[发明专利]电机电流检测装置、电机控制装置以及电动工具

说明书

技术领域

本发明涉及对无刷电机中流过的电流进行检测的电机电流检测装置、利用由该电机电流检测装置检测出的电流来控制无刷电机的电机控制装置、以及具备无刷电机作为驱动源的电动工具。

背景技术

以往，作为安装有电机并构成为通过来自电池的电力进行动作的电动工具，公知有一种具备用于保护电机不受过电流影响的保护功能的电动工具。

作为不受过电流影响的保护功能的具体例，专利文献1中公开了一种通过积分电路检测出电机中流动的电流，当流过第1过电流（例如额定电流的1.8倍）时，或者持续规定时间（例如3秒）流过低于第1过电流的第2过电流（例如额定电流的1.5倍）时，限制向电机通电的技术。

专利文献1:日本特开2001－103788号公报

作为安装有电池以及电机的电动工具，尤其公知有一种使用无刷电机作为电机，并构成为对从电池向无刷电机的通电进行PWM控制的电动工具。在这样的电动工具中，由于在锁定（lock）时、过负荷时等也可能从电池向无刷电机流过过电流，所以也需要具备针对过电流的保护功能。而且，作为该保护功能，也能够采用与上述专利文献1同样的功能。

但是，近年来无刷电机的高输出化、高效率化不断发展，由此被要求新的保护功能。即，如果使无刷电机高输出化、高效率化，则由于无刷电机的阻抗降低，而且，构成对向无刷电机的通电进行PWM控制的通电控制电路的开关元件（例如FET）的导通电阻也变低，所以锁定电流也变大。

因此，在高输出、高效率的无刷电机中，需要保护电池、开关元件（FET）不受锁定时、过负荷时等流过的大电流的影响。并且，对电池以及FET的保护而言，都基于相同的检测电流来进行是不恰当的，需要分别基于恰当的检测对象的电流来进行保护。

具体而言，对于FET，需要将其保护成实际流过FET的电流（瞬间电流）不超过FET的额定电流。对于电池，需要基于从电池向无刷电机流动的电流的平均值（平均电流）来进行保护。

这样，在使用了高输出、高效率的无刷电机的电动工具中，按保护对象（电池以及FET）不同，各自的检测对象的电流也不同。因此，不能够采用专利文献1所记载的技术，需要新的电流检测方法以及保护方法。

并且，由于是使用了电池的电动工具，所以为了电流检测以及保护而采用复杂的电路构成和消耗电力大那样的构成是不优选的，希望以简单的构成能够按每个保护对象分别恰当地检测出应该检测的电流，并基于这些检测值分别对各保护对象恰当地进行保护。

发明内容

鉴于此，本发明的第1目的在于，能够通过简单的构成分别恰当地检测出从电池向无刷电机流动的平均电流以及瞬间电流。而且，第二目的在于，基于检测出的平均电流以及瞬间电流，分别恰当地保护电池以及对从电池向无刷电机的通电进行控制的控制构成要素，以使它们不受过电流的影响。

为了解决上述课题（实现第1目的）而完成的本发明涉及一种电机电流检测装置，具备：一个电流检测单元，其检测构成为由通电控制单元对来自电池的通电进行控制的无刷电机中流过的电流；第1滤波器单元，其从由该电流检测单元检测出的电流中，提取出规定的第1截止频率以下的频带的电流成分亦即第1电流；和第2滤波器单元，其从由电流检测单元检测出的电流中，提取出比第1截止频率高的规定的第2截止频率以下的频带内的、将第2截止频率设为最大值的规定频带的电流成分亦即第2电流。

在上述构成的电机电流检测装置中，设置一个对无刷电机中流过的电流进行检测的电流检测单元，使用第1滤波器单元以及第2滤波器单元从由该一个电流检测单元检测出的电流中分别提取（检测）出第1电流（表示检测出的电流的平均值的平均电流）和第2电流（是检测出的电流的实际值，换言之为瞬间的值：瞬间电流）。各滤波器单元的通频带分别不同，对于第1滤波器单元，按照能够恰当地检测出平均电流的方式设定了第1截止频率，对于第2滤波器单元，按照能够将高频噪声成分（比本来应该提取出的带域高的频带的噪声成分）除去并恰当地检测出瞬间电流的方式，设定了第2截止频率以及将其作为最大值规定的频带。

这样，由于使用一个电流检测单元和通频带不同的两个滤波器单元分别检测出第1电流以及第2电流，所以能够通过简单的构成并恰当地检测出第1电流（平均电流）和第2电流（瞬间电流）双方。尤其是对于第2电流，可以通过除去高频噪声成分而获得恰当的检测值。