本發(fā)明涉及用于具有電動機(jī)的電器的電氣開關(guān)，還涉及一種用于該電氣開關(guān)與外部裝置通信的方法。

背景技術(shù)：
這樣的開關(guān)用在電器中，其中，所述電器優(yōu)選能夠是具有電動機(jī)的電動工具，更確切地說是蓄電池式電動工具和/或電網(wǎng)供電式電動工具，尤其是電鉆、研磨機(jī)、電鋸、電刨、角度研磨機(jī)或類似物。然而所述電器還可以是家用電器，例如廚房用具、吸塵器或類似物。此類電氣開關(guān)具有兩個用于供給電壓、尤其是至蓄電池的電氣供電接頭以及兩個用于輸送電壓至電動機(jī)的電動機(jī)電氣接頭。此外，該開關(guān)還具有用于執(zhí)行電器中控制過程的控制電子元件，例如微處理器、微控制器或類似物。電動工具的電動機(jī)例如能夠由控制過程以由用戶預(yù)選的轉(zhuǎn)速來運行，以便能夠以適合于工件的方式加工工件。電動工具中的控制電子元件通常借助軟件來工作。在制造開關(guān)時，該控制電子元件配備相應(yīng)的軟件。并未設(shè)置有軟件的后續(xù)修改和/或調(diào)整。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所基于的任務(wù)是：通過如下方式進(jìn)一步改進(jìn)該電氣開關(guān)：可以事后配備軟件和/或事后修改軟件。尤其是應(yīng)當(dāng)可以用新的應(yīng)用軟件從外部對電動工具開關(guān)進(jìn)行編程。這尤其是意味著應(yīng)當(dāng)提供如下的技術(shù)可能性：電動工具開關(guān)中的微控制器的非易失性程序存儲器和/或數(shù)據(jù)存儲器能夠用新的內(nèi)容、應(yīng)用軟件或其它數(shù)據(jù)進(jìn)行編寫。該內(nèi)容應(yīng)當(dāng)在除了已經(jīng)存在的接頭、即接頭蓄電池+、蓄電池-、電動機(jī)1以及電動機(jī)2以外盡可能無需另外附加電氣接頭的情況下從外部輸送到電動工具開關(guān)。此外，任務(wù)尤其是：針對所述問題情況尋找經(jīng)濟(jì)的解決方案并且在下面進(jìn)行描述。在這種類型的電氣開關(guān)中，該任務(wù)通過如下電器開關(guān)得到解決。也即，根據(jù)本發(fā)明的用于具有電動機(jī)的電器的電氣開關(guān)，具有兩個用于供給電壓的電氣供電接頭，具有兩個用于輸送電壓至所述電動機(jī)的電動機(jī)電氣接頭，并且具有位于該電氣開關(guān)內(nèi)的用于執(zhí)行所述電器中控制過程的控制電子元件，其中所述控制電子元件借助軟件來工作。根據(jù)本發(fā)明，所述電氣開關(guān)內(nèi)設(shè)有內(nèi)部數(shù)據(jù)線，借助該內(nèi)部數(shù)據(jù)線在兩個電動機(jī)電氣接頭中的一個電動機(jī)電氣接頭和所述控制電子元件之間建立連接，設(shè)置用于在所述控制電子元件和外部裝置之間進(jìn)行通信的外部數(shù)據(jù)線，并且所述兩個電動機(jī)電氣接頭中的所述一個電動機(jī)電氣接頭被用于所述外部數(shù)據(jù)線。在按照本發(fā)明的開關(guān)中，可設(shè)置用于在控制電子元件和外部裝置之間進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)線，其中，尤其是所述電動機(jī)電氣接頭之一用于該數(shù)據(jù)線。換句話說，在有相應(yīng)需要時該數(shù)據(jù)線能夠為了在開關(guān)和外部裝置之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而連接到所述一個電動機(jī)電氣接頭上。由此，該控制電子元件能夠在需要時配備相應(yīng)軟件，使得尤其是提供了用于與電動工具開關(guān)進(jìn)行通信的、目的在于將軟件裝載到嵌入式微控制器中的方法。在簡單的拓展方案中提出：針對通過數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)傳輸使用異步串行數(shù)據(jù)協(xié)議。所述電器是蓄電池式或電網(wǎng)供電式電動工具。所述蓄電池式或電網(wǎng)供電式電動工具是電鉆、研磨機(jī)、電鋸、電刨或角度研磨機(jī)。所述兩個電氣供電接頭能被用于向所述電器的蓄電池供給電壓。所述控制電子元件是微處理器或微控制器。此外，本發(fā)明提供了用于電氣開關(guān)與外部裝置通信的方法，所述電氣開關(guān)是用于具有電動機(jī)的電器的電氣開關(guān)，其中，所述開關(guān)具有兩個用于供給電壓的電氣供電接頭，所述開關(guān)具有兩個用于輸送電壓至所述電動機(jī)的電動機(jī)電氣接頭，其中在所述開關(guān)內(nèi)設(shè)置用于執(zhí)行電器中控制過程的控制電子元件，并且所述控制電子元件借助軟件來工作。根據(jù)本發(fā)明，在所述電氣開關(guān)內(nèi)設(shè)置內(nèi)部數(shù)據(jù)線，以便借助該內(nèi)部數(shù)據(jù)線在兩個電動機(jī)電氣接頭中的一個電動機(jī)電氣接頭和所述控制電子元件之間建立連接，在所述開關(guān)上能連接外部數(shù)據(jù)線以用于在所述控制電子元件和所述外部裝置之間進(jìn)行通信，并且所述兩個電動機(jī)電氣接頭中的所述一個電動機(jī)電氣接頭被用于所述外部數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)傳輸。該電氣開關(guān)具有借助軟件來工作的控制電子元件，其中，用于在控制電子元件和外部裝置之間進(jìn)行通信的數(shù)據(jù)線可連接到該開關(guān)上。在另一拓展方案中，所述外部裝置是編程器，其方式使得可用應(yīng)用軟件對控制電子元件進(jìn)行編程。優(yōu)選地，所述電器是蓄電池式或電網(wǎng)供電式電動工具。所述蓄電池式或電網(wǎng)供電式電動工具可以是電鉆、研磨機(jī)、電鋸、電刨或角度研磨機(jī)。所述兩個電氣供電接頭能被用于向所述電器的蓄電池供給電壓。所述控制電子元件可以是微處理器或微控制器。該開關(guān)通常具有操作機(jī)構(gòu)，所述操作機(jī)構(gòu)用于開關(guān)所述電氣供電接頭之一上的接通觸頭。然后提出：在接通該接通觸頭時激活該控制電子元件。在此，必要時還能夠啟動應(yīng)用軟件的流程(Ablauf)。適宜地，應(yīng)用軟件存儲在該控制電子元件的程序存儲器中。在功能安全的拓展方案中，該控制電子元件具有引導(dǎo)裝載程序軟件(Boot-Loader-Software)，該引導(dǎo)裝載程序軟件用于用應(yīng)用軟件對控制電子元件進(jìn)行編程。然后一方面進(jìn)一步提出：在操作操作機(jī)構(gòu)并且程序存儲器中不存在應(yīng)用軟件時直接執(zhí)行存在的引導(dǎo)裝載程序軟件。另一方面，在操作操作機(jī)構(gòu)并且程序存儲器中已經(jīng)存在應(yīng)用軟件時僅在存在有預(yù)定義條件的情況下才啟動存在的引導(dǎo)裝載程序軟件。該條件例如可以是：沒有電動機(jī)連接到電動機(jī)電氣接頭上或電氣供電接頭上的供電電壓處在特定值域內(nèi)。在另一簡單但功能安全的拓展方案中，該引導(dǎo)裝載程序軟件能夠在其運行期間監(jiān)視用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾妱訖C(jī)接頭的數(shù)據(jù)。所提供的串行輸入數(shù)據(jù)能夠由引導(dǎo)裝載程序軟件根據(jù)預(yù)給定協(xié)議收集。此外，輸出數(shù)據(jù)能夠由引導(dǎo)裝載程序軟件通過用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾妱訖C(jī)接頭串行發(fā)送。利用本發(fā)明獲得的優(yōu)點尤其是在于：電氣開關(guān)、尤其是電動工具開關(guān)能夠在無軟件的情況下、更確切地說僅裝配引導(dǎo)裝載程序的情況下制成。由此的優(yōu)點是：該軟件能夠事后根據(jù)客戶愿望制作和修改。還能夠向客戶提供由較小的零件量組成的生產(chǎn)批次(Produktionslose)，客戶然后又自行通過用期望的應(yīng)用軟件進(jìn)行編程來構(gòu)成變型(variantenbildung)。附圖說明具有不同改進(jìn)方案和拓展方案的發(fā)明實施例在附圖中示出且在下文更詳細(xì)地描述。其中：圖1示意示出具有電氣開關(guān)的電動工具，其中，該電動工具的殼體局部剖示地示出；圖2示意示出與計算機(jī)相連的圖1電氣開關(guān)；圖3以原理框圖示出為DC(直流電流)電動機(jī)而構(gòu)造的電氣開關(guān)；圖4示出用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍貛粓D5示出用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿铐憫?yīng)幀；圖6示出用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿顜?；圖7示出用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻憫?yīng)幀。具體實施方式在圖1中可見具有電動機(jī)2的電動工具1，電動機(jī)2用于驅(qū)動工具3。在此，電動工具1可以是蓄電池式電動工具和/或電網(wǎng)供電式電動工具。例如在圖1中示出了蓄電池式電鉆作為電動工具1，它利用來自以蓄電池方式的移動式能量存儲器8的供電電壓來運行。當(dāng)然，該電動工具1還可以是研磨機(jī)、電鋸、電刨、角度研磨機(jī)或類似物。在電動工具1的殼體4中設(shè)置具有開關(guān)殼體10的開關(guān)5。該開關(guān)5被容納在殼體4中，其方式使得開關(guān)5的可由用戶手動移動的操作機(jī)構(gòu)6從該殼體4中伸出。該開關(guān)5具有接觸系統(tǒng)7，用于進(jìn)行轉(zhuǎn)換的操作機(jī)構(gòu)6作用于該接觸系統(tǒng)7，從而使來自能量存儲器8的用于電動工具1、更確切地說尤其是用于運行電動機(jī)2的供電電壓可由用戶借助操作機(jī)構(gòu)6接通和/或斷開。為此，該開關(guān)5具有兩個用于供給電壓至蓄電池8的電氣供電接頭11、12以及兩個用于輸送電壓至電動機(jī)2的電動機(jī)電氣接頭13、14。最后，該開關(guān)5包括用于控制和/或調(diào)節(jié)電動機(jī)2的電氣電路裝置和/或電子電路裝置。該電路裝置用作控制電子元件9，其例如用于與由用戶所移動的操作機(jī)構(gòu)6的位置相應(yīng)地設(shè)定和/或修改電動機(jī)2的轉(zhuǎn)速。該控制電子元件9包括微處理器、微控制器或類似物且適宜地位于開關(guān)殼體10中。該借助軟件來工作的控制電子元件9還用于執(zhí)行電動工具1中的控制過程。如已經(jīng)所述的，該控制電子元件9中的控制過程用于操控電動機(jī)2。對此，該控制電子元件9借助脈寬調(diào)制信號與由用戶借助操作機(jī)構(gòu)6所設(shè)定的轉(zhuǎn)速相應(yīng)地運行電動機(jī)2。然而，在需要時，該控制電子元件9還能夠通過如下方式來執(zhí)行另外的控制過程：在電氣開關(guān)5中、例如在控制電子元件9的程序存儲器16中存儲相應(yīng)的軟件。在借助操作機(jī)構(gòu)6接通電氣供電接頭11、12之一上的接通觸頭7時激活控制電子元件9且必要時啟動相應(yīng)應(yīng)用軟件的流程。為了在電氣開關(guān)5中存儲相應(yīng)軟件，也或為了傳輸另外的數(shù)據(jù)，在開關(guān)5中設(shè)置有數(shù)據(jù)線15’。電動機(jī)電氣接頭13、14之一用于該數(shù)據(jù)線15’，更確切地說，當(dāng)前情況下是電動機(jī)接頭14，借此，內(nèi)部數(shù)據(jù)線15’在電動機(jī)接頭14和控制電子元件9之間建立連接。然后借助內(nèi)部數(shù)據(jù)線15’以及另一外部數(shù)據(jù)線15，使控制電子元件9和外部裝置17之間的通信成為可能，如在圖2中示出的。該外部裝置17當(dāng)前是計算機(jī)，它用于從開關(guān)5中讀出數(shù)據(jù)、用于將數(shù)據(jù)寫入開關(guān)5和/或用于將相應(yīng)軟件傳輸?shù)诫姎忾_關(guān)5上。因此，該計算機(jī)17能夠作為編程器使用，其方式使得可用應(yīng)用軟件對控制電子元件9進(jìn)行編程。出于簡單的拓展方案目的，可連接到開關(guān)5的電動機(jī)接頭14上的該數(shù)據(jù)線15構(gòu)造成所謂的“單線連接”。然后，針對通過數(shù)據(jù)線15的數(shù)據(jù)傳輸，使用異步串行數(shù)據(jù)協(xié)議。該控制電子元件9能夠具有引導(dǎo)裝載程序軟件，該引導(dǎo)裝載程序軟件用于用應(yīng)用軟件對控制電子元件9進(jìn)行編程。在由用戶操作操作機(jī)構(gòu)6并且程序存儲器16中不存在應(yīng)用軟件時直接執(zhí)行存在的引導(dǎo)裝載程序軟件。如果相反在程序存儲器16中已經(jīng)存在應(yīng)用軟件，那么僅在存在有預(yù)定義條件的情況下才啟動存在的引導(dǎo)裝載程序軟件。該條件例如可以是：沒有電動機(jī)2連接到電動機(jī)電氣接頭13、14上，例如在圖2中參考仍未嵌入到電動工具1的殼體4中的電動工具開關(guān)5示出的。對此，另一預(yù)定義條件還能夠在于：電氣供電接頭11、12上的供電電壓位于特定的值域內(nèi)。然后還能夠以簡單的方式用應(yīng)用軟件對已經(jīng)嵌入到電動工具1的殼體4中的電動工具開關(guān)5進(jìn)行編程。該引導(dǎo)裝載程序軟件在其運行期間監(jiān)視用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾妱訖C(jī)接頭14的數(shù)據(jù)。在此所提供的串行輸入數(shù)據(jù)由引導(dǎo)裝載程序軟件根據(jù)預(yù)給定協(xié)議收集。輸出數(shù)據(jù)由引導(dǎo)裝載程序軟件通過用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾妱訖C(jī)接頭14串行發(fā)送。可編程電動工具開關(guān)5的詳細(xì)拓展方案在圖3中可見。應(yīng)當(dāng)能夠通過編程器17(見圖2)從外部、即與交貨狀態(tài)相應(yīng)地在密封(verschlossen)狀態(tài)下對該電動工具開關(guān)5進(jìn)行編程。對此，需要使用開關(guān)5的四個接頭11、12、13、14，即蓄電池B+、蓄電池B-、電動機(jī)M1、電動機(jī)M2，而無須通過額外接頭來拓展這些接頭。在該小數(shù)量接頭可能性的情況下，使用串行協(xié)議用于數(shù)據(jù)傳輸。借助該協(xié)議及額外的小軟件、所謂的引導(dǎo)裝載程序共同提供了如下可能性：從外部接收應(yīng)用軟件和應(yīng)用數(shù)據(jù)、將所述應(yīng)用軟件和應(yīng)用數(shù)據(jù)寫入非易失性存儲器16(見圖1)中且出于控制目的重新讀出所述應(yīng)用軟件和應(yīng)用數(shù)據(jù)。供電接頭：必須從外部向該微控制器9供給電流和電壓，供電接頭11(B+)和供電接頭12(B-)用于此目的。在電動工具開關(guān)5的內(nèi)部無較大的電路花費和/或軟件花費(引導(dǎo)裝載程序)時，這兩個接頭11、12不能用于數(shù)據(jù)傳輸。因此，接頭11、12(B+和B-)繼續(xù)用作純粹的供電接頭。通信接頭：通過用于電動機(jī)2的順時針旋轉(zhuǎn)/逆時針旋轉(zhuǎn)(R/L)的內(nèi)部轉(zhuǎn)換開關(guān)18，始終有兩個電動機(jī)接頭13、14之一與接頭11(B+)相連，更確切地說，當(dāng)前兩個電動機(jī)接頭13、14之一是電動機(jī)接頭13(M2)。因此，僅剩余的第二電動機(jī)接頭14(M1)仍作為通信接頭。用于操控電動機(jī)2的功率Mosfet19和用于測量電動機(jī)2的電動機(jī)電流的電阻20能夠用作微控制器9上的數(shù)據(jù)輸出端22(SO：串行輸出)和數(shù)據(jù)輸入端21(SI：串行輸入)的通信信道。因此，第二電動機(jī)接頭14(M1)和微控制器9之間的在開關(guān)5中已經(jīng)存在的連接用作內(nèi)部數(shù)據(jù)線15’。引導(dǎo)裝載程序的激活：通過按鈕6(設(shè)置點)，供電接頭12(B-)上的接通觸頭7能夠被閉合。由此電子元件9被激活且微控制器9被啟動。1a.如果程序存儲器16中不存在應(yīng)用軟件，那么已經(jīng)存在的引導(dǎo)裝載程序軟件直接被執(zhí)行。1b.然而如果程序存儲器16中已經(jīng)存在應(yīng)用軟件，那么該應(yīng)用軟件啟動且預(yù)定義條件用作啟動引導(dǎo)裝載程序的標(biāo)準(zhǔn)，例如沒有電動機(jī)2連接在電動機(jī)接頭13、14(M1和M2)上或供電電壓在特定的范圍內(nèi)。2.該引導(dǎo)裝載程序在其數(shù)據(jù)輸入端21(SI)上監(jiān)聽數(shù)據(jù)是否通過通信接頭14被提供。如果是這種情況，那么它能夠根據(jù)特定協(xié)議來收集這些串行輸入數(shù)據(jù)且必要時通過數(shù)據(jù)輸出端22(SO)串行發(fā)送輸出數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)傳輸：按照圖2，在電動工具開關(guān)5和從外部連接的編程器17之間進(jìn)行串行通信。為了使串行通信順利地運轉(zhuǎn)，該通信遵循預(yù)給定協(xié)議。串行數(shù)據(jù)傳輸能夠是異步或同步的。使用異步數(shù)據(jù)傳輸。因為僅存在通信線15，所以該時鐘(Takt)作為時幀由編程器17預(yù)給定且該編程器17和引導(dǎo)裝載程序在該時間窗內(nèi)進(jìn)行通信。因此，雖然是異步數(shù)據(jù)傳輸，在發(fā)送器(編程器17)和接收器(電動工具開關(guān)5)之間仍實現(xiàn)同步。數(shù)據(jù)傳輸頻率容差：這樣的做法的優(yōu)點在于：相對于例如RS232接口情況下約為±3%的容差范圍，編程器17和電動工具開關(guān)5的同步允許較大的容差范圍，約為±10%。因此，該優(yōu)點有特別積極的影響，這是因為出于商業(yè)原因在微控制器9中僅能夠使用便宜RC振蕩器，它雖然幾乎不能滿足±3%的精確性，但是具有約為±10%的精確性。由此，如同在傳統(tǒng)異步數(shù)據(jù)傳輸情況下，發(fā)送器和接收器彼此間的調(diào)諧不是必需的。因此，引導(dǎo)裝載程序軟件能夠更簡單地、也就是說更節(jié)省存儲器地得到開發(fā)。各個比特的傳輸(比特幀)：數(shù)據(jù)的各個比特從編程器17傳輸至電動工具開關(guān)5以及又傳輸回去以時分復(fù)用方法進(jìn)行，且因此是雙向的。該時幀表示為在圖4中示出的比特幀23。與圖4相應(yīng)地，待傳輸?shù)谋忍赜删幊唐?7通過時鐘比特(Clock，時鐘)導(dǎo)入，接著是來自編程器17的數(shù)據(jù)比特(主，Host)且之后向引導(dǎo)裝載程序提供一個比特長度的時隙供使用，以便在其側(cè)將比特(設(shè)備)發(fā)送給編程器17。反向的時鐘比特(Stop，停止)結(jié)束該時幀23。命令和響應(yīng)的傳輸：按照圖5，命令響應(yīng)幀24(Command-Response-Frame)由24個比特幀23組成。該命令響應(yīng)幀24根據(jù)通信方向分成命令幀和響應(yīng)幀。命令：根據(jù)圖6的命令幀25包含所有24個主比特，這些主比特分成16比特長的數(shù)據(jù)字(比特23-比特8)和8比特長的命令字節(jié)(比特7-比特0)。命令可以是對非易失性程序存儲器和/或數(shù)據(jù)存儲器16進(jìn)行讀取、刪除和寫。響應(yīng)：響應(yīng)幀26包含所有的設(shè)備比特，這些設(shè)備比特分成16比特長的數(shù)據(jù)字(比特23-比特8)和8比特長的響應(yīng)字節(jié)(比特7-比特0)。命令之后是相應(yīng)的響應(yīng)，更確切地說命令之后讀取存儲器內(nèi)容以及刪除命令和寫命令之后是確認(rèn)。通信和編程：因此，借助所述方法存在如下可能性：由編程器17向電動工具開關(guān)5或向其微控制器9發(fā)送命令。因此，該編程器17能夠?qū)㈦妱庸ぞ唛_關(guān)5置于如下狀態(tài)：引導(dǎo)裝載程序通過微控制器9被激活且等待命令。編程器17和開關(guān)5之間的通信由編程器17發(fā)起。在第一命令幀25的傳輸期間，引導(dǎo)裝載程序以空的響應(yīng)幀26響應(yīng)。現(xiàn)在將另外的命令幀25發(fā)送給開關(guān)5的同時，該引導(dǎo)裝載程序現(xiàn)在能夠針對相應(yīng)先前的命令將響應(yīng)打包到響應(yīng)幀26中?，F(xiàn)在該編程器17能夠繼續(xù)處理這些響應(yīng)、對此作出反應(yīng)且又向引導(dǎo)裝載程序發(fā)送新的命令。因此，微控制器9的非易失性存儲器16能夠被讀出、刪除且用新的內(nèi)容、即應(yīng)用軟件和/或應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行編寫。本發(fā)明不僅適合于直流電壓(DC)電動工具，而且適合于包含用于控制的微控制器的交流電壓(AC)電動工具。電網(wǎng)饋電的這種AC電動工具針對借助相位截止控制(Phasenanschnitt-Steuerung)和/或相位反向截止控制(Phasenabschnitt-Steuerung)的轉(zhuǎn)速設(shè)定來工作。此外，本發(fā)明參考電動工具進(jìn)行闡述，但并不限于所述的和示出的實施例。而是本發(fā)明還包括通過權(quán)利要求所限定的本發(fā)明范圍內(nèi)的所有專業(yè)的改進(jìn)方案。因此，這樣的具有編程接口的電氣開關(guān)還能夠應(yīng)用在另外的電器中，例如應(yīng)用在家用電器、園用工具或類似物上。參考標(biāo)記列表1：電動工具2：電動機(jī)3：工具4：(電動工具的)殼體5：開關(guān)/電動工具開關(guān)6：操作機(jī)構(gòu)/按鈕7：接觸系統(tǒng)/接通觸頭8：能量存儲器/蓄電池9：控制電子元件/電子元件/微控制器10：開關(guān)殼體11、12：供電接頭/接頭13、14：電動機(jī)接頭/接頭/通信接頭15、15’：數(shù)據(jù)線16：程序存儲器/存儲器/程序存儲器和/或數(shù)據(jù)存儲器17：外部裝置/編程器18：轉(zhuǎn)換開關(guān)19：功率Mosfet20：電阻21：數(shù)據(jù)輸入端22：數(shù)據(jù)輸出端23：比特幀/時幀24：命令響應(yīng)幀25：命令幀26：響應(yīng)幀