專利名稱：用于防止摩托車踏板起動器反沖的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩托車發(fā)動機的起動；更具體地說，涉及在摩托車發(fā) 動機起動期間踏板起動器的反沖(kickback);最具體地說，涉及用于在 摩托車發(fā)動機起動期間防止摩托車踏板起動器反沖的方法和裝置。
背景技術(shù)：
己知的摩托車裝備有用于起動摩托車發(fā)動機的踏桿。典型地，踏 桿由駕駛員的腳有力地壓下，并促動棘輪機構(gòu)接合到發(fā)動機飛輪上， 由此使發(fā)動機在操作方向上迅速地旋轉(zhuǎn)一圏或多圏，在此期間，點火 系統(tǒng)點火，并開始燃燒。現(xiàn)有技術(shù)的踏板起動系統(tǒng)，也被稱為"腳踏 起動"系統(tǒng)，其容易發(fā)生一種本領(lǐng)域中被稱為"反沖"的嚴(yán)重且危險
驅(qū)動指定的活塞在火花塞點火之前穿過上止點(TDC)時，發(fā)動機可能 在TDC之前點火，導(dǎo)致發(fā)動機和踏板的快速且有力的反轉(zhuǎn)。這種反 轉(zhuǎn)可能對駕駛員造成損傷，并且還可能損害發(fā)動機操作。發(fā)動機可能 在若干次后續(xù)轉(zhuǎn)動曲軸的嘗試下由于火花塞浸濕或溢油而不起動。
反沖總地來說是由于在到達TDC之前不足的發(fā)動機轉(zhuǎn)速而引發(fā) 的，是由于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(xiàn)象還可能依賴于一組發(fā)動機因素，包括節(jié)氣門的開度以;sjip踏 起動器在四沖程循環(huán)中的接合位置。在現(xiàn)有技術(shù)中，成功的起動很大 程度上依賴于駕駛員的技巧和力量，而非起動裝置的設(shè)計和構(gòu)造。
摩托車領(lǐng)域中所需要的是一種用于在起動摩托車發(fā)動機期間，防 止摩托車踏-板起動器反沖的方法和裝置。
本發(fā)明的一個主要目的是最大限度地減小由于起動踏板反沖所
引起的不舒適或損傷。
本發(fā)明的另 一 目的是防止摩托車由于起動踏板反沖而引起的損 傷或故障。
發(fā)明總結(jié)
簡單地說， 一種用于摩托車的抗反沖控制系統(tǒng)包括安裝在發(fā)動機
曲軸上的分段的靶輪。發(fā)動機上的傳感器元件在TDC之前的多個預(yù) 定的角度間隔上詢問摩托車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。如果在預(yù)定的時間間隔內(nèi) 沒有滿足最小的轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)，嵌入在控制系統(tǒng)中的邏輯要么改變預(yù)先計 算的正時，或中止火花點火，以防止發(fā)動機的反轉(zhuǎn)和起動踏板的反沖。
圖紙簡要說明
現(xiàn)在將參照附圖通過示例來描述本發(fā)明，其中


圖1是示意圖安裝在發(fā)動機曲軸上的靶輪，其顯示了用于詢問曲 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(jù)本發(fā)明的用于防止反沖的方法。
優(yōu)選實施例描述
參看圖1,摩托車13上的發(fā)動機12的曲軸10設(shè)有耙輪14，其 固定地安裝在曲軸10上，以便隨其一起旋轉(zhuǎn)。提供的踏桿ll用于在 起動模式中促使曲軸旋轉(zhuǎn)。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(shè)置的齒16,其用于提供來自曲柄傳 感器17的交變信號。根據(jù)本發(fā)明的正時裝置可采用任何己知的形式， 其用于產(chǎn)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。
在用于防止曲軸反沖的當(dāng)前優(yōu)選的實施例中，靶輪14設(shè)有23個 齒16,其以角度間隔15°間隔開，導(dǎo)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
兩倍于其它間隙22，并因而提供了便于控制器50在每次旋轉(zhuǎn)時識別 齒1的便利標(biāo)記。本發(fā)明完全包括其它數(shù)目的齒和其間距。曲柄傳感 器17定位在齒16的旋轉(zhuǎn)路徑的附近，用于產(chǎn)生指示靶輪14和曲軸 IO的角度位置的信號19，并將信號19發(fā)送給發(fā)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(zhuǎn)時間。
參看圖1和圖2,在所舉示例中，發(fā)動機12中的活塞的上止點(TDC) 位置任意地設(shè)于齒9處。為了防止反沖，通過確保防范火花塞在TDC 之前點火，可任意地將用于火花塞點火以便起動的點火位置24設(shè)于 TDC(ATDC)之后的5°上。駐留長度(dwell length) DT 26在1200rpm 轉(zhuǎn)速下，假定為3毫秒。在傳統(tǒng)的點火系統(tǒng)中，這相當(dāng)于斷路器觸點 斷開，并允許在點火線圏的初級側(cè)建立磁場的時間周期。如本領(lǐng)域中 己知的那樣，在駐留(dwell)周期結(jié)束時，斷路器觸點閉合，磁場瓦解， 并在線圈的次級側(cè)產(chǎn)生感應(yīng)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位于TDC處， 并且齒4在TDC之前(BTDC)75。處，在踏板腳踏起動發(fā)動機12期間， 根據(jù)本發(fā)明的點火邏輯系統(tǒng)100優(yōu)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(zhuǎn)時間，如圖2中齒-齒時間X 所示。
如果X大于預(yù)定的標(biāo)定值，發(fā)動機速度則太低，并可能導(dǎo)致反沖， 從而使計劃的火花起動延遲一段時間，并繼續(xù)至序列2，這段時間由 嵌入在發(fā)動機控制器50中的查找表(未顯示)來確定。
如果X小于或等于預(yù)定的標(biāo)定值，發(fā)動機則旋轉(zhuǎn)得足夠快，以確 保在TDC之后火花點火。通過計算"火花邊緣齒數(shù)"(SETN)和"駐 留邊緣齒數(shù)"(DETN)可計算用于轉(zhuǎn)動曲軸的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)，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，并繼續(xù)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，其在這里#_限定為"駐留齒時間'，DTT。
如果Y大于預(yù)定的標(biāo)定值，發(fā)動機速度則太低，并且可能導(dǎo)致反 沖，從而不能設(shè)置駐留，并中止點火線圈的初級側(cè)的充電。由于在 ATDC指定點5。處將沒有火花，所以發(fā)動機將不會反沖，也不會起 動。
如果Y小于或等于預(yù)定值，發(fā)動機將旋轉(zhuǎn)得足夠快，從而將進行 點火。從等式2的結(jié)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之后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)?，F(xiàn)在必須進行火花點火。
繼續(xù)至序列3。
序列3:在駐留周期26已經(jīng)開始之后，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，其在這里被限定為"火花齒時間" STT。
如果Z小于或等于預(yù)定的標(biāo)定值，發(fā)動機將旋轉(zhuǎn)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(shè)為齒9之后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大于預(yù)定的標(biāo)定值，發(fā)動機轉(zhuǎn)速則太低，并可能導(dǎo)致反沖。 使火花正時延遲，并使駐留周期延長預(yù)定的可標(biāo)定的角度量，其與時 間Z成比例，以確保點火發(fā)生在TDC之后，從而防止反沖。
在任何情況下都不會允許點火，直至已經(jīng)感應(yīng)到齒9(TDC)。
當(dāng)發(fā)動機12點火，并且靶4侖14的轉(zhuǎn)速超過預(yù)定值時，抗反沖系 統(tǒng)100不起作用，并且發(fā)動機點火控制恢復(fù)正常工作模式。
雖然已經(jīng)通過參照各種特定的實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該懂
得，在所述的新穎概念的實質(zhì)和范圍內(nèi)可進行許多變化。因此，本發(fā) 明并不局限于所述實施例，而是將具有由以下權(quán)利要求所限定的完整 范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在發(fā)動機(12)起動期間防止曲軸(10)反沖的方法(100)，所述發(fā)動機具有點火系統(tǒng)，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈，并且還具有傳感器(17)，其用于感應(yīng)所述曲軸在其旋轉(zhuǎn)期間的角度位置，并且還具有控制器(50)，其用于接收來自所述傳感器(17)的信號，并用于控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a)在發(fā)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(zhuǎn)角度的第一旋轉(zhuǎn)時間(X)，所述第一旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時間與預(yù)定的第一時限進行比較；d)如果所述第一旋轉(zhuǎn)時間大于所述第一時限，就使所述火花塞點火的預(yù)定時間延遲；e)如果所述第一旋轉(zhuǎn)時間小于所述第一時限，則計算并設(shè)定所述曲軸在所述火花塞點火之前必須轉(zhuǎn)過的所述曲軸(10)的旋轉(zhuǎn)角度，并且還計算和設(shè)定所述曲軸必須旋轉(zhuǎn)以開始所述線圈的駐留(28)而轉(zhuǎn)過的所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度；f)確定所述曲軸(10)越過所述曲軸的第二旋轉(zhuǎn)角度的第二旋轉(zhuǎn)時間(Y)，所述曲軸的所述第二旋轉(zhuǎn)角度位于所述第一旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時間與預(yù)定的第二時限進行比較；h)如果所述第二旋轉(zhuǎn)時間大于所述第二時限，就中止所述火花塞的點火；i)如果所述第二旋轉(zhuǎn)時間小于所述第二時限，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(zhuǎn)角度的第三旋轉(zhuǎn)時間(Z)；k)將所述確定的第三旋轉(zhuǎn)時間與預(yù)定的第三時限進行比較；l)如果所述第三旋轉(zhuǎn)時間大于所述第三時限，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(zhuǎn)時間小于所述第三時限，就如步驟e)中所計算的那樣，使所述火花塞點火。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述點火只發(fā)生 在超出所述曲軸的上止點位置之后。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，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(yù)定時限、所述第 二預(yù)定時限和所述第三預(yù)定時限。
4. 一種用于防止發(fā)動機(12)的曲軸(10)反沖的方法(100)，所述發(fā) 動機具有點火系統(tǒng)，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈，并 且還具有傳感器(17),其用于感應(yīng)所述曲軸在其旋轉(zhuǎn)期間的角度位置， 并且還具有控制器(50)，其用于4矣收來自所述傳感器的信號，并用于 控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a) 在發(fā)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(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)時間 (X),所述旋轉(zhuǎn)角度在所述曲軸的上止點位置之前；c) 將所述確定的旋轉(zhuǎn)時間與預(yù)定的時限進行比較；d) 如果所述旋轉(zhuǎn)時間大于所述時限，就使所述火花塞延遲點火，之后；e) 如果所述旋轉(zhuǎn)時間小于所述時限，就在預(yù)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(jù)權(quán)利要求4所述的方法(100)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)角 度在上止點之前大約90。至大約75°之間。
6. —種用于在發(fā)動機(l2)起動期間防止曲軸(10)反沖的方法 (100),所述發(fā)動機具有點火系統(tǒng)，其包括火花塞和連接在所述火花塞 上的線圈，并且還具有傳感器(50),其用于感應(yīng)所述曲軸在其旋轉(zhuǎn)期 間的角度位置，并且還具有控制器，其用于接收來自所述傳感器的信 號，并用于控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a) 在發(fā)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(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)時間 (Y),所述旋轉(zhuǎn)角度在所述曲軸的上止點位置之前；c) 將所述確定的旋轉(zhuǎn)時間與預(yù)定的時限進行比較；和d) 如果所述旋轉(zhuǎn)時間大于所述時限，就禁止所述線圏的駐留 (28),并中止所述火花塞的點火。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)角度在 上止點之前大約45°至大約30°之間。
8. —種用于在發(fā)動機(12)起動期間防止曲軸(10)反沖的方法 (100),所述發(fā)動機具有點火系統(tǒng)，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈，并且還具有傳感器(n),其用于感應(yīng)所述曲軸在其旋轉(zhuǎn)期間的角度位置，并且還具有控制器(50)，其用于接收來自所述傳感器 的信號，并用于控制所述方法的步驟，所述方法包括如下步驟a) 在發(fā)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(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)時間 (Z),所述旋轉(zhuǎn)角度在所述曲軸的上止點位置之前；c) 將所述確定的旋轉(zhuǎn)時間與預(yù)定的時限進行比較；d) 如果所述旋轉(zhuǎn)時間大于所述時限，就使所述火花塞點火的預(yù)定 時間延遲；e) 如果所述旋轉(zhuǎn)時間小于所述時限，計算并設(shè)定所述曲軸(10)在 所述火花塞點火之前必須轉(zhuǎn)過的旋轉(zhuǎn)角度，并且還計算和設(shè)定所述曲 軸必須旋轉(zhuǎn)以使所述火花塞開始點火而轉(zhuǎn)過的旋轉(zhuǎn)角度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法(100),其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)角 度在上止點之前大約15。至大約0。之間。
10. —種用于在發(fā)動機起動期間防止曲軸(10)反沖的裝置(5),所 述發(fā)動機具有點火系統(tǒng)，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)，用于感應(yīng)所述曲軸(10)在其旋轉(zhuǎn)期間的角度位置；和b) 控制器(50)，其用于接收來自所述傳感器(17)的信號，并允許 或禁止所述火花塞的點火。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置(5),其特征在于，在所述曲軸 (10)上設(shè)置有靶輪(14)，且所述革巴輪包括分段的靶輪。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，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，并在中心上間 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(biāo)記間隙(20)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于，還包括踏桿(ll), 其用于在發(fā)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)用于；a) 確定所述曲軸(10)越過第一旋轉(zhuǎn)角度的第一旋轉(zhuǎn)時間(X)，所述 第一旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時間與預(yù)定的第一時限進行比較；c) 如果所述第一旋轉(zhuǎn)時間大于所述第一時P艮，就使所述火花塞點 火的預(yù)定時間延遲；d) 如果所述第一旋轉(zhuǎn)時間小于所述第一時限，設(shè)定所述曲軸(IO) 在所述火花塞點火之前必須轉(zhuǎn)過的旋轉(zhuǎn)角度，所述旋轉(zhuǎn)角度足以將所 述曲軸(10)攜帶至經(jīng)過上止點位置之后的位置，并且還要設(shè)定所述曲 軸(10)必須旋轉(zhuǎn)以開始所述線圈的駐留(28)而轉(zhuǎn)過的旋轉(zhuǎn)角度；e) 確定所述曲軸(10)越過第二旋轉(zhuǎn)角度的第二旋轉(zhuǎn)時間(Y)，所述 第二旋轉(zhuǎn)角度位于所述第一旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)時間與預(yù)定的第二時限進行比較；g) 如果所述第二旋轉(zhuǎn)時間大于所述第二時限，就禁止所述駐留(28)的起動，并中止所述火花塞的點火。h) 如果所述第二旋轉(zhuǎn)時間小于所述第二時限，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(zhuǎn)角 度的第三旋轉(zhuǎn)時間(Z);j)將所述確定的第三旋轉(zhuǎn)時間與預(yù)定的第三時限進行比較；k)如果所述第三旋轉(zhuǎn)時間大于所述笫三時限，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(zhuǎn)時間小于所述第三時限，就如步驟e)中所確 定的那樣，使所述火花塞點火。
14. 一種摩托車(13)，包括a) 發(fā)動機(12)，其包括曲軸(10);b) 踏桿(ll)，用于在起動模式下推動所述曲軸(10)旋轉(zhuǎn)；c) 發(fā)動機點火系統(tǒng)，其包括火花塞和連接在所述火花塞上的線圈；d) 傳感器(n),用于在所迷起動模式下，感應(yīng)所述曲軸(io)在其旋轉(zhuǎn)期間的角度位置；e) 控制器(50),用于接收來自所述傳感器(17)的信號，并控制所 述點火系統(tǒng)的正時；和f) 所述控制器(50)中的算法，用于確定所述曲軸(10)在所述起動 模式期間的多個旋轉(zhuǎn)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(jīng)通過上止點位置。
全文摘要
一種裝置(5)和控制系統(tǒng)(100)用于防止起動踏板在摩托車發(fā)動機(12)的起動期間的反沖。該系統(tǒng)包括安裝在發(fā)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(yù)定的角度間隔上詢問發(fā)動機的轉(zhuǎn)速(X，Y，Z)。如果在預(yù)定的間隔內(nèi)沒有滿足最小的轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)，嵌入在控制系統(tǒng)中的邏輯要么改變預(yù)先計算的駐留(dwell)和火花正時，以防止發(fā)動機的反轉(zhuǎn)和起動踏板的反沖，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(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者R·B·奧古斯丁, T·內(nèi)吉施, Y·尤內(nèi)穆拉 申請人:德爾菲技術(shù)公司