DE102022129635A1

DE102022129635A1 - Elektrische arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102022129635A1
Application number: DE102022129635.0A
Authority: DE
Inventors: Itsuku Kato
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2021-11-11
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2023-05-11
Also published as: US20230144684A1; CN116100064A; JP2023071389A

Abstract

Eine elektrische Arbeitsmaschine (10) weist eine Ausgabewelle (7), einen Motor (50), eine Strommessschaltung (43) und eine Steuerung (60) auf. Die Strommessschaltung misst einen Stromwert, der einem Betrag eines Antriebsstroms, der durch den Motor fließt, entspricht. Die Steuerung stellt einen Maximalwert und eine Schwelle ein. Die Steuerung berechnet ansprechend darauf, dass der Stromwert die Schwelle erreicht hat, einen Korrekturwert, der kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, so dass der Antriebsstrom abnimmt. Die Steuerung subtrahiert den berechneten Korrekturwert von dem Steuerparameter, so dass der Steuerparameter korrigiert wird. Die Steuerung treibt den Motor basierend auf dem korrigierten Steuerparameter an.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektrische Arbeitsmaschine.
JP 2016-93854 A offenbart eine elektrische Vorrichtung, bei der ein Steuerparameter zum Verringern eines Antriebsstroms eines Motors korrigiert wird, wenn der Antriebsstrom des Motors eine voreingestellte Stromschwelle überschreitet. Somit vermeidet die oben beschriebene elektrische Vorrichtung den Stopp des Motors, während der Antriebsstrom unterdrückt wird, wenn der Motor eine momentane große Last erhält.
ZUSAMMENFASSUNG
Die oben beschriebene elektrische Vorrichtung unterdrückt den Antriebsstrom weiter, wenn der Motor kontinuierlich eine relativ große Last erhält. Demzufolge ist es mit einem nicht ausreichenden Ausgangsdrehmoment möglicherweise nicht möglich, eine Arbeit mit der elektrischen Vorrichtung fortzusetzen.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist bevorzugt, eine exzellente Handhabbarkeit der elektrischen Arbeitsmaschine zu erhalten.
Die elektrische Arbeitsmaschine gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist eine Ausgabewelle (Ausgangswelle), einen Motor, eine Strommessschaltung und eine Steuerung auf. Die Ausgabewelle ist an einem Werkzeug befestigt oder mit diesem verbunden. Der Motor treibt die Ausgabewelle an. Die Strommessschaltung misst einen Stromwert. Der Stromwert entspricht einem Betrag eines Antriebsstroms, der durch den Motor fließt. Die Steuerung stellt einen Maximalwert und eine Schwelle ein. Die Steuerung berechnet ansprechend darauf, dass der Stromwert die Schwelle erreicht hat, einen Korrekturwert, der kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, so dass der Antriebsstrom abnimmt. Die Steuerung subtrahiert den berechneten Korrekturwert von dem Steuerparameter, wodurch der Steuerparameter korrigiert wird. Die Steuerung treibt den Motor basierend auf dem korrigierten Steuerparameter an.
Bei der oben beschriebenen elektrischen Arbeitsmaschine wird der Maximalwert des Korrekturwerts eingestellt, und der Korrekturwert, der kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, wird berechnet. Dann wird der Steuerparameter basierend auf dem berechneten Korrekturwert korrigiert. Daher kann, wenn der Motor momentan (vorübergehend) eine sehr große Last erhält, der Antrieb des Motors fortgesetzt werden, während der Antriebsstrom unterdrückt wird. Ferner kann, wenn der Motor kontinuierlich eine relativ große Last erhält, vermieden werden, dass der Antriebsstrom kontinuierlich unterdrückt wird, und der Antriebsstrom kann bei Bedarf erhöht werden. Somit kann die exzellente Handhabbarkeit der elektrischen Arbeitsmaschine erhalten werden.
Figurenliste
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden auf beispielhafte Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 ein äußeres Erscheinungsbild einer elektrischen Arbeitsmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine Querschnittsansicht zeigt, die eine innere Konfiguration der elektrischen Arbeitsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, das eine elektrische Konfiguration der elektrischen Arbeitsmaschine gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
4 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur eines Motorantriebsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5A ein Teil eines Flussdiagramms ist, das eine Prozedur eines Ausgabebegrenzungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
5B ein restlicher Teil des Flussdiagramms ist, das die Prozedur des Ausgabebegrenzungsprozesses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6A ein Beispiel für eine Tabelle ist, die eine Begrenzungsschwelle, ein Vorhandensein oder Fehlen einer maximalen Begrenzung, eine erste maximale Begrenzung und eine zweite maximale Begrenzung in einem Bohrmodus, einem Kupplungsmodus, einem Hochdrehzahlmodus und einem Niedrigdrehzahlmodus gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6B ein anderes Beispiel für eine Tabelle ist, die die Begrenzungsschwelle, das Vorhandensein oder Fehlen der maximalen Begrenzung, die erste maximale Begrenzung und die zweite maximale Begrenzung in dem Bohrmodus, dem Kupplungsmodus, dem Hochdrehzahlmodus und dem Niedrigdrehzahlmodus gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
6C ein anderes Beispiel für eine Tabelle ist, die die Begrenzungsschwelle, das Vorhandensein oder Fehlen der maximalen Begrenzung, die erste maximale Begrenzung und die zweite maximale Begrenzung in dem Bohrmodus, dem Kupplungsmodus, dem Hochdrehzahlmodus und dem Niedrigdrehzahlmodus gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
7 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur eines Ausgabeprozesses gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
8 ein Kennfeld ist, das eine maximale Einschaltdauer und eine Solldrehzahl in Zuordnung zu einem Drückerdrückausmaß in dem Bohrmodus und dem Kupplungsmodus gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
9 ein Kennfeld ist, das eine Referenzeinschaltdauer in Zuordnung zu der Solldrehzahl gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
10 ein Zeitdiagramm ist, das eine zeitliche Variation einer Motordrehzahl, einer PWM-Einschaltdauer und des Antriebsstroms gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
11 ein Zeitdiagramm ist, das eine zeitliche Variation einer Motordrehzahl, einer PWM-Einschaltdauer und des Antriebsstroms gemäß einem Referenzbeispiel zeigt;
12 ein Flussdiagramm ist, das eine Prozedur eines Ausgabeprozesses gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt; und
13 ein Kennfeld ist, das eine Solleinschaltdauer in Zusammenhang mit einem Drückerdrückausmaß in einem Bohrmodus und einem Kupplungsmodus gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Übersicht über die Ausführungsformen]
Bei einer Ausführungsform kann eine elektrische Arbeitsmaschine ein Werkzeug, eine Ausgabewelle, einen Motor, eine Strommessschaltung und/oder eine Steuerung aufweisen. Die Ausgabewelle kann an einem Werkzeug angebracht oder mit diesem verbunden werden. Der Motor kann die Ausgabewelle antreiben. Die Strommessschaltung kann einen Stromwert messen, wobei der Stromwert einem Betrag eines Antriebsstroms, der durch dem Motor fließt, entspricht. Die Steuerung kann einen Maximalwert und eine Schwelle einstellen. Die Steuerung kann ansprechend darauf, dass der Stromwert die Schwelle erreicht hat, einen Korrekturwert, der kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, so berechnen, dass der Antriebstrom abnimmt. Die Steuerung kann den berechneten Korrekturwert von dem Steuerparameter subtrahieren, so dass der Steuerparameter korrigiert wird. Die Steuerung kann den Motor basierend auf dem korrigierten Steuerparameter antreiben.
Die Steuerung kann eine Variation basierend auf einer ersten Differenz und einem ersten Verstärkungsfaktor berechnen. Die Steuerung kann die berechnete Variation integrieren, so dass ein Korrekturwert berechnet wird. Die erste Differenz kann einem Wert entsprechen, der durch das Subtrahieren der Schwelle von dem Stromwert, der durch die Strommessschaltung gemessen wird, erhalten wird. Bei der elektrischen Arbeitsmaschine einer Ausführungsform können beliebige dieser Merkmale weggelassen werden.
Wenn die elektrische Arbeitsmaschine einer Ausführungsform die oben beschriebene Merkmale aufweist, kann die Steuerung den Antriebsstrom durch Berechnen der Variation basierend auf der ersten Differenz und dem ersten Verstärkungsfaktor momentan unterdrücken. Insbesondere multipliziert die Steuerung zum Berechnen der Variation die erste Differenz mit dem ersten Verstärkungsfaktor, so dass ermöglicht wird, den Antriebsstrom ansprechend darauf, dass der Motor momentan eine sehr große Last erhält, momentan zu unterdrücken.
Die Steuerung integriert ferner die Variation zum Berechnen des Korrekturwerts, was ermöglicht, den Antriebsstrom kontinuierlich zu unterdrücken, wenn der Motor kontinuierlich eine relativ große Last erhält. Ferner begrenzt die Steuerung ebenfalls den Korrekturwert, so dass ermöglicht wird, den Antriebstrom zu erhöhen, wenn ein Drehmoment aufgrund der Unterdrückung des Antriebsstroms nicht ausreicht. Somit kann die Steuerung verhindern, dass das Drehmoment der elektrischen Arbeitsmaschine nicht ausreicht.
Der Steuerparameter kann eine Drehzahl des Motors, eine an den Motor angelegte Spannung oder eine (relative) Einschaltdauer einer Pulsspannung, die an den Motor angelegt wird, aufweisen. Die Steuerung korrigiert die Drehzahl des Motors, die angelegte Spannung oder die Einschaltdauer, so dass ermöglicht wird, den Antriebsstrom zu unterdrücken.
Die elektrische Arbeitsmaschine einer Ausführungsform kann ferner einen Modusauswähler aufweisen. Der Modusauswähler kann von einem Benutzer der elektrischen Arbeitsmaschine zum Auswählen eines ersten Modus (Betriebsmodus) oder eines zweiten Modus (Betriebsmodus) manuell betätigt werden. Die Steuerung kann (i) den Maximalwert ändern und (ii) den Motor antreiben, abhängig von dem ersten Modus oder dem zweiten Modus, der durch den Modusauswähler von dem Benutzer ausgewählt wird.
Durch Ändern des Maximalwerts in Abhängigkeit von dem ersten Modus oder dem zweiten Modus kann die exzellente Handhabbarkeit der elektrischen Arbeitsmaschine erhalten werden.
Der Modusauswähler kann ferner von dem Benutzer zum Auswählen eines dritten Modus manuell betätigt werden. Die Steuerung kann ansprechend darauf, dass von dem Benutzer über den Modusauswähler der dritte Modus ausgewählt wird, erlauben, dass der Korrekturwert den Maximalwert überschreitet.
Dies ermöglicht der Steuerung, kontinuierlich den Antriebsstrom zu unterdrücken, wenn der Motor in dem dritten Modus kontinuierlich eine relativ große Last erhält.
Der erste Modus kann ein Bohrmodus zum Bohren eines Lochs in ein Werkstück sein. Der zweite Modus kann ein Kupplungsmodus zum Anziehen einer Schraube sein. Die Steuerung kann einen ersten Wert für den ersten Modus einstellen und einen zweiten Wert, der sich von dem ersten Wert unterscheidet, für den zweiten Modus einstellen. Der erste Wert kann ein Maximalwert sein, der dem Bohrmodus entspricht. Der zweite Wert kann ein Maximalwert sein, der dem Kupplungsmodus entspricht.
Der Betrag einer Last, die von dem Motor in dem Bohrmodus erhalten wird, ist unterschiedlich zu dem Betrag einer Last, die von dem Motor in dem Kupplungsmodus erhalten wird. Durch Unterscheiden des ersten Werts von dem zweiten Wert kann eine noch bessere Handhabbarkeit der elektrischen Arbeitsmaschine erhalten werden.
Die Steuerung kann bewirken, dass der erste Wert größer als der zweite Wert ist. Der Betrag der von dem Motor in dem Bohrmodus erhaltenen Last ist größer als der Betrag der von dem Motor in dem Kupplungsmodus erhaltenen Last. Somit kann durch Vergrößern des ersten Werts gegenüber dem zweiten Wert die Steuerung den momentanen großen Antriebsstrom in dem Bohrmodus geeignet unterdrücken.
Die Steuerung kann einen dritten Wert für den ersten Modus und einen vierten Wert, der sich von dem dritten Wert unterscheidet, für den zweiten Modus einstellen. Der dritte Wert kann eine Schwelle sein, die dem Bohrmodus entspricht. Der vierte Wert kann eine Schwelle sein, die dem Kupplungsmodus entspricht.
Durch Unterscheiden des dritten Werts von dem vierten Wert kann eine noch bessere Handhabbarkeit der elektrischen Arbeitsmaschine erhalten werden.
Die Steuerung kann den dritten Wert gegenüber dem vierten Wert verkleinern. Durch Verkleinern des dritten Werts gegenüber dem vierten Wert in dem Bohrmodus nimmt ein Unterschied zwischen dem Antriebsstrom und dem dritten Wert zu, und der Korrekturwert erreicht rasch den Maximalwert. Dies ermöglicht der Steuerung, in dem Bohrmodus den Antriebsstrom bei Bedarf nach Begrenzen einer Ausgabe rasch zu erhöhen.
Die elektrische Arbeitsmaschine einer Ausführungsform kann ferner zwei oder mehr Zahnräder und/oder eine Verzögerungsverhältniseinstellvorrichtung aufweisen. Die zwei oder mehr Zahnräder können die Drehung des Motors mit einem ersten Verzögerungsverhältnis oder einem zweiten Verzögerungsverhältnis auf die Ausgabewelle übertragen. Das zweite Verzögerungsverhältnis kann größer als das erste Verzögerungsverhältnis sein. Die Verzögerungsverhältniseinstellvorrichtung kann von dem Benutzer der elektrischen Arbeitsmaschine manuell betätigt werden, so dass das erste Verzögerungsverhältnis oder das zweite Verzögerungsverhältnis eingestellt wird. Die Steuerung kann einen fünften Wert für das erste Verzögerungsverhältnis einstellen und einen sechsten Wert, der sich von dem fünften Wert unterscheidet, für das zweite Verzögerungsverhältnis einstellen. Der fünfte Wert kann ein Maximalwert sein, der dem ersten Verzögerungsverhältnis entspricht. Der sechste Wert kann ein Maximalwert sein, der dem zweiten Verzögerungsverhältnis entspricht.
Wenn die elektrische Arbeitsmaschine einer Ausführungsform ferner die zwei oder mehr Zahnräder und die Verzögerungsverhältniseinstellvorrichtung aufweist, kann eine noch bessere Handhabbarkeit der elektrischen Arbeitsmaschine erhalten werden, indem der fünfte Wert von dem sechsten Wert unterschieden wird.
Die Steuerung kann den fünften Wert in Bezug auf den sechsten Wert vergrößern.
Die Steuerung vergrößert den fünften Wert in Bezug auf den sechsten Wert, so dass ermöglicht wird, den momentanen großen Antriebsstrom geeignet zu unterdrücken, wenn das erste Verzögerungsverhältnis eingestellt ist.
Die Steuerung kann einen siebten Wert für das erste Verzögerungsverhältnis einstellen und einen achten Wert, der sich von dem siebten Wert unterscheidet, für das zweite Verzögerungsverhältnis einstellen. Der siebte Wert kann eine Schwelle sein, die dem ersten Verzögerungsverhältnis entspricht. Der achte Wert kann eine Schwelle sein, die dem zweiten Verzögerungsverhältnis entspricht.
Durch Unterscheiden des siebten Werts von dem achten Wert wird ermöglicht, die exzellente Handhabbarkeit der elektrischen Arbeitsmaschine zu erhalten.
Die Steuerung kann den siebten Wert in Bezug auf den achten Wert vergrößern.
Die Steuerung vergrößert den siebten Wert in Bezug auf den achten Wert, so dass ermöglicht wird, den Antriebsstrom nach Begrenzen der Ausgabe bei Bedarf rasch zu erhöhen, wenn das erste Verzögerungsverhältnis eingestellt ist.
Ein Verfahren zum Steuern eines Motors einer elektrischen Arbeitsmaschine beinhaltet: Messen eines Stromwerts, wobei der Stromwert einem Betrag eines durch den Motor fließenden Antriebsstroms entspricht;
Einstellen eines Maximalwerts und einer Schwelle;
Berechnen eines Korrekturwerts, der kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, so dass der Antriebssttrom abnimmt, ansprechend darauf, dass der Stromwert die Schwelle erreicht hat; Subtrahieren des berechneten Korrekturwerts von dem Steuerparameter; und Antreiben des Motors basierend auf dem Steuerparameter, von dem der Korrekturwert subtrahiert worden ist.
Die Implementierung des oben beschriebenen Verfahrens ermöglicht, dass dieselben Wirkungen wie die der oben beschriebenen elektrischen Arbeitsmaschine erhalten werden können.
Bei einer Ausführungsform können die oben beschriebenen Merkmale auf beliebige Weise kombiniert werden. Bei einer Ausführungsform können beliebige der oben beschriebenen Merkmale weggelassen werden.
[1. Ausführungsform]
<1-1. Konfiguration>
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 eine mechanische Konfiguration einer elektrischen Arbeitsmaschine 10 dieser Ausführungsform beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die elektrische Arbeitsmaschine 10 ein Schraubbohrer.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist ein Gehäuse 11 auf. Das Gehäuse 11 nimmt in demselben verschiedene Komponenten auf. Das Gehäuse 11 weist einen Motorbehälter (ein Motorgehäuse) 14 auf. Der Motorbehälter 14 ist in einem hinteren Teil des Gehäuses 11 (auf der linken Seite der Figuren) vorgesehen.
Der Motorbehälter 14 nimmt einen Motor 50 auf. Der Motor 50 ist ein bürstenloser Drei-Phasen-Motor. Das Gehäuse 11 nimmt ein Getriebegehäuse 31 vor dem Motorbehälter 14 auf. Das Getriebegehäuse 31 nimmt einen Verzögerungsmechanismus 30 auf. Der Verzögerungsmechanismus 30 weist eine Ausgabewelle 7 auf. Einzelheiten des Verzögerungsmechanismus 30 werden im Folgenden beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist der Verzögerungsmechanismus 30 ein Beispiel für die zwei oder mehr Zahnräder der vorliegenden Offenbarung.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Spannfutterteil 16 auf. Der Spannfutterteil 16 ist so angeordnet, dass er von einem vorderen Ende des Gehäuses 11 (auf der rechten Seite der Figuren) vorsteht. In dem Spannfutterteil 16 ist ein Werkzeugbit (oder Werkzeug) 80 an der Ausgabewelle 7 angebracht.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Drehmomentauswähler 29 auf. Der Drehmomentauswähler 29 ist in einem hinteren Teil des Spannfutterteils 16 angeordnet. Der Drehmomentauswähler 29 ist ein drehbares ringförmiges Bauteil. Der Drehmomentauswähler 29 wird von dem Benutzer zum Einstellen eines Betrags eines Drehmoments (d.h. einer Anziehkraft), das von dem Benutzer ausgewählt wird, gedreht. In einem im Folgenden beschriebenen Kupplungsmodus gibt die elektrische Arbeitsmaschine 10 ein Drehmoment mit dem ausgewählten Betrag aus.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Modusauswähler 27 auf. Der Modusauswähler 27 ist hinter dem Drehmomentauswähler 29 angeordnet. Der Modusauswähler 27 ist ein drehbares ringförmiges Bauteil. Der Modusauswähler 27 wird von dem Benutzer zum Einstellen eines der von dem Benutzer ausgewählten Betriebsmodi gedreht. Bei dieser Ausführungsform beinhalten die Betriebsmodi einen Bohrmodus und einen Kupplungsmodus. Der Bohrmodus ist ein Betriebsmodus zum Bohren eines Lochs in ein Werkstück. Der Kupplungsmodus ist ein Betriebsmodus zum Befestigen einer Schraube. Wenn der Kupplungsmodus ausgewählt wird, wird ansprechend darauf, dass ein Ausgabedrehmoment den durch den Drehmomentauswähler 29 ausgewählten Betrag erreicht, eine Kupplung außer Eingriff gebracht. Demzufolge gibt die elektrische Arbeitsmaschine 10 kein Drehmoment aus, das einen Betrag aufweist, der größer oder gleich dem ausgewählten Betrag ist.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Griff 12, der von dem Benutzer zu halten ist, auf. Der Griff 12 steht von dem Gehäuse 11 nach unten vor. Der Griff 12 weist einen Drücker 21 auf. Der Drücker 21 weist einen Drückerschalter 21a auf, der von dem Benutzer, der den Griff 12 hält, zu drücken ist. Der Drücker 21 weist einen Drehzahleinsteller 21b mit einem Schiebewiderstand auf.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Vorwärts/Rückwärts-Umschalter 22 auf. Der Vorwärts/Rückwärts-Umschalter 22 ist oberhalb des Drückers 21 und an der Unterseite des Gehäuses 11 angeordnet. Der Vorwärts/Rückwärts-Umschalter 22 wird von dem Benutzer zum Schalten einer Drehrichtung des Motors 50 zu einer Vorwärtsrichtung oder einer Rückwärtsrichtung betätigt. Es sei bemerkt, dass die Betriebsmodi einen Vorwärtsrichtungsdrehmodus und einen Rückwärtsrichtungsdrehmodus aufweisen können. In dem Vorwärtsrichtungsdrehmodus dreht sich der Motor 50 in der Vorwärtsrichtung. In dem Rückwärtsrichtungsdrehmodus dreht sich der Motor 50 in der Rückwärtsrichtung.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist ein Licht 23 auf. Das Licht 23 ist oberhalb des Drückers 21 und an der Unterseite des Gehäuses 11 angeordnet. Das Licht 23 weist eine oder mehrere Licht emittierende Dioden (im Folgenden als LED bezeichnet) auf. Ansprechend darauf, dass der Benutzer den Drückerschalter 21a drückt, leuchtet das Licht 23 einen Bereich vor der elektrischen Arbeitsmaschine 10 aus.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Schiebeverbinder 28 auf, der auf der unteren Oberfläche des Bodens des Griffs 12 vorgesehen ist. Mit dem Verbinder 28 wird ein Batteriepack 160 durch Schieben über den Verbinder 28 verbunden.
Das Batteriepack 160 weist eine Batterie 162 mit einer spezifizierten Spannung auf. Die Batterie 162 ist eine wiederaufladbare Batterie, die wiederholt aufgeladen werden kann, beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie.
Auf der oberen Oberfläche des Bodenteils des Griffs 12 ist ein Restkapazitätsindikator 24 angeordnet. Der Restkapazitätsindikator 24 weist eine oder mehrere LED auf und gibt eine verbleibende Kapazität der Batterie 162 an.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf 2 Einzelheiten des Verzögerungsmechanismus 30 beschrieben. Der Verzögerungsmechanismus 30 weist innere Zahnräder 32A, 32B, 32C, Planetenräder 33A, Planetenräder 33B und Planetenräder 33C auf. Die inneren Zahnräder 32A, 32B, 32C sind an der Innenumfangsfläche des Getriebegehäuses 31 befestigt. Die Planetenräder 33A laufen in dem inneren Zahnrad 32A um. Die Planetenräder 33B laufen in dem inneren Zahnrad 32B um. Die Planetenräder 33C laufen in dem inneren Zahnrad 32C um.
Die inneren Zahnräder 32A, 32B, 32C sind in dieser Reihenfolge entlang einer Drehachsenrichtung des Motors 50 von dem Motor 50 zu dem vorderen Ende des Gehäuses 11 angeordnet. Auf ähnliche Weise sind die Planetenräder 33A, die Planetenräder 33B, die Planetenräder 33C in dieser Reihenfolge entlang der Drehachsenrichtung des Motors 50 von dem Motor 50 zu dem vorderen Ende des Gehäuses 11 angeordnet. Die Planetenräder 33A sind bei spezifizierten Winkelintervallen um die Drehachse angeordnet. Die Planetenräder 33B sind bei spezifizierten Winkelintervallen um die Drehachse angeordnet. Die Planetenräder 33C sind bei spezifizierten Winkelintervallen um die Drehachse angeordnet.
Der Verzögerungsmechanismus 30 weist Träger 34A, 34B, 34C auf. Die Träger 34A, 34B, 34C sind in dieser Reihenfolge entlang der Drehachsenrichtung des Motors 50 angeordnet und um die Drehachse des Motors 50 drehbar. Der Träger 34A ist zwischen den Planetenrädern 33A und den Planetenrädern 33B angeordnet. Der Träger 34A trägt die Planetenräder 33A drehbar und ist an die Planetenräder 33B gepasst. Der Träger 34B ist zwischen den Planetenrädern 33B und den Planetenrädern 33C angeordnet und trägt die Planetenräder 33B drehbar und ist an die Planetenräder 33C gepasst. Der Träger 34C ist in Bezug auf die Planetenräder 33C an dem vorderen Ende angeordnet und trägt die Planetenräder 33C drehbar.
Die Planetenräder 33A sind an ein Ritzel 50A gepasst, das an der Drehachse des Motors 50 befestigt ist. Die Ausgabewelle 7 ist an dem Träger 34C befestigt.
Die Drehung des Motors 50 wird durch die Planetenräder 33A-33C und die Träger 34A-34C in drei Stufen verzögert und dann auf die Ausgabewelle 7 übertragen.
Der Verzögerungsmechanismus 30 weist einen Schiebering 35 auf. Der Schiebering 35 ist in dem Getriebegehäuse 31 entlang der Drehachsenrichtung des Motors 50 beweglich. Das innere Zahnrad 32B ist an dem Schiebering 35 befestigt.
Der Schiebering 35 ist physisch mit einem Zahnradbetätiger 25 verbunden. Der Zahnradbetätiger 25 ist auf der oberen Oberfläche des Gehäuses 11 vorgesehen. Ansprechend darauf, dass der Benutzer den Zahnradbetätiger 25 in einer Vorne-Hinten-Richtung bewegt, bewegt sich der Schiebering 35 entlang der Drehachsenrichtung des Motors 50.
Ansprechend darauf, dass der Benutzer den Zahnradbetätiger 25 zum Bewegen des Schieberings 35 von einer vorderen Endposition zu einer hinteren Endposition bewegt, werden die Planetenräder 33B durch das innere Zahnrad 32B mit dem Träger 34A verbunden. Dies ermöglicht dem Träger 34A, zusammen mit dem Träger 34B zu drehen. Demzufolge verzögert der Verzögerungsmechanismus 30 die Drehung des Motors 50 in zwei Stufen durch die Planetenräder 33A, 33C und die Träger 34A, 34C und überträgt diese dann auf die Ausgabewelle 7.
Somit wird ansprechend darauf, dass der Benutzer den Zahnradbetätiger 25 nach hinten bewegt, die Drehung des Motors 50 mit einem ersten Untersetzungsverhältnis (d.h. in zwei Stufen) verzögert, wodurch sich die Ausgabewelle 7 mit einer hohen Drehzahl dreht. Ansprechend darauf, dass der Benutzer den Zahnradbetätiger 25 nach vorn bewegt, wird die Drehung des Motors 50 mit einem zweiten Untersetzungsverhältnis (d.h. in drei Stufen) verzögert, wodurch sich die Ausgabewelle 7 mit einer niedrigen Drehzahl dreht. Das zweite Verzögerungsverhältnis ist größer als das erste Verzögerungsverhältnis. Im Folgenden wird ein Modus, in dem das erste Verzögerungsverhältnis von dem Benutzer ausgewählt wird, als ein Hochdrehzahlgetriebemodus bezeichnet, und ein Modus, in dem von dem Benutzer das zweite Verzögerungsverhältnis ausgewählt wird, wird als ein Niedrigdrehzahlgetriebemodus bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist der Zahnradbetätiger 25 ein Beispiel für den Verzögerungsverhältniseinsteller der vorliegenden Offenbarung.
Der Benutzer kann die Drehzahl durch Betätigen des Zahnradbetätigers 25 auf geeignete Weise ändern. Bei einer Drehung mit niedriger Drehzahl, bei der die Drehung des Motors 50 in drei Stufen verzögert wird, nimmt ein Drehmoment, das dem Antriebsstrom entspricht, im Vergleich zu einem Fall, in dem eine Drehung mit hoher Drehzahl erfolgt, bei der die Drehung des Motors 50 in zwei Stufen verzögert wird, zu. Bei einer Ausführungsform kann mindestens eines der inneren Zahnräder 32A, 32B, 32C, der Planetenräder 33A, der Planetenräder 33B, der Planetenräder 33C, der Träger 34A, 34B, 34C und/oder der Schiebering 35 weggelassen werden.
Als nächstes wird die elektrische Konfiguration der elektrischen Arbeitsmaschine 10 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Positionssensor 51 auf. Der Positionssensor 51 weist drei Hall-IC auf. Die drei Hall-IC sind so angeordnet, dass sie drei Phasen des Motors 50 entsprechen. Jedes Mal, wenn sich der Rotor des Motors 50 um einen vorbestimmten Winkel dreht, gibt die Hall-IC ein Drehdetektionssignal an eine im Folgenden beschriebene Positionsdetektionsschaltung 71 aus.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist eine Schaltereinheit 200 auf. Die Schaltereinheit 200 weist einen Leistungsschalter 210a auf. Ansprechend darauf, dass ein Drückausmaß des Drückerschalters 21a größer oder gleich einem spezifizierten Ausmaß ist, gibt der Leistungsschalter 210a ein Einschaltsignal zu einer im Folgenden beschriebenen Leistungsversorgungsschaltung 41 und einem Schaltereingabebestimmer 62 aus. Ansprechend darauf, dass das Drückausmaß des Drückerschalters 21a kleiner als das spezifizierte Ausmaß ist, gibt der Leistungsschalter 210a ein Ausschaltsignal zu der Leistungsversorgungsschaltung 41 und dem Schaltereingabebestimmer 62 aus.
Die Schaltereinheit 200 weist einen Drehzahleinsteller 21b auf. Der Drehzahleinsteller 21b weist den Schiebewiderstand auf und gibt einen Widerstandswert, der dem Drückausmaß des Betätigungsteils (Drückerschalters) 21a entspricht, zu einem Sollwertberechner 61 aus.
Die Schaltereinheit 200 weist den Vorwärts/Rückwärts-Umschalter 22 auf. Wenn die Drehrichtung zu der Vorwärtsrichtung umgeschaltet wird, gibt der Vorwärts/Rückwärts-Umschalter 22 ein Vorwärtsrichtungssignal zu einer im Folgenden beschriebenen Antriebssteuerung 65 aus. Wenn die Drehrichtung zu einer Rückwärtsrichtung umgeschaltet wird, gibt der Vorwärts/Rückwärts-Umschalter 22 ein Rückwärtsrichtungssignal zu der Antriebssteuerung 65 aus.
Ein Modusauswähler 27 gibt zu dem Schaltereingabebestimmer 62 ein Betriebsmodussignal aus, das dem ausgewählten Betriebsmodus (genauer gesagt, dem Bohrmodus oder dem Kupplungsmodus) entspricht. Der Zahnradbetätiger 25 gibt ein Getriebemodussignal, das dem ausgewählten Getriebemodus entspricht, zu dem Schaltereingabebestimmer 62 aus.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist eine Arbeitsmaschinenschaltung 100 auf. Die Arbeitsmaschinenschaltung 100 weist die Leistungsversorgungsschaltung 41 auf. Die Leistungsversorgungsschaltung 41 ist mit der Batterie 162 verbunden. Die Leistungsversorgungsschaltung 41 erzeugt ansprechend auf den Erhalt des Einschaltsignals eine spezifizierte Leistungsversorgungsspannung Vcc aus einer Eingabeleistung. Die Leistungsversorgungsschaltung 41 führt die Leistungsversorgungsspannung Vcc verschiedenen Schaltungen wie der Steuerschaltung 60 in der Arbeitsmaschinenschaltung 100 zu.
Die Arbeitsmaschinenschaltung 100 weist eine Motorantriebsvorrichtung 42 auf. Die Motorantriebsvorrichtung 42 ist eine Drei-Phasen-Vollbrückenschaltung mit drei hochseitigen Schaltelementen und drei niedrigseitigen Schaltelementen. Die Motorantriebsvorrichtung 42 ist zwischen der Batterie 162 und dem Motor 50 verbunden. Die Motorantriebsvorrichtung 42 erhält eine elektrische Leistung von der Batterie 162, so dass ermöglicht wird, dass ein elektrischer Strom durch die Wicklung jeder Phase des Motors 50 fließen kann. Jedes Schaltelement der Motorantriebsvorrichtung 42 wird gemäß einem Steuerbefehl, der von der im Folgenden beschriebenen Steuerschaltung 60 ausgegeben wird, ein- oder ausgeschaltet.
Die Arbeitsmaschinenschaltung 100 weist eine Strommessschaltung 43 auf. Die Strommessschaltung 43 misst einen Wert eines Antriebsstroms, der durch den Motor 50 fließt, und gibt ein Messsignal in Entsprechung zu dem Wert des gemessenen Antriebsstroms zu einem PWM-Generator 63 aus.
Die Arbeitsmaschinenschaltung 100 weist die Positionsdetektionsschaltung 71 auf. Die Positionsdetektionsschaltung 71 detektiert die Drehposition des Rotors des Motors 50 basierend auf dem Drehdetektionssignal, das von dem Positionssensor 51 eingegeben wird. Die Positionsdetektionsschaltung 71 gibt ein Positionssignal, das der detektierten Drehposition entspricht, zu der Steuerschaltung 60 aus.
Die Arbeitsmaschinenschaltung 100 weist die Steuerschaltung 60 auf. Die Steuerschaltung 60 weist eine CPU 60a, ein ROM 60b, ein RAM 60c und eine EO-Schnittstelle auf. Verschiedene Funktionen der Steuerschaltung 60 werden dadurch realisiert, dass die CPU 60a ein in einem nicht-flüchtigen physischen Speichermedium gespeichertes Programm ausführt. Bei dieser Ausführungsform entspricht das ROM 60b dem nicht-flüchtigen physischen Speichermedium. Durch Ausführung dieses Programms wird ein dem Programm entsprechendes Verfahren ausgeführt. Es sei bemerkt, dass ein Teil oder die Gesamtheit der Funktionen, die von der CPU 60a ausgeführt werden, aus Hardware mit ein oder mehreren ICs bestehen kann. Die Steuerschaltung 60 kann aus einem einzigen Mikrocomputer bestehen oder aus zwei oder mehr Mikrocomputern bestehen. Bei dieser Ausführungsform entspricht die Steuerschaltung 60 einem Beispiel für die Steuerung.
Die Steuerschaltung 60 weist als verschiedene Funktionen den Sollwertberechner 61, den Schaltereingabebestimmer 62, den PWM-Generator 63, einen Drehzahlberechner 64, die Antriebssteuerung 65 und eine Indikatorsteuerung 66 auf. Bei der Ausführungsform weist die Steuerschaltung 60 alle der oben beschriebenen verschiedenen Funktionen auf; bei anderen Ausführungsformen können jedoch beliebige der oben beschriebenen verschiedenen Funktionen weggelassen werden.
Der Sollwertberechner 61 berechnet eine Solldrehzahl des Motors 50 basierend auf einem eingegebenen Widerstandswert.
Der Schaltereingabebestimmer 62 bestimmt basierend auf dem eingegebenen Einschaltsignal oder Ausschaltsignal, ob die Leistungsquelle ein oder aus ist, und gibt das Bestimmungsergebnis zu dem PWM-Generator 63 und der Indikatorsteuerung 66 aus. Der Schaltereingabebestimmer 62 bestimmt einen ausgewählten Betriebsmodus basierend auf dem eingegebenen Betriebsmodussignal und gibt das Bestimmungsergebnis zu dem PWM-Generator 63 und der Indikatorsteuerung 66 aus. Der Schaltereingabebestimmer 62 bestimmt einen ausgewählten Getriebemodus basierend auf dem eingegebenen Getriebemodussignal und gibt das Bestimmungsergebnis zu dem PWM-Generator 63 und der Indikatorsteuerung 66 aus.
Der Drehzahlberechner 64 berechnet eine Drehzahl des Motors 50 basierend auf dem von der Positionsdetektionsschaltung 71 eingegebenen Positionssignal und gibt das Berechnungsergebnis zu dem PWM-Generator 63 aus.
Der PWM-Generator 63 erzeugt ein PWM-Signal basierend auf (i) dem Bestimmungsergebnis der Leistungsquelle, die ein/aus ist, (ii) dem Bestimmungsergebnis des Betriebsmodus, (iii) dem Bestimmungsergebnis des Getriebemodus, (iv) dem Detektionssignal, (v) dem Messsignal und (vi) dem Berechnungsergebnis. Der PWM-Generator 63 gibt das erzeugte PWM-Signal zu der Antriebssteuerung 65 aus.
Die Antriebssteuerung 65 erzeugt basierend auf (i) dem PWM-Signal, das von dem PWM-Generator 63 ausgegeben wird, und (ii) dem Vorwärts-Richtungssignal oder dem Rückwärts-Richtungssignal, das von dem Vorwärts/Rückwärts-Umschalter 22 ausgegeben wird, einen Steuerbefehl. Der Steuerbefehl weist jedes Schaltelement der Motorantriebsvorrichtung 42 an, sich ein- oder auszuschalten. Die Antriebssteuerung 65 gibt den erzeugten Steuerbefehl zu der Motorantriebsvorrichtung 42 aus. Auf diese Weise wird eine gepulste Spannung basierend auf dem PWM-Signal an die Wicklung jeder Phase des Motors 50 angelegt.
Die elektrische Arbeitsmaschine 10 weist einen Modusindikator 130 auf. Der Modusindikator 130 weist mindestens eine LED auf. Die Arbeitsmaschinenschaltung 100 weist eine Indikatorschaltung 72 auf. Die Indikatorsteuerung 66 bewirkt, dass der Modusindikator 130 den Betriebsmodus durch die Indikatorschaltung 72 mitteilt, basierend auf dem Bestimmungsergebnis des eingegebenen Betriebsmodus. Das heißt, die Indikatorsteuerung 66 bewirkt, dass sich der Modusindikator 130 gemäß dem Betriebsmodus einschaltet, blinkt und ausschaltet. Die Indikatorsteuerung 66 bewirkt ferner, dass das Licht 23 basierend auf (i) dem Bestimmungsergebnis der Leistungsquelle, die ein/aus ist, (ii) dem Bestimmungsergebnis des Betriebsmodus und (iii) dem Bestimmungsergebnis des Getriebemodus durch die Indikatorschaltung 72 eingeschaltet wird, blinkt und ausgeschaltet wird.
<1-2. Prozess>
<1-2-1. Motorantriebsprozess>
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm in 4 ein von der Steuerschaltung 60 ausgeführter Motorantriebsprozess beschrieben. Ansprechend darauf, dass die Leistungsquelle eingeschaltet und aktiviert wird, startet die Steuerschaltung 60 diesen Prozess.
Zuerst stoppt die Steuerschaltung 60 in S10 den Antrieb des Motors 50.
Dann löscht die Steuerschaltung 60 in S20 einen vorliegenden Betrag zum Begrenzen der Ausgabe. Das heißt, die Steuerschaltung 60 bewirkt, dass der Betrag die Ausgabe auf Null begrenzt. Der Betrag zum Begrenzen der Ausgabe weist einen im Folgenden beschriebenen Betrag (eine Größe) zum Begrenzen der Drehzahl und/oder einen Betrag (eine Größe) zum Begrenzen der Einschaltdauer auf.
Dann bestimmt die Steuerschaltung 60 in S30, ob der Drückerschalter 21a ein spezifiziertes Ausmaß oder mehr gedrückt worden ist. Nach einer Bestimmung, dass der Drückerschalter 21a das spezifizierte Ausmaß oder mehr gedrückt worden ist (S30: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S40 fort. Nach einer Bestimmung, dass der Drückerschalter 21a nicht das spezifizierte Ausmaß oder mehr gedrückt worden ist (S30: NEIN), kehrt die Steuerschaltung 60 zu dem Prozess von S10 zurück.
In S40 erhält die Steuerschaltung 60 den eingegebenen Betriebsmodus und den eingegebenen Getriebemodus. Bei dieser Ausführungsform ist der Betriebsmodus der Bohrmodus oder der Kupplungsmodus, und der Getriebemodus ist der Hochdrehzahlgetriebemodus oder der Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Wenn der Betriebsmodus einen Vorwärtsdrehmodus und einen Rückwärtsdrehmodus zusätzlich zu dem Bohrmodus und dem Kupplungsmodus aufweist, weist der von der Steuerschaltung 60 erhaltene Betriebsmodus den Bohrmodus oder den Kupplungsmodus und den Vorwärtsdrehmodus oder den Rückwärtsdrehmodus auf.
Dann erhält die Steuerschaltung 60 in S50 ein Drückausmaß des Drückerschalters 21a basierend auf einem von dem Betätigungsteil 21b ausgegebenen Widerstandswert. Danach führt die Steuerschaltung 60 in S60 einen Ausgabebegrenzungsprozess aus, so dass eine Ausgabe des Motors 50 begrenzt wird. Dies ermöglicht, eine Beschädigung des Motors 50 und/oder der Arbeitsmaschinenschaltung 100 aufgrund einer übermäßigen Zunahme des Antriebsstroms zu vermeiden.
Danach führt die Steuerschaltung 60 in S70 einen Ausgabeprozess aus. Das heißt, die Steuerschaltung 60 steuert die Ausgabe des Motors 50 basierend auf dem Betrag zum Begrenzen der Ausgabe, der in dem Ausgabebegrenzungsprozess berechnet wird. Einzelheiten des Ausgabeprozesses werden im Folgenden beschrieben. Nach dem Prozess von S70 kehrt die Steuerschaltung 60 zu dem Prozess von S30 zurück.
<1-2-2. Ausgabebegrenzungsprozess>
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 5A und 5B der von der Steuerschaltung 60 ausgeführte Ausgabebegrenzungsprozess beschrieben.
Zuerst erhält die Steuerschaltung 60 in S100 einen Wert des vorliegenden Antriebsstroms (im Folgenden als Antriebsstromwert bezeichnet) Inow.
Danach berechnet die Steuerschaltung 60 in S 110 eine Differenz ΔI. Die Differenz ΔI ist ein Wert, der durch Subtrahieren einer Begrenzungsschwelle Ith von dem in S100 erhaltenen Inow erhalten wird. Die Begrenzungsschwelle Ith wird gemäß dem Betriebsmodus und dem Getriebemodus festgelegt und in dem ROM 60b gespeichert. 6A und 6B zeigen jeweils ein Beispiel für ein erstes Kennfeld der Begrenzungsschwelle Ith in (i) dem Bohrmodus, (ii) dem Kupplungsmodus, (iii) dem Hochdrehzahlgetriebemodus und (iv) dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. 6A und 6B zeigen jeweils ein Beispiel, bei dem der Betriebsmodus den Vorwärtsdrehmodus und den Rückwärtsdrehmodus nicht aufweist, so dass vier Gruppen von verschiedenen Parametern gezeigt sind, die basierend auf einer Kombination der vier Modi (i) bis (iv) bestimmt werden. 6C zeigt ein Beispiel für das erste Kennfeld, bei dem der Betriebsmodus den Vorwärtsdrehmodus und den Rückwärtsdrehmodus aufweist. 6C zeigt acht Gruppen von verschiedenen Parametern, die basierend auf einer Kombination von sechs Modi (i) bis (vi) bestimmt werden. Die sechs Modi (i) bis (vi) beinhalten (i) den Vorwärtsbohrmodus, (ii) den Rückwärtsbohrmodus, (iii) den Vorwärtskupplungsmodus, (iv) den Rückwärtskupplungsmodus, (v) den Hochdrehzahlgetriebemodus und (vi) den Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Verschiedene Parameter beinhalten (i) eine Begrenzungsschwelle Ith, (ii) ein im Folgenden beschriebenes Vorhandensein oder Fehlen einer maximalen Begrenzung, (iii) eine maximale Begrenzung des Betrags zum Begrenzen der Drehzahl L_smax und (iv) eine maximale Begrenzung des Betrags zum Begrenzen der Einschaltdauer L_dmax.
Wie in 6A und 6B gezeigt, sind die Begrenzungsschwellen Ith in dem Bohrmodus unterschiedlich zu den Begrenzungsschwellen Ith in dem Kupplungsmodus. Genauer gesagt sind die Begrenzungsschwellen Ith in dem Bohrmodus kleiner als die Begrenzungsschwellen Ith in dem Kupplungsmodus. Wie in 6C gezeigt, unterscheiden sich die Begrenzungsschwellen Ith in dem Vorwärtsbohrmodus von den Begrenzungsschwellen Ith in dem Rückwärtsbohrmodus. Genauer gesagt sind die Begrenzungsschwellen Ith in dem Vorwärtsbohrmodus kleiner als die Begrenzungsschwellen Ith in dem Rückwärtsbohrmodus.
Wie in 6A und 6B gezeigt, sind die Begrenzungsschwellen Ith in dem Bohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus unterschiedlich zu den Begrenzungsschwellen Ith in dem Bohrmodus in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Genauer gesagt sind die Begrenzungsschwellen Ith in dem Bohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus größer als die Begrenzungsschwellen Ith in dem Bohrmodus in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Wie in 6C gezeigt, ist die Begrenzungsschwelle Ith in dem Vorwärtsbohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus unterschiedlich zu der Begrenzungsschwelle Ith in dem Vorwärtsbohrmodus in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Genauer gesagt ist die Begrenzungsschwelle Ith in dem Vorwärtsbohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus größer als die Begrenzungsschwelle Ith in dem Vorwärtsbohrmodus in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Die Steuerschaltung 60 stellt die Begrenzungsschwelle Ith basierend auf dem Betriebsmodus, dem Getriebemodus und dem ersten Kennfeld ein.
Dann berechnet die Steuerschaltung 60 in S120 eine erste Variation ΔL_sp und eine zweite Variation ΔL_du. Genauer gesagt multipliziert die Steuerschaltung 60 die in S 110 berechnete Differenz ΔI mit einem Drehzahlverstärkungsfaktor Gs, so dass die erste Variation ΔL_sp berechnet wird. Die Steuerschaltung 60 multipliziert ferner die Differenz ΔI mit einem Einschaltdauerverstärkungsfaktor Gd, so dass die zweite Variation ΔL_du berechnet wird. Wenn der vorliegende Antriebsstromwert Inow größer als die Begrenzungsschwelle Ith ist, werden die erste Variation ΔL_sp und die zweite Variation ΔL_du positive Werte, so dass die Ausgabe weiter begrenzt wird. Wenn dagegen der vorliegende Antriebsstromwert Inow kleiner als die Begrenzungsschwelle Ith ist, werden die erste Variation ΔL_sp und die zweite Variation ΔL_du negative Werte, so dass die Begrenzung der Ausgabe erleichtert wird.
Danach addiert die Steuerschaltung 60 in S130 die erste Variation ΔL_sp, die in S120 berechnet wird, zu dem vorliegenden Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp, so dass der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp aktualisiert wird. Somit entspricht der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp einem integrierten Wert der ersten Variation ΔL_Sp.
Danach bestimmt die Steuerschaltung 60 in S140, ob der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp, der in S130 aktualisiert wird, kleiner als 0 (d.h. ein negativer Wert) ist. Wenn bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp größer oder gleich 0 ist (S140: NEIN), schreitet die Steuerschaltung 60 zu S150 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp kleiner als 0 ist (S140: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu S145 fort.
In S145 stellt die Steuerschaltung 60 0 als den Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp ein und schreitet zu S150 fort.
In S150 bestimmt die Steuerschaltung 60, ob die maximale Begrenzung des Betrags zum Begrenzen der Drehzahl L_smax (im Folgenden als erste maximale Begrenzung L_smax bezeichnet) vorliegt. Das Vorhandensein oder Fehlen der ersten maximalen Begrenzung L_smax wird basierend auf dem Betriebsmodus und dem Getriebemodus festgestellt und in dem ROM 60b gespeichert. Das erste Kennfeld in 6A und 6B zeigt jeweils ein Beispiel für das Vorhandensein oder Fehlen der ersten maximalen Begrenzung L_smax in (i) dem Bohrmodus, (ii) dem Kupplungsmodus, (iii) dem Hochdrehzahlgetriebemodus und (iv) dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Das erste Kennfeld in 6C zeigt ein Beispiel für das Vorhandensein oder Fehlen der ersten maximalen Begrenzung L_smax in (i) dem Vorwärtsbohrmodus, (ii) dem Rückwärtsbohrmodus, (iii) dem Vorwärtskupplungsmodus, (iv) dem Rückwärtskupplungsmodus, (v) dem Hochdrehzahlgetriebemodus und (vi) dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Bei dem in 6A gezeigten Beispiel weisen alle Kombinationen aus den Modi (i) bis (iv) die erste maximale Begrenzung L_smax auf. Auf der anderen Seite weist bei dem in 6B gezeigten Beispiel eine Kombination aus dem Bohrmodus und dem Hochdrehzahlgetriebemodus die erste maximale Begrenzung L_smax nicht auf, und andere Kombinationen weisen die erste maximale Begrenzung L_smax auf. Bei dem in 6C gezeigten Beispiel weist eine Kombination aus dem Vorwärtsbohrmodus und dem Hochdrehzahlgetriebemodus die erste maximale Begrenzung L_smax nicht auf, und andere Kombinationen weisen die erste maximale Begrenzung L_smax auf. Das Vorhandensein oder Fehlen der ersten maximalen Begrenzung L_smax wird basierend auf dem Betriebsmodus und dem Getriebemodus entschieden, sowie basierend auf einem Typ der elektrischen Arbeitsmaschine 10. 6A zeigt ein entschiedenes Beispiel für einen ersten Typ einer elektrischen Arbeitsmaschine 10. 6B zeigt ein entschiedenes Beispiel für einen zweiten Typ einer elektrischen Arbeitsmaschine 10. 6C zeigt ein entschiedenes Beispiel für einen dritten Typ einer elektrischen Arbeitsmaschine 10. Bei dem in 6B gezeigten Beispiel entspricht der Bohrmodus einem Beispiel für den dritten Modus der vorliegenden Offenbarung. Bei dem in 6C gezeigten Beispiel entspricht der Vorwärtsbohrmodus einem Beispiel für den dritten Modus der vorliegenden Offenbarung.
Wenn in S150 bestimmt wird, dass die erste maximale Begrenzung L_smax vorliegt (S150: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu S160 fort. Wenn bestimmt wird, dass die erste maximale Begrenzung L_smax nicht vorliegt (S150: NEIN), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S180 fort.
In S160 bestimmt die Steuerschaltung 60, ob der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp, der in S130 aktualisiert wird, größer oder gleich der ersten maximalen Begrenzung L_smax ist. Die erste maximale Begrenzung L_smax wird gemäß dem Betriebsmodus und dem Getriebemodus festgelegt und in dem ROM 60b gespeichert. Das erste Kennfeld in 6A und 6B zeigt jeweils ein Beispiel für die erste maximale Begrenzung L_smax in (i) dem Bohrmodus, (ii) dem Kupplungsmodus, (iii) dem Hochdrehzahlgetriebemodus und (iv) dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Das erste Kennfeld in 6C zeigt ein Beispiel für die erste maximale Begrenzung L_smax in (i) dem Vorwärtsbohrmodus, (ii) dem Rückwärtsbohrmodus, (iii) dem Vorwärtskupplungsmodus, (iv) dem Rückwärtskupplungsmodus, (v) dem Hochdrehzahlgetriebemodus und (vi) dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus.
Wie in 6A und 6B gezeigt, sind die ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Bohrmodus unterschiedlich zu den ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Kupplungsmodus. Genauer gesagt sind die ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Bohrmodus größer als die ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Kupplungsmodus. Wie in 6C gezeigt, sind die ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Vorwärtsbohrmodus unterschiedlich zu den ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Rückwärtsbohrmodus. Genauer gesagt sind die ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Vorwärtsbohrmodus größer als die ersten maximalen Begrenzungen L_smax in dem Rückwärtsbohrmodus. Die Steuerschaltung 60 stellt die erste maximale Begrenzung L_smax basierend auf dem Betriebsmodus, dem Getriebemodus und dem ersten Kennfeld ein.
Wenn in S160 bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp größer oder gleich der ersten maximalen Begrenzung L_smax ist (S160: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S 170 fort.
In S170 stellt die Steuerschaltung 60 die erste maximale Begrenzung L_smax auf den Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp ein. Daher nimmt, auch wenn der Antriebsstrom Inow kontinuierlich größer als die Begrenzungsschwelle Ith ist, sobald der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp die erste maximale Begrenzung L_smax erreicht, der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp nicht weiter zu.
Daher kann die Steuerschaltung 60, wenn der Motor 50 momentan eine sehr große Last erhält, eine momentane Erhöhung des Antriebsstroms unterdrücken. Wenn der Motor 50 kontinuierlich eine relativ große Last erhält, kann die Steuerschaltung 60 den Antriebsstrom bei Bedarf erhöhen.
Beispielsweise erhält der Motor 50, wenn der Benutzer mit der elektrischen Arbeitsmaschine 10 ein Loch in Holz bohrt, momentan eine sehr große Last, wenn das Werkzeugbit einen Knoten in dem Holz trifft. Demzufolge begrenzt die Steuerschaltung 60 die Ausgabe der elektrischen Arbeitsmaschine 10. Wenn der Benutzer mit dem Bohren fortfährt und das Loch tiefer wird, erhält der Motor 50 kontinuierlich eine relativ große Last. Diese relativ große Last ist kleiner als die Last, wenn das Werkzeugbit einen Knoten trifft. Wenn die Steuerschaltung 60 mit der Begrenzung des Antriebstroms des Motors 50 fortfährt, kann die elektrische Arbeitsmaschine 10 ein notwendiges Drehmoment nicht ausgeben, und die Arbeit durch die elektrische Arbeitsmaschine 10 stoppt. Im Gegensatz dazu wird der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp so eingestellt, dass er kleiner oder gleich der ersten maximalen Begrenzung L_smax ist, so dass die Steuerschaltung 60 den Antriebsstrom des Motors 50 bei Bedarf erhöht. Daher kann der Stopp der Arbeit durch die elektrische Arbeitsmaschine 10 vermieden werden. Die Steuerschaltung 60 schreitet nach dem Prozess von S170 zu einem Prozess in S180 fort.
Wenn dagegen in S160 bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp kleiner als die erste maximale Begrenzung L_smax ist (S160: NEIN), schreitet die Steuerschaltung 60 zu S180 fort.
In S180 addiert die Steuerschaltung 60 die zweite Variation ΔLa", die in S120 berechnet wird, zu dem Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du, so dass der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du aktualisiert wird. Daher entspricht der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du einem integrierten Wert der zweiten Variation ΔL_du.
Danach bestimmt die Steuerschaltung 60 in S190, ob der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du, der in S180 aktualisiert wird, kleiner als 0 (d.h. ein negativer Wert) ist. Wenn bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du größer oder gleich 0 ist (S190: NEIN), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S210 fort. Wenn bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du kleiner als 0 ist (S190: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S200 fort.
In S200 stellt die Steuerschaltung 60 0 als den Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du ein und schreitet zu einem Prozess in S210 fort.
In S210 bestimmt die Steuerschaltung 60, ob die maximale Begrenzung des Betrags zum Begrenzen der Einschaltdauer L_dmax (im Folgenden als zweite maximale Begrenzung L_dmax bezeichnet) vorliegt. Wie im Fall des Vorliegens oder Fehlens der ersten maximalen Begrenzung L_smax wird das Vorhandensein oder Fehlen der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax basierend auf dem Betriebsmodus und dem Getriebemodus festgestellt und in dem ROM 60b gespeichert. Bei dieser Ausführungsform entspricht, wie in 6A, 6B und 6C gezeigt, das Vorhandensein oder Fehlen der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax dem Vorhandensein oder Fehlen der ersten maximalen Begrenzung L_smax. Das Vorhandensein oder Fehlen der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax kann jedoch unabhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen der ersten maximalen Begrenzung L_smax bestimmt werden.
Wenn in S210 bestimmt wird, dass die zweite maximale Begrenzung L_dmax vorliegt (S210: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S220 fort. Wenn bestimmt wird, dass die zweite maximale Begrenzung L_dmax nicht vorliegt (S210: NEIN), beendet die Steuerschaltung 60 diesen Prozess.
In S220 bestimmt die Steuerschaltung 60, ob der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du, der in S180 aktualisiert wird, größer oder gleich der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax ist. Die zweite maximale Begrenzung L_dmax wird basierend auf dem Betriebsmodus und dem Getriebemodus bestimmt und in dem ROM 60b gespeichert. 6A und 6B. zeigen jeweils ein Beispiel für das erste Kennfeld der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax in (i) dem Bohrmodus, (ii) dem Kupplungsmodus, (iii) dem Hochdrehzahlgetriebemodus und (iv) dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. 6C zeigt ein Beispiel für das erste Kennfeld der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax in (i) dem Vorwärtsbohrmodus, (ii) dem Rückwärtsbohrmodus, (iii) dem Vorwärtskupplungsmodus, (iv) dem Rückwärtskupplungsmodus, (v) dem Hochdrehzahlgetriebemodus und (vi) dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus.
Wie in 6A und 6B gezeigt, unterscheidet sich die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Bohrmodus von der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax in dem Kupplungsmodus. Genauer gesagt ist die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Bohrmodus größer als die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Kupplungsmodus. Ferner ist, wie in 6C gezeigt, die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Vorwärtsbohrmodus unterschiedlich zu der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax in dem Rückwärtsbohrmodus. Genauer gesagt ist die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Vorwärtsbohrmodus größer als die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Rückwärtsbohrmodus.
Wie in 6A gezeigt, unterscheidet sich die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Bohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus von der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax in dem Bohrmodus in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus. Genauer gesagt ist die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Bohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus größer als die zweite maximale Begrenzung L_dmax in dem Bohrmodus in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus.
Wenn in S220 bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du größer oder gleich der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax ist (S220: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S230 fort.
In S230 stellt die Steuerschaltung 60 die zweite maximale Begrenzung L_dmax auf den Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du ein. Daher nimmt die Einschaltdauer L_du auch dann, wenn der Antriebsstrom Inow kontinuierlich größer als die Begrenzungsschwelle Ith ist, sobald der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du die zweite maximale Begrenzung L_dmax erreicht, nicht weiter zu. Somit kann die Steuerschaltung 60, wenn der Motor 50 momentan eine sehr große Last erhält, eine momentane Erhöhung des Antriebsstroms unterdrücken. Wenn der Motor 50 kontinuierlich eine relativ große Last erhält, kann die Steuerschaltung 60 den Antriebsstrom bei Bedarf erhöhen. Die Steuerschaltung 60 beendet diesen Prozess nach dem Prozess von S230.
Wenn dagegen in S220 bestimmt wird, dass der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du kleiner als die zweite maximale Begrenzung L_dmax ist (S220: NEIN), beendet die Steuerschaltung 60 diesen Prozess.
<1-2-3. Ausgabeprozess>
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 7 der von der Steuerschaltung 60 ausgeführte Ausgabeprozess beschrieben.
Zuerst erhält die Steuerschaltung 60 in S300 eine maximale Einschaltdauer Max_du basierend auf (i) dem in S40 erhaltenen Modus, (ii) dem in S50 erhaltenen Drückausmaß und (iii) einem zweiten Kennfeld. Das zweite Kennfeld zeigt die maximale Einschaltdauer Max_du in Zuordnung zu dem Drückausmaß in jedem von dem Bohrmodus und dem Kupplungsmodus und ist in dem ROM 60b gespeichert. 8 zeigt ein Beispiel für das zweite Kennfeld dieser Ausführungsform.
Anschließend erhält die Steuerschaltung 60 in S310 eine Solldrehzahl Tg_sp basierend auf (i) dem in S40 erhaltenen Modus, (ii) dem Drückausmaß, das in S50 erhalten wird und (iii) dem zweiten Kennfeld. Das zweite Kennfeld zeigt eine Solldrehzahl Tg_sp in Zuordnung zu dem Drückerdrückausmaß in jedem von dem Bohrmodus und dem Kupplungsmodus.
In S310 subtrahiert die Steuerschaltung 60 den Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp von der Solldrehzahl Tg_sp, die aus dem zweiten Kennfeld erhalten wird, so dass die Solldrehzahl Tg_sp korrigiert wird. Der Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp ist ein Wert, der in dem Ausgabebegrenzungsprozess berechnet wird.
Dann erhält die Steuerschaltung 60 in S320 eine Referenzeinschaltdauer Bs_du des PWM-Signals gemäß der korrigierten Solldrehzahl Tg_sp, die in S310 erhalten wird. Genauer gesagt erhält die Steuerschaltung 60 die Referenzeinschaltdauer Bs_du basierend auf einem dritten Kennfeld, in dem die Solldrehzahl Tg_sp der Referenzeinschaltdauer Bs_du zugeordnet ist. Das dritte Kennfeld ist in dem ROM 60b gespeichert. 9 zeigt ein Beispiel für das dritte Kennfeld dieser Ausführungsform.
Dann berechnet die Steuerschaltung 60 in S330 bis S360 einen Proportional-Korrekturbetrag Off_p und einen Integral-Korrekturbetrag Off_i zum Ausführen einer Rückkopplungssteuerung der Drehzahl des Motors 50 basierend auf der Proportional-Integral-Steuerung. Der Proportional-Korrekturbetrag Off_p und der Integral-Korrekturbetrag Off_i sind Rückkopplungskorrekturbeträge.
Zuerst berechnet die Steuerschaltung 60 in S330 einen Drehzahlunterschied ΔSP. Der Drehzahlunterschied ΔSP ist ein Wert, der durch Subtrahieren einer vorliegenden tatsächlichen Drehzahl Now_sp von der Solldrehzahl Tg_sp erhalten wird.
Im Anschluss multipliziert die Steuerschaltung 60 in S340 den Drehzahlunterschied ΔSP, der in S330 berechnet wird, mit einem Proportional-Verstärkungsfaktor Gp, so dass der Proportional-Korrekturbetrag Off_p berechnet wird.
Dann addiert die Steuerschaltung 60 in S350 den Drehzahlunterschied ΔSP, der in S330 berechnet wird, zu einer vorliegenden kumulativen Differenz Dint, so dass die kumulative Differenz Dint aktualisiert wird.
Anschließend multipliziert die Steuerschaltung 60 in S360 die kumulative Differenz D_int, die in S350 aktualisiert wurde, mit einem Integral-Verstärkungsfaktor Gi, so dass der Integral-Korrekturbetrag Off_i berechnet wird.
Dann addiert die Steuerschaltung 60 in S370 (i) den in S340 berechneten Proportional-Korrekturbetrag Off_p und (ii) den in S360 berechneten Integral-Korrekturbetrag Off_i zu der in S320 erhaltenen Referenzeinschaltdauer Bs_du, so dass die eingestellte Einschaltdauer Set_du berechnet wird.
Dann bestimmt die Steuerschaltung 60 in S380, ob die in S370 berechnete eingestellte Einschaltdauer Set_du größer als die in S300 erhaltene maximale Einschaltdauer Max_du ist. Wenn bestimmt wird, dass die eingestellte Einschaltdauer Set_du kleiner oder gleich der maximalen Einschaltdauer Max_du ist (S380: NEIN), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S400 fort. Wenn bestimmt wird, dass die eingestellte Einschaltdauer Set_du größer als die maximale Einschaltdauer Max_du ist (S380: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S390 fort.
In S390 stellt die Steuerschaltung 60 die maximale Einschaltdauer Max_du auf die eingestellte Einschaltdauer Set_du ein. Dies verhindert, dass der Antriebsstrom eine Schutzschwelle überschreitet.
Danach subtrahiert die Steuerschaltung 60 in S400 den Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du von der eingestellten Einschaltdauer Set_du, so dass die Ausgabeeinschaltdauer Out_du berechnet wird. Der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du ist ein Wert, der in dem Ausgabebegrenzungsprozess berechnet wird. Dann erzeugt die Steuerschaltung 60 basierend auf der Ausgabeeinschaltdauer Out_du einen Steuerbefehl und gibt den Steuerbefehl zu der Motorantriebsvorrichtung 42 aus.
<1-3. Betrieb>
10 zeigt eine zeitliche Variation der tatsächlichen Drehzahl des Motors 50, der Einschaltdauer des PWM-Signals und des Antriebsstroms, wenn die Steuerschaltung 60 den Motorantriebsprozess dieser Ausführungsform ausführt.
Wie in 10 gezeigt, erhält der Motor 50 zu einem Zeitpunkt t1 eine Last, und die tatsächliche Drehzahl beginnt abzunehmen. Ansprechend auf das Abnehmen der tatsächlichen Drehzahl beginnt der Antriebsstrom zuzunehmen, damit sich die tatsächliche Drehzahl der Solldrehzahl nähert. Zu einem Zeitpunkt t2 beginnt ansprechend darauf, dass der Wert des Antriebsstroms die Begrenzungsschwelle überschreitet, eine Begrenzung einer Ausgabe. Demzufolge nimmt die Einschaltdauer ausgehend von 100% ab, und der Antriebsstrom nimmt als Folge der Verringerung der Einschaltdauer ab. Zu einem Zeitpunkt t3 wird eine kontinuierliche Begrenzung der Ausgabe begonnen.
Zu einem Zeitpunkt t4 erhält der Motor 50 eine sehr große Last, und die tatsächliche Drehzahl nimmt rapide ab, so dass der Antriebsstrom rapide zunimmt. Aufgrund dieser raschen Zunahme des Antriebsstroms nimmt der Betrag zum Begrenzen der Ausgabe zu, und die Einschaltdauer nimmt auf 50% ab, so dass der Antriebsstrom signifikant abnimmt. Mit der Zunahme des Betrags zum Begrenzen der Ausgabe erreicht der Betrag zum Begrenzen der Ausgabe die maximale Begrenzung. Demzufolge ist die Einschaltdauer konstant bei 50%, und sie unterschreitet 50% nicht.
Zu einem Zeitpunkt t5 nimmt die Einschaltdauer ansprechend darauf, dass die elektrische Arbeitsmaschine 10 einen Antriebsstrom, der größer als der begrenzte Antriebsstrom ist, benötigt, zu, und der Antriebsstrom nimmt zu. Das heißt, die Steuerschaltung 60 erhöht den Antriebsstrom bei Bedarf, während eine rasche Erhöhung des Antriebsstroms unterdrückt wird.
Im Vergleich zu dieser Ausführungsform zeigt 11 eine zeitliche Variation einer Drehzahl des Motors 50, einer Einschaltdauer eines PWM-Signals und eines Antriebsstroms bei einem Referenzbeispiel. Bei dem Referenzbeispiel stellt die Steuerschaltung 60 die Begrenzungsschwelle nicht ein, und sie führt den Ausgabebegrenzungsprozess nicht aus.
Wenn der Motor 50 in 11 eine Last erhält und die tatsächliche Drehzahl beginnt, abzunehmen, beginnt der Antriebsstrom zuzunehmen. Zu einem Zeitpunkt t10 nimmt die Einschaltdauer, wenn ein Wert des Antriebsstroms die Schutzschwelle überschreitet, rapide von 100% auf 0% ab, und der Wert des Antriebsstroms wird Null, so dass der Motor 50 stoppt.
<1-4. Wirkungen>
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform können die folgenden Wirkungen erhalten werden.

(1) Die erste und die zweite maximale Begrenzung werden eingestellt, und wenn bestimmt wird, dass der Antriebsstromwert die Begrenzungsschwelle überschreitet, werden die Beträge zum Begrenzen der Drehzahl und der Einschaltdauer, die kleiner als die erste und die zweite maximale Begrenzung sind, berechnet. Dann werden basierend auf den berechneten Beträgen zum Begrenzen der Drehzahl und der Einschaltdauer die Solldrehzahl und die Ausgabeeinschaltdauer korrigiert. Daher kann die Steuerschaltung 60, wenn der Motor 50 momentan eine sehr große Last erhält, den Antriebsstrom unterdrücken und mit dem Antrieb des Motors 50 fortfahren. Ferner kann die Steuerschaltung 60, wenn der Motor 50 kontinuierlich eine relativ große Last erhält, vermeiden, dass der Antriebsstrom kontinuierlich unterdrückt wird, und den Antriebsstrom bei Bedarf erhöhen.
(2) Die Steuerschaltung 60 integriert die erste und zweite Variation der Begrenzung der Drehzahl und der Einschaltdauer, so dass jeweilige Beträge zum Begrenzen der Drehzahl und der Einschaltdauer berechnet werden. Dies erlaubt der Steuerschaltung 60, den Antriebsstrom momentan zu unterdrücken, wenn der Motor 50 momentan eine sehr große Last erhält. Die Steuerschaltung 60 kann den Antriebsstrom bei Bedarf erhöhen, wenn der Motor 50 kontinuierlich eine relativ große Last erhält.
(3) Die erste und die zweite maximale Begrenzung in dem Bohrmodus sind so eingestellt, dass sie größer sind als die erste und die zweite maximale Begrenzung in dem Kupplungsmodus. Dies erlaubt der Steuerschaltung 60, den momentanen großen Antriebsstrom in dem Bohrmodus auf geeignete Weise zu unterdrücken.
(4) Nach Bohren eines Lochs mit der elektrischen Arbeitsmaschine 10 in dem Vorwärtsbohrmodus kann der Benutzer die elektrische Arbeitsmaschine 10 zum Herausziehen des Werkzeugbits aus dem Loch auf den Rückwärtsbohrmodus einstellen. Somit wird in dem Rückwärtsbohrmodus davon ausgegangen, dass an den Motor 50 keine kontinuierliche Last angelegt wird. Somit werden in dem Rückwärtsbohrmodus die erste und die zweite maximale Begrenzung so eingestellt, dass sie relativ klein sind. Dies verbessert eine Arbeitseffizienz.
(5) Die Begrenzungsschwelle in dem Bohrmodus oder dem Vorwärtsbohrmodus ist so eingestellt, dass sie kleiner ist als die Begrenzungsschwelle in dem Kupplungsmodus oder in dem Rückwärtsbohrmodus. Dies erhöht eine Differenz zwischen dem Antriebsstrom und der Begrenzungsschwelle in dem Bohrmodus oder dem Vorwärtsbohrmodus, und jeweilige Beträge zum Begrenzen der Drehzahl und der Einschaltdauer erreichen rasch die maximale Begrenzung. Daher kann die Steuerschaltung 60 in dem Bohrmodus oder dem Vorwärtsbohrmodus den Antriebsstrom bei Bedarf rasch erhöhen, nachdem die Ausgabe begrenzt worden ist.
(6) Die zweite maximale Begrenzung in dem Hochdrehzahlgetriebemodus ist so eingestellt, dass sie größer als die zweite maximale Begrenzung in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus ist. Dies erlaubt der Steuerschaltung 60, den momentanen großen Antriebsstrom in dem Hochdrehzahlgetriebemodus auf geeignete Weise zu unterdrücken.
(7) Die Begrenzungsschwelle in dem Hochdrehzahlgetriebemodus ist so eingestellt, dass sie größer als die Begrenzungsschwelle in dem Niedrigdrehzahlgetriebemodus ist. Dies erlaubt der Steuerschaltung 60, in einem Hochdrehzahlgetriebemodus den Antriebsstrom bei Bedarf rasch zu erhöhen, nachdem die Ausgabe begrenzt worden ist.
(8) In dem Bohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus oder in dem Vorwärtsbohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus werden die erste und die zweite maximale Begrenzung nicht eingestellt. Dies erlaubt der Steuerschaltung 60, den Antriebsstrom kontinuierlich zu unterdrücken, wenn der Motor 50 in dem Bohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus oder in dem Vorwärtsbohrmodus in dem Hochdrehzahlgetriebemodus kontinuierlich eine relativ große Last erhält.

[2. Zweite Ausführungsform]
<2-1. Unterschied zur ersten Ausführungsform>
Die grundlegende Konfiguration einer zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu der der ersten Ausführungsform, und daher werden im Folgenden lediglich die Unterschiede beschrieben. Die Bezugszeichen sind dieselben wie diejenigen der ersten Ausführungsform und geben dieselben Konfigurationen in Bezug auf die vorhergehende Beschreibung an.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform führt die Steuerschaltung 60 die Rückkopplungssteuerung der Drehzahl des Motors 50 durch. Im Gegensatz dazu unterscheidet sich bei der zweiten Ausführungsform die Steuerschaltung 60 von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die Steuerschaltung 60 die Drehzahl des Motors 50 ohne Rückkopplung steuert. Das heißt, die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Hinblick auf den Ausgabeprozess des Motorantriebsprozesses.
Bei der zweiten Ausführungsform berechnet die Steuerschaltung 60 in dem Ausgabebegrenzungsprozess lediglich den Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du, und sie muss den Betrag zum Begrenzen der Drehzahl L_sp nicht berechnen. Der Sollwertberechner 61 berechnet eine Solleinschaltdauer Tg_du basierend auf dem von dem Betätigungsteil 21b ausgegebenen Widerstandswert und einem Bestimmungsergebnis des Betriebsmodus, das von dem Schaltereingabebestimmer 62 ausgegeben wird. Die zweite Ausführungsform muss nicht notwendigerweise eine Funktion des Drehzahlberechners 64 aufweisen.
<2-2. Ausgabeprozess>
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 12 ein von der Steuerschaltung 60 ausgeführter Ausgabeprozess beschrieben.
Zuerst erhält die Steuerschaltung 60 in S500 eine Solleinschaltdauer Tg_du basierend auf (i) dem in S40 erhaltenen Modus, (ii) dem in S50 erhaltenen Drückausmaß und (iii) einem vierten Kennfeld. Das vierte Kennfeld zeigt die Solleinschaltdauer Tg_du in Zusammenhang mit dem Drückerdrückausmaß in jedem von dem Bohrmodus und dem Kupplungsmodus und ist in dem ROM 60b gespeichert. 13 zeigt ein Beispiel für das vierte Kennfeld dieser Ausführungsform.
Dann bestimmt die Steuerschaltung 60 in S510, ob die Solleinschaltdauer Tg_du, die in S500 erhalten wird, größer als die vorliegend eingestellte eingestellte Einschaltdauer Set_du ist. Wenn bestimmt wird, dass die Solleinschaltdauer Tg_du kleiner oder gleich der eingestellten Einschaltdauer Set_du ist (S510: NEIN), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S520 fort. In S520 stellt die Steuerschaltung 60 die Solleinschaltdauer Tg_du auf die eingestellte Einschaltdauer Set_du ein und schreitet zu einem Prozess in S540 fort.
Wenn in S510 bestimmt wird, dass die Solleinschaltdauer Tg_du größer als die eingestellte Einschaltdauer Set_du ist (S510: JA), schreitet die Steuerschaltung 60 zu einem Prozess in S530 fort. In S530 addiert die Steuerschaltung 60 eine Erhöhungseinschaltdauer Inc_du zu der eingestellten Einschaltdauer Set_du, so dass die eingestellte Einschaltdauer Set_du aktualisiert wird, und schreitet zu einem Prozess in S540 fort. Die Erhöhungseinschaltdauer Inc_du ist ein im Voraus eingestellter konstanter Wert.
Dann subtrahiert die Steuerschaltung 60 in S540 den Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du von der eingestellten Einschaltdauer Set_du, so dass die Ausgabeeinschaltdauer Out_du berechnet wird. Der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du ist ein Wert, der in dem Ausgabebegrenzungsprozess berechnet wird. Dann erzeugt die Steuerschaltung 60 basierend auf der Ausgabeeinschaltdauer Out_du einen Steuerbefehl und gibt den Steuerbefehl zu der Motorantriebsvorrichtung 42 aus.
<2-3. Wirkungen>
Bei der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform können die oben beschriebenen Wirkungen (3) bis (6) der ersten Ausführungsform erhalten werden, und ferner können die folgenden Wirkungen erhalten werden.

(9) Die zweite maximale Grenze wird eingestellt. Wenn bestimmt wird, dass der Antriebsstromwert die Begrenzungsschwelle überschreitet, berechnet die Steuerschaltung 60 den Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer, der kleiner oder gleich der zweiten maximalen Begrenzung ist, so dass die Ausgabeeinschaltdauer basierend auf dem berechneten Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer korrigiert wird. Daher kann die Steuerschaltung 60, wenn der Motor 50 momentan eine sehr große Last erhält, den Antriebsstrom unterdrücken und damit fortfahren, den Motor 50 anzutreiben. Ferner vermeidet die Steuerschaltung 60, wenn der Motor 50 kontinuierlich eine relativ große Last erhält, die kontinuierliche Unterdrückung des Antriebsstroms und kann den Antriebsstrom bei Bedarf erhöhen.
(10) Die Steuerschaltung 60 integriert die zweite Variation, so dass der Betrag zum Begrenzen der Einschaltdauer berechnet wird. Dies erlaubt der Steuerschaltung 60, den Antriebsstrom momentan zu unterdrücken, wenn der Motor 50 momentan eine sehr große Last erhält. Die Steuerschaltung 60 kann den Antriebsstrom bei Bedarf erhöhen, wenn der Motor 50 kontinuierlich eine relativ große Last erhält.

[3. Andere Ausführungsformen]
Es wurden einige Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben; die vorliegende Offenbarung kann jedoch auf verschiedene Weisen ausgeführt werden, ohne auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein.
(a) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen weist die elektrische Arbeitsmaschine 10 die zwei Betriebsmodi auf; die elektrische Arbeitsmaschine 10 kann jedoch drei oder mehr Betriebsmodi aufweisen. Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen weist die elektrische Arbeitsmaschine 10 zwei Getriebemodi auf; die elektrische Arbeitsmaschine 10 kann jedoch drei oder mehre Getriebemodi aufweisen. Die Betriebsmodi können einen Betriebsmodus, der die erste und/oder die zweite maximale Begrenzung nicht einstellt, aufweisen, und die Getriebemodi können einen Getriebemodus, der die erste und/oder die zweite maximale Begrenzung nicht einstellt, aufweisen.
(b) Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen steuert die Steuerschaltung 60 den Motor 50 durch die PWM-Steuerung; die Steuerschaltung 60 kann jedoch den Motor 50 durch ein anderes Verfahren als die PWM-Steuerung steuern. Beispielsweise kann die Steuerschaltung 60 den Motor 50 durch eine Pulsspannungsamplitudenmodulationssteuerung (PAM-Steuerung) steuern. Beispiele für die Steuerparameter, die den Motor 50 in der PAM-Steuerung steuern, beinhalten eine angelegte Spannung, die an den Motor 50 angelegt wird. Wenn die Steuerschaltung 60 den Motor 50 durch die PAM-Steuerung steuert, kann anstelle des Betrags zum Begrenzen der Einschaltdauer L_du ein Betrag zum Begrenzen der angelegten Spannung berechnet werden, und anstelle der zweiten maximalen Begrenzung L_dmax kann eine maximale Begrenzung des Betrags zum Begrenzen der angelegten Spannung eingestellt werden. Die Steuerschaltung 60 kann den Betrag zum Begrenzen der angelegten Spannung so berechnen, dass er kleiner oder gleich der eingestellten maximalen Begrenzung des Betrags zum Begrenzen der angelegten Spannung ist. Dann kann die Steuerschaltung 60 den Wert der angelegten Spannung basierend auf dem Betriebsmodus und/oder dem Getriebemodus und/oder dem Drückausmaß des Drückerschalters 21a berechnen und den Betrag zum Begrenzen der angelegten Spannung von der berechneten angelegten Spannung subtrahieren.
(c) Die elektrische Arbeitsmaschine 10 ist nicht auf den Schraubbohrer beschränkt. Die elektrische Arbeitsmaschine 10 kann eine beliebige elektrische Arbeitsmaschine sein, die ein Werkzeugbit aufweist. Beispielsweise kann die elektrische Arbeitsmaschine 10 ein elektrisches Kraftwerkzeug wie eine Reciprosäge, eine Stichsäge und ein Bohrhammer sein, oder ein Gartenwerkzeug wie ein Rasenmäher.
(d) Anstelle des Mikrocomputers oder zusätzlich dazu kann die Steuerschaltung 60 eine Kombination aus einzelnen verschiedenen Elektronikkomponenten aufweisen und/oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein anwendungsspezifisches Standardprodukt (ASSP), eine programmierbare Logikvorrichtung wie ein Field Programmable Gate Array (FPGA) und eine Kombination daraus aufweisen.
(e) Mehrere Funktionen eines Elements der zuvor erwähnten Ausführungsformen können durch mehrere Elemente durchgeführt werden, und eine Funktion eines Elements kann durch mehrere Elemente durchgeführt werden. Ferner können mehrere Funktionen mehrerer Elemente durch ein Element durchgeführt werden, und eine Funktion, die durch mehrere Elemente durchgeführt wird, kann durch ein Element durchgeführt werden. Ein Teil der Konfigurationen der zuvor erwähnten Ausführungsformen kann weggelassen werden. Ferner kann mindestens ein Teil der Konfigurationen der zuvor erwähnten Ausführungsformen zu Konfigurationen der anderen oben beschriebenen Ausführungsformen hinzugeführt werden oder diese ersetzen.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2016093854 A [0002]

Claims

Elektrische Arbeitsmaschine (10) mit: einer Ausgabewelle (7), die dazu ausgebildet ist, an einem Werkzeug (80) angebracht oder mit diesem verbunden zu werden; einem Motor (50), der zum Antreiben der Ausgabewelle ausgebildet ist; einer Strommessschaltung (43), die zum Messen eines Stromwertes ausgebildet ist, wobei der Stromwert einem Betrag eines Antriebsstroms, der durch den Motor fließt, entspricht; und einer Steuerung (60), die ausgebildet ist zum Einstellen eines Maximalwerts und einer Schwelle, Berechnen eines Korrekturwerts, der kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, so dass der Antriebsstrom abnimmt, ansprechend darauf, dass der Stromwert die Schwelle erreicht hat, Subtrahieren des berechneten Korrekturwerts von dem Steuerparameter, so dass der Steuerparameter korrigiert wird, und Antreiben des Motors basierend auf dem korrigierten Steuerparameter.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 1, bei der die Steuerung (60) ausgebildet ist zum Berechnen einer Variation basierend auf einer ersten Differenz und einem ersten Verstärkungsfaktor und Integrieren der berechneten Variation, so dass der Korrekturwert berechnet wird, und bei der die erste Differenz einem Wert entspricht, der durch Subtrahieren der Schwelle von dem durch die Strommessschaltung (43) gemessenen Stromwert erhalten wird.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Steuerparameter eine Drehzahl des Motors (50), eine an den Motor angelegte Spannung oder eine Einschaltdauer einer an den Motor angelegten Pulsspannung aufweist.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit einem Modusauswähler (27), der dazu ausgebildet ist, durch einen Benutzer der elektrischen Arbeitsmaschine zum Auswählen eines ersten Modus oder eines zweiten Modus manuell betätigt zu werden, bei der die Steuerung (60) ausgebildet ist zum (i) Ändern des Maximalwerts und (ii) Antreiben des Motors basierend auf dem ersten Modus oder dem zweiten Modus, der mittels des Modusauswählers von dem Benutzer ausgewählt wird.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 4, bei der der Modusauswähler (27) ferner dazu ausgebildet ist, von dem Benutzer zum Auswählen eines dritten Modus manuell betätigt zu werden, und bei der die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, zu erlauben, dass der Korrekturwert den Maximalwert überschreitet, wenn der dritte Modus von dem Benutzer mittels des Modusauswählers ausgewählt wird.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 4 oder 5, bei der der erste Modus ein Bohrmodus zum Bohren eines Lochs in ein Werkstück ist, bei der der zweite Modus ein Kupplungsmodus zum Anziehen einer Schraube ist, bei der die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, einen ersten Wert für den ersten Modus einzustellen und einen zweiten Wert, der sich von dem ersten Wert unterscheidet, für den zweiten Modus einzustellen, bei der der erste Wert der Maximalwert ist, der dem Bohrmodus entspricht, und bei der der zweite Wert der Maximalwert ist, der dem Kupplungsmodus entspricht.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 6, bei der die Steuerung dazu ausgebildet ist, den ersten Wert so einzustellen, dass er größer als der zweite Wert ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, einen dritten Wert für den ersten Modus und einen vierten Wert, der sich von dem dritten Wert unterscheidet, für den zweiten Modus einzustellen, bei der der dritte Wert die Schwelle, die dem Bohrmodus entspricht, ist und bei der der vierte Wert die Schwelle, die dem Kupplungsmodus entspricht, ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 8, bei der die Steuerung dazu ausgebildet ist, den dritten Wert so einzustellen, dass er kleiner als der vierte Wert ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner mit: zwei oder mehr Zahnrädern (30), die zum Übertragen einer Drehung des Motors (50) auf die Ausgabewelle (7) mit einem ersten Verzögerungsverhältnis oder einem zweiten Verzögerungsverhältnis ausgebildet sind, wobei das zweite Verzögerungsverhältnis größer als das erste Verzögerungsverhältnis ist; und einem Verzögerungsverhältniseinsteller (25), der dazu ausgebildet ist, von einem Benutzer der elektrischen Arbeitsmaschine manuell betätigt zu werden, so dass das erste Verzögerungsverhältnis oder das zweite Verzögerungsverhältnis eingestellt wird, bei der die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, einen fünften Wert für das erste Verzögerungsverhältnis einzustellen und einen sechsten Wert, der sich von dem fünften Wert unterscheidet, für das zweite Verzögerungsverhältnis einzustellen, und bei der der fünfte Wert der Maximalwert ist, der dem ersten Verzögerungsverhältnis entspricht, und bei der der sechste Wert der Maximalwert ist, der dem zweiten Verzögerungsverhältnis entspricht.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 10, bei der die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, den fünften Wert so einzustellen, dass er größer als der sechste Wert ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 10 oder 11, bei der die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, einen siebten Wert für das erste Verzögerungsverhältnis einzustellen und einen achten Wert, der sich von dem siebten Wert unterscheidet, für das zweite Verzögerungsverhältnis einzustellen, bei der der siebte Wert die Schwelle ist, die dem ersten Verzögerungsverhältnis entspricht, und bei der der achte Wert die Schwelle ist, die dem zweiten Verzögerungsverhältnis entspricht.
Elektrische Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 12, bei der die Steuerung (60) dazu ausgebildet ist, den siebten Wert größer als den achten Wert einzustellen.
Verfahren zum Steuern eines Motors (50) einer elektrischen Arbeitsmaschine (10), mit folgenden Schritten: Messen eines Stromwerts, der einem Betrag eines durch den Motor fließenden Antriebsstroms entspricht; Einstellen eines Maximalwerts und einer Schwelle; Berechnen eines Korrekturwerts, der kleiner oder gleich dem Maximalwert ist, so dass der Antriebsstrom abnimmt, ansprechend darauf, dass der Stromwert die Schwelle erreicht hat; Subtrahieren des berechneten Korrekturwerts von dem Steuerparameter; und Antreiben des Motors basierend auf dem Steuerparameter, von dem der Korrekturwert subtrahiert worden ist.