durch den Shunt-Widerstand R0 fließt, und gibt die Ausgangsspannung Vaus, die dem Betrag des gemessenen elektrischen Stroms entspricht, aus. Die Referenzspannungsschaltung 24 führt der Elektrostrommessschaltung 23 die Referenzspannung Vref, deren Wert so festgelegt worden ist, dass er von 0 [V] verschieden ist, zu.
Die Elektrostrommessschaltung 23 gibt die Ausgangsspannung V_aus, die mit der Referenzspannung konsistent ist, in Erwiderung darauf, dass der elektrische Strom nicht durch den Shunt-Widerstand R0 fließt, aus. Die Referenzspannungsschaltung 24 variiert den Wert der Referenzspannung V_ref in Erwiderung darauf, dass eine erste Bedingung erfüllt wird, die eine Bedingung ist, bei der der Drückerschalter aus ist, unmittelbar nachdem die Steuerungsschaltung 22 gestartet wird. Die erste Bedingung ist nicht auf die Bedingung, bei der der Drückerschalter aus ist, unmittelbar nachdem die Steuerungsschaltung 22 gestartet wird, beschränkt, sondern kann eine beliebige andere Bedingung sein.
Wie oben beschrieben wurde, variiert bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 die Referenzspannungsschaltung 24 den Wert der Referenzspannung V_ref in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird. Der Wert der Ausgangsspannung V_aus der Elektrostrommessschaltung 23 variiert, während der Wert der Referenzspannung V_ref variiert (oder der Wert der Ausgangsspannung Vaus der Elektrostrommessschaltung 23 variiert entsprechend dem Wert der Referenzspannung Vref, der variiert), und daher kann die Elektrostrommessschaltung 23 als nicht defekt bestimmt werden. Somit kann die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 den elektrischen Strom ohne eine zusätzliche Elektrostrommessschaltung mit hoher Zuverlässigkeit messen. Außerdem kann eine Schaltung zum Variieren der Referenzspannung V_ref in der Referenzspannungsschaltung 24 vereinfacht werden.
Infolgedessen erfordert die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 keine zusätzlichen Komponenten für die zusätzliche Elektrostrommessschaltung und keinen vergrößerten Fußabdruck für die zusätzlichen Komponenten darin.
Der Wert der Ausgangsspannung V_aus, während die erste Bedingung erfüllt wird, ist größer als der Wert der Ausgangsspannung V_aus, während die erste Bedingung nicht erfüllt wird. Dies ermöglicht der Elektrostrommessschaltung 23, die Ausgangsspannung Vaus, die größer als die gemessene Spannung ist, die über dem Shunt-Widerstand R0 erzeugt wird, selbst in einem Fall, dass die Referenzspannung V_ref aufgrund irgendeiner Ursache, wie beispielsweise Rauschen, variiert wird, auszugeben, während sich der Motor 11 dreht.
Dies macht es möglich, eine ungenaue Messung, bei der der Stromwert niedriger als der tatsächliche Wert in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 gemessen wird, in einem Fall, dass ein Defekt auftritt, während sich der Motor 11 dreht, zu unterdrücken. Der Defekt kann eine Variation in der Referenzspannung Vref, während sich der Motor 11 dreht, sein.
In einem Fall, dass die Ausgangsspannung Vaus größer als der Überstromerfassungsschwellenwert ist, bestimmt die Überstromerfassungsschaltung 25, dass ein Überstrom durch den Shunt-Widerstand R0 fließt. Die Referenzspannung Vref, während die erste Bedingung erfüllt wird, ist größer als der Überstromerfassungsschwellenwert.
Somit wird die Ausgangsspannung Vaus der Elektrostrommessschaltung 23 größer als der Überstromerfassungsschwellenwert, während die Referenzspannungsschaltung 24 den Wert der Referenzspannung V_ref in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird, variiert. Folglich bestimmt die Überstromerfassungsschaltung 25, dass der Überstrom erfasst wird. Somit kann die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine eine erste Diagnose der Elektrostrommessschaltung 23 (mit anderen Worten eine Bestimmung, ob die Elektrostrommessschaltung 23 ordnungsgemäß arbeitet) und eine zweite Diagnose der Überstromerfassungsschaltung 25 (mit anderen Worten eine Bestimmung, ob die Überstromerfassungsschaltung 25 ordnungsgemäß arbeitet) simultan durchführen, indem der Wert der Referenzspannung V_ref geändert wird.
Die Steuerungsschaltung 22 führt eine Selbstdiagnose basierend auf der Ausgangsspannung Vaus, während die erste Bedingung erfüllt wird, zum Bestimmen, ob ein Defekt in der Elektrostrommessschaltung 23 auftritt, durch. Die erste Bedingung wird in Erwiderung darauf, dass der Drückerschalter 9 nicht manuell betätigt wird, erfüllt. Die Steuerungsschaltung 22 setzt die Selbstdiagnose in Erwiderung darauf, dass der Drückerschalter 9 während der Selbstdiagnose manuell betätigt wird, aus.
Dies ermöglicht der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1, ein Auftreten eines Problems, dass die Strommessschaltung 23 die Selbstdiagnose ungeachtet einer Situation, in der die Selbstdiagnose nicht durchgeführt werden kann, durchführt, zu unterdrücken, und somit kann eine Diagnosegenauigkeit für die Strommessschaltung 23 verbessert werden.
[1-5. Entsprechung zwischen Begriffen]
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht das Sägeblatt 4 einem Beispiel für das Werkzeug der vorliegenden Offenbarung, und entspricht die Referenzspannungsschaltung 24 einem Beispiel für die Referenzspannungserzeugungsschaltung der vorliegenden Offenbarung.
Die Batterie 12 entspricht einem Beispiel für die Leistungszufuhr der vorliegenden Offenbarung, die Leistungszufuhrleitung 29 und die Masseleitung 30 entsprechen einem Beispiel für den Elektrostrompfad der vorliegenden Offenbarung.
Die Steuerungsschaltung 22, die die Schritte von S210 durchführt, entspricht einem Beispiel für die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung und die Diagnoseschaltung für Überstromerfassung der vorliegenden Offenbarung, und der Drückerschalter 9 entspricht einem Beispiel für den manuellen Schalter der vorliegenden Offenbarung. Die Steuerungsschaltung 22 entspricht einem Beispiel für den Computer der vorliegenden Offenbarung. Der Komparator A2 entspricht einem Beispiel für die Signalausgabeschaltung der vorliegenden Offenbarung. Die Steuerungsschaltung 22 entspricht einem Beispiel für die Simulativsignalausgabeschaltung der vorliegenden Offenbarung. Der erste Transistor T1 entspricht einem Beispiel für den Schalter der vorliegenden Offenbarung.
[2] Andere Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist im Obigen beschrieben worden. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann in verschiedenen Weisen ausgeübt werden.
[Variation 1]
Wie in 7 gezeigt ist, kann die Referenzspannungsschaltung 24 aufweisen: den fünften Widerstand R5; den sechsten Widerstand R6; einen einundzwanzigsten Widerstand R21; einen zweiundzwanzigsten Widerstand R22; einen einundzwanzigsten Kondensator C21; einen einundzwanzigsten Transistor T21; und einen Shunt-Regler SR.
Der einundzwanzigste Widerstand R21 weist ein erstes Ende zum Aufnehmen der Zufuhrspannung auf. Der einundzwanzigste Widerstand R21 weist ein zweites Ende, das mit dem ersten Ende des fünften Widerstands R5 verbunden ist, auf. Der fünfte Widerstand R5 weist das zweite Ende, das mit dem ersten Ende des sechsten Widerstands R6 und einem ersten Ende des zweiundzwanzigsten Widerstands R22 verbunden ist, auf. Der sechste Widerstand R6 weist das zweite Ende, das geerdet ist, auf.
Der einundzwanzigste Kondensator C21 weist ein erstes Ende, das mit einem Verbindungspunkt zwischen dem einundzwanzigsten Widerstand R21 und dem fünften Widerstand R5 verbunden ist, auf. Der einundzwanzigste Kondensator C21 weist ein zweites Ende, das geerdet ist, auf.
Der einundzwanzigste Transistor T21 ist bei der ersten Variation ein NPN-Typ-Bipolartransistor. Der einundzwanzigste Transistor T21 ist nicht auf den NPN-Typ-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann bei anderen Ausführungsformen ein Transistor in einer anderen Ausgestaltung sein. Der einundzwanzigste Transistor T21 weist eine Basis, die mit dem Ausgangsanschluss P2 der Steuerungsschaltung 22 verbunden ist, auf. Der einundzwanzigste Transistor T21 weist einen Kollektor, der mit einem zweiten Ende des zweiundzwanzigsten Widerstands R22 verbunden ist, auf. Der einundzwanzigste Transistor T21 weist einen Emitter, der geerdet ist, auf.
Der Shunt-Regler SR weist eine Kathode, die mit dem Verbindungspunkt zwischen dem einundzwanzigsten Widerstand R21 und dem fünften Widerstand R5 verbunden ist, auf. Der Shunt-Regler SR weist eine Anode, die geerdet ist, auf. Der Shunt-Regler SR weist einen Referenzanschluss, der mit dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 verbunden ist, auf.
Die Referenzspannungsschaltung 24 gibt eine Kathodenspannung an einem Verbindungspunkt zwischen dem einundzwanzigsten Widerstand R21 und dem Shunt-Regler SR als die Referenzspannung Vref aus.
Bei der Referenzspannungsschaltung 24 wird die Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 an den Referenzanschluss des Shunt-Reglers SR eingegeben. Der Shunt-Regler SR erzeugt eine Kathodenspannung, so dass die Spannung, die an den Referenzanschluss eingegeben wird, eine vorbestimmte Spannung wird, und gibt die erzeugte Kathodenspannung als die Referenzspannung Vref aus. Die Spannung, die an den Referenzanschluss eingegeben wird, während der einundzwanzigste Transistor T21 eingeschaltet ist, wird abhängig von den Widerstandswerten des fünften Widerstands R5, des sechsten Widerstands R6 und des zweiundzwanzigsten Widerstands R22 bestimmt. Die Spannung, die an den Referenzanschluss eingegeben wird, während der einundzwanzigste Transistor T21 ausgestaltet ist, wird abhängig von den Widerstandswerten des fünften Widerstands R5 und des sechsten Widerstands R6 bestimmt.
[Variation 2]
Wie in 8 gezeigt ist, kann die Referenzspannungsschaltung 24 aufweisen: den fünften Widerstand R5; den sechsten Widerstand R6; einen einunddreißigsten Widerstand R31; einen einunddreißigsten Kondensator C31; einen einunddreißigsten Transistor T31; und einen Linearregler mit variablem Ausgang LDO.
Der fünfte Widerstand R5 weist das erste Ende, das mit einem Ausgangsanschluss V_aus des Linearreglers mit variablem Ausgang LDO verbunden ist, auf. Der fünfte Widerstand R5 weist das zweite Ende, das mit dem ersten Ende des sechsten Widerstands R6 und einem ersten Ende des einunddreißigsten Widerstands R31 verbunden ist, auf. Der sechste Widerstand R6 weist das zweite Ende, das geerdet ist, auf. Der einunddreißigste Widerstand R31 weist ein zweites Ende, das mit einem Kollektor des einunddreißigsten Transistors T31 verbunden ist, auf.
Der einunddreißigste Kondensator C31 weist ein erstes Ende, das mit dem Ausgangsanschluss Vaus des Linearreglers mit variablem Ausgang LDO verbunden ist, auf. Der einunddreißigste Kondensator C31 weist ein zweites Ende, das geerdet ist, auf.
Der einunddreißigste Transistor T31 ist bei der zweiten Variation in einer Ausgestaltung eines NPN-Typ-Bipolartransistors. Der einunddreißigste Transistor T31 ist nicht auf den NPN-Typ-Bipolartransistor beschränkt, sondern kann bei einer anderen Ausführungsform in einer Ausgestaltung eines anderen Typs von Transistor sein. Der einunddreißigste Transistor T31 weist eine Basis, die mit dem Ausgangsanschluss P2 der Steuerungsschaltung 22 verbunden ist, auf. Der einunddreißigste Transistor T31 weist einen Emitter, der geerdet ist, auf.
Der Linearregler mit variablem Ausgang LDO weist einen Eingangsanschluss Vdd zum Aufnehmen der Zufuhrspannung auf. Der Linearregler mit variablem Ausgang LDO weist einen Rückkopplungsanschluss FB, der mit einem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5, dem sechsten Widerstand R6 und dem einunddreißigsten Widerstand R31 verbunden ist, auf. Der Linearregler mit variablem Ausgang LDO weist einen Masseanschluss, der geerdet ist, auf.
Bei der Referenzspannungsschaltung 24, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird der einunddreißigste Transistor T31 in Erwiderung darauf, dass der Logikpegel des Ausgangsanschlusses P2 hoch (HIGH) ist, eingeschaltet. Die Referenzspannungsschaltung 24 gibt, von dem Ausgangsanschluss V_aus, in Erwiderung darauf, dass der einunddreißigste Transistor T31 eingeschaltet wird, eine Spannung, die abhängig von den Widerstandswerten des fünften Widerstands R5, des sechsten Widerstands R6 und des einunddreißigsten Widerstands R31 bestimmt wird, aus. Bei der Referenzspannungsschaltung 24 wird der einunddreißigste Transistor T31 in Erwiderung darauf, dass der Logikpegel des Ausgangsanschlusses P2 niedrig (LOW) ist, ausgeschaltet. Die Referenzspannungsschaltung 24 gibt, von dem Ausgangsanschluss V_aus, in Erwiderung darauf, dass der einunddreißigste Transistor T31 ausgeschaltet wird, eine Spannung, die abhängig von den Widerstandswerten des fünften Widerstands R5 und des sechsten Widerstands R6 bestimmt wird, aus.
[Variation 3]
Wie in 9 gezeigt ist, kann die Referenzspannungsschaltung 24 eine Widerstandswertvariationsschaltung 24b und einen zweiten Operationsverstärker A41 aufweisen. Die Widerstandswertvariationsschaltung 24b weist den ersten Transistor T1 und einen einundvierzigsten Widerstand R41 auf.
Der einundvierzigste Widerstand R41 weist ein erstes Ende, das mit dem Kollektor des ersten Transistors T1 verbunden ist, auf. Der einundvierzigste Widerstand R41 weist ein zweites Ende, das mit dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 verbunden ist, auf.
Der zweite Operationsverstärker A41 weist einen nicht invertierenden Eingangsanschluss, der mit dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 verbunden ist, auf. Der zweite Operationsverstärker A41 weist einen invertierenden Eingangsanschluss, der mit einem Ausgangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers A41 verbunden ist, auf. D.h., der zweite Operationsverstärker A41 bildet einen Einheitsverstärkungspuffer (oder einen Spannungsfolger) aus, der ein Beispiel für Spannungspuffer ist.
Die Referenzspannungsschaltung 24 gibt eine Spannung äquivalent zu der Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen dem fünften Widerstand R5 und dem sechsten Widerstand R6 als die Referenzspannung Vref aus. Die Referenzspannungsschaltung 24 kann, von dem Ausgangsanschluss des zweiten Operationsverstärkers A41, die Referenzspannung Vref bei einer niedrigen Ausgangsimpedanz ausgeben.
[Variation 4]
Die Steuerungsschaltung 22 kann den Ausgangsanschluss P2, wie in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, anstelle der Referenzspannungsschaltung 24 zum Ausgeben eines Signals, das von digital zu analog umgewandelt wird (d.h. D/A-Umwandlung), aufweisen. In diesem Fall kann der Ausgangsanschluss P2 mit dem nicht invertierenden Eingangsanschluss des ersten Operationsverstärkers A1 der Elektrostrommessschaltung 23 über den vierten Widerstand R4 verbunden sein. Die Referenzspannung kann in Erwiderung darauf, dass der Wert der Spannung des Ausgangsanschlusses P2 beispielsweise zu dem ersten Wert Va oder dem zweiten Wert Vb variiert, variiert werden.
[Andere Variationen]
Die Technik der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Arten von elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen, die an Arbeitsorten, wie beispielsweise Heimwerken, Produktion/Herstellung, Gartenarbeiten und Konstruktion/Bau verwendet werden, angewendet werden. Insbesondere kann die Technik der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Arten von elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen, beispielsweise elektrische Kraftwerkzeuge für Steinbearbeitung, Metallbearbeitung oder Holzbearbeitung, Arbeitsmaschinen für Gartenarbeiten und elektrische Geräte zum Formen der Arbeitsortumgebungen angewendet werden. Die vorliegende Offenbarung kann genauer gesagt auf verschiedene Arten von elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise einen elektrischen Hammer, einen elektrischen Bohrhammer, einen elektrischen Schlagbohrer, einen elektrischen Bohrer, einen elektrischen Schrauber, einen elektrischen Schraubenschlüssel, eine elektrische Schleifmaschine, eine elektrisch betriebene Kreissäge, eine elektrische Säbelsäge, eine elektrische Stichsäge, eine elektrische Schneidvorrichtung, eine elektrische Kettensäge, einen elektrischen Hobel, eine elektrische Nagelpistole (einschließlich eines Tackers), einen elektrischen Heckentrimmer/-schneider, einen elektrischen Rasenmäher, einen elektrischen Grastrimmer/-schneider, einen elektrischen Rasentrimmer/Unkrautschneider, eine elektrische Reinigungsvorrichtung, ein elektrisches Gebläse, eine elektrische Sprühvorrichtung, eine elektrische Streuvorrichtung und einen elektrischen Staubsammler (Entstauber) angewendet werden.
Eine Mehrzahl von Funktionen, die bei den oben beschriebenen Ausführungsformen durch ein einzelnes Element durchgeführt werden, kann durch eine Mehrzahl von Elementen erzielt werden, oder eine Funktion, die durch ein einzelnes Element durchgeführt wird, kann durch eine Mehrzahl von Elementen erzielt werden. Auch kann eine Mehrzahl von Funktionen, die durch eine Mehrzahl von Elementen durchgeführt wird, durch ein einzelnes Element erzielt werden, oder eine Funktion, die durch eine Mehrzahl von Elementen durchgeführt wird, kann durch ein einzelnes Element erzielt werden. Ferner kann ein Teil einer Ausgestaltung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen weggelassen werden. Außerdem kann zumindest ein Teil einer Ausgestaltung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen zu einer anderen Ausgestaltung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden oder diese ersetzen.
Zusätzlich zu der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1, die oben beschrieben wurde, kann die Technik der vorliegenden Offenbarung auch in verschiedenen Weisen realisiert werden, wie beispielsweise: einem Programm zum Veranlassen eines Computers, als die Steuerungseinheit 20 zu funktionieren; einem nicht flüchtigen greifbaren Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise einem Halbleiterspeicher, das das Programm speichert; einem Verfahren zum Steuern der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine; und dergleichen.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.

Claims

Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine (1) mit: einem Werkzeug (4); einem Motor (11), der dazu ausgebildet ist, eine Antriebskraft zum Antreiben des Werkzeugs zu erzeugen; einem manuellen Schalter (9), der dazu ausgebildet ist, durch einen Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine manuell betätigt zu werden; einem Elektrostrompfad (29, 30), der dazu ausgebildet ist, (i) eine Leistungszufuhr mit dem Motor in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter manuell betätigt wird, zu verbinden, und (ii) die Leistungszufuhr von dem Motor in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter nicht manuell betätigt wird, zu trennen; einem Shunt-Widerstand (R0) auf dem Elektrostrompfad; einer Referenzspannungserzeugungsschaltung (24), die dazu ausgebildet ist, (i) eine Referenzspannung, die einen ersten Betrag aufweist, in Erwiderung darauf, dass eine erste Bedingung erfüllt wird, zu erzeugen, und (ii) die Referenzspannung, die einen zweiten Betrag aufweist, in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird, zu erzeugen, bei denen der erste Betrag und der zweite Betrag von null Volt verschieden sind, und der erste Betrag von dem zweiten Betrag verschieden ist; und einer Elektrostrommessschaltung (23), die dazu ausgebildet ist, (i) die Referenzspannung und eine gemessene Spannung aufzunehmen, und (ii) eine Ausgangsspannung basierend auf der Referenzspannung und der gemessenen Spannung auszugeben, bei denen die gemessene Spannung über dem Shunt-Widerstand in Erwiderung darauf, dass ein elektrischer Strom durch den Shunt-Widerstand fließt, erzeugt wird, und die Ausgangsspannung in Erwiderung darauf, dass der elektrische Strom nicht durch den Shunt-Widerstand fließt, mit der Referenzspannung konsistent ist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, bei der der erste Betrag größer als der zweite Betrag ist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung (22), die dazu ausgebildet ist, die Elektrostrommessschaltung basierend auf der Ausgangsspannung zu diagnostizieren, während die erste Bedingung erfüllt wird.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung (22) dazu ausgebildet ist: die Elektrostrommessschaltung in Erwiderung darauf, dass ein Betrag der Ausgangsspannung mit dem ersten Betrag konsistent ist, als nicht defekt zu bestimmen, und die Elektrostrommessschaltung in Erwiderung darauf, dass der Betrag der Ausgangsspannung mit dem ersten Betrag inkonsistent ist, als defekt zu bestimmen.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung (22) ferner dazu ausgebildet ist, ein Diagnostizieren der Elektrostrommessschaltung in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter manuell betätigt wird, während die Diagnoseschaltung für Elektrostrommessung die Elektrostrommessschaltung diagnostiziert, auszusetzen.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einer Überstromerfassungsschaltung (25), die dazu ausgebildet ist, einen Überstrom, der durch den Shunt-Widerstand fließt, in Erwiderung darauf, dass die Ausgangsspannung gleich oder größer als ein voreingestellter Schwellenwert ist, der einem minimalen Wert der Ausgangsspannung, während der Überstrom durch den Shunt-Widerstand fließt, entspricht und der kleiner als der erste Betrag ist, zu erfassen.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Überstromerfassungsschaltung (25) aufweist: eine Signalausgabeschaltung (A2), die dazu ausgebildet ist, in Erwiderung darauf, dass die Ausgangsspannung gleich oder größer als der voreingestellte Schwellenwert ist, ein Überstromsignal, das angibt, dass die Überstromerfassungsschaltung den Überstrom erfasst, auszugeben; und eine Verriegelungsschaltung (26), die dazu ausgebildet ist, das Überstromsignal, das von der Signalausgabeschaltung ausgegeben wird, aufrechtzuerhalten, während der manuelle Schalter manuell betätigt wird.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer Simulativsignalausgabeschaltung (22), die dazu ausgebildet ist, in Erwiderung darauf, dass die Überstromerfassungsschaltung den Überstrom erfasst, ein simulatives Schalter-ein-Signal, das simulativ angibt, dass der manuelle Schalter manuell betätigt wird, an die Verriegelungsschaltung auszugeben.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit einer Diagnoseschaltung für Überstromerfassung (22), die dazu ausgebildet ist, die Überstromerfassungsschaltung zu diagnostizieren, während die erste Bedingung erfüllt wird.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei der die Diagnoseschaltung für Überstromerfassung (22) dazu ausgebildet ist: eine simulative Spannung, die größer als der voreingestellte Schwellenwert ist, an die Überstromerfassungsschaltung auszugeben, und in Erwiderung darauf, dass die simulative Spannung ausgegeben wird, zu bestimmen, ob die Überstromerfassungsschaltung den Überstrom erfasst.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Elektrostrommessschaltung (23) ferner dazu ausgebildet ist, die gemessene Spannung, die durch die Elektrostrommessschaltung aufgenommen wird, zu verstärken.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der die Elektrostrommessschaltung (23) eine Differentialverstärkungsschaltung (A1, R1, R2, R3, R4) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die gemessene Spannung, die durch die Elektrostrommessschaltung aufgenommen wird, zu verstärken.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der die Differentialverstärkungsschaltung (A1, R1, R2, R3, R4) einen Operationsverstärker (A1) aufweist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der die Differentialverstärkungsschaltung (A1, R1, R2, R3, R4) einen ersten Verstärkungsfaktor aufweist, bei der der Operationsverstärker (A1) einen Leerlaufverstärkungsfaktor davon aufweist, und bei der der erste Verstärkungsfaktor kleiner als der Leerlaufverstärkungsfaktor ist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der die Ausgangsspannung einer Summe (i) der Referenzspannung, die durch die Elektrostrommessschaltung (23) aufgenommen wird, und (ii) der gemessenen Spannung, die durch die Elektrostrommessschaltung verstärkt wird, entspricht.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der die Referenzspannungserzeugungsschaltung (24) aufweist: einen ersten Widerstand (R5); einen zweiten Widerstand (R6), der mit dem ersten Widerstand in Reihe verbunden ist; einen Referenzspannungsausgangsanschluss (24a), der zwischen dem ersten Widerstand und dem zweiten Widerstand verbunden ist und der dazu ausgebildet ist, die Referenzspannung auszugeben; und einen Schalter (T1), der mit dem ersten Widerstand parallel verbunden ist und der dazu ausgebildet ist, (i) in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird, zu einem nicht leitenden Zustand zu wechseln, und (ii) in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird, zu einem leitenden Zustand zu wechseln.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ferner mit einem Computer (22), der einen Ausgangsanschluss (P2), der dazu ausgebildet ist, ein analog ausgebildetes Spannungssignal, das einen ersten Pegel oder einen zweiten Pegel aufweist, an die Referenzspannungserzeugungsschaltung auszugeben, aufweist, bei denen der erste Pegel von dem zweiten Pegel verschieden ist, und der Computer dazu ausgebildet ist, (i) das analog ausgebildete Spannungssignal in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird, auf den ersten Pegel zu setzen, und (ii) das analog ausgebildete Spannungssignal in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung erfüllt wird, auf den zweiten Pegel zu setzen.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, bei der die erste Bedingung zumindest in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter nicht manuell betätigt wird, erfüllt wird.
Verfahren mit: Schließen eines Elektrostrompfads (29, 30), der eine Leistungszufuhr mit einem Motor der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine verbindet, in Erwiderung darauf, dass ein manueller Schalter (9) einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine (1) manuell betätigt wird; Unterbrechen des Elektrostrompfads in Erwiderung darauf, dass der manuelle Schalter nicht manuell betätigt wird; Erzeugen einer Referenzspannung, die einen ersten Betrag, der von null Volt verschieden ist, aufweist, in Erwiderung darauf, dass eine erste Bedingung erfüllt wird; Erzeugen der Referenzspannung, die einen zweiten Betrag, (i) der von null Volt verschieden ist und (ii) von dem ersten Betrag verschieden ist, aufweist, in Erwiderung darauf, dass die erste Bedingung nicht erfüllt wird; und Ausgeben einer Ausgangsspannung basierend auf der Referenzspannung und einer gemessenen Spannung, die über einem Shunt-Widerstand (R0) auf dem Elektrostrompfad in Erwiderung darauf, dass ein elektrischer Strom durch den Shunt-Widerstand fließt, erzeugt wird, bei dem die Ausgangsspannung in Erwiderung darauf, dass der elektrische Strom nicht durch den Shunt-Widerstand fließt, mit der Referenzspannung konsistent ist.