TW201729957A - 包括輸出位置感測器之動力工具 - Google Patents

Abstract

一動力工具包括一馬達及一衝擊機構。該衝擊機構係耦接至該馬達及包括由該馬達驅動之一鎚，及位在該動力工具之一鼻部的一砧，且經組配以接收來自該鎚之一衝擊。該動力工具也包括位在該動力工具之該鼻部的一感測器總成，及一電子處理器。該感測器總成包括一輸出位置感測器經組配以產生指示該鎚或該砧之一位置的一輸出信號。該電子處理器係耦接至該輸出位置感測器及耦接至該馬達，及係經組配以基於來自該輸出位置感測器的該輸出信號而操作該馬達。

Description

包括輸出位置感測器之動力工具

發明領域 本發明係有關於監視於一動力工具中之一砧的一位置。

參考相關申請案  此申請案主張提申日期2016年2月25日的美國臨時專利申請案第62/299,871號之優先權，及主張提申日期2016年8月12日的美國臨時專利申請案第62/374,235號之優先權，其全部內容也爰引於此並融入本說明書之揭示。

發明概要 於若干實施例中，一動力工具經操作以達成期望的輸出特性。舉例言之，動力工具可經操作以達成特定扭力、螺帽張力等。於若干實施例中，藉由達成一致數目之衝擊傳遞給該砧而該相同應用之重複試驗產生一致扭力輸出。於此等實施例中，動力工具密切近似特定扭力衝擊起子及扳手的表現而不要求使用扭力變換器。動力工具決定傳遞給該砧之衝擊數目愈準確，則動力工具將達成特定扭力或其它輸出特性愈準確。

藉由監視砧位置之一直接度量，動力工具可使用衝擊檢測演算法而檢測衝擊，及檢測得的衝擊可被使用在例如鎚擊計數模式及進階鎚擊計數模式。於此等及其它模式中，動力工具可基於檢測得的衝擊數目停止、調整、或以其它方式控制馬達。因此，動力工具能基於砧之位置限制工具的衝擊至一致數目。藉由直接監視砧之位置，動力工具也可實施角距離模式、螺帽轉動模式、及恆定能源模式。

於一個實施例中，本發明提出一動力工具包括一殼體，由該殼體支承的一砧，位在該殼體內部的一馬達，及機械式耦接至且由該馬達驅動的一鎚。該鎚係經組配以驅動該砧及傳遞多數衝擊至該砧。該動力工具也包括一輸出位置感測器。該動力工具也包括電氣耦接至該馬達及至該輸出位置感測器的一控制器。該控制器係經組配以基於來自該輸出位置感測器之該輸出監視一砧位置，基於該砧位置決定何時一衝擊傳遞至該砧，及當傳遞至該砧的一衝擊數目超過一衝擊臨界值時改變該動力工具的操作。

於另一實施例中，本發明提出一動力工具包括一殼體，由該殼體支承的一砧，位在該殼體內部且經組配以驅動該砧的一馬達，及機械式耦接至該馬達的一鎚。該鎚係經組配以藉傳遞多數衝擊至該砧而進行一衝擊操作。該動力工具也包括一輸出位置感測器及一控制器。該控制器係電氣耦接至該馬達及至該輸出位置感測器。該控制器係經組配以基於來自該輸出位置感測器之一輸出決定一砧位置，計算該衝擊操作之一參數，及比較該計算得之參數與一參數臨界值。控制器也係經組配以當該計算得之參數大於該參數臨界值時改變該動力工具的一操作。

藉考慮詳細說明部分及附圖，本發明之其它面向將更為彰顯。

較佳實施例之詳細說明 以細節解說本發明之任何實施例之前，須瞭解本發明並不受限於其應用至於如下詳細說明部分陳述的或如下附圖中例示的組件之組成及排列的細節。本發明能夠有其它實施例且可以各種方式實施或進行。又，須瞭解本文使用的片語及術語係用於描述目的而不應視為限制性。「包括」、「包含」或「具有」及其變化的使用於此處表示涵蓋其後列舉的項目及其相當項目以及額外項目。術語「安裝」、「連結」及「耦接」係廣義使用來涵蓋直接及間接安裝、連結及耦接兩者。又復，「連結」及「耦接」並不限於實體或機械連結或耦接，也可包括電氣連結或耦接，無論直接或間接皆可。

須注意多數以硬體及軟體為基礎之裝置以及多數不同結構組件可利用來實施本發明。再者，及於隨後段落中描述，圖式中例示的特定組態意圖舉例說明本發明之實施例及其它替代組態亦屬可能。除非另行陳述，否則術語「處理器」、「中央處理單元」及「CPU」可互換。當術語「處理器」、「中央處理單元」及「CPU」使用來識別進行特定功能之單元時，須瞭解除非另行陳述，否則該等功能可由單一處理器或排列成任何形式的多重處理器，包括並列處理器、串列處理器、串聯(tandem) 處理器、或雲處理/雲運算組態進行。

圖1例示結合直流(DC)馬達15的動力工具10。於無刷馬達動力工具，諸如動力工具10中，開關元件藉來自控制器的控制信號選擇性地啟用及停用以選擇性地施加來自電源(例如，電池組)的電力以驅動(例如，控制)無刷馬達。動力工具10為具有含手柄部25及馬達殼體部30的一殼體20的無刷衝擊扳手。馬達殼體部30機械式耦接至罩住輸出單元40的衝擊外殼35。衝擊外殼35形成動力工具10的鼻部，及於若干實施例中可自殼體20不同的材料製成。舉例言之，衝擊外殼35可以是金屬，而殼體20為塑膠。動力工具10進一步包括模式選擇鈕45、正/反選擇器50、扳機55、電池介面60、及燈具65。雖然圖2中例示的動力工具10為衝擊扳手，本文描述也適用於其它衝擊工具諸如，例如，電鑽鎚、衝擊孔鋸、衝擊起子等。

動力工具10也包括含砧70的衝擊機構67，及位在衝擊外殼35內部及透過變速箱77機械式耦接至馬達15的鎚75。變速箱77可包括，例如，齒輪或其它機構以將旋轉動力自馬達15移轉至衝擊機構67，及特別，移轉至鎚75。變速箱77由齒輪箱78(圖21A)支承，於該例示性實施例中，該齒輪箱78也耦接至衝擊外殼35。齒輪箱78也可耦接至殼體20。鎚75係被軸向施加偏壓以透過彈簧80接合砧70。鎚75定期地衝擊砧70以增加由動力工具10傳遞的扭力之量(例如，砧70驅動輸出單元40)。砧70包括接合結構85其係與砧70之部分旋轉式固定。接合結構85包括多數凸部90(例如，於該例示性實施例中兩個凸部)以接合鎚75及接收來自鎚75的衝擊。隨著馬達15持續旋轉，於一衝擊事件或循環期間，動力工具10遭逢較高阻力及上緊耦接至鎚75的彈簧80。當彈簧80壓縮時，彈簧80朝向馬達15回縮，沿鎚75拉伸直到鎚75與砧70脫離及突然前進而撞擊及與砧70重新接合。一衝擊係指於其中彈簧80釋放及鎚75撞擊砧70的事件。衝擊增加由砧70傳遞的扭力之量。

如於圖2中顯示，衝擊扳手10也包括一蓋95其也旋轉式固定至砧70(亦即，蓋95相對於砧70不會旋轉)。蓋95包括環繞蓋95之表面均勻隔開的齒100及槽105。蓋95的齒100及槽105允許感測器直接地決定砧70的位置、速度、及加速度。於若干實施例中，蓋95係與砧70一體成形。於若干實施例中，蓋95係與接合結構85一體成形使得蓋95及接合結構85形成單塊。於其它實施例中，如於圖14-15中顯示，衝擊扳手10不包括蓋95。

圖3例示無刷動力工具10之簡化方塊圖110，其包括電源115、場效電晶體(FET)120、馬達15、霍爾效應感測器125(也簡稱霍爾感測器)、輸出位置感測器130、控制器135、用戶輸入140、及其它組件145(電池組燃料表、工作燈(LED)、電流/電壓感測器等)。電源115供應DC電力至動力工具10的各個組件及可以是可充電式及使用例如鋰離子電池技術的動力工具電池組。於有些情況下，電源115可自耦接至標準壁面插座的工具插頭接收AC電力(例如，120V/60Hz)，及然後濾波、制約、及整流所接收的電力以輸出DC電力。

各個霍爾感測器125輸出馬達回授資訊，諸如何時轉子的磁鐵旋轉橫過該霍爾感測器表面的指示(例如，脈衝)。基於來自霍爾感測器125的馬達回授資訊，控制器135可直接地決定轉子的位置、速度、及加速度。與轉子位置的直接量測相反，霍爾感測器125可額外地提供有關砧70位置的間接資訊。輸出位置感測器130輸出有關砧70位置的資訊。於該例示性實施例中，輸出位置感測器130為電感式感測器經組配以產生電磁場，及基於電磁場之變化而檢測物件的存在(或鄰近)。於若干實施例中，輸出位置感測器130也可稱作感測器總成、砧感測器、或砧位置感測器。於該例示性實施例中，輸出位置感測器130係對齊砧70的蓋95。輸出位置感測器130檢測何時蓋95之各齒100通過由輸出位置感測器130產生的電磁場。因各齒100係由槽105中之一者均勻地隔開，由各齒100之輸出位置感測器130的檢測指示砧70已旋轉預定角距離(例如，3度)。每次一齒100通過電磁場，輸出位置感測器130產生正電壓，及於若干實施例中，每次槽105中之一者通過電磁場，輸出位置感測器130產生負電壓。當針對砧70之多數位置度量值隨著時間之推移而分析時，可推衍出有關砧70之其它度量值(例如，速度、加速度等)。因此，輸出位置感測器130提供直接資訊，控制器135使用該資訊以直接地決定砧70的位置、速度、及/或加速度。於若干實施例中，輸出位置感測器130可被使用來提供轉子位置及/或移動的間接度量。

於該例示性實施例中，輸出位置感測器130被容納在動力工具10之鼻部的衝擊外殼35內部。輸出位置感測器130位在變速箱77前方(例如，較接近輸出單元40)。回頭參考圖2，動力工具10之衝擊外殼35包括一孔146經組配以接納感測器區塊147。感測器區塊147包括於其上固定輸出位置感測器130的凹部148。感測器區塊147經標定大小以嵌合入孔146內，使得感測器區塊147的周邊毗連孔146的周邊。當感測器區塊147位在孔146內時，感測器區塊147的背面與動力工具10之鼻部35的其餘部分形成光滑或平坦表面。換言之，當感測器區塊147位在孔146中時，感測器區塊147及動力工具10之衝擊外殼35的其餘部分顯然形成單塊。於其它實施例中，凹部148形成動力工具10之衝擊外殼35的其餘部分之整合部分，及輸出位置感測器130置於動力工具10之衝擊外殼35的內表面上。於其它實施例中，諸如於圖14-15中例示，輸出位置感測器130可差異地結合入動力工具10中。

諸如藉使用模式選擇鈕45選擇操作模式，扣下扳機55或移位正/反選擇器50，控制器135也自用戶輸入140接收用戶控制。回應於馬達回授資訊及用戶控制，控制器135發射控制信號以控制FET 120來驅動馬達15。藉由選擇性地啟用及停用FET 120，來自電源115的電力選擇性地施加至馬達15的定子線圈而造成轉子的旋轉。雖然於圖中未顯示，但動力工具10之控制器135、輸出位置感測器130、及其它組件電氣耦接至電源115使得電源115提供電力至其中。

於該例示性實施例中，控制器135係藉電子處理器或微控制器實施。於若干實施例中，實施控制器135的處理器也控制動力工具10之其它面向諸如，例如，工作燈65及/或燃料表之操作、紀錄使用資料、與外部裝置通訊等。於若干實施例中，動力工具10係經組配以基於由動力工具10之鎚部執行的衝擊數目而控制馬達之操作。控制器135監視砧70之加速度及/或位置的改變以檢測由動力工具10執行的衝擊數目，及據此控制馬達15。藉由直接監視砧位置，控制器135能在工具的電池充電及馬達速度之全部範圍(亦即，與電池充電或馬達速度獨立無關)有效地控制衝擊數目。

動力工具10係以各種模式操作。各種模式使得不同特徵能由動力工具10執行及輔助用於用戶的某些應用。動力工具10之目前操作模式係由用戶透過用戶輸入140選擇。為了接收該模式選擇，用戶輸入140可包括在動力工具10外部的手動操作開關或鈕(例如，模式選擇鈕45)。

於若干實施例中，動力工具10包括經組配以與外部裝置147(例如，智慧型電話、平板電腦、膝上型電腦等)通訊的通訊電路146(例如，收發器或有線介面)。外部裝置147產生自用戶接收各種控制參數的圖形用戶介面(例如，參考圖10)。圖形用戶介面呈現模式概況給用戶。模式概況包括一組選擇特徵及與各個特徵相關聯的選擇器。舉例言之，第一模式概況可包括馬達速度特徵及工作燈特徵。第一模式概況進一步界定馬達速度之特定參數值及工作燈之亮度。圖形用戶介面接收來自用戶的選擇載明哪些特徵係涵括於各個模式概況，及界定該經選取特徵的參數值。參數可被載明為絕對值(例如，1500 RPM或15轉)、百分比(例如，最大RPM之75%)、或使用另一標準(例如，1至10的接頭剛性)使得控制器135可轉換成絕對值用以控制動力工具10之操作。

圖形用戶介面也接收自用戶的指示以發送特定模式概況給動力工具10。然後外部裝置發送模式概況給動力工具10。動力工具10接收模式概況及將模式概況儲存於動力工具10之記憶體中(例如，控制器135之記憶體及/或分開的記憶體)。然後動力工具10(例如，控制器135)接收針對動力工具10之操作模式的選擇及檢測扳機55的按壓。然後控制器135根據所選操作模式操作動力工具10。基於所選操作模式，控制器135可於不同條件下停止動力工具10的操作。舉例言之，於預定衝擊次數已傳遞給砧70之後控制器135可停止驅動馬達15，及/或當由控制器135檢測得扳機55的釋放時控制器135可停止動力工具10的操作，即便動力工具10係在操作及/或工作中亦復如此。

於該例示性實施例中，動力工具10可以鎚擊計數模式、進階鎚擊計數模式、角距離模式、螺帽轉動模式、及恆定能源模式操作。於若干實施例中，此等模式中之各者可被視為能結合入模式概況中之一特徵。如上討論，各個模式概況能具有二或多個特徵其可同時或循序地使用以控制動力工具10之操作。同理，此等模式中之二或多者可經組合及使用於單一模式概況內部用於動力工具10的同時及/或循序控制。

圖4例示動力工具10以鎚擊計數模式之操作。於鎚擊計數模式期間，控制器135根據所選模式及扳機拉力而驅動馬達15(步驟149)。然後控制器135藉由判定馬達電流是否大於或等於電流臨界值而判定衝擊操作已經開始(步驟150)。當馬達電流是大於或等於電流臨界值時，控制器判定衝擊操作已經開始。否則，若馬達電流維持低於電流臨界值，控制器135判定正在執行非衝擊(例如，連續)操作及控制器135根據模式及扳機拉力繼續驅動馬達。於其它實施例中，控制器135藉由監控動力工具10之其它參數諸如，例如馬達速度而可判定衝擊操作已經開始。然後，控制器135透過週期性砧位置度量監控砧70之位置而決定由砧70自鎚75接收的衝擊次數直到預定衝擊次數傳遞給砧70為止。如先前討論，馬達15上緊彈簧80。當彈簧80上緊時，至馬達15的負載增加。然後，回應於負載的增加馬達15減慢(亦即，減速)。最終地，鎚75脫離砧70及彈簧80釋放。當彈簧80釋放時，鎚75突然前進及碰撞砧70，藉此產生衝擊及使得砧70旋轉至少預定量(例如，位置臨界值)。當控制器135檢測得砧70已旋轉達預定量時，控制器135增量衝擊計數器。馬達15之操作持續直到特定數目之衝擊傳遞給砧70為止。

如於圖4中顯示，於鎚擊計數模式中，於步驟152中控制器135使用輸出位置感測器130測量砧70之位置。控制器135計算砧70之位置的變化(例如，藉由比較目前砧位置與先前砧位置)(步驟153)，及判定砧之位置的變化是否大於位置臨界值(步驟155)。位置臨界值指示當鎚75傳遞衝擊時砧70被旋轉的最小量。若控制器135判定砧之位置的變化不超過位置臨界值，則控制器135繼續馬達15之操作及監視砧位置(步驟152)。當控制器135檢測得砧位置的變化大於位置臨界值時，控制器135增量衝擊計數器(步驟160)。然後，控制器135判定目前衝擊計數器是否大於衝擊臨界值(步驟165)。衝擊臨界值判定在動力工具10之操作改變前欲傳遞至砧70的衝擊數目。若目前衝擊計數器不超過衝擊臨界值，則控制器135繼續操作馬達15直到衝擊計數器達到期望的衝擊數目為止。

當衝擊計數器是大於衝擊臨界值時，控制器135改變馬達15之操作(步驟170)及復置衝擊計數器(步驟175)。例如，改變馬達操作可包括停止馬達15，增減馬達15之速度，改變馬達15之旋轉方向，及/或馬達操作之其它變化。如前述，於若干實施例中，鎚擊計數模式可以是一項特徵其與其它特徵組合於單一模式內。於此等實施例中，馬達操作之特殊變化可取決組合鎚擊計數模式使用的其它特徵。舉例言之，模式概況可組合驅動速度特徵與鎚擊計數模式，使得馬達之驅動速度根據檢測得的衝擊數目而改變。舉例言之，動力工具10可經組配以慢速旋轉直到傳遞5次衝擊，及然後提高驅動速度至中速直到傳遞十次額外衝擊，及最後，提高至接近最大速度直到傳遞5次額外衝擊為止。於此釋例中，動力工具10共傳遞20次衝擊，及以低速、中速、及高速操作。於其它實施例中，其它特徵組合鎚擊計數模式。

於進階鎚擊計數模式中，動力工具10係類似前文就圖4描述當動力工具10於鎚擊計數模式中操作時般操作。然而，於進階鎚擊計數模式中，控制器135唯有在表面與扣件間之接頭達到預定剛性之後才開始計數傳遞給砧70的衝擊數目。控制器135回應於接收自鎚75的衝擊，基於砧70行進的旋轉距離而決定接頭的剛性。當由砧70行進的旋轉距離相當高時控制器135判定低剛性。隨著由砧70行進的旋轉距離減少，由控制器135求出的剛性增加。於若干實施例中，動力工具10藉無負載運轉動力工具10來校準剛性之度量。然後，在特定接頭上計算的接頭剛性與當動力工具10為無負載時計算的剛性比較。

圖5例示當動力工具10於進階鎚擊計數模式中操作時由控制器135進行的一方法，於該處衝擊唯有在接頭達到預定剛性時才計數。如於圖5中顯示，控制器135根據選取的模式及扳機拉力而驅動馬達15(步驟178)。然後，控制器135藉監控馬達電流而決定衝擊操作的起點(步驟179)。更明確言之，當馬達電流大於或等於電流臨界值時，控制器135判定衝擊操作已經開始。於其它實施例中，控制器135可監視其它參數(例如，馬達速度)而決定何時衝擊操作開始。控制器135也測量如就圖4進行的砧70之位置(步驟180)。然後，控制器135基於目前砧位置及先前砧位置計算砧位置之變化(步驟185)。控制器135前進而判定砧位置之變化是否大於位置臨界值，如此指示衝擊已經傳遞給砧70(步驟190)。若砧位置之變化是不大於位置臨界值，則控制器135繼續驅動馬達及監視砧位置(步驟180)。

另一方面，若砧位置之變化是大於位置臨界值，則控制器135基於砧位置之變化而計算接頭剛性(步驟195)。換言之，控制器135首先判定是否出現衝擊，若已出現衝擊，則控制器135使用計算得的砧位置之變化計算接頭剛性。然後，控制器135判定計算得的剛性是否大於剛性臨界值(步驟200)。若計算得的剛性係尚未大於剛性臨界值，則控制器135繼續驅動馬達及監視砧位置(步驟180)。然而若計算得的剛性係大於剛性臨界值，則控制器135增量衝擊計數器達1(步驟205)。然後，類似圖4之步驟165，控制器135判定衝擊計數器是否大於衝擊臨界值(步驟210)。若衝擊計數器尚未大於衝擊臨界值，則控制器135繼續驅動馬達及監視砧位置(步驟180)。一旦衝擊計數器係大於衝擊臨界值，則控制器135改變馬達操作及復置衝擊計數器(步驟215)，如前文就圖4之描述。如先前討論，於若干實施例中，進階鎚擊計數模式為在模式概況內部使用的該等特徵之一。於此等實施例中，進階鎚擊計數模式可組合於一模式中提供的其它可組配特徵諸如，例如，馬達之驅動速度、扣件之目標扭力等。

圖6例示由與動力工具10通訊的外部裝置產生的用戶介面之釋例截圖。於若干實施例中，外部裝置可使用來規劃動力工具10之操作。舉例言之，如於圖6中顯示，外部裝置可產生圖形用戶介面其包括多個選擇器(例如，滑塊)經組配以接收，例如，期望的接頭剛性(用以載明於圖5之步驟200中使用的剛性臨界值)及在馬達操作改變前傳遞給砧70的衝擊數目之用戶選擇。於若干實施例中，用戶並未載明由控制器135使用的各個參數。反而，圖形用戶介面自用戶接收扣接應用之特性(例如，扣件類型、材料等)，及外部裝置判定欲由控制器135使用的參數。雖然圖6例示接頭剛性的選擇器及衝擊臨界值之選擇器，但當動力工具10於鎚擊計數模式操作時，接頭剛性的選擇器並非必要因而可被刪除。

圖7例示當動力工具10以角距離模式操作時動力工具10之操作。於角距離模式中，控制器135也能判定何時砧已旋轉預定旋轉距離，且可基於砧70之角向位置控制馬達15。如於圖7之流程圖中顯示，控制器135根據選取模式及檢測得的扳機拉力而驅動馬達15(步驟218)。控制器135也檢測扣件的就座(步驟220)。於該例示性實施例中，藉由監視砧70回應於各次衝擊的角位移，控制器135判定扣件就座。當扣件變成就座時，砧70的角位移量減少。因此，當回應於一衝擊砧70的角位移係少於一特定角位移臨界值時，控制器135判定扣件就座。直到已經出現扣件就座，控制器135繼續根據選取模式及檢測得的扳機拉力操作馬達15。當控制器135判定扣件已經就座時，控制器135使用輸出位置感測器130測量砧之位置(步驟225)，及繼續於期望的方向操作馬達15直到砧70已旋轉期望的旋轉距離為止(步驟218)。若控制器135判定於扣件就座之後砧70尚未旋轉期望的旋轉距離，則控制器135繼續根據扳機55之拉力操作馬達15(步驟235)。另一方面，若控制器135判定於扣件就座之後砧70已經旋轉期望的旋轉距離，則控制器135改變馬達15之操作(步驟240)。如前文就圖4解說，改變馬達之操作包括改變馬達之方向、停止馬達、改變馬達15之轉速、及基於針對動力工具10選取的操作模式之改變。

圖8例示於扣件就座之後經組配以接收具有期望的角距離之一用戶選擇的一圖形用戶介面之釋例截圖。如於圖8中顯示，圖形用戶介面可自用戶接收一參數選擇其載明期望的旋轉距離，及一旦砧70旋轉達期望的旋轉距離時對馬達操作之期望的變化。於扣件就座之後，旋轉砧70達期望的旋轉距離可使得控制器135扣接一扣件至載明的扣件張力。於若干實施例中，替代在砧70已旋轉達預定旋轉距離之後改變馬達操作，控制器135可計算扣件張力及一旦達到特定扣件張力時改變馬達15之操作。舉例言之，控制器135可基於砧70之旋轉位移而計算扣件張力及可比較計算得的扣件張力與預定張力臨界值。控制器135可繼續操作馬達15直到達到預定張力臨界值為止。當達到預定張力臨界值時，控制器135可改變馬達15之操作。

圖9例示於螺帽轉動模式期間動力工具10之操作及圖10例示經組配以接收用於螺帽轉動模式之參數值的選擇的一用戶介面之釋例截圖。如於圖10中顯示，圖形用戶介面可自用戶接收對欲被旋緊的螺帽之螺帽上欲進行旋緊的及馬達速度參數。至於一個釋例，例如基於針對一特定工作或任務的工程規格提供目標轉動數目給用戶。於螺帽轉動模式期間，控制器135根據選用的模式及檢測得之扳機拉力而驅動馬達15(步驟243)。控制器135也使用輸出位置感測器130量測砧的位置(步驟245)及藉例如，監視砧位置之變化而判定砧70是否已旋轉預定距離(步驟250)。若砧70尚未旋轉預定距離，則控制器135繼續操作馬達15。預定距離係由螺帽進行的單次轉動或一次轉動的分量指示。因此，當砧70已旋轉預定距離時，控制器135增量轉動計數器達1(步驟255)。然後，控制器135判定轉動計數器大於轉動臨界值(步驟260)。轉動計數器指示針對欲被旋緊的螺帽將進行的用戶載明轉數數目。若轉動計數器不大於轉動臨界值，則控制器135繼續操作馬達15及返回步驟245。當轉動計數器大於轉動臨界值時，控制器135改變馬達15之操作(步驟265)，如前文就圖4之討論，及復置轉動計數器(步驟270)。例如，參考圖10，馬達15將改變於步驟265中由馬達速度參數所載明的速度。

於若干實施例中，用戶可不載明欲進行的轉動數目，但取而代之可載明來自第一衝擊的總角度。於此等實施例中，用戶載明的總角度可使用作為於步驟250比較砧370之旋轉的預定距離。當控制器135判定砧370已經旋轉來自第一衝擊的期望總角度時(例如，當砧370之旋轉超過該預定距離時)，控制器135前進至步驟265以改變馬達操作。於此等實施例中，無需使用轉動計數器。

圖11例示於恆定能源模式期間動力工具10之操作。如於圖11中顯示，控制器135提供控制信號用以根據所選模式、扳機拉力、及期望的衝擊能而驅動馬達15(步驟275)及計算衝擊能(步驟280)。衝擊能係基於例如，馬達15之旋轉、回應於接收自鎚75的衝擊砧位置的改變、當未接收衝擊時砧位置的改變等計算。然後，控制器135基於衝擊能之先前計算而計算衝擊能的改變(步驟285)，及判定衝擊能的改變是否大於能改變臨界值(步驟290)。若衝擊能的改變係不大於能改變臨界值，則控制器135繼續以相同方式操作馬達15(步驟275)。然而若衝擊能的改變是大於能改變臨界值，則控制器135調整使用來控制馬達15的PWM信號使得衝擊能維持近乎恆定(步驟295)。例如，PWM工作週期延長以提高衝擊能及縮短以減低衝擊能。如此，恆定能源模式提供了動力工具10之閉路操作。恆定能源模式用於衝擊孔鋸可能有用，例如，當切割貫穿材料之同時以恆定能源操作。恆定能源模式也可使用於衝擊扳手以近乎恆定能源旋緊扣件。

如於圖12中顯示，外部裝置上的圖形用戶介面可接收是否期望恆定能源模式的選擇(例如，開/關撥鈕(未顯示於圖中))及衝擊能位準(例如，高衝擊能、中衝擊能、或低衝擊能)，替代接收使用於恆定能源模式的特定衝擊能。於其它實施例中，圖形用戶介面可接收欲使用於恆定能源模式的特定衝擊能。

就圖4-12而言，控制器135也可使用來自霍爾效應感測器125的輸出信號組合來自輸出位置感測器130的輸出信號以控制馬達15的操作。舉例言之，當控制器135檢測得馬達15不再操作時(例如，使用來自霍爾效應感測器125的信號)，控制器135復置衝擊計數器及轉動計數器至零以開始下次操作，即便例如未達衝擊臨界值及/或轉動臨界值亦復如此。控制器135也可判定當連續衝擊事件間之時間超過一預定衝擊結束臨界值時馬達15不再執行衝擊事件。使用作為衝擊結束臨界值之該時間例如，可藉當於動力工具的最低衝擊速度時且當以具有低電池電荷的電池供電時，測量動力工具10完成一衝擊事件所耗時間而實驗性決定。

圖13例示一線圖顯示砧70相對於衝擊操作期間的時間之旋轉位置(以弧度表示)。如於圖13中顯示，因衝擊操作所致，砧70例示旋轉位置的逐步增加(例如，因砧70回應於來自鎚75之衝擊而前進)。也如於圖13中顯示，隨著衝擊操作持續時間的增加(例如，時間軸的增加)，來自鎚75的各次衝擊激起砧的旋轉位置的較小變化。如此可指示隨著衝擊操作持續時間的增加移動砧70需要的扭力增加，及扣件移動更深入工作件。

圖14-15例示涵括於衝擊扳手10中之衝擊機構300及輸出位置感測器305(例如，又稱為感測器總成)之另一實施例。衝擊機構300包括與圖1及2中顯示的衝擊機構67相似的組件，及相似部件給予相似的元件符號加300。圖14為衝擊機構300之側剖面圖。衝擊機構300包括砧370及鎚375及機械式耦接至馬達(未顯示於圖中)。鎚375週期性地衝擊砧370以增加由動力工具10傳遞的扭力之量。砧370包括含兩個凸部390a、390b的接合結構385以接合鎚375及接收來自鎚375的衝擊。如於圖14中顯示，衝擊機構300至少部分地由衝擊外殼35覆蓋，及輸出位置感測器305位在動力工具10之衝擊機構300及變速箱77前方(例如，在動力工具10之輸出單元側上，而非馬達側上)。更明確言之，輸出位置感測器305係位在接合結構385與衝擊外殼35間，且在衝擊外殼35內部。如於圖14中顯示，輸出位置感測器305之位置相鄰接合結構385。

圖15為於圖14中箭頭A顯示之方向中，鎚375被移除的衝擊機構300之前視圖。如於圖15中以進一步細節顯示，輸出位置感測器305包括三個分開電感式感測器305a、305b、305c。三個電感式感測器305a、305b、305c係位在環狀結構上(亦即，印刷電路板(PCB))其係設置環繞砧370周圍。三個電感式感測器305a、305b、及305c可藉由檢測電磁場的改變，砧370之接合結構385之兩個凸部390a、390b的通過而檢測，於有些情況下，可稱為砧位置感測器或砧感測器。因兩個凸部390a、390b相對於砧370為靜態，三個電感式感測器305a、305b、305c輸出有關砧370之旋轉位置的資訊。於該例示性實施例中，三個電感式感測器305a、305b、305c彼此等距；因此，藉凸部390a、390b各自的三個電感式感測器305a、305b、305c中之各者的檢測指示砧370已經旋轉預定角距離(例如，60度)。如於圖15中顯示，三個電感式感測器305a、305b、305c為長形感測器，於其中感測器305a、305b、305c之第一端380較緻密堆積以感應線圈，及感測器之第二相對端382係較非緻密堆積以感應線圈。換言之，雖然第一端380係緻密堆積以感應線圈，但第二端382係稀疏堆積以感應線圈。因此，基於凸部390a、390b中之各者係位在電感式感測器305a、350b、305c縱向沿線之何處，各個電感式感測器305a、305b、305c輸出一不同信號給控制器135。當凸部390a、390b中之一者係位在較接近感測器305a、305b、305c的第一端380時，電感式感測器305a、305b、305c產生較大輸出信號。另一方面，當凸部390a、390b中之一者係位在較接近感測器305a、305b、305c的第二端382時，感測器305a、305b、305c輸出較小的輸出信號。當砧370之多數位置度量值隨著時間之推移而分析時，可推衍出有關砧370的其它度量值(例如，速度、加速度等)。因此，輸出位置感測器305提供資訊，動力工具10之控制器135使用該資訊來直接決定砧370的位置、速度、及/或加速度。於若干實施例中，輸出位置感測器305可使用來提供轉子位置及/或移動的間接度量。

雖然圖14-15例示輸出位置感測器305之不同配置，但如由圖3-12描述的動力工具10之操作仍然維持相似。特別輸出位置感測器305替代了就圖3-12描述的輸出位置感測器130。輸出位置感測器130及305兩者提供資訊以直接決定砧70、370的位置及/或移動。因此，就圖4-12描述的方法維持相似，但有關砧70、370的位置之資訊係收集自圖14-15中顯示的輸出位置感測器305，而非圖2中顯示的輸出位置感測器130。

圖16例示涵括於衝擊扳手10的輸出位置感測器405(或感測器總成)之另一實施例。類似於圖14-15中顯示的輸出位置感測器305(例如，於變速箱77前方及在環繞砧周圍的環狀結構上，且被衝擊外殼35罩住)，輸出位置感測器405係相對於衝擊機構300定位。換言之，圖16之輸出位置感測器405替代衝擊機構300內部的輸出位置感測器305。因此，未顯示衝擊機構300及輸出位置感測器405之布局。此外，為求精簡刪除有關衝擊機構300之組件的描述及輸出位置感測器405相對於衝擊機構300之布局。

如於圖16中顯示，輸出位置感測器405包括四個分開電感式感測器405a、405b、405c、及405d。其中三個電感式感測器405a、405b、405c係位在環繞砧370周邊的環狀結構上。三個電感式感測器405a、405b、405c合稱作「周向感測器」、「砧感測器」、或「砧位置感測器」。類似就圖15描述的三個電感式感測器305a、305b、305c，圖16之三個周向感測器405a、405b、405c檢測砧370之接合結構385的兩個凸部390a、390b之通過。如前文解說，因藉由檢測周向感測器405a、405b、405c各自之電磁場中的變化，兩個凸部390a、390b相對於砧370為靜態，三個周向感測器405a、405b、405c輸出有關砧370之位置的輸出資訊。於該例示性實施例中，三個周向感測器405a、405b、405c彼此為等距；因此，由兩個凸部390a、390b各自的三個周向感測器405a、405b、405c中之各者檢測，指示砧370已經旋轉預定角距離(例如，60度)。類似就圖14-15描述的電感式感測器305a、305b、305c，當砧370之多數位置度量值隨著時間之推移而改變被分析時，可推衍有關砧370的其它度量值(例如，速度、加速度等)。因此，以圖14-15描述的電感式感測器305a、305b、305c之類似方式，周向感測器405a、405b、405c提供資訊，動力工具10之控制器135可使用該資訊來直接地決定砧370的位置、速度、及/或加速度。於若干實施例中，周向感測器405a、405b、405c可使用來提供轉子位置及/或移動的間接度量。

如於圖16中顯示，輸出位置感測器405也包括稱作鎚檢測器405d的第四電感式感測器。鎚檢測器405d係定位成朝向周向感測器405a、405b、405c之外部。於該例示性實施例中，鎚檢測器405d係位在第二周向感測器405b與第三周向感測器405c間，但於其它實施例中，鎚檢測器405d可位在沿輸出位置感測器405之周邊它處。鎚檢測器405d檢測鎚375鄰近輸出位置感測器405，及更概略言之鄰近砧370。因三個周向感測器405a、405b、405c為電感式，故當金屬鎚諸如動力工具10之鎚375衝擊砧370(或以其它方式靠近周向感測器405a、405b、405c)時，周向感測器405a、405b、405c之輸出變不可靠。換言之，當金屬鎚375鄰近砧370且接近輸出位置感測器405時(例如，當鎚375衝擊砧370時)，周向感測器405a、405b、405c不會準確測量砧370之兩個凸部390a、390b的位置。因此，為了讓砧370之位置度量變可靠，當鎚375係在距輸出位置感測器405的預定距離以內時控制器135忽略來自周向感測器405a、405b、405c的輸出，及取而代之，只使用當鎚375係較遠離距輸出位置感測器405的預定距離時來自周向感測器405a、405b、405c的輸出。

於一個實施例中，預定距離係基於電感式鎚檢測器405d之導線繞組數目決定。涵括於鎚檢測器405d中之導線繞組愈多，則預定距離愈大。當鎚375來到比預定距離更接近輸出位置感測器405時，來自鎚檢測器405d的輸出改變(例如，顯著地增加)。鎚檢測器405d發送其輸出至控制器135及控制器135基於來自鎚檢測器405d的輸出(例如，超過一臨界值)而判定何時鎚375係在該預定距離以內。於若干實施例中，輸出位置感測器405(或感測器總成)可包括鎚檢測器405d，但不包括砧感測器405a、405b、405c，使得鎚檢測器405d為感測器總成。

圖17例示由控制器135執行的方法420其利用由鎚檢測器405d收集的資訊以判定得自周向感測器405a、405b、405c的哪些度量值要捨棄及哪些度量值要使用於決定用於砧370的位置資訊。首先，控制器135接收來自周向感測器405a、405b、405c(步驟430)及來自鎚檢測器405d(步驟435)的輸出。然後控制器135判定來自鎚檢測器405d的輸出是否大於(例如，超過)預定鄰近臨界值(步驟440)。預定鄰近臨界值對應鎚375與輸出位置感測器405間之預定距離；在該預定距離以內鎚375對周向感測器405a、405b、405c之準確度造成負面影響。當來自鎚檢測器405d的輸出係小於或等於該預定鄰近臨界值時，控制器135判定鎚375係落入預定距離以內(例如，衝擊砧370)，及來自周向感測器405a、405b、405c的輸出為不可靠(步驟445)。因此，當鎚375係落入預定距離以內時，控制器135忽略來自周向感測器405a、405b、405c的輸出(步驟450)。

另一方面，當來自鎚檢測器405d的輸出為大於該預定鄰近臨界值時，於步驟455，控制器135判定鎚375係在該預定距離以外(例如，衝擊砧370之後回彈)。然後，控制器135啟動彈跳計時器(步驟460)。當彈跳計時器之數值增加時(例如，隨著時間的推移)，控制器135繼續收集來自周向感測器405a、405b、405c之輸出(步驟465)。控制器135定期檢查計時器值及判定計時器值是否大於(例如，超過)一時間臨界值(步驟470)。時間臨界值對應於時間估值，對此鎚375與輸出位置感測器405足夠分開而對周向感測器405a、405b、405c的準確度造成負面影響。

於計時器值維持低於時間臨界值期間，控制器135繼續收集來自周向感測器405a、405b、405c之輸出(步驟465)。但當計時器值變成大於時間臨界值時，控制器135基於當計時器維持低於該時間臨界值時接收自周向感測器405a、405b、405c之輸出而決定砧370的位置資訊(步驟475)。於一個實施例中，控制器135首先求取得自周向感測器405a、405b、405c之多個度量值的平均，及然後使用平均度量值(例如，平均輸出位置)以決定砧370之位置。藉由平均得自感測器405a、405b、405c的度量值，於輸出信號中之若干雜訊減少及獲得更可靠的度量。一旦計時器值達到時間臨界值，控制器135返回步驟430以自周向感測器405a、405b、405c及自鎚檢測器405d接收額外輸出(步驟435)以判定鎚375是否落入於預定距離以內。

於若干實施例中，控制器135不決定何時停止基於計時器接收來自周面感測器的輸出。反而，控制器135收集(例如，接收)預定數目之感測器輸出信號。舉例言之，於步驟475決定砧位置之前，控制器135可特別自周向感測器405a、405b、405c收集10或50(或其它預定)的輸出信號數目。

如前文就於圖14-15中顯示的輸出位置感測器305解說，一旦控制器135使用圖16中顯示的輸出位置感測器405判定砧370之位置，如由圖3-12描述的動力工具10之操作維持類似。更明確言之，輸出位置感測器405替代就圖3-12描述的輸出位置感測器130。輸出位置感測器130、305、及405皆提供砧70、370的位置及/或移動的直接度量。因此，就圖4-12描述的方法維持類似，但有關砧70、370的位置之資訊係收集自圖16中顯示的輸出位置感測器405，而非圖2中顯示的輸出位置感測器130或圖14-15中顯示的輸出位置感測器305。

圖18-20例示使用兩個不同電感式感測器來判定何時鎚375衝擊砧370的鎚檢測器500(例如，感測器總成)之另一實施例。相對於衝擊機構300，鎚檢測器500之定位類似圖13及14中顯示的輸出位置感測器305。如於圖18及19中顯示，圖18之鎚檢測器500係定位在衝擊機構300前方(例如，在輸出單元之一側上，而非在動力工具10之馬達的一側上)及在動力工具10之變速箱77前方。更明確言之，鎚檢測器500係定位在接合結構385與衝擊外殼35間(圖14)，及在衝擊外殼35內部。鎚檢測器500係定位在包圍砧370周圍的環狀結構(例如，圖20中之PCB 115)上。此外，為求精簡刪除衝擊機構300之組件的描述。

如於圖20中顯示，鎚檢測器500包括定位在圈餅形(例如，環狀)印刷電路板(PCB)515上的感測電感式線圈505、參考電感式線圈510、及分壓器網路512。感測電感式線圈505定位徑向向外，而參考電感式線圈510定位徑向向內。換言之，參考電感式線圈510比較感測電感式線圈505定位更接近砧370的中軸520。此種位置允許感測電感式線圈505對齊鎚375的外唇525而參考電感式線圈510維持不對齊鎚375的外唇525。因感測電感式線圈505對齊外唇525，故當外唇525軸向趨近於鎚檢測器500時感測電感式線圈505之輸出改變。換言之，當鎚375軸向趨近於鎚檢測器500而衝擊砧370時感測電感式線圈505之輸出改變。另一方面，參考電感式線圈510不檢測鎚375的趨近，因參考電感式線圈510不對齊外唇525，及鎚375之其餘部分太過遠離鎚檢測器500而影響參考電感式線圈510之輸出故。因此，參考電感式線圈510輸出未改變的輸出信號而與鎚375的位置獨立無關，來自感測電感式線圈505之輸出基於鎚375如何接近鎚檢測器500而改變。於若干實施例中，參考電感式線圈510雖然不對齊外唇525，仍然檢測鎚375的接近至某個程度。然而，於此等實施例中，當鎚375接近時來自參考電感式線圈510之輸出信號中之變化係與來自感測電感式線圈505之輸出信號中之變化顯著有別(亦即，小於)，因PCB 515上二線圈的徑向位置不同故。於該例示性實施例中，外唇525延伸鎚375的整個周邊。但於其它實施例中，外唇525可只沿鎚375的周邊間歇地延伸。

然後，鎚檢測器500比較來自感測電感式線圈505之輸出與來自參考電感式線圈510之輸出。當來自感測電感式線圈505之輸出與來自參考電感式線圈510之輸出間之差異大於一臨界值時，鎚檢測器500輸出第一輸出信號指示鎚375撞擊砧370。相反地，當來自感測電感式線圈505之輸出與來自參考電感式線圈510之輸出間之差異小於該臨界值時，鎚檢測器500輸出第二輸出信號指示鎚375不撞擊砧370。參考電感式線圈510耦接至分壓器網路512，及參考電感式線圈510與分壓器網路512一起提供一臨界值給感測電感式線圈505，其然後允許來自鎚檢測器500的輸出信號為二進制。舉例言之，當鎚375撞擊時鎚檢測器500可輸出高信號及當鎚375不撞擊時輸出低信號，或反之亦然。因鎚檢測器500產生二進制輸出，故由控制器135進行的處理減少。舉例言之，控制器135不接收來自感測電感式線圈505及參考電感式線圈510的類比輸出信號，及進行運算以判定是否出現衝擊。反而，圖18-20之鎚檢測器500單純輸出一信號指示鎚375是否撞擊砧370。於若干實施例中，控制器135可指稱控制例如馬達15的動力工具10之控制器135，及分壓器網路512協助判定何時鎚375撞擊砧370。

圖21-22例示鎚檢測器600(例如，感測器總成)之另一實施例。圖21A例示涵括鎚檢測器600的動力工具10之橫剖面圖。圖21B例示涵括鎚檢測器600的衝擊機構300之分離側視圖。鎚檢測器600係定位在鎚375之周邊側上鎚375之外周邊的徑向向外，如於圖21A-B中顯示。鎚檢測器600係定位在動力工具10之變速箱77前方(例如，較接近輸出單元40)及在衝擊外殼35內部。更明確言之，如於圖21C-D中顯示，鎚檢測器600係安裝至衝擊外殼35及安裝至齒輪箱78。鎚檢測器600係對齊衝擊外殼35覆蓋鎚375及鎚檢測器600的部分605(圖22)。衝擊外殼35之部分605包括凹部610(圖22)，鎚檢測器600係容納於其中使得鎚檢測器600與衝擊外殼35形成齊平(或接近齊平)表面。齒輪箱78包括一槽孔604。如於圖21D中顯示，鎚檢測器600嵌入凹部610及槽孔604內部，使得鎚檢測器600不干擾鎚375的移動。

圖21A-D例示整合入動力工具10之衝擊外殼35且位在鎚375之徑向向外的鎚檢測器600。鎚檢測器600包括感測電感式感測器615及參考電感式感測器620，及分壓器網路(未顯示於圖中)。感測電感式感測器615朝向衝擊機構300前方定位使得當鎚375於其回彈動作中後向移動(亦即，於圖21A-D中向左)，鎚375移動入感測電感式感測器615之感測範圍內及改變來自感測電感式感測器615的輸出。另一方面，參考電感式感測器620朝向衝擊機構300背側定位使得即便當鎚375反彈時，鎚375仍距參考電感式感測器620太遠(例如，太遙遠)而無法影響其輸出，或者至少，對參考電感式線圈620上的影響顯著地小於感測電感式線圈615的影響。

如前文就鎚檢測器500之描述，圖21及22之鎚檢測器600也產生二進制輸出信號，其於第一狀態指示鎚375撞擊砧370，及於第二狀態指示鎚375不撞擊砧370。分壓器網路及來自參考電感式感測器620的相對未改變輸出提供感測電感式感測器615之一臨界值，如前文就圖18-20之描述。如所記，於若干實施例中，控制器135係指例如控制馬達15的控制器135及協助判定何時鎚375撞擊砧370的分壓器網路兩者。鎚檢測器600之操作類似就圖18-20之鎚檢測器500的描述，因此為求精簡不再提供有關鎚檢測器600之操作及輸出的細節。

圖23例示鎚檢測器640(例如，感測器總成)之另一實施例。類似鎚檢測器600，鎚檢測器640係定位從鎚375之外周邊徑向向外且在變速箱77前方及在衝擊外殼35內部。類似圖21-22之鎚檢測器600，圖23之鎚檢測器640係對齊衝擊外殼35覆蓋鎚375及鎚檢測器640之部分605。換言之，鎚檢測器640可替代圖21-22之鎚檢測器600。然而，鎚檢測器640包括一個電感式感測器645而非涵括於圖21-22之鎚檢測器600中之兩個電感式感測器。換言之，鎚檢測器640不包括參考電感式線圈諸如感測電感式感測器615。於該例示性實施例中，鎚檢測器640之電感式感測器645包括圓形電感式感測器645，其根據電感式感測器645與鎚375之間距而產生輸出。因鎚375在自身遠離砧370與撞擊砧370間擺盪，電感式感測器645產生正弦波形輸出，於其中峰值(亦即，波的最大值或最小值)表示鎚375撞擊砧370。正弦波形輸出由控制器135接收。然後，控制器135實施峰檢測器以判定何時或是否鎚375撞擊砧370。如前文就鎚檢測器500及600之描述，控制器135可指稱涵括於實施馬達控制之電路板上的電路及軟體及涵括於鎚檢測器640上(例如，電感式感測器645安裝其上的電路板上)的電路及軟體兩者。於其中部分處理係定位在鎚檢測器640上之實施例中，鎚檢測器640可產生二進制輸出信號其指示鎚375撞擊砧370與否。鎚檢測器640產生高輸出信號指示鎚375撞擊砧370，及產生低輸出信號指示鎚375不撞擊砧370。

於其它實施例中，鎚檢測器640之電感式感測器645包括長形電感式感測器，於其中第一端包括比較該長形電感式感測器之第二相對端上的電感式線圈更緻密堆積的電感式線圈。換言之，長形電感式感測器包括沿感測器645非均勻分布的電感式線圈。此種長形電感式感測器產生了類比信號而非由圓形電感式感測器所產生的二進制輸出信號。舉例言之，長形電感式感測器可產生鋸齒波形作為其輸出信號，於其中上升波可指示接近中的鎚375，鋸齒波形之降至零可指示鎚375反彈遠離砧370。與圖23之鎚檢測器640是否包括圓形電感式感測器或長形電感式感測器獨立無關地，鎚檢測器640之操作係類似如就圖18-20之鎚檢測器600及鎚檢測器500的描述，因此為求精簡不再提供有關鎚檢測器640之操作及輸出的細節。

圖24例示鎚檢測器660(例如，感測器總成)之另一實施例。類似圖13及14中顯示的輸出位置感測器305及類似圖18-20的鎚檢測器500，鎚檢測器660相對於衝擊機構300定位。換言之，鎚檢測器660係位在環繞砧370周邊定位的環狀結構675(例如，環狀PCB)上。如於圖24中顯示，鎚檢測器660係定位在衝擊機構300前方(例如，在輸出單元之一側上，而非動力工具10之馬達的一側上)。更明確言之，鎚檢測器660係定位在接合結構385與衝擊外殼35間(圖14)，且被衝擊外殼35罩住。此外，為求精簡刪除衝擊機構300之組件之說明。

如於圖24中顯示，鎚檢測器660包括一個電感式線圈665替代包括感測線圈及參考電感式線圈。雖言如此，鎚檢測器660係定位在圈餅形(例如，環狀)印刷電路板(PCB)675上。當鎚375軸向趨近鎚檢測器660以撞擊砧370時感測電感式線圈665之輸出改變。當鎚375比較預定距離更遠離砧370時(例如，不撞擊砧370)，電感式線圈665不會產生輸出信號，或產生低輸出信號。因此，來自感測電感式線圈665的輸出基於鎚375如何接近鎚檢測器660而改變。鎚檢測器660之操作係類似如就圖18-20之鎚檢測器500的描述，因此為求精簡不再提供有關鎚檢測器660之操作及輸出的細節。

雖然鎚檢測器405d、500、600、640、及660已經結合砧位置感測器作為輸出位置感測器(或感測器總成)的部分操作描述，但於若干實施例中，鎚檢測器405d、500、600、640、660係涵括於輸出位置感測器(例如，於感測器總成)而非也包括任何砧位置感測器。據此，於若干實施例中，感測器總成或輸出位置感測器可只包括鎚檢測器405d、500、600、640、660中之一者且可不設置感測器以直接測量砧之位置。

圖25-26例示輸出位置感測器700之另一實施例。類似於圖14及15中顯示的輸出位置感測器305，輸出位置感測器700係相對於衝擊機構300定位。換言之，圖25之輸出位置感測器700替代衝擊機構300內部的輸出位置感測器305。輸出位置感測器700係定位在動力工具10之變速箱77前方且係位在環繞砧370周邊之環狀結構(例如，環狀PCB)上，及容納在衝擊外殼35內部。因此，衝擊機構300及輸出位置感測器700之位置於圖中未顯示。此外，為求精簡刪除有關衝擊機構300之組件及輸出位置感測器700相對於衝擊機構300之位置。

圖25之輸出位置感測器700包括第一電感式線圈705、第二電感式線圈710、第三電感式線圈715、及第四電感式線圈720。當使用輸出位置感測器700時，金屬標誌725耦接至砧370以允許電感式線圈705-720區別砧370的不同位置。圖26例示覆在輸出位置感測器700上的金屬標誌725之示意圖。砧370並未顯示於圖26，但金屬標誌725加至(例如，固定至)在最接近輸出位置感測器側上的砧370(例如，朝向衝擊機構300前方)。換言之，金屬標誌725係定位在砧370與輸出位置感測器700間。如於圖26中顯示，金屬標誌725為非均一形狀金屬標誌725使得各個電感式線圈705-720基於金屬標誌725之旋轉位置(其指示砧370之旋轉位置)產生不同的輸出信號。於該例示性實施例中，金屬標誌725具有半月形或新月形。然而，於其它實施例中，其它類型的非均一形狀可使用於金屬標誌725。舉例言之，金屬標誌725可具有齒輪齒設計。於此等實施例中，可決定砧370之相對位置替代砧370之絕對位置。電感式線圈705-720係經組配以根據金屬標誌725的哪個部分最接近(例如，正上方)電感式線圈705-720而產生一輸出信號。

第一、第二、第三、及第四電感式線圈705-720發送其對應輸出信號至控制器135。控制器135分析來自電感式線圈705-720的輸出信號及基於該等輸出信號，決定砧370之絕對位置。第一、第二、第三、及第四電感式線圈705-720也可稱作砧感測器或砧位置感測器。控制器135可標示點A(圖26)為金屬標誌725的參考點使得當點A在第四電感式線圈720正上方(例如，如於圖26中顯示)時控制器135判定砧370係在零位置。然後，控制器135可基於參考點A之近似位置而決定370之旋轉位置(例如，角向位置)。控制器135也可藉由比較來自相對定位的電感式線圈之輸出信號而決定370之旋轉位置。舉例言之，控制器135可比較第一電感式線圈705的輸出與第三電感式線圈715(例如，與第一電感式線圈705相對定位的電感式線圈)的輸出，及可比較第二電感式線圈710之輸出與第四電感式線圈720之輸出。電感式線圈中之二者(例如，於圖26中之第一電感式線圈705及第三電感式線圈715)預期具有近乎相等的輸出信號，原因在於兩個電感式線圈上方的金屬標誌725具有相似的形狀。剩餘兩個電感式線圈(例如，於圖26中之第二電感式線圈710及第四電感式線圈720)預定具有不同的輸出信號，原因在於金屬標誌725在第二電感式線圈710上方與在第四電感式線圈720上方具有不同形狀。舉例言之，參考圖26，較遠的電感式線圈720可具有比電感式線圈705、710、及715更高(例如，接近最大值)的輸出，及第二電感式線圈710可具有比電感式線圈705、715、及720更低(例如，接近最小值)的輸出。基於得自電感式線圈705-720之兩個近乎相等輸出及近乎相反輸出的對映，控制器135決定砧370的絕對位置。

於若干實施例中，控制器135自動力工具的記憶體存取一詢查表以決定砧370的絕對位置。詢查表例如，以電感式線圈705-720中之各者的對應讀值指示砧370之近似位置。於其它實施例中，控制器135進行特定計算(例如，基於儲存的方程式)其允許控制器135決定砧370的旋轉位置。

如前文就圖14-15中顯示的輸出位置感測器305之描述，一旦控制器135使用圖25-26中顯示的輸出位置感測器700而決定砧370的位置，如藉圖3-12描述的動力工具10之操作維持相似。特別，輸出位置感測器700替代就圖3-12描述的輸出位置感測器130。砧位置感測器130、305、405、及700全部皆提供砧70、370之位置及/或移動的直接度量。鎚檢測器405d、500、600、640、660提供鎚375相對於砧370之位置的直接度量。因此，就圖4-12描述之方法維持相似，但有關砧70、370之位置的資訊係收集自圖25中顯示的輸出位置感測器700，而非圖2中顯示的輸出位置感測器130或圖14-15中顯示的輸出位置感測器305。

圖27-28例示輸出位置感測器800之另一實施例。輸出位置感測器800包括位在圈餅形(例如，環狀)PCB 810上的磁感測器805。類似於圖14及15中顯示的輸出位置感測器305，圈餅PCB 810係相對於衝擊機構300定位。換言之，圖27-28之磁感測器805替代衝擊機構300內部的輸出位置感測器305。換言之，輸出位置感測器800係定位在動力工具10之變速箱77前方，且係位在環繞砧370周邊之環狀結構(例如，環狀PCB 810)上，及容納在衝擊外殼35內部。因此，衝擊機構300及磁感測器805之位置於圖中未顯示。此外，為求精簡刪除有關衝擊機構300之組件及磁感測器805相對於衝擊機構300之位置。磁感測器805可包括例如霍爾效應感測器、磁阻感測器、或經組配以檢測磁向量之另一感測器。

輸出位置感測器800也包括一磁環815，其係耦接至砧370及位在砧370之凸部390a、390b前方(例如，朝向衝擊機構300的前方)。如於圖28中顯示，磁環815為圈餅形磁鐵被劃分成四個象限(亦即第一象限820、第二象限825、第三象限830、及第四象限835)。各個象限820-835包括相對於彼此周邊定位的一北極磁鐵及一南極磁鐵。於該例示性實施例中，第一象限820及第三象限830包括在南極磁鐵周邊向內(例如，徑向向內)定位的北極磁鐵。因此，第一象限820及第三象限830產生朝向磁環815中心取向的磁通線。相反地，第二象限825及第四象限835包括在南極磁鐵周邊向外(例如，徑向向外)定位的北極磁鐵。因此，第二象限825及第四象限835產生遠離磁環815中心取向的磁通線。然而，於其它實施例中，第一象限及第三象限可產生遠離磁環815中心取向的磁通線，及第二象限及第四象限可產生朝向磁環815中心取向的磁通線。

磁感測器805基於磁感測器805相對於磁環815之位置而檢測磁向量。然後，磁感測器805產生指示所感測得的磁向量之一輸出信號給控制器135。控制器135基於來自磁感測器805之感測得的磁向量，決定砧370的旋轉位置。磁感測器805及磁環815可稱作砧感測器或砧位置感測器。雖然輸出位置感測器800被描述包括磁環815，但於若干實施例中，磁環815可由多個磁鐵安裝其上的一支承環替代，其也產生具有相反極性的磁通線。於此等實施例中，磁感測器805基於磁感測器805相對於多數磁鐵的位置仍然檢測得不同磁性向量。此外，於若干實施例中，磁環815包括多於四個象限，或其它配置以在不同周邊位置產生不同磁場。

如前文就圖14-15中顯示的輸出位置感測器305解說，一旦控制器135使用圖27中顯示的輸出位置感測器800而決定砧370的位置，如由圖3-12描述的動力工具10之操作維持相似。特別，輸出位置感測器800替代如就圖3-12描述的輸出位置感測器130。輸出位置感測器130、305、405、700、及800全部提供砧70、370之位置及/或移動的直接度量。因此，如就圖4-12描述之方法，但有關砧70、370之位置的資訊係收集自圖27中顯示的輸出位置感測器800，而非圖2中顯示的輸出位置感測器130或圖14-15中顯示的輸出位置感測器305。

值得注意地，如分別地就圖16、18、21、23、及24描述的鎚檢測器405d、500、600、640、或660中之任一者可結合入如分別地就圖2、15、25、及27描述之輸出位置感測器130、305、405、700、或800。鎚檢測器405d、500、600、640、660另可結合入動力工具10內而沒有涵括為輸出位置感測器130、305、405、700、或800之部分的的砧位置感測器或與其分開。此外，前述部分方法可藉鎚檢測器405d、500、600、640、或660進行而無需輸出位置感測器130、305、405、700、800。舉例言之，圖4之方法可使用鎚檢測器405d、500、600、640、或660中之一者實施而無砧位置感測器。於此等實施例中，控制器135可無需決定砧位置的變化是否大於一位置臨界值(步驟155)。反而，因鎚檢測器405d、500、600、640、660檢測何時出現衝擊，衝擊計數器可基於來自鎚檢測器405d、500、600、640、660中之一者的輸出而增量，不必比較輸出信號與一位置臨界值。此外，須注意雖然輸出位置感測器130、305、405、700、或800係似乎呈單一感測器描述，但此等輸出位置感測器另可考慮為包括一或多個感測器的感測器總成。同理，鎚檢測器405d、500、600、640、660，無論係耦接至砧位置感測器或獨立設置，也可被考慮為包括一或多個感測器的感測器總成。換言之，感測器總成可包括於輸出位置感測器130、305、405、700、及800、鎚檢測器405d、500、600、640、660、或砧位置感測器與鎚檢測器之組合以內描述的砧位置感測器。涵括於輸出位置感測器130、305、405、700、及800中之砧位置感測器與如藉霍爾感測器125檢測馬達15之位置獨立無關地檢測砧370的位置。換言之，砧位置感測器直接地檢測與馬達位置之檢測分開的砧位置。

圖29為流程圖例示依據關機時間模式操作動力工具10之方法900。控制器135可使用輸出位置感測器130、305、405、700、800、鎚檢測器405d、500、600、或其組合中之任一者實施方法900。圖形用戶介面(例如，類似圖10中顯示)可自用戶接收第一衝擊後之目標時間。於關機時間模式期間，控制器135根據所選模式及檢測得之扳機拉力驅動馬達15(步驟905)。然後，控制器135基於輸出位置感測器130、305、405、700、800及/或鎚檢測器405d、500、600之輸出信號，決定何時出現第一衝擊(步驟910)。回應於檢測得第一衝擊，控制器135起始計時器(步驟915)。計時器之值例如，可基於一用戶輸入指示於第一衝擊之後動力工具10將繼續操作(例如，驅動馬達15)多長時間決定。用於其中工作件或扣件較為易碎之應用，計時器可具有較小值以遏止工具損壞工作件或扣件。然後，控制器135判定計時器是否已逾時(步驟920)。當控制器135判定計時器尚未逾時，控制器135根據所選模式及檢測得之扳機拉力繼續馬達15之操作(步驟925)。另一方面，當控制器135判定計時器已逾時，如前文例如就圖4之步驟170的討論，控制器135改變馬達操作(步驟930)。控制器135然後也復置計時器(步驟935)。

圖30為流程圖例示依據最小角模式操作動力工具10之方法1000。控制器135可使用輸出位置感測器130、305、405、700、800、或能夠產生指示在各次衝擊傳遞之後指示砧370的角位移的一輸出信號之其它輸出位置感測器中之任一者而實施方法1000。控制器135也使用鎚檢測器405d、500、600協助決定何時出現各次衝擊而實施方法1000。於最小角模式期間，控制器135根據所選模式及檢測得之扳機拉力驅動馬達15(步驟1005)。然後，控制器135針對動力工具決定每次衝擊的旋轉角(步驟1015)。

於一個實施例中，每次衝擊的旋轉角指稱每次衝擊砧的旋轉位移。於此等實施例中，控制器135例如可使用輸出位置感測器130、305、405、700、800以決定衝擊前砧370之第一旋轉位置，決定衝擊後砧370之第二旋轉位置，及然後控制器135可判定第一旋轉位置與第二旋轉位置間之差以決定砧370的旋轉位移。於其它實施例中，每次衝擊的旋轉角指稱每次衝擊馬達15的旋轉角。於此等實施例中，控制器135例如可使用位置接近馬達15的馬達位置感測器(例如，霍爾效應感測器125)以判定各次衝擊間馬達15的角位移。控制器135例如可檢測第一衝擊，及然後追蹤馬達15的旋轉位移直到檢測得第二衝擊為止(例如，使用鎚檢測器405d、500、600)。

然後控制器135決定每次衝擊的旋轉角是否低於一預定臨界值(步驟1020)。當控制器135判定每次衝擊的旋轉角高於該預定臨界值時，控制器135繼續以所選模式及檢測得之扳機拉力驅動馬達15(步驟1005)。另一方面，當控制器135判定每次衝擊的旋轉角低於該預定臨界值時，控制器135改變如所討論的馬達操作(步驟1025)，如前文就圖4之步驟170之討論。舉例言之，控制器135關閉馬達15。達到預定扭力之後，最小角模式允許馬達15變成非作用態。一般而言，隨著扭力的增加，馬達15及/或砧370的角位移隨著衝擊而減少。因此，根據每次衝擊的旋轉角改變馬達操作提供了基於傳遞的扭力控制馬達15的間接模式。

圖31為流程圖例示依據降伏控制模式操作動力工具10之方法1100。降伏控制模式係設定來檢測何時扣件(例如，螺栓)已因扣件的降伏而受損，其可使用來決定停止驅動工作件及也防止損壞工作件。當扣件不因降伏而受損時，通常，每次衝擊的旋轉角隨著驅動扣件過程中扭力的增加而減小。然而，當扣件已因降伏而受損時，每次衝擊的旋轉角停止減少(及扭力停止增加)，原因在於受損扣件對動力工具產生較少阻力故。換言之，每次衝擊的旋轉角及扭力可維持不變。

於降伏控制模式期間，控制器135根據所選模式及檢測得之扳機拉力驅動馬達15(步驟1105)。然後控制器135判定已經出現衝擊(步驟1110)。控制器135可決定如前文就圖4之步驟150的描述出現的衝擊；基於馬達15之加速度或速度的變化(例如，基於來自霍爾感測器125的輸出)；基於來自鎚檢測器405d、500、600、640、或660中之一者的輸出；或基於砧70之加速度或速度的變化(例如，使用於本文中描述的輸出位置感測器130、305、405、700、800中之一者)。當檢測得衝擊時，控制器135起始計時器(步驟1115)。然後，控制器135決定何時計時器已經逾時(步驟1120)。當控制器135決定計時器尚未逾時，控制器135繼續根據所選模式及檢測得之扳機拉力操作動力工具10。

當控制器135判定計時器已經逾時，控制器135決定每次衝擊的旋轉角(步驟1125)。控制器135可如前文就圖30之步驟1015的描述決定每次衝擊的旋轉角。然後控制器135決定每次衝擊的旋轉角是否高於一降伏臨界值(步驟1130)。計時器及降伏臨界值可使用，例如，基於扣件類型、工作件類型、或其組合的實驗值事先擇定。當控制器135決定每次衝擊的旋轉角是高於降伏臨界值時，控制器135停止馬達15的操作(步驟1135)。計時器已經逾時後，當每次衝擊的旋轉角是高於降伏臨界值時，控制器135推知扣件已經降伏，原因在於其並未以在扣件驅動之計時器逾時後階段預期的位準提供阻力故。當每次衝擊的旋轉角是低於降伏臨界值時，控制器135返回步驟1125以決定下次衝擊的旋轉角。步驟125及130例如重複直到用戶釋放扳機以停止馬達15，判定扣件已經降伏，或使用其它馬達控制技術為止(例如，判定已出現預定衝擊次數之後停止馬達15)。

於若干實施例中，控制器135藉測量扭力輸出(例如，透過扭力感測器)判定扣件受損。於此等實施例中，於計時器已經逾時之後(步驟1120)，控制器135測量扭力輸出。當扭力輸出低於一扭力降伏臨界值時，控制器135推知扣件已經降伏(例如，因扭力不再增加)。另一方面，當扭力輸出高於扭力降伏臨界值時，控制器135繼續操作馬達15，及於衝擊期間定期量測扭力。

圖32為流程圖例示依據閉路速度控制模式操作動力工具10之方法1200。於閉路速度控制模式下，控制器135維持馬達15的轉速於期望值使得鎚375以期望速度衝擊砧370。藉由控制馬達的速度，砧370可傳遞可重複扭力位準給扣件。於閉路速度控制期間，控制器135接收用戶載明的扭力位準(步驟1205)。類似圖10中顯示，控制器135可經由圖形用戶介面接收扭力位準。舉例言之，控制器135可接收期望920呎磅(ft.lb)的指示。然後，控制器135決定用於期望的扭力之對應馬達速度(步驟1210)。換言之，為了傳遞期望的扭力，鎚375被馬達15驅動而以一特定速度撞擊砧370。例如控制器135使用充斥基於實驗值的一詢查表，判定鎚375被驅動而撞擊砧370而輸出期望的扭力之該期望速度。

然後控制器135於閉路系統中以期望速度操作馬達15(步驟1215)。於若干實施例中，控制器135實施PID迴路以期望速度維持馬達15。控制器135使用霍爾效應感測器125來定期量測馬達15的速度。於其它實施例中，可使用實施閉路系統的其它方法。於馬達速度之閉路控制期間，控制器135做必要的調整以補償例如，減低的電池電壓、減低的潤滑脂含量等。控制器135可以閉路速度控制模式操作為針對動力工具描述的其它模式之部分。舉例言之，當以閉路速度控制操作時，控制器135可控制馬達15使得例如於圖4中描述，特定衝擊次數傳遞給砧370。於另一個釋例中，當以閉路速度控制模式操作時，控制器135可控制馬達15使得例如於圖9中描述，在第一衝擊後之總角度為合所需。

於其它實施例中，取而代之，控制器135可接收期望的馬達速度(例如，類似圖8中顯示使用圖形用戶介面)。於此等實施例中，控制器135不決定對應於期望扭力的馬達速度，反而在閉路控制模式之下以期望速度操作馬達15。

圖33例示根據扭力控制模式操作動力工具10之一方法1300，於其中用戶載明一扭力位準，及控制器135以恆定速度操作馬達15使得由砧370輸出一致扭力。圖34-35例示由外部裝置147產生的圖形用戶介面1350，透過此用戶可啟用及載明用於扭力控制模式的參數。圖34-35之介面1350包括最大速度選擇器1355、螺栓移除選擇器1360、及扭力模式選擇器1365。於該例示性實施例中，最大速度選擇器1355包括滑塊1370及標籤1375其指示對應於滑塊1370之位置的數字。外部裝置147經由最大速度選擇器1355接收自用戶針對工具操作的期望最大速度的選擇。扭力模式選擇器1365包括開關其啟用或停用扭力控制模式。外部裝置147基於扭力模式選擇器1365之開關的位置判定扭力控制模式是否被啟用。螺栓移除選擇器1360也包括一開關其啟用或停用螺栓移除模式，將參照圖38進一步解說。

圖35例示當螺栓移除模式及扭力控制模式兩者皆被啟用時的圖形用戶介面1350。如於圖35中顯示，當螺栓移除模式被啟用時，圖形用戶介面1350也包括移除速度選擇器1380。同理，當扭力控制模式被啟用時，圖形用戶介面1350也包括扭力位準選擇器1385。經擇定的扭力位準例如可指示傳遞給砧370的預定衝擊數目。於其它實施例中，期望的扭力位準可指示於工作件的總施加扭力(例如，92呎磅)。在外部裝置147透過圖形用戶介面1350接收用戶的選擇之後，外部裝置147發射模式概況給動力工具10。如前述，動力工具10接收模式概況及將模式概況儲存於動力工具10的記憶體中(例如，控制器135的記憶體及/或分開的記憶體)。動力工具10(例如，控制器135)然後接收針對動力工具10之操作模式的選擇(例如，透過模式選擇鈕45)，存取對應所選模式的經儲存的模式概況，及根據所選的操作模式操作動力工具10。

如於圖33之流程圖中顯示，控制器135接收選擇扭力控制模式用於動力工具10之操作(步驟1305)。選擇可經由例如模式選擇鈕45於控制器接收。然後控制器135可存取最大速度(步驟1310)及存取與扭力控制模式相關聯的期望扭力位準(步驟1315)。如前述，期望扭力位準可指示欲由砧370傳遞的特定衝擊數目，或可指示欲藉砧370賦與的期望力。然後控制器135根據扳機55的按壓而前進操作馬達15(步驟1320)使得當扳機55全然被按下時達成動力工具10之所選最大速度(例如，馬達15係經由可變邊界PWM信號控制)。於馬達15之操作期間，控制器135監視是否已經開始撞擊砧370(步驟1325)。如前述，控制器135可使用不同方法以檢測何時鎚375開始撞擊砧370。舉例言之，控制器135可監視馬達電流及檢測當鎚375開始撞擊砧370時之馬達電流變化。此外或另外，控制器135可監視來自前述輸出位置感測器的輸出信號以判定是否已經開始撞擊砧370。

當控制器135判定撞擊尚未開始時，控制器135繼續基於扳機55之按壓及所選最大速度操作馬達15。否則，當控制器135判定砧370之撞擊已經開始時，控制器135停止根據扳機55之按壓操作馬達15及取而代之，根據適應性脈衝寬度調變(PWM)速度控制操作馬達15(步驟1330)。控制器135繼續根據適應性PWM速度控制操作馬達15及監視是否已經達成期望扭力位準(步驟1335)。用於實施例於其中期望扭力位準指示期望的撞擊數目給砧370，控制器135監視來自輸出位置感測器及/或前述鎚檢測器的輸出信號以判定何時傳遞給砧370的撞擊次數等於期望的撞擊數目。於其它實施例中，例如，當被施加的總傳遞扭力係被選擇為期望扭力位準時，控制器135可監視例如衝擊傳遞給砧370期間之時間作為總施加扭力的度量，及/或可監視位在動力工具10之鼻部的特定扭力感測器。當控制器135判定尚未達到期望扭力位準時，控制器135繼續根據適應性PWM速度控制操作馬達15(步驟1330)。另一方面，當控制器135判定達到期望扭力位準時，控制器前進至改變馬達15的操作(步驟1340)。舉例言之，控制器135可改變驅動動力工具10之方向，可停止馬達15之操作，及/或可改變馬達15的速度。

圖36例示用於根據適應性PWM速度控制模式操作動力工具10之方法1400。於適應性PWM速度控制模式中，控制器135以期望值維持馬達15的轉速使得鎚375以恆定期望速度撞擊砧370。藉由控制馬達的速度，砧370可傳遞可重複扭力位準給扣件。於適應性PWM速度控制模式期間，控制器135決定期望馬達速度(步驟1405)。期望馬達速度可與由用戶選取的速度(例如，由用戶透過例如圖形用戶介面1350選擇的最大速度)相關。於若干實施例中，期望馬達速度可由控制器135基於例如期望扭力位準計算。控制器135例如使用基於實驗值充斥的詢查表，決定期望馬達速度以輸出期望扭力位準。於又其它實施例中，期望馬達速度可藉控制器135基於得自用戶有關期望速度的輸出計算。舉例言之，參考圖33-35，控制器135可基於由用戶選擇的(例如，且於控制器135接收的)最大速度計算用於適應性PWM速度控制的期望速度。於一個釋例中，期望速度對應於由用戶選取的最大速度之約70-75%。

控制器135決定期望馬達速度之後，控制器135於步驟1410測量電池電壓(例如，附接至動力工具10的電源115之目前電荷狀態)。控制器135可使用電壓或電流感測器以決定附接至動力工具10的電池組之電荷狀態。然後，控制器135計算PWM負載比以驅動馬達15而達成期望速度及基於電池電壓(步驟1415)。然後，控制器135以計算得的PWM負載比以驅動馬達15而達成期望速度(步驟1420)。當控制器135基於步驟1335(參考圖33)的評估而迴路返回步驟1418時，控制器135基於最新測得的電池電壓及期望速度而再度測量電池電壓及計算新的PWM工作週期。定期重新量測電池電壓及重新計算PWM工作週期以達成期望速度，允許控制器135改變PWM工作週期使得達成馬達15的期望速度。舉例言之，為了達成期望馬達速度，當電池電壓指示充電充滿的電池時控制器135可決定第一PWM負載比，及當電池電壓係低於充電充滿的電池時決定第二較高的PWM負載比。換言之，隨著電池電壓的減低，控制器135增加PWM負載比以補償電池電壓的減低。經由此種補償，儘管電池之電荷狀態的減低，相似電壓量供給馬達15。

於若干實施例中，PWM工作週期之計算包括決定電池組充滿電荷狀態對電池組目前電荷狀態之比。舉例言之，當電池電壓降至約11.8V時，12V電池組可獲得1.02之比。然後，電池組電壓比可被使用來適應PWM工作週期以補償電池電壓的徐緩減低。舉例言之，當12V電池組充滿電時70%的PWM負載比即足以傳遞期望速度。然而，當電池組降至約11.8V時，可使用約71.4%之PWM負載比(例如，70%與1.02的乘積)使得傳遞相同總馬達電壓及達成類似速度。

雖然圖36已經就調整所決定的PWM負載比以補償電池電壓描述，但控制器135可此外或另外監視其它因素以調整PWM負載比。舉例言之，控制器135可監視選自於由下列所組成的組群中之任一者：電池阻抗、接頭類型(例如，類似於圖10中顯示透過觸控螢幕由用戶指示)、馬達溫度(例如，由耦接至控制器135之溫度感測器檢測)、及馬達阻抗、及其任何組合。舉例言之，作為造成馬達速度減低的額外因素改變中之一者，回應之，控制器135可增加所決定的PWM負載比以維持期望的馬達速度。此外，雖然適應性PWM速度控制係被描述為補償電池電壓的減低，但控制器135及/或電池組仍可實現低電壓臨界值。換言之，當電池組之電荷狀態係低於低電壓臨界值時，控制器135及/或電池組可停止供電給馬達15以防止電池組變成過度放電。

控制器135可以PWM速度控制模式操作作為針對動力工具描述的其它模式之一部分，而非只作為就圖33-35描述的扭力控制模式之一部分。舉例言之，當以閉路速度控制操作時，控制器135可控制馬達15使得例如於圖4中描述，特定數目之衝擊傳遞給砧370。於另一個釋例中，雖然以PWM速度控制模式操作，但控制器135可控制馬達15使得例如於圖9中描述，期望第一衝擊後之總角度。

舉例言之，圖37例示由外部裝置147產生的用於針對四方螺帽控制模式選擇參數之圖形用戶介面1500的另一釋例截圖。於操作期間，四方螺帽控制模式係類似扭力控制模式。然而，用於四方螺帽控制模式的參數規格係基於輸入四方螺帽的特定特性而非載明最大速度。如於圖37中顯示，圖形用戶介面1500包括凸緣大小選擇器1505及期望扭力選擇器1510。期望扭力輸出可對應於例如用於特定四方螺帽的製造商規格。外部裝置147透過圖形用戶介面1500接收特定凸緣大小及期望扭力輸出的指示，及基於所選參數決定對應的期望速度。於若干實施例中，外部裝置147存取一遠端伺服器以決定對應載明的四方螺帽及期望扭力輸出之期望速度。於若干實施例中，外部裝置147發射涵括載明的四方螺帽大小及期望扭力輸出的四方螺帽控制模式，及動力工具10(亦即，控制器135)決定期望速度。如於圖37中顯示，圖形用戶介面1500也包括一扭力位準選擇器1515。扭力位準選擇器1515指示欲傳遞給砧370的期望衝擊次數。在對應所選四方螺帽大小及期望扭力輸出之期望速度經決定之後，於四方螺帽控制模式操作期間，控制器135根據適應性PWM速度控制操作馬達15(例如，始於步驟1320)，例如就圖33及圖36描述。

圖38例示依據差分衝擊速度模式操作動力工具10之方法1600。差分衝擊速度模式允許動力工具10當鎚375不撞擊砧370時以第一速度及當鎚375撞擊砧370時以第二速度操作馬達15。如於圖38中顯示，控制器135首先接收(或存取)第一期望速度(步驟1605)及接收(或存取)第二期望速度(步驟1610)。控制器135可基於例如經由圖形用戶介面接收的用戶輸入而自例如外部裝置147接收第一及第二期望速度。然後控制器135監視扳機55以判定扳機55目前是否被按壓(步驟1615)。當不按壓扳機時，馬達15之操作被停止(步驟1620)，及控制器135返回步驟1615以判定扳機55是否被按壓。當按壓扳機時，控制器135判定鎚375是否撞擊砧370(步驟1625)。

控制器135例如可基於馬達電流、馬達速度、來自輸出位置感測器的輸出信號及/或鎚檢測器決定是否出現撞擊。當控制器135判定鎚375不撞擊砧370時，控制器135根據第一期望速度及扳機55的按壓量而操作馬達(步驟1630)。另一方面，當控制器135判定鎚375撞擊砧370時，控制器135根據第二期望速度及扳機55的按壓量而操作馬達15(步驟1635)。舉例言之，當扳機55全然被按壓時，控制器135以第一期望速度操作馬達15，及當扳機55未全然被按壓時更緩慢操作馬達15(例如，以與扳機按壓成正比的速率)。隨著控制器135根據第一期望速度及第二期望速度操作馬達15，於步驟1615控制器135繼續監視扳機55是否維持被按壓。

稍早就圖34及圖35指稱的螺栓移除特徵乃差分衝擊速度模式的一釋例。典型地，於螺栓移除期間，在開始移除操作之後即刻動力工具10開始衝擊。因螺栓被去除及需要較少力，動力工具10繼續驅動馬達15，但當螺栓完全被去除時停止衝擊。因此，就如於圖35中顯示的螺栓移除模式而言，最大速度對應於圖38中描述的第二期望速度且係使用在當鎚375撞擊砧370且剛開始螺栓移除處理時控制馬達15。相反地，由用戶透過圖形介面1350選定的移除速度對應於圖38中描述的第一期望速度且係使用在當鎚375已經停止撞擊砧370時控制馬達15。於螺栓移除模式之操作期間，控制器135首先根據最大速度操作馬達15直到螺栓夠鬆而動力工具10無需接合其衝擊機構300以去除螺栓為止。然後，控制器135根據移除速度操作馬達15直到螺栓被完全去除為止。當顯示圖35之圖形用戶介面1350給用戶時，去除速度內定為最大速度之約50%。藉由設定去除速度比最大速度更慢，阻止螺栓突然從表面脫落。取而代之，可進行更加受控的螺栓移除。

雖然前述螺栓移除模式以反向操作馬達15，但於若干實施例中，當動力工具10以正向操作時也可實施差分衝擊速度模式。舉例言之，當螺栓具有特定長螺紋時，趁鎚375尚未撞擊砧370，可使用較高速度來開始旋緊螺栓(例如，第一期望速度)。然而，一旦螺栓開始穿透較多工作表面，可開始撞擊，控制器135可減低馬達速度(例如，至第二期望速度)以產生較高扭力。

動力工具10也可以混凝土錨模式操作。圖39例示由外部裝置147產生用來接收針對混凝土錨模式之各種參數的用戶選擇的一釋例圖形用戶介面1700。如於圖39中顯示，圖形用戶介面1700包括錨寬度選擇器1705、錨長度選擇器1710、及錨材料選擇器1715。錨類型、錨長度、及錨材料之數種組合可由用戶透過選擇器1705、1710、1715作選擇。圖形用戶介面1700也包括最大速度選擇器1720及結束扭力位準選擇器1725。最大速度選擇器1720允許用戶載明期望的最大速度。如前文就其它扭力選擇器之描述，扭力位準選擇器1725例如可選擇在操作停止之前欲藉鎚375傳遞的期望衝擊次數。

圖40例示用於以混凝土錨模式操作動力工具10之一方法1800。首先，控制器135接收透過圖形用戶介面1700載明的參數(步驟1805)。特別，控制器135接收所選最大速度及期望結束扭力位準。如前文討論，最大速度及/或期望結束扭力位準可由控制器135或外部裝置147使用錨寬度選擇器1705、錨長度選擇器1710、及錨材料選擇器1715基於如所載明的扣件特性及應用類型決定。於其它實施例中，扣件特性及應用類型係用來決定用於動力工具10之操作的其它參數。然後，控制器135檢測扳機55是否被按壓(步驟1810)。當扳機55不被按壓時，控制器135繼續監視扳機55而未作動馬達15(步驟1810)。當扳機55被按壓時，控制器135根據最大速度及扳機55的按壓量控制馬達15(步驟1815)。舉例言之，當扳機55被全部按壓時，提供最大速度給馬達15。但當扳機55只被按壓約50%時，馬達速度也只是最大速度之約50%。

然後，控制器135監視動力工具10以判定是否已開始衝擊(步驟1820)。如前文討論，控制器135可基於例如，馬達電流、馬達位置、及/或砧位置決定何時出現衝擊。當鎚375尚未衝擊砧370時，控制器135繼續監視衝擊是否已經開始。另一方面，當鎚375衝擊砧370時，控制器135切換馬達操作成根據適應性PWM速度控制操作直到達到期望的扭力位準為止(步驟1825)。以適應性PWM速度控制驅動馬達15允許恆定扭力輸出以透過砧370傳遞，即便儘管電池電壓降低亦復如此。然後控制器135監視例如來自鎚375的衝擊次數，來判定是否達到期望的結束扭力位準(步驟1830)。步驟1830可類似例如圖33之步驟1335。當達到期望的扭力位準時，控制器235結束動力工具10之操作(步驟1835)。否則，控制器135繼續根據適應性PWM速度控制操作馬達15。據此，使用混凝土錨模式，用戶可組配動力工具10以基於錨大小及/或類型之特定特性操作。

如前文就圖3之討論，控制器135自馬達位置感測器125接收輸入及例如基於馬達15的位置決定何時施加電力至馬達15。於若干實施例中，控制器135可基於馬達15之位置或速度而改變電流導通角或前進角。舉例言之，高於某個速度，控制器135可改變導通角以實現相位前進，及低於該速度，控制器135可返回先前導通角。控制器135也可透過例如由外部裝置147產生的圖形用戶介面而接收期望速度的指示。此外，如前文例如於圖4、5、7、9、11、17、29-32、33、38、及40中之描述，控制器135基於砧370之位置及/或移動控制馬達15。再者，如就圖36之討論，控制器135也補償電池電壓及改變至馬達15的控制信號之工作週期使得傳遞給馬達15的平均功率維持相同。據此，基於馬達15位置、馬達15速度、砧370之位置及/或移動、鎚375之位置及/或移動、及電池電壓中之一或多者控制器135可操作以控制馬達15。

如此，本發明提出一種包括一控制器的動力工具等其基於砧位置、鎚位置、或其組合的直接度量而控制一馬達。

10‧‧‧動力工具
15‧‧‧直流(DC)馬達
20‧‧‧殼體
25‧‧‧手柄部
30‧‧‧馬達殼體部
35‧‧‧衝擊外殼
40‧‧‧輸出單元
45‧‧‧模式選擇鈕
50‧‧‧正/反選擇器
55‧‧‧扳機
60‧‧‧電池介面
65‧‧‧燈具
67、300‧‧‧衝擊機構
70、370‧‧‧砧
75、375‧‧‧鎚
77‧‧‧變速箱
78‧‧‧齒輪箱
80‧‧‧彈簧
85、385‧‧‧接合結構
90、390a-b‧‧‧凸部
95‧‧‧蓋
100‧‧‧齒
105‧‧‧槽
110‧‧‧簡化方塊圖
115‧‧‧電源
120‧‧‧場效電晶體(FET)
125‧‧‧霍爾效應感測器、霍爾感測器
130、305、405、700、800‧‧‧輸出位置感測器
135‧‧‧控制器
140‧‧‧用戶輸入
145‧‧‧其它組件
146‧‧‧孔、通訊電路
147‧‧‧感測器區塊、外部裝置
148‧‧‧凹部
149-295、430-475、905-935、1005-1025、1105-1135、1205-1215、1305-1340、1405-1420、1605-1635、1805-1835‧‧‧步驟
305a-c、405a-c、645‧‧‧電感式感測器
380...第一端
382...第二端
405d、500、600、640、660‧‧‧鎚檢測器
420、900、1000、1100、1200、1300、1400、1600、1800‧‧‧方法
505、615‧‧‧感測電感式線圈
510、620‧‧‧參考電感式線圈
512‧‧‧分壓器網路
515、675、810‧‧‧圈餅形印刷電路板(PCB)
520‧‧‧中軸
525‧‧‧外唇
604‧‧‧槽孔
605‧‧‧部分
610‧‧‧凹部
665、705-720‧‧‧電感式線圈
725‧‧‧金屬標誌
805‧‧‧磁感測器
815‧‧‧磁環
820-835‧‧‧象限
1350、1500、1700‧‧‧圖形用戶介面(GUI)
1355、1720‧‧‧最大速度選擇器
1360‧‧‧螺栓移除選擇器
1365‧‧‧扭力模式選擇器
1370‧‧‧滑塊
1375‧‧‧標籤
1380‧‧‧移除速度選擇器
1385、1515、1725‧‧‧扭力位準選擇器
1505‧‧‧凸緣大小選擇器
1510‧‧‧期望扭力選擇器
1705‧‧‧錨寬度選擇器
1710‧‧‧錨長度選擇器
1715‧‧‧錨材料選擇器

圖1例示依據本發明之一個實施例的一動力工具。

圖2例示圖1之動力工具的一鼻部。

圖3例示動力工具的一方塊圖。

圖4為流程圖例示動力工具以鎚擊計數模式之操作。

圖5為流程圖例示動力工具以進階鎚擊計數模式之操作。

圖6為由外部裝置產生的一用戶介面之一釋例截圖。

圖7為流程圖例示動力工具以角距離模式之操作。

圖8為由外部裝置產生的用戶介面之另一釋例截圖。

圖9為流程圖例示動力工具以螺帽轉動模式之操作。

圖10為由外部裝置產生的用戶介面之另一釋例截圖。

圖11為流程圖例示動力工具以恆定能源模式之操作。

圖12為由外部裝置產生的用戶介面之另一釋例截圖。

圖13為線圖顯示砧之旋轉位置隨著時間之推移的變化。

圖14為依據第二實施例一衝擊機構之側剖面圖。

圖15為依據第二實施例且一齒輪箱經去除的一衝擊機構之部分前視圖。

圖16為依據第三實施例一輸出位置感測器的前視圖。

圖17為流程圖例示使用圖16之輸出位置感測器決定動力工具之一砧位置的一方法。

圖18為依據第四實施例該衝擊機構的透視圖。

圖19為依據第四實施例該衝擊機構的側視圖。

圖20為依據第四實施例一鎚檢測器的前視圖。

圖21A為依據第五實施例該動力工具沿圖1之剖面線21-21及包括一衝擊機構的剖面圖。

圖21B為依據第五實施例該經分離的衝擊機構的側視圖。

圖21C為依據第五實施例該衝擊機構的分解視圖。

圖21D為依據第五實施例一鎚檢測器的分解透視圖。

圖22為依據第五實施例該鎚檢測器的部分前視圖。

圖23為依據第六實施例一鎚檢測器的示意圖。

圖24為依據第七實施例一鎚檢測器的示意圖。

圖25為依據第八實施例一輸出位置感測器的前視圖。

圖26為依據第八實施例該輸出位置感測器的示意圖。

圖27為依據第九實施例一輸出位置感測器的示意圖。

圖28為依據第十實施例該輸出位置感測器之一磁環的示意圖。

圖29為流程圖例示動力工具以關閉時間模式之操作。

圖30為流程圖例示動力工具以最小角模式之操作。

圖31為流程圖例示動力工具以降伏控制模式之操作。

圖32為流程圖例示動力工具以閉路速度控制模式之操作。

圖33為流程圖例示動力工具以扭力控制模式之操作。

圖34及35為一釋例截圖例示與扭力控制模式相關聯的一圖形用戶介面。

圖36為流程圖例示動力工具以適應性PWM速度控制模式之操作。

圖37為一釋例截圖例示與四方螺帽控制模式相關聯的一圖形用戶介面。

圖38為流程圖例示動力工具以差分衝擊速度模式之操作。

圖39為與混凝土錨模式相關聯的一圖形用戶介面的一釋例截圖。

圖40為流程圖例示動力工具以混凝土錨模式之操作。

10‧‧‧動力工具

15‧‧‧直流(DC)馬達

20‧‧‧殼體

21-21‧‧‧視線

25‧‧‧手柄部

30‧‧‧馬達殼體部

35‧‧‧衝擊外殼

40‧‧‧輸出單元

45‧‧‧模式選擇鈕

50‧‧‧正/反選擇器

55‧‧‧扳機

60‧‧‧電池介面

65‧‧‧燈具

67‧‧‧衝擊機構

70‧‧‧砧

75‧‧‧鎚

80‧‧‧彈簧

85‧‧‧接合結構

90‧‧‧凸部

Claims (23)

1. 一種動力工具，其包含： 一馬達； 一耦接至該馬達之衝擊機構，該衝擊機構包括 一由該馬達驅動之鎚及 一砧，其位在該動力工具之一鼻部，及經組配以接收來自該鎚之一衝擊； 一衝擊外殼，其罩住該砧及該鎚； 一感測器總成，其位在該衝擊外殼中，該感測器總成包括一輸出位置感測器，該輸出位置感測器經組配以產生一輸出信號，該輸出信號可指示選自於由該鎚之一位置及該砧之一位置所組成的一組群中之一者；及 一電子處理器，該電子處理器耦接至該輸出位置感測器及至該馬達，該電子處理器經組配以： 基於來自該輸出位置感測器的該輸出信號控制該馬達。
2. 如請求項1之動力工具，其進一步包含一馬達位置感測器，該馬達位置感測器經組配以感測該馬達之一旋轉位置及提供馬達位置回授資訊至該電子處理器。
3. 如請求項1之動力工具，其中該輸出位置感測器包括一電感式感測器。
4. 如請求項3之動力工具，其中該砧包括一接合結構以與該鎚接合，及其中該電感式感測器檢測該接合結構之一旋轉位置。
5. 如請求項3之動力工具，其中該電感式感測器為一長形感測器並包括多數非均一分布的電感式線圈，使得該電感式感測器之一第一端包括比一第二相對端更緊密排列的電感式線圈。
6. 如請求項1之動力工具，其中該輸出位置感測器包括一電感式感測器，該電感式感測器經組配以產生指示該鎚之該軸向位置的該輸出信號。
7. 如請求項1之動力工具，其中該輸出位置感測器產生指示該砧之該位置的該輸出信號，及其中該感測器總成進一步包括一第二感測器，該第二感測器經組配以檢測何時該鎚係在距該砧之一預定距離以內。
8. 如請求項7之動力工具，其中該電子處理器係經組配以自該輸出位置感測器接收該輸出信號，及當該鎚係在距該砧之該預定距離以外時，基於根據該第二感測器所接收到的該等輸出信號操作該馬達，及當該鎚係在距該砧之該預定距離以內時，排除所接收到的該等輸出信號。
9. 如請求項1之動力工具，其中該感測器總成係位在選自於由下列組成的一組群中之一者：在該鎚之一徑向向外的外周邊、及在一環狀結構上，該環狀結構環繞該砧之周邊所。
10. 如請求項1之動力工具，其進一步包含一變速箱，該變速箱耦接於該馬達與該衝擊機構之間，及其中該感測器總成係位在該變速箱前方。
11. 如請求項1之動力工具，其中該電子處理器係經組配以決定該馬達之一速度；及基於該馬達之該速度控制該馬達。
12. 如請求項1之動力工具，其中該電子處理器係經組配以決定連結至該動力工具之一電池的一電荷狀態，及基於該電池的該電荷狀態改變至該馬達之一控制信號。
13. 一種操作一動力工具之方法，該方法包含： 透過該電子處理器，作動該動力工具之一馬達； 透過該馬達，驅動該動力工具之一衝擊機構，該衝擊機構包括一鎚，及經組配以接收來自該鎚之一衝擊的一砧，及該衝擊機構容納於一衝擊外殼內部； 使用一感測器總成，檢測選自於由該鎚及該砧所組成的一組群中之一者的一位置，該感測器總成係容納於該衝擊外殼內部； 使用該感測器總成，產生一輸出信號，該輸出信號可指示選自於由該鎚及該砧所組成的該組群中之該一者的該位置，該位置由該感測器總成檢測；及 透過該電子處理器，基於該輸出信號控制該馬達。
14. 如請求項13之方法，其中產生該輸出信號包括產生該輸出信號指示該鎚係在該砧之一預定距離以內。
15. 如請求項13之方法，其中檢測該砧之該位置包括檢測該砧之一接合結構之一位置。
16. 如請求項15之方法，其進一步包含： 透過該感測器總成之一鎚檢測器，產生一第二輸出信號指示該鎚係在距該砧之一預定距離以內； 使用該電子處理器，當該鎚係在距該砧之該預定距離以外時，基於自該感測器總成接收的該等輸出信號之一平均而產生一平均輸出位置；及 其中控制該馬達包括，透過該電子處理器，基於該等輸出信號之該平均控制該馬達。
17. 如請求項13之方法，其進一步包含，透過一馬達位置感測器，產生一馬達回授信號，該馬達回授信號提供有關該馬達之回授資訊，該回授資訊包括該馬達之位置資訊。
18. 如請求項13之方法，其中，透過該電子處理器控制該馬達包括當該輸出信號指示該鎚不衝擊該砧時根據一第一速度控制該馬達，及當該輸出信號指示該鎚衝擊該砧時根據一第二速度控制該馬達。
19. 如請求項13之方法，其中，使用該感測器總成產生該輸出信號，該輸出信號具有一第一輸出狀態指示該鎚衝擊該砧，及一第二輸出狀態指示該鎚不衝擊該砧。
20. 如請求項13之方法，其中，使用該感測器總成產生該輸出信號，包括產生一類比信號，該類比信號可指示該鎚與該砧之間之一距離。
21. 如請求項13之方法，其中，使用該感測器總成產生該輸出信號，包括產生一類比信號，該類比信號可指示該砧之一徑向位置。
22. 如請求項13之方法，其中控制該馬達包括，使用該電子處理器，基於供電該動力工具的一電源之電池電壓控制一馬達控制信號的一負載比。
23. 如請求項13之方法，其進一步包含： 於該電子處理器，自一馬達位置感測器接收一信號；及 其中控制該馬達包括基於來自該馬達位置感測器之該信號控制該馬達。