DE102017103005A1

DE102017103005A1 - Overload protection of a battery-powered power tool

Info

Publication number: DE102017103005A1
Application number: DE102017103005.0A
Authority: DE
Inventors: Frank Matheis; Tobias Beck
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-08-16
Also published as: EP3363597A1; EP3363597B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überlastschutz einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine (2), umfassend die folgenden Schritte:a) Erfassen einer Versorgungsspannung (U) einer Akkuzellenanordnung (3), die zur Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2) mit der Elektrowerkzeugmaschine (2) verbunden ist;b) Vergleichen der erfassten Versorgungsspannung (U) mit einem Referenzwert (U), um einen belastungsinduzierten Spannungseinbruch (ΔU) zu erkennen;c) Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2), wenn die erfasste Versorgungsspannung (U) kleiner ist als der Referenzwert (U).The invention relates to a method for overload protection of a battery-operated electric machine tool (2), comprising the following steps: a) detecting a supply voltage (U) of a battery cell arrangement (3) which is connected to the power tool (2) for supplying power to the power tool (2); b) comparing the detected supply voltage (U) with a reference value (U) to detect a load induced voltage dip (ΔU); c) limiting the power supply of the power tool (2) if the detected supply voltage (U) is less than the reference value ( U).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überlastschutz einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine. Die Erfindung betrifft auch eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine mit einer Überlastschutzvorrichtung sowie ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln zur Durchführung eines Verfahrens zum Überlastschutz einer Elektrowerkzeugmaschine.The invention relates to a method for overload protection of a battery-powered power tool. The invention also relates to a battery-powered power tool with an overload protection device and a computer program with program code means for carrying out a method for overload protection of a power tool.

Als Elektrowerkzeugmaschinen werden nachfolgend sowohl handgeführte Elektrowerkzeugmaschinen, wie Bohrmaschinen, Winkelschleifer und dergleichen, als auch im Betrieb feststehende Maschinen, das heißt stationäre oder halbstationäre Geräte, wie beispielsweise Tischkreissägen oder dergleichen, verstanden.As a power tool machines are hereinafter both hand-held power tools, such as drills, angle grinders and the like, as well as fixed in operation machines, ie stationary or semi-stationary equipment, such as table saws or the like understood.

Verfahren zur Detektion einer Überlastsituation bei einer Elektrowerkzeugmaschine sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Dabei gilt es zu vermeiden, dass es aufgrund eines zu hohen Stromflusses zum Versagen von einer oder mehreren Komponenten der Elektrowerkzeugmaschine kommt, beispielsweise von Verbindungsleitungen, dem Elektromotor, Lötverbindungen, einem Akkupack oder gesteuerten Schaltern. Überlastsituationen können beispielsweise dann auftreten, wenn der Elektromotor der Elektrowerkzeugmaschine blockiert. In diesem Zustand können sehr hohe Ströme durch die Wicklungen des Elektromotors fließen; aus Sicht eines Akkupacks verhält sich ein solcher stillstehender Motor also ähnlich wie ein Kurzschluss. Die thermische Belastung für die Komponenten der Elektrowerkzeugmaschine kann dadurch schnell auf eine kritische Höhe ansteigen.Methods for detecting an overload situation in a power tool are already known from the prior art. It should be avoided that it comes to failure of one or more components of the power tool due to excessive current flow, such as connecting lines, the electric motor, solder joints, a battery pack or controlled switches. Overload situations can occur, for example, when the electric motor of the power tool is blocked. In this state, very high currents can flow through the windings of the electric motor; From the point of view of a battery pack, such a stationary motor behaves similar to a short circuit. The thermal load on the components of the electric machine tool can thereby quickly rise to a critical level.

In der Praxis ist es üblich, zur Vermeidung einer Überlast den Versorgungsstrom der Elektrowerkzeugmaschine regelmäßig zu messen bzw. über einen gewissen Zeitraum zu mitteln, um die Überlastung durch einen zu hohen Strombedarf zu erfassen.In practice, it is customary to measure the supply current of the power tool regularly to avoid overload or averaged over a certain period of time to detect the overload due to excessive power requirements.

Beispielsweise betrifft die DE 10 2005 038 225 A1 ein Verfahren zur Detektion einer Überlastsituation einer Elektrowerkzeugmaschine mit einem Elektromotor, wobei ein Betriebsstrom des Elektromotors ermittelt wird, wobei eine Differenz zwischen dem Wert des Betriebsstroms und mindestens einem gespeicherten Stromwert bestimmt wird und aus der Differenz auf eine thermische Überlastung der Elektrowerkzeugmaschine geschlossen wird.For example, relates to DE 10 2005 038 225 A1 a method for detecting an overload situation of a power tool with an electric motor, wherein an operating current of the electric motor is determined, wherein a difference between the value of the operating current and at least one stored current value is determined and is closed from the difference on a thermal overload of the power tool.

Allen derartigen Lösungen ist gemein, dass entweder die Nachteile einer unmittelbaren Reaktion des Überlastschutzes, zum Beispiel ein Ausschalten der Maschine bereits bei unschädlichen Stromspitzen, oder die Nachteile einer zu langsamen Reaktion des Überlastschutzes bei einer zu langen Mittelung des gemessenen Stroms in Kauf genommen werden müssen. Je nach Anwendungssituation oder Fehlerfall kann es demnach vorkommen, dass ein derartiger Überlastschutz entweder eine sehr hohe „Fehlalarmquote“ aufweist oder durch zu späte Reaktion die Lebensdauer der Elektrowerkzeugmaschine bzw. deren Komponenten, insbesondere durch wiederholte thermische Überlastung, reduziert.All such solutions have in common that either the disadvantages of an immediate response of the overload protection, for example, switching off the machine already at harmless current peaks, or the disadvantages of too slow response of the overload protection at too long averaging of the measured current must be accepted. Depending on the application situation or error situation, it may thus happen that such an overload protection either has a very high "false alarm rate" or reduces the service life of the power tool or its components, in particular by repeated thermal overload, due to late reaction.

Als Verbesserung bekannter Verfahren wird in der WO 2012/079936 A2 vorgeschlagen, dass ein thermisches Modell berücksichtigt wird, wobei im Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine aus einem aktuellen Energiezufluss und einem aktuellen Energieabfluss ein aktueller thermischer Energieinhalt des Bauteils bestimmt wird, und die Elektrowerkzeugmaschine wenigstens in einem Betriebsbereich abhängig vom thermischen Energieinhalt betrieben wird. Dies führt schließlich dazu, dass eine verhältnismäßig kurze Stromspitze nicht automatisch zum Abschalten der Elektrowerkzeugmaschine führen kann.As an improvement known method is used in the WO 2012/079936 A2 proposed that a thermal model is taken into account, wherein a current thermal energy content of the component is determined during operation of the power tool from a current energy flow and a current energy outflow, and the power tool is operated at least in an operating range depending on the thermal energy content. This eventually leads to a relatively short current peak can not automatically lead to shutdown of the power tool.

Obwohl die Einbeziehung eines solchen thermischen Modells die Genauigkeit eines Überlastschutzes erhöhen kann, können auch hierdurch nicht für alle Betriebs- oder Fehlersituationen und für alle kritischen Bauteile geeignete thermische Modelle erstellt werden. Außerdem ist der Rechenaufwand zur Realisierung des Verfahrens verhältnismäßig hoch.Although the inclusion of such a thermal model can increase the accuracy of overload protection, it is not possible to create suitable thermal models for all operating or fault situations and for all critical components. In addition, the computational effort to implement the method is relatively high.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass die derzeit bekannten Verfahren zum Überlastschutz nicht berücksichtigen können, ob die Elektrowerkzeugmaschine mit einem fehlerhaften Akkupack oder einem Akkupack mit veralteter Technik, beispielsweise mit einem hohen Innenwiderstand, betrieben wird. Dadurch, dass meist verschiedene Typen von Akkupacks auf dem Markt vorhanden sind, die vorzugsweise auch mit neueren Elektrowerkzeugmaschinen kompatibel bleiben sollen, um die Benutzerfreundlichkeit und die Kundenbindung zu erhöhen, können also bereits geschädigte oder alte Akkupacks ggf. Schaden nehmen, bevor der Überlastschutz der Elektrowerkzeugmaschine eingreifen kann, da die Überlastschutzvorrichtung von einem fehlerfreien (modernen) Akkupack ausgeht.Another problem is that the currently known methods for overload protection can not take into account whether the power tool is operated with a defective battery pack or a battery pack with outdated technology, for example with a high internal resistance. The fact that usually different types of battery packs are available on the market, which should preferably remain compatible with newer power tool machines to increase the user experience and customer loyalty, so damaged or old battery packs may possibly be damaged before the overload protection of the power tool can intervene because the overload protection device from a faultless (modern) battery pack emanates.

Das Problem bei der Verwendung von Akkupacks mit unterschiedlichen Innenwiderständen potenziert sich noch, da durch hohe Innenwiderstände bei einem hohen Strombedarf der Elektrowerkzeugmaschine die Versorgungsspannung des Akkupacks derart einbrechen kann, dass elektrische Bauteile, insbesondere die Leistungsregelung des Elektromotors, nicht mehr ausreichend versorgt werden können, wodurch die Elektronik einen undefinierten Zustand annimmt. Aufgrund der nachfolgend unbestimmten Situation kann gegebenenfalls eine Beschädigung der Elektrowerkzeugmaschine noch früher eintreten und/oder die Überlastschutzvorrichtung durch deren Unterversorgung ausfallen.The problem with the use of battery packs with different internal resistances is still potentiated because high internal resistances at a high power consumption of the power tool, the supply voltage of the battery pack can break down so that electrical components, in particular the power control of the electric motor, can no longer be adequately supplied the electronics assume an undefined state. Due to the below indeterminate situation may possibly damage the power tool still occur earlier and / or fail the overload protection device by their undersupply.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Überlastschutz einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine bereitzustellen, bei dem die bekannt gewordenen Nachteile zumindest verringert werden können. Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Elektrowerkzeugmaschine mit einer Überlastschutzvorrichtung bereitzustellen.The present invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved method for overload protection of a battery-powered power tool in which the known disadvantages can be at least reduced. The present invention is also based on the object to provide a comparison with the prior art improved power tool with an overload protection device.

Als Lösung wird ein Verfahren zum Überlastschutz einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen, eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine mit einer Überlastschutzvorrichtung mit den in Anspruch 9 aufgeführten Merkmalen sowie ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln gemäß den in Anspruch 15 aufgeführten Merkmalen vorgeschlagen.As a solution, a method for overload protection of a battery-powered power tool with the features listed in claim 1, a battery-powered power tool with an overload protection device with the features set out in claim 9 and a computer program with program code means according to the features listed in claim 15 proposed.

Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.The dependent claims and the features described below relate to advantageous embodiments and variants of the invention.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Überlastschutz einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine umfasst die folgenden Schritte:

a) Erfassen einer Versorgungsspannung einer Akkuzellenanordnung, die zur Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine mit der Elektrowerkzeugmaschine verbunden ist;
b) Vergleichen der erfassten Versorgungsspannung mit einem Referenzwert, um einen belastungsinduzierten Spannungseinbruch zu erkennen;
c) Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine, wenn die erfasste Versorgungsspannung kleiner ist als der Referenzwert.

The proposed method for overload protection of a cordless power tool includes the following steps:

a) detecting a supply voltage of a battery cell array, which is connected to the power supply of the power tool with the power tool;
b) comparing the sensed supply voltage to a reference value to detect a load-induced voltage dip;
c) limiting the power supply of the power tool when the detected supply voltage is smaller than the reference value.

Dadurch, dass der Überlastschutz erfindungsgemäß auf dem Erfassen eines Spannungseinbruchs und nicht auf einer Strommessung basiert, ergeben sich einige Vorteile.The fact that the overload protection according to the invention is based on the detection of a voltage dip and not on a current measurement, there are some advantages.

Bei einer zu hohen Belastung der Akkuzellenanordnung, d. h. bei einem zu hohen Strombedarf der Elektrowerkzeugmaschine, wird unweigerlich ein Spannungseinbruch der Versorgungsspannung der Elektrowerkzeugmaschine auftreten. Ein solcher Spannungseinbruch tritt unabhängig von dem verwendeten Typ der Akkuzellenanordnung immer genau dann ein, wenn die Elektrowerkzeugmaschine mehr Leistung bzw. Strom von der Akkuzellenanordnung fordert, als diese innerhalb ihrer Spezifikationen liefern kann bzw. liefern sollte. Der erfindungsgemäße Überlastschutz ist somit kompatibel mit einer beliebigen Akkuzellenanordnung bzw. unabhängig von einer eingesetzten Akkuzellenanordnung, und selbst bei einer beschädigten Akkuzellenanordnung, uneingeschränkt einsetzbar.At too high a load of the battery cell assembly, d. H. at too high a power consumption of the power tool, inevitably a voltage dip in the supply voltage of the power tool will occur. Such a voltage dip occurs regardless of the type of battery cell assembly used, and exactly then when the power tool requires more power from the battery cell assembly than it should deliver within their specifications. The overload protection according to the invention is thus compatible with any battery cell arrangement or regardless of a battery cell arrangement used, and even with a damaged battery cell assembly, can be used without restriction.

Ferner kann der erfindungsgemäße Überlastschutz schneller reagieren als die bekannten Überlastschutzverfahren des Stands der Technik. Dies liegt darin begründet, dass nunmehr keine lang dauernde Strommessung mehr stattfinden muss. Ein hoher Strombedarf kann unmittelbar über den Zusammenhang mit der Versorgungsspannung einer Akkuzellenanordnung, der sich aus dem Innenwiderstand der Akkuzellenanordnung ergibt, erfasst werden.Furthermore, the overload protection according to the invention can respond faster than the known overload protection method of the prior art. This is due to the fact that now no longer lasting current measurement must take place. A high power requirement can be detected directly via the relationship with the supply voltage of a battery cell arrangement resulting from the internal resistance of the battery cell arrangement.

Controller bzw. Steuergeräte innerhalb der Elektrowerkzeugmaschine sowie Treiber des Elektromotors können zu jeder Zeit mit ausreichend Spannung versorgt werden oder die Spannungsversorgung wird vollständig (kontrolliert) zu deren Schutz abgeschaltet.Controller or control devices within the power tool and driver of the electric motor can be supplied with sufficient voltage at all times or the power supply is completely (controlled) to protect them off.

Mit dem Erfassen einer Versorgungsspannung ist somit gemeint, dass eine aktuell zur Versorgung der Elektrowerkzeugmaschine oder deren Komponenten (Leistungselektronik, Elektromotor, usw.) anliegende Spannung erfasst wird. Die Spannungsmessung kann dabei an der Akkuzellenanordnung bzw. den Versorgungsklemmen der Elektrowerkzeugmaschine direkt erfolgen und/oder an einer beliebigen Stelle innerhalb der Elektrowerkzeugmaschine vorgesehen sein.By detecting a supply voltage, it is thus meant that a voltage currently applied to supply the power tool or its components (power electronics, electric motor, etc.) is detected. The voltage measurement can be carried out directly on the battery cell arrangement or the supply terminals of the power tool and / or be provided at any point within the power tool.

Mit der Versorgungsspannung ist insbesondere der Zahlenwert der Versorgungsspannung oder ein sonstiger Wert gemeint, der mit der Versorgungsspannung mathematisch korreliert.By the supply voltage is meant in particular the numerical value of the supply voltage or another value, which correlates mathematically with the supply voltage.

Bei dem Referenzwert kann es sich um eine Referenzspannung handeln oder um einen Zahlenwert, der analog zu einem Zahlenwert berechnet wird, der die Versorgungsspannung abbildet bzw. mit der Versorgungsspannung mathematisch korreliert.The reference value may be a reference voltage or a numerical value which is calculated analogously to a numerical value which maps the supply voltage or correlates mathematically with the supply voltage.

Kann aufgrund technischer Gegebenheiten beispielsweise nur die halbe Versorgungsspannung (oder ein sonstiger Bruchteil) messtechnisch ermittelt werden, so kann die tatsächliche Versorgungsspannung anschließend entweder hieraus mathematisch berechnet werden oder der Referenzwert entsprechend gewählt bzw. skaliert sein, unter Berücksichtigung, dass nur die halbe Versorgungsspannung gemessen wurde.If due to technical conditions, for example, only half the supply voltage (or any other fraction) can be determined by measurement, then the actual supply voltage can either be mathematically calculated from this or the reference value can be appropriately selected or scaled, taking into account that only half the supply voltage was measured ,

In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Akkuzellenanordnung als Akkupack ausgebildet sein, in dem mehrere Akkuzellen seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind. Auch eine Gruppenschaltung von Akkuzellen ist möglich.In one embodiment of the invention, the battery cell arrangement may be formed as a battery pack, in which a plurality of battery cells serially and / or connected in parallel with each other. A group circuit of battery cells is possible.

Mit einem Akkupack ist sowohl ein Akkumulator mit einer einzelnen Akkuzelle (auch Sekundärzelle genannt) als auch ein zusammengeschaltetes Paket mit mehreren Akkuzellen gemeint. Mit einem Akkupack kann auch ein Speicher für elektrische Energie gemeint sein, der nicht oder nicht ausschließlich elektrochemisch aufgebaut ist, also zum Beispiel ein Kondensator.With a battery pack is meant both an accumulator with a single battery cell (also called secondary cell) and an interconnected packet with multiple battery cells. With a battery pack may also be meant a memory for electrical energy, which is not or not exclusively constructed electrochemically, so for example a capacitor.

Im Sinne der Erfindung werden auch Batterien bzw. Batteriepacks, das heißt nicht wieder aufladbare Speicher für elektrische Energie, zu dem Begriff „Akkupack“ bzw. „Akkuzelle“ gezählt.For the purposes of the invention, batteries or battery packs, that is to say non-rechargeable stores for electrical energy, are also counted as "battery pack" or "battery cell".

Die Akkuzellenanordnung kann als einzelnes Akkupack oder als mehrere Akkupacks, beispielsweise zwei Akkupack, drei Akkupacks, vier Akkupacks oder mehr Akkupacks, ausgebildet sein, wobei die mehreren Akkupacks in einer Serienschaltung, Parallelschaltung oder Gruppenschaltung beliebig elektrisch verbunden sein können.The battery cell arrangement can be designed as a single battery pack or as multiple battery packs, for example two battery pack, three battery packs, four battery packs or more battery packs, wherein the plurality of battery packs can be electrically connected in any series connection, parallel connection or group circuit.

Die Akkuzellenanordnung bzw. die Akkupacks müssen nicht direkt an der Elektrowerkzeugmaschine angeordnet sein, sondern können auch über eine Adapteranordnung und/oder über eine Kabelverbindung mit der Elektrowerkzeugmaschine verbunden sein.The battery cell arrangement or the battery packs need not be arranged directly on the power tool, but may also be connected via an adapter assembly and / or via a cable connection to the power tool.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine unmittelbar begrenzt wird, sobald die erfasste Versorgungsspannung kleiner ist als der Referenzwert.In a further development of the invention it can be provided that the power supply of the power tool is immediately limited as soon as the detected supply voltage is smaller than the reference value.

Die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine kann somit, innerhalb der technischen Möglichkeiten, schnellst möglichst begrenzt werden, sobald die erfasste Versorgungsspannung kleiner ist als der Referenzwert. Beispielsweise sind keine gewollt eingebrachten Verzögerungen vorgesehen.The power supply of the power tool can thus, within the technical possibilities, as soon as possible be limited as soon as the detected supply voltage is smaller than the reference value. For example, no deliberately introduced delays are provided.

Die Elektrowerkzeugmaschine kann somit besonders schnell vor einer Überlastsituation geschützt werden.The electric machine tool can thus be protected from an overload situation very quickly.

Es kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine begrenzt wird, wenn die erfasste Versorgungsspannung kleiner ist als der Referenzwert, wobei eine Verzögerung zwischen dem Begrenzen der Energieversorgung und dem Unterschreiten des Referenzwerts durch die Versorgungsspannung insbesondere kleiner sein kann als eine Auslöseverzögerung eines Tiefentladeschutzes.It may be provided that the power supply of the electric machine tool is limited when the detected supply voltage is smaller than the reference value, wherein a delay between the limiting of the power supply and falling below the reference value by the supply voltage may be smaller than a tripping delay of deep discharge protection.

Es kann also vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Verfahren zum Überlastschutz schneller reagiert als ein vorhandener Tiefentladeschutz, wodurch eine Fehlauslösung eines Tiefentladeschutzes der Akkuzellenanordnung aufgrund des Spannungseinbruchs zusätzlich vermieden werden kann.It can therefore be provided that the inventive method for overload protection reacts faster than an existing deep discharge protection, whereby a false triggering of deep discharge protection of the battery cell assembly due to the voltage drop can be additionally avoided.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Referenzwert auf Basis einer Mindestspannung bestimmt wird, die zum fehlerfreien Betrieb elektrischer Bauteile bzw. elektrischer Bauelemente der Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere sicherheitskritischer Bauteile, erforderlich ist.In one development of the invention, it can be provided that the reference value is determined on the basis of a minimum voltage which is required for error-free operation of electrical components or electrical components of the power tool, in particular safety-critical components.

Der Referenzwert kann in einem flüchtigen oder nicht flüchtigen Datenspeicher einer elektrischen Schaltung der Elektrowerkzeugmaschine abgelegt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Referenzwert bei Bedarf (neu) berechnet werden, insbesondere unter Berücksichtigung aktueller Umstände, beispielsweise einer verwendeten Akkuzellenanordnung bzw. deren Innenwiderstand oder einer Betriebstemperatur von Komponenten der Elektrowerkzeugmaschine oder vorhergehenden Überlastungen der Elektrowerkzeugmaschine.The reference value can be stored in a volatile or non-volatile data memory of an electrical circuit of the power tool. Alternatively or additionally, the reference value can be (re) calculated if necessary, in particular taking into account current circumstances, for example a battery cell arrangement used or its internal resistance or an operating temperature of components of the power tool or previous overloads of the power tool.

Mit einem sicherheitskritischen Bauteil ist insbesondere ein Bauteil mit einem großen Einfluss auf den Leistungsbedarf der Elektrowerkzeugmaschine gemeint. Dabei kann es sich beispielsweise um Teile der Leistungselektronik zur Regelung des Elektromotors handeln, die bei den durch Unterversorgung auftretenden undefinierten Zuständen einen Fehlerfall auslösen und/oder verstärken können.By a safety-critical component is meant in particular a component with a great influence on the power requirement of the power tool. These may be, for example, parts of the power electronics for controlling the electric motor, which can trigger and / or amplify an error situation in the case of the undefined states occurring due to undersupply.

Bei den sicherheitskritischen Bauteilen kann es sich unter Anderem um Halbleiterbauelemente, beispielsweise Transistoren, insbesondere (Leistungs-) MOSFETs, handeln.The safety-critical components may, inter alia, be semiconductor components, for example transistors, in particular (power) MOSFETs.

Werden beispielsweise MOSFETs innerhalb der Elektronik der Elektrowerkzeugmaschine als analoge Bauteile, insbesondere als gesteuerte Widerstände, verwendet, kann eine zu niedrige Bezugsspannung zu einem nicht spezifizierten bzw. einem unerwünschten Ausgangswiderstand des Transistors führen, wodurch sich der MOSFET bei einem hohen ausgangsseitigen Stromfluss unverhältnismäßig erhitzen kann oder einen derartigen Stromfluss durch den zu niedrigen Ausgangswiderstand überhaupt erst verursachen kann.For example, if MOSFETs are used within the electronics of the power tool as analog components, in particular as controlled resistors, too low a reference voltage can lead to an unspecified or an undesired output resistance of the transistor, whereby the MOSFET can heat disproportionately at a high output current flow, or Such a current flow through the too low output resistance in the first place can cause.

Werden die MOSFETs als gesteuerte Schalter innerhalb einer digitalen Schaltung der Elektrowerkzeugmaschine verwendet, so müssen zum Unterscheiden der definierten digitalen Signalpegel „low“ (logisch ‚0‘) und „high“ (logisch ‚1‘) definierte Spannungspegel eingehalten werden, damit keine undefinierten Signale innerhalb der digitalen Schaltung auftreten, die sich durch das gesamte Schaltnetz verbreiten können. Insbesondere niedrige Eingangsspannungen im Bereich der sogenannten Schwellenspannung („Threshold Voltage“) sollten vermieden werden, da dies die Spannung ist, ab der der MOSFET ausgangsseitig umschaltet. Bei einer zu niedrigen Versorgungsspannung können außerdem die Schaltzeiten bzw. Signalflanken ungünstig verzögert sein. In Folge können Teile der digitalen Signalverarbeitung und/oder Regelung, beispielsweise eine Zustandsmaschine (endlicher Automat, „Finite State Machine“, FSM), ungewollte Zustände und/oder von vornherein ausgeschlossene Zustände annehmen.If the MOSFETs are used as controlled switches within a digital circuit of the electric machine tool, defined voltage levels must be maintained for distinguishing the defined digital signal levels "low" (logical, 0 ') and "high" (logical, 1') so that no Undefined signals occur within the digital circuit, which can spread through the entire switching network. In particular, low input voltages in the range of the so-called threshold voltage ("threshold voltage") should be avoided, since this is the voltage from which the MOSFET switches on the output side. If the supply voltage is too low, the switching times or signal edges can also be delayed unfavorably. As a result, parts of the digital signal processing and / or control, for example, a state machine (finite state machine, FSM), assume unwanted states and / or excluded states from the outset.

Dadurch, dass der Referenzwert unter Berücksichtigung der sicherheitskritischen Bauteile gewählt wird, kann das Problem einer unterversorgten (Leistungs-) Elektronik der Elektrowerkzeugmaschine vermieden werden. Dies ist insbesondere darin begründet, dass der Spannungseinbruch, der zu der Unterversorgung und somit zu dem undefinierten Zustand der Elektronik und gegebenenfalls einer Kettenreaktion, die zur (thermischen) Zerstörung der Elektrowerkzeugmaschine oder deren Komponenten führt, nicht mehr auftreten kann. Der Spannungseinbruch wird erfasst und dem Problem der zu hohen Stromentnahme durch ein Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine bereits vor Erreichen einer kritischen Versorgungsspannung (z. B. dem Referenzwert) umgehend entgegengewirkt.The fact that the reference value is selected taking into account the safety-critical components, the problem of undersupplied (power) electronics of the power tool can be avoided. This is due, in particular, to the fact that the voltage dip that leads to the undersupply and thus to the undefined state of the electronics and possibly a chain reaction that leads to the (thermal) destruction of the power tool or its components can no longer occur. The voltage dip is detected and the problem of too high a current drain by limiting the power supply of the power tool immediately before reaching a critical supply voltage (eg the reference value) counteracted.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Referenzwert auf Basis des physikalischen Zusammenhangs zwischen der Versorgungsspannung, einem Innenwiderstand (bzw. einer Impedanz) der Akkuzellenanordnung und einem Versorgungsstrom bestimmt wird, um den maximal zulässigen Versorgungsstrom vorzugeben, bis zu dem die Elektrowerkzeugmaschine nicht überlastet wird.In a development of the invention it can also be provided that the reference value is determined on the basis of the physical relationship between the supply voltage, an internal resistance (or an impedance) of the battery cell arrangement and a supply current, in order to specify the maximum permissible supply current, up to which the power tool not overloaded.

Aufgrund des Zusammenhangs $U = R_{i} \times I_{max}$

mit

U = Versorgungsspannung der Akkuzellenanordnung;
R_i = Innenwiderstand der Akkuzellenanordnung; und
I_max = maximal zulässiger Versorgungsstrom

lässt sich auf technisch einfachem Weg der Spannungseinbruch bzw. der Schwellenwert / Referenzwert bestimmen, ab dessen Unterschreitung durch die Versorgungsspannung im Verlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine begrenzt wird. Der Innenwiderstand der Akkuzellenanordnung kann durch Messung bestimmt werden, auf Basis von Datensignalen der Akkuzellenanordnung bestimmt oder berechnet werden oder unter Kenntnis der verwendeten Akkuzellenanordnung aus einem Speicher, beispielsweise einer „Lookup-Tabelle“ ausgelesen werden. Im einfachsten Fall kann auch ein durchschnittlicher Innenwiderstand einer Akkuzellenanordnung vorausgesetzt werden.Because of the context

U = R_{i} \times I_{Max}

With

U = supply voltage of the battery cell arrangement;
R _i = internal resistance of the battery cell arrangement; and
I _max = maximum permissible supply current

can be determined on a technically simple way, the voltage drop or the threshold / reference value, from which falls below the supply voltage in the course of the inventive method, the power supply of the power tool is limited. The internal resistance of the battery cell arrangement can be determined by measurement, determined or calculated on the basis of data signals of the battery cell arrangement, or read out from a memory, for example a "look-up table", with knowledge of the battery cell arrangement used. In the simplest case, an average internal resistance of a battery cell arrangement can also be assumed.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Referenzwert kleiner ist als eine Entladeschlussspannung der Akkuzellenanordnung.In one development of the invention it can be provided that the reference value is smaller than a discharge end voltage of the battery cell arrangement.

Mit der Entladeschlussspannung ist der Grenzwert der Spannung der Akkuzellenanordnung zur Tiefentladung gemeint. Eine Tiefentladung der Akkuzellenanordnung sollte bekanntermaßen vermieden werden, da andernfalls die Akkuzellenanordnung zerstört werden oder an Lebensdauer verlieren kann. Die Bereitstellung eines Tiefentladeschutzes liegt nicht im Bereich der Aufgabe dieser Erfindung. Bei einem belastungsinduzierten Spannungseinbruch bzw. einer Überlastung der Elektrowerkzeugmaschine sinkt die Versorgungsspannung der Akkuzellenanordnung allerdings typischerweise deutlich unter die Entladeschlussspannung ab. Dabei handelt es sich allerdings nur um einen kurzfristigen Einbruch, der nicht mit einer Tiefentladung der Akkuzellenanordnung in Zusammenhang steht, sondern eben mit einer zu hohen Stromentnahme aufgrund von Überlast. Nach Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine wird sich unmittelbar wieder eine Versorgungsspannung einstellen, die über der Entladeschlussspannung der Akkuzellenanordnung liegt (außer die Akkuzellenanordnung ist tatsächlich tiefentladen). Ein Tiefentladeschutz muss somit zum Vermeiden von Fehlerkennungen die Versorgungsspannung der Akkuzellenanordnung über eine relativ lange Zeit beobachten (beispielsweise über mehrere Sekunden). Ein Tiefentladeschutz ist somit ungeeignet zur Erkennung einer Überlastung der Elektrowerkzeugmaschine - und umgekehrt.The discharge end voltage refers to the limit value of the voltage of the battery cell arrangement for deep discharge. A deep discharge of the battery cell assembly should be known to be avoided, otherwise the battery cell assembly may be destroyed or lose its life. The provision of a deep discharge protection is not within the scope of the object of this invention. However, in the case of a stress-induced voltage dip or an overload of the electric machine tool, the supply voltage of the battery cell arrangement typically drops significantly below the discharge end voltage. However, this is only a brief break-in, which is not related to a total discharge of the battery cell arrangement, but just with too high a current drain due to overload. After limiting the power supply of the electric machine tool, a supply voltage will immediately set again which is above the discharge end voltage of the battery cell arrangement (unless the battery cell arrangement is actually deeply discharged). Deep discharge protection thus has to observe the supply voltage of the battery cell arrangement for a relatively long time (for example, over several seconds) in order to avoid false identifications. A deep discharge protection is thus unsuitable for detecting an overload of the power tool - and vice versa.

Vorzugsweise kann die Elektrowerkzeugmaschine durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Überlastschutz und gleichzeitig mit einem Tiefentladungsschutz ausgestattet sein. Dadurch, dass das Verfahren zum Überlastschutz einen überlastinduzierten Spannungseinbruch rasch beseitigen kann, kann zudem der Tiefentladeschutz technisch einfach implementiert werden, da eine Fehlerkennung aufgrund des überlastinduzierten Spannungseinbruchs quasi ausgeschlossen werden kann.Preferably, the power tool can be equipped by an inventive method for overload protection and at the same time with a deep discharge protection. The fact that the method for overload protection can quickly eliminate an overload-induced voltage dip, the deep discharge protection can also be easily implemented technically, since an error detection due to the overload-induced voltage dip can be virtually eliminated.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Referenzwert kleiner ist als 75 % einer Nennspannung der Akkuzellenanordnung, vorzugsweise kleiner ist als 65 % der Nennspannung, besonders bevorzugt kleiner ist als 55 % der Nennspannung, beispielsweise kleiner ist als 45 % der Nennspannung. In a development of the invention, it may be provided that the reference value is less than 75% of a nominal voltage of the battery cell arrangement, preferably less than 65% of the rated voltage, more preferably less than 55% of the nominal voltage, for example less than 45% of the nominal voltage.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Akkuzellenanordnung Lithium-Ionen-Akkuzellen umfasst, die eine Nennspannung von ca. 3,6 Volt aufweisen. Häufig werden zum Betrieb von Elektrowerkzeugmaschinen Akkupacks verwendet, die aus einer Reihenschaltung von fünf Lithium-Ionen-Akkuzellen zusammengesetzt sind, wodurch sich eine Nennspannung des Akkupacks von ca. 18 Volt ergibt - oder 36 Volt bei z. B. zehn in einer Reihenschaltung verbundenen Lithium-Ionen-Akkuzellen. Es kann dann vorgesehen sein, dass der Referenzwert ca. 10 Volt (oder ca. 20 Volt bei den zehn Lithium-Ionen-Akkuzellen) beträgt, während die Entladeschlussspannung des Akkupacks ca. 12,5 Volt (oder 25 Volt bei zehn Lithium-Ionen-Akkuzellen) beträgt.For example, it can be provided that the battery cell arrangement comprises lithium-ion battery cells which have a nominal voltage of approximately 3.6 volts. Frequently used to operate power tools battery packs, which are composed of a series circuit of five lithium-ion battery cells, resulting in a nominal voltage of the battery pack of about 18 volts - or 36 volts at z. B. ten connected in series connection lithium-ion battery cells. It may then be provided that the reference value is about 10 volts (or about 20 volts in the ten lithium-ion battery cells), while the discharge end voltage of the battery pack about 12.5 volts (or 25 volts with ten lithium ions -Abs).

Ein Fachmann vermag das zuvor genannte Beispiel ohne Weiteres auf andere Akkuzellenanordnungen zu übertragen. Insbesondere kann es sich bei den Akkuzellen auch um Nickel-Metall-Hybridakkuzellen, Nickel-Kadmium-Akkuzellen oder Bleiakkuzellen handeln. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung mit einem bestimmten Typ Akkupack/Akkuzellen bzw. einem bestimmten Typ Akkuzellenanordnung begrenzt. Bei den zuvor genannten unterschiedlichen Akkuzellentypen sind insbesondere die Nennspannungen und Entladeschlussspannungen unterschiedlich.A person skilled in the art can readily transfer the aforementioned example to other battery cell arrangements. In particular, the battery cells can also be nickel-metal hybrid batteries, nickel-cadmium battery cells or lead-acid battery cells. Basically, the invention is not limited to use with a particular type of battery pack / battery cells or a particular type of battery cell assembly. In the case of the aforementioned different types of battery, in particular the rated voltages and discharge voltages are different.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Versorgungsspannung im Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine kontinuierlich erfasst und mit dem Referenzwert verglichen wird, vorzugsweise durch Verwenden asynchroner Schaltungstechnik und/oder durch Verwenden synchroner Schaltungstechnik mit einer Taktfrequenz größer als 1 Hz, vorzugsweise größer als 1 kHz, besonders bevorzugt größer als 1 MHz, beispielsweise größer als 10 MHz.In a further development of the invention it can be provided that the supply voltage is continuously detected during operation of the power tool and compared with the reference value, preferably by using asynchronous circuit technology and / or by using synchronous circuit technology with a clock frequency greater than 1 Hz, preferably greater than 1 kHz , more preferably greater than 1 MHz, for example greater than 10 MHz.

Insbesondere die Verwendung von asynchroner Schaltungstechnik kann zu einer besonders einfachen Implementierung führen. Beispielsweise kann ein gesteuerter Schalter vorgesehen sein, der sich automatisch öffnet, wenn die erfasste Versorgungsspannung kleiner ist als der Referenzwert. Beispielsweise kann ein MOSFET vorgesehen sein, dessen Schwellenspannung entsprechend gewählt oder eingestellt ist. Sobald sich die Versorgungsspannung der Akkuzellenanordnung dann wieder regeneriert (weil der gesteuerte Schalter durch Unterversorgung abgeschaltet hat), wird der Schalter automatisch wieder geschlossen und die Elektrowerkzeugmaschine weiterversorgt. Hierdurch kann mit einfachsten Mitteln ein sich selbst regulierendes System bereitgestellt werden.In particular, the use of asynchronous circuit technology can lead to a particularly simple implementation. For example, a controlled switch may be provided which opens automatically when the detected supply voltage is less than the reference value. For example, a MOSFET may be provided whose threshold voltage is selected or set accordingly. As soon as the supply voltage of the battery cell arrangement then regenerates again (because the controlled switch has switched off due to insufficient supply), the switch is automatically closed again and the power tool continues to be supplied. As a result, a self-regulating system can be provided with the simplest means.

Es kann aber auch vorgesehen sein, das Verfahren zum Überlastschutz in einer synchronen Schaltung, beispielsweise einer Zustandsmaschine oder einem sonstigen synchronen Schaltwerk, zu implementieren. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Versorgungsspannung der Akkuzellenanordnung in regelmäßigen Zeitabständen erfasst und mit dem Referenzwert verglichen wird. Vorzugsweise werden kurze Zeitintervalle gewählt. Beispielsweise kann die Versorgungsspannung der Akkuzellenanordnung in Intervallen geringer als 1 s, <100 ms, <10 ms, <1 ms, <100 µs, <10 µs, <1 µs oder in noch kürzeren Zeitintervallen erfolgen.However, it can also be provided to implement the method for overload protection in a synchronous circuit, for example a state machine or another synchronous switching mechanism. It can be provided that the supply voltage of the battery cell arrangement is detected at regular time intervals and compared with the reference value. Preferably, short time intervals are selected. For example, the supply voltage of the battery cell arrangement at intervals less than 1 s, <100 ms, <10 ms, <1 ms, <100 microseconds, <10 microseconds, <1 microseconds or in even shorter time intervals.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine begrenzt wird, indem die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine unterbrochen wird, vorzugsweise für ein definiertes Zeitintervall.In one development of the invention, it may be provided that the power supply of the power tool is limited by the power supply of the power tool is interrupted, preferably for a defined time interval.

Bereits eine kurze Unterbrechung der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine kann dazu führen, dass sich die Akkuzellenanordnung regeneriert und der Spannungseinbruch zunächst beseitigt wird.Even a brief interruption of the power supply of the electric machine tool can cause the rechargeable cell assembly to regenerate and the voltage dip to be eliminated first.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine durch ein Verfahren zur Leistungsbegrenzung oder Strombegrenzung begrenzt wird, vorzugsweise durch ein Pulsmodulationsverfahren.It can also be provided that the power supply of the power tool is limited by a power limiting or current limiting method, preferably by a pulse modulation method.

Die Erfindung betrifft auch eine akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine mit einer Überlastschutzvorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Überlastschutz gemäß der vorstehenden Ausführungen, wobei die Überlastschutzvorrichtung zumindest die folgende Komponenten umfasst:

- eine Einrichtung zum Erfassen einer Versorgungsspannung einer mit der Elektrowerkzeugmaschine zur Energieversorgung verbundenen Akkuzellenanordnung;
- eine Komparatorschaltung zum Vergleichen der erfassten Versorgungsspannung mit wenigstens einem Referenzwert; und
- eine Schalteinrichtung zum Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine.

The invention also relates to a battery-operated electric machine tool with an overload protection device for carrying out a method for overload protection according to the preceding embodiments, wherein the overload protection device comprises at least the following components:

a device for detecting a supply voltage of a battery cell arrangement connected to the power tool for power supply;
a comparator circuit for comparing the detected supply voltage with at least one reference value; and
- A switching device for limiting the power supply of the power tool.

Merkmale und Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Überlastschutz vorstehend beschrieben wurden, können von einem Fachmann ohne Weiteres auf die akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine übertragen werden - und umgekehrt.Features and advantages that have been described above in connection with the method of overload protection, can be readily adapted to the battery-powered by a person skilled in the art Electric power tool to be transmitted - and vice versa.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einrichtung zum Erfassen der Versorgungsspannung als Spannungsmessgerät ausgebildet ist und/oder dazu ausgebildet ist, einen Zahlenwert der Versorgungsspannung der Akkuzellenanordnung von einer Datenschnittstelle der Akkuzellenanordnung (analog und/oder digital) auszulesen.In one development of the invention it can be provided that the device for detecting the supply voltage is designed as a voltage measuring device and / or is designed to read out a numerical value of the supply voltage of the battery cell arrangement from a data interface of the battery cell arrangement (analog and / or digital).

Die Erfassung der Versorgungsspannung über ein Spannungsmessgerät kann an einer beliebigen Stelle innerhalb der Elektrowerkzeugmaschine und/oder innerhalb der Akkuzellenanordnung vorgesehen sein. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass ein von der Versorgungsspannung abhängiger Spannungswert, beispielsweise eine Spannung an einem Knoten innerhalb eines Spannungsteilers etc. gemessen wird und anschließend auf den tatsächlichen Zahlenwert der Versorgungsspannung umgerechnet wird.The detection of the supply voltage via a voltage measuring device can be provided at any point within the power tool and / or within the battery cell arrangement. It can also be provided that a voltage value dependent on the supply voltage, for example a voltage at a node within a voltage divider, etc., is measured and then converted to the actual numerical value of the supply voltage.

Zumeist umfasst ein zeitgemäßes Akkupack ein integriertes Batterie-Management-System (BMS) sowie eine Datenschnittstelle. Das BMS dient der Überwachung und/oder Regelung des Akkupacks, wird teilweise auch als „Power-Management-System“ (PMS) bezeichnet, und überträgt meist in analoger und/oder digitaler Weise Daten über den Zustand (beispielsweise Ladezustand bzw. Versorgungsspannung und/oder Temperaturstatus) und/oder die Bauart bzw. charakteristische Parameter (zum Beispiel Nennspannung, Ladeschlussspannung und/oder Identifikationsdaten) des jeweiligen Akkupacks. Somit kann die Einrichtung zum Erfassen der Versorgungsspannung derartige Datensignale zum Erfassen der Versorgungsspannung auswerten bzw. heranziehen.In most cases, a modern battery pack includes an integrated battery management system (BMS) and a data interface. The BMS is used to monitor and / or regulate the battery pack, is sometimes referred to as a "power management system" (PMS), and transmits mostly in analog and / or digital manner data about the state (for example, state of charge or supply voltage and / or temperature status) and / or the type or characteristic parameters (for example rated voltage, end-of-charge voltage and / or identification data) of the respective battery pack. Thus, the means for detecting the supply voltage can evaluate such data signals for detecting the supply voltage.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schalteinrichtung als gesteuerter Schalter ausgebildet ist und/oder eine steuerbare Strombegrenzung umfasst. Es kann auch mehr als ein gesteuerter Schalter vorgesehen sein, beispielsweise können zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr gesteuerte Schalter vorgesehen sein, die z. B. zu einer Schaltbrücke zusammengeschaltet sind.In one development of the invention it can be provided that the switching device is designed as a controlled switch and / or comprises a controllable current limitation. It can also be provided more than one controlled switch, for example, two, three, four, five, six, seven, eight or more controlled switches can be provided, the z. B. are interconnected to a jumper.

Wie betreffend das Verfahren zum Überlastschutz bereits ausgeführt, kann die Schalteinrichtung die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine für ein definiertes Zeitintervall unterbrechen, beispielsweise durch Öffnen eines gesteuerten Schalters, oder anderweitig begrenzen, beispielsweise durch ein Pulsmodulationsverfahren, insbesondere ein Pulsweitenmodulationsverfahren.As already stated with respect to the method for overload protection, the switching device can interrupt the power supply of the power tool for a defined time interval, for example by opening a controlled switch, or otherwise limit, for example by a pulse modulation method, in particular a pulse width modulation method.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Überlastschutzvorrichtung und/oder wenigstens eine Komponente der Überlastschutzvorrichtung als digitale Schaltung ausgebildet ist oder sind, beispielsweise als Mikroprozessor, als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), als programmierbare digitale Schaltung, beispielsweise als „Field Programmable Gate Array“ (FPGA) oder programmierbare logische Anordnung (PLA) und/oder in der Art von auf einer Leiterplatte angeordneten und miteinander verbundenen elektrischen Bauteilen, insbesondere diskreten elektrischen Bauelementen.In a further development of the invention it can be provided that the overload protection device and / or at least one component of the overload protection device is designed as a digital circuit or, for example as a microprocessor, as an application-specific integrated circuit (ASIC), as a programmable digital circuit, for example as "Field Programmable Gate Array "(FPGA) or programmable logic device (PLA) and / or in the manner of arranged on a printed circuit board and interconnected electrical components, in particular discrete electrical components.

Mit diskreten elektrischen Bauelementen sind beispielsweise Widerstände, Kapazitäten bzw. Kondensatoren, Induktivitäten bzw. Spulen und/oder Dioden, sowie aktive Bauelemente, wie Transistoren, bis hin zu integrierten Schaltungen, gemeint.With discrete electrical components, for example, resistors, capacitors or capacitors, inductors or coils and / or diodes, as well as active components, such as transistors, to integrated circuits, meant.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Überlastschutz kann vollständig digital ausgeführt werden, wobei vorhandene Einrichtungen zur Überwachung der Versorgungsspannung und vorhandene Schalteinrichtungen, beispielsweise Schutzschalter, verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise in einem vorhandenen Mikroprozessor implementiert werden und beispielsweise als Softwareupdate nachträglich in eine vorhandene Elektrowerkzeugmaschine integriert werden.The inventive method for overload protection can be performed completely digital, with existing means for monitoring the supply voltage and existing switching devices, such as circuit breakers are used. The method according to the invention can be implemented, for example, in an existing microprocessor and, for example, subsequently integrated as a software update in an existing power tool.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Überlastschutzvorrichtung ausgebildet ist, um mehrere parallele Verfahren zum Überlastschutz gemäß der vorstehenden Beschreibung durchzuführen, insbesondere um mehr als eine Versorgungsspannung zu erfassen und/oder um mehr als einen Referenzwert heranzuziehen.In a further development of the invention it can also be provided that the overload protection device is designed to carry out a plurality of parallel methods for overload protection according to the above description, in particular to detect more than one supply voltage and / or to use more than one reference value.

Beispielsweise kann die Versorgungsspannung an mehreren Stellen innerhalb der Elektrowerkzeugmaschine gesondert überwacht werden. Es kann beispielsweise eine Überwachung direkt an der Akkuzellenanordnung, direkt an dem Elektromotor und/oder an leistungselektrischen Bauteilen vorgesehen sein.For example, the supply voltage can be monitored separately at several locations within the power tool. For example, monitoring may be provided directly on the battery cell arrangement, directly on the electric motor and / or on power-electrical components.

Es kann dann ein gemeinsamer Referenzwert vorgesehen sein oder jeweils ein Referenzwert für jede überwachte Versorgungsspannung, der in Abhängigkeit der jeweiligen Belastbarkeit der entsprechenden (überwachten) Komponenten bestimmt ist.It can then be provided a common reference value or in each case a reference value for each monitored supply voltage, which is determined as a function of the respective load capacity of the corresponding (monitored) components.

Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß der vorstehenden Beschreibung durchzuführen, wenn das Programm auf einem Mikroprozessor, insbesondere als Teil einer Überlastschutzvorrichtung einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine, ausgeführt wird.The invention also relates to a computer program with program code means for carrying out a method as described above, when the program is stored on a microprocessor, in particular as part of a microprocessor Overload protection device of a battery-powered power tool, is executed.

Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Überlastschutz in einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine ausgeführt bzw. innerhalb der akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine implementiert. Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, dass das Verfahren zum Überlastschutz innerhalb der Akkuzellenanordnung ausgeführt wird, und beispielsweise auf dem BMS eines Akkupacks implementiert ist.The method according to the invention for overload protection is preferably implemented in a battery-powered power tool or implemented within the battery-powered power tool. Alternatively, however, it may also be provided that the method for overload protection is carried out within the battery cell arrangement, and is implemented, for example, on the BMS of a battery pack.

Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass das Verfahren zum Überlastschutz in einem Adapter implementiert ist, wobei der Adapter eingangsseitig die Akkuzellenanordnung aufnimmt und ausgangsseitig mit der Elektrowerkzeugmaschine verbunden wird, um die Elektrowerkzeugmaschine über die Akkuzellenanordnung zu versorgen.Finally, it can also be provided that the method for overload protection is implemented in an adapter, wherein the adapter receives the battery cell arrangement on the input side and is connected on the output side to the power tool to supply the power tool via the battery cell arrangement.

Es soll an dieser Stelle grundsätzlich betont werden, dass mit Begriffen wie „mit“, „umfassend“ oder „aufweisend“ etc. nicht ausgeschlossen werden soll, dass auch noch zusätzliche Schritte oder Merkmale im Sinne der Erfindung vorgesehen sein können.It should be emphasized at this point in principle that with terms such as "with", "comprising" or "having" etc. is not to be ruled out that even additional steps or features within the meaning of the invention may be provided.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.Embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the drawing.

Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.The figures each show preferred embodiments in which individual features of the present invention are illustrated in combination with each other. Features of an exemplary embodiment can also be implemented independently of the other features of the same exemplary embodiment and can accordingly be readily connected by a person skilled in the art to further meaningful combinations and sub-combinations with features of other exemplary embodiments.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Es zeigen schematisch:

1 ein Ablaufdiagramm für das erfindungsgemäße Verfahren;
2 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine mit einer Überlastschutzvorrichtung in einer synchronen Ausführung;
3 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine mit einer Überlastschutzvorrichtung in einer asynchronen Ausführung;
4 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine mit einer Überlastschutzvorrichtung in einer weiteren Ausführung;
5a ein Beispielszenario eines Spannungs- und eines Stromverlaufs einer überlasteten Elektrowerkzeugmaschine gemäß dem Stand der Technik; und
5b ein Beispielszenario eines Spannungs- und Stromverlaufs einer erfindungsgemäßen Elektrowerkzeugmaschine.

They show schematically:

1 a flow chart for the inventive method;
2 a circuit diagram of a power tool according to the invention with an overload protection device in a synchronous design;
3 a circuit diagram of a power tool according to the invention with an overload protection device in an asynchronous version;
4 a circuit diagram of a power tool according to the invention with an overload protection device in a further embodiment;
5a an example scenario of a voltage and a current profile of a congested power tool according to the prior art; and
5b an example scenario of a voltage and current waveform of a power tool according to the invention.

In 1 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, wie dieses beispielsweise auf einer Zustandsmaschine (endlicher Automat, „Finite State Machine“), beispielsweise zur Ausführung auf einem Mikroprozessor 1 oder einer sonstigen digitalen Schaltung, implementiert werden kann.In 1 a flow chart of the inventive method is shown, as this example, on a state machine (finite state machine, "Finite State Machine"), for example, for execution on a microprocessor 1 or any other digital circuit.

Das Verfahren zum Überlastschutz einer erfindungsgemäßen akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine 2 (vgl. 2 bis 4) umfasst dabei zumindest die drei Schritte (a), (b) und (c). Das Verfahren kann auf Basis asynchroner und/oder synchroner Schaltungstechnik realisiert sein.The method for overload protection of a battery-powered electric machine tool according to the invention 2 (see. 2 to 4 ) comprises at least the three steps (a), (b) and (c). The method can be realized on the basis of asynchronous and / or synchronous circuit technology.

In einem ersten Schritt (a) wird die Versorgungsspannung U einer Akkuzellenanordnung 3 (vgl. 2 bis 4) erfasst, die zur Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 mit der Elektrowerkzeugmaschine 2 verbunden ist.In a first step (a), the supply voltage U of a battery cell arrangement 3 (see. 2 to 4 ), which is used to supply power to the power tool 2 with the power tool 2 connected is.

In einem zweiten Schritt (b) wird die erfasste Versorgungsspannung U mit einem Referenzwert U_REF verglichen, um einen belastungsinduzierten Spannungseinbruch ΔU (vgl. 5a und 5b) der Versorgungsspannung U zu erkennen. Wenn detektiert wird, dass die Versorgungsspannung U größer oder gleich dem Referenzwert U_REF ist, kann das Verfahren wieder von vorn beginnen bzw. abermals die Versorgungsspannung U in Schritt (a) erfasst werden. Das Verfahren kann somit zyklisch durchgeführt werden bzw. die Versorgungsspannung U kann im Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine 2 beispielsweise kontinuierlich erfasst und anschließend mit dem Referenzwert U_REF verglichen werden.In a second step (b), the detected supply voltage U is compared with a reference value U _{REF in} order to calculate a load-induced voltage drop ΔU (cf. 5a and 5b ) of the supply voltage U to recognize. If it is detected that the supply voltage U is greater than or equal to the reference value U _REF , the method can start again from the beginning or again the supply voltage U in step (a) can be detected. The method can thus be carried out cyclically or the supply voltage U can during operation of the power tool 2 For example, continuously detected and then compared with the reference value U _REF .

Wird im zweiten Schritt (b) hingegen erkannt, dass die Versorgungsspannung U kleiner ist als der Referenzwert U_REF, wird in einem dritten Schritt (c) die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 begrenzt. Bei dem Referenzwert U_REF kann es sich also um einen Schwellenwert bzw. eine Schwellenspannung handeln, die als Ausführungsbedingung für die Begrenzung der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 in Schritt (c) dient. Anschließend kann das Verfahren wieder von vorn - mit Schritt (a) - beginnen.If, on the other hand, it is detected in the second step (b) that the supply voltage U is smaller than the reference value U _REF , in a third step (c) the power supply of the electric machine tool becomes 2 limited. The reference value U _REF can therefore be a threshold value or a threshold voltage, which is used as the execution condition for limiting the power supply of the power tool 2 in step (c). Thereafter, the process may start all over again - at step (a).

Die Schritte (a) und (b) können auch in einem gemeinsamen Schritt implementiert sein. Ebenso können die Schritte (b) und (c) oder alle Schritte (a), (b) und (c) in einem gemeinsamen Schritt implementiert sein. The steps (a) and (b) may also be implemented in a common step. Likewise, steps (b) and (c) or all steps (a), (b) and (c) may be implemented in a common step.

Der Referenzwert U_REF kann in einem flüchtigen oder nicht flüchtigen Datenspeicher der Elektrowerkzeugmaschine 2 abgelegt bzw. gespeichert sein und/oder bei Bedarf (neu) berechnet werden.The reference value U _REF can be _stored in a volatile or non-volatile data memory of the power tool 2 be stored or stored and / or (re) calculated if necessary.

Es kann vorgesehen sein, dass der Referenzwert U_REF auf Basis einer Mindestspannung U_MIN bestimmt wird, die zum fehlerfreien Betrieb elektrischer Bauteile der Elektrowerkzeugmaschine 2, insbesondere sicherheitskritischer Bauteile, erforderlich ist. Beispielsweise kann es sich bei der Mindestspannung U_MIN um die Schwellenspannung von MOSFETs der Leistungselektronik 4 (vgl. 2 bis 4) der Elektrowerkzeugmaschine 2 handeln.It can be provided that the reference value U _{REF is determined} on the basis of a minimum voltage U _MIN , which is used for error-free operation of electrical components of the power tool 2 , in particular safety-critical components, is required. For example, the minimum voltage U _{MIN may} be the threshold voltage of power electronics MOSFETs 4 (see. 2 to 4 ) of the power tool 2 act.

Es kann auch vorgesehen sein, dass der Referenzwert U_REF auf Basis des physikalischen Zusammenhangs zwischen der Versorgungsspannung U, einem Innenwiderstand R_IN der Akkuzellenanordnung 3 und dem maximal zulässigen Versorgungsstrom I_MAX berechnet wird, bis zu dem die Elektrowerkzeugmaschine 2 nicht überlastet ist.It can also be provided that the reference value U _REF based on the physical relationship between the supply voltage U, an internal resistance R _{IN of} the battery cell arrangement 3 and the maximum allowable supply current I _{MAX is} calculated up to that of the power tool 2 not overloaded.

Beispielsweise kann der Referenzwert U_REF kleiner sein als eine Entladeschlussspannung der Akkuzellenanordnung 3. Die Entladeschlussspannung kann beispielsweise ca. 70% der Nennspannung betragen (z. B. 12,5 Volt bei einer Nennspannung von ca. 18 Volt).For example, the reference value U _{REF may be} smaller than a discharge end voltage of the battery cell arrangement 3 , For example, the discharge end voltage may be about 70% of the rated voltage (eg, 12.5 volts at a nominal voltage of about 18 volts).

Der Referenzwert U_REF kann kleiner sein als 75 % einer Nennspannung der Akkuzellenanordnung 3, beispielsweise kleiner als 65 % der Nennspannung, kleiner als 55 % der Nennspannung oder kleiner als 45 % der Nennspannung.The reference value U _REF may be less than 75% of a nominal voltage of the battery cell arrangement 3 For example, less than 65% of the rated voltage, less than 55% of the rated voltage, or less than 45% of the rated voltage.

2 zeigt einen Schaltplan in einer ersten Ausführung. Dargestellt sind die Schaltskizze einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine 2 und eine Schaltskizze einer Akkuzellenanordnung 3. 2 shows a circuit diagram in a first embodiment. Shown are the circuit diagram of a battery-powered power tool 2 and a circuit diagram of a battery cell assembly 3 ,

Die Akkuzellenanordnung 3 ist im Ausführungsbeispiel als einzelnes Akkupack 3.1 ausgebildet, in dem mehrere Akkuzellen 5 seriell miteinander verschaltet sind. Die Nennspannung des Akkupacks 3.1 entspricht somit im Wesentlichen der Summe der Nennspannung der einzelnen Akkuzellen 5. Vorzugsweise werden Lithium-Ionen-Akkuzellen 5 verwendet. Die Nennspannung des Akkupacks 3.1 beträgt beispielsweise 18 Volt (z. B. bei fünf Lithium-Ionen-Akkuzellen 5 in Reihenschaltung) oder 36 Volt (z. B. bei zehn Lithium-Ionen-Akkuzellen 5 in Reihenschaltung). Selbstverständlich kann eine beliebige Akkuzellenanordnung 3, beispielsweise auch eine Gruppe bestehend aus mehreren Akkupacks 3.1, vorgesehen sein.The battery cell arrangement 3 is in the embodiment as a single battery pack 3.1 formed in which several battery cells 5 connected in series with each other. The rated voltage of the battery pack 3.1 thus essentially corresponds to the sum of the rated voltage of the individual battery cells 5 , Preferably, lithium-ion battery cells 5 used. The rated voltage of the battery pack 3.1 is, for example, 18 volts (eg, five lithium-ion battery cells 5 in series) or 36 volts (eg with ten lithium-ion battery cells 5 in series). Of course, any battery cell arrangement 3 , For example, a group consisting of several battery packs 3.1 , be provided.

Die dargestellte Elektrowerkzeugmaschine 2 umfasst einen Verbraucher M, vorliegend einen Elektromotor M, der von einer Leistungselektronik 4 betrieben bzw. geregelt wird. Durch einen Betriebsschalter 6 kann ein Benutzer die Elektrowerkzeugmaschine 2 nach Bedarf in Betrieb nehmen, wodurch der elektrische Stromkreis zwischen dem Akkupack 3.1 und dem Elektromotor M geschlossen werden kann.The illustrated power tool 2 comprises a consumer M, in this case an electric motor M, by a power electronics 4 operated or regulated. Through a power switch 6 a user can use the power tool 2 put into operation as needed, eliminating the electrical circuit between the battery pack 3.1 and the electric motor M can be closed.

Die Elektrowerkzeugmaschine 2 umfasst ferner eine erfindungsgemäße Überlastschutzvorrichtung 7 zur Durchführung eines Verfahrens zum Überlastschutz.The power tool 2 further comprises an overload protection device according to the invention 7 to carry out a method for overload protection.

Die Überlastschutzvorrichtung 7 weist eine Einrichtung 8 zum Erfassen einer Versorgungsspannung U des mit der Elektrowerkzeugmaschine 2 zur Energieversorgung verbundenen Akkupacks 3.1 auf. Dabei ist die Einrichtung 8 zum Erfassen der Versorgungsspannung U als Spannungsmessgerät V ausgebildet und erfasst messtechnisch die Versorgungsspannung U des Akkupacks 3.1 zwischen den Klemmen bzw. Knoten U_DD und GND an einer Akkupackschnittstelle 9 der Elektrowerkzeugmaschine 2.The overload protection device 7 has a facility 8th for detecting a supply voltage U of the electric machine tool 2 for the energy supply connected battery packs 3.1 on. Here is the device 8th designed to detect the supply voltage U as a voltage measuring device V and metrologically detects the supply voltage U of the battery pack 3.1 between the terminals or nodes U _DD and GND at a battery pack interface 9 the power tool 2 ,

Die Überlastschutzvorrichtung 7 weist ferner eine Komparatorschaltung 10 zum Vergleich der erfassten Versorgungsspannung U mit dem Referenzwert U_REF auf. Die Komparatorschaltung 10 ist im vorliegenden Beispiel in einem Mikroprozessor 1 implementiert. Das Verfahren zum Überlastschutz wird dadurch unter Verwendung synchroner Schaltungstechnik mit einer definierten Taktfrequenz betrieben. Die Taktfrequenz wird bestimmt durch das Taktsignal CLK. Die Taktfrequenz kann grundsätzlich beliebig sein, ist vorzugsweise aber größer als 1 Hz, beispielsweise größer als 1 kHz, größer als 1 MHz oder größer als 10 MHz.The overload protection device 7 further comprises a comparator circuit 10 for comparing the detected supply voltage U with the reference value U _REF . The comparator circuit 10 is in this example in a microprocessor 1 implemented. The method for overload protection is thereby operated using synchronous circuit technology with a defined clock frequency. The clock frequency is determined by the clock signal CLK. The clock frequency can be basically arbitrary, but is preferably greater than 1 Hz, for example, greater than 1 kHz, greater than 1 MHz or greater than 10 MHz.

Die Einrichtung 8 zum Erfassen der Versorgungsspannung U erfasst die Versorgungsspannung U vorliegend allerdings asynchron. Die erfasste Versorgungsspannung U wird dann gemäß der Taktung der Komparatorschaltung 10 zu bestimmten Zeiten, beispielsweise jede Millisekunde, zum Vergleich herangezogen.The device 8th for detecting the supply voltage U detects the supply voltage U in the present case, however, asynchronously. The detected supply voltage U is then in accordance with the timing of the comparator circuit 10 at certain times, for example every millisecond, for comparison.

Schließlich weist die Überlastschutzvorrichtung 7 eine Schalteinrichtung 11 zum Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 auf. Dabei kann es sich um eine steuerbare Strombegrenzung bzw. Leistungsbegrenzung handeln. Vorzugsweise kann ein Pulsweitenmodulationsverfahren verwendet werden. Die Schalteinrichtung 11 zum Begrenzen der Energieversorgung ist dabei im Versorgungspfad des Elektromotors M angeordnet und vermag im Falle einer Überlastung der Elektrowerkzeugmaschine 2, beispielsweise wenn der Elektromotor M feststeht, den Stromfluss zu dem Elektromotor M zu begrenzen oder abzuschalten.Finally, the overload protection device 7 a switching device 11 for limiting the power supply of the power tool 2 on. This can be a controllable current limitation or power limitation. Preferably, a pulse width modulation method may be used. The switching device 11 for limiting the power supply is arranged in the supply path of the electric motor M and is capable of overloading the Power tool 2 For example, when the electric motor M is determined to limit or shut off the flow of current to the electric motor M.

In 3 ist ein Schaltplan betreffend eine zweite Ausführung der Erfindung dargestellt.In 3 a circuit diagram relating to a second embodiment of the invention is shown.

Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit einer vorhergehenden Ausführung bzw. einer vorhergehenden Figur beschrieben wurden, werden nachfolgend nicht abermals ausführlich behandelt. Dies gilt auch für nachfolgende Figuren.Features that have already been described in connection with a previous embodiment or a previous figure are not discussed again in detail below. This also applies to the following figures.

Abermals ist die Akkuzellenanordnung 3 als einzelnes Akkupack 3.1 ausgebildet. In dieser Ausführung umfasst das Akkupack 3.1 allerdings bereits selbst ein Spannungsmessgerät V zum Erfassen der Versorgungsspannung U. Üblicherweise ist ein Batterie-Management-System (BMS) in einem Akkupack 3.1 vorgesehen, um Parameter des Akkupacks 3.1 auszuwerten und/oder zu regeln. Das BMS kann auch die Spannungsmessung vornehmen. Die innerhalb des Akkupacks 3.1 messtechnisch erfasste Versorgungsspannung U wird anschließend über eine Datenschnittstelle 12 des Akkupacks 3.1 an die Elektrowerkzeugmaschine 2 übergeben. Vorliegend ist die Einrichtung 8 zum Erfassen der Versorgungsspannung U der Überlastschutzvorrichtung 7 somit ausgebildet, um einen Zahlenwert der Versorgungsspannung U des Akkupacks 3.1 von der Datenschnittstelle 12 des Akkupacks 3 auszulesen.Again, the battery cell arrangement 3 as a single battery pack 3.1 educated. In this embodiment, the battery pack includes 3.1 However, even a voltage meter V for detecting the supply voltage U. Usually, a battery management system (BMS) in a battery pack 3.1 provided to parameters of the battery pack 3.1 evaluate and / or regulate. The BMS can also perform the voltage measurement. The inside of the battery pack 3.1 metrologically detected supply voltage U is then via a data interface 12 of the battery pack 3.1 to the power tool 2 to hand over. In the background is the device 8th for detecting the supply voltage U of the overload protection device 7 thus formed to a numerical value of the supply voltage U of the battery pack 3.1 from the data interface 12 of the battery pack 3 read.

Die in dem Akkupack 3.1 erfasste Versorgungsspannung U wird im vorliegenden Beispiel wie vorher zwischen den Knoten U_DD und GND aufgenommen (bzw. an den korrespondierenden Knoten innerhalb des Akkupacks 3.1). Alternativ kann die Versorgungsspannung U aber auch durch Messung an den Klemmen der Akkuzellen 5 bestimmt werden, z. B. durch Messen aller Einzelspannungen der Akkuzelle 5 und anschließende Summenbildung. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur eine Einzelspannung einer Akkuzelle 5 oder ein Teil der Einzelspannungen bestimmt wird, wonach näherungsweise die Versorgungsspannung U bestimmt wird.The in the battery pack 3.1 detected supply voltage U is added in the present example as before between the nodes U _DD and GND (or to the corresponding node within the battery pack 3.1 ). Alternatively, the supply voltage U but also be determined by measurement at the terminals of the battery cells 5, z. B. by measuring all individual voltages of the battery cell 5 and subsequent summation. It can also be provided that only a single voltage of a battery cell 5 or a part of the individual voltages is determined, after which approximately the supply voltage U is determined.

Im Gegensatz zur Ausführung der 2 ist die Komparatorschaltung 10 vorliegend durch asynchrone Schaltungstechnik ausgebildet. Es ist kein Taktsignal CLK vorgesehen. Sobald die erfasste Versorgungsspannung U den Referenzwert U_REF unterschreitet, wird ein digitales Steuersignal y erzeugt, um die Schalteinrichtung 11 zum Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 zu veranlassen.In contrast to the execution of 2 is the comparator circuit 10 in this case formed by asynchronous circuit technology. There is no clock signal CLK provided. As soon as the detected supply voltage U _falls below the reference value U _REF , a digital control signal y is generated to the switching device 11 for limiting the power supply of the power tool 2 to induce.

Vorliegend ist die Schalteinrichtung 11 als gesteuerter Schalter 13 ausgebildet und kann von dem Steuersignal y direkt angesteuert werden. Die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 wird vorliegend also begrenzt, indem die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 unterbrochen wird - zumindest bis sich die Versorgungsspannung U des Akkupacks 3.1 wieder auf einen Wert regeneriert hat, der über dem Referenzwert U_REF liegt.In the present case is the switching device 11 as a controlled switch 13 trained and can be controlled directly by the control signal y. The power supply of the power tool 2 is therefore limited in this case by the power supply of the power tool 2 is interrupted - at least until the supply voltage U of the battery pack 3.1 has regenerated to a value above the reference value U _REF .

Es kann grundsätzlich auch in dieser Ausführung vorgesehen sein, dass die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 für ein definiertes Zeitintervall unterbrochen wird, das beispielsweise länger ist als die Zeit, die die Versorgungsspannung U des Akkupacks 3.1 benötigt, um sich wieder zu regenerieren. Hierdurch kann eine unverhältnismäßige Beanspruchung bzw. können übermäßige Schaltvorgänge der Überlastschutzvorrichtung 7 vermieden werden.It can also be provided in principle in this embodiment that the power supply of the power tool 2 is interrupted for a defined time interval, for example, is longer than the time that the supply voltage U of the battery pack 3.1 needed to regenerate. As a result, a disproportionate stress or excessive switching operations of the overload protection device 7 be avoided.

In 4 ist eine weitere Ausführung der Erfindung als Schaltplan stark schematisch dargestellt. Es handelt sich grundsätzlich um die einfachste Realisierung des Verfahrens bzw. der Überlastschutzvorrichtung 7 der Elektrowerkzeugmaschine 2. In 4 is a further embodiment of the invention as a schematic diagram shown very schematically. It is basically the simplest implementation of the method or the overload protection device 7 the power tool 2 ,

Beispielhaft sind in dieser Ausführung zwei Akkupack 3.1 dargestellt, die in zwei Akkupackschnittstellen 9 der Elektrowerkzeugmaschine 2 aufgenommen und zu einer Reihenschaltung verbunden sind. Die für den Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine 2 relevante Versorgungsspannung U liegt demnach wieder zwischen den Knoten bzw. Klemmen U_DD und GND an. Auch eine Parallelschaltung der Akkupacks 3.1 wäre selbstverständlich möglich.By way of example, in this embodiment, two battery pack 3.1 shown in two battery pack interfaces 9 the power tool 2 recorded and connected to a series circuit. The for the operation of the power tool 2 relevant supply voltage U is therefore again between the node or terminals U _DD and GND. Also a parallel connection of the battery packs 3.1 would of course be possible.

Die Akkuzellenanordnung 3 kann, insbesondere bei Verwendung von zwei oder mehr Akkupacks 3.1, auch über eine Adapteranordnung und/oder eine Kabelverbindung mit der Elektrowerkzeugmaschine 2 über eine einzige Akkupackschnittstelle 9 verbunden sein.The battery cell arrangement 3 can, especially when using two or more battery packs 3.1 , Also via an adapter assembly and / or a cable connection to the power tool 2 via a single battery pack interface 9 be connected.

Im Beispiel der 4 sind die Einrichtung 8 zum Erfassen der Versorgungsspannung U, die Komparatorschaltung 10 zum Vergleichen der erfassten Versorgungsspannung U mit dem Referenzwert U_REF und die Schalteinrichtung 11 zum Begrenzen der Energieversorgung einteilig bzw. funktional zusammengefasst ausgebildet. Bei der Überlastschutzvorrichtung 7 in der Ausführung der 4 kann es sich beispielsweise um ein elektrisches Bauteil handeln, das bei Unterschreiten einer gewissen (definierten) Eingangsspannung einen Schaltvorgang, insbesondere einen Ausschaltvorgang, vornimmt. Sobald also dessen Eingangsspannung, vorliegend also die Versorgungsspannung U, unter einen definierten Schwellenwert (also z. B. den Referenzwert U_REF) absinkt, wird der Stromkreis unterbrochen; sobald sich die Versorgungsspannung U ausreichend regeneriert hat, wird die Versorgung - umgehend oder verzögert - wieder aufgenommen. Dies kann auch in mehreren Stufen, also z. B. unter Verwendung mehrerer Referenzwerte, oder auch stufenlos bzw. in analoger Weise geschehen.In the example of 4 are the decor 8th for detecting the supply voltage U, the comparator circuit 10 for comparing the detected supply voltage U with the reference value U _REF and the switching device 11 designed to limit the power supply integrally or functionally summarized. At the overload protection device 7 in the execution of 4 it may be, for example, an electrical component that, when falling below a certain (defined) input voltage, performs a switching operation, in particular a switch-off operation. Thus, as soon as its input voltage, in the present case the supply voltage U, drops below a defined threshold value (that is, for example, the reference value U _REF ), the circuit is interrupted; as soon as the supply voltage U has regenerated sufficiently, the supply is resumed - immediately or delayed. This can also be done in several stages, ie z. B. using several Reference values, or also continuously or in an analogous manner happen.

Grundsätzlich kann die Überlastschutzvorrichtung 7 und/oder wenigstens eine Komponente der Überlastschutzvorrichtung 7 als digitale Schaltung ausgebildet sein, beispielsweise als Mikroprozessor 1, als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), als programmierbare digitale Schaltung und/oder in der Art von auf einer Leiterplatte angeordneten und miteinander verbundenen elektrischen Bauteilen. Es kann auch eine gemischt analoge und digitale Schaltung vorgesehen sein.Basically, the overload protection device 7 and / or at least one component of the overload protection device 7 be designed as a digital circuit, for example as a microprocessor 1 as an application specific integrated circuit (ASIC), as a programmable digital circuit and / or in the manner of arranged on a printed circuit board and interconnected electrical components. It can also be provided a mixed analog and digital circuit.

Die Versorgungsspannung U kann, wie bereits angedeutet, grundsätzlich an einer beliebigen Stelle innerhalb der Elektrowerkzeugmaschine 2 oder innerhalb der Akkuzellenanordnung 3 bzw. des wenigstens einen Akkupacks 3.1 erfasst werden. Die Erfassung der Versorgungsspannung U muss nicht zwangsläufig an den Versorgungsklemmen U_DD, GND der Akkupackschnittstelle 9 der Elektrowerkzeugmaschine 2 vorgesehen sein.The supply voltage U can, as already indicated, basically at any point within the power tool 2 or within the battery cell assembly 3 or the at least one battery pack 3.1 be recorded. The detection of the supply voltage U does not necessarily have to be at the supply terminals U _DD , GND of the battery pack interface 9 the power tool 2 be provided.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Überlastschutzvorrichtung 7 ausgebildet ist, mehrere genannte Verfahren durchzuführen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mehr als eine Versorgungsspannung U erfasst wird und/oder mit mehr als einem Referenzwert U_REF verglichen wird.It can also be provided that the overload protection device 7 is designed to perform several methods mentioned. For example, it can be provided that more than one supply voltage U is detected and / or compared with more than one reference value U _REF .

Um den Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überlastschutz im Vergleich mit einem Überlastschutz aus dem Stand der Technik darzustellen, ist in 5a der Verlauf der Versorgungsspannung U und des Versorgungsstroms I einer Elektrowerkzeugmaschine 2 über die Zeit t mit einem herkömmlichen Überlastschutz dargestellt. 5b zeigt entsprechende beispielhafte Verläufe, wenn das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird.To illustrate the advantage of the method according to the invention for overload protection in comparison with an overload protection of the prior art, is in 5a the course of the supply voltage U and the supply current I of a power tool 2 represented over time t with a conventional overload protection. 5b shows corresponding exemplary courses when the inventive method is used.

Bis zum Zeitpunkt t₁ befindet sich das System bzw. die Elektrowerkzeugmaschine 2 im Leerlauf bzw. ist noch abgeschaltet. Es wird kein Versorgungsstrom I von der Elektrowerkzeugmaschine 2 verbraucht - bis auf zu vernachlässigenden Standby-Strom. Die Versorgungsspannung U befindet sich aufgrund des Leerlaufs über der Nennspannung eines verwendeten Akkupacks 3.1. Vorliegend beläuft sich die Nennspannung beispielhaft auf 18 Volt.Until the time t ₁ is the system or the power tool 2 idle or is still off. There is no supply current I from the power tool 2 consumed - up to negligible standby power. The supply voltage U is due to the idling over the rated voltage of a battery pack used 3.1 , In the present case, the nominal voltage amounts to, for example, 18 volts.

Zum Zeitpunkt t₁ wird die Elektrowerkzeugmaschine 2 in Betrieb genommen und durchläuft bis zum Zeitpunkt t₂ einen Anlaufvorgang. Im Anschluss, bis zum Zeitpunkt t₃, wird die Elektrowerkzeugmaschine 2 im Normalbetrieb verwendet bzw. es wird mit der Elektrowerkzeugmaschine 2 gearbeitet. Der Versorgungsstrom I und die Versorgungsspannung U haben sich auf einen stabilen Wert eingestellt, der der Komplexität der mit der Elektrowerkzeugmaschine 2 durchgeführten Arbeiten entspricht.At time t ₁ , the electric machine tool 2 put into operation and goes through until the time t ₂ a startup process. Following, until time t ₃ , the power tool is 2 used in normal operation or it is with the power tool 2 worked. The supply current I and the supply voltage U have been set to a stable value, the complexity of the power tool with the 2 work carried out.

Zum Zeitpunkt t₃ tritt nun allerdings eine Situation auf, aufgrund derer die Elektrowerkzeugmaschine 2 einen übermäßigen Bedarf an Versorgungsstrom I zeigt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn ein Werkzeug der Elektrowerkzeugmaschine 2 in einem zu bearbeitenden Werkstück feststeckt und somit der Elektromotor M stillsteht. Dieses Problem ist z. B. bei Bohrmaschinen oder Sägen bekannt.At the time t ₃ , however, a situation now arises due to which the electric machine tool 2 shows an excessive demand for supply current I. This may for example be the case when a tool of the power tool 2 stuck in a workpiece to be machined and thus the electric motor M stands still. This problem is z. B. in drilling machines or saws known.

Betrachtet man nun die Kurven der Figur 5a, so zeigt sich, dass gleichzeitig mit dem Anstieg des Versorgungsstroms I die Versorgungsspannung U in Abhängigkeit des Innenwiderstands R_IN des Akkupacks 3.1 stark einbricht. Zum Zeitpunkt t₄ ist die Versorgungsspannung U bereits unter die Ladeschlussspannung (vorliegend beispielsweise 12,5 Volt) und auch unter eine Mindestspannung U_MIN (vorliegend beispielsweise 10 Volt) abgefallen, die für einen fehlerfreien Betrieb der elektrischen Bauteile der Elektrowerkzeugmaschine 2, insbesondere deren Leistungs-MOSFETs, gerade noch erforderlich wäre. Der Spannungseinbruch ΔU beträgt über 11 Volt. Die Versorgungsspannung U ist auf ca. 8 Volt abgefallen, wodurch analoge und/oder digitale Schaltungen, beispielsweise die Leistungselektronik 4, die den Elektromotor M regelt, in einen undefinierten Zustand wechselt.Looking now at the curves of the figure 5a , it turns out that simultaneously with the rise of the supply current I, the supply voltage U as a function of the internal resistance R _{IN of} the battery pack 3.1 breaks down sharply. At the time t ₄ , the supply voltage U is already below the end-of-charge voltage (in the present example, 12.5 volts) and also below a minimum voltage U _MIN (in this case, for example, 10 volts) dropped, for a fault-free operation of the electrical components of the power tool 2 , especially their power MOSFETs, would just be required. The voltage drop ΔU is over 11 volts. The supply voltage U has dropped to about 8 volts, causing analog and / or digital circuits, such as power electronics 4 , which controls the electric motor M, changes to an undefined state.

Die Erfinder haben erkannt, dass die gängigen Verfahren zum Überlastschutz regelmäßig zu spät reagieren, da diese den Versorgungsstrom I über eine gewisse Zeit beobachten müssen, um kurzzeitige Stromspitzen (vgl. z. B. Stromspitze 14 der 5b), die grundsätzlich unschädlich wären, zur Auslösung von Fehlalarmen auszuschließen. Demnach erfolgt das Abschalten des Elektromotors M bzw. dessen Versorgungsstromkreises erst relativ spät, nämlich zum Zeitpunkt t₅. Insbesondere da zu dieser Zeit die Versorgungsspannung U bereits derart niedrig ist, dass die Funktionalität keiner der Schaltungen der Elektrowerkzeugmaschine 2 mehr sicher gewährleistet sein kann, kann dies bereits zu spät sein. Es ist auch möglich, dass die gängigen Verfahren zum Überlastschutz zu diesem Zeitpunkt ebenfalls nicht mehr funktionstüchtig sind, da auch deren Mindestbetriebsspannung unterschritten wurde.The inventors have recognized that the usual methods for overload protection regularly react too late, since they must observe the supply current I over a certain period of time to short-term current peaks (see, for., Stromspitze 14 of the 5b ), which would in principle be harmless, to exclude false alarms. Accordingly, the switching off of the electric motor M and the power supply circuit takes place relatively late, namely at time t. ₅ In particular, since at this time the supply voltage U is already so low that the functionality of none of the circuits of the power tool 2 can be assured more safely, this may already be too late. It is also possible that the current methods for overload protection at this time are also no longer functional, as well as their minimum operating voltage was exceeded.

Betrachtet man nun die Figur 5b, so wird der Vorteil bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich. Dadurch, dass die Versorgungsspannung U und nicht der Versorgungsstrom I überwacht wird und mit dem Referenzwert U_REF (vorliegend entsprechend der Mindestspannung U_MIN gleich 10 Volt) verglichen wird, wird ein Unterschreiten der Mindestspannung U_MIN rechtzeitig erkannt. Die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine 2 kann beim Erkennen der Unterschreitung des Referenzwerts U_REF somit umgehend begrenzt werden. Der Spannungseinbruch ΔU beschränkt sich vorliegend somit auf nur noch ca. 9 Volt. Zu dieser Zeit sind vorzugsweise noch alle elektrischen Bauteile der Elektrowerkzeugmaschine 2, insbesondere deren sicherheitskritischen Bauteile, funktionsbereit; undefinierte Zustände in der Signalverarbeitung sind nicht zu erwarten.Looking now at the figure 5b , the advantage in using the method according to the invention is clear. Characterized in that the supply voltage U and not the supply current I is monitored and with the reference value U _REF (in this case corresponding to the minimum voltage U _MIN equal to 10 volts) is compared, a _{drop below} the minimum voltage U _{MIN is} detected in time. The power supply of the power tool 2 can are thus immediately limited upon detection of the undershooting of the reference value U _REF . The voltage drop .DELTA.U is thus limited to only about 9 volts. At this time, preferably still all electrical components of the power tool 2 , in particular their safety-critical components, ready for operation; Undefined states in the signal processing are not expected.

Wie in 5b erkennbar, kann auch bei Verwendung des erfindungsgemäßen Überlastschutzes noch möglich sein, dass kurze hohe Stromspitzen 14 auftreten. Die Überlastung kann allerdings viel schneller, d. h. bereits zum Zeitpunkt t₄ und nicht erst zum Zeitpunkt t₅ wie im Beispiel der Figur 5a, unterbunden werden. Grundsätzlich kann eine Stromspitze 14 in der Praxis ohnehin unschädlich sein und toleriert werden. Somit ist keine Beschädigung der Elektrowerkzeugmaschine 2 bzw. deren Komponenten zu erwarten.As in 5b recognizable, even when using the overload protection according to the invention may still be possible that short high current peaks 14 occur. However, the overload can be much faster, ie already at time t ₄ and not only at time t ₅ as in the example of the figure 5a , be stopped. Basically, a current spike 14 anyway harmless in practice and be tolerated. Thus, there is no damage to the power tool 2 or their components expected.

Selbstverständlich sind die in den 5a und 5b dargestellten Zusammenhänge und Zahlenwerte lediglich beispielhaft zu verstehen.Of course, those in the 5a and 5b shown connections and numerical values only as an example.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005038225 A1 [0005]DE 102005038225 A1 [0005]
WO 2012/079936 A2 [0007]WO 2012/079936 A2 [0007]

Claims

Verfahren zum Überlastschutz einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine (2), umfassend die folgenden Schritte: a) Erfassen einer Versorgungsspannung (U) einer Akkuzellenanordnung (3), die zur Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2) mit der Elektrowerkzeugmaschine (2) verbunden ist; b) Vergleichen der erfassten Versorgungsspannung (U) mit einem Referenzwert (U_REF), um einen belastungsinduzierten Spannungseinbruch (ΔU) zu erkennen; c) Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2), wenn die erfasste Versorgungsspannung (U) kleiner ist als der Referenzwert (U_REF).Method for overload protection of a battery-powered electric machine tool (2), comprising the following steps: a) detecting a supply voltage (U) of a battery cell arrangement (3) which is connected to the power tool (2) for supplying power to the power tool (2); b) comparing the detected supply voltage (U) with a reference value (U _REF ) to detect a load-induced voltage dip (ΔU); c) limiting the power supply of the power tool (2) when the detected supply voltage (U) is smaller than the reference value (U _REF ).

Verfahren zum Überlastschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2) unmittelbar begrenzt wird, sobald die erfasste Versorgungsspannung (U) kleiner ist als der Referenzwert (U_REF).Method for overload protection after Claim 1 , characterized in that the power supply of the power tool (2) is immediately limited as soon as the detected supply voltage (U) is smaller than the reference value (U _REF ).

Verfahren zum Überlastschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (U_REF) auf Basis einer Mindestspannung (U_MIN) bestimmt wird, die zum fehlerfreien Betrieb elektrischer Bauteile der Elektrowerkzeugmaschine (2), insbesondere sicherheitskritischer Bauteile (4), erforderlich ist.Method for overload protection after Claim 1 or 2 , characterized in that the reference value (U _REF ) is determined on the basis of a minimum voltage (U _MIN ), which is required for error-free operation of electrical components of the power tool (2), in particular safety-critical components (4).

Verfahren zum Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (U_REF) auf Basis des physikalischen Zusammenhangs zwischen der Versorgungsspannung (U), einem Innenwiderstand (R_IN) der Akkuzellenanordnung (3) und einem Versorgungsstrom (I) bestimmt wird, um den maximal zulässigen Versorgungsstrom (I_MAX) vorzugeben, bis zu dem die Elektrowerkzeugmaschine (2) nicht überlastet wird.Method for overload protection according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the reference value (U _REF ) is determined based on the physical relationship between the supply voltage (U), an internal resistance (R _IN ) of the battery cell arrangement (3) and a supply current (I) to the maximum allowable supply current (I _MAX ) to which the power tool (2) is not overloaded.

Verfahren zum Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (U_REF) kleiner ist als eine Entladeschlussspannung der Akkuzellenanordnung (3).Method for overload protection according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the reference value (U _REF ) is smaller than a discharge end voltage of the battery cell arrangement (3).

Verfahren zum Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert (U_REF) kleiner ist als 75% einer Nennspannung der Akkuzellenanordnung (3), vorzugsweise kleiner ist als 65% der Nennspannung, besonders bevorzugt kleiner ist als 55% der Nennspannung, beispielsweise kleiner ist als 45% der Nennspannung.Method for overload protection according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the reference value (U _REF ) is less than 75% of a nominal voltage of the battery cell arrangement (3), preferably less than 65% of the rated voltage, more preferably less than 55% of the rated voltage, for example less than 45% of the rated voltage Nominal voltage.

Verfahren zum Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsspannung (U) im Betrieb der Elektrowerkzeugmaschine (2) kontinuierlich erfasst und mit dem Referenzwert (U_REF) verglichen wird, vorzugsweise durch Verwenden asynchroner Schaltungstechnik und/oder durch Verwenden synchroner Schaltungstechnik mit einer Taktfrequenz größer als 1 Hz, vorzugsweise größer als 1 kHz, besonders bevorzugt größer als 1 MHz, beispielsweise größer als 10 MHz.Method for overload protection according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the supply voltage (U) during operation of the electric machine tool (2) is continuously detected and compared with the reference value (U _REF ), preferably by using asynchronous circuit technology and / or by using synchronous circuit technology with a clock frequency greater than 1 Hz, preferably greater than 1 kHz, more preferably greater than 1 MHz, for example greater than 10 MHz.

Verfahren zum Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2) begrenzt wird, indem die Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2) unterbrochen wird, vorzugsweise für ein definiertes Zeitintervall.Method for overload protection according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the power supply of the power tool (2) is limited by the power supply of the power tool (2) is interrupted, preferably for a defined time interval.

Akkubetriebene Elektrowerkzeugmaschine (2) mit einer Überlastschutzvorrichtung (7) zur Durchführung eines Verfahrens zum Überlastschutz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Überlastschutzvorrichtung (7) zumindest folgende Komponenten umfasst: - eine Einrichtung (8) zum Erfassen einer Versorgungsspannung (U) einer mit der Elektrowerkzeugmaschine (2) zur Energieversorgung verbundenen Akkuzellenanordnung (3); - eine Komparatorschaltung (10) zum Vergleichen der erfassten Versorgungsspannung (U) mit wenigstens einem Referenzwert (U_REF); und - eine Schalteinrichtung (11) zum Begrenzen der Energieversorgung der Elektrowerkzeugmaschine (2).Battery-operated electric machine tool (2) with an overload protection device (7) for carrying out a method for overload protection according to one of Claims 1 to 8th in which the overload protection device (7) comprises at least the following components: - a device (8) for detecting a supply voltage (U) of a battery cell arrangement (3) connected to the power tool (2) for power supply; - A comparator circuit (10) for comparing the detected supply voltage (U) with at least one reference value (U _REF ); and - a switching device (11) for limiting the power supply of the power tool (2).

Elektrowerkzeugmaschine (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuzellenanordnung (3) als Akkupack (3.1) ausgebildet ist, in dem mehrere Akkuzellen (5) seriell und/oder parallel miteinander verschaltet sind.Power tool (2) after Claim 9 , characterized in that the rechargeable battery cell arrangement (3) is designed as a battery pack (3.1) in which a plurality of rechargeable battery cells (5) are connected in series and / or in parallel with one another.

Elektrowerkzeugmaschine (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (8) zum Erfassen der Versorgungsspannung (U) als Spannungsmessgerät (V) ausgebildet ist und/oder dazu ausgebildet ist, einen Zahlenwert der Versorgungsspannung (U) der Akkuzellenanordnung (3) von einer Datenschnittstelle (12) der Akkuzellenanordnung (3) auszulesen.Power tool (2) after Claim 9 or 10 Characterized in that the device (8) for detecting the supply voltage (U) as voltage meter (V) is formed and / or is adapted to a numerical value of the supply voltage (U) of the battery cell array (3) of a data interface (12) of the Battery cell arrangement (3) read out.

Elektrowerkzeugmaschine (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (11) als gesteuerter Schalter (13) ausgebildet ist und/oder eine steuerbare Strombegrenzung umfasst.Electric machine tool (2) according to one of Claims 9 to 11 , characterized in that the switching device (11) is designed as a controlled switch (13) and / or comprises a controllable current limit.

Elektrowerkzeugmaschine (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastschutzvorrichtung (7) und/oder wenigstens eine Komponente der Überlastschutzvorrichtung (7) als digitale Schaltung ausgebildet ist oder sind, beispielsweise als Mikroprozessor (1), als anwendungsspezifische integrierte Schaltung, als programmierbare digitale Schaltung und/oder in der Art von auf einer Leiterplatte angeordneten und miteinander verbundenen elektrischen Bauteilen.Electric machine tool (2) according to one of Claims 9 to 12 , characterized in that the overload protection device (7) and / or at least one component of the overload protection device (7) is designed as a digital circuit or are, for example as a microprocessor (1), as an application-specific integrated circuit, as a programmable digital circuit and / or in the Type of arranged on a circuit board and interconnected electrical components.

Elektrowerkzeugmaschine (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastschutzvorrichtung (7) ausgebildet ist, um mehrere parallele Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, insbesondere um mehr als eine Versorgungsspannung (U) zu erfassen und/oder um mehr als einen Referenzwert (U_REF) heranzuziehen.Electric machine tool (2) according to one of Claims 9 to 13 , characterized in that the overload protection device (7) is designed to be a plurality of parallel methods according to one of Claims 1 to 8th in particular in order to detect more than one supply voltage (U) and / or to use more than one reference value (U _REF ).

Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Mikroprozessor (1), insbesondere als Teil einer Überlastschutzvorrichtung (7) einer akkubetriebenen Elektrowerkzeugmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, ausgeführt wird.Computer program with program code means for carrying out a method according to one of the Claims 1 to 8th perform, when the program on a microprocessor (1), in particular as part of an overload protection device (7) of a battery-powered power tool (2) according to one of Claims 9 to 14 , is performed.