專利名稱：具有總線線路和點火模塊的手持式工作設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手持式工作設(shè)備，尤其是可攜帶的手持式工作設(shè)備，例如機(jī)動鏈 鋸、切斷機(jī)、自由切割設(shè)備、吹風(fēng)設(shè)備或者類似的工作設(shè)備。
背景技術(shù)：
已知這種手持式工作設(shè)備是多種多樣的。在該工作設(shè)備的殼體中設(shè)置了用于驅(qū)動 工作工具的內(nèi)燃機(jī)，其中在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中構(gòu)造有燃燒室，該燃燒室由活塞限制，并且該活 塞旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動曲軸。火花塞保持在氣缸中，該火花塞根據(jù)點火模塊的控制在點火時刻在預(yù) 先給定的曲軸角度位置發(fā)出點火火花，該點火火花點燃在燃燒室中壓縮的燃料/空氣混合 物用于驅(qū)動活塞。為了使點火機(jī)構(gòu)不工作，將短路線路連接在點火模塊上，該短路線路為了 使內(nèi)燃機(jī)不工作而進(jìn)行接地連接。所述短路線路通常通過開關(guān)、按鍵或者類似器件進(jìn)行接地連接，并且以這種方式 短接點火機(jī)構(gòu)，使得點火模塊不能再觸發(fā)點火火花。所述內(nèi)燃機(jī)不工作并且保持停止。工作設(shè)備中驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展已導(dǎo)致點火模塊很繁瑣，所述點火模塊不僅考慮用于 確定下一次曲軸旋轉(zhuǎn)的點火時刻的轉(zhuǎn)速，而且也考慮其它工作參數(shù)，例如內(nèi)燃機(jī)的溫度、節(jié) 氣門的位置、曲軸箱中的壓力等。所有這些附加的信息都必須輸送給點火模塊，以便該點火 模塊在考慮不同的參數(shù)的情況下計算出下一次曲軸旋轉(zhuǎn)的點火時刻或者從特征曲線中讀 出該點火時刻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)這種具有點火模塊的工作設(shè)備，從而以簡單的方式通過 傳感器或者類似器件向點火模塊提供所檢測的工作參數(shù)。該目的按本發(fā)明采用如下措施得到實現(xiàn)，即短路線路被構(gòu)造成總線線路，從而使 得外部的控制設(shè)備和/或傳感器或者執(zhí)行器連接到總線線路上，其中點火模塊作為主控器 控制總線線路上的數(shù)據(jù)交換，并且只有在相距由點火模塊求得的點火時刻存在預(yù)先確定的 最小的曲軸角度位移時才允許數(shù)據(jù)通訊。只有在內(nèi)燃機(jī)不工作時才使用短路線路。在內(nèi)燃機(jī)工作時，該短路線路在功能上 沒有意義，從而可以將其用作總線線路。外部的控制設(shè)備和/或傳感器或者執(zhí)行器可以連 接到所述總線線路上，其中點火模塊作為主控器(Master)控制總線系統(tǒng)，并且只有在相距 點火模塊的點火時刻存在至少最小的曲軸角度位移時才允許在總線線路上在主控器與受 控器之間的數(shù)據(jù)通訊。所述點火模塊知道下一次曲軸旋轉(zhuǎn)的點火時刻，因為該點火模塊可以根據(jù)不同的 參數(shù)來確定點火時刻。因為每次在接至火花塞的高壓線路上觸發(fā)點火火花都會在短路線路 中產(chǎn)生干擾脈沖，所以所述點火模塊作為主控器在由點火觸發(fā)的干擾在短路線路上已衰減 或者還沒有形成干擾時并且只有在這時才允許總線線路上的數(shù)據(jù)交換。這可以以簡單的方 式通過以下方法實現(xiàn)，即預(yù)定的最小的曲軸角度位移處于觸發(fā)的點火之后，或者預(yù)定的最小的曲軸角度位移處于觸發(fā)的點火之前。在此，預(yù)定的最小的曲軸角度位移理解為-按曲 軸角度測量的-相距點火火花或者由點火火花觸發(fā)的干擾的距離。所述預(yù)定的最小的距離 總應(yīng)使得數(shù)據(jù)交換最晚在點火火花觸發(fā)時-也就是在干擾脈沖形成之前-結(jié)束，并且只有 在由點火火花觸發(fā)的干擾-在一定的曲軸角度之后-已衰減時才進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。由此確保 所發(fā)送的數(shù)據(jù)包不會由于點火的干擾脈沖而發(fā)生錯誤或者不可讀取，以致于干擾數(shù)據(jù)的接 收。優(yōu)選所述點火模塊作為主控器確定通訊時隙，所述通訊時隙歷經(jīng)曲軸的曲軸旋轉(zhuǎn) 角度；該點火模塊僅僅在通訊時隙內(nèi)部允許總線線路上的數(shù)據(jù)交換。在此，可以在一次曲軸 旋轉(zhuǎn)中規(guī)定一個或者多個通訊時隙。最好在通訊時隙之間插入處理間歇，在該處理間歇內(nèi)， 主控器和受控器能夠處理所接收的數(shù)據(jù)或者能夠準(zhǔn)備用于發(fā)送的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中規(guī)定，所述總線線路也用于在主控器與受控器之間輸送能 量。所述能量例如可以通過數(shù)據(jù)包的提高的信號電平來提供，或者也可以被設(shè)計成與數(shù)據(jù) 包分開的能量包。所使用的總線最好是具有相應(yīng)的通訊協(xié)議的LIN總線(局域互聯(lián)網(wǎng))。


本發(fā)明的其它特征從其它權(quán)利要求、說明書以及附圖中獲得，在附圖中示出了本 發(fā)明的下面詳細(xì)描述的實施例。附圖示出圖1是可攜帶的手持式工作設(shè)備例如機(jī)動鏈鋸的示意圖；圖2是具有構(gòu)造成總線線路的短路線路的點火模塊的示意性方框圖；圖3是根據(jù)曲軸的旋轉(zhuǎn)位置的信號曲線的示意圖。
具體實施例方式在圖1中示出的手持式工作設(shè)備是可攜帶的手持式工作設(shè)備1，該工作設(shè)備構(gòu)造 成機(jī)動鏈鋸2。該可攜帶的手持式工作設(shè)備1也可以構(gòu)造成切斷機(jī)、自由切割設(shè)備、吹風(fēng)設(shè) 備或者類似的工作設(shè)備。在工作設(shè)備1的殼體3中布置了驅(qū)動單元4，該驅(qū)動單元驅(qū)動工作工具5，在本實 施例中驅(qū)動環(huán)繞在導(dǎo)軌6上的鋸鏈。所述工作設(shè)備1具有后面的手柄7，該手柄-沿著與導(dǎo) 軌6相同的方向-沿著工作設(shè)備1的縱向延伸并且具有用于操作驅(qū)動馬達(dá)4的沒有詳細(xì)示 出的操作元件。固定在殼體3上的前面的手柄8構(gòu)造成卡箍手柄并且與殼體3隔開?？善D(zhuǎn)的護(hù) 手件9作為用于工作工具5的安全制動裝置的觸發(fā)件支承在前面的手柄8的前面。所述驅(qū)動單元4最好是內(nèi)燃機(jī)10，如圖1中示意性地示出。該內(nèi)燃機(jī)10優(yōu)選是二 沖程發(fā)動機(jī)，尤其是單缸的二沖程發(fā)動機(jī)。同樣可以使用其它的發(fā)動機(jī)、例如混合潤滑的四 沖程發(fā)動機(jī)。該內(nèi)燃機(jī)10具有氣缸11，在該氣缸中構(gòu)造了燃燒室12。該燃燒室12由活塞 13限制，該活塞旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動支承在內(nèi)燃機(jī)10的曲軸箱中的曲軸14。為此在本實施例中，所 述曲軸14通過相應(yīng)的連桿15與活塞13連接。所述活塞13-如通常在以時隙控制的(schlitzgesteuerten) 二沖程發(fā)動機(jī)中一 樣-不僅控制混合氣進(jìn)入、廢氣排出而且控制溢流通道，該溢流通道將曲軸箱與燃燒室12進(jìn)行連接。通過所述通道向燃燒室12輸入能夠點燃的燃料空氣混合物，該燃料空氣混合物 在活塞13向上移動時進(jìn)行壓縮并且通過火花塞16的點火火花點燃，以便向下驅(qū)動活塞13 用于下一次曲軸旋轉(zhuǎn)。所述火花塞16保持在氣缸11中并且-優(yōu)選在氣缸11的頂部區(qū)域 內(nèi)-以其點火電極伸入燃燒室12中。由點火模塊20在火花塞16上觸發(fā)點火火花35 (圖幻，該點火模塊通過高壓線路 17與火花塞16連接。在所示出的實施例中，所述點火模塊20在工作設(shè)備1的殼體3中布 置在環(huán)繞的磁性輪18的圓周附近，該磁性輪例如可以構(gòu)造成用于產(chǎn)生冷卻空氣流的風(fēng)扇 葉輪。在所述磁性輪18中布置至少一個磁體19，該磁體在設(shè)置于點火模塊20中的感應(yīng)線 圈內(nèi)感應(yīng)出電壓。如此形成的由連同曲軸14旋轉(zhuǎn)的磁性輪18和布置在點火模塊20中的 感應(yīng)線圈構(gòu)成的發(fā)電機(jī)34，不僅提供了用于火花塞16上的點火火花35 (圖3)的點火能量， 而且在相應(yīng)設(shè)計中也可以同樣提供用于向點火模塊20本身進(jìn)行供電所需的電能，例如用 于安裝在內(nèi)燃機(jī)10上的傳感器、執(zhí)行器或者其它智能的外部的控制設(shè)備。所述點火模塊具有短路線路21，該短路線路-參照圖2-可以通過開關(guān)22接地。 如果開關(guān)22閉合，那么點火模塊“短路”，也就是內(nèi)燃機(jī)10不工作；在火花塞16上可以不產(chǎn) 生點火火花。如果開關(guān)22打開，那么點火模塊20處于其工作狀態(tài)中，在該工作狀態(tài)下根據(jù)轉(zhuǎn)速 和/或載荷在點火時刻在預(yù)先給定的曲軸角度位置觸發(fā)點火火花。只有在馬達(dá)應(yīng)該停止時，也就是手持式工作設(shè)備1不工作時，才需要所述短路線 路21用于運行內(nèi)燃機(jī)。在運行狀態(tài)下，所述開關(guān)22打開，從而可以按本發(fā)明將短路線路21 用作點火模塊20和外部的控制設(shè)備23J4或者智能的傳感器25 J6之間的通訊線路。按本發(fā)明，所述短路線路21在工作設(shè)備的工作狀態(tài)下構(gòu)造成總線線路30，尤其構(gòu) 造成LIN總線，在該總線線路上在點火模塊20和外部的控制設(shè)備23J4和/或智能的傳感 器25J6或者無源的電阻27例如負(fù)載之間進(jìn)行信息交換，也就是沿著兩個方向發(fā)送和接收 數(shù)據(jù)。因為隨著火花塞16上的點火火花35的觸發(fā)，通過點火在總線線路30中產(chǎn)生干擾 脈沖(圖3)，所以根據(jù)本發(fā)明將點火模塊20設(shè)計成總線系統(tǒng)30的主控器，從而只有在相 距點火模塊20的點火時刻Z1、Z2存在最小的曲軸角度位移A或者B (圖3)時，所述點火模 塊20才允許總線線路30上的數(shù)據(jù)通訊。在此，點火時刻Zl、Z2后的最小的曲軸角度位移 A大于點火時刻Z2前的最小的曲軸角度位移B。這基于以下條件，即在數(shù)據(jù)包32在總線線 路30上發(fā)送之前，首先必須在點火之后使干擾脈沖31 (圖3)衰減。如圖3明確所示，每個 數(shù)據(jù)包32處于通訊時隙Si、S2中，所述通訊時隙的始端在點火時刻Zl之后處于最小的曲 軸角度位移A之后，并且所述通訊時隙的終端處于下一個點火時刻Z2前面的一段距離處， 該距離不小于點火時刻Z2之前的最小的曲軸角度位移B。由此，可以通過曲軸旋轉(zhuǎn)360° 的曲軸角度有針對性地在所述時刻或者曲軸角度位置發(fā)送數(shù)據(jù)包32，干擾脈沖31在所述 時刻或者曲軸角度位置中已衰減或者尚未出現(xiàn)。如圖3所示，例如通過曲軸旋轉(zhuǎn)獲得兩個 通訊時隙Sl和S2，所述通訊時隙表示在總線線路30上進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)交換時所在的時間 區(qū)段II。時間區(qū)段I處于進(jìn)行頻繁的數(shù)據(jù)交換時所在的所述區(qū)段II之間，在所述時間區(qū) 段I中所述點火模塊20禁止進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；在該時間區(qū)段I期間可以處理所接收的數(shù)據(jù)、 發(fā)出點火火花、計算算法或者操作其它負(fù)載。
根據(jù)在數(shù)據(jù)線上出現(xiàn)的干擾來確定在點火時刻-按曲軸角度來測量-預(yù)定的最小 的曲軸角度位移的大小。在點火之前所述最小的曲軸角度位移B的大小應(yīng)使得最晚在觸發(fā) 點火火花或者開始形成通過點火火花觸發(fā)的干擾脈沖時結(jié)束數(shù)據(jù)交換。在本實施例中，預(yù) 定的曲軸角度位移B的大小使得該曲軸角度位移在點火火花前一定的角度處開始，從而給 出相距干擾31的安全距離。在圖3中設(shè)置了大約30° KW的曲軸角度位移。根據(jù)由點火火花35產(chǎn)生的干擾脈沖31的衰減情況來確定在點火火花35觸發(fā)之 后預(yù)定的最小的曲軸角度位移A的大小。相距點火時刻的位移A的大小應(yīng)使得由點火火花 觸發(fā)的干擾-在一定的曲軸角度之后-進(jìn)行衰減。在按圖3的實施例中，所述預(yù)定的曲軸 角度位移A的大小使得其在干擾31衰減之后一定的角度處結(jié)束，從而給出相距干擾31的 安全距離。在圖3中設(shè)置了大約80° KW的曲軸角度位移。在點火之后或者之前的最小的曲軸角度位移A或者B的大小取決于短路線路以及 高壓電纜的用于點火火花的布線(LeitimgsfUhrimg)。最小的曲軸角度位移的值可以處于 0° KW和大約300° KW之間。相應(yīng)地獲得狹窄的或者寬的通訊時隙Sl或者S2。在任何情況下，所述點火模塊20都作為主控器控制著總線線路30上的數(shù)據(jù)交換， 其中點火模塊20 了解所有有待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的時間順序。所述數(shù)據(jù)只有在受控器被作為主 控器的點火模塊20為此要求時才會由作為受控器的相應(yīng)的外部的控制設(shè)備23J4或者智 能的傳感器25和沈進(jìn)行傳遞。所述要求通過將一定的消息地址發(fā)出到相應(yīng)的受控器上得 到實現(xiàn)，其中點火模塊基于所求得的點火時刻Zl和Z2 “知道”何時會在總線線路30上出 現(xiàn)干擾31。作為外部的控制設(shè)備23、24，例如可以設(shè)置用于電起動的、用于手柄和汽化器加熱 的或者用于其它舒適功能的控制設(shè)備。智能的傳感器25 J6例如可以被設(shè)置用于檢測溫 度、壓力等。通過數(shù)字的通訊，例如可以最佳地校正傳感器中的壓力并且無干擾地將其信息 傳遞到主控器(點火模塊20)上。通過確定信號電平和總線線路30上的電流以及控制設(shè)備的輸入阻抗的合適的大 小，還可以分析例如作為節(jié)氣門位置測定器、開關(guān)狀態(tài)識別器或者線路斷裂識別器的有限 數(shù)量的簡單的無源的電阻27、RLC網(wǎng)絡(luò)觀或者有源的負(fù)載四(二極管、晶體管)。在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，總線線路30可以被設(shè)置用于在點火模塊20和外部的控 制設(shè)備23J4和/或傳感器25 J6或者執(zhí)行器之間輸送能量。例如可以在連接在總線線路 30上的單元之間交換在總線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的過剩能量。這不僅可以用于維持通訊，而 且可以用于改善主要功能(例如產(chǎn)生點火火花)。如果在所述裝置中設(shè)置有電池，那么可以 以這種方式將過剩能量暫時存儲在電池中。所述能量例如可以通過提高的信號電平來提供，或者也可以作為能量包33來發(fā) 送。在此，最好能在通訊時隙S1、S2之間的時間區(qū)段I中發(fā)送能量包33 ；代替數(shù)據(jù)包32在 通訊時隙內(nèi)部進(jìn)行發(fā)送也可以是有利的。
權(quán)利要求
1.手持式工作設(shè)備，所述工作設(shè)備具有用于驅(qū)動工作工具(5)的內(nèi)燃機(jī)(10)、構(gòu)造在 內(nèi)燃機(jī)(10)的氣缸(11)中的燃燒室(12)、保持在氣缸(11)中的火花塞(16)以及連接在 點火模塊00)上的用于斷開點火的短路線路(21)，所述燃燒室由活塞(13)限制，并且該活 塞旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動曲軸(14)，所述火花塞根據(jù)點火模塊00)的控制在點火時刻(Z1、Z》在預(yù) 定的曲軸角度位置發(fā)出點火火花(35)，該點火火花點燃在燃燒室(1 中壓縮的燃料/空氣 混合物，用于驅(qū)動活塞(13)，其特征在于，所述短路線路被構(gòu)造成總線線路(30)，從而使得外部的控制設(shè)備 (23,24)和/或傳感器(25、26)或者執(zhí)行器連接到總線線路(30)上，其中所述點火模塊 (20)作為主控器控制總線線路(30)上的數(shù)據(jù)交換，并且只有在相距由點火模塊00)求得 的點火時刻(Z1、Z2)存在預(yù)先確定的最小的曲軸角度位移(A、B)時才允許數(shù)據(jù)通訊。
2.按權(quán)利要求1所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述最小的曲軸角度位移(A)處于觸發(fā)的點火時刻(Z1、Z2)之后。
3.按權(quán)利要求2所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述最小的曲軸角度位移(A)的大小應(yīng)使得由點火火花觸發(fā)的干擾進(jìn)行 衰減。
4.按權(quán)利要求1所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述最小的曲軸角度位移(B)處于觸發(fā)的點火時刻、τ )的前面。
5.按權(quán)利要求4所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述最小的曲軸角度位移(A)的大小應(yīng)使得還沒有形成由點火火花所預(yù) 期的干擾。
6.按權(quán)利要求1所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，在所述總線線路(30)上的通訊數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)包(32)進(jìn)行發(fā)送，其中所述 數(shù)據(jù)包(32)處于通訊時隙(S1、S2)中，該通訊時隙由曲軸角度區(qū)段確定。
7.按權(quán)利要求6所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述通訊時隙歷經(jīng)40° -70° KW。
8.按權(quán)利要求6所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述通訊時隙歷經(jīng)55° KW。
9.按權(quán)利要求1所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，使用總線線路(30)用于在作為主控器的點火模塊00)與外部的控制設(shè) 備(23、24)和/或傳感器(25、26)或者執(zhí)行器之間進(jìn)行能量交換。
10.按權(quán)利要求9所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述能量通過數(shù)據(jù)包(3 的提高的信號電平被提供。
11.按權(quán)利要求9所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述能量作為與數(shù)據(jù)包(32)分開的能量包(33)被提供。
12.按權(quán)利要求1所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述總線是LIN總線(局域互聯(lián)網(wǎng))。
13.按權(quán)利要求1所述的手持式工作設(shè)備，其特征在于，所述手持式工作設(shè)備(1)是機(jī)動鏈鋸、切斷機(jī)、自由切割設(shè)備、吹風(fēng)設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可攜帶的手持式工作設(shè)備，該工作設(shè)備具有用于驅(qū)動工作工具的內(nèi)燃機(jī)。在內(nèi)燃機(jī)的氣缸中構(gòu)造有燃燒室，該燃燒室由活塞限制，活塞旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動曲軸?；鸹ㄈ３衷跉飧字校摶鸹ㄈ稽c火模塊控制，以便點燃在燃燒室中壓縮的燃料/空氣混合物，用于驅(qū)動活塞。在點火模塊上設(shè)置有用于斷開點火的短路線路。為了以簡單的方式向點火模塊提供大量其它的工作參數(shù)，規(guī)定將所述短路線路構(gòu)造成總線線路，其中外部的控制設(shè)備和/或傳感器連接到總線線路上。所述點火模塊作為主控器控制總線線路上的數(shù)據(jù)交換，并且只有在相距點火模塊的點火時刻存在最小的曲軸角度位移時才允許數(shù)據(jù)通訊。
文檔編號F02P15/00GK102052228SQ20101054559
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者E·希貝爾, F·曼德爾, G·邁爾, H·勒芬 申請人:安德烈亞斯.斯蒂爾兩合公司