Verfahren zum Erzeugen und Anlegen eines reinigenden Spannungsimpulses an einen Stoppanschluss sowie zugehörige digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung

Abstract

 Verfahren zum Erzeugen und Anlegen wenigstens eines eine reinigende Wirkung für einen Stoppschalter (80) aufweisenden Spannungsimpulses an einen dem Stoppschalter zugeordneten Stoppanschluss (53), der an einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung (40) eines elektrischen Geräts vorgesehen ist, wobei die Magnetzündschaltungsanordnung (40) eine Spannungswellenfolge (22) aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen (31-36) und/oder wenigstens einen Spannungsimpuls in einem mittleren Spannungsbereich erzeugt, wobei bei einer über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge (22) wenigstens eine der ersten Halbwelle (31) zeitlich nachfolgende und somit eine kleinere Amplitude aufweisende spätere Halbwelle (32-36) der Spannungswellenfolge als Spannungsimpuls an den Stoppanschluss (53) angelegt wird und/oder wobei bei Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses der oder mehrere Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (53) angelegt werden und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter ausüben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen und Anlegen/Weiterleiten wenigstens eines eine reinigende Wirkung für einen Stoppschalter aufweisenden Spannungsimpulses an einen dem Stoppschalter zugeordneten Stoppanschluss, der an einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung eines elektrischen Geräts vorgesehen ist, wobei die Magnetzündschaltungsanordnung eine Spannungswellenfolge aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen und/oder wenigstens einen Spannungsimpuls in einem mittleren Spannungsbereich erzeugt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine digital (an)gesteuerte bzw. anzusteuernde Magnetzündschaltungsanordnung eines elektrischen Geräts mit einem einem Stoppschalter zugeordneten Stoppanschluss, wobei die Magnetzündschaltungsanordnung zum Erzeugen und Anlegen/Weiterleiten wenigstens eines eine reinigende Wirkung für den Stoppschalter aufweisenden Spannungsimpulses an den Stoppanschluss ausgebildet ist und wobei die Magnetzündschaltungsanordnung zur Erzeugung einer Spannungswellenfolge aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen und/oder zur Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich ausgebildet ist

[0002] Bei vielen elektrischen Geräten bzw. Maschinen kommen Stoppschalter zum Einsatz, bei denen Kontakte bzw. Kontaktflächen vorgesehen sind, bei denen das Problem besteht, dass es zu Verunreinigungen kommen kann. Beispielsweise können sich Oxidschichten auf den Schalterkontakten bilden. Daher ist es sinnvoll, wenn die Schaltkontakte bzw. Schaltkontaktflächen regelmäßig bzw. von Zeit zu Zeit gereinigt werden, indem wenigstens die dünnen Oxidschichten entfernt werden, um so die korrekte Funktion des Stoppschalters sicherzustellen. Bei vielen anderen Verschmutzungen ist leider bisher eine Reinigung zum Beispiel durch Freibrennen nicht möglich.

[0003] Zur Reinigung solcher Schalter gibt es im Stand der Technik unterschiedliche Ansätze. Bekannt ist beispielsweise die Schalterreinigung durch schleifende Kontakte. Dabei werden schleifende Schalter zur Selbstreinigung der Kontaktflächen verwendet. Beim Betätigen des Schalters schleift der eine Kontakt über den anderen, wobei durch diese schleifende Bewegung Verschmutzungen aller Art von den Kontaktflächen entfernt werden. So soll sichergestellt werden, dass es zu einem zuverlässigen Kontaktieren der Kontaktflächen kommt. Die Kontaktflächen werden durch jedes Betätigen des Schalters erneut freigekratzt.

[0004] Daneben existiert das Konzept der Schalterreinigung durch Hochspannungsimpulse. Die Kontaktflächen werden dabei durch hohe Spannungsimpulse an den beiden Schaltflächen gereinigt. Die Hochspannungsimpulse sind ein Nebenprodukt eines Hochspannungsstopps. Bei dieser Art des Stopps wird die Ladespule einer Zündschaltung des elektrischen Geräts kurzgeschlossen. So wird verhindert, dass sich ein ebenfalls in der Zündschaltung vorgesehener Zündkondensator aufladen kann. Es ist so nicht möglich, einen Zündfunken zu erzeugen. Bei dem Verfahren des Hochspannungsstopps liegt eine sehr hohe gepulste Spannung auf dem Stoppanschluss. Bei einer Berührung des Stoppkontakts kann es zu einem elektrischen Schlag kommen. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Stoppschaltung auf aufwendige Art und Weise isoliert werden muss. Andererseits führt die Hochspannung dazu, dass die Schaltkontakte bei gedrücktem Stoppschalter selbständig gereinigt werden.

[0005] Bei älteren analogen Zündschaltungen gibt es zum Anhalten häufig eine eigene Spule. Wird nun der Stoppschalter gedrückt, so baut sich an einem Zündkondensator der analogen Schaltung keine Spannung mehr auf und der Zünder funkt nicht mehr. Dies wird dadurch erreicht, dass die Ladespule und die Unterbrecherspule mit gleicher Ausrichtung auf einem Metallkern platziert werden. Dadurch ist die Phasenlage der Spannung gleich und es wird immer, wenn die Ladespule laden will, auch ein entsprechend in der Schaltung vorgesehener Thyristor durchgesteuert. Die an der Ausmacherspule entstehende Spannung führt zu einer Spannung mittlerer Größe am Stoppanschluss.

[0006] Problematisch bei diesem Verfahren ist allerdings, dass der letzte Funke zu einem unkontrollierbaren Zeitpunkt ausgegeben wird und somit die Wahrscheinlichkeit einer Fehlzündung sehr hoch ist.

[0007] Bei digitalen Zündschaltungsanordnungen wird statt eines analogen Zünders ein durch einen Mikrocontroller gesteuerter Zünder verwendet. Hierfür gibt es neben dem bereits geschilderten Hochspannungsstopp das Konzept des Niederspannungsstopps, wobei der Niederspannungsstopp, bei dem Spannungspulse im Spannungsversorgungsbereich der digitalen Steuerung oder darunter zum Einsatz kommen, allerdings keine reinigende Wirkung auf die Schaltkontakte des Stoppschalters hat. Eine Selbstreinigung der Kontakte findet bei diesem Verfahren nicht statt.

[0008] Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein diesbezüglich verbessertes Verfahren bzw. eine diesbezüglich verbesserte digital gesteuerte bzw. anzusteuernde Magnetzündschaltungsanordnung anzugeben.

[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe ist zunächst ein Verfahren zum Erzeugen und Weiterleiten wenigstens eines eine reinigende Wirkung für einen Stoppschalter aufweisenden Spannungsimpulses an einen dem Stoppschalter zugeordneten Stoppanschluss vorgesehen, wobei der Stoppanschluss an bzw. in einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung eines elektrischen Geräts vorgesehen ist und wobei die digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung eine (wenigstens eine) Spannungswellenfolge aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen und/oder wenigstens einen Spannungsimpuls in einen mittleren Spannungsbereich erzeugt, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass bei einer über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge wenigstens eine der ersten Halbwelle zeitlich nachfolgende und somit eine kleinere Amplitude aufweisende spätere Halbwelle der Spannungswellenfolge an den Stoppanschluss weitergeleitet bzw. an diesen angelegt wird und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter ausübt und/oder dass bei Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich der oder mehrere Spannungsimpulse an den Stoppanschluss weitergeleitet bzw. an diesen angelegt werden und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter ausüben. Die Magnetzündschaltungsanordnung kann auch eine Spannungswellenfolge bzw. eine Spannungsimpulsfolge erzeugen und sich dadurch auszeichnen, dass die Spannungswellenfolge bzw. Spannungsimpulsfolge einer Filterung derart unterworfen wird, dass nur ausgezeichnete Halbwellen bzw. Impulse, beispielsweise nur positive oder nur negative Halbwellen bzw. Impulse, an den Stoppanschluss weitergeleitet bzw. an diesen angelegt werden und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter ausüben. Diese Spannungswellenfolge bzw. Spannungsimpulsfolge kann dann auch eine gleichbleibende oder sogar ansteigende Amplitude bzw. Pulshöhe aufweisen, sofern geeignet gefiltert wird bzw. nach der Filterung noch eine Anpassung des Betrags der Spannung beispielsweise durch einen Widerstand erfolgen kann.

[0010] Das Verfahren ist selbstverständlich nicht nur zur Reinigung von Stoppanschlüssen bei Zündschaltungen geeignet, sondern kann allgemein in Schaltungsanordnungen verwendet werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Schalterreinigung in digitalen Magnetzündanlagen werden die auf die Reinigung bezogenen Nachteile des bekannten Niederspannungsstopps und des Hochspannungsstopps für Zünder vermieden. Erfindungsgemäß wird beispielsweise auf den Stoppanschluss eine Spannung gelegt, bei der es sich um eine Spannung in einem mittleren Spannungsbereich handelt, deren Impulse also geeignet sind, um eine Oxidschicht auf den Kontakten zu zerstören und so eine Selbstreinigung der Kontakte herbeizuführen. Alternativ oder ergänzend kann bei einer Spannungswellenfolge mit abnehmender Amplitude so vorgegangen werden, dass zumindest der erste, eine sehr hohe bzw. höhere Amplitude aufweisende Spannungspuls, noch nicht an den Stoppanschluss weitergeleitet bzw. auf diesen gelegt wird. Dies hat im Unterschied zum Kurzschließen der Ladespule beim Hochspannungsstopp, bei dem auch die ersten sehr hohen Spannungsimpulse nach dem Kurzschluss am Stoppanschluss anliegen, den Vorteil, dass eine aufwendige Isolierung für die erfindungsgemäß vorgesehene Schalterreinigung nicht erforderlich ist. In beiden Fällen können die Schaltkontakte von Verschmutzungen gereinigt werden. Der Begriff "Schalter" wird dabei im Kontext der vorliegenden Erfindung in einem weiten Sinn verstanden und erfasst beispielsweise auch Taster und dgl. Der Begriff der "Weiterieitung" der Spannung wird im Kontext dieser Anmeldung für eine einfachere sprachliche Fassung in dem Sinne verwendet, dass die entsprechende in der Schaltung erzeugte Spannungswellenfolge bzw. Spannungsimpulse auf den Stoppanschluss gelegt werden. Die Spannungsimpulse können unterschiedlichste Formen haben. Wellenformen sind möglich, Rechteckpulse und andere Pulsformen ebenso.

[0011] Auf den Stoppanschluss wird somit erfindungsgemäß eine gepulste Spannung gelegt, wobei diese Spannung in vorteilhafter Weise seitens einer gerätinternen Schaltungsanordnung erzeugt wird, also beispielsweise als Zündspannung bzw. als eine andere ohnehin im Betrieb des Geräts erforderliche Spannungswellenfolge. Die mehreren bzw. einzelnen Spannungsimpulse zur Reinigung des Stoppanschlusses können in regelmäßigen Abständen auf den Stoppanschluss geschaltet werden. Die Spannung wird, gegebenenfalls mit ihren kleineren Impulsen, die aber noch ausreichend sein müssen, um eine Selbstreinigung der Schaltkontakte zu ermöglichen, an den Schaltanschluss angelegt bzw. weitergeleitet, um dort Oxidationsschichten zu durchbrechen und einen sauberen Kontakt der Schaltflächen eines Stoppschalters zu garantieren. Ebenso kann, alternativ oder ergänzend, direkt eine Mittelspannungsfolge bzw. ein Mittelspannungsimpuls, die bzw. der in einer gerätinternen Schaltungsanordnung (ohnehin oder zu diesem Zweck) erzeugt wird, verwendet werden, um diese(n) an den Stoppschalter anzulegen. In der Regel werden einzelne Spannungsimpulse erzeugt. Im Fall der Spannungserzeugung mittels Zündkondensatoren wird eine abnehmende Spannungswelle generiert. Ein besonderer Vorteil bei einem Mittelspannungsimpuls, der gemäß der Erfindung aus einer bereits existierenden impulsförmigen internen Spannung abgeleitet wird, ist, dass keine (separaten) Schaltelemente benötigt werden. Bei einer erfindungsgemäßen Magnetzündanlage mit digitaler Steuerung, die in der Regel durch einen Mikrocontroller erfolgt, aber auch anders realisiert sein kann, wird vorzugsweise einerseits der Zustand des Stoppschalters mittels eines Spannungssignals aus der digitalen Steuerung (aus dem Mikrocontroller) durch die digitale Steuerung geprüft bzw. erfasst. Es wird also einerseits ermittelt, ob der Stoppschalter offen oder geschlossen ist. Andererseits wird mit besonderem Vorteil auf diesem Signalpfad zum Zweck der Selbstreinigung des Stoppkontaktes noch zusätzlich ein Mittelspannungs-Freibrennimpuls (im Zündmodul) eingekuppelt.

[0012] Die Bezeichnung ,,mittlerer Spannungsbereich" ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass die Spannung in einem Bereich liegt, in den eine Selbstreinigung der Anschlusskontakte möglich ist, in dem die Spannung also hoch genug ist, um Verschmutzungen zu entfernen bzw. eine Oxidschicht zu zerstören. Die Spannung ist aber andererseits in diesem Bereich nicht so hoch, dass die Gefahr eines elektrischen Schlags beim Berühren der Kontakte besteht. Nach derzeitigem Stand wird als Bereich der mittleren Spannung vorrangig der Bereich von etwa 12 V bis etwa 50 V Spitzenspannung betrachtet. Bei einem Hochvoltstopp werden dagegen Spitzenspannungen von 250 V und Effektivspannungen von 50 V erreicht, die bei Berührung zu deutlich spürbaren elektrischen Schlägen führen. Im Fall eines Schlags besteht daher bei einer handgeführten Maschine die Gefahr, dass der Bediener, bedingt durch den Schrecken oder den Schmerz, die Maschine "verreißt". Die effektive Spannung beim Mittelspannungsstopp wird dagegen kaum wahrgenommen bzw. gespürt, zumal bei den in der Regel kurzen Pulsdauern.

[0013] In Versuchen konnte im Zusammenhang mit Zündschaltungen gezeigt werden, dass bereits eine Spannung um etwa 15 Volt ausreicht, um dünne Oxidschichten zu durchbrechen. Weiterhin ist aus der EP 0 866 480 A2 bekannt, dass bereits verhältnismäßig kleine Spannungen einen reinigenden Effekt auf Kontaktstellen haben.

[0014] Die Schaltungsanordnung kann wie erwähnt als Zündschaltungsanordnung eine Zündspannungswellenfolge und/oder wenigstens einen Zündspannungsimpuls und/oder als über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmende Spannungswellenfolge eine von einer Hochspannung bzw. hohen Spannung ausgehende Spannungswellenfolge erzeugen, wobei Pulse bzw. Halbwellen der Zündspannung zur Schalterreinigung verwendet werden, bzw. es kann mittels des Stoppanschlusses bei Bedarf ein Zündfunke ausgeschaltet werden. Selbstverständlich kann die Schalterreinung aber auch mittels Spannungspulsen erfolgen, die in der Magnetzündschaltungsanordnung extra zum Zweck der Schalterreinigung bzw. zu anderen Zwecken als für den Zündvorgang selbst erzeugt werden.

[0015] Werden die Wellen einer Zündspannungswellenfolge verwendet, um die erfindungsgemäße Befreiung des Stoppschalters bzw. des Stoppanschlusses von Verschmutzungen zu erreichen, so hat dies den Vorteil, dass der Reinigungspuls eine feste Position hat bzw. zu einem bekannten, festgelegten Zeitpunkt erfolgt. Die Reinigung erfolgt somit zu einem definierten Zeitpunkt immer dann bzw. in Abhängigkeit des Zeitpunkts, zu dem der Zündfunke ausgegeben wird. Neben der reinigenden Wirkung dient der Stoppanschluss natürlich einer Stoppfunktion, beispielsweise dem Ausschalten bzw. Verhindern eines Zündfunkens. Insbesondere kann so ein Mittelspannungsstopp realisiert werden.

[0016] Erfindungsgemäß kann jede zweite Halbwelle der Spannungswellenfolge und/oder nur Mittelspannungsimpulse und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führende Halbwellen der Spannungswellenfolge und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führende Spannungsimpulse an den Stoppanschluss weitergeleitet werden und/oder es kann wenigstens eine an den Stoppanschluss weitergeleitete Halbwelle und/oder wenigstens ein angelegter Spannungsimpuls eine reinigende Wirkung auf den Stoppanschluss ausüben, indem eine unerwünschte (dünne) Oxidschicht durchbrochen und/oder zerstört wird.

[0017] Werden nur die späteren Halbwellen, insbesondere in Abhängigkeit des Einbaus geeigneter Schaltungsbauteile nur die geradzahligen Halbwellen, an den Stoppanschluss weitergeleitet, so steht der primäre Impuls, der höher als eine mittlere Spannung sein kann, für eine (andere) gerätinterne Funktion, beispielsweise für den Zündfunken, alleine zur Verfügung. In diesem Fall können dann die zweite, vierte, sechste usw. Halbwelle für das Freibrennen des Stoppschalters genutzt werden. Das Freibrennen findet dann nur während des Funkens statt. Durch die Weiterleitung nur bestimmter bzw. späterer Halbwellen bzw. Impulse an den Stoppanschluss ergibt sich der Vorteil, dass nur ein begrenzter Teil der Gesamtenergie zum Zerstören der Oxidschicht bzw. zum Freibrennen des Stoppanschlusses verwendet wird.

[0018] Dem Stoppanschluss kann ein nur in eine Richtung Strom leitendes Bauelement, insbesondere eine Diode, derart vorgeschaltet sein bzw. werden, dass nur bestimmte Halbwellen und/oder Spannungsimpulse an den Stoppanschluss angelegt bzw. weitergeleitet werden. Bei einer Zündschaltung kann die Diode beispielsweise sicherstellen, dass nur positive Halbwellen bzw. positive Spannungsimpulse an den Stoppanschluss weitergeleitet werden. Die negativen Halbwellen stehen für den Zündfunken zur Verfügung, so dass die Energie, die zum Freibrennen verwendet wird, begrenzt wird.

[0019] Mittels eines dem Stoppanschluss vorgeschalteten Widerstands, gegebenenfalls auch mehrerer Widerstände, können die wenigstens eine an den Stoppanschluss weitergeleitete Halbwelle und/oder der wenigstens eine Spannungsimpuls in ihrer Spannung eingestellt werden. Beispielsweise kann zwischen der Diode oder einem bzw. mehreren anderen, nur in eine Richtung Strom leitenden Bauteilen und dem Stoppanschluss ein Widerstand vorgesehen sein, gegebenenfalls auch ein einstellbar veränderbarer Widerstand, der es ermöglicht, die Stärke des Freibrennimpulses bzw. der mehreren Freibrennimpulse für den Stoppanschluss bis zu einem gewissen Punkt (frei) einzustellen bzw. zu verändern, so dass eine zum Freibrennen bzw. Zerstören der Oxidschicht besonders geeignete Spannung am Stoppanschluss anliegt.

[0020] Weiterhin kann erfindungsgemäß mittels einer Spannungsbegrenzung die Spannung am Stoppanschluss begrenzt werden. Durch eine Spannungsbegrenzung des erfindungsgemäßen Mittelspannungsstopps kann so erreicht werden, dass sich keine so hohe Spannung aufbauen kann, dass es zu einem elektrischen Schlag kommen könnte. Ein solches Schutzelement kann zusätzlich die Schutzbeschaltung eines Stoppeingangs darstellen. Verwendet werden kann hierzu ein Kondensator, der dem Stoppanschluss vorgeschaltet ist und der sowohl bei einer internen als auch bei einer externen Spannungsspitze zunächst einmal aufgeladen werden muss. Ist der Kondensator noch nicht vollständig aufgeladen, so stellt er ein vergleichsweise niederohmiges Bauteil dar. Kleinere Spannungsspitzen kann der Kondensator somit selbstständig blocken. Ergänzend zum Kondensator kann eine Zener-Diode vorgesehen sein, die in dem Fall, dass der Kondensator, der dem Stoppanschluss vorgeschaltet ist, nicht mehr ausreicht, um die Spannung zu begrenzen, ihrerseits als Spannungsbegrenzer fungiert. Die Zener-Diode wird hierzu zum Kondensator parallel geschaltet. Für die Spannungsbegrenzungsschaltung ist darauf zu achten, dass der Mittelspannungsimpuls, der an den Stoppanschluss angelegt wird, so ausgelegt ist, dass er den Kondensator vollständig laden kann. Wäre dies nicht der Fall, könnten die Spannungspegel, die am Stoppanschluss gewünscht bzw. erforderlich sind, nicht erreicht werden. Ein dem Stoppanschluss vorgeschalteter Kondensator kann des Weiteren einen positiven Effekt für die erfindungsgemäße Reinigung haben. Ist nämlich auf dem Stoppschalter eine Oxidschicht vorhanden, so steigt die Spannung am Kondensator so hoch an, bis die Oxidschicht durchbrochen wird und der Stromfluss beginnt. Dabei entleert sich der Kondensator und unterstützt somit den Freibrennvorgang. Ohne Kondensator wäre der Freibrennvorgang stark eingeschränkt. Erst der Kondensator stellt niederohmig Energie für das Säubern des Schalters zur Verfügung, nachdem die Oxidschicht angefangen hat nachzugeben bzw. durchzubrechen.

[0021] Des Weiteren kann erfindungsgemäß eine Schutzbeschaltung wenigstens eines Pins eines die digitale Schaltungsanordnung steuernden Mikrocontrollers realisiert werden. Beispielsweise kann so bei einem Mittelspannungsstopp der Mikrocontroller vor zu hohen Spannungen geschützt werden. In diesem Zusammenhang können, insbesondere bei einem Mittelspannungsstopp, ergänzend oder alternativ zum beschriebenen Reinigungsverfahren selbstsichernde Elemente bzw. Hardwaredurchgriffe in der Schaltung implementiert werden. So kann beispielsweise auch einem Ausfall eines gegebenenfalls vorgesehenen Entkopplungswiderstands für den Mikrocontroller entgegengewirkt werden. Ein solcher Entkopplungswiderstand wird nämlich regelmäßig durch die Mittelspannungsimpulse belastet. Ein Ausfall ist daher denkbar, und es sollten wie geschildert Absicherungen für diesen Fall vorgesehen sein.

[0022] Erfindungsgemäß kann die ordnungsgemäße Verbindung zwischen einem Pin eines die Schaltungsanordnung steuernden bzw. zu deren Steuerung vorgesehenen Mikrocontrollers und dem Stoppanschluss mittels einer selbstsichernden Konstruktion, insbesondere mit einem Kondensator am Stoppanschluss und einem Widerstand am Mikrocontroller, überprüft werden.

[0023] Selbstverständlich ist es auch möglich, eine derartige selbstsichernde Konstruktion unabhängig von einem Mittelspannungsstopp bzw. der Erzeugung und Weiterleitung von Reinigungsimpulsen für den Stoppanschluss zu realisieren. In diesem Fall liegt also eine digitale Schaltungsanordnung vor, bei der die Verbindung zwischen dem bzw. auch mehreren Mikrocontrollerpins und dem externen Anschluss im Rahmen einer Selbstsicherung überprüft wird. Die Selbstsicherung erfolgt beispielsweise mittels eines Kondensators dicht am externen Anschluss und eines Widerstands dicht am Controller. Der Widerstand am Mikrocontroller kann gegebenenfalls durch einen mikrocontrollerinternen Pull-up-Widerstand ersetzt werden. Der Kondensator wird mit einer Seite an den Stoppanschluss, mit der anderen Seite auf Masse gelegt.

[0024] Die Überprüfung der Verbindung zwischen Widerstand und Kondensator kann in zwei Phasen bzw. mittels zweier Vorgänge erfolgen. Beispielsweise kann in der ersten Phase der Kondensator für eine bestimmte Zeit geladen werden und dann seitens des Mikrocontrollers ausgelesen werden. Der Mikrocontroller sollte in diesem Fall bei einem ordnungsgemäßen Zustand der Verbindung einen High-Zustand erkennen. Wird seitens des Mikrocontrollers kein High erkannt, so ist entweder der externe Stoppschalter gedrückt oder, für das Beispiel einer Zündschaltanordnung, der Zünder könnte intern einen Schluss zur Masse haben. In beiden Fällen würde kein Zündfunke ausgegeben, so dass es nicht darauf ankommt, dass diese Fälle im Detail unterscheidbar sind.

[0025] Wird allerdings wie erwartet seitens des Mikrocontrollers ein High-Zustand bzw. -Pegel erkannt, so erfolgt der Übergang in die zweite Phase bzw. der zweite Vorgang. Der Kondensator wird entladen und dann wieder eingelesen. Der Mikrocontroller sollte nun einen Low-Zustand erkennen. Wird wider Erwarten kein Low-Zustand erkannt, so können hierfür mehrere Fehler ausschlaggebend sein, beispielsweise beim im Vordergrund stehenden Anwendungsfall einer Zündschaltanordnung eine zünderinterne Unterbrechung zwischen dem Widerstand und einem zugehörigen Kondensator, das Fehlen des Kondensators, ein Schluss auf die Versorgungsspannung usw. Alle diese Fehlerfälle führen zum Ausschalten des Zündfunkens, so dass eine weitere Differenzierung nicht erforderlich ist.

[0026] Der Pull-up-Widerstand, der im Mikrocontroller vorgesehen sein kann, kann erfindungsgemäß bei der selbstsichernden Schaltungsanordnung dazu dienen, das Fehlen des Kondensators zu erkennen. Der Mikrocontrollereingang selbst hat nämlich seinerseits eine geringe Kapazität. Fehlt der Kondensator, so zieht der Widerstand den Eingang des Mikrocontrollers auf einen High-Pegel. Bei der Dimensionierung des Pull-up-Widerstands ist darauf zu achten, dass dieser vergleichsweise hochohmig ausgelegt wird, damit möglichst wenig Energieverlust entsteht. Weiterhin ist der Widerstand der digitalen Schaltungsanordnung zweckmäßigerweise so auszulegen, dass der Kondensator am Stoppanschluss nicht zu schnell geladen wird.

[0027] Des Weiteren kann die selbstsichernde digitale Schaltungsanordnung zur flexiblen Erkennung von High- und Low-Zuständen einen Mikrocontrollerpin mit Analog-/Digital-Wandler und/oder mit einem Komparator bzw. einer Komparatorfunktion aufweisen. Somit ist die einstellbare Schwelle flexibel und kann dafür verwendet werden, Effekte wie Nebenschlüsse zu kompensieren.

[0028] Eine Stoppschalterabfrage für den Stoppanschluss kann im Rahmen der Erfindung so funktionieren wie vorstehend im Zusammenhang mit der selbstsichernden Konstruktion zur Phase 1 der Absicherung der Verbindungswege geschildert. Es ist somit möglich, die beiden Funktionen der Stoppschalterabfrage und der Phase 1 der Absicherung der Verbindungswege zu kombinieren. Die Stoppschalterabfrage ist dann ein Teil der Absicherung.

[0029] Bei einer Zündschaltungsanordnung kann mittels eines, insbesondere mittels einer oder mittels mehrerer Dioden realisierten, Hardwaredurchgriffs sichergestellt werden, dass bei geschaltetem Stoppschalter unabhängig von der Ansteuerung der Zündschaltungsanordnung durch einen Mikrocontroller kein Zündfunke ausgegeben wird.

[0030] Der Hardwaredurchgriff verhindert somit die Ausgabe eines Funkens auch in dem Fall, wenn der Mikrocontroller von sich aus einen Funken ausgeben würde bzw. wollte. Ein derartiger Hardwaredurchgriff kann selbstverständlich ebenso wie die selbstsichernde Konstruktion gegebenenfalls unabhängig von einem Mittelspannungsstopp bzw. einer Reinigung des Stoppanschlusses realisiert werden. In diesem Fall ist somit lediglich allgemein eine digitale Schaltungsanordnung mit einem Mikrocontroller vorgesehen, die als Zündschaltungsanordnung ausgebildet ist und bei der ein Hardwaredurchgriff derart realisiert ist, dass das Schalten des Stoppschalters bzw. Drücken eines Stopptasters und dergleichen dazu führt, dass kein Zündfunke ausgegeben wird. Durch einen Hardwaredurchgriff auf das Leistungsteill der Magnetzündung kann so bei geschlossenem Stoppschalter an der digitalen Steuerung vorbei eine Auslösung des Zündfunkens direkt bzw. unmittelbar verhindert werden

[0031] Ein derartiger erfindungsgemäßer Hardwaredurchgriff kann beispielsweise mittels (je nach Art der Schaltung zweier) zusätzlicher Dioden in der Schaltungsanordnung erreicht werden. Ist der Stoppschalter nicht betätigt bzw. gedrückt, wird so beispielsweise durch einen hohen Pegel eines Zündausgangs ein Thyristor durchgeschaltet, wodurch ein Zündfunke ausgelöst wird. Ist andererseits der Stoppschalter betätigt, wird der Stoppanschluss auf Masse gelegt. Durch eine erste Diode kann zwischen einem dem Zündpin des Mikrocontrollers vorgeschalteten Widerstand und einer nachfolgenden, Strom zum Stoppanschluss leitenden Diode keine größere Spannung als beispielsweise eine Spannung im Bereich von 0,7 Volt entstehen (je nach konkreter Ausgestaltung der Schaltung sind natürlich auch Spannungen in anderen Größenordnungen denkbar). Über eine dem Widerstand in Richtung auf den Thyristor nachgeschaltete Diode geht eine entsprechende Spannung verloren, so dass sich am Gateeingang des nachfolgenden Thyristors keine Spannung aufbaut, dieser nie durchsteuert und somit kein Zündfunke ausgegeben werden kann, wenn der Stoppschalter betätigt ist. Die Erfindung betrifft somit auch allgemein ein solches Verfahren zum Hardwaredurchgriff.

[0032] Die Spannungswellenfolge und/oder der wenigstens eine Spannungsimpuls können durch eine Spule, gegebenenfalls auch eine Kombination mehrerer spulenartiger Bauteile, insbesondere durch eine Spule mit Eisenkern und/oder eine von einem Magnetfeld eines Polrades durchsetzte Spule und/oder die Primärseite einer Zündspule, erzeugt werden. Es ist also prinzipiell möglich, eine gepulste Spannung bzw. Spannungswellen oder einzelne Spannungsimpulse zum Reinigen eines Stoppanschlusses auf unterschiedliche Arten und Weisen zu erzeugen bzw. aus einer (ohnehin vorhandenen) gerätinternen Schaltungsanordnung abzuleiten. Die gepulste Spannung kann unter anderem durch eine Spule erhalten werden, bei der es sich um eine Spule mit Eisenkern handeln kann, die beispielsweise vom Magnetfeld eines Polrads einer elektrischen Maschine durchsetzt ist. Für den vorliegenden Anwendungsfall von digitalen Zündschaltungen bietet es sich an, die pulsförmige Spannung der Primärseite der Zündspule zu entnehmen. Eine eigene separate Spule ist dann für das Freibrennen des Stoppanschlusses nicht erforderlich, so dass mit besonderem Vorteil der Platz für solche zusätzlichen Bauteile eingespart wird. Als Spannungsquelle für den Mittelspannungsimpuls wird bei der Erfindung also vorzugsweise eine vorhandene Spule, beispielsweise eine vom Polradmagneten durchflutete Spule mit entsprechender Spannungsamplitude, verwendet werden. Die Spule kann auch die Primärspule des Zündübertragers sein, die nicht zwangsläufig auf einem vom Magnetfeld durchströmten Metallkern sitzen muss. Diese hat dann ergänzend zu ihrer üblichen Funktion die Aufgabe der Spannungsquelle, die die wellenförmige Spannung erzeugt, die, gegebenenfalls über eine Diode bzw. einen Widerstand abgeschwächt, an den Stoppanschluss weitergeleitet wird. Der Mittelspannungsimpuls bzw. Freibrennimpuls, der aus einem im Zündmodul vorhandenen Spannungspuls entsteht bzw. für den ein vorhandener Spannungspuls verwendet wird, hat den Vorteil, dass kein zusätzlicher Schalter benötigt wird, um aus einer Spannung einen Impuls zu generieren. Ein Freibrennimpuls wird verwendet, damit nicht ständig Strom fließt (keine Dauerspannung anliegt).

[0033] Die zum Freibrennen der Schaltkontakte benötigte pulsförmige Spannung kann mittels einer Spule erzeugt werden, die auf den Metallkern eines Zünders gewickelt ist und vom Magnetfeld des Polrades durchflossen wird. In diesem Fall kann wie erwähnt auf eine separate Spule verzichtet werden. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, statt einer bereits in der Schaltungsanordnung existierenden Spule eine separate, extra für den Zweck des Gewinns einer pulsförmigen Spannung (für die Anschlussreinigung bzw. den Mittelspannungsstopp) in die Schaltungsanordnung aufgenommene Spule zu verwenden. Bei einer Ausgestaltung mit einer kombinierten Spule (die in der ursprünglichen Schaltung bereits eine Funktion erfüllt und zusätzlich die Reinigungspulse erzeugt) ist es nicht erforderlich, die (Zünd-)Ladespule als Quelle für die Impulse zu verwenden. Prinzipiell ist jede Spule, die eine Spannung in der benötigten Stärke erzeugen kann, geeignet. Bei einer zusätzlichen Spule im Schaltkreis wird beispielsweise zusätzlich zur Ladespule eine Mittelspannungsspule auf dem Metallkern bzw. Eisenkern angeordnet.

[0034] Ergänzend zur Spule kann ein Kondensator, insbesondere ein Zündkondensator, zur Bildung eines Schwingkreises in der Schaltungsanordnung angeordnet sein bzw. werden, wobei gegebenenfalls dem Kondensator zum Aufladen durch eine Spannungsquelle ein nur in einer Richtung Strom leitendes Bauelement, insbesondere eine Diode, und/oder ein eine Verbindung zur Masse herstellender Schalter, der im Sinne der Erfindung ganz allgemein ein elektronisches Schaltelement sein kann, vorgeschaltet werden. Der Kondensator, insbesondere ein Zündkondensator, kann also über eine Spannungsquelle der Schaltungsanordnung und eine gegebenenfalls dieser nachgeschaltete Diode geladen werden. Ist der Kondensator dann geladen und bei einer Zündschaltung der richtige Zeitpunkt gekommen, um einen Zündfunken auszugeben, so wird der ebenfalls dem Kondensator vorgeschaltete Schalter bzw. das Schaltelement, der bzw. das die eine Seite des Kondensators auf Masse zieht, leitend geschaltet. Somit wird die Primärspule der Zündschaltungsanordnung, die schaltungstechnisch mit dem Kondensator verbunden ist, mit Strom versorgt.

[0035] Da die positiv geladene Seite des Kondensators durch den Schaltvorgang auf Masse gezogen wird, ist die andere Seite entsprechend negativ. Die dem Stoppanschluss vorgeschaltete Diode bzw. ein anderes nur in eine Richtung Strom leitendes Bauelement verhindert dann einen Stromfluss vom Stoppanschluss in Richtung des Zündkondensators. Der Zündkondensator entlädt sich, das Magnetfeld kollabiert und induziert eine Spannung, die hinsichtlich der Polarität umgekehrt ist. Diese Spannung lädt dann zum einen erneut den Kondensator, zum anderen wird sie, ermöglicht durch die einseitig leitende Diode, an den Stoppanschluss weitergeleitet bzw. an diesen angelegt. Der primäre Impuls kann so alleine für den Zündfunken bzw. bei einer anderen gerätinternen Pulsspannung für eine andere für die Schaltung vorgesehene Aufgabe verwendet werden, während die zweite, vierte, sechste usw. Halbwelle für das Freibrennen des Stoppschalters verwendet werden. Dies hat bei einer Zündschaltung den Vorteil, dass die Reinigung des Stoppanschlusses nur während des Funkens stattfindet und zudem nur ein begrenzter Teil der Energie, die insgesamt zur Verfügung steht, hierfür verwendet wird.

[0036] Ein dem Stoppanschluss zugeordneter Stoppevent kann unabhängig von der wenigstens einen an den Stoppanschluss weitergeleiteten Halbwelle ausgewertet und/oder abgefragt werden, insbesondere zur Ermöglichung eines kontrollierten Abstellens des elektrischen Geräts und/oder eines Abstellens ohne Fehlzündung des elektrischen Geräts, und/oder während der nicht für die Reinigung genutzten Zeit kann wenigstens eine weitere Funktion auf den Stoppanschluss gelegt werden, insbesondere eine Kommunikationsfunktion.

[0037] Werden beispielsweise grundsätzlich die zweite Halbwelle und gegebenenfalls noch weitere höhere Halbwellen der Spannungswelle zur Beseitigung von Verschmutzungen verwendet, so weist der Reinigungsimpuls eine feste zeitliche Einordnung auf. Im Falle einer Zündschaltung bedeutet dies, dass die Reinigung immer mit der Erzeugung des Zündfunkens gekoppelt ist. Damit bietet sich die Möglichkeit, in der restlichen Zeit andere Funktionen auf den Stoppanschluss zu legen. Beispielsweise kann so eine Stoppschalterabfrage, gegebenenfalls über entsprechende Mittel zur Zustandsermittlung bzw. Weiterleitung von Signalen, realisiert werden. Entsprechende Funktionen können auf einem Mikrocontroller implementiert werden. Weiterhin ist grundsätzlich eine Kommunikation auf derselben Leitung wie der des Stoppanschlusses möglich. Eine derartige Kommunikation könnte beispielsweise so oder ähnlich funktionieren, wie es in der US 2008/02662706 A1 beschrieben ist. Für die Implementierung zusätzlicher Funktionen am Stoppanschluss und die entsprechenden Signalübertragungsfunktionen ist jedoch zu beachten, dass die Schaltungen, die hiermit verbunden sind, vor dem zu erwartenden Spannungsimpuls bzw. den Spannungsimpulsen geschützt werden müssen.

[0038] Zur Abfrage der Stellung des Stoppschalters sind verschieden Lösungen denkbar. Im Rahmen der Erfindung bietet es sich an, die Abfrage des Stoppschalters mit dem Anlegen des einen oder der mehreren Mittelspannungsimpulse an den Stoppschalter zu kombinieren. Der Mittelspannungsimpuls dient dann gleichzeitig als Stoppschalterabfrage bzw. zur Bewertung des Stoppschalterzustands. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass die digitale Steuerung der Magnetzündanlage die Spannung am Stoppschalter während des Mittelspannungsimpulses misst. Ist ein bestimmter Pegel bzw. ein der Steuerung für einen Spannungsvergleich vorgegebener Spannungswert überschritten, so ist der Stoppschalter geöffnet. Ist der Pegel unterschritten bzw. wird der vorgegebene Spannungswert nicht erreicht, so ist der Stoppschalter geschlossen. Ein separater Schalterabfrageimpuls wird nicht benötigt.

[0039] Desweiteren betrifft die Erfindung eine digital (an)gesteuerte bzw. anzusteuernde Magnetzündschaltungsanordnung eines elektrischen Geräts mit einem einem Stoppschalter zugeordneten Stoppanschluss, wobei die digitale Magnetzündschaltungsanordnung zum Erzeugen und Weiterleiten wenigstens eines eine reinigende Wirkung für den Stoppschalter aufweisenden Spannungsimpulses an den Stoppanschluss, insbesondere nach einem Verfahren wie vorstehend geschildert, ausgebildet ist und wobei die Magnetzündschaltungsanordnung zur Erzeugung einer Spannungswellenfolge aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen und/oder zur Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich ausgebildet ist. Diese digital gesteuerte Zündschaltungsanordnung zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass sie bei einer über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge zum Weiterleiten wenigstens einer der ersten Halbwelle zeitlich nachfolgenden und somit eine kleinere Amplitude aufweisenden späteren Halbwelle der Spannungswellenfolge als Spannungsimpuls, der eine reinigende Wirkung ausübt, an den Stoppanschluss ausgebildet ist und/oder dass die Zündschaltungsanordnung bei Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich zum Weiterleiten des oder der Spannungsimpulse an den Stoppanschluss ausgebildet ist und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter ausübt.

[0040] Die Erfindung betrifft weiterhin einen handgeführten Verbrennungsmotor mit einer solchen, nachstehend noch genauer beschriebenen digital (an)gesteuerten bzw. anzusteuernden Magnetzündschaltungsanordnung bzw. mit einem Magnetzündsystem. Das elektrische Gerät ist somit in diesem Fall ein zur Handführung vorgesehenes Gerät mit einem Verbrennungsmotor. Das handgeführte Gerät mit dem Verbrennungsmotor ist mit einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung versehen und insbesondere ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens wie vorstehend beschrieben. Das Gerät bzw. die Magnetzündschaltungsanordnung weist einen einem Stoppschalter zugeordneten Stoppanschluss auf, wobei die Magnetzündschaltungsanordnung zum Erzeugen und Anlegen wenigstens eines eine reinigende Wirkung für den Stoppschalter aufweisenden Spannungsimpulses an den Stoppanschluss ausgebildet ist und wobei die Magnetzündschaltungsanordnung zur Erzeugung einer Spannungswellenfolge aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen und/oder zur Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich ausgebildet ist. Die Magnetzündschaltungsanordnung ist bei einer über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge zum Anlegen wenigstens einer der ersten Halbwelle zeitlich nachfolgenden und somit eine kleinere Amplitude aufweisenden späteren Halbwelle der Spannungswellenfolge als Spannungsimpuls an den Stoppanschluss und/oder dass bei Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich zum Anlegen des oder mehrerer Spannungsimpulse an den Stoppanschluss ausgebildet, wodurch jeweils eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter ausgeübt wird.

[0041] Über die Verwendung der späteren Halbwellen einer Spannungswellenfolge mit Halbwellen abnehmender Spannung bzw. über die Verwendung einer Spannungswellenfolge bzw. einer Impulsfolge mit Impulsen, die von vornherein in einem mittleren, geeigneten Spannungsbereich liegen, wird so ein Stoppanschluss, der in der digital gesteuerten Schaltungsanordnung vorgesehen ist, gereinigt. Die digitale Schaltungsanordnung weist Bauteile auf, mit denen eine gerätinterne pulsförmige Spannung erzeugt werden kann, bei der es sich beispielsweise um eine Zündspannung oder auch eine andere geeignete Spannung handeln kann. Die verwendete pulsförmige Spannung ist eine gerätinterne Spannung, die nicht zusätzlich für den Stoppanschluss bzw. ausschließlich für eine Reinigungsfunktion erzeugt werden muss. Es ist kein Platz für eine eigene zusätzliche Spule erforderlich, wie bei den analogen Zündern, bei denen eine Reinigung durch eine mittlere Spannung realisiert ist. Auch weitere ergänzende Bauteile komplexerer Art sind nicht erforderlich. Dadurch können die Fertigungskosten niedrig gehalten werden. Je nach Art der digital gesteuerten Schaltungsanordnung bzw. der dort erfolgenden Spannungspulserzeugung kann jedoch wie erwähnt die Vorschaltung einer Diode oder vergleichbarer Bauteile, gegebenenfalls im Kombination mit einem Widerstand, vor den Stoppanschluss sinnvoll bzw. erforderlich sein. Der Bereich der mittleren Spannung kann erfindungsgemäß Spannungen von 12 V bis 50 V Spitzenspannung umfassen.

[0042] Die Magnetzündschaltungsanordnung kann zur Erzeugung einer Zündspannungswellenfolge und/oder wenigstens eines Zündspannungsimpulses ausgebildet ist, und/oder die Magnetzündschaltungsanordnung kann zur Erzeugung einer von einer Hochspannung ausgehenden und über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge ausgebildet sein.

[0043] Weiterhin kann die Magnetzündschaltungsanordnung zur Weiterleitung jeder zweiten Halbwelle der Spannungswellenfolge und/oder nur von Mittelspannungsimpulsen und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führenden Halbwellen der Spannungswellenfolge und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führender Spannungsimpulse an den Stoppanschluss ausgebildet sein und/oder wenigstens eine an den Stoppanschluss weitergeleitete Halbwelle und/oder wenigstens ein an den Stoppanschluss angelegter Spannungsimpuls kann zur Reinigung des Stoppanschlusses durch Durchbrechen und/oder Zerstören einer unerwünschten Oxidschicht ausgebildet sein.

[0044] Das Weiterleiten von zur Reinigung ungeeigneten Impulsen, beispielsweise von Impulsen mit einer zu hohen Spannung, bei denen die Gefahr eines elektrischen Schlags besteht, kann somit wie im Falle der Zündschaltungsanordnung durch einfache elektronische Bauteile bzw. deren Zusammenwirken verhindert werden. So lässt sich eine Filterung der Wellen nach ihrem Vorzeichen realisieren. Die Spannungswellen- bzw. ―-impulse werden dann im einfachsten Fall danach gefiltert, ob sie positiv oder negativ sind. Im Rahmen der Erfindung liegt aber auch eine gezielte, aktive Auswahl bzw. Filterung bestimmter Spannungswellen bzw. bestimmter Halbwellen mit geeigneter Amplitude, beispielsweise durch eine digitale Signalverarbeitung bzw. durch die Implementierung spezifischer, von Randbedingungen bzw. Vorgaben definierter Auswahl- und/oder Filterkriterien in der digitalen Schaltungsanordnung.

[0045] Dem Stoppanschluss kann ein nur in eine Richtung Strom leitendes Bauelement, insbesondere eine Diode, derart vorgeschaltet sein, dass nur bestimmte Halbwellen und/oder Spannungsimpulse an den Stoppanschluss angelegt werden. Außerdem wird so gegebenenfalls ein Stromabfluss vom Stoppanschluss in Richtung weiterer Bauteile der Schaltungsanordnung verhindert. Dem Stoppanschluss kann ein Widerstand vorgeschaltet sein, über den die wenigstens eine an den Stoppanschluss weitergeleitete Halbwelle und/oder der wenigstens eine Spannungsimpuls in ihrer bzw. seiner Spannung einstellbar sind. Der Widerstand dient dazu, die Stärke der weitergeleiteten Halbwelle bzw. der weiterzuleitenden Halbwellen einzustellen und gegebenenfalls anzupassen, wozu der Widerstand austauschbar bzw. veränderbar ausgebildet sein kann.

[0046] Mittels einer Spannungsbegrenzung, insbesondere unter Verwendung wenigstens eines Kondensators und/oder wenigstens einer Zener-Diode, kann die Spannung am Stoppanschluss der digital gesteuerten Schaltungsanordnung begrenzbar sein, und/oder die Schaltungsanordnung kann eine Schutzbeschaltung wenigstens eines Pins bzw. für wenigstens einen Eingang eines die Schaltungsanordnung steuernden Mikrocontrollers aufweisen. Aufgrund der bei einem Mittelspannungsstopp im Vergleich zum Niederspannungsstopp erhöhten Spannungen im Schaltkreis ist es zweckmäßig, in der Zündschaltungsanordnung einen guten bzw. besseren Schutz des Mikrocontrollers zu realisieren. Durch eine hardwareseitige Sperre eines Thyristors kann bei einer Zündschaltung ein versehentliches Zünden verhindert werden; der Mikrocontroller kann dann aufgrund des Hardwaredurchgriffs nicht mehr fehlerhaft zünden.

[0047] Die ordnungsgemäße Verbindung zwischen einem Pin eines die Magnetzündschaltungsanordnung ansteuernden Mikrocontrollers und dem Stoppanschluss kann mittels einer selbstsichernden Konstruktion der Schaltungsanordnung, insbesondere mit einem Kondensator am Stoppanschluss und einem Widerstand am Mikrocontroller, überprüfbar sein.

[0048] So wird bei der Zündschaltungsanordnung mittels eines, insbesondere mittels (zweier) Dioden realisierten, Hardwaredurchgriffs sichergestellt, dass bei geschaltetem Stoppschalter unabhängig von der Ansteuerung der Zündschaltungsanordnung durch einen Mikrocontroller kein Zündfunke ausgebbar ist. Dies stellt somit den Sonderfall eines Hardwaredurchgriffs für eine Zündschaltungsanordnung als digital gesteuerter Schaltungsanordnung dar.

[0049] Die Magnetzündschaltungsanordnung kann eine Spule, insbesondere eine Spule mit Eisenkern und/oder eine von einem Magnetfeld eines Polrades durchsetzte Spule und/oder die Primärseite einer Zündspule, zur Erzeugung der Spannungswellenfolge und/oder des wenigstens einen Spannungsimpulses aufweisen. Gegebenenfalls sind auch andere elektrische bzw. elektronische Bauteile, mit deren Hilfe eine Spannungsfolge bzw. ―impulse zur gerätinternen Nutzung erzeugbar sind, in der Zündschaltungsanordnung vorgesehen. Anteile dieser Spannungsfolge werden dann an den Stoppanschluss weitergeleitet, um dort eine Reinigungsfunktion zu erfüllen. Als Spannungspuls aus dem Zündsystem wird also beispielsweise der periodisch vorhandene Impuls einer Spule des Magnetzünders verwendet, welche auf einem Eisenkern angeordnet ist, der von einem vorbeilaufenden Magneten eines Polrades durchflutet wird. Weiterhin kann als Spannungspuls aus der Zündschaltungsanordnung der periodisch vorhandene Impuls verwendet werden, der an der Primärspule des Zündübertragers (bei einer Kondensatorentladungszündung) oder der Zündspule (bei einer Magnettransistorzündung) anliegt. Während jedes erzeugten Hochspannungspulses bzw. Zündfunkens liegt an der Primärspule ein Impuls bzw. eine Impulsfolge von bis zu einigen 100 V an. Sind die Spannungswerte der vorhandenen Pulse zu hoch für die Weiterleitung an den Stoppanschluss, so sind die Pulse zum Anlegen an den Stoppanschluss gegebenenfalls geeignet abzuschwächen.

[0050] Ergänzend zur Spule kann ein Kondensator, insbesondere ein Zündkondensator, zur Bildung eines Schwingkreises in der Schaltungsanordnung angeordnet sein, wobei gegebenenfalls dem Kondensator zum Aufladen durch eine Spannungsquelle ein nur in eine Richtung Strom leitendes Bauelement, insbesondere eine Diode, und/oder ein eine Verbindung zur Masse herstellender Schalter vorgeschaltet ist.

[0051] Ein dem Stoppanschluss zugeordneter Stoppevent kann unabhängig von der wenigstens einen an den Stoppanschluss weitergeleiteten Halbwelle bzw. dem einen oder den mehreren Spannungsimpulsen auswertbar und/oder abfragbar sein, insbesondere zur Ermöglichung eines kontrollierten Abstellens und/oder eines Abstellens ohne Fehlzündung des elektrischen Geräts, und/oder während der nicht für die Reinigung genutzten Zeit kann wenigstens eine weitere Funktion auf den Stoppanschluss legbar sein, insbesondere eine Kommunikationsfunktion. Erfindungsgemäß ermöglicht somit die digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung des elektrischen Geräts ein kontrolliertes Abstellen ohne eine Fehlzündung.

[0052] Weitere Vorteilte, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der folgenden Ausführungsbeispiele sowie aus den Zeichnungen. Dabei zeigen:

Figur 1

einen analogen Schaltkreis mit Schalterreinigung gemäß dem Stand der Technik,

Figur 2

eine Prinzipskizze einer digital gesteuerten Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung,

Figur 3

eine Spannungswellenfolge gemäß der Erfindung an einem Zündkondensator während des Zündfunkens,

Figur 4

eine Prinzipskizze einer weiteren digital gesteuerten Schaltungsanordnung der Erfindung,

Figur 5

eine Skizze der Spannungsverläufe an drei Knoten der Schaltungsanordnung der Figur 4,

Figur 6

eine Schutz- und Begrenzungsschaltung gemäß der Erfindung,

Figur 7 und Figur 8

Prinzipskizzen zur Erzeugung von Mittelspannungsimpulsen mittels Spulen,

Figur 9

eine selbstsichernde Konstruktion einer erfindungsgemäßen digitalen Schaltungsanordnung,

Figur 10

die Phasen der Absicherung der selbstsichernden Konstruktion nach Figur 10 und

Figur 11

eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Hardwaredurchgriffs.

[0053] In der Figur 1 ist ein analoger Schaltkreis 1 gemäß dem Stand der Technik mit Schalterreinigung gezeigt. Dieser analoge Schaltkreis 1 ist ein Zündschaltkreis und weist einerseits eine Ladespule 2 und andererseits eine Unterbrecherspule 3 auf, die mit gleicher Ausrichtung auf einem Metallkern 4 angeordnet sind. Weiterhin ist eine Triggerspule 5 vorgesehen. Dadurch, dass sowohl die Ladespule 2 als auch die Unterbrecherspule 3 mit gleicher Ausrichtung auf dem Metallkern 4 platziert sind, ist die Phasenlage der Spannung gleich. Dies führt dazu, dass immer dann, wenn die Ladespule 2 geladen wird, auch der Thyristor 6 des analogen Schaltkreises 1 durchgesteuert wird. Die an der Unterbrecherspule bzw. Ausmacherspule 3 entstehende Spannung führt zu einer Spannung mittlerer Größe an einem Stoppanschluss des analogen Schaltkreises gemäß dem Stoppschalter 7. Weitere Bauteile in dem analogen Schaltkreis 1 sind die Widerstände 8, die Spule 3b, der Kondensator 9 sowie die Diode 10.

[0054] Bei diesem analogen Schaltkreis 1 besteht allerdings das Problem, dass der letzte Zündfunke zu einem nicht kontrollierbaren bzw. nicht festen Zeitpunkt auftritt, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Fehlzündung vergleichsweise hoch ist.

[0055] Seitdem die analogen Zünder weitgehend durch Mikrocontroller gesteuerte Zünder ersetzt worden sind, werden daher zum Stoppen nur noch die beiden Stoppkonzepte des Hochspannungsstopps auf der einen Seite und des Niederspannungsstopps auf der anderen Seite verwendet. Beim Niederspannungsstopp wird der Stoppanschluss nicht gereinigt, während beim Hochspannungsstopp das Problem besteht, dass eine Berührung des Stoppkontakts zu einem elektrischen Schlag führen kann und deswegen aufwendige Isolierungen erforderlich sind.

[0056] Die Figur 2 zeigt eine Prinzipskizze einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung 11 gemäß der Erfindung. Dort ist zunächst eine Spannungsquelle 12 vorgesehen, mittels der über eine Diode 13 ein Zündkondensator 14 geladen wird. Dem Zündkondensator 14 vorgeschaltet ist, parallel zur Diode 13, ein Schalter 15 bzw. ein elektronisches Schaltelement vorgesehen. Der Schalter 15 wird geschaltet, wenn der Kondensator geladen ist und der richtige Zeitpunkt gekommen ist, um einen Zündfunken auszugeben. Durch den Schalter 15 wird die nächstliegende Seite bzw. die mit dem Schalter 15 verbundene Elektrode des Kondensators auf Masse gezogen. Dies führt dazu, dass die Primärspule 16 der digitalen Schaltungsanordnung 11 mit Strom versorgt wird. Da die positiv geladene Seite des Kondensators 14 der digital gesteuerten bzw. anzusteuernden Schaltungsanordnung 11 auf Masse gezogen wird, ist die andere Seite folglich negativ. Die Diode 21 dient, wie im Folgenden beschrieben, dazu, nur gewisse Halbwellen einer Zündimpulsfolge an den Stoppanschluss 18 weiterzuleiten.

[0057] Nachdem sich der Kondensator 14 entladen hat, kollabiert das Magnetfeld und induziert eine Spannung, die hinsichtlich ihrer Polarität umgedreht bzw. -kehrt ist. Diese Spannung lädt zum einen den Kondensator 14, zum anderen wird sie an den Stoppanschluss 18 geleitet. Auf diese Art und Weise wird der primäre Impuls nur für den Zündfunken der Zündspule 19 mit der Primärspule 16 und der Sekundärspule 17 verwendet. Auf der Seite der Sekundärspule 17 des Transformators der Zündspule 19 liegt somit eine hohe Spannung 20 an.

[0058] Erst die zweite, vierte und sechste Halbwelle der Zündimpulsfolge werden für das Freibrennen des Stoppschalters bzw. des Stoppanschlusses 18 verwendet. Das Freibrennen findet nur während des Funkens statt. Über den Widerstand 21 b ist die Stärke des Freibrennimpulses für den Stoppanschluss bis zu einem gewissen Punkt frei einstellbar. Die Schaltungen in der Figurenbeschreibung sind Grundschaltungen bzw. Prinzipskizzen. Das heißt, dass bei der konkreten Realisierung gegebenenfalls schaltungstechnische Details hinzukommen bzw. einige Komponenten und Bauteile durch vergleichbare ausgetauscht sein können.

[0059] In der Figur 3 ist eine Spannungswellenfolge 22 gemäß der Erfindung an einem Zündkondensator wie beispielsweise dem Kondensator 14 während des Zündfunkens gezeigt. In der Darstellung ist auf der vertikalen Ordinate 23 die Spannung aufgetragen, auf der waagerechten Abszisse 24 die Zeit. Die Halbwellen der Spannungswellenfolge 22 sind mit den Bezugszeichen 31, 32, 33,..., 36 bezeichnet. Dabei ist mit dem Bezugszeichen 31 die erste Halbwelle, mit 32 die zweite Halbwelle usw. benannt. Die vertikale Linie 25 gibt den Start des Zündfunkens an.

[0060] Der primäre Impuls bzw. die erste Halbwelle 31 wird nur für den Zündfunken verwendet. Nur die zweite, vierte, sechste usw. Halbwelle (die Halbwellen 32, 34, 36) werden für die Reinigung des Stoppanschlusses verwendet. Die Reinigungsimpulse haben somit eine zeitlich feste Lage. In der restlichen Zeit können andere Funktionen auf den Stoppanschluss gelegt werden, beispielsweise eine Schalterpositionsabfrage oder eine Kommunikation auf derselben Leitung.

[0061] In der Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer weiteren digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung 40 der Erfindung gezeigt. Die digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung 40 wird mittels eines Mikrocontrollers 41 (an)gesteuert, der einerseits einen Stopppin 42, andererseits einen Zündausgang 43 aufweist. Bei einigen Realisierungen kann der Mikrocontroller 41 ein Bestandteil der digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung 40 gemäß der Erfindung sein. Mit Hilfe einer Spannungsquelle 44 wird über die Diode 45 der Zündkondensator 46 geladen. Ist der Zündkondensator 46 geladen und der richtige Zeitpunkt gekommen, um einen Zündfunken auszugeben, so wird der Thyristor 47 geschaltet. Dieser zieht den Knoten K1 bzw. die entsprechende Seite des Zündkondensators 46 auf Masse. Damit liegt der Zündkondensator 46 quasi parallel zur Primärspule 48 der Zündspulenanordnung 49 mit der Sekundärspule 50.

[0062] Die Hochspannung auf der Seite der Sekundärspule 50 der Zündspulenanordnung 49 ist mit 51 bezeichnet. Da die positiv geladene Seite des Zündkondensators 46 auf Masse gezogen wird, ist die andere Seite, der der Knoten K2 zugeordnet ist, negativ. Die Diode 52 verhindert einen Stromfluss vom Stoppanschluss 53 in Richtung des Zündkondensators 46. Nachdem sich der Zündkondensator 46 entladen hat, kollabiert das Magnetfeld und induziert eine von der Polarität her betrachtet umgedrehte bzw. entgegengesetzte Spannung. Diese Spannung lädt zum einen den Zündkondensator 46, zum anderen wird sie an den Stoppanschluss 53 angelegt. Aufgrund dieser Vorgehensweise wird der primäre Impuls nur für den Zündfunken verwendet. Lediglich die späteren, geradzahligen Halbwellen dienen für das Freibrennen des Stoppschalters bzw. Stoppanschlusses 53. Dieses Freibrennen findet nur während des Funkens statt, so dass nur ein begrenzter Anteil der Energie hierfür verwendet wird. Der Widerstand 54 dient dazu, die Stärke des Freibrennimpulses für den Stoppschalter bzw. den Stoppanschluss 53 einzustellen. Falls sich eine Oxidationsschicht auf dem Stoppschalter gebildet hat, so lädt der Mittelspannungsimpuls den desweiteren in der Schaltungsanordnung 40 (parallel zum Stoppanschluss 53 mit einer Seite auf Masse) vorgesehenen Kondensator 55 auf. Der Kondensator 55 hat somit eine unterstützende Wirkung für das Freibrennen bzw. Reinigen des Stoppschalters. Der Knoten K3 der digitalen Schaltungsanordnung 40 befindet sich vom Widerstand 54 aus betrachtet in Richtung des Stoppanschlusses 53 zwischen den Knoten des Kondensators 55 und der Zener-Diode 61. Der Reinigungsimpuls wird zu einem festen Zeitpunkt, der vom Zeitpunkt des Zündens abhängt, ausgegeben. In der restlichen Zeit können weitere Funktionen auf den Stoppanschluss 53 gelegt werden. Dabei müssen jedoch gegebenenfalls Schaltungskomponenten vor dem zu erwartenden Spannungsimpuls bzw. der Spannungswellenfolge geschützt werden. Hierzu dient in der Magnetzündschaltungsanordnung 40 der Widerstand 56.

[0063] Des Weiteren wird durch die Dioden 57 und 58 eine hardwareseitige Sperre des Thyristors 47 realisiert. Wird der Stoppanschluss 53 mittels des hier nicht gezeigten Stoppschalters auf Masse gelegt, so kann die Spannung am Gateanschluss des Zündthyristors 48 nicht mehr so hoch steigen, dass dieser auslösen würde. Eine fehlerhafte Zündung des Mikrocontrollers 41 kann damit ausgeschlossen werden. So wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Mittelspannungsstopp mit selbstreinigender Funktion außerdem eine Sicherung der Schaltungen bzw. Schaltungsbauteile realisiert. Beim Ausfall des Entkopplungswiderstands 56, der dem Stopppin 42 des Mikrocontrollers 41 vorgeschaltet ist und durch die Mittelspannungsimpulse regelmäßig belastet wird, kann beispielsweise durch eine selbstsichernde Konstruktion sichergestellt werden, dass nicht weiterhin Zündfunken ausgegeben werden. Wird ein Stopp vom Mikrocontroller 41 nicht erkannt, so greift ein Hardwaredurchgriff. Dieser Fall ist jedoch als eher wenig wahrscheinlich anzusehen.

[0064] Die Leitung zwischen dem Stopppin 42 des Mikrocontrollers 41 wird mittels einer selbstsichernden Konstruktion überwacht. Selbstverständlich können sowohl der Hardwaredurchgriff als auch die selbstsichernde Konstruktion unabhängig von einem Mittelspannungsstopp bzw. der Anschlussreinigung in geeigneten Schaltungen realisiert werden und so ihrerseits gegebenenfalls Gegenstand weiterer Schutzrechtsanmeldungen bzw. von Teilanmeldungen sein.

[0065] Für die selbstsichernde Konstruktion muss der Kondensator 55 möglichst dicht am Stoppanschluss 53 positioniert werden. Andererseits ist der Widerstand 60 dicht am Mikrocontrollerpin, hier dem Stopppin 42, anzuordnen. Durch ein Lade-Endladeverfahren wird sichergestellt, dass die Leitung zwischen dem Mikrocontroller 41 und dem Stoppanschluss 53 weder unterbrochen wurde, noch ein permanenter High- bzw. Low-Pegel auf dieser Leitung besteht.

[0066] In der Figur 5 ist eine Skizze der Spannungsverläufe an den drei Knoten K1, K2 und K3 der Schaltungsanordnung 40 der Figur 4 gezeigt. Dabei ist auf der Ordinate jeweils die Spannung in Volt aufgetragen, auf der Abszisse die Zeit in Sekunden.

[0067] Der obere Spannungsverlauf für den Knoten K1 zeigt den Spannungsverlauf auf der dem Mikrocontroller 41 zugewandten Seite des Zündkondensator 46. Darunter ist der Spannungsverlauf bzw. Spannungswellenverlauf am Knoten K2 auf der dem Stoppanschluss 53 zugewandten Seite des Zündkondensators 46 gezeigt.

[0068] Der Spannungsverlauf am Knoten K3 nahe am Stoppanschluss 53 ist ganz unten in der Darstellung der Figur 5 gezeigt, wobei aus diesem Spannungsverlauf ersichtlich wird, dass jeweils nur die geradzahligen Halbwellen der Spannungswellenfolge am Knoten K2 in Richtung des Stoppanschlusses 53 weitergeleitet und für das Freibrennen bzw. die Reinigung verwendet werden.

[0069] Die Figur 6 zeigt eine Schutz- und Begrenzungsschaltung 62 gemäß der Erfindung, bei der es sich um eine kombinierte Schaltung handelt, die aus den Schaltungen 63 (Schutzschaltung) und 64 (Mittelspannungsimpulse) entsteht. Bestandteile dieser Spannungsbegrenzung bzw. der Schutzbeschaltung zwischen einem Mikrocontroller 65 und einem Stoppanschluss 66 sind ein Widerstand 67, eine Zener-Diode 68 und ein Kondensator 69. Dabei kann es sich selbstverständlich um die entsprechenden Elemente beispielsweise gemäß der Schaltungsanordnung 40 der Figur 4 handeln. Es ist aber auch eine Realisierung unabhängig von der konkreten Schaltungsanordnung 40 der Figur 4 denkbar.

[0070] Die Spannungsbegrenzung des Mittelspannungsstopps führt dazu, dass sich keine Spannung aufbauen kann, die so hoch wäre, dass ein elektrischer Schlag zu befürchten wäre. Dieses Schutzelement stellt gleichzeitig die Schutzbeschaltung des Stoppeingangs dar. Sowohl bei einer internen als auch bei einer externen Spannungsspitze muss zuerst der Kondensator 69 geladen werden. Solange er nicht vollständig geladen ist, ist er verhältnismäßig niederohmig. Kleinere Spannungsspitzen kann der Kondensator 69 selbständig blocken. Reicht der Kondensator zum Blocken der Spannungsspitzen nicht mehr aus, so steigt die Spannung soweit an, bis die Zener-Diode 68 ihrerseits als Spannungsbegrenzer eingreift. Der Mittelspannungsimpuls muss eine Größe haben, die derart ist, dass sie ausreicht, um den Kondensator 69 vollständig zu laden. Wäre dies nämlich nicht der Fall, so würden die Spannungspegel am Stoppanschluss 66 nicht die erwünschte Höhe erreichen. Der Kondensator 69 wirkt sich positiv auf den Freibrennvorgang aus, da nämlich in dem Fall, dass auf dem Stoppschalter eine Oxidschicht vorhanden ist, die Spannung am Kondensator 69 so hoch ansteigt, bis die Oxidschicht durchbrochen wird und der Stromfluss beginnen kann. Dabei entleert sich dann der Kondensator 69 und unterstützt so den Reinigungsvorgang. Die bereits bekannte Schutzschaltung 63 wird also mit der Schaltung 64, die die für einen exemplarischen Mittelspannungsstopp benötigten Teile zeigt, kombiniert. In der kombinierten Schutz- und Begrenzungsschaltung 62 werden die Zener-Diode 68 und der Kondensator 69 doppelt verwendet. Durch die Zusammenfassung der Schutzbeschaltung und der Begrenzerschaltung 63, 64 werden so Bauteile und Kosten eingespart. Die Einkupplung der Reinigungspulse erfolgt so vorteilhafterweise derart, dass bereits vorhandene Bauteile (der Schutzschaltung 63) für die Signalformung des Mittelspannungs-Freibrennimpulses gemäß der kombinierten Schaltung 62 verwendet werden. Die Spannungsamplitude wird durch die Zenerdiode 68 begrenzt, die ansonsten die Funktion hat, die Steuerung 62 vor hohen Störimpulsen zu schützen bzw. diese zu kappen. Der Kondensator 69, der ansonsten ebenfalls die Aufgabe hat, die Steuerung 62 vor hohen Störimpulsen zu schützen, speichert Energie vom eingekuppelten Mittelspannungs-Freibrennimpuls und lässt beim Freibrennvorgang Strom über den Stoppkontakt fließen, um diesen freizubrennen. Er kann im Sinne einer Selbstsicherung der Schaltung 62 abgeprüft werden.

[0071] Die Figuren 7 und 8 zeigen Prinzipskizzen zur Erzeugung von Mittelspannungsimpulsen mittels Spulen. In der Figur 7 ist eine Triggerspule 70 auf einem Metallkern 71 dargestellt. Auf der anderen Seite des Metallkerns 71 befindet sich die Ladespule 72. Außerdem ist auf dieser Seite auch eine separate Mittelspannungsspule 73 zur Erzeugung der Mittelspannungspulse angeordnet. Diese separate Mittelspannungsspule 73 fehlt bei der Anordnung der Figur 8. Dort wird die bereits im Kreis vorhandene Ladespule zu Erzeugung der Mittelspannungsimpulse verwendet.

[0072] Im Fall der Figur 7 mit der separaten Mittelspannungsspule 73 schließt sich an diese in Richtung auf den Stoppanschluss 79 ein Widerstand 74 gefolgt von einer Diode 75 an. Über einen Widerstand 76 wird ebenso wie in der Darstellung der Figur 8 eine Verbindung 76a zu einem Stopppin eines Mikrocontrollers hergestellt, der hier aus Übersichtlichkeitsgründen nicht gezeigt ist. Dem Stoppanschluss 79 sind in der bereits zuvor erläuterten Art und Weise eine Zener-Diode 77 sowie ein Kondensator 78 mit der jeweils abgewandten Seite auf Masse parallel geschaltet. Des Weiteren ist der dem Stoppanschluss 79 zugeordnete Stoppschalter 80 gezeigt.

[0073] In der Figur 8, die das Beispiel der kombinierten Spule zeigt, bei der also die Ladespule 72 sowohl ihre normalerweise in der Schaltanordnung vorgesehene Funktion erfüllt, als auch zur Erzeugung der Mittelspannungspulse dient, wird vor dem Widerstand 74 und nach der Ladespule 72 parallel zum Widerstand 74 eine weitere Diode 81 angeordnet, die nicht die Verbindung zum Stoppanschluss 79 herstellt, sondern die Verbindung zum aufzuladenden Ziel. So kann die Ladespule 72 zwei Funktionen erfüllen. Grundsätzlich kann selbstverständlich auch eine andere Spule als die Ladespule 72 als kombinierte Spule (auch) zur Erzeugung von Mittelspannungsimpulsen verwendet werden.

[0074] Die Figur 9 zeigt eine selbstsichernde Konstruktion 90 einer erfindungsgemäßen digitalen Schaltungsanordung mit einem Stoppanschluss 91 und einem Mikrocontroller 92. Dem Stoppanschluss 91 ist ein Kondensator 93 mit der abgewandten Seite auf Masse parallel geschaltet. Der Kondensator 93 ist wie hier gezeigt möglichst dicht am Stoppanschluss 91 bzw. an einem externen Anschluss der Schaltungsanordnung vorzusehen. Der Widerstand 94, bei dem es sich hier um einen Pull-up-Widerstand handelt, hingegen möglichst nah am Mikrocontroller 92. Der Widerstand am Mikrocontroller 92 kann gegebenenfalls auch ein interner Widerstand des Mikrocontrollers 92 sein. Der so mittels der selbstsichernden Konstruktion 90 gesicherte Pfad ist in der Darstellung der Figur 9 mit dem Bezugszeichen 95 bezeichnet.

[0075] Zur Überprüfung der Verbindung zwischen dem Widerstand 94 und dem Kondensator 93 werden zwei Vorgänge benötigt, die in der Figur 10 als Phasen der Absicherung der selbstsichernden Konstruktion 90 der Figur 9 gezeigt sind. In der Phase 1, der in der Figur 10 das Bezugszeichen 96 zugeordnet ist, wird der Kondensator 93 für eine bestimmte Zeit aufgeladen und dann wieder ausgelesen. Der Mikrocontroller 92 sollte in diesem Fall einen High-Pegel einlesen. Ist dies nicht der Fall, ist entweder der externe Stoppschalter gedrückt oder der Zünder einer Zündschaltanordnung hat intern einen Schluss auf Masse. In beiden Fällen wird kein Zündfunke ausgegeben bzw. eine andere Schaltungsfunktion nicht ausgeführt, so dass eine Differenzierung der Fälle nicht erforderlich ist.

[0076] Wird wie erwartet in der Phase 1 ein High eingelesen, so findet der Übergang in die Phase 2 mit dem Bezugszeichen 97 statt. Der Kondensator 93 wird entladen und dann wieder eingelesen. Der Mikrocontroller 92 sollte nun einen Low-Pegel erkennen. Ist dies nicht der Fall, so gibt es wiederum mehrere Fehlermöglichkeiten wie eine zünderinterne Unterbrechung zwischen dem Widerstand 94 und dem Kondensator 93, einen fehlenden Kondensator 93, einen Schluss auf die Versorgungsspannung usw. Diese Fälle müssen ebenfalls nicht weiter differenziert werden, da sie bei einer Zündschaltung alle zum Ausschalten des Zündfunkens führen. Die vertikalen Linien 98 und 99 bezeichnen beispielhaft Orte im Spannungsverlauf bzw. Zeiten für die Messungen der Pegel bei der selbstsichernden Konstruktion 90.

[0077] Der Pull-up-Widerstand 94 der selbstsichernden Konstruktion 90 ist erforderlich, um das Fehlen des Kondensators 93 zu erkennen, da auch der Eingang des Mikrocontrollers 92 eine geringe Kapazität aufweist. Der Widerstand 94 zieht den Eingang des Mikrocontrollers 92 beim Fehlen des Kondensators 93 auf einen High-Pegel und sollte aus Energiespargründen möglichst hochohmig ausgelegt werden. Der Widerstand 94 darf den Kondensator 93 am Stoppanschluss 91 nicht zu schnell laden. Zur flexiblen Erkennung von High- und Low-Pegeln bzw. -Zuständen kann ein Mikrocontroller 92 mit Analog-/DigitalWandler oder mit einem Komparator verwendet werden. Eine Stoppschalterabfrage kann genauso realisiert werden wie die Phase 1 gemäß dem Bezugszeichen 96 der Absicherung der Verbindungswege bei der selbstsichernden Konstruktion 90. Diese beiden Funktionen können also kombiniert werden, so dass dann eine Stoppschalterabfrage bei einer digitalen Schaltungsanordnung mit selbstsichernder Konstruktion ein Teil der selbstsichernden Konstruktion bzw. der Absicherung wäre.

[0078] Die Figur 11 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Hardwaredurchgriffs 100, durch den beispielsweise bei einer Zündschaltungsanordnung sichergestellt werden kann, dass der Zünder bei einem geschalteten Stoppschalter keinen Funken ausgibt, auch wenn ein Mikrocontroller 101 einen Funken ausgeben wollte. Dies kann wie hier gezeigt durch die zusätzlichen Dioden 102 und 103 erreicht werden. In dem Fall, dass der dem Stoppanschluss 104 zugeordnete Stoppschalter nicht gedrückt ist, wird durch einen High-Pegel des Zündausgangs der Thyristor 105 durchgeschaltet. Dadurch wird dann ein Zündfunke ausgelöst.

[0079] Ist der Stoppschalter gedrückt, wird der Stoppanschluss 104 auf Masse gelegt. Durch die Diode 102 kann zwischen dem Widerstand 106 und der Diode 103 keine größere Spannung als, in diesem Beispiel, ungefähr 0,7 Volt entstehen. Diese Spannung geht allerdings auch in etwa über die Diode 103 verloren, so dass sich keine Spannung am Gateeingang des Thyristors 105 aufbauen kann und dieser nie durchsteuert und somit auch kein Zündfunke ausgegeben wird. Außerdem sind, wie bereits im Zusammenhang beispielsweise mit der selbstsichernden Konstruktion der Figuren 9 und 10 erläutert, beim Hardwaredurchgriff 100 zur Selbstsicherung der Verbindung des Mikrocontrollers 101 und des Stoppanschlusses 104 ein Widerstand 107 nah am Mikrocontroller 101 und ein Kondensator 108 nahe am Stoppanschluss 104 vorgesehen. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, den Hardwaredurchgriff 100 unabhängig von einer selbstsichernden Konstruktion oder auch unabhängig von einem Mittelspannungsstopp in digitalen Schaltungsanordnungen vorzusehen. Bei einer Kombination dieser Elemente mit einem Mittelspannungsstopp kann allerdings mit besonderem Vorteil ein optimaler Schaltungs- und Bauteilschutz erreicht werden.

Bezugszeichen liste

[0080] 

1

Schaltkreis

2

Ladespule

3

Unterbrecherspule

3b

Spule

4

Metallkern

5

Triggerspule

6

Thyristor

7

Stoppschalter

8

Widerstand

9

Kondensator

10

Diode

11

Magnetzündschaltungsanordnung

12

Spannungsquelle

13

Diode

14

Zündkondensator

15

Schalter

16

Primärspule

17

Sekundärspule

18

Stoppanschluss

19

Zündspule

20

Hochspannung

21

Diode

21b

Widerstand

22

Spannungswellenfolge

23

Ordinate

24

Abszisse

31

Halbwelle

32

Halbwelle

33

Halbwelle

34

Halbwelle

35

Halbwelle

36

Halbwelle

25

Linie

40

Magnetzündschaltungsanordnung

41

Mikrocontrollers

42

Stopppin

43

Zündausgang

44

Spannungsquelle

45

Diode

46

Zündkondensator

47

Thyristor

K1

Knoten

48

Primärspule

49

Zündspulenanordnung

50

Sekundärspule

51

Hochspannung Sekundärspule

K2

Knoten

52

Diode

53

Stoppanschluss

54

Widerstand

55

Kondensator

57

Diode

58

Diode

59

Entkopplungswiderstand

60

Widerstand

K3

Knoten

61

Zener-Diode

62

Schutz- und Begrenzungsschaltung

63

Schaltung

64

Schaltung

65

Mikrocontroller

66

Stoppanschluss

67

Widerstand

68

Zener-Diode

69

Kondensator

70

Triggerspule

71

Metallkern

72

Ladespule

73

Mittelspannungsspule

74

Widerstand

75

Diode

76

Widerstand

76a

Verbindung Stopppin

77

Zener-Diode

78

Kondensator

79

Stoppanschluss

80

Stoppschalter

81

Diode

90

selbstsichernde Konstruktion

91

Stoppanschluss

92

Mikrocontroller

93

Kondensator

94

Widerstand

95

gesicherter Pfad

96

Phase 1

97

Phase

98

Linie

99

Linie

100

Hardwaredurchgriff

101

Mikrocontroller

102

Diode

103

Diode

104

Stoppanschluss

105

Thyristor

106

Widerstand

107

Widerstand

108

Kondensator

Ansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen und Anlegen wenigstens eines eine reinigende Wirkung für einen Stoppschalter (80) aufweisenden Spannungsimpulses an einen dem Stoppschalter (80) zugeordneten Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104), der an einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) eines elektrischen Geräts vorgesehen ist, wobei die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) eine Spannungswellenfolge (22) aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen (31-36) und/oder wenigstens einen Spannungsimpuls in einem mittleren Spannungsbereich erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Spannungswellenfolge (22) wenigstens eine der ersten Halbwelle (31) zeitlich nachfolgende und somit eine kleinere Amplitude aufweisende spätere Halbwelle (32-36) der Spannungswellenfolge als Spannungsimpuls an den Stoppanschluss angelegt wird und/oder dass bei Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich der oder mehrere Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) angelegt werden und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter (80) ausüben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Halbwelle einer seitens der Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) erzeugten Zündspannungswellenfolge (22) und/oder wenigstens ein seitens der Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) erzeugter Zündspannungsimpuls zur Reinigung an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) angelegt werden und/oder dass als über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmende Spannungswellenfolge (22) eine von einer Hochspannung ausgehende Spannungswellenfolge (22) erzeugt und/oder dass mittels des Stoppanschlusses (18, 53, 66, 79, 91, 104) bei Bedarf ein Zündfunke abgeschaltet wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede zweite Halbwelle (32, 34, 36) der Spannungswellenfolge (32) und/oder nur Mittelspannungsimpulse (32, 34, 36) und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führende Halbwellen (32-36) der Spannungswellenfolge und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führende Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) angelegt werden und/oder dass wenigstens eine an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) angelegte Halbwelle (32-36) und/oder wenigstens ein angelegter Spannungsimpuls eine reinigende Wirkung auf den Stoppanschluss (18) ausüben, indem eine unerwünschte Oxidschicht durchbrochen und/oder zerstört wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) ein nur in eine Richtung Strom leitendes Bauelement, insbesondere eine Diode (21, 52), derart vorgeschaltet wird, dass nur bestimmte Halbwellen (32-36) und/oder Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) angelegt werden, und/oder dass mittels eines dem Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) vorgeschalteten Widerstands (21b, 54) die wenigstens eine an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) anzulegende Halbwelle (32-36) und/oder der wenigstens eine Spannungsimpuls hinsichtlich der Spannung eingestellt werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Spannungsbegrenzung, insbesondere unter Verwendung wenigstens eines Kondensators (55, 69, 78, 93, 108) und/oder wenigstens einer Zener-Diode (61, 68, 77), die Spannung am Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) begrenzt und/oder dass eine Schutzbeschaltung wenigstens eines Pins eines die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) steuernden Mikrocontrollers (41, 65, 92, 101) realisiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ordnungsgemäße Verbindung zwischen einem Pin (42, 43) eines die Magnetzündschaltungsanordnung (11) steuernden Mikrocontrollers (41, 65, 92, 101) und dem Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) mittels einer selbstsichernden Konstruktion (90), insbesondere mit einem Kondensator (55, 69, 78, 93, 108) nahe am Stoppanschluss und einem Widerstand (60, 67, 94, 107) nahe am Mikrocontroller (41, 65, 92, 101), überprüft wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines, insbesondere mittels wenigstens einer Diode (57, 58, 102, 103) realisierten, Hardwaredurchgriffs (100) sichergestellt wird, dass bei geschaltetem Stoppschalter (80) unabhängig von der Ansteuerung der Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) durch einen Mikrocontroller (41, 65, 92, 101) kein Zündfunke ausgegeben wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungswellenfolge (22) und/oder der wenigstens eine Spannungsimpuls durch eine Spule (16, 48, 72, 73), insbesondere eine Spule (16, 48, 72, 73) mit Metallkern (71) oder Eisenkern und/oder eine von einem Magnetfeld eines Polrades durchsetzte Spule (16, 48, 72, 73) und/oder die Primärseite einer Zündspule (19, 49) erzeugt werden.

9. Digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) eines elektrischen Geräts mit einem einem Stoppschalter (80) zugeordneten Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104), wobei die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) zum Erzeugen und Anlegen wenigstens eines eine reinigende Wirkung für den Stoppschalter (80) aufweisenden Spannungsimpulses an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104), insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, ausgebildet ist und wobei die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) zur Erzeugung einer Spannungswellenfolge (22) aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen (31-36) und/oder zur Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) bei einer über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge (22) zum Anlegen wenigstens einer der ersten Halbwelle (31) zeitlich nachfolgenden und somit eine kleinere Amplitude aufweisenden späteren Halbwelle (32-36) der Spannungswellenfolge (32) als Spannungsimpuls an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) und/oder dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) bei Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich zum Anlegen des oder mehrerer Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) ausgebildet ist und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter (80) ausübt.

10. Digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) zum Anlegen wenigstens einer Halbwelle einer seitens der Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) erzeugten Zündspannungswellenfolge (22) und/oder zum Anlegen wenigstens eines seitens der Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) erzeugten Zündspannungsimpulses an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) zur Reinigung ausgebildet ist und/oder dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) zur Erzeugung einer von einer Hochspannung ausgehenden und über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge (22) ausgebildet ist und/oder dass der Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) zum Abschalten eines Zündfunkens ausgebildet ist.

11. Digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) zum Anlegen jeder zweiten Halbwelle (32, 34, 36) der Spannungswellenfolge (22) und/oder nur von Mittelspannungsimpulsen (32-36) und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führenden Halbwellen (32-36) der Spannungswellenfolge (22) und/oder nicht zu einem elektrischen Schlag führender Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) ausgebildet ist und/oder dass wenigstens eine an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) angelegte Halbwelle (32-36) und/oder wenigstens ein angelegter Spannungsimpuls zur Reinigung des Stoppanschlusses (18, 53, 66, 79, 91, 104) durch Durchbrechen und/oder Zerstören einer unerwünschten Oxidschicht ausgebildet sind.

12. Digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) ein nur in eine Richtung Strom leitendes Bauelement, insbesondere eine Diode (21, 52), derart vorgeschaltet ist, dass nur bestimmte Halbwellen (32-36) und/oder Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) angelegt werden, und/oder dass dem Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) ein Widerstand (21 b, 54) vorgeschaltet ist, über den die wenigstens eine an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) anzulegende Halbwelle (32-36) und/oder der wenigstens eine Spannungsimpuls hinsichtlich der Spannung einstellbar sind, und/oder dass mittels einer Spannungsbegrenzung die Spannung am Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) begrenzbar ist.

13. Digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ordnungsgemäße Verbindung zwischen einem Pin (42, 43) eines die Magnetzündschaltungsanordnung (11) steuernden Mikrocontrollers (41, 65, 92, 101) und dem Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) mittels einer selbstsichernden Konstruktion (90), insbesondere mit einem Kondensator (55, 69, 78, 93, 108) nahe am Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) und einem Widerstand (60, 67, 94, 107) nahe am Mikrocontroller (41, 65, 92, 101 ), überprüfbar ist.

14. Digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines, insbesondere mittels wenigstens einer Diode (57, 58, 102, 103) realisierten, Hardwaredurchgriffs (100) sichergestellt ist, dass bei geschaltetem Stoppschalter (80) unabhängig von der Ansteuerung der Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) durch einen Mikrocontroller kein Zündfunke (41, 65, 92, 101) ausgebbar ist.

15. Digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) eine Spule (16, 48, 72, 73), insbesondere eine Spule (16, 48, 72, 73) mit Metallkern (71) oder Eisenkern und/oder eine von einem Magnetfeld eines Polrades durchsetzte Spule (16, 48, 72, 73) und/oder die Primärseite einer Zündspule (19, 49), zur Erzeugung der Spannungswellenfolge (22) und/oder des wenigstens einen Spannungsimpulses aufweist.

16. Manuell handhabbares Gerät mit einem Verbrennungsmotor mit einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40), insbesondere mit einer digital gesteuerten Magnetzündschaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15 und/oder ausgebildet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, und mit einem einem Stoppschalter (80) zugeordneten Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104), wobei die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) zum Erzeugen und Anlegen wenigstens eines eine reinigende Wirkung für den Stoppschalter (80) aufweisenden Spannungsimpulses an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) ausgebildet ist und wobei die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) zur Erzeugung einer Spannungswellenfolge (22) aus über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Halbwellen (31-36) und/oder zur Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) bei einer über der Zeit hinsichtlich ihrer Amplitude abnehmenden Spannungswellenfolge (22) zum Anlegen wenigstens einer der ersten Halbwelle (31) zeitlich nachfolgenden und somit eine kleinere Amplitude aufweisenden späteren Halbwelle (32-36) der Spannungswellenfolge (32) als Spannungsimpuls an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) und/oder dass die Magnetzündschaltungsanordnung (11, 40) bei Erzeugung wenigstens eines Spannungsimpulses in einem mittleren Spannungsbereich zum Anlegen des oder mehrerer Spannungsimpulse an den Stoppanschluss (18, 53, 66, 79, 91, 104) ausgebildet ist und derart eine reinigende Wirkung auf den Stoppschalter (80) ausübt.

Zeichnung