CN101644221B - 发动机的点火控制装置、包括其的内燃机和摩托车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发动机的点火控制装置、包括其的内燃机和摩托车。点火控制装置包括旋转速度检测装置、旋转速度降低检测装置和点火阻止装置。旋转速度检测装置构造成检测发动机旋转中的给定时刻的发动机旋转速度。旋转速度降低检测装置构造成基于旋转速度检测装置的检测检测从前次发动机旋转到当前发动机旋转的速度降低量。当前发动机旋转限定为执行点火的发动机旋转。前次发动机旋转限定为紧接在当前发动机旋转之前的发动机旋转；点火阻止装置构造成当由旋转速度降低检测装置检测到的速度降低量大于预定量时，阻止当前发动机旋转中的点火。

Description

发动机的点火控制装置、包括其的内燃机和摩托车
技术领域
本发明涉及点火控制装置、包括其的内燃机和摩托车。
背景技术
在一些情况下(例如，发动机起动)，摩托车发动机的曲轴沿着相反的方向旋转(注意，发动机曲轴的反向旋转此处简称为“发动机的反向旋转”)。因为这个，摩托车的各种部件接收相当大的冲击。具体地，通过以下机制发生发动机的反向旋转。在以下情况下(例如，发动机起动)，在发动机的旋转速度较低的同时紧接在活塞到达发动机气缸内的上死点之前点火塞执行点火时，活塞在到达上死点之前被点火的膨胀推回。因而，发动机将反向旋转，并突然停止旋转。
传统地，为了防止前述现象已经生产了各种发动机起动装置。发动机起动装置主要构造成防止在发动机的旋转速度到达预定速度之前点火装置工作。此外，发动机起动装置构造成简单地使用发动机的旋转速度作为阈值来控制是否应该执行点火。在此情况下，不管发动机的旋转速度降低量如何，当发动机的旋转速度等于或者小于阈值时，总是阻止点火。因而，即使在发动机不反向旋转的正常驱动运转中，也可以防止点火。在此情况下，将阻碍连续的正常驱动运转。另一方面，当设定阈值以防止不阻碍连续的正常驱动运转时，不能有效地阻止发动机的反向旋转。
此外，在不是发动机起动的一些情况下也发生发动机的反向旋转是广为人知。因而，期望采取措施来可靠地禁止在不是发动机起动的情况下发生前述现象。
响应于此，专利文件1提出了一种用于不仅在发动机起动时而且在发动机的所有速度水平时禁止由于发动机的反向旋转而引起的冲击的内燃机。根据专利文件1，基于发动机旋转速度的降低量的计算来判定是否发生前述现象。取决于该判定，执行所谓的硬点火(即，点火不是由程序控制的类型)或者点火正时设定成晚于硬点火的延迟点火。
专利文件1：日本公开专利公报：No.JP-A-2006-274998
发明内容
技术问题
如上所述，在专利文件1中公开的内燃机构造成计算发动机旋转速度的降低量，判定发动机是否反向旋转，并执行点火控制。在此情况下，脉冲器构造成在发动机旋转中产生多个脉冲信号以计算发动机旋转速度的降低量。具体地，12个突起设置在外转子永磁发电机的外周上。脉冲器构造成检测突起的通过并紧接在执行点火之前产生多个脉冲信号。基于脉冲信号，计算发动机旋转速度降低量。
要求突起精确地设置在转子上。这将是制造成本增大的原因。另一方面，在发动机旋转中获得多个脉冲信号。因而，可以高精度地检测紧接在点火之前发动机旋转速度的降低量。然而，因为信号周期短，要求高速度控制处理。结果，将为该控制处理而要求昂贵的部件。
本发明的目的是用简单的结构判定发动机旋转速度降低量是否等于或者大于预定量，并以廉价的结构禁止由于发动机的反向旋转而引起对不同部件的冲击。
解决问题的方案
根据本发明的点火控制装置包括旋转速度检测装置、旋转速度降低检测装置和点火阻止装置。旋转速度检测装置构造成检测在发动机旋转中的给定时刻的发动机的旋转速度。旋转速度降低检测装置构造成基于旋转速度检测装置的检测来检测从前次发动机旋转到当前发动机旋转的速度降低量。当前发动机旋转限定为执行点火的发动机旋转(即，在当前发动机行程循环中执行的发动机旋转)。另一方面，前次发动机旋转限定为紧接在当前发动机旋转之前的发动机旋转(即，紧接在当前发动机行程循环之前的发动机行程循环中执行的发动机旋转)；点火阻止装置构造成当由旋转速度降低检测装置检测到的速度降低量大于预定量时，阻止当前发动机旋转中的点火。
根据本发明的点火控制装置，在发动机旋转中的给定时刻检测到发动机的旋转速度。基于此检测，针对执行点火的当前发动机旋转和紧接在当前发动机旋转之前的发动机旋转检测发动机旋转的速度降低量。当速度降低量大于预定量时，阻止当前发动机旋转中的点火。通过阻止点火，可以禁止由于发动机的反向旋转而造成对不同部件的冲击。
在此情况下，仅仅检测在旋转中的给定时刻的发动机旋转速度，和从前次发动机旋转到当前发动机旋转的速度降低量。因而，不需要点火控制装置在发动机旋转中产生多个脉冲信号，并紧接在点火正时之前检测发动机旋转速度降低量。在此方面，本发明与传统技术不同。因而，设置在点火控制装置中的旋转构件不要求具有多个突起。例如，可以使用仅仅包括一个突起的转子构件检测发动机旋转速度降低量。此外，本发明不需要高速度的控制处理。因而，控制处理将变得简单。
本发明的有益效果
根据本发明，可以用简单的结构确定发动机旋转速度降低量是否等于或者大于预定量。此外，可以用简单的结构禁止由于发动机反向旋转而造成对不同构件的冲击。
附图说明
图1包括用于说明发动机反向旋转的两种情况的示意图(1(a)和1(b)。
图2包括用于表示发动机旋转速度降低量和发动机是否反向旋转之间的关系的图(2(a))和示意图2(b))。
图3包括用于表示设置在转子中的突起、由脉冲器产生的输出信号和通过整形输出信号的波形获得的信号之间的关系的图(3(a)至3(b))。
图4是用于表示在前次发动机旋转中发动机旋转速度降低量、发动机是否反向旋转和突起经过脉冲器的时间之间的关系。
图5是用于表示连续反向旋转角度和是否执行点火的图。
图6是用于表示在预测到发生发动机的反向旋转的条件下当执行点火控制时测量到的发动机旋转速度降低量的图；
图7包括采用根据本发明实施例的点火控制装置的摩托车的侧视图和点火系统的示意图。
图8是点火系统的框图。
图9包括用于说明点火控制的流程图。
具体实施方式
以下是本申请的发明人对发动机的反向旋转的发生和禁止进行研究和分析结果。
首先，本申请是基于以下技术思想：可基于发动机旋转速度的降低量预测是否发生发动机的反向旋转。以下将详细地说明该技术思想。
本发明人比较和研究了正常驱动运转中和发动机反向旋转中的发动机旋转速度降低。结果，他们发现后者的速度降低比前者速度降低更大。该差异是基于在前次行程循环中的燃烧行程中的发动机气缸活塞是否具有足以允许活塞到达下次行程循环的压缩行程中的上死点(TDC)的曲轴旋转力。
发动机在以下驱动条件下容易反向旋转：节气门在怠速状态下快速地打开一半。本发明人研究在此驱动条件下是否发生发动机的反向旋转。结果，他们确认主要在以下两个情况下气缸活塞不会到达压缩行程中的上死点(TDC)。
图1(a)图示了其中一种情况。在此情况下，气缸活塞的力(即，曲轴的旋转力)小于在燃烧行程中产生的压力。因而，气缸活塞在到达点火位置(IT)之前被推回。在此情况下，在气缸活塞到达点火位置(IT)之前发动机开始反向旋转，并且仅仅在压缩行程中产生的压力下推活塞。因而，曲轴反向旋转大概不到一圈，就停止旋转。
另一方面，图1(b)图示另一种情况。类似于图1(a)的情况，活塞在到达点火位置(IT)之前被推回，因为活塞的力小于在燃烧行程中产生的压力。然而，在图1(b)的情况下，发动机的反向旋转的开始对应于气缸活塞位于点火位置(IT)和压缩行程中的上死点(TDC)之间的时候。具体地，发动机的反向旋转在气缸活塞到达点火位置(IT)并在气缸活塞到达在压缩行程中上的上死点(TDC)之前开始。结果，此时执行点火。然而，它需要一些时间来扩大燃烧，因为由发动机的气缸的点火塞进行点火。因而，在气缸活塞被推回之后(即，在发动机开始反向旋转之后)扩大燃烧。发动机的旋转力因而在燃烧过程中产生。在此情况下，气缸活塞被压缩行程中的压力和在前次行程循环的燃烧循环中产生的旋转力施压。因而，比图1(a)的情况相比，更强地下推气缸活塞。结果，发动机反向旋转大概两圈。
此外，正常驱动条件下发动机旋转速度降低归类为气缸活塞能到达上死点(TDC)的情况。因而，发动机经常连续旋转。
以下将就发动机是否反向旋转和发动机反向旋转的程度(即，角度)对实验结果进行说明。
基于前述研究结果，本发明人得出以下结论。通过使用发动机旋转速度降低量作为标准可以区分以下两个情况：(1)活塞能到达压缩行程中的上死点(TDC)的情况；以及(2)活塞不能到达压缩行程中的上死点(TDC)的情况。此处，情况(1)意味着发动机能连续旋转，而情况(2)则意味着发动机就是停止旋转或者在反向旋转之后停止旋转。作为结论，通过当活塞不能到达压缩行程中的上死点(TDC)时阻止点火，可以禁止发动机反向旋转的程度(即，角度)，并进一步禁止由于发动机反向旋转引起的对不同部件的冲击。
前述专利文件1还公开了用于使用发动机旋转速度降低量来预测发动机反向旋转的类似机构。根据专利文件1，在发动机(即，曲轴)旋转一圈的同时产生多个脉冲信号。然后基于多个脉冲信号计算紧接在发动机点火之前发动机旋转速度降低量。更具体地，根据专利文件1，基于同时产生的多个脉冲信号计算在从进气行程到压缩行程的时间段中发动机旋转速度降低量。基于计算结果，判定发动机是否反向旋转。此外，基于判定结果，控制点火正时。
根据研究和分析结果，本发明人发现能在不详细检测执行点火的当前发动机旋转中的发动机旋转速度的情况下预测发动机的反向旋转。换言之，他们发现通过检测前次发动机旋转的预定曲轴正时和当前发动机旋转的预定曲轴正时的发动机旋转速度降低量，并通过使用预定的阈值将发动机旋转速度降低量分成两组，能以高可靠性预测发动机的反向旋转。注意，术语“当前发动机旋转”此后意思是执行点火的发动机旋转。另一方面，术语“前次发动机旋转”此后意思是紧接在当前发动机旋转的前次发动机旋转。以上情况源自本发明人最终得出的以下结论。简言之，发动机旋转速度降低量主要是基于：
(a)爆炸产生的旋转力(即，每个行程中燃烧室内的压力变化)；以及
(b)旋转有关部件的摩擦力。
力(a)和(b)两者具有取决于发动机类型的唯一值。因而，本发明人发现通过检测前次发动机旋转中发动机旋转速度和当前发动机旋转中的发动机旋转速度之间的差而不必检测紧接在点火之前多个旋转角度位置中的发动机旋转速度来获得用于预测发动机反向旋转的发动机旋转速度降低量。此外，可以具体地使用设置旋转构件中突起经过的时间来计算前次发动机旋转中的旋转速度和当前发动机旋转中的旋转速度。在此情况下，旋转构件构造成伴随曲轴的运动而旋转。此外，突起就具有沿着旋转构件的圆周方向的预定长度。
图2(a)和2(b)图示用于支持前述技术思想的数据。图2(a)图示了在多个实验中测量的当前发动机旋转tn中的发动机的旋转速度和前次发动机旋转tn-1中的发动机的旋转速度。在图2(a)中，纵轴是发动机的旋转速度。此外，在预定的实验中的前次发动机旋转tn-1中的发动机的旋转速度和当前发动机旋转tn中的发动机的旋转速度以线连接。因而，可以清楚示出在预定的实验中的前次发动机旋转tn-1中的发动机的旋转速度和当前发动机旋转tn中的发动机的旋转速度。图2(a)的数据表示发动机旋转速度的变化，以及发动机是否反向旋转。该数据在单缸四行程汽油发动机的节气门从怠速状态快速打开约一半的条件下获得。在图2(b)中，时间段T1对应于当前发动机旋转的发动机旋转速度，而时间段T2对应于前次发动机旋转中发动机的旋转速度。再次参考图2(a)，实线表示当发动机正向旋转时(即，发动机没有反向旋转时)发动机旋转速度降低量。另一方面，虚线表示当发动机反向旋转时发动机旋转速度降低量。在图2(a)中，当时间段T1和时间段T2之间的差等于或者大于预定值时，发动机明显地反向旋转。如图3(a)和图3(b)所示，突起26设置在外转子永磁发电机的转子25中。转子25此处构造成伴随曲轴23而旋转。脉冲器27构造成检测突起26的经过。突起26经过的时间T因而由脉冲器27检测，并且基于检测到的经过时间T计算发动机的旋转速度。突起26具有沿着转子25的圆周方向预定的长度。突起26的圆周方向对应于中心角度为60度的转子25的弧形长度。注意，图7类似地图示该结构。
更具体地，如图3(a)和图3(b)所示，曲轴23构造成沿着顺时针方向(即，旋转方向R)旋转。如图3(a)所示，脉冲器27构造成在突起26开始经过脉冲器27时刻输出图3(c)的信号“u”。此外，如图3(b)所示，脉冲器27构造成在突起26完成经过脉冲器27时刻输出图3(c)的信号“d”。信号“u”和“d”输入到图7图示的CDI单元28.信号“u”和“d”的波形由CDI单元28整形，并且随后新的脉冲信号如图3(d)所示产生。
在此情况下，在图2(b)的时刻T1u和T2u输出的信号对应于图3(c)的信号“u”。另一方面，在图2(c)的时刻T1d和T2d输出的信号对应于图3(c)的信号“d”。
图4是基于图2(b)的数据形成的图。图4图示了与前次发动机旋转中的发动机旋转速度对应的时间段T2和与当发动机反向旋转时发动机的旋转速度对应的时间段T1-T2(参见图4的方形点)之间的关系。同时，图4图示了时间段T2和与发动机正向旋转时(即，发动机不反向旋转时)发动机旋转速度降低量对应的时间段T1-T2(参见图4的圆点)之间的关系。在图4中，横轴是时间段T2，而纵轴是与发动机旋转速度降低量对应的时间段T1-T2。根据图4，当T2的值较大时(即，当前次发动机旋转中的发动机的旋转速度较低时)发动机容易反向旋转。当使用前次发动机旋转中预定的发动机旋转速度作为阈值控制点火时，将执行不需要的点火控制。因而，发动机的连续旋转的时间段将缩短。接着，针对发动机旋转速度降低量，当使用图4的单点划线示出阈值T1-T2控制点火时，明显可以禁止不需要的点火控制。
图5图示了在图1(b)的条件下执行的实验结果和点火的阻止。具体地，图5图示了是否执行点火控制与当发动机反向旋转时发动机连续反向旋转的曲轴旋转角度Dr(以下称为“连续反向旋转角度Dr”)之间的关系。在图5中，横轴是数据号，而纵轴是连续反向旋转角度Dr。区域A的数据对应于执行点火的情况，而区域B的数据对应于不执行点火的情况。从图5明显可见，区域A的数据表示发动机连续反向旋转大概两圈(即，600度到700度的角度)。另一方面，区域B的数据表示发动机反向旋转略少于一圈。因而，在预测到发生发动机反向旋转的条件下，如果阻止点火，则发动机反向旋转略少于一圈。结果，可以禁止由于发动机反向旋转引起对不同部件的冲击，并且还进一步禁止对部件的损害。
图6综合性地图示了以上内容。在图6中，横轴表示时间，而纵轴是发动机的旋转速度。在图6中，节气门在时刻t快速地打开约一半，同时发动机以怠速旋转速度(IDL)旋转。在图6中，特性S表示即使当节气门快速打开时发动机连续地正向旋转而不反向旋转的状况。另一方面，特性P和Q表示发动机反向旋转的状况。具体地，特性P表示在发动机旋转速度降低量较大的条件下当节气门快速打开时阻止点火的状况。在此情况下，在特性P中发动机反向旋转速度较低。此外，在特性P中连续反向旋转角度较小。具体地，作为实验结果，发动连续反向旋转略少于一圈。另一方面，在特性Q中发动机的反向旋转速度较高。此外，在特性Q中，连续反向旋转角度较大。具体地，作为实验的结果，发动机连续反向旋转大概两圈。基于以上，通过检测发动机旋转速度降低量，基于发动机旋转速度降低量预测发动机是否反向旋转并当预测到发动机反向旋转的发生时阻止点火，可以禁止由于发动机反向旋转对不同部件的冲击，并进一步禁止对部件的损害。
图7图示采用根据本发明实施例的发动机的点火控制装置的摩托车。具体地，图7由摩托车的左侧视图和点火系统的部件的示意图组成。
整体结构
如图7所示，根据本发明实施例的摩托车1是所谓的摩托化的自行车类型。摩托车1主要包括主体框架2、一对前后轮3和4、座椅5、动力单元6和罩件7.
主体框架2主要由头管10、主框架11、一对左右侧框架(在附图中未示出)组成。转向轴12以能旋转的方式由头管10支撑。转向把13固定到转向轴13的上端，而前叉14安装到转向轴12的下端。前轮3由前叉14的下端支撑。主体框架2大部分被罩件覆盖。
动力单元6主要包括驱动单元16和传递装置17。驱动单元16包括单缸四行程汽油发动机15。发动机15由主框架11的支架等支撑。传递装置17构造成将驱动单元16的驱动力传递到后轮4。传递装置17被该对左右侧框架通过后减振单元18支撑。此外，根据本实施例，摩托车1假定是发动机15的进气系统设置有化油器(在附图中未图示)的这种类型的摩托车。然而，本发明可类似地应用到进气系统设置有燃料喷射(FI)装置的另一类型的摩托车。
驱动单元16包括驱动电动机20和减速齿轮21。起动电动机20构造成起动发动机15。减速齿轮21构造成降低起动电动机20的旋转速度。减速齿轮21的输出侧通过单向离合器22连接到发动机15的曲轴23。
点火系统的结构
形成外转子永磁发电机的一部分的转子25固定到发动机15的曲轴23.转子25构造成与曲轴23同步旋转。突起26设置在转子25的外周上。突起26沿着转子25的外周的圆周方向延伸。突起26的圆周长度对应于具有60度中心角度的转子25的弧形长度。脉冲器27设置成靠近突起26.脉冲器27构造成检测突起26(即，突起26的旋转方向开始边缘到旋转方向的结束边缘)的通过，并产生图2(b)和图3的脉冲信号。脉冲器27的输出信号输入到CDI单元28中。CDI单元28通过主开关29连接到电池30。此外，点火线圈31连接到CDI单元28。点火塞32连接到点火线圈31。在此情况下，点火设定成在检测到突起26的旋转方向的结束边缘时执行。
图8图示了CDI单元28的示意框图。CDI单元28主要包括增压电路40、电源电路41、点火电路42、波形整形电路43和控制单元44。这些部件通过主开关29连接到电池30。
增压电路40构造成将由电池30供应的电压增大到适于执行点火的一次电压。电源电路41构造成产生适合于控制电路的电源电压。点火电路42主要包括电容器和thylister。点火电路42构造成根据控制单元43的控制将来自增压电路40的电压输出到点火线圈31。波形整形电路43构造成对来自图3(c)中图示的脉冲器27的信号的波形进行整形，并重新输出图3(d)图示的信号。控制单元44具有从波形整形电路43接收整形信号并检测与发动机的旋转速度对应的突起26的经过时间(图2(b)的T1、T2...)的功能。此外，控制单元44具有检测时间段T1和时间段t2之间的差作为发动机旋转速度降低量的功能。在此情况下，时间段T1对应于在当前发动机旋转中发动机旋转速度，而时间段T2对应于在前次发动机旋转(即，紧接在当前发动机旋转之前的旋转)中发动机的旋转速度。换言之，控制单元44具有检测发动机的旋转速度和检测发动机旋转速度降低量的功能。
设置有突起26的转子25、脉冲器27和CDI单元28的控制单元形成旋转速度检测装置。控制单元44形成旋转速度降低量检测装置。旋转速度检测装置和旋转速度降低量检测装置形成点火控制装置。此外，包括点火塞32、点火控制装置和点火线圈31的发动机15形成内燃机。
点火控制处理
接着，以下将详细地说明用于禁止发动机反向旋转的点火控制处理。注意，由CDI单元28的控制单元44执行点火控制处理的一系列步骤。
拾取信号的获取处理
首先，以下将参照图9(a)详细说明获取来自脉冲器27的信号(即，拾取信号)的处理。拾取信号用于检测发动机15的旋转速度。
在拾取信号获取处理的步骤S1中，判定是否检测到信号的上升。此处拾取信号的上升意味着在前次发动机旋转中拾取信号的上升。此外，此处拾取信号的上升对应于图2(b)中的时刻T2u。当检测到拾取信号的上升时，处理进行到步骤S2。在步骤S2，自由运行计数器(FRC)的值获取为在最近前次发动机旋转中的计数值(Crn-1)(更具体地，在前次发动机旋转中检测到拾取信号的上升时计数的计数值)。
在此情况下，FRC是构造成总是递增最小单位并当计数值达到最大位的值时从零重复计数这种类型的计数器。FRC通常用于计时。
当完成S2时，处理进行到步骤S3。在步骤S3，判定是否检测到拾取信号的下降。此处拾取信号的下降意味着在前次发动机旋转中拾取信号的下降。此外，此处拾取信号的下降对应于图2(b)中的时刻T2d。当检测拾取信号的下降时，处理进行到步骤S4。在步骤S4，FRC值获取为当在前次发动机旋转中检测到拾取信号的下降时计数的计数值(Csn-1)。
当完成步骤S4时，处理进行到步骤S5。在步骤S5，判定是否检测到拾取信号下一次上升。此处拾取信号的下一次上升意味着在当前发动机旋转中拾取信号的上升。此外，拾取信号的下一次上升对应于图2(b)中的时刻T1u。当检测到拾取信号的上升时，处理进行到步骤S6。在步骤S6，FRC的值获取为在当前发动机旋转中的计数值(更具体地，当在当前发动机旋转中检测到拾取信号的上升时计数的计数值)。
接着，在步骤S7，判定是否检测到拾取信号的下降。此处拾取信号的下降意味着在当前发动机旋转中拾取信号的下降。此外，此处拾取信号的下降对应于图2(b)中的时刻T1d。当检测到拾取信号的下降时，处理进行到步骤S8。在步骤S8，FRC的计数值获取为当在当前发动机旋转中检测到的拾取信号的下降时计数的计数值(Csn)。
控制条件判定处理
使用由前述处理获得的计数值执行点火控制的处理。图9(b)图示了点火控制处理的一系列步骤。
首先，在步骤S10，从当在当前发动机旋转中检测到的拾取信号上升时计数的计数值(Crn)减去当在前次发动机旋转中检测到的拾取信号上升时计数的计数值(Crn-1)。随后，判定所获得的值是否等于或者大于控制开始设定值(Te)。换言之，判断以下关系是否得到满足：
Te≤Crn-Crn-1
在此情况下，值“Crn-Crn-1”对应于发动机的旋转速度。当该值较大时，发动机旋转速度较低。另一方面，当该值较小时，发动机旋转速度较高。
控制开始设定值(Te)被设定用于限制点火控制处理。一般，当发动机旋转速度高于预定速度时，发动机不反向旋转。基于此，在本实施例中，不在发动机通常不反向旋转的旋转速度区域中阻止点火处理。具体地，这样设定与点火控制开始时的旋转速度对应的控制开始设定值(Te)。点火控制处理构造成仅仅当值“Crn-Crn-1”等于或者大于控制开始设定值Te时执行。换言之，点火控制处理构造成仅仅当发动机的旋转速度低于与控制开始设定值Te对应的旋转速度时执行。例如，控制开始设定值Te对应于600rpm的发动机旋转速度。
当当前发动机旋转中的发动机旋转速度小于控制开始设定值Te时，处理进行到步骤S11。在步骤S11，判定发动机旋转速度降低量是否等于或者大于预定值。具体地，从当在当前发动机旋转中检测到的拾取信号下降时计数的计数值(Csn)减去当在当前发动机旋转中检测到的拾取信号上升时计数的计数值(Crn)。所获得的结果对应于图2(b)的时间段T1的发动机旋转速度，即，当前发动机旋转的预定曲轴正时(即，突起26经过脉冲器27时)的发动机旋转速度。此外，从当在前次发动机旋转中检测到的拾取信号下降时计数的计数值(Csn-1)减去当在前次发动机旋转中检测到的拾取信号上升时计数的计数值(Crn-1)。所获得的值对应于在图2(b)的时间段T2处发动机旋转速度，即，前次发动机旋转的预定曲轴正时(即，当突起26经过脉冲器27时)的发动机旋转速度。随后，从在当前发动机旋转中的相减结果(即，T1＝Csn-Crn)减去在前次发动机旋转中的相减结果(即，T2＝Csn-1-Crn-1)。然后，判定相减结果(T1-T2)是否等于或者大于反向旋转检测设定值(DN)。换言之，判定以下关系是否得到满足：
DN≤(Csn-Crn)-(Csn-1-Crn-1)
在步骤S11，计算从在前次发动机旋转中的发动机旋转速度到在当前发动机旋转中的发动机旋转速度的速度降低量。然后，判定发动机旋转速度降低量是否等于或者大于预定值。
在此情况下，如参照图2至图5所述，反向旋转检测设定值(DN)对应于用于判定发动机是否反向旋转的发动机旋转速度降低量的阈值。具体地，反向旋转检测设定值(DN)对应于图4的单点划线图示的阈值。如上所述，反向旋转检测设定值(DN)预先设定为取决于发动机类型的唯一值。
通过前述处理，当发动机旋转速度降低量等于或者大于预定值时，阻止点火。因而，如图5和图6所示，发动机反向旋转略少于一圈(即，连续反向旋转角度略少于360度)。因而，在发动机反向旋转中禁止对不同部件的冲击。
接着，在步骤S13，从当在当前发动机旋转中检测到的拾取信号上升时计数的计数值(Crn)减去当在前次发动机旋转中检测到的拾取信号上升时计数的计数值(Crn-1)。然后，判定所获得的结果是否等于或者大于控制重置设定值(Tr)。
换言之，判断以下关系是否得到满足：
Tr≤Crn-Crn-1
执行步骤S13中的判定用于在发动机在步骤S11和S12一旦停止旋转然后再次开始旋转的条件下当发动机旋转速度超过预定速度(即，设定值Tr或者更大)时重新开始正常的点火处理。当在步骤S13的判定结果为“是”，处理进行到步骤S14。然后，允许在预先设定的正时执行点火。
本实施例的有益效果
(a)根据本实施例，基于从前次旋转到当前旋转的发动机旋转速度降低量预测发动机的反向旋转。当预测到发动机的反向旋转时，在当前发动机旋转中防止点火。利用此构造，可以禁止由于发动机的反向旋转对不同部件的冲击，同时将发动机的连续反向旋转角度控制到较小。此外，将在当前发动机旋转(即，当前行程循环)中的发动机旋转速度和前次发动机循环(即，紧接在当前行程循环之前的行程循环)中的发动机旋转速度比较。利用此构造，控制处理将是简单的。
(b)根据本实施例，使用仅仅用于检测发动机旋转速度降低量的一个突起检测发动机的旋转速度。因而，用于检测发动机旋转速度的部件将变得简单。同时，此处不需要高速度控制处理。换言之，可以采用简单的控制处理。
(c)根据本实施例，点火控制限制在发动机通常不反向旋转的旋转速度区域中。因而，可以在不执行非控制处理的情况下可靠地执行所需的点火。
(d)在四行程循环发动机中，在曲轴旋转两圈的同时执行点火一次。另一方面，在多缸发动机中，气缸的点火正时彼此不同。换言之，在曲轴旋转两圈的同时执行多个点火。因而，曲轴的旋转力较大。在单缸四行程发动机中，仅仅由曲轴旋转两圈时的爆炸产生旋转力。因而，紧接在点火在低旋转速度区域中之前单缸四行程发动机的曲轴的旋转力小于多缸发动机的旋转力。换言之，单缸四循环发动机具有更高的发动机在低旋转速度区域中反向旋转的机会。结果，有效地将本发明应用到单缸四循环发动机中。
其他示例性实施例
(a)在前述实施例中，突起设置在外转子永磁发电机的转子中。发动机的旋转速度构造成通过检测突起而获得。然而，可以使用设置有多个突起的转子。在此情况下，通过检测多个突起中任一者的经过获得发动机的旋转速度，可以实现类似于本发明的有益效果，即，简化控制处理。
(b)在前述实施例中，自由运行计数器构造成检测发动机的旋转速度。然而，可以使用任何适合的部件作为用于检测发动机的旋转速度的部件。
(c)在前述实施例中，点火设定为在检测到转子的突起的旋转方向结束边缘时执行。然而，点火正时不限于此。例如，点火可以设定为在检测到突起的旋转方向结束边缘之后经过预定的时间段时执行。可选地，点火可以设定成在检测到突起的旋转方向结束边缘之后曲轴以预定的角度旋转时执行。

Claims (7)

1.一种发动机的点火控制装置，其用于控制所述发动机的点火，包括：
旋转速度检测装置，其用于检测所述发动机旋转中的给定时刻的所述发动机的旋转速度；
旋转速度降低检测装置，其用于基于所述旋转速度检测装置的检测检测从前次发动机旋转到当前发动机旋转的速度降低量，所述当前发动机旋转限定为执行点火的发动机旋转，所述前次发动机旋转限定为紧接在所述当前发动机旋转之前的发动机旋转；以及
点火阻止装置，其用于当由所述旋转速度降低检测装置检测到的速度降低量大于预定量时，阻止所述当前发动机旋转中的点火，
其中，所述发动机旋转是所述发动机旋转360度的旋转。
2.根据权利要求1所述的发动机的点火控制装置，其中，由所述点火阻止装置使用的所述预定量对应于在执行所述点火中当所述发动机反向旋转时预测到连续曲轴旋转角度等于或者大于600度的速度降低量。
3.根据权利要求2所述的发动机的点火控制装置，其中，所述旋转速度检测装置包括：
旋转构件，其构造成伴随所述发动机而旋转；
速度检测部件，其设置在所述旋转构件中，所述速度检测部件具有沿所述旋转构件的旋转方向预定的长度；以及
检测装置，其用于检测当所述速度检测部件经过所述检测装置时的时间段。
4.根据权利要求3所述的发动机的点火控制装置，其中，所述速度检测部件是设置在所述旋转构件的外周上的突起。
5.根据权利要求1所述的发动机的点火控制装置，还包括点火阻止限制装置，其用于当由所述旋转速度检测装置检测到的所述发动机的旋转速度等于或者大于预定旋转速度时限制所述点火阻止装置的控制。
6.一种内燃机，其包括：
单缸四行程汽油发动机，包括点火塞；
点火线圈，其连接到所述点火塞；以及
点火控制装置，其连接到所述点火线圈，所述点火控制装置构造成控制所述点火塞的点火，所述点火控制装置包括：
旋转速度检测装置，其用于检测在所述发动机旋转中的给定时刻的所述发动机的旋转速度；
旋转速度降低检测装置，其用于基于所述旋转速度检测装置的检测来检测从前次发动机旋转到当前发动机旋转的速度降低量，所述当前发动机旋转限定为执行点火的发动机旋转，所述前次发动机旋转限定为紧接在所述当前发动机旋转之前的发动机旋转；以及
点火阻止装置，其用于当由所述旋转速度降低检测装置检测到的速度降低量大于预定量时，阻止所述当前发动机旋转中的点火，
其中，所述发动机旋转是所述发动机旋转360度的旋转。
7.一种摩托车，其包括：
车身框架；
驱动单元，包括：
单缸四行程汽油发动机，其由所述车身框架支撑；以及
点火控制装置，其构造成控制所述发动机的点火，所述点火控制装置包括：
旋转速度检测装置，其用于检测在所述发动机旋转中的给定时刻的所述发动机的旋转速度；
旋转速度降低检测装置，其用于基于所述旋转速度检测装置的检测来检测从前次发动机旋转到当前发动机旋转的速度降低量，所述当前发动机旋转限定为执行点火的发动机旋转，所述前次发动机旋转限定为紧接在所述当前发动机旋转之前的发动机旋转；以及
点火阻止装置，其用于当由所述旋转速度降低检测装置检测到的速度降低量大于预定量时，阻止所述当前发动机旋转中的点火，
座椅，其设置在所述驱动单元的上方；
一对前后轮，其由所述车身框架支撑；以及
驱动力传递单元，其构造成将所述驱动单元的驱动力传递到所述前轮或者所述后轮，
其中，所述发动机旋转是所述发动机旋转360度的旋转。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014077405A (ja) * 2012-10-11 2014-05-01 Yamaha Motor Co Ltd エンジンシステムおよび鞍乗り型車両
TWI624586B (zh) * 2014-09-30 2018-05-21 光陽工業股份有限公司 雙缸引擎進氣偵測裝置及偵測方法
FR3098251B1 (fr) 2019-07-01 2023-05-12 Continental Automotive Procédé de contrôle moteur pour la protection d’un moteur à combustion interne lors de la rotation en sens inverse
CN111287875B (zh) * 2020-02-25 2021-08-03 江门市大长江集团有限公司 发动机反转点火抑制方法及装置、计算机设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1349046A (zh) * 2000-08-28 2002-05-15 本田技研工业株式会社 车辆用发动机起动装置
CN1367315A (zh) * 2001-01-25 2002-09-04 本田技研工业株式会社 车辆用发动机的起动装置
CN1519470A (zh) * 2002-11-26 2004-08-11 ������������ʽ���� 用于发动机的防反冲电路
KR20040110727A (ko) * 2003-06-20 2004-12-31 현대자동차주식회사 엔진 역회전에 따른 역화현상 방지방법
JP2007092581A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Honda Motor Co Ltd エンジン始動装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4014580B2 (ja) * 2004-04-02 2007-11-28 株式会社ケーヒン 内燃エンジンの点火時期制御装置
JP2006274998A (ja) 2005-03-30 2006-10-12 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関およびそれを備えた車両

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1349046A (zh) * 2000-08-28 2002-05-15 本田技研工业株式会社 车辆用发动机起动装置
CN1367315A (zh) * 2001-01-25 2002-09-04 本田技研工业株式会社 车辆用发动机的起动装置
CN1519470A (zh) * 2002-11-26 2004-08-11 ������������ʽ���� 用于发动机的防反冲电路
KR20040110727A (ko) * 2003-06-20 2004-12-31 현대자동차주식회사 엔진 역회전에 따른 역화현상 방지방법
JP2007092581A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Honda Motor Co Ltd エンジン始動装置

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