JP2003305668A - 電動機器の駆動制御手段、ハンドツールマシンおよび電動機器の駆動方法 - Google Patents

電動機器の駆動制御手段、ハンドツールマシンおよび電動機器の駆動方法

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JP2003305668A JP2003073591A JP2003073591A JP2003305668A JP 2003305668 A JP2003305668 A JP 2003305668A JP 2003073591 A JP2003073591 A JP 2003073591A JP 2003073591 A JP2003073591 A JP 2003073591A JP 2003305668 A JP2003305668 A JP 2003305668A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハンドツールマシンのインテリジェント制御
が可能な電動機器用の駆動制御手段を提供する。 【解決手段】 制御データおよび／または制御プログラ
ムを電動機器の組み立て後または組み立て時に再書き込
み可能なメモリへ書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機器の駆動制
御手段、ハンドツールマシンおよび電動機器の駆動制御
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような周知の駆動制御手段は設定さ
れた制御プログラムまたは制御データに相応にハンドツ
ールマシンを制御する制御ユニットを有している。ここ
で制御プログラムまたは制御データは不揮発性の読み出
し専用メモリに格納されている。制御ユニットとして例
えばマイクロコントローラが使用され、これによりハン
ドツールマシンのインテリジェント制御が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ハン
ドツールマシンのインテリジェント制御が可能な電動機
器用の駆動制御手段を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題はメモリは駆動
中に書き込み可能であることにより解決される。
【０００５】課題はまた制御データおよび／または制御
プログラムを電動機器の組み立て後または組み立て時に
再書き込み可能なメモリへ書き込むことにより解決され
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明は一般に制御すべき電動機
器のための制御データまたは制御プログラムを記憶する
駆動制御手段に再書き込み可能なメモリを使用するとい
う技術思想に基づいている。また本発明では制御データ
または制御プログラムを電動機器の製造時または駆動中
に修正できる。
【０００７】唯一の駆動制御手段を複数の異なる電動機
器に対して使用できるという利点から、製造コスト、ロ
ジスティクスコスト、輸送コストなどを低減することが
できる。制御すべき電動機器への組み立ての際には、ユ
ニット化された駆動制御手段をそれぞれの機器のタイプ
に個別に適合化する。これは所属の制御データまたはそ
れぞれの機器タイプに対して開発された制御プログラム
を実行することにより行われる。
【０００８】さらにメモリが再書き込み可能であること
により、有利には制御プログラムの最新バージョンの実
行やカスタマサービスの範囲での制御データの実行も可
能となる。制御プログラムの新しいバージョンは例えば
インターネットを介して電動機器のメーカによって取り
出され、エンドユーザはこの制御プログラムを制御すべ
き電動機器のメモリへ伝送する。ただし制御プログラム
の新しいバージョンをメンテナンス技術者が制御すべき
電動機器のメモリ内で実行してもよい。
【０００９】メモリが再書き込み可能であることの別の
利点として、記憶されている制御プログラムまたは制御
データを駆動中に自己適合化できることが挙げられる。
自己適合化とは例えば所定の限界値を電動機器の駆動状
態に依存して修正できるということを意味する。さらに
メモリに記憶されている制御プログラムまたは制御デー
タを制御すべき電動機器の利用特性に合わせて調整する
ことができる。
【００１０】さらにメモリには制御すべき電動機器の利
用特性または消耗度を反映したデータを格納することも
できる。このデータは例えば制御すべき電動機器のメン
テナンス作業の範囲でメモリから読み出され、読み出さ
れた消耗度または利用特性に依存して所定のメンテナン
ス作業を行ったり、また摩耗部分を交換したりすること
ができる。
【００１１】電動機器のメモリ内に格納されている消耗
度または利用特性に関するデータは制御ユニットによっ
ても評価され、ディスプレイユニットにより表示され
る。これにより電動機器のユーザは消耗度に関する情報
を得ることができる。このようにして例えば電動機器の
ディスプレイユニットにいつ損耗部分の交換が必要とな
りそうかという予測を表示することができる。このとき
それまでの利用特性や電動機器の実際の消耗度が考慮さ
れる。
【００１２】本発明の有利な実施形態では、外部からメ
モリへの書き込み、および／またはメモリの制御データ
および／または制御プログラムの外部からの読み出しを
行う少なくとも１つのデータインタフェースが設けられ
ている。このために例えば外部のプログラミング装置が
用いられる。このプログラミング装置はケーブル接続ま
たは無線接続を介して電動機器のデータインタフェース
に接続されている。この場合ユーザはプログラミング装
置に所望の制御データを入力するかまたは制御プログラ
ムを選択する。これらのデータはその後データインタフ
ェースを介して本発明の電動機器用の駆動手段のメモリ
に書き込まれる。
【００１３】さらにメモリ内に格納されている制御デー
タまたは制御プログラムは（前述のように）データイン
タフェースを介してメンテナンス作業のために読み出さ
れる。データインタフェースにより有利には双方向のデ
ータ伝送が可能となる。
【００１４】またもちろんデータインタフェースでは外
部のプログラミング装置から駆動制御手段への伝送、ま
たは駆動制御手段から外部のプログラミング装置への伝
送など、単方向のデータ伝送も可能である。
【００１５】本発明のバリエーションとして少なくとも
２つのメモリが設けられる。すなわち制御プログラムを
記憶するプログラムメモリと、制御データを記憶するパ
ラメータメモリとが設けられる。パラメータメモリは有
利には不揮発性メモリであるが、駆動中に再書き込み可
能である。プログラムメモリも有利には同様に不揮発性
メモリであるが、こちらは読み出し専用メモリとして構
成される。
【００１６】メモリとして例えばＥＰＲＯＭ（Erasable
Programmable Read Only Memory）またはＥＥＰＲＯＭ
（Electrically Erasable Programmable Read Only Mem
ory）を使用することができるが、本発明はこれらに限
定されるものではない。
【００１７】本発明の有利な実施形態では、制御ユニッ
トはマイクロプロセッサ、マイクロコントローラおよび
／またはディジタル信号プロセッサＤＳＰを有する。プ
ロセッサはメモリにアクセスし、内部に格納されている
制御データおよび／または制御プログラムに相応に電動
機器を制御する。
【００１８】さらに本発明のバリエーションとして、電
動機器の少なくとも１つの状態量を検出するために少な
くとも１つのセンサ、例えば温度センサが設けられる。
有利にはセンサは制御ユニットに接続されており、ここ
で制御ユニットはメモリ内に格納されている制御データ
および／またはメモリ内に格納されている制御プログラ
ムを測定された状態量に依存して修正する。例えば電流
限界値が温度に依存して定められ、電動機器のオーバー
ヒートが回避される。温度に代えて付加的に他の状態量
を検出することもできる。例えばハンドツールマシンの
駆動モード（穿孔、ねじ回し、研削など）、蓄電状態、
回転数、トルク、電流または電圧などである。１つまた
は複数の状態量に依存して他の限界値を修正することも
できる。例えば電流源か位置、回転数限界値、トルク限
界値または温度限界値などである。
【００１９】さらにメモリ内に格納されている制御デー
タまたは制御プログラムをユーザおよび／または適用分
野に適合化することもできる。このために制御ユニット
は有利には長い時間範囲にわたって利用特性を求め、制
御データまたは制御プログラムをこれに相応に適合化す
る。
【００２０】またメモリ内に格納されている制御データ
または制御プログラムの自己適合化が可能である。これ
は制御ユニットにより電動機器の最初の使用開始時に必
要な制御データまたは制御プログラムが求められ、格納
されるようにして行われる。
【００２１】さらに本発明は前述の本発明の駆動手段を
備えた電動機器に関しており、これは特にハンドボーリ
ング機、電動ドライバーまたは研削機などのハンドツー
ルマシンである。
【００２２】さらに本発明は電動機器の駆動方法に関し
ており、ここで制御データおよび／または制御プログラ
ムは電動機器の組み立て後または組み立て時にメモリへ
前述のように書き込まれる。
【００２３】
【実施例】本発明の種々の特徴を以下に説明する。図に
は本発明の実施例が示されている。図と以下の説明とは
特許請求の範囲に示された多数の特徴と相互に密接に関
連している。当該の技術分野の技術者はこれらの個々の
特徴を有利に組み合わせることができる。
【００２４】図１のブロック回路図にはエレクトロモー
タ１２を備えたハンドツールマシン１０が示されてい
る。ここでハンドツールマシン１０の電流供給は従来の
バッテリパック（蓄電池）により行われるが、これは簡
単化のために図示していない。
【００２５】エレクトロモータ１２を電気的に駆動する
ために、従来の手段で構成されたドライバ回路１４が設
けられている。
【００２６】さらに本発明の駆動制御手段は制御ユニッ
トとしてマイクロコントローラ１６を有しており、ここ
でマイクロコントローラ１６はいわゆるフラッシュメモ
リのかたちの不揮発性のプログラムメモリ１８に接続さ
れている。このプログラムメモリ内に制御プログラムが
記憶されている。マイクロコントローラ１６はハンドツ
ールマシン１０の駆動をプログラムメモリ１８内に格納
された制御プログラムに相応に制御する。これは相応の
制御信号をドライバ回路１４へ出力することにより行わ
れる。
【００２７】さらにマイクロコントローラ１６は駆動中
に再書き込み可能な不揮発性のパラメータメモリ２０に
も接続されている。このメモリはＥＥＰＲＯＭ（Electr
onically Erasable Read Only Memory）に接続されてお
り、機器固有の制御データを記憶している。パラメータ
メモリ２０のメモリ内容はハンドツールマシン１０のス
イッチオフ時にも保持され、内部に含まれる制御データ
は失われない。
【００２８】さらにマイクロコントローラはＲＡＭ（Ra
ndom Access Memory）の形態の従来の揮発性の作業メモ
リ２２に接続されており、これはマイクロコントローラ
１６の駆動中利用される。
【００２９】さらにマイクロコントローラ１６は複数の
センサ２４．１〜２４．５に接続されており、これらの
センサはそれぞれハンドツールマシン１０の状態量を測
定する。ここではセンサ２４．１はエレクトロモータ１
２の回転数ｎを測定し、センサ２４．２はハンドツール
マシン内の温度Ｔを測定してオーバーヒートを回避す
る。センサ２４．３はエレクトロモータのトルクＭを測
定し、センサ２４．４はエレクトロモータ１２を通る電
流Ｉを測定する。さらにセンサ２４．５はハンドツール
マシン１０の駆動モード（穿孔、ねじ回しまたは研削）
を検出する。
【００３０】マイクロコントローラ１６はエレクトロモ
ータ１２がドライバ回路１４を介して駆動される際にセ
ンサ２４．１〜２４．５によって測定される状態量を考
慮する。このようにしてプログラムメモリ１８内に格納
されている制御プログラムは例えば測定された温度Ｔに
依存してエレクトロモータ１２を駆動する電流の限界値
を計算する。
【００３１】さらに図示のハンドツールマシン１０はシ
リアルデータインタフェース２６を有しており、このイ
ンタフェースを介してハンドツールマシン１０はインタ
フェースケーブルにより外部のプログラミング装置２８
へ接続されている。ユーザはプログラミング装置２８で
制御プログラムを修正し、データインタフェース２６を
介してこれをハンドツールマシン１０へ伝送する。これ
に応じて制御プログラムがプログラムメモリ１８に格納
される。
【００３２】さらにユーザはプログラミング装置２８を
介して制御プログラムの最新バージョンをハンドツール
マシン１０へ伝送する。制御プログラムの新たなバージ
ョンは例えばインターネットまたは他のデータネットワ
ークを介してハンドツールマシン１０のメーカで取り出
される。
【００３３】さらにプログラミング装置２８はパラメー
タメモリ２０に記憶されている制御データの修正も行
う。これにより例えば他の駆動モードが設定される。
【００３４】さらにユーザはプログラミング装置２８を
介してデータをプログラムメモリ１８から読み出す。こ
れによりマイクロコントローラ１６はセンサ２４．１〜
２４．５で検出された状態量を利用プロフィルのかたち
でパラメータメモリ２０へ記憶する。ユーザはそののち
プログラミング装置２８を介して記憶された利用プロフ
ィルをパラメータメモリ２０から読み出すことができ
る。
【００３５】さらにマイクロコントローラ１６はセンサ
２４．１〜２４．５によって測定された状態量に依存し
てハンドツールマシン１０の消耗度を計算し、これをパ
ラメータメモリ２０へ格納する。メンテナンス作業の際
にプログラミング装置２８でこの消耗度がパラメータメ
モリ２０から読み出され、設定された消耗度を上回って
いる場合にはハンドツールマシン１０の摩耗部分が交換
される。
【００３６】以下に図２に示されているフローチャート
に則して本発明の駆動方法を説明する。本発明のハンド
ツールマシン１０の構造は前述した通りである。
【００３７】ハンドツールマシン１０の機械的な組み立
ての際に、それぞれのハンドツールマシン１０のタイプ
には関係なく、唯一のタイプの駆動制御手段のみが組み
込まれる。これにより有利には製造コスト、保管コスト
および輸送コストが低減される。
【００３８】駆動制御手段は、機械的な組み立ての後、
個別にそれぞれのタイプの機器へ適合化される。これは
プログラミング装置２８をケーブルを介してハンドツー
ルマシン１０のデータインタフェース２６へ接続するこ
とにより行われる。
【００３９】続いてそれぞれの機器タイプに適した制御
プログラムがプログラミング装置２８で選択され、デー
タインタフェース２６を介してハンドツールマシン１０
へ伝送され、プログラムメモリ１８へ格納される。これ
によりハンドツールマシン１０は続いて通常モードで設
定された制御プログラムに相応に作業を行う。
【００４０】次のステップでは機器固有の制御データが
プログラミング装置２８へ入力され、ハンドツールマシ
ン１０のパラメータメモリ２０へ入力される。
【００４１】ハンドツールマシンの最初の使用開始時に
自己適合化が行われる。ここではマイクロコントローラ
１６が駆動に必要な制御データを求め、パラメータメモ
リ２０に記憶させる。
【００４２】さらにマイクロコントローラ１６は駆動デ
ータ、例えば消耗度または駆動時間などを求め、これら
をパラメータメモリ２０に記憶する。これによりプログ
ラミング装置２８はこれらの駆動データをデータインタ
フェース２６を介して読み出すことができる。
【００４３】本発明は前述の有利な実施例のみに限定さ
れるものではなく、多数のバリエーションが可能であ
り、説明した手段は基本的には別の形態の実施例にも適
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の駆動制御手段を備えたハンドツールマ
シンの概略的なブロック回路図である。
【図２】本発明の駆動制御方法のフローチャートであ
る。
【符号の説明】
１０ ハンドツールマシン １２ エレクトロモータ １４ ドライバ回路 １６ マイクロコントローラ １８ プログラムメモリ ２０ パラメータメモリ ２２ 作業メモリ ２４．１〜２４．５ センサ ２６ データインタフェース ２８ プログラミング装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルニム フィービヒ ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン−エ ヒターディンゲン タールシュトラーセ 30 (72)発明者 ギュンター ローア ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン−エ ヒターディンゲン イェーガーシュトラー セ ５ (72)発明者 シュテファン レープケ ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン バ ーンホフシュトラーセ 29 (72)発明者 ライナー グラウニング ドイツ連邦共和国 アイヒタール−グレッ ツィンゲン フローシェゲルト 11 (72)発明者 ベルント ヴィルニツァー ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン−エ ヒターディンゲン カールシュトラーセ 10 Ｆターム(参考） 5H550 AA11 BB02 BB09 DD01 EE03 JJ03 JJ30 LL01 LL22 LL23 LL32 LL37 MM02 MM03 MM05 MM06

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動機器（１０）を制御する制御データ
    および／または制御プログラムを収容した少なくとも１
    つのメモリ（１８、２０）と、 該メモリ（１８、２０）に接続され、そこに記憶されて
    いる制御データおよび／または制御プログラムに相応に
    電動機器（１０）の駆動を制御する制御ユニット（１
    ６）とを有する電動機器の駆動制御手段、例えばハンド
    ツールマシン用の駆動制御手段において、 メモリ（１８、２０）は駆動中に書き込み可能であるこ
    とを特徴とする電動機器の駆動制御手段。
  2. 【請求項２】 メモリ（１８）への外部からの書き込
    み、および／またはメモリ（１８、２０）の制御データ
    および／または制御プログラムの外部への読み出しのた
    めの少なくとも１つのデータインタフェース（２６）が
    設けられている、請求項１記載の駆動制御手段。
  3. 【請求項３】 制御プログラムを記憶するためにプログ
    ラムメモリ（１８）が設けられており、制御データを記
    憶するためにパラメータメモリ（２０）が設けられてい
    る、請求項１または２記載の駆動制御手段。
  4. 【請求項４】 制御ユニット（１６）はマイクロプロセ
    ッサ、マイクロコントローラおよび／またはディジタル
    信号プロセッサを有する、請求項１から３までのいずれ
    か１項記載の駆動制御手段。
  5. 【請求項５】 電動機器（１０）の少なくとも１つの状
    態量を検出するために少なくとも１つのセンサ（２４．
    １〜２４．５）が設けられている、請求項１から４まで
    のいずれか１項記載の駆動制御手段。
  6. 【請求項６】 制御ユニット（１６）はメモリ（２０）
    内に格納されている制御データおよび／またはメモリ
    （１８）内に格納されている制御プログラムを測定され
    た状態量に依存して適合化する、請求項５記載の駆動制
    御手段。
  7. 【請求項７】 センサ（２４．１〜２４．５）は回転数
    測定装置（２４．１）、温度センサ（２４．２）、トル
    ク測定装置（２４．３）、電流測定装置（２４．４）ま
    たは電圧測定装置である、請求項５または６記載の駆動
    制御手段。
  8. 【請求項８】 請求項１から７までのいずれか１項記載
    の駆動制御手段を備えていることを特徴とするハンドツ
    ールマシン。
  9. 【請求項９】 電動機器（１０）のメモリ（１８、２
    ０）に該電動機器の駆動を制御する制御データおよび／
    または制御プログラムを記憶し、 制御ユニットにより記憶されている制御データおよび／
    または制御プログラムに相応に電動機器（１０）を制御
    する電動機器の駆動方法、例えばハンドツールマシンの
    駆動方法において、 制御データおよび／または制御プログラムを電動機器
    （１０）の組み立て後または組み立て時に再書き込み可
    能なメモリ（１８、２０）へ書き込むことを特徴とする
    電動機器の駆動方法。
  10. 【請求項１０】 電動機器（１０）の少なくとも１つの
    状態量（１０）を検出し、メモリ（１８、２０）に格納
    されている制御データおよび／またはメモリ（１８、２
    ０）に格納されている制御プログラムを検出された状態
    量に依存して適合化する、請求項９記載の方法。
  11. 【請求項１１】 電動機器（１０）の状態量の限界値を
    検出された状態量に依存して定める、請求項１０記載の
    方法。
  12. 【請求項１２】 限界値は温度限界値、電流限界値、回
    転数限界値、トルク限界値、電圧限界値および／または
    電動機器（１０）の出力限界値である、請求項１１記載
    の方法。
  13. 【請求項１３】 検出された電動機器（１０）の状態量
    は温度、回転数、トルク、電圧、電流、出力または電動
    機器（１０）の駆動モードを反映している、請求項１１
    または１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 メモリ（１８、２０）の制御データお
    よび／または制御プログラムを外部から読み出す、請求
    項９記載の方法。
  15. 【請求項１５】 制御データおよび／または制御プログ
    ラムをデータインタフェースを介してメモリ（１８、２
    ０）内へ書き込むか、またはメモリ（１８、２０）から
    読み出す、請求項１４記載の方法。
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