DE112020002176T5

DE112020002176T5 - Elektrisch betriebene arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112020002176T5
Application number: DE112020002176.9T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Suzuki
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2022-07-07
Also published as: US11955874B2; CN113891782B; US20220231576A1; JP7159113B2; WO2020241140A1; JP2020196074A; CN113891782A

Abstract

Eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine weist eine Wechselrichterschaltung, ein leistungsquellenseitiges Schaltelement, einen leistungsquellenseitigen Widerstand, mindestens einen schaltungsseitigen Widerstand und einen Störungsbestimmer auf. Das leistungsquellenseitige Schaltelement ist zwischen einer Gleichstromleistungsquelle und der Wechselrichterschaltung angeordnet. Der leistungsquellenseitige Widerstand ist mit dem leistungsquellenseitigen Schaltelement parallel verbunden. Der schaltungsseitige Widerstand ist mit der Wechselrichterschaltung in einem derartigen Zustand verbunden, dass in einem Fall, dass Halbleiterschaltelemente in der Wechselrichterschaltung alle ausgeschaltet sind, elektrische Leitung zwischen einer positiven Seite und einer negativen Seite der Gleichstromleistungsquelle in der Wechselrichterschaltung möglich ist. Der Störungsbestimmer bestimmt, ob die Schaltelemente kurzgeschlossen sind, basierend auf einer Spannung an einem Verbindungspunkt zwischen dem leistungsquellenseitigen Schaltelement und der Wechselrichterschaltung.

Description

QUERVERWEIS AUF IN ZUSAMMENHANG STEHENDE ANMELDUNG
Diese internationale Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-102667 , die am 31. Mai 2019 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde, und die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-102667 wird durch Bezugnahme in diese internationale Anmeldung aufgenommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine mit einem bürstenlosen Motor als einer Leistungsquelle.
HINTERGRUND
Patentdokument 1 beschreibt eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, bei der ein Leistungszufuhrschaltelement zum Steuern einer Leistungszufuhr zu einer Wechselrichterschaltung, die einen Motor ansteuert, in Reihe mit einer Motoransteuerung verbunden ist, und bei der ein Verbindungspunkt zwischen der Dreiphasenwechselrichterschaltung und dem Leistungszufuhrschaltelement zu 5 V hochgezogen ist.
STAND-DER-TECHNIK-DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: japanisches Patent Nr. 5798134
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, die in Patentdokument 1 beschrieben wird, wird eine Störungsdiagnose des Leistungszufuhrschaltelements durch Messen einer Spannung an dem oben beschriebenen Verbindungspunkt zu der Zeit, wenn das Leistungszufuhrschaltelement ausgeschaltet ist, durchgeführt. Jedoch kann bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine, die in Patentdokument 1 beschrieben wird, nicht bestimmt werden, ob eine Kurzschlussstörung in Schaltelementen, die die Wechselrichterschaltung darstellen, auftritt. Falls der Motor in einem derartigen Zustand, dass eine Kurzschlussstörung in den Schaltelementen, die die Wechselrichterschaltung darstellen, auftritt, angesteuert wird, kann ein Leistungszufuhrkurzschlussstrom fließen, so dass somit ein Risiko bewirkt wird, dass eine Belastung auf einen Akku ausgeübt wird.
Die vorliegende Offenbarung erlaubt eine Erfassung einer Kurzschlussstörung in Schaltelementen in einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine mit einem bürstenlosen Motor als einer Leistungsquelle, und die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine weist eine Wechselrichterschaltung, ein leistungsquellenseitiges Schaltelement, einen leistungsquellenseitigen Widerstand, mindestens einen schaltungsseitigen Widerstand und einen Störungsbestimmer auf.
Die Wechselrichterschaltung weist Halbleiterschaltelemente, die auf entsprechenden ersten Strompfaden zwischen einer Gleichstromleistungsquelle und dem bürstenlosen Motor angeordnet sind, auf und ist dazu ausgebildet, einen Stromfluss zu dem bürstenlosen Motor über die Halbleiterschaltelemente zu steuern.
Das leistungsquellenseitige Schaltelement ist auf einem zweiten Strompfad zwischen der Gleichstromleistungsquelle und der Wechselrichterschaltung angeordnet.
Der leistungsquellenseitige Widerstand ist parallel mit dem leistungsquellenseitigen Schaltelement verbunden.
Der mindestens eine schaltungsseitige Widerstand ist mit der Wechselrichterschaltung in einem derartigen Zustand verbunden, dass in einem Fall, dass alle der Halbleiterschaltelemente in der Wechselrichterschaltung ausgeschaltet sind, elektrische Leitung zwischen einer positiven Seite und einer negativen Seite der Gleichstromleistungsquelle in der Wechselrichterschaltung möglich ist.
Der Störungsbestimmer ist dazu ausgebildet, das leistungsquellenseitige Schaltelement und alle der Halbleiterschaltelemente auszuschalten und basierend auf einer Verbindungspunktspannung an einem Verbindungspunkt zwischen dem leistungsquellenseitigen Schaltelement und der Wechselrichterschaltung zu bestimmen, ob mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist.
Bei der so ausgebildeten elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung ist der mindestens eine schaltungsseitige Widerstand mit der Wechselrichterschaltung in einem derartigen Zustand verbunden, dass elektrische Leitung zwischen der positiven Seite und der negativen Seite der Gleichstromleistungsquelle in der Wechselrichterschaltung möglich ist. Somit ändert sich, falls mindestens eines der Halbleiterschaltelemente in der Wechselrichterschaltung kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Andererseits ist der leistungsquellenseitige Widerstand parallel mit dem leistungsquellenseitigen Schaltelement verbunden. Somit ändert sich, falls das leistungsquellenseitige Schaltelement kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Ferner unterscheidet sich die Verbindungspunktspannung zwischen dem Fall, in dem mindestens eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, und dem Fall, in dem das leistungsquellenseitige Schaltelement kurzgeschlossen ist.
Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung zu erfassen, ob mindestens eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist und ob das leistungsquellenseitige Schaltelement kurzgeschlossen ist.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann insbesondere der mindestens eine schaltungsseitige Widerstand parallel mit mindestens einem von hochseitigen Schaltelementen verbunden sein und kann parallel mit mindestens einem von niederseitigen Schaltelementen verbunden sein. Unter den Halbleiterschaltelementen sind die hochseitigen Schaltelemente die Halbleiterschaltelemente, die auf den entsprechenden ersten Strompfaden zwischen dem bürstenlosen Motor und einer positiven Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet sind. Die niederseitigen Schaltelemente sind die Halbleiterschaltelemente, die auf den entsprechenden ersten Strompfaden zwischen dem bürstenlosen Motor und einer negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet sind.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Störungsbestimmer dazu ausgebildet sein, zu bestimmen, dass mindestens eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, falls die Verbindungspunktspannung kleiner oder gleich einer Störungsbestimmungsspannung ist, die im Voraus so festgelegt wird, dass sie die Verbindungspunktspannung zu einer Zeit eines Auftretens einer Kurzschlussstörung in einem der Halbleiterschaltelemente angibt. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung durch ein einfaches Verfahren, bei dem die Verbindungspunktspannung mit der Störungsbestimmungsspannung verglichen wird, zu bestimmen, ob mindestens eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Störungsbestimmer dazu ausgebildet sein, zu bestimmen, dass das leistungsquellenseitige Schaltelement kurzgeschlossen ist, falls die Verbindungspunktspannung größer oder gleich einer leistungsquellenseitigen Störungsbestimmungsspannung ist, die im Voraus so festgelegt wird, dass sie die Verbindungspunktspannung zu einer Zeit eines Auftretens einer Kurzschlussstörung in dem leistungsquellenseitigen Schaltelement angibt. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung durch ein einfaches Verfahren, bei dem die Verbindungspunktspannung mit der leistungsquellenseitigen Störungsbestimmungsspannung verglichen wird, zu bestimmen, ob das leistungsquellenseitige Schaltelement kurzgeschlossen ist.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können ein Kurzschlussbenachrichtiger und ein Leistungszufuhrunterbrecher vorgesehen sein. Der Kurzschlussbenachrichtiger ist dazu ausgebildet, falls der Störungsbestimmer bestimmt, dass mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist, eine dementsprechende Benachrichtigung vorzunehmen. Der Leistungszufuhrunterbrecher ist dazu ausgebildet, alle der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements auszuschalten, falls ein Betätigungsschalter, der zum Aktivieren der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine zu betätigen ist, in einem Fall, dass der Störungsbestimmer bestimmt, dass mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist, in einem Einschaltzustand ist. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung, wenn mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist, einen Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine auf eine derartige Situation aufmerksam zu machen. Zudem ist es bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung möglich, wenn mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist, ein Auftreten einer Situation, in der ein Kurzschlussstrom zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle fließt, zu verhindern.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können ein paralleles Schaltelement und eine Bei-Bestimmung-Steuerung vorgesehen sein. Das parallele Schaltelement ist in Reihe mit dem leistungsquellenseitigen Widerstand verbunden und auch parallel mit dem leistungsquellenseitigen Schaltelement verbunden. Die Bei-Bestimmung-Steuerung ist dazu ausgebildet, das parallele Schaltelement bei einem Beginn einer Störungsbestimmung durch den Störungsbestimmer einzuschalten. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung nicht zuzulassen, dass ein Strom durch den leistungsquellenseitigen Widerstand fließt, außer wenn der Störungsbestimmer die Störungsbestimmung durchführt, so dass somit ein Leistungsverbrauch in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung reduziert wird.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können Widerstandswerte des leistungsquellenseitigen Widerstands und des mindestens einen schaltungsseitigen Widerstands gleich sein. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung eine Berechnung der Verbindungspunktspannung in dem Fall, dass mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist, zu erleichtern.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Verhinderer, der dazu ausgebildet ist, den Störungsbestimmer während einer Drehung des bürstenlosen Motors daran zu hindern, die Störungsbestimmung durchzuführen, vorgesehen sein. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung ein Auftreten einer Situation, in der der Störungsbestimmer die Störungsbestimmung durchführt, wenn eine induzierte Spannung, die sich aus einer Drehung des bürstenlosen Motors ergibt, die Verbindungspunktspannung beeinflusst, zu verhindern, so dass somit eine Genauigkeit der Störungsbestimmung durch den Störungsbestimmer verbessert wird.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Störungsbestimmungsspannung auf einen Wert zwischen: einem Normalzustandstiefstwert, der ein Tiefstwert der Verbindungspunktspannung in einem Fall ist, dass alle der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements jeweils in einem normalen Zustand sind; und einem Wert der Verbindungspunktspannung in einem Fall, dass eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, festgelegt werden. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung ein Auftreten einer Situation, in der trotz der Tatsache, dass keines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, bestimmt wird, dass mindestens eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, zu verhindern, so dass somit eine Genauigkeit der Störungsbestimmung durch den Störungsbestimmer verbessert wird.
Bei einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Normalzustandstiefstwert ein Wert in einem Fall, dass eine Temperatur eines negativseitigen Elements höher als eine Temperatur eines positivseitigen Elements ist, sein. Unter der Wechselrichterschaltung und dem leistungsquellenseitigen Schaltelement, die Elemente sind, die die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine darstellen, ist das positivseitige Element das Element, das auf einem Strompfad von der positiven Elektrode der Gleichstromleistungsquelle zu der negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle näher an der positiven Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet ist. Das negativseitige Element ist das Element, das näher an der negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet ist. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der vorliegenden Offenbarung ein Auftreten der Situation, in der trotz der Tatsache, dass keines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, bestimmt wird, dass mindestens eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, zu verhindern, so dass somit eine Genauigkeit der Störungsbestimmung durch den Störungsbestimmer weiter verbessert wird.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Gesamtausgestaltung einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Blockschaubild, das eine elektrische Ausgestaltung der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Arbeitsmaschinensteuerungsprozess zeigt.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Störungsdiagnoseprozess der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Neustartverhinderungsprozess zeigt.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Leistungssparmodusprozess zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Motorsteuerungsprozess zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die eine elektrische Ausgestaltung einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine einer zweiten Ausführungsform zeigt.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Störungsdiagnoseprozess der zweiten Ausführungsform zeigt.
10 ist eine perspektivische Ansicht, die eine elektrische Ausgestaltung einer elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine einer dritten Ausführungsform zeigt.
11 ist ein Schaubild, das eine Ersatzschaltung einer Motoransteuerung der dritten Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Störungsdiagnoseprozess der dritten Ausführungsform zeigt.
13 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Verbindungspunktspannung und einer Akkuspannung zeigt.

Bezugszeichenliste

1: elektrisch betriebene Arbeitsmaschine,
11: Motor,
12: Akku,
21: Motoransteuerung,
23: Steuerungsschaltung,
Pc: Verbindungspunkt,
Q1-Q7: Schaltelement,

WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
[Erste Ausführungsform]
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unten in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Kreissäge, die hauptsächlich zu dem Zweck eines Schneidens eines Werkstücks verwendet wird.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 weist eine Basis 2 und einen Hauptkörper 3 auf. Die Basis 2 ist ein im Wesentlichen rechteckig geformtes Bauteil, das mit einer oberen Oberfläche des zu schneidenden Werkstücks in Kontakt ist, wenn ein Werkstückschneidvorgang durchgeführt wird. Der Hauptkörper 3 ist auf einer Seite einer oberen Oberfläche der Basis 2 angeordnet.
Der Hauptkörper 3 weist ein Sägeblatt 4, das eine kreisförmige Form aufweist, ein Sägeblattgehäuse 5 und eine Abdeckung 6 auf. Das Sägeblatt 4 ist auf einer rechten Seite des Hauptkörpers 3 in Bezug auf eine Schneidfortschrittsrichtung angeordnet. Das Sägeblattgehäuse 5 ist so ausgebildet, dass es einen Umfang des Sägeblatts 4 in einem Bereich im Wesentlichen einer oberen Hälfte davon darin aufnimmt und bedeckt.
Die Abdeckung 6 ist dazu ausgebildet, den Umfang des Sägeblatts 4 in einem Bereich im Wesentlichen einer unteren Hälfte davon zu bedecken. Die Abdeckung 6 ist öffenbar und schließbar, und 1 zeigt einen Zustand, in dem die Abdeckung 6 geschlossen ist. Durch Bewegen der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 in der Schneidfortschrittsrichtung, wenn sie das Werkstück schneidet, dreht sich die Abdeckung 6 um ein Drehzentrum des Sägeblatts 4 in 1 betrachtet in einer Gegenuhrzeigersinnrichtung, so dass sie somit graduell geöffnet wird. Dies bewirkt, dass das Sägeblatt 4 freigelegt wird, und der freigelegte Teil davon schneidet in das Werkstück.
Auf einer linken Seite des Hauptkörpers 3 angeordnet ist ein Motorgehäuse 7, das eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. Das Motorgehäuse 7 nimmt darin einen Motor 11, der eine Antriebsquelle für die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 ist, auf. Der Motor 11 ist in 1 nicht gezeigt, aber in 2 gezeigt.
Ein nicht gezeigter Getriebemechanismus ist zwischen dem Motorgehäuse 7 und dem Sägeblatt 4 untergebracht. Bei Drehung des Motors 11 wird die Drehung über den Getriebemechanismus an das Sägeblatt 4 übertragen, so dass somit das Sägeblatt 4 gedreht wird.
Auf einer oberen Seite des Hauptkörpers 3 angeordnet ist ein Haltegriff 8, der durch einen Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 zu ergreifen ist. Der Haltegriff 8 ist auf der oberen Seite des Hauptkörpers 3 so angebracht, dass er eine bogenartige Form aufweist. Insbesondere ist ein Ende des Haltegriffs 8 auf einer hinteren Endseite des Hauptkörpers 3 in Bezug auf die Schneidfortschrittsrichtung befestigt, und das andere Ende ist auf einer Seite weiter vorne in Bezug auf die Schneidfortschrittsrichtung als die hintere Endseite befestigt.
Der Haltegriff 8 weist einen Drückerschalter 9, der darauf montiert ist, auf. Der Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 kann eine Ziehbetätigung und eine Loslassbetätigung auf dem Drückerschalter 9 durchführen, während er den Haltegriff 8 ergreift. Der Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine kann den Drückerschalter 9 in einem derartigen Zustand ziehen, dass ein Ausschaltarretierungshebel, der in der Umgebung des Drückerschalters 9 in linken und rechten Richtungen des Haltegriffs 8 vorsteht, betätigt wird. Insbesondere wird dem Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 durch Drücken des Ausschaltarretierungshebels von der linken Seite oder von der rechten Seite ermöglicht, den Drückerschalter 9 zu ziehen. Nachfolgend wird ein Zustand, in dem die Ziehbetätigung an dem Drückerschalter 9 durchgeführt wird, als ein Einschaltzustand bezeichnet, und ein Zustand, in dem die Loslassbetätigung an dem Drückerschalter 9 durchgeführt wird, wird als ein Ausschaltzustand bezeichnet.
Ein Akkupack 10, der darin einen Akku 12 enthält, der wiederholt geladen werden kann, wird an einem hinteren Ende des Hauptkörpers 3 in einer anbringbaren und abnehmbaren Weise angebracht. Wenn die Ziehbetätigung an dem Drückerschalter 9 mit dem an dem Hauptkörper 3 angebrachten Akkupack 10 durchgeführt wird, bewirkt elektrische Leistung des Akkus 12, dass sich der Motor 11 innerhalb des Hauptkörpers 3 dreht. Der Akku 12 ist in 1 nicht gezeigt, aber in 2 gezeigt.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 eine Steuerungseinheit 20 auf. Die Steuerungseinheit 20 weist einen Leistungszufuhranschluss 20a, einen Masseanschluss 20b und einen Kommunikationsanschluss 20c auf. Bei Anbringung des Akkupacks 10 an dem Hauptkörper 3 werden der Leistungszufuhranschluss 20a, der Masseanschluss 20b und der Kommunikationsanschluss 20c mit einem Leistungszufuhranschluss 10a, einem Masseanschluss 10b bzw. einem Kommunikationsanschluss 10c des Akkupacks 10 verbunden.
Der Leistungszufuhranschluss 10a des Akkupacks 10 ist mit einer positiven Elektrode des Akkus 12 verbunden. Der Masseanschluss 10b des Akkupacks 10 ist mit einer negativen Elektrode des Akkus 12 verbunden. Der Akkupack 10 gibt ein Entladeerlaubnissignal oder ein Entladeverbotssignal durch den Kommunikationsanschluss 10c aus.
Die Steuerungseinheit 20 nimmt Leistungszufuhr von dem Akku 12 innerhalb des Akkupacks 10 auf und steuert einen Antrieb des Motors 11. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 11 ein bürstenloser Drehstrommotor.
Die Steuerungseinheit 20 weist eine Motoransteuerung 21, eine Gatteransteuerung 22, eine Steuerungsschaltung 23 und einen Regler 24 auf.
Die Motoransteuerung 21 ist eine Schaltung, die Leistungszufuhr von dem Akku 12 aufnimmt, um einen Strom durch Wicklungen jeweiliger Phasen des Motors 11 fließen zu lassen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Motoransteuerung 21 als eine Dreiphasenvollbrückenschaltung mit sechs Schaltelementen Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 und Q6 ausgebildet. Bei der vorliegenden Offenbarung sind die Schaltelemente Q1 bis Q6 MOSFETs.
Bei der Motoransteuerung 21 sind die Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 auf entsprechenden Leistungszufuhrleitungen, die Anschlüsse U, V bzw. W des Motors 11 und die positive Elektrode des Akkus 12 verbinden, angeordnet. Die Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 sind auf entsprechenden Masseleitungen, die die Anschlüsse U, V bzw. W des Motors 11 und die negative Elektrode des Akkus 12 verbinden, angeordnet.
Die Motoransteuerung 21 weist Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und R6 auf. Die Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und R6 sind parallel mit den Schaltelementen Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 bzw. Q6 verbunden. Widerstandswerte der Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und R6 sind gleich.
Die Gatteransteuerung 22 ist eine Schaltung, die jedes der Schaltelemente Q1 bis Q6 innerhalb der Motoransteuerung 21 entsprechend einem Steuerungssignal, das von der Steuerungsschaltung 23 ausgegeben wird, ein- oder ausschaltet, so dass dadurch ein Strom durch die Wicklungen jeweiliger Phasen des Motors 11 fließen gelassen wird, so dass somit der Motor 11 gedreht wird.
Die Steuerungsschaltung 23 ist hauptsächlich mit einem Mikrocomputer, der eine CPU 23a, einen ROM 23b, einen RAM 23c usw. aufweist, ausgebildet. Verschiedene Funktionen des Mikrocomputers werden durch Ausführung, durch die CPU 23a, eines Programms, das in einem nicht flüchtigen greifbaren Speichermedium gespeichert ist, durchgeführt. Bei diesem Beispiel entspricht der ROM 23b dem nicht flüchtigen greifbaren Speichermedium, das das Programm speichert. Ausführung dieses Programms bewirkt, dass Prozesse, die dem Programm entsprechen, ausgeführt werden. Teile oder alle der Funktionen, die durch die CPU 23a durchgeführt werden, können mit Hardware, wie bspw. einem oder mehr als einem IC, ausgebildet werden. Die Anzahl des Mikrocomputers, der die Steuerungsschaltung 23 darstellt, kann eins oder mehr als eins sein.
Der Regler 24 nimmt Leistungszufuhr von dem Akku 12 über den Leistungszufuhranschluss 20a auf und erzeugt eine Spannung von 5 V zum Bewirken, dass die Steuerungsschaltung 23 arbeitet.
Die Steuerungseinheit 20 weist Schaltelemente Q7, Q8 und Q9, einen Widerstand R7 und eine Spannungsteilerschaltung 31 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Schaltelemente Q7 bis Q9 MOSFETs.
Ein Abfluss des Schaltelements Q7 ist mit dem Leistungszufuhranschluss 20a verbunden, ein Zufluss davon ist mit der Motoransteuerung 21 verbunden, und ein Gatter davon ist mit der Steuerungsschaltung 23 verbunden. Das Schaltelement Q8 ist parallel mit dem Schaltelement Q7 verbunden. Ein Ende des Widerstands R7 ist mit einem Abfluss des Schaltelements Q8 verbunden, und das andere Ende ist mit dem Zufluss des Schaltelements Q7 verbunden. Ein Widerstandswert des Widerstands R7 ist gleich den Widerstandswerten der Widerstände R1 bis R6.
Die Spannungsteilerschaltung 31 gibt, an die Steuerungsschaltung 23, eine Teilspannung, die durch Teilen einer Verbindungspunktspannung an einem Verbindungspunkt Pc zwischen dem Schaltelement Q7 und der Motoransteuerung 21 erhalten wird, aus.
Die Spannung von 5 V von dem Regler 24 wird an einen Zufluss des Schaltelements Q9 angelegt, und ein Abfluss des Schaltelements Q9 ist mit der Motoransteuerung 21 und mit der Gatteransteuerung 22 verbunden. Ein Gatter des Schaltelements Q9 ist mit Steuerungsschaltung 23 verbunden, und das Schaltelement Q9 wird entsprechend einem Spannungspegel eines Steuerungssignal von der Steuerungsschaltung 23 ein- oder ausgeschaltet. Wenn das Schaltelement Q9 eingeschaltet ist, wird die Spannung von 5 V von dem Regler 24 der Motoransteuerung 21 und der Gatteransteuerung 22 als eine Leistungszufuhrspannung Vcc zugeführt. Wenn das Schaltelement Q9 ausgeschaltet ist, wird eine Zufuhr der Leistungszufuhrspannung Vcc an die Motoransteuerung 21 und an die Gatteransteuerung 22 unterbrochen.
Die Steuerungseinheit 20 weist einen Schalter 32 und eine lichtemittierende Diode 33 auf. Die Spannung von 5 V von dem Regler 24 wird über einen Widerstand R11 an ein Ende des Schalters 32 angelegt, und das andere Ende des Schalters 32 ist geerdet. Der Schalter 32 wird bei der Ziehbetätigung des Drückerschalters 9 durch den Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 eingeschaltet und wird bei der Loslassbetätigung des Drückerschalters 9 durch den Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 ausgeschaltet. Das eine Ende des Schalters 32 ist mit der Steuerungsschaltung 23 verbunden, und eine Spannung an dem einen Ende des Schalters 32 wird durch die Steuerungsschaltung 23 erfasst.
Eine Anode der lichtemittierenden Diode 33 ist mit der Steuerungsschaltung 23 verbunden, und eine Katode davon ist geerdet. Die lichtemittierende Diode 33 emittiert Licht, wenn ein Fehleranzeigesignal von der Steuerungsschaltung 23 ausgegeben wird.
Ferner weist die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 einen Drehsensor 13 auf. Der Drehsensor 13 erfasst eine Drehposition und eine Drehzahl des Motors 11 und gibt ein Erfassungssignal, das das Erfassungsergebnis angibt, an die Steuerungsschaltung 23 aus.
Als Nächstes wird eine Erläuterung von Abläufen eines Arbeitsmaschinensteuerungsprozesses, der durch die CPU 23a in der Steuerungsschaltung 23 durchgeführt wird, angegeben. Der Arbeitsmaschinensteuerungsprozess ist ein Prozess, der gestartet wird, nachdem die Spannung von 5 V der Steuerungsschaltung 23 zum Starten der Steuerungsschaltung 23 zugeführt wird.
Wenn sie den Arbeitsmaschinensteuerungsprozess durchführt, führt, wie in 3 gezeigt ist, die CPU 23a zuerst in S10 eine Anfangseinstellung durch. Insbesondere setzt die CPU 23a verschiedene Parameter, die in dem Arbeitsmaschinensteuerungsprozess verwendet werden, auf Anfangswerte und schaltet das Schaltelement Q9 von ausgeschaltet zu eingeschaltet um.
Anschließend führt die CPU 23a in S20 einen Störungsdiagnoseprozess, der unten beschrieben wird, durch. Dann bestimmt die CPU 23a in S30, ob ein Störungsmerker F1, der in dem RAM 23c vorgesehen ist, gesetzt ist. Bei den Beschreibungen unten bezeichnet ein Setzen eines Merker ein Setzen eines Werts des Merkers auf 1, und ein Löschen eines Merker bezeichnet ein Setzen eines Werts des Merker auf 0.
Hier führt, falls der Störungsmerker F1 nicht gesetzt ist, die CPU 23a in S40 einen Neustartverhinderungsprozess, der unten beschrieben wird, durch. Dann führt die CPU 23a in S50 einen Leistungssparmodusprozess, der unten beschrieben wird, durch. Ferner führt die CPU 23a in S60 einen Motorsteuerungsprozess, der unten beschrieben wird, durch und wechselte zu S50.
Falls der Störungsmerker F1 in S30 gesetzt ist, gibt die CPU 23a in S70 das Fehleranzeigesignal an die lichtemittierende Diode 33 aus, so dass bewirkt wird, dass die lichtemittierende Diode 33 Licht emittiert. Auf diese Weise zeigt die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 eine Benachrichtigung, dass eine Störung in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 aufgetreten ist, an. Anschließend schaltet die CPU 23a in S80 die Schaltelemente Q1 bis Q7 aus und beendet den Arbeitsmaschinensteuerungsprozess.
Als Nächstes wird eine Erläuterung von Abläufen des Störungsdiagnoseprozesses, der durch die CPU 23a in S20 durchgeführt wird, angegeben.
Wenn sie den Störungsdiagnoseprozess durchführt, schaltet, wie in 4 gezeigt ist, die CPU 23a zuerst in S110 die Schaltelemente Q1 bis Q7 aus.
Dann bestimmt die CPU 23a in S120 basierend auf dem Erfassungssignal von dem Drehsensor 13, ob sich der Motor 11 träge dreht. Hier beendet, falls sich der Motor 11 träge dreht, die CPU 23a den Störungsdiagnoseprozess. Dagegen schaltet, falls sich der Motor 11 nicht träge dreht, die CPU 23a in S130 das Schaltelement Q8 ein.
Dann misst die CPU 23a in S140 die Verbindungspunktspannung basierend auf der Teilspannung von der Spannungsteilerschaltung 31 und speichert den Wert der gemessenen Spannung in einer Verbindungspunktspannung Vc, die in dem RAM 23c vorgesehen ist.
Ferner speichert die CPU 23a in S150 den Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc gespeichert ist, in einer Verbindungspunktspannung Vc1, die in dem RAM 23c vorgesehen ist.
In S160 bestimmt die CPU 23a, ob die Verbindungspunktspannung Vc größer als 0 V ist. Falls eine Armkurzschlussstörung in der Motoransteuerung 21 auftritt, wird die Verbindungspunktspannung Vc 0 V. Dagegen wird, falls eine Armkurzschlussstörung in der Motoransteuerung 21 nicht auftritt und auch die Schaltelemente Q1 bis Q6 ausgeschaltet sind, die Verbindungspunktspannung Vc nicht 0 V, selbst wenn das Schaltelement Q7 eingeschaltet wird.
Hier wechselt, falls die Verbindungspunktspannung Vc kleiner oder gleich 0 V ist, die CPU 23a zu S220. Dagegen schaltet, falls die Verbindungspunktspannung Vc größer als 0 V ist, die CPU 23a in S170 das Schaltelement Q7 ein. Dann misst die CPU 23a in S180 die Verbindungspunktspannung basierend auf der Teilspannung von der Spannungsteilerschaltung 31 und speichert den Wert der gemessenen Spannung in der Verbindungspunktspannung Vc.
Ferner speichert die CPU 23a in S190 den Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc gespeichert ist, in einer Akkuspannung Vb, die in dem RAM 23c vorgesehen ist. Danach schaltet die CPU 23a in S200 das Schaltelement Q7 aus.
Dann bestimmt die CPU 23a in S210, ob der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, größer als ein Drittel des Werts, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, und auch kleiner als der Wert, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, ist. D.h., die CPU 23a bestimmt, ob (1/3)×Vb<V_c1<Vb erfüllt ist.
Vorausgesetzt dass Abfluss-zu-Zufluss-Widerstände der Schaltelemente Q1 bis Q7 zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind, ausreichend größer als Widerstände der Widerstände R1 bis R7 sind und ignoriert werden können, wird die Verbindungspunktspannung in einem Fall keines Auftretens eines Kurzschlusses in den Schaltelementen Q1 bis Q7 als (2/5)×Vb berechnet. Die Verbindungspunktspannung in einem Fall eines Auftretens eines Kurzschlusses in einem der Schaltelemente Q1 bis Q6 wird als (1/3)×Vb berechnet. Die Verbindungspunktspannung in einem Fall eines Auftretens eines Kurzschlusses in dem Schaltelement Q7 wird als Vb berechnet. Dementsprechend kann, falls die Verbindungspunktspannung gleich Vb ist oder kleiner oder gleich (1/3)×Vb ist, bestimmt werden, dass ein Kurzschluss in mindestens einem der Schaltelemente Q1 bis Q7 auftritt.
Hier wechselt, falls der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vcl gespeichert ist, kleiner oder gleich einem Drittel des Werts, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, ist oder größer oder gleich dem Wert, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, ist, die CPU 23a zu S220.
Bei Wechsel zu S220 setzt die CPU 23a den Störungsmerker F1 und wechselt zu S230.
In S210 wechselt, falls der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, größer als ein Drittel des Werts, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, und auch kleiner als der Wert, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, ist, die CPU 23a zu S230.
Bei Wechsel zu S230 schaltet die CPU 23a das Schaltelement Q8 aus und beendet den Störungsdiagnoseprozess.
Als Nächstes wird eine Erläuterung von Abläufen des Neustartverhinderungsprozesses, der durch die CPU 23a in S40 durchgeführt wird, angegeben.
Wenn sie den Neustartverhinderungsprozess durchführt, schaltet, wie in 5 gezeigt ist, die CPU 23a zuerst in S310 die Schaltelemente Q1 bis Q7 aus.
Dann bestimmt die CPU 23a in S320, ob der Drückerschalter 9 in dem Ausschaltzustand ist. Hier wiederholt, falls der Drückerschalter 9 in dem Einschaltzustand ist, die CPU 23a den Ablauf von S320, so dass sie somit wartet, bis der Drückerschalter 9 in den Ausschaltzustand eintritt.
Bei Eintritt des Drückerschalters 9 in den Ausschaltzustand beendet die CPU 23a den Neustartverhinderungsprozess.
Als Nächstes wird eine Erläuterung von Abläufen des Leistungssparmodusprozesses, der durch die CPU 23a in S50 durchgeführt wird, angegeben.
Wenn sie den Leistungssparmodusprozess durchführt, bestimmt, wie in 6 gezeigt ist, die CPU 23a zuerst in S410, ob der Ausschaltzustand des Drückerschalters 9 für einen Modusbestimmungszeitraum, der im Voraus festgelegt wird, angedauert hat. Hier beendet, falls der Ausschaltzustand des Drückerschalters 9 nicht für den Modusbestimmungszeitraum angedauert hat, die CPU 23a den Leistungssparmodusprozess.
Dagegen wechselt, falls der Ausschaltzustand des Drückerschalters 9 für den Modusbestimmungszeitraum angedauert hat, die CPU 23a in S420 zu einem Schlafmodus. Bei Wechsel zu dem Schlafmodus schaltet die CPU 23a das Schaltelement Q9 aus. Dies hat eine Unterbrechung einer Zufuhr der Leistungszufuhrspannung Vcc zu der Motoransteuerung 21 und zu der Gatteransteuerung 22 zur Folge.
Dann bestimmt die CPU 23a in S430, ob der Drückerschalter 9 in dem Einschaltzustand ist. Hier wiederholt, falls der Drückerschalter 9 in dem Ausschaltzustand ist, die CPU 23a den Ablauf von S430, so dass sie somit wartet, bis der Drückerschalter 9 in den Einschaltzustand eintritt.
Bei Eintritt des Drückerschalters 9 in den Einschaltzustand wacht die CPU 23a auf und wechselt in S440 zu einem normalen Betriebsmodus und beendet den Leistungssparmodusprozess. Bei Wechsel zu dem normalen Betriebsmodus schaltet die CPU 23a das Schaltelement Q9 ein. Dies hat einen Neustart einer Zufuhr der Leistungszufuhrspannung Vcc zu der Motoransteuerung 21 und zu der Gatteransteuerung 22 zur Folge.
Als Nächstes wird eine Erläuterung von Abläufen des Motorsteuerungsprozesses, der durch die CPU 23a in S60 durchgeführt wird, angegeben.
Wenn sie den Motorsteuerungsprozess durchführt, bestimmt, wie in 7 gezeigt ist, die CPU 23a zuerst in S510, ob der Drückerschalter 9 in dem Einschaltzustand ist. Hier wechselt, falls der Drückerschalter 9 in dem Ausschaltzustand ist, die CPU 23a zu S540. Dagegen bestimmt, falls der Drückerschalter 9 in dem Einschaltzustand ist, die CPU 23a in S520, ob der Akku 12 in einem Entladeerlaubniszustand ist. Insbesondere bestimmt die CPU 23a, dass der Akku 12 in dem Entladeerlaubniszustand ist, wenn sie das Entladeerlaubnissignal von dem Akkupack 10 erfasst.
Hier führt, falls der Akku 12 in dem Entladeerlaubniszustand ist, die CPU 23a in S530 einen Motoransteuerungsprozess zum Antreiben des Motors 11 durch und wechselt zu S510. Dagegen wechselt, falls der Akku 12 nicht in dem Entladeerlaubniszustand ist, die CPU 23a zu S540.
Bei Wechsel zu S540 führt die CPU 23a einen Motorstoppprozess zum Stoppen eines Antriebs des Motors 11 durch und beendet den Motorsteuerungsprozess.
Die so ausgebildete elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 weist den Motor 11 als eine Leistungsquelle auf und weist ferner die Motoransteuerung 21, das Schaltelement Q7, den Widerstand R7, die Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und R6 und die Steuerungsschaltung 23 auf. Der Motor 11 ist ein bürstenloser Motor.
Die Motoransteuerung 21 weist die sechs Schaltelemente Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 und Q6, die jeweils auf dem entsprechenden von sechs ersten Strompfaden zwischen dem Akku 12 und dem Motor 11 angeordnet sind, auf und steuert einen Stromfluss zu dem Motor 11 über die Schaltelemente Q1 bis Q6.
Der erste Strompfad, auf dem das Schaltelement Q1 angeordnet ist, ist ein Strompfad zwischen der positiven Elektrode des Akkus 12 und dem Anschluss U des Motors 11. Der erste Strompfad, auf dem das Schaltelement Q3 angeordnet ist, ist ein Strompfad zwischen der positiven Elektrode des Akkus 12 und dem Anschluss V des Motors 11. Der erste Strompfad, auf dem das Schaltelement Q5 angeordnet ist, ist ein Strompfad zwischen der positiven Elektrode des Akkus 12 und dem Anschluss W des Motors 11. Der erste Strompfad, auf dem das Schaltelement Q2 angeordnet ist, ist ein Strompfad zwischen der negativen Elektrode des Akkus 12 und dem Anschluss U des Motors 11. Der erste Strompfad, auf dem das Schaltelement Q4 angeordnet ist, ist ein Strompfad zwischen der negativen Elektrode des Akkus 12 und dem Anschluss V des Motors 11. Der erste Strompfad, auf dem das Schaltelement Q6 angeordnet ist, ist ein Strompfad zwischen der negativen Elektrode des Akkus 12 und dem Anschluss W des Motors 11.
Das Schaltelement Q7 ist auf einem zweiten Strompfad zwischen dem Akku 12 und der Motoransteuerung 21 angeordnet. Der Widerstand R7 ist parallel mit dem Schaltelement Q7 verbunden.
Die Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und R6 sind mit der Motoransteuerung 21 in einem derartigen Zustand, dass in einem Fall, dass alle der Schaltelemente Q1 bis Q6 in der Motoransteuerung 21 ausgestaltet sind, elektrische Leitung zwischen einer positiven Seite und einer negativen Seite des Akkus 12 in der Motoransteuerung 21 möglich ist, verbunden.
Die Steuerungsschaltung 23 schaltet das Schaltelement Q7 und alle der Schaltelemente Q1 bis Q6 aus und bestimmt, ob mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, basierend auf der Verbindungspunktspannung an dem Verbindungspunkt Pc zwischen dem Schaltelement Q7 und der Motoransteuerung 21.
Insbesondere sind die Widerstände R1, R3 und R5 mit den Schaltelementen Q1, Q3 bzw. Q5 parallel verbunden, und die Widerstände R2, R4 und R6 sind mit den Schaltelementen Q2, Q4 bzw. Q6 parallel verbunden. Unter den Schaltelementen Q1 bis Q6 sind die Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 auf den ersten Strompfaden zwischen dem Motor 11 und der positiven Elektrode des Akkus 12 angeordnet. Unter den Schaltelementen Q1 bis Q6 sind die Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 auf den ersten Strompfaden zwischen dem Motor 11 und der negativen Elektrode des Akkus 12 angeordnet.
Auf diese Weise sind in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 die Widerstände R1 bis R6 mit der Motoransteuerung 21 in einem derartigen Zustand verbunden, dass elektrische Leitung zwischen der positiven Seite und der negativen Seite des Akkus 12 in der Motoransteuerung 21 möglich ist. Somit ändert sich, falls mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 in der Motoransteuerung 21 kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Andererseits ist der Widerstand R7 mit dem Schaltelement Q7 parallel verbunden. Somit ändert sich, falls das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Ferner unterscheidet sich die Verbindungspunktspannung zwischen dem Fall, in dem mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, und dem Fall, in dem das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist.
Dies macht es möglich, in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 zu erfassen, ob mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist und ob das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist.
Die Steuerungsschaltung 23 bestimmt, dass mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, wenn die Verbindungspunktspannung kleiner oder gleich einer Störungsbestimmungsbespannung ((1/3)×Vb bei der vorliegenden Ausführungsform) ist, die im Voraus so festgelegt wird, dass sie die Verbindungspunktspannung zu der Zeit eines Auftretens einer Kurzschlussstörung in einem der Schaltelemente Q1 bis Q6 angibt. Dies macht es möglich, in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 durch ein einfaches Verfahren, bei dem die Verbindungspunktspannung mit der Störungsbestimmungsspannung verglichen wird, zu bestimmen, ob mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist.
Die Steuerungsschaltung 23 bestimmt, dass das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist, wenn die Verbindungspunktspannung größer oder gleich einer leistungsquellenseitigen Störungsbestimmungsspannung (Vb bei der vorliegenden Ausführungsform) ist, die im Voraus so festgelegt wird, dass sie die Verbindungspunktspannung zu der Zeit eines Auftretens einer Kurzschlussstörung in dem Schaltelement Q7 angibt. Dies macht es möglich, in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 durch ein einfaches Verfahren, bei dem die Verbindungspunktspannung mit der leistungsquellenseitigen Störungsbestimmungsspannung verglichen wird, zu bestimmen, ob das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist.
Wenn die Steuerungsschaltung 23 bestimmt, dass mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, nimmt die lichtemittierende Diode 33 in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 eine dementsprechende Benachrichtigung vor. In den Fällen, dass bestimmt wird, dass mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, schaltet, falls der Drückerschalter 9, der zum Aktivieren der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 zu betätigen ist, in dem Einschaltzustand ist, die Steuerungsschaltung 23 alle der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7 aus. Dies macht es möglich, in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1, wenn mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, den Benutzer der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 auf eine derartige Situation aufmerksam zu machen. Zudem ist es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1, wenn mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, ein Auftreten einer Situation, in der ein Kurzschlussstrom zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode des Akkus 12 fließt, zu verhindern.
Das Schaltelement Q8 ist mit dem Widerstand R7 in Reihe verbunden und auch mit dem Schaltelement Q7 parallel verbunden. Wenn die Steuerungsschaltung 23 eine Störungsbestimmung beginnt, schaltet die Steuerungsschaltung 23 das Schaltelement Q8 ein. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 nicht zuzulassen, dass ein Strom durch den Widerstand R7 fließt, außer wenn die Steuerungsschaltung 23 die Störungsbestimmung durchführt, so dass somit ein Leistungsverbrauch in der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 reduziert wird.
Der Widerstandswert des Widerstands R7 und der Widerstandswert jedes der Widerstände R1 bis R6 sind gleich. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 eine Berechnung der Verbindungspunktspannung in dem Fall, dass mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, zu erleichtern.
Die Steuerungsschaltung 23 verhindert, dass die Steuerungsschaltung 23 die Störungsbestimmung durchführt, wenn sich der Motor 11 dreht. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 ein Auftreten einer Situation, in der die Steuerungsschaltung 23 die Störungsbestimmung durchführt, wenn eine induzierte Spannung, die sich aus der Trägheitsdrehung des Motors 11 ergibt, die Verbindungspunktspannung beeinflusst, zu verhindern, so dass somit eine Genauigkeit der Störungsbestimmung durch die Steuerungsschaltung 23 verbessert wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht der Motor 11 einem bürstenlosen Motor, entspricht die Motoransteuerung 21 einer Wechselrichterschaltung, entsprechen die Schaltelemente Q1 bis Q6 Halbleiterschaltelementen, und entspricht das Schaltelement Q7 einem leistungsquellenseitigen Schaltelement.
Der Akku 12 entspricht einer Gleichstromleistungsquelle, der Widerstand R7 entspricht einem leistungsquellenseitigen Widerstand, die Widerstände R1 bis R6 entsprechen mindestens einem schaltungsseitigen Widerstand, und S110 bis S230 entsprechen Abläufen als ein Störungsbestimmer.
Die Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 entsprechen hochseitigen Schaltelementen, die Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 entsprechenden niederseitigen Schaltelementen, die lichtemittierende Diode 33 entspricht einem Kurzschlussbenachrichtiger, und S80 entspricht einem Ablauf als ein Leistungszufuhrunterbrecher.
Das Schaltelement Q8 entspricht einem parallelen Schaltelement, S130 entspricht einem Ablauf als eine Bei-Bestimmung-Steuerung, und S120 entspricht einem Ablauf als ein Verhinderer.
[Zweite Ausführungsform]
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unten in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform werden Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben. Die dieselben Bezugszeichen sind gemeinsamen Ausgestaltungen zugeordnet.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die elektrische Ausgestaltung der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 geändert ist, und dahingehend, dass der Störungsdiagnoseprozess geändert ist.
Wie in 8 gezeigt ist, ist die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 der zweiten Ausführungsform von jener der ersten Ausführungsform dahingehend verschieden, dass die Widerstände R1, R2, R3, R4, R5 und R6 weggelassen sind, und dahingehend, dass ein Widerstand R21 hinzugefügt ist.
Der Widerstand R21 ist mit der Motoransteuerung 21 parallel verbunden. Insbesondere ist ein Ende des Widerstands R21 mit dem Verbindungspunkt Pc verbunden, und das andere Ende des Widerstands R21 ist geerdet.
Hier wird eine Erläuterung eines Verfahrens zum Erfassen einer Kurzschlussstörung in den Schaltelementen Q1 bis Q7 bei der zweiten Ausführungsform angegeben.
Zunächst nehme man an, dass die Abfluss-zu-Zufluss-Widerstände der Schaltelemente Q1 bis Q7 zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind, ausreichend größer als die Widerstände des Widerstands R7 und des Widerstands R21 sind und ignoriert werden können.
Auch nehme man an, dass der Widerstand in jeder Wicklung des Motors 11 ausreichend kleiner als jener des Widerstands R7 und des Widerstands R21 ist und ignoriert werden kann. In einem derartigen Fall kann die Motoransteuerung 21 als äquivalent eine Verdrahtung aufweisend gelten, bei der Zuflüsse der Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 mit Abflüssen der Schaltelemente Q2, Q4 bzw. Q6 verbunden sind, wie mit einer unterbrochenen Linie L1 und Punkten P1, P2 und P3 gezeigt ist.
Ferner nehme man an, dass der Widerstand R7 und der Widerstand R21 denselben Widerstandswert aufweisen. Bei derartigen Bedingungen wird eine Verbindungspunktspannungen zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind (die nachfolgend als eine Ausschaltzustandsverbindungspunktspannung bezeichnet wird), als (1/2)×Vb berechnet, falls kein Kurzschluss in den Schaltelementen Q1 bis Q7 auftritt.
Die Ausschaltzustandsverbindungspunktspannung in einem Fall, dass ein Kurzschluss in dem Schaltelement Q7 auftritt, wird als Vb berechnet.
Die Verbindungspunktspannung in einem Fall, dass ein Kurzschluss in mindestens einem der Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 auftritt und auch dass mindestens eines der Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 eingeschaltet ist, wird als 0 V berechnet.
Die Verbindungspunktspannung in einem Fall, dass ein Kurzschluss in mindestens einem der Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 auftritt und dass auch mindestens eines der Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 eingeschaltet ist, wird als 0 V berechnet.
Dementsprechend kann, falls die Verbindungspunktspannung gleich Vb oder 0 V ist, bestimmt werden, dass ein Kurzschluss in mindestens einem der Schaltelemente Q1 bis Q7 auftritt.
Als Nächstes wird eine Erläuterung von Abläufen eines Störungsdiagnoseprozesses der zweiten Ausführungsform angegeben.
Wie in 9 gezeigt ist, unterscheidet sich der Störungsdiagnoseprozess der zweiten Ausführungsform von jenem der ersten Ausführungsform dahingehend, dass S210 weggelassen ist, und dahingehend, dass S610 bis S690 hinzugefügt sind.
Insbesondere bestimmt die CPU 23a bei Abschluss des Ablaufs von S200 in S610, ob der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, kleiner als der Wert ist, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist. Hier wechselt, falls der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, größer oder gleich dem Wert ist, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, die CPU 23a zu S220.
Dagegen schaltet, falls der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, kleiner als der Wert ist, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, die CPU 23a in S620 die Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 ein. Dann misst die CPU 23a in S630 die Verbindungspunktspannung basierend auf der Teilspannung von der Spannungsteilerschaltung 31 und speichert den Wert der gemessenen Spannung in der Verbindungspunktspannung Vc. Ferner schaltet die CPU 23a in S640 die Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 aus.
Anschließend bestimmt die CPU 23a in S650, ob die Verbindungspunktspannung Vc größer als 0 V ist. Hier wechselt, falls die Verbindungspunktspannung Vc kleiner oder gleich 0 V ist, die CPU 23a zu S220. Dagegen schaltet, falls die Verbindungspunktspannung Vc größer als 0 V ist, die CPU 23a in S660 die Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 ein. Dann misst die CPU 23a in S670 die Verbindungspunktspannung basierend auf der Teilspannung von der Spannungsteilerschaltung 31 und speichert den Wert der gemessenen Spannung in der Verbindungspunktspannung Vc. Ferner schaltet die CPU 23a in S680 die Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 aus.
Als Nächstes bestimmt die CPU 23a in S690, ob die Verbindungspunktspannung Vc größer als 0 V ist. Hier wechselt, falls die Verbindungspunktspannung Vc kleiner oder gleich 0 V ist, die CPU 23a zu S220. Dagegen wechselt, falls die Verbindungspunktspannung Vc größer als 0 V ist, die CPU 23a zu S230.
Die so ausgebildete elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 weist den Motor 11 als eine Leistungsquelle auf und weist ferner die Motoransteuerung 21, das Schaltelement Q7, den Widerstand R7, den Widerstand R21 und die Steuerungsschaltung 23 auf.
Der Widerstand R21 ist mit der Motoransteuerung 21 in einem derartigen Zustand verbunden, dass in einem Fall, dass alle der Schaltelemente Q1 bis Q6 in der Motoransteuerung 21 ausgeschaltet sind, elektrische Leitung zwischen der positiven Seite und der negativen Seite des Akkus 12 in der Motoransteuerung 21 möglich ist. Insbesondere ist der Widerstand R21 mit der Motoransteuerung 21 parallel verbunden.
Die Steuerungsschaltung 23 schaltet alle von dem Schaltelement Q7 und den Schaltelementen Q1 bis Q6 aus und bestimmt, ob mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, basierend auf der Verbindungspunktspannung an dem Verbindungspunkt Pc zwischen dem Schaltelement Q7 und der Motoransteuerung 21.
Auf diese Weise ist bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 der Widerstand R21 mit der Motoransteuerung 21 in einem derartigen Zustand verbunden, dass elektrische Leitung zwischen der positiven Seite und der negativen Seite des Akkus 12 in der Motoransteuerung 21 möglich ist. Somit ändert sich, falls mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 in der Motoransteuerung 21 kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Andererseits ist der Widerstand R7 mit dem Schaltelement Q7 parallel verbunden. Somit ändert sich, falls das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Ferner unterscheidet sich die Verbindungspunktspannung zwischen dem Fall, in dem mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, und dem Fall, in dem das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist.
Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 zu erfassen, ob mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist und ob das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform entspricht der Widerstand R21 mindestens einem schaltungsseitigen Widerstand, und S110 bis S200, S220, S230 und S610 bis S690 entsprechen Abläufen als ein Störungsbestimmer.
[Dritte Ausführungsform]
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unten in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Bei der dritten Ausführungsform werden Unterschiede zu der ersten Ausführungsform beschrieben. Dieselben Bezugszeichen sind gemeinsamen Ausgestaltungen zugeordnet.
Die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von jener der ersten Ausführungsform dahingehend, dass die elektrische Ausgestaltung der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 geändert ist, und dahingehend, dass der Störungsdiagnoseprozess geändert ist.
Wie in 10 gezeigt ist, ist die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 der dritten Ausführungsform von jener der ersten Ausführungsform dahingehend verschieden, dass die Widerstände R3, R4, R5 und R6 weggelassen sind.
Hier wird eine Erläuterung eines Verfahrens zum Erfassen einer Kurzschlussstörung in den Schaltelementen Q1 bis Q7 bei der dritten Ausführungsform angegeben.
Zunächst nehme man an, dass Abfluss-zu-Zufluss-Widerstände der Schaltelemente Q1 bis Q7 zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind, ausreichend größer als Widerstände der Widerstände R1, R2 und R7 sind und ignoriert werden können.
Auch nehme man an, dass ein Widerstand in jeder Wicklung des Motors 11 ausreichend kleiner als jener der Widerstände R1, R2 und R7 ist und ignoriert werden kann. In einem derartigen Fall kann, wie in 8 gezeigt ist, die Motoransteuerung 21 als äquivalent eine Verdrahtung aufweisend gelten, bei der die Zuflüsse der Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 mit den Abflüssen der Schaltelemente Q2, Q4 bzw. Q6 verbunden sind, wie mit der unterbrochenen Linie L1 und den Punkten P1, P2 und P3 gezeigt ist.
Ferner sind, wie oben beschrieben wurde, die Abfluss-zu-Zufluss-Widerstände der Schaltelemente Q1 bis Q7 zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind, ausreichend größer als die Widerstände der Widerstände R1, R2 und R7. Somit kann, wie in 11 gezeigt ist, die Motoransteuerung 21 äquivalent als eine Schaltung gelten, bei der das Schaltelement Q1, das Schaltelement Q3 und das Schaltelement Q5 parallel miteinander verbunden sind, das Schaltelement Q2, das Schaltelement Q4 und das Schaltelement Q6 parallel miteinander verbunden sind, die parallel verbundenen Schaltelemente Q1, Q3 und Q5 und die parallel verbundenen Schaltelemente Q2, Q4 und Q6 in Reihe miteinander verbunden sind, der Widerstand R1 ferner parallel mit den parallel verbundenen Schaltelementen Q1, Q3 und Q5 verbunden ist, und der Widerstand R2 ferner parallel mit den parallel verbundenen Schaltelementen Q2, Q4 und Q6 verbunden ist.
Ferner nehme man an, dass der Widerstand R7 und die Widerstände R1 und R2 denselben Widerstandswert aufweisen. Bei derartigen Bedingungen wird eine Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind (die nachfolgend als eine Ausschaltzustandsverbindungspunktspannung bezeichnet wird), als (2/3)×Vb berechnet, falls kein Kurzschluss in den Schaltelementen Q1 bis Q7 auftritt.
Die Ausschaltzustandsverbindungspunktspannung in einem Fall, dass ein Kurzschluss in dem Schaltelement Q7 auftritt, wird als Vb berechnet.
Die Verbindungspunktspannung in einem Fall, dass ein Kurzschluss in einem der Schaltelemente Q1 bis Q6 auftritt, wird als (1/2)×Vb berechnet.
Dementsprechend kann, falls die Verbindungspunktspannung gleich Vb ist oder kleiner oder gleich (1/2)×Vb ist, bestimmt werden, dass ein Kurzschluss in mindestens einem der Schaltelemente Q1 bis Q7 auftritt.
Als Nächstes wird eine Erläuterung von Abläufen eines Störungsdiagnoseprozesses der dritten Ausführungsform angegeben.
Wie in 12 gezeigt ist, unterscheidet sich der Störungsdiagnoseprozess der dritten Ausführungsform von jenem der ersten Ausführungsform dahingehend, dass S210 weggelassen ist, und dahingehend, dass S710 hinzugefügt ist.
Insbesondere bestimmt die CPU 23a bei Abschluss des Ablaufs von S200 in S710, ob der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, größer als eine Hälfte des Werts, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, und auch kleiner als der Wert, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, ist. D.h., die CPU 23a bestimmt, ob (1/2)×Vb<Vc1<Vb erfüllt ist.
Hier wechselt, falls der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, kleiner oder gleich einer Hälfte des Werts, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, oder größer oder gleich dem Wert, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, ist, die CPU 23a zu S220.
Dagegen wechselt, falls der Wert, der in der Verbindungspunktspannung Vc1 gespeichert ist, größer als eine Hälfte des Werts, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, und auch kleiner als der Wert, der in der Akkuspannung Vb gespeichert ist, ist, die CPU 23a zu S230.
Die so ausgebildete elektrisch betriebene Arbeitsmaschine 1 weist den Motor 11 als eine Leistungsquelle auf und weist ferner die Motoransteuerung 21, das Schaltelement Q7, den Widerstand R7, die Widerstände R1 und R2 und die Steuerungsschaltung 23 auf.
Die Widerstände R1 und R2 sind mit der Motoransteuerung 21 in einem derartigen Zustand verbunden, dass in einem Fall, dass alle der Schaltelemente Q1 bis Q6 in der Motoransteuerung 21 ausgestaltet sind, elektrische Leitung zwischen der positiven Seite und der negativen Seite des Akkus 12 in der Motoransteuerung 21 möglich ist.
Die Steuerungsschaltung 23 schaltet alle von dem Schaltelement Q7 und den Schaltelementen Q1 bis Q6 aus und bestimmt, ob mindestens eines „der Schaltelemente Q1 bis Q6 und des Schaltelements Q7“ kurzgeschlossen ist, basierend auf der Verbindungspunktspannung an dem Verbindungspunkt Pc zwischen dem Schaltelement Q7 und der Motoransteuerung 21.
Insbesondere ist der Widerstand R1 parallel mit dem Schaltelement Q1 verbunden, und der Widerstand R2 ist parallel mit dem Schaltelement Q2 verbunden. Das Schaltelement Q1 ist auf dem ersten Strompfad zwischen dem Motor 11 und der positiven Elektrode des Akkus 12 angeordnet. Das Schaltelement Q2 ist auf dem ersten Strompfad zwischen dem Motor 11 und der negativen Elektrode des Akkus 12 angeordnet.
Auf diese Weise sind bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 die Widerstände R1 und R2 mit der Motoransteuerung 21 in einem derartigen Zustand verbunden, dass elektrische Leitung zwischen der positiven Seite und der negativen Seite des Akkus 12 in der Motoransteuerung 21 möglich ist. Somit ändert sich, falls mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 in der Motoransteuerung 21 kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Andererseits ist der Widerstand R7 mit dem Schaltelement Q7 parallel verbunden. Somit ändert sich, falls das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen wird, die Verbindungspunktspannung. Ferner unterscheidet sich die Verbindungspunktspannung zwischen dem Fall, in dem mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, und dem Fall, in dem das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist.
Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 zu erfassen, ob mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist und ob das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform entsprechen die Widerstände R1 und R2 mindestens einem schaltungsseitigen Widerstand, und S110 bis S200, S220, S230 und S710 entsprechen Abläufen als ein Störungsbestimmer.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung so weit beschrieben worden sind, kann die vorliegende Offenbarung in verschiedenen abgewandelten Ausgestaltungen ausgeübt werden, ohne auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt zu sein.
Beispielsweise zeigen die oben beschriebenen Ausführungsformen den Modus, in dem das Schaltelement Q7 auf dem Strompfad zwischen der positiven Elektrode des Akkus 12 und der Motoransteuerung 21 angeordnet ist; jedoch kann das Schaltelement Q7 auf einem Strompfad zwischen der negativen Elektrode des Akkus 12 und der Motoransteuerung 21 angeordnet sein.
Ferner zeigt die oben beschriebene erste Ausführungsform den Modus, in dem bestimmt wird, dass ein Kurzschluss in mindestens einem der Schaltelemente Q1 bis Q6 auftritt, falls Vc1≤(1/3)×Vb erfüllt ist (d.h., den Modus, in dem die Störungsbestimmungsspannung (1/3)×Vb ist). Jedoch kann die Störungsbestimmungsspannung auf einen Wert zwischen: einem Normalzustandstiefstwert, der der Tiefstwert der Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 jeweils in einem normalen Zustand sind, ist; und dem Wert der Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, festgelegt werden.
13 ist ein Diagramm, das Beziehungen zwischen: der Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 jeweils in einem normalen Zustand sind, der Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, und der Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist; und der Akkuspannung zeigt.
Eine gerade Linie SL1 in 13 zeigt die Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn das Schaltelement Q7 kurzgeschlossen ist. Eine gerade Linie SL2 in 13 zeigt die Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist. Eine gerade Linie SL3 in 13 zeigt die Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q6 hinsichtlich Temperatur niedrig sind und das Schaltelement Q7 hinsichtlich Temperatur hoch ist und auch in einem normalen Zustand ist. Eine gerade Linie SL4 in 13 zeigt die Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 hinsichtlich Temperatur normal sind und auch jeweils in einem normalen Zustand sind. Eine gerade Linie SL5 in 13 zeigt die Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q6 hinsichtlich Temperatur hoch sind und das Schaltelement Q7 hinsichtlich Temperatur niedrig ist und auch in einem normalen Zustand ist.
Wie durch die geraden Linien SL3, SL4 und SL5 in 13 gezeigt ist, variiert die Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 jeweils in einem normalen Zustand sind, abhängig von der Temperatur der Schaltelemente Q1 bis Q7. Die Verbindungspunktspannung wird höher, wenn die Temperaturen der Schaltelemente Q1 bis Q6 niedriger werden oder wenn die Temperatur des Schaltelements Q7 höher wird.
Somit kann die Störungsbestimmungsspannung auf einen Wert zwischen dem Wert der Verbindungspunktspannung bei der höchsten Temperatur der Schaltelemente Q1 bis Q6 und auch bei der niedrigsten Temperatur des Schaltelements Q7, die während einer Verwendung der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 erwartet werden (der nachfolgend als ein Normalzustandstiefstwert bezeichnet wird), und dem Wert der Verbindungspunktspannung zu der Zeit, wenn eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, festgelegt werden. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 ein Auftreten einer Situation, in der trotz der Tatsache, dass keines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, bestimmt wird, dass mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, zu verhindern, so dass somit eine Genauigkeit der Störungsbestimmung durch die Steuerungsschaltung 23 verbessert wird.
Selbst wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind, fließt ein winziger Leckstrom zwischen den Abflüssen und den Zuflüssen der Schaltelemente Q1 bis Q7, und dieser Leckstrom nimmt mit dem Temperaturanstieg der Schaltelemente Q1 bis Q7 zu. D.h., die Abfluss-zu-Zufluss-Widerstände zu der Zeit, wenn die Schaltelemente Q1 bis Q7 ausgeschaltet sind, nehmen mit dem Temperaturanstieg der Schaltelemente Q1 bis Q7 ab.
In dem Fall, dass die Schaltelemente Q1 bis Q7 kurzgeschlossen sind, werden die Abfluss-zu-Zufluss-Widerstände nicht notwendigerweise 0 Ω und weisen einen bestimmten Grad an Impedanz auf. Somit ist es zum Verbessern einer Genauigkeit der Störungsdiagnose wünschenswert, die Störungsbestimmungsspannung so festzulegen, dass sie nahe an einem normalen Bereich ist.
Hier ist es, da es notwendig ist, eine Situation zu vermeiden, in der eine Bestimmung einer Kurzschlussstörung trotz der Tatsache, dass die Schaltelemente Q1 bis Q7 jeweils in einem normalen Zustand sind, vorgenommen wird, notwendig, den normalen Bereich mit Variationen enthalten zu berechnen und die Störungsbestimmungsspannung so festzulegen, dass sie außerhalb dieses normalen Bereichs ist.
Der größte Faktor, der Variationen in der Schaltungsausgestaltung bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform verursacht, sind die Temperaturen der Schaltelemente Q1 bis Q7. Eine Überprüfung der Temperaturbedingungen für den Normalzustandstiefstwert findet heraus, dass die Bedingungen für die breitesten Variationen sind, wenn die Temperatur der Motoransteuerung 21, die näher an der Masse angeordnet ist, hoch ist (d.h., der Abfluss-zu-Zufluss-Widerstand am niedrigsten ist) und die Temperatur des Schaltelements Q7 näher an dem Akku 12 niedrig ist (d.h., der Abfluss-zu-Zufluss-Widerstand am höchsten ist). Somit kann die Verbindungspunktspannung unter derartigen Bedingungen für den Normalzustandstiefstwert festgelegt werden. Dies macht es möglich, bei der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 ein Auftreten der Situation, in der trotz der Tatsache, dass keines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, bestimmt wird, dass mindestens eines der Schaltelemente Q1 bis Q6 kurzgeschlossen ist, zu verhindern, so dass somit eine Genauigkeit der Störungsbestimmung durch die Steuerungsschaltung 23 weiter verbessert wird. In diesem Fall entspricht das Schaltelement Q7 einem positivseitigen Element, und die Motoransteuerung 21 entspricht einem negativseitigen Element.
Die Technik der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene elektrisch betriebenen Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise einen elektrischen Hammer, einen elektrischen Bohrhammer, einen elektrischen Bohrer, einen elektrischen Schrauber, einen elektrischen Schraubenschlüssel, eine elektrische Schleifmaschine, eine elektrische Kreissäge, eine elektrische Säbelsäge, eine elektrische Stichsäge, eine elektrische Schneidvorrichtung, eine elektrische Kettensäge, einen elektrischen Hobel, eine elektrische Nagelmaschine (einschließlich eines Tackers), einen elektrischen Heckenschneider, einen elektrischen Rasenmäher, einen elektrischen Rasentrimmer, einen elektrischen Grasschneider, eine elektrische Reinigungsvorrichtung, ein elektrisches Gebläse, eine elektrische Sprühvorrichtung, eine elektrische Verteilungsvorrichtung und einen elektrischen Entstauber angewendet werden.
Zwei oder mehr Funktionen eines einzelnen Elements bei den oben beschriebenen Ausführungsformen können durch zwei oder mehr Elemente durchgeführt werden, und eine einzelne Funktion eines einzelnen Elements kann durch zwei oder mehr Elemente durchgeführt werden. Zwei oder mehr Funktionen zweier oder mehr Elemente können durch ein einzelnes Element durchgeführt werden, und eine einzelne Funktion, die durch zwei oder mehr Elemente durchgeführt wird, kann durch ein einzelnes Element durchgeführt werden. Ein Teil einer Ausgestaltung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann weggelassen werden. Zumindest ein Teil einer Ausgestaltung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen kann zu einer anderen Ausgestaltung bei den oben beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden oder diese ersetzen.
Zusätzlich zu der oben beschriebenen elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine 1 kann die vorliegende Offenbarung auch in verschiedenen Ausgestaltungen umgesetzt werden, beispielsweise als ein Programm zum Veranlassen eines Computers, als die Steuerungseinheit 20 zu funktionieren, ein nicht flüchtiges greifbares Speichermedium, wie beispielsweise ein Halbleiterspeicher, in dem dieses Programm gespeichert ist, und ein Störungsdiagnoseverfahren.
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 2019102667 [0001]
JP 5798134 [0004]

Claims

Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine, die einen bürstenlosen Motor als eine Leistungsquelle aufweist, mit: einer Wechselrichterschaltung, die Halbleiterschaltelemente, die auf entsprechenden ersten Strompfaden zwischen einer Gleichstromleistungsquelle und dem bürstenlosen Motor angeordnet sind, aufweist und die dazu ausgebildet ist, einen Stromfluss zu dem bürstenlosen Motor über die Halbleiterschaltelemente zu steuern; einem leistungsquellenseitigen Schaltelement, das auf einem zweiten Strompfad zwischen der Gleichstromleistungsquelle und der Wechselrichterschaltung angeordnet ist; einem leistungsquellenseitigen Widerstand, der mit dem leistungsquellenseitigen Schaltelement parallel verbunden ist; mindestens einem schaltungsseitigen Widerstand, der mit der Wechselrichterschaltung in einem derartigen Zustand verbunden ist, dass in einem Fall, dass alle der Halbleiterschaltelemente in der Wechselrichterschaltung ausgeschaltet sind, elektrische Leitung zwischen einer positiven Seite und einer negativen Seite der Gleichstromleistungsquelle in der Wechselrichterschaltung möglich ist; und einem Störungsbestimmer, der dazu ausgebildet ist, das leistungsquellenseitige Schaltelement und alle der Halbleiterschaltelemente auszuschalten und basierend auf einer Verbindungspunktspannung an einem Verbindungspunkt zwischen dem leistungsquellenseitigen Schaltelement und der Wechselrichterschaltung zu bestimmen, ob mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, bei der, unter den Halbleiterschaltelementen, die Halbleiterschaltelemente, die auf den entsprechenden ersten Strompfaden zwischen dem bürstenlosen Motor und einer positiven Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet sind, hochseitige Schaltelemente sind, und die Halbleiterschaltelemente, die auf den entsprechenden ersten Strompfaden zwischen dem bürstenlosen Motor und einer negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet sind, niederseitige Schaltelemente sind, und bei der der mindestens eine schaltungsseitige Widerstand mit mindestens einem der hochseitigen Schaltelemente parallel verbunden ist und mit mindestens einem der niederseitigen Schaltelemente parallel verbunden ist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Störungsbestimmer dazu ausgebildet ist, zu bestimmen, dass mindestens eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, falls die Verbindungspunktspannung kleiner oder gleich einer Störungsbestimmungsspannung ist, die im Voraus so festgelegt wird, dass sie die Verbindungspunktspannung zu einer Zeit eines Auftretens einer Kurzschlussstörung in einem der Halbleiterschaltelemente angibt.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Störungsbestimmer dazu ausgebildet ist, zu bestimmen, dass das leistungsquellenseitige Schaltelement kurzgeschlossen ist, falls die Verbindungspunktspannung größer oder gleich einer leistungsquellenseitigen Störungsbestimmungsspannung ist, die im Voraus so festgelegt wird, dass sie die Verbindungspunktspannung zu einer Zeit eines Auftretens einer Kurzschlussstörung in dem leistungsquellenseitigen Schaltelement angibt.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit: einem Kurzschlussbenachrichtiger, der dazu ausgebildet ist, falls der Störungsbestimmer bestimmt, dass mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist, eine dementsprechende Benachrichtigung vorzunehmen; und einem Leistungszufuhrunterbrecher, der dazu ausgebildet ist, alle der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements auszuschalten, falls ein Betätigungsschalter, der zum Aktivieren der elektrisch betriebenen Arbeitsmaschine zu betätigen ist, in einem Fall, dass der Störungsbestimmer bestimmt, dass mindestens eines „der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements“ kurzgeschlossen ist, in einem Einschaltzustand ist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit: einem parallelen Schaltelement, das mit dem leistungsquellenseitigen Widerstand in Reihe verbunden ist und auch mit dem leistungsquellenseitigen Schaltelement parallel verbunden ist; und einer Bei-Bestimmung-Steuerung, die dazu ausgebildet ist, das parallele Schaltelement bei einem Beginn einer Störungsbestimmung durch den Störungsbestimmer einzuschalten.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der Widerstandswerte des leistungsquellenseitigen Widerstands und des mindestens einen schaltungsseitigen Widerstands gleich sind.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit: einem Verhinderer, der dazu ausgebildet ist, den Störungsbestimmer während einer Drehung des bürstenlosen Motors daran zu hindern, eine Störungsbestimmung durchzuführen.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach Anspruch 3, bei der die Störungsbestimmungsspannung auf einen Wert zwischen: einem Normalzustandstiefstwert, der ein Tiefstwert der Verbindungspunktspannung in einem Fall, dass alle der Halbleiterschaltelemente und des leistungsquellenseitigen Schaltelements jeweils in einem normalen Zustand sind, ist; und einem Wert der Verbindungspunktspannung in einem Fall, dass eines der Halbleiterschaltelemente kurzgeschlossen ist, festgelegt ist.
Elektrisch betriebene Arbeitsmaschine nach Anspruch 9, bei der, auf einem Strompfad von einer positiven Elektrode der Gleichstromleistungsquelle zu einer negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle, aus der Wechselrichterschaltung und dem leistungsquellenseitigen Schaltelement, die Elemente sind, die die elektrisch betriebene Arbeitsmaschine darstellen, das Element, das näher an der positiven Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet ist, ein positivseitiges Element ist, und das Element, das näher an der negativen Elektrode der Gleichstromleistungsquelle angeordnet ist, ein negativseitiges Element ist, und bei der der Normalzustandstiefstwert ein Wert in einem Fall ist, dass eine Temperatur des negativseitigen Elements höher als eine Temperatur des positivseitigen Elements ist.