CN103174576B - 点火线路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种点火线路，其带有点火线圈和用于点火线圈的操控装置，点火线圈和操控装置在共同的结构单元中联合为点火模块。点火模块被由内燃机驱动的发电机供应以电压。处于点火模块之外的火花塞和处于点火模块之内的点火线圈形成功率回路，其包括至处于点火模块之外的参考电位的线路截段。还设置有用于检测内燃机的运行数据的传感器，其输出信号被输送给点火模块。传感器经由传感器回路被供应以电压，传感器回路一方面与点火模块而另一方面与参考电位相连接。传感器回路和功率回路利用线路截段作为与参考电位的共同连接，使得在线路截段故障时在高压回路中通过传感器的输出信号的改变可识别缺乏与参考电位的连接并且可产生控制信号。

Description

点火线路
技术领域
本发明涉及一种用于内燃机、尤其用于手持式工作器械中的内燃机的点火线路(Zuendschaltung)。
背景技术
用于二冲程发动机、尤其用于手持式工作器械中的二冲程发动机的点火线路主要由用于产生所需的点火能量的发电机和点火线路(经由其在火花塞处在预定的曲轴角度引发火花)构成。火花塞与点火线圈(在那里点火线圈的次级绕组)共同形成高压回路，其也可被称为功率回路(Leistungskreis)。如果功率回路的接地(Masseverbindung)由于故障被电气中断，高压状态可能出现，其可导致点火线路的损坏。
为了能够进行点火时间点与内燃机的当前运行参数的适配，在这样的点火线圈处也设置有传感器，其检测例如曲轴箱压力或者曲轴箱温度并且传送给点火线路。
发明内容
本发明目的在于构造一种用于内燃机的点火线路，这样使得很大程度避免不确定的高压状态。
本发明的核心思想是功率回路与传感器回路经由共同的与参考电位处于连接中的线路截段(Leitungsabschnitt)(其作为关键的线路截段可能失效(ausfallen))的联结。如果线路截段例如由于机械过载中断，不仅功率回路而且传感器回路被中断。当不能容易地确定功率回路中断时，传感器回路的中断导致在与点火线路相连接的传感器处的有错误的输出信号，例如导致相应于电源电压的值的最大信号。传感器的该有错误的输出信号在点火线路中被操控装置识别并且由此功率回路的中断被检测，即高压回路的中断被识别。操控装置产生控制信号并且将相应地进行应对(gegensteuern)，例如关断点火，从而避免未限定的高压状态。
火花塞经由其在气缸处的固定部与参考电位相连接，其中，功率回路经由线路截段至参考电位闭合。传感器的电压接线(Spannungsanschluss)通过在内燃机处的固定部与参考电位相连接；传感器回路经由点火模块和线路截段至参考电位闭合。在此，至参考电位的线路截段优选地被构造为缆线、尤其柔性的缆线并且桥接内燃机的激振的单元与点火模块的去振的单元之间的振荡间隙(Schwingspalt)。
在本发明的优选的改进方案中设置有至少两个经由传感器回路供电的传感器，其中，操控装置经由评估算法评估传感器信号并且根据评估干预点火。如果两个传感器(由于参考电位的损失)发出最大信号、即其电压供应的最大信号，操控装置那么例如可关断。
在本发明的改进方案中设置成将传感器的一电压接线经由切换到截止方向(Sperrrichtung)上的二极管与参考电位相连接。该优选地构造为抑制器二极管(Supressordiode)的二极管在低压时、即在传感器组件的电压供应的电压范围中截止，从而在正常运行中确保传感器的电压供应。
由于功率回路中的故障产生不希望的高压状态，该高压信号经由参考电位和传感器的电压接线以及抑制器二极管可被导出至点火模块或发电机的内部的地面，从而在参考电位上不会出现高压。尽管有在线路截段处的故障，功率回路以简单的方式闭合。
抑制器二极管有利地布置在点火模块本身中、那里适宜地在操控装置中并且由此保护免于不可靠的高压状态。
参考电位优选地是内燃机、尤其内燃机的曲轴箱。
附图说明
本发明的另外的特征从说明书和附图(在其中示出本发明的接下来详细说明的实施例)中得出。其中：
图1显示用于手持式工作器械中的内燃机的点火线路的示意性的视图，
图2示出根据图1的点火线路的电气的等效线路图(Ersatzschaltbild)。
具体实施方式
在图1中示出手持式工作器械的示意性的图示，其例如可构造为机动链锯。手持式工作器械也可以是自由切削器(Freischneider)、切割机(Trennschleifer)、吹塑器械(Blasgerät)等工作器械。
示意性地在图1中示出的工作器械1具有罩壳2，在其(例如机动链锯)处保持有导轨3，锯链4在其上环绕运行。形成工作器械1的工具的锯链4由内燃机5的曲轴6驱动，内燃机5主要包括曲轴箱7和气缸8。在气缸8中由活塞9限制有燃烧室10，其与火花塞20相关联。活塞9经由联杆11与曲轴6相连接；通过活塞9的上下运动来旋转地驱动曲轴6。
示出的内燃机5是二冲程发动机、尤其单缸二冲程发动机，其点火通过点火线路30来控制。在活塞9向上移动时运送到燃烧室10中的混合物在到达上止点前被点燃，以便然后在活塞9的由燃烧引起的向下运动中旋转地将驱动能传递到曲轴6和因此工具(在实施例中锯链4)上。
点火线路30由点火模块31构成，发电机12的发电机电压UG被输送给点火模块31。在所示的实施例中发电机12直接由曲轴6驱动并且利用两个联接线路13、14(正极和负极)与点火模块31相连接。经由高压线路21，点火模块31以高压供应火花塞20用于引发火花。
此外，与点火模块31连接有传感器组件25，其由两个传感器17和18构成。传感器17检测传感器17所在地点的温度、即曲轴箱温度，而另一传感器18检测曲轴箱7中的压力。传感器17和18适宜地固定在曲轴箱7处并且经由其在内燃机5处的固定部与它电连接。
两个传感器17、18经由共同的电压接线19从点火模块31中被供应以能量；传感器17和18的信号线路15和16通到点火模块31中。
为了确定共同的参考电位40(图2)，点火模块31经由线路截段33与内燃机5的参考电位相连接；线路截段33优选地是缆线、例如柔性的缆线。
工作器械1构建为去振系统，也就是说，包含点火模块31的单元22经由抗振元件23和24与激振单元26、内燃机5退耦。高压线路21、传感器线路、即电压接线19及信号线路15和16以及联接线路13和14及形成线路截段33的缆线引导经过使单元22和26彼此分离的振荡间隙27。
从根据图2的点火线路的电气的等效线路图中得出根据本发明的布线(Leitungsfuehrung)。点火模块31主要由操控装置32(其根据预设的参数实施点火的控制)以及点火线圈34(其在该实施例中由初级绕组36和次级绕组38构成)构成。操控装置32和点火线圈34处于形成共同的结构单元28的点火模块31之内。发电机12的这两个通到点火模块31中的联接线路13和14通到操控装置32中并且用于点火线路30的总的能量供应。发电机12优选地构造为交流发电机且(根据所使用的级和绕组的数目)发出持续的交流信号。
点火线圈34与火花塞20共同形成在图2右边虚线所示的功率回路35。根据该实施例，功率回路35如下来构建：
火花塞20旋入内燃机5的气缸8中，从而其经由其在气缸8处的固定部44与内燃机5相连接。内燃机5、尤其曲轴箱7形成点火线路30的参考电位40。高压线路21联接到火花塞20处，其与次级绕组38的一端相连接。次级绕组38的另一端经由实施为尤其柔性的缆线的线路截段33与参考电位40相连接。处于点火模块31之外的火花塞20和处于点火模块31之内的点火线圈34、即点火线圈34的次级绕组38形成功率回路35，其经由线路截段33至处于点火模块31之外的参考电位40闭合，因为火花塞20经由内燃机的气缸8与参考电位40相连接。
由两个传感器17和18(图1)构成的传感器组件25一方面经由正的电压接线19与点火模块31相连接；另一方面信号线路15和16与点火模块31、即与操控装置32相连接，使得操控装置32评估传感器信号并且可相应于输出信号干预点火。传感器组件25的传感器17和18(参见图1)经由传感器回路37被供应以电压。传感器回路37如下来形成：
传感器17、18经由其在内燃机5处、尤其在曲轴箱7处的固定部42与内燃机、即与参考点位40电连接。此外，传感器经由电压接线19与点火模块31、在那里与操控装置32和正的电源电压相连接。传感器回路37经由操控装置32与参考电位40之间的连接被闭合，其中，该电连接包括线路截段33。将传感器17、18的一个或两个信号线路15或16集成到传感器回路37中可以是有利的；两个信号线路适宜地集成到传感器回路中，使得仅仅一个线路、电压线路19通至点火模块31。在此去掉传感器线路的情况下，相应的传感器信号经由传感器回路37、即电压供应被传输至点火模块31，例如通过将传感器信号调制到电压供应上。
在内燃机的运行中，发电机12经由其联接线路13和14提供必需的电源电UG。操控装置32根据曲轴角度操控点火线圈34的初级绕组36，使得在火花塞20处相应就在活塞9的上止点前引发火花并且在燃烧室10中压缩的混合物被点燃。活塞9由于燃烧压力被向下加速并且经由连杆11驱动曲轴6。(如在二冲程发动机中普遍的那样)实现燃烧气体通过打开的出口流出并且新的可燃混合物冲入(ueberschieben)燃烧室10中，其利用活塞9的向上冲程重新被压缩且又被点燃。
根据曲轴箱压力和曲轴箱温度来匹配点火，对此操控装置32与传感器17和18相连接。
点火模块31与内燃机5之间的所有线路在振荡间隙27上延伸并且因此暴露于机械负载、尤其振动。
如果高压线路21的断开产生，发动机不在能够运转并且停机。如果由于机械负载操控线路13和14失效，缺少电压供应并且内燃机5停机。
如果传感器17、18例如由于断路而失效，这可被操控装置32检测，并且点火被关断。
如果线路截段33和由此至参考电位的连接断开，可出现不受控制的高压状态，其可能损坏电子设备。因此根据该实施例设置成，功率回路35和传感器回路37共同利用线路截段33作为至参考电位40的连接。线路截段33对于点火的功能和高压的导出是强制必要的。
如果线路截段33断开，功率回路35打开；但是同时传感器组件25、即传感器17和18的按规定的电压供应也失效，因为传感器回路37也断开。但是如果传感器17和18的电压供应不具有参考电位40，其输出信号上升到最大值。该最大值通过电源电压的大小来确定，它的正的接线此外处于传感器17、18的一个电压接线19上。如果操控装置32因此在两个信号线路15和16上确定最大信号，(优选地经由算法并且通过微处理器来评估)可由此得出，线路截段33、即至参考电位40的点火模块31的电连接中断。操控装置32关断点火装置；不可靠的高压状态不会出现。
在本发明的改进方案中，传感器17、18的电压接线19经由设置为空载二极管(Freilaufdiode)的二极管39直接与参考电位40相连接。二极管39切换到截止方向上，使得电源电压相对于参考电位40截止，即确保传感器组件25或其传感器17和18(图1)的电源电压。传感器组件25或其传感器17和18(图1)的电压接线19此外经由切换到截止方向上的抑制器二极管49与点火模块31的内部的地面、即与发电机12的地面(负极)相连接。抑制器二极管49集成在点火模块31中、在那里尤其在操控装置32中。
由于功率回路35中的故障可出现未限定的高压状态，例如由于实施为柔性的缆线的线路截段33(其桥接振荡间隙27(图1))的断开。在线路截段33断开的情况下，根据本发明以经济上容易的方法功率回路35此外经由抑制器二极管49关闭，使得高压可流出。火花塞20与内燃机5、即与参考电位40相连接，传感器或传感器组件25也与其处于连接中。经由切换到截止方向上的空载二极管39，电压接线19联接在参考电位40处并且经由抑制器二极管49与点火模块31的内部的地面相连接，次级线圈38也联接在其处。电压回路(功率回路)关闭，由此在点火线路中避免未限定的高压状态；参考电位40可被保持免于高压。

Claims (14)

1.一种用于内燃机的点火线路，1.1. 其中，所述点火线路包括用于产生高压以在火花塞(20)处引发火花的点火线圈(34)，
1.2. 并且所述火花塞(20)布置在所述内燃机(5)的燃烧室(10)中，
1.3. 且带有用于所述点火线圈(34)的操控装置(32)，
1.4. 其中，所述点火线圈(34)和所述操控装置(32)在共同的结构单元(28)中联合为点火模块(31)，
1.5. 其中，所述点火模块(31)与由所述内燃机(5)所驱动的发电机(12)相连接，
1.6. 并且处于所述点火模块(31)之外的所述火花塞(20)和处于所述点火模块(31)之内的所述点火线圈(34)形成高压回路(35)，
1.7. 并且电气高压回路(35)包括连接所述点火模块(31)与处于所述点火模块(31)之外的参考电位(40)的线路截段(33)，
1.8. 且带有用于检测所述内燃机(5)的运行数据的传感器(17, 18)，
1.9. 并且所述传感器(17,18)的输出信号被输送给所述点火模块(31)，
1.10. 其中，所述传感器(17,18)与所述点火模块(31)电气连接，
1.11. 且用于所述传感器(17, 18)的电压供应的电气传感器回路(37)设置有电源电压，
1.12. 其中，电气传感器回路(37)一方面与所述点火模块(31)相连接而另一方面经由所述线路截段(33)与所述参考电位(40)相连接，
1.13. 并且所述高压回路(35)经由该相同的线路截段(33)与所述参考电位(40)相连接，
1.14. 使得所述传感器回路(37)和所述高压回路(35)经由共同的线路截段(33)与所述参考电位(40)相连接，
1.15. 其中，所述线路截段(33)是缆线，
1.16 并且所述内燃机(5)形成激振的单元(26)且所述点火线路(30)布置在与所述内燃机(5)去振的单元(22)中，
1.17. 其中，在所述单元(26,22)之间构造有振荡间隙(27)并且所述缆线桥接所述振荡间隙(27)。
2.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，所述火花塞(20)经由其在气缸(8)处的固定部(44)与所述参考电位(40)相连接并且所述高压回路(35)经由所述线路截段(33)至所述参考电位(40)闭合。
3.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，所述传感器(17, 18)的电压接线通过在所述内燃机(5)处的固定部(42)与所述参考电位(40)相连接并且所述传感器回路(37)经由所述点火模块(31)和所述线路截段(33)至所述参考电位(40)闭合。
4.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，所述缆线是柔性的缆线。
5.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，所述传感器(17, 18)固定在所述内燃机的曲轴箱(7)处。
6.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，设置有至少两个经由所述传感器回路(37)供电的传感器(17, 18)并且所述操控装置(32)评估传感器信号并且根据评估干预点火。
7.根据权利要求6所述的点火线路，其特征在于，当两个传感器(17, 18)发出相同的信号时，所述操控装置(32)关断点火。
8.根据权利要求7所述的点火线路，其特征在于，所述信号是最大信号。
9.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，所述传感器(17, 18)的一电压接线(19)经由切换到截止方向上的二极管(39)与所述参考电位(40)相连接。
10.根据权利要求9所述的点火线路，其特征在于，所述二极管(39)是空载二极管。
11.根据权利要求9所述的点火线路，其特征在于，所述高压回路(35)经由抑制器二极管(49)和所述传感器(17, 18)的电压接线(19)与所述参考电位(40)相连接。
12.根据权利要求11所述的点火线路，其特征在于，所述抑制器二极管(49)布置在所述点火模块(31)中。
13.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，所述参考电位(40)是所述内燃机的曲轴箱(7)。
14.根据权利要求1所述的点火线路，其特征在于，所述内燃机(5)是在手持式工作器械(1)中的内燃机(5)。
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