外动力设备的电气接口，并且额外的布线或架线(hook ups)也是不需要的。因此，可以简化和改善相关室外动力设备的装配程序。根据另一种示例性实施方式，电路可以替代地添加至电池容纳装置，例如容纳装置802，从而降低电池的成本，或添加至发动机或室外动力设备的其他电气组件(例如，控制器，控制电路，印刷电路板等)。这可以通过消除在其它情况下会在电池中出现的一些电路而帮助降低单个电池800的成本。此外，电路只是示例性的，可以修改电路的细节部分以优化它们的功能在电池内的附加电路板或现有电路板上的集成。
[0175]电路还可以设置为监控发动机的运行和/或电池的状态，从而预测电池能实现的启动的次数。例如，电路可以监控电池的充电状态，启动发动机所耗费的平均电量，和/或发动机的其他特征(例如，运行状态，rpm等)。启动发动机所耗费的平均电量，和/或发动机的其他特征可以通过一个或多个端子(例如，图50所示的辅助端子832和图55所示的辅助端子862)传递至电路，所述端子通过接收器将电池连接至发动机。电池能实现的启动的次数随后可以在集成到电池上的显示器(例如，图49所示的显示器820)显或在其他地方，例如接收器，发动机，控制面板或仪表板上设置的显示器上显示。可以基于发动机的特征计算电池能实现的启动的次数，例如，与在较大发动机(例如，乘坐式拖拉机)上相比，具有特定电量的电池可能能够在较小发动机(例如，自行式割草机)上执行更多次启动，或者与另一种类型的室外动力设备(例如，割草机)相比，具有特定电量的电池能够在一种类型的室外动力设备(例如，压力清洗机)上执行更多次启动。
[0176]电路还可以设置为通过与传感器和监控设备(例如，液位传感器，温度传感器，压力传感器，记时计，燃料质量传感器，转速计等)通信而监控发动机或由发动机驱动的室外动力设备的其他特征。电路可以输出与从传感器和监控设备接收的信息相关的数据至显示器，例如集成到电池800中的显示器820，或集成到容纳装置802中的显示器。因此，显示器可以向室外动力设备用户传递与室外动力设备，发动机和电池相关的各种操作数据。例如，电路可以向显示器输出信息，例如燃料水平，油位，运行时间，燃料质量，或电池温度。可以替代其他显示器(例如，仪表板或控制面板显示器)，或在其他显示器之外使用显示器。此外，电路可以通过来自温度传感器的输入监控电池的温度。对于正常使用的电池，如果电池温度太低可以利用温度监控对用户发出警报(例如通过显示器820)。通过使用电池800对这些电路供电，允许信息在发动机启动之前提供给用户(例如，电池温度，燃料水平，油位，劣质燃料的存在)，由此在尝试启动发动机之前可以解决任何问题。
[0177]现在参考图59，压力清洗机系统2010包括图4所示的发动机。为启动发动机610，操作者可以按下图46至47所示的按钮634。在某些这种实施方式中，可以通过中断点火来实现系统的制动，中断点火阻止火花点燃发动机610燃烧室中的燃料和空气。压力清洗机系统2010的水栗提供的阻力随后使发动机610慢下来(S卩，制动)。在其他预期实施方式中，便携式发电机的发动机可以使用类似的启动系统和电池622，以及类似的制动系统。发电机提供的电力可用于对启动系统的电池622充电。
[0178]由于压力清洗机系统2010不包括与图41所示把手126，212，312类似的把手，构成压力清洗机系统2010的按钮634的开关可能比在使用把手的割草机应用中使用的开关更加复杂。也就是说，在如上所示的割草机结构中，当用户拉动把手时，单极单掷开关传输12V的电力，从而为发动机上电和启动发动机，当用户释放把手时，单极单掷开关关断12V的电力并将点火装置短接到地面，从而使发动机停止。但是，在不使用把手的非割草机应用上，可以使用双极双掷开关，该开关在位于OFF位置时在第一极上短接点火装置，当位于ON位置时向第二极传输12V的电力。通过这种方式，一个位置断开12V的电力并短接点火装置(0FF)，而另一个位置不短接点火装置，并应用12V的电力(ON)。
[0179]作为上述按钮启动系统的替代，根据另一种示例性实施方式，压力清洗机系统2010的发动机610可以通过开动喷雾棒2004上的触发器2002而启动。图60显示了根据所提议实施方式的示例性电路原理图。图60所示的方框2102代表启动系统电路。与压力清洗机系统2010相关的本实施方式需要附加的电路以有效运行。例如，方框2104用作启动马达发动(cranking)限制器，其限制启动马达在发动机未启动的情况下可以发动的时间量。方框2106表示流量开关，该流量开关检测通过系统的水流量，下面将进一步讨论。方框2108表示ON延时电路，该电路检测用户已将触发器2010开动的时间量，并且如果预定时间段尚未过去就阻止启动发动机(例如，在用户偶然与触发器2002接触的过程中内)。另一方面，方框2110表示OFF延时电路，该电路允许发动机在用户已释放触发器2002之后继续运行预定时间段。方框2110可以包括到设备(例如，电位计)的输出，其允许用户定制关闭延时。方框2112表示OFF延时的手动停止超控输入(例如，通过使能钥匙插入)，允许用户完全停用OFF延时，并允许发动机在用户释放触发器2002之后继续运行，超过任何预定时间限制。最后，方框2114表示电路，该电路检测当启动马达正在发动时启动马达小齿轮是否已经从发动机的飞轮齿圈脱离，从而防止启动马达在发动机被启动之前停止发动操作。下面将讨论由图60所示电路表示的启动系统的整体运行。
[0180]在压力清洗机系统2010运行之前，喷雾棒2004必须通过软管连接至水栗，其中水栗还通过另一根软管连接至水源。当水源与水栗连接时，触发器2002的开动引起至少小量的水流过水栗，不管发动机610是否运行。当触发器2002开动时，使用流量开关和/或压力开关检测水流量或压力变化。流量开关或者是独立的，或者集成在栗内，可以设置在水源和栗入口(即，低压侧)之间或设置在栗出口和喷雾棒(即，高压侧)之间。如果利用了压力检测，则压力开关可以位于栗入口和出口上。作为替代，可以使用单一差压开关。根据检测到的流量或压力变化，可以利用与之前实施方式中描述的按钮启动系统相同的逻辑启动发动机610。作为替代，传感器或开关可以通过触发器2002的开动而直接接合，从而启动发动机610，其中这种传感器或开关之间的电连接可以沿着或穿过喷雾棒软管在触发器2002和发动机610之间运转。作为替代，传感器或开关可以通过触发器2002的开动而直接接合，从而启动发动机610，其中在触发器2002和发动机610之间通过射频(RF)或红外(IR)实现无线通
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[0181]在水源与栗连接并随后装填栗的过程中，流量开关和/或压力开关可以检测触发器2002被开动前水的短时流动或压力变化。因此，可能不希望发动机610在检测到输入流或压力变化时立即启动。相反，可以通过上述启动系统电路提供定时延迟启动(例如，I至3秒)，其中定时延迟可以通过阻容电路(RC电路)或等同特征建立。定时延迟启动可以消除无意启动发动机的可能性。
[0182]同样，可能不希望发动机610在用户释放触发器2002时就立即停止(S卩，关闭)。相反，可以通过上述启动系统电路提供定时延迟(例如，I至2分钟)，其中定时延迟可以通过对触发器2002释放之后发动机点火脉冲进行计数来确定，或者通过阻容电路(RC电路)或等同特征建立。如果使用了RC电路，在使用了可变电阻器(S卩，变阻器)的情况下，可以提供用户可调节的定时延迟停止。通过这种方式，当用户只是短暂释放触发器2002时，发动机610不一定关闭，从而避免在运行过程中发动机610过于频繁的重启。所述定时延迟停止还可以与自动节流阀控制机构结合使用，从而降低发动机速度并在定时延迟期间减少噪音和燃料消耗。如果用户希望在定时延迟周期到期之前关闭发动机610，可以设想向发动机610增加手动停止开关(未显示)。同样，还可以向发动机610增加手动启动开关(未显示)，用作由触发器开动的发动机启动系统的可选或备用启动系统。
[0183]定时延迟停止功能的附加好处是可以消除栗中对热旁路系统的需要。在传统的压力清洗机系统中，当触发器在发动机正运行时被释放，栗中的水会在压力作用下再循环。这种情况引起栗中的再循环水随着时间推移会逐渐变热。过热的水可能引起对栗组件的永久性损坏。为解决该问题，绝大多数传统的压力清洗机装配有热旁路系统。当水温达到临界温度(通常为140华氏度(60摄氏度))时，热旁路系统将高温水排到栗外面，排到地上。在冷却水进入栗中并降低再循环水的温度之后，热旁路系统停止热水排放。如果上面描述的定时延迟停止设置成比栗中的再循环水达到临界排出温度所需时间(通常为90秒)短，则不一定必需热芳路系统。
[0184]上述由触发器开动的发动机启动系统的另一个好处是降低了发动机启动阶段对减压卸荷阀的依赖。在传统的压力清洗机系统中，在发动机启动之前以及喷雾棒的触发器被开动之前就将水源提供给水栗，在水栗内形成压力，必须通过卸荷阀减轻该压力以帮助发动机启动。但是，在具有上述由触发器开动的发动机启动系统的情况下，可以减小卸荷阀的大小或完全消除卸荷阀，因为触发器开动本身就减轻了发动机启动之前在水栗内积累的水压(通过使水流开始(initiating))。
[0185]上述由触发器开动的发动机启动系统的另一个好处是在水源未与栗入口连接的情况下减少用户手动启动栗时对栗造成的损坏。在传统的压力清洗机系统中，发动机可以手动启动，不管操作者是否已经将水源连接至栗入口。如果栗在没有水源的情况下运行，由于内部摩擦和高温，栗会在短时间(通常为30秒)内永久性地损坏。通过使用上述由触发器开动的启动系统，除非水源与栗入口连接，否则发动机不能被启动，因为流量或压力开关必须检测到水流才能使启动生效。
[0186]根据上述实施方式，由触发器开动的发动机启动系统可以降低燃料消耗并消除气体压力清洗机系统未使用时产生的噪音，因为在用户不直接激活触发器2002以喷水之前能够避免不必要的发动机运行。
[0187]这里描述的不同控制系统和电路(包括通过引用结合至此的相关申请中的控制系统和电路)可以实现为由不使用微控制器或软件的模拟或数字硬接电路组成的“不可编程电路”，或实现为控制器，微控制器，计算机，或其他可编程设备。人们认为其中控制器实现为包括分立组件的不可编程电路的实施方式可能比实现为微控制器或使用软件的实施方式要便宜。所述不可编程电路实施方式不包括微控制器。这里描述的不同控制系统和电路(包括通过引用结合至此的相关申请中的控制系统和电路)可以实现为电池的组件，电池容纳装置或接收端口的组件，发动机的组件，与发动机分开的启动模块的组件，和/或室外动力设备的组件。
[0188]在不同示例性实施方式中展示的发动机启动系统的结构和设置只是说明性的。虽然在这里至详细描述了少数几个实施方式，但是在不实质性偏离在此描述的主题的新颖教导和优点的情况下，可以进行许多修改(例如，不同元件的大小，尺寸，结构，形状和比例的变化，参数值的变化，安装设置的变化，使用材料，颜色，方向的变化等)。显示为一体形成的某些元件可能由多个部件或元件构成，元件的位置可以相反或改变，并且离散元件或位置的性质或数量可以修改或改变。任意方法，逻辑算法，或方法步骤的次序或顺序可以根据替代实施方式而改变或重新排序。在不偏离本发明的范围的情况下，还可以对不同实施方式的设计，运行条件和设置进行其他替换，修改，改变和省略。
【主权项】
1.一种内燃式发动机，该内燃式发动机包括: 包括气缸的机体； 位于所述气缸内的活塞，其中所述活塞设置为沿着气缸轴在所述气缸中往复运动； 设置为由所述活塞驱动的曲柄轴； 向所述气缸供应空气-燃料混合物的燃料系统；以及 电启动系统，该电启动系统包括启动马达，电池容纳装置，以及可移除地连接至所述电池容纳装置的锂离子电池，其中所述锂离子电池设置为对所述启动马达供电以启动发动机，其中所述锂离子电池包括具有电池单元轴的至少一个锂离子电池单元，并且其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述气缸轴和所述电池单元轴互相不平行。2.如权利要求1所述的内燃式发动机，其中所述锂离子电池设置为在不使用工具的情况下选择性地连接至所述电池容纳装置和从所述电池容纳装置移除。3.如权利要求1所述的内燃式发动机，其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述气缸轴和所述电池单元轴基本上横向于彼此。4.如权利要求1所述的内燃式发动机，其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述气缸轴和所述电池单元轴相对于彼此形成至少45度的角度。5.如权利要求1所述的内燃式发动机，其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述气缸轴和所述电池单元轴相对于彼此形成至少15度的角度。6.如权利要求1所述的内燃式发动机，其中所述曲柄轴是竖直曲柄轴，并且所述电池容纳装置位于所述曲柄轴上方。7.如权利要求6所述的内燃式发动机，其中所述电池容纳装置包括用于接收所述锂离子电池的容器，以及用于使空气流向所述机体的进气口。8.如权利要求1所述的内燃式发动机，该内燃式发动机还包括: 连接至所述机体的发动机外壳，其中所述电池容纳装置包括所述机体的一部分。9.如权利要求1所述的内燃式发动机，其中所述电池容纳装置连接至所述机体。10.一种室外动力设备，该室外动力设备包括: 内燃式发动机，该内燃式发动机包括: 包括气缸的机体， 位于所述气缸内的活塞， 设置为由所述活塞驱动的曲柄轴， 向所述气缸供应空气-燃料混合物的燃料系统，以及 电启动系统，该电启动系统包括启动马达，电池容纳装置，以及可移除地连接至所述电池容纳装置的锂离子电池，其中所述锂离子电池设置为对所述启动马达供电以启动发动机，并且其中所述锂离子电池包括具有电池单元轴的至少一个锂离子电池单元；以及与所述曲柄轴联接的工具， 其中，在发动机驱动所述工具运行时，所述室外动力设备沿主振动轴产生振动；以及 其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述主振动轴和所述电池单元轴互相不平行。11.如权利要求10所述的室外动力设备，其中所述锂离子电池设置为在不使用工具的情况下选择性地连接至所述电池容纳装置和从所述电池容纳装置移除。12.如权利要求10所述的室外动力设备，其中所述主振动轴基本上是竖直的。13.如权利要求10所述的室外动力设备，其中所述主振动轴基本上是水平的。14.如权利要求10所述的室外动力设备，其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述主振动轴和所述电池单元轴基本上横向于彼此。15.如权利要求10所述的室外动力设备，其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述主振动轴和所述电池单元轴相对于彼此形成至少45度的角度。16.如权利要求10所述的室外动力设备，其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述主振动轴和所述电池单元轴相对于彼此形成至少15度的角度。17.—种内燃式发动机和电池充电系统，包括: 内燃式发动机，该内燃式发动机包括: 包括气缸的机体， 位于所述气缸内的活塞，其中所述活塞设置为沿着气缸轴在所述气缸中往复运动， 设置为由所述活塞驱动的曲柄轴， 向所述气缸供应空气-燃料混合物的燃料系统，以及 包括启动马达和电池容纳装置的电启动系统； 电池充电器；以及 锂离子电池，该锂离子电池设置为可移除地连接至所述电池容纳装置和所述电池充电器，其中所述锂离子电池包括具有电池单元轴的至少一个锂离子电池单元； 其中当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述锂离子电池设置为对所述启动马达供电以启动发动机，并且其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述气缸轴和所述电池单元轴互相不平行；以及 其中当所述锂离子电池连接至所述电池充电器时，所述电池充电器设置为对所述锂离子电池充电。18.如权利要求17所述的内燃式发动机和电池充电系统，其中所述锂离子电池设置为在不使用工具的情况下选择性地连接至所述电池容纳装置和从所述电池容纳装置移除，并且其中所述锂离子电池设置为在不使用工具的情况下选择性地连接至所述电池充电器和从所述电池充电器移除。
【专利摘要】一种内燃式发动机，包括机体，所述机体包括气缸，位于所述气缸内的活塞，其中所述活塞设置为沿着气缸轴在所述气缸中往复运动，设置为由所述活塞驱动的曲柄轴，向所述气缸供应空气-燃料混合物的燃料系统，以及电启动系统，该电启动系统包括启动马达，电池容纳装置，以及可移除地连接至所述电池容纳装置的锂离子电池，其中所述锂离子电池设置为对所述启动马达供电以启动发动机，其中所述锂离子电池包括具有电池单元轴的至少一个锂离子电池单元，并且其中所述电池容纳装置的位置设置为使得当所述锂离子电池连接至所述电池容纳装置时，所述气缸轴和所述电池单元轴互相不平行。
【IPC分类】H01M10/052, F02N11/14, A01D34/68, F02B63/02, F02M35/10, F02N11/10, F02N11/08
【公开号】CN105593514
【申请号】CN201480043094
【发明人】罗伯特·克嫩, 马修·马考夫斯基, 迈克尔·迈耶, 詹姆斯·诺门森
【申请人】布里格斯斯特拉顿公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2014年6月19日
【公告号】EP2844865A1, EP2844865B1, WO2014205247A1