用于利用起動裝置起動內燃機的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于利用起動裝置起動內燃機的方法，具體而言，利用拉索起動器，其中，為內燃機通過吸入通道供給燃料/空氣混合物。燃燒向下驅動活塞且在此轉動地驅動曲軸。形成燃料/空氣混合物的燃料系統(tǒng)具有通到吸入通道中的燃料通道。在燃料通道中布置有電的燃料閥，其在其無電流的狀態(tài)中打開且釋放燃料通道。直到在施加操作電壓時燃料閥才關閉且封鎖燃料通道，從而燃料不可吸入到吸入通道中。電子控制單元設置成用于操控燃料閥和在火花塞處觸發(fā)點火火花，且由通過曲軸驅動的發(fā)電機用來為電負載供應能量。為了在起動時防止燃料/空氣混合物的過濃，設置成在曲軸開始轉動時產生的電能在控制單元在火花塞處觸發(fā)點火火花之前首先用來關閉電的燃料閥。
【專利說明】用于利用起動裝置起動內燃機的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分所述的用于利用起動裝置起動內燃機的方法。

【背景技術】
[0002]在便攜式手持工作器具(例如機動鏈鋸、切斷機、自由式切割機(Freischneider)、鼓風機或其他的手持工作器具)中的內燃機通常配備有拉索起動器，以便手動起動內燃機。拉索起動器作用于內燃機的曲軸且使其轉動。
[0003]為內燃機通過吸入通道供給燃料/空氣混合物，其還含有用于二沖程馬達的運行必需的油一內燃機為二沖程馬達。吸入的燃料/空氣混合物由在內燃機的燃燒室中的活塞壓縮且由火花塞點燃，火花塞由點火單元操控。
[0004]燃料通過燃料系統(tǒng)供給吸入通道，燃料系統(tǒng)具有通到吸入通道中的燃料通道，供給的燃料量流動通過燃料通道。在燃料通道中布置有電的燃料閥，其在其無電流的(stromlos)狀態(tài)中打開并釋放燃料通道，且直到在施加操作電壓時才關閉燃料通道，從而燃料通道被封鎖且燃料不可吸入到吸入通道中。
[0005]電子控制單元控制燃料閥和點火，其中，電能通過隨著曲軸轉動的發(fā)電機提供。
[0006]因為燃料閥為在無電流的情況下打開的閥且在起動內燃機之前未提供電能，為了關閉燃料閥，燃料系統(tǒng)的燃料通道首先打開。如果例如通過拉索起動器開動內燃機，燃燒空氣通過吸入通道被吸入且由于由此出現(xiàn)的抽吸負壓，燃料同樣通過設置的燃料路徑轉入到吸入通道中。直到在利用曲軸驅動的點火發(fā)電機(ZUndgenerator)提供足夠的能量之后，才可在火花塞處觸發(fā)點火火花且操控燃料閥以用于計量所期望的燃料量。


【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于在內燃機的起動情況下最小化流入到吸入通道中的非受控的燃料。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該目的根據(jù)權利要求1的特征來實現(xiàn)。
[0009]通過在點火之前優(yōu)先為電的燃料閥供應能量實現(xiàn)燃料閥在早期階段中關閉，由此阻止到吸入通道中的非受控的燃料流入。在時間上直到首先關閉燃料閥之后才觸發(fā)點火火花，由此保證使非受控地流入的燃料燃燒，只要其已經足夠用于形成可燃的混合物，以便此后通過燃料閥受控地輸送與內燃機的按規(guī)定的運行相匹配的燃料量。
[0010]因此，在起動情況下，由點火發(fā)電機產生的能量首先用來關閉燃料閥，且直到在關閉燃料閥之后才能夠點火。
[0011]用于電負載(例如控制單元、電的燃料閥和點火裝置)的運行必需的電能僅由點火發(fā)電機產生。在此適宜的是，隨著曲軸開始轉動，首先發(fā)生控制單元的電壓供給，從而喚醒控制單元，以便執(zhí)行其控制功能一操控燃料閥、觸發(fā)點火。
[0012]點火發(fā)電機如此構造，即，在活塞的上死點OT之前產生完整的第一電壓波(Spannungswelle)且在活塞的下死點UT之前產生第二電壓波。這由此實現(xiàn)，即，在點火發(fā)電機的磁極轉子(Polrad)的周圍上布置有兩個或多個永磁體,其優(yōu)選在直徑上相對而置。
[0013]與內燃機的運行溫度無關地，在每次起動內燃機時，隨著曲軸開始旋轉，首先流過燃料閥，即，在由控制單元在火花塞處觸發(fā)點火火花之前，關閉燃料閥。在此，燃料閥在多轉曲軸旋轉(Kurbelwellenumdrehung)之內(例如在二至六轉曲軸旋轉之內)保持關閉，這可是適宜的，以便在由控制單元配量地計量用于內燃機的運行必需的燃料量之前以這種方式利用無燃料的燃燒空氣沖洗燃燒室。已經證實為有利的是，燃料閥在起動過程中在三轉曲軸旋轉之內保持關閉。
[0014]尤其適宜的是，還在燃料閥保持閉合時觸發(fā)點火火花，以便在通過控制單元計量受控的、與內燃機的運行條件相匹配的、通過燃料閥的燃料量之前，只要出現(xiàn)可燃的混合物，使非受控地流入的燃料在燃燒室中燃燒。
[0015]在本發(fā)明的改進方案中，在起動過程中取決于曲軸的轉速降延遲用于關閉電的燃料閥的信號，這可是有利的。如果內燃機干運行，即，由于缺乏燃料，這可是有利的。尤其在二沖程馬達中，為燃料添加油以用于潤滑。如果內燃機干運轉，潤滑減少，從而在內燃機中產生提高的摩擦。為了確定提高的摩擦的狀態(tài)，在起動過程中探測和評估內燃機的曲軸的轉速。如果內燃機在開動過程之后并未起動，轉速再次復歸為零。轉速降的斜率為零與潤滑相關；陡的轉速降指示出減少的潤滑。如果超過用于轉速降的斜率的預定的極限值，則存在缺少潤滑，使燃料閥在起動過程中有利地針對一轉或多轉曲軸旋轉保持打開。因此可為內燃機提供足夠的燃料/油混合物且在內燃機中確保按規(guī)定的潤滑。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面借助附圖闡述本發(fā)明的實施例。其中:
圖1以機動鏈鋸的示例顯示了便攜式手持工作器具的示意性的視圖，
圖2顯示了用于將燃料輸送到內燃機的吸入通道中的燃料系統(tǒng)的示意性的圖示，
圖3顯示了帶有兩個永磁體的點火發(fā)電機的示意性的圖示，
圖4以示意性的圖示關于時間顯示了轉速、曲軸角度、點火時刻和在燃料閥處的電壓， 圖5顯示了用于在起動過程中評估內燃機的曲軸的轉速降的示意性的流程圖。

【具體實施方式】
[0017]在圖1中顯示的工作器具I構造為機動鏈鋸。工作器具I還可為切斷機、鼓風機、自由式切割機或類似的便攜式手持工作器具。
[0018]在工作器具I的殼體2中設置有內燃機14，其具有缸3，缸3帶有在其中來回運動的活塞4，其通過連桿5驅動曲軸6。為構造在缸3中的、由活塞4限制的燃燒室7關聯(lián)有火花塞8，其用于在燃燒室7中壓縮的混合物的點火。
[0019]利用曲軸6來旋轉風扇葉輪12，在其周圍10處布置有至少一個永磁體。永磁體與點火發(fā)電機9的軛狀物11共同作用,其包括點火控制單元13。點火控制單元13通過點火線15與火花塞8相連接，且取決于曲軸6的轉動位置和因此活塞4的行程位置觸發(fā)點火火花以用于使吸入到燃燒室7中的燃料/空氣混合物燃燒。
[0020]如在圖2中示意性地示出的那樣，在吸入通道20中形成燃料/空氣混合物，為此設置有文丘里區(qū)段(Venturiabschnitt) 21,通過其使流至內燃機14的燃燒空氣(箭頭16)產生負壓，以便通過燃料系統(tǒng)的主噴口路徑22吸入燃料。
[0021]在根據(jù)圖2的所顯示的燃料系統(tǒng)50中，來自料箱23的燃料通過燃料預輸送泵24和調節(jié)閥25供給調節(jié)腔26。調節(jié)閥25受壓力控制，且如果調節(jié)膜27由于燃料的流出而朝調節(jié)腔26的方向上移位，那么調節(jié)閥25總是打開。
[0022]從調節(jié)腔26至主噴口路徑22的燃料通道28由可電操縱的燃料閥30控制，其由點火控制單元13通過閥線纜29電操控。
[0023]燃料通道28在燃料閥30之后分成主噴口路徑22和怠速路徑32，其通過怠速腔31和在節(jié)流閥33的擺動范圍中通到吸入通道20中的多個怠速噴口 34、35和36供給。
[0024]在起動情況下，在文丘里區(qū)段21上游的阻流閥37關閉，從而在起動時提高在吸入通道20中的負壓。在燃料閥30打開時，提高的負壓引起通過主噴口路徑22的主噴口 39以及怠速路徑32的怠速噴口 34、35和36到吸入通道20中的提高的燃料流。由此為內燃機14供給對于起動來說積聚的混合物(富的混合物)。
[0025]如果阻流閥37保持打開(線狀的圖示)，在起動情況下僅僅節(jié)流閥33擺動到起動位置中，以便保證通過怠速噴口 35和36的足夠的燃料輸送。
[0026]點火控制單元13、火花塞8和燃料閥30的電能供應通過在圖3中示意性地示出的點火發(fā)電機9來實現(xiàn)，其包括隨著曲軸6旋轉的兩個永磁體17和18以及相關聯(lián)的軛狀物11。永磁體17和18布置在風扇葉輪12的周圍處且與軛狀物11共同作用，軛狀物在其支腿上承載有未進一步示出的線圈。軛狀物11、其線圈以及用于操控燃料閥30和火花塞8的電子電路以共同的結構單元注型成點火控制單元13。優(yōu)選集成在點火控制單元13中的微處理器19 一方面控制點火且另一方面控制燃料閥30的打開持續(xù)時間。
[0027]燃料閥30為在無電流的情況下打開的閥，如在文獻DE 102 42 816 Al中說明的那樣，其公開為本申請的一部分。
[0028]如果起動工作器具I的內燃機14，則這通常通過拉索起動器45來實現(xiàn)。
[0029]隨著曲軸的最初的旋轉，通過吸入通道20在箭頭方向16上吸入燃燒空氣，因此出現(xiàn)相應的負壓，其出現(xiàn)在主噴口開口 39處，同樣出現(xiàn)在怠速開口 34、35和36處。因此，在燃料閥30打開時，燃料進入到吸入通道20中。
[0030]如在根據(jù)圖4的圖中描述的那樣，例如通過拉索起動器實現(xiàn)曲軸6完全旋轉超過360°的曲軸角度(KW)，其中，越過活塞4的上死點0T。在圖4中的上面的圖示中描述了實際轉速。在曲軸在轉動方向40上第一次旋轉360°的曲軸角度之后，通過永磁體17和18的磁場在軛狀物11的線圈中感應出足夠的能量，從而可操控燃料閥30和點火。在圖4中在活塞位置(0T，UT)下方示出了點火時刻ZZP。根據(jù)本發(fā)明，設置成在曲軸6在轉動方向40上開始轉動時產生的電能首先提供到燃料閥30上，以便使在無電流的情況下打開的閥首先關閉。如在圖4中下部示出的那樣，為燃料閥30加載電壓U，其中，在第一次點火之前(即在控制單元13在火花塞8處觸發(fā)點火火花Z(點火時刻ZZP的簡圖)之前)的時間因子At前后，在燃料閥30處存在電壓Uv。
[0031]整個系統(tǒng)如此設計，S卩，僅僅點火發(fā)電機9產生用于電負載(例如火花塞10、燃料閥30和微處理器19)的運行必需的能量。
[0032]過程例如如此，S卩，隨著曲軸6開始轉動且永磁體17或18第一次轉動旁經點火發(fā)電機9的軛狀物11，首先發(fā)生控制單元13的電壓供給且因此喚醒控制單元13的微處理器，以便其工作且可履行其控制任務。
[0033]點火發(fā)電機9如此設計，即，通過第一永磁體17在活塞4的上死點OT之前產生第一電壓波，且通過永磁體18在活塞4的下死點UT之前產生第二電壓波。這確保在旋轉之后提供足夠的能量，以便關閉燃料閥30。在此，與內燃機14的運行溫度無關地在每次起動內燃機14時隨著曲軸6開始旋轉，在觸發(fā)點火火花Z之前，首先流過燃料閥30。
[0034]在本發(fā)明的改進方案中，可設置成燃料閥在多轉曲軸旋轉之內保持關閉，優(yōu)選在二至六轉曲軸旋轉之內保持關閉，以便以該方式尤其在熱起動的情況下確保不可出現(xiàn)起動混合物的過濃。適宜的是，閥在三轉曲軸旋轉之內保持完全關閉。在此，盡管燃料閥關閉仍觸發(fā)點火火花，以便使可能在燃燒室中存在的剩余混合物燃燒，這可是適宜的。
[0035]在燃料閥的確定預定的優(yōu)先的操控和一轉或多轉曲軸旋轉之后，控制單元的微處理器處于運行準備狀態(tài)中，且現(xiàn)在取決于一個或多個實際的運行參數(shù)(例如溫度、轉速、節(jié)流閥的打開位置等等)承擔燃料閥的打開時間的控制。于是相應地調整或改變燃料閥的關閉持續(xù)時間，如在圖4中下面在右邊示出的關閉時間處識別出的那樣。控制單元13已經承擔燃料閥的控制；在起動情況下在供應能量時取消燃料閥的根據(jù)本發(fā)明的確定的優(yōu)先權。
[0036]在本發(fā)明的改進方案中可設置成，電的燃料閥30的關閉取決于內燃機14的曲軸6在起動過程中的轉速降dn/dt來延遲。為此，參考根據(jù)圖5的流程圖，根據(jù)區(qū)域60，由控制單元13探測曲軸6的轉速η。如果內燃機14例如由于燃料缺乏出現(xiàn)停止狀態(tài)，則混合物路徑和燃燒室無燃料。尤其在二沖程馬達或混合潤滑的四沖程馬達中，為燃料添加油以用于潤滑。如果內燃機14干運行，潤滑降低，從而在內燃機14中產生提高的摩擦。為了確定在內燃機14中的提高的摩擦的狀態(tài)，根據(jù)圖5中的流程圖，首先探測在起動過程中的內燃機14的曲軸6的轉速η (區(qū)域60)。如果內燃機14在開動過程之后并未起動，轉速η再次復歸為零。在未成功的起動嘗試之后的轉速降dn/dt根據(jù)區(qū)域61來評估且取決于實際的潤滑；陡的轉速降dn/dt (即很大的斜率)指示出減少的潤滑。如果超過用于轉速降dn/dt的預定的極限值a，則存在提高的摩擦的狀態(tài)。區(qū)域62通過支線“是”分支至延遲z，即，燃料閥在起動過程期間有利地針對一轉或多轉曲軸旋轉保持打開。因此可為內燃機提供足夠的燃料/油混合物且在內燃機之內確保足夠的潤滑。
[0037]如果并未超過用于轉速降dn/dt的預定的極限值a，則不存在提高的摩擦的狀態(tài)。區(qū)域62通過支線“否”返回地分支至區(qū)域60。開始重新檢查在起動過程中的轉速降。
[0038]如果由于燃料系統(tǒng)中的空氣或汽阻限制燃料輸送，探測提高的摩擦的狀態(tài)同樣是有利的。受限或中斷的燃料輸送同樣可導致在內燃機中出現(xiàn)提高的摩擦的狀態(tài)。同樣在該狀態(tài)中延遲用于關閉電的燃料閥的信號，以便支持燃料輸送，這可是有利的。根據(jù)圖5中的流程圖實現(xiàn)確定減少的潤滑的原理。
【權利要求】
1.一種用于利用以下裝置起動內燃機的方法，即:拉索起動器，其中，為所述內燃機(14)通過吸入通道(20)供給燃料/空氣混合物，其由在所述內燃機(14)的燃燒室(7)中的活塞(4)壓縮且由火花塞(8)點燃，并且所述活塞(4)轉動地驅動曲軸￠);和燃料系統(tǒng)，其帶有通到所述吸入通道(20)中的燃料通道(28)，供給所述吸入通道(20)的燃料量流動通過燃料通道(28)，并且在所述燃料通道(28)中布置有電的燃料閥(30)，其在其無電流的狀態(tài)中打開并釋放所述燃料通道(28)，且直到在施加操作電壓(U)時才關閉所述燃料通道(28)，從而封鎖所述燃料通道(28)且燃料不可吸入到所述吸入通道(20)中；和電子控制單元(13)，其用于操控電的燃料閥(30)和用于在火花塞⑶處觸發(fā)點火火花；和由所述曲軸(6)驅動的點火發(fā)電機(9)，其用于為電負載例如控制單元(13)、電的燃料閥(30)和點火裝置供應能量，其特征在于，所述點火發(fā)電機(9)的在所述曲軸(6)開始轉動時產生的電能在所述控制單元(13)在所述火花塞(8)處觸發(fā)點火火花之前首先用來關閉所述電的燃料閥(30)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，僅僅所述點火發(fā)電機(9)產生用于電負載的運行必需的能量。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，隨著所述曲軸(6)開始轉動，發(fā)生所述控制單元(13)的電壓供給且喚醒所述控制單元(13)。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)電機(9)在所述活塞(4)的上死點(OT)之前產生第一電壓波，而在所述活塞(4)的下死點(UT)之前產生第二電壓波。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，與所述內燃機(14)的運行溫度無關地在每次起動所述內燃機(14)時隨著所述曲軸(6)開始旋轉,在觸發(fā)點火火花之前，首先流過所述燃料閥(30)。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述燃料閥(30)在多轉曲軸旋轉之內保持關閉。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述燃料閥(30)在二至六轉曲軸旋轉之內保持關閉。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述燃料閥(30)在三轉曲軸旋轉之內保持關閉。
9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，還在燃料閥(30)保持閉合的情況下觸發(fā)點火火花。
10.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，在起動過程中取決于轉速降(dn/dt)延遲所述電的燃料閥(30)的關閉。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于，在超過用于轉速降(dn/dt)的預定的極限值(a)的情況下，針對一轉或多轉曲軸旋轉使所述燃料閥(30)保持打開。
【文檔編號】F02D41/00GK104389711SQ201410401901
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權日:2013年8月16日
【發(fā)明者】K.蓋耶, M.基斯納, J.普雷格, S.班特勒, D.法爾舍爾, E.艾姆斯 申請人:安德烈·斯蒂爾股份兩合公司