CN109844302B - 用于轻型燃烧发动机的控制和通信模块 - Google Patents

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Abstract

在至少一些实施方式中，一种用于轻型燃烧发动机的控制和通信系统包括：电路卡；点火电路，其由电路卡带有并且被配置成控制发动机的点火正时；以及短程无线通信电路，其由电路卡带有。通信电路可包括蓝牙低功耗天线。点火电路可包括点火电容器，该点火电容器在被耗电时感应出适于点燃火花塞的点火脉冲。该系统还可包括：微处理器，其联接到并控制点火电路和通信电路；和/或时钟电路，其适于经由短程无线通信协议提供时钟频率，该时钟频率与点火电路的正时相关联并且与通信电路相关联。时钟电路可包括晶体振荡器。

Description

用于轻型燃烧发动机的控制和通信模块
相关申请的引用
本申请要求2016年10月19日提交的美国临时申请序列号No. 62/409,897的权益，所述申请的全部内容通过引用整体地并入本文中。
技术领域
本公开大体涉及一种用于燃烧发动机的控制和通信模块。
背景技术
用于轻型燃烧发动机的各种点火系统在本领域中是已知的，并且与各种各样的电动工具，诸如，草坪设备和链锯，一起使用。通常，这些点火系统并不具有电池，相反，它们依赖于拉绳反冲起动器和磁电机式系统来提供电能用于点火并且操作其它电气装置。在一些装置中，计算机可通过导线连接到电子控制器，以在计算机与控制器之间传递信息。电动工具的用户与控制器之间的交互是有限的或不存在的，并且不提供接口用于与例如用户的移动装置（例如，移动电话等等）进行无线通信。
发明内容
在至少一些实施方式中，一种用于轻型燃烧发动机的控制和通信系统包括：电路卡；点火电路，其由电路卡带有并且被配置成控制发动机的点火正时；以及短程无线通信电路，其由电路卡带有。通信电路可包括蓝牙低功耗天线。点火电路可包括点火电容器，该点火电容器在被耗电时感应出适于点燃火花塞的点火脉冲。该系统还可包括：微处理器，其联接到并控制点火电路和通信电路；和/或时钟电路，其适于经由短程无线通信协议提供时钟频率，该时钟频率与点火电路的正时相关联并且与通信电路相关联。时钟电路可包括晶体振荡器。
在至少一些实施方式中，一种用于轻型燃烧发动机的控制和通信系统包括：至少一个微处理器；电容性放电点火电路，其与至少一个微处理器通信并且被配置成控制发动机的点火正时和提供用于点火事件的能量；以及短程无线通信电路，其与至少一个微处理器通信以实现通信电路的操作。点火电路和通信电路两者都可位于同一电路板上。或者，点火电路和通信电路可位于不同的电路板上，并且至少一个微处理器中的至少一者与点火电路抑或通信电路在同一电路板上。
至少一个微处理器可包括位于第一电路板上的第一微处理器和位于第二电路板上的第二微处理器。点火电路可位于第一电路板上并且与第一微处理器通信并由其控制，并且通信电路可位于第二电路板上并且与第二微处理器通信并由其控制。
在至少一些实施方式中，一种计算机程序产品包括用于移动装置的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包括存储在该计算机可读介质上的一个或多个软件程序，所述软件程序包括用于与电动工具通信的程序指令，这些指令可包括用于以下步骤的指令：在移动装置与电动工具之间建立短程无线通信链路；以及响应于所建立的链路，经由移动装置来提供服务。所提供的服务可包括以下各者中的一个或多个：传递与电动工具相关联的诊断数据；锁定或解锁电动工具的功能；在计算机可读介质上添加或更改程序指令；以及基于电动工具的地理位置来禁止电动工具的操作。
附图说明
将参考附图来阐述某些实施例和最佳模式的以下详细描述，在附图中：
图1是包括小型内燃发动机以及控制和通信模块的除草机的透视图，该控制和通信模块被配置成控制发动机中的点火事件并与其他装置无线地通信；
图2是磁电机-电容性放电点火系统的示意性电路图，该磁电机-电容性放电点火系统可用于给图1中所示的控制和通信模块以及能够与控制和通信模块通信的移动装置供电；以及
图3是控制和通信电路的示意性电路图，除了别的之外，该控制和通信电路尤其包括电源电路、电容性放电点火（CDI）电路和短程无线通信电路。
具体实施方式
更详细地参考附图，图1图示了示例性手持式电动工具或产品，其呈由小型或轻型内燃发动机12提供动力的除草机10形式。通常，发动机是单缸二冲程或四冲程以汽油为动力的内燃发动机，然而可使用具有多于一个气缸的发动机。通常，此发动机12具有控制和通信模块28，该控制和通信模块向火花塞供应高压点火脉冲以用于点燃发动机气缸中的空气和燃料混合物；例如，此模块28可响应于改变的发动机运行条件来改变并控制点火正时。另外，模块28可与不在除草机10上（和/或在其上）的各种其他装置通信。例如，模块28可被配置成无线地向所连接的移动装置发送和接收数据，从而使模块28能够参与软件下载、诊断报告、系统配置等等。
通常，发动机12没有向火花塞供应电流或给控制模块28供电的任何电池。发动机12可手动地转动曲柄以便起动，诸如使用拉绳反冲起动器。术语“轻型燃烧发动机”广泛地包括所有类型的非汽车燃烧发动机，包括在各种产品中使用的两冲程和四冲程以汽油为动力的发动机，所述产品包括便携式发电机、空气压缩机、水泵、动力清洗机、吹雪机、私人船艇、船只、雪上汽车、摩托车、全地形车、草坪和园艺设备，诸如，园林拖拉机、耕作机、链锯、刨边机、除草机、鼓风机、吹叶机等。
图2示意性地图示了联接到磁电机系统156的控制和通信模块28，该磁电机系统用于提供电流以点燃火花塞以及供应电力以便进行无线通信。此磁电机系统包括永磁体元件160，该永磁体元件具有安装在飞轮26上的极靴162、164和永磁体166，使得当旋转时，在磁体元件经过那里时在模块28的附近的定子组件168中感应磁通量。
定子组件168可包括具有第一支腿172和第二支腿174的层叠片170（以相对小的且所测得的气隙与旋转飞轮26分开，该气隙可以是大约0.3 mm）、充电线圈绕组176、点火初级线圈绕组178和次级线圈绕组180，以上线圈绕组可全部缠绕在层叠片的单个支腿上。层叠片170可以是由一堆铁板制成的大体U形铁质电枢，并且可处在位于发动机上的模块壳体中。点火初级线圈绕组178和次级线圈绕组180可提供升压变压器，并且如本领域技术人员所熟知的，初级绕组178可具有相对粗规格导线的相对较少匝数，而次级点火线圈绕组180可具有相对细导线的许多匝数。初级与次级点火绕组之间的匝数比在次级绕组中产生高电压电位，该高电压电位用于点燃发动机的火花塞以提供电弧或火花并因此点燃发动机燃烧室（未示出）中的空气-燃料混合物。当然，所图示的层叠片170仅仅是一种实施方式；例如，在其他实施例中，所图示的线圈中的一个或多个可替代地围绕第一支腿172布置，并且可根据需要提供其他支腿和线圈。
如图2中所示，控制和通信模块28可包括印刷电路板或电路卡183上的控制和通信电路182。在至少一个实施例中，电路卡183是相对小的；例如，小于2" x 2"。并且，在至少一个实施例中，电路卡可以近似是1.0" x 1.5"。电路182可包括：微处理器或微控制器184；电容性放电点火（CDI）电路186（例如，通过由上述磁电机系统156产生的AC信号的正部分充电）；电源电路188；短程无线通信电路190，其用于与非机载的移动装置150通信；以及时钟电路192，其适于改进点火电路186和无线通信电路190两者的正时（例如，频率完整性）——电源电路188使用由磁电机系统156产生的AC信号的负部分来给至少微处理器184和通信电路190供电。在至少一个实施例中，电路186至192位于电路卡183的共同侧或面上。如下文将讨论的，即使CDI电路186（产生不期望的射频噪声）和短程无线通信电路190（使用射频通信）彼此相对接近，控制和通信电路182也可起作用。
微处理器184（也在图3中示出）可以是能够执行存储在存储器196上的数字存储指令的任何合适的处理装置。存储器196应广泛地解释为包括可再编程或快闪EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、RAM（随机存取存储器）、ROM（只读存储器）、EPROM（可擦除可编程只读存储器）或者任何其他合适的非暂时性计算机可读介质。在图3中，存储器被示为在微处理器184内部；然而，这不是必需的（例如，存储器可在芯片184内部、在芯片184外部、或以上两种情况）。存储在存储器196中的指令的非限制性示例可包括：存储查找表、算法和/或代码，以针对各种发动机运行速度和条件来确定和改变相对于气缸中活塞的上死点的发动机点火正时；算法，其用于响应于各种发动机运行速度和条件来改变和控制供应到运行的发动机的气缸的空气-燃料混合物的燃料与空气比；等。微控制器如何能够实施点火正时系统的示例能够在美国专利7,546,836和7,448,358中找到，所述专利的公开内容通过引入并入本文中。在至少一个实施例中，微处理器184还存储与无线通信相关联的指令，并且适于经由至少一种短程无线通信协议（例如，包括但不限于蓝牙低功耗或BLE）进行通信。如本文中所使用的，术语指令应广泛地解释为包括软件、固件或任何其他合适的代码或类似的一组计算机可读命令或指示。
微处理器184的一个非限制性商业实施方式是北欧半导体公司（NordicSemiconductor）的nRF51822系列微处理器（例如，具有引脚1至48）。当然，这仅仅是示例，并且其他实施例也是可能的。如更多地在下文描述的，电路186至192联接到微处理器184并由其控制。如本文中所使用的，术语“联接”广泛地涵盖两个或更多个电气部件、装置、电路等能够彼此电气通信的所有方式；这包括、但不限于直接电气连接和经由中间部件、装置，电路等的连接。图3中所示的电路图仅仅是一个示例；也可使用具有相同或类似功能的其他实施方式。
根据控制和通信电路182的一个方面，微控制器184使用所感应的磁电机系统电流来操作CDI电路186（例如，由此点燃火花塞30）。例如，当磁电机系统156在充电线圈176中感应出正电流（例如，线圈两端的正电位）时，经由二极管202联接到线圈176的第一端的点火电容器200被充电。充电线圈176的另一端可经由齐纳二极管204连接到电路接地206。电路186还可具有与线圈176相关联的过电压保护部件；这些包括联接在线圈176的第一端与接地206之间的瞬态电压抑制或TVS二极管201、以及共同地布置成与二极管201并联的电阻器203、205。因此，在充电绕组176中所感应的能量的大部分可被供应到存储该能量的电容器200，直到微控制器184（经由引脚48）将开关208变为导通状态以通过变压器的初级线圈178对电容器200放电，这在次级线圈180中感应出高压电位，该高压电位被施加到火花塞30以提供燃烧引弧或火花。
例如，开关208可包括电阻器210和以所谓的达林顿共集电极布置或模式布置的两个NPN晶体管212、214。电阻器210可联接在晶体管212的基极与微处理器184的引脚48之间。晶体管212、214的每个集电极可联接到充电线圈176的第一端，并且晶体管212的发射极能够联接到晶体管214的基极。晶体管214的发射极可联接到电路接地206和使电容器200能够快速耗电的许多个其他部件—例如，如下文所讨论的，这些部件可包括晶闸管218（诸如，硅可控整流器（SCR））、齐纳二极管220和电阻器222、224。因此，经由引脚48从微处理器184发送的使能信号可致动晶体管212，由此将开关208置于导通状态。
晶闸管218的一端被示为联接到电容器200，而另一端联接到电路接地206。电阻器222、电阻器224和齐纳二极管220中的每一个并联联接到晶闸管218的栅极，使得当电流流经开关208（更特定地，流经晶体管212、214）时，晶闸管218的栅极电压足以致动晶闸管218，由此产生从点火电容器200通过晶闸管218到电路接地206的短路或放电路径。点火电容器200的快速放电在通过初级点火线圈178的电流中引起浪涌，这继而在初级点火线圈中产生快速上升的电磁场。快速上升的电磁场在次级点火线圈180中感应出高电压点火脉冲。高电压点火脉冲行进到火花塞30，假设火花塞具有必要的电压，则其提供燃烧引弧或火花。可替代地使用其他点火技术，包括反激技术。
如上文也简要地讨论的，磁电机系统156可供应电力以操作微处理器184；此电力可由电源电路188管理和/或控制。更具体地，能够在磁电机系统156的负相位期间向微处理器184提供电力；例如，当系统156在充电线圈176中感应出负电流（例如，线圈两端的负电位）时，使用电源电路188向引脚1和12提供电力。除了别的之外，电路188可包括二极管228、230、齐纳二极管232、NPN晶体管234和断火开关电路236。在所图示的布置中，二极管228联接在充电线圈绕组176的第二端与节点N1（或晶体管234的集电极）之间。节点N1还经由电阻器238联接到节点N2（晶体管234的基极），并且节点N1还经由电容器240联接到电路接地206。二极管230联接在节点N2（晶体管234的基极）与节点N3（晶体管234的发射极）之间—例如，将电流导引朝向发射极。齐纳二极管232联接在节点N2与电路接地206之间，并且节点N3还联接到引脚1和12（微处理器184的输入电压引脚），由此使用由线圈176产生的AC信号的负部分来给处理器184供电。在所图示的电路中，引脚1和12经由电阻器251、电容器244和电容器246联接到接地206（其中，元件251、244、246中的每一个能够布置成彼此并联）。
在所图示的断火开关电路236中，断火开关242经由齐纳二极管250（其防止电压瞬变加入断火终端）联接到电路接地206，并且开关242经由电阻器252联接到节点N4（微处理器184的引脚6）。节点N4经由电阻器254和电容器256（所述电阻器和电容器并联布置）联接到接地206。优选地，一旦发动机转数或者处于某个期望的时间间隔，就可执行断火激活检查或子例程（在至少一个实施方式中，诸如，图3中所示，子例程或检查花大约50至100 μs执行）。断火激活检查以将微处理器184上的引脚6设定为输出端并让它给电容器256充电接近处理器的Vcc而开始。然后，将引脚6变为输入端，并且在某个时间（在一个实施方式中，它为大约50至100 μs）之后，测量引脚6处的电压。在该情况下，引脚6处的电压电平确定断火开关是否已被激活。电容器256将通常经由电阻器254以一定的速率放电。当断火开关被激活时（例如，用户按住按钮或开关闭合），电容器将更快地放电，因为现在电阻器252与电阻器254并联以作为放电路径。因此，引脚6处的电压（其是电容器放电速率的函数（即，更快的放电速率将导致更低的电压电平））能够用于确定断火开关激活是否已发生。
短程无线通信电路190可经由引脚29至36联接到微处理器184，并且通常可适于经由短程无线天线260（例如，其可以是扁平或嵌入式天线—例如，包括蚀刻在电路卡183内的导线或迹线）来发送和接收无线传输。在所图示的实施例中，天线260经由电容器262联接到节点N5，并且节点N5经由电容器264联接到引脚29。另外，天线260经由电感器266联接到节点N6，并且节点N6经由电容器268联接到节点N7（引脚32）。节点N7（引脚32）和N8（引脚31）经由电感器270彼此联接，并且节点N8（引脚31）和节点N9（引脚30）经由电感器272彼此联接。电容器274联接节点N5和N9，电容器276联接节点N5和N6。引脚33和34可联接到接地206，并且引脚35至36可经由电容器278联接到接地206。电路元件262、266、268、270、272和276包括平衡滤波器电路，该平衡滤波器电路适于匹配天线的阻抗以用于合适的通信性能。还存在其他实施方式（例如，使用平衡-不平衡变换器或其他集成电路技术）。微处理器184和电路190一起可适于经由任何合适的短程无线频率或通信协议来接收和发送信号；根据至少一个实施例，电路190（和天线260）适于经由蓝牙低功耗（BLE）频率（~2.4 GHz）进行通信。
技术人员将了解，对点火电容器200的反复充电和放电可产生不期望的电磁频率和潜在的电磁干扰，其可干扰使用电路190进行的短程无线通信。例如，天线260的至少一部分可离点火电容器200很近（例如，消耗30 kV的电荷，足以在火花塞30处触发火花）。此外，如上文所讨论的，CDI电路186和天线电路190两者都可位于电路卡183的同一面或侧上。因此，本控制和通信电路182已被配置成在该嘈杂的点火电路环境中建立BLE和其他短程无线传输信号的电磁兼容性—该点火电路环境包括例如使用多个接地平面（例如，一个或多个模拟接地平面以及一个或多个数字接地平面）、滤波电容器和印刷电路板183上的部件布局或布置。
时钟电路192可包括晶体振荡器280（一端联接到微处理器184的引脚37，且另一端联接到微处理器184的引脚38）。晶体振荡可向处理器184提供精确的时钟频率，该时钟频率可用于促进BLE通信以及改进点火正时（例如，火花塞30的点燃）。例如，微处理器184可使用时钟电路192的输出来更精确地确定发动机速度（例如，RPM），发动机速度继而能够被用于计算何时对电容器200放电和点燃火花塞30。因此，在至少一个实施例中，时钟电路192适于起到双重作用。引脚37还可经由电容器282联接到接地206，引脚39可经由电容器284联接到接地206，并且引脚38也可经由电容器286联接到接地206。在至少一个实施例中，振荡器280提供16 MHz的时钟频率。
在至少一些实施方式中，控制和通信电路182还可包括编程或数据电路300和速度测量电路302。编程电路300可实现对微处理器指令或算法的配置改变，并且电路300可包括电阻器306至310、电容器312、314和齐纳二极管316。例如，引脚20可经由电容器312联接到接地206；另外的引脚20可经由电阻器306联接到节点N11，并且节点N11可经由电容器314、电阻器310和/或二极管316联接到接地206（所述电容器、电阻器和/或二极管中的每一个在节点N11与接地206之间并联布置）。电阻器308将引脚21联接到节点N11。节点N11（和电路接地206）可用作连接点，以使用外部计算机或计算装置对微处理器184进行编程。外部计算机可在发动机运行时与电路300通信。或者，外部计算机可使用可电联接到电路182的外部电源与电路300（和微处理器184）通信。
速度和位置测量电路302可提供模拟触发信号以用于向微处理器184提供转速和位置（例如，与磁电机系统156相关联）。例如，模拟触发信号可用于计算出发动机正时计算结果。例如，引脚22可联接到RLC电路（在一个电流回路内具有电阻器320、线圈322和电容器324）—例如，线圈322可位于层叠片170上（该层叠片示于图2中）。线圈322和电容器324两者都可联接到接地206，并且电容器324和电阻器320可附系到引脚22。电路302还图示了联接在节点N12与接地206之间的另一个电阻器326（例如，与线圈322并联用于降噪和/或信号稳定性）。引脚23至24也可附系到外部时钟输入端或电路（未示出）；引脚13可附系到接地206。因此，电路302可基于飞轮26的感测位置向微处理器184提供模拟转数数据。应了解，电路300和302是可选的。
使用控制和通信电路182，可在控制和通信模块28与移动装置150（见图2）之间或者在移动装置与远程或后端服务器350之间实施许多个服务或功能400。移动装置150可包括处理器352和被体现为存储器354的非暂时性计算机可读介质，其中，存储器354可存储程序指令（例如，应用软件），所述程序指令能够由处理器352执行以实施本文中所描述的方法和操作的至少一部分。移动装置150可适于经由因特网356通过有线和/或无线方式与服务器350安全地通信（410）；在一些情况下，除了使用因特网连接之外，装置150还经由短程（例如，Wi-Fi、蓝牙等）和/或蜂窝（LTE、CDMA等）通信来进行通信。移动装置的非限制性示例包括：智能手机、具有双向通信能力的无线平板电脑或笔记本电脑、手持式发动机诊断工具或其他合适的便携式计算装置。
例如，使用软件应用程序，移动装置150的用户可向服务器350注册（420）除草机10以及也为用户所拥有的任何其他小型发动机装置（例如，诸如鼓风机、割草机等）。这可包括经由移动装置应用软件创建用户账户，其后，将每个小型发动机装置的合适标识符（例如，型号、序列号、昵称标识符等）与用户的账户链接。当然，在一些情况下，用户可使用来自另一个连接的计算机的网络门户以在服务器350处创建或访问帐户，并且稍后经由移动装置150访问更新的帐户。在注册除草机装置10之后，用户还可使用应用软件来查看与除草机10（或其他注册的装置）相关联的所有者的手册和/或服务信息。类似地，除草机制造商可经由应用软件向用户提供折扣、优惠券、服务信息等。
装置150上的应用软件也可用于接收、分析和/或显示与除草机10相关联的诊断数据（430）。例如，使用通信电路182和移动装置150之间的BLE链路或通信连接，移动装置可接收各种诊断除草机数据。非限制性示例包括除草机10的总运行时间/小时数、除草机的当前点火时期的运行时间、发动机温度、自先前机油更换以来的小时数、自先前空气过滤器更换以来的小时数、自先前火花塞更换以来的小时数、锁定或解锁的发动机状态（如更多地在下文讨论的）等。移动装置150可存储此信息并周期性地将该信息中的至少一些传输到后端服务器350；在那里，它可与来自其他单元（例如，来自其他相应的所连接的移动装置）的其他数据一起编译，并用于改进除草机性能和用户体验。应用软件也可用于设定或重置各种计数器（例如，机油更换计数器、空气过滤器使用计数器、火花塞寿命计数器等）。
此外，装置150上的应用软件可用于对除草机10上的微处理器184（或存储器196）进行编程或重新刷新（reflash）（440）。例如，代替经由到电路300的物理电气连接对微处理器184进行编程（或除了经由到电路300的物理电气连接对微处理器184进行编程之外），移动装置150还可经由BLE传输程序更新或系统配置变化—由此实现对微处理器184的无线编程。根据一个实施例，应用软件可在移动装置150上显示提示—并且当除草机10的发动机12正运行并且选择了提示时，应用软件可连接到微处理器184和短程无线通信电路190，并将更新下载到处理器存储器196。其后，微处理器184可被配置成安装更新。以这种方式，更新在很大程度上可以是自动化的并且以最小的用户交互发生。
根据一种替代的编程或重新刷新方法，可在发动机12不运行的情况下重新刷新微处理器184或其存储器。例如，外部电源可联接到控制和通信电路182，所述外部电源可在重新刷新事件期间给该电路充足地供电。并且在至少一个附加的实施例中，除草机10可包括机载电源或电池，该机载电源或电池可用于在发动机12不运行时在移动装置和电路182之间实施BLE通信（包括重新刷新程序）。在至少一些实施方式中，电池或其他电源不给点火电路供电，该点火电路将由已经描述的磁体发电布置来供电。
移动装置150——及其上的应用软件——也可被配置成远程锁定或解锁除草机功能（450）。例如，根据一个实施例，微处理器184可禁止除草机10的主轴旋转（或其他功能），直到它经由BLE通信从移动装置接收到解锁信号。此外，在解锁位置中，移动应用程序的用户可无线地向微处理器184和通信电路190发送锁定信号——并且可响应于其接收而锁定一个或多个除草机功能。经由BLE链路锁定和解锁除草机10可能要求用户提供认证信息（例如，指纹、代码等）。因此，特征450可阻止除草机10的被盗和未授权使用——例如，如果未经授权的用户不能操作除草机10或除草机特征，则它不太可能被盗等等。根据另一个实施例，在除草机启动时经由移动装置应用程序请求锁定代码；并且如果在预定时间段内没有接收到锁定代码，则微处理器184禁止至少一个（或所有）除草机功能。
根据移动装置应用软件的另一个方面，可基于除草机的地理位置来禁止除草机10的操作（460）。例如，用户——经由应用软件——可设定限定其中可使用（例如，在没有锁定代码的情况下使用）除草机10的区域或位置的地理边界（或地理参数）。假如在预定区域内（或在该位置的预设距离内）使用除草机10，则除草机是可操作的。然而，如果在该地理边界之外（或在预设距离之外）使用除草机10，则至少一个除草机功能被禁止。因此，移动装置150可利用来自移动装置内的GPS芯片组的数据来确定它目前是否位于用户定义的边界内（因为BLE通信链路的范围是相对短的，因此可由移动装置150假定：如果装置150参与当前的BLE时期，则除草机10就在附近）。根据替代实施例，当移动装置150确定除草机10位于该地理边界之外时，微处理器184被配置成关闭除草机10，除非它在预定的时间段内从移动装置150接收到解锁代码（经由BLE）。因此，使用预先编程的地理边界可以是另一种防盗特征——因为可阻止窃贼盗取最终不可用或不可操作的除草机。
根据移动装置应用软件的另一个方面，微处理器184和短程无线通信电路190可用于与除草机10上的其他有线或无线装置通信（470）。例如，如果另一个BLE收发器位于除草机10上的其他地方，则电路190可用于在其间发送和接收数据。或者例如，除草机10上的另一个电气装置或电路可连线到微处理器184和/或电路190—并且处理器184和电路190可表现为或充当在这样的装置/电路和不在除草机10上的无线连接装置（例如，诸如移动装置150等等）之间的桥接器或网关。这在具有定位成彼此相距遥远的电子部件的电动工具实施例中可能特别有用——诸如除草机，其可具有与发动机12间隔开的电子开关和用户控制件。
因此，已描述了用于电动工具或产品的控制和通信模块，该电动工具或产品具有轻型燃烧发动机以及具有点火电路和短程无线通信电路两者的控制和通信电路。该电路能够由微处理器控制，该微处理器控制发动机点火正时以及在它与所连接的移动装置之间的短程无线通信。点火控制电路和通信电路可位于同一电路板上，或者它们可根据需要位于分别的电路板上。此外，用于点火控制电路和通信电路中的一个或两个的微处理器可与这些电路位于同一电路板上、与这些电路中的一个位于同一板上、或者位于远离其上定位有这些电路中的一个或两个的板的单独的电路板上。
在至少一些实施方式中，一种用于轻型燃烧发动机的控制和通信系统包括：至少一个微处理器；点火电路，其与至少一个微处理器通信并且被配置成控制发动机的点火正时和提供用于点火事件的能量；以及短程无线通信电路。通信电路与至少一个微处理器通信以实现通信电路的操作。在至少一些实施方式中，点火电路和通信电路两者都位于同一电路板上。在至少一些实施方式中，点火电路和通信电路位于不同的电路板上，并且至少一个微处理器中的至少一者与点火电路抑或通信电路在同一电路板上。在至少一些实施方式中，至少一个微处理器包括位于第一电路板上的第一微处理器和位于第二电路板上的第二微处理器，并且其中，点火电路位于第一电路板上并且与第一微处理器通信并由其控制，并且通信电路位于第二电路板上并且与第二微处理器通信并由其控制。在电路和电路板之间可存在一个或多个有线连接，所述电路和电路板与在具有发动机的产品外部的装置（例如，计算机、智能手机、诊断装置/工具等）进行无线和/或有线通信，反之亦然。
在至少一些实施方式中，第二微处理器可用于控制其他发动机操作，诸如（但不限于）用于更改被递送到发动机的燃料和空气混合物的燃料与空气比的阀。换句话说，在该示例中，第二微处理器可控制阀的移动（例如，电磁致动阀的打开和关闭），并且阀的这样的移动可改变被递送到发动机的燃料和空气混合物。当然，其他处理器或控制器可与发动机一起使用，例如，远程断火开关可位于远离发动机的电路板上并且该电路板可包括微处理器和通信电路。当然，可使用其他示例。
本文中所公开的本发明的形式构成了目前优选的实施例，并且许多其他形式和实施例是可能的。本文中并不旨在提到本发明的所有可能的等同形式或分支。应理解，本文中所使用的术语仅仅是描述性的而不是限制性的，并且在不脱离本发明的精神或范围的情况下可进行各种改变。

Claims (14)

1.一种用于轻型燃烧发动机的控制和通信系统，其包括：
电路卡；
点火电路，其由所述电路卡带有并且被配置成控制所述发动机的点火正时，其中所述点火电路包括点火电容器，该点火电容器在被放电时感应出适于点燃火花塞的点火脉冲，并且所述点火电路包括控制所述点火电容器的放电的开关；
短程无线通信电路，其由所述电路卡带有；以及
微处理器，所述微处理器联接到所述点火电路和所述通信电路并控制所述点火电路和所述通信电路，
其中，所述点火电路和所述通信电路包括多个接地平面，所述接地平面包括一个或多个模拟接地平面和一个或多个数字接地平面。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通信电路包括蓝牙低功耗天线。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述点火电路包括连接到所述开关的第一晶体管，并且所述第一晶体管布置为当第一晶体管被致动时，所述开关被置于导通状态以使点火电容器放电。
4.根据权利要求1所述的系统，其还包括时钟电路，所述时钟电路适于经由短程无线通信协议提供时钟频率，所述时钟频率与所述点火电路的正时相关联并且与所述通信电路相关联。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述时钟电路包括晶体振荡器。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述天线的至少一部分离所述点火电容器很近。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述点火电路包括充电线圈绕组，所述充电线圈绕组的第一端联接到点火电容器，并且所述充电线圈绕组的另一端经由齐纳二极管联接到电路接地。
8.根据权利要求3所述的系统，其中，所述点火电路还包括连接到所述开关的第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管以达林顿共集电极布置，其中所述第一晶体管和第二晶体管的每个集电极联接到充电线圈绕组的第一端，并且所述第二晶体管的发射极联接到电路接地。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述通信电路经由多个引脚联接到所述微处理器，其中多个引脚中的一些引脚直接地或间接地联接到电路接地。
10.一种用于轻型燃烧发动机的控制和通信系统，其包括：
至少一个微处理器；
电容性放电点火电路，其与所述至少一个微处理器通信并且被配置成控制所述发动机的点火正时和提供用于点火事件的能量；以及
短程无线通信电路，其与所述至少一个微处理器通信以实现所述通信电路的操作，
其中，所述点火电路和所述通信电路包括多个接地平面，所述接地平面包括一个或多个模拟接地平面和一个或多个数字接地平面，
其中，所述点火电路和所述通信电路两者都位于同一电路板上，
其中，所述至少一个微处理器联接到所述点火电路和所述通信电路并控制所述点火电路和所述通信电路。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述点火电路和通信电路位于不同的电路板上，并且所述至少一个微处理器中的至少一者与所述点火电路抑或所述通信电路在同一电路板上。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述至少一个微处理器包括位于第一电路板上的第一微处理器和位于第二电路板上的第二微处理器，并且其中，所述点火电路位于所述第一电路板上并且与所述第一微处理器通信并由第一微处理器控制，并且所述通信电路位于所述第二电路板上并且与所述第二微处理器通信并由第二微处理器控制。
13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述点火电路包括充电线圈绕组，所述充电线圈绕组的第一端联接到点火电容器，并且所述充电线圈绕组的另一端经由齐纳二极管联接到电路接地。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述点火电路的开关包括晶体管，所述晶体管中的一个晶体管的发射极联接到电路接地。
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