点火诊断系统的制作方法
【专利说明】点火诊断系统
[0001]共同待决的申请的参考
本申请要求了 2013年3月15日提交的美国临时专利申请N0.61/790，419的权益，其在此通过引用完整合并。
技术领域
[0002]本公开总的涉及内燃机，且更具体地涉及轻载发动机诊断系统。
【背景技术】
[0003]在现有技术中已知用于轻载发动机的多种电子点火正时控制系统，所述轻载发动机为大范围的装置提供动力，例如剪草坪设备、链锯等。典型地，这些点火系统不具有任何电池且这些发动机以拉绳反冲起动器来手动启动。存在为了诊断目的获取关于这些发动机的运行的数据以及对这些发动机的电子控制系统进行编程的需求。
【发明内容】
[0004]根据本公开的一个方面，用于通信数据的火花点火发动机系统包括:使用微控制器的电容性放电点火系统以控制轻载内燃机的火花点火；与微控制器通信的存储装置，其中微控制器从轻载内燃机获得发动机数据且使用存储装置存储发动机数据或软件；和电连接到微控制器的不同的引脚的电源连接和分开的数据连接，其中电源连接向微控制器供电而发动机数据或软件通过数据连接通信。
[0005]根据本公开的另一个方面，用于通信数据的火花点火发动机系统包括:使用微控制器的电容性放电点火系统以控制轻载内燃机的点火；与微控制器通信的存储装置，其中微控制器从轻载内燃机获得发动机数据且使用存储装置存储发动机数据或软件；与微控制器联接的数据连接；与微控制器联接的分开的电源连接，用于在发动机数据或软件通过数据连接而传输时为微控制器供电；和在发动机数据或软件通过数据连接通信时可分离地联接到数据连接和电源连接的中间计算装置。
[0006]根据本公开的再另一个方面，用于通信数据的火花点火发动机系统包括:使用微控制器的电容性放电点火系统以控制轻载内燃机的点火；与微控制器通信的存储装置，其中微控制器从轻载内燃机获得发动机数据且使用存储装置存储发动机数据或软件；和被轻载内燃机的覆盖件可移除地承载的断火开关(kill switch)，其中断火开关与电链接到微控制器的数据连接和电链接到微控制器的分开的电源连接通信，且当断火开关被移除且从数据连接和电源连接断开时，中间计算装置连接到数据连接以用于与微控制器通信数据且连接到电源连接以用于供电。
【附图说明】
[0007]此诊断系统的典型实施例和测试模式的如下详细描述通过参考附图阐述，各图为: 图1示出了一般地具有邻近旋转的飞轮安装的定子组件的电容性放电点火(CDI)系统；
图2是可与图1的CDI系统一起使用的控制电路的实施例的示意图；
图3是用于获取发动机运行数据的中间计算装置的实施例的方框图；
图4是发动机、中间计算装置和外部个人计算机(PC)的方框图；和图5是可用于纪录计算机运行数据的方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0008]在此所述的方法和系统总地涉及汽油驱动的轻载火花塞点火的内燃机，所述内燃机包括微控制器电路，所述微控制器电路可记录和存储发动机运行数据。存储的数据可通过中间计算装置通信到外部数字计算机，例如个人计算机(PC)。中间计算装置也可允许计算机被用于再编程或再更新微控制器的存储器。发动机优选地具有安装在发动机的罩、覆盖件或壳体上的所谓的断火开关，所述断火开关可从发动机壳体外部接近且可被操作者手动促动以停止或终止工作中的发动机的运行。希望地，断火开关可从发动机壳体移除且从终端断开，所述终端的至少一些可然后连接到中间计算装置以提供电能来驱动微控制器且从微控制器向外部计算机通信数据，或从计算机向微控制器通信数据以将微控制器的存储器再编程或再更新。在数据通信完成之后，中间计算装置可从终端拉下或断开且将断火开关再连接到终端且接附到壳体，以继续用于停止或中断工作中的发动机的运行。
[0009]典型地，轻载发动机是单缸二冲程或四冲程汽油驱动的内燃机。单个活塞可滑动地接收以用于在气缸内往复运动，且通过连杆连接到接附到飞轮的曲轴，且典型地具有电容性放电点火“CDI”系统以用于将高压点火脉冲供给到火花塞以点燃发动机燃烧室内的空气一燃料混合物。这些发动机不具有单独的电池以用于向火花塞提供电流和驱动发动机电子点火控制电路和微处理器。典型地，这些发动机使用自动反冲拉绳起动器被手摇启动。
[0010]术语“轻载燃烧发动机”广义地包括所有类型的非汽车燃烧发动机，包括典型地用于驱动例如汽油内燃机驱动的手持式动力工具、草坪和花园设备、剪草坪机、除草机、切边机、链锯、吹雪机、个人水上设备、船、雪地车、摩托车、全地形车辆等多种装置的二冲程发动机和四冲程发动机。系统和方法可记录涉及轻载发动机的一个或多个运行特征的数据。此数据可使用存储在也控制发动机系统的微控制器上的固件获得。以此方式，如果轻载发动机在其销售给最终使用者之后返回到制造商处(或例如维修站的其他设施处)，则技师可获取数据且试图确定发动机已被如何使用，且是否发生什么错误。在一个实施中，数据可从轻载发动机通过断火开关终端获得，所述断火开关终端包括与装置的微控制器通信且向外部计算机通信的电源连接和数据连接。
[0011]此系统和方法可辅助制造商诊断可能关于发动机所发生的问题(或多个问题)。例如，零售商可将具有轻载发动机的装置销售给消费者，且经常包括可由装置的制造商维护的担保书。当消费者将装置返回到零售商时，返回的根本原因可能对于装置的制造商不总是显而易见的。例如，制造商可能最初地检查装置的发动机且未发现故障。且可能的是消费者可能错误地确定发动机不正确地运行或简单地未完全地发生装置的实际使用。因此，当技师随后操作返回的装置时，装置可能表现为正常运行或处于与消费者/操作者所提供的描述不一致的情况中。
[0012]在另一个示例中，轻载发动机可与商用设置中的装置一起使用且在它们的使用寿命结束时失效。确定因此所使用的轻载发动机的失效点对于确定轻载发动机的使用寿命和/或产生未来可用于改进此发动机的设计和使用寿命的数据可以是有价值的。给定所制造的装置的体积，对于可能的发动机失效的完全的逐单元的检查可能是耗时且不合理的。发动机数据可反应发动机和/或装置当使用在其运行环境中的性能。然后可由制造商或维修设备来评估。
[0013]如将在下文中更详细地解释，轻载发动机可使用电容性放电点火(CDI)系统10 其不例在图1中所不包括多个控制电路的一个，所述控制电路包括参考图2所描述的典型的实施例。⑶I系统10 —般地包括可旋转地安装在发动机曲轴13上的飞轮12，邻近飞轮安装的定子组件14，和控制电路(在图1中未示出)。飞轮12随发动机曲轴13旋转且一般地包括具有极靴16、18和永磁体17的永磁体元件，使得当磁体经过定子组件14时所述永磁体元件在定子组件14附近感应出磁通量。
[0014]定子组件14可与旋转的飞轮12通过测量的气隙(例如，气隙可以为0.3 mm)分开，且可包括叠片堆24，所述叠片堆24具有第一腿26和第二腿28、充电线圈绕组30和包括初级绕组32和次级点火绕组34的点火线圈。叠片堆24可以是由堆叠的铁片制成的大体U形的铁磁电枢，且可以安装到定位在发动机上的壳体(未示出)。优选地，充电绕组30和初级点火绕组32和次级点火绕组34都围绕叠片堆24的单个腿缠绕。这样的布置可导致成本节约，因为使用了共同的地和单个绕线轴或线圈架用于所有绕组。点火线圈可以是具有围绕叠片堆24的第二腿28缠绕的初级点火绕组32和次级点火绕组34的升压变压器。初级点火绕组32联接到控制电路，如将在后文中解释，且次级点火绕组34联接到发动机的火花塞42 (在图2中示出)。如本领域技术人员将理解，初级点火绕组32可具有相对粗的线的相对少的匝，而次级点火绕组34可具有相对细的线的许多匝。初级点火绕组32和次级点火绕组34之间的匝数比在次级绕组34内生成了高电势，所述电势用于将火花塞42点火或提供电弧，因此点燃发动机燃烧室内的空气/燃料混合物。
[0015]控制电路联接到定子组件14和火花塞42且一般地控制通过⑶I系统10所感应、存储和放电的能量。术语“联接”广义地包括两个或多个电部件、装置、电路等可相互电通信的所有方式；这包括但不一定地限制于直接电连接和通过中间部件、装置、电路等的连接。控制电路可根据多个实施例的一个提供，包括在图2中所示的典型的实施例。
[0016]现在参考图2，⑶I系统10包括电路40作为这类