JP2021171867A - 電動工具システム、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】課題は、使い勝手を向上させることである。【解決手段】電動工具システム１００は、モータ１と、先端工具２８と連結される出力軸５と、モータ１の動力を出力軸５に伝達する伝達機構４と、モータ１に流れる電流に基づいて先端工具２８が出力する出力トルクに関連するトルク値を取得する取得部３１と、ユーザからの操作を受け付けるトリガスイッチ７０と、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬを超えないように、トリガスイッチ７０への操作に応じてモータ１を制御するトルク管理モードを有する制御部３と、を備える。制御部３は、トルク管理モードにおいて、所定の条件が満たされると、トリガスイッチ７０の操作量に関係なくモータ１の速度が所定の制限値となるようにモータ１を制御する。所定の条件は、取得部３１で取得されるトルク値が、上限値よりも小さい閾値に達することを含む。【選択図】図１

Description

本開示は一般に電動工具システム、制御方法、及びプログラムに関し、より詳細にはモータを備える電動工具システム、電動工具システムの制御方法、及びプログラムに関する。

特許文献１に記載の電動工具は、制御方法として、電子クラッチ制御を有している。電子クラッチ制御では、トルク検出手段により検出された回転トルクが所定のトルク設定値以上となった場合には、モータの回転を停止させる。

電子クラッチ制御では、使用者がトルク設定値を設定変更可能に構成されている。即ち、電子クラッチ制御は、トルク設定値が、例えば９段階に設定されており、使用者は、何れかのトルク設定値に設定することができる。また、電子クラッチ制御では、９段階の各トルク設定値毎に、個別に最大回転数が設定されている。そのため、電子クラッチ制御において、使用者がトルク設定値をトルク設定値１〜９の何れかに設定すると、コントローラは、その設定されたトルク設定値に対応して設定されている最大回転数を上限として、制御を行う。そして、検出された回転トルクがトルク設定値以上となった場合は、たとえトリガスイッチが引かれていても、またそのときの回転数いかんにかかわらず、モータの回転を強制的に停止させる。

特開２０１２−１３９８００号公報

本開示は、使い勝手を向上させることを目的とする。

本開示の一態様に係る電動工具システムは、モータと、出力軸と、伝達機構と、取得部と、トリガスイッチと、制御部と、を備える。前記出力軸は、先端工具と連結される。前記伝達機構は、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する。前記取得部は、前記モータに流れる電流に基づいて、前記先端工具が出力する出力トルクに関連するトルク値を取得する。前記トリガスイッチは、ユーザからの操作を受け付ける。前記制御部は、前記取得部で取得される前記トルク値が上限値を超えないように、前記トリガスイッチへの操作に応じて前記モータを制御するトルク管理モードを有する。前記制御部は、前記トルク管理モードにおいて、所定の条件が満たされると、前記トリガスイッチの操作量に関係なく前記モータの速度が所定の制限値となるように前記モータを制御する。前記所定の条件は、前記取得部で取得される前記トルク値が、前記上限値よりも小さい閾値に達することを含む。

本開示の一態様に係る制御方法は、電動工具システムの制御方法である。前記電動工具システムは、モータと、出力軸と、伝達機構と、取得部と、トリガスイッチと、を備える。前記出力軸は、先端工具と連結される。前記伝達機構は、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する。前記取得部は、前記モータに流れる電流に基づいて、前記先端工具が出力する出力トルクに関連するトルク値を取得する。前記トリガスイッチは、ユーザからの操作を受け付ける。前記制御方法は、前記取得部で取得される前記トルク値が上限値を超えないように、前記トリガスイッチへの操作に応じて前記モータを制御するトルク管理駆動モードで前記モータを制御することを含む。前記制御方法は、前記トルク管理駆動モードにおいて、所定の条件が満たされると、前記トリガスイッチの操作量に関係なく前記モータの速度が所定の制限値となるように前記モータを制御することを更に含む。前記所定の条件は、前記取得部で取得される前記トルク値が、前記上限値よりも小さい閾値に達することを含む。

本開示の一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに前記制御方法を実行させるためのプログラムである。

本開示によれば、使い勝手を向上させることが可能となる、という利点がある。

図１は、一実施形態に係る電動工具システムの概略図である。 図２は、同上の電動工具システムのブロック図である。 図３は、同上の電動工具システムの制御部による制御の説明図である。 図４は、同上の電動工具システムの制御部における設定部のブロック図である。 図５は、同上の電動工具システムの電流閾値と上限値との間の関係を示すグラフである。 図６は、同上の電動工具システムの制御部の動作を示すフローチャートである。 図７は、同上の電動工具システムの一動作例を示すグラフである。

以下、実施形態に係る電動工具システム１００について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

（１）概要
図１、図２に示すように、電動工具システム１００は、モータ１と、出力軸５と、伝達機構４と、取得部３１と、トリガスイッチ７０と、制御部３と、電源部８と、を備える。本実施形態では、取得部３１は制御部３に設けられている。

モータ１は、電源部８から供給される電力により、制御部３の制御に応じて動作（回転）する。

出力軸５は、先端工具２８と連結される。

伝達機構４は、モータ１の動力を出力軸５に伝達する。

取得部３１は、モータ１に流れる電流に基づいて、先端工具２８が出力する出力トルクに関連するトルク値Ｔｑ１を取得する。

トリガスイッチ７０は、ユーザからの操作を受け付ける。

制御部３は、モータ１を制御する。

電動工具システム１００では、制御部３は、動作モードとして、トルク管理モードを有している。トルク管理モードにおいて、制御部３は、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬを超えないように、トリガスイッチ７０への操作に応じてモータ１を制御する。すなわち、トルク管理モードにおいては、トルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬに達するとモータ１を停止させる、いわゆる電子クラッチ制御が実現される。以下では、トルク管理モードのことを「電子クラッチモード」ともいう。

また、本実施形態の電動工具システム１００では、制御部３は、電子クラッチモードにおいて所定の条件が満たされると、トリガスイッチ７０の操作量に関係なくモータ１の速度（回転速度、回転数）が所定の制限値ωｃとなるようにモータ１を制御する。所定の条件は、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が、上限値ＴｑＬよりも小さい閾値に達することを含んでいる。これにより、電動工具システム１００では、トルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬに達することをもってモータ１を停止させる前に、トルク値Ｔｑ１が閾値に達することをもって、モータ１の速度が制限値ωｃへと制御される。すなわち、電動工具システム１００では、モータ１の速度を制限値ωｃに近づける制御を行ってから、モータ１を停止させる。そのため、モータ１を停止させる直前のモータ１の速度のばらつきを小さくできる。そのため、例えば先端工具２８により締付部材（ねじ等）に対して締付作業（ねじ締め作業等）を行う場合、締付部材へ出力される締付トルクのばらつきを小さくすることが可能となり、電動工具システム１００の使い勝手を向上させることが可能となる。

ところで、モータの速度が比較的大きい状態からモータの回転を停止させる場合、モータの慣性の影響によって、電子クラッチ制御が実現できない場合がある。図５は、電子クラッチ制御において、上限値ＴｑＬと電流閾値との間の関係の一例を示す図である。ここでの「電流閾値」は、モータに流れる電流がこの閾値に達したときに、制御部３がモータを停止させる閾値である。図５において、「Ｘ１」は、モータの速度が２３５００［ｒｐｍ］の場合、「Ｘ２」は、モータの速度が９００［ｒｐｍ］の場合を示す。

例えば、図５に示すように、モータの速度が９００［ｒｐｍ］の場合において、上限値ＴｑＬとして８［Ｎｍ］という値を用いる場合、制御部は、モータに流れる電流が５４［Ａ］に達すると、出力トルクが上限値ＴｑＬに達したと判断する。また、モータの速度が９００［ｒｐｍ］の場合において、上限値ＴｑＬとして４［Ｎｍ］という値を用いる場合、制御部は、モータに流れる電流が２４［Ａ］に達すると、出力トルクが上限値ＴｑＬに達したと判断する。

すなわち、電子クラッチ制御において、モータの速度が一定の場合には、上限値ＴｑＬと電流閾値との間に線形の関係がある。モータからの出力トルクはモータに流れる電流に依存するので、上限値ＴｑＬの値が大きい程電流閾値を大きくすることで、モータを停止させる際に出力軸から出力される最終的な出力トルクを大きくさせている。

また、図５に示すように、モータの速度が２３５００［ｒｐｍ］の場合において、上限値ＴｑＬとして８［Ｎｍ］という値を用いる場合、制御部は、モータに流れる電流が９［Ａ］に達すると、出力トルクが上限値ＴｑＬに達したと判断する。

すなわち、電子クラッチ制御において、同じ上限値ＴｑＬの値（８［Ｎｍ］）に対する電流閾値の値は、モータの速度が増加すると低下する。これは、モータの慣性（モータが回り続けようとする特性）のためである。

そのため、例えばモータの速度が２３５００ｒｐｍの場合には、上限値ＴｑＬとして４Ｎｍという値を用いる場合に対応する電流閾値が、存在しない（負の値となる）。要するに、モータの速度が比較的大きい場合、モータの慣性（慣性モーメント）の影響によって、電子クラッチ制御が実現できないこととなる。

この課題を解決するためには、例えば特許文献１に記載の電動工具のように、複数のトルク設定値（上限値ＴｑＬ）の各々に対して、個別に最大回転数を設定することが考えられる。しかしながら、この場合には、上限値ＴｑＬが比較的小さな値の場合に、最大回転数も比較的小さな値に設定されることとなる。そのため作業速度が低下し、作業時間が長くなる。

本実施形態の電動工具システム１００では、制御部３は、所定の条件が満たされると、トリガスイッチ７０の操作量に関係なくモータ１の回転数が所定の制限値ωｃとなるようにモータ１を制御する。そして、制御部３は、所定の条件が満たされるまでは、トリガスイッチ７０の操作量に応じてモータ１の速度を制御する。これにより、特許文献１の電動工具に比べて作業時間の短縮を図ることが可能となり、使い勝手が向上する。

（２）詳細
（２．１）電動工具システム
以下、本実施形態の電動工具システム１００について、図面を参照して更に詳細に説明する。本実施形態の電動工具システム１００は、電動ドリルドライバである。

図１、図２に示すように、電動工具システム１００は、モータ１と、インバータ回路部２と、制御部３と、伝達機構４と、出力軸５と、入出力部７と、電源部８と、電流測定部１１０と、モータ回転測定部２５と、を備える。

モータ１は、ブラシレスモータである。特に、本実施形態のモータ１は、同期電動機であり、より詳細には、永久磁石同期電動機（PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor））である。図２に示すように、モータ１は、永久磁石２３１を有する回転子２３と、コイル２４１を有する固定子２４と、を備えている。回転子２３は、回転動力を出力する回転軸２６を有している。コイル２４１と永久磁石２３１との電磁的相互作用により、回転子２３は、固定子２４に対して回転する。

電源部８は、モータ１の駆動に用いられる電源である。電源部８は、直流電源である。電源部８は、本実施形態では、二次電池を有している。電源部８は、いわゆる電池パックである。電源部８は、インバータ回路部２及び制御部３の電源としても利用される。

インバータ回路部２は、モータ１を駆動するための回路である。インバータ回路部２は、電源部８からの電圧Ｖ_ｄｃを、モータ１用の駆動電圧Ｖａに変換する。本実施形態では、駆動電圧Ｖａは、Ｕ相電圧、Ｖ相電圧及びＷ相電圧を含む三相交流電圧である。以下では、必要に応じて、Ｕ相電圧をｖ_ｕ、Ｖ相電圧をｖ_ｖ、Ｗ相電圧をｖ_ｗで表す。また、各電圧ｖ_ｕ，ｖ_ｖ，ｖ_ｗは、正弦波電圧である。

インバータ回路部２は、ＰＷＭインバータとＰＷＭ変換器とを利用して実現できる。ＰＷＭ変換器は、駆動電圧Ｖａ（Ｕ相電圧ｖ_ｕ、Ｖ相電圧ｖ_ｖ、Ｗ相電圧ｖ_ｗ）の目標値（電圧指令値）ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に従って、パルス幅変調されたＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭインバータは、このＰＷＭ信号に応じた駆動電圧Ｖａ（ｖ_ｕ，ｖ_ｖ，ｖ_ｗ）をモータ１に与えてモータ１を駆動する。より具体的には、ＰＷＭインバータは、三相分のハーフブリッジ回路とドライバとを備える。ＰＷＭインバータでは、ドライバがＰＷＭ信号に従って各ハーフブリッジ回路におけるスイッチング素子をオン／オフすることにより、電圧指令値ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に従った駆動電圧Ｖａ（ｖ_ｕ，ｖ_ｖ，ｖ_ｗ）がモータ１に与えられる。これによって、モータ１には、駆動電圧Ｖａ（ｖ_ｕ，ｖ_ｖ，ｖ_ｗ）に応じた駆動電流が供給される。駆動電流は、Ｕ相電流ｉ_ｕ、Ｖ相電流ｉ_ｖ、及びＷ相電流ｉ_ｗを含む。より詳細には、Ｕ相電流ｉ_ｕ、Ｖ相電流ｉ_ｖ、及びＷ相電流ｉ_ｗは、モータ１の固定子２４における、Ｕ相の電機子巻線の電流、Ｖ相の電機子巻線の電流、及びＷ相の電機子巻線の電流である。

電流測定部１１０は、２つの相電流センサ１１を備える。２つの相電流センサ１１は、ここでは、インバータ回路部２からモータ１に供給される駆動電流のうちＵ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖを測定する。なお、Ｗ相電流ｉ_ｗは、Ｕ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖから求めることができる。なお、電流測定部１１０は、相電流センサ１１の代わりに、シャント抵抗等を利用した電流検出器を備えていてもよい。

伝達機構４は、モータ１の回転軸２６と出力軸５との間に配されている。伝達機構４は、モータ１の動力を出力軸５に伝達する。伝達機構４は、例えば、速度切換スイッチへの操作に応じてギア比を変更可能な減速機構を備えていてもよい。

出力軸５は、モータ１の動力により回転する部分である。出力軸５には、例えばチャック５０を介して、先端工具２８が取り付けられる。

先端工具２８は、出力軸５と一緒に回転する。電動工具システム１００は、モータ１の駆動力で出力軸５を回転させることで、先端工具２８を回転させる。すなわち、電動工具システム１００は、先端工具２８をモータ１の駆動力で駆動する工具である。各種の先端工具２８のうち用途に応じた先端工具２８が、チャック５０に取り付けられて用いられる。なお、出力軸５に直接に先端工具２８が装着されてもよい。また、出力軸５と先端工具２８とが一体であってもよい。先端工具２８は、例えばドライバビット、ドリルビット、ソケット等であり、ここではドライバビットである。

入出力部７は、ユーザインタフェースである。入出力部７は、電動工具システム１００の動作に関する表示、電動工具システム１００の動作の設定、及び、電動工具システム１００の操作に利用される装置を備える。

本実施形態では、入出力部７は、ユーザからの操作を受け付けるトリガスイッチ（トリガボリューム）７０及び操作パネル７１を備えている。

トリガスイッチ７０は、押しボタンスイッチの一種である。トリガスイッチ７０を引く操作により、モータ１のオンオフを切換可能である。また、トリガスイッチ７０を引く操作の引込み量で、モータ１の速度の目標値ω_１ ^＊を変更可能である。その結果として、トリガスイッチを引く操作の引込み量で、モータ１及び出力軸５の速度を調整可能である。上記引込み量が大きいほど、モータ１及び出力軸５の速度が速くなる。

より詳細には、トリガスイッチ７０は、操作信号を出力する多段階スイッチ又は無段階スイッチ（可変抵抗器）を備える。操作信号は、トリガスイッチ７０への操作量（引込み量）に応じて変化する。

入出力部７は、トリガスイッチ７０からの操作信号に応じて目標値ω_１ ^＊を決定し、制御部３に与える。制御部３は、入出力部７からの目標値ω_１ ^＊に応じて、モータ１を回転又は停止させ、また、モータ１の速度を制御する。

操作パネル７１は、電動工具システム１００の動作モードを設定する機能を有する。電動工具システム１００の動作モードは、少なくとも電子クラッチモード（トルク管理モード）を含む。電子クラッチモードは、出力軸５から出力される出力トルク（先端工具２８が出力する出力トルク）を監視し、出力トルクが設定された上限値ＴｑＬを超えないように、モータ１の動作を制御するモードである。本実施形態の電動工具システム１００は、動作モードとして電子クラッチモードのみを備えている。

操作パネル７１は、上限値ＴｑＬを設定する機能を有している。操作パネル７１は、例えば、上限値ＴｑＬを設定するための２つの操作ボタン（ｕｐボタン、ｄｏｗｎボタン）と、表示器と、を備えている。上限値ＴｑＬは、複数の候補上限値から選択され得る。表示器は、現在選択されている上限値ＴｑＬを表示する。例えば、ｕｐボタンが押されると、表示器に表示される上限値ＴｑＬの値が増加し、ｄｏｗｎボタンが押されると、表示器に表示される上限値ＴｑＬの値が減少する。操作パネル７１は、表示器に表示されている値を、上限値ＴｑＬとして、制御部３へ出力する。

要するに、電動工具システム１００は、複数の候補上限値のうちの一つを上限値ＴｑＬとして設定する上限値設定部（操作パネル７１）を備えている。

モータ回転測定部２５は、モータ１の回転角を測定する。モータ回転測定部２５としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。モータ回転測定部２５で測定されたモータ１の回転角及びその変化から、モータ１（回転子２３）の回転子位置θ及び速度ωが求められ得る。

制御部３は、モータ１の速度の指令値ω_２ ^＊を求める。特に、制御部３は、トリガスイッチ７０から与えられるモータ１の速度の目標値ω_１ ^＊に基づいて、モータ１の速度の指令値ω_２ ^＊を求める。また、制御部３は、モータ１の速度が指令値ω_２ ^＊に一致するように駆動電圧Ｖａの目標値（電圧指令値）ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊を決定してインバータ回路部２に与える。

（２．２）制御部
以下、制御部３について更に詳細に説明する。制御部３は、本実施形態では、ベクトル制御を用いてモータ１を制御する。ベクトル制御は、モータ電流を、トルク（回転力）を発生する電流成分と磁束を発生する電流成分とに分解し、それぞれの電流成分を独立に制御するモータ制御方式の一種である。

図３は、ベクトル制御におけるモータ１の解析モデル図である。図３には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線固定軸が示されている。ベクトル制御では、モータ１の回転子２３に設けられた永久磁石２３１が作る磁束の回転速度と同じ速度で回転する回転座標系が考慮される。回転座標系において、永久磁石２３１が作る磁束の方向をｄ軸にとり、ｄ軸に対応する制御上の回転軸をγ軸とする。また、ｄ軸から電気角で９０度進んだ位相にｑ軸をとり、γ軸から電気角で９０度進んだ位相にδ軸をとる。実軸に対応する回転座標系はｄ軸とｑ軸を座標軸に選んだ座標系であり、その座標軸をｄｑ軸と呼ぶ。制御上の回転座標系はγ軸とδ軸を座標軸に選んだ座標系であり、その座標軸をγδ軸と呼ぶ。

ｄｑ軸は回転しており、その回転速度をωで表す。γδ軸も回転しており、その回転速度をωｅで表す。また、ｄｑ軸において、Ｕ相の電機子巻線固定軸から見たｄ軸の角度（位相）をθで表す。同様に、γδ軸において、Ｕ相の電機子巻線固定軸から見たγ軸の角度（位相）をθｅで表す。θ及びθｅにて表される角度は、電気角における角度であり、それらは一般的に回転子位置又は磁極位置とも呼ばれる。ω及びωｅにて表される回転速度は、電気角における角速度である。以下、必要に応じて、θ又はθｅを、回転子位置と呼び、ω又はωｅを単に速度と呼ぶことがある。

制御部３は、基本的に、θとθｅとが一致するようにベクトル制御を行う。θとθｅとが一致しているとき、ｄ軸及びｑ軸は夫々γ軸及びδ軸と一致することになる。なお、以下の説明では、必要に応じて、駆動電圧Ｖａのγ軸成分及びδ軸成分を、それぞれγ軸電圧ｖ_γ及びδ軸電圧ｖ_δで表し、駆動電流のγ軸成分及びδ軸成分を、それぞれγ軸電流ｉ_γ及びδ軸電流ｉ_δで表す。

また、γ軸電圧ｖ_γ及びδ軸電圧ｖ_δの目標値を表す電圧指令値を、それぞれγ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊及びδ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊により表す。γ軸電流ｉ_γ及びδ軸電流ｉ_δの目標値を表す電流指令値を、それぞれγ軸電流指令値ｉ_γ ^＊及びδ軸電流指令値ｉ_δ ^＊により表す。

制御部３は、γ軸電圧ｖ_γ及びδ軸電圧ｖ_δの値がそれぞれγ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊及びδ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊に追従しかつγ軸電流ｉ_γ及びδ軸電流ｉ_δの値がそれぞれγ軸電流指令値ｉ_γ ^＊及びδ軸電流指令値ｉ_δ ^＊に追従するように、ベクトル制御を行う。

制御部３は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御部３の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

制御部３は、図２に示すように、座標変換器１２と、減算器１３と、減算器１４と、電流制御部１５と、磁束制御部１６と、速度制御部１７と、座標変換器１８と、減算器１９と、位置・速度推定部２０と、脱調検出部２１と、設定部２２と、を備える。なお、座標変換器１２、減算器１３，１４，１９、電流制御部１５、磁束制御部１６、速度制御部１７、座標変換器１８、位置・速度推定部２０、脱調検出部２１、及び設定部２２は、制御部３によって実現される機能を示している。よって、制御部３の各要素は、制御部３内で生成された各値を自由に利用可能となっている。

設定部２２は、モータ１の速度の指令値ω_２ ^＊を生成する。設定部２２は、入出力部７から受け取った目標値ω_１ ^＊等に基づいて、指令値ω_２ ^＊を求める。設定部２２の詳細については、「（２．３）指令値」の欄で説明する。

座標変換器１２は、回転子位置θｅに基づいてＵ相電流ｉ_ｕ及びＶ相電流ｉ_ｖをγδ軸上に座標変換することにより、γ軸電流ｉ_γ及びδ軸電流ｉ_δを算出して出力する。ここで、γ軸電流ｉ_γは、ｄ軸電流に対応し、励磁的な電流であり、トルクには殆ど寄与しない電流である。δ軸電流ｉ_δは、ｑ軸電流に対応し、トルクに大きく寄与する電流である。回転子位置θｅは、位置・速度推定部２０にて算出される。

減算器１９は、速度ωｅと指令値ω_２ ^＊とを参照し、両者間の速度偏差（ω_２ ^＊−ωｅ）を算出する。速度ωｅは、位置・速度推定部２０にて算出される。

速度制御部１７は、比例積分制御などを用いることによって、速度偏差（ω_２ ^＊−ωｅ）がゼロに収束するようにδ軸電流指令値ｉ_δ ^＊を算出して出力する。

磁束制御部１６は、γ軸電流指令値ｉ_γ ^＊を決定して減算器１３に出力する。γ軸電流指令値ｉ_γ ^＊は、制御部３にて実行されるベクトル制御の種類、モータ１の速度ω等に応じて、様々な値をとりうる。例えば、ｄ軸電流をゼロとして最大トルク制御を行う場合は、γ軸電流指令値ｉ_γ ^＊が０とされる。また、ｄ軸電流を流して弱め磁束制御を行う場合は、γ軸電流指令値ｉ_γ ^＊が速度ωｅに応じた負の値とされる。以下の説明では、γ軸電流指令値ｉ_γ ^＊が０である場合を取り扱う。

減算器１３は、磁束制御部１６から出力されるγ軸電流指令値ｉ_γ ^＊より座標変換器１２から出力されるγ軸電流ｉ_γを減算し、電流誤差（ｉ_γ ^＊−ｉ_γ）を算出する。減算器１４は、速度制御部１７から出力される値ｉ_δ ^＊より座標変換器１２から出力されるδ軸電流ｉ_δを減算し、電流誤差（ｉ_δ ^＊−ｉ_δ）を算出する。

電流制御部１５は、電流誤差（ｉ_γ ^＊−ｉ_γ）及び（ｉ_δ ^＊−ｉ_δ）が共にゼロに収束するように、比例積分制御などを用いた電流フィードバック制御を行う。この際、γ軸とδ軸との間の干渉を排除するための非干渉制御を利用し、（ｉ_γ ^＊−ｉ_γ）及び（ｉ_δ ^＊−ｉ_δ）が共にゼロに収束するようにγ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊及びδ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊を算出する。

座標変換器１８は、位置・速度推定部２０から出力される回転子位置θｅに基づいて電流制御部１５から与えられたγ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊及びδ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊を三相の固定座標軸上に座標変換することにより、電圧指令値（ｖ_ｕ ^＊、ｖ_ｖ ^＊及びｖ_ｗ ^＊）を算出して出力する。

インバータ回路部２は、座標変換器１８からの電圧指令値（ｖ_ｕ ^＊、ｖ_ｖ ^＊及びｖ_ｗ ^＊）に応じた三相電圧を、モータ１に供給する。モータ１は、インバータ回路部２から供給された電力（三相電圧）により駆動され、回転動力を発生させる。

位置・速度推定部２０は、回転子位置θｅ及び速度ωｅを推定する。より詳細には、位置・速度推定部２０は、座標変換器１２からのｉ_γ及びｉ_δ並びに電流制御部１５からのｖ_γ ^＊及びｖ_δ ^＊の内の全部又は一部を用いて、比例積分制御等を行う。位置・速度推定部２０は、ｄ軸とγ軸との間の軸誤差（θｅ−θ）がゼロに収束するように回転子位置θｅ及び速度ωｅを推定する。なお、回転子位置θｅ及び速度ωｅの推定手法として従来から様々な手法が提案されており、位置・速度推定部２０は公知の何れの手法をも採用可能である。

脱調検出部２１は、モータ１が脱調しているか否かを判定する。より詳細には、脱調検出部２１は、モータ１の磁束に基づいて、モータ１が脱調しているか否かを判定する。モータ１の磁束は、ｄ軸電流及びｑ軸電流及びγ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊及びδ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊から求められる。脱調検出部２１は、モータ１の磁束の振幅が閾値未満であれば、モータ１が脱調していると判断してよい。なお、閾値は、モータ１の永久磁石２３１が作る磁束の振幅に基づいて適宜定められる。なお、脱調検出手法として従来から様々な手法が提案されており、脱調検出部２１は公知の何れの手法をも採用可能である。

（２．３）指令値
上述のように、制御部３は、モータ１の速度ωｅが、設定部２２で生成されたモータ１の速度の指令値ω_２ ^＊に一致するように、モータ１の動作を制御する。以下、設定部２２による指令値ω_２ ^＊の生成動作について説明する。

設定部２２は、入出力部７から受け取る目標値ω_１ ^＊及び上限値ＴｑＬと、モータ１の速度ωｅと、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１と、に基づいて、指令値ω_２ ^＊を求める。

図４に示すように、取得部３１は、ここでは設定部２２に含まれている。取得部３１は、座標変換器１２から、δ軸電流ｉ_δの値を取得する。上述のように、δ軸電流ｉ_δはｑ軸電流に対応しており、トルクに大きく寄与する電流成分である。取得部３１は、δ軸電流ｉ_δに基づいて、先端工具２８が出力する出力トルクに関連するトルク値Ｔｑ１を取得する。以下では、便宜上、δ軸電流ｉ_δのことを「トルク電流」ともいう。要するに、取得部３１は、モータ１に流れるトルク電流（δ軸電流ｉ_δ）に基づいて、トルク値Ｔｑ１を取得する。

ここでは、取得部３１は、モータ１の加速度に応じてδ軸電流ｉ_δを補正し、得られた値（補正後のδ軸電流）に基づいて、トルク値Ｔｑ１を取得する。すなわち、モータ１の速度が変化する場合（モータ１が加速又は減速する場合）、δ軸電流ｉ_δは、出力軸５から出力される出力トルクを発生させるための電流成分に加えて、モータ１の速度を変化させるための電流成分を含んでいる。そのため、取得部３１は、モータ１の加速度に応じてδ軸電流ｉ_δを補正することで、出力軸５から出力される出力トルクを発生させるための電流成分を求め、求めた電流成分に基づいてトルク値Ｔｑ１を取得する。

発明者らは、鋭意研究の結果、δ軸電流ｉ_δのうちでモータ１の速度を変化させるための電流成分は、モータ１の加速度（回転数の変化量）と線形の関係があることを見出した。一実験例において、δ軸電流ｉ_δのうちでモータ１の速度を変化させるための電流成分をＹ［Ａ］、モータ１の加速度（回転数の変化量）をｘ［ｒｐｍ／ｓ］とすると、Ｙ＝０．０９５ｘ＋２．５の式が成立することを見出した。そのため、「Ｙ」の値を補正値として、δ軸電流ｉ_δの値からこの補正値を差し引くことで、δ軸電流ｉ_δのうちで、出力軸５から出力される出力トルクを発生させるための電流成分（補正後のδ軸電流）を求めることができる。以下では、便宜上、補正後のδ軸電流のことを「補正トルク電流」ともいう。

設定部２２は、通常動作と定速動作とを有している。

電動工具システム１００の動作の開始時では、設定部２２は、通常動作で動作する。通常動作において、設定部２２は、指令値ω_２ ^＊として、入出力部７から受け取った目標値ω_１ ^＊を設定する。通常動作において、指令値ω_２ ^＊は目標値ω_１ ^＊と一致する。

通常動作で動作中に、所定の条件が満たされると、設定部２２の動作が通常動作から定速動作へと切り換わる。

定速動作において、設定部２２は、指令値ω_２ ^＊として、「制限値ωｃ」を設定する。制限値ωｃは、上限値設定部（操作パネル７１）で設定された上限値ＴｑＬに応じて決まる値である。定速動作において、指令値ω_２ ^＊は制限値ωｃと一致する。

また、設定部２２は、通常動作及び定速動作の両方において、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬに達すると、指令値ω_２ ^＊を０に設定してモータ１を停止させる（電子クラッチ制御）。

より詳細には、設定部２２は、図４に示すように、取得部３１に加えて、第１閾値設定部２２１と、速度設定部２２２と、切換判断部２２３と、第２閾値設定部２２４と、停止判断部２２５と、指令値生成部２２６と、を備えている。

第１閾値設定部２２１は、上限値設定部で設定された上限値ＴｑＬに応じて、第１閾値Ｔｈ１（図７参照）を設定する。第１閾値Ｔｈ１は、設定部２２が通常動作で動作中に、切換判断部２２３によって、補正トルク電流（補正後のδ軸電流）と比較される値である。複数の候補上限値に対して、一対一に対応する複数の第１閾値候補が予め登録されており、上限値設定部で設定された上限値ＴｑＬに対応する第１閾値候補が、第１閾値Ｔｈ１として選択される。補正トルク電流が第１閾値Ｔｈ１に達することが、出力トルクが閾値に達することに相当する。要するに、閾値は、上限値設定部で設定された前記上限値に応じた値である。

速度設定部２２２は、上限値設定部で設定された上限値ＴｑＬに応じて、制限値ωｃを設定する。制限値ωｃは、設定部２２が定速動作で動作中に、設定部２２によって指令値ω_２ ^＊として設定される値である。また、制限値ωｃは、設定部２２が通常動作で動作中に、切換判断部２２３によって、モータ１の速度ωｅと比較される値でもある。複数の候補上限値に対して、一対一に対応する複数の候補制限値が予め登録されており、上限値設定部で設定された上限値ＴｑＬに対応する候補制限値が、制限値ωｃとして選択される。要するに、制限値ωｃは、上限値設定部で設定された上限値に応じた値である。

切換判断部２２３は、設定部２２の通常動作から定速動作への切り換えを判断する。切換判断部２２３は、所定の条件が満たされると、設定部２２の動作を通常動作から定速動作へと切り換える。ここでは、所定の条件は、第１条件と第２条件とを含む。

第１条件は、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が閾値に達する、という条件である。第１条件は、特に、上記トルク値Ｔｑ１が閾値よりも小さな値から増加して閾値に達する、という条件である。

切換判断部２２３は、ここでは、補正トルク電流（補正後のδ軸電流）を第１閾値Ｔｈ１と比較し、補正トルク電流が第１閾値Ｔｈ１に達すると、トルク値Ｔｑ１が閾値に達したと判断する。すなわち、モータ１から出力されるトルクはモータ１に流れる補正トルク電流に依存するので、切換判断部２２３は、補正トルク電流が第１閾値Ｔｈ１に達すると、トルク値Ｔｑ１が閾値に達したと判断するよう構成されている。

切換判断部２２３は、通常動作において、補正トルク電流を第１閾値Ｔｈ１と随時比較し、補正トルク電流が第１閾値Ｔｈ１に達したか否かを判定する。

第２条件は、モータ１の速度ωｅ（或いは速度ω）が速度設定部２２２で設定された制限値ωｃ以上である、という条件である。切換判断部２２３は、通常動作において、モータ１の速度ωｅを制限値ωｃと比較し、速度ωｅが制限値ωｃ以上であるか否かを判定する。

要するに、所定の条件は、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が、上限値ＴｑＬよりも小さい閾値に達すること（第１条件）を含む。また、所定の条件は、モータ１の速度ωｅが制限値ωｃ以上であること（第２条件）を、更に含む。

切換判断部２２３は、第１条件と第２条件との両方が満たされると、所定の条件が満たされたと判断して、設定部２２の動作を通常動作から定速動作へと切り換える。

第２閾値設定部２２４は、上限値設定部で設定された上限値ＴｑＬ、及びモータ１の速度ωｅ（或いは速度ω）に基づいて、第２閾値Ｔｈ２（図７参照）を設定する。第２閾値Ｔｈ２は、設定部２２が通常動作及び定速動作の各々で動作中に、停止判断部２２５によって、補正トルク電流（補正後のδ軸電流）と比較される値である。第２閾値Ｔｈ２は、第１閾値Ｔｈ１よりも大きい。

第２閾値設定部２２４は、上限値設定部で設定されたある上限値ＴｑＬに対して、モータ１の速度ωｅが大きい程、第２閾値Ｔｈ２の値が小さくなるように、第２閾値Ｔｈ２を設定する。また、第２閾値設定部２２４は、あるモータ１の速度ωｅに対して、上限値ＴｑＬが大きい程、第２閾値Ｔｈ２の値が大きくなるように、第２閾値Ｔｈ２を設定する。

上述のように、定速動作では、モータ１の速度ωｅが制限値ωｃに制御されるので、第２閾値Ｔｈ２の値も、設定された上限値ＴｑＬに対応する値へと制御される。すなわち、定速動作では、上限値ＴｑＬに変更が無い限り、第２閾値Ｔｈ２の値は一定になる。

一方、通常動作では、入出力部７から入力される目標値ω_１ ^＊に応じて、モータ１の速度ωｅが時間的に変動し得る。そのため、通常動作では、第２閾値Ｔｈ２は、時間的に変動し得る。

停止判断部２２５は、通常動作及び定速動作において、停止条件が満たされているか否かを判断する。停止条件は、補正トルク電流（補正後のδ軸電流）が第２閾値Ｔｈ２に達することを含む。

停止判断部２２５は、補正トルク電流を第２閾値Ｔｈ２と随時比較する。停止判断部２２５は、補正トルク電流が第２閾値Ｔｈ２に達すると、トルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬに達したとみなし、モータ１を停止させる指令を指令値生成部２２６に与える。

指令値生成部２２６は、指令値ω_２ ^＊を生成する。指令値生成部２２６は、通常動作において、指令値ω_２ ^＊として、入出力部７から受け取った目標値ω_１ ^＊を設定する。指令値生成部２２６は、定速動作において、指令値ω_２ ^＊として、速度設定部２２２で生成された制限値ωｃを設定する。

また、指令値生成部２２６は、モータ１を停止させる指令を停止判断部２２５から受け取ると、指令値ω_２ ^＊を０とする。すなわち、制御部３（設定部２２）は、トルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬに達すると、モータ１を停止させる。

以下に、図６のフローチャートを参照して、設定部２２の動作について簡単に説明する。

トリガスイッチ７０がオンされると、設定部２２は通常動作で動作を開始し（Ｓ１）、入出力部７から上限値ＴｑＬを取得して、取得した上限値ＴｑＬに基づいて、第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２及び制限値ωｃを生成して設定する。そして、設定部２２は指令値ω_２ ^＊として、トリガスイッチ７０の引込み量に応じた目標値ω_１ ^＊を出力し（Ｓ２）、モータ１の動作を開始させる。モータ１の動作を開始すると、設定部２２は、モータ１の速度ωｅ及びトルク電流（δ軸電流ｉ_δ）を随時取得する。

通常動作において、設定部２２は、停止条件を満たすか否かを随時判断する（Ｓ３）。停止条件を満たす場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、設定部２２は、指令値ω_２ ^＊として０［ｒｐｍ］を出力し、モータ１を停止させる（Ｓ８）。停止条件を満たさない場合（Ｓ３：Ｎｏ）、設定部２２は、所定の条件（第１条件及び第２条件）を満たすか否かを随時判断する（Ｓ４）。所定の条件を満たさない場合（Ｓ４：Ｎｏ）、設定部２２は、通常動作での動作を継続する。

一方、所定の条件を満たすと（Ｓ４：Ｙｅｓ）、設定部２２は、定速動作での動作を開始し（Ｓ５）、上限値設定部で上限値ＴｑＬが変更されていれば、入出力部７から上限値ＴｑＬを取得して第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２及び制限値ωｃを設定する。そして、設定部２２は、指令値ω_２ ^＊として制限値ωｃを出力し（Ｓ６）、モータ１の速度が制限値ωｃとなるようにモータ１を動作させ、モータ１の速度ωｅ及びトルク電流（δ軸電流ｉ_δ）を随時取得する。

定速動作において、設定部２２は、停止条件を満たすか否かを随時判断する（Ｓ７）。停止条件を満たさない場合（Ｓ７：Ｎｏ）、設定部２２は、定速動作での動作を継続する。停止条件を満たす場合（Ｓ７：Ｙｅｓ）、設定部２２は、指令値ω_２ ^＊として０［ｒｐｍ］を出力し、モータ１を停止させる（Ｓ８）。

（２．４）動作例
図７を参照して、電動工具システム１００の動作の一例について説明する。

図７において、「Ａ１」はモータ１の速度ω［ｒｐｍ］を示し、「Ａ２」は指令値ω_２ ^＊［ｒｐｍ］を示し、「Ａ３」は補正トルク電流［Ａ］を示す。なお、「Ａ４」は、取得部３１によって補正される前のトルク電流（δ軸電流ｉ_δ）［Ａ］を示す。

また、図７において、「Ｂ１」は、モータ１の速度の制限値ωｃ［ｒｐｍ］を示し、「Ｔｈ１」は第１閾値Ｔｈ１［Ａ］を示し、「Ｔｈ２」は第２閾値Ｔｈ２［Ａ］を示している。図７の例では、モータ１の速度の制限値ωｃが１００００［ｒｐｍ］に設定され、第１閾値Ｔｈ１が１５［Ａ］に設定されている。また、第２閾値Ｔｈ２は、時点ｔ３以降は２０Ａに設定されている。なお、時点ｔ０〜ｔ３の期間は、停止判断部２２５が動作を行わないマスク期間である。すなわち、たとえマスク期間内に補正トルク電流が第２閾値Ｔｈ２を超えても、制御部３はモータ１を停止させない。これにより、モータ１が始動できなくなる可能性を低減できる。図７では、停止判断部２２５が動作を行わないこと（時点ｔ０〜ｔ３の期間）を、第２閾値Ｔｈ２の値を０［Ａ］として図示することで、示している。

締付部材（木ねじ）の頭部に先端工具２８を添えた状態で、ユーザがトリガスイッチ７を引き込む操作を行うことにより、設定部２２が通常動作で動作を開始し、モータ１が動作を開始する（時点ｔ０）。これにより、モータ１に電流が供給されはじめ、トルク電流が増加する。その後、遅くとも時点ｔ１頃から時点ｔ４頃まで、指令値ω_２ ^＊が増え続ける。これに伴い、モータ１の速度ωも増え続ける。なお、時点ｔ１〜ｔ４の期間は、木ねじが下穴にねじ込まれていく期間のため、トルク電流はモータ１の速度を変化させる（モータ１を加速させる）ための電流成分が主であり、補正トルク電流は略０［Ａ］となっている。

通常動作で動作中、設定部２２は、所定の条件（第１条件及び第２条件）が満たされているかを随時（定常的に）判断している。この例では、時点ｔ２において、モータ１の速度ωが制限値ωｃに達している。そのため、時点ｔ２以降は、第２条件が満たされている。

時点ｔ５において、木ねじが下穴の底部に到達する。この時点以降、トルク電流及び補正トルク電流が増加し、また、モータ１の速度が低下する。

補正トルク電流が第１閾値Ｔｈ１に達すると（時点ｔ６）、制御部３（設定部２２）は、第１条件（及び第２条件）が満たされたと判断し、動作を定速動作へと切り換える。これにより、指令値ω_２ ^＊が制限値ωｃへと強制的に制御される。ここでは、制御部３（設定部２２）は、モータ１の速度（指令値ω_２ ^＊）を制限値ωｃまで１段階で変化させる。

その後、補正トルク電流が第２閾値Ｔｈ２に達すると（時点ｔ７）、設定部２２は指令値ω_２ ^＊を０［ｒｐｍ］に設定し、モータ１を停止させる。

なお、ねじ締め作業の場合、補正トルク電流が第２閾値Ｔｈ２に達すること（時点ｔ７）は、ねじの頭部が作業対象に着座したことを意味し得る。

このように、本実施形態の電動工具システム１００では、制御部３は、電子クラッチモードにおいて、所定の条件が満たされると（時点ｔ６）、トリガスイッチ７０の操作量に関係なくモータ１の速度が所定の制限値ωｃ（１００００［ｒｐｍ］）となるようにモータ１を制御する。これにより、電子クラッチ制御ができない状況を回避できる。また、モータ１を停止させる直前の、モータ１の速度のばらつきを小さくできる。そのため、先端工具２８から作業対象に出力される締付トルクのばらつきを小さくすることが可能となり、電動工具システム１００の使い勝手を向上させることが可能となる。

（３）変形例
本開示の実施形態は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施形態の変形例を列挙する。

電動工具システム１００の制御部３と同様の機能は、電動工具システム１００の制御方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化されてもよい。

一態様に係る制御方法は、電動工具システム１００の制御方法である。電動工具システム１００は、モータ１と、出力軸５と、伝達機構４と、取得部３１と、トリガスイッチ７０と、を備える。出力軸５は、先端工具２８と連結される。伝達機構４は、モータ１の動力を出力軸５に伝達する。取得部３１は、モータ１に流れる電流に基づいて、先端工具２８が出力する出力トルクに関連するトルク値Ｔｑ１を取得する。トリガスイッチ７０は、ユーザからの操作を受け付ける。この制御方法は、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が上限値ＴｑＬを超えないように、トリガスイッチ７０への操作に応じてモータ１を制御するトルク管理駆動モードでモータ１を制御することを含む。この制御方法は、トルク管理駆動モードにおいて、所定の条件が満たされると、トリガスイッチ７０の操作量に関係なくモータ１の速度が所定の制限値ωｃとなるようにモータ１を制御することを、更に含む。所定の条件は、取得部３１で取得されるトルク値Ｔｑ１が、上限値ＴｑＬよりも小さい閾値に達することを含む。

一態様に係るプログラムは、１以上のプロセッサに、上記の電動工具システム１００の制御方法を実行させるためのプログラムである。プログラムは、非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

以上述べた制御部３の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御部３としての機能の一部が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１ないし複数の電子回路で構成される。

また、制御部３における複数の機能が、１つのハウジング内に集約されていることは必須の構成ではない。制御部３の構成要素は、複数のハウジングに分散して設けられていてもよい。反対に、制御部３における複数の機能が、基本例のように、１つのハウジング内に集約されてもよい。さらに、制御部３の少なくとも一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

一変形例において、制御部３（設定部２２）は、所定の条件が満たされると、モータ１の速度（指令値ω_２ ^＊）を制限値ωｃまで複数段階で段階的に変化させてもよい。制御部３（設定部２２）は、所定の条件が満たされると、モータ１の速度（指令値ω_２ ^＊）を制限値ωｃまで線形に変化させてもよいし、時間経過に応じてＳ字状、下に凸となる形状、或いは上に凸となる形状に変化させてもよい。

一変形例において、所定の条件は、第１条件だけを含んでいてもよい。この場合、第２条件を満たさない（すなわち、モータ１の速度が制限値ωｃより小さな）低速回転時に第１条件が満たされると、モータ１の速度（指令値ω_２ ^＊）が制限値ωｃまで増加されることとなる。

一変形例において、制御部３（設定部２２）は、第１条件と第２条件とのうち一方のみが満たされた後に、他方のみが満たされても、所定の条件が満たされていないと判断してもよい。例えば、制御部３は、第１条件が満たされると第１フラグを設定する。また、制御部３は、第２条件が満たされると第２フラグを設定する。そして制御部３は、第１フラグと第２フラグとの両方が設定されている場合、所定の条件が満たされたと判断する。例えば、制御部３は、ある時点で第１条件が満たされかつ第２条件が満たされていなかったことをもって第１フラグのみが設定された場合、その後、第１フラグをリセットする。その後の時点で、第１条件が満たされず第２条件のみが満たされた場合には、制御部３は、第２フラグのみが設定されていると判断し、所定の条件が満たされていない、と判断する。

逆に、制御部３（設定部２２）は、第１条件と第２条件とのうち一方のみが満たされた後に、他方のみが満たされると、所定の条件が満たされたと判断してもよい。この場合、例えば、ある時点で第１条件が満たされかつ第２条件が満たされていなかったことをもって第１フラグのみが設定された場合、制御部３は、第１フラグをリセットしない。

一変形例において、電動工具システム１００の動作モードは、電子クラッチモード以外の他のモードを含んでいてもよい。他のモードは、例えば基本モードを含み得る。基本モードにおいて、電動工具システム１００は、出力軸５からの出力トルクの大きさに関係なく常に、トリガスイッチ７０の引込み量に応じた速度でモータ１を回転させる。電動工具システム１００の動作モードは、例えば、操作パネル７１に設けられた切換スイッチを操作することで切り換えられる。

一変形例において、第１閾値Ｔｈ１は、第２閾値Ｔｈ２に比例していてもよい。例えば、第１閾値Ｔｈ１は、第２閾値Ｔｈ２の０．５〜０．７倍の範囲内の値であり得る。

一変形例において、設定部２２が補正トルク電流を求めることは必須ではない。すなわち、設定部２２（切換判断部２２３及び停止判断部２２５）は、補正トルク電流ではなく、トルク電流を第１閾値Ｔｈ１及び第２閾値Ｔｈ２と比較してもよい。

一変形例において、設定部２２（切換判断部２２３）は、通常動作において、モータ１の速度ではなく、モータ１の速度の指令値ω_２ ^＊を、制限値ωｃと比較してもよい。

一変形例において、ある閾値（第１閾値Ｔｈ１、第２閾値Ｔｈ２、制限値ωｃ）に達したか否か、又は以上であるか否かの判断は、複数回（例えば５回）の判定結果に基づいて行われてもよい。この場合、ノイズの影響を低減できる。

（４）態様
以上説明した実施形態及び変形例等から以下の態様が開示されている。

第１の態様の電動工具システム（１００）は、モータ（１）と、出力軸（５）と、伝達機構（４）と、取得部（３１）と、トリガスイッチ（７０）と、制御部（３）と、を備える。出力軸（５）は、先端工具（２８）と連結される。伝達機構（４）は、モータ（１）の動力を出力軸（５）に伝達する。取得部（３１）は、モータ（１）に流れる電流に基づいて、先端工具（２８）が出力する出力トルクに関連するトルク値（Ｔｑ１）を取得する。トリガスイッチ（７０）は、ユーザからの操作を受け付ける。制御部（３）は、取得部（３１）で取得されるトルク値（Ｔｑ１）が上限値（ＴｑＬ）を超えないように、トリガスイッチ（７０）への操作に応じてモータ（１）を制御するトルク管理モードを有する。制御部（３）は、トルク管理モードにおいて、所定の条件が満たされると、トリガスイッチ（７０）の操作量に関係なくモータ（１）の速度が所定の制限値（ωｃ）となるようにモータ（１）を制御する。所定の条件は、取得部（３１）で取得されるトルク値（Ｔｑ１）が、上限値（ＴｑＬ）よりも小さい閾値に達することを含む。

この態様によれば、トルク値（Ｔｑ１）が上限値（ＴｑＬ）に達することをもってモータ（１）が停止する前に、トルク値（Ｔｑ１）が閾値に達することをもってモータ（１）の速度が制限値（ωｃ）へと制御される。すなわち、モータ１の速度が制限値（ωｃ）に一旦近づいてから、モータ（１）が停止される。そのため、モータ（１）を停止させる直前のモータ（１）の速度（ωｅ）のばらつきを小さくでき、使い勝手を向上させることが可能となる。

第２の態様の電動工具システム（１００）は、第１の態様において、上限値設定部（操作パネル７１）を更に備える。上限値設定部は、複数の候補上限値のうちの一つを上限値（ＴｑＬ）として設定する。

この態様によれば、ユーザが所望の上限値（ＴｑＬ）を設定することが可能となる。

第３の態様の電動工具システム（１００）では、第２の態様において、制限値（ωｃ）は、上限値設定部で設定された上限値（ＴｑＬ）に応じた値である。

この態様によれば、上限値（ＴｑＬ）に応じた制限値（ωｃ）を設定することが可能となり、所望の締付トルクの大きさ（上限値ＴｑＬ）に適した速度（制限値ωｃ）で、モータ１を動作させることが可能となる。

第４の態様の電動工具システム（１００）では、第２又は第３の態様において、閾値は、上限値設定部で設定された上限値（ＴｑＬ）に応じた値である。

この態様によれば、上限値（ＴｑＬ）に応じた閾値を設定することが可能となる。

第５の態様の電動工具システム（１００）では、第１〜第４のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、ベクトル制御を用いてモータ（１）を制御する。取得部（３１）は、モータ（１）に流れるトルク電流に基づいて、トルク値（Ｔｑ１）を取得する。

この態様によれば、ベクトル制御に用いられるトルク電流を用いて、トルク値（Ｔｑ１）の取得が可能となり、専用のセンサ等の追加が不要となり、構成の簡略化を図ることが可能となる。

第６の態様の電動工具システム（１００）では、第１〜第５のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、トルク管理モードにおいて、所定の条件が満たされるまでは、トリガスイッチ（７０）の操作量に応じてモータ（１）の速度を制御する。

この態様によれば、作業時間の短縮を図ることが可能となり、使い勝手が向上する。

第７の態様の電動工具システム（１００）では、第１〜第６のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、所定の条件が満たされると、モータ（１）の速度を制限値（ωｃ）まで複数段階で段階的に変化させる制御を行う。

この態様によれば、使い勝手を向上させることが可能となる。

第８の態様の電動工具システム（１００）では、第１〜第６のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、所定の条件が満たされると、モータ（１）の速度を制限値（ωｃ）まで１段階で変化させる制御を行う。

この態様によれば、使い勝手を向上させることが可能となる。

第９の態様の電動工具システム（１００）では、第１〜第８のいずれか１つの態様において、所定の条件は、モータ（１）の速度が制限値以上であることを更に含む。

この態様によれば、使い勝手を向上させることが可能となる。

第１０の態様の電動工具システム（１００）では、第９の態様において、制御部（３）は、トルク値（Ｔｑ１）が閾値に達するという第１条件とモータ（１）の速度が制限値（ωｃ）以上になるという第２条件とのうちの一方のみが満たされた後に、他方のみが満たされても、所定の条件が満たされていないと判断する。

この態様によれば、使い勝手を向上させることが可能となる。

第１１の態様の電動工具システム（１００）では、第１〜第１０のいずれか１つの態様において、制御部（３）は、トルク値（Ｔｑ１）が上限値（ＴｑＬ）に達すると、モータ（１）を停止させる。

この態様によれば、いわゆる電子クラッチ制御が可能となる。

第１２の態様の制御方法は、電動工具システム（１００）の制御方法である。電動工具システム（１００）は、モータ（１）と、出力軸（５）と、伝達機構（４）と、取得部（３１）と、トリガスイッチ（７０）と、を備える。出力軸（５）は、先端工具（２８）と連結される。伝達機構（４）は、モータ（１）の動力を出力軸（５）に伝達する。取得部（３１）は、モータ（１）に流れる電流に基づいて、先端工具（２８）が出力する出力トルクに関連するトルク値（Ｔｑ１）を取得する。トリガスイッチ（７０）は、ユーザからの操作を受け付ける。制御方法は、取得部（３１）で取得されるトルク値（Ｔｑ１）が上限値（ＴｑＬ）を超えないように、トリガスイッチ（７０）への操作に応じてモータ（１）を制御するトルク管理駆動モードでモータ（１）を制御することを含む。制御方法は、トルク管理駆動モードにおいて、所定の条件が満たされると、トリガスイッチ（７０）の操作量に関係なくモータ（１）の速度が所定の制限値（ωｃ）となるようにモータ（１）を制御することを更に含む。所定の条件は、取得部（３１）で取得されるトルク値（Ｔｑ１）が、上限値（ＴｑＬ）よりも小さい閾値に達することを含む。

この態様によれば、トルク値（Ｔｑ１）が上限値（ＴｑＬ）に達することをもってモータ（１）が停止する前に、トルク値（Ｔｑ１）が閾値に達することをもってモータ（１）の速度が制限値（ωｃ）へと制御される。すなわち、モータ（１）の速度が制限値（ωｃ）に一旦近づいてから、モータ（１）が停止される。そのため、モータ（１）を停止させる直前のモータ（１）の速度のばらつきを小さくでき、使い勝手を向上させることが可能となる。

第１３の態様のブログラムは、１以上のプロセッサに、第１２の態様の制御方法を実行させるためのプログラムである。

この態様によれば、使い勝手を向上させることが可能となる。

１ モータ
３ 制御部
４ 伝達機構
５ 出力軸
２８ 先端工具
３１ 取得部
７０ トリガスイッチ
１００ 電動工具システム
Ｔｑ１ トルク値
ＴｑＬ 上限値
ωｃ 制限値
ωｅ 速度

Claims (13)

1. モータと、
   先端工具と連結される出力軸と、
   前記モータの動力を前記出力軸に伝達する伝達機構と、
   前記モータに流れる電流に基づいて、前記先端工具が出力する出力トルクに関連するトルク値を取得する取得部と、
   ユーザからの操作を受け付けるトリガスイッチと、
   前記取得部で取得される前記トルク値が上限値を超えないように、前記トリガスイッチへの操作に応じて前記モータを制御するトルク管理モードを有する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記トルク管理モードにおいて、所定の条件が満たされると、前記トリガスイッチの操作量に関係なく前記モータの速度が所定の制限値となるように前記モータを制御し、
   前記所定の条件は、前記取得部で取得される前記トルク値が、前記上限値よりも小さい閾値に達することを含む、
   電動工具システム。
2. 複数の候補上限値のうちの一つを前記上限値として設定する上限値設定部を更に備える、
   請求項１に記載の電動工具システム。
3. 前記制限値は、前記上限値設定部で設定された前記上限値に応じた値である、
   請求項２に記載の電動工具システム。
4. 前記閾値は、前記上限値設定部で設定された前記上限値に応じた値である、
   請求項２又は３に記載の電動工具システム。
5. 前記制御部は、ベクトル制御を用いて前記モータを制御し、
   前記取得部は、前記モータに流れるトルク電流に基づいて前記トルク値を取得する、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動工具システム。
6. 前記制御部は、前記トルク管理モードにおいて、前記所定の条件が満たされるまでは、前記トリガスイッチの操作量に応じて前記モータの速度を制御する、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動工具システム。
7. 前記制御部は、前記所定の条件が満たされると、前記モータの速度を前記制限値まで複数段階で段階的に変化させる制御を行う、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動工具システム。
8. 前記制御部は、前記所定の条件が満たされると、前記モータの速度を前記制限値まで１段階で変化させる制御を行う、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動工具システム。
9. 前記所定の条件は、前記モータの速度が前記制限値以上であることを更に含む、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動工具システム。
10. 前記制御部は、
    前記トルク値が前記閾値に達するという第１条件と前記モータの速度が前記制限値以上になるという第２条件とのうちの一方のみが満たされた後に、他方のみが満たされても、前記所定の条件が満たされていないと判断する、
    請求項９に記載の電動工具システム。
11. 前記制御部は、前記トルク値が前記上限値に達すると、前記モータを停止させる、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電動工具システム。
12. モータと、先端工具と連結される出力軸と、前記モータの動力を前記出力軸に伝達する伝達機構と、前記モータに流れる電流に基づいて、前記先端工具が出力する出力トルクに関連するトルク値を取得する取得部と、ユーザからの操作を受け付けるトリガスイッチと、を備える電動工具システムの制御方法であって、
    前記制御方法は、
    前記取得部で取得される前記トルク値が上限値を超えないように、前記トリガスイッチへの操作に応じて前記モータを制御するトルク管理駆動モードで前記モータを制御することと、
    前記トルク管理駆動モードにおいて、所定の条件が満たされると、前記トリガスイッチの操作量に関係なく前記モータの速度が所定の制限値となるように前記モータを制御することと、
    を含み、
    前記所定の条件は、前記取得部で取得される前記トルク値が、前記上限値よりも小さい閾値に達することを含む、
    制御方法。
13. １以上のプロセッサに、請求項１２に記載の制御方法を実行させるためのプログラム。

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