CN102102584B - 用于运行带有诊断装置的工作装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于带有诊断装置(31)的工作装置的运行的方法。该工作装置具有内燃机(11)、用于能量供应的发电机(17)和控制装置(30)。该发电机(17)提供不同形的电压信号(38)以用于能量供应。诊断装置(31)可与控制装置(30)相连接。该控制装置(30)具有运行模式和诊断模式。为了以简单的方式实现自动切换至诊断模式，设置成，诊断装置(31)提供同形的电压信号(39)以用于能量供应，并且控制装置(30)评估用于能量供应而接入的电压信号(38，39)，且在识别到同形的电压信号(39)时自动切换至诊断模式。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于运行带有诊断装置的工作装置的方法。
背景技术
这种工作装置由DE 10 2006 038 278 A1得知。根据该文献可知，该诊断装置与控制装置通过短路导线(Kurzschlussleitung)或无接触地通过发电机相连接。对于该工作装置，应该在停止时也能够进行诊断。为此通过该诊断装置也输送必要的能量，因为工作装置自身不具有能量供应装置，例如电池等等。
发明内容
本发明的基本目的是，实现一种用于运行带有诊断装置的工作装置的方法，其能够简单地操作，并且具有简单的构造。
该目的通过带有权利要求1的特征的方法实现。
该工作装置的发电机提供不同形的电压信号，因为发电机通常与工作装置的曲轴相连接，而曲轴由于在燃烧室中的压缩和减压在曲轴的旋转中具有明显的旋转不均匀性曲轴在到达活塞的上死点之前旋转得更慢，因为这里反作用力通过在燃烧室中的压力增大。
这里设置成，诊断装置提供同形的电压信号以用于能量供应，并且用于能量供应而接入的电压信号由控制装置评估。在识别出同形的电压信号时，控制装置自动切换至诊断模式。由此不需要单独的开关等等部件以切换至诊断模式。该诊断装置在与控制装置相连接时无须发送特殊的信号等等，以将控制装置转换至诊断模式。使用诊断装置的用于控制装置的能量供应的同形的电压信号，以将控制装置转换至诊断模式。此处该同形的电压信号有利地为正弦形状的。但其它同形的电压信号，例如矩形信号或锯齿信号也可以是有利的。这里设置成，该电压信号仅在加载电压至控制器时被检验。但也可以设置成，该控制装置在运行中也连续地检验，是否有同形的或不同形的用于能量供应的电压信号接入。在切换至诊断模式之后，电压信号则可以具有任意形状。例如该用于控制待进行的诊断的信号可以是调频的和/或者调幅的。
该电压信号特别地为交流电压信号。有利地，可以用振幅持续时间(Amplitudendauer)来评估交流电压信号。该振幅持续时间也可以例如以交流电压信号的频率的形式被评估。有利地，这里评估振幅持续时间的波动。为此可以例如算出相继的振幅持续时间之间的差值，并且与边界值比较。如果相继的振幅持续时间之间的差值位于边界值之上，则接入的是不同形的交流电压信号。如果相继的振幅持续时间之间的差值位于边界值之下，则交流电压信号为同形的，而控制装置切换至诊断模式。
这里也可以设置成，控制装置评估交流电压信号的振幅，特别地，评估交流电压信号的振幅波动。这里同样可以形成相继的振幅之间的差值，并且将其与边界值相比较。如果该差值位于边界值之下，则存在的是同形的交流电压信号，而控制装置切换至诊断模式。
有利地，控制装置依赖振幅持续时间和/或依赖交流电压信号的振幅选择待进行的诊断，即例如待进行的测量等等。有利地，控制装置依赖振幅持续时间确定待进行的诊断的次数即例如重复的待进行的测量的频率(Frequenz)。由此可以以简单的方式通过电压信号将诊断装置接通至不同的诊断模式。通过确定待进行的诊断的次数可以例如模拟内燃机不同的转速。由此可以选择不同的诊断模式，并触发不同的测量，而无需单独的控制装置和诊断装置之间的通信导线。
有利地，诊断装置和控制装置之间的连接通过电导线实现。合适地，发电机在控制装置的运行模式中通过正导线(Plusleitung)或相位导线(Phaseleitung)和接地导线(Masseleitung)与控制装置相连接，而诊断装置在诊断模式中通过正导线、诊断导线(Diagnoseleitung)和接地导线与控制装置相连接。当发电机、控制装置和诊断装置相应地分别与接地接口相连接时，则该接地导线也可以省略。诊断装置相应地通过附加的诊断导线与控制装置相连接，通过其实现信号转送。该正导线用于转送能量用于控制装置和工作装置的可能存在的其它元件(如其它传感器和/或促动器)的运行。
当控制装置具有用于发电机的接口插座，并且诊断装置与该用于发电机的接口插座相连接时，得到一种简单的构造。在工作装置普通的运行中仅正导线上接有信号。到达正导线上的用于能量供应的交流电压始终由控制装置评估。只要控制装置识别出在正导线上的同形的交流电压信号，它就切换至诊断模式。在诊断模式中也可以通过诊断接口在控制装置和此时被连接的诊断装置的诊断导线之间转送数据。其中有利地，该数据转送可以双向进行，即从诊断装置至控制装置和从控制装置至诊断装置。
为了使发电机在诊断模式中也可以被检验，这里特别地设置成，该发电机通过诊断装置与控制装置相连接。如果发电机通过诊断装置与控制装置相连接，则在工作装置的连续运行中也可以进行诊断。
为了避免插接接触，也可以设置成，诊断装置和控制装置之间的连接通过交变场进行，特别地通过磁交变场或电交变场进行。为此有利地使用发电机的感应线圈。
这里设置成，控制装置与至少一个促动器或至少一个传感器相连接，该促动器或传感器由诊断装置检验。
本发明的思路涉及控制装置的重置状态，控制装置可由诊断装置转换至该重置状态。这里该重置状态是控制装置的一个状态，在该状态中所有参数被设置为起始状态。为了将控制装置转换至重置状态，这里设置成给定的(definiert)接地信号被接入至诊断接口。该接地信号的接入特别地通过诊断接口与诊断装置的接地接口的连接实现。特别地，控制装置的诊断接口为工作装置的总线系统的接口，例如工作装置的至少一个传感器和/或促动器与该总线系统相连接。该总线系统具有给定的接地接口，使得由此可以以简单的方式实现控制装置的重置。诊断接口为工作装置的总线系统的接口，由此可以通过该诊断接口与总线系统的所有传感器或促动器通信。该传感器或促动器可以在诊断模式中被控制，而传感器或促动器的行动被监测，如回传的传感器的测量值、促动器的运动、被接收的电流等等。由此可以以简单的方式进行诊断。
合适的，至少一个促动器为阀，特别地为水阀或燃料阀。有利地，至少一个传感器为温度传感器、压力传感器或节气门轴传感器。
附图说明
本发明的实施例在下面借助附图阐述。其中：
图1显示了一种手持的工作装置的侧视图，
图2显示了该工作装置的内燃机的局部剖开的透视图，
图3显示了发电机与控制装置的连接的示意图，
图4显示了发电机电压的变化过程的示意图，
图5显示了诊断装置与控制装置的连接的示意图，
图6显示了诊断装置的交流电压信号的示意图，
图7显示了诊断装置的接口插座的示意图，
图8显示了发电机、诊断装置和控制装置的连接的示意图，
图9显示了控制装置和诊断装置的连接的示意图，
图10显示了控制装置和诊断装置的另一种连接的示意图，
图11显示了诊断装置的交流电压信号的实施例的示意图，
图12显示了控制装置的测量的示意图，
图13显示了诊断装置的交流电压信号的另一个实施例的示意图，而
图14显示了图13中的交流电压信号的测量的变化过程的示意图。
具体实施方式
在图1中作为手持的、便携的工作装置的实施例显示了切割机1。但所提出的方法在其它工作装置(如动力锯、自由切削器、剪草机等等)中也可以是有利的。
该切割机1具有壳体2，在该壳体2中布置有在图1中未示出的内燃机。启动装置用于启动内燃机，其启动手柄6从壳体2突出。在壳体2处固定有后部手柄3和握管5，用于控制运行中的切割机1。在后部手柄3处布置有油杆4，用于操作内燃机。在壳体2处固定有悬臂7，其向前突出，并且在其向前突出的端部处可旋转地支承有切割盘8。该切割盘8在运行中由内燃机旋转地驱动。设有供水装置用于冷却切割盘8，该供水装置具有水接口(Wasseranschluss)9，用于与水箱连接。在部分地遮盖切割盘8的保护罩45的区域中，布置有在图1中未示出的水阀，水通过该水阀流至切割盘8。
图2显示了内燃机11的细节。该内燃机11构造成单缸-二冲程发动机，并具有气缸12，在气缸12中构造有燃烧室13。该燃烧室13由在气缸12中往复行进地支承的活塞15限制。该活塞15驱动曲轴16旋转。该曲轴16可旋转地支承在曲轴壳体14中。在曲轴壳体14处固定有发电机17，该发电机17构造成爪形极发电机(Klauenpolgenerator)。发电机17的永磁体布置在通风叶轮18处，该通风叶轮18防旋转地与曲轴相连接，并且与曲轴在运行中一起旋转。该发电机17也可以具有其它构形。此外通风叶轮18在它的外侧处承载两个磁体19，其与布置在通风叶轮18的外圆周处的点火模块20共同起作用，并将用于点火火花的能量提供给突出进入燃烧室13中的火花塞29。这里也可以设置成，点火能量也由发电机16提供。除了发电机17和可能存在的磁体19，内燃机11不具有其它用于能量供应的装置。
为了给内燃机11供应燃烧空气，在气缸12处由活塞15缝式控制的(schlitzgesteuert)进气道23通入曲轴壳体14。在进气道23中可摆动地支承有节气片24，其位置由节气门轴传感器25检测。从燃烧室13引导有用于废气的出口26。该内燃机11具有溢流通道46，其将曲轴壳体14的内部在图2所显示的活塞15的下死点的区域中与燃烧室13相连接。通过溢流通道46，在曲轴壳体14中预压缩的燃烧空气可以流入燃烧室13。燃料阀27通入溢流通道46之一，该燃料阀27通过燃料线路28与未示出的燃料箱相连接。通过燃料阀27，燃料被输送至来自曲轴壳体14的燃烧空气。此外在曲轴壳体14处布置有温度传感器21和压力传感器22。
内燃机11具有控制装置30，该控制装置30与点火模块20、在图2中示意性地示出的水阀10、燃料阀27、节气门轴传感器25、温度传感器21、压力传感器22以及发电机17相连接。发电机17与控制装置30的连接通过连接导线32实现，该连接导线32在下文还将更详细地阐述。点火模块20与火花塞29相连接，用于在由控制装置30预设的时间点提供点火能量。
在运行中，在活塞15的上死点区域中，燃烧空气通过进气道23被吸入曲轴壳体14。在活塞15的下行行程中，燃烧空气在曲轴壳体14中被压缩。当溢流通道46开启时，预压缩的燃烧空气立即流入燃烧室13。在溢流时，燃料通过燃料阀27输送至燃烧空气。该燃料被制备成燃料/空气-混合物，并在活塞15的上行行程中进一步被压缩。在活塞15的上死点区域中，燃料/空气-混合物在燃烧室中13由火花塞29点火。通过燃烧，活塞15沿朝向曲轴壳体14的方向加速。当出口26开启时，废气流出燃烧室13。通过溢流通道46用于下个发动机循环的新鲜燃烧空气再次流入。控制装置30控制水阀10、燃料阀27和火花塞29。为此，发电机17的转速信息、温度传感器21的温度值和压力传感器22的压力值被评估。节气片24的位置也通过节气门轴传感器25检测。但节气片24的位置也可以通过其它手段(例如在曲轴壳体14中的压力)间接地检测。
如图3所示，发电机17通过连接导线32(该连接导线32在它的端部相应地带有插接连接器35)与控制装置30相连接。为此，该控制装置30具有接口插座43，该接口插座43具有三个电极，即接地接口、正接口以及诊断接口D。连接导线32具有两条线路(Ader)，即正导线40和接地导线42。诊断接口D在该布置下未被占用。正导线40也可以是相位导线。
如图3示意性地所示，控制装置30具有总线系统44、水阀10和一个或多个传感器48和/或其它促动器49与该总线系统44相连接。
图4显示了由发电机17产生的电压的变化过程。在内燃机11启动之后，产生不同形的交流电压信号38，其特征在于不同的振幅和振幅持续时间的正弦振荡。此处振幅持续时间在图4中对两个振幅示意性地以f1和f2表示，而相应的振幅以a1和a2表示。如图4所示，相邻的振荡的振幅持续时间f1，f2和振幅a1，a2相比较而言波动得较强。交流电压信号38的该不同形性由控制装置30检测。为此，控制装置30可以在接入电压时检测相继的振荡的振幅持续时间f1，f2之间的差值，并与边界值相比较。如果该差值大于边界值，则存在不同形的交流电压信号38。同样，控制装置可以评估交流电压信号的振幅，例如通过获取相继的振荡的振幅a1，a2的差值并将该差值与边界值相比较。如果该差值大于边界值，则接入了不同形的交流电压信号38。如果控制装置30识别出在正接口处的不同形的交流电压信号38，则它处于运行模式。在运行模式中，由发电机17的交流电压信号检测例如内燃机11的转速。内燃机的其它特征值也可以由发电机17的交流电压信号导出。在运行模式中，控制装置30控制燃料阀27、水阀10和火花塞29，用于内燃机11的运行。为此可以使用温度传感器21、压力传感器22和/或节气门轴传感器25提供的数据以及来自发电机17的交流电压信号38的信息。这里也可以设置成，控制装置30连续地监测和评估接入的电压信号。
如果确定切割机1的故障或切割机1应该保养，则切割机1可以在保养情况下与诊断装置31相连接。这在图5中示意性地示出。该诊断装置31可以通过连接导线34与控制装置30相连接。该连接导线34具有三个线路，即正导线40、诊断导线41和接地导线42。当诊断装置31和控制装置30分别自行接地时，接地导线42也可以省略。连接导线34在它的端部处具有插接连接器36，用于与诊断装置31和控制装置30相连接。插接连接器36插入控制装置30的接口插座43，在运行中，至发电机17的连接导线32插入该控制装置30中。
诊断装置31同样为控制装置30供应能量。为此，通过正导线40转送在图6中示出的同形的交流电压信号39。在实施例中，该交流电压信号39是正弦形状的。但也可以使用其它同形的电压信号，用于切换至诊断模式，例如矩形电压、锯齿电压等等。交流电压信号39具有基本恒定的振幅持续时间f3和基本恒定的振幅a3。如已经在图4中所阐述的，控制装置30在接入电压时检验相继的振荡的振幅持续时间f3之间的差值或相继的振荡的振幅a3之间的差值是否大于预设的边界值。对于在图6中示出的同形的交流电压信号39，该差值大致等于零。在该情况下，控制装置30接通至诊断模式，在该诊断模式中，到达诊断接口D处的信号被处理。在切换至诊断模式之后，该同形的电压信号可以被改变，例如通过频率调制和/或振幅调制。被改变的信号可以用于诊断的控制，例如用于调整待进行的测量的方式或次数。
切割机1除发电机17和点火模块20之外不具有其它用于能量供应的装置。因此通过正导线40馈送的交流电压信号的评估只有当有足够的能量供此使用时才进行。该评估可以连续地进行，直到不再有足够的能量供使用。
图7示意性地显示了带有正接口、诊断接口D和接地接口的接口插座43的分配。
在诊断模式中，诊断装置31可以通过控制装置30和总线系统44控制和/或评估内燃机11的可电控制的元件。为此可以例如关闭所有负载，测量得出的电流消耗，以确定是否有一个或多个元件损坏。也能够通过控制装置30控制单独的促动器，如燃料阀27或水阀10，并评估阀10，27的行动。诊断的其它可能性在于，控制装置30“预演”某一运行状态，例如某一转速和/或载荷，并评估控制装置30进行何种控制，用于燃料阀27和/或火花塞29。
有利地，控制装置30构造得非常简单，而如同所述，诊断直接在各元件处进行。但这里也可以设置成，控制装置30具有非易失性的错误存储器，它的数据可以由诊断装置31读出并被评估。
在图5中示出的诊断装置31和控制装置30的连接设置用于在内燃机11的停止状态中的诊断。为了附加地也可以检测在发电机17中的错误，或为了可以在内燃机11运行中进行诊断，设有在图8中示出的诊断装置31与控制装置30的连接。这里诊断装置31通过连接导线33与控制装置30相连接。连接导线33在它的端部处具有插接连接器36，该插接连接器36插在诊断装置31处或插在控制装置30的接口插座43处。连接导线33具有三个分离的线路，即正导线40、诊断导线41和接地导线42。接地导线42必要时可以省略。发电机17通过连接导线32与诊断装置31相连接。该诊断装置31相应地设置在发电机17和控制装置30之间的电连接中。由此诊断装置31也可以与发电机17通信并评估发电机17的信号。必要时，连接导线32可以为此具有附加的诊断导线41。该导线41在图8中用虚线示出。
通过诊断装置31的同形的交流电压信号39接至控制装置30的接口插座43处，控制装置30由此自动切换至诊断模式，在该诊断模式中，通信可以通过诊断导线41进行。
所希望的是，例如当在运行中连续地更新的参数位于预设的额定值之外时，控制装置30转换至起始状态。用于诊断而将切割机1转换至起始状态也可以是合适的。控制装置30的重置状态可以如在图9中示出的以简单的方式由此实现：在诊断模式中，诊断接口D与给定的接地接口相连接。该给定的接地接口可以是例如控制装置30的总线系统44的接地接口。为了实现该重置状态，有利地，在诊断装置31中设有开关37，通过该开关37，接地接口可以与诊断接口D相连接。由此可以以简单的方式实现控制装置30的重置。
图10显示了诊断装置31与控制装置30的连接的另一种可能性。在实施例中，根据图10，该连接无接触地通过磁交变场进行。为此诊断装置31具有线圈47，该线圈47产生磁交变场。有利地，使用发电机17的线圈作为接收线圈，在发电机17的线圈中感应出相应的磁交变场。该感应出的、同形的交流电压信号39可以用于将控制装置30转换至诊断模式。这里通过该磁交变场既转送同形的交流电压信号39用于能量供应，又转送叠加的、调制的信号，用于信息转送。有利地，该信号在控制装置30中才被相互分开，使得控制装置30的诊断接口D在该设置下不被占用。
图11至14显示了用于实施不同的测量的实施例。图11显示了用于同形的交流电压信号的电压变化52，利用该交流电压信号，控制装置30由诊断装置31供应能量。该交流电压信号52具有振幅a4和振幅持续时间f4。该交流电压信号52在振幅持续时间f4的一半距离具有过零点N。控制装置30评估交流电压信号52的振幅持续时间f4和/或振幅a4。根据振幅持续时间f4(即交流电压信号52的频率)，控制装置30选择诊断模式。在实施例中，控制装置30(如在图12中示出的)进行压力测量50。在此每个压力测量通过过零点N触发，使得在每个振幅持续时间f4期间进行两个压力测量50。在此压力测量50可以直接在过零点N之后进行或以在其后的预设的时间间隔进行。这里可以设置成，待进行的一个或多个测量的类型通过振幅持续时间f4确定。备选地，该诊断模式也可以通过振幅a4确定。有利地，振幅持续时间f4确定频率，利用该频率进行压力测量50。
在图13中，控制装置30由诊断装置31以交流电压信号53供应能量，该交流电压信号53的振幅持续时间f5明显大于交流电压信号52的振幅持续时间f4。交流电压信号53的振幅持续时间f5可以例如是交流电压信号52的振幅持续时间f4的两倍。交流电压信号53具有振幅a5，该振幅a5在实施例中小于振幅a4。根据振幅持续时间f5和/或振幅a5选择控制装置30的另一诊断模式。在实施例中，控制装置30(如在图14中示出的)进行温度测量51，该温度测量51同样通过过零点N开始。所进行的温度测量51的数量相应地直接取决与振幅持续时间f5。通过振幅持续时间可以由此以简单的方式调整待进行的测量的数量。这里可以设置成，根据诊断模式进行一个或多个不同的测量，该测量有利地都通过过零点N触发。这样通过不同的振幅持续时间可以例如利用不同的转速在诊断中捕捉不同的运行状态。
Claims (17)
1. 一种用于运行带有诊断装置的工作装置的方法，其中所述工作装置具有内燃机(11)、用于能量供应的发电机(17)和控制装置(30)，其中所述发电机(17)提供不同形的电压信号(38)以用于能量供应，其中所述控制装置(30)能够与诊断装置(31)相连接，并且其中所述控制装置(30)具有运行模式和诊断模式，
其特征在于，所述诊断装置(31)提供同形的电压信号(39)以用于能量供应，并且所述控制装置(30)评估用于能量供应而接入的所述电压信号(38,39)，且在识别到同形的电压信号(39)时，切换至所述诊断模式。
2. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述电压信号是交流电压信号，而所述控制装置(30)评估所述交流电压信号(38,39)的振幅持续时间(f1,f2,f3)。
3. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述电压信号是交流电压信号，而所述控制装置(30)评估所述交流电压信号(38,39)的振幅(a1,a2,a3)。
4. 根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)依赖所述振幅持续时间(f1,f2,f3)选择待进行的诊断。
5. 根据权利要求3所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)依赖所述振幅(a1,a2,a3)选择待进行的诊断。
6. 根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)依赖所述振幅持续时间(f1,f2,f3)确定待进行的诊断的次数。
7. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述诊断装置(31)和所述控制装置(30)之间的连接通过电导线(33,34)实现。
8. 根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，所述发电机(17)在控制装置(30)的运行模式中通过正导线(40)或相位导线，并通过接地导线(42)与所述控制装置(30)相连接，并且所述诊断装置(31)在诊断模式中通过正导线(40)、诊断导线(41)和接地导线(42)与所述控制装置(30)相连接。
9. 根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)具有用于所述发电机(17)的接口插座(43)，并且所述诊断装置(31)与用于所述发电机(17)的接口插座(43)相连接。
10. 根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，所述发电机(17)通过诊断装置(31)与所述控制装置(30)相连接。
11. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述诊断装置(31)和所述控制装置(30)之间的连接通过交变场实现。
12. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)与至少一个促动器(49)或至少一个传感器(48)相连接，所述至少一个促动器(49)或至少一个传感器(48)由所述诊断装置(31)检验。
13. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)能够由所述诊断装置(31)转换至重置状态。
14. 根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)具有用于所述诊断导线(41)的诊断接口(D)，所述控制装置(30)能够由所述诊断装置(31)转换至重置状态，并且至重置状态的转换通过接入给定的接地信号至所述诊断接口(D)实现。
15. 根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，所述接地信号的接入通过诊断接口(D)与所述诊断装置(31)中的接地接口的连接实现。
16. 根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述控制装置(30)具有诊断接口(D)，并且所述控制装置(30)的诊断接口(D)是所述工作装置的总线系统(44)的接口，所述工作装置的至少一个传感器或至少一个促动器与所述总线系统(44)相连接。
17. 根据权利要求16所述的方法，
其特征在于，促动器是阀，而至少一个传感器是温度传感器(21)、压力传感器(22)或节气门轴传感器(25)。
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