专利名称：用于为发动机控制器提供电能的方法以及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于为发动机控制器(Motorsteuergerat)提供电能的方法，以 及一种用于提供这种电能的装置。
背景技术：
手操纵式(handgefilhrt)工作器械，如机动链锯、室外修剪机、切断机、紫菀修 剪机(Entaster)以及抽吸/鼓风器械常常配备有内燃机，通常借助于绳索传动装置 (Seilzug)起动该内燃机。由曲轴驱动布置在该工作器械中的发电机(Generator)，以使得 在内燃机的运行中提供充足的用于点火电路(aindschaltimg)和马达控制的供给电压。在 起动阶段(也就是说从第一绳索行程直至达到预定的转速)，发电机提供的电压不足以保 证发动机控制器或由微处理器控制的点火系统立刻起作用。为了克服该缺点已经建议，应 用蓄电池，该蓄电池承担在内燃机的起动阶段中为了使发动机控制器或电子点火系统起作 用以用于启动而所需的电压供给。但是，根据负载的频率或在一定的时间后必须更换这种 蓄电池，也就是说，为了保证内燃机的良好的启动准备，蓄电池的维护以及定期充电是必须 的。
发明内容
因此本发明的目的为，实现一种开头所提及的类型的用于为发动机控制器提供电 能的方法，利用该方法可以简单的方式产生和储存电能。此外，该目的还在于，给出一种用 于实施该方法以用于产生和储存电能的装置。该目的通过根据本发明的方法和装置来实现。本发明使以下成为可能，即，在内燃机的启动前在工作器械中自身产生电能，并且 将该电能储存直至内燃机启动。为此所需的构件不需保养并且仅仅需要很少的结构空间。在本发明的改进方案中，该能量同样用于首次点火以及有利地用于后续点火，为 此，将储存在能量储存器中的能量输送到点火电路处。由于电动的原理可以不同的方式实现电压产生，例如通过机械地用手操纵的直流 发电机(Dynamo)。为此，可使用平移运动(translatorisch)(例如滑块)、振动运动(例如 按键)或旋转运动(例如曲柄或旋钮)作为驱动。备选地，同样可能的是，适宜地，在阻断 将燃料输送到内燃机的情况下多次操纵绳索传动装置，并且将由此在由曲轴驱动的发电机 中产生的能量导向能量储存器。同样可能的是，设置一个或多个永磁体作为电压源，并且该 永磁体与线圈相关联，以使得即使在没有曲轴旋转的情况下，在操纵启动机构(例如绳索 传动装置)时在线圈中感应出电压。在该装置的另一设计方案中，可设置太阳能电池作为电压源。在太阳能电池中通 过光电效应产生的电压给能量储存器充电，之后在内燃机的启动时可从能量储存器中取出 该能量。对于太阳能电池的备选方案，已提及的手动式直流发电机或集成在工作器械中的 且由曲轴驱动的发电机可用作电源。
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在这种工作器械中产生电能的另一可能性在于，利用力加载压电元件。适宜地，电 能的产生与用于提供燃料和/或用于提供第一燃料运行压力的装置组合。因此，压电元件 的操纵可与作为燃料泵工作的净化器的操纵组合。同时，之后利用电能的产生输送燃料或 提供燃料压力，以使得在曲轴的首次旋转时已准备好用于形成混合物的燃料。适宜地，在化 油器中净化器的操纵与直流发电机的操纵相联结(直流发电机-净化器)，以使得以机械的 方式不仅产生能量而且输送燃料或构建燃料压力。在带有用于燃料供给(燃料泵)的电气 系统的器械中，可相应地使用在能量储存器中存在的能量以用于燃料输送或提供第一燃料 压力。例如，能量储存器包括电容器，尤其电解电容，然而备选地，可同样设置有蓄电池。 在能量储存器处在输出侧上至少联接有发动机控制器，在优选的实施方案中，点火电路附 加地联接在能量储存器处。为了使操作人员获知，在能量储存器中是否存在用于启动内燃 机所需的用于发动机控制器和如有可能点火电路的电能，设置有信号装置，其中，优选地， 该信号装置为光显示件，该光显示件显示能量储存器的充足的充电状态。在本发明的改进方案中设置成，设置有机械式燃料泵以用于在启动前提供燃料压 力。
下面根据附图进一步解释本发明的实施例。其中图1显示了带有手动式直流发电机的设计成机动链锯的手操纵式工作器械，图2显示了带有太阳能电池的机动链锯的马达罩壳，图3显示了框图，图4显示了穿过带有用于电动地产生能量的装置的启动机构的纵剖面，图5显示了穿过带有净化器以及用于电动地产生能量的装置的化油器 (Vergaser)的截面，图6显示了用于在内燃机启动前待进行的检查的流程图。
具体实施例方式在图1中示出了机动链锯1，在该机动链锯1中前把手3和后把手4布置在马达 罩壳2处。带有环绕在其上的锯链6的导轨5在马达罩壳2的前侧处伸出。在马达罩壳2 中存在带有化油器8和空气滤清器9的内燃机7。为了启动，可通过绳索传动装置起动内燃 机7，借助于起动把手10牵拉该绳索传动装置。在马达罩壳2中布置有直流发电机11，根 据结构可借助于按钮或旋钮12操纵该直流发电机11。在马达罩壳2中存在包括微处理器的控制器以及点火电路，其中，在内燃机7运行 时通过由曲轴驱动的发电机产生电能。为了在内燃机起动时立即为发动机控制器和如有可 能同样点火电路提供充足的电能，设置有电源(例如以所提及的直流发电机11的形式)，通 过多次地操纵按钮12该直流发电机11产生电能。该能量被输送到在图1中未示出的能量 储存器处，在内燃机7起动时，能量储存器借助于绳索传动装置将用于启动所需的电能提 供给发动机控制器、如有可能提供给点火开关以及适宜地提供给用于输送燃料的电动泵。发光显示件15 (例如以LED的形式)用于显示在能量储存器中的对于激活发动机控制器和点火电路充足的电能。为此，备选地，可同样设置显示屏或其它用于显示所储存的 能量的仪器。图2显示了带有前把手3、后把手4以及起动把手10的机动链锯1的马达罩壳 13。为了产生输送到能量储存器处的电能，在该实施例中太阳能电池14设置在马达罩 壳13上。这种类型的太阳能电池是众所周知的，并且由带有位于表面附近的p-n-通道 (p-n-LJbergang)的半导体材料制成，该p-n-通道产生电场，以使得在以日光的形式输送 的能量中产生载流子，通过P-n-通道将该载流子引向不同的方向中，并且由此得到直流电 压。太阳能电池14用作用于给能量储存器供电的电源，在需要时，也就是说在内燃机的启 动时，该能量储存器将电能输送到发动机控制器处以及如有可能点火电路处。发光显示件 15为了显示用于激活发动机控制器和点火电路的能量储存器的准备程度。声学的信号装置 可为适宜的。在图3中示出了框图，在该框图中设置有作为电源的手动式直流发电机11。备选 地，由内燃机驱动的发电机同样可用作电源，如在图1中所描述的那样。作为另一备选方 案，太阳能电池可产生电压，如在图2中实施的那样。所产生的电能被输送到所谓的暂时的 能量储存器16处，该能量储存器16例如包括电容器，并且由此短时间地基本上完全给出所 储存的能量。一旦储存了充足的用于激活发动机控制器和点火电路的电能，便由发光显示 件15将这种情况以信号的方式给出。在用作起动内燃机的首次绳索行程中，储存在能量储 存器16中的电荷被输送到发动机控制器17和点火电路18处。该电荷足够用于启动以及 有利地直至完全开动(Anlauf)内燃机。然后，通过由内燃机驱动的发电机实现电的能量供 给。附加地，在带有用于燃料供给的电气系统的器械中，发动机控制器17同样可与燃料泵 和燃料阀相连接，从而电能还用于第一燃料运送或燃料提供。取代暂时的能量储存器16，同 样可设置蓄电池。在图4中显示了启动机构20，该启动机构20布置在手操纵式工作器械(例如机动 锯、切断机、室外修剪机或类似者)的罩壳21中，并且用作手操纵式工作器械的内燃机的起 动。启动机构20具有支承轴22，该支承轴22保持在罩壳21处并且可与罩壳21 —起构造 成单件。罩壳21具有限制容纳部M的边缘23。在容纳部M中布置有回位弹簧25，该回 位弹簧25构造成螺旋弹簧。容纳部M由绳索轮(kilrolleUe封闭。绳索轮沈利用轮毂27以可绕旋转轴线D旋转的方式支承在支承轴22上。绳索 轮26在其外周缘处具有容纳槽观，起动绳索四卷绕在该容纳槽观中。在起动绳索四处 固定有起动把手30，该起动把手30从工作器械的罩壳21中伸出并且可由操作者握住。在 起动把手30处的绳索引起起动绳索四的展开，并且由此引起绳索轮沈绕旋转轴线D的旋 转式驱动。在容纳槽28的径向之内绳索轮沈具有凹入部42，螺旋弹簧43布置在该凹入部 42中。从绳索轮沈中延伸出圆柱形的边缘44，其中，凹入部42和边缘44形成容纳空间， 螺旋弹簧43布置在该容纳空间中。此外，在该容纳空间中布置有带动件47，该带动件47利 用轮毂以可绕旋转轴线D旋转的方式支承在支承轴22上。螺旋弹簧43利用一个端部保持 在绳索轮沈的保持部45处，并且利用另一端部保持在带动件47的保持部46处。由此，螺 旋弹簧43将绳索轮沈的旋转运动传递到带动件47上。螺旋弹簧43在其内周缘处由绳索 轮处的引导桥接部和由带动件47处的引导桥接部引导。通过在图中未示出的锁紧机构，带动件47可与内燃机的曲轴相连接。在限制容纳槽观的凸缘31处布置有多个永磁体32。 在距永磁体32很小的轴向的间距中存在布置在罩壳21中的固定的线圈33。在操纵绳索轮沈时，借助于起动把手30或起动绳索四使绳索轮沈相对于带动 件47旋转。通过与内燃机的活塞相连接的曲轴首先使带动件47停止，而绳索轮沈转动。 由此使螺旋弹簧43张紧。这引起，螺旋弹簧43的卷绕(Windimg)使其直径减小，并且同时 使螺旋弹簧延长。在螺旋弹簧43完全张紧后，不仅绳索轮的继续旋转而且张紧的螺旋弹簧 的力都作用于曲轴，由此，给出充足的用于启动内燃机的力。在绳索轮沈旋转时，通过永磁 体32的运动在线圈33中感应出电压，该电压用于给在图3中显示的能量储存器16充电。 由此，在内燃机的启动或开动之前便已经存在用于马达控制和/或点火的电能。对于在图1中描述的用手操纵的直流发电机的备选方案，作为针对图4的实施方 案可同样设置成，在阻断燃料输送的情况下，进行绳索传动启动器的例如两到四个的启动 行程，并且由曲轴驱动的发电机将在发电机中产生的电能输送到能量储存器处。之后才针 对进一步的启动行程接通燃料输送。还可能的是，在绳索轮中的直流发电机和曲轴之间设 置有可操纵的离合器。借助于绳索传动启动器的启动行程可同样引起燃料的输送(净化)，如在来自申 请人1994年的文件DE 44 13 270 Al中所描述的那样，在很大程度上参考该文件的公开内 容，尤其该文件的图6。在图5中显示了穿过带有净化器36的化油器35的截面。通过在箭头F的方向上 加压到可摆动地支承的杠杆37上来操纵净化器36。在此，位于摆动轴线38的右边的杠杆 37的端部使压杆39压靠压电元件40，由此，在该压电元件40中产生电压，该电压被输送到 在图3中显示的能量储存器16处。为了将杠杆37快速地引导回到初始位置中，可设置回 位弹簧41。通过该组件，在内燃机起动和启动前以机械的方式输送燃料，并且同时以机械的 方式产生用于启动内燃机的电能。如果将能量储存器16的尺寸设计成相应大并且产生足量的电能(例如通过更长 时间的阳光辐射太阳能电池)，则用于电启动的能量准备同样是可能的。在图6中显示了用于在内燃机启动之前进行关于监控的传感器和执行器的功能 性方面的检查的流程图。从在图3中的能量储存器16提取用于该检查的能量。在该示例 中，在启动后首先检查能量管理，以用于确定内燃机的能量管理是否正常。如果结果不正 常，也就是说“否”，则在故障存储器中进行记录(Eintrag)，如果结果正常，则接着进行传感 器检查。在此，检查所有传感器(例如用于压力、温度、启动/停止开关的状态以及类似者) 的可靠性，其中同样在此，当结果不正常时，也就是说“否”，则在故障存储器中进行记录。一 旦在故障存储器中已不存在阻止启动的记录，如果检查结果正常，则启动内燃机。如果对于 请求“是否允许启动？”的结果为“是”，则启动内燃机并且请求，是否应将转速限制在怠速 运转。如果结果为“否”，则在“正常状态”中启动内燃机，如果结果为“是”，则以内燃机的限 制的转速实现启动。同样监控控制器的内部电源电压，并且由此以隐含的方式(implizit)检查，是否 存在完全足够的用于启动的能量。优选地，在机械的运行中，发动机控制器监控所有传感器和执行器。控制器获取出 现的故障并且将故障存储在故障存储器中。在内燃机的运转结束方面，控制器区分出四种情况-停止开关被操纵，未进行故障储存记录，-识别出的故障导致关闭，进行故障储存记录，-未识别出的故障导致内燃机停转(Ausgehen)，未进行故障储存记录，-缺少燃料，未进行故障储存记录。根据备选的实施形式，同样可使内燃机的重复启动与故障的权重/分类相关。例 如，当舒适性功能(例如把手加热)失效时，允许内燃机的重复启动。同样可想象，显示出 这样的故障，即，该故障不防止内燃机的运行，例如通过特殊的点火模型(ZUndmuster)可 在启动中识别出该故障。
权利要求
1.一种在手操纵式工作器械(1)中在借助于绳索传动装置待启动的内燃机(7)开动 前用于为发动机控制器(17)提供电能的方法，其中，为了所述发动机控制器(17)的电能设 置有电源(11，14)，其特征在于，在所述内燃机(7)开动前由所述电源(11，14)电动地或光 电地产生电能，所述能量被输送到布置在所述工作器械(1)中的可充电的能量储存器(16) 处，并且，在用于启动所述内燃机(7)的首次绳索行程时将已储存的能量输送到所述发动 机控制器(17)处。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了首次点火将储存在所述能量储存器(16)中的电能输送到点火电路(18)处。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由使用者以机械的方式驱动电源 (11)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，操纵由手操纵的直流发电机(11)以用于 产生电能，并且由此给所述能量储存器(16)充电。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过平移运动驱动所述直流发电机(11)。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过振动运动驱动所述直流发电机(11)。
7.根据权利要求4所述的方法其特征在于，通过旋转运动驱动所述直流发电机(11)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述内燃机(7)起动前一次或多次操纵 所述绳索传动装置以用于产生电能，并且由此在由曲轴驱动的发电机中产生的能量导向所 述能量储存器(16)。
9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述电源(11)的机械式的驱动操纵 燃料泵，所述燃料泵提供燃料输送。
10.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述电源(11)的机械式的驱动操纵 燃料泵，所述燃料泵提供第一燃料运行压力。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在启动所述内燃机(7)之前在所述发动 机控制器(17)中进行传感器和执行器功能性的检查，其中，至少考虑所述内燃机(7)的能 量管理，并且得出用于决定所述内燃机(7)启动的传感器信号的可靠性。
12.—种在借助于绳索传动装置待起动的内燃机(7)的启动前利用用于发动机控制器(17)的电能的电源(11，14)为所述发动机控制器(17)提供电能的装置，其特征在于，设 置有电动的或光电的电源(11，14)以及与所述电源(11，14)导电地相连接的能量储存器 (16)，并且所述能量储存器(16)在输出侧上与所述发动机控制器(17)导电地相连接。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设置有手操纵式直流发电机(11)作为 电源。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设置有集成在工作器械中的由曲轴驱 动的发电机作为电源。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，作为电源设置有至少一个布置在启动 机构00)处的永磁体(32)以及与所述永磁体(32)相关联的线圈(33)。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设置有太阳能电池(14)作为电源。
17.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设置有压电元件00)作为电源。
18.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述能量储存器(16)包括电容器。
19.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，在所述能量储存器(16)处在输出侧联接有点火电路(18)。
20.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设置有光显示件(15)，所述光显示件 (15)在所述内燃机(7)的启动前显示所述能量储存器(16)的充足的充电状态。
21.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，设置有机械式的燃料泵以用于在启动 前提供燃料压力。
全文摘要
本发明涉及用于为发动机控制器提供电能的方法以及装置，具体而言，为了在手操纵式工作器械(1)中在借助于绳索传动装置启动的内燃机(7)开动前为发动机控制器(17)提供电能，为发动机控制器(17)的电能设置有电源(11)。为了在工作器械中以简单的方式产生和储存该电能，在内燃机(7)开动前由电源(11)电动地或光电地产生电能，并且该电能输送到布置在工作器械(1)中的可充电的能量储存器(16)处，并且，在用于启动内燃机(7)的首次绳索行程时将已储存的能量输送到发动机控制器(17)处。
文档编号F02B63/02GK102118048SQ20101061326
公开日2011年7月6日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月18日
发明者E·席贝尔, E·戈伦弗洛, H·勒芬, R·席尔林 申请人:安德烈亚斯.斯蒂尔两合公司