用於防止摩託車踏板起動器反衝的方法和裝置的製作方法

2023-10-22 09:56:12 6

專利名稱：用於防止摩託車踏板起動器反衝的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及摩託車發動機的起動；更具體地說，涉及在摩託車發 動機起動期間踏板起動器的反衝(kickback);最具體地說，涉及用於在 摩託車發動機起動期間防止摩託車踏板起動器反衝的方法和裝置。
背景技術：
己知的摩託車裝備有用於起動摩託車發動機的踏杆。典型地，踏 杆由駕駛員的腳有力地壓下，並促動棘輪機構接合到發動機飛輪上， 由此使發動機在操作方向上迅速地旋轉一圏或多圏，在此期間，點火 系統點火，並開始燃燒。現有技術的踏板起動系統，也被稱為"腳踏 起動"系統，其容易發生一種本領域中被稱為"反衝"的嚴重且危險
驅動指定的活塞在火花塞點火之前穿過上止點(TDC)時，發動機可能 在TDC之前點火，導致發動機和踏板的快速且有力的反轉。這種反 轉可能對駕駛員造成損傷，並且還可能損害發動機操作。發動機可能 在若干次後續轉動曲軸的嘗試下由於火花塞浸溼或溢油而不起動。
反衝總地來說是由於在到達TDC之前不足的發動機轉速而引發 的，是由於駕駛員施加在起動踏板上的作用力不足而引起的；然而， 這種現象還可能依賴於一組發動機因素，包括節氣門的開度以;sjip踏 起動器在四衝程循環中的接合位置。在現有技術中，成功的起動很大 程度上依賴於駕駛員的技巧和力量，而非起動裝置的設計和構造。
摩託車領域中所需要的是一種用於在起動摩託車發動機期間，防 止摩託車踏-板起動器反沖的方法和裝置。
本發明的一個主要目的是最大限度地減小由於起動踏板反衝所
引起的不舒適或損傷。
本發明的另 一 目的是防止摩託車由於起動踏板反沖而引起的損 傷或故障。
發明總結
簡單地說， 一種用於摩託車的抗反沖控制系統包括安裝在發動機
曲軸上的分段的靶輪。發動機上的傳感器元件在TDC之前的多個預 定的角度間隔上詢問摩託車發動機的轉速。如果在預定的時間間隔內 沒有滿足最小的轉速標準，嵌入在控制系統中的邏輯要麼改變預先計 算的正時，或中止火花點火，以防止發動機的反轉和起動踏板的反衝。
圖紙簡要說明
現在將參照附圖通過示例來描述本發明，其中


圖1是示意圖安裝在發動機曲軸上的靶輪，其顯示了用於詢問曲 柄位置的傳感器；
圖2是顯示圖1中所示的正時輪和傳感器的使用的簡圖；且
圖3是流程圖，其顯示了才艮據本發明的用於防止反衝的方法。
優選實施例描述
參看圖1,摩託車13上的發動機12的曲軸10設有耙輪14，其 固定地安裝在曲軸10上，以便隨其一起旋轉。提供的踏杆ll用於在 起動模式中促使曲軸旋轉。靶輪14包括多個按角度間隔開的正時裝 置，例如，沿著靶輪周緣18而設置的齒16,其用於提供來自曲柄傳 感器17的交變信號。根據本發明的正時裝置可採用任何己知的形式， 其用於產生指示曲軸IO在任何時間的角度位置的信號，例如，靶輪 中的孔、耙輪上的磁疇等等。
在用於防止曲軸反沖的當前優選的實施例中，靶輪14設有23個 齒16,其以角度間隔15°間隔開，導致在齒23和齒l(即，缺少齒24) 之間存在大約30。的間隙20。因而，在齒23和l之間的間隙基本上
兩倍於其它間隙22，並因而提供了便於控制器50在每次旋轉時識別 齒1的便利標記。本發明完全包括其它數目的齒和其間距。曲柄傳感 器17定位在齒16的旋轉路徑的附近，用於產生指示靶輪14和曲軸 IO的角度位置的信號19，並將信號19發送給發動機控制器50。通過 這種方式，可精確地確定兩個具體的齒之間，例如齒3和齒4之間、 齒6和齒7之間、以及齒8和齒9之間的旋轉時間。
參看圖1和圖2,在所舉示例中，發動機12中的活塞的上止點(TDC) 位置任意地設於齒9處。為了防止反衝，通過確保防範火花塞在TDC 之前點火，可任意地將用於火花塞點火以便起動的點火位置24設於 TDC(ATDC)之後的5°上。駐留長度(dwell length) DT 26在1200rpm 轉速下，假定為3毫秒。在傳統的點火系統中，這相當於斷路器觸點 斷開，並允許在點火線圏的初級側建立磁場的時間周期。如本領域中 己知的那樣，在駐留(dwell)周期結束時，斷路器觸點閉合，磁場瓦解， 並在線圈的次級側產生感應電流，以使火花塞點火。
參看圖3，在所示23齒的示例排列中，其中齒9位於TDC處， 並且齒4在TDC之前(BTDC)75。處，在踏板腳踏起動發動機12期間， 根據本發明的點火邏輯系統100優選地以如下三個單獨的序列級運 行
序列1:測量齒3和齒4之間的旋轉時間，如圖2中齒-齒時間X 所示。
如果X大於預定的標定值，發動機速度則太低，並可能導致反衝， 從而使計劃的火花起動延遲一段時間，並繼續至序列2，這段時間由 嵌入在發動機控制器50中的查找表(未顯示)來確定。
如果X小於或等於預定的標定值，發動機則旋轉得足夠快，以確 保在TDC之後火花點火。通過計算"火花邊緣齒數"(SETN)和"駐 留邊緣齒數"(DETN)可計算用於轉動曲軸的標準點火正時，火花邊緣 齒是火花塞點火開始時的齒，駐留邊緣齒是駐留28開始時的齒。
SETN = (ATDC + BTDC)/15 + 4 = (5 +75)/15 + 4 = 9.33 (等式1)
DETN = 9.33 - (3/(60000/1200)*360)/15 = 7.89 (等式2)
利用最近的前面的總的齒數，將火花邊緣計算齒分配在齒9上，將駐 留邊緣計算齒分配在齒7上，並繼續至序列2。
序列2:測量在齒6和齒7之間的時間，如圖2中的齒-齒時間Y 所示，其在這裡#_限定為"駐留齒時間'，DTT。
如果Y大於預定的標定值，發動機速度則太低，並且可能導致反 沖，從而不能設置駐留，並中止點火線圈的初級側的充電。由於在 ATDC指定點5。處將沒有火花，所以發動機將不會反衝，也不會起 動。
如果Y小於或等於預定值，發動機將旋轉得足夠快，從而將進行 點火。從等式2的結果可看出，駐留(dwell)周期開始得足夠早，以使 點火線圏充電(在示例中，齒7之後0.89毫秒齒部分，其中0.89毫秒 齒部分=0.89*0丁丁，-圖2中的駐留邊緣28)。現在必須進行火花點火。
繼續至序列3。
序列3:在駐留周期26已經開始之後，測量在齒8和齒9之間的 時間，如圖2中的齒-齒時間Z所示，其在這裡被限定為"火花齒時間" STT。
如果Z小於或等於預定的標定值，發動機將旋轉得足夠快，從而 將在計算的時間上進行點火。從等式l中可看出，將所示示例中的火 花邊緣設為齒9之後0.33毫秒齒部分(tooth fraction in miliseconds)，其 中0.33毫秒齒部分=0.33 * STT(圖2中的點火位置24)。
如果Z大於預定的標定值，發動機轉速則太低，並可能導致反衝。 使火花正時延遲，並使駐留周期延長預定的可標定的角度量，其與時 間Z成比例，以確保點火發生在TDC之後，從而防止反衝。
在任何情況下都不會允許點火，直至已經感應到齒9(TDC)。
當發動機12點火，並且靶4侖14的轉速超過預定值時，抗反衝系 統100不起作用，並且發動機點火控制恢復正常工作模式。
雖然已經通過參照各種特定的實施例描述了本發明，但是應該懂
得，在所述的新穎概念的實質和範圍內可進行許多變化。因此，本發 明並不局限於所述實施例，而是將具有由以下權利要求所限定的完整 範圍。
權利要求
1.一種用於在發動機(12)起動期間防止曲軸(10)反衝的方法(100)，所述發動機具有點火系統，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈，並且還具有傳感器(17)，其用於感應所述曲軸在其旋轉期間的角度位置，並且還具有控制器(50)，其用於接收來自所述傳感器(17)的信號，並用於控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a)在發動機起動方向上以某一角速度推動所述曲軸(10)；b)確定所述曲軸(10)越過所述曲軸的第一旋轉角度的第一旋轉時間(X)，所述第一旋轉角度在所述曲軸的上止點位置之前；c)將所述確定的第一旋轉時間與預定的第一時限進行比較；d)如果所述第一旋轉時間大於所述第一時限，就使所述火花塞點火的預定時間延遲；e)如果所述第一旋轉時間小於所述第一時限，則計算並設定所述曲軸在所述火花塞點火之前必須轉過的所述曲軸(10)的旋轉角度，並且還計算和設定所述曲軸必須旋轉以開始所述線圈的駐留(28)而轉過的所述曲軸的旋轉角度；f)確定所述曲軸(10)越過所述曲軸的第二旋轉角度的第二旋轉時間(Y)，所述曲軸的所述第二旋轉角度位於所述第一旋轉角度和所述曲軸的所述上止點位置之間；g)將所述確定的第二旋轉時間與預定的第二時限進行比較；h)如果所述第二旋轉時間大於所述第二時限，就中止所述火花塞的點火；i)如果所述第二旋轉時間小於所述第二時限，就開始如步驟e)中所計算的所述線圈的所述駐留(28)；j)確定所述曲軸(10)在所述線圈的所述駐留期間越過所述曲軸的第三旋轉角度的第三旋轉時間(Z)；k)將所述確定的第三旋轉時間與預定的第三時限進行比較；l)如果所述第三旋轉時間大於所述第三時限，就使所述火花塞的所述點火時間延遲；和m)如果所述第三旋轉時間小於所述第三時限，就如步驟e)中所計算的那樣，使所述火花塞點火。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述點火只發生 在超出所述曲軸的上止點位置之後。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，從嵌入在所述控 制器(50)邏輯中的一個或多個查4戈表獲得所述第一預定時限、所述第 二預定時限和所述第三預定時限。
4. 一種用於防止發動機(12)的曲軸(10)反沖的方法(100)，所述發 動機具有點火系統，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈，並 且還具有傳感器(17),其用於感應所述曲軸在其旋轉期間的角度位置， 並且還具有控制器(50)，其用於4矣收來自所述傳感器的信號，並用於 控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a) 在發動才幾起動方向上以某一角速度推動所述曲軸(10);b) 確定所述曲軸(10)越過所述曲軸的某一旋轉角度的旋轉時間 (X),所述旋轉角度在所述曲軸的上止點位置之前；c) 將所述確定的旋轉時間與預定的時限進行比較；d) 如果所述旋轉時間大於所述時限，就使所述火花塞延遲點火，之後；e) 如果所述旋轉時間小於所述時限，就在預定的時間開始所述線 圈的駐留(28);和f) 在步驟d)中所確定的所述時間，使所述火花塞點火。
5. 根據權利要求4所述的方法(100)，其特徵在於，所述旋轉角 度在上止點之前大約90。至大約75°之間。
6. —種用於在發動機(l2)起動期間防止曲軸(10)反衝的方法 (100),所述發動機具有點火系統，其包括火花塞和連接在所述火花塞 上的線圈，並且還具有傳感器(50),其用於感應所述曲軸在其旋轉期 間的角度位置，並且還具有控制器，其用於接收來自所述傳感器的信 號，並用於控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a) 在發動機起動方向上以某一角速度推動所述曲軸(10);b) 確定所述曲軸(10)越過所述曲軸的某一旋轉角度的旋轉時間 (Y),所述旋轉角度在所述曲軸的上止點位置之前；c) 將所述確定的旋轉時間與預定的時限進行比較；和d) 如果所述旋轉時間大於所述時限，就禁止所述線圏的駐留 (28),並中止所述火花塞的點火。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述旋轉角度在 上止點之前大約45°至大約30°之間。
8. —種用於在發動機(12)起動期間防止曲軸(10)反沖的方法 (100),所述發動機具有點火系統，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈，並且還具有傳感器(n),其用於感應所述曲軸在其旋轉期間的角度位置，並且還具有控制器(50)，其用於接收來自所述傳感器 的信號，並用於控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a) 在發動機起動方向上以某一角速度推動所述曲軸(10);b) 確定所述曲軸(10)越過所述曲軸的某一旋轉角度的旋轉時間 (Z),所述旋轉角度在所述曲軸的上止點位置之前；c) 將所述確定的旋轉時間與預定的時限進行比較；d) 如果所述旋轉時間大於所述時限，就使所述火花塞點火的預定 時間延遲；e) 如果所述旋轉時間小於所述時限，計算並設定所述曲軸(10)在 所述火花塞點火之前必須轉過的旋轉角度，並且還計算和設定所述曲 軸必須旋轉以使所述火花塞開始點火而轉過的旋轉角度。
9. 根據權利要求8所述的方法(100),其特徵在於，所述旋轉角 度在上止點之前大約15。至大約0。之間。
10. —種用於在發動機起動期間防止曲軸(10)反沖的裝置(5),所 述發動機具有點火系統，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圏，所述裝置包括a) 傳感器(17)，用於感應所述曲軸(10)在其旋轉期間的角度位置；和b) 控制器(50)，其用於接收來自所述傳感器(17)的信號，並允許 或禁止所述火花塞的點火。
11. 根據權利要求10所述的裝置(5),其特徵在於，在所述曲軸 (10)上設置有靶輪(14)，且所述革巴輪包括分段的靶輪。
12. 根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，所述分段的耙 輪包括23個齒(16),其從所述耙輪周緣(18)延伸出來，並在中心上間 隔開15。間隙(22)，從而在第一齒和第二十三齒之間提供了在中心上 30°的標記間隙(20)。
13. 根據權利要求IO所述的裝置，其特徵在於，還包括踏杆(ll), 其用於在發動機起動方向上以某一角速度推動所述曲軸(IO),其中所 述傳感器(17)和所述控制器(50)用於；a) 確定所述曲軸(10)越過第一旋轉角度的第一旋轉時間(X)，所述 第一旋轉角度在所述曲軸的上止點位置之前；b) 將所述確定的第一旋轉時間與預定的第一時限進行比較；c) 如果所述第一旋轉時間大於所述第一時P艮，就使所述火花塞點 火的預定時間延遲；d) 如果所述第一旋轉時間小於所述第一時限，設定所述曲軸(IO) 在所述火花塞點火之前必須轉過的旋轉角度，所述旋轉角度足以將所 述曲軸(10)攜帶至經過上止點位置之後的位置，並且還要設定所述曲 軸(10)必須旋轉以開始所述線圈的駐留(28)而轉過的旋轉角度；e) 確定所述曲軸(10)越過第二旋轉角度的第二旋轉時間(Y)，所述 第二旋轉角度位於所述第一旋轉角度和所述曲軸的所述上止點位置之間；f) 將所述確定的第二旋轉時間與預定的第二時限進行比較；g) 如果所述第二旋轉時間大於所述第二時限，就禁止所述駐留(28)的起動，並中止所述火花塞的點火。h) 如果所述第二旋轉時間小於所述第二時限，就開始如步驟e) 中所確定的所述駐留(28);i) 確定所述曲軸(lO)在所述線圏的所述駐留期間越過第三旋轉角 度的第三旋轉時間(Z);j)將所述確定的第三旋轉時間與預定的第三時限進行比較；k)如果所述第三旋轉時間大於所述笫三時限，就延長所述駐留， 以延遲如步驟e)中所確定的所迷火花塞的所述點火時間，直至所述曲 軸(10)已通過上止點位置；和1)如果所述第三旋轉時間小於所述第三時限，就如步驟e)中所確 定的那樣，使所述火花塞點火。
14. 一種摩託車(13)，包括a) 發動機(12)，其包括曲軸(10);b) 踏杆(ll)，用於在起動模式下推動所述曲軸(10)旋轉；c) 發動機點火系統，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈；d) 傳感器(n),用於在所迷起動模式下，感應所述曲軸(io)在其旋轉期間的角度位置；e) 控制器(50),用於接收來自所述傳感器(17)的信號，並控制所 述點火系統的正時；和f) 所述控制器(50)中的算法，用於確定所述曲軸(10)在所述起動 模式期間的多個旋轉角度的位置，以防止所述火花塞初次點火，直至 所述曲軸(10)已經通過上止點位置。
全文摘要
一種裝置(5)和控制系統(100)用於防止起動踏板在摩託車發動機(12)的起動期間的反衝。該系統包括安裝在發動機曲軸(10)上的分段靶輪(14)和傳感器(17)，其在上止點(TDC)之前的多個預定的角度間隔上詢問發動機的轉速(X，Y，Z)。如果在預定的間隔內沒有滿足最小的轉速標準，嵌入在控制系統中的邏輯要麼改變預先計算的駐留(dwell)和火花正時，以防止發動機的反轉和起動踏板的反衝，或者完全中止火花點火。
文檔編號F02P11/00GK101360913SQ200680051649
公開日2009年2月4日 申請日期2006年1月26日 優先權日2006年1月26日
發明者R·B·奧古斯丁, T·內吉施, Y·尤內穆拉 申請人:德爾菲技術公司