JP2023507121A - 機能拡張のためのガスエンジン交換電子機器モジュール性 - Google Patents

Abstract

ガスエンジン交換装置の電子プロセッサによって、電力スイッチングネットワークを制御して、バッテリパックから電力を選択的に供給して、ガスエンジン交換装置のモータを回転させることを含む、動力機器を駆動するガスエンジン交換装置の機能を拡張する方法。ガスエンジン交換装置のモジュールインタフェースは、外部電子機器モジュールを受け入れる。モジュールインタフェースによって受け入れられた外部電子機器モジュールのタイプは、ガスエンジン交換装置の電子プロセッサによって検出される。ガスエンジン交換装置は、受け入れられた外部電子機器モジュールのタイプに基づいて、電子プロセッサによって構成される。電子プロセッサは、モジュールインタフェースを介して外部電子機器モジュールと通信する。【選択図】図１０

Description

関連出願
本出願は、２０１９年１２月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／９５１，７７５号の利益を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本出願は、ガスエンジン交換装置、より具体的には、ガスエンジン交換装置に機能を追加するための入力及び／又は出力外部電子機器モジュールに関する。

一般に動力機器と呼ばれる、屋外動力機器（例えば、芝生及び庭用機器）及び建設機器（例えば、コンクリートミキサ、プレート圧縮機）は、機器を作動させるためのガスエンジンを含み得る。ガスエンジンは、小型の単気筒又は多気筒ガソリンエンジンであり得る。

ガスエンジンは、排出物を生成し、給油を必要とし、そして様々なタイプの機器の特定の用途又はユーザの好みのために容易に構成可能ではない。排出量と燃料補給の要件を減らして動力機器を駆動し、動力機器を駆動するソースの拡張可能な機能を可能にする必要がある。

本明細書に記載の実施形態は、例えば、リチウムイオンバッテリパックを使用する、パワーヘッドとも呼ばれるガスエンジン交換装置を含み、電気ブラシレスモータは、排出物の排除及びガソリンによる燃料補給の必要性を含んだガスエンジンに勝るいくつかの利点を提供する。更に、本明細書に記載の実施形態は、拡張可能な機能を可能にするガスエンジン交換装置を含む。

一実施形態では、動力機器を駆動するガスエンジン交換装置の機能を拡張するための方法が提供される。この方法は、ガスエンジン交換装置の電子プロセッサによって、電力スイッチングネットワークを制御して、バッテリパックから電力を選択的に供給して、ガスエンジン交換装置のモータを回転させることを含む。ガスエンジン交換装置の動力取出シャフトは、ハウジングの側面から突き出ており、モータからトルクを受ける。この方法は更に、ガスエンジン交換装置のモジュールインタフェースによって外部電子機器モジュールを受け入れることと、モジュールによって受け入れられた外部電子機器モジュールのタイプを検出することと、モジュールインタフェースによって受け入れられた外部電子機器モジュールのタイプに基づいてガスエンジン交換装置を構成することと、ガスエンジン交換装置の電子プロセッサによって、モジュールインタフェースを介して外部電子機器モジュールと通信することと、を含む。

幾つかの実施形態において、この方法は、電子プロセッサによって、ガスエンジン交換装置のモジュールインタフェースを介した指定された通信方法のためにガスエンジン交換装置を構成することを含む。

幾つかの実施形態において、この方法は、電子プロセッサによって、ガスエンジン交換装置を動作させて外部電子機器モジュールから受信した入力に基づいて動力機器を制御することを含み、外部電子機器モジュールは、センサ、ユーザインタフェース、又は動力機器インタフェースのうちの少なくとも１つを含む。

幾つかの実施形態において、この方法は、電子プロセッサによって、外部電子機器モジュールのユーザインタフェースによる性能情報の表示のために、動力機器の性能情報を外部電子機器モジュールに送信することを含む。

別の実施形態では、動力機器を駆動するための機能拡張を備えたガスエンジン交換装置が提供される。機能拡張を備えたガスエンジン交換装置は、ハウジング、ハウジングに結合されたバッテリレセプタクルを含む。バッテリレセプタクルは、バッテリパックを取り外し可能に受け入れるように構成される。ガスエンジン交換装置はまた、ハウジング内に配置されたモータ、モータからトルクを受け、ハウジングの側面から突出する動力取出シャフト、バッテリパックからモータに選択的に電力を供給するように構成される電力スイッチングネットワーク、モジュールインタフェース、及び電子プロセッサを含む。電子プロセッサは、電力スイッチングネットワーク、モジュールインタフェース、及びメモリに結合されている。メモリは、電子プロセッサによって実行されると、バッテリパックから選択的に電力を供給してモータを回転させるように電子プロセッサを構成する命令を格納する。電子プロセッサはまた、モジュールインタフェースによって外部電子機器モジュールを受け入れ、モジュールインタフェースによって受け入れられた外部電子機器モジュールのタイプを検出し、モジュールインタフェースによって受け入れられた外部電子機器モジュールのタイプに基づいてガスエンジン交換装置を構成し、モジュールインタフェースを介して外部電子機器モジュールと通信する、ように構成される。

幾つかの実施形態において、電子プロセッサは、モジュールインタフェースを介した指定された通信方法のためにガスエンジン交換装置を構成するように更に構成されている。

幾つかの実施形態において、電子プロセッサは、ガスエンジン交換装置を動作させて外部電子機器モジュールから受信した入力に基づいて動力機器を制御するように更に構成され、外部電子機器モジュールは、センサ、ユーザインタフェース、又は動力機器のインタフェースのうちの少なくとも１つを含む。

幾つかの実施形態において、電子プロセッサは、外部電子機器モジュールのユーザインタフェースによる性能情報の表示のために、動力機器の性能情報を外部電子モジュールに送信するように更に構成される。

別の実施形態では、外部電子機器モジュールを備えた動力機器を駆動するガスエンジン交換装置の機能を拡張するための方法が提供される。この方法は、外部電子機器モジュールのガスエンジン交換装置インタフェースによって、ガスエンジン交換装置のインタフェースを受け入れることを含み、ガスエンジン交換装置は、バッテリによって駆動されるモータを含む。この方法は、外部電子機器モジュールの電子プロセッサによってガスエンジン交換装置インタフェースを介してガスエンジン交換装置と通信することを更に含む。

幾つかの実施形態において、この方法は、外部電子機器モジュールの電子プロセッサによって、ガスエンジン交換装置によって駆動される動力機器に関連する性能情報を受信することと、ユーザインタフェースによって性能情報を示すためにユーザインタフェースに信号を送信することと、を含む。

幾つかの実施形態では、この方法は、電子機器モジュールのユーザインタフェースを介して、ガスエンジン交換装置によって駆動される動力機器に関連する入力を受信し、ユーザインタフェースを介して受信した入力に基づいた信号を、ガスエンジン交換装置を介してガスエンジン交換装置に送信することを含む。

別の実施形態では、動力機器を駆動するガスエンジン交換装置の機能を拡張するための外部電子機器モジュールが提供される。外部電子機器モジュールには、ガスエンジン交換装置インタフェースが含まれている。ガスエンジン交換装置インタフェースは、ガスエンジン交換装置のインタフェースを受け入れるように構成され、ガスエンジン交換装置は、バッテリによって駆動されるモータを含む。外部電子機器モジュールはまた、メモリに結合された電子プロセッサを含む。メモリは、電子プロセッサによって実行されると、ガスエンジン交換装置インタフェースを介してガスエンジン交換装置と通信するように電子プロセッサを構成する命令を格納している。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールは、ユーザインタフェースを含み、電子プロセッサは、ガスエンジン交換装置によって駆動される動力機器に関連する性能情報を受信し、ユーザインタフェースに信号を送信して、ユーザインタフェースによって性能情報を示す。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールはユーザインタフェースを含み、電子プロセッサがユーザインタフェースを介して入力を受信する。入力は、ガスエンジン交換装置によって駆動される動力機器に関連している。電子プロセッサは、ユーザインタフェースを介して受信した入力に基づいて、ガスエンジン交換装置インタフェースを介して信号をガスエンジン交換装置に送信し、ガスエンジン交換装置のモータを制御する。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールは、入力ユーザインタフェース、及び出力ユーザインタフェースを含む。電子プロセッサは、入力ユーザインタフェースを介して入力を受信し、この入力はガスエンジン交換装置によって駆動される動力機器に関連している。電子プロセッサは、入力ユーザインタフェースを介して受信された入力に基づいて信号を出力ユーザインタフェースに送信して、表示装置を作動させる。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールはセンサを含み、電子プロセッサはセンサからの出力を受信し、センサからの出力に基づく信号を、ガスエンジン交換装置のモータを制御するために、ガスエンジン交換装置インタフェースを介してガスエンジン交換装置に送信する。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールは、モータと付属品インタフェースとを含み、電子プロセッサはセンサからの出力を受信し、センサからの出力に基づく信号をモータに送信して付属品装置を駆動する。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールは、ユーザインタフェースを含む。ユーザインタフェースには、インジケータ、スイッチ、ディスプレイ、モータ速度制御セレクタ、スピーカ、リレースイッチ、モータの前進又は後退セレクタ、オンオフスイッチ、又はモードスイッチのうちの少なくとも１つが含まれる。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールはセンサを含む。センサは、フロート、位置センサ、加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、又は空気品質センサのうちの少なくとも１つを含む。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールは、ガスエンジン交換装置インタフェースを含み、外部電子機器モジュールは、ガスエンジン交換装置インタフェースを介してガスエンジン交換装置に結合されたバッテリパックから電力を受け取る。

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置インタフェースは、許可されていない装置がガスエンジン交換装置インタフェースに取り付けられるのを防ぐための機械的キーを含む。

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置インタフェースは、ガスエンジン交換装置と無線通信するための無線トランシーバを含む。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュールは、ガスエンジン交換装置のモータの前進及び後退回転の間で選択するように構成された前進／後退スイッチを含む。

任意の実施形態を詳細に説明する前に、実施形態は、その用途において、以下の説明に記載するか、又は以下の図面に示すコンポーネントの構造及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本明細書中に説明する実施形態は、様々な方法において実施又は実行することが可能である。また、本明細書中で用いる表現及び用語は説明のためのものであり、制限するものとして見なしてはならないことは、理解されたい。本明細書中での「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、及びそれらの変形例の使用は、それ以降に挙げる項目及びその均等物並びに追加項目を包含することを意味する。用語「取り付けられる」、「接続される」、及び「結合される」は、広義に用いられ、直接的及び間接的両方の取り付け、接続、及び結合を包含する。更に、「接続される」及び「結合される」は、物理的若しくは機械的な接続或いは結合に限定されず、直接的又は間接的に関わらず、電気的な接続若しくは結合を含むことができる。加えて、項目のリストと共に本明細書中で用いるように、「及び／又は」とは、項目が全て一緒に、サブセットで、又は代替として取られる可能性があることを意味する（例えば、「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、Ａ；Ｂ；Ｃ；Ａ及びＢ；Ｂ及びＣ；Ａ及びＣ；又はＡ、Ｂ、及びＣを意味する）。

複数のハードウェア及びソフトウェアベースの装置、並びに複数の異なる構造的コンポーネントが、本明細書中に説明する実施形態を実装するために利用されてもよいことに留意されたい。更に、後続の段落において説明するように、図面に示す特定の構成は、例示的な実施形態として意図しており、他の代替の構成が可能である。用語「プロセッサ」、「中央処理装置」、及び「ＣＰＵ」は、特に指定のない限り交換可能である。用語「プロセッサ」又は「中央処理装置」若しくは「ＣＰＵ」が、特定の機能を実行するユニットを識別するものとして用いられる場合、特に指定のない限り、それらの機能は、単一のプロセッサ、又は並列プロセッサ、直列プロセッサ、タンデムプロセッサ、若しくはクラウド処理／クラウドコンピューティング構成を含む任意の形態で配置される複数のプロセッサによって実行することができることを理解されたい。

加えて、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、及び電子コンポーネント又はモジュールを含んでいてもよく、これらは、検討の目的のために、コンポーネントの大部分がハードウェアのみで実装されているかのように図示及び説明する可能性があることを理解されたい。しかし、当業者は、この詳細な説明を読むことに基づいて、少なくとも１つの実施形態において、電子ベースの態様が、マイクロプロセッサ及び／又は特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）等の１つ以上の処理ユニットによって実行可能なソフトウェア（例えば、非一時的コンピュータ読取可能媒体に格納される）において実装されてもよいことを認識するであろう。このため、複数のハードウェア及びソフトウェアベースの装置、並びに複数の異なる構造的コンポーネントが、実施形態を実装するために利用されてもよいことに留意されたい。

他の機能及び態様は、以下の詳細な説明及び添付図面の考慮によって明らかになるであろう。

幾つかの実施形態による、外部電子機器モジュールの電子機器を接続するためのインタフェースを含む、ガスエンジン交換装置の斜視図である。 幾つかの実施形態による、外部電子機器モジュールの電子機器を接続するためのインタフェースを含む、図１のガスエンジン交換装置の平面図である。 幾つかの実施形態による、図１のガスエンジン交換装置の概略図である。 幾つかの実施形態による、図１のガスエンジン交換装置のバッテリパックの斜視図である。 幾つかの実施形態による、図４のバッテリパックの断面図である。 幾つかの実施形態による、図１のガスエンジン交換装置のバッテリレセプタクルの断面図である。 幾つかの実施形態による、図１のガスエンジン交換装置のモータの断面図である。 幾つかの実施形態による、図１のガスエンジン交換装置のモータ、歯車列、及び動力取出シャフトの概略図である。 幾つかの実施形態による、外部電子機器モジュールの電子機器を接続するためのインタフェースを含む、図１のガスエンジン交換装置の概略図である。 幾つかの実施形態による、電子機器を図１のガスエンジン交換装置に取り付けるための外部電子機器モジュールの概略図である。 幾つかの実施形態による、ガスエンジン交換装置に取り付けられた動力機器にフィードバックを提供するためのユーザインタフェースを含む、電子機器を図１のガスエンジン交換装置に取り付けるための外部電子機器モジュールを示す図である。 幾つかの実施形態による、ガスエンジン交換装置によって受け入れられた外部電子機器モジュールを備えたガスエンジン交換装置に取り付けられたポンプシステムの斜視図である。 幾つかの実施形態による、１つ以上の外部電子機器モジュールを図１のガスエンジン交換装置にインタフェースするための方法のフローチャートである。

図１及び２に示すように、動力機器の一部と共に用いるためのガスエンジン交換装置１０は、第１の側面１８と、第１の側面１８に隣接する第２の側面２２と、第２の側面２２に対向する第３の側面２６と、第１の側面１８に対向する第４の側面２８と、第２及び第３の側面２２、２６間に延在する第５の側面３０と、第５の側面３０に対向する第６の側面３２とを有するハウジング１４を含んでいる。ガスエンジン交換装置１０はまた、第１の側面１８でハウジング１４に結合されるフランジ３４と、ハウジング１４内部に位置する電気モータ３６と、第２の側面２２から突出し、モータ３６からのトルクを受ける動力取出シャフト３８とを含んでいる。以下で更に詳細に説明するように、幾つかの実施形態において、動力取出シャフト３８は、第１の側面１８及びフランジ３４から突出している。図３に示すように、ガスエンジン交換装置１０はまた、ハウジング１４内部に位置決めされ、モータ３６に電気的に接続される配線及びコントローラ４６を含む制御電子機器４２も含んでいる。同様のガスエンジン交換装置１０は、２０１９年８月２６日出願の米国特許出願第１６／５５１，１９７号明細書に記載及び図示されており、その内容の全てを引用して本明細書中に組み込む。ガスエンジン交換装置１０はまた、外部電子機器モジュール３４４（例えば、外部電子機器モジュール）を受け入れるために、ハウジング１４内に１つ以上のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを含んでいる。

図１～６に示すように、ガスエンジン交換装置１０はまた、ハウジング１４内のバッテリレセプタクル５４に取り外し可能に受け入れられてバッテリパック５０から制御電子機器４２を介してモータ３６に電流を伝達するバッテリパック５０も含んでいる。図４～６を参照すると、バッテリパック５０は、支持部６２を有するバッテリパックハウジング５８と、バッテリパックハウジング５８によって支持される複数のバッテリセル６８に電気的に接続される第１の端子６６とを含んでいる。支持部６２は、バッテリレセプタクル５４の相補突出部／凹部７４（図６に示す）と協働する突出部／凹部７０を有するスライドオン編成を提供する。図４～６に示す実施形態において、バッテリパック５０の突出部／凹部７０はガイドレールであり、バッテリレセプタクル５４の突出部／凹部７４はガイド凹部である。同様のバッテリパックは、２０１８年７月２日出願の米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、その内容の全てを引用して本明細書中に組み込む。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、最大約８０Ｖの公称電圧を有する。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、最大約１２０Ｖの公称電圧を有する。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、最大約６ｌｂの重量を有する。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８のそれぞれは、最大２１ｍｍの直径及び最大約７１ｍｍの長さを有する。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、最大２０個のバッテリセル６８を含む。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は直列に接続される。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、約４０Ａ～約６０Ａの間の持続動作放電電流を出力するよう動作可能である。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８のそれぞれは、約３．０Ａｈ～約５．０Ａｈの間の容量を有する。

図６は、幾つかの実施形態による、ガスエンジン交換装置１０のバッテリレセプタクル５４を示している。バッテリレセプタクル５４は、突出部／凹部７４と、第２の端子７８と、ラッチ機構８２と、電力切断スイッチ８６とを含んでいる。突出部／凹部７４は、バッテリパック５０をガスエンジン交換装置１０のバッテリレセプタクル５４に取り付けるようバッテリパック５０の突出部／凹部７０と協働する。バッテリパック５０がガスエンジン交換装置１０に取り付けられると、第２の端子７８及び第１の端子６６は電気的に接続される。ラッチ機構８２は、バッテリレセプタクル５４の表面から突出し、バッテリパック５０と係合してバッテリパック５０とバッテリレセプタクル５４との間の係合を維持するよう構成される。従って、バッテリパック５０は、バッテリパック５０がガスエンジン交換装置１０のハウジング１４によって支持可能であるように、バッテリレセプタクル５４に接続可能であり、それによって支持可能である。幾つかの実施形態において、バッテリレセプタクル５４は、モータ３６からバッテリパック５０に伝達される振動を抑制するために、モータ３６とバッテリパック５０との間に最大可能離間距離を生じる位置においてハウジング１４上に配置される。幾つかの実施形態において、エラストマー部材が、モータ３６からハウジング１４を介してバッテリパック５０に伝達される振動を抑制するために、バッテリレセプタクル５４上に配置される。

他の実施形態（図示せず）において、ラッチ機構８２は、ラッチ機構８２がバッテリパック５０上の対応する構造と係合してバッテリパック５０とバッテリレセプタクル５４との間の係合を維持するように、様々な位置（例えば、バッテリレセプタクル５４の側壁、端壁、上端壁等）に配設されてもよい。ラッチ機構８２は、ラッチ部材９４と動作可能に係合する枢動自在なアクチュエータ又はハンドル９０を含んでいる。ラッチ部材９４は、バッテリレセプタクル５４のボア９８内に摺動自在に配設され、付勢部材１００（例えば、ばね）によってラッチ位置に向かって付勢されて、バッテリレセプタクル５４の表面を通って、バッテリパック５０内のキャビティ内に突出する。

ラッチ機構８２はまた、ラッチ部材９４をバッテリパック５０から引き出すハンドル９０の作動の間、バッテリパック５０をバッテリレセプタクル５４から電気的に接続／切断することを容易にする電力切断スイッチ８６（例えば、マイクロスイッチ）も含んでいる。電力切断スイッチ８６は、バッテリレセプタクル５４からバッテリパック５０を取り外す前に、ガスエンジン交換装置１０からバッテリパック５０を電気的に切断するよう作用してもよい。電力切断スイッチ８６は、ラッチ部材９４がラッチ位置（すなわち、ラッチ部材９４が完全にバッテリパック５０のキャビティ内部にある場合）から中間位置に移動する場合に作動する。電力切断スイッチ８６は、コントローラ４６に電気的に接続されており、バッテリパック５０がガスエンジン交換装置１０から切断されていることを示す割込を生成してもよい。コントローラ４６が割込を受信すると、コントローラ４６は、電源切断動作を開始して、ガスエンジン交換装置１０の制御電子機器４２を安全に電源切断する。同様のラッチ機構及び切断スイッチは、米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、引用して本明細書中に組み込んでいる。

図７に示すように、モータ３６は、外径９７を有するモータハウジング９６と、最大約８０ｍｍの公称外径１０２を有する固定子９９と、出力シャフト１０６を有し、固定子９９内部で回転するために支持される回転子１０３と、ファン１０８とを含んでいる。同様のモータは、米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、引用して本明細書中に組み込んでいる。幾つかの実施形態において、モータ３６はブラシレス直流モータである。幾つかの実施形態において、モータ３６は、少なくとも約２７６０Ｗの電力出力を有する。幾つかの実施形態において、モータ３６の電力出力は、動作中に２７６０Ｗ未満に低下する可能性がある。幾つかの実施形態において、ファン１０８は、モータハウジング９６の直径９７大きい直径１０９を有している。幾つかの実施形態において、モータ３６は、迅速な過負荷制御のために電子クラッチ（図示せず）により停止させることができる。幾つかの実施形態において、モータ３６は、最大約４４３，６１９ｍｍ^３の体積を有する。幾つかの実施形態において、モータは、最大約４．６ｌｂの重量を有する。ハウジング１４は、空気が出口ベントを通して排出される前に、モータファン１０８が、空気を入口ベントを通して制御電子機器４２に沿って引き込んで、制御電子機器４２を冷却するように、入口ベント及び出口ベントを含んでいる。図７に示す実施形態において、モータ３６は内部回転子モータであるが、他の実施形態において、モータ３６は、最大約８０ｍｍの公称外径（すなわち、回転子の公称外径）を有する外部回転子モータとすることができる。

図８を参照すると、モータ３６は、様々な構成で動力取出シャフト３８にトルクを伝達することができる。幾つかの実施形態において、出力シャフト１０６はまた、モータ３６がいかなる中間歯車列も欠いて動力取出シャフト３８を直接駆動するような、動力取出シャフト３８でもある。例えば、モータ３６は、直接駆動式多極数モータであってもよい。図８に示すように、他の実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、モータ３６から動力取出シャフト３８にトルクを伝達する歯車列１１０を含む。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、モータ３６から動力取出シャフト３８へのトルクの伝達を中断する機械クラッチ（図示せず）を含むことができる。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６から動力取出シャフト３８にトルクを伝達する遊星トランスミッションを含んでいてもよく、出力シャフト１０６の回転軸は、動力取出シャフト３８の回転軸と同軸である。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６の回転軸が、動力取出シャフト３８の回転軸からオフセットされ、それと平行となるように、回転子の出力シャフト１０６と係合する平歯車を含んでいる。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６の回転軸が動力取出シャフト３８の回転軸に対して垂直となるように、傘歯車を含んでいる。傘歯車を利用する他の実施形態において、出力シャフト１０６の回転軸は、動力取出シャフト３８の回転軸に対して垂直、平行、又は同軸ではなく、動力取出シャフト３８はフランジ３４から突出している。

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、オン／オフインジケータ（図示せず）を含んでいる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、空中浮遊デブリをモータ３６及び制御電子機器４２の中に入れないようにするフィルタ（図示せず）を含んでいる。幾つかの実施形態において、フィルタは、汚れフィルタセンサ（図示せず）及び自己洗浄機構（図示せず）を含んでいる。幾つかの実施形態において、モータ３６は、減速又はぬかるみにはまり込む等の抵抗に遭遇する場合に、ガスエンジン応答を模倣するであろう。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、制御電子機器４２（図１及び２）を空冷するためのヒートシンク２０２をハウジング１４内に含んでいる。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は液冷式である。

幾つかの実施形態において、回転子１０３の出力シャフト１０６は、以下で更に説明するように、前進及び後退の両方の能力を有している。幾つかの実施形態において、前進及び後退能力は、余分な歯車及び時間遅延なしに前進／後退能力を達成することができないガスエンジンと比較して、歯車列１１０の歯車をシフトすることなく制御可能である。従って、ガスエンジン交換装置１０は、高速化、軽量化、低コスト化を提供する。ガスエンジン交換装置１０は、ガスエンジンと比較して、より少ない可動部品を有し、燃焼システムを持たないため、追加の速度、重量、及びコストの利点も提供する。

ガスエンジン交換装置１０は、長期間にわたって地面に対して任意の向き（垂直、水平、上下逆）で動作することが可能であり、１つの向き及びわずかな傾きで短時間しか動作することができない４サイクルガスエンジンに優る利点を与える。ガスエンジン交換装置１０は、ガス、オイル、又は他の流体を必要としないため、漏れ又は溢れを生じることなく、上下逆に又は任意の所与の側面で運転し、輸送し、保管することができる。

動作時において、ガスエンジン交換装置１０を用いてガスエンジンシステムを交換することができる。具体的には、ガスエンジン交換装置１０は、フランジ３４内の複数のアパーチャによって画定される第１のボルトパターンを第２のボルトパターンと整列させることによって、第２のボルトパターンを有する動力機器の一部に取り付けることができる。幾つかの実施形態において、フランジ３４は、アダプタがフランジ３４を動力機器に結合するように、フランジ３４自体と第２のボルトパターンを有する動力機器の一部のフランジとの間に配置される１つ以上の中間取付部材又はアダプタを含んでいてもよい。これらの実施形態において、アダプタは、フランジ３４の第１のボルトパターンがアダプタの第１のボルトパターンと整列し、アダプタの第２のボルトパターンが動力機器の一部に画定される第２のボルトパターンと整列し、それによってガスエンジン交換装置１０のフランジ３４が動力機器の一部に結合されることを可能にするように、第２のボルトパターン及び第１のボルトパターンの両方を含んでいる。

代替として、ガスエンジン交換装置１０は、動力取出シャフトと機器ビットとを動作可能に接続するベルトを設けることによって、ベルトシステムを用いて動力機器の一部に接続することができる。従って、ガスエンジン交換装置１０の動力取出シャフト３８は、機器を駆動するために用いることができる。

動作中、ガスエンジン交換装置１０のハウジング１４は、ガスエンジン交換装置１０において燃焼がないため、内燃ユニットのハウジングよりも比較的はるかに低温である。具体的には、ガスエンジンユニットの運転時、ガスエンジンユニットのハウジングは２２０℃以上となる。対照的に、ガスエンジン交換装置１０の運転時、ハウジング１４の外面の全ては、９５℃未満である。以下の表１及び２は、ガスエンジン交換装置１０のハウジング１４上の種々のコンポーネントの温度限界を更に具体的に列挙している。

以下の表１は、電動工具において通常用いられる種々のコンポーネントの米国保険業者安全試験所（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）（ＵＬ）の温度限界を、それらのコンポーネントが金属、プラスチック、ゴム、木材、磁器、又はガラス質から形成されているかどうかに関して列挙している。例えば、少なくとも幾つかの実施形態において、プラスチックの定格温度がガスエンジン交換装置１０によって超えられることはない。

以下の表２は、バッテリパック５０のバッテリパックハウジング５８の種々のコンポーネントのＵＬ温度限界を、それらのコンポーネントが金属、プラスチック、又はゴムから形成されているかどうかに関して列挙している。例えば、少なくとも幾つかの実施形態において、プラスチックの定格温度がガスエンジン交換装置１０によって超えられることはない。

図９は、例示的な一実施形態によるガスエンジン交換装置１０の簡略化したブロック図を示している。図９に示すように、ガスエンジン交換装置１０は、電子プロセッサ３０２と、メモリ３０６と、バッテリパック５０と、電力スイッチングネットワーク３１０と、モータ３６と、回転子位置センサ３１４と、電流センサ３１８と、ユーザ入力装置３２２（例えば、トリガ又は電源ボタン）と、トランシーバ３２６と、インジケータ３３０（例えば、発光ダイオード）と、通信マネージャ３４０と、１つ以上のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃと、を含んでいる。図９にまた示されているのは、１つ以上の外部電子機器モジュール３４４Ａ、３４４Ｂ、３４４Ｃである。幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、図９に示すものよりも少ない又は追加のコンポーネントを含む。例えば、ガスエンジン交換装置１０は、バッテリパック燃料計、作業灯、追加センサ、キルスイッチ、電力切断スイッチ８６等を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２、メモリ３０６、電力スイッチングネットワーク３１０、回転子位置センサ３１４、電流センサ３１８、ユーザ入力装置３２２（例えば、トリガ又は電源ボタン）、トランシーバ３２６、及びインジケータ３３０（例えば、発光ダイオード）のうちの１つ以上を含む図９に示すガスエンジン交換装置１０の要素は、図３に示す制御電子機器４２の少なくとも一部を形成し、電子プロセッサ３０２及びメモリ３０６は、図３に示すコントローラ４６の少なくとも一部を形成している。

メモリ３０６は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の非一時的コンピュータ読取可能媒体、又はそれらの組み合わせを含む。電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６と通信してデータを格納し、格納されたデータを取り出すよう構成される。電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６から命令及びデータを受信し、とりわけ命令を実行するよう構成される。特に、電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６に格納された命令を実行して、本明細書中に説明する方法を実行する。

上で説明したように、幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、異なるバッテリパック５０をガスエンジン交換装置１０に着脱して、異なる量の電力をガスエンジン交換装置１０に提供してもよいように、ガスエンジン交換装置１０のハウジングに着脱自在に取り付けられる。バッテリパック５０（例えば、公称電圧、持続動作放電電流、大きさ、セルの数、動作等）、並びにモータ３６（例えば、出力、大きさ、動作等）の更なる説明は、図１～８に関して上で提供されている。

電力スイッチングネットワーク３１０は、電子プロセッサ３０２がモータ３６の動作を制御することを可能にする。一般に、ユーザ入力装置３２２が押下される（又は他の方法で作動される）場合、電流が、電力スイッチングネットワーク３１０を介してバッテリパック５０からモータ３６に供給される。ユーザ入力装置３２２が押下されていない（又は他の方法で作動していない）場合、電流は、バッテリパック５０からモータ３６に供給されない。幾つかの実施形態において、ユーザ入力装置３２２が押下される量は、モータ３６の所望の回転速度に関連するか、又はそれに対応している。他の実施形態において、ユーザ入力装置３２２が押下される量は、所望のトルクに関連するか、又はそれに対応している。他の実施形態において、モータ３６に対して所望の回転速度又はトルクを提供するよう電子プロセッサ３０２と通信する別個の入力装置（例えば、スライダ、又はダイヤル等）がガスエンジン交換装置１０に含まれる。

幾つかの実施形態において、ユーザ入力装置３２２は、ユーザによって作動される前進／後退スイッチ、又はユーザが動作モードを選択することを可能にするモード選択スイッチであってもよい。ユーザ入力装置３２２は、電子プロセッサ３０２に制御信号を提供して、ユーザ入力装置３２２の作動に基づいてモータ３６の回転方向を切り替える。幾つかの実施形態において、入力は、ガスエンジン交換装置１０又はガスエンジン交換装置１０に結合される動力機器の１つ以上のセンサから受信してもよい。幾つかの実施形態において、入力は、例えば、通信ネットワーク３３４を介してスマートフォンから受信してもよい。

電子プロセッサ３０２がユーザ入力装置３２２から駆動要求信号を受信することに応じて、電子プロセッサ３０２は電力スイッチングネットワーク３１０を起動してモータ３６に電力を供給する。電力スイッチングネットワーク３１０を介して、電子プロセッサ３０２は、モータ３６に利用可能な電流の量を制御し、それによってモータ３６の速度及びトルク出力を制御する。電力スイッチングネットワーク３１０は、多数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ、又は他の種類の電気スイッチを含んでいてもよい。例えば、電力スイッチングネットワーク３１０は、電子プロセッサ３０２からパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信してモータ３６を駆動する６－ＦＥＴブリッジ（図１０参照）を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は外部電子機器モジュール３４４から駆動要求信号を受信し、電子プロセッサ３０２は電力スイッチングネットワーク３１０を起動してモータ３６に電力を供給する。

回転子位置センサ３１４及び電流センサ３１８は、電子プロセッサ３０２に結合され、ガスエンジン交換装置１０又はモータ３６の異なるパラメータを示す様々な制御信号を電子プロセッサ３０２に伝達する。幾つかの実施形態において、回転子位置センサ３１４は、１つのホールセンサ又は複数のホールセンサを含む。他の実施形態において、回転子位置センサ３１４は、モータ３６に取り付けられる直角位相エンコーダを含む。回転子位置センサ３１４は、モータ３６の回転子の磁石がホールセンサの面を横切って回転する場合の指標（例えば、パルス）等のモータフィードバック情報を電子プロセッサ３０２に出力する。更に他の実施形態において、回転子位置センサ３１４は、例えば、モータコイルにおいて生成される逆起電力（逆ｅｍｆ）の指標を提供する電圧又は電流センサを含む。電子プロセッサ３０２は、回転子位置センサ３１４、すなわち、電圧又は電流センサから受信する逆起電力信号に基づいて、回転子位置、回転子速度、及び回転子加速度を特定してもよい。回転子位置センサ３１４は、電流センサ３１８と組み合わされて、電流及び回転子位置複合センサを形成することができる。この実施例において、複合センサは、モータ３６のアクティブ相コイルに流れる電流を提供し、また、モータ３６の１つ以上の非アクティブ相コイル内に電流を提供する。電子プロセッサ３０２は、アクティブ相コイルに流れる電流に基づいてモータに流れる電流を測定し、非アクティブ相コイル内の電流に基づいてモータ速度を測定する。

回転子位置センサ３１４からのモータフィードバック情報に基づいて、電子プロセッサ３０２は、回転子の位置、速度、及び加速度を特定することができる。モータフィードバック情報及びユーザ入力装置３２２からの信号に応じて、電子プロセッサ３０２は、制御信号を送信して、電力スイッチングネットワーク３１０を制御し、モータ３６を駆動する。例えば、電力スイッチングネットワーク３１０のＦＥＴを選択的に有効及び無効にすることによって、バッテリパック５０から受け取る電力を、モータ３６の回転子を回転させるよう、周期的にモータ３６の固定子巻線に選択的に印加する。モータフィードバック情報は、電子プロセッサ３０２によって用いられて、電力スイッチングネットワーク３１０への制御信号の適切なタイミングを保証し、場合によっては、閉ループフィードバックを提供して、モータ３６の速度を所望のレベルになるよう制御する。例えば、モータ３６を駆動するため、回転子位置センサ３１４からのモータ位置決め情報を用いて、電子プロセッサ３０２は、回転子磁石が固定子巻線に対してどこにあるかを特定し、（ａ）所定のパターンで次の固定子巻線対（又は複数の対）を励磁して所望の回転方向に回転子磁石に対して磁力を与え、（ｂ）先に励磁された固定子巻線対（又は複数の対）を消磁して回転子の回転方向と反対にある回転子磁石への磁力の印加を防ぐ。

電流センサ３１８は、ガスエンジン交換装置１０の動作中にモータ３６の電流レベルを監視又は検出し、検出された電流レベルを示す制御信号を電子プロセッサ３０２に提供する。電子プロセッサ３０２は、以下でより詳細に説明するように、検出された電流レベルを用いて電力スイッチングネットワーク３１０を制御してもよい。

トランシーバ３２６は、有線又は無線通信ネットワーク３３４による電子プロセッサ３０２と外部装置３３８（例えば、スマートフォン、タブレット、又はラップトップコンピュータ）との間の通信を可能にする。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、別個の送信及び受信コンポーネントを備えていてもよい。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、ガスエンジン交換装置１０に取り付けられる無線アダプタを備えていてもよい。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、電子プロセッサ３０２から受信する情報を搬送波無線信号に符号化し、通信ネットワーク３３４を介して外部装置３３８に符号化した無線信号を送信する無線トランシーバである。トランシーバ３２６はまた、通信ネットワーク３３４を介して外部装置３３８から受信する無線信号から情報を復号し、復号した情報を電子プロセッサ３０２に提供する。

通信ネットワーク３３４は、ガスエンジン交換装置１０と外部装置３３８との間の有線又は無線接続を提供する。通信ネットワーク３３４は、近距離ネットワーク、例えば、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨネットワーク、若しくはＷｉ－Ｆｉネットワーク等、又は長距離ネットワーク、例えば、インターネット、若しくはセルラーネットワーク等を備えていてもよい。

図９に示すように、インジケータ３３０はまた、電子プロセッサ３０２に結合され、電子プロセッサ３０２から制御信号を受信して、ガスエンジン交換装置１０の異なる状態に基づいてオン及びオフにするか、又はその他の場合は情報を伝達する。インジケータ３３０は、例えば、１つ以上の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、又は表示画面を含む。インジケータ３３０は、ガスエンジン交換装置１０の状態又はそれに関連する情報を表示するよう構成されてもよい。例えば、インジケータ３３０は、ガスエンジン交換装置１０の測定された電気的特性、ガスエンジン交換装置１０の状態、ガスエンジン交換装置１０のモード等を示すよう構成される。インジケータ３３０はまた、可聴又は触覚出力を介してユーザに情報を伝達する要素を含んでいてもよい。幾つかの実施形態において、インジケータ３３０は、動作中に負荷によって用いられている電力量を示すエコインジケータを含む。

ガスエンジン交換装置１０のコンポーネント間に示される接続は、図９では簡略化している。実際には、ガスエンジン交換装置のコンポーネントが電力及び制御信号のための幾つかの配線によって相互接続されるため、ガスエンジン交換装置１０の配線はより複雑である。例えば、電力スイッチングネットワーク３１０の各ＦＥＴは制御ラインによって電子プロセッサ３０２に別々に接続され、電力スイッチングネットワーク３１０の各ＦＥＴはモータ３６の端子に接続され、バッテリパック５０から電力スイッチングネットワーク３１０への電力ラインは正電線及び負／接地電線を含む、等である。加えて、電力線は、増加した電流を処理するよう大きなゲージ／直径を有することができる。更に、図示していないが、追加の制御信号及び電力ラインが、ガスエンジン交換装置１０の追加のコンポーネントを相互接続するために用いられる。

図１、２、９、及び１０を参照すると、ハウジング１４は、外部電子機器モジュール３４４等の交換可能なモジュール式電子装置を取り外し可能に受け入れ、支持するように構成される１つ以上のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを含む。図示された実施形態において、ハウジング１４は、ガスエンジン交換装置１０の片側に配置された３つのモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを有する。しかしながら、ハウジング１４は、３つのモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃより多い又は少ないものを含みんでもよく、ハウジング１４の各側は、３つのモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃより多い又は少ないものを含んでもよいので、この構成は単なる例示である。

図１、２、９及び１０を引き続き参照すると、各モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃは、通信インタフェース及び結合インタフェースを含む。通信インタフェースは、ハウジング１４の凹部内に配置され得る電気コネクタを含む。電気コネクタは、外部電子機器モジュール３４４とガスエンジン交換装置１０との間の電気通信及び／又はデータ通信を容易にするように構成される。電気コネクタは、任意の適切なタイプの入力及び／又は出力ポートとすることができる。更に、幾つかの実施形態において、電気コネクタは、別個の電源コネクタ及びデータコネクタを画定することができ、これらは、同様に、任意の適切なタイプの電源コネクタ及びデータコネクタであり得る。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０からの電力は、外部電子機器モジュール３４４に供給され、電気コネクタを介してモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して送信される。例えば、外部電子機器モジュール３４４に電力を供給するために、３～６本のワイヤのケーブルを利用して、通信ライン及び電圧入力に戻り用のアースを提供することができる。

ガスエンジン交換装置１０は、インタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを備えた様々な異なる外部電子機器モジュール３４４を受け入れるように構成され得る。幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、ガスエンジン交換装置１０に取り付けられ、それによって駆動される特定の動力機器用に設計されたコンポーネントを含み得る。指定された外部電子機器モジュール３４４は、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ又はその特定の外部電子機器モジュール３４４を受け入れるように構成されるインタフェースのセットを介して、ガスエンジン交換装置１０によって受け入れられ得る。これらの外部電子機器モジュール３４４及びモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃにより、ユーザはユーザのガスエンジン交換装置１０に、及び／又はユーザが機器を購入した後、ガスエンジン交換装置１０によって駆動される動力機器に、機能を追加することができる。例えば、コンクリートのこぎり、ポンプ、又は圧縮機がガスエンジン交換装置１０に取り付けられ、及び／又はガスエンジン交換装置１０によって駆動されると、外部電子機器モジュール３４４は、取り付けられた動力機器用に指定された１つ以上の性能インジケータを含み得る（詳細については以下を参照）。

或いは、又は更に、様々な外部電子機器モジュール３４４は、一般的なモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃによって交換可能に受け入れることができる１つ以上の一般的なハードウェアコンポーネント（例えば、スイッチ、リレー、フロート、位置センサ、加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、空気品質センサ、ディスプレイ、等）を含み得る。一般的な外部電子機器モジュール３４４は、一般的なモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃによって受け入れることができ、信号は、電子プロセッサ３０２にルーティングすることができ、及び／又は他のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して他の外部電子機器モジュール３４４に出力され得る。例えば、出力信号は、（例えば、ディスプレイ、ライト、ＬＥＤ、警告、可聴アラート、リレー、又は他のフィードバックユーザインタフェースを制御するために）外部電子機器モジュール３４４に送信され得る。一般的な外部電子機器モジュール３４４は、ＯＥＭ又はエンドユーザによって使用され得、特定の状況及び使用法に合わせた入力を受信し、フィードバックを提供し得るので、ガスエンジン交換装置１０及び取り付けられた動力機器のより効率的且つ効果的な使用を提供し得る。

ガスエンジン交換装置１０は、電子プロセッサ３０２に含まれ得るか、又は別個のプロセッサコンポーネントであり得る、通信マネージャ３４０を含む。電子プロセッサ３０２は、通信マネージャ３４０を利用して、１つ以上の外部電子機器モジュール３４４との間で信号を受信及び／又は信号を送信することができる。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、第１の外部電子機器モジュール３４４から信号を受信し、受信信号に基づいて送信用信号を生成する。例えば、信号は、電力スイッチングネットワーク３１０に送信されて、モータ３６を駆動し、及び／又は外部電子機器モジュール３４４から受信した入力に基づいてモータがどのように駆動されるかを制御し得る。或いは、又は更に、電子プロセッサ３０２は、第１の外部電子機器モジュール３４４から受信した信号に基づいて、第２の外部電子機器モジュール３４４に出力信号を送信することができる。幾つかの実施形態において、通信マネージャ３４０は、電子プロセッサ３０２又は別の外部電子機器モジュール３４４との通信のために受信信号を変換することができる。例えば、第１のモジュールインタフェース３４２Ａを介して第１の外部電子機器モジュール３４４から受信した信号は、第２のモジュールインタフェース３４２Ｂを介した第２の外部電子機器モジュール３４４への、及び／又は第３のモジュールインタフェース３４２Ｃを介した第３の外部電子機器モジュール３４４への通信に適合され得る。

電子プロセッサ３０２は、特定のタイプの外部電子機器モジュール３４４を受け入れるように構成され得る。更に、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して電子プロセッサ３０２と外部電子機器モジュール３４４との間でサポートされる通信接続のタイプは、固定されているか、（例えばＯＥＭによって）事前定義済みか、又はユーザが構成可能であり得る。例えば、ユーザは、外部装置３３８上のアプリケーションを使用して、特定のタイプの外部電子機器モジュール３４４を受け入れるように、及び／又は指定された通信方法に基づいて１つ以上のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して通信するように、電子プロセッサ３０２を構成することができる。外部装置３８３上のアプリケーションは、ユーザ入力に基づいて、トランシーバ３２６を介して構成パラメータを電子プロセッサ３０２に通信する。ユーザは、指定されたタイプのデータ通信、電子プロセッサ３０２のアナログ－デジタル変換器を使用して検出された電圧レベル、抵抗レベル、標準デジタルＩ／Ｏ等の特定の方法で、外部電子機器モジュール３４４からの入力を受信するようにガスエンジン交換装置１０を構成することができる。電子プロセッサ３０２からの出力は、モータ３６、汎用入出力（ＧＰＩＯ）状態変更を含むモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃへの信号、又はモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介した別の形式の通信を制御するための電力スイッチングネットワーク３１０へのＰＷＭ修正であるように構成され得る。更に、通信ポートの様々な組み合わせをモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃに対して構成することができ、複数の出力イベントを生成することができる。

幾つかの実施形態において、様々な通信回路、インタフェース、若しくは通信プロトコル（例えば、ＲＳ４８５、ユニバーサル非同期受信機／送信機（ＵＡＲＴ）、シリアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）、コントロールエリアネットワーク（ＣＡＮバス）、又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）等）の信号、又は、外部電子機器モジュール３４４からモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して電子プロセッサ３０２によって検出される電圧値は、特定の外部電子機器モジュール３４４を識別するために電子プロセッサ３０２によって使用することができる。例えば、電圧レベルが外部電子機器モジュール３４４から受信されると、電子プロセッサ３０２のアナログ－デジタル変換器（ＡＤＣ）を使用して、提供されている電圧レベルに基づいてどの外部電子機器モジュール３４４が電圧信号を送信したかを決定することができる。電子プロセッサ３２０は、ルックアップテーブル内のシグニファイアを使用して信号のソースを識別し得る。或いは、又は更に、通信プロトコルが使用される場合、電子プロセッサ３０２は、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して動作情報をロードし、指定された通信機能を備えたガスエンジン交換装置１０が有効化されるように構成し、外部電子機器モジュール３４４からデータをロード及び／又は保存する方法について情報を格納することができる。

外部電子機器モジュール３４４によるガスエンジン交換装置１０との通信は、構成された通信方法に基づいて、ガスエンジン交換装置１０上の内部又は外部通信バッファのいずれかに接続することを含み得る。電子プロセッサ３０２と情報を交換するとき、外部電子機器モジュール３４４は、電子プロセッサ３０２が外部電子機器モジュール３４４の定義を構成し、外部電子機器モジュール３４４によって、又は外部電子機器モジュール３４４のためにアクセスされる適切な機能のロックを解除できるように、装置ＩＤを提供することができる。同じ外部電子機器モジュール３４４からの後続の通信は、通信マネージャ３４０が外部電子機器モジュール３４４から受信したデータをファームウェアの適切なセクションに向けることができるように、パケット識別と同じ装置ＩＤを利用することができる。

図１０は、ガスエンジン交換装置１０に取り付けるように構成される外部電子機器モジュール３４４（例えば、外部電子機器モジュール３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃのうちの１つ）の例の概略図である。外部電子機器モジュール３４４は、電子プロセッサ１０１０、メモリ１０１２、ガスエンジン交換装置インタフェース１０１４（又はＧＥＲ装置インタフェース１０１４）、ユーザインタフェース１０１６、動力機器／付属品インタフェース１０１８、センサ１０２０、及びモータ１０２２を含み得る。図１０の図示された実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、要素１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０１８、１０２０、及び１０２２を含む。しかしながら、幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、図１０に示されるものよりも少ない又は追加のコンポーネントを含む。例えば、幾つかの実施形態においては、モータ１０２２は含まれず、幾つかの実施形態においては、センサ１０２０が含まれない。更に、幾つかの実施形態において、モータ１０２２以外の負荷が提供される（例えば、更に別の負荷に提供される電力を制御する１つ以上のソレノイドアクチュエータ）。

メモリ１０１２は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の非一時的コンピュータ読取可能媒体、又はそれらの組み合わせを含む。電子プロセッサ１０１０は、メモリ１０１２と通信してデータを格納し、格納されたデータを取り出すよう構成される。電子プロセッサ１０１０は、メモリ１０１２から命令及びデータを受信し、とりわけ命令を実行するよう構成される。特に、電子プロセッサ１０１０は、メモリ１０１２に格納された命令を実行して、本明細書中に説明する方法を実行する。幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、電子プロセッサ１０１０及び／又はメモリ１０１２を含まなくてもよく、外部電子機器モジュール３４４のハードウェア要素又は回路に基づいて機能してもよい。例えば、センサ１０２０、ユーザインタフェース１０１６、ＧＥＲ装置インタフェース１０１４、及び動力機器／付属品インタフェース１０１８のうちの１つ以上からの入力は、ＧＥＲ装置インタフェース１０１４、ユーザインタフェース１０１６、又は動力機器／付属品インタフェース１０１８を介して、１つ以上の電子プロセッサ３０２にルーティングされ得る。

ＧＥＲ装置インタフェース１０１４は、外部電子機器モジュール３４４のハウジング（例えば、図１１のハウジング１１１０）上に配置され得る。ＧＥＲ装置インタフェース１０１４は、ガスエンジン交換装置１０のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ（例えば、外部電子機器モジュール３４４又はモジュールの一部は手持ち式であってもよい）に直接か、又はコネクタ及びケーブルを介してのいずれかで、取り外し可能に受け入れ、支持するように構成される１つ以上のインタフェースを含む。幾つかの実施形態において、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ及び／又はＧＥＲ装置インタフェース１０１４は、インタフェースの接続を案内し、許可されていない又は互換性のない装置がそれに取り付けられるのを防ぐための機械的キーを含む。幾つかの実施形態において、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ及び／又はＧＥＲ装置インタフェース１０１４は、例えば、機械的ケーシング及び／又は電気エンクロージャで構成されて、装置又はモジュールの電子機器を侵入、ほこり、偶発的な接触、及び水災害から保護し、そして異物への定格を有し得る。或いは、又は更に、ＧＥＲ装置インタフェース１０１４は、電子プロセッサ１０１０がトランシーバ３２６を介して電子プロセッサ３０２と通信することができるように、無線トランシーバを含み得る。

ＧＥＲ装置インタフェース１０１４は、外部電子機器モジュール３４４の電子プロセッサ１０１０が、外部電子機器モジュール３４４のＧＥＲ装置インタフェース１０１４、及びガスエンジン交換装置１０のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２に通信可能に結合されるように、外部電子機器モジュール３４４の電子プロセッサ１０１０に結合され得る。

図１、２、９及び１０を引き続き参照すると、ＧＥＲ装置インタフェース１０１４は、通信インタフェース及び結合インタフェースを含む。通信インタフェースは、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃに対応する電気コネクタを含む。電気コネクタは、外部電子機器モジュール３４４とガスエンジン交換装置１０との間の電気通信及び／又はデータ通信を容易にするように構成される。電気コネクタは、任意の適切なタイプの入力及び／又は出力コネクタとすることができる。更に、幾つかの実施形態において、電気コネクタは、別個の電源コネクタ及びデータコネクタを画定することができ、これらは、同様に、任意の適切なタイプの電源コネクタ及びデータコネクタであり得る。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０からの電力は、外部電子機器モジュール３４４に供給され、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ及び電気コネクタを介して送信される。例えば、外部電子機器モジュール３４４に電力を供給するために、３～６本のワイヤのケーブルを利用して、通信ライン及び電圧入力に戻り用のアースを提供することができる。

ユーザインタフェース１０１６は、外部電子機器モジュール３４４のハウジング（例えば、図１１のユーザインタフェース１０１６のハウジング）上に配置され得るか、又はハウジングから分離され、ケーブルによって又は無線で結合され得る（例えば、インタフェースは手持ち式であってもよい）。ユーザインタフェース１０１６は、電子プロセッサ１０１０に結合されている。ユーザインタフェース１０１６は、ユーザ入力を受信し、及び／又はガスエンジン交換装置１０、外部電子機器モジュール３４４、及び／又はガスエンジン交換装置１０に取り付けられた動力機器についてユーザにフィードバックを提供するための入力及び／又は出力機能を有し得る。幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６は、ガスエンジン交換装置１０のユーザ入力装置３２２及び／又はインジケータ３３０と同様であり得、或いは、ユーザインタフェース１０１６は、ユーザ入力装置３２２及び／又はインジケータ３３０の代わりに動作させることができる。例えば、ユーザインタフェース１０１６は、ユーザインタフェース１０１６が押される（又は他の方法で作動される）ときに、信号が電子プロセッサ１０１０によって電子プロセッサ３０２に送信され、電流が電力スイッチングネットワーク３１０を介してバッテリパック５０からモータ３６に供給されるように、トリガ又は電源ボタンを含み得る。ユーザインタフェース１０１６を利用して、ガスエンジン交換装置１０のモータ３６の所望の回転速度又は印加されるトルクを制御することができる。幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６は、トリガプル、スライダー、ダイヤル、又はディスプレイ装置（例えば、インタラクティブディスプレイ）等を含み得る。幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６は、ユーザによって作動される前進／後退スイッチ、又はユーザがガスエンジン交換装置１０の動作モードを選択することを可能にするモード選択スイッチを含む。

幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６はインジケータを含み、電子プロセッサ１０１０は、電子プロセッサ１０１０によってガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２から受信することができる、ガスエンジン交換装置１０の異なる状態に基づいて、情報をオン、オフ、又は他の方法で伝達するための制御信号をユーザインタフェース１０１６に提供する。ユーザインタフェース１０１６は、例えば、１つ以上の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）又は表示画面を含むことができる。ユーザインタフェース１０１６は、ガスエンジン交換装置１０、外部電子機器モジュール３４４、又はガスエンジン交換装置１０に取り付けられた動力機器の状態又はそれに関連する情報を表示するように構成することができる。例えば、ユーザインタフェース１０１６は、ガスエンジン交換装置１０の測定された電気的特性、ガスエンジン交換装置１０の状態、ガスエンジン交換装置１０のモード等を示すように構成され得る。ユーザインタフェース１０１６はまた、ディスプレイ、ライト、ＬＥＤ、警告、可聴アラート、又はその他のフィードバックユーザインタフェースを通す等してユーザに情報を伝達するための要素を含み得る。幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６は、バッテリパック５０から引き出され、動作中に負荷によって使用される電力の量を示すエコインジケータを含む。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、動力機器（例えば、図１２のポンプシステム１２２０）又は付属品（例えば、ライト、ファン、掃除機、噴霧器、スピーカ等）に接続するための動力機器／付属品インタフェース１０１８を含み得る。動力機器／付属品インタフェース１０１８は、直接、ケーブルを介して、又は無線で（例えば、動力機器／付属品インタフェース１０１８は、無線トランシーバを含み得る）、動力機器又は付属品に接続することができる。幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４の電子プロセッサ１０１０は、例えば、ユーザインタフェース１０１６を介してユーザにフィードバックを提供するために利用され得る動力機器又は付属品から動作又は性能データを受信し得る。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、１つ以上のセンサ１０２０（例えば、レベルセンサ、フロート、位置センサ、温度センサ、加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、空気品質センサ、モータ速度センサ、等）を含む。センサ１０２０は、外部電子機器モジュール３４４、ガスエンジン交換装置１０、及び／又は周囲環境の条件又は状態を検出するように構成され得る。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ１０１０は、センサ１０２０からアナログ又はデジタル信号を受信し、応答動作を決定する。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ１０１０は、センサ１０２０からの出力及び／又はユーザインタフェース１０１６からのユーザ入力を受信し、ルックアップテーブルを使用して応答動作を決定するように構成される。例えば、センサ出力及び／又はユーザ入力に応答して、電子プロセッサ１０１０は、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２に信号を送信して、モータ３６を制御し、ユーザインタフェース１０１６に信号を送信して、ガスエンジン交換装置１０又はガスエンジン交換装置１０に取り付けられた動力機器の状態又は動作を示し、又は動力機器／付属品インタフェース１０１８を介して信号を送信して動力機器を制御することができる。

幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、モータ１０２２を含む。モータ１０２２は、外部電子機器モジュール３４４の電力スイッチングネットワーク（図示せず）を介して電子プロセッサ１０１０によって制御され得る。モータ１０２２は、外部電子機器モジュール３４４の付属品（例えば、ファン、掃除機、噴霧器等）、ガスエンジン交換装置１０、又はガスエンジン交換装置１０に取り付けられた動力機器を駆動し得る。電子プロセッサ１０１０は、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２から、動力機器／付属品１０１８を介して動力機器から、センサ１０２０から受信した入力に基づいて、又はユーザインタフェース１０１６を介して受信されたユーザ入力に基づいて、モータ１０２２を駆動するか、又はライト又はスピーカ等の付属品を作動させることができる。

幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６は、タッチディスプレイ又はノブとボタンの組み合わせ等のカスタマイズ可能なユーザインタフェース上のデジタル制御を含む。幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６は、モジュール式、有線式、又は無線式とすることができ、ガスエンジン交換装置１０に取り付け可能であるか、又は手持ち式とすることができる。幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、バッテリパック５０の充電及び温度等のガスエンジン交換装置１０のある特定の特性のための状態インジケータを含む、遠隔制御により制御することができる。幾つかの実施形態において、外部電子機器モジュール３４４は、遠隔のプログラム可能な装置により状態表示を提供することができる。

図１１は、電子機器を図１のガスエンジン交換装置に取り付けるための外部電子機器モジュール３４４を示す図である。図１１の外部電子機器モジュール３４４は、ガスエンジン交換装置１０に取り付けられた動力機器に対するフィードバックを提供するためのユーザインタフェース１０１６を含む。動力機器は、ガスエンジン交換装置１０のモータ３６によって駆動される。図示されるように、図１１のユーザインタフェース１０１６は、レベルインジケータ１１２８、エコインジケータ１１３０、及びバッテリメータ１１３２を含む３つのコンポーネントを含む。しかしながら、幾つかの実施形態において、ユーザインタフェース１０１６は、３つのコンポーネントのうちの２つのみを含み得、他の実施形態では、ユーザインタフェース１０１６は、３つのコンポーネントのうちの１つだけ、又は３つのコンポーネントに加えてさらなるコンポーネントを含み得る。高電圧バッテリ駆動の動力機器の動作に対するユーザの認識は、一般的なガスエンジン装置とは異なる。オペレータは、動力機器を作動させるためにガスエンジン交換装置１０のバッテリパック５０から引き出される電流の量に気付かない場合がある。この認識の欠如は、電動工具の非効率的な動作をもたらし、バッテリパックの通常の放電よりも速くなったり、又はワークピースの動作の完了が遅くなる可能性がある。ユーザインタフェース１０１６は、動力機器の改善された効率及び制御を可能にするために、オペレータに有用なフィードバックを提供し得る。

レベルインジケータ１１２８は、中央インジケータ１１３４及び方向インジケータ１１３６を含む。図示の例では、中央インジケータ１１３４は棒状であり、ガスエンジン交換エンジンによって駆動される機器が水平であるかどうかを示す。例えば、中央インジケータ１１３４は、出力シャフト１４０の回転軸が地面と平行であるか（すなわち、シャフトが横向きで使用される場合は水平）、又は地面に対して垂直であるか（すなわち、シャフトが直立した向きで使用される場合は垂直）のいずれかを示す。中央インジケータ１１３４は、回転軸が地面に対して水平又は垂直であることをユーザに示すために点灯され得る。方向インジケータ１１３６は、４つのインジケータを含み、中央インジケータ１１３４のそれぞれの側に１つずつある。方向インジケータ１１３６は、中央インジケータ１１３４を指す矢印のような形をしている。方向インジケータ１１３６は、ユーザが回転軸を地面に平行又は垂直のいずれかに位置合わせするために動力機器を傾斜又は移動する方向を決定するのに役立つ。例えば、動力機器を左に傾けるか又は動かすべきである場合、矢印が左を指す右方向インジケータ１１３６を点灯することができる。一実施形態では、センサ１０２０（図１０を参照）は、地球の引力に対する位置を示すように構成される加速度計を含み、これは、電子プロセッサ１０１０が受信し、電子プロセッサ１０１０が、レベルインジケータ１１２８に送信される制御信号に基づいてガスエンジン交換装置１０のレベルを示す。

エコインジケータ１１３０は、ガスエンジン交換装置１０が動力機器を駆動しているときにガスエンジン交換装置１０のモータ３６によって使用されている電力量（すなわち、モータ３６を駆動するためにガスエンジン交換装置１０のバッテリパック５０から引き出されている電流の量）を示すために、ユーザインタフェース１０１６上に提供される。図示の例では、エコインジケータ１１３０は、５つのＬＥＤバー１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６を含む。ＬＥＤバー１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６は、ガスエンジン交換装置１０のモータ３６を操作して結合された動力機器を駆動するために複数の性能領域１１０２、１１０４、１１０６に分割された性能マップに分散されている。ＬＥＤバー１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６の照明は、電子プロセッサ３０２によって外部電子機器モジュール３４４に送信される制御信号に基づく。例えば、モータ３６が起動されて（例えば、外部電子機器モジュール３４４上の入力ユーザインタフェース１０１６へのユーザ入力、又は動力機器上のトリガ入力に基づいて）動力機器を駆動している間、電子プロセッサ３０２は、電流センサ３１８からの出力を受信し、モータ３６に流れる電流を決定する。電子プロセッサ３０２は、検出されたモータ電流を電流閾値の範囲と比較して、電流レベルを決定する。一例では、電流閾値は、モータ３６を駆動するための許容電流（例えば、最大電流レベル）の２０％、４０％、６０％、８０％、及び１００％である。閾値は、ＬＥＤバー１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６にそれぞれマッピングされ得る。許容電流は、バッテリパック５０又は動力機器に損傷を与えることなくバッテリパック５０が放電できる指定された電流レベルであり得る。この指定された、すなわち最大のバッテリ電流は、最大許容モータ電流として選択できる。次に、電子プロセッサ３０２は、外部電子機器モジュール３４４への信号を生成して、決定された電流レベルに従って、適切なＬＥＤバー１１３８、１１４０、１１４２、１１４４、１１４６を点灯する。

ユーザインタフェース１０１６のバッテリメータ１１３２は、ガスエンジン交換装置１０のバッテリパック５０の充電状態を示すために点灯されるＬＥＤバー（例えば、４つのＬＥＤバー）を含む。バッテリメータ１１３２のＬＥＤバーは、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２から外部電子機器モジュール３４４によって受信された、バッテリパック５０の残りの充電レベルを示す信号に基づいて点灯される。バッテリメータ１１３２のＬＥＤバーは、バッテリパック５０に残っている充電のレベルを示すために、対応する充電レベルの閾値に従って点灯され得る。

図１２は、ガスエンジン交換装置１０によって受け入れられた外部電子機器モジュール３４４を備えたガスエンジン交換装置１０に取り付けられたポンプシステム１２２０の斜視図である。ポンプシステム１２２０は、ガスエンジン交換装置１０を支持するフレーム１２２４とポンプ１２２８とを含み、ガスエンジン交換装置１０はポンプ１２２８を駆動するよう動作可能である。外部電子機器モジュール３４４のＧＥＲ装置インタフェース１１１４（図１０に示される）は、ガスエンジン交換装置１０のモジュールインタフェース３４２３４２３４２によって受け入れられて、外部電子機器モジュール３４４をガスエンジン交換装置１０に接続する。図示のポンプ１２２８（すなわち、動力機器）は、材料をポンプ１２２８の入口１２３６からポンプ１２２８の出口１２４０に移動させるよう軸を中心として回動自在な、ポンプ１２２８のハウジング１２３２内部に位置決めされるインペラを有する遠心ポンプである。具体的には、ポンプ１２２８は、デブリがポンプ１２２８内に捕捉され、ポンプシステム１２２０の性能を低下させることなく、入口１２３６から出口１２４０までポンプ１２２８を通過するよう液体（例えば、水）とデブリ（例えば、泥、小石、リース、砂、スラッジ等の固体材料）との混合物を提供することに十分なクリアランス（例えば、８ミリメートル）をポンプ１２２８のインペラとハウジング１２３２との間に含む「トラッシュポンプ」である。

一般的に、ガスエンジンポンプは、１つの動作モードのみを含んでいる。特に、ガスエンジンはモータを一方向にのみ回転させてもよく、これはポンプの機能を制限する。これに対して、ポンプシステム１２２０は、前進及び後退両方向に回転することができるモータ３６を含むガスエンジン交換装置１０を含んでいる。従って、ポンプシステム１２２０は、モータの回転方向に基づいて異なる機能を実行するよう適合される。電子プロセッサ３０２がモータ３６を第１の方向に回転させると、ポンプ１２２８は、材料をポンプ１２２８の入口１２３６からポンプ１２２８の出口１２４０に移動させるようインペラを前進方向に駆動してもよい。電子プロセッサ３０２がモータ３６を第２の方向に回転させると、ポンプ１２２８は、デブリがポンプ１２２８内部に詰まっている場合に（前進ギヤ及び後退ギヤを含むトランスミッションを利用することなく）詰まりを取り除くか、又はポンプ１２２８をきれいにするようインペラを駆動してもよい。幾つかの実施形態において、モータ３６は、ポンプ１２２８内の詰まりを取り除くよう、第１の方向よりも遅い速度で第２の方向に回転するよう電子プロセッサ３０２によって制御されてもよい。例えば、電子プロセッサ３０２は、第２の方向と比べて高速で第１の方向にモータ３６を回転させるよう、第２の方向に駆動する場合のデューティ比よりも第１の方向に駆動する場合のデューティ比が高いＰＷＭ信号を電力スイッチングネットワーク３１０のＦＥＴに提供してもよい。

ポンプ１２２８のポンプセンサ１２４１、１２４２は、動力機器／付属品インタフェース１０１８を介して外部電子機器モジュールの電子プロセッサ１０１０と通信している。センサ１２４１は、ポンプ１２２８を通って移動する液体の量を検出する。センサ１２４１からの出力に基づいて、外部電子機器モジュール３４４の電子プロセッサ１０１０は、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２に信号を送信して、液体の量が閾値レベル以上である場合にポンプ１２２８の動作を可能にし（例えば、モータ３６を駆動する）、液体の量が閾値レベルを下回る場合にポンプ１２２８の動作を自動的に停止する。しかしながら、他の実施形態では、電子プロセッサ３０２は、モータ３６によって引き出される電流を単に監視して、モータ３６を減速するか又は停止するかを決定することができる。

ポンプ１２２８上のセンサ１２４２は、外部電子機器モジュール３４４の動力機器／付属品インタフェース１０１８を介して電子プロセッサ１０１０に接続され、ポンプ１２２８のインペラリザーバに配置される。センサ１２４２は、インペラリザーバの吸引又は流体レベルを監視する。電子プロセッサ１０１０は、センサ１２４２からの出力を受信し、ポンプ１２２８が適切にプライミングされていないことをセンサ１２４２の出力が示すとき、ユーザインタフェース１０１６のインジケータ（例えば、ＬＥＤ又はディスプレイ装置）に信号を出力することができる。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ１０１０は、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２に信号を送信して、センサ１２４２の出力に基づいてポンプシステム１２２０を保護するためにポンプ１２２８を自動的に遮断することができる。或いは、又は更に、センサ１２４２からの出力に基づいて、電子プロセッサ１０１０は、電子プロセッサ３０２に、又はポンプ１２２８上の電子制御弁１２４３に直接、信号を送信して、排気開口を調整して、自動プライミング機能をサポートして、ポンプシステム１２２０を保護することができる。

図１３は、１つ以上の外部電子機器モジュール３４４を図１のガスエンジン交換装置１０にインタフェースするための方法１３００のフローチャートである。以下の方法は、１つの外部電子機器モジュール３４４をインタフェースするためのプロセスを概説するが、追加の外部電子機器モジュール３４４をガスエンジン交換装置１０にインタフェースするためにも適用され得る。

ステップ１３０２において、ガスエンジン交換装置１０は、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃで外部電子機器モジュール３４４を受け入れる。外部電子機器モジュール３４４は、ガスエンジン交換装置１０及び／又はガスエンジン交換装置１０によって駆動される動力機器の機能拡張のための電子機器を含む。外部電子機器モジュール３４４のＧＥＲ装置インタフェース１１１４（図１０に示される）は、ガスエンジン交換装置１０（図９に示される）のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃによって受け入れられて、外部電子機器モジュール３４４をガスエンジン交換装置１０に接続する。例えば、図１２のポンプシステム１２２０を参照すると、ガスエンジン交換装置１０は、外部電子機器モジュール３４４を受け入れるモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを含む。別の例では、ガスエンジン交換装置１０は、農業用噴霧器、コンクリートのこぎり、又は圧縮機等の異なる動力機器に結合される。

ステップ１３０４において、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２は、どのタイプの外部電子機器モジュール３４４がモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃによって受け入れられるかを検出し、受信モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃのために構成された通信方法に基づいて、受け入れられた外部電子機器モジュール３４４との通信を確立することができる。例えば、電子プロセッサ３０２は、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃとの間で送信及び／又は受信された信号に基づいて、取り付けられた外部電子機器モジュール３４４のタイプを決定することができる。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、外部電子機器モジュール３４４から装置識別子（ＩＤ）を受信する。或いは、又は更に、電子プロセッサ３０２は、ＧＥＲ装置インタフェース１０１４と通信している、又は使用される通信プロトコルのタイプに基づいている、電子プロセッサ３０２のＡＤＣを使用して検出された電圧レベル又は抵抗値に基づいて、取り付けられた外部電子機器モジュール３４４のタイプを決定することができる。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６に格納されたルックアップテーブルから、（例えば、外部電子機器モジュール３４４から受信又は推定されたデータをルックアップテーブルへのインデックスとして使用して）取り付けられた外部電子機器モジュール３４４に関する情報を検索することができ、又は、外部電子機器モジュール３４４から受信した信号の情報に基づいて、受け入れられた外部電子機器モジュール３４４のタイプを決定することができる。

例えば、図１２を参照すると、ポンプシステム１２２０内のガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２は、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃに取り付けられた外部電子機器モジュール３４４が、ポンプシステム用の外部電子機器モジュール３４４であると決定することができ、これは、センサ１２４１、センサ１２４２、及び電子制御弁１２４３のうちの１つ以上と（例えば、有線接続を介して）通信するように構成される動力機器／付属品インタフェース１０１８（図１０を参照）を含む。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、外部電子機器モジュール３４４がポンプシステム用の第２のタイプの外部電子機器モジュール３４４であると決定し、外部電子機器モジュール３４４は、ガスエンジン交換装置１０の動作に関するフィードバックを提供するためのユーザインタフェース１０１６、及びユーザインタフェース１０１６に表示される情報を生成するために使用される関連するセンサ１０２０を更に（又は代わりに）含んでいる。例えば、ユーザインタフェース１０１６は、図１１に示されるように、レベルインジケータ１１２８、エコインジケータ１１３０、及びバッテリメータ１１３２のうちの１つ以上を含み得、センサ１０２０は、電流センサ、バッテリセンサ、及び加速度計のうちの１つ以上を含み得る。

別の例では、ガスエンジン交換装置１０が農業用噴霧器のポンプモータを駆動するように結合されている場合、電子プロセッサ３０２は、外部電子機器モジュール３４４が噴霧器システム用の外部電子機器モジュール３４４であると決定することができ、外部電子機器モジュール３４４は、起動スイッチを含む入力を備えたユーザインタフェース１０１６、及び噴霧器のユーザ制御のための圧力レベル制御機構（例えば、ユーザインタフェース１０１６）、及び噴霧器のタンク内の流体レベルをユーザに通知する供給レベルインジケータ（例えば、タンクに残っている噴霧器によって噴霧される流体の量を示す）を含む。別の例では、ガスエンジン交換装置１０は、噴霧器の推進モータを駆動し（すなわち、噴霧器の駆動輪を推進するための原動力を提供し）、外部電子機器モジュール３４４は、流体を加圧及び噴霧するためのポンプモータとして機能するモータ（例えば、モータ１０２２）への出力、並びに噴霧器の第１の外部電子機器モジュール３４４で説明した他の入力及び出力を含む噴霧器のための、第２のタイプの外部電子機器モジュール３４４であると決定される。

別の例では、ガスエンジン交換装置１０が動力機器に結合され、電子プロセッサ３０２は、外部電子機器モジュール３４４が図１１に示されるタイプであるか、又は、振動を感知するように構成される（例えば、センサ１０２０は振動センサを含む）か、ユーザインタフェース１０１６を介してユーザからのモード選択入力を受信するように構成されるか、電子プロセッサ３０２からの制御信号を受信して外部電子機器モジュール３４４の一部であるか、又は動力機器／付属品インタフェース１０１８を介して、若しくはそれらの組み合わせで、ソレノイドアクチュエータに出力を提供するように構成される、一般的な外部電子機器モジュール３４４である、と決定する。

ステップ１３０６において、電子プロセッサ３０２は、受け入れられた外部電子機器モジュール３４４との相互作用のためにガスエンジン交換装置１０を構成する。例えば、電子プロセッサ３０２は、外部電子機器モジュール３４４の定義（例えば、通信プロトコル、利用可能な機能、動作範囲等の定義）を決定することができ、外部電子機器モジュール３４４によって、又は外部電子機器モジュール３４４のためにアクセスされる適切な機能のロックを解除することができる。幾つかの実施形態において、装置ＩＤは、受け入れられた外部電子機器モジュール３４４から受信され、メモリ３０６内のルックアップテーブルへのインデックスとして使用されて、特定のタイプの外部電子機器モジュール３４４の構成データを検索し、次に、電子プロセッサ３０２は、構成データに基づいて特定の外部電子機器モジュール３４４の定義を構成する。次に、同じ外部電子機器モジュール３４４との後続の通信において、通信マネージャ３４０が受け入れられた外部電子機器モジュール３４４から受信したデータをファームウェアの適切なセクションに向けることができるように、同じ装置ＩＤをパケット識別として使用することができる。

例えば、ステップ１３０４において、電子プロセッサ３０２は、ガスエンジン交換装置１０に結合された外部電子機器モジュール３４４が、ポンプシステムのための第１又は第２のタイプの外部電子機器モジュールであることを決定することができ、ステップ１３０６において、電子プロセッサ３０２は、装置ＩＤを使用してメモリ３０６にアクセスして、外部電子機器モジュール３４４の様々な入力、出力、及び／又は他の機能、並びにこれらの態様を通信及び使用する方法を決定することができる。例えば、装置ＩＤに関連する特定のファームウェアルーチンは、電子プロセッサ３０２が外部電子機器モジュール３４４と相互作用することを可能にするために有効化又は検索され得る。

ステップ１３０８において、ガスエンジン交換装置１０及び受け入れられた外部電子機器モジュール３４４は、ステップ１３０６からの構成に基づいて動作される。電子プロセッサ３０２は、受け入れられた外部電子機器モジュール３４４が、入力を受信するか、出力を提供するか、又はその両方を行い、それに応じて動作するタイプのモジュールであると決定することができる。例えば、受け入れられた外部電子機器モジュール３４４は、入力モジュールであり得、センサ１０２０、ユーザインタフェース１０１６、又は入力を受信するための動力機器／付属品インタフェース１０１８を含み得る。受け入れられた外部電子機器モジュール３４４の電子プロセッサ１０１０は、センサ入力、ユーザ入力、又はガスエンジン交換装置１０に取り付けられた動力機器からの入力を受信し、入力をガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２に通信することができる。電子プロセッサ３０２は、受信した入力に基づいて、モータ３６の駆動又は速度制御等のアクションを実行するか、又は信号を送信して負荷１０２２を起動するか、又は異なる外部電子機器モジュール３４４上のユーザインタフェース１０１６を制御することができる。

入力モジュールとして構成された外部電子機器モジュール３４４の一例では、外部電子機器モジュール３４４を受け入れたガスエンジン交換装置１０は、農業用噴霧器に取り付けられている（例えば、車両に配置されるか又はウォークビハインド）。受け入れられた外部電子機器モジュール３４４のユーザインタフェース１０１６は、ユーザが噴霧器の強度をそれぞれ起動及び制御するための起動スイッチ及び圧力レベル制御機構を含む入力を有することができる。ステップ１３０８の例では、外部電子機器モジュール３４４は、圧力レベル（例えば、ユーザインタフェース１０１６のダイヤル又はセレクタを介して）及び起動スイッチの作動（例えば、押しボタン又はユーザインタフェース１０１６のトグルを介して）を受信する。それに応答して、外部電子機器モジュール３４４は、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２に信号を送信する。次に、電子プロセッサ３０２は、電力スイッチングネットワーク３１０に信号を送信して、起動スイッチの作動に基づいてバッテリパック５０からの電力でモータ３６を駆動し、圧力レベルに基づいて電力スイッチングネットワーク３１０を制御するためのＰＷＭデューティ比を設定する（例えば、圧力レベルが高いほど、デューティ比が高くなる）。或いは、又は更に、外部電子機器モジュール３４４は、センサ１０２０を含み得、モータ３６を起動することを示すために電子プロセッサ３０２に送信される信号は、センサ１０２０からの出力に基づくことができる。例えば、センサ１０２０は、ガスエンジン交換装置１０及び噴霧器（又はそれらを輸送する車両）の速度を検出する加速度計又はタコメータであり得る。センサ１０２０からの出力に基づく信号は、外部電子機器モジュール３４４から電子プロセッサ３０２に送信され、電子プロセッサ３０２は、噴霧器システムの速度又は動きに基づいて、噴霧器の起動及び／又は圧力レベルを制御する。例えば、速度が第１のより低い閾値を超えると（すなわち、モータ３６は第１のより低いデューティ比で制御される）、噴霧器は電子プロセッサ３０２によって起動され得、次いで、速度が増加するにつれてデューティ比が増加する（例えば、対応する増分速度閾値にマップされた２、５、又は１０％の増分で）。

別の例では、受け入れられた外部電子機器モジュール３４４は出力モジュールとして構成され、外部電子機器モジュール３４４を受け入れたガスエンジン交換装置１０は、再び農業用噴霧器に取り付けられる（例えば、車両に配置されるか又はウォークビハインド）。外部電子機器モジュール３４４は、ガスエンジン交換装置１０及び／又はガスエンジン交換装置１０に取り付けられた動力機器の性能又は状態を伝達する音声及び／又は視覚的インジケータを有するユーザインタフェース１０１６を含む。出力装置としてユーザインタフェース１０１６を含む外部電子機器モジュール３４４の例は、図１１に関して説明される。図１１に関して図示及び説明されているようにユーザインタフェース１０１６は、レベルインジケータ１１２８、エコインジケータ１１３０、及びバッテリメータ１１３２のうちの１つ以上を含む。電子プロセッサ３０２は、モータ３６を駆動することによって噴霧器を制御して、外部電子機器モジュール３４４のユーザインタフェース１０１６を介してユーザに性能フィードバックを提供できる。

外部電子機器モジュール３４４は、電子プロセッサ３０２が外部電子機器モジュール３４４によって受信された入力に基づいてモータ３６を制御するように、そして電子プロセッサ３０２が外部電子機器モジュール３４４を制御してユーザフィードバックを提供するように、入力及び出力コンポーネントの両方を含み得る。例えば、上記の噴霧器の例に関して、外部電子機器モジュール３４４は、モータ３６を制御するために使用される電子プロセッサ３０２に（例えば、起動スイッチ及び圧力レベルを介して）入力信号を提供することができ、電子プロセッサ３０２によって制御されて、ユーザインタフェース１０１６を介して（例えば、図１１に示されるユーザインタフェース１０１６のインジケータを介して）出力を提供することができる。入力は、ガスエンジン交換装置１０の電子プロセッサ３０２によって受信され得、電子プロセッサ３０２は、ユーザインタフェース１０１６上に表示するために外部電子機器モジュール３４４にフィードバックを提供し得る。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２又は電子プロセッサ１０１０は、センサ１０２０、ユーザインタフェース１０１６、又は動力機器／付属品インタフェース１０１８からの入力を処理して、入力に基づいてユーザインタフェース１０１６を介してユーザにフィードバックを提供することができる。

幾つかの実施形態において、方法１３００は、ガスエンジン交換装置１０に取り付けられた各外部電子機器モジュール３４４ごとに（それぞれのモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して）１回ずつ、複数回実行される。例えば、上記の噴霧器の例に関して、モータ３６を制御するために使用される電子プロセッサ３０２に（例えば、起動スイッチ及び圧力レベルを介して）入力信号を提供するための入力モジュールとして構成された第１の外部電子機器モジュール３４４は、第１のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃに取り付けることができ、次いで、ユーザインタフェース１０１６を介して（例えば、図１１に示されるユーザインタフェース１０１６のインジケータを介して）出力を提供するために電子プロセッサ３０２によって制御される出力モジュールとして構成された第２の外部電子機器モジュール３４４は、第２のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃに取り付けられる。方法１３００は、各外部電子機器モジュール３４４の受け入れ時に実行され得る。

ガスエンジン交換装置１０は、圧縮機、ランマ、ジェッター、及びポンプシステム等の他の動力機器に結合され、それを駆動することができる。

幾つかの実施形態において、ガスエンジン交換装置１０は、指定された通信プロトコルを利用して、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ（例えば、ＲＳ４８５、ＵＡＲＴ、ＳＰＩ、ＣＡＮバス、ＵＳＢ、電圧又は抵抗レベル等）を介して外部電子機器モジュール３４４と通信するように構成されている。構成された通信プロトコルは、ガスエンジン交換装置１０の寿命の間固定され得るか、又は構成可能又は再構成可能であり得る。例えば、通信プロトコルは、ガスエンジン交換装置１０のＯＥＭによってガスエンジン交換において事前構成され得る。或いは、又は更に、ＯＥＭユーザ又はエンドユーザは、モジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して通信プロトコルを構成又は再構成し得る。異なるモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃは、同じ又は異なる通信方法のために構成され得る。

幾つかの実施形態において、外部装置３３８は、ガスエンジン交換装置１０を構成又は再構成するために使用される。外部装置３３８は、グラフィカルユーザインタフェースを生成するアプリケーションでプログラムされ得る。グラフィカルユーザインタフェースは、ユーザが、１つ以上のモジュールインタフェース３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃを介して、電子プロセッサ３０２によって通信プロトコルを選択又は定義することを可能にする。次に、外部装置３３８は、ユーザの選択に基づく情報又は通信パラメータを、トランシーバ３２６を介して電子プロセッサ３０２に送信し、電子プロセッサ３０２は、それに応じてガスエンジン交換装置１０を構成する。幾つかの実施形態において、メモリ３０６内のルックアップテーブルは、モジュールインタフェース３４２を介して通信プロトコルを構成するための通信パラメータを含み得る。

Claims (20)

1. 動力機器を駆動するガスエンジン交換装置の機能を拡張するための方法であって、
   前記ガスエンジン交換装置の電子プロセッサによって、電力スイッチングネットワークを制御して、バッテリパックから電力を選択的に供給して、前記ガスエンジン交換装置のモータを回転させることと、
   前記ガスエンジン交換装置のモジュールインタフェースによって、外部電子機器モジュールを受け入れることと、
   前記ガスエンジン交換装置の前記電子プロセッサによって、前記モジュールインタフェースによって受け入れられた前記外部電子機器モジュールのタイプを検出することと、
   前記電子プロセッサによって、前記モジュールインタフェースによって受け入れられた前記外部電子機器モジュールの前記タイプに基づいて、前記ガスエンジン交換装置を構成することと、
   前記電子プロセッサによって、前記モジュールインタフェースを介して前記外部電子機器モジュールと通信することと、
   を含む、方法。
2. 前記電子プロセッサによって、前記ガスエンジン交換装置の前記モジュールインタフェースを介した指定された通信方法のために前記ガスエンジン交換装置を構成すること
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記電子プロセッサによって、前記ガスエンジン交換装置を動作させて前記外部電子機器モジュールから受信した入力に基づいて前記動力機器を制御することを更に含み、前記外部電子機器モジュールは、センサ、ユーザインタフェース、又は動力機器インタフェースのうちの少なくとも１つを含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記電子プロセッサによって、前記外部電子機器モジュールのユーザインタフェースによる性能情報の表示のために、前記動力機器の前記性能情報を前記外部電子機器モジュールに送信すること
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
5. 動力機器を駆動するための機能拡張を備えたガスエンジン交換装置であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに結合され、バッテリパックを取り外し可能に受け入れるよう構成されるバッテリレセプタクルと、
   前記ハウジング内に位置するモータと、
   前記モータからトルクを受け、前記ハウジングの側面から突出する動力取出シャフトと、
   前記バッテリパックから前記モータに電力を選択的に提供するよう構成される電力スイッチングネットワークと、
   外部電子機器モジュールを受け入れるように構成されるモジュールインタフェースと、
   前記電力スイッチングネットワーク、前記モジュールインタフェース及びメモリに接続された電子プロセッサであって、前記メモリは、前記電子プロセッサによって実行されると、前記電子プロセッサを、
   前記バッテリパックから選択的に電力を供給して前記モータを回転させ、
   前記モジュールインタフェースによって受け入れられた前記外部電子機器モジュールのタイプを検出し、
   前記モジュールインタフェースによって受け入れられた前記外部電子機器モジュールの前記タイプに基づいて前記ガスエンジン交換装置を構成し、
   前記モジュールインタフェースを介して前記外部電子機器モジュールと通信する、
   ように構成する命令を格納する、電子プロセッサと、
   を含む、ガスエンジン交換装置。
6. 前記電子プロセッサが、
   前記モジュールインタフェースを介した指定された通信方法のために前記ガスエンジン交換装置を構成する
   ように更に構成される、請求項５に記載のガスエンジン交換装置。
7. 前記電子プロセッサが、
   前記ガスエンジン交換装置を操作して、前記外部電子機器モジュールから受信した入力に基づいて前記動力機器を制御し、前記外部電子機器モジュールは、センサ、ユーザインタフェース、又は動力機器インタフェースのうちの少なくとも１つを含む
   ように更に構成される、請求項５に記載のガスエンジン交換装置。
8. 前記電子プロセッサが、
   前記外部電子機器モジュールのユーザインタフェースによる性能情報の表示のために、前記動力機器の前記性能情報を前記外部電子機器モジュールに送信する
   ように更に構成される、請求項５に記載のガスエンジン交換装置。
9. 動力機器を駆動するガスエンジン交換装置の機能を拡張するための外部電子機器モジュールであって、
   ガスエンジン交換装置インタフェースであって、前記ガスエンジン交換装置のインタフェースを受け入れるように構成され、前記ガスエンジン交換装置は、バッテリによって駆動されるモータを含む、ガスエンジン交換装置インタフェースと、
   メモリに結合された電子プロセッサであって、前記メモリは、前記電子プロセッサによって実行されると前記電子プロセッサを、
   前記ガスエンジン交換装置インタフェースを介して前記ガスエンジン交換装置と通信する
   ように構成する命令を格納する、電子プロセッサと、
   を含む、外部電子機器モジュール。
10. ユーザインタフェースを更に含み、
    前記電子プロセッサは、前記ガスエンジン交換装置によって駆動される前記動力機器に関連する性能情報を受信し、前記ユーザインタフェースに信号を送信して、前記ユーザインタフェースによって前記性能情報を示す、
    請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
11. ユーザインタフェースを更に含み、
    前記電子プロセッサは、前記ユーザインタフェースを介して、入力であって、前記ガスエンジン交換装置によって駆動される前記動力機器に関連する入力を受信し、前記ガスエンジン交換装置インタフェースを介して前記ユーザインタフェースを介して受信した前記入力に基づいた信号を、前記ガスエンジン交換装置のモータを制御するために前記ガスエンジン交換装置に送信する、
    請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
12. 入力ユーザインタフェースと、
    出力ユーザインタフェースと、
    を更に含み、
    前記電子プロセッサは、前記入力ユーザインタフェースを介して、入力であって、前記ガスエンジン交換装置によって駆動される前記動力機器に関連する入力を受信し、前記入力ユーザインタフェースを介して受信した前記入力に基づいた信号を、表示装置を起動するために前記出力ユーザインタフェースに送信する、
    請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
13. センサを更に含み、
    前記電子プロセッサは、前記センサからの出力を受信し、前記センサからの前記出力に基づく信号を、前記ガスエンジン交換装置のモータを制御するために、前記ガスエンジン交換装置インタフェースを介して前記ガスエンジン交換装置に送信する、
    請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
14. モータと、
    付属品インタフェースと、
    を更に含み、
    前記電子プロセッサは、前記センサからの出力を受信し、前記センサからの前記出力に基づく信号を前記モータに送信して付属品装置を駆動する、
    請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
15. ユーザインタフェースを更に含み、前記ユーザインタフェースは、インジケータ、スイッチ、ディスプレイ、モータ速度制御セレクタ、スピーカ、リレースイッチ、モータの前進又は後退セレクタ、オンオフスイッチ、又はモードスイッチのうちの少なくとも１つを含む、
    請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
16. センサを更に含み、
    前記センサは、フロート、位置センサ、加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、又は空気品質センサのうちの少なくとも１つを含む、
    請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
17. 前記外部電子機器モジュールが、前記ガスエンジン交換装置インタフェースを介して前記ガスエンジン交換装置に結合されたバッテリパックから電力を受信するように構成される、請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
18. 前記ガスエンジン交換装置インタフェースが、許可されていない装置が前記ガスエンジン交換装置インタフェースに取り付けられるのを防ぐための機械的キーを含む、請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
19. 前記ガスエンジン交換装置インタフェースが、前記ガスエンジン交換装置と無線通信するための無線トランシーバを含む、請求項９に記載の外部電子機器モジュール。
20. 前記ガスエンジン交換装置の前記モータの前進及び後退回転の間で選択するために構成される前進／後退スイッチ
    を更に含む、請求項１９に記載の外部電子機器モジュール。
    

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