用于电动工具的电机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用电机提供动力的电动工具，特别是在其中使用控制电路对电机运转进行控制的电动工具。
【背景技术】
[0002]电机作为一种非常普遍的动力驱动方式被广泛地用于各种不同的电动工具中，从而替代人力进行各类劳动工作。由于电动工具通常是需要被移动到不同的地方进行作业的，所以电池常常作为主要的电量来源供给电量给电动工具中的电机。然而，传统的电动工具对电机采取的控制方式比较简单，往往仅是按照预定的功率输出要求驱动电机。这样的控制方式没有考虑到电动工具在实际工作中有负载或者无负载的不同情况，而是固定地采取单一功率输出模式，从而在没有负载的时候也进行了不必要的电机功率输出，造成了电池电量的浪费，缩短了每次充电之后电动工具的有效使用时间。
[0003]另一方面，传统的电动工具通常没有采取对电机的保护措施，特别是当用户误触碰暴露在电动工具外部的各种开关按钮的时候，容易发生不经意的误操纵，从而导致电机被意外地启动或者关机。这种频繁的误操作不仅仅容易导致电机由于频繁开关而产生消耗有限的电力来源例如电池中的电量，并且由于电机启动或者关停时产生的巨大瞬间电流，容易烧毁电机的控制电路以及电机内部的线圈绕线组，从而造成设备的寿命缩短及维修成本增加。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的实施例提供了一种用于电动工具的电机控制系统，其不但采取了额外的保护设计防止用户的误操作导致电机意外地启动或关停，而且该电机控制系统能够根据实际负载情况控制电机产生动态地不同功率输出，从而节省了用于驱动电机的电能。
[0005]具体而言，本发明公开了一种用于电动工具的电机控制系统，包括电机、连接到该电机的控制电路模组、连接到控制电路模组并为所述电机控制系统提供电源的电能装置、以及连接到控制电路模组的电机检测装置。该电机检测装置用于检测所述电机的负载参数。
[0006]优选地，所述电机为无刷直流电机。
[0007]优选地，所述电机控制系统还包括连接到控制电路模组的通讯模组，该通讯模组适于与外界设备进行通讯。
[0008]优选地，所述电能装置为锂电池。
[0009]优选地，所述电机控制系统还包括用户显示装置，该用户显示装置包括连接到所述控制电路模组的多个LED发光二极管。
[0010]在本发明的另一方面，还公开了一种用于电动工具的电机控制系统，包括电机、连接到该电机的控制电路模组，连接到控制电路模组并为所述电机控制系统提供电源的电能装置、连接到控制电路模组的锁定开关；以及连接到控制电路模组的主开关。
[0011]优选地，所述电机为无刷直流电机。
[0012]优选地，所述主开关包括多个互相并联的子开关。
[0013]优选地，所述电机控制系统还包括连接到控制电路模组的通讯模组，该通讯模组适于与外界设备进行通讯。
[0014]优选地，所述电能装置为锂电池。
[0015]优选地，所述电机控制系统还包括用户显示装置，该用户显示装置包括连接到所述控制电路模组的多个LED发光二极管。
[0016]本发明还公开了一种电机控制方法，包括以下步骤:闭合连接到控制电路模组的锁定开关；在闭合所述锁定开关的第一预定时间之后，闭合主开关；连接到所述控制电路模组的电机在第二预定时间内软启动；以及所述电机进入预定工作模式。
[0017]优选地，上述的主开关包括多个互相并联的子开关；所述闭合主开关的步骤还包括闭合所述多个子开关中的任何一个以实现所述主开关的闭合。
[0018]本发明还公开了一种电机控制方法，包括以下步骤:使得电机工作于省电模式；监测电机的工作电流；当该工作电流超过预定电流上限的时候，使得电机进入全速工作状态；其中该电机在全速工作状态下转速及效率分别大于该电机在省电模式下的转速及效率。
[0019]本发明还公开了一种电机控制方法，包括以下步骤:使得电机工作于全速工作状态；监测电机的工作电流；当该工作电流低于预定电流下限的时候，使得电机进入省电模式；其中该电机在全速工作状态下转速及效率分别大于该电机在省电模式下的转速及效率。
【附图说明】
[0020]参照本说明书的余下部分和附图可以对本发明的性能和优点作进一步的理解；这些附图中同一个组件的标号相同。在某些情况下，子标记被放在某个标号与连字符后面以表示许多相似组件的其中一个。当提到某个标号但没有特别写明某一个已有的子标记时，就是指所有这些类似的组件。
[0021]图1公开了根据本发明的一个实施例的电机控制系统的电路结构图；
[0022]图2公开了根据本发明的一个实施例的电机控制系统启动电机的流程图；
[0023]图3公开了根据本发明的一个实施例的电机控制系统关闭电机的流程图；以及
[0024]图4公开了根据本发明的一个实施例的电机控制系统改变电机工作模式的流程图。
【具体实施方式】
[0025]本发明的实施例将对用于电动工具的电机控制系统的结构和方法进行具体的描述。从以下的叙述可以轻易得知本发明的各个实施例所提供的其它不同的好处和优点。
[0026]现在参见图1，本发明的第一个实施例是用于剪草机的电机控制系统，包括电源20，连接到电源20的控制电路模组24、以及连接到控制电路模组24的电机28。这些部件优选地布置于电动工具的壳体内部，从而避免外界环境影响而得到保护。电机28可选地为无刷直流电机。控制电路模组24可选地包括微控制器，与之相连的存储器等(未示出)。另一方面，该电机控制系统还包括物理位置上相隔距离较远，但是仍然与控制电路模组24电连接的一系列用户输入/输出设备。该用户输入/输出设备包括主开关30、锁定开关29、以及用户显示装置32。主开关进一步包括多个互相并联的子开关。用户显示装置32进一步包括(此处未示出)多个LED发光二极管、以及显示开关。
[0027]在图1所示的电机控制系统中，电源20优选地为可再充电电池，特别是36V的锂电池。该电池既可以固定地安装在电动工具上，也可以可移除地安装在电动工具上。在后者的情况下，该电池可以取出而放置于专用的充电器中充电，然后再放入电动工具中使用。或者，电动工具可以内置有充电装置，从而电池可以在置于电动工具中的情况下也得到充电。
[0028]另外，电机控制系统还包括连接到电机的电机检测装置(未示出)。电机检测装置连接到控制电路模组24以将电机运行时的实时参数例如转速、电流等反馈给控制电路模组24。这将在下面的工作流程部分具体描述。
[0029]可选地，电机控制系统包括钥匙系统22，以保证只有获得授权的用户(即具有钥匙的用户)能够操作该电动工具。或者，该钥匙系统22也可以保证只有有经验的、知道该电动工具操作方法的用户能够使用该电动工具，而不是任何人都能够使用。在没有插入有效的钥匙于钥匙系统22的情况下，电源20无法与电机控制系统中的其它元件电气联通，因此整个系统处于断电状态。
[0030]下面将介绍根据本发明的第一个实施例的用于电动工具的电机控制系统的工作方式。
[0031]首先参见图2，在启动剪草机进行工作的过程中，第一个步骤100是接通电源，即对电机控制系统进行加电。该步骤可选地是无需用户操作的，因为电池位于剪草机内部因此始终有电能提供给电机控制系统(虽然在停机期间电机并不会被供电)。接下来，步骤102中用户按住锁定开关29 (这里也称为开关K5)并保持一第一预定时间不放手。在优选实施例中该第一预定时间为0.1秒。如果控制电路模组24检测不到用户按下锁定开关29，或者用户保持按下锁定开关29的时间太短，那么电机启动过程不会继续，而是回到初始加电状态100。如果控制电路模组24检测到用户按住锁定开关29并保持上述第一预定时间不放手，则进行到下一步骤104。在步骤104中，控制电路模组24检测用户是否按下主开关30中的任何一个子开关。在图1中所示的子开关总共有4个，这里分别命名为K1、K2、K3、K4。如图1所示这四个子开关K1、K2、K3