电动工具启动控制方法及装置与流程

本发明涉及电动工具技术领域，特别是涉及一种电动工具启动控制方法及装置。

背景技术：

随着电子技术的发展，电动工具得到了越来越广泛的应用，电动工具主要分为金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具。

在电动工具(例如电吹风)启动之前通常采用保险丝来对电动工具的异常进行检测。然而这种传统的检测方式由于加入了保险丝，不仅占用了电动工具内的空间，成本较高，而且保险丝一旦熔断则无法自行恢复，从而使得保险丝无法在电动工具以后上电后使用。

技术实现要素：

基于此，有必要针对如何克服传统电动工具内保险丝熔断后在电动工具以后上电后无法继续使用的问题，提供一种电动工具启动控制方法及装置。

一种电动工具启动控制方法，包括：

在电动工具上电后，向电动工具内电机的驱动电路输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后所述电机输出的电信号来检测所述电机是否存在异常；

判断所述电机没有出现异常时，向所述驱动电路输入启动信号，以控制所述电动工具正常启动。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机短路；所述电信号为电流；

并且，向电动工具内电机的驱动电路输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后所述电机输出的电信号来检测所述电机是否存在异常的步骤包括：

向所述驱动电路输入第一检测信号，并获取所述电机响应所述第一检测信号输出的第一电信号；

判断所述第一电信号是否小于第一阈值，若是，则判定所述电机没有发生短路，否则，判定所述电机发生了短路。

在其中一个实施例中，利用与所述电机的输出端电性连接的电流传感器获取所述电机响应所述第一检测信号输出的第一电信号。

在其中一个实施例中，利用与所述电机的输出端电性连接的采样电阻获取所述电机响应所述第一检测信号输出的第一电信号。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机堵转；所述电信号为电流；

并且，向电动工具内电机的驱动电路输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后所述电机输出的电信号来检测所述电机是否存在异常的步骤包括：

向所述驱动电路输入第二检测信号，并获取所述电机响应所述第二检测信号输出的第二电信号；

判断所述第二电信号是否小于第二阈值，若是，则判定所述电机没有发生堵转，否则，判定所述电机发生了堵转。

在其中一个实施例中，利用与所述电机的输出端电性连接的电流传感器获取所述电机响应所述第二检测信号输出的第二电信号。

在其中一个实施例中，利用与所述电机的输出端电性连接的采样电阻获取所述电机响应所述第二检测信号输出的第二电信号。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机短路、电机堵转；所述电信号为电流；

并且，向电动工具内电机的驱动电路输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后检测所述电机是否存在异常的步骤包括：

向所述驱动电路输入第一检测信号，并获取所述电机响应所述第一检测信号输出的第一电信号；

判断所述第一电信号是否小于第一阈值，若是，则判定所述电机没有发生短路；否则，判定所述电机发生了短路；

向所述驱动电路输入第二检测信号，并获取所述电机响应所述第二检测信号输出的第二电信号；

判断所述第二电信号是否小于第二阈值，若是，则判定所述电机没有发生堵转，否则，判定所述电机发生了堵转。

一种电动工具启动控制装置，包括：

异常检测模块，用于在电动工具上电后，向电动工具内电机的驱动电路输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后所述电机输出的电信号来检测所述电机是否存在异常；

启动控制模块，用于在判断所述电机没有出现异常时，向所述驱动电路输入启动信号，以控制所述电动工具正常启动。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机短路；所述电信号为电流；

并且，所述异常检测模块包括：

第一检测信号输入单元，用于向所述驱动电路输入第一检测信号，并获取所述电机响应所述第一检测信号输出的第一电信号；

短路判断单元，用于判断所述第一电信号是否小于第一阈值，若是，则判定所述电机没有发生短路，否则，判定所述电机发生了短路。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机堵转；所述电信号为电流；

并且，所述异常检测模块包括：

第二检测信号输入单元，用于向所述驱动电路输入第二检测信号，并获取所述电机响应所述第二检测信号输出的第二电信号；

短路判断单元，用于判断所述第二电信号是否小于第二阈值，若是，则判定所述电机没有发生堵转，否则，判定所述电机发生了堵转。

上述电动工具启动控制方法及装置具有的有益效果为：在电动工具上电后，向电动工具内电机的驱动电路输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后所述电机输出的电信号来检测所述电机是否存在异常，之后在判断所述电机没有出现有异常时，向所述驱动电路输入所述启动信号以控制所述电动工具正常启动。因此，上述电动工具启动控制方法及装置没有额外采用保险丝，而是直接通过输入检测信号并检测相应电信号的方式来检测电机是否具有异常，这种检测方式在电动工具每次上电后都能正常使用，从而克服了保险丝熔断后在电动工具以后上电后无法继续使用的缺陷，而且还节约了电动工具内的占用空间，减少了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施例提供的电动工具启动控制方法的流程图；

图2为图1所示实施例的电动工具启动控制方法涉及的组成结构框图；

图3为图1所示实施例的电动工具启动控制方法中步骤s100的其中一种具体实施方式流程图；

图4为图1所示实施例的电动工具启动控制方法中步骤s100的另一种具体实施方式流程图；

图5为图1所示实施例的电动工具启动控制方法的其中一种检测信号的变化趋势图；

图6为另一实施例提供的电动工具启动控制装置的组成结构框图；

图7为图6所示实施例的电动工具启动控制装置中异常检测模块的其中一种具体组成框图；

图8为图6所示实施例的电动工具启动控制装置中异常检测模块的另一种具体组成框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施例提供了一种电动工具启动控制方法，可以直接由电动工具内的电路来实现，请参考图2，所述电动工具启动控制方法涉及到的电路元件包括依次电连接的控制单元100、驱动电路200及电机300，并且控制单元100还与电机300的输出端连接。

其中，控制单元100可以为mcu(microcontrollerunit，微控制单元)等能够处理指令的芯片。驱动电路200用于在控制器100的控制下向电机300提供驱动电流。驱动电路200可以由mos管、三极管等功率器件构成，例如驱动电路200可以为三相全/半桥逆变电路。

本发明实施例提供的电动工具启动控制方法可以由控制单元100来执行，请参考图1，包括以下内容。

步骤s100.在电动工具上电后，向电动工具内电机300的驱动电路200输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后电机300输出的电信号检测电机300是否存在异常。具体地，所述检测信号的电压有效值小于启动信号的电压有效值，且所述启动信号为所述电动工具正常启动时驱动电路200所需的输入信号。

该步骤中，向电动工具内的驱动电路200输入检测信号，例如向驱动电路200内的mos管的栅极输入检测信号。异常例如为电机短路或电机堵转等。检测信号与启动信号的信号类型相同。并且，由于所述检测信号的电压有效值小于所述启动信号的电压有效值，因此所述检测信号的能量小于所述启动信号的能量。若控制单元100输出的信号为pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)信号，那么所述检测信号的占空比则小于所述启动信号的占空比。电信号例如为电流。

本发明实施例中，电机300出现异常时，电机300输出的电信号则会相应出现异常，因此通过检测在向驱动电路200输入检测信号后电机300输出的电信号即可反映出电机300是否发生异常。

步骤s200.判断电机300没有出现有异常时，向驱动电路200输入所述启动信号，以控制所述电动工具正常启动。

当步骤s100执行完毕，并判断电机300处于正常状态时，则无需改变电路，而只需控制单元100逐渐提升输出信号的电压有效值(例如增大pwm信号的占空比)，并直至增大至启动信号，之后电动工具即可正常启动运行。由此可以看出，本发明实施例提供的电动工具启动控制方法在控制电动工具启动阶段，即可完成电机300异常的检测及正常启动过程。

另外，若步骤s100执行完毕后，且判断电机300出现了异常时，这时停机，以解决电机300出现的异常，并直至异常解决后再次从步骤s100开始执行。

综上所述，本发明实施例提供的电动工具启动控制方法，没有额外采用保险丝，而是直接通过输入检测信号并检测相应电信号的方式来检测电机是否异常，这种检测方式在电动工具以后每次上电后都能正常使用，从而克服了保险丝熔断后在电动工具以后上电后无法继续使用的缺陷，而且还节约了电动工具内的占用空间，减少了成本。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机短路。所述电信号为电流。电机短路的可能原因如：人为因素、外在因素(如：进入灰尘、电机卡死等)等致使主回路电流大，且很可能电机本身并没有发生异常。

并且，步骤s100的具体实施方式包括以下关于短路检测过程的内容，请参考图3。

步骤s111.向驱动电路200输入第一检测信号，并获取电机300响应所述第一检测信号输出的第一电信号。具体地，所述第一检测信号的电压有效值小于所述启动信号的电压有效值(例如：若控制单元100输出的信号为pwm信号，则第一检测信号的占空比小于启动信号的占空比)。

本发明实施例中，第一检测信号用于检测电机300是否出现短路。并且，第一检测信号至少应该使电机300短路状态下的电流与电机300非短路状态下的电流之间存在能够被控制单元100识别到的差异。

具体地，利用与电机300的输出端电性连接的电流传感器获取电机300根据所述第一检测信号输出的第一电信号；或者，利用与电机300的输出端电性连接的采样电阻获取电机300根据所述第一检测信号输出的第一电信号。

其中，如果采用上述第一种情况，则可以将电流传感器测量的值作为第一电信号；如果采用上述第二种情况，则将采样电阻的电压除以采样电阻的电阻即可得到第一电信号。

进一步地，第一电信号可以为多次测量得到的平均值(即向驱动电路200在一个采样周期内多次输入第一检测信号，并检测各第一检测信号对应的第一电信号，最后求取所有第一电信号的平均值)，从而可以提高检测的精度。或者，第一电信号也可以为一次测量得到的值，即瞬时值。

步骤s112.判断所述第一电信号是否小于第一阈值，若是，则执行步骤s114；否则，则执行步骤s113。

其中，当第一电信号达到第一阈值时，代表电机300已经开始发生了短路。由于电机300短路状态下的电流会大于非短路状态时的电流，因此可以通过第一电信号与第一阈值之间的比较结果，来判断电机300是否发生短路。

步骤s113.判定电机300发生了短路。

进一步的，在判定电机300发生了短路之后，控制电动工具停机，以排除短路故障。

步骤s114.判定电机300没发生短路。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机堵转。所述电信号为电流。其中，电机堵转可能的原因例如为：转子与定子接触被卡死、被驱动设备卡死或设备负荷太大致使电机无法驱动等等。电机堵转后定子绕组将流过数倍于额定电流的电流，使得电机快速发热，甚至烧毁绕组。

并且，步骤s100的具体实施方式包括以下关于堵转检测过程的内容，请参考图4。

步骤s121.向驱动电路200输入第二检测信号，并且获取电机300响应所述第二检测信号输出的第二电信号。具体地，所述第二检测信号的电压有效值小于所述启动信号的电压有效值(例如：若控制单元100输出的信号为pwm信号，则第二检测信号的占空比小于启动信号的占空比)。

本发明实施例中，第二检测信号用于检测电机300是否出现堵转现象。并且，第二检测信号至少应该使电机300堵转状态下的电流与电机300非堵转状态下的电流之间存在能够被控制单元100识别到的差异。

具体地，所述第二检测信号的电压有效值还大于所述第一检测信号的电压有效值。若控制单元100输出的信号类型为pwm信号，那么所述第一检测信号的占空比小于所述第二检测信号的占空比，并且所述第二检测信号的占空比小于所述启动信号的占空比。

具体地，利用与电机300的输出端电性连接的电流传感器获取电机300根据所述第二检测信号输出的第二电信号；或者，利用与电机300的输出端电性连接的采样电阻获取电机300根据所述第二检测信号输出的第二电信号。

其中，如果采用上述第一种情况，则电流传感器测量的值直接可以作为第二电信号；如果采用上述第二种情况，则将采样电阻的电压除以采样电阻的电阻即可得到第二电信号。

进一步地，第二电信号可以为多次测量得到的平均值(即向驱动电路200在一个采样周期内多次输入第二检测信号，并检测各第二检测信号对应的第二电信号，最后求取所有第二电信号的平均值)，从而可以提高检测的精度。或者，第二电信号也可以为一次测量得到的值，即瞬时值。

步骤s122.判断所述第二电信号是否小于第二阈值，若是，则执行步骤s124；否则，则执行步骤s123。

其中，当第二电信号达到第二阈值时，代表电机300已经开始发生了堵转现象。由于电机300堵转状态下的电流会大于非堵转状态下的电流，因此可以通过第二电信号与第二阈值之间的比较结果，来判断电机300是否发生堵转。

步骤s123.判定电机300发生了堵转。

进一步的，在判定电机300发生了堵转之后，可以控制电动工具停机，以排除堵转故障。

步骤s124.判定电机300没有发生堵转。

需要说明的是，在其他的实施例中，所述电动工具启动控制方法还可以同时包括上述两个实施例提供的短路检测过程和堵转检测过程，具体地：在电动工具上电后，控制单元100首先向驱动电路200输入第一检测信号，从而进行短路检测(即依次执行图3所示的各步骤)，如果判断结果为电机300没有发生短路，控制单元100则升高输出信号的电压有效值，并直至达到第二检测信号，再依次按照图4所示的各步骤进行堵转检测，若判断结果为电机300没有发生堵转，则控制单元100继续升高输出信号的电压有效值，并直至达到启动信号，从而正常启动电动工具。另外，在检测过程中，只要发现电机300出现短路或堵转现象，则立即进行停机保护，从而避免发生器件、电机等被烧毁的现象，增强电动工具的使用可靠性。

接下来，以控制单元100输出的信号为pwm信号为例，图5示出了上述过程中pwm信号的变化过程：从t0时刻开始，控制单元100输出pwm1信号，且pwm1信号属于上述第一检测信号，这时可以开始进行短路检测。短路检测完毕后，如果电机300没有发生短路现象，那么从t1时刻开始，控制单元100输出占空比大于pwm1信号的pwm2信号，且pwm2信号属于上述第二检测信号，这时则可以开始进行堵转检测。堵转检测完毕且判断电机300没有发生堵转时，从t2时刻开始，控制单元100继续增大输出信号的占空比，并直至达到占空比大于pwm2信号的pwm3信号，pwm3信号则属于所述启动信号，之后电动工具即可正常启动。

由于电机发生短路时，合闸瞬间电流很大，开关瞬间跳闸或热元件熔断器等立即动作，故短路电流多数会造成破坏；而电机发生堵转时，通常是由于机械硬伤导致电机被卡住，时间长了电机会慢慢发热，可能会造成开关跳闸、热元件或熔断器动作等，但电机不会损坏。因此，短路工况与堵转工况相比，短路工况的危害程度更大，那么上述图5对应的具体实施方式首先进行短路检测，然后再进行堵转检测，能够首先排除掉破坏力较大的短路故障，从而进一步提高了电动工具的可靠性。

可以理解的是，步骤s100的具体实现方式不限于上述情况，例如若采用某种方式能够保证电机300不会发生短路时，步骤s100则可以仅采用图4所示的堵转检测过程；或者，若采用某种方式能够保证电机300不会发生堵转时，步骤s100则可以仅采用图3所示的短路检测过程。

需要说明的是，图1、图3及图4为本发明实施例的方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1、图3及图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图1、图3及图4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在另一个实施例中，提供了一种电动工具启动控制装置，请参考图6，包括以下内容。

异常检测模块400，用于在电动工具上电后，向电动工具内电机的驱动电路输入检测信号，以根据在响应所述检测信号后所述电机输出的电信号来检测所述电机是否存在异常。

启动控制模块500，用于在判断所述电机没有出现异常时，向所述驱动电路输入所述启动信号，以控制所述电动工具正常启动。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机短路。所述电信号为电流。异常检测模块400包括以下内容，请参考图7。

第一检测信号输入单元410，用于向所述驱动电路输入第一检测信号，并用于获取所述电机响应所述第一检测信号输出的第一电信号。

短路判断单元420，用于判断所述第一电信号是否小于第一阈值，若是，则判定所述电机没有发生短路，否则，判定所述电机发生了短路。

在其中一个实施例中，所述异常包括电机堵转。所述电信号为电流。异常检测模块400包括以下内容，请参考图8。

第二检测信号输入单元430，用于向所述驱动电路输入第二检测信号，并用于获取所述电机响应所述第二检测信号输出的第二电信号。

堵转判断单元440，用于判断所述第二电信号是否小于第二阈值，若是，则判定所述电机没有发生堵转，否则，判定所述电机发生了堵转。

需要说明的是，本发明实施例提供的电动工具启动控制装置与上一实施例提供的电动工具启动控制方法对应，这里就不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例提供的电动工具可为吹风机，高压清洗机，割草机等等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。