WO2018097194A1 - 電動作業機 - Google Patents
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- H02P29/024—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load
- H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage
Definitions
- This disclosure relates to a technique for controlling a motor in an electric work machine.
- control circuit determines the rotation direction of the motor based on a signal input from a forward / reverse switch operated by the user, and detects the rotor position from the Hall element. The motor is rotated based on the detection signal.
- the motor may rotate in the direction opposite to the set rotation direction.
- the motor rotates in the direction opposite to the set rotation direction, there is a possibility that processing unintended by the user is performed, and various influences may occur on the user or the electric work machine itself.
- One aspect of the present disclosure is preferably capable of suppressing various influences that may be caused by the motor of the electric working machine rotating in the direction opposite to the set rotation direction.
- the electric working machine includes a motor, a drive unit, a first control circuit, and a second control circuit.
- the drive unit drives the motor with electric power supplied from a power source.
- the first control circuit controls the drive unit so that the motor rotates in the set rotation direction.
- the second control circuit is provided separately from the first control circuit.
- the second control circuit detects the rotation direction of the motor, and performs an abnormality handling process for stopping the rotation of the motor in response to the detected rotation direction being opposite to the set rotation direction.
- a second control circuit provided separately from the first control circuit monitors the rotation direction of the motor.
- the second control circuit performs an abnormality handling process when the motor rotates in the reverse direction. Therefore, it is possible to suppress various effects that may occur due to the motor rotating in the reverse direction.
- the abnormality handling process may include any process.
- the abnormality handling process may include a notification process for performing a specific notification to the first control circuit.
- a 1st control circuit may stop rotation of a motor via a drive part according to notification processing having been performed.
- the electric working machine may further include at least one specific electric wiring and a blocking unit. At least one specific electrical wiring is configured to stop the rotation of the motor when it is cut off when the motor is being rotated by the drive unit.
- blocking part is provided in at least 1 specific electric wiring, and is comprised so that the at least 1 specific electric wiring can be interrupted
- the abnormality handling process may include a process of blocking at least one specific electrical wiring by the blocking unit.
- the motor can be stopped by a simple process of cutting off at least one specific electrical wiring in response to the rotation of the motor in the reverse direction.
- the at least one specific electric wiring includes a driving wiring for supplying power from the power source to the driving unit, and the driving unit drives the motor by power supplied from the power source through the driving wiring. Good.
- the motor can be stopped by a simple process of cutting off the driving wiring in response to the rotation of the motor in the reverse direction.
- the at least one specific electrical wiring includes a control wiring for outputting a control signal from the first control circuit to the drive unit, and the drive unit is in accordance with a control signal input from the first control circuit via the control wiring. You may make it drive a motor.
- the electric working machine may further include a power supply unit configured to generate power supply power for operating the first control circuit.
- the at least one specific electrical wiring may include a power supply wiring for supplying the power supply generated by the power supply unit to the first control circuit. Then, the first control circuit may operate by the power supply power input from the power supply unit via the power supply wiring to control the drive unit.
- the electric working machine may further include a position information output unit configured to output rotational position information indicating the rotational position of the motor.
- the first control circuit may rotate the motor in the set rotation direction by controlling the drive unit based on the rotational position information output from the position information output unit.
- the second control circuit may detect the rotation direction of the motor based on the rotation position information output from the position information output unit.
- the rotational position information output from the position information output unit is shared by the first control circuit and the second control circuit. Therefore, for example, the configuration of the electric working machine can be simplified as compared with a case where the second control circuit detects the rotation direction based on information different from the rotation position information from the position information output unit.
- the electric working machine may include a first controller including a first control circuit and a second controller including a second control circuit.
- the rotational position information output from the position information output unit may be input to the second controller.
- the second controller may output the rotational position information input from the position information output unit to the first controller.
- the first control circuit controls the drive unit based on the rotational position information input from the second controller, and drives the motor by the drive unit in response to the stop of the input of the rotational position information from the second controller. May be stopped.
- the abnormality handling process may include a process for stopping output of rotational position information from the second controller to the first controller.
- the motor can be stopped by a simple process of stopping the output of the rotational position information from the second controller to the first controller in accordance with the rotation of the motor in the reverse direction.
- the electric working machine may further include a direction switching operation unit that is operated to set the rotation direction of the motor to either the first direction or the second direction.
- the set rotation direction may correspond to the rotation direction set by the direction switching operation unit.
- the motor can be stopped by the abnormality handling process in response to the motor rotating in the reverse direction.
- the electric working machine may further include an instruction operation unit operated by an operator of the electric working machine in order to rotate the motor.
- the first control circuit and the second control circuit may operate when the instruction operation unit is operated.
- the monitoring of the rotation direction by the second control circuit and the processing based on the monitoring result are performed when the instruction operation unit is instructed to rotate the motor, and the motor is instructed to stop the motor. If it is not done. Therefore, compared with the case where the rotation direction is monitored by always operating the second control circuit, the power consumption for the operation of the second control circuit can be reduced.
- rotor position detection unit 46 ... first signal line, 47 ... 2nd signal line, 48 ... 3rd signal line, 50, 75, 85, 110 ... 2nd controller, 51, 76, 86, 111 ... 2nd control circuit, 52 ... 1st interruption
- the electric work machine 1 is configured as a maroon used mainly for cutting a workpiece.
- the electric working machine 1 includes a base 2 and a main body 3.
- the base 2 is a substantially rectangular member that comes into contact with the upper surface of the workpiece to be cut when the electric work machine 1 is used to cut the workpiece.
- the main body 3 is disposed on the upper surface side of the base 2.
- the main body 3 includes a circular saw blade 4, a saw blade case 5, and a cover 6.
- the saw blade 4 is arranged on the right side of the cutting direction in the main body 3.
- the saw blade case 5 is provided so as to accommodate and cover the periphery of the upper half of the saw blade 4 in the range of approximately a half circumference.
- the cover 6 is provided so as to cover the periphery of the lower half of the saw blade 4 in a substantially half-circumferential range.
- the cover 6 is of an openable type, and FIG. 1 shows a state where the cover 6 is closed.
- the cover 6 is gradually opened in a counterclockwise direction in the drawing around the rotation center of the saw blade 4 by moving the electric working machine 1 in the cutting progress direction when cutting the workpiece. . Thereby, the saw blade 4 is exposed, and the exposed portion is cut into the workpiece.
- a substantially cylindrical motor case 7 is provided on the left side of the main body 3.
- a motor 41 is accommodated in the motor case 7.
- the motor 41 is a drive source for the electric work machine 1.
- a gear mechanism (not shown) is accommodated between the motor case 7 and the saw blade 4. When the motor 41 rotates, the rotation is transmitted to the saw blade 4 via the gear mechanism, and the saw blade 4 rotates.
- a handle 8 that is gripped by the user of the electric working machine 1 is provided on the upper side of the main body 3.
- the handle 8 is attached in an arch shape on the upper side of the main body 3. That is, the first end of the handle 8 is fixed to the rear end side in the cutting progress direction of the main body 3, and the second end of the handle 8 is the front side of the main body 3 in the cutting progress direction from the first end of the handle 8 It is fixed to.
- the handle 8 is provided with a trigger operation unit 9.
- the user of the electric working machine 1 can pull and operate the trigger operation unit 9 while holding the handle 8.
- the trigger operation unit 9 can be fixed in the pulled operation state by pushing a lock button (not shown) while the trigger operation unit 9 is pulled.
- a battery pack 10 containing a rechargeable battery 15 is detachably attached to the rear end of the main body 3.
- the motor 41 in the main body 3 is rotated by the power of the battery 15.
- the electric working machine 1 includes a motor unit 40, a first controller 20, a second controller 50, and a trigger switch 13.
- the electric working machine 1 includes the battery pack 10 shown in FIG. FIG. 2 shows a state where the battery pack 10 is attached to the main body 3.
- the battery pack 10 contains a battery 15 therein.
- the battery 15 of this embodiment is, for example, a lithium ion secondary battery.
- the battery 15 may be a secondary battery other than the lithium ion secondary battery.
- the battery 15 can be charged by removing the battery pack 10 from the electric working machine 1 and mounting the battery pack 10 on a charger (not shown).
- the battery pack 10 is configured to be able to output battery state information indicating the state of the battery 15.
- the battery pack 10 may include a module for monitoring the battery 15, for example.
- the monitoring module may be configured to detect an abnormality of the battery 15 and output the detected abnormality as battery state information. Examples of the abnormality of the battery 15 include overcurrent, overdischarge, overheating, and the like.
- the battery pack 10 may be configured to detect a physical quantity indicating the state of the battery 15 and output information indicating the detected physical quantity as battery state information.
- the physical quantity indicating the state of the battery 15 include the value of the voltage of the battery 15, the value of each voltage of the battery cells included in the battery 15, the value of the current discharged from the battery 15, and the temperature of the battery 15. It is done.
- the trigger switch 13 includes two contacts, a first contact 11 and a second contact 12.
- the trigger switch 13 is turned on and off in conjunction with the trigger operation unit 9 shown in FIG. Specifically, when the trigger operation unit 9 is pulled, the trigger switch 13 is turned on, that is, both the first contact 11 and the second contact 12 are turned on, and both the first contact 11 and the second contact 12 are closed. Made. On the other hand, when the trigger operation unit 9 is not pulled, the trigger switch 13 is turned off, that is, both the first contact 11 and the second contact 12 are turned off, and both the first contact 11 and the second contact 12 are opened. Is done.
- the first end of the first contact 11 and the first end of the second contact 12 are both connected to the positive electrode of the battery 15.
- the second end of the first contact 11 and the second end of the second contact 12 are both connected to the first controller 20.
- the motor unit 40 includes a motor 41 and a rotor position detector 42.
- the motor 41 is a brushless motor configured to be driven by receiving supply of three-phase power.
- the rotor position detector 42 is configured to output a signal corresponding to the rotational position of the rotor of the motor 41.
- the rotation position of the motor 41 means the rotation position of the rotor in detail.
- the rotor position detection unit 42 includes three hall sensors.
- the hall sensors are arranged around the rotor of the motor 41 at intervals of 120 electrical degrees.
- a first position signal, a second position signal, and a third position signal are output from the three hall sensors, respectively.
- These three position signals are signals corresponding to the relative positional relationship between the corresponding Hall sensor and the rotor of the motor 41.
- the Hall sensor includes a Hall element and a signal processing circuit that processes an output signal from the Hall element and converts the signal into a binary digital signal. This binary digital signal is output as a position signal.
- the first to third position signals output from the rotor position detector 42 are input to the first control circuit 21 in the first controller 20. More specifically, the first position signal is input to the first control circuit 21 via the first signal line 46, and the second position signal is input to the first control circuit 21 via the second signal line 47, and the third position The signal is input to the first control circuit 21 via the third signal line 48.
- the three signal lines 46 to 48 pass through the second controller 50 between the motor unit 40 and the first controller 20. That is, the position signal output from each hall sensor of the rotor position detector 42 is input to the first control circuit 21 via the second controller 50.
- a control power supply voltage is input from the first controller 20 to the rotor position detection unit 42.
- Each hall sensor in the rotor position detector 42 operates using the control power supply voltage input from the first controller 20 as a power supply.
- the ground terminal of each Hall sensor is connected to a ground line having the same potential as the negative electrode of the battery 15.
- the supply of the control power supply voltage from the first controller 20 to the rotor position detector 42 and the connection between the rotor position detector 42 and the ground line are all routed through the second controller 50. Although configured, these may not be performed via the second controller 50.
- the control power supply voltage may be directly supplied from the first controller 20 to the rotor position detection unit 42 without passing through the second controller 50.
- the rotor position detector 42 and the ground line may be directly connected without passing through the second controller 50.
- the first controller 20 is a main controller for controlling the drive of the motor 41.
- the first controller 20 includes a first control circuit 21, a drive circuit 30, and a switch signal detection unit 23.
- the drive circuit 30 is configured to supply three-phase power to the motor 41 based on the battery power supplied from the battery 15 via the second contact of the trigger switch 13.
- the drive circuit 30 includes an inverter.
- the inverter includes three semiconductor switching elements Q1 to Q3 as so-called high-side switches and three semiconductor switching elements Q4 to Q6 as so-called low-side switches.
- Each of the semiconductor switching elements Q1 to Q6 is a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) in this embodiment.
- a gate signal is input from the first control circuit 21 to the gates of the semiconductor switching elements Q1 to Q6.
- the semiconductor switching elements Q1 to Q6 are turned on when a gate signal is input from the first control circuit 21, respectively.
- the switch signal detection unit 23 is configured to detect the on / off state of the trigger switch 13, that is, the operation / non-operation state of the trigger operation unit 9. Specifically, the switch signal detection unit 23 is connected to the second end of the first contact 11 of the trigger switch 13. When the first contact 11 is turned on by pulling the trigger operation unit 9, the voltage of the battery 15 is input to the switch signal detection unit 23 via the first contact 11.
- the switch signal detector 23 outputs a trigger on signal Sa indicating that the trigger switch 13 is on while the voltage of the battery 15 is being input.
- the trigger-on signal Sa output from the switch signal detector 23 is input to the first control circuit 21 and also input to the second control circuit 51 of the second controller 50.
- the first control circuit 21 includes a one-chip microcomputer including a CPU 21a, a memory 21b, and the like.
- the memory 21b includes various semiconductor memories such as RAM, ROM, and nonvolatile memory.
- the memory 21b stores various programs and data that the CPU 21a reads and executes in order to realize various functions of the first controller 20.
- the program stored in the memory 21b includes a motor control process program of FIG. 3 to be described later.
- the first control circuit 21 may be implemented in the first control circuit 21 by hardware combining a logic circuit, an analog circuit, or the like instead of software or in addition to software.
- the first control circuit 21 is provided with a one-chip microcomputer only as an example, and the first control circuit 21 adopts various other configurations that can implement the function of the first control circuit 21. obtain.
- the first control circuit 21 turns off all of the semiconductor switching elements Q1 to Q6 in the drive circuit 30 while the trigger on signal Sa is not input from the switch signal detector 23, that is, while the trigger switch 13 is turned off. Then, the motor 41 is stopped.
- the first control circuit 21 rotates the motor 41 while the trigger on signal Sa is input from the switch signal detection unit 23. That is, the first control circuit 21 detects the rotational position of the rotor based on the three position signals of the first position signal to the third position signal input from the rotor position detector 42. The first control circuit 21 controls the current flowing from the battery 15 to the motor 41 by rotating the semiconductor switching elements Q1 to Q6 individually according to the detected rotational position, thereby rotating the motor 41. .
- the first control circuit 21 is configured to rotate the motor 41 in a predetermined rotation direction (hereinafter, set rotation direction) while the trigger on signal Sa is being input.
- the electric work machine 1 may include an operation signal output unit that detects the pull operation amount of the trigger operation unit 9 and outputs an operation signal indicating the detected pull operation amount to the first control circuit 21.
- the first control circuit 21 may control the rotational speed or rotational torque of the motor 41 in accordance with the pulling operation amount of the trigger operation unit 9 indicated by the input operation signal.
- the three position signals input to the first control circuit 21 are configured so as not to have a specific signal level (for example, H level) at the same time. It should be noted that, when the signal level of each position signal is switched, all position signals may instantaneously become a specific signal level. However, the coincidence with the specific signal level that occurs instantaneously is referred to here. It is not included in “become a specific signal level at the same time”.
- the first control circuit 21 does not drive the motor 41 when a signal abnormal state occurs in which all the position signals input from the rotor position detection unit 42 are simultaneously at a specific signal level. It is configured. That is, the first control circuit 21 supplies power to the motor 41 by turning off all of the semiconductor switching elements Q1 to Q6 even when the trigger switch 13 is turned on when a signal abnormal state occurs. Absent. In addition, as an aspect of a signal abnormal state, there may exist other aspects other than all the position signals having a specific signal level simultaneously.
- the first control circuit 21 has a protection function based on battery state information input from the battery pack 10. That is, the first control circuit 21 determines whether an abnormality has occurred in the battery 15 based on the battery state information input from the battery pack 10. If it is determined that the battery 15 is in an abnormal state, the motor 41 is forcibly stopped even if the trigger switch 13 is turned on.
- the first controller 20 includes a power supply control unit 22, a current detection unit 24, a battery voltage detection unit 25, a substrate temperature detection unit 26, and an FET temperature detection unit 27.
- the power supply control unit 22 receives power supply from the battery 15 and generates a DC control power supply voltage.
- Each unit in the first controller 20 including the first control circuit 21 operates using the control power supply voltage from the power supply control unit 22 as a power supply.
- the control power supply voltage generated by the power supply control unit 22 is also supplied to the second controller 50 as described above.
- the current detection unit 24 is configured to detect a current flowing through the motor 41.
- the current detection unit 24 includes, for example, a shunt resistor provided on an energization path from the battery 15 to the motor 41, and a voltage across the shunt resistor is detected to indicate a current value of a current flowing through the motor 41.
- the signal is output to the first control circuit 21 as a signal.
- the current detection unit 24 includes a shunt resistor is merely an example.
- the current detection unit 24 may be configured to output a detection signal corresponding to the current value of the current flowing through the motor 41.
- the battery voltage detection unit 25 is configured to detect the battery voltage supplied from the battery 15 of the battery pack 10.
- the battery voltage detection unit 25 is connected to the second end of the first contact 11 of the trigger switch 13, and outputs a detection signal corresponding to the value of the battery voltage input via the first contact 11 to the first control circuit 21. Output to.
- the substrate temperature detection unit 26 is provided in the vicinity of the first control circuit 21 in order to detect the temperature of the first control circuit 21.
- the substrate temperature detection unit 26 includes, for example, a thermistor arranged in the vicinity of the first control circuit 21, and outputs a detection signal corresponding to the detected temperature to the first control circuit 21.
- the FET temperature detection unit 27 is provided in the vicinity of at least one of the semiconductor switching elements Q1 to Q6 in the drive circuit 30 in order to detect the temperature of the drive circuit 30.
- the FET temperature detection unit 27 includes, for example, a thermistor, and outputs a detection signal corresponding to the detected temperature to the first control circuit 21.
- the second controller 50 is an auxiliary controller for detecting the rotation direction of the motor 41 and for conducting or blocking the three signal lines 46 to 48 according to the detection result.
- the second controller 50 includes a second control circuit 51.
- the second control circuit 51 includes a one-chip microcomputer including a CPU 51a, a memory 51b, and the like.
- the memory 51b includes various semiconductor memories such as RAM, ROM, and nonvolatile memory.
- the memory 51b stores various programs and data read and executed by the CPU 51a to achieve various functions of the second controller 50. These various programs include an abnormality monitoring process program of FIG. 4 to be described later.
- the second control circuit 51 may be implemented in the second control circuit 51 by hardware combining a logic circuit, an analog circuit, or the like instead of software or in addition to software.
- the second control circuit 51 is provided with a one-chip microcomputer only as an example, and the second control circuit 51 adopts various other configurations that can implement the function of the second control circuit 51. obtain.
- the second controller 50 includes a part of the three signal lines 46 to 48 for transmitting three position signals from the rotor position detector 42 to the first controller 20, and the rotor position detector 42 from the first controller 20. And a part of the wiring for supplying the control power supply voltage to the part and a part of the wiring for connecting the rotor position detection unit 42 and the ground line.
- the second controller 50 of this embodiment includes a circuit board. A part of each of the signal lines 46 to 48 and each wiring is provided on the circuit board. A second control circuit 51 is also mounted on this circuit board. Note that the constituent elements of the second controller 50 are provided and / or mounted on the same circuit board as an example.
- control power supply voltage generated by the power supply control unit 22 in the first controller 20 is input to the second controller 50.
- Each part in the second controller 50 including the second control circuit 51 operates by a control power supply voltage input from the first controller 20.
- a power controller similar to the power controller 22 is also provided in the second controller 50, and the second controller 50 may be operated by a control power supply voltage supplied from the power controller. Further, when a power control unit is provided in the second controller 50, the control power voltage can be supplied from the power control unit to the first controller 20 and the power control unit 22 in the first controller 20 can be omitted. Good.
- the second controller 50 includes a first blocking unit 52, a second blocking unit 53, and a third blocking unit 54.
- the first blocking section 52 is provided on the first signal line 46 and is configured to be able to conduct and block the first signal line 46.
- the second blocking unit 53 is provided on the second signal line 47 and configured to be able to conduct and block the second signal line 47.
- the third blocking unit 54 is provided on the third signal line 48 and is configured to be able to conduct and block the third signal line 48.
- Each of the blocking units 52 to 54 is controlled by the second control circuit 51.
- each of the blocking units 52 to 54 includes a switching element provided on a corresponding signal line. When this switching element is turned on, the signal line is conducted, and when this switching element is turned off, the signal line is cut off.
- the switching element in each of the blocking units 52 to 54 is a semiconductor switching element such as a MOSFET.
- these switching elements may be other than semiconductor switching elements such as a contact relay.
- these switching elements may be so-called normally open switching elements or so-called normally closed switching elements.
- the second control circuit 51 normally makes the signal lines 46 to 48 conductive by turning on the blocking units 52 to 54 and inputs each position signal from the rotor position detection unit 42 to the first control circuit 21. On the other hand, when the second control circuit 51 detects an abnormality in the rotational direction of the motor 41, the second control circuit 51 shuts off the signal lines 46 to 48 by turning off the shutting units 52 to 54.
- the second control circuit 51 is connected to signal lines 46 to 48, and is configured to receive each position signal from the rotor position detector 42.
- the second control circuit 51 While the trigger switch 13 is turned on, the second control circuit 51 detects the rotation direction of the motor 41 based on the three position signals input from the signal lines 46 to 48, and the detected rotation direction is the set rotation. Judge whether the direction. When the detected rotation direction is opposite to the set rotation direction (hereinafter referred to as “unintended direction”), the second control circuit 51 turns off all of the blocking sections 52 to 54 and sets the signal lines 46 to All of 48 are blocked, and the input of three position signals from the rotor position detector 42 to the first control circuit 21 is blocked.
- the trigger-on signal Sa from the switch signal detector 23 is input to the second control circuit 51. Therefore, the second control circuit 51 executes the monitoring function while the trigger on signal Sa is being input.
- the first control circuit 21 stops driving the motor 41.
- the second control circuit 51 monitors the rotation direction of the motor 41 while the trigger switch 13 is turned on, and stops the motor 41 when the motor 41 rotates in an unintended direction.
- a specific method for the second control circuit 51 to stop the motor 41 is to generate an abnormal signal state by blocking the three signal lines 46 to 48 in the second controller 50. .
- the second control circuit 51 determines whether the trigger switch 13 is on or off based on whether or not the trigger on signal Sa is input.
- the second control circuit 51 may be able to recognize the on / off state of the trigger switch 13 based on a signal other than the trigger on signal Sa.
- the trigger switch 13 and the second control circuit 51 may be connected, and the second control circuit 51 may be able to detect whether the trigger switch 13 is turned on without going through the first controller 20.
- the first control circuit 21 determines whether or not the trigger switch 13 is turned on in S110 when the motor control process of FIG. 3 is started. Specifically, this determination is made based on whether or not the trigger on signal Sa is input from the switch signal detection unit 23.
- a process for stopping the motor 41 is performed in S170, and the process returns to S110.
- the processing performed in S170 includes at least processing for turning off all of the semiconductor switching elements Q1 to Q6.
- the process proceeds to S120.
- the rotation direction of the motor 41 is set.
- the rotation direction of the motor 41 is determined in advance as a constant set rotation direction. Therefore, in S120, the rotation direction of the motor 41 is set to the set rotation direction.
- a gate signal is output to the drive circuit 30 so that the motor 41 rotates in the set rotation direction set in S120.
- these two semiconductor switching elements By outputting a gate signal for turning on the elements, the two semiconductor switching elements are turned on. Thereby, the motor 41 rotates in the set rotation direction.
- the output of the gate signal is continued as it is.
- the rotor position signal input from each of the signal lines 46 to 48 is acquired.
- the rotor position signal is a general term for the three position signals of the first position signal to the third position signal.
- S150 it is determined whether an abnormal state has occurred. If an abnormal condition has not occurred, the process proceeds to S160, and if an abnormal condition has occurred, the process proceeds to S170.
- the abnormal state referred to here includes at least the signal abnormal state described above. Therefore, in this embodiment, when the signal abnormal state has occurred, the process proceeds to S170 and the drive of the motor 41 is stopped.
- the output destination of the gate signal that is, the semiconductor switching element to be turned on
- the current output destination of the gate signal is held as it is.
- the output destination of the gate signal is switched. After the process of S160, the process returns to S110.
- the second control circuit 51 executes the abnormality monitoring process when the trigger switch 13 is turned on after starting, that is, when the trigger-on signal Sa is input.
- the second control circuit 51 when starting the abnormality monitoring process, acquires the set rotation direction in S210.
- the set rotation direction may be acquired from the first control circuit 21, or may be stored in advance in the memory 51b in the second control circuit 51, for example, and acquired from the memory 51b.
- the rotor position signal input from each signal line 46 to 48 is acquired.
- the actual rotation direction of the motor 41 is detected based on the rotor position signal acquired in S220, and it is determined whether or not the actual rotation direction is the same as the set rotation direction. If the actual rotation direction is the same as the set rotation direction, the process returns to S210, and if the actual rotation direction is an unintended direction, the process proceeds to S240.
- the detection of the rotational direction based on the rotor position signal is more specifically performed according to the change state of the rotor position signal acquired in S220. That is, in the abnormality monitoring process, the acquisition of the rotor position signal in S220 is repeatedly executed as long as an affirmative determination is made in S230. Further, the rotor position signal acquired in S220 changes according to the change in the rotational position of the motor 41. Therefore, in S230, whenever the rotor position signal acquired in S220 changes, the rotation direction of the motor 41 is detected based on the content of the change.
- the rotor position signal After the rotation direction is detected by the change of the rotor position signal, the rotor position signal remains unchanged until the next change of the rotor position signal. Meanwhile, in the process of S230, the currently detected rotation direction is treated as being maintained.
- an abnormality process is performed. Specifically, in the present embodiment, the three signal lines 46 to 48 are blocked by turning off all of the first blocking unit 52 to the third blocking unit 54. Due to this abnormal processing, a signal abnormal state occurs.
- the abnormal time processing of S240 that is, the interruption of the signal lines 46 to 48 by the interruption units 52 to 54 is continued until the trigger switch 13 is turned off. Therefore, in order to rotate the motor 41 again, the user needs to turn off the trigger switch 13 by temporarily setting the trigger operation unit 9 to a non-operation state.
- the second control circuit 51 provided separately from the first control circuit 21 monitors the rotation direction of the motor 41.
- the second control circuit 51 detects that the motor 41 is rotating in an unintended direction
- the second control circuit 51 performs an abnormality process for stopping the rotation of the motor 41.
- the motor 41 is stopped by blocking the input of each position signal from the rotor position detector 42 to the first control circuit 21.
- Each position signal output from the rotor position detection unit 42 is not only input to the first control circuit 21 and used for controlling the motor 41 but also input to the second control circuit 51, and the second control circuit. 51 is also used for detecting the rotation direction of the motor 41 at 51. Therefore, each position signal from the rotor position detector 42 is efficiently used.
- each position signal output from the rotor position detector 42 is first input to the second controller 50 and then input to the first controller 20 via the second controller 50.
- the output of each position signal from the second controller 50 to the first controller 20 is blocked. Therefore, the block of each position signal to the first control circuit 21 by the second control circuit 51 can be realized with a simple configuration.
- the second control circuit 51 executes the abnormality monitoring process while the trigger on signal Sa is input, that is, while the trigger switch 13 is turned on, and monitors the abnormality while the trigger switch 13 is turned off. Do not process. Therefore, it is possible to suppress power consumption while the trigger switch 13 is turned off.
- the battery 15 corresponds to an example of a power source in the present disclosure.
- the drive circuit 30 corresponds to an example of a drive unit in the present disclosure.
- the process in which the second control circuit 51 turns off the three blocking units 52 to 54 corresponds to an example of an abnormality handling process in the present disclosure.
- the power supply control unit 22 corresponds to the power supply unit in the present disclosure.
- the rotor position detection unit 42 corresponds to an example of a position information output unit in the present disclosure.
- the trigger operation unit 9 corresponds to an example of an instruction operation unit in the present disclosure.
- the abnormality process corresponds to an example of the abnormality handling process of the present disclosure.
- Each position signal output from each hall sensor in the rotor position detector 42 corresponds to an example of rotational position information in the present disclosure.
- FIG. 5 shows an electric working machine 70 according to the second embodiment.
- the electric work machine 70 according to the second embodiment can be selectively switched between a normal rotation direction and a reverse rotation direction by the user, such as an electric driver drill or an electric brush cutter. This is an electric work machine.
- the electric working machine 70 of the second embodiment can attach and detach the battery pack 10 to and from the main body, and the battery 15 in the battery pack 10 attached to the main body can be attached. It is configured to be operable by electric power.
- the motor 41 rotates, the rotational driving force is transmitted to the work element via a transmission mechanism (not shown), and the work element is driven.
- the work element included in the electric working machine 70 may be a tool bit when the electric working machine 70 is, for example, an electric driver drill, or, for example, on the outer periphery when the electric working machine 70 is, for example, an electric brush cutter.
- a disc-shaped cutting blade provided with a saw blade along the edge may be used.
- the electric configuration of the electric working machine 70 according to the second embodiment shown in FIG. 5 is mainly different from the electric working machine 1 according to the first embodiment in the following three points.
- the first difference is that the second controller 75 does not include the three signal lines 46 to 48, and the three signal lines 46 to 48 are not provided with a blocking portion.
- the second control circuit 76 in the second controller 75 is connected to the signal lines 46 to 48, and the rotor position signal from the rotor position detector 42 is also input to the second control circuit 76.
- the second difference is that a forward / reverse selector switch 73 is provided.
- the forward / reverse selector switch 73 is a switch operated by the user to selectively switch the rotation direction of the motor 41 to either forward rotation or reverse rotation, that is, to set the rotation direction to either forward rotation or reverse rotation. It is.
- the rotation direction of the motor 41 which direction is defined as normal rotation and which direction is defined as reverse rotation may be appropriately determined.
- Forward rotation corresponds to an example of a first direction in the present disclosure
- reverse rotation corresponds to an example of a second direction in the present disclosure
- the forward / reverse selector switch 73 corresponds to an example of a direction switching operation unit in the present disclosure.
- the rotation direction setting signal Sb is output from the forward / reverse selector switch 73.
- the rotation direction setting signal Sb is a signal indicating the state of the forward / reverse selector switch 73, that is, a signal indicating whether the forward / reverse selector switch 73 is set to forward rotation or reverse rotation.
- the rotation direction setting signal Sb is input to the first control circuit 72 in the first controller 71 and the second control circuit 76 in the second controller 75.
- the third difference is that when the second control circuit 76 in the second controller 75 detects that the actual rotation direction of the motor 41 is an unintended direction, the first control circuit 72 of the first controller 71. To output an abnormal signal.
- the set rotation direction in the second embodiment is the rotation direction set in the forward / reverse selector switch 73.
- the second control circuit 76 in the second controller 75 executes an abnormality monitoring process as in the first embodiment.
- the rotation direction indicated by the rotation direction setting signal Sb input from the forward / reverse selector switch 73 is acquired as the set rotation direction.
- the abnormal time process of S240 includes a notification process for making a specific notification to the first control circuit 72. In the notification process, specifically, an abnormal signal is output to the first control circuit 72.
- the processes in S220 and S230 are the same as those in the first embodiment.
- the first control circuit 72 in the first controller 71 executes the motor control process of FIG. 3 after startup, as in the first embodiment.
- the rotation direction indicated by the rotation direction setting signal Sb input from the forward / reverse selector switch 73 is set as the set rotation direction.
- the abnormal state in S150 includes at least that an abnormal signal is input from the second control circuit 76 in the second embodiment. Therefore, in the second embodiment, when an abnormal signal is input from the second control circuit 76, the process proceeds to S170, and the drive of the motor 41 is stopped.
- the abnormal signal output by the second control circuit 76 may be any signal.
- the abnormal signal may be, for example, a 1-bit or multi-bit digital signal.
- the abnormal signal may be an analog signal.
- the specific notification to the first control circuit 72 may be performed by another method different from outputting an abnormal signal. For example, if the first control circuit 72 is provided with a reset signal input terminal for resetting the CPU included in the first control circuit 72, the specific notification is sent to the reset signal input terminal. It may be input. When the reset signal is input to the first control circuit 72, the CPU is reset and all the gate signals are turned off. As a result, the motor 41 is stopped.
- the second control circuit 76 when the second control circuit 76 detects that the motor 41 is rotating in an unintended direction, it performs an abnormality handling process. Specifically, an abnormal signal is output to the first control circuit 72. The first control circuit 72 stops the motor 41 when an abnormal signal is input from the second control circuit 76.
- the motor 41 when the motor 41 is rotating in an unintended direction, the motor 41 can be stopped by a simple process of outputting an abnormal signal to the first control circuit 72.
- the rotation direction is set to forward rotation by the forward / reverse selector switch 73 and when the rotation direction is set to reverse rotation, the motor 41 is stopped when rotation in an unintended direction is detected. Can do.
- FIG. 6 shows an electric working machine 80 according to the third embodiment. Since the basic configuration of the electric working machine 80 of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, differences will be described below. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description is referred to.
- the electric working machine 80 of the third embodiment is mainly different from the electric working machine 1 of the first embodiment in the following two points.
- the first difference is that the rotor position detector 83 is provided in the first controller 81, does not include a hall sensor, and each phase for supplying three-phase power from the drive circuit 30 to the motor 41 is provided.
- the position detection signal is generated for each phase based on the voltage value of the wiring.
- the second difference is that the second controller 85 is provided in the first controller 81. That is, in the first embodiment and the second embodiment, the first controller and the second controller are configured as separate bodies, each having a circuit board, and wiring, components, and the like are mounted on the circuit board. On the other hand, in the third embodiment, the first controller 81 and the second controller 85 are mounted on the same circuit board.
- the rotor position detection unit 83 acquires the voltage value of each phase wiring for supplying three-phase power from the drive circuit 30 to the motor 41.
- the rotor position detection unit 83 performs predetermined signal processing based on the acquired voltage value for each phase, and outputs a position detection signal.
- the first control circuit 21 detects the rotational position of the motor 41 based on the position detection signal for each phase from the rotor position detection unit 83.
- the general method may be a method generally used in so-called sensorless control of a brushless motor.
- the position detection signals for each phase output from the rotor position detector 83 are individually input to the first control circuit 21 via signal lines.
- the second controller 85 is basically configured in the same manner as the second controller 50 of the first embodiment. That is, the second controller 85 includes a part of the three signal lines for transmitting the position detection signal of each phase from the rotor position detection unit 83 to the first control circuit 21. Each of these signal lines is provided with a first blocking unit 52, a second blocking unit 53, and a third blocking unit 54, as in the first embodiment.
- the second control circuit 86 detects the rotation direction of the motor 41 based on the position detection signal of each phase output from the rotor position detector 83. When the detected rotation direction is an unintended direction, the second control circuit 86 turns off the blocking units 52 to 54 and inputs each position detection signal to the first control circuit 21 as in the first embodiment. Shut off. When the input of each position detection signal is interrupted, a signal abnormal state occurs, whereby the first control circuit 21 stops the motor 41.
- the second control circuit 86 in the second controller 85 executes the abnormality monitoring process as in the first embodiment.
- the rotor position signal acquired in S220 is a position detection signal for each of the three phases input from the rotor position detector 83.
- sensorless control that does not use a sensing element such as a Hall sensor is adopted for detecting the rotational position of the motor 41. Also in the electric working machine 80 configured as described above, the same operation and effect as the first embodiment can be obtained.
- FIG. 7 shows an electric working machine 100 according to the fourth embodiment. Since the basic configuration of the electric working machine 100 of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, differences will be described below. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description is referred to.
- the electric working machine 100 according to the fourth embodiment is mainly different from the electric working machine 1 according to the first embodiment in the following five points.
- the first difference is that the second controller 110 does not include the blocking units 52 to 54 that block the signal lines 46 to 48.
- the second difference is that, among the plurality of electrical wirings laid in the electric working machine 100, the power supply wiring 113 for supplying the control power supply voltage from the power supply control unit 22 to the first control circuit 102 is connected to the power supply. That is, a control power supply cutoff unit 103 for cutting off the wiring 113 is provided.
- the third difference is that among the plurality of electrical wirings laid in the electric working machine 100, on the gate signal wiring 114 for outputting a gate signal from the first control circuit 102 to the semiconductor switching elements Q1 to Q6, That is, a gate signal blocking unit 104 for blocking these gate signal wirings 114 is provided.
- the gate signal wiring 114 corresponds to an example of a control wiring in the present disclosure
- the gate signal corresponds to an example of a control signal in the present disclosure.
- the fourth difference is that among the plurality of electric wirings laid in the electric working machine 100, the driving wiring 115 for supplying the battery voltage from the battery 15 to the driving circuit 30 through the second contact 12 is provided. On top of this, a drive power supply cut-off unit 105 for cutting off the drive wiring 115 is provided.
- the fifth difference is that when the second control circuit 111 in the second controller 110 rotates in an unintended direction, the control power cutoff unit 103, the gate signal cutoff unit 104, and the drive power cutoff unit By turning off at least one of 105, the electrical wiring provided with the shut-off portion is shut off.
- the control power supply voltage is not input to the first control circuit 102, and the first control circuit 102 becomes inoperative.
- all the semiconductor switching elements Q1 to Q6 in the drive circuit 30 are turned off, and the motor 41 is stopped.
- the motor 41 when the drive wiring 115 is cut off by turning off the drive power supply cut-off unit 105, the motor 41 has no battery power regardless of whether the semiconductor switching elements Q1 to Q6 are turned on or off. Is not supplied, the motor 41 stops.
- the motor 41 is stopped when at least one of the control power cutoff unit 103, the gate signal cutoff unit 104, and the drive power cutoff unit 105 is turned off.
- the control power cutoff unit 103, the gate signal cutoff unit 104, and the drive power cutoff unit 105 correspond to an example of a cutoff unit in the present disclosure.
- the control power cutoff unit 103 includes, for example, a MOSFET inserted in the power supply wiring 113, and is configured such that the MOSFET is turned on or off by the second control circuit 111. When the MOSFET is turned on, the power supply wiring 113 may be cut off, and when the MOSFET is turned off, the power supply wiring 113 may be conducted. Further, the control power supply cutoff unit 103 is turned off while the control power supply voltage is not generated by the power supply control unit 22, but is turned on while the control power supply voltage is generated.
- control power cut-off unit 103 may not be turned on only by generating the control power supply voltage, and may be configured to be turned on while the trigger switch 13 is turned on. Further, the control power cut-off unit 103 may include a so-called normally closed switch that is normally kept on regardless of whether or not the control power supply voltage is generated. On the contrary, the control power shut-off unit 103 may include a so-called normally open switch that maintains a normally off state.
- the gate signal cutoff unit 104 and the drive power source cutoff unit 105 also include a semiconductor switching element such as a MOSFET inserted into the electrical wiring to be blocked, for example.
- the first control circuit 102 normally turns on each of the shut-off parts 104 and 105 to make each electrical wiring to be shut off conductive.
- the control by the second control circuit 111 is prioritized over the control by the first control circuit 102. Therefore, even if the first control circuit 102 controls to turn on the gate signal cutoff unit 104 and the drive power cutoff unit, the second control circuit 111 turns off the gate signal cutoff unit 104 and the drive power cutoff unit 105. In the case of control, the control by the second control circuit 111 is prioritized, and the gate signal cutoff unit 104 and the drive power source cutoff unit 105 are turned off.
- the gate signal cutoff unit 104 and the drive power cutoff unit 105 may include a so-called normally closed switch that is normally turned on. In this case, the control of the gate signal cutoff unit 104 and the drive power cutoff unit 105 by the first control circuit 102 is not necessary.
- the second control circuit 111 in the second controller 110 executes an abnormality monitoring process as in the first embodiment.
- a process for turning off at least one of the control power cutoff unit 103, the gate signal cutoff unit 104, and the drive power cutoff unit 105 is performed as an abnormality process. It should be noted that any one of these three blocking units 103 to 105 may be turned off in the abnormal process. Further, any two of the three blocking units 103 to 105 may be turned off, or all three may be turned off.
- the first control circuit 102 in the first controller 101 executes the motor control process of FIG. 8 after activation.
- the first control circuit 102 determines whether or not the trigger switch 13 is turned on in S310 as in S110 in FIG.
- the process for stopping the motor 41 is performed in S370, and the process returns to S310.
- S320 by turning on the gate signal blocking unit 104 and the drive power supply blocking unit 105, the two electric wirings to be blocked are both conducted.
- the motor 41 is not stopped by the control by the first control circuit 102, but is performed by cutting off a specific electrical wiring.
- the power supply wiring 113, the gate signal wiring 114, or the driving wiring 115 is cut off, the energization to the motor 41 is stopped and the motor 41 stops regardless of the operation state of the first control circuit 102. Therefore, when rotation in an unintended direction is detected, the motor 41 is stopped even if the CPU in the first control circuit 102 runs out of control and the drive circuit 30 is not normally controlled. Can do.
- the three blocking sections 52 to 54 in the second controller 50 may be provided outside the second controller 50. That is, the blocking units 52 to 54 may be provided anywhere on the signal lines 46 to 48 from the rotor position detection unit 42 to the first control circuit 21.
- a blocking unit may be provided on the control power supply voltage supply path from the first controller 20 to the rotor position detection unit 42. Then, the second control circuit 51 turns on the shut-off unit on the control power supply voltage supply path and shuts off the supply of the control power supply voltage to the rotor position detecting unit 42 as a process at the time of abnormality. May be generated.
- the trigger switch 13 may include one contact instead of the two contacts, or may include three or more contacts. That is, the trigger switch 13 may supply the battery voltage to the first controller 20 through one current path or through three or more current paths.
- the power supply controller 22 may receive information indicating whether the trigger switch 13 is on or off, and generate a control power supply voltage according to whether the trigger switch 13 is on or off. For example, the power supply control unit 22 may generate the control power supply voltage while the trigger switch 13 is turned on, and stop generating the control power supply voltage while the trigger switch 13 is turned off.
- the trigger switch 13 may be interposed on the energization path connecting the battery 15 and the power supply control unit 22, and the battery voltage may be supplied to the power supply control unit 22 while the trigger switch 13 is turned on.
- the first controller 81 and the second controller 85 may be mounted on the same circuit board. Good. That is, the constituent elements included in the two controllers including the first control circuit and the second control circuit may be mounted on the same single circuit board.
- the position information detection unit for detecting the rotational position of the motor 41 As the position information detection unit for detecting the rotational position of the motor 41, the rotor position detection unit 42 shown in the first embodiment, the second embodiment, and the fourth embodiment, and the third embodiment shown in FIG.
- the rotor position detector 83 is merely an example.
- the position information detection unit may be configured to detect the rotational position of the motor 41 using a detection device other than the Hall sensor, for example.
- the motor 41 may be a motor other than the brushless motor.
- the drive circuit 30 shown in FIG. 1 or the like is merely an example as a drive unit for energizing the motor 41. You may employ
- a DC motor with a brush may be used as the motor 41, and an H bridge circuit including four semiconductor switching elements may be used as the drive unit.
- the drive unit may include one semiconductor switching element provided in the energization path from the power source to the motor.
- the battery pack can be attached to and detached from the main body is merely an example.
- a battery may be built in the main body.
- the power source for driving the motor is not limited to the battery 15 and may be another power source.
- AC power may be taken from an external commercial power source or the like, and the motor may be driven based on the AC power.
- the input AC power may be supplied to the motor as AC, or the AC power may be converted into DC power by a converter, and the converted DC power may be supplied to the motor.
- the converted DC power may be further converted into AC power by an inverter or the like and supplied to the motor.
- the marunoco of the first embodiment, the electric driver drill or the electric brush cutter of the second embodiment are merely examples.
- the present disclosure can be applied to various electric working machines, such as electric tools for gardening, masonry, metalworking, and woodworking, as well as marunoco, electric driver drills, and electric brush cutters.
- electric hammers electric hammer drills, electric drills, electric drivers, electric wrenches, electric grinders, electric reciprocating saws, electric jigsaws, electric cutters, electric chain saws, electric cannas, electric nailers (including nailers)
- the present disclosure can be applied to various electric working machines such as an electric hedge trimmer, an electric lawn mower, an electric lawn clipper, an electric cleaner, an electric blower, an electric sprayer, an electric sprayer, and an electric dust collector.
- a plurality of functions achieved by a single component in the above embodiment are achieved by a plurality of components, or a single function achieved by a single component is achieved by a plurality of components. You may do it.
- a plurality of functions achieved by a plurality of components may be achieved by a single component, or a function achieved by a plurality of components may be achieved by a single component.
- the electric working machine 1 of the first embodiment is configured as an electric working machine that can selectively switch the rotation direction of the motor to either forward rotation or reverse rotation, such as an electric driver drill or an electric brush cutter. If so, the forward / reverse selector switch 73 shown in the second embodiment may be provided. Further, for example, in the second embodiment and the third embodiment, at least one of the three blocking portions 103, 104, and 105 shown in the fourth embodiment may be adopted.
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Abstract
本開示の1つの局面における電動作業機は、モータと、モータを駆動する駆動部と、第1制御回路と、第2制御回路とを備える。第1制御回路は、設定回転方向へモータが回転するように駆動部を制御する。第2制御回路は、第1制御回路とは別に設けられる。第2制御回路は、モータの回転方向を検出し、その検出した回転方向が設定回転方向とは逆方向であることに応じて、モータの回転を停止させるための異常対応処理を行う。
Description
本国際出願は、2016年11月24日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2016-228009号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2016-228009号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
本開示は、電動作業機におけるモータを制御する技術に関する。
下記の特許文献1に開示された電動工具では、制御回路が、使用者により操作される正逆スイッチから入力される信号に基づいてモータの回転方向を決定し、ロータ位置を検出するホール素子からの検出信号に基づいてモータを回転させる。
上述の電動工具においては、制御回路に異常が生じてモータを正常に制御できなくなると、設定回転方向とは逆方向へモータが回転してしまう可能性がある。
モータが設定回転方向とは逆方向へ回転すると、使用者が意図しない加工が行われたり、使用者或いは電動作業機自体に種々の影響が生じたりする可能性がある。
モータが設定回転方向とは逆方向へ回転すると、使用者が意図しない加工が行われたり、使用者或いは電動作業機自体に種々の影響が生じたりする可能性がある。
本開示の一局面は、電動作業機のモータが設定回転方向とは逆方向に回転することに起因して生じ得る種々の影響を抑制できることが好ましい。
本開示の一局面における電動作業機は、モータと、駆動部と、第1制御回路と、第2制御回路とを備える。駆動部は、電源から供給される電力によってモータを駆動する。第1制御回路は、設定回転方向へモータが回転するように駆動部を制御する。第2制御回路は、第1制御回路とは別に設けられている。第2制御回路は、モータの回転方向を検出し、その検出した回転方向が設定回転方向とは逆方向であることに応じて、モータの回転を停止させるための異常対応処理を行う。
このように構成された電動作業機では、第1制御回路とは別に設けられた第2制御回路が、モータの回転方向を監視する。第2制御回路は、モータが逆方向に回転している場合は異常対応処理を行う。そのため、モータが逆方向に回転することに起因して生じる可能性がある種々の影響を抑制することができる。
異常対応処理はどのような処理を備えていてもよい。例えば、異常対応処理は、第1制御回路に対して特定の通知を行う通知処理を備えていてもよい。そして、第1制御回路は、通知処理が行われたことに応じて駆動部を介してモータの回転を停止してもよい。
この場合、モータが逆方向へ回転することに応じて、第2制御回路が第1制御回路へ特定の通知を行うという簡素な処理にて、モータを停止させることができる。
電動作業機は、さらに、少なくとも一つの特定電気配線と、遮断部とを備えていてもよい。少なくとも1つの特定電気配線は、駆動部によりモータが回転されているときに遮断されるとモータの回転が停止されるように構成されている。遮断部は、少なくとも一つの特定電気配線に設けられ、少なくとも一つの特定電気配線を遮断可能に構成されている。そして、異常対応処理は、遮断部により少なくとも一つの特定電気配線を遮断させる処理を備えていてもよい。
電動作業機は、さらに、少なくとも一つの特定電気配線と、遮断部とを備えていてもよい。少なくとも1つの特定電気配線は、駆動部によりモータが回転されているときに遮断されるとモータの回転が停止されるように構成されている。遮断部は、少なくとも一つの特定電気配線に設けられ、少なくとも一つの特定電気配線を遮断可能に構成されている。そして、異常対応処理は、遮断部により少なくとも一つの特定電気配線を遮断させる処理を備えていてもよい。
この場合、モータが逆方向へ回転することに応じて、少なくとも1つの特定電気配線を遮断させるという簡素な処理にて、モータを停止させることができる。
少なくとも1つの特定電気配線は、電源から駆動部へ電力を供給するための駆動用配線を備え、駆動部は、電源から駆動用配線を介して供給される電力によってモータを駆動するようにしてもよい。
少なくとも1つの特定電気配線は、電源から駆動部へ電力を供給するための駆動用配線を備え、駆動部は、電源から駆動用配線を介して供給される電力によってモータを駆動するようにしてもよい。
この場合、モータが逆方向へ回転することに応じて、駆動用配線を遮断させるという簡素な処理にて、モータを停止させることができる。
少なくとも1つの特定電気配線は、第1制御回路から駆動部へ制御信号を出力するための制御用配線を備え、駆動部は、第1制御回路から制御用配線を介して入力される制御信号に従ってモータを駆動するようにしてもよい。
少なくとも1つの特定電気配線は、第1制御回路から駆動部へ制御信号を出力するための制御用配線を備え、駆動部は、第1制御回路から制御用配線を介して入力される制御信号に従ってモータを駆動するようにしてもよい。
この場合、モータが逆方向へ回転することに応じて、制御用配線を遮断させるという簡素な処理にて、モータを停止させることができる。
電動作業機は、さらに、第1制御回路を動作させるための電源電力を生成するように構成された電源部を備えていてもよい。少なくとも1つの特定電気配線は、電源部により生成された電源電力を第1制御回路へ供給するための電源用配線を備えていてもよい。そして、第1制御回路は、電源部から電源用配線を介して入力される電源電力によって動作して駆動部を制御してもよい。
電動作業機は、さらに、第1制御回路を動作させるための電源電力を生成するように構成された電源部を備えていてもよい。少なくとも1つの特定電気配線は、電源部により生成された電源電力を第1制御回路へ供給するための電源用配線を備えていてもよい。そして、第1制御回路は、電源部から電源用配線を介して入力される電源電力によって動作して駆動部を制御してもよい。
この場合、モータが逆方向へ回転することに応じて、電源用配線を遮断させるという簡素な処理にて、モータを停止させることができる。
電動作業機は、さらに、モータの回転位置を示す回転位置情報を出力するように構成された位置情報出力部を備えていてもよい。第1制御回路は、位置情報出力部から出力される回転位置情報に基づいて駆動部を制御することによりモータを設定回転方向へ回転させてもよい。そして、第2制御回路は、位置情報出力部から出力される回転位置情報に基づいてモータの回転方向を検出してもよい。
電動作業機は、さらに、モータの回転位置を示す回転位置情報を出力するように構成された位置情報出力部を備えていてもよい。第1制御回路は、位置情報出力部から出力される回転位置情報に基づいて駆動部を制御することによりモータを設定回転方向へ回転させてもよい。そして、第2制御回路は、位置情報出力部から出力される回転位置情報に基づいてモータの回転方向を検出してもよい。
この場合、位置情報出力部から出力される回転位置情報が第1制御回路及び第2制御回路により共用される。そのため、例えば第2制御回路が位置情報出力部からの回転位置情報とは別の情報に基づいて回転方向を検出する場合に比べて、電動作業機の構成を簡素化することができる。
電動作業機は、第1制御回路を含む第1コントローラと、第2制御回路を含む第2コントローラとを備えていてもよい。位置情報出力部から出力される回転位置情報は第2コントローラに入力されてもよい。第2コントローラは、位置情報出力部から入力された回転位置情報を第1コントローラへ出力してもよい。第1制御回路は、第2コントローラから入力される回転位置情報に基づいて駆動部を制御し、第2コントローラからの回転位置情報の入力が停止されることに応じて、駆動部によるモータの駆動を停止させてもよい。そして、異常対応処理は、第2コントローラから第1コントローラへの回転位置情報の出力を停止させる処理を備えていてもよい。
この場合、モータが逆方向へ回転することに応じて、第2コントローラから第1コントローラへの回転位置情報の出力を停止させるという簡素な処理にて、モータを停止させることができる。
電動作業機は、さらに、モータの回転方向を第1の方向及び第2の方向の何れかに設定するために操作される方向切替操作部を備えていてもよい。設定回転方向は、方向切替操作部により設定されている回転方向に対応していてもよい。
この場合、設定回転方向が第1の方向及び第2の方向のうちのいずれに設定されていても、モータが逆方向に回転することに応じて、異常対応処理によってモータを停止させることができる。
電動作業機は、さらに、モータを回転させるために電動作業機の操作者によって操作される指示操作部を備えていてもよい。第1制御回路及び第2制御回路は、指示操作部が操作されると作動してもよい。
このような電動作業機では、第2制御回路による回転方向の監視及びその監視結果に基づく処理は、指示操作部によりモータを回転させるよう指示されている場合に行われ、モータを停止するよう指示されている場合は行われない。そのため、第2制御回路を常に動作させて回転方向を監視させる場合と比較して、第2制御回路の動作にかかる消費電力を低減できる。
1,70,80,100…電動作業機、9…トリガ操作部、10…バッテリパック、11…第1接点、12…第2接点、13…トリガスイッチ、15…バッテリ、20,71,81,101…第1コントローラ、21,72,102…第1制御回路、21a,51a…CPU、21b,51b…メモリ、22…電源制御部、23…スイッチ信号検出部、24…電流検出部、25…バッテリ電圧検出部、26…基板温度検出部、27…FET温度検出部、30…駆動回路、40…モータユニット、41…モータ、42,83…ロータ位置検出部、46…第1信号線、47…第2信号線、48…第3信号線、50,75,85,110…第2コントローラ、51,76,86,111…第2制御回路、52…第1遮断部、53…第2遮断部、54…第3遮断部、73…正逆切替スイッチ、103…制御電源遮断部、104…ゲート信号遮断部、105…駆動電源遮断部、113…電源用配線、114…ゲート信号用配線、115…駆動用配線、Q1~Q6…半導体スイッチング素子。
以下、本開示の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
[1.第1実施形態]
(1-1)電動作業機1の全体構成
図1に示すように、本実施形態の電動作業機1は、被加工部材の切断を主目的として使用されるマルノコとして構成されている。電動作業機1は、ベース2と、本体部3とを備える。ベース2は、電動作業機1を用いて被加工部材の切断作業を行う際に切断対象の被加工部材の上面に当接される略矩形の部材である。本体部3は、ベース2の上面側に配置されている。
[1.第1実施形態]
(1-1)電動作業機1の全体構成
図1に示すように、本実施形態の電動作業機1は、被加工部材の切断を主目的として使用されるマルノコとして構成されている。電動作業機1は、ベース2と、本体部3とを備える。ベース2は、電動作業機1を用いて被加工部材の切断作業を行う際に切断対象の被加工部材の上面に当接される略矩形の部材である。本体部3は、ベース2の上面側に配置されている。
本体部3は、円形のノコ刃4と、ノコ刃ケース5と、カバー6とを備えている。ノコ刃4は、本体部3における切断進行方向右側に配置されている。ノコ刃ケース5は、ノコ刃4の上側ほぼ半周の範囲の周縁を内部に収容して覆うように設けられている。
カバー6は、ノコ刃4の下側ほぼ半周の範囲の周縁を覆うように設けられている。カバー6は開閉式であり、図1はカバー6が閉じられた状態を示している。カバー6は、被加工部材の切断時に電動作業機1を切断進行方向に移動させることにより、ノコ刃4の回転中心を中心に図中反時計回り方向に回動して徐々に開かれていく。これにより、ノコ刃4が露出され、その露出部分が被加工部材に切り込まれて行く。
本体部3における左側には、略円筒状のモータケース7が設けられている。このモータケース7の内部に、モータ41が収容されている。モータ41は、電動作業機1の駆動源である。モータケース7とノコ刃4の間には、図示しないギヤ機構が収容されている。モータ41が回転すると、その回転がギヤ機構を介してノコ刃4へ伝達され、ノコ刃4が回転する。
本体部3における上側には、当該電動作業機1の使用者により把持されるハンドル8が設けられている。ハンドル8は、本体部3の上側においてアーチ状に取り付けられている。即ち、ハンドル8の第1端は、本体部3における切断進行方向後端側に固定され、ハンドル8の第2端は、本体部3における、ハンドル8の第1端よりも切断進行方向前方側に固定されている。
ハンドル8には、トリガ操作部9が設けられている。電動作業機1の使用者は、ハンドル8を握った状態でトリガ操作部9を引き操作及び戻し操作することができる。なお、トリガ操作部9を引き操作した状態で不図示のロックボタンを押し込むことで、トリガ操作部9を、その引き操作された状態に固定させることができる。
本体部3の後端には、繰り返し充電可能なバッテリ15を収容したバッテリパック10が、着脱自在に装着されている。本体部3にバッテリパック10が装着されている状態で、トリガ操作部9が引き操作されると、バッテリ15の電力により本体部3内のモータ41が回転するよう構成されている。
(1-2)電動作業機1の電気的構成
電動作業機1の電気的構成について、図2を用いて説明する。電動作業機1は、図2に示すように、モータユニット40と、第1コントローラ20と、第2コントローラ50と、トリガスイッチ13とを備えている。また、電動作業機1は、図1にも示したバッテリパック10を備えている。図2は、本体部3にバッテリパック10が装着されている状態を示している。
電動作業機1の電気的構成について、図2を用いて説明する。電動作業機1は、図2に示すように、モータユニット40と、第1コントローラ20と、第2コントローラ50と、トリガスイッチ13とを備えている。また、電動作業機1は、図1にも示したバッテリパック10を備えている。図2は、本体部3にバッテリパック10が装着されている状態を示している。
バッテリパック10は、内部にバッテリ15が収容されている。本実施形態のバッテリ15は、例えばリチウムイオン二次電池である。ただし、バッテリ15はリチウムイオン二次電池以外の他の二次電池であってもよい。バッテリパック10を電動作業機1から外して不図示の充電器に装着することで、バッテリ15を充電できるようになっている。
バッテリパック10は、バッテリ15の状態を示すバッテリ状態情報を出力可能に構成されている。バッテリパック10は、例えばバッテリ15の監視用のモジュールを備えていてもよい。その監視用のモジュールは、バッテリ15の異常を検出し、検出した異常をバッテリ状態情報として出力するように構成されていてもよい。バッテリ15の異常としては、例えば、過電流、過放電、過熱などが挙げられる。
また例えば、バッテリパック10は、バッテリ15の状態を示す物理量を検出し、その検出した物理量を示す情報をバッテリ状態情報として出力するように構成されていてもよい。バッテリ15の状態を示す物理量としては、例えば、バッテリ15の電圧の値、バッテリ15に含まれるバッテリセルの個々の電圧の値、バッテリ15から放電される電流の値、バッテリ15の温度などが挙げられる。
トリガスイッチ13は、第1接点11及び第2接点12の二つの接点を備えている。トリガスイッチ13は、図1に示したトリガ操作部9と連動してオン、オフされる。具体的に、トリガ操作部9が引き操作されると、トリガスイッチ13がオン、即ち第1接点11及び第2接点12がいずれもオンし、第1接点11及び第2接点12がいずれも閉成される。一方、トリガ操作部9が引き操作されていない状態では、トリガスイッチ13はオフ、即ち第1接点11及び第2接点12がいずれもオフし、第1接点11及び第2接点12がいずれも開放される。
第1接点11の第1端、及び第2接点12の第1端は、いずれも、バッテリ15の正極に接続される。第1接点11の第2端、及び第2接点12の第2端は、いずれも、第1コントローラ20に接続される。
モータユニット40は、モータ41と、ロータ位置検出部42とを備える。モータ41は、本実施形態では、三相電力の供給を受けて駆動されるよう構成されたブラシレスモータである。
ロータ位置検出部42は、モータ41のロータの回転位置に応じた信号を出力するよう構成されている。なお、以下の説明で、モータ41について回転位置というときは、詳しくはロータの回転位置を意味する。
ロータ位置検出部42は、三つのホールセンサを備えている。ホールセンサは、モータ41のロータの周囲に電気角120度の間隔で配置されている。三つのホールセンサからはそれぞれ、第1位置信号、第2位置信号及び第3位置信号が出力される。これら三つの位置信号は、対応するホールセンサとモータ41のロータとの相対的位置関係に応じた信号である。なお、ホールセンサは、ホール素子、及びホール素子からの出力信号を処理して二値のデジタル信号に変換する信号処理回路を備える。この二値のデジタル信号が位置信号として出力される。
ロータ位置検出部42から出力される第1位置信号~第3位置信号は、第1コントローラ20内の第1制御回路21に入力される。より具体的に、第1位置信号は第1信号線46を経て第1制御回路21に入力され、第2位置信号は第2信号線47を経て第1制御回路21に入力され、第3位置信号は第3信号線48を経て第1制御回路21に入力される。
三つの信号線46~48は、モータユニット40と第1コントローラ20との間において、第2コントローラ50内を経由する。つまり、ロータ位置検出部42の各ホールセンサから出力される位置信号は、第2コントローラ50を経て第1制御回路21に入力される。
また、ロータ位置検出部42には、第1コントローラ20から制御電源電圧が入力される。ロータ位置検出部42における各ホールセンサは、第1コントローラ20から入力される制御電源電圧を電源として動作する。また、各ホールセンサのグランド端子は、バッテリ15の負極と同電位であるグランドラインに接続されている。
なお、本実施形態では、第1コントローラ20からロータ位置検出部42への制御電源電圧の供給、及びロータ位置検出部42とグランドラインとの接続のいずれも、第2コントローラ50を経由するように構成されているが、これらは第2コントローラ50を経由して行われなくてもよい。例えば、第1コントローラ20から、第2コントローラ50を経由せずロータ位置検出部42へ直接制御電源電圧を供給するようにしてもよい。また例えば、ロータ位置検出部42とグランドラインとを、第2コントローラ50を経由せず直接接続するようにしてもよい。
第1コントローラ20は、モータ41の駆動を制御するための主たるコントローラである。第1コントローラ20は、第1制御回路21と、駆動回路30と、スイッチ信号検出部23とを備える。
駆動回路30は、バッテリ15からトリガスイッチ13の第2接点を介して供給されるバッテリ電力に基づき、モータ41へ三相電力を供給するよう構成されている。駆動回路30は、インバータを備える。インバータは、いわゆるハイサイドスイッチとしての三つの半導体スイッチング素子Q1~Q3、及びいわゆるローサイドスイッチとしての三つの半導体スイッチング素子Q4~Q6を備える。半導体スイッチング素子Q1~Q6の各々は、本実施形態では金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)である。半導体スイッチング素子Q1~Q6のゲートには、第1制御回路21からゲート信号が入力される。半導体スイッチング素子Q1~Q6は、それぞれ、第1制御回路21からゲート信号が入力されるとオンされる。
スイッチ信号検出部23は、トリガスイッチ13のオン、オフ状態、即ちトリガ操作部9の操作、非操作状態を検出するよう構成されている。具体的に、スイッチ信号検出部23は、トリガスイッチ13の第1接点11の第2端に接続されている。トリガ操作部9が引き操作されることにより第1接点11がオンすると、スイッチ信号検出部23に、第1接点11を介してバッテリ15の電圧が入力される。
スイッチ信号検出部23は、バッテリ15の電圧が入力されている間、トリガスイッチ13がオンされていることを示すトリガオン信号Saを出力する。スイッチ信号検出部23から出力されるトリガオン信号Saは、第1制御回路21に入力されると共に、第2コントローラ50の第2制御回路51にも入力される。
第1制御回路21は、CPU21a、メモリ21bなどを含む1チップのマイクロコンピュータを備えている。メモリ21bには、RAM、ROM、不揮発性メモリなどの各種半導体メモリが含まれる。メモリ21bには、CPU21aが第1コントローラ20の各種機能を実現するために読み込み、実行する各種プログラムやデータが記憶されている。メモリ21bに記憶されているプログラムには、後述する図3のモータ制御処理のプログラムが含まれる。
これら各種機能の一部又は全部は、ソフトウェアに代えて、あるいはソフトウェアに加えて、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアによって第1制御回路21に実装されてもよい。また、第1制御回路21が1チップのマイクロコンピュータを備えていることはあくまでも一例であり、第1制御回路21は、当該第1制御回路21の機能を実装可能な他の種々の構成を採り得る。
第1制御回路21は、スイッチ信号検出部23からトリガオン信号Saが入力されていない間、即ちトリガスイッチ13がオフされている間は、駆動回路30内の半導体スイッチング素子Q1~Q6の全てをオフさせて、モータ41を停止させる。
一方、第1制御回路21は、スイッチ信号検出部23からトリガオン信号Saが入力されている間は、モータ41を回転駆動させる。即ち、第1制御回路21は、ロータ位置検出部42から入力される第1位置信号~第3位置信号の三つの位置信号に基づいてロータの回転位置を検出する。第1制御回路21は、その検出した回転位置に応じて、半導体スイッチング素子Q1~Q6を個別にオン、オフ制御することにより、バッテリ15からモータ41へ流れる電流を制御してモータ41を回転させる。
第1制御回路21は、本実施形態では、トリガオン信号Saが入力されている間、予め設定された一定の回転方向(以下、設定回転方向)へモータ41を回転させるよう構成されている。
なお、電動作業機1は、トリガ操作部9の引き操作量を検出してその検出した引き操作量を示す操作信号を第1制御回路21へ出力する操作信号出力部を備えていてもよい。その場合、第1制御回路21は、入力される操作信号が示すトリガ操作部9の引き操作量に応じてモータ41の回転速度或いは回転トルクなどを制御するようにしてもよい。
本実施形態の電動作業機1は、ロータ位置検出部42における全てのホールセンサが正常に動作していて各ホールセンサからの位置信号が第1制御回路21に正常に入力されている間は、第1制御回路21に入力される三つの位置信号が同時に特定の信号レベル(例えばHレベル)になることはないように構成されている。なお、各位置信号の信号レベルの切り替わり時に瞬間的に全ての位置信号が特定の信号レベルになることも起こり得るが、そのように瞬間的に生じる特定の信号レベルへの一致は、ここでいう「同時に特定の信号レベルになる」ことには含まれないものとする。
第1制御回路21は、ロータ位置検出部42から入力される全ての位置信号が同時に特定の信号レベルになっている状態である信号異常状態が発生している場合は、モータ41を駆動しないように構成されている。つまり、第1制御回路21は、信号異常状態が生じている場合は、トリガスイッチ13がオンされていても、半導体スイッチング素子Q1~Q6の全てをオフさせて、モータ41への電力供給を行わない。なお、信号異常状態の態様として、全ての位置信号が同時に特定の信号レベルであること以外の他の態様があってもよい。
また、第1制御回路21は、バッテリパック10から入力されるバッテリ状態情報に基づく保護機能を備えている。即ち、第1制御回路21は、バッテリパック10から入力されるバッテリ状態情報に基づいて、バッテリ15に異常が生じているかどうか判断する。そして、バッテリ15が異常状態になっていると判断した場合は、トリガスイッチ13がオンされていてもモータ41を強制的に停止させる。
また、第1コントローラ20は、電源制御部22と、電流検出部24と、バッテリ電圧検出部25と、基板温度検出部26と、FET温度検出部27とを備えている。
電源制御部22は、バッテリ15から電源供給を受けて、直流の制御電源電圧を生成する。第1制御回路21を含む、第1コントローラ20内の各部は、電源制御部22からの制御電源電圧を電源として動作する。また、電源制御部22で生成された制御電源電圧は、前述の通り、第2コントローラ50にも供給される。
電源制御部22は、バッテリ15から電源供給を受けて、直流の制御電源電圧を生成する。第1制御回路21を含む、第1コントローラ20内の各部は、電源制御部22からの制御電源電圧を電源として動作する。また、電源制御部22で生成された制御電源電圧は、前述の通り、第2コントローラ50にも供給される。
電流検出部24は、モータ41に流れる電流を検出するように構成されている。電流検出部24は、例えば、バッテリ15からモータ41への通電経路上に設けられたシャント抵抗器を備え、そのシャント抵抗器の両端間の電圧を、モータ41に流れる電流の電流値を示す検出信号として第1制御回路21へ出力する。なお、電流検出部24がシャント抵抗器を備えることはあくまでも一例である。電流検出部24は、モータ41に流れる電流の電流値に応じた検出信号を出力可能に構成されていてもよい。
バッテリ電圧検出部25は、バッテリパック10のバッテリ15から供給されるバッテリ電圧を検出するよう構成されている。バッテリ電圧検出部25は、トリガスイッチ13の第1接点11の第2端に接続されており、第1接点11を介して入力されるバッテリ電圧の値に応じた検出信号を第1制御回路21へ出力する。
基板温度検出部26は、第1制御回路21の温度を検出するために、第1制御回路21の近傍に設けられている。基板温度検出部26は、例えば、第1制御回路21の近傍に配置されたサーミスタを備え、検出した温度に応じた検出信号を第1制御回路21へ出力する。
FET温度検出部27は、駆動回路30の温度を検出するために、駆動回路30における半導体スイッチング素子Q1~Q6のうち少なくとも一つの近傍に設けられている。FET温度検出部27は、例えばサーミスタを備え、検出した温度に応じた検出信号を第1制御回路21へ出力する。
第2コントローラ50は、モータ41の回転方向を検出し、その検出結果に応じて三つの信号線46~48を導通又は遮断させるための、補助的なコントローラである。
第2コントローラ50は、第2制御回路51を備える。第2制御回路51は、CPU51a、メモリ51bなどを含む1チップのマイクロコンピュータを備えている。メモリ51bは、RAM、ROM、不揮発性メモリなどの各種半導体メモリを備える。メモリ51bには、CPU51aが第2コントローラ50の各種機能を達成するために読み込み、実行する各種プログラムやデータが記憶されている。これら各種プログラムは、後述する図4の異常監視処理のプログラムを含む。
第2コントローラ50は、第2制御回路51を備える。第2制御回路51は、CPU51a、メモリ51bなどを含む1チップのマイクロコンピュータを備えている。メモリ51bは、RAM、ROM、不揮発性メモリなどの各種半導体メモリを備える。メモリ51bには、CPU51aが第2コントローラ50の各種機能を達成するために読み込み、実行する各種プログラムやデータが記憶されている。これら各種プログラムは、後述する図4の異常監視処理のプログラムを含む。
これら各種機能の一部又は全部は、ソフトウェアに代えて、あるいはソフトウェアに加えて、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアによって第2制御回路51に実装されてもよい。また、第2制御回路51が1チップのマイクロコンピュータを備えていることはあくまでも一例であり、第2制御回路51は、当該第2制御回路51の機能を実装可能な他の種々の構成を採り得る。
また、第2コントローラ50は、ロータ位置検出部42から第1コントローラ20へ三つの位置信号を伝送するための三つの信号線46~48における一部と、第1コントローラ20からロータ位置検出部42へ制御電源電圧を供給する配線における一部と、ロータ位置検出部42とグランドラインとを接続する配線における一部と、を含む。
本実施形態の第2コントローラ50は、回路基板を備える。上記各信号線46~48及び各配線における一部は、この回路基板に設けられている。この回路基板には、第2制御回路51も実装されている。なお、第2コントローラ50の構成要素が同じ一つの回路基板上に設けられている及び/又は実装されていることはあくまでも一例である。
第2コントローラ50には、前述の通り、第1コントローラ20内の電源制御部22で生成された制御電源電圧が入力される。第2制御回路51を含む、第2コントローラ50内の各部は、第1コントローラ20から入力される制御電源電圧によって動作する。
なお、第2コントローラ50内にも電源制御部22と同様の電源制御部が設けられ、第2コントローラ50はその電源制御部から供給される制御電源電圧によって動作してもよい。また、第2コントローラ50内に電源制御部が設けられる場合、その電源制御部から第1コントローラ20にも制御電源電圧を供給可能にして、第1コントローラ20内の電源制御部22を省いてもよい。
また、第2コントローラ50は、第1遮断部52、第2遮断部53及び第3遮断部54を備えている。第1遮断部52は、第1信号線46上に設けられ、第1信号線46を導通、遮断可能に構成されている。第2遮断部53は、第2信号線47上に設けられ、第2信号線47を導通、遮断可能に構成されている。第3遮断部54は、第3信号線48上に設けられ、第3信号線48を導通、遮断可能に構成されている。各遮断部52~54は、第2制御回路51により制御される。
なお、各遮断部52~54は、対応する信号線に設けられたスイッチング素子を備える。このスイッチング素子がオンされると信号線が導通され、このスイッチング素子がオフされると信号線が遮断される。
各遮断部52~54におけるスイッチング素子は、本実施形態では、例えばMOSFETなどの半導体スイッチング素子である。ただし、これらスイッチング素子は、例えば有接点リレーなど、半導体スイッチング素子以外であってもよい。また、これらスイッチング素子は、いわゆる常開型のスイッチング素子であってもよいし、いわゆる常閉型のスイッチング素子であってもよい。
第2制御回路51は、通常時は、遮断部52~54をオンさせることにより信号線46~48を導通させ、ロータ位置検出部42からの各位置信号を第1制御回路21へ入力させる。一方、第2制御回路51は、モータ41の回転方向の異常を検出した場合は、遮断部52~54をオフさせることにより、信号線46~48を遮断させる。
第2制御回路51によるモータ41の回転方向の監視機能について、より詳しく説明する。第2制御回路51は、信号線46~48が接続されており、ロータ位置検出部42からの各位置信号が入力されるように構成されている。
第2制御回路51は、トリガスイッチ13がオンされている間、信号線46~48から入力される三つの位置信号に基づいてモータ41の回転方向を検出し、その検出した回転方向が設定回転方向であるか否か判断する。第2制御回路51は、検出した回転方向が設定回転方向とは逆方向(以下、「意図しない方向」と称する)である場合は、遮断部52~54の全てをオフさせて信号線46~48の全てを遮断させ、ロータ位置検出部42から第1制御回路21への三つの位置信号の入力を遮断させる。
なお、第2制御回路51には、スイッチ信号検出部23からのトリガオン信号Saが入力される。そのため、第2制御回路51は、トリガオン信号Saが入力されている間、上記の監視機能を実行する。
三つの信号線46~48が遮断されて各位置信号が第1制御回路21に入力されなくなると、前述の信号異常状態が発生する。そのため、三つの信号線46~48が遮断されて信号異常状態が発生すると、第1制御回路21は、モータ41の駆動を停止する。
つまり、第2制御回路51は、トリガスイッチ13がオンされている間、モータ41の回転方向を監視し、モータ41が意図しない方向に回転している場合にはモータ41を停止させる。第2制御回路51がモータ41を停止させるための具体的方法は、本実施形態では、第2コントローラ50内において三つの信号線46~48を遮断することにより信号異常状態を発生させることである。
なお、第2制御回路51がトリガスイッチ13のオン、オフ状態をトリガオン信号Saが入力されているか否かに基づいて判断することはあくまでも一例である。第2制御回路51は、トリガオン信号Sa以外の他の信号等に基づいてトリガスイッチ13のオン、オフ状態を認識可能であってもよい。例えば、トリガスイッチ13と第2制御回路51とが接続され、第2制御回路51は、トリガスイッチ13がオンされているか否かを第1コントローラ20を介さずに検出可能であってもよい。
(1-3)モータ制御処理
次に、第1コントローラ20内の第1制御回路21が実行するモータ制御処理について、図3を用いて説明する。第1制御回路21は、起動後、図3に示すモータ制御処理を実行する。
次に、第1コントローラ20内の第1制御回路21が実行するモータ制御処理について、図3を用いて説明する。第1制御回路21は、起動後、図3に示すモータ制御処理を実行する。
第1制御回路21は、図3のモータ制御処理を開始すると、S110で、トリガスイッチ13がオンされているか否か判断する。この判断は、具体的には、スイッチ信号検出部23からトリガオン信号Saが入力されているか否かに基づいて行う。
トリガスイッチ13がオフされている場合、即ちトリガオン信号Saが入力されていない場合は、S170で、モータ41を停止させるための処理を行って、S110に戻る。なお、S170で行う処理には、少なくとも、半導体スイッチング素子Q1~Q6の全てをオフさせる処理が含まれる。
S110で、トリガスイッチ13がオンされている場合、即ちトリガオン信号Saが入力されている場合は、S120に進む。S120では、モータ41の回転方向を設定する。本実施形態では、モータ41の回転方向は予め一定の設定回転方向に定められている。そのため、S120では、モータ41の回転方向をその設定回転方向に設定する。
S130では、S120で設定した設定回転方向にモータ41が回転するよう、駆動回路30へゲート信号を出力する。具体的に、ハイサイドスイッチとしての三つの半導体スイッチング素子Q1~Q3のうち何れか一つと、ローサイドスイッチとしての三つの半導体スイッチング素子Q4~Q6のうち何れか一つに対し、それら二つの半導体スイッチング素子をオンさせるためのゲート信号を出力することで、それら二つの半導体スイッチング素子をオンさせる。これにより、モータ41が、設定回転方向へと回転する。
なお、S130の処理時にすでにゲート信号が出力されている状態の場合は、そのゲート信号の出力をそのまま継続させる。
S140では、各信号線46~48から入力されるロータ位置信号を取得する。ロータ位置信号とは、前述の第1位置信号~第3位置信号の三つの位置信号の総称である。
S140では、各信号線46~48から入力されるロータ位置信号を取得する。ロータ位置信号とは、前述の第1位置信号~第3位置信号の三つの位置信号の総称である。
S150では、異常状態が発生しているか否か判断する。異常状態が発生していない場合はS160に進み、異常状態が発生している場合はS170に進む。ここでいう異常状態は、本実施形態では、少なくとも、前述の信号異常状態が含まれる。そのため、本実施形態では、信号異常状態が発生している場合は、S170に進み、モータ41の駆動を停止させる。
異常状態が発生していない場合は、S160で、S140で取得したロータ位置信号に基づくロータ位置に応じて、ゲート信号の出力先、即ちオンさせるべき半導体スイッチング素子を演算する。そして、現在オンさせているハイサイド側及びローサイド側の各一つの半導体スイッチング素子をそのままオンさせるべき状態である場合は現在のゲート信号の出力先をそのまま保持させる。一方、現在オンさせているハイサイド側及びローサイド側の各一つの半導体スイッチング素子のうち少なくとも一つを他の半導体スイッチング素子に切り替えるべきタイミングである場合は、ゲート信号の出力先を切り替える。S160の処理後はS110に戻る。
(1-4)異常監視処理
次に、第2コントローラ50内の第2制御回路51が実行する異常監視処理について、図4を用いて説明する。第2制御回路51は、起動後、トリガスイッチ13がオンされた場合、即ちトリガオン信号Saが入力された場合に、異常監視処理を実行する。
次に、第2コントローラ50内の第2制御回路51が実行する異常監視処理について、図4を用いて説明する。第2制御回路51は、起動後、トリガスイッチ13がオンされた場合、即ちトリガオン信号Saが入力された場合に、異常監視処理を実行する。
第2制御回路51は、異常監視処理を開始すると、S210で、設定回転方向を取得する。設定回転方向は、第1制御回路21から取得可能であってもよいし、第2制御回路51において例えばメモリ51bに予め記憶されていてメモリ51bから取得するようにしてもよい。
S220では、各信号線46~48から入力されるロータ位置信号を取得する。S230では、S220で取得したロータ位置信号に基づいてモータ41の実際の回転方向を検出し、その実際の回転方向が設定回転方向と同じであるか否か判断する。そして、実際の回転方向が設定回転方向と同じであればS210に戻り、実際の回転方向が意図しない方向であればS240に進む。
なお、ロータ位置信号に基づく回転方向の検出は、より具体的には、S220で取得したロータ位置信号の変化状態に応じて行う。即ち、異常監視処理においては、S230で肯定判定され続ける限り、S220のロータ位置信号の取得が繰り返し実行される。また、S220で取得されるロータ位置信号は、モータ41の回転位置の変化に応じて変化する。そのため、S230では、S220で取得されるロータ位置信号が変化する毎に、その変化の内容に基づいて、モータ41の回転方向を検出する。
ロータ位置信号の変化によって回転方向を検出した後、次にまたロータ位置信号が変化するまでの間は、ロータ位置信号が不変の状態が継続する。その間は、S230の処理では、現在検出されている回転方向が維持されているものとして扱う。
S240では、異常時処理を行う。具体的に、本実施形態では、第1遮断部52~第3遮断部54の全てをオフさせることにより三つの信号線46~48を遮断させる。この異常時処理によって、信号異常状態が発生する。
そのため、S240の異常時処理が実行されると、第1制御回路21が実行する図3のモータ制御処理において、S150で異常状態が発生したと判断されることになり、これにより第1制御回路21によるモータ41の駆動が停止される。
S240の異常時処理、即ち遮断部52~54による信号線46~48の遮断は、トリガスイッチ13がオフされるまで継続される。そのため、ユーザは、再びモータ41を回転させるためには、少なくとも、トリガ操作部9を一旦非操作状態にしてトリガスイッチ13をオフさせる必要がある。
(1-5)第1実施形態の効果
以上説明した第1実施形態によれば、第1制御回路21とは別に設けられた第2制御回路51が、モータ41の回転方向を監視する。そして、第2制御回路51は、モータ41が意図しない方向に回転していることを検出した場合は、モータ41の回転を停止させるための異常時処理を行う。具体的に、本第1実施形態では、ロータ位置検出部42から第1制御回路21への各位置信号の入力を遮断させることで、モータ41を停止させる。
以上説明した第1実施形態によれば、第1制御回路21とは別に設けられた第2制御回路51が、モータ41の回転方向を監視する。そして、第2制御回路51は、モータ41が意図しない方向に回転していることを検出した場合は、モータ41の回転を停止させるための異常時処理を行う。具体的に、本第1実施形態では、ロータ位置検出部42から第1制御回路21への各位置信号の入力を遮断させることで、モータ41を停止させる。
そのため、本第1実施形態の電動作業機1によれば、モータ41が意図しない方向に回転した場合に、その意図しない方向への回転に起因して生じる可能性がある種々の影響を抑制することができる。
また、ロータ位置検出部42から出力される各位置信号は、第1制御回路21に入力されてモータ41の制御に用いられるだけでなく、第2制御回路51にも入力され、第2制御回路51におけるモータ41の回転方向の検出に併用される。そのため、ロータ位置検出部42からの各位置信号が効率的に利用されている。
特に、本第1実施形態では、ロータ位置検出部42から出力される各位置信号は、まず第2コントローラ50に入力され、第2コントローラ50を経由して第1コントローラ20へ入力される。そして、モータ41が意図しない方向に回転した場合、第2コントローラ50から第1コントローラ20への各位置信号の出力が遮断される。そのため、第2制御回路51による、第1制御回路21への各位置信号の遮断を、簡素な構成にて実現できる。
また、第2制御回路51は、トリガオン信号Saが入力されている間、即ちトリガスイッチ13がオンされている間に、異常監視処理を実行し、トリガスイッチ13がオフされている間は異常監視処理を行わない。そのため、トリガスイッチ13がオフされている間の電力消費を抑制することができる。
バッテリ15は本開示における電源の一例に相当する。駆動回路30は本開示における駆動部の一例に相当する。第2制御回路51が三つの遮断部52~54をオフさせる処理は本開示における異常対応処理の一例に相当する。電源制御部22は本開示における電源部に相当する。ロータ位置検出部42は本開示における位置情報出力部の一例に相当する。トリガ操作部9は本開示における指示操作部の一例に相当する。異常時処理は本開示の異常対応処理の一例に相当する。ロータ位置検出部42内の各ホールセンサから出力される各位置信号は本開示における回転位置情報の一例に相当する。
[2.第2実施形態]
図5に、第2実施形態の電動作業機70を示す。第2実施形態の電動作業機70は、第1実施形態とは異なり、例えば電動ドライバドリルや電動刈払機などの、ユーザがモータの回転方向を正転、逆転の何れかに選択的に切り替え可能な電動作業機である。
図5に、第2実施形態の電動作業機70を示す。第2実施形態の電動作業機70は、第1実施形態とは異なり、例えば電動ドライバドリルや電動刈払機などの、ユーザがモータの回転方向を正転、逆転の何れかに選択的に切り替え可能な電動作業機である。
ただし、第2実施形態の電動作業機70の電気的構成については、その大部分は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第2実施形態の電動作業機70は、第1実施形態の電動作業機1と同様、本体部に対してバッテリパック10を着脱可能であり、本体部に装着されたバッテリパック10におけるバッテリ15の電力によって動作可能に構成されている。モータ41が回転すると、その回転駆動力が不図示の伝達機構を介して作業要素に伝達され、作業要素が駆動される。電動作業機70が備える作業要素は、当該電動作業機70が例えば電動ドライバドリルである場合は工具ビットであってもよいし、当該電動作業機70が例えば電動刈払機である場合は例えば外周に沿ってノコ刃が設けられた円板状の刈刃であってもよい。
図5に示す、第2実施形態の電動作業機70の電気的構成は、第1実施形態の電動作業機1と比較して、主に次の三点で相違する。
一つ目の相違は、第2コントローラ75が三つの信号線46~48を含まず、三つの信号線46~48には遮断部が設けられていないことである。ただし、第2コントローラ75内の第2制御回路76は、各信号線46~48に接続されており、ロータ位置検出部42からのロータ位置信号は第2制御回路76にも入力される。
一つ目の相違は、第2コントローラ75が三つの信号線46~48を含まず、三つの信号線46~48には遮断部が設けられていないことである。ただし、第2コントローラ75内の第2制御回路76は、各信号線46~48に接続されており、ロータ位置検出部42からのロータ位置信号は第2制御回路76にも入力される。
二つ目の相違は、正逆切替スイッチ73が設けられていることである。正逆切替スイッチ73は、モータ41の回転方向を正転、逆転の何れかに選択的に切り替えるため、即ち回転方向を正転、逆転の何れかに設定するために、ユーザにより操作されるスイッチである。なお、モータ41の回転方向について、どの方向を正転と定義してどの方向を逆転と定義するかについては適宜決めてよい。正転は本開示における第1の方向の一例に相当し、逆転は本開示における第2の方向の一例に相当し、正逆切替スイッチ73は本開示における方向切替操作部の一例に相当する。
正逆切替スイッチ73からは、回転方向設定信号Sbが出力される。回転方向設定信号Sbは、正逆切替スイッチ73の状態を示す信号、即ち正逆切替スイッチ73においてユーザにより正転、逆転のどちらに設定されているかを示す信号である。回転方向設定信号Sbは、第1コントローラ71内の第1制御回路72及び第2コントローラ75内の第2制御回路76に入力される。
三つ目の相違は、第2コントローラ75内の第2制御回路76が、モータ41の実際の回転方向が意図しない方向であることを検知した場合に、第1コントローラ71の第1制御回路72へ異常信号を出力することである。なお、第2実施形態における設定回転方向とは、正逆切替スイッチ73において設定されている回転方向である。
第2コントローラ75内の第2制御回路76は、トリガスイッチ13がオンされると、第1実施形態と同様、異常監視処理を実行する。ただし、S210では、正逆切替スイッチ73から入力される回転方向設定信号Sbが示す回転方向を、設定回転方向として取得する。また、S240の異常時処理は、第1制御回路72へ特定の通知を行う通知処理を含む。通知処理では、具体的には、第1制御回路72へ異常信号を出力する。S220及びS230の処理は第1実施形態と同じである。
第1コントローラ71内の第1制御回路72は、起動後、第1実施形態と同様、図3のモータ制御処理を実行する。ただし、S120では、正逆切替スイッチ73から入力される回転方向設定信号Sbが示す回転方向を、設定回転方向に設定する。また、S150における異常状態は、第2施形態では、少なくとも、第2制御回路76から異常信号が入力されること、が含まれる。そのため、第2実施形態では、第2制御回路76から異常信号が入力された場合は、S170に進み、モータ41の駆動を停止させる。
なお、第2制御回路76が出力する異常信号はどのような信号であってもよい。異常信号は、例えば、1ビット又は複数ビットのデジタル信号であってもよい。また例えば、異常信号は、アナログ信号であってもよい。また、第1制御回路72に対する特定の通知は、異常信号を出力することとは異なる他の方法で行ってもよい。例えば、第1制御回路72に、当該第1制御回路72に含まれるCPUをリセットさせるためのリセット信号入力端子が設けられている場合は、特定の通知は、そのリセット信号入力端子にリセット信号を入力させることであってもよい。第1制御回路72にリセット信号が入力されると、CPUがリセットされてゲート信号が全てオフされるため、結果としてモータ41が停止される。
以上説明した第2実施形態によれば、第2制御回路76は、モータ41が意図しない方向に回転していることを検出した場合、異常対応処理を行う。具体的には、第1制御回路72へ異常信号を出力する。第1制御回路72は、第2制御回路76から異常信号が入力された場合は、モータ41を停止させる。
そのため、モータ41が意図しない方向に回転している場合に、第1制御回路72へ異常信号を出力するという簡素な処理にて、モータ41を停止させることができる。
また、正逆切替スイッチ73により回転方向が正転に設定されている場合、及び逆転に設定されている場合のいずれも、意図しない方向への回転が検出された場合はモータ41を停止させることができる。
また、正逆切替スイッチ73により回転方向が正転に設定されている場合、及び逆転に設定されている場合のいずれも、意図しない方向への回転が検出された場合はモータ41を停止させることができる。
[3.第3実施形態]
図6に、第3実施形態の電動作業機80を示す。第3実施形態の電動作業機80は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図6に、第3実施形態の電動作業機80を示す。第3実施形態の電動作業機80は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第3実施形態の電動作業機80は、第1実施形態の電動作業機1と比較して、主に次の二点で相違する。
一つ目の相違は、ロータ位置検出部83が、第1コントローラ81内に設けられており、ホールセンサを備えておらず、駆動回路30からモータ41へ三相電力を供給するための各相の配線の電圧値に基づいて相毎に位置検出信号を生成するよう構成されていることである。
一つ目の相違は、ロータ位置検出部83が、第1コントローラ81内に設けられており、ホールセンサを備えておらず、駆動回路30からモータ41へ三相電力を供給するための各相の配線の電圧値に基づいて相毎に位置検出信号を生成するよう構成されていることである。
二つ目の相違は、第2コントローラ85が、第1コントローラ81内に設けられていることである。即ち、第1実施形態及び第2実施形態では、第1コントローラ及び第2コントローラは別体として構成され、それぞれ回路基板を備えていて、その回路基板上に配線や部品等が実装されている。これに対し、本第3実施形態では、同じ一つの回路基板上に、第1コントローラ81及び第2コントローラ85が実装されている。
ロータ位置検出部83は、駆動回路30からモータ41へ三相電力を供給するための各相の配線の電圧値を取得する。ロータ位置検出部83は、相毎に、取得した電圧値に基づく所定の信号処理を行って位置検出信号を出力する。そして、第1制御回路21は、ロータ位置検出部83からの相毎の位置検出信号に基づいてモータ41の回転位置を検出する。
ロータ位置検出部83における、取得した各相の電圧値から相毎に位置検出信号を生成する具体的方法、及び第1制御回路21が各相の位置検出信号に基づいて回転方向を検出する具体的方法は、ブラシレスモータのいわゆるセンサレス制御において一般に用いられている方法であってもよい。
ロータ位置検出部83から出力される相毎の位置検出信号は、個別に信号線を介して第1制御回路21へ入力される。
第2コントローラ85は、基本的には、第1実施形態の第2コントローラ50と同様に構成されている。即ち、第2コントローラ85は、ロータ位置検出部83から第1制御回路21へ各相の位置検出信号を伝送するための三つの信号線における一部を含む。また、これら各信号線には、第1実施形態と同様、第1遮断部52、第2遮断部53及び第3遮断部54が設けられている。
第2コントローラ85は、基本的には、第1実施形態の第2コントローラ50と同様に構成されている。即ち、第2コントローラ85は、ロータ位置検出部83から第1制御回路21へ各相の位置検出信号を伝送するための三つの信号線における一部を含む。また、これら各信号線には、第1実施形態と同様、第1遮断部52、第2遮断部53及び第3遮断部54が設けられている。
第2制御回路86は、ロータ位置検出部83から出力される各相の位置検出信号に基づいてモータ41の回転方向を検出する。第2制御回路86は、検出した回転方向が意図しない方向であった場合、第1実施形態と同様、遮断部52~54をオフさせて、第1制御回路21への各位置検出信号の入力を遮断させる。各位置検出信号の入力が遮断されると、信号異常状態が発生し、これにより、第1制御回路21はモータ41を停止させる。
第2コントローラ85内の第2制御回路86は、トリガスイッチ13がオンされると、第1実施形態と同様、異常監視処理を実行する。ただし、S220で取得されるロータ位置信号は、ロータ位置検出部83から入力される三相各相の位置検出信号である。
以上説明した本第2実施形態の電動作業機80においては、モータ41の回転位置の検出に、ホールセンサ等のセンシング素子を用いないセンサレス制御が採用されている。このように構成された電動作業機80においても、第1実施形態と同様の作用、効果が得られる。
[4.第4実施形態]
図7に、第4実施形態の電動作業機100を示す。第4実施形態の電動作業機100は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
図7に、第4実施形態の電動作業機100を示す。第4実施形態の電動作業機100は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
第4実施形態の電動作業機100は、第1実施形態の電動作業機1と比較して、主に次の五点で相違する。
一つ目の相違は、第2コントローラ110が、信号線46~48を遮断する遮断部52~54を備えていないことである。
一つ目の相違は、第2コントローラ110が、信号線46~48を遮断する遮断部52~54を備えていないことである。
二つ目の相違は、電動作業機100内に敷設されている複数の電気配線のうち、電源制御部22から第1制御回路102へ制御電源電圧を供給する電源用配線113上に、この電源用配線113を遮断するための制御電源遮断部103が設けられていることである。
三つ目の相違は、電動作業機100内に敷設されている複数の電気配線のうち、第1制御回路102から半導体スイッチング素子Q1~Q6へゲート信号を出力するゲート信号用配線114上に、これらゲート信号用配線114を遮断するためのゲート信号遮断部104が設けられていることである。なお、ゲート信号用配線114は、本開示における制御用配線の一例に相当し、ゲート信号は本開示における制御信号の一例に相当する。
四つ目の相違は、電動作業機100内に敷設されている複数の電気配線のうち、バッテリ15から第2接点12を経て駆動回路30に至る、バッテリ電圧を供給するための駆動用配線115上に、この駆動用配線115を遮断するための駆動電源遮断部105が設けられていることである。
五つ目の相違は、第2コントローラ110内の第2制御回路111が、モータ41が意図しない方向に回転している場合に、制御電源遮断部103、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105のうち少なくとも一つをオフさせることにより、当該オフさせた遮断部が設けられている電気配線を遮断させることである。
例えば制御電源遮断部103がオフされることにより電源用配線113が遮断されると、制御電源電圧が第1制御回路102に入力されなくなって第1制御回路102が非動作状態となる。これにより、駆動回路30における全ての半導体スイッチング素子Q1~Q6がオフされ、モータ41は停止される。
また例えば、ゲート信号遮断部104がオフされることによりゲート信号用配線114が遮断されると、駆動回路30における全ての半導体スイッチング素子Q1~Q6がオフされ、モータ41は停止される。
また例えば、駆動電源遮断部105がオフされることにより駆動用配線115が遮断されると、半導体スイッチング素子Q1~Q6がオンされているかオフされているかにかかわらず、モータ41にはバッテリの電力が供給されないため、モータ41は停止する。
つまり、制御電源遮断部103、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105のうち少なくとも一つがオフされると、モータ41は停止される。なお、制御電源遮断部103、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105は、本開示における遮断部の一例に相当する。
制御電源遮断部103は、例えば、電源用配線113に挿入されたMOSFETを備え、そのMOSFETが第2制御回路111によってオン又はオフされるように構成されている。そのMOSFETがオンされると電源用配線113が遮断され、そのMOSFETがオフされると電源用配線113が導通されてもよい。また、制御電源遮断部103は、電源制御部22で制御電源電圧が生成されていない間はオフされるが、制御電源電圧が生成されている間はオンされるように構成されている。
なお、制御電源遮断部103は、制御電源電圧が生成されているだけではオンされず、さらにトリガスイッチ13がオンされている間にオンされるように構成されていてもよい。また、制御電源遮断部103は、制御電源電圧が生成されているか否かにかかわらず通常はオンされた状態が維持されるいわゆる常閉型のスイッチを備えていてもよい。逆に、制御電源遮断部103は、通常時はオフされた状態が維持されるいわゆる常開型のスイッチを備えていてもよい。
また、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105も、例えば、遮断対象の電気配線に挿入されたMOSFETなどの半導体スイッチング素子を備えている。第1制御回路102は、起動後、通常はこれら各遮断部104,105をオンさせて、遮断対象の各電気配線を導通させる。
ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105の動作は、第1制御回路102による制御よりも第2制御回路111による制御の方が優先される。そのため、第1制御回路102がゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部をオンさせるように制御していても、第2制御回路111がゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105をオフさせるよう制御した場合は、第2制御回路111による制御が優先されて、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105はオフされる。
なお、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105は、通常はオン状態になるいわゆる常閉型のスイッチを備えていてもよい。その場合、第1制御回路102によるゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105の制御は不要となる。
第2コントローラ110内の第2制御回路111は、トリガスイッチ13がオンされると、第1実施形態と同様、異常監視処理を実行する。ただし、S240では、異常時処理として、制御電源遮断部103、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105のうち少なくとも一つをオフさせる処理を行う。なお、異常時処理においては、これら三つの遮断部103~105のうちどれをオフさせてもよい。また、三つの遮断部103~105のうち何れか二つをオフさせてもよいし、三つ全てをオフさせるようにしてもよい。
第1コントローラ101内の第1制御回路102は、起動後、図8のモータ制御処理を実行する。第1制御回路102は、図8のモータ制御処理を開始すると、S310で、図3のS110と同様、トリガスイッチ13がオンされているか否か判断する。トリガスイッチ13がオフされている場合は、S370でモータ41を停止させるための処理を行って、S310に戻る。
トリガスイッチ13がオンされている場合は、S320に進む。S320では、ゲート信号遮断部104及び駆動電源遮断部105をオンさせることにより、これら二つの遮断対象の電気配線を共に導通させる。
S330、S340、S350及びS360の処理は、それぞれ、図3のS120、S130、S140及びS160の処理と同じである。
以上説明した第4実施形態によれば、モータ41が意図しない方向に回転している場合に、上記三つの遮断部103~105のうち少なくとも一つをオフさせることで、モータ41を停止させることができる。
以上説明した第4実施形態によれば、モータ41が意図しない方向に回転している場合に、上記三つの遮断部103~105のうち少なくとも一つをオフさせることで、モータ41を停止させることができる。
特に本第4実施形態では、モータ41の停止が、第1制御回路102による制御によって行われるのではなく、特定の電気配線が遮断されることにより行われる。電源用配線113、ゲート信号用配線114、又は駆動用配線115が遮断されると、第1制御回路102の動作状態にかかわらず、モータ41への通電が停止されてモータ41が停止する。そのため、意図しない方向への回転が検出されたときに、仮に第1制御回路102内のCPUが暴走して駆動回路30を正常に制御できない異常状態になっていても、モータ41を停止させることができる。
[5.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(5-1)第1実施形態において、第2コントローラ50内の三つの遮断部52~54は、第2コントローラ50の外部に設けられていてもよい。つまり、遮断部52~54は、ロータ位置検出部42から第1制御回路21に至る信号線46~48においてどこに設けられていてもよい。
また、第1コントローラ20からロータ位置検出部42への制御電源電圧の供給経路上に遮断部を設けるようにしてもよい。そして、第2制御回路51は、異常時処理として、その制御電源電圧の供給経路上の遮断部をオンさせてロータ位置検出部42への制御電源電圧の供給を遮断させることにより、信号異常状態を発生させるようにしてもよい。
(5-2)トリガスイッチ13は、2つの接点に代えて1つの接点を備えていてもよいし、3つ以上の接点を備えていてもよい。つまり、トリガスイッチ13は、バッテリ電圧を一つの電流経路で、或いは三つ以上の電流経路を介して、第1コントローラ20へ供給してもよい。
(5-3)電源制御部22は、トリガスイッチ13のオン、オフを示す情報が入力され、トリガスイッチ13のオン、オフに応じて制御電源電圧を生成してもよい。例えば、電源制御部22は、トリガスイッチ13がオンされている間に制御電源電圧を生成し、トリガスイッチ13がオフされている間は制御電源電圧の生成を停止してもよい。
また、バッテリ15と電源制御部22とを接続する通電経路上にトリガスイッチ13を介在させ、トリガスイッチ13がオンされている間にバッテリ電圧が電源制御部22に供給されてもよい。
(5-4)第1実施形態、第2実施形態及び第4実施形態についても、第3実施形態と同様、同じ一つの回路基板上に第1コントローラ81及び第2コントローラ85が実装されてもよい。つまり、同じ一つの回路基板上に、第1制御回路及び第2制御回路を含む、上記二つのコントローラに含まれる構成要素が実装されてもよい。
(5-5)モータ41の回転位置を検出する位置情報検出部として、第1実施形態、第2実施形態及び第4実施形態に示したロータ位置検出部42、及び第3実施形態に示したロータ位置検出部83はあくまでも一例である。位置情報検出部は、例えば、ホールセンサ以外の他の検出デバイスを用いてモータ41の回転位置を検出するよう構成されていてもよい。
(5-6)モータ41は、ブラシレスモータ以外の他のモータであってもよい。また、モータ41への通電を行う駆動部として、図1等に示した駆動回路30はあくまでも一例である。モータ41の種類に応じた各種構成の駆動部を採用してもよい。
例えば、モータ41としてブラシ付き直流モータを用い、駆動部として、4つの半導体スイッチング素子を備えるHブリッジ回路を用いてもよい。また例えば、駆動部は、電源からモータへの通電経路に設けられた一つの半導体スイッチング素子を備えていてもよい。
(5-7)本体部に対してバッテリパックを着脱可能であることはあくまでも一例である。例えば、本体部にバッテリが内蔵されていてもよい。
また、モータ駆動用の電源は、バッテリ15に限らず、他の電源であってもよい。例えば、外部の商用電源等から交流電力を取り込み、その交流電力に基づいてモータが駆動されてもよい。その場合、入力された交流電力が交流のままモータに供給されてもよいし、交流電力がコンバータで直流電力に変換され、その変換後の直流電力がモータに供給されてもよい。或いは、変換後の直流電力がさらにインバータ等で交流電力に変換されてモータへ供給されてもよい。
また、モータ駆動用の電源は、バッテリ15に限らず、他の電源であってもよい。例えば、外部の商用電源等から交流電力を取り込み、その交流電力に基づいてモータが駆動されてもよい。その場合、入力された交流電力が交流のままモータに供給されてもよいし、交流電力がコンバータで直流電力に変換され、その変換後の直流電力がモータに供給されてもよい。或いは、変換後の直流電力がさらにインバータ等で交流電力に変換されてモータへ供給されてもよい。
(5-8)本開示を適用可能な電動作業機として、第1実施形態のマルノコ、第2実施形態の電動ドライバドリル又は電動刈払機などは、あくまでも一例である。本開示は、マルノコ、電動ドライバドリル、電動刈払機に限らず、園芸用、石工用、金工用、木工用の電動工具などの、各種の電動作業機に適用することができる。より具体的には、電動ハンマ、電動ハンマドリル、電動ドリル、電動ドライバ、電動レンチ、電動グラインダ、電動レシプロソー、電動ジグソー、電動カッター、電動チェンソー、電動カンナ、電動釘打ち機(鋲打ち機を含む)、電動ヘッジトリマ、電動芝刈り機、電動芝生バリカン、電動クリーナ、電動ブロア、電動噴霧器、電動散布機、電動集塵機、といった各種電動作業機に本開示を適用することができる。
(5-9)上記実施形態における一つの構成要素によって達成される複数の機能を、複数の構成要素によって達成したり、一つの構成要素によって達成される一つの機能を、複数の構成要素によって達成したりしてもよい。また、複数の構成要素によって達成される複数の機能を、一つの構成要素によって達成したり、複数の構成要素によって達成される一つの機能を、一つの構成要素によって達成したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。
また、上記実施形態のうちのいずれか1つが備える構成要素の少なくとも一部を、他の1つの実施形態に対して付加又は置換してもよい。例えば、第1実施形態の電動作業機1が、例えば電動ドライバドリルや電動刈払機などの、モータの回転方向を正転、逆転の何れかに選択的に切り替え可能な電動作業機として構成されている場合は、第2実施形態に示した正逆切替スイッチ73を備えていてもよい。また例えば、第2実施形態及び第3実施形態において、第4実施形態に示した三つの遮断部103,104,105の少なくとも一つを採用するようにしてもよい。
Claims (10)
- モータと、
電源から供給される電力によって前記モータを駆動するように構成された駆動部と、
設定回転方向へ前記モータが回転するように前記駆動部を制御するように構成された第1制御回路と、
前記第1制御回路とは別に設けられ、前記モータの回転方向を検出し、その検出した回転方向が前記設定回転方向とは逆方向であることに応じて、前記モータの回転を停止させるための異常対応処理を行うように構成された第2制御回路と、
を備える、電動作業機。 - 請求項1に記載の電動作業機であって、
前記異常対応処理は、前記第1制御回路に対して特定の通知を行う通知処理を備え、
前記第1制御回路は、前記通知処理が行われたことに応じて前記駆動部を介して前記モータの回転を停止するよう構成されている、
電動作業機。 - 請求項1又は請求項2に記載の電動作業機であって、
さらに、
前記駆動部により前記モータが回転されているときに遮断されると前記モータの回転が停止されるように構成された少なくとも1つの特定電気配線と、
前記少なくとも一つの特定電気配線に設けられ、前記少なくとも一つの特定電気配線を遮断可能に構成された遮断部と、
を備え、
前記異常対応処理は、前記遮断部により前記少なくとも一つの特定電気配線を遮断する処理を備える、電動作業機。 - 請求項3に記載の電動作業機であって、
前記少なくとも1つの特定電気配線は、前記電源から前記駆動部へ電力を供給するための駆動用配線を備え、
前記駆動部は、前記電源から前記駆動用配線を介して供給される電力によって前記モータを駆動するように構成されている、
電動作業機。 - 請求項3又は請求項4に記載の電動作業機であって、
前記少なくとも1つの特定電気配線は、前記第1制御回路から前記駆動部へ制御信号を出力するための制御用配線を備え、
前記駆動部は、前記第1制御回路から前記制御用配線を介して入力される前記制御信号に従って前記モータを駆動するように構成されている、
電動作業機。 - 請求項3~請求項5の何れか1項に記載の電動作業機であって、
さらに、前記第1制御回路を動作させるための電源電力を生成するように構成された電源部を備え、
前記少なくとも1つの特定電気配線は、前記電源部により生成された前記電源電力を前記第1制御回路へ供給するための電源用配線を備え、
前記第1制御回路は、前記電源部から前記電源用配線を介して入力される前記電源電力によって動作して前記駆動部を制御するように構成されている、
電動作業機。 - 請求項1~請求項6の何れか1項に記載の電動作業機であって、
さらに、前記モータの回転位置を示す回転位置情報を出力するように構成された位置情報出力部を備え、
前記第1制御回路は、前記位置情報出力部から出力される前記回転位置情報に基づいて前記駆動部を制御することにより前記モータを前記設定回転方向へ回転させるように構成されており、
前記第2制御回路は、前記位置情報出力部から出力される前記回転位置情報に基づいて前記モータの回転方向を検出するように構成されている、
電動作業機。 - 請求項7に記載の電動作業機であって、
前記第1制御回路を含む第1コントローラと、
前記第2制御回路を含む第2コントローラと、
を備え、
前記位置情報出力部から出力される前記回転位置情報は前記第2コントローラに入力され、
前記第2コントローラは、前記位置情報出力部から入力された前記回転位置情報を前記第1コントローラへ出力するよう構成されており、
前記第1制御回路は、前記第2コントローラから入力される前記回転位置情報に基づいて前記駆動部を制御し、前記第2コントローラからの前記回転位置情報の入力が停止されることに応じて、前記駆動部による前記モータの駆動を停止させるよう構成されており、
前記異常対応処理は、前記第2コントローラから前記第1コントローラへの前記回転位置情報の出力を停止する処理を備える、
電動作業機。 - 請求項1~請求項8の何れか1項に記載の電動作業機であって、
さらに、前記モータの回転方向を第1の方向及び第2の方向の何れかに設定するために操作されるように構成された方向切替操作部を備え、
前記設定回転方向は、前記方向切替操作部により設定されている回転方向に対応する、
電動作業機。 - 請求項1~請求項9の何れか1項に記載の電動作業機であって、
さらに、前記モータを回転させるために前記電動作業機の操作者によって操作されるように構成された指示操作部を備え、
前記第1制御回路及び前記第2制御回路は、前記指示操作部が操作されると作動するように構成されている、
電動作業機。
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