识别运行开关的开关位置使电动机投入运行的方法和装置

摘要

本发明涉及识别运行开关的开关位置使电动机投入运行的方法和装置，具体而言涉及一种用于识别运行开关(30)的开关位置以用于使电动机(50)投入运行的方法，其中所述电动机通过操控电路(40)与电压源(20)连接，并且运行开关布置在操控电路和电压源之间，该运行开关将电压源的供给电压(U)作为输入电压(UE)接入到操控电路上。根据本发明在切断电动机后监视操控电路的输入电压并且获取输入电压的电压上升(dU/dt)的梯度。将获取的输入电压(UE)的电压上升(dU/dt)的梯度与预设的边界值比较并且在超过预设的边界值时运行开关(30)识别为闭合的以及通过操控电路(40)使电动机(50)再次投入运行。

权利要求

1.一种用于识别运行开关(30)的开关位置以用于使电动机(50)投入运行的方法，其中所述电动机(50)通过操控电路(40)与电压源(20)连接，并且所述运行开关(30)布置在所述操控电路(40)和所述电压源(20)之间，该运行开关(30)将所述电压源(20)的供给电压(U)作为输入电压(UE)接入到所述操控电路(40)上，其特征在于，

a. 在所述电动机(50)切断后监视所述操控电路(40)的所述输入电压(UE)，b. 获取所述输入电压(UE)的电压上升(15)的梯度(dU/dt)，c. 将所获取的所述输入电压(UE)的电压上升(15)的梯度(dU/dt)与预设的边界值比较，d. 并且在超过所述预设的边界值时所述运行开关(30)识别为闭合的并且通过所述操控电路(40)使所述电动机(50)再次投入运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，再次使所述电动机(50)投入运行在所述运行开关(30)关断后发生。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在超过预设的电压值(UI)后才通过所述操控电路(40)使所述电动机(50)投入运行。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所获取的电压上升(15)的梯度(dU/dt)超过所述预设的边界值并且所述预设的电压值(UI)被超过处于预设的时间窗口(ΔT)内。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所获取的电压上升(15)的梯度(dU/dt)超过所述预设的边界值并且所述预设的电压值(UI)被超过处于80到200毫秒的预设的时间窗口(ΔT)内。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所获取的电压上升(15)的梯度(dU/dt)超过所述预设的边界值并且所述预设的电压值(UI)被超过处于预设的时间窗口(ΔT)内并且在所述时间窗口(ΔT)经过后所述操控电路(40)重置。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电动机(50)切断后在间歇时间(PZ)经过之后才获取所述输入电压(UE)的电压上升(15)。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述电压源(20)是蓄电池(10)并且所述间歇时间(PZ)选择成大于所述蓄电池(10)的复原时间(EZ)。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述运行开关(30)关断后所述操控电路(40)的输入电压(UE)在1到4秒的时间间隔上下降到预设的电压值(US)之下。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述运行开关(30)关断后所述操控电路(40)的输入电压(UE)在1到4秒的时间间隔上下降到零。

11.一种用于识别运行开关(30)的开关位置以用于使电动机(50)投入运行的装置，其中所述电动机(50)通过操控电路(40)与电压源(20)连接，并且所述运行开关(30)布置在所述操控电路(40)和所述电压源(20)之间，其中所述运行开关(30)将所述电压源(20)的供给电压(U)作为输入电压(UE)接入到所述操控电路(40)上，其特征在于，设置有监视装置(41)，所述操控电路(40)的输入电压(UE)施加在该监视装置(41)处，所述监视装置(41)监视所述输入电压(UE)的电压上升(15)的梯度(dU/dt)，并且所述监视装置(41)将获取的梯度(dU/dt)与预设的边界值比较，并且在超过预设的边界值时所述运行开关(30)识别为闭合的并且通过至少一个控制线路(43)将启动信号传递给所述操控电路(40)，以为了通过所述操控电路(40)使所述电动机(50)再次投入运行。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述监视装置(41)包括时间元件(42)，并且在所述时间元件(42)运行结束之后才探测所述输入电压(UE)的电压上升(15)的梯度(dU/dt)。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述监视装置(41)包括比较设备(44)，该比较设备将所述输入电压(UE)与预设的电压值(UI,US,UU)比较。

14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电压源(20)是蓄电池(10)。

15.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电压源(20)是蓄电池(10)并且蓄电池电压(U)大于所述电动机(50)的运行电压(UB)。

说明书

识别运行开关的开关位置使电动机投入运行的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及用于识别运行开关的开关位置以用于使电动机投入运行(Inbetriebnahme)的方法以及装置，其中电动机通过操控电路与电压源连接，并且运行开关布置在操控电路和电压源之间，该运行开关将电压源的供给电压作为输入电压接入到操控电路上。

背景技术

[0002] 已知这样的方法，即利用该方法通过操控电路使电动机投入运行。对此电动机通过操控电路与电压源连接，其中运行开关布置在操控电路和电压源之间。运行开关将供给电压接入到操控电路上，该操控电路于是使联接的电动机投入运行。

[0003] 如果运行开关关断，电动机惯性运行(ausläuft)。在马达惯性运行期间由于惯性运行的电动机的发电机式的(generatorisch，有时称为与发电机相关的)马达电压此外有电压施加在操控电路处。即使在电动机停止后由于电子设备的存在的电容量对于另外的1-2秒还有电压施加在操控电子设备处。在低于例如5V的最小的供给电压后电子设备才过渡到这样的状态中，即电子设备从该状态中只有通过重置一旦足够的供给电压再次施加在电子设备处才能够重新运行。

[0004] 为了确保电动机的防扰动的运行，操控电路的电子设备必须了解运行开关的状态。因为施加在操控电压处的电压由于在电动机惯性运行时发电机式的马达电压而不确保明确地识别闭合的运行开关，故在大部分情况下在运行开关中使用附加的触点。通过该附加的触点操控电路获得关于运行开关的开关状态的信息。

[0005] 为了通过操控电路接通电动机，带有用于识别运行开关的开关状态的附加的触点的运行开关通常是必要的，该运行开关设计上是高耗费的并且因此成本高。如果用于识别运行开关的开关状态的附加的触点失灵，则不确保电动机的按照规定的运行。

发明内容

[0006] 本发明的任务在于，更简单地并且因此更成本适宜地构造运行开关以用于通过操控电路使电动机投入运行，尽管如此但是在每个运行状态中通过操控电路确保电动机的可靠的运行。

[0007] 该任务利用这样的方法解决，即在该方法中在电动机切断后监视操控电路的输入电压并且获取输入电压的电压上升的梯度，其中所获取的输入电压的电压上升的梯度与预设的边界值比较并且在超过预设的边界值时运行开关识别为闭合的并且通过操控电路使电动机再次投入运行。

[0008] 用于识别运行开关的开关位置以用于使电动机投入运行的装置具有监视装置，操控电路的输入电压施加到该监视装置处，其中监视装置监视输入电压的电压上升的梯度并且监视装置将获取的梯度与预设的边界值比较。在超过预设的边界值时运行开关识别为闭合的并且通过至少一个控制线路将启动信号传递给操控电路，以为了通过操控电路使电动机再次投入运行。

[0009] 根据本发明的方法在切断电动机后监视操控电路的输入电压。这原则上在运行开关后断开对于限制的时间间隔也是可能的，因为由于发电机式的马达电压并且在电子设备中构建的电容器和/或线圈操控电路对于限制的时间间隔继续保持起作用的。

[0010] 根据本发明在电动机切断并且运行开关重新接通后获取施加在操控电路处的输入电压的电压上升的梯度。所获取的电压上升的梯度与预设的边界值比较。在此在超过预设的边界值时能够推断出，运行开关闭合。如果运行开关识别为闭合的，通过操控电路使电动机再次投入运行，从而得到电动机的快速的且可靠的重新启动。

[0011] 根据本发明电压上升的梯度是用于运行开关的切换状态的指标。由此能够放弃用于识别运行开关的切换状态的附加的切换触点，这简化了运行开关的构造。此外省去了附加的切换触点到操控电路的否则必要的布线。电压上升的梯度作为关于运行开关的切换状态的可靠的信息被使用。

[0012] 再次使电动机投入运行通常在运行开关关断后发生。在运行开关关断后在操控电路处的输入电压下降。但是操控电路不是立即无电流的，而是在输入电压下降的情况下对于限制的时间间隔还保持起作用的。在再次操纵运行开关(运行开关闭合)后操控电路的输入电压上升。如果电压上升的梯度大于预设的边界值，操控电路根据获取的梯度识别闭合的运行开关并且电动机能够通过相应的操控立即重新投入使用。

[0013] 如果在电动机切断且运行开关关断后在操控电路处的输入电压下降到预设的边界值下，则为了重新接通电动机需要，再次的重新接通只有在输入电压的电压值处于预设的边界值之上时才发生。只有当输入电压的电压上升的梯度处于预设的边界值之上并且操控电路的输入电压处于预设的边界值之上时，电动机则才投入运行。

[0014] 已经证实为适宜的是，所获取的电压上升的梯度超过预设的边界值并且预设的电压值被超过处于预设的时间窗口内。只有当这两个条件在时间窗口内满足时，电动机才投入运行。

[0015] 时间窗口适宜地在80到200毫秒的时间间隔上延伸。有利地时间窗口利用100毫秒确定大小。

[0016] 如果在时间窗口内仅仅满足两个提及的条件中的一个时，操控电路重置。

[0017] 有利地设置成，在电动机切断后在间歇时间经过之后才获取输入电压的电压上升。由此确保了，由于蓄电池的电化学复原引起的电压上升不能够导致电动机的重新启动。适宜地设置成，间歇时间选择成大于蓄电池的复原时间。

[0018] 用于执行根据本发明的方法的电切换的设计如此设置，即使得在运行开关关断后操控电路的输入电压在1到4秒的时间间隔上下降到预设的边界值下。

[0019] 根据本发明的用于识别运行开关的开关位置以用于使电动机投入运行的装置如此构造，即使得电动机通过操控电路与电压源连接。运行开关布置在操控电路和电压源之间并且将电压源的供给电压作为输入电压接入到操控电路上。设置有监视装置，操控电路的输入电压施加在该监视装置处。监视装置监视输入电压的电压上升的梯度并且将所获取的梯度与预设的边界值比较。如果超过预设的边界值，这是对于闭合的运行开关的指标。因此在超过预设的边界值时运行开关能够识别为闭合的。监视装置在闭合的运行开关被识别时将启动信号传递到操控电路处，接着操控电路使电动机再次投入运行。

[0020] 为了使在负载切断后蓄电池的电化学的再生消失(ausblenden)，设置成，监视设备构造成带有时间元件(Zeitglied，有时称为计时元件)并且只有当时间元件已经运行结束时，则才探测电压上升的梯度。

[0021] 除了获取和监视电压上升的梯度以外监视装置能够具有比较设备，该比较设备将操控电路的输入电压与预设的电压值比较。那么给出了这样的可能性，即除了电压上升的梯度以外询问在重新使电动机投入运行前必须满足的另外的条件。

[0022] 电压源适宜地是蓄电池，其中蓄电池电压能够设置成大于电动机的运行电压。

附图说明

[0023] 本发明的另外的特征从另外的权利要求、描述以及图纸中得出，在图纸中随后详细地呈现了本发明的描述的实施例。

[0024] 图1以示意性的侧视图示出了带有蓄电池的便携的电的工作器械，[0025] 图2示出了用于运行电动机的线路图的示意图，

[0026] 图3示出了用于使电动机投入运行的流程图，

[0027] 图4以示意图示出了用于电动机的操控电路的输入电压的电压变化特性，[0028] 图5示出了在充电情况下(unter Strom)在切断电动机后根据图4的电压变化特性的示意图，

[0029] 图6示出了在出现低电压时输入电压的电压变化特性的示意图。

具体实施方式

[0030] 在图1中示出了便携的手持式的工作器械1，该工作器械在该实施例中呈现为绿篱修剪机(Heckenschere)。工作器械1是电的工作器械并且由蓄电池10驱动，该蓄电池推入到工作器械的罩壳2中。呈现的工作器械1具有工具3，该工具由电动机50(图2)驱动。

[0031] 工作器械1构造成带有前面的把手4和后面的把手5，其中在该实施例中在后面的把手5中设置有用于运行开关30(图2)的操纵元件6。

[0032] 工作器械1也能够实施为蓄电池驱动的鼓风机(Blasgerät)、蓄电池驱动的室外切割器(Freischneider)、蓄电池驱动的绿篱修剪机或类似的蓄电池驱动的工作器械。

[0033] 如图2示出的那样，蓄电池10形成用于工作器械1的电压源20。电压源20提供供给电压U供使用，该供给电压通过运行开关30接入到操控电路40上。

[0034] 在示出的实施例中运行开关30构造为微型开关并且包括切换杆31，该切换杆对操纵销32产生作用。工作器械1的操纵元件6作用在切换杆31处。通过压下操纵元件6使切换杆31运动并且使设计为闭合器的触点33闭合。

[0035] 在运行开关30闭合时触点33闭合，从而电压源20的供给电压U通过连接线路21,23作为输入电压UE施加到操控电路40的输入端子45,46处。为了蓄电池20与操控电路40的通讯该蓄电池此外通过至少一个数据线路22与操控电路40连接。运行开关30在示出的实施例中设置在连接线路21中，该连接线路优选地形成电压源20的正极。

[0036] 为了监视输入电压UE的变化特性设置有监视装置41，输入电压UE供应给该监视装置。监视装置41监视输入电压UE的电压上升15的梯度dU/dt，如例如在图4描绘的那样。所获取的输入电压UE的电压上升15的梯度dU/dt与预设的边界值比较。如果获取的梯度dU/dt超过预设的边界值，运行开关30或运行开关30的触点33识别为闭合的并且这通过控制线路43被通知给操控电路40，以便该操控电路使电动机50投入运行。

[0037] 在根据图2的实施例中监视装置41构造为操控电路40的一部分。有利地监视装置41包括时间元件42，该时间元件例如预设了间歇时间PZ。在间歇时间PZ经过之后才评估输入电压UE的电压上升15的梯度dU/dt，如在图5中示出的那样。这尤其在由于故障或过载切断电动机50时是适宜的。

[0038] 补充地监视装置41能够设有比较设备44，该比较设备将施加到输入端子45,46处的输入电压UE与预设的电压值UI，US和/或UU比较，如这在下文还详细地描述的那样。

[0039] 在根据图2的实施例中供给电压U大于通过操控电路40供应给电动机50的运行电压UB。操控电路40改变电动机50的运行电压UB并且使该运行电压与允许的数值相匹配，例如通过脉冲宽度调制。

[0040] 根据图2的根据本发明的电路组件用于识别运行开关30的开关位置以用于使电动机50投入运行。电动机50通过操控电路40与电压源20连接，其中电压源的供给电压U作为输入电压UE接上到操控电路40上。

[0041] 如果如在图4中描绘的那样输入电压UE处于初始电压(Initialspannung)UI之上，当输入电压UE的电压上升15的梯度dU/dt处于预设的边界值之上时，则识别闭合的运行开关30。对此在电动机50(该电动机在其开关位置方面在图4中在上面呈现)切断后，监视操控电路40的输入电压UE。运行开关30的状态在图4中在线图之上的横条中描绘。

[0042] 如果使用者在时间点t1中关断运行开关30，则(因为供给电压U与输入端子45/46分离)输入电压UE下降。在图4中以此为出发点，即输入电压UE不下降到启动电压US或初始电压UI之下。如果操作者在时间点t3中通过压下操纵元件6再次接通运行开关30，输入电压UE上升。一旦识别电压上升15的处于预设的边界值之上的梯度dU/dt，电动机50就在时间点t4中接通。运行开关30或其触点33通过梯度dU/dt识别为闭合的并且电动机50正确地重新投入运行，由此确保了电动机50的更快速的重新启动。

[0043] 监视电压上升15的梯度dU/dt能够在运行开关30断开的情况下已经发生，即立即启动。忽略电压下降的负的梯度dU/dt。仅仅将电压上升15的正的梯度dU/dt与预设的边界值比较。只有当确定正的梯度dU/dt时，这才是对于运行开关的切换状态的指标。

[0044] 在根据图5的实施例中描绘了在充电情况下切断电动机50。例如电动机50在由于工作器械1的工具3被阻挡而引起的过高的电流消耗的情况下能够通过安全电路切断。如在时间点t1中描绘的那样，在通过安全电路切断电动机50后发生蓄电池10的电化学复原，这导致电压上升12。在在时间点t2中断开运行开关30的情况下输入电压UE才相应于呈现的特征线变化特性下降。为了电压上升12的正的梯度dU/dt不导致运行开关30的切换状态的有错误的识别，设置成在通过安全电路切断电动机50后在间歇时间PZ内不评估或不获取电压上升15的梯度dU/dt。这样选择间歇时间PZ，即使得其大于蓄电池10的复原时间EZ。在间歇时间PZ流逝并且超过启动电压Us后，开始探寻电压上升15的梯度dU/dt，这在根据图5的例子中实现。

[0045] 如果在关断运行开关30后运行开关在时间点t3中再次操纵，从该时间点t3起发生电压上升15。如果确定了在接通运行开关30后获取的电压上升15的梯度dU/dt超过预设的边界值，识别闭合的运行开关并且对于重新接通电动机50的第一条件满足。对于接通电动机50的第一条件的满足(通过超过电压上升dU/dt的预设的边界值识别闭合的运行开关30)对于确定的时间间隔ΔT在缓存器中记录。对于重新接通电动机50的在图5中呈现的另一条件是超过初始电压UI。只有当监视装置41借助于比较设备44确定超过预设的初始的电压值UI时，电动机50才投入运行。在此设置成，所获取的电压上升15的梯度dU/dt超过预设的边界值以及超过预设的初始电压UI处于预设的时间间隔ΔT内。已经证实为适宜的是，时间间隔ΔT在80到200毫秒的时间间隔上延伸。有利地时间间隔ΔT为100毫秒。

[0046] 如果在时间间隔ΔT经过后未确定两个条件中的至少一个(超过电压上升15的梯度dU/dt的边界值和/或超过预设的初始值UI)，重新接通电动机50不发生。

[0047] 在图6中示出了在运行开关30断开后电动机50的惯性运行。在图6中以此为出发点，即输入电压UE在在时间点t1中运行开关30关断后下降直到低压UU之下。如果使用者在时间点t3中再次接通运行开关30，输入电压UE重新上升直到首先超过低压UU并且随后超过用于重新启动电动机50的启动电压US。适宜地在时间点t'3后才发生根据本发明关于电压上升15的梯度dU/dt监视操控电路40的输入电压UE。相应于在图5中的电压变化特性的示图在超过启动电压US后必须首先获取电压上升15的大于预设的边界值的梯度dU/dt。另外必须满足这样的条件，即在在时间点t4中重新接通电动机50前超过初始电压UI。可从开始超过启动电压US直到超过初始电压UI来获取电压上升15的梯度dU/dt。一旦识别梯度dU/dt上升越过预设的边界值，将其存在缓存器中。如果在时间间隔t3到t4期间不确定电压上升15的越过预设的边界值的梯度dU/dt，电动机50不投入运行。

[0048] 在图3中描绘了根据本发明的方法的实施例的流程。栏格70说明了，运行开关30在断开后重新接通(AN)。在第一栏格71中询问了，是否输入电压UE已经达到用于重新启动电动机50的启动电压US。这相应地在图6中呈现。

[0049] 如果这是这样的情况，即输入电压UE处于预设的启动电压US之上，获取输入电压UE的电压上升15的梯度dU/dt并且检查是否该梯度dU/dt大于预设的边界值(栏格72)。如果这合乎实际，在栏格73中发生预设的时间间隔ΔT的加载，对用于接通电动机50的切换信号的识别必须存在于该时间间隔ΔT之内。

[0050] 此后在栏格74中进行询问，是否在时间窗口ΔT内达到初始电压UI。如果这是这样的情况，在栏格75中启动电动机50。如果在栏格72和74中提及的条件不合乎实际，通过否-分支分岔返回到栏格71上。如果例如在识别梯度dU/dt后在时间窗口ΔT内未达到初始电压UI，通过否-路径分岔返回到栏格71的输入端。