一种电动冲击工具的控制方法与流程

1.本发明涉及一种电动工具的控制方法，特别是一种电动冲击工具的控制方法。


背景技术：

2.随着电动工具的广泛应用，不同种类的电动工具面对不同的应用工况会有不同的问题需要解决。电动冲击工具(例如电锤、电镐等)主要用来混泥土、楼板、砖墙和石板上钻孔，或者是混凝土建筑体的拆除，很容易受到环境温度以及大负载工况的影响。当环境温度太低时，电动冲击工具的内部用于润滑的油脂会被冻住以及低温环境下电池包的放电能力大大降低，电机的阻力增大，开机时的启动电流增大，使得控制器进入过流保护或者低压保护，导致启动失败。由于这类电动工具工作环境多是钢筋混泥土，使用时会存在锤头卡在水泥块中启动，这种大负载工况下启动，启动电流也会很大，导致控制器进入过流保护或者低压保护，进而启动失败。目前市场上的电动冲击工具，针对这些问题，基本都只是使用多级过流保护来做处理或者使用热敏电阻来检测温度，但未能解决频繁启动失败的问题。
3.另外，当环境温度过高或者电动冲击工具长时间大电流工作时，电池包或者控制电机的功率元件容易过热超温，从而发生过温保护。目前市场上常使用的办法是通过热敏电阻检测电池包或者功率元件的温度，检测温度高于设定阈值，进入过温保护，然而温度稍微降低，则可以再次启动。当反复这种操作时，温度不断累加，急剧上升，电池包或者功率元件会随着温度的上升，耐电流值急剧下降，从而造成元器件的损坏或者失效，电池包还有可能有起火的风险。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提出了一种电动冲击工具的控制方法，具体如下：
5.一种电动冲击工具的控制方法，包括：读取异常事件标志位，根据异常事件标志位判断异常事件发生信息，基于异常事件发生信息设置电动冲击工具的工作参数。
6.进一步地，判断异常事件发生信息包括：判断异常事件标志位的赋值；当异常事件标志位为第一数值时，设置工作参数为第一工作状态，当异常事件标志位为第二数值时，设置工作参数为第二工作状态。
7.进一步地，当异常事件标志位未赋值，且电动冲击工具工作时出现异常事件，则赋值异常事件标志位为第一数值。
8.进一步地，当异常事件标志位为第一数值时，且电动冲击工具工作时出现异常事件，则赋值异常事件标志位为第二数值。
9.进一步地，当异常事件标志位为第一数值，且电动冲击工具工作时未出现异常事件时，将异常事件标志位的数值清除。
10.进一步地，当异常事件标志位未被赋值时，设置电动冲击工具的工作参数为第三工作状态。
11.在另一个实施方式中，异常事件为启动失败，设置电动冲击工具的工作参数为设
置工作转速。
12.进一步地，判断异常事件发生信息包括：判断异常事件标志位的赋值；当异常事件标志位为第一数值时，设置电动冲击工具的工作转速为第一转速，当异常事件标志位为第二数值时，设置电动冲击工具的工作转速为第二转速，且第一转速大于第二转速。
13.进一步地，当异常事件标志位未赋值，且电动冲击工具启动失败，则赋值异常事件标志位为1；当异常事件标志位为1时，且电动冲击工具启动失败，则赋值异常事件标志位为2。
14.进一步地，当异常事件标志位为1时，且电动冲击工具启动成功，将异常事件标志位的数值清除。
15.进一步地，当异常事件标志位为1时，且电动冲击工具至少连续两次启动成功，将异常事件标志位的数值清除。
16.进一步地，当异常事件标志位为2时，启动电动冲击工具工作时，将异常事件标志位的数值清除。
17.进一步地，当异常事件标志位未被赋值时，设置电动冲击电动工具的工作转速为第三转速，且第三转速大于所述第一转速。
18.进一步地，当电动冲击工具启动后在运行的第一预设时间内检测电动冲击工具是否启动失败。
19.进一步地，检测电动冲击工具在第二预设时间内电压变化差，当电压变化差值不小于电压差值阈值，判断电动冲击工具启动失败。
20.在另一个实施方式中，异常事件为过温保护，设置电动冲击工具的工作参数为设置过温保护阈值。
21.进一步地，判断异常事件发生信息包括：判断异常事件标志位的赋值；当异常事件标志位为第一数值时，设置电动冲击工具的过温恢复阈值为第一温度阈值，当异常事件标志位为第二数值时，设置电动冲击工具的过温恢复阈值为第二温度阈值，且第一温度阈值大于第二温度阈值。
22.进一步地，当异常事件标志位未被赋值时，设置电动冲击电动工具的过温恢复阈值为第三温度阈值，且第三温度阈值大于第一温度阈值。
23.进一步地，当异常事件标志位未赋值，且电动冲击工具启动后出现过温保护，则赋值异常事件标志位为1；当异常事件标志位为1时，且电动冲击工具启动后出现过温保护，则赋值异常事件标志位为2。
24.进一步地，当异常事件标志位为1或者2时，且电动冲击工具启动后运行第三预设时间温度小于过温保护阈值，将异常事件标志位的数值清除。
25.进一步地，电动冲击工具具有电机以及驱动电机的功率开关元件，过温保护为功率开关元件的过温保护。
26.在另一个实施方式中，电动冲击工具具有电机以及为电机提供电能的电源模块，过温保护为电源模块的过温保护。
27.在另一个实施方式中，电动冲击工具包括：电源模块，用于提供电能；控制单元，用于控制电动冲击工具工作；电机，连接电源模块；三相逆变控制模块，基于控制单元的信号控制电机运行；电压检测模块，用于检测电源模块的电压，并输出电压信号至控制单元，电
流检测模块，用于检测电机的工作电流，并输出电流信号至控制单元，控制单元基于电压信号或者电流信号中的一个或者多个判断是否存在异常事件发生。
28.在另一个实施方式中，电动冲击工具包括：电源模块，用于提供电能；控制单元，用于控制电动冲击工具工作；电机，连接电源模块；三相逆变控制模块，基于控制单元的信号控制电机运行；温度检测模块，用于检测三相逆变控制模块的温度，并输出温度信号至控制单元，控制单元基于温度信号判断是否存在异常事件发生。
29.在另一个实施方式中，电动冲击工具包括：电源模块，用于提供电能；控制单元，用于控制电动冲击工具工作；电机，连接电源模块；三相逆变控制模块，基于控制单元的信号控制电机运行；温度检测模块，用于检测电源模块的温度，并输出温度信号至控制单元，控制单元基于温度信号判断是否存在异常事件发生。
30.本发明通过对电动冲击工具在使用过程中的异常事件标记，调整电动工具的工作参数，有效的解决电动冲击工具频繁启动失败的问题。进一步地，若电动冲击工具使用中的异常事件为启动失败，则调整电动冲击工具的工作转速，避免由于低温启动或者是堵转带来的频繁启动失败的问题。另外，本发明也根据电动冲击工具使用过程中的过温保护发生情况调整过温恢复阈值，避免电池包或者控制电机的功率元件的温度叠加上升，从而损坏或者失效。
附图说明
31.下面结合附图对本发明作进一步描写和阐述。
32.图1是本发明一种实施方式的流程示意图。
33.图2是本发明另一种实施方式的流程示意图。
34.图3是本发明另一种实施方式的流程示意图。
35.图4是本发明另一种实施方式的电路模块示意图。
36.附图标记：
37.10、电动冲击工具；11、电源模块；12、控制单元；13、三相逆变控制模块；14、电机；15、电流检测模块；16、电压检测模块；17、温度检测模块；18、位置检测模块。
具体实施方式
38.下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
39.如图1所示，一种实施方式中电动冲击工具10的控制方法，包括：读取异常事件标志位，根据异常事件标志位判断异常事件发生信息，基于异常事件发生信息设置电动冲击工具10的工作参数。通过对电动冲击工具10在使用过程中的异常事件标记，调整电动冲击工具10的工作参数，有效的解决电动冲击工具10频繁启动失败的问题，或者是避免电池包或者控制电机的功率元件的温度叠加上升，从而损坏或者失效。
40.进一步地，在本实施方式中判断异常事件发生信息包括：判断异常事件标志位的赋值；当异常事件标志位为第一数值时，设置工作参数为第一工作状态；当异常事件标志位为第二数值时，设置工作参数为第二工作状态；当异常事件标志位未被赋值时，设置电动冲击电动工具的工作参数为第三工作状态。
41.进一步地，在本实施方式中当异常事件标志位未赋值，且电动冲击工具10工作时出现异常事件，则赋值异常事件标志位为第一数值；当异常事件标志位为第一数值时，且电动冲击工具工作时出现异常事件，则赋值异常事件标志位为第二数值；当异常事件标志位为第一数值，且电动冲击工具工作时未出现异常事件时，将异常事件标志位的数值清除。上述实施方式中异常事件标志位用来记录异常事件发生频率或者次数，可以存储在微型控制单元(mcu)的flash存储空间内，可以是存储在现有技术已知的其他模块中，或者是除微型控制单元外的其他器件中，在此不限制。赋值则是以对应的数值写入异常事件标志位中，数值的形式不限，可以是二进制数值，也可以是十进制数值，或者是现有技术中其他已知的数值形式，在此不做限制。
42.如图1所示的电动冲击工具10控制方法，在电动冲击工具10每次启动的时候会读取异常事件标志位信息，并判断异常事件标志位赋值，基于异常事件标志位的赋值设置电动冲击工具10的工作状态，有效的解决电动冲击工具10频繁启动失败的问题，或者是避免电池包或者控制电机的功率元件的温度叠加上升，从而损坏或者失效。在其他可选的实施方式中，也可以在电动冲击工具10每次停机的时候，读取异常事件标志位信息，并判断异常事件标志位赋值，基于异常事件标志位的赋值设置电动冲击工具10的工作状态，在电动冲击工具10下一次启动的时候就直接以设定的工作状态进行工作，由于电动冲击工具10在每次停机时异常事件标志位信息已经更新，此时基于异常事件标志位的赋值设置电动冲击工具10的工作状态，也可以有效的解决电动冲击工具10频繁启动失败的问题，或者是避免电池包或者控制电机的功率元件的温度叠加上升，从而损坏或者失效。
43.如图2所示，在另一个实施方式中，异常事件为启动失败，设置电动冲击工具10的工作参数为设置工作转速。其中启动失败可以是在一个预设时间段内电动冲击工具10的电压值下降超过设定阈值，也可以是电动冲击工具10进入过流保护或者低压保护中的任意一个。电动冲击工具10内部一般都有润滑油脂，在低温环境下工作的时候，内部润滑油脂被冻住，增大了工具内部传动件运动需要克服的摩擦阻力，同时由于低温环境电池包放电能力大大降低，很容易出现大电流启动立即进入低压保护的情况，在其他非低温的环境中，由于电动冲击工具一般是用来混泥土、楼板、砖墙和石板上钻孔，或者是混凝土建筑体的拆除，很容易卡在水泥或者建筑体中，电动冲击工具10也就进入过流保护，或者是在一个预设的时间段内电压急剧下降，当然这个预设的时间段是一个相较而言比较短的时间，上述情况，用户的体验都是电动工具启动后短时间内就停止工作，也就是启动失败。针对上述情况但是不限于上述情况导致的电动工具进入过流保护或者低压保护或者预设的时间段内电压急剧下降，对电动冲击工具10的状态不进行调整，用户再次启动还是会启动失败，也就会出现频繁启动时失败的情况。为了避免电动冲击工具频繁启动失败，本实施方式中基于启动失败出现的次数或者频率，对电动冲击工具的转速进行调整，避免多次出现上述情况导致的启动失败。
44.在本实施方式中，进一步地判断异常事件发生信息包括：判断异常事件标志位的赋值；当异常事件标志位为第一数值时，设置电动冲击工具10的工作转速为第一转速，当异常事件标志位为第二数值时，设置电动冲击工具10的工作转速为第二转速，且第一转速大于第二转速。当异常事件标志位未被赋值时，设置电动冲击电动工具10的工作转速为第三转速，且第三转速大于第一转速。
45.在本实施方式中，进一步地当异常事件标志位未赋值，且冲击电动工具10启动失败，则赋值异常事件标志位为1；当异常事件标志位为1时，且冲击电动工具10启动失败，则赋值异常事件标志位为2。
46.具体的，当异常事件标志位未赋值，也就是上一次电动冲击工具10启动使用过程中未出现启动失败的情况，设置电动冲击工具10的工作转速为100％，也就是正常启动；当异常事件标志位为1，也就是上一次电动冲击工具10启动使用过程中出现启动失败，设置电动冲击工具10的工作转速为70％，降低启动转速，如果是因为低温导致的启动失败，降低转速启动可以对工具内部或者电池包进行预热，如果是堵转导致的启动失败，降低转速可以增大工具的输出扭力，从而解决堵转的问题；当异常事件标志位为2，也就是之前两次电动冲击工具10启动使用过程中均出现启动失败的情况，设置电动冲击工具10的工作转速为50％，也就是进一步降低转速对工具内部进行预热或者是进一步增大输出扭矩，从而解决启动失败的问题。本实施方式中，调整电动冲击工具10的工作转速是通过调整电机的工作电压，一种可实现的方式是调节电动冲击工具10的电机工作电压的占空比，也就是当设置电动冲击工具10的工作转速为100％，设置电机工作电压为占空比100％的方波，当设置电动冲击工具10的工作转速为70％，设置电机工作电压为占空比70％的方波，当设置电动冲击工具10的工作转速为50％，设置电机工作电压为占空比50％的方波。在其他可选的实施方式中，调整电机的工作电压也可以是通过降压元件，或者是现有技术中已知的其他的可实现方式，在此不一一赘述。
47.在一个优选的实施方式中，当异常事件标志位为1时，且冲击电动工具10启动成功，将异常事件标志位的数值清除。不管是低温环境导致的启动失败还是堵转导致的启动失败，当电动冲击工具10转速降低后启动成功，在下一次启动时，就可以控制电动冲击工具10正常工作。
48.当然，在另一个优选的实施方式中，也可以当异常事件标志位为1时，且电动冲击工具至少连续两次启动成功，将异常事件标志位的数值清除。当时低温环境引起的启动失败，在这种控制方法下操作，能将电动冲击工具10有效的预热到正常工作温度范围内，如果是堵转引起的启动失败，则能有效的避免电动冲击工具10解除堵转不彻底。
49.在另一个优选的实施方式中，当异常事件标志位为2时，启动电动冲击工具工作时，将异常事件标志位的数值清除。电动冲击工具10的转速已经调低到一定程度，还无法解决，无需再进一步调低转速或者低速运行。
50.在另一个优选的实施方式中，当电动冲击工具10启动后在运行的第一预设时间内检测电动冲击工具是否启动失败。具体也就是，当电动工具启动后，仅在3.5s内检测电动冲击工具10是否存在启动失败的情况，也就是超过时间后，即使电动冲击工具10进入过流保护或者低压保护也不作为异常事件更新异常事件标志位。在本实施方式中，具体第一预设时间为多长取决于电池包的放电能力及电机的工作参数，也就是当电动冲击工具正常连续工作一定时间后认为进入低压保护是正常情况，因此，在此对第一预设时间不做具体限定。
51.在另外一个优选的实施方式中，检测电动冲击工具10在第二设定时间内电压变化差，当电压变化差值不小于电压差值阈值，判断电动冲击工具10启动失败。具体的，在电动冲击工具10工作过程中循环检测电机工作电压，并计算在30ms内电机工作电压的变化差值，一旦变化差值大于10v，则认为电动冲击工具10启动失败。在其他可选的实施方式中，第
二预设时间具体设定值及电压差的阈值如何设置取决于电池包的放电能力及电机的工作参数，在此不做限定。
52.如图3所示，在另一个实施方式中，异常事件为过温保护，设置电动冲击工具10的工作参数为设置过温保护阈值。从而避免电动冲击工具10中，电池包和电机控制功率元件等容易发热的部分由于运行温度过高而失效或者损坏。
53.在本实施方式中，进一步地判断异常事件发生信息包括：判断异常事件标志位的赋值；当异常事件标志位为第一数值时，设置电动冲击工具10的过温恢复阈值为第一温度阈值，当异常事件标志位为第二数值时，设置电动冲击工具10的过温恢复阈值为第二温度阈值，且第一温度阈值大于第二温度阈值。
54.在本实施方式中，进一步地当异常事件标志位未被赋值时，设置电动冲击工具10的过温恢复阈值为第三温度阈值，且第三温度阈值大于第一温度阈值。
55.在本实施方式中，进一步地当异常事件标志位未赋值，且冲击电动工具启动后出现过温保护，则赋值异常事件标志位为1；当异常事件标志位为1时，且冲击电动工具启动后出现过温保护，则赋值异常事件标志位为2。
56.具体的，电动冲击工具10的过温保护设置为100摄氏度，也就是电动冲击工具10的工作温度达到100摄氏度则进入过温保护，当电动冲击工具10停止工作一段时间后，温度下降，再次启动还是可以正常工作。当异常事件标志位未被赋值时，也就是电动冲击工具10在上一次启动使用过程中未进入过温保护，设置电动冲击工具10的过温恢复阈值为90摄氏度；当异常事件标志位为1时，也就是电动冲击工具10在上一次启动使用过程中有进入过温保护，设置电动冲击工具10的过温恢复阈值为80摄氏度；当异常事件标志位为2时，也就是电动冲击工具10在前面两次使用过程中都进入了过温保护，设置电动冲击工具10的过温恢复阈值为65。这样可以避免温度叠加而急剧上升或者是长时间高温工作，容易造成电池包或者功率元件的损坏或者失效。具体的过温恢复阈值上述数值只是例举了一种做说明，但是实际第一温度阈值、第二温度阈值和第三温度阈值的设置并不限于上述具体数值，可以根据实际操作需求设置。如图3所述，在电动冲击工具10启动后，读取异常事件标志位信息，并判断异常事件标志位赋值，基于赋值设定过温恢复阈值。在其他可选的实施方式中，电动冲击工具10也可以在停机的时候，读取异常事件标志位信息，并判断异常事件标志位赋值，基于赋值设定过温恢复阈值，在电动冲击工具10下一次启动时，按照设定的过温恢复阈值进行工作。
57.在另一个实施方式中，当异常事件标志位为1或者2时，且冲击电动工具启动后运行第三预设时间温度小于过温保护阈值，将异常事件标志位的数值清除。本实施方式中第三预设时间是一个相对较长的连续工作时间，例如可以设置为电动冲击工具10运行2分钟温度小于过温保护阈值，也就是未进入过温保护，将异常事件标志位的数值清除。实际第三预设时间的设置并不限定为上述具体数值，可根据工具的实际工作参数来设定。
58.进一步地，电动冲击工具10具有电机以及驱动电机的功率开关元件，过温保护为功率开关元件的过温保护。
59.在另一个实施方式中，电动冲击工具10具有电机以及为电机提供电能的电源模块，过温保护为电源模块的过温保护。
60.如图4所示，在一个实施方式中，电动冲击工具10，包括：电源模块11，用于提供电
能；控制单元12，用于控制电动冲击工具10工作；电机14，连接电源模块11；三相逆变控制模块13，基于控制单元的信号控制电机14运行；电压检测模块16，用于检测电源模块11的电压，并输出电压信号至控制单元12，电流检测模块15，用于检测电机14的工作电流，并输出电流信号至控制单元12，控制单元12基于电压信号或者电流信号中的一个或者多个判断是否存在异常事件发生。
61.在另一个实施方式中，电动冲击工具10，包括：电源模块11，用于提供电能；控制单元12，用于控制电动冲击工具10工作；电机14，连接电源模块11；三相逆变控制模块13，基于控制单元12的信号控制电机14运行；温度检测模块17，用于检测三相逆变控制模块13的温度，并输出温度信号至控制单元12，控制单元12基于温度信号判断是否存在异常事件发生。
62.在另一个实施方式中，电动冲击工具10，包括：电源模块11，用于提供电能；控制单元12，用于控制电动冲击工具10工作；电机14，连接电源模块11；三相逆变控制模块13，基于控制单元12的信号控制电机14运行；温度检测模块17，用于检测电源模块11的温度，并输出温度信号至控制单元12，控制单元12基于温度信号判断是否存在异常事件发生。
63.在上述实施方式中，电机14为无刷电机，在其他可选的实施方式中，电机14也可以是有刷电机，也就是不需要三相逆变控制模块控制工作，同样电机14可以是直流电机也可以是交流电机，在此对电机14的类型并不限定。电源模块11为电池包，在其他可选的实施方式中，也可以是现有技术中已知的其他供电方式，在此不做限制。三相逆变控制模块主要是开关功率元件，例如mosfet，igbt等，也可以是现有技术中已知的其他开关功率元件，在此不做限定。
64.上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。