具有電啟動(dòng)器和反沖啟動(dòng)器的手持發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的制作方法
【專利摘要】一種發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1，包括：?jiǎn)?dòng)器電機(jī)106，由從電池80供給的電力所驅(qū)動(dòng)以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)控制裝置102，由來(lái)自電池80的電力所驅(qū)動(dòng)以控制啟動(dòng)器電機(jī)106的旋轉(zhuǎn)、以及開關(guān)元件(FET)121，以串聯(lián)方式提供到從電池80到啟動(dòng)器電機(jī)106的電力供給電路，通過(guò)啟動(dòng)控制裝置來(lái)控制開關(guān)元件的開和關(guān)。當(dāng)啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)106時(shí)，在開關(guān)元件上執(zhí)行PWM控制并且執(zhí)行在其中逐漸增加占空比的軟啟動(dòng)。啟動(dòng)控制裝置102監(jiān)視溫度和電池電壓，并且根據(jù)溫度和電壓改變用于增加PWM控制中的占空比的比率和時(shí)間。
【專利說(shuō)明】具有電啟動(dòng)器和反沖啟動(dòng)器的手持發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，例如電鋸或割草機(jī)，并且尤其涉及通過(guò)使用小型電 池驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具。

【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于例如電鋸和割草機(jī)的小型動(dòng)力工具，已經(jīng)廣泛地使用小型發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力 源。圖6是作用為傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具101的例子的割草機(jī)的外部視圖。如圖6中所示， 在其上裝有小型二沖程循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具101具有通過(guò)管狀主管5穿入的驅(qū)動(dòng) 軸（未示出），并且通過(guò)在主管5的一端提供的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)軸從而旋轉(zhuǎn)在主管5的另一 端所提供的用作工作工具的旋轉(zhuǎn)刀片6。在旋轉(zhuǎn)刀片6附近，提供飛散防止遮蓋6a以防止 割草的飛散。通過(guò)肩帶（未示出）等攜帶發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具101，并且用于由工人操作的把 手4在前視圖中以大致U型附接于主管5的縱向中心部分附近。通過(guò)附接在柄部3的油門 桿（未示出）由工人控制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具101的轉(zhuǎn)數(shù)。油門桿的操作經(jīng)由線路37被傳送 到發(fā)動(dòng)機(jī)的汽化器。
[0003] 在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具101中所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是小型和輕量的并且能產(chǎn)生大輸出，并 且通過(guò)燃料的供給還允許長(zhǎng)時(shí)間的作業(yè)。為了啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使用手動(dòng)啟動(dòng)器，并且已經(jīng)提出 各種想法來(lái)改善啟動(dòng)性。例如，專利文獻(xiàn)1提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，其中將電池和啟動(dòng) 器電機(jī)合并并且通過(guò)啟動(dòng)器電機(jī)來(lái)改善啟動(dòng)性。
[0004] 引用列表
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] PTL 1 :日本專利 No. 3400191


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問(wèn)題
[0008] 在專利文獻(xiàn)1的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具中，如果裝配具有充分驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)的尺寸的 電池，則降低了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的可攜帶性。針對(duì)此，裝配具有低電池電壓的小尺寸電池看 來(lái)是有效的。然而，由于需要用于驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)的大電流，所以在啟動(dòng)電機(jī)時(shí)的啟動(dòng)電流 給電池造成了巨大的負(fù)載，并且可以縮短了電池的壽命。另外，在低溫度時(shí)，由于這種啟動(dòng) 電流顯著降低了電池電壓，并且存在啟動(dòng)器電機(jī)不能旋轉(zhuǎn)的可能性。
[0009] 本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種裝備有電池和啟動(dòng)器電機(jī)的輕量的、低廉的發(fā)動(dòng)機(jī) 動(dòng)力工具。
[0010] 本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是通過(guò)在啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)時(shí)設(shè)計(jì)控制來(lái)提供一種能夠減小 要裝配的電池的尺寸的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具。
[0011] 本發(fā)明的又一個(gè)目標(biāo)是提供一種能夠驅(qū)動(dòng)具有電池的啟動(dòng)器電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 工具，即使該電池的電壓已經(jīng)降低。
[0012] 解決問(wèn)題的方案
[0013] 如下描述在本申請(qǐng)中公開的本發(fā)明的典型特征。
[0014] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng) 力工具包括：?jiǎn)?dòng)器電機(jī)，由從電池供給的電力所驅(qū)動(dòng)以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；啟動(dòng)控制裝置，由來(lái) 自電池的電力所驅(qū)動(dòng)以控制啟動(dòng)器電機(jī)的旋轉(zhuǎn)；以及開關(guān)元件，以串聯(lián)方式提供到從電池 到啟動(dòng)器電機(jī)的電力供給電路，通過(guò)啟動(dòng)控制裝置來(lái)控制開關(guān)元件的開和關(guān)。在這種發(fā)動(dòng) 機(jī)動(dòng)力工具中，當(dāng)要啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)時(shí)，啟動(dòng)控制裝置在開關(guān)元件上執(zhí)行PWM控制以便逐 漸地增加占空比。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具還包括：用于操作發(fā)電機(jī)的開關(guān)裝置，并且當(dāng)開關(guān) 裝置被轉(zhuǎn)為0N時(shí)，從電池向啟動(dòng)控制裝置提供電力，并且通過(guò)啟動(dòng)控制裝置控制對(duì)于啟動(dòng) 器電機(jī)的電力供給。
[0015] 發(fā)明的有益效果
[0016] 在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具中，當(dāng)要啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)時(shí)，啟動(dòng)控制裝置在開關(guān)元件上執(zhí)行 PWM控制以便逐漸地增加占空比。因此，可以執(zhí)行所謂的啟動(dòng)器電機(jī)的軟啟動(dòng)，從而抑制過(guò) 量的啟動(dòng)電流。
[0017] 從說(shuō)明書的如下具體描述以及附圖中，本發(fā)明的上述和其他目標(biāo)以及新穎性特征 將變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的內(nèi)部構(gòu)造的縱向截面視圖；
[0019] 圖2是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的后視圖；
[0020] 圖3是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的控制單元的電路圖；
[0021] 圖4是表示依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的啟動(dòng)過(guò)程的流程圖；
[0022] 圖5表示當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具中要啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)時(shí)示出了啟動(dòng)器開關(guān)的狀態(tài)、 FET導(dǎo)通狀態(tài)和啟動(dòng)器電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)之間的關(guān)系的波形圖；
[0023] 圖6是作為傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的例子的割草機(jī)的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 基于附圖在下面描述依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1。注意到在下面描述 的附圖中，同一部分由相同的附圖標(biāo)記表示并且省略了由此的重復(fù)描述。另外，在此說(shuō)明書 的描述中通過(guò)附圖中所指示的那些來(lái)定義前、后、左、右、上、下的方向。
[0025] 圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1的內(nèi)部構(gòu)造的縱向截面視圖。發(fā)動(dòng) 機(jī)10是二沖程循環(huán)小型發(fā)動(dòng)機(jī)，其中與主管5同軸地布置曲柄軸13 (見圖6)。配置汽缸11 以便從曲柄箱14在大致垂直方向上延伸，并且活塞12在汽缸11中以上下方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 在點(diǎn)火線圈23生成的高壓電流經(jīng)由點(diǎn)火碼24和塞帽25a傳送到火花塞25。在發(fā)動(dòng)機(jī)10 的曲柄箱14下側(cè)提供燃料箱27。燃料箱27包括用于二沖程循環(huán)的、汽油和油的混合油，并 且其被傳送到下述的汽化器35。
[0026] 驅(qū)動(dòng)軸（未示出）的一端經(jīng)由離心離合器29經(jīng)由離合器軸32與曲柄軸13的前 側(cè)（輸出側(cè)）耦合，在附接到離心離合器29的磁電機(jī)轉(zhuǎn)子22上，用于冷卻的翅片（fin)整 體地形成。離心離合器29是公知的離心離合器，其中當(dāng)曲柄軸13的轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)目或 者更大時(shí)，通過(guò)離心力，搖桿30a與離合器鼓（clutch drum) 30b連接。通過(guò)外殼34中保存 的軸承33保持離合器軸32的旋轉(zhuǎn)。
[0027] 發(fā)電機(jī)動(dòng)力工具包括啟動(dòng)器電機(jī)106和反沖啟動(dòng)器40的兩個(gè)系統(tǒng)作為啟動(dòng)設(shè)備。 通過(guò)經(jīng)由電力線路52供給的電力來(lái)旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)器電機(jī)106,旋轉(zhuǎn)在旋轉(zhuǎn)軸106a所提供的小齒 輪（pinion) 57以旋轉(zhuǎn)齒輪49,通過(guò)軸承48保持齒輪49對(duì)曲柄軸13旋轉(zhuǎn)。當(dāng)齒輪49以高 速旋轉(zhuǎn)時(shí)，附接于齒輪49的一部分上的單程離合器50由于離心力向徑向外側(cè)方向突出，來(lái) 密切接觸第一鼓51以旋轉(zhuǎn)第一鼓51，從而旋轉(zhuǎn)曲柄軸13。在反沖啟動(dòng)器40中，當(dāng)通過(guò)啟 動(dòng)器把手36 (見以下進(jìn)一步描述的圖2)以高速旋轉(zhuǎn)圍繞卷盤41卷繞的啟動(dòng)器繩42時(shí)，單 程離合器46由于離心力向徑向外側(cè)方向突出，來(lái)密切接觸第二鼓47以旋轉(zhuǎn)第二鼓47。因 為第二鼓47固定于曲柄軸13,所以當(dāng)?shù)诙?7旋轉(zhuǎn)時(shí)曲柄軸13也旋轉(zhuǎn)，并且因此可以啟 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。通過(guò)螺旋彈簧43的回彈力在卷盤41卷上釋放的啟動(dòng)器繩42。
[0028] 由例如工人握著的兩個(gè)柄部3 (見圖6)分別地提供電池收容單元39,并且可移除 地提供到例如把手4。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1還具有的開關(guān)110 (未示出），該開關(guān)110將啟動(dòng) 用于啟動(dòng)的控制電路102 (將在下面描述），其將在下面被描述。當(dāng)要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10時(shí)，將 開關(guān)110打開并且隨后按下啟動(dòng)器開關(guān)125,從而旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)器電機(jī)106以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)要 停止運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)10時(shí)，將停止開關(guān)38 (將在下面描述）從"運(yùn)行"切換到"停止"，從而 停止發(fā)動(dòng)機(jī)10。在電池收容單元39內(nèi)部容納有可裝配和可移除的大致圓柱形的電池80。 電池80具有大致圓柱形狀并且被設(shè)置為具有所謂嵌入式以便可裝配在電池收容單元39上 并且從電池收容單元39可移除。在電池80上形成兩個(gè)閂部81a，并且通過(guò)卡合在電池收容 單元39的內(nèi)壁上所形成的凹部分（未示出）來(lái)保持電池80。當(dāng)要移除電池80時(shí)，在按下 釋放按鈕81的同時(shí)從電池收容單元39卸下電池80。
[0029] 在電池80內(nèi)部，例如容納有3個(gè)14500尺寸的鋰離子芯（未示出）。電池80具有 后端（在圖中的下側(cè)），其形成以便覆蓋電池收容單元39的下端的開口 39a。在從開口 39a 延伸的電池80的插入空間的另一端提供有端子基座85,提供多個(gè)端子84以便從端子基座 95向開口 39a延伸。在電池80的前端（在圖中的上側(cè)），提供多個(gè)端子83,并且由于當(dāng)將 電池80插入到電池收容單元39時(shí)，使得端子83與在電池收容單元39側(cè)上所形成的端子 84接觸，電池80的電力經(jīng)由端子84提供到下面描述的控制電路102中。
[0030] 圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1的后視圖。在發(fā)動(dòng)機(jī)10的左側(cè)，經(jīng)由與發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn) 氣口連接的絕緣體19提供有汽化器35。在汽化器35的左側(cè)提供有空氣凈化蓋26,其形成 用于過(guò)濾進(jìn)氣的空氣凈化器的存儲(chǔ)空間。在發(fā)動(dòng)機(jī)10的右側(cè)提供有消音器16,并且在消音 器16的后面?zhèn)忍峁┯凶饔脼榕艢獬隹诘呐艢饪?16a。用樹脂制消音器蓋8覆蓋消音器16 以防止工人直接接觸消音器16。發(fā)動(dòng)機(jī)10的上部被上部蓋7覆蓋。在曲柄軸13的后端同 軸地提供有反沖啟動(dòng)器40 (見圖1)，并且對(duì)反沖啟動(dòng)器40覆蓋啟動(dòng)器箱9。在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力 工具1中，由于不僅提供有反沖啟動(dòng)器40,還提供有啟動(dòng)器電機(jī)106 (見圖1)，如圖2所示 從后方看，啟動(dòng)器箱具有通過(guò)將覆蓋反沖啟動(dòng)器40的部分以及覆蓋啟動(dòng)器電機(jī)106的部分 進(jìn)行耦合而配置成的葫蘆形狀。在啟動(dòng)器箱9的左側(cè)提供啟動(dòng)器把手36。在曲柄箱14的 下側(cè)提供燃料箱27。燃料箱27是由半透明高分子樹脂制成的容器，并且通過(guò)取下附接于開 口的蓋子28,可以向其中倒入以預(yù)定比例混合汽油和油而制成的混合燃料。
[0031] 圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1的控制單元的電路圖。向發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1提供啟動(dòng)器 電機(jī)106以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10,并且具有用于驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)106與其連接的電池80。此外，提 供電磁閥104以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10,并且其起到在啟動(dòng)時(shí)的扼流裝置的作用（自動(dòng)扼流）。通 過(guò)控制電路（啟動(dòng)控制裝置）102控制啟動(dòng)器電機(jī)106以及電磁閥104,并且在磁電機(jī)轉(zhuǎn)子 22 (圖1)的外周邊附近，提供用于檢測(cè)由控制電路102控制的發(fā)動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)的旋轉(zhuǎn)檢測(cè) 線圈105?？刂齐娐?02被設(shè)置為包括四個(gè)FET 107、117、121和122,電阻108、109、111、 112、120和124,開關(guān)110和125,電容器113、114和115,調(diào)節(jié)器116,微型計(jì)算機(jī)118和熱 敏電阻119。
[0032] 通過(guò)由調(diào)節(jié)器116供給的恒定電壓驅(qū)動(dòng)微型計(jì)算機(jī)118,并且具有多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換 接口，通過(guò)這些接口輸入指示發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的熱敏電阻119的輸出信號(hào)、用于檢測(cè)啟動(dòng)器開 關(guān)125的打開或者關(guān)閉狀態(tài)的電阻124的端子電壓、來(lái)自指示電池80的電壓的電阻112和 電阻114的信號(hào)，并且輸入旋轉(zhuǎn)檢測(cè)線圈105的輸出信號(hào)。通過(guò)將附接于發(fā)動(dòng)機(jī)10的磁體 的磁通量借助旋轉(zhuǎn)檢測(cè)線圈105轉(zhuǎn)換為電壓，并且向微型計(jì)算機(jī)118輸入結(jié)果電壓，來(lái)檢測(cè) 發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)。微型計(jì)算機(jī)118從這些輸入值執(zhí)行預(yù)定邏輯運(yùn)算并且向FET 117U21和 122發(fā)送門信號(hào)，從而控制FET 117、121和122的源極和漏極之間的導(dǎo)通和不導(dǎo)通。
[0033] FET 121用作用于旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)器電機(jī)106的開關(guān)。通過(guò)來(lái)自微型計(jì)算機(jī)118的指令 (門信號(hào)的供給），F(xiàn)ET 121的源極和漏極變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)，并且將來(lái)自電池80的DC電流供 給由DC電機(jī)構(gòu)成的啟動(dòng)器電機(jī)106。微型計(jì)算機(jī)118從旋轉(zhuǎn)檢測(cè)線圈105的輸出值檢測(cè)發(fā) 動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)，并且當(dāng)通過(guò)啟動(dòng)器電機(jī)106啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，關(guān)閉FET 121的源極和漏極來(lái) 停止發(fā)動(dòng)機(jī)電機(jī)106的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0034] FET 122用作開啟電磁閥104的開關(guān)。通過(guò)來(lái)自微型計(jì)算機(jī)118的指令（門信號(hào) 的供給），F(xiàn)ET 122的源極和漏極變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)來(lái)開啟電磁閥104。在汽化器35和絕緣體 19的附近提供電磁閥104,并且通過(guò)在啟動(dòng)時(shí)開啟電磁閥104,將富集的（enriched)燃料提 供給發(fā)動(dòng)機(jī)10的進(jìn)氣口并且可以改善啟動(dòng)性。
[0035] 下面，參考圖4的流程圖描述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1的一系列操作。首先，當(dāng)按下用作 啟動(dòng)設(shè)備的電源開關(guān)的開關(guān)110時(shí)（步驟201)，通過(guò)電阻108和109來(lái)施加 FET 107的柵 極電壓，F(xiàn)ET 107轉(zhuǎn)為開啟（0N)狀態(tài)（步驟202)，并且將電壓供給到調(diào)節(jié)器116。調(diào)節(jié)器 116是恒定電壓源，并且將恒定電壓微型計(jì)算機(jī)118等。電容器114和電容器115用作穩(wěn)定 調(diào)節(jié)器116的輸出電壓。
[0036] 當(dāng)將預(yù)定電壓輸入到微型計(jì)算機(jī)118的電源供給端子時(shí)，啟動(dòng)微型計(jì)算機(jī)118(步 驟203)。接著，微型計(jì)算機(jī)118供給門信號(hào)來(lái)開啟FET 117(達(dá)到源極和漏極之間的導(dǎo)通）， 從而即便在釋放開關(guān)110后也保持FET 107的0N狀態(tài)。
[0037] 接著，微型計(jì)算機(jī)118測(cè)量電池的電壓（步驟205)。在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1中，電 池80從三個(gè)串聯(lián)連接的、每個(gè)具有額定電壓3. 6V的鋰離子電池中具有10. 8V的額定電壓。 通過(guò)電容器113平滑由電阻111和112分壓的電壓并且將結(jié)果電壓輸入到微型計(jì)算機(jī)118 的A/D轉(zhuǎn)換輸入端子，來(lái)測(cè)量電池電壓。此處確定電池電壓是否是，例如每個(gè)芯3. 0V或更 低，即，由于在這種情況下提供了 3個(gè)電池，電池電壓是否是9. 0V或更低（步驟205)。如 果檢測(cè)的電池電壓是9. 0V或更低，確定電池處于放電狀態(tài)，并且過(guò)程進(jìn)行到步驟214,其中 將FET 117轉(zhuǎn)為關(guān)閉（OFF)并且關(guān)閉控制電路102的電力供給。在另一方面，如果檢測(cè)的 電池電壓高于9. 0V，處理進(jìn)行到步驟206。
[0038] 接著，在步驟206確定是否已經(jīng)按下（開啟）啟動(dòng)器開關(guān)125。此處，如果啟動(dòng)器 125保持在OFF狀態(tài)，微型計(jì)算機(jī)等待直到啟動(dòng)器開關(guān)125轉(zhuǎn)為ON。當(dāng)啟動(dòng)器開關(guān)125轉(zhuǎn)為 ON時(shí)，微型計(jì)算機(jī)118在對(duì)FET 121執(zhí)行PWM(脈寬調(diào)制）控制的同時(shí)，向啟動(dòng)器電機(jī)106 供給預(yù)定的DC電流從而軟啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)106 (步驟207)。此處，軟啟動(dòng)表示限制啟動(dòng)器 電機(jī)106的啟動(dòng)電流以抑制啟動(dòng)時(shí)的流過(guò)的過(guò)電流的同時(shí)，平緩地開始啟動(dòng)器電機(jī)106的 旋轉(zhuǎn)。
[0039] 參考圖5將描述在該軟啟動(dòng)時(shí)微型計(jì)算機(jī)118的控制。圖5表示當(dāng)要啟動(dòng)啟動(dòng)器 電機(jī)106時(shí)示出了啟動(dòng)器開關(guān)125的狀態(tài)、FET 121導(dǎo)通狀態(tài)和啟動(dòng)器電機(jī)106的轉(zhuǎn)數(shù)之 間的關(guān)系的波形圖。圖5(1)表示示出啟動(dòng)器開關(guān)125的導(dǎo)通狀態(tài)的波形圖，并且從當(dāng)啟動(dòng) 器開關(guān)125轉(zhuǎn)為0N的時(shí)間心到當(dāng)啟動(dòng)器開關(guān)125轉(zhuǎn)為OFF的時(shí)間t 2(l時(shí)，啟動(dòng)器電機(jī)106 旋轉(zhuǎn)。注意到啟動(dòng)器電機(jī)106可以只在按下啟動(dòng)器開關(guān)125的期間旋轉(zhuǎn)，但是由于發(fā)動(dòng)機(jī) 動(dòng)力工具1包括微型計(jì)算機(jī)118,所以可以設(shè)置僅在從按下啟動(dòng)器開關(guān)125的預(yù)定期間時(shí)間 啟動(dòng)器電動(dòng)機(jī)106被驅(qū)動(dòng)。也可以設(shè)置啟動(dòng)器電機(jī)106以便在預(yù)定時(shí)期的時(shí)間通過(guò)微型計(jì) 算機(jī)118檢測(cè)到啟動(dòng)電機(jī)時(shí)停止它的旋轉(zhuǎn)。作為另一種控制方法，在啟動(dòng)器電機(jī)106被設(shè) 置為僅在按下啟動(dòng)器125的期間旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使保持按下啟動(dòng)器開關(guān)125,當(dāng)通過(guò)微型計(jì)算機(jī) 118檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)，也可以控制啟動(dòng)器電機(jī)106以使其不旋轉(zhuǎn)。
[0040] 圖5(2)表示微型計(jì)算機(jī)118的供給FET 121門信號(hào)的信號(hào)，并且僅在從時(shí)間、開 始的預(yù)定時(shí)間dn(在本實(shí)施例中η是整數(shù)并且n= 1到11)信號(hào)轉(zhuǎn)為0N(高電平）。信號(hào)轉(zhuǎn) 為0N時(shí)的時(shí)間七逐漸隨著η的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，并且調(diào)整為以便占空比（=dy(tn+1-t n)*100) 最終變?yōu)?00%。對(duì)于這種控制，可以在抑制啟動(dòng)器電機(jī)106的啟動(dòng)電流增加的同時(shí)平緩地 或逐漸地啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)106。隨后，當(dāng)微型計(jì)算機(jī)118在時(shí)間t 2(l檢測(cè)到啟動(dòng)電機(jī)10時(shí)， 將FET 117轉(zhuǎn)為OFF以停止啟動(dòng)器電機(jī)106,并且關(guān)閉控制電路102的電力供給。注意到微 型計(jì)算機(jī)118可以控制時(shí)間、步驟數(shù)等，他們用于改變到達(dá)100%的占空比，以便于根據(jù)環(huán) 境溫度和電池電壓來(lái)適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> [0041] 再次參考圖4,在步驟208,微型計(jì)算機(jī)118從熱敏電阻119的輸出信號(hào)檢測(cè)溫度。 在此溫度檢測(cè)中，通過(guò)將輸入由熱敏電阻119和電阻120分壓的電壓輸入到微型計(jì)算機(jī)118 的A/D轉(zhuǎn)換輸入端子，來(lái)測(cè)量溫度。如果通過(guò)微型計(jì)算機(jī)118測(cè)量到的溫度是預(yù)定值（例 如，20攝氏度）或更高，則過(guò)程進(jìn)行到步驟212。這是因?yàn)槿绻麥囟仁?0攝氏度或更高，不 需要通過(guò)電磁閥104進(jìn)行燃料的追加注入，并且相反地，如果進(jìn)行了燃料的追加注入，則可 能發(fā)生塞積污垢。如果測(cè)量的溫度低于預(yù)定值（例如，20攝氏度），則檢測(cè)是否已經(jīng)檢測(cè)到 發(fā)動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)信號(hào)（步驟209)，并且微型計(jì)算機(jī)118等待直到檢測(cè)到它。可以從旋轉(zhuǎn)檢 測(cè)線圈105的輸出檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)信號(hào)。如果在步驟209已經(jīng)檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)10的旋 轉(zhuǎn)信號(hào)，則微型計(jì)算機(jī)118將電磁閥104轉(zhuǎn)為0N以向汽缸追加注入，燃料多于通常從汽化 器向發(fā)動(dòng)機(jī)10供給的量（步驟210)。
[0042] 控制電磁閥104以使其僅在短時(shí)間間隔被打開并且隨后立刻被關(guān)閉。例如，曲柄 軸13的每旋轉(zhuǎn)一次進(jìn)行這種開啟。接著，在步驟211，微型計(jì)算機(jī)118確定電磁閥104的打 開和關(guān)閉次數(shù)是否達(dá)到10。此處，如果電磁閥104的打開和關(guān)閉次數(shù)并未達(dá)到10,則過(guò)程 返回到步驟209,重復(fù)步驟209到211，并且當(dāng)次數(shù)到達(dá)10時(shí)過(guò)程進(jìn)行到步驟212。在步驟 208當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)10的溫度到達(dá)20攝氏度或者更高時(shí)跳過(guò)步驟209至步驟211的原因是如果 溫度是20攝氏度或者更高，不需要通過(guò)電磁閥104進(jìn)行追加注入。注意到雖然在步驟211 確定打開和關(guān)閉次數(shù)是否已到達(dá)10,但是次數(shù)不限于10,可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性等適當(dāng)進(jìn) 行設(shè)置。
[0043] 在步驟212,微型計(jì)算機(jī)118檢測(cè)是否已啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10,即是否發(fā)動(dòng)機(jī)10在旋轉(zhuǎn)。 這可以基于通過(guò)微型計(jì)算機(jī)118是否周期性地檢測(cè)到從旋轉(zhuǎn)檢測(cè)線圈105的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信 號(hào)來(lái)確定。如果在步驟212發(fā)動(dòng)機(jī)10在旋轉(zhuǎn)，則過(guò)程進(jìn)行到步驟214。如果發(fā)動(dòng)機(jī)10沒 有旋轉(zhuǎn)，則步驟進(jìn)行到213,其中重置電磁閥104的0N次數(shù)的計(jì)數(shù)值，并且隨后返回到步驟 209。在步驟214,微型計(jì)算機(jī)118將FET 117轉(zhuǎn)為0FF，從而通過(guò)其自身關(guān)閉控制電路102 的電力供給以結(jié)束發(fā)動(dòng)機(jī)10的控制。
[0044] 如上所述，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具11被配置為以致當(dāng)開關(guān)裝置轉(zhuǎn)為0N時(shí)，啟動(dòng)控制裝置 控制開關(guān)元件以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并且當(dāng)已經(jīng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，啟動(dòng)控制裝置切斷自己的電力。由 于當(dāng)開關(guān)裝置轉(zhuǎn)為0N時(shí)從電池向啟動(dòng)控制裝置供給電力并且通過(guò)啟動(dòng)控制裝置控制向啟 動(dòng)器電機(jī)的電力供應(yīng)，所以當(dāng)需要時(shí)可以操作啟動(dòng)控制裝置。當(dāng)開關(guān)裝置轉(zhuǎn)為0N時(shí)，啟動(dòng) 控制裝置控制開關(guān)元件以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，并且當(dāng)已經(jīng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，啟動(dòng)控制裝置切斷其自 身的電力。因此，通過(guò)啟動(dòng)控制設(shè)備可以防止浪費(fèi)的電力消耗。
[0045] 開關(guān)元件是，例如FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管），并且由于從電池到啟動(dòng)器電機(jī)FET的源極 和漏極被串聯(lián)連接到電力供給電路并且FET的柵極被連接到在啟動(dòng)控制裝置中包括的微 型計(jì)算機(jī)，所以可以通過(guò)使用微型計(jì)算機(jī)高精度地執(zhí)行PWM控制。電池是可移除的鋰離子 二次電池，并且啟動(dòng)控制裝置監(jiān)視鋰離子二次電池的電池電壓并當(dāng)電池電壓降低時(shí)保持開 關(guān)元件處于OFF狀態(tài)，從而控制以便不嘗試通過(guò)啟動(dòng)器電機(jī)的啟動(dòng)。因此，可以防止電池的 過(guò)度放電，并且可以延長(zhǎng)電池的壽命。
[0046] 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1包括用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的溫度檢測(cè)裝置以及用于富集對(duì)于 發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)入燃料的電動(dòng)操作的扼流裝置，并且由于啟動(dòng)控制裝置根據(jù)通過(guò)溫度檢測(cè)裝置 檢測(cè)的溫度激活扼流裝置，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扼流裝置，并且工人從扼流操作中解放出來(lái)。相應(yīng) 地，可以提供加強(qiáng)了可用性的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1。
[0047] 發(fā)送機(jī)電力工具1包括用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)裝置，并且由于啟動(dòng)控制 裝置通過(guò)借助使用轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)裝置的輸出確定完成發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)操作來(lái)停止啟動(dòng)器電機(jī)，所 以可以在適當(dāng)?shù)钠陂g適當(dāng)?shù)仳?qū)動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)，并且可以在不浪費(fèi)地消耗電池的情況下執(zhí)行 有效率的啟動(dòng)操作。由于啟動(dòng)控制裝置監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和電池的電壓，并且根據(jù)溫度和 電壓改變用于增加 PWM控制的占空比的比率和時(shí)間，所以可以實(shí)現(xiàn)難以被電池狀態(tài)、外部 空氣溫度等影響的能夠執(zhí)行穩(wěn)定啟動(dòng)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具。
[0048] 如上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具1中，當(dāng)通過(guò)啟動(dòng)器電機(jī)要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，通過(guò)利用 FET的開關(guān)效果來(lái)執(zhí)行PWM控制，從而執(zhí)行軟啟動(dòng)，其中逐漸增加要供給至啟動(dòng)器電機(jī)的電 力的占空比。因?yàn)檫@個(gè)原因，抑制在啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)時(shí)的啟動(dòng)電流，并且因此能通過(guò)利用低 電壓的小型鋰離子電池來(lái)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)。另外，因?yàn)檫M(jìn)行控制以便根據(jù)環(huán)境溫度和電池 電壓改變軟啟動(dòng)的時(shí)間，所以可以有效率地防止控制電路和電磁閥的操作不良，該操作不 良是因?yàn)橛傻蜏貢r(shí)啟動(dòng)電流所導(dǎo)致的電壓下降，并且可以穩(wěn)定地操作發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具。 [0049] 如前所述，基于實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于前述實(shí)施例并且可以在 本發(fā)明的范疇內(nèi)進(jìn)行各種修改和變更。例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具的描述中以割草機(jī)為例，但 是本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于割草機(jī)，還可以應(yīng)用于另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工 具被配置為通過(guò)將發(fā)動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源來(lái)驅(qū)動(dòng)工作工具，例如切割機(jī)、鏈鋸或草坪修剪機(jī)。 [0050] 工業(yè)實(shí)用性
[〇〇51] 本發(fā)明通過(guò)使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源來(lái)應(yīng)用于例如旋轉(zhuǎn)型刀片的驅(qū)動(dòng)工作工具的 發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具。
【權(quán)利要求】
1. 一種由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，所述發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具包括：?jiǎn)?dòng)器電機(jī)，由 從電池供給的電力所驅(qū)動(dòng)以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；啟動(dòng)控制裝置，由來(lái)自電池的電力所驅(qū)動(dòng)以控制 啟動(dòng)器電機(jī)的旋轉(zhuǎn)；以及開關(guān)元件，以串聯(lián)方式提供到從電池到啟動(dòng)器電機(jī)的電力供給電 路，通過(guò)啟動(dòng)控制裝置來(lái)控制開關(guān)元件的開和關(guān)， 其特征在于當(dāng)要啟動(dòng)啟動(dòng)器電機(jī)時(shí)，啟動(dòng)控制裝置在開關(guān)元件上執(zhí)行PWM控制以便逐 漸地增加占空比。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，還包括：用于操作發(fā)電機(jī)的開關(guān)裝置， 其特征在于當(dāng)開關(guān)裝置被轉(zhuǎn)為ON時(shí)，從電池向啟動(dòng)控制裝置提供電力，并且通過(guò)啟動(dòng) 控制裝置控制對(duì)于啟動(dòng)器電機(jī)的電力供給。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具， 其特征在于當(dāng)開關(guān)裝置被轉(zhuǎn)為ON時(shí)，所述啟動(dòng)控制裝置通過(guò)控制開關(guān)元件來(lái)啟動(dòng)發(fā) 動(dòng)機(jī)，并且當(dāng)已經(jīng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，所述啟動(dòng)控制裝置關(guān)閉其自身的電力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具， 其特征在于所述開關(guān)元件是FET，所述FET的源極和漏極串聯(lián)于從電池到啟動(dòng)器電機(jī) 的電力供給電路并且所述FET的柵極連接到啟動(dòng)控制裝置中所包括的微型計(jì)算機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具， 其特征在于電池是可移除鋰離子二次電池，啟動(dòng)控制裝置監(jiān)視鋰離子二次電池的電池 電壓并且當(dāng)電池電壓低下時(shí)保持開關(guān)元件處于OFF狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，還包括： 溫度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度；以及電動(dòng)操作扼流裝置，用于富集對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī) 的進(jìn)入燃料， 其特征在于所述啟動(dòng)控制裝置根據(jù)通過(guò)溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)到的溫度來(lái)激活扼流裝置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具，還包括：用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)檢 測(cè)裝置， 其特征在于所述啟動(dòng)控制裝置通過(guò)使用轉(zhuǎn)數(shù)檢測(cè)裝置的輸出確定發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)操作 的完成，來(lái)停止啟動(dòng)器電機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力工具， 其特征在于控制裝置監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和電池的電壓，并且根據(jù)溫度和電壓來(lái)改變用 于增加 PWM控制的占空比的比率和時(shí)間。
【文檔編號(hào)】F02M1/10GK104093952SQ201380006341
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月24日
【發(fā)明者】河野祥和, 村上卓宏 申請(qǐng)人:日立工機(jī)株式會(huì)社