链锯、控制链锯的方法，以及实施这种方法的计算机程序

技术领域

本发明涉及一种手持式电池供电链锯、控制这种链锯的方法，以及实施这种方法的计算机程序产品和存储计算机程序产品的数据载体。

背景技术

链锯已知存在了大约100年。由于考虑到重量与功率和操作时间的关系，大多数链锯仍然由二冲程类型的内燃机提供动力，但是电池供电链锯变得越来越流行。然而，在不损害链锯的其他方面，例如重量或电池时间的情况下获得高输出功率、高切割效率和高可用性仍然是一个挑战。此外，人们不断努力尝试使链锯更安全且更易于使用。

发明内容

本发明的目的是解决或至少减轻上述问题的部分或全部。为此，提供了一种手持式电池供电链锯，其包括电动机和联接到电动机的传动装置，其中，电动机配置为经由传动装置驱动锯链，其中，传动装置包括滑动离合器，该滑动离合器包括配置为从电动机接收旋转动力的驱动构件和配置为将旋转动力传递到锯链的从动构件，其中，滑动离合器配置为通过使得在驱动构件和从动构件之间接合时能够滑动，而至少部分地使电动机与锯链脱离。滑动离合器可以是机械离合器，例如离心式离合器、带式离合器、可选择接合的惰轮、机电/电磁离合器，例如电磁致动的摩擦片离合器，或者流体联接器。如本文理解的，滑动离合器是一种允许或者可以进入允许驱动构件和从动构件相对于彼此滑动的状态，从而经由滑动接合传递转矩的离合器，其中，如果锯链未加载，则传递的转矩足以驱动锯链。当开始运动时，离合器的逐渐的滑动接合可以实现逐渐增加的动力传递，而电动机的转速没有任何下降。这使得当链条已经与待切割的材料接合时更容易(重新)启动链条，因为转矩将不会响应于转速下降到零而下降。此外，由电动机的转子建立的惯性可能有助于启动链条。更进一步地，滑动离合器提供与链条的软接合，这导致改善的一般用户体验。当锯链过载时，例如通过用户将锯链太紧地压在待切割的材料上，滑动离合器也可以向用户提供反馈，因为对于许多离合器类型来说，当离合器正在滑动时，非常容易听到。听觉和/或触觉反馈可以提示用户释放负载，并且利用在低转速下来自电动机的高转矩，电动机直接重新启动链条，立即使链锯回到高切割效率。当滑动时，即使操作者将锯链过于用力地按压在待切割的材料上，电动机也不会停止。更进一步地，一些电动机类型在静止时仅提供低至中等的转矩，而在非常低的转速时转矩已经达到其最大值。从而滑动离合器使得能够更自由地选择电动机类型。手持式电池供电链锯可以进一步包括手指操作的触发器，其联接到电开关，用于选择性地操作电动机。触发器可以配置为使得能够在输出功率、旋转速度和/或输出转矩的步进或连续范围上操作电动机；或者，触发器可以配置用于电动机的简单开/关控制。根据实施方式，滑动离合器的驱动构件可以旋转地固定到电动机。类似地，滑动离合器的从动构件可以旋转地固定到用于驱动锯链的锯链驱动链轮。根据另外的实施方式，驱动构件可以刚性地连接到电动机的输出轴，和/或从动构件可以刚性地连接到锯链驱动构件，例如锯链驱动链轮或配置为与锯链驱动轮缘配合的键轴。根据实施方式，链锯可以包括电池隔室，该电池隔室配置为接收用于给链锯供电的电池。替代地或附加地，链锯可以配置为连接到例如背包式电池。用于向电动机提供电力的典型的合适的直流电池电压范围可以在18V和100V之间，更优选地在大约36V和大约72V之间。电动机可以配置为提供例如1.8kW-3.5kW的示例性功率范围内的输出功率。

根据实施方式，传动装置可以配置为在电动机和与锯链配合的锯链链轮之间提供1:1的传动比。这里，1:1的传动比意味着如果驱动构件以不滑动的方式旋转地锁定到从动构件，则电动机的一个整圈对应于锯链链轮的一个整圈。根据实施方式，锯链链轮可以与电动机的输出轴同轴。

根据实施方式，滑动离合器可以配置为在滑动时传递2Nm和4.5Nm之间的滑动转矩。已经发现这种转矩范围非常适合于手持式电池供电链锯。根据一些实施方式，滑动离合器可以配置为在滑动时传递2Nm和3Nm之间的滑动转矩。

根据实施方式，滑动离合器可以在接合状态和脱离状态之间移动，在接合状态中，滑动离合器配置为驱动锯链，在脱离状态中，驱动构件可自由旋转而不驱动锯链。这可以使得能够使用成本较低的电动机。例如，矢量控制无刷直流电机通常包括转子位置传感器，用于感测电动机中的精确转子位置，以使得能够在预期的正向方向上启动电动机。脱离状态可以使得转子位置传感器能够被省去。缺少关于转子位置的信息可能导致无意地在相反方向上启动电动机。在反向方向上的初始移动之后，矢量控制此后将自动地将电动机转向正向方向。在脱离状态中，这种方向的反转可能不被操作者注意地通过，因为这可在不移动链条的情况下完成。

根据实施方式，滑动离合器可以配置为响应于转速的变化而在接合状态和脱离状态之间转变。当使用手持式链锯时，链条将进行工作，但是操作者通常施加一些力以获得可能的最佳切割效率。如果施加过大的力，则链锯将由于其转矩限制而最终停止。对于汽油链锯，当发动机负载过大时存在声音提示，并且操作者可撤销所施加的力以使发动机不停转。然而，当过度加载电动机时，其通常以更忽然和突然的方式停转，并且通常没有任何实质上的听觉、视觉或触觉提示。这对于用户来说是令人沮丧的，该用户需要在能够继续切割之前释放链锯上的压力。该停止还会导致例如在砍伐树木时挤压锯链。因此，如本领域链锯操作者通常已知的，计划外的停止甚至可能导致潜在的危险情况。然而，在电链锯上使用转速致动离合器可以防止在高负载下突然和意外的停转，例如当切割大圆木时。此外，离合器的可区别的接合状态或接合速度使得用户更容易注意到过载情况，并且在切割效率受到太大影响之前后退，而不会使电动机完全且突然地停转。典型的电动机的特征，在低至中等范围转速上具有相对高的转矩，特别适合于在例如砍伐期间重新启动链条。例如，滑动离合器可以是机电离合器，并且链锯可以包括控制器，该控制器配置为基于检测到的电动机的转速来接合机电离合器。或者，滑动离合器可以严格地机械致动，例如通过变速器的惯性。根据实施方式，滑动离合器可以配置为以离合器接合速度在脱离状态和接合状态之间转变，高于该离合器接合速度时离合器呈现接合状态。离合器接合速度可以是预定的。例如，其可以设定为链锯的控制器中的控制值，或者其可以由离心式离合器的机械设计确定。滑动离合器的示例性的合适的接合速度可以在2000rpm和7000rpm之间，更优选地在3000rpm和6000rpm之间，并且甚至更优选地在4500rpm和5800rpm之间。滑动离合器可以例如响应于电动机和/或驱动构件的转速的变化而被致动。

根据实施方式，滑动离合器可以配置为响应于驱动构件的转速的变化而在允许滑动状态和锁定状态之间转变，在允许滑动状态中，驱动构件可以相对于从动构件滑动，在锁定状态中，滑动离合器配置为驱动锯链而不滑动。根据实施方式，滑动离合器可以配置为以预定的滑动极限速度从允许滑动状态转变到锁定状态，在该预定的滑动极限速度之上滑动离合器呈现锁定状态。滑动离合器可以例如响应于电动机和/或驱动构件的转速的变化而被致动以在允许滑动状态和锁定状态之间转变。滑动极限速度定义为离合器的滑动转矩，即，使驱动构件相对于从动构件滑动所需的转矩，超过电动机转矩时的转速。通常，例如对于离心式离合器，离合器的滑动转矩随着驱动构件的转速而增加。因此，如果在操作链锯时从动构件被牢固地保持在非旋转位置，则滑动极限速度也将是由驱动构件呈现的速度。因此，滑动极限速度高于如上定义的任何接合速度。滑动离合器的示例性的合适的滑动极限速度可以在3500rpm和7500rpm之间，并且更优选地在5500rpm和7000rpm之间。根据实施方式，在滑动极限速度时，滑动转矩在2Nm和4.5Nm之间。根据实施方式，在滑动极限速度时，滑动转矩在2Nm和4.5Nm之间。更优选地，在滑动极限速度时，滑动转矩在2Nm和3Nm之间。

根据实施方式，滑动离合器可以配置为以预定的离合器接合速度在脱离状态和接合状态之间转变，高于该预定的离合器接合速度时离合器呈现接合状态，并且滑动离合器可以配置为以预定的滑动极限速度从允许滑动状态转变到锁定状态，高于该预定的滑动极限速度时滑动离合器呈现锁定状态，其中，滑动极限速度比接合速度高至少200rpm。这保证了滑动离合器在脱离状态和锁定状态之间的平滑过渡。滑动离合器的突然接合可能突然使电动机的转子减速，从而在电动机的绕组中感应出电流峰值。这可能导致绕组的过热，和/或导致可能损坏例如驱动电子器件的电压峰值或电弧放电。例如，无刷直流电动机的定子绕组通常是所谓的气隙绕组类型，具有有限的对流传热的能力。根据另外的实施方式，滑动极限速度比接合速度高至少1000rpm。优选地，滑动极限速度比接合速度高不到2500rpm。

根据实施方式，滑动离合器可以是惯性致动的。因此，滑动离合器可以被致动，即，通过传动装置的合适部分的惯性在接合状态和脱离状态之间转变，和/或在允许滑动状态和锁定状态之间转变。例如，滑动离合器可以实施为离心式离合器。滑动离合器也可以由类似于惯性式驱动装置(Bendix drive)的离合器致动机构致动。

根据实施方式，滑动离合器可以配置为离心式离合器。从动构件可以配置为离合器鼓，并且驱动构件可以包括一个或多个摩擦瓦，该一个或多个摩擦瓦可以配置为响应于驱动构件的旋转而可选地抵抗弹性偏压从而径向地移动，以与离合器鼓的径向面向内的面接合。离合器鼓可以可旋转地安装在电动机的输出轴上的轴承中。

根据实施方式，从动构件可以包括直径在60mm和90mm之间的离合器鼓，并且驱动构件可以包括一组两个或三个摩擦瓦，优选地为两个摩擦瓦，该摩擦瓦通过弹性元件弹性地彼此连接，其中，每个摩擦瓦具有在30g和70g之间的相应重量，并且每个弹性元件70a、70b具有在35N/mm和60N/mm之间的弹簧常数。已经发现，在这种离合器的滑动极限速度下的转矩传递特别好地适应于电动机在适合于电池供电链锯的典型转矩范围内的行为。离合器鼓的直径的稍微更优选的范围在65mm和82mm之间。替代地或附加地，每个相应摩擦瓦的重量的稍微更优选的范围在40g和60g之间。替代地或附加地，每个弹性元件的弹簧常数的稍微更优选的范围在60N/mm和50N/mm之间。根据另外的实施方式，离合器鼓直径与这组摩擦瓦的总重量的乘积在5000g*mm和10000g*mm之间。

根据实施方式，滑动离合器可以具有面向电动机的近侧和背离电动机的远侧，其中，锯链驱动链轮在滑动离合器的远侧上连接到滑动离合器的从动构件。这种布置便于接近锯链驱动链轮，这进而可以便于例如更换锯链。根据实施方式，从动构件可以是离合器鼓。离合器鼓可以朝向近侧打开，以使得能够经由近侧接收驱动构件。

根据替代实施方式，滑动离合器可以具有面向电动机的近侧和背离电动机的远侧，其中，锯链驱动链轮在滑动离合器的近侧上连接到滑动离合器的从动构件。这种布置将链条驱动链轮定位成更靠近链锯的横向中心，这可以特别好地适合于紧凑型链锯。根据实施方式，从动构件可以是离合器鼓。离合器鼓可以朝向远侧打开，以使得能够经由远侧接收驱动构件。此外，离合器鼓定向可以方便地与单独的制动鼓组合，用于在离合器鼓的近侧和/或锯链驱动链轮的近侧制动传动装置的从动侧。

根据实施方式，电动机可以具有：配置为由定子旋转的转子，该转子具有外部的转子直径；以及驱动地连接到滑动离合器的驱动构件的输出轴，该输出轴具有轴直径，其中，转子直径与轴直径之间的比率在2.5和4.8之间。已经发现这种比率范围适合于获得传动装置的重量和耐久性之间的适当平衡。滑动离合器的使用增加了输出轴的自由端的长度以及由自由端承载的质量。从动构件的接合面可以具有离合器接合面直径，并且转子直径与离合器接合面直径之间的示例性的合适比率可以在0.50和1.2之间。典型的合适的轴直径可以例如在10mm和15mm之间。根据实施方式，如上文定义的离合器鼓可以经由轴承，例如滚针轴承，可旋转地布置在输出轴上。轴直径可以是轴在轴承的轴向位置处的直径。可选地，输出轴可以设置有从滚针轴承延伸到输出轴的端面中的润滑剂入口的润滑通道。

根据实施方式，滑动离合器可以基于离合器控制信号被电磁地致动。例如，滑动离合器可以通过激励线圈来致动，该线圈轴向地，即沿着滑动离合器的旋转轴线，移动驱动构件和从动构件中的至少一个与驱动构件和从动构件中的另一个接合。可选地，链锯可以包括传感器，该传感器配置为检测滑动离合器的接合状态，即，滑动离合器是处于接合状态还是处于脱离状态，和/或滑动离合器是处于允许滑动状态还是处于锁定状态。因此，可以将该状态传达给链锯操作者。根据实施方式，链锯可以进一步包括控制器，该控制器配置为确定电动机的转速，并且基于该转速控制滑动离合器的接合。这种布置可以例如在离合器接合速度的选择或调节中实现增加的自由度。根据一些实施方式，链锯可以设置有用户界面，该用户界面使得用户能够设定离合器接合速度。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括机械制动装置，该机械制动装置可在制动位置和释放位置之间移动，在制动位置中，机械制动装置配置为与传动装置接合以制动从动构件的旋转，在释放位置中，从动构件自由旋转。根据实施方式，机械制动装置配置为在滑动离合器的从动构件侧与传动装置接合。因此，机械制动装置可以停止锯链旋转，而不管滑动离合器的接合位置如何。替代地或附加地，根据实施方式，机械制动器可以包括制动鼓和配置为围绕制动鼓张紧的制动带。制动鼓可以与任何离合器鼓分开，视情况而定；或者，可以设置制动带以与离心式离合器鼓的径向外表面接合，从而该离心式离合器鼓可以兼作制动鼓。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括后手柄，该后手柄设置有用于操作电动机的手指操作的触发器，其中，机械制动装置配置为独立于触发器的位置而操作。因此，可获得在所有情况下的安全操作。根据实施方式，机械制动装置可以配置为当释放触发器时保持在释放位置。因此，当释放触发器时，可以至少部分地保持电动机和传动装置的惯性，这可以减少功率消耗。这当然对电池供电链锯特别有利。

根据实施方式，从动构件可以包括离合器鼓，并且机械制动装置可以包括制动带，该制动带配置为响应于制动致动器的致动而在所述离合器鼓的径向外表面上施加夹持力。制动致动器可以包括反冲制动杆，该反冲制动杆配置为链锯的手柄前方的护手。

根据实施方式，机械制动装置可以包括与滑动离合器轴向分离的制动鼓，以及制动带，该制动带配置为响应于制动致动器的致动而在所述制动鼓的径向外表面上施加夹持力。根据另外的实施方式，制动鼓可以定位在离合器的近侧上，这导致特别紧凑的布置。此外，制动促动器可以包括反冲制动杆，该反冲制动杆配置为链锯的手柄前方的护手。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括电控制动器，例如电磁制动器和/或感应制动器。这种制动器可以有助于停止锯链。电控制动器可以由控制器选择性地致动，例如响应于检测到用于操作电动机的触发器被操作者释放。例如，感应制动器可以在电动机控制器中实现以选择性地向电动机转子施加制动力。根据感应制动器的替代实施例，链锯可以配置为当触发器被操作者释放时使电动机绕组短接。

根据实施方式，电控制动器可以配置为向滑动离合器的驱动构件侧，即向电动机、向驱动构件，和/或向固定地附接到其的任何元件施加制动力。这种电控制动器可以提供特别紧凑和重量轻的布置。其可以有利地与机械制动器组合，用于制动滑动离合器的从动构件侧。

根据实施方式，链锯可以配置为响应于电动机的转速下降到低于电动制动器释放速度而释放所述电控制动器。因此，当释放触发器时，可以至少部分地保持电动机和驱动构件的角动量，这节省了电能，并且下一次按压触发器时，缩短了将电动机加速到离合器接合速度的时间。此外，如果与风扇组合，则改善了电动机和/或任何电池和/或控制器的冷却。优选地，如果与响应于如上文定义的驱动构件的转速的变化而致动的滑动离合器组合，则电动制动器释放速度大于离合器接合速度的一半，并且甚至更优选地，至少为离合器接合速度的80％。

根据实施方式，电动机可以包括配置为围绕电动机旋转轴线旋转的转子，并且驱动构件以旋转配合方式旋转地锁定到转子，以防止驱动构件围绕电动机旋转轴线在两个旋转方向上旋转。例如，驱动构件可以例如经由花键、半圆键或D形键接合而键接到电动机的输出轴。根据另外的实施方式，驱动构件可以通过例如螺母或螺钉，可选地与垫圈组合，轴向地保持到输出轴。当与电动机的电制动结合时，形状配合的旋转锁定可能是特别有利的，因为制动或加速可能另外使驱动构件相对于转子旋转，即使在其之间存在强摩擦接合。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括冷却风扇，其被联接以总是与滑动离合器的驱动构件侧一起运转。因此，可能在不操作锯链的情况下操作冷却风扇。这使得可能在任何时候冷却链锯的任何可以受益于冷却的零件，例如电动机、控制器和/或电池。例如，可能在高环境温度下使用链锯之前或者当链锯已经储存在温暖环境中时操作冷却风扇以冷却链锯。此外，由于链锯在典型的使用情况下以间歇方式以最大功率运行，所以冷却风扇可以在间歇期间冷却链锯。这使得能够设计具有更高峰值输出功率的链锯，而不会增加使链锯的任何部分过热的风险，或者不会触发任何过热保护机构，视情况而定。冷却风扇可以布置在壳体中，该壳体成形为将空气流引导到电动机、控制器和/或电池。根据另外的实施方式，冷却风扇可以刚性地连接到电动机的输出轴。冷却风扇可以包括风扇转子，该风扇转子设置有一组叶片，这组叶片配置为使冷却空气运动。根据一些实施方式，冷却风扇可以配置为轴流风扇。根据其他实施方式，冷却风扇可以配置为包括布置在蜗壳中的叶轮的离心式风扇。后者具有额外的好处，即其非常适合于获得相对更高的冷却空气压力，当部件以紧凑构造密集地组装时，这对于将冷却空气压到所有相关区域是有益的。风扇可以由例如铝或塑料制成。

根据实施方式，滑动离合器可以定位在电动机的第一轴向侧上，并且冷却风扇可以定位在电动机的与所述第一轴向侧相反的第二轴向侧上。这种布置使得电动机能够朝向链锯的横向中心定位，这保证了链锯的良好平衡和增加的舒适性。根据实施方式，电动机可以布置在电动机壳体中，并且冷却风扇可以包括设置有多个叶片的风扇转子，其中，冷却风扇具有超过电动机壳体的直径的外径。因此，可以改善滑动离合器的冷却。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括锯链油泵，其被联接以从滑动离合器的从动构件侧接收动力。因此，即使电动机正在运转，仅当锯链正在移动时，锯链油将被供应到锯链。这节省了锯链油。根据另外的实施方式，油泵可以由滑动离合器的从动构件侧经由蜗杆驱动器操作。蜗杆驱动器的蜗杆螺杆可以与电动机的旋转轴线同轴。根据实施方式，蜗杆螺杆可以定位在电动机和滑动离合器之间。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括控制器，其配置为在接合状态和脱离状态之间操作滑动离合器，在接合状态中，滑动离合器配置为驱动锯链，在脱离状态中，驱动构件可自由地旋转而不驱动锯链。例如，控制器可以通过将电动机的转速运行到离合器接合速度以上或以下来响应于操作者输入操作滑动离合器。

根据实施方式，控制器可以配置为在滑动离合器脱离的情况下保持电动机的运行。因此，可以在不操作锯链的情况下操作连接到滑动离合器的驱动侧上的电动机或传动装置的任何辅助部件，例如风扇。特别地，控制器可以配置为响应于检测到用于操作电动机的手指操作的触发器被完全释放而在滑动离合器脱离的情况下保持电动机的运行。例如，滑动离合器可以是离心式离合器，并且电动机可以保持在低于离心式离合器的接合速度的怠速。怠速可以是在控制器中设定的预定速度。示例性的合适的怠速可以在2000rpm和6000rpm之间，并且更优选地在3000rpm和5500rpm之间。根据实施方式，控制器可以配置为在不接合滑动离合器的情况下将电动机的操作保持预定时间，该预定时间可以典型地大于两秒，并且更典型地大于十秒。替代地或附加地，控制器可以配置为保持电动机的运行，直到检测到外部事件，例如链锯的某一零件的温度下降到极限温度以下，或者链锯的电源开关被切断。根据实施方式，控制器可以配置为当链锯例如经由通/断开关接通时，或者当链锯检测到其已经被手柄提升或抓握时，自动开始电动机的运行而不接合滑动离合器。

根据实施方式，控制器可以配置为基于检测到的温度超过极限温度的条件，在滑动离合器脱离的情况下保持电动机的操作，从而操作链锯的冷却风扇。根据另外的实施方式，链锯可以进一步包括至少一个温度传感器，并且检测到的温度可以是由所述至少一个温度传感器检测到的温度。例如，该至少一个温度传感器可以检测电动机、控制器和/或电池的温度。或者，检测到的温度可以是由链锯外部的温度传感器检测到的环境温度。极限温度可以是固定的，或者可以是动态设定的。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括触发器，该触发器可在压下位置和释放位置之间移动，电动机响应于该压下位置操作以移动锯链，锯链响应于该释放位置而停止，其中，控制器配置为当触发器处于释放位置时使得电动机能够运行。

根据实施方式，控制器可以配置为使得当触发器处于释放位置时，基于配置为制动从动构件的机械制动器被接合的条件而能够进行电动机的运行。这种布置通过减轻滑动离合器的任何故障的后果而增加了链锯的安全性。

根据实施方式，控制器可以配置为检测过度的离合器滑动，例如通过检测低于滑动极限速度的延长操作，在该滑动极限速度之上滑动离合器呈现锁定状态；以及响应于检测到过度的离合器滑动，在用于运行电动机的控制信号中施加变化。过度的离合器滑动，即，随着时间过度延长的离合器滑动，是一种不期望的情况，其产生热量并导致滑动离合器和电动机的磨损。例如，控制器可以配置为确定在超过预定滑动极限时间的时间期间已经发生滑动。用于运行电动机的控制信号的示例性的合适变化可以是自动地增加转矩，这可以例如将滑动离合器的转速增加到滑动极限速度以上，从而将锯链设置成运动，或者自动地将电动机的转速降低到离合器接合速度或离合器接合速度以下，以便减少磨损和发热。此外，电动机的控制的变化还可以有助于以听觉或触觉的方式向链锯操作者发出过度滑动的警告，使得链锯操作者可以通过例如减小施加到待切割材料上的锯链压力，或者通过释放如上文定义的触发器来采取校正动作。

根据实施方式，在用于运行电动机的控制信号中施加所述变化可以包括对由电动机输送的转矩施加脉冲，和/或改变电动机的转速。因此，可以以高度直观的方式以听觉或触觉的方式有效地通知用户电动机努力超过滑动离合器的滑动转矩，并且用户可以通过例如减小施加到待切割材料上的锯链压力来采取校正动作。此外，脉冲转矩或变化速度可以便于将可能已经卡住的锯链设置回运动状态。例如，通过对到电动机的驱动电流施加脉冲，或者通过将驱动电流的间歇相移施加到电动机，可以对转矩施加脉冲。根据一些实施方式，控制器可以配置为以大于20Hz，优选地大于50Hz的脉冲频率对转矩施加脉冲，以提供可听信号。根据其他实施方式，控制器可以配置为以0.2Hz和10Hz之间的脉冲频率，甚至更优选地以0.5Hz和5Hz之间的脉冲频率对转矩施加脉冲，以向操作者提供触觉反馈。脉冲频率可以在脉冲序列内固定或变化。脉冲可以配置为方波脉冲，使得在宽频率范围中发射可听泛音，从而使得也能够在复杂的背景噪声环境中听到脉冲。类似地，示例性的合适的速度变化可以是周期性的，具有例如在0.2Hz和10Hz之间的频率。转速变化的示例性的合适幅度可以是至少10rpm，并且更典型地，在50rpm和1000rpm之间。

根据实施方式，控制器可以配置为对由电动机输送的转矩施加脉冲不超过极限时间或极限脉冲数，并且此后将电动机的转速降低到离合器接合速度以下。因此，可以允许链锯冷却下来，同时防止超过滑动极限速度的进一步尝试。这使得能够允许电动机的更高输出功率，而不增加过热或对任何部件损坏的风险。根据具体情况，可以预先确定脉冲的极限时间或限制次数。根据实施方式，控制器可以配置为在将电动机的转速降低到离合器接合速度以下之前，对转矩施加脉冲小于30秒，并且更优选地小于10秒。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以包括触发器，该触发器可在压下位置和释放位置之间移动，响应于该压下位置操作电动机以移动锯链，并且响应于该释放位置使锯链停止，其中，控制器配置为在已经将电动机的转速降低到离合器接合速度以下之后，禁止任何速度增加到滑动极限速度，直到触发器已经被释放，并且此后再次被按压。这种配置使得操作者能够仅使用触发器容易地重新启动链条。

根据实施方式，电动机可以是包括设置有定子绕组的旋转固定定子的外转子(outrunner，外转式转子)，该定子由设置有一组永磁体的转子径向环绕。与内转子相比，外转子通常更好地冷却自身，这减少了对提供单独的风扇叶轮的需要。此外，外转子通常比内转子便宜，但是具有更高的旋转惯量，这使得加速更慢。当从开始加速时，高旋转惯量是缺点，但是当锯链接合待切割的材料时，在更高的转速下可能是有益的。与离合器的结合使得在离合器脱离时可能快速地加速外转子，从而在更高速度下提供增加旋转惯量的益处，而没有在更低速度下过度缓慢加速的缺点。

根据实施方式，电动机可以是矢量控制永磁电动机。这种电动机提供了良好的可控性，非常适合于本文限定的特定操作方法。

根据实施方式，控制器可以配置为检测电动机的过载，并且响应于此，保持或增加电动机的转矩。可以通过检测到电动机的转速下降到低于触发器的某个位置或某个电动机转矩的预期转速来检测电动机过载。在没有滑动离合器的情况下，如果例如通过检测到转速下降到极限速度以下而检测到电动机过载，则例如通过减小供应给电动机的电流来快速且充分地减小电动机转矩以便防止电动机过热可能是有益的。然而，当与滑动离合器组合时，当检测到过载时也保持高的电动机转矩可能是有益的，因为滑动离合器无论如何将防止电动机完全停止。在滑动极限速度的转速区域中保持或增加的转矩便于重新启动锯链，该锯链由于例如横向挤压或操作者施加的过大压力而变得被卡住。此外，如果与由电动机旋转的风扇组合，则风扇将保持冷却空气流到电动机，这改进了用于保持高转矩的前提条件。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以包括链锯主体；用于引导锯链的细长的导杆，其中，导杆的伸长方向限定纵向轴线，导杆从链锯主体的前端沿着纵向轴线在向前方向上延伸，其中，导杆在导杆平面中延伸；前手柄；以及后手柄，其中，后手柄的底面设置有使得操作者能够操作电动机的触发器，与导杆平面平行并包括最后点的平面和前手柄的顶点相交于交点，该交点与触发器的最后点之间的距离超过270mm。由于滑动离合器的原因，可以在前手柄和后手柄之间提供大的距离，而不会产生由于操作者将链条过于用力地压靠于待切割的材料而导致的实质问题。因此，可以增加链锯的稳定性和可控性。根据另外的实施方式，交点和触发器的最后点之间的距离可以超过300mm、320mm、340mm或甚至360mm。

根据实施方式，链锯可以配置为运行电动机直至最大输出功率，其中，从触发器的交点到最后点的距离与最大输出功率之间的比率超过0.11mm/W。离合器使得能够将后手柄和前手柄之间的相对较长的距离与适度施加功率的电动机结合，而没有使电动机停转的风险。

根据实施方式，链锯可以配置为操作电动机以产生电动机转矩，其中，电动机转矩达到如上文所限定的滑动极限速度下的滑动转矩，其中，从交点到触发器的最后点的距离与滑动转矩之间的比率超过90mm/Nm。离合器使得能够将后手柄和前手柄之间的相对较长的距离与电动机的适度转矩结合，而没有使电动机停转的风险。

根据第二方面，通过一种手持式电池供电链锯解决或至少减轻了上述问题的部分或全部，该链锯包括：电动机；联接到电动机的传动装置，其中，电动机配置为经由传动装置驱动锯链；用于操作电动机的控制器；以及可操作地联接到控制器的触发器，该触发器可在压下位置和释放位置之间移动，响应于该压下位置，控制器配置为运行电动机以驱动锯链，响应于该释放位置，控制器配置为停止锯链的驱动，其中，传动装置包括离合器，该离合器包括配置为从电动机接收旋转动力的驱动构件和配置为将旋转动力传递到锯链的从动构件，其中，离合器可在接合状态和脱离状态之间移动，在接合状态中，离合器使电动机与锯链接合，在脱离状态中，离合器使电动机与锯链脱离，使得驱动构件可自由地旋转而不驱动锯链，其中，控制器配置为当触发器处于释放位置时自动地将电动机的操作保持在怠速模式中，其中离合器处于脱离状态中。怠速模式保持电动机和离合器驱动侧的旋转惯量，一旦锯链开始运动，这使得锯链能够更快地加速。离合器可以是例如滑动离合器或爪形离合器，其可以根据下文或上文限定的任何实施方式来配置。根据实施方式，离合器可以配置为基于电动机的转速在接合状态和脱离状态之间转变，并且怠速模式可以通过以低于离合器接合速度的怠速运行电动机来保持。根据第二方面的链锯可以与根据如上文限定的第一方面的链锯的各种实施方式组合。

根据实施方式，离合器可以是离心式离合器，并且控制器可以配置为以低于离心式离合器的接合速度的怠速自动地保持电动机在怠速模式下的运行。根据另外的实施方式，控制器可以配置为以比离心式离合器的接合速度低200rpm以上的怠速，并且更优选地以比离心式离合器的接合速度低500rpm以上的怠速，自动地保持电动机在怠速模式下的运行。替代地或附加地，控制器可以配置为以比离心式离合器的接合速度低3000rpm以下的怠速，并且更优选地以比离心式离合器的接合速度低1500rpm以下的怠速，自动地保持电动机在怠速模式下的运行。这在与以怠速模式操作的风扇结合时特别有用。

根据实施方式，控制器可以配置为以2000rpm和6000rpm之间的怠速，并且更优选地3000rpm和5500rpm之间怠速自动地保持电动机在怠速模式下的运行。

根据实施方式，手持式电池供电链锯可以进一步包括冷却风扇，其被联接以总是与离合器的驱动构件侧一起运转。

根据第三方面，通过一种手持式电池供电链锯解决或至少减轻了上述问题的部分或全部，该链锯包括：电动机；联接到电动机的传动装置，其中，电动机配置为经由传动装置驱动锯链；以及飞轮，其配置为接收和存储来自电动机的角动量，该飞轮被联接以与传动装置的至少一部分一起围绕飞轮旋转轴线旋转。当使用链锯切割原木，特别是木柴时，用户通常在开始切割之前给予完全的油门。因此，飞轮的附加旋转惯量是很大的改进。例如，当接触木材时，链条速度的典型下降被减小，并且变得更容易进行完全切穿。此外，对于树林，非常需要快速切断例如要修剪的树枝，因为这降低了树枝在其变得完全切断之前向下摆动的趋势。已经执行的试验的结果表明，当修剪时，飞轮的附加旋转惯量增加了切割速度。根据实施方式，飞轮可以由驱动电动机的输出轴承载，并且可选地刚性地连接到该输出轴。根据实施方式，飞轮可以具有80g和250g之间的重量。其通常可以具有70mm和130mm之间的外径。飞轮的示例性的合适的惯性矩范围可以在1.2*10

根据第四方面，通过一种手持式电池供电链锯解决或至少减轻了上述问题的部分或全部，该链锯包括：电动机，其包括配置为围绕电动机旋转轴线旋转的转子；以及多个部件，其由电动机驱动围绕电动机旋转轴线旋转，其中，转子和所述多个部件的总惯性矩超过1.5*10

根据第五方面，通过一种手持式电池供电链锯解决或至少减轻了上述问题中的部分或全部，该链锯包括：电动机，其包括配置为围绕电动机旋转轴线旋转的转子；以及多个部件，其配置为由电动机驱动围绕电动机旋转轴线旋转，其中，转子和配置为由电动机驱动围绕电动机旋转轴线旋转的所有部件的总惯性矩J，与转子和配置为由电动机围绕电动机旋转轴线旋转的所有部件的总质量M之间的比率J/M超过3.6m

根据第六方面，通过一种控制电动机以选择性地驱动链锯中的锯链的方法解决或至少减轻了上述问题中的部分或全部，该链锯包括用于启动锯链的旋转的触发器，该方法包括：在检测到触发器的压下之前，运行电动机；以及响应于检测到触发器的压下，将锯链设置为运动。因此，电动机的惯性和任何传动装置将有助于锯链的加速，这可以产生链锯对触发器的操作的更快响应。可以相对于完全释放位置检测触发器的压下。该方法可以与上文限定的链锯中的任何一种组合。根据一个实施方式，通过经由离合器使电动机与锯链接合，可以使锯链运动。或者，电动机可以经由转矩限制器连接到锯链，并且可以通过释放机械链制动器来使锯链运动。该方法可以进一步包括：在检测到触发器的所述压下之前，使用所述电动机驱动冷却风扇。

根据实施方式，使电动机与锯链机械接合可以包括使电动机的转速增大到离合器接合速度以上。

根据第七方面，通过一种控制电动机以选择性地驱动链锯中的锯链的方法解决或至少减轻了上述问题中的部分或全部，该链锯包括用于启动锯链的旋转的触发器，该方法包括：响应于检测到触发器的压下，运行锯链；响应于检测到触发器的释放，停止锯链的运行；以及在停止锯链的运行之后，保持电动机的运行。因此，可以储存/保持惯性，直到下一次操作锯链，这节省了能量。替代地或附加地，电动机可以保持其他功能的运行，例如风扇的运行。可以保持电动机的运行而不使运行再次运动，至少直到下一次压下触发器时才进行。停止锯链的运行可以包括使电动机与锯链机械地脱离。或者，电动机可以经由转矩限制器连接到锯链，并且可以通过接合链制动器来停止锯链的运行。该方法可以进一步包括：在检测到触发器的所述释放之后，使用所述电动机驱动冷却风扇。可选地，该方法可以包括：在检测到触发器的完全释放之后，运行电动机。该方法可以与上文限定的任何方法或链锯组合。

根据实施方式，使电动机与锯链机械地脱离可以包括使电动机的转速降低到离合器接合速度以下。

根据第八方面，通过一种控制电动机以选择性地驱动链锯中的锯链的方法解决或至少减轻了上述问题中的部分或全部，该方法包括：响应于检测到触发器的压下，以第一转速运行电动机；以及响应于检测到触发器的释放，以第二转速运行电动机。该方法可以与上文限定的任何方法或链锯组合，并且可以例如在链锯的控制器中实施。优选地，锯链被联接以由电动机以所述第一转速运行，并且与以所述第二转速进行的运行的电动机脱离。根据实施方式，链锯可以包括风扇，该风扇被联接以当以第二转速运行时由电动机旋转。替代地或附加地，链锯可以包括锯链油泵，该锯链油泵被联接以由电动机以所述第一转速运行，并且与以所述第二转速进行的运行的电动机脱离。根据实施方式，第二转速可以低于离合器接合速度。

根据第九方面，通过一种控制电动机以选择性地驱动包括离合器的链锯中的锯链的方法解决或至少减轻了上述问题中的部分或全部，该方法包括：确定离合器的状态；以及基于所确定的离合器状态，调节电动机的转矩或转速，和/或向链锯的操作者生成警报。该方法可以与上文限定的任何方法或链锯组合。示例性的离合器状态可以是脱离状态、允许滑动状态、指示离合器的实际滑动的滑动状态，和/或锁定状态。该方法可以包括确定示例性状况中的单个状况是否已经发生、可能已经发生、或者可能即将发生。例如，该方法可以包括确定离合器已经处于滑动状态超过极限时间的时间段，该极限时间可以是预定的或动态设定的。对操作者的警报可以通过例如点亮灯、发出警报声音或根据预定模式操作电动机来产生。根据实施方式，状态的确定可以包括确定电动机的转速。对于转速致动的离合器，离合器状态可直接从转速中导出。

根据实施方式，确定离合器的状态可以包括确定当前转速。例如，可以响应于已经确定链锯已经在超过极限时间的时间内以如上文限定的滑动极限速度，或者以离合器接合速度与滑动极限速度之间的允许滑动速度操作而调节转矩或转速。或者，可以响应于已经确定在滑动状态中的操作而立即调节转矩或转速。可以通过控制供应到所述电动机的电流来调节转矩。

根据实施方式，所述离合器状态可以是滑动状态，并且调节电动机的转矩或转速可以包括将转速降低到离合器接合速度以下，和/或减小电动机的转矩。转矩或转速的降低可以通过超越来自例如触发器的任何操作者输入来获得。因此，可以避免链锯在离合器接合速度下长时间或过度困难的操作，这减少了热量产生并且增加了离合器和任何轴承的寿命。

根据实施方式，所述离合器状态可以是滑动状态，其中，调节电动机的转矩或转速包括增加电动机的转矩。转矩可以暂时增大到连续操作转矩以上，而没有使电动机过热的风险。这有利于使停止的链条运动，例如，如果锯链被用力压靠在待切割的材料上或被挤压在锯口中。根据一些实施方式，速度和/或转矩可以首先降低，然后升高，或反之亦然。

根据第十方面，通过一种控制电动机以选择性地驱动链锯中的锯链的方法解决或至少减轻了上述问题中的部分或全部，该方法包括：确定当前转速；基于所述确定，致动机电离合器，例如电磁离合器。当电动机的速度超过离合器接合速度时，机电离合器可以接合。类似地，当电动机的速度降到离合器脱离速度以下时，机电离合器可以脱离。接合速度可以与脱离速度相同。或者，其可以不同。此外，该方法可以与上文限定的方法或链锯组合。

根据实施方式，该方法可以进一步包括从用户界面接收离合器接合速度设置和/或离合器脱离速度设置。因此，操作者或维修技术人员可以设定期望的接合或脱离速度以适合不同的应用。例如，在锯链有很高的锯链卡住的风险的应用中，高离合器接合速度可能是期望的，从而受益于使卡住的链条运动的电动机的高角动量。

根据第十一方面，通过包括至少一个处理器和存储器的数据处理设备解决或至少减轻上述问题的部分或全部，该数据处理设备配置为执行如上文限定的方法中的任何方法。数据处理设备可以布置在手持式链锯中，例如如上文限定的手持式链锯。数据处理设备可以实现为微控制器。

根据第十二方面，通过包括指令的计算机程序产品解决或至少减轻上述问题的部分或全部，当在处理器上实施程序时，该指令执行如上文限定的方法中的任何方法。

根据第十三方面，通过其上存储有以上限定的计算机程序产品的计算机可读存储介质解决或至少减轻了上述问题的部分或全部。

应注意，本发明的实施方式可以通过权利要求中记载的特征的所有可能的组合来实现。此外，将理解，针对装置描述的各种实施方式可与方法组合，反之亦然。

附图说明

通过以下参考附图对本发明的优选实施方式的说明性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及附加的目的、特征和优点，其中相同的附图标记将用于相似的元件，在附图中：

图1A是如从侧面看的根据第一实施方式的手持式电池供电链锯的平面图；

图1B是如从上方看的图1A的链锯的平面图；

图2是图1A和图1B的链锯的透视图，其中去除了链轮盖以露出传动装置；

图3A是图2的链锯的电动机的透视图，该电动机连接到图2的风扇和传动装置；

图3B是对应于图3A的视图的平面图；

图4是图1A的链锯的锯链、锯链驱动链轮和导杆之间的接口的放大视图，该视图基本上对应于沿着图3B的线IV-IV截取的截面；

图5是示意性框图，示出了图1A的链锯的电动机和控制器的功能块；

图6A是图3A和图3B的电动机、风扇和传动装置的分解透视图；

图6B是图3A和图3B的电动机、风扇和传动装置的分解剖视图，其中，该截面是沿着图3B的线VI-VI截取的；

图7A是图6A和图6B的电动机、风扇和传动装置在第一视角看到的视图；

图7B是图7A的电动机、风扇和传动装置在第二视角看到的视图；

图7C是图7A和图7B的电动机、风扇和传动装置沿着图7A中指示的轴线A看时的平面图；

图7D是图7A至图7C的电动机、风扇和传动装置的剖视图，该截面是沿着图7C的线D-D截取的；

图8A是示意性地示出了在图4的锯链未被阻挡的情况下图3A的电动机和传动装置的转矩和转速作为电动机的转速的函数的第一图示；

图8B是示意性地示出了在图4的锯链被阻挡时的情况下图3A的电动机和传动装置的转矩和转速作为电动机的转速的函数的图示；

图9是根据第二实施方式的链锯的透视图，其中去除了链轮盖以露出根据第二实施方式的传动装置；

图10是与图3A的视图相对应的、图9的链锯的电动机的平面图，该电动机连接到图9的风扇和传动装置；

图11是图10的传动装置的透视图；

图12是根据第三实施方式的电动机和传动装置的示意性剖视图；

图13是根据第四实施方式的传动装置的示意图；

图14是根据第五实施方式的传动装置的示意图；

图15是示出了操作图1A和图9的链锯的第一方法的流程图；

图16是示出了操作图1A和图9的链锯的第二方法的流程图；

图17是与图3A的视图相对应的，驱动根据第一实施方式的传动装置、风扇和根据第一实施方式的飞轮的电动机的平面图；

图18A是与图3A的视图相对应的，根据第一实施方式的电动机和传动装置以及组合的风扇和飞轮的平面图；

图18B是图18A的组合的风扇和飞轮的沿着图18A的轴线A看的平面图；以及

图19是数据载体的透视图。

所有附图都是示意性的，不是必须按比例绘制，并且通常仅示出为了阐明实施方式所必需的部分，其中，可以省略其他部分。

具体实施方式

图1A示出了手持式电池供电链锯10。链锯10包括链锯主体12，其设置有一对手柄14a、14b，操作者(未示出)可以通过该手柄来握持和操作链锯10。这对手柄包括通常用于左手握持的前手柄14a和通常用于右手握持的后手柄14b。包括锯链16和以细长环引导锯链16的细长导杆18的切割组件从链锯主体12的前端沿着链锯10的纵向轴线X延伸，该纵向轴线X由导杆18的纵向轴线限定。链锯的竖直轴线Y垂直于纵向轴线X，并且平行于导杆18的延伸平面。链锯10进一步包括在电池隔室20A中的可移除电池20、电动机22(在图1A中仅由虚线圆示意性地指示)，以及手指操作的触发器24，其允许操作者使用电动机22选择性地使锯链16运动。图1中还指示了沿着纵向轴线X的方向的触发器24的最后点24a。链锯进一步包括控制器23(在图1A中仅由虚线矩形示意性地指示)，其配置为基于来自触发器24的输入控制电动机22。触发器24从后手柄14b的底面向下延伸，并且可在压下位置(未示出)和释放位置(示出)之间移动，响应于该压下位置，电动机22运行以移动锯链16，响应于该释放位置，使锯链16停止。在前手柄14a前面的护手装置25可操作地连接到机械制动装置，用于在反冲(kickback)的情况下停止锯链16。机械制动装置是独立于触发器24的位置操作的安全特征。

图1B示出了如从上方看的链锯10。与导杆18的平面平行的平面P包括触发器24的最后点24a。平面P与前手柄14a的最上面的顶点B相交，该顶点B是相对于链锯10的竖直方向Y的最上面的点。再次返回参考图1A，交点B和触发器的最后点24a之间的距离为大约300mm。

图2示出了没有锯链16(图1A)的链锯10，并且其中链轮盖26(图1A)被移除以露出导杆18与链锯主体12的附接，以及将旋转动力从电动机22(图1A)传递到锯链16(图1A)的传动装置28。

图3A和图3B更详细地示出了电动机22和传动装置28。在离心式离合器34的实施方式中的所示实施例中，传动装置28尤其包括：电动机22的输出轴30，其配置为围绕电动机旋转轴线A旋转；锯链链轮32(图3B)；以及滑动离合器。离心式离合器34包括驱动构件36，其与电动机22一起旋转并经由输出轴30从电动机接收旋转动力；以及从动构件38，其与锯链链轮32一起旋转并将旋转动力传递到锯链链轮。如可以在图3B中明显看出的，驱动构件36、从动构件38和锯链链轮32都配置为围绕电动机旋转轴线A同心地旋转。如可以从传动装置28的构造明显看出的，传动装置28在电动机22和锯链链轮32之间提供1:1的传动比。

传动装置28进一步包括制动鼓40a，其配置为与由护手装置25操作的制动带40b和用于驱动锯链油泵(未示出)的蜗杆传动装置的蜗杆42a协作。在图3A的视图中，制动带40b仅以虚线高度示意性地示出。蜗杆42a和制动鼓40a都可旋转地固定到锯链链轮32，以便与离心式离合器34的从动构件38一起旋转。显然，蜗杆42a和制动鼓40a都是高度可选的；如果需要，锯链油可以通过任何其他合适的装置泵送，并且如果有的话，制动带40b也可以替代地与离心式离合器34的从动构件38的径向外表面配合。

如图3B所示，离心式离合器34具有面向电动机22的近侧34a和背离电动机22的远侧34b，并且锯链驱动链轮32在离心式离合器的近侧34a上刚性地连接到离心式离合器34的从动构件38。这种布置将锯链驱动链轮32定位成相对靠近由平面P限定的链锯10的横向中心(图1B)。

传动装置28相对于电动机22的旋转轴线A定位在电动机22的第一轴向侧44a(图3B)上。冷却风扇46在电动机22的第二轴向侧44b(图3B)上刚性地连接到输出轴30，与第一轴向侧44a相对。因此，冷却风扇46被联接以总是与电动机22和离心式离合器34的驱动构件侧一起运转。冷却风扇46配置为轴流式风扇，并且包括风扇转子48，该风扇转子设置有一组叶片50，这组叶片配置为将冷却空气吹过电动机22以冷却该电动机。链锯主体12的内部结构(图1A)限定风扇壳体(未示出)，该风扇壳体的形状设计成将空气流引导到电动机22、控制器23和/或电池20上。冷却风扇46优选地由轻质材料制成，例如塑料。

图4在由图3B的线IV-IV指示的截面中示意性地示出了锯链链轮32、锯链16的短段，以及导杆18的近端。锯链链轮32由电动机22(图1A)经由传动装置28(图3A和图3B)旋转，并且与锯链16驱动地接合以使锯链16沿着导杆18移动。如本身已知的，锯链16包括与锯链链轮32的驱动齿32a啮合的驱动链节16a、切割链节16b，以及将驱动链节16a保持在一起的支撑板(tie strap)16c。

图5示意性地示出了电动机22的功能元件和用于控制电动机22的控制器23的功能块。电动机22包括定子52以及在定子52的径向内侧与定子52同心的转子54。或者，电动机可以是不同类型的，例如外转子(未示出)。在所示的实施例中，电动机22是具有永磁转子的无刷直流(BLDC)电动机或永磁同步电动机PMSM。定子52通常可以是多相定子，通常具有三相绕组52a、52b、52c。绕组52a-52c由使用场定向控制(FOC)方案的逆变器23a控制。逆变器23a从电池20接收电力，并且根据脉宽调制方案将电力供给到电动机绕组52a-52c。设置转换器可以包括在逆变器23a中以增加施加到绕组52a-52c的电压。为了使用FOC，可以测量施加到绕组52a-52c的相应电流，并且转换器可以通过克拉克/帕克转换单元23b将那些电流分别转换为与转子54的瞬时磁场平行(直流)和垂直(正交)的电流相关的直流和正交电流。将那些转换的电流供给到控制逻辑23c，还可以将来自估计转子54的取向的可选角位置传感器56的传感器输出供给到控制逻辑23c。控制逻辑23c通常执行控制操作，例如基于PI(比例、积分)控制方案，以便最小化对转子转矩没有贡献的并联电流分量，并且基于输入的期望转矩值获得期望的垂直分量，该期望的垂直分量产生转矩，该输入的期望转矩值基于来自触发器24(图1A)的输入而获得。控制逻辑23c以这种方式产生直流和正交电压，使用逆克拉克/帕克和空间矢量调制(SVM)调制单元23d将这些电压转换成期望的逆变器占空比值，以控制逆变器来产生对应的绕组电压。控制器23因此使得能够独立于电动机22的转速精确控制电动机22的输出转矩。控制器23可以配置为使得电动机能够在输出轴30(图3A)处提供最大转矩Tm，例如在大约4000-7000rpm的转速下提供2Nm和4.5Nm之间的最大转矩Tm。此外，控制器23可以配置为使得电动机22能够在输出轴30处提供1.8kW和4.5kW之间的示例性最大输出功率E。温度传感器57将电动机22的温度传送给控制器23，从而使得控制器23能够检测电动机22是否有过热的风险。控制器23还包括相应的温度传感器23g，其使得能够检测控制器23自身的过热。控制器23还包括感应制动器23e，其由控制逻辑23c控制以选择性地将制动力施加到电动机转子，例如当触发器24由操作者释放时。感应制动器23e可以通过例如反转由定子线圈52a-52c产生的磁场的极性或者通过使电动机绕组52a-52c短路而向转子54施加制动力。控制器23进一步包括用于与外部用户界面27(例如智能手机)通信的无线连接接口23f。因此，控制器23可以经由外部用户界面从操作者(未示出)接收设置和/或命令，和/或经由外部用户界面27向操作者发送警报，显然，用户界面也可以直接设置在链锯主体12上。

图6A是电动机22、风扇46和传动装置28的分解透视图，而图6B示出了沿着电动机旋转轴线A截取的截面中的相同物品。输出轴30具有第一轴向端30a，该第一轴向端设置有用于与离心式离合器34的驱动构件36接合的第一端连接接口31a。第一端连接接口31a配置为键接接口(未示出)，以将输出轴30旋转地锁定到驱动构件36；例如，第一端连接接口31a可以配置为D形键。驱动构件36可以通过例如与输出轴30的第一轴向端30a中的螺纹孔接合的螺钉(未示出)轴向地保持在位。在其与第一轴向端30a相反的第二轴向端30b处，输出轴30具有用于与冷却风扇46接合的第二端连接接口31b。第二端连接接口31b也配置为将输出轴30旋转地锁定到冷却风扇46的键接接口。冷却风扇46可以通过例如与输出轴30的第二轴向端30b中的螺纹孔接合的螺钉(未示出)轴向地保持在位。在第二端连接接口31b附近，输出轴30具有用于与转子54接合的中间连接接口31c。中间连接接口31c也配置为键接接口，以将输出轴30旋转地锁定到转子54；在所示的实施例中，键接接口由花键限定。在中间连接接口31c和第一端连接接口31a之间，输出轴30具有配置为限定轴承表面的圆柱形段31d，以径向地支撑配置为例如滚针轴承的轴承58。尽管为了清楚起见而示出为单独的部件，但是锯链链轮32可以焊接到离合器34的从动构件38。当处于组装状态时，蜗杆42a、离合器鼓40和锯链链轮32以从图6B的视图中示出的其相应形状显而易见的方式部分地轴向插入彼此中，并且以旋转互锁的方式彼此键接。因此，蜗杆42a、离合器鼓40、锯链链轮32和离心式离合器34的从动构件38限定旋转刚性单元60，该旋转刚性单元以使得能够相对于输出轴30旋转的方式径向地支撑在轴承58上。

当处于组装状态时，定子52容纳在由壳体盖62b覆盖的电动机壳体62a中，并且输出轴30分别轴颈支承在布置在电动机壳体62a和壳体盖62b中的轴承64a、64b中。图6A的视图还清楚地示出了围绕转子54的周边分布的永磁体54a，以及定子52的绕组52a。如图6B所示，输出轴30在第一轴向端30a和圆柱形段31d之间设置有润滑通道66，以使得能够润滑轴承58。

图7A至图7D更详细地示出了传动装置28。离心式离合器34的从动构件38配置为具有圆柱形内离合器接合面38a的离合器鼓。将理解，对于离心式离合器，离合器接合面38a的其他形状，例如截锥形，也可能是合适的。

驱动构件36包括由一对螺旋弹簧70a、70b保持在一起的一对摩擦瓦68a、68b。摩擦瓦68a、68b通过摩擦瓦引导件72轴向地保持在位，以便相对于旋转轴线A在径向方向上受引导地可移动。以旋转固定的方式将摩擦瓦引导件附接到输出轴30。响应于驱动构件36的旋转，摩擦瓦68a、68b将克服螺旋弹簧的偏压而通过摩擦瓦68a、68b的质量上的离心效应，在朝向离合器鼓38的离合器接合面38a的径向接合方向上被径向向外按压。因此，离心式离合器34被惯性致动，其中，摩擦瓦68a、68b的惯性响应于转速的变化而致动离心式离合器34。

离合器鼓38的接合面38a具有大约70mm的直径。摩擦瓦68a、68b各自具有大约40g的重量，每个螺旋弹簧70a、70b具有相应的大约40N/m的弹簧常数。因此，离心式离合器34能够在大约2Nm的滑动极限速度下传递转矩。

显然，尽管在实施例中示出了两个摩擦瓦68a、68b和两个螺旋弹簧70a、70b，但是也可以使用其他数量的摩擦瓦和弹簧。此外，除了螺旋弹簧之外的其他弹性元件也可以用于径向向内偏压摩擦瓦68a、68b。实际上，为了本公开的目的，螺旋弹簧70a、70b或径向向内偏压摩擦瓦78a、78b的任何其他弹性元件可以是可选的，因为螺旋弹簧70a、70b对于使得离合器能够在锁定状态和允许滑动的接合状态之间移动不是必需的。离心式离合器34作为滑动离合器操作，即在一些情况下，其使得能够在驱动构件36和从动构件38之间滑动。由于滑动的能力，即使锯链16(图1A)被卡住，电动机22也可以继续其操作。如本文阐述的，这提供了若干益处。

现在参考图7C，转子52(由虚线圆示意性地示出)具有外转子直径D1，并且输出轴30在轴承58的轴向位置处具有轴直径D2。当与滑动离合器34组合时，转子直径D1与轴直径D2之间的示例性的合适比率D1/D2在2.5和4.8之间；在所示的实施例中，其为大约4。离合器鼓38的接合面38a具有离合器接合面直径D3，并且转子直径D1和离合器接合面直径D3之间的示例性的合适比率D1/D3在0.50和1.2之间；在所示的实施例中，其为大约0.75。所示的输出轴30在轴承58的轴向位置处具有大约12mm的直径D2。如从例如图3B中可以明显看出的，冷却风扇46具有超过电动机壳体62a的直径的外径，这改善了冷却空气到离心式离合器34的流动。

图7D的截面图尤其示出了蜗杆传动装置42，以及蜗杆42a与由蜗杆42a驱动的蜗轮42b之间的啮合接合。

图8A和图8B的示意图示出了作为电动机22(图3A)的转速ω

这里，可以考虑两种不同的情形。在两种情况下，假定电动机以其适合于延长操作的最大转矩T

在图8B所示的第二种情况下，锯链16(图1A)可以例如被夹在锯缝中，或者以其他方式被阻止沿着导杆18(图1A)运转。在此情况下，只要移动锯链16所需的转矩超过电动机22的转矩T

然后考虑从第一未加载情况到第二加载情况：如果电动机22以高于滑动极限速度ω

接合速度ω

在电动机22的转速范围从0到ω

在电动机22的从ω

在高于ω

离心式离合器的状态使得能够实现各种控制方法，这些控制方法可以在控制器23的控制逻辑23c中实现。可以在微控制器中实现的控制逻辑23c包括用于执行各种控制方法的存储器和处理器。控制器23还可以配置为自动检测滑动状态，即离合器34的实际滑动或至少疑似滑动的状态。这可以例如通过检测在滑动极限速度ω

图9示出了根据第二实施方式的手持式电池供电链锯110。再次示出的链锯110的链轮盖26(图1A)被移除，除了图9的链锯110包括根据第二实施方式的传动装置128之外，该链锯与第一实施方式的链锯10(图1A)相同，该传动装置代替了参考第一实施方式的链锯10描述的传动装置28。图9的传动装置128还包括滑动型的离心式离合器34。

图10以对应于图3B的视图更详细地示出了图9的电动机22和传动装置128，而图11的分解图更详细地示出了图10的传动装置128。图10的传动装置128没有单独的制动鼓。替代地，离合器鼓38也作为制动鼓40a操作，并且制动带(未示出)由与离合器鼓38的外覆盖面接合的护手装置25(图9)操作。与例如图3B所示的实施方式不同，锯链驱动链轮32在离心式离合器34的远侧34B上刚性地连接到离合器鼓38。离合器鼓38改为朝向离合器34的近侧34a打开，以从近侧34a接收驱动构件36。与第一实施方式28类似，驱动构件36包括一组摩擦瓦68a、68b和由电动机22的输出轴30例如经由花键31a驱动的摩擦瓦引导件72。在图10的视图中，驱动构件36的位置由虚线示意性地指示。离合器鼓38和用于驱动锯链油泵的蜗杆42a可旋转地轴颈安装在输出轴30上，以便使得能够独立于驱动构件36旋转。附接到蜗杆42a的金属线簧43a(图10)与离合器鼓38中的凹口43b(图11)接合，使得蜗杆42a与离合器鼓38一起旋转。锯链驱动链轮32和离合器鼓38通过与输出轴30接合的螺钉的头部33(图10)轴向地保持在电动机22的输出轴30上。

图12示意性地示出了根据第三实施方式的电动机22和传动装置228。传动装置228可以代替链锯10(图1A)中的上文所述的传动装置28、128。根据第三实施方式的传动装置228包括电磁离合器234，其旋转轴线与电动机22的旋转轴线A同心。电磁离合器234包括配置为离合器转子板236的驱动构件、配置为电枢板238的从动构件，以及由控制器23(图1A)的控制逻辑23c(图5)控制的励磁线圈241。控制器23配置为通过在励磁线圈241中产生电流来选择性地致动离合器234，从而磁化离合器转子板236。励磁线圈241产生的磁场沿着电动机旋转轴线A吸引电枢板238，从而使电枢238与转子板236接触。根据励磁线圈241中产生的电流，离合器234可以处于脱离状态和接合状态，在脱离状态中，离合器转子板236自由旋转而不会使锯链16(图1A)运动，在接合状态中，传递转矩以使锯链16运动。当处于接合状态时，离合器234可以处于允许滑动状态和锁定状态，在允许滑动状态中，离合器转子板236可以相对于电枢板238滑动，在锁定状态中，离合器234配置为驱动锯链16而不滑动。因此，控制器23可以选择性地将离合器设置在上述状态中的任何一个状态中。显然，控制器23的到励磁线圈241的控制信号为控制器23提供离合器234是接合还是脱离的先验知识。或者，离合器状态传感器74可以直接检测离合器234的状态，例如通过检测电枢板238的轴向位置，从而使得控制器能够检测离合器是接合的还是脱离的。旋转传感器76检测电枢板238的转速ω

图13示意性地示出了根据第四实施方式的传动装置328。传动装置328可以代替链锯10(图1A)中的上文所述的传动装置28、128、228。根据第四实施方式的传动装置328包括配置为带式离合器334的机电离合器。带式离合器334包括驱动构件和从动构件，驱动构件配置为附接到驱动轴30以从电动机22(图1A)接收旋转动力的驱动滑轮336，从动构件配置为附接到锯链驱动链轮32的从动滑轮338。在所示的实施方式中，驱动构件336和从动构件338可以围绕平行的旋转轴线旋转，但是旋转轴线不是同心的。驱动滑轮336和从动滑轮338由驱动带337连接，其张力可以通过调节惰轮339的位置来控制。根据驱动带337中的张力，离合器334可以处于脱离状态和接合状态，在脱离状态中，驱动带轮336自由旋转而不使锯链16(图1A)运动，在接合状态中，传递转矩以使锯链16运动。当处于接合状态时，离合器334可以处于允许滑动状态和锁定状态，在允许滑动状态中，驱动滑轮336可以相对于从动滑轮338滑动，在锁定状态中，离合器334配置为驱动锯链16(图1A)而不滑动。惰轮339由离合器致动器341响应于由控制器23(图1A)的控制逻辑23c产生的控制信号而移动。因此，控制器可以选择性地将离合器设置在上述状态中的任何一个状态中。

图14示意性地示出了根据第五实施方式的又一传动装置428，其可以代替上文所述的传动装置28、128、228、328。根据第五实施方式的传动装置428包括附接到驱动轴30的驱动轮436，以及附接到锯链驱动链轮32的从动轮438。机电离合器434配置为驱动轮436和从动轮438之间的可选择接合的惰轮439。而且，惰轮439响应于由控制器23(图1A)的控制逻辑23c产生的控制信号而由离合器致动器341移动，从而使得控制器23能够将离合器434设定在前述状态中的任何一个状态中。

图15示出了控制电动机22以选择性地驱动锯链16的第一方法。

在第一方法步骤1001中，控制器确定离合器34、234、334、434的状态。离合器的状态可以通过例如在转速致动的离合器的情况下确定电动机22的转速、通过在电磁或机电离合器的情况下确定离合器的设定状态，或者通过检测如上所述的实际滑动状态来确定。

在第二方法步骤1002中，控制器23基于所确定的离合器状态调节电动机的转矩T

根据实施方式，步骤1001可以包括例如确定离合器34、234、334、434处于滑动状态或已经处于滑动状态超过极限时间的时间段。步骤1002可以包括例如通过点亮一盏灯、发出警报声音或者根据预定模式通过例如改变电动机22的转速ω

根据另一实施方式，步骤1001可以再次包括例如确定离合器34、234、334、434处于滑动状态或已经处于滑动状态超过极限时间的时间段。步骤1002可以包括例如暂时将电动机22的转矩T

根据又一实施方式，步骤1001可以再次包括例如确定离合器34、234、334、434处于滑动状态或已经处于滑动状态超过极限时间的时间段。步骤1002可以包括减小电动机22的电动机转矩T

根据又一实施方式，步骤1001可以再次包括例如确定离合器34、234、334、434处于滑动状态或已经处于滑动状态超过极限时间的时间段。步骤1002可以包括首先，如果触发器保持完全压下，则在有限时间内改变电动机22的转速ω

根据又一实施方式，步骤1001可以包括例如确定离合器34、234、334、434处于脱离状态。步骤1002可以包括以适合于操作冷却风扇46的预定转速操作电动机22，和/或通过减小转子绕组52a-52c的电流来减小电动机转矩T

图16示出了控制电动机22以选择性地驱动锯链16的第二方法。

在步骤2001中，控制器检测到触发器24(图1A)处于完全释放位置，并且操作电动机22，从而操作风扇46(图3A)。

在步骤2002中，通过控制器23(图5)检测触发器24的压下，并且作为响应，控制器23接合离合器34、234、334、434，从而使锯链16(图1A)运动并操作锯链油泵。

在步骤2003中，触发器24的完全释放由控制器23检测到，并且作为响应，控制器使离合器34、234、334、434脱离，从而使锯链16停止。

在步骤2004中，在触发器24的完全释放和离合器34、234、334、434的脱离之后，控制器保持电动机22的运行，从而保持风扇46的运行。

根据一个实施方式，在步骤2001和/或步骤2004中，控制器23可以配置为基于来自温度传感器的温度读数超过极限温度的进一步条件来操作电动机22，该温度传感器例如是电动机温度传感器57或控制器温度传感器23g。控制器23还可以或替代地配置为将电动机22的操作保持预定时间，例如30秒，以允许电动机在切断之后冷却。替代地或附加地，控制器23可以配置为基于机械制动装置40a、40b(图3A)的状态，例如基于机械制动装置40a、40b接合的另一条件来操作电动机22。

在转速致动的离合器(例如离心式离合器34)(图3A)的情况下，在步骤2002中，控制器可以通过将电动机22的转速ω

在步骤2001之前的可选步骤2000中，控制器23可以自动地开始电动机22的操作，而不接合滑动离合器，例如，响应于链锯10经由通/断开关(未示出)接通，和/或响应于链锯10已经被提起的检测，如由例如加速度计(未示出)所指示的，和/或响应于一个或两个手柄14a、14b已经被操作者抓握的检测，如由例如手柄14a、14b处的电容传感器(未示出)所指示的。

图17示意性地示出了根据第六实施方式的又一传动装置528，其可以代替上文在图1A的手持式电池供电链锯10或110中描述的传动装置28、128、228、328、428。根据第六实施方式的传动装置528与图11的传动装置128的不同之处在于，其不包括离合器。替代地，制动鼓40a、蜗杆42a和锯链驱动链轮32被联接以总是与电动机22一起旋转。锯链驱动链轮32、制动鼓40a和蜗杆42a都与输出轴30的花键接合(图11)，并且通过螺钉33和垫圈轴向地保持在位。此外，在所示的实施方式中，电动机22还驱动飞轮90。飞轮90被联接以与电动机22的转子54(图6A)一起围绕飞轮旋转轴线旋转，该飞轮旋转轴线与电动机22的旋转轴线A重合。因此，飞轮90接收并储存来自电动机22的角动量，这有助于在与待切割的材料接合时保持锯链16(图1)的速度。飞轮90在风扇46的远端侧44c上，即在风扇46的背离电动机22的一侧上，附接到输出轴30。在飞轮90和风扇46之间提供轴向间隙，这减小了飞轮90阻碍空气流入风扇46的任何趋势。根据替代实施方式(未示出)，飞轮90可以设置在风扇46的近端侧上，即在风扇46的面向电动机22的一侧上。这种构造使飞轮90的质量和惯性矩移动得更靠近链锯10的横向中心(图1)，这提高了链锯10的灵活性，即，操作者在操作期间移动链锯10的容易性。飞轮90具有大约125g的重量和大约90mm的外径。特别地，飞轮90配置为经由辐条(未示出)悬挂在输出轴30上的钢制惯性环，使得飞轮90的重量集中在飞轮90的相对于旋转轴线A的径向最外侧部分。辐条也使得空气的轴向流动能够进入风扇46。在图17的实施方式中，转子54(图6A)和由转子54旋转的所有部件的总惯性矩J为大约2.4*10

图18A和图18B示出了根据第二实施方式的飞轮190，其中，飞轮190连接到图3A和图3B所示的第一实施方式的传动装置28，包括离合器34。图18B示出了如沿着电动机22的旋转轴线A看到的飞轮190。图18A和图18B的飞轮190包括直接附接到风扇46的叶片50的惯性环190a。因此，风扇46的叶片50也用作辐条，将惯性环190的质量保持在距旋转轴线A的径向距离处。叶片50可以由相对更轻的材料制成，例如铝或塑料，而惯性环可以由相对更重的材料制成，例如钢或铜。如从图18A中明显看出的，惯性环190a延伸到飞轮190的总半径的100％，即限定飞轮190的径向最外边沿。尽管图18A和图18B示出了组合的风扇46和飞轮190，但是清楚地，为了增加传动装置的惯性矩而不会过度增加传动装置的静重，重量也可以被添加在传动装置28的其他旋转部件的径向最外部分处。

图19示出了实现为CD(光盘)99的计算机可读存储介质。CD 99上存储有包括指令的计算机程序产品，当在处理器上实施程序时，该指令执行上文定义的任何方法。

上面已经参考几个实施方式主要描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，在由所附专利权利要求限定的本发明的范围内，除了上面公开的实施方式之外的其他实施方式同样是可能的。

例如，已经参考后手柄型链锯描述了本发明。然而，将理解，本文的教导同样适用于顶部手柄型的链锯。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。