具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种电动工具的结构示意图，该电动工具不限于电钻、冲击扳手等，利用无刷电机驱动的电动工具均可采用本发明实施例所提供的技术方案。该电动工具100包括：电源模块14、电机11、驱动电路12、控制器13和开关装置17。

电源模块14，用于接入交流电以为电机11供电。在一些实施例中，电源模块14包括交流电插头和与交流电插头电性连接的外围电路。其中，交流电插头插入交流电插座以接入交流市电，从而为电机11提供电能来源。在另一实施例中，电源模块14包括其它的能够接入交流电的结构形式及外围电路，例如，交流电插头接入可移动的变电站等方式接入交流电。需要说明的是，电源模块14只需满足能够接入交流电即可，具体的结构和形式在此不作限制。此外，电源模块14还用于为控制器13供电，具体地，电源模块14通过内置的电压转换电路，以输出适配于控制器13的供电电压。

电机11，用于驱动电动工具100中的工具附件转动。电机11包括定子绕组和转子。在一些实施例中，电机11为三相无刷电机11，包括具有永磁体的转子和以电子方式换向的三相定子绕组U、V、W。在一些实施例中，三相定子绕组U、V、W之间采用星型连接，在另一些实施例中，三相定子绕组U、V、W之间采用角型连接。然而，必须理解的是其他类型的无刷电动机也在本公开的范围。无刷电动机可包括少于或多于三相。

开关装置17用于启动或者关闭电机11，其设置于电动工具100的壳体上，当开关装置17被按下时电机11启动，当开关装置17被释放时电机11关闭。具体而言，开关装置17位于电源模块14和控制器13之间。在一些实施例中，开关装置17作为电动工具100的扳机开关。用户按压扳开关装置17使开关装置17位于接通位置，控制器13从电源模块14接收电信号，电机11上电；用户按压扳机开关装置17位于切断位置，切断控制器13与电源模块14之间的电性连接，电机11断电。

控制器13具体通过驱动芯片15控制驱动电路12中的电子开关的导通或关断状态。驱动芯片15根据来自控制器13的控制信号，控制驱动电路12中电子开关处于导通或关断的状态。在一些实施例中，来自控制器13的控制信号为PWM控制信号。需要注意的是，驱动芯片15可以集成于控制器13内，或者还可以独立于控制器13设置，本实施例以驱动芯片15独立于控制器13设置为例对电动工具100的结构加以说明，至于驱动芯片15与控制器13的结构关系，本实施例并不限定。

驱动电路12用于向电机11输出驱动信号以控制电机11的运行状态，其与电源模块14电性连接。驱动电路12的输入端接收来自电源模块14的直流脉动电压，在驱动芯片15输出的驱动信号的驱动下将直流脉动电压的功率以一定的逻辑关系分配给电机11定子上的各相绕组，以使电机11启动并产生持续不断的转矩。具体而言，驱动电路12包括多个电子开关。在一些实施例中，电子开关包括场效应晶体管(FET)，在另一些实施例中，电子开关包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。

驱动电路12是用于通过切换对电机11的各相绕组的通电状态、控制各相绕组各自的通电电流来使电机11旋转驱动的电路。各相绕组导通顺序和时间取决于转子的位置。为了使电机11转动，驱动电路12具有多个驱动状态，在一个驱动状态下电机11的定子绕组会产生一个磁场，控制器13基于不同的转子位置输出控制信号以控制驱动电路12切换驱动状态使定子绕组产生的磁场转动以驱动转子转动，进而实现对电机11的驱动。

本实施例中的控制器13通过获取电机11的工作参数，并根据工作参数确定电动工具100的当前运行状态，根据电动工具100的当前运行状态，控制驱动电路12向电机11输出对应的驱动信号，以对电机11的转速进行控制和调节。具体而言，控制器13与驱动电路12连接，控制器13用于在电动工具100松动紧固件的过程中，控制电动工具100中的电机11反转运行；获取电机11的预设类型的工作参数；根据工作参数确定电动工具100是否处于负载状态；以及，在确定电动工具100处于负载状态时，控制电机11维持当前运行状态；否则，控制电机11运行于预设状态。

在上述实施例的基础上，工作参数可以为电机11的电流值或电机11的转速值。

在一个实施例中，控制器13在确定电流值处于波动状态时，控制器13确定电动工具100处于负载状态。

在一个实施例中，控制器13在确定电机11的电流值小于电机11启动预设时间后的电流值的设定倍数，或者电机11的电流值小于等于电机11的空载电流值时，则控制器13确定电动工具100处于非负载状态。

在一个实施例中，控制器13在确定电机11的转速值大于电机11启动预设时间后的转速值的设定倍数，或电机11的转速值大于等于电机11的空载转速值时，则控制器13确定电动工具100处于非负载状态。

在一个实施例中，控制器13比较电机11的电流值与上一相邻电流值；

根据电流值与上一相邻电流值的比较结果，确定配置于电动工具100中的计数器的计数值；

若计数值大于或等于计数阈值，则控制器13确定电动工具100处于非负载状态。

具体而言，若电流值大于上一相邻电流值，则将计数器的计数值减一；

若电流值小于上一相邻电流值，则将计数器的计数值加一。

在上述技术方案的基础上，可选的，该电动工具100还包括电流采样电路16，该电流采样电路16的信号采样端连接驱动电路12，电流采样电路16的信号输出端连接控制器13，电流采样电路16用于采样施加给电机11的电流值。

在上述技术方案的基础上，可选的，电源模块14包括有电池包，电池包可拆卸安装于电动工具100，以为电机11供电；

电池包的输出端与驱动电路12之间连接有直流母线，电流采样电路16的信号采样端与直流母线相连接。

可选的，图2为本发明实施例提供的一种电动工具剖视图，参考图2，该电动工具包括壳体18、电机11、把手19、传动装置20、工具附件(图中未示出)、工具附件轴21、电源模块14、电路板以及设置在电路板上的电路部件。

工具附件用于实现电动工具10的功能，例如扭转、打磨等。对于不同电动工具100而言，工具附件不同。工具附件通过工具附件轴21与电机11连接。本实施例以冲击扳手为例，冲击扳手10的冲击部分在电机11驱动下来产生旋转冲击力，用于卸除工作对象(例如，脚手架)上的螺母，从而将使得螺母和螺栓松开，便于对工作对象进行拆卸。

电机11用于驱动工具附件轴21，从而带动工具附件工作，为工具附件提供动力。电机11包括转子、定子和无刷电机轴，通过传动装置20连接工具附件轴21和电机轴，将电机轴的驱动力传递至工具附件轴21。传动装置20可以为行星齿轮机构的减速装置，电机11的旋转通过行星齿轮机构来降低转速。

把手19供用户握持，把手19可以作为独立的零件也可以由壳体18形成。

电动工具10还包括操作件22(对应于上述实施例中的开关装置)，操作件22用于启动或关闭电机11，其设置于壳体18或把手19。当操作件22被按下时电机11启动，当操作件22被释放时电机11关闭。

电动工具10使用电池包23供电，电池包23可拆卸的安装至电动工具10。

下面结合附图对本发明实施例提供的电动工具启动控制方法作进一步介绍。图3为本发明实施例提供的一种电动工具控制方法的流程图，本实施例可适用于在松动螺栓等紧固件的过程中，对电动工具的转速进行控制的情况，从而可以防止紧固件在松动过程中脱落，避免出现安全隐患。该方法可以由电动工具的控制器来执行，参考图3，该电动工具控制方法具体包括如下步骤：

S310、控制电动工具中的电机反转运行。

其中，控制器响应电动工具的按键开关的触发信号，控制驱动电路输出让电机反转的驱动信号，以控制电机反转运行。在电机反转运行的过程中，可通过调节驱动信号的占空比实现对电机的转速进行调节。

在一个实施例中，控制器控制驱动电路输出最大占空比信号的驱动信号以控制电机在反转运行的过程中全速运行，从而提高电动工具松动紧固件的效率。

S320、获取电机的预设类型的工作参数。

其中，控制器通过所连接的采样电路获取到预设类型的工作参数。

在一个实例中，该预设类型的工作参数为电机的电流值或电机的转速值。这里，电流值具体为电机的电源输出端所连接的直流母线的母线电流值。

可选的，图4为本发明实施例提供的在松动紧固件过程中，电机的电流值随时间的变化曲线图。参考图4，在电动工具松动紧固件的过程中，电机的电流值具有如下的变化规律：t1阶段，在电机运转至最高转速前，电机的电流值逐渐增大；而后，进入t2阶段，此时电动处于负载状态，因为负载原因，电机的电流值开始在一定范围内波动；当紧固件被拧松动后，进入t3阶段，电机的电流值便开始下降。

电机的转速值可通过霍尔元件等转速检测器件进行获取。

S330、根据工作参数确定电动工具是否处于负载状态。

其中，负载状态是指电动工具的工具附件已经存在负载，且电动工具的电流处于相对稳定的波动状态。对应于该负载状态，紧固件正处于拧紧状态。

S340、若确定电动工具处于负载状态，则控制电机维持当前运行状态；否则，控制电机运行于预设状态。

因为当电动工具处于负载状态时，紧固件仍然处于拧紧状态，因而此时控制器控制驱动电路按照当前的驱动信号进行输出，以驱动电机维持当前的运行状态，继续松动紧固件。

而当控制器确定电动工具处于非负载状态时，表明紧固件当前不再是拧紧状态而是正处于被松动的过程中。此时，控制器通过驱动电路向电机输出另一驱动信号，让电机运行于预设状态，以降低电机的转速或让电机停止转动，可避免发生因继续高速转动而出现紧固件掉落的情况。

在一个实施例中，预设状态为恒速运行状态，此时，控制器降低电机的转速并控制电机按照较低的转速恒速运行。因为电机的转速下降，因而此时用户完全可以根据紧固件的状态判断紧固件是否将要脱落，从而可以避免出现在紧固件已经松动的情况下电机继续高转速运行而导致紧固件脱落的情况。

在一个实施例中，预设状态为停止状态，此时，控制器控制驱动电路停止向电机输出驱动信号，从而控制电机停止转动，此时，用户可以手动拧动紧固件，从而避免出现紧固件脱落的情况。

该电动工具控制方法的工作原理为：通过采样电机的工作参数，由电机的工作参数判断电动工具是否处于负载状态，从而确定出紧固件是否已经被松动。当判断出电动工具处于非负载状态时，表明紧固件已经被拧松，控制器调节电机的运行状态，使得用户能够实时掌控紧固件的状态。

本发明实施例所提供的电动工具控制方法，通过获取电机的预设类型的工作参数，来判断电动工具是否处于负载状态，当判断电动工具处于负载状态时，控制电机继续维持当前的运行状态；当判断电动工具当前不是负载状态时，表明紧固件已经不再是拧紧状态，此时，控制器调整电机的运行状态，将电机的运行状态切换为预设状态，以方便用户能够实时掌控紧固件的状态，从而避免出现紧固件在松动过程中脱落的情况。本发明实施例控制器基于电机的工作参数能够自动确定出电动工具的运行状态，并根据电动工具的运行状态自动对电机进行调节，解决了现有技术中因为无法自动对电动工具的转速进行调节而出现紧固件在松动过程中脱落的问题，实现了能够基于紧固件的状态自动调节电机的运行状态，避免了紧固件脱落，提高了作业安全性。

下面对预设类型的工作参数为电机的电流值和转速值两种工况下，对电动工具的运行状态进行的判断过程进行具体介绍。

在一个实施例中，工作参数为电机的电流值，此时，根据工作参数确定电动工具是否处于负载状态可具体优化为：

若电流值处于有规律的波动状态，则确定电动工具处于负载状态。

具体地，继续参考图4，在电动工具处于负载状态时(对应于图中的t2阶段)，电机的电流值会在一定的范围内进行波动。具体地，在紧固件处于拧紧状态时，电动工具的输出轴负载较大，在紧固件施加的负载反作用力下，电机的输出轴会前后运动，从而导致电机的输出轴存在冲击信号。因而，当控制器检测到电流值存在规律性波动时，表明电机的输出轴存在冲击信号，进而可确定电动工具处于负载状态。

在一个实施例中，工作参数为电机的电流值，此时，根据工作参数确定电动工具是否处于负载状态可具体优化为：

若电机的电流值小于电机启动预设时间后的电流值的设定倍数，或电机的电流值小于等于电机的空载电流值，则确定电动工具处于非负载状态。

具体地，电机启动预设时间后的电流值是指在电机反向启动的预设时间后采样得到的母线电流值。例如，可以在电机反向启动后几毫秒的时间内，对应电机的电流值开始逐步上升时，采集电机的电流值作为电机启动时的电流值。

电机的空载电流值是指电机空载运行时的母线电流值。在空载状态，因为没有负载，所以电机的电流值小于电机处于负载状态的电流值。且当紧固件被拧松后，负载减小或逐渐消失，电机的电流就会逐渐下降，因而电机处于负载状态之后，若是电机的电流值开始下降，则表明紧固件已经开始被拧松。

基于上述分析可知，若是当前采集的电流值小于电机启动预设时间后的电流值的设定倍数或者小于等于电机的空载电流值，表明紧固件已经被拧松，此时，控制器调节电机的运行状态，控制电机工作于预设工作状态，可以防止电机继续高速运转而出现紧固件脱落的情况。可选的，该设定倍数在0～1之间进行选取。

在一个实施例中，工作参数为电机的转速值，此时，根据工作参数确定电动工具是否处于负载状态可具体优化为：

若电机的转速值大于电机启动预设时间后的转速值的设定倍数，或电机的转速值大于等于电机的空载转速值，则确定电动工具处于非负载状态。

具体地，电机启动预设时间后的转速值是指电机反向启动预设时间后的转速值。电机的空载转速值是指电机处于空载状态时的转速值。

当电动工具处于负载状态时，电机需要克服紧固件的负载力做功，因而电机的转速值较低；而当电动工具处于负载状态之后时，因为没有负载，电机的转速值开始逐步增加。基于该原理，若是控制器判断电机的当前转速值大于电机启动预设时间后的转速值的设定倍数或者大于等于电机的空载转速值，则表明电机的转速值在增加，相应地，紧固件作用于电机的负载正在逐步减小，因而紧固件已经被拧松，并正处于被松动的过程中。此时，控制器控制电机处于预设工作状态，可避免紧固件脱落。

在一个实施例中，工作参数为电机的电流值，此时，根据工作参数确定电动工具是否处于负载状态可具体优化为：

比较电机的电流值与上一相邻电流值；

根据电流值与上一相邻电流值的比较结果，确定配置于电动工具中的计数器的计数值；

若计数值大于或等于计数阈值，则确定电动工具处于非负载状态。

具体地，继续参考图4，当电动工具处于负载状态时，电机的电流值会在一定的范围内波动(即图中的t2阶段)，基于这一特征，若是电动工具处于负载状态，则计算器的最终计数值应该趋近于零。而当电动工具处于负载状态之后时，计算器的计数值会按照既定的计数规则呈逐步增加趋势或逐步减小趋势进行变化。

可选的，计数器具体按照如下方法进行计数：

若电流值大于上一相邻电流值，则将计数器的计数值减一；

若电流值小于上一相邻电流值，则将计数器的计数值加一。

具体而言，若是电动工具处于负载状态，则计数器的计数值会趋近于零；若是电动工具处于负载状态之后，则计算器的计数值会逐渐变大。因而，控制器通过对计数器的计数值进行判断，若是计算器的计数值大于或等于计数阈值，则确定电动工具处于非负载状态。

在一具体实施例中，控制器每隔一定时间间隔采样一次当前电流值，每预设数量的电流值进行迭代滤波，以去除噪音信号，基于滤波后的电流值进行逐个比对，即将后一次的电流值与前一次的电流值比对，若电流值增大，则计数器的计数值减一；若电流值减小，则计数器的计数值加一。其中，计数器由零开始计数，并且计数器的最小计数值为零，即当某一时刻的电流值大于上一时刻的电流值，且上一时刻的计数值为零时，则当前时刻的计数值依然为零。

本发明实施例所提供的电动工具控制方法，通过获取电机的电流值或转速值，并通过电流值或转速值对电动工具的运行状态进行判断，以判断电动工具是否处于负载状态。当通过电流值或转速值判断电动工具处于负载状态时，控制器控制电机降低转速恒速运行或停止运行，使得紧固件已经被拧松时，将电机的运行状态进行切换，避免让电机继续高速运行，从而用户可实时掌控紧固件的状态，由此可避免紧固件脱落。

可选的，图5为本发明实施例提供的另一种电动工具控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上进行了优化。参考图5，该电动工具控制方法具体包括如下步骤：

S510、开始。

电动工具启动后，恒最大占空比运行，不受开关拉动量影响。控制器响应按键开关的反转档位，控制电机反转运行。

S520、判断是否处于冲击状态。

控制器通过检测电机的工作电流是否有波动来判断电动工具是否处于冲击状态。若检测不到冲击，则认为螺栓已经被松开，即可进入降速模式。

S530、降速运行。

控制器控制电机降速到一个恒定的转速，以控制电机按照较低的转速恒速运行。

可选的，图6为本发明实施例提供的另一种电动工具控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上进行了优化。参考图6，该电动工具控制方法具体包括如下步骤：

S610、开始。

电动工具反转启动后，全速运行，不受开关拉动量影响。

S620、延迟设定时间，采样当前电流作为第一电流阈值。

延迟设定时间，以让电机处于带载状态。

在延迟设定时间后，控制器采集电机的电流值作为第一电流阈值，该第一电流阈值用于与后续采集的电流值进行比较。

S630、采样电机的当前电流。

S640、判断电机的当前电流是否小于第一电流阈值的设定倍数，或者电机的电流值是否小于等于第二电流阈值。

其中，第二电流阈值为一固定电流值，其可以为电动工具空载时电机的电流值。

S650、若当前电流小于第一电流阈值的设定倍数，或者小于等于第二电流阈值，则降速运行。

在确定电机的电流值小于第一电流阈值的设定倍数或者小于等于第二电流阈值值，表明螺栓已经被松开，此时，控制器控制电机降速到一个恒定的转速运行。

可选的，图7为本发明实施例提供的另一种电动工具控制方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上进行了优化。参考图7，该电动工具控制方法具体包括如下步骤：

S710、开始。

电动工具反转启动后，全速运行，不受开关拉动量影响。

S720、延迟设定时间，采样当前转速作为第一转速阈值。

延迟设定时间，以让电机处于带载状态。

在延迟设定时间后，控制器采集电机的转速值作为第一转速阈值，该第一转速阈值用于与后续采集的转速值进行比较。

S730、采样电机的当前转速。

S740、判断电机的当前转速是否大于第一转速阈值的设定倍数，或者电机的当前转速是否大于等于第二转速阈值。

其中，第二转速阈值为一固定转速值，其可以为电动工具空载时电机的转速值。

S750、若当前转速大于第一转速阈值的设定倍数，或者大于等于第二转速阈值，则降速运行。

在确定电机的转速值大于第一转速阈值的设定倍数或者大于等于第二转速阈值值，表明螺栓已经被松开，此时，控制器控制电机降速到一个恒定的转速运行。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。