CN104582468A - 用于发动机的启动*** - Google Patents

Abstract

一种割草机，其包括：内燃发动机(112)，配置成启动发动机(112)的电动马达(120)，由发动机(112)驱动的刀片，以及用于停止刀片和发动机中至少一个的组件。该组件包括：制动机构(514)，可移动到接合位置以释放制动机构(514)的释放机构(126)，配置成选择性地防止释放机构(126)移动到接合位置的联锁件(128)，以及允许操作者释放联锁件(128)以允许释放机构(126)移动到接合位置的界面(122)。割草机进一步包括由释放机构(126)致动的开关(432)，以及控制模块(430)，所述控制模块(430)联接到所述开关(432)，从而使得当释放机构(126)处于接合位置中时，开关向控制模块(430)提供信号，并且控制模块(430)响应于所述信号而接通电动马达(120)，以启动发动机(112)。

Description

用于发动机的启动***

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2012年12月3日提交的第13/692739号美国专利申请的权益，并要求于2012年4月17日提交的第61/625437号美国专利申请的权益，该第13/692739号美国专利申请的全部内容通过引用并入本文，并且该第61/625437号美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及内燃发动机和由这种发动机供以动力的户外动力设备，诸如割草机、除雪机、便携式发电机等。更具体地，本发明涉及用于发动机的启动***和储能***。

背景技术

户外动力设备可以使用内燃发动机来驱动设备的工具，诸如割草机的旋转刀片或压力清洗机的轴向凸轮泵。典型地，户外动力设备包括选择性地防止或停止工具旋转的制动机构。制动器可以停止发动机的飞轮，对应地停止曲轴和联接到曲轴的动力输出部的旋转的工具。

启动已制动的户外动力设备会是麻烦的，需要释放制动器，接着起动发动机。对于割草机和其它类型的户外动力设备而言，制动器的释放可包括旋转吊环(bail)以拉动提升制动机构的鲍登(Bowden)缆线的内部线。然后，发动机的起动典型地进一步包括手动拉动反冲启动绳或起动用于发动机的电启动器。对于启动户外动力设备存在更便捷、更快的过程的需求。

此外，户外动力设备可包括安装到框架或底板的发动机。如果包括电启动器，则启动马达典型地连接到户外动力设备的手柄上的界面，从而使得操作者可在站立于操作位置中(诸如在所述手柄的后面)时起动启动马达。在户外动力的组装过程中，与启动马达相关联的电源、控制电路和布线联接到手柄、框架以及发动机，上述的接附可能是费时且劳动密集型的过程。对于具有便于高效组装户外动力设备的启动马达的发动机存在需求。

发明内容

本发明的一个实施例涉及一种割草机，其包括：内燃发动机，配置成启动内燃发动机的电动马达，由内燃发动机驱动的刀片，以及用于停止刀片和内燃发动机中至少一个的组件。该组件包括：制动机构，可移动到接合位置以释放制动机构的释放机构，配置成选择性地防止释放机构移动到接合位置的联锁件，以及允许操作者释放联锁件以允许释放机构移动到接合位置的界面。割草机进一步包括由释放机构致动的开关，以及控制模块，所述控制模块联接到所述开关，从而使得当释放机构处于接合位置中时，开关向控制模块提供信号，并且控制模块响应于所述信号而接通电动马达，以启动内燃发动机。

本发明的另一实施例涉及一种户外动力设备，其包括：内燃发动机，配置成启动内燃发动机的电动马达，由内燃发动机驱动的器具，可移动到接合位置以使器具处于准备运行状态的释放机构，在该准备运行状态中，器具准备由内燃发动机驱动，配置成检测准备运行状态的运行传感器，由释放机构致动的开关，以及控制模块，所述控制模块联接到所述开关，从而使得当释放机构处于接合位置中时，开关向控制模块提供信号，并且控制模块响应于来自开关的信号以及运行传感器检测到准备运行状态而接通电动马达，以启动内燃发动机。

本发明的另一实施例涉及一种用于户外动力设备的电动启动控制模块，所述户外动力设备包括：内燃发动机，配置成启动内燃发动机的电动马达，由内燃发动机驱动的器具，可移动到接合位置以使器具处于准备运行状态的释放机构，以及配置成检测准备运行状态的运行传感器，在所述准备运行状态中，旋转工具准备由内燃发动机驱动。所述电动启动控制模块包括：当释放机构处于接合位置中时，由释放机构致动以提供信号的开关，以及联接到所述开关以接收信号的控制器。所述控制器配置成在接收到信号以及运行传感器检测到准备运行状态时接通电动马达，以启动内燃发动机。

可替换的示例性实施例涉及如可在权利要求中所大体记载的其它特征和特征的组合。

附图说明

从下文结合附图的详细说明中，可以更完全地理解本公开，在附图中：

图1是根据本发明的示例性实施例的割草机的立体图。

图2是根据本发明的示例性实施例的用于户外动力设备的手柄的立体图。

图3是根据本发明的另一示例性实施例的用于户外动力设备的手柄的立体图。

图4是根据本发明的示例性实施例的用于发动机的启动***的原理图。

图5是根据本发明的示例性实施例的用于户外动力设备的启动***的部件的立体图。

图6是根据本发明的示例性实施例的发动机组件的立体图。

图7是根据本发明的示例性实施例的电池充电站的立体图。

图8是根据本发明的示例性实施例的将电池联接到发动机的立体图。

图9是根据本发明的示例性实施例的用于图6的发动机组件的启动器的立体图。

图10是根据本发明的示例性实施例的用于发动机的启动器的控制器的电路图。

图11是根据本发明的另一示例性实施例的用于发动机的启动器的控制器的电路图。

图12是根据本发明的示例性实施例的压力清洗机的立体图。

图13是根据本发明的示例性实施例的户外动力设备的原理图。

图14是图13所示户外动力设备的控制模块的主视图。

具体实施方式

在转到详细地例示了示例性实施例的附图之前，应当理解的是，本申请并不限于在说明书中所阐述或附图中所例示的细节或方法。还应当理解的是，术语仅仅是为了说明的目的而不应被视为是限制性的。

参照图1，以割草机110形式的户外动力设备包括联接到旋转工具的内燃发动机112，所述旋转工具诸如割草机110的底座(deck)114中的刀片、螺旋钻、锯、齿、钻头、泵、或其它旋转工具。在一些实施例中，割草机110进一步包括轮116和向后延伸的手柄118，所述手柄118设计成由在割草机110后面行走的操作者推动。在其它预期的实施例中，户外动力设备可为旋转耕耘机、压力清洗机、除雪机、草坪拖拉机或乘坐式割草机、轧边机、便携式发电机、或其它设备的形式，其具有诸如齿、泵、螺旋钻和叶轮、交流发电机、传动系、或其它工具的对应的动力工具。

仍然参照图1，割草机110包括启动***。根据示例性实施例，所述启动***包括电动马达120，该电动马达120选择性地联接到发动机112，使得电动马达120配置成使得发动机112的曲轴旋转，以启动发动机112，然后配置成一旦发动机112运行则脱开接合。在一些实施例中，马达120紧固到发动机112，诸如安装到发动机112的顶部上或侧部。齿轮装置(例如齿轮减速装置，变速器)可在马达120和发动机112的曲轴之间延伸，或者马达120可直接连接到发动机112的曲轴。

根据示例性实施例，操作者可经由割草机110的手柄118接合启动***。在一些实施例中，手柄118包括杆122、按钮、切换开关、或者操作者可使用以命令启动***启动发动机112的其它界面。在一些实施例中，命令从手柄118经由联动件124中继，所述联动件124诸如为传输电信号的电线、传送机械信号的鲍登缆线或另一种类型的联动件。在预期的实施例中，发射器和启动按钮联接到手柄(例如夹到手柄上、与手柄一体地安装)，并且启动***包括集成的接收器，该接收器配置成接收由所述发射器无线提供的命令，以启动发动机。根据示例性实施例，来自操作者的命令由马达120直接或间接地接收，并且马达120使曲轴旋转以启动发动机112。

在一些实施例中，启动***与割草机110的吊环126集成。制动机构(例如摩擦制动器，点火中断开关或电路等)可以保持刀片或其它工具，锁定发动机112的曲轴，或者以其它方式防止动力设备的操作。当操作者致动吊环126以将制动机构从割草机110的旋转构件(例如刀片、曲轴、动力输出部、飞轮)释放时，所述动作同时致动马达120，以启动发动机112。这样，释放制动机构协同地也启动了发动机112，通过减少用于起动所必要的步骤而简化了割草机110或其它户外动力设备的操作。

在一些实施例中，所述割草机110包括联锁件128(例如锁定装置、信号中断器件)以防止制动器的释放以及马达120的接合。根据示例性实施例，操作者必须释放联锁件128，之后才可操作吊环126以接合马达120以启动发动机112。在不同的预期实施例中可使用不同类型的机械的和电的联锁件，以防止制动器的意外释放以及发动机的启动，诸如当使用者通过抓握手柄而使动力设备移动进出车库或仓库时，或者如果吊环被无意地碰撞到时。此外，在一些实施例中，联锁件128的接合还配置成当将手柄118折叠在底座114的上方以使割草机110处于储存构造中时防止制动器的意外释放。

在一些实施例中，联锁件128可防止信号经由联动件124发送以接合马达120并释放制动器。诸如通过移除将吊环126连结到联动件124的链接销，移除将联动件124保持到吊环126的夹具，或者以其它方式将吊环126与联动件124物理地分离，联锁件128可以将联动件124从吊环126物理地断开连接。因而，联锁件128的释放会将吊环126(或其它制动释放件)物理连接或电连接到控制器132(例如控制***、控制电路、计算机化的控制器)，使得将吊环126的操作传送到控制器132，以同时启动发动机112。

在其它实施例中，当联锁件128接合时，所述联锁件128物理地防止(例如阻挡、约束、阻塞)吊环126的旋转。在一些这种实施例中，凸轮可旋转而进出吊环126的路径，可选地防止吊环126的旋转。在其它这种实施例中，所述联锁件128的夹具可将吊环126结合到手柄118，在吊环126被释放之前防止吊环126旋转。在另外的这种实施例中，套筒或闩锁器可在吊环126的上方滑动，在吊环被释放之前将吊环保持在固定的角度中。本段中所述的机械联锁件可在其中无需手柄118上的电线束来支持电动马达120和发动机112的启动的实施例中使用。

在预期的实施例中，电信号可向控制器132指示联锁件128已被释放，所述信号是诸如经由联动件124，经由射频通信、硬连线等传送的信号。该信号是除与吊环126的运动相关联的单独信号之外的信号。在没有指示联锁件释放的信号的情况下，与吊环的运动相关联的信号将不足以指示控制器来启动发动机。电信号可与密码、密钥、扫描的指纹、或其它的限制访问的装置相关联。

根据示例性的实施例，杆122(例如界面，释放机构，触发器)可起到释放联锁件128的作用，从而使得允许吊环126的操作，以释放制动器以及启动马达120。在一些实施例中，拉动杆122可使物理障碍物移动离开吊环126的旋转路径。在其它实施例中，拉动杆122可将吊环126和联动件126机械连接或电连接。诸如按钮、开关、切换开关、调节盘等的其它机构可起到释放机构的作用，以释放联锁件128。在一些实施例中，常规的机械旋转联锁件或电开关(例如信号断开)用作联锁件。

通常而言，启动***与户外动力设备的手柄的集成允许操作者从户外动力设备的后面启动发动机，诸如与户外动力设备的动力工具(例如除雪机螺旋钻，割草机刀片)相距几英尺。此外，该集成支持用于自行式割草机的电动启动***，该电动启动***可由使用者接合而无需键或下压按钮的致动。在其它实施例中，启动***可包括启动按钮或其它界面以接合位于发动机上或其它位置上的启动***。例如，在预期的实施例中，这种界面可包括智能电话应用或远程控制装置，其向联接到户外动力设备的接收器无线地提供启动命令或授权代码。

根据示例性实施例，所述启动***进一步包括储能装置130(例如电储存装置)和控制器132。储能装置130可包括一个或多个电池、电容器、或其它装置。当操作者接合启动***时，联动件124将启动发动机的命令直接或间接地传送到控制器132，其将所述储能装置130电连接以给马达120供电。在一些实施例中，控制器132联接到发动机112的调速器(例如见如图4中所示的速度传感器420)，并且当发动机112以足够的速度运行时将马达120脱开接合(例如切断通到马达120的电源、电池电源的高压侧开关(high-side switching)、电路的接地侧的低压侧开关(low-sideswitching))。

在一些实施例中，马达120、储能装置130和控制器132直接紧固到发动机112，其可配置成用于高效地组装使用发动机112的户外动力设备。这样，在一些实施例中，启动***可与发动机112完全组装好，并准备好用于连接到配置成提供来自所述手柄的信号的联动件(例如联动件124)。在一些实施例中，用于启动发动机的界面(例如启动按钮、切换开关、开关)定位在发动机自身上，并且不必要有附加的连接件，制造者只需要将发动机接附到底座或对应的特征部，并将工具接附到发动机的动力输出部。在任何这种情况下，在制造过程中可节省相当多的时间和精力，并且可消除制造难度的潜在来源(即在户外动力设备的组装过程中，与启动***的部件的紧固和电连接相关联的那些制造难度的潜在来源)。在另外的实施例中，可以将一些或全部的启动组件紧固到割草机的底座或其它动力设备的对应特征部上。

参照图2-3，用于诸如割草机，旋转耕耘机，除雪机等等的户外动力设备的手柄210、310各自包括吊环212、312以及具有释放按钮216、316的联锁件214、314。在预期的实施例中，释放按钮216、316通过允许吊环212、312移动或通过将吊环212、312和联动件124联接，可将吊环212、312从联锁状态中释放。在图2中，释放按钮216在吊环212的侧面，而在图3中，用于联锁件314的释放按钮316在吊环312的顶部上。图2的释放按钮216可将阻挡吊环移动的构件脱开接合，而释放按钮316可将吊环312和联动件124连接。在其它预期的实施例中，释放按钮或其它释放机构可定位在手柄上的其他位置中、发动机上，或者在户外动力设备的另一部件上。

仍然参照图2-3，在其它预期的实施例中，按钮216、316可用于将信号直接或间接地提供给马达，以与吊环212、312无关地启动发动机。然而，按钮216、316与吊环212、312的集成允许以两个步骤的过程来启动发动机(即释放联锁件以及操作吊环)，同时协同地使用吊环212、312的操作以释放制动器以及接合启动器。在另外的实施例中，可以使用其它形式的联锁件以及用于该联锁件的释放机构，诸如偏置的杆(见如图1中所示的联锁件128的杆122)、闩锁器、拇指指纹读取器等。

在一些实施例中，使用三个步骤的过程来接合动力设备，诸如，第一步，禁用或释放联锁件；第二步，呈现密钥、密码、或释放访问控制机构其它装置(例如锁止机构、锁定机构)；第三步，拉动吊环。在可替换的实施例中，用于访问控制机构的键孔或界面可定位在手柄上或发动机上。

参照图4，户外动力设备410(示意性地示出)包括发动机412和由发动机412驱动的动力工具414(例如旋转刀片)。在一些实施例中，马达416联接到发动机412，并且动力工具414联接到发动机412的动力输出部418。速度传感器420(例如调速器)可联接到发动机412，以调节发动机412的速度。并且，制动器422可联接到户外动力设备410的旋转构件，诸如发动机的飞轮、发动机的动力输出部418等，以停止发动机以及相关联的动力工具。

在一些实施例中，户外动力设备410包括具有释放机构426的手柄424，其中释放机构426配置成允许使用者将制动器422从手柄424释放。释放机构426可允许使用者通过将吊环(或其它元件)与连接到制动器422的联动件接合，或者通过将阻挡吊环移动的元件脱开接合而释放制动器422。手柄424可直接或经由中间构件(例如图1中所示的底座114)联接到发动机412和工具414。发动机412可进一步包括用于给马达416供电的电池428和用于操作所述马达416的控制***430。

根据示例性实施例，控制***430配置成接收与所述释放机构426相关联的输入。在一些实施例中，当释放机构426被致动以释放制动器422时，释放机构426触发开关432，该开关432向控制***430提供指示释放制动器422的信号。该信号可经由机械联动件、无线地、硬连线电连接、或者以其它方式来提供。在一些实施例中，控制***430然后致动马达416，以启动发动机412，或在配置成根据制动器状态和其它因素来启动发动机的控制逻辑中使用该信息。这样，释放机构426的操作可同时向控制***430提供启动信号以及释放制动器422。无需启动发动机412的附加操作。

根据示例性实施例，控制***430配置成接收来自速度传感器420或发动机412的另一部件(例如点火电路)的附加输入。速度传感器420或其它部件向控制***430提供与发动机412的速度相关联的信息。当发动机412以足够的速度运行时，控制***430则将马达416脱开接合(例如关断、断开连接、切断通到其的电源等)。

在预期的实施例中，与启动***相关联的控制***430可以接收用于控制发动机的启动的附加的或不同的输入，这种输入来自配置成指示户外动力设备最近是否移动的传感器。这种户外动力设备的车轴或轮的移动会触发传感器，该传感器向控制***提供信号。该信号与电动定时器相结合，可用作操作者打算起动发动机的附加指示，其中电动定时器提供关于移动的与时间相关的状况。在预期的实施例中，控制***430包括定时器，并且配置成如果发动机在预定的时间量内未启动则停用马达。在一些预期的实施例中，控制***430包括温度传感器，并配置成用自动预启泵来预启发动机，或者如果环境温度高于或低于预定温度，如果发动机的一部分高于或低于预定温度，或者如果环境温度与发动机温度之间的差异高于或低于预定量，则调节扼流器或节流板。在预期的实施例中，控制***430还可向操作者提供信号输出，诸如在联接到手柄或发动机的显示器上的可视指示，或发声警报。在一些这种实施例中，所述信号输出可包括错误消息、低燃料消息、换油消息、或另外的这种消息。

参照图5，***510的部件包括制动缆线512(例如鲍登缆线)和用于户外动力设备的相关联发动机的制动块514。根据一个示例性实施例，制动缆线512配置成联接到户外动力设备的手柄的吊环(见例如图1-3中所示的吊环126、212和312)。当操作者起动吊环时，制动缆线512使联接到所述制动块514的枢轴516移动。然后制动块514释放，允许与***510相关联的发动机驱动户外动力设备的动力工具。

根据示例性实施例，与***510相关联的发动机还包括启动***，所述启动***包括开关518、电子控制器520、电池522、和电动启动马达524。当操作者起动吊环以提升制动块514时，枢轴516同时起动开关518。开关518然后向电子控制器520提供制动块514已提升的信号，以及电子控制器520可用电动启动器524启动与***510相关联的发动机的信号。然后，电子控制器520将电动启动器524连接到电池522。开关518可为已经与制动器相关联但用于向制动器的致动器和启动***(例如点火搭铁(ignitionground))两者提供信号的开关，或者开关518可以是只用于启动***的附加开关。

仍然参照图5，电子控制器520包括硬连线电路，并且配置成接收来自与***510相关联的发动机的附加输入。在一些实施例中，附加输入包括来自与***510相关联的发动机的调速器或其它部件的对发动机速度的指示(例如来自点火***的电脉冲)。附加输入可包括与***510相关联的发动机的当前状态，诸如与***510相关联的发动机是否正在运行等。启动***还联接到地线526。

参照图6-9，发动机610包括排气口612、燃料箱614、发动机罩616、用于燃烧过程的进气口618、用于冷却发动机的进气口620、以及具有储能装置的启动***，所述储能装置为诸如电池622、电容器、多个电池或电容器、或其它储能装置。申请人注意到图6-9的发动机610为图1的发动机112的镜像，并且两者都是单汽缸的、四冲程循环的、垂直轴的、小型的发动机。可以使用其它的发动机类型和设计，诸如水平轴的、两个或多个汽缸的、柴油为动力的、针对寒冷天气构造的等的发动机。

尽管在图6和图8-9中示出储能装置邻近于所述燃料箱614和排气口612，但是储能装置可定位在发动机610外部上的其它位置和/或所述发动机610的内部端口内。在其中所述储能装置对高温敏感的一些实施例中，可优选的是将储能装置定位为远离排气口612，排气口612在发动机610的操作过程中可能会变热。

根据示例性实施例，所述储能装置配置成向与发动机610集成的启动马达(见例如如图1中所示的马达120)供电。在一些实施例中，储能装置可进一步配置成向发动机610的其它***供电，所述其它***为诸如具有控制电路的发动机控制单元(ECU)，所述控制电路联接至与发动机集成的传感器或检测器(例如制动器释放器、燃料水平检测器、点火污染检测器、调速器等)。

根据示例性实施例，所述储能装置是可充电电池622。如图7中所示，电池622可在充电站624充电，或者可包括与电池(例如电池组，其具有充电端口，以接收来自联接到插座或充电站的电线的连接件)集成的充电端口。在其它实施例中，电池622可以可替换地直接***到壁式插座内，或者充电站可以是壁装式的或直接***到壁式插座内。

在一些实施例中，所述储能装置是或包括电容器组，其中所述电容器配置成以相对短(例如小于10秒)的高功率输出充放电能。在一些这种实施例中，电容器组的一些电容器成组地彼此联接(例如串联或并联)，并且这些组配置成相对于彼此按时间顺序进行输出。因此，电容器特别配置成能够向马达供电以便启动发动机610，而无需太多的附加储能电容器，以在尺寸上相对紧凑并且便宜。使用电容器还可以允许与电池相比更快地充电，诸如在充电站624(图7)上更快地充电。

在预期的实施例中，启动马达配置成从发动机610抽运功率，诸如在发动机上较小负载的阶段期间。然后启动马达由发动机610驱动以提供电力输出。然后电力输出可由ECU或以其它方式发送，以向储能装置充电。这种***对于驱动便携式发电机的交流发电机的发动机是特别有用的，其中所述交流发电机可暂时由所述储能装置供电，以启动发动机，然后一旦发动机启动，交流发电机可用于给储能装置再充电。

参照图8，电池配置成***(例如下落、下降、放置)到集成到发动机的接收端口626内。如上所述将接收端口与发动机集成降低了用于制造户外动力设备的组装负担。然而，在预期的实施例中，接收端口可不与发动机集成。例如，图7示出了充电站624或充电端口，其可以是类似于在发动机底座上的那种端口。

在一些实施例中，电池622具有形成等腰梯形、三角形、菱形、或其它楔形形状的横截面，或具有下述形状的横截面，所述形状具有相对于与接收端口626相接触的上部部分630较窄的下部部分628。接收端口626具有用以接收电池622的轮廓(例如V形、U形等)，所述电池可通过与接收端口626的轮廓相接以及重力而被引导到位。

在一些实施例中，电池622包括用于提升和保持电池622的槽或夹632。当电池622***到接收端口626内时，诸如钩或闩锁器的锁定机构可卡扣到位并将电池622保持在接收端口626内。将夹具632捏到一起可释放锁定机构，以允许将电池622从接收端口626移除。

根据示例性实施例，所述启动***进一步包括开关636(例如切换开关、杆、键)，其与电池622、接收端口626或发动机610上的其它位置集成。如图8-9中所示，开关636可从断开位置(图8)旋转到接通位置(图9)，其中在断开位置中，所述电池622未电连接到所述发动机610的部件(例如启动马达、ECU)，而在接通位置中，所述电池622电连接至所述部件。在其它实施例中，开关636的旋转还或可替换地接合所述锁定机构，以将电池622保持在接收端口626内。在各种预期的实施例中，开关636可配置成中断所述电池、所述控制电路、或两者的电连接。

根据示例性实施例，所述启动***包括诸如在接收端口626上的按钮634的界面。当电池622就位于接收端口626内时，按钮634面向外且可触及。在一些实施例中，界面允许操作者经由启动***来启动发动机。在其它实施例中，界面可用以初始化电池的充电或其它功能。

根据示例性实施例，图10-11中所示的电控电路各自配置成为根据本公开所提供的启动***提供硬连线逻辑。在一些实施例中，每个电路基本上包含所有的模拟部件。在一些实施例中，每个电路或另一个这种的电路配置成检测吊环何时将开关(见例如图5中所示的开关518)闭合(或打开)。在其它实施例中，电路配置成感测制动器何时被拉动(见例如图5中所示的制动块514)，然后使发动机能够点火。在其它预期的实施例中，电路可进一步配置成感测发动机的振动或化油器内的文丘里(Venturi)真空强度，并在相关联的信息指示发动机正在运行时切断马达的电源。

根据示例性实施例，图10-11中的电路包含在与发动机集成的电路板(例如参见如图1中所示的控制器132)上，并且可完全由电池或其它板上电源供电。因此，电路可以无需通到割草机或其它户外动力设备的除了由发动机承载或与发动机集成的那些部件之外的部件的电接口。无需附加的线路和联结。因此，如上文所讨论的那样，可改进对于相关联的户外动力设备的组装过程。

可替换地，根据另一示例性实施例，图10-11的电路可包含在储能装置(见例如图1中所示的储能装置130)外壳内的一个电路板(或多个电路板)上，并且可完全由所述储能装置(例如电池或其它电源)供电。如已知的那样，储能装置通常具有包含于其中的集成电路，所述电路配置成监测储能装置的与其电荷状态相关的操作变量(电流、电压等)。由此，将图10-11的电路附加到储能装置外壳内的现有电路板上或附加的电路板上是可能的。以这种方式，电路可不需要通到割草机或其它户外动力设备的部件的电接口，并且不必要有附加的线路或联结。因此，可以简化和改进对于相关联的户外动力设备的组装过程。此外，图10-11的电路仅仅是示例性的，并且电路的细节可改变，以使将其功能在所述储能装置内的现有电路板或附加电路板上的集成最优化。

现在参照图12，压力清洗机***710包括图6的发动机610。为了启动发动机610，操作者可按压图8-9中所示的按钮634。在一些这种实施例中，可经由点火中断而发生***的制动，点火中断防止火花将发动机610的燃烧室内的燃料和空气点燃。然后由压力清洗机***710的水泵所提供的阻力使发动机610减慢(即将发动机610制动)。在其它预期的实施例中，便携式发电机的发动机可使用类似的启动***和电池622，以及类似的制动***。由发电机所提供的电力可用于给启动***的电池622充电。

现在参照图13，示意性地图示了户外动力设备810。户外动力设备810类似于上述的户外动力设备410。

户外动力设备810包括发动机812和由发动机812驱动的器具814(例如割草机刀片、泵、螺旋钻、耕耘机，交流发电机、刷、劈木机等)。在一些实施例中，电动马达816(例如启动马达)联接到发动机812，并且器具814联接到发动机812的动力输出部818。速度传感器820可联接到发动机812，以检测发动机812的速度。运行传感器822配置成检测器具814何时处于准备运行的状态。取决于户外动力设备810的类型，运行传感器822可采取不同的形式。例如，运行传感器822可以是：配置成检测制动器或离合器(例如用于割草机)的状态(例如接合或脱开接合)的开关；配置成检测操作者位于操作位置下的开关(例如拖拉机上的座椅开关或手柄上的手动致动的开关或吊环)；使能的链或键，所述链或键配置成当致动或呈现时允许发动机812启动，而当未致动或未呈现时防止发动机812启动；配置成感测水或其它流体的开关(例如电容式水检测传感器、压力传感器、流量传感器)，以确保泵具有足够的流体以安全地操作(例如用于压力清洗机或废料泵)。

例如，在包括作为器具814的割草机刀片的割草机中，运行传感器822检测选择性地防止刀片旋转的制动器何时处于释放位置，从而使得允许刀片旋转。当制动器释放时，割草机刀片处于准备运行的状态。在另一个实例中，在包括作为器具814的流体泵的压力清洗机中，运行传感器822检测通过流体泵到达喷枪的阈值流体流量。当检测到阈值流体流量(例如通过流速、通过体积流量、通过流体压力等)时，流体泵处于准备运行的状态，阈值流体流量指示足够的流体供给到流体泵，以允许流体泵的操作。在包括作为器具814的流体泵的压力清洗机的另一实例中，当运行传感器822检测到使能键或链的呈现或致动时，流体泵处于准备运行状态。在一些实施例中，户外动力设备810包括一个以上的运行传感器822，并且在器具814视为处于准备运行状态之前，所有的运行传感器822必须符合。

释放机构826(例如用于割草机的吊环、用于压力清洗机的喷枪触发器、启动按钮或开关等)可移动到接合位置以使器具814处于准备运行状态。在割草机的实例中，释放机构826可以是连接到手柄824的吊环，并且吊环配置成允许使用者通过将吊环移动到接合位置而释放制动器。运行传感器822检测到制动器被释放，由此使割草机刀片处于准备运行状态。如果吊环未移动到接合位置(例如当吊环由如上所述的联锁件阻挡时)，制动器不被释放，并且割草机刀片将不处于准备运行状态。

在压力清洗机的实例中，释放机构可以是流体连接到流体泵的喷枪的触发器。触发器配置成当触发器移动到接合位置或打开位置时允许流体流动通过喷枪。处于打开位置的触发器允许阈值流体流量通过流体泵，阈值流体流量指示流体泵处于准备运行状态。运行传感器822检测阈值流体流量。如果阈值流体流量未建立，则流体泵不处于准备运行状态，并且运行传感器822不会检测到准备运行状态。例如，如果压力清洗机未连接到流体源(例如水龙头或水出口)，或在压力清洗机和流体源之间存在泄漏或松动的连接，则可能会发生上述情况。可替换地，在一些实施例中，释放机构826可以是启动致动器(例如启动按钮或按键开关)。

户外动力设备810还包括用于给户外动力设备810的马达816和其它部件供电的电池828，以及用于操作马达816的电动启动控制模块830。如图13中所示，控制模块830与发动机812间隔开(与发动机812分离，独立于发动机812)。控制模块830配置成接收与释放机构826和运行传感器822相关联的输入。在一些实施例中，当释放机构826移动到接合位置时，所述释放机构826致动开关832，开关832向控制模块830提供信号。信号可经由机械联动件、无线地、硬连线电连接、或以其它方式提供。控制模块830检查运行传感器822以确定器具814是否处于准备运行状态。当开关832和运行传感器822两者都提供指示器具814处于准备运行状态的信号或输入时，控制模块830则致动马达816，以启动发动机812。附加的信息或控制逻辑也可配置成与开关832、运行传感器822的状态和/或其它因素相结合地启动发动机。释放机构826移动到接合位置，可经由开关832向控制模块830提供启动信号，同时使器具814处于如由运行传感器822所检测到的准备运行状态，使得无需附加的使用者操作以启动发动机812。

根据示例性实施例，控制模块830配置成接收来自速度传感器820的附加输入。速度传感器820向控制模块830提供与发动机820的速度相关联的信息。在一些实施例中，所述速度传感器820配置成检测所述发动机812何时以阈值速度运行。当发动机812以阈值速度运行时，控制模块830则关断马达816(例如脱开接合、断开连接、切断通到其的电源等)。在一些实施例中，速度传感器820是发动机的点火线圈的部件或联接到发动机的点火线圈的部件，以检测发动机的速度。在其它实施例中，速度传感器820是调速器的部件或联接到调速器的部件，以检测发动机的速度。

在预期的实施例中，与启动***相关联的控制模块830可以接收用于控制发动机的启动的附加的或不同的输入，这种输入来自配置成指示所述户外动力设备最近是否移动的传感器。这种户外动力设备的车轴或车轮的移动会触发传感器，该传感器向控制模块提供信号。该信号与电动定时器相结合，提供关于移动的与时间相关的状况，可用作操作者意图起动发动机的附加指示。在预期的实施例中，控制模块830包括定时器，并且配置成如果发动机在预定的时间量内未启动则停用马达。在一些预期的实施例中，控制模块830包括温度传感器，并配置成用自动预启泵来预启发动机，或者如果环境温度高于或低于预定温度，如果发动机的一部分高于或低于预定温度，或者如果环境温度与发动机温度之间的差异高于或低于预定值，则调节扼流器或节流板。在预期的实施例中，控制模块830还可向操作者提供信号输出，诸如在联接到手柄或发动机的显示器上的可视指示，或发声警报。在一些这种实施例中，所述信号输出可包括错误消息、低燃料消息、换油消息、或另外的这种消息。

现在参照图14，示出了根据示例性实施例的控制模块830。控制模块830包括外壳834、配置成实施用于户外动力设备810的操作的控制逻辑的控制器836、配置成电联接到释放组件线束840的连接器838、以及配置成电联接到电动马达816的连接器842。连接器838和842位于外壳834的相对侧上，以适应控制模块830与一个或多个线束的内嵌连接。控制器836定位在外壳834内。在一些实施例中，控制模块830包括配置成电联接到速度传感器820的连接器844。连接器844位于外壳834的与连接器838和842之一相对的一侧上。在一些实施例中，开关832是控制模块830的部件，并且位于所述外壳834内。

在一些实施例中，控制模块830还包括一个或多个连接器846和848，该一个或多个连接器846和848配置成电联接到运行传感器822，以将来自运行传感器822的输入提供到控制器836。考虑将运行传感器822并联连接到控制模块830。可替换地，可将一个以上的运行传感器822连接到单个连接器846，从而使得控制器836接收单个的运行传感器输入，但是只有当所有的运行传感器822都符合时，器具814才处于准备运行状态。在这种实施例中，考虑将运行传感器822串联连接到所述控制模块830。在一些实施例中，来自运行传感器的输入经由电联接至连接器838或842的线束(例如释放组件的线束840)提供，因此无需用于运行传感器的单独的连接器来向控制器836提供运行传感器输入。每个连接器846和848位于外壳834的与连接器838和842之一相对的一侧上。

控制器836可包括配置成实施硬连线控制逻辑或处理电路的部件。所述处理电路可包括处理器和存储设备。处理器可实施为通用目的的处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件、或其它合适的电子处理部件。存储设备(例如存储器、存储单元、储存设备等)是用于储存数据和/或计算机代码的一个或多个设备(例如RAM、ROM、闪存存储器、硬盘储存器等)，所述数据和/或计算机代码用于完成或促进本申请中所述的各种过程、层次和模块。所述存储器设备可以是或包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器设备可包括数据库部件，对象代码部件，脚本部件，或用于支持本申请中所述的各种动作和信息结构的任何其它类型的信息结构。根据示例性实施例，所述存储器设备经由所述处理电路可通信地连接到所述处理器，并且包括用于执行(例如通过处理电路和/或处理器)本文所述的一个或多个过程的计算机代码。

所述释放组件线束840将电动马达816、运行传感器822、和电池828电联接到一起。例如，在割草机的实例中，释放组件线束是吊环线束，其将包括释放机构或吊环826的释放组件电连接到电动马达816和马达816。通过将连接器838连接到释放组件线束840(例如割草机的吊环线束)以及将连接器842连接到电动马达816，控制模块830电联接到释放组件线束840。

通过将控制模块830连接到现有的线路，配置成拉动启动(例如通过反冲启动器)的户外动力设备转换成电动启动。控制模块830容易地与现有的线路内嵌连接，由此省却了与拉动启动户外动力设备模型相比对于电动启动户外动力设备模型而言添加附加的线路或显著地改变线路的需要。控制模块830在尺寸上相对小且重量轻。这允许控制模块830连接到现有的线路，而不是物理地安装到户外动力设备的任何其它部件。也就是说，一旦连接到现有的线路，控制模块830可以自由地保持不由户外动力设备上的安装座、支架或其它物理支撑结构支撑(如随着现有的线束悬摆)。控制模块830允许制造者提供可作为拉动启动模型或电动启动模型的户外动力设备产品，同时简化制造过程。制造过程得以简化，其原因在于将户外动力设备转换成电动启动的控制模块830是连接到拉动启动户外动力设备的现有部件(即释放组件线束840和电动马达816)的，并且不需要单独的物理安装结构。

如在各种示例性实施例中所示的用于发动机的启动***的构造和设置仅仅是例示性的。虽然在本公开中仅详细地说明了几个实施例，但是在实质上不偏离在本文所述主题的新颖性教导和优点的前提下可进行许多变型(例如各种元件的尺寸、规模、结构、形状和比例、参数值、安装设置方式、材料的使用、颜色、取向等的改变)。示出为一体形成的一些元件可由多个部分或元件构造，元件的位置可以逆向或改变，并且离散元件或位置的性质或数量可以修改或改变。任何过程、逻辑算法或方法步骤的次序或顺序都可根据可替换地实施例进行改变或重新排序。在不脱离本发明范围的前提下也可以在各种示例性实施例的设计、操作状态和设置方面进行其它置换、变型、转变和省略。

Claims (41)

1.一种割草机，其包括：

内燃发动机；

配置成启动所述内燃发动机的电动马达；

由所述内燃发动机驱动的刀片；

用于停止所述刀片和所述内燃发动机中至少一个的组件，所述组件包括：

制动机构，

可移动到接合位置以释放所述制动机构的释放机构，

配置成选择性地防止所述释放机构移动到所述接合位置的联锁件，以及

允许操作者释放所述联锁件以允许释放机构移动到所述接合位置的界面；

由所述释放机构致动的开关；以及

控制模块，所述控制模块联接到所述开关，从而使得当所述释放机构处于所述接合位置中时，所述开关向所述控制模块提供信号，并且所述控制模块响应于所述信号而接通所述电动马达，以启动所述内燃发动机。

2.根据权利要求1所述的割草机，其中所述控制模块与所述内燃发动机间隔开。

3.根据权利要求2所述的割草机，其中所述开关是所述控制模块的部件。

4.根据权利要求2所述的割草机，其进一步包括：

配置成给所述电动马达供电的电池；以及

将所述电动马达、所述制动机构与所述电池电联接的释放机构线束；

其中所述控制模块电联接到所述释放机构线束。

5.根据权利要求2所述的割草机，其进一步包括：

发动机速度传感器，其配置成检测所述内燃发动机何时以阈值速度运行，其中所述发动机速度传感器联接到所述控制模块，并且其中当所述发动机速度传感器检测到所述阈值速度时，所述控制模块关断所述电动马达。

6.根据权利要求5所述的割草机，其中所述内燃发动机包括点火线圈，所述发动机速度传感器联接到所述点火线圈。

7.根据权利要求5所述的割草机，其中所述内燃发动机包括调速器，并且所述发动机速度传感器联接到所述调速器。

8.一种户外动力设备，其包括：

内燃发动机；

配置成启动所述内燃发动机的电动马达；

由所述内燃发动机驱动的器具；

可移动到接合位置以使所述器具处于准备运行状态的释放机构，在所述准备运行状态中，所述器具准备由所述内燃发动机驱动；

配置成检测所述准备运行状态的运行传感器；

由所述释放机构致动的开关；以及

控制模块，所述控制模块联接到所述开关，从而使得当所述释放机构处于所述接合位置中时，所述开关向所述控制模块提供信号，并且所述控制模块响应于来自所述开关的所述信号以及所述运行传感器检测到所述准备运行状态而接通所述电动马达，以启动所述内燃发动机。

9.根据权利要求8所述的户外动力设备，其中所述控制模块与所述内燃发动机间隔开。

10.根据权利要求9所述的户外动力设备，其中所述开关是所述控制模块的部件。

11.根据权利要求9所述的户外动力设备，其进一步包括：

配置成给所述电动马达供电的电池；以及

将所述电动马达、所述运行传感器与所述电池电联接的释放机构线束；

其中所述控制模块电联接到所述释放机构线束。

12.根据权利要求9所述的户外动力设备，其进一步包括：

发动机速度传感器，其配置成检测所述内燃发动机何时以阈值速度运行，其中所述发动机速度传感器联接到所述控制模块，并且其中当所述发动机速度传感器检测到所述阈值速度时，所述控制模块关断所述电动马达。

13.根据权利要求12所述的户外动力设备，其中所述内燃发动机包括点火线圈，并且所述发动机速度传感器联接到所述点火线圈。

14.根据权利要求12所述的户外动力设备，其中所述内燃发动机包括调速器，并且所述发动机速度传感器联接到所述调速器。

15.根据权利要求9所述的户外动力设备，其中所述器具是用于压力清洗机的流体泵，并且其中所述运行传感器配置成检测通过所述流体泵的阈值流体流量。

16.根据权利要求15所述的户外动力设备，其进一步包括：

流体连接到所述流体泵的喷枪，所述喷枪包括可移动到打开位置以允许流体流动通过所述流体泵的触发器，其中所述触发器是所述释放机构，并且其中所述接合位置是所述打开位置。

17.根据权利要求9所述的户外动力设备，其中所述器具是用于割草机的割草机刀片，且所述运行传感器配置成检测选择性地防止所述刀片旋转的制动器何时处于释放位置中，其中在所述释放位置中允许所述割草机刀片旋转。

18.根据权利要求17所述的户外动力设备，其进一步包括手柄，其中所述释放机构包括联接到所述手柄的吊环。

19.一种用于户外动力设备的电动启动控制模块，所述户外动力设备包括内燃发动机，配置成启动所述内燃发动机的电动马达，由所述内燃发动机驱动的器具，可移动到接合位置以使所述器具处于准备运行状态的释放机构，以及配置成检测所述准备运行状态的运行传感器，在所述准备运行状态中，所述旋转工具准备由所述内燃发动机驱动，所述电动启动控制模块包括：

当所述释放机构处于所述接合位置中时，由所述释放机构致动以提供信号的开关；以及

联接到所述开关以接收所述信号的控制器，所述控制器配置成在接收到信号以及所述运行传感器检测到所述准备运行状态时接通所述电动马达，以启动所述内燃发动机。

20.根据权利要求19所述的电动启动控制模块，其进一步包括：

第一连接器，其配置成电连接到所述户外动力设备的释放机构线束；以及

第二连接器，其配置成电连接到所述户外动力设备的所述电动马达，所述第二连接器与所述第一连接器相对地定位。

21.一种割草机，其包括：

内燃发动机；

配置成启动所述内燃发动机的电动马达；

由所述内燃发动机驱动的刀片；

用于停止所述刀片和所述内燃发动机中至少一个的组件，所述组件包括：

制动机构，

释放机构，

在所述制动机构和释放机构之间的联动件，

配置成防止所述释放机构释放所述制动机构的联锁件，以及

允许操作者释放所述联锁件的界面；

其中所述电动马达联接到所述组件，使得所述制动机构的释放自动地接合所述电动马达，以启动所述内燃发动机。

22.根据权利要求21所述的割草机，其进一步包括配置成向所述电动马达供电的电池，其中所述电池与所述电动马达紧固到所述内燃发动机。

23.根据权利要求22所述的割草机，其中所述制动机构包括点火中断***。

24.根据权利要求22所述的割草机，其中所述制动机构包括机械式制动器，所述机械式制动器提供与所述内燃发动机的飞轮的摩擦接触，以停止所述刀片和所述内燃发动机中的至少一个。

25.一种户外动力设备，其包括：

内燃发动机；

配置成启动所述内燃发动机的电动马达；

由所述内燃发动机驱动的旋转工具；

用于停止所述发动机和所述旋转工具中的至少一个的组件，所述组件包括：

制动机构，

释放机构，以及

在所述制动机构和所述释放机构之间的联动件；

其中所述电动马达联接到所述组件，使得所述制动机构的释放自动地接合所述电动马达，以启动所述内燃发动机。

26.根据权利要求25所述的户外动力设备，其进一步包括开关，所述开关通过所述释放机构的操作起动，且配置成提供指示所述操作的电信号。

27.根据权利要求26所述的户外动力设备，其进一步包括配置成将电源联接到所述电动马达的控制电路，其中响应于所述释放机构的操作，来自所述开关的所述电信号被引导到所述控制电路。

28.根据权利要求27所述的户外动力设备，其中在所述内燃发动机以预定阈值速度或高于预定阈值速度地运行之后，所述控制电路将所述电动马达脱开接合。

29.根据权利要求25所述的户外动力设备，其进一步包括手柄，其中所述组件的所述释放机构包括联接到所述手柄的吊环。

30.根据权利要求29所述的户外动力设备，其进一步包括配置成防止所述吊环释放所述制动机构的联锁件；以及允许操作者释放所述联锁件的界面。

31.根据权利要求30所述的户外动力设备，其中所述界面位于所述手柄上。

32.一种配置成驱动户外动力设备的发动机组件，其包括：

内燃发动机；

电动马达，其联接到所述内燃发动机并配置成启动所述内燃发动机；

配置成操作所述电动马达的控制电路；以及

储能装置，其配置成电联接到所述电动马达，其中所述储能装置紧固到所述内燃发动机和所述电动马达中的至少一个。

33.根据权利要求32所述的发动机组件，其中所述内燃发动机包括制动器，并且其中所述控制电路配置成当所述制动器接合时防止所述电动马达的起动。

34.根据权利要求33所述的发动机组件，其中所述控制***配置成当所述制动器释放时起动所述电动马达，以启动所述内燃发动机。

35.根据权利要求34所述的发动机组件，其中所述内燃发动机进一步包括飞轮，并且其中所述制动器配置成限制所述飞轮的旋转。

36.根据权利要求34所述的发动机组件，其中所述控制电路配置成当所述内燃发动机以预定阈值速度或高于预定阈值速度地运行时停用所述电动马达。

37.根据权利要求36所述的发动机组件，其中所述内燃发动机的部件进一步配置成向所述控制电路提供与所述内燃发动机的速度相关联的信号，以操作所述电动马达。

38.根据权利要求32所述的发动机组件，其进一步包括用于接收与所述内燃发动机集成到一起的所述储能装置的端口。

39.根据权利要求38所述的发动机组件，其中所述端口成形为接收所述储能装置，并且其中所述储能装置锁定到所述端口内。

40.根据权利要求39所述的发动机组件，其中所述控制电路配置成将电能引导到所述储能装置，用于充电。

41.根据权利要求32所述的发动机组件，其中所述控制电路定位于储能装置的外壳内。