CN108223235A - 用于具有集成通信设备的内燃机的点火模块 - Google Patents

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Abstract

一种用于发动机的点火系统的电子设备，其能够合并用于通过变压器作用将电压放大的电路、同时也包括用于感测操作参数的电路、来自感测的数据或操作参数的派生值的计算的电路、用于存储数据和派生值的电路、用于控制发动机系统的电路，和用于数据和派生值的无线通信的电路。

Description

用于具有集成通信设备的内燃机的点火模块
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年12月12日提交的美国临时申请号62/432，926 的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
本发明大体涉及用于内燃机的点火系统，更具体地说，涉及具有集 成处理器和无线通信电路的点火模块，其用于数据采集并将其传输到成 对的电子设备。
发动机系统可以包含大量设备、传感器，和用于控制发动机的操作 和跟踪特性的电路。通常很难找到用于所有需要的部件的空间，其中只 要存在可用空间，所述部件就能够以某种随机方式在发动机系统的各个 部分分布。此外，这样的随意配置不可避免地将灵敏的电路或设备暴露 在发动机的恶劣环境操作条件下，例如热和振动，从而对可靠性产生不 利影响。
因此需要一种改进的发动机系统。
发明内容
根据本发明的用于内燃发动机的点火模块的实施例缓解了在为发动 机或机器(因为经常是有限的空间)内的所有期望的传感器和电路寻找封 装空间中存在的困难，并且降低了连接各种传感器和电路的成本和安装 时间。所述模块也缓解了链接各种传感器和电路所需的导电路径和电连 接器的可靠性所引起的困难。用于火花点燃的内燃汽油发动机的点火模 块可以包含用于电磁感应电压放大的电路，并具有感测操作参数、对感 测的数据执行基本计算以形成派生值、数据和派生值的临时存储、发动 机系统的控制以及通过无线通信协议向其他电子设备传送数据和派生值 的附加功能性。
根据一个方面，用于内燃发动机的集成点火模块包括：外壳，构成 为附接到底盘；点火电路，设置在外壳内；可编程控制器，设置在外壳 内；以及无线收发器，设置在外壳内，所述收发器可操作和可通信地联 接至控制器，以在所述控制器与外部电子设备之间无线地交换数据。
根据另一个方面，发动机控制系统包括：内燃发动机；点火模块外 壳，其附接至所述发动机的发动机块；可编程控制器，其设置在点火模 块外壳中，所述控制器构成为接收通过多个可通信地联接至所述控制器 的传感器在所述发动机的操作期间测量的实时发动机操作数据；以及无 线收发器，其设置在点火模块外壳中，并且可操作地联接至所述控制器， 所述控制器构成为将所述发动机操作数据无线地传输至外部电子设备。
根据另一个方面，针对内燃发动机的具有集成遥测系统的点火系统 的装配方法，所述方法包括：提供点火模块外壳；将点火电路安装至所 述外壳，点火电路包括点火线圈、充电线圈，和可操作为存储电能的能 量储存设备；将可编程控制器安装至所述外壳，所述控制器构成为接收 通过多个可通信地联接至所述控制器的传感器在所述发动机的操作期间 测量的实时发动机操作数据；将无线收发器安装至外壳并且可操作地联 接至所述控制器，所述控制器构成为将所述发动机操作数据无线地传输 至外部电子设备；以及将外壳安装至所述发动机。
附图说明
本发明的一些实施例是参照附图公开的，仅供说明之用。本发明的 应用不限于附图所阐释的构造细节或部件布置。相反，本发明能够具有 其他实施方式和/或以其他多种方式实现或实施。附图示出了目前用于实 施本发明的最佳模式。使用相似的附图标记表示相似的部件。在附图中：
图1是根据本发明的至少一些实施例的具有示例控制器的发动机的 示意图；
图2是根据本发明的至少一些实施例的包含示例点火模块的风冷内 燃机的示意图；
图3是根据本发明的至少一些实施例的图1的点火模块的示意图，其 包含集成无线收发器；
图4是根据本发明的示例点火模块外壳的至少一些实施例的集成点 火和无线收发器的非限制性结构配置的立体图；
图5是根据本发明的至少一些实施例的从外壳移除的示例集成点火 和无线收发器的内部组件的立体图；以及
图6是示出点火模块与可相互操作连接的远程电子设备之间的数据 通信和处理流程的示意图。
所有附图都是示意图，不需要按规定比例。
具体实施方式
本发明的特征和优点参照示例(“示范”)实施例描述和说明。该示 例性实施例的描述意在与附图一起阅读，这些附图将被视为整个书面说 明的一部分。因此，本发明明确地不应局限于这样的实施例，其说明可 能存在的可能的非限制性组合的特征，这些特征可能单独存在或在其他 特征组合中存在；声明的发明的范围由所附权利要求定义。
在本文中公开的实施例的描述中，任何提及方向或定位的说明仅仅 是为了便于描述，并非以任何方式限制本发明的范围。相关术语例如“较 低”、“较高”、“水平”、“垂直”、“以上”、“以下”、“上升”、“下降”、“顶 部”和“底部”以及其派生词(例如，“水平地”、“向下”、“向上”等等)应被解 释为指当时所描述或所讨论的图中所示的方向。这些相关术语仅为便于 描述，不要求设备在特定的方向组建或操作。术语例如“附接”、“联接”、 “附着”、“连接”、“互连”等等是指一种关系，其中的结构是直接或间接通 过中间结构，以及均为可移动或刚性附接或关系而互相固定或连接，除 非另有说明。术语“声音”和“噪音”在此可以互换使用，除非特别注明是相 反的。
点火系统对于操作火花点火式内燃机(例如火花点火式汽油发动机) 可能是必须的。导入这样的火花点火式发动机的空气和燃料混合物可以 被压缩然后通过点火源进入燃烧状态。例如，发动机内的点火源可以是 定位有伸入腔室的尖端的火花塞。在这些示例中，火花塞可以在尖端形 成电弧，以点燃腔室内的压缩空气和燃料混合物。在这些条件下，火花 塞需要几千伏来产生电弧。
点火定时系统，例如点火线圈，可以作为火花塞产生电弧的电压源。 小型工业或日用发动机可以配置有磁动力的固定点火定时系统(即，由外 部磁体提供系统动力)。具有这种设计，移动磁铁通过固定点火定时系统 的铁层叠铁心，并且当磁力线被切割时，为点火系统产生能量。所产生 的能量可以以至少两种不同的方式被捕获：1)在用于对在电容放电点火 (CDI)模块中的高压电容器充电的充电线圈中，或2)通过对感应模块的初 级线圈提供电流。一旦储能设备(电容器或线圈)完全通电，系统将被 触发以释放能量。在许多系统中，通过变压器动作，能量可以按法拉第 定律从低压(数百伏)转变为高压(数千伏)，其能够提供足够高的电压 来点燃火花塞。
点火线圈的初级和次级绕组可以插入容器例如金属罐或塑料外壳， 其可以防止环境污染。精密的初级和次级绕组和导电路径可以因此被保 护以防止腐蚀破坏导电路径，或可以防止污染桥接导电路径。容器(例如 金属罐或塑料外壳)包含线圈组件，可以通过在真空灌封操作下使用树脂 或环氧树脂密封而完全封装电线。此过程可以在导电路径中提供高压的 电气绝缘、机械支持，用于防止可以使导电路径疲劳和被破坏的振动， 以及建立防止既可以破坏又可以使导电路径短路的化学腐蚀或污染的屏 障保护。
点火模块(例如点火模块3000)可以作为点火线圈系统的替代。点火 模块可以包含具有包含在容器内的附加电路的设备，该电路可能与线圈 连接以控制充电和放电功能，从而控制燃烧点火。
配合的电路能够获得附加功能，例如发动机操作参数的测量、点火 系统的控制、以及发动机的空气和燃料输送系统的控制，所有基于观察 到的值来达到最佳的发动机特性。
点火模块也可以包含和使设计为用于发动机的遥测系统的电路成为 可能。遥测系统可以广播一个信号，或多个信号，其包含在发动机或机 器操作过程中波动的参数数据。包含该数据的广播信号可以通过各种无 线通信协议(例如但不限于：LTE、Wi-Fi、蓝牙、60-GHz、Z-wave和Zigbee) 发送，并可在准备接收它们的计算机或移动电话等设备上接收。接收信 号的设备可以包含向接收设备的用户显示数据或信号的程序或应用。
这些类型的遥测系统可以允许用户记录、显示和跟踪发动机的操作 参数。遥测技术也可以用于安全点火锁、查看发动机和应用I.D的能力、 远程启动能力、基于温度或发动机速度的变化而改变点火曲线(特性) 的能力，并且从制造商发送/下载校准升级。在一个实施中，当靠近手机(通 过蓝牙)或钥匙扣标签(通过蓝牙或NFC)超过一定范围，安全点火锁可以 提供使点火无效的能力。该特征可以通过车队管理者使用以将未经授权 的设备使用或通过客户市场限制为童锁。该特征也可以系于在存储器中 的邻近的传感器以在一单位太靠近墙或其他设备时关闭发动机。作为一 个例子，安全锁可以通过设置标志来创建妨碍正常模块操作的日常程序 来实现。发动机ID可以在生产中闪现。应用ID将要求客户访问内存以 放置特定于其模式的标识符。
在一个实施例中的发动机/应用ID可以提供在装配线的末端在发动 机ID和应用ID中编程的能力，作为跟踪服务记录的一种方式。因此， 当用户故障代码或诊断报告向用户或制造商提交时，准确知道其来自什 么发动机和应用。它还可以帮助客户购买正确的服务和维修包。
在一个实施例中的点火曲线控制可以提供，发动机特性可以通过改 变点火定时而改变。发动机制造商可以提供使用移动app(例如，应用软 件)在几个模式之间选择的能力，模式例如但不限于：特性模式：优化峰 值特性的定时；经济模式：优化峰值燃烧和节省燃料但降低功率的定时； 或静音模式：锁定单元在接近于峰值扭矩的较低速度以降低噪音，其可 以通过商业市场使用用于在“安静时段”割草；加热模式：优化在冷启动 时协助发动机预热的定时，其减少排放和不需要的转速波动；或跛行家 庭模式：在关键系统/传感器失效的情况下可以用来降低点火，其允许用 户在最低功耗模式操作装置而不使发动机超载。
通过理解正在生成的数据，以及理解数据随着时间的推移的趋势， 用户可以采取行动来帮助延长发动机、机器或车辆的使用寿命。这些行 动可以包含调整发动机控制来补偿运行情况，改变发动机的使用来补偿 运行情况，或当它们预期或需要时执行各种发动机系统的服务。其他行 动可以包含增加发动机速度、降低发动机速度、停止操作、延迟操作、更换油、更换油过滤器、更换空气过滤器、更换火花塞、更换燃料等等。
通过传输数据和派生值，用户可以使用在成对接收电子设备上的计 算机程序，以帮助确定何时作出决定或采取行动，并帮助确定要纠正的 方向和在控制下的系统的优先级。这样的计算机程序也可以通过在无线 收发器600与电子设备610之间的双向通信自动作出代表发动机或机器 的用户的决定和更正，其中，用于动作的数据从电子设备被推向(下载) 至点火模块处理器11。
根据本发明的点火设备和相关系统的一些非限制性的实施例包含封 装点火模块3000，其被设计成容纳、封装、连接和合并以下：用于电磁 感应电压放大的电路、多个发动机操作参数的传感器、用于在基本计算 中操作数据以获得派生值的电路、用于临时存储数据和派生值的电路、 控制发动机的操作参数的电路，以及用于数据和派生值的无线广播的遥 测或通信电路。
使用在一个设备内的所有电子电路组(而不是例如分布在几个位置)， 容纳这些电路的金属或塑料容器的成本可以通过合并而减少。导电路径 和电连接器的成本也可以通过合并和消除来减少。封装树脂和环氧树脂 的成本是通过合并使用较少的树脂而减少，以及减少了需要填充多个腔 的时间和劳动力。此外，通过在一个外壳内的电路的合并，减少了环境 污染的风险，从而通过使用很少的部件和更少的材料而减少碳排放。在 一些实施例中，通过消除而减少了导电路径和/或电连接器的机械故障的 风险。
点火模块包含许多或所有上述和其他发动机电路，在一些实施例中， 可以更紧凑，允许在机器或车辆的可用空间内更容易地进行感测、计算、 和传输组件的封装。这样的点火模块可以允许发动机或机器的用户有机 会来实时记录、显示和跟踪操作参数的数据，以及有能力观察数据随时 间变化的趋势。点火模块被设计为包含一些或全部这些电路，以进一步 允许用于计算机程序或硬编码电路的途径来通知用户所需的动作或服 务，从而延长了发动机、机器或车辆的使用寿命。从电路到用户的通知 可以是照明、音频、或振动信号、布告、消息或对话框字段的形式。
点火模块能够通过提供操作参数和派生值，并通知用户采取行动或 改变使用而进一步减少在发动机中的油和汽油的消耗。点火模块允许计 算机程序或硬编码电路的途径以采取预先确定的自主行动来调整运行情 况的参数，或改变发动机的使用来帮助延长发动机、机器或车辆的使用 寿命。
已经传输到操作者的远程电子设备的发动机数据可以帮助操作者决 定购买服务部分的时间和数量。该发动机数据可以再进一步被传输至通 过各种互联网协议定位于站点之外的发动机制造商的远程远端设备。已 经传输至制造商的发动机数据和操作者信息可以帮助制造商来预测服务 部分量，从而减少不必要部分的购买，和/或减少来存储它们的仓库空间。 发动机数据与操作者的位置和/或发动机的服务使用历史相结合，可以帮 助发动机的制造商观察实际产品使用的趋势，并且作出关于发动机配置、 发动机参数和未来产品供应的决定。
图1是具有示例可编程控制器10的发动机的部件的示意图，该部件 可以包含处理器11和存储设备12。图2是包含示例点火模块3000的风 冷式内燃发动机100的示意图。图3是包含集成无线收发器600的图1 的点火模块3000的示意图。图4是使点火电路和无线收发器600一体化 的点火模块外壳3010的无限制结构配置的立体图。图5是从外壳3010 移除的使点火电路和无线收发器600一体化的示例点火模块3000的内部 组件的立体图。图6是显示在可操作的相互通信中的点火模块与远程电 子设备之间的数据通信和处理流程的示意图。
参考图1至图5，发动机100可以包含，或可能与点火模块3000连 接。例如，发动机100的控制器10可以包含在点火模块3000中，或与 点火模块3000连接。
点火模块3000可以包含集成无线通信设备例如安装至此的无线收发 器600。点火模块3000可以部分或整体封装在例如金属罐或塑料外壳的 容器或外壳3010内，其中点火模块3000可以被保护不受环境影响。外 壳3010(金属罐或塑料外壳，例如)包含点火模块3000，可以使用树脂或 环氧树脂在真空灌封操作下密封以完全封装电线。外壳3010可以构成为 附接至与发动机或供发动机安装的设备相关联的底盘。在一个实施例中， 外壳3010可以构成为用于附接至发动机曲轴箱123(例如参考图2)或发动 机的其他部分。
收发器600可以包含电路，其构成为将收发器600操作为用于交换 信息或数据的发送器、接收器，或两者。收发器600可以通过双向数据 传输链接操作和通信链接至处理器11，并且可以操作以与处理器11交换 信息、数据、和/或控制信号。虽然收发器600在此描述为均能接收和发 送数据，但在一些实施例中，收发器600可以只是发送设备或接收设备。
点火模块3000和/或控制器10的处理器11可以构成为包含电路，例 如点火电路4000、温度传感器TSE(发动机温度)和TSA(空气温度)等， 和/或用于传感、收集、和/或操作参数和/或代表与发动机100相关联的操 作参数相关联的值的数据的存储的设备(包含非瞬态计算机可读存储介质 例如易失存储器、非易失存储器等)。电路和/或设备也能够或选择地感测 和/或收集代表或与在此所述的形成发动机操作系统的一部分的发动机 100的辅助设备/系统的操作参数相关联的操作参数和/或数据。所述电路 和/或设备可以收集这样的操作参数和/或数据，用于从感测的数据计算派 生值，用于存储数据和派生值，用于发动机系统控制，和/或用于在传输 范围内对用户的/操作者的外部电子设备601进行数据和派生值的无线通 信。所述电路和/或设备可以包含传感器，可操作用以检测和传输与温度(例如TSE和TSA)、压力、电气测量参数、废气特性或其他感兴趣方面 相关联的测量值。
电子设备601可以是或包含任何点火模块3000和点火外壳3010的 外部的电子设备，其配置为使用无线通信协议(例如“成对”设备)从无线收 发器600接收无线信号和/或将无线信号传输至无线收发器600。电子设 备601可以是远程的和/或便携式的。这里使用的关于“远程设备”的术语 “远程”意味着物理上不纳入点火模块3000或位于点火模块3000的外壳 3010内的设备，并不一定意味和包含靠近点火模块3000或在远端位置的 设备。在一些实施例中，电子设备601不是物理地与发动机100连接或 是由发动机100提供动力或与其结合的设备。在其他实施例中，电子设 备可以与发动机100连接或纳入发动机100的设备，例如在骑乘式草坪 割草机上的显示器。
无线收发器600可以形成无线遥测系统，其可以交换点火模块处理 器11与电子设备601之间的数据/信号。用来无线地传输该数据的广播信 号可以利用各种无线通信协议例如，但不限于：LTE、Wi-Fi、蓝牙、60-GHz、 Z-wave、Zigbee、无线电、红外线、超声波、GPS和NFC(近场通信)作 为一些例子。GPS(全球定位系统)能够用来跟踪发动机100(或发动机100并入的设备，例如割草机或扫雪机)，并且GPS数据可以用于识别天气条 件，其中系统可以响应于调整发动机启动程序。
NFC可以用于贴标签、接近时自动启动/停止、和安全锁。红外线可 用于远程启动特征。在一个非限制性实施例中，无线收发器600可以通 过蓝牙通信与远程电子设备601通信。可以有其他变化。
电子设备601可以构成为通过保存在设备601上的软件或计算机程 序指令来识别何时做出决定或采取动作，确定更正哪个方向，并且确定 或控制能够通过设备601控制的系统的优先级。在便携式电子设备601 上运行的计算机程序或软件也能够作出在发动机自主操作中的控制决策 和修正，并通过无线收发器600将控制信号传输至点火模块处理器11以 改变发动机的操作。这样的控制信号能够用于例如优化发动机特性、效 率、和/或更正操作问题。电子设备601还可以被编程来分析从无线通信 设备600接收的用于诊断目的的发动机100的操作特征和参数。这可以 通过在存储器中设置状态标志来实现，当更改时将实施特定软件程序或 允许实施不同的定时曲线。另外，关键参数可以被确定，当数量是给定 范围之外，其激活不同子程序，它对发动机定时进行定向修改，使参数 回到可接受的范围内。
在一些实施例中，硬件数据链路连接例如AUX、USB、CAN(或任何 串行通信)、和/或LAN可以用来将用户的电子设备601可通信地连接至 点火模块3000的处理器11。
在一些实施例中，点火模块处理器11能够可通信地链接到不与点火 模块3000直接物理地集成的设备的发动机相关特性和操作数据的其他外 部传感器或源602(例如参照图3)。这允许处理器11起到中央处理中心的 作用，用于收集和处理从发动机100、发动机100的部件、和/或(包含 点火模块外侧的那些)发动机的辅助系统得到的所有数据，然后将该数 据通过收发器600无线传输至外部设备601。可以被监控和收集的发动机 相关特性数据的示例包含但不限于与空气、燃料或燃烧系统有关的温度、 压力、燃料消耗、气门正时、电压、安培数、空气/燃料比等。例如，还 可以是可以被测量的油的很多方面，例如压力、温度、粘度、质量、污 染水平等方面。类似的方面可以针对空气和燃料测量。其他示例包含以rpm表示的发动机速度、以小时表示的发动机寿命、阻风位置、发动机负 载、功率和转矩至终。适当的传感器或设备可以因此包含于测量上述或 其他感兴趣的发动机操作参数。其他重要参数例如一些不成功的启动尝 试或发动机熄火可以被用作次要问题(火花塞坏了)可能发生的指标。
任何合适的基于处理器的电子设备601可以用于通过无线收发器 600与点火模块处理器11通信，包含但不限制于例如便携式计算机(例 如平板电脑)、平板设备、手机、智能手机或手表、PDA或其他设备。或 者，在一些实施例中，桌面型计算机可以是电子设备601。
无线收发器600可以包含适当的RFI屏蔽以防止或减少来自在点火 模块3000或发动机100内的电磁源的干扰。在一些实施例中，收发器600 可能与电磁辐射源异相定向。无线收发器600代替其他远程安装选项而 与点火模块3000直接整合能保护发动机数据保护的完整和质量，从而通 过提供可以采取行动以延长发动机的寿命并优化其特性的更可靠的数据 而有助于用户。
在一些实施例中，点火模块处理器11可以构成为通过程序指令来收 集和分析发动机操作/特性相关的数据并且执行基本分析以产生派生的发 动机数据。外部电子设备601可以构成为通过程序指令执行对通过无线 收发器600从处理器11接收的数据更深入的分析，需要该数据来作出发 动机操作/特性决定，其用于改变发动机100的操作或启动维修/服务程序。
通过点火模块处理器11收集的已经传输至电子设备601或本地现场 操作者或用户的发动机数据可以进一步通过各种网络协议被传输至位于 场外的发动机制造商的第二远程末端电子设备604。图6是显示通信和数 据处理流程的示意图。制造商设备的处理器可以对接收到的数据执行额 外的分析步骤，如在图6中所示。可以执行附加的操作处理步骤。如上 所述，已经被传输至制造商的发动机数据和操作者信息可以帮助制造商 预测服务部分量，从而减少购买来存储它们的不必要的部分，和/或仓库 空间。发动机数据与操作者的位置和/或发动机的服务使用历史相结合， 可以帮助发动机的制造商观察实际产品使用中的趋势，并决定关于发动 机配置、发动机参数，以及未来的产品供应。
发动机100可以包含汽化器110和发动机块120。燃料供应器130可 以可操作地联结至内燃发动机100(例如联结至汽化器110)。
参考图1至图5，根据本发明的一个非限制性实施例，点火模块3000 可以合并和包含发动机控制机构的至少一部分例如但不限制于电子自动 阻风系统1000，其可操作地联结至内燃发动机100(例如火花点燃的汽油 发动机)。在一些实施例中，包含电子自动阻风系统1000，该系统1000 可以包含各种组件，例如与汽化器110相关联的可调节阻风门111，和各 种可以控制阻风门111的操作和/或移动的部件。以下进一步讨论，该系 统和点火模块3000的一些实施例可以包含无线收发器600并且不包含任 何电子自动阻风系统1000。
点火模块3000能够可操作地联接至电源供应器140，例如电池、交 流发电机或其他能量储存设备。内燃发动机100可以包含并且通过许多 其他子系统和元件/部件补充。
正如前面所说，控制器10和/或点火模块3000能够包含处理器11和 存储设备12。虽然处理器11和存储设备12以单独组件为例，但在一些 实施例中，存储设备12能够与处理器11集成。此外，虽然只以一个处 理器11和一个存储设备12为例，但控制器10可以包含多个处理器11 和/或更多存储设备12。可以使用任何合适的存储设备，包含非易失存储 器和易失存储器。
处理器11可以是任何计算机中央处理器单元(CPU)、微处理器、微 控制器、运算设备，或构成为执行一些或全部在此描述的处理过程的电 路，包含但不限制于：(1)阻风门相关的数据表的检索和执行：(2)在确定 用于关系数据表的变量时对通过第一和第二温度传感器30、40产生的温 度信号的接收、解释和使用；(3)在确定是否已经达到发动机用曲柄转动 的速度和/或发动机启动速度，以及确定是否应当使用低速度或高速度协 议时对通过发动机速度传感器60产生的发动机速度信号的接收、解释和 使用；(4)操作执行机构20移动阻风门111至所需的位置和处以所需的速 率的控制信号的产生和通信；(5)数据的产生以及通过无线收发器600向 远程电子设备601传输数据；和/或(6)基于数据的控制以及基于从远程电 子设备601通过无线收发器600接收的控制信号的接收、解释和使用。 许多其他功能和过程能够通过处理器11执行。处理器11还能够包含传 感器数据，处理它，并发送至无线收发器600。此外，处理器11能够构 成为从无线收发模块接收请求，该请求用于点火定时机改变、发动机/应 用ID、安全关机和特性改变，并且基于这些要求修改阻风门和点火时机 特性。在一些实施方案中，基于电路布局，处理器11也可以是至无线模 块的电源。处理器还能够控制数据传输/接收的时间，并控制发送和接收 什么数据。
存储设备12能够包含但不限制于任何合适的易失或非易失存储器， 包含随机存取存储器(RAM)及其各种类型、只读存储器(ROM)及其各种 类型、USB闪速存储器，和磁性或光学数据存储设备(例如内部/外部硬盘、 软盘、磁带CD-ROM、DVD-ROM、光盘、ZIPTM驱动器、蓝光磁盘等)， 能够通过可操作地与其连接的处理器11写入和/或读取。存储设备12能 够存储相关数据表(以下更详细地描述)或其他算法和/或运算，其他算法 和/或运算可以被用来(通过处理器11)传输或接收数据、确定阻风门111 的所需位置和/或阻风门111移动的速率、以及控制发动机100或发动机 子系统的其他各种功能。通过每个第一和第二温度传感器30、40测量的 温度，连同通过发动机速度传感器60测量的发动机速度，能够用作针对通过处理器11收集的数据的输入变量，和/或来建立在阻风门打开事件期 间的阻风门111的最佳定位和/或阻风门111在所述最佳定位之间移动的 速率。点火模块控制器10的处理器11能够反过来发送控制信号至与阻 风门111相关联的执行机构20以控制相对于燃烧室121的环境燃烧空气 流的阀的位置。然而，应当理解的是该可用的点火模块3000和相关联的 软件也可以控制许多其他执行机构，以控制发动机操作的其他方面。
虽然将使用相关数据表在此描述阻风门111的最佳定位和阻风门111 在所述最佳定位之间移动的最佳速率的确定，但本发明在各方面都不受 其限制。例如，阻风门定位和移动速率计算可以采取多种形式，包含但 不限制于一个或多个算法、一个或多个相关数据表或其组合。
控制器10能够可操作地联接至执行机构20。执行机构20反过来， 能够可操作地联接至阻风门111。控制器10能够通过产生和传输控制信 号而以需要的方式操作执行机构20。例如，控制器10能够基于本文讨论 的方法进行的测定产生控制信号(例如四个脉冲集)。响应于由执行在此讨 论的方法所产生的控制信号，执行机构20能够被适当地激活，从而调节 /移动阻风门111到所需的位置，该位置已经被控制器10确定。响应于这 些控制信号，执行机构20能够被适当地激活，从而调节阻风门111的位 置和阻风门111移动的速率。
阻风门111可以在完全关闭位置、完全打开位置、和在完全关闭与 完全打开位置之间的任何增加的和/或连续位置设置之间调节。一个这样 的位置是起始位置，其可以被确定为用于实现从发动机关闭状态的发动 机的启动的最佳定位。执行机构20能够通过机械联动装置65可操作地 联接至阻风门111。机械联动装置可以采取阻风门111与执行机构20之 间的任何机械连接的形式，使得当执行机构20操作/移动时，存在与阻风 门111(可以是汽化器110的阻流板)相关和确定的移动。机械联动装置 可以包括具有球窝铰接的连杆、阻流板之间的连杆、和通过U形夹的执 行机构轴的端部联接。但是，也可以设想非机械联动装置，例如电磁和/ 或热联接。当利用了机械联动装置65，可以理解的是，机械联动装置65可以采用各种各样的连杆部件及其配置，其中任何一个都不应被认为是 对本发明的限制。
阻风门111在确定的结构配置中可能是蝶阀，如在化油器领域中常 见的那样。在这样的配置中，阻流板的位置可以通过执行机构20围绕阻 风轴(可以大致垂直于空气流的方向)旋转或枢转阻流板来控制而使得阻 流板在汽化器110的空气通路内呈现不同的角度位置。在每个不同的角 度位置，阻流板可以阻挡汽化器110的空气通路的不同比例的横截面积。 作为结果，环境空气流112的流动特性借此被改变。由于燃料通过燃料 供给线131被引入该环境空气流112，所以在汽化器110中产生的燃料混 合的空燃比(最终通过燃料混合线115供应至燃烧室121)随着阻流板位置 变化。
虽然阻风门111可以是包括可枢转调节的阻流板的蝶阀，但阻风门 111不限制于阻流板结构。阻风门111可以是任何类型的设备，其可以被 操纵为各种位置(即设置)，其最终改变提供给燃烧室121的燃料混合的 空燃比。例如但不限制于，阻风门111可以采取如下形式：闸阀、截止 阀、夹管阀、隔膜阀、针型阀、旋塞阀、球阀、控制阀或其组合。
在一个方面，执行机构20可以包含步进发动机。步进发动机能够将 阻风门111从全闭位置调节到全开位置所需的旋转分为许多增量，使得 能够实现阻风门111的微调。步进发动机的位置可以通过控制器10命令 来移动并保持在这些增量的任何一个。在特定的配置中，直接安装在在 电路板4055上的点火模块外壳3000内部的继电器控制设备或电路160(参考例如图5)可以是作为电子自动阻风系统1000的一部分所包含的 发动机驱动器电路160的形式(参照例如图3和5)。发动机驱动器电路160 能够在控制器10与执行机构20之间可操作地联接。在这样的情况下， 执行机构20是双极步进发动机，发动机驱动器电路160能够用于控制或 驱动在双极步进发动机的一个绕组中的电流并且包括兼容的逻辑输入、电流传感器、具有内置保护二极管的单稳态和输出级。在某些其他配置 中，发动机驱动器电路能够被省略或组建入步进发动机自身。发动机驱 动器电路160也能够包括确定驱动速率的单独的内部定时器。如果设计 需要这样的专门控制，也能够包含用于微型步进或半步进执行机构20的 额外的控制。
在一些实施例中，执行机构20可以是步进发动机，其中发动机移动 分为四等分发动机步骤。单极步进发动机的四个完全步骤也可以看作是 一个完整的发动机的操作。在所有方向上的发动机移动都可以被称为旋 转。在一个这样的示例中，步进发动机被利用，其中能够进行55次旋转 以将阻风门111从完全关闭位置移动到完全打开位置。
执行机构20可以是任何设备或组件，其可以将通过控制器10产生 的控制信号转换为阻风门111的物理操纵以调节其设置。例如，在一些 配置中，执行机构20可以采取如下形式：电动执行机构、电磁执行机构、 压电执行机构、气动执行机构、液压活塞、继电器、梳状驱动器、热测 试、数字微镜设备和电活性聚合物。这样的电动执行机构可以包含螺线管。
应当理解的是，尽管执行机构20(通过安装在点火模块外壳3010内 的继电器控制电路例如发动机驱动电路160控制)被描述为控制阻风门 111，其代表可枢转类型的以蝶阀的形式的发动机控制机构，但本发明不 限制于这样的自动阻风系统1000的发动机控制机构。在其他实施例中， 例如，继电器控制电路能够构成为控制其它类型的发动机控制机构，例 如但不限制于滑动式控制机构、曲轴或齿轮机构或其他。因此，继电器 控制电路和执行机构20不限制于任何特殊类型的发动机控制机构，其可 以通过安装在点火模块3000内的控制器10控制。另外，继电器控制电 路和执行机构60能够被用于控制电子或气动发动机控制机构。
应当理解的是，点火模块控制器10能够用来控制除了与自动阻风系 统相关联以外的与发动机相关联的其他设备和系统。因此，能够提供安 装在电路板4055上的附加的继电器控制电路或驱动器以及执行机构，它 们能够通过控制器10进行控制(参考例如图3)。
第一温度传感器30能够定位为测量代表内燃发动机100的温度的第 一温度。例如，第一温度传感器30能够安装至发动机块120来测量发动 机块120本身的温度作为第一温度。如在此使用的，术语“发动机块” 可以包含发动机曲轴箱123、汽缸块124、和汽缸盖125(参考图2)。或者， 第一温度传感器30能够安装到与发动机块120充分相邻(或热配合)的 另一结构，使得可以得到其可靠的温度测量。在其他系统中，第一温度 传感器30能够安装至或邻近发动机100的另一组件，并且能够测量该部 件或邻近该部件的温度。
在一些实施例中，第一温度传感器30能够在邻近内燃发动机100的 飞轮126的位置(参考图2)安装至发动机曲轴箱123本身。在其他配置中， 第一温度传感器30能够安装在发动机块120上的交替位置上或者能够安 装为邻近发动机块120并与其接触。在其他配置中，第一温度传感器30 能够和与发动机块120热配合的部件接触，该部件可以以可确定的方式 提供对应于发动机块120的温度的热读数。在一些实施例中，第一温度 传感器30能够安装至点火模块3000的叠片堆4070，后者又安装在发动 机曲轴箱123上并且因此与其热配合。
如上所述，第一温度传感器30能够测量发动机温度并输出代表发动 机温度的第一温度信号。该第一温度信号能够通过电连接/通信通路51 被传输至控制器10，其被控制器利用来确定阻风门111的开启位置和/或 阻风门111要打开的速率，如以下更为详细的讨论)。第一温度传感器30 可以重复或连续测量第一温度，使得控制器10被自动提供代表发动机温 度的第一温度信号。或者，第一温度传感器30能够在预定的时间周期、 预定的发动机事件、和/或预定的发动机条件下定期测量发动机温度，使 得控制器10被提供代表只在特定需要的时间、发动机事件、发动机条件 或提示的发动机温度的第一温度信号。
第一温度传感器30可以是电子温度传感器。例如，第一温度传感器 30可以包含一个或多个热敏电阻。在其他配置中，第一温度传感器30 可以包含一个或多个热电偶、电阻温度计、硅带隙温度传感器、恒温器、 RTD’s和/或状态变化温度传感器。
第二温度传感器40可以定位成测量可以代表环境空气150的温度的 第二温度。例如，在环境空气150中的第二温度传感器40可以定位以测 量最终被吸入汽化器110的温度，在汽化器110中其被用于产生混合燃 料，其通过燃料混合线115输送至燃烧室121。然而，第二温度传感器 40可以位于暴露于未被吸入汽化器的环境空气150的其他位置。例如， 第二温度传感器40可置于在气冷式发动机配置(参考图6)中的鼓风机进 气口附近或任何受环境空气150影响的位置。在其他系统中，第二温度 传感器40可以被定位以测量其它温度，例如单独的发动机部件的温度或 空气(例如进气、排气或冷却空气)温度。
第二温度传感器40可以测量环境空气温度并输出代表环境空气温度 的第二温度信号。该第二温度信号可以经由电连接/通信通路52传输至控 制器10，在此其能够被控制器10利用来确定阻风门111将被打开的速率。 在其他的配置中，第二温度信号也可以由控制器10利用来确定阻风门111 的起始位置(与第一温度信号结合)。
第二温度传感器40可以重复或连续地测量第二温度使得控制器10 自动地提供表示环境空气温度的第二温度信号。或者，第二温度传感器 40可以在预定的时间周期、预定的发动机事件和/或预定的发动机条件下 周期地测量第二温度，使得控制器10可以被提供代表仅在特定的期望时 间、发动机事件、发动机条件或提示的环境空气温度的第二温度信号。
第二温度传感器40可以是电子温度传感器。例如，第二温度传感器 40可以包含一个或多个热敏电阻。在其他配置中，第二温度传感器40 可以包含一个或多个热电偶、电阻温度计、和/或硅带隙温度传感器。在 本发明的某些配置中，如果环境空气温度在确定阻风门定位和/或阻风门 运动速率的优化方面没有起作用，则可以省略第二温度传感器40。
发动机100、点火模块3000和/或电子自动阻风系统1000可以另外 包含发动机速度传感器60。发动机速度传感器60可以构成为测量内燃发 动机的转速。如上所述，发动机速度传感器60能够通过电气通路55可 操作地联结至控制器10。发动机速度传感器60能够测量内燃发动机的发 动机速度并将该信息传达至控制器10，使得控制器可以利用所测量的发 动机速度来确定阻风门111的最佳定位和/或阻风门111打开的速率，如 以下更详细讨论。在一个配置中(参考图1)，发动机速度传感器60可以 包括充电线圈，其可被认为是旋转传感器，该旋转传感器响应于在飞轮 上的磁铁，由于形成在叠片堆中的磁路而产生电荷。在其他配置中，例 如当不使用永磁电机点火系统，可以提供旋转传感器，该旋转传感器是 不同于和/或除了充电线圈以外的部件，其可以通过机械、电的或磁检测 来潜在地通过适当地联结到曲轴或凸轮轴来检测发动机的旋转。
发动机速度传感器60可以重复或连续测量发动机速度使得控制器 10可以自动提供发动机速度测量。或者，发动机速度传感器60可以在预 定的时间周期、预定的发动机事件、和/或预定的发动机条件下周期地测 量发动机速度，使得控制器10仅在某些期望的时间、发动机事件、发动 机条件或提示时被提供发动机速度测量。
在一些实施例中，发动机100、点火模块3000和/或自动阻风系统 1000也能够包含附加传感器，使得其他变量和/或数据可以被收集，发送 至电子设备601，用于控制发动机100或各种发动机100的子系统，和/ 或在确定阻风门111的最佳定位和/或阻风门111打开的最佳速率时予以 考虑。例如，传感器可以构成为测量在汽化器中的空燃比(或氧气水平)、 发动机负载和/或废气特性，并在确定控制阻风门111打开的最佳方案时 予以考虑。这可以通过提供用于测量期望的参数和/或条件的传感器或其 他机构并将测量的参数和/或条件提供给控制器10来完成。如一个示例， 阻风门111的位置和打开的速率的确定可以以适当的方式修改，以包含 附加参数和/或条件作为确定阻风门111的控制方案的变量。
在一个这样的配置中，能够提供废气传感器50，其测量传输到控制 器10的废气特性。来自传感器50的测量值能够用于确定针对发动机100 的燃烧操作参数，其能够被存储和/或发送至电子设备601，用于分析和/ 或向用户报告。来自传感器50的测量值能够另外或选择性地被收集以在 确定阻风门111在发动机启动和/或关闭时的优化控制方案时予以考虑。 废气传感器50能够可操作地联接至燃烧室121的排气管122。废气传感 器50能够测量废气的需要的特性。废气传感器50可以例如是测量集中 传感器，例如氧浓度传感器，其测量废气流中的特定化合物或气体的浓 度。
废气传感器50能够产生代表所测量的废气特性的信号并将其通过电 连接/通信通路56传输至控制器10。为此，改进的相关数据表版本(或其 他计算或算法)能够存储在存储设备12中，其除了测量的发动机温度、环 境空气温度和/或发动机速度之外，还包括将测量的废气特性作为变量。 处理器11能够从存储设备12检索相关数据表的修改版本并且确定使用 相关数据表的修改版本的针对阻风门111的优化控制方案。在一些实施 例中，废气传感器50(或其他传感器，其配置为测量表示要在燃烧室中燃 烧或正在燃烧室中燃烧的空燃比的参数)能够可操作地联接至控制器10 以形成闭合的反馈回路，其中，在第二阻风门开启阶段COS2期间，响 应于这样的反馈传感器所进行的测量，动态地控制阻风门111的速率和/ 或位置，该反馈传感器可以基本实时地进行测量。
继续参考图1至图5，点火模块3000可以包含执行机构20、控制器 10(其包含处理器11和存储设备12)、第一温度传感器30、第二温度传感 器40、发动机驱动器电路160，和电连接/通信路径51-54。
点火模块3000还可以包含点火电路4000(不管点火模块3000是否包 含自动阻风系统1000)。点火电路4000可以包含一个或多个充电线圈 4010、调整电路4020、储能设备4030、开关4040、点火线圈4050和钢 叠片堆4070。充电线圈4010、调整电路4020、能量储存设备4030、开 关4040和点火线圈4050能够以可操作的方式通过电连接/通信路径 56～60与控制器10互相配合。钢叠片堆4070能够可操作地相对于充电线 圈4010定位。
在一些实施例中，充电线圈4010可以在概念上被认为是发动机速度 传感器，其响应于飞轮126的磁铁127，能够因在钢叠片堆4070中形成 的磁路而产生电荷。具体而言，充电线圈4010能够围绕钢叠片堆4070 的中柱(不可见)，并且当飞轮126上的磁铁127经过钢叠片堆4070时 切割在钢叠片4070中的磁通量，磁路形成在该中柱内，继而在充电线圈4010中产生电荷。该引起的电荷不仅可以向能量储存设备4030(其可能 是高压电容器)提供脉冲充电，还可以通过控制器10(在通过调整电路 4020调整后)接收/检测。基于通过充电线圈4010产生的电脉冲的定时， 控制器10能够确定发动机的转速。充电线圈的电脉冲可调整以提供处理 器11可接受的信号，如图所示。在其他配置中，例如当点火模块不是永 磁电机点火系统时，能够提供旋转传感器，其是不同于和/或除了充电线 圈4010之外的部件，可以通过机械、电的或磁检测检测发动机的旋转， 可能通过适当联接至曲轴或凸轮轴。
电连接/通信路径56～60可以包括但不限制于电线、光纤、通信电缆、 无线通信路径，以及它们的组合。电连接/通信路径56～60的准确的结构 性质和配置不是对本发明的限制，只要每个电连接/通信路径56～60可以 促进联接的元件/部件之间的期望操作、通信、供电和/或控制，如下面更 详细描述的那样。
点火模块3000可以包含外壳3010，其可包含和/或封装点火电路4000 和电子自动阻风控制系统1000的一些或所有元件/部件。例如，点火模块 可以是永磁电机点火系统。
通过直接定位无线收发器6000、点火电路4000和在某些情况下电子 自动阻风系统1000的控制部分例如至少在相同点火模块外壳3010中的 发动机驱动器160，创建在单个步骤中可以安装至发动机块120(尤其是安 装至发动机曲轴箱123)的单个单元。在非限制性示例配置中，点火模块 3000可以通过将钢叠片堆4070通过螺栓或其他类型的紧固件安装至发 动机块120而安装至发动机块120。钢叠片堆4070相应地直接联接至外 壳3010，从而促进将具有钢叠片堆4070的整个集成点火模块3000安装 至发动机块210。如图4中所示，钢叠片堆4070可以包含安装孔4071， 其接收紧固件以帮助提供叠层和点火模块3000至发动机块210的紧固安 装。值得注意的是，钢叠片堆4070能够合并并直接安装至点火模块外壳 3010，并且可以完全暴露或部分地封装在外壳3010的灌注化合物4080 内部。如果被部分封装，至少部分的具有安装孔4071的钢叠片堆4070 能够保持暴露用于安装至发动机块。钢叠片堆4070能物理地邻接封装在 点火模块外壳3010的灌注化合物4080内部的充电线圈4010。
此外，要控制无线收发器600和/或自动阻风控制系统1000，控制器 10可以构成为控制点火电路4000，例如通过控制用于点燃火花塞4060 的时间。例如，控制器10能够在阻塞发动机时调节点火角度(延迟点火) 并且优化点火时间。外壳3010可以定义单个内腔或可以包含将内腔分成 多个腔室的内壁。另外，外壳3010可以是完全封闭的外壳或具有至少一 个开口侧的部分封闭的外壳。在示例的配置中，外壳3010包含灌注化合 物4080，灌注化合物4080密封其内部以及封闭在其中的部件以保护其不 受发动机操作环境的影响。
例如，控制器10和发动机驱动器电路160可以完全设置在外壳3010 的内腔中。第一温度传感器30(如果包含的话)能够部分地从外壳3010 内向外突出。更具体地说，第一温度传感器30能够从外壳3010突出并 且能够联接至钢叠片堆4070以便与之进行热耦合。在一些实施例中，第 一温度传感器30能够被嵌入钢叠片堆4070。作为被联接至(包含嵌入)钢叠片堆4070的结果，第一温度30测量钢叠片堆4070的温度，钢叠片堆 4070又由于与其热配合而以对应于发动机块120的方式被加热(和冷却)。 因此，第一温度传感器30测量发动机块温度。
第二温度传感器40(如果包含的话)也能够部分地从外壳3010内向 外突出，使得第二温度传感器40的至少一部分保持暴露于周围环境。这 能够允许环境空气150进入鼓风机外壳500以与第二温度传感器40接触。 作为结果，尽管作为点火模块3000的一部分，第二温度传感器40仍然 能够测量环境空气流150的温度。在点火模块3000的某些配置中，第二温度传感器40可能完全位于外壳3010的外部并且甚至可能被省略。
图3示出关于能够物理地安装至点火模块外壳3010和/或其内部的部 件以及那些能够近端地或远端地位于外壳外部的部件的布置。点火模块 外壳3010由实线表示。位于实线内的部件直接安装至外壳3010并在其 内部，该外壳3010通过灌注化合物4080完全封装，用于保护不受发动 机操作环境(例如收发器600、点火线圈4050、充电线圈4010、控制器10、发动机驱动器160等)影响。部件例如温度传感器30和40部分地封装在 灌注化合物4080和外壳3010中，使得传感器的一部分仍然暴露于测量 点火模块外壳外部的温度。部件例如钢叠片堆4070显示为直接安装至外 壳3010的外部，或在一些实施例中，能够类似于温度传感器30、40部 分地通过灌注化合物4080封装。其他部件例如具有阻风门111、执行机 构20和火花塞4060的汽化器110完全处于点火模块外壳3010的外部， 并且不直接附接至点火模块外壳3010。这些部件仍然可操作并可通信地 联接至点火模块控制器10或封装在点火模块外壳3010内的其他部件。 图4示出点火模块3000的点火模块外壳3010的一个实施例。
点火模块3000可以安装至邻近飞轮126的发动机块120。例如，点 火模块3000可以安装至邻近飞轮126的发动机曲轴箱123，例如，通过 如上所述的钢叠片堆4070。磁铁127可以设置在飞轮126上。在飞轮126 关于曲轴128的旋转期间，磁铁127可以经过点火模块钢叠片堆4070切 割磁通线并且在中柱产生磁场，从而使充电线圈4010产生对能量储存设 备4030进行充电的高压电源，其可以是高压电容器。开关4040以半导 体控制的整流器的形式，能够将在能量储存设备4030中存储的能量传输 至点火线圈4050的初级侧4051，从而产生为点火线圈4050的次级侧4052 充电的磁场。由于次级侧4052被充电，所以火花塞4060可以被点燃/发 出火星。
控制器10通过其自身对发动机的转速和旋转位置(通过例如发动机 曲轴和/或凸轮轴的位置)的监测，可以使火花塞4060的点火与发动机旋 转同步。调整电路4020可以执行一个或多个以下功能：(1)针对所有RPM 范围的开关4040的栅极电流的最优化；(2)过滤在传感器信号上发生的寄 生冲击；和/或(3)确保正确的导程角。虽然以点火电路4000为电容性放 电点火的例子，可以理解的是，根据本发明的各种类型的点火电路可以 被纳入点火模块3000，例如感应放电点火。另外，以磁点火系统为例， 点火模块3000可以包含其他类型的点火系统，例如电池和线圈操作点火、 机械定时点火和电子点火。
例如在图4至图5中，点火模块控制器10可以包含两个处理器11， 其安装在电路板4055上，连同发动机驱动器160、开关4040，能量储存 设备4030和切断终端4096。另外，也提供接地标签4090。接地标签4090 联接至钢叠片堆4070，该钢叠片堆4070通过其本身与发动机块120的联 接而用作接地。还提供电源线4098用于接收12V电源。引线4097从外 壳3010的灌注化合物4080突出，用于连接至发动机/DLA。类似地，高 压次级引线4095也从外壳3010突出，用于电联接至火花塞罩和终端。
如以上所述，内燃发动机100可以是气冷式发动机因此包括从汽缸 组124延伸的多个导热翅片129。此外，内燃发动机100位于鼓风机外壳 500内，该外壳500包含鼓风机501，鼓风机501吸入并推动环境空气流 150通过内燃发动机100，包括通过第二温度传感器40并进入汽化器110。
点火模块3000可能从任何以上参照的传感器收集数据，可以分析任 何上述收集的数据，和/或能够将这样的数据发送至远程电子设备601， 其本身可以分析所述数据。点火模块3000或电子设备601能够使用收集 的和/或分析的数据来确定发动机100相关的预防性的维修或故障。例如， 能够收集和分析与发动机100的操作时间相关的数据来确定发动机油何 时应当被更换。数据或发动机油变化信号能够通过点火模块3000传输至 电子设备601并显示给最终用户。其他示例也可能是可行的。
虽然前述描述和附图示出一些示例系统，可以理解的是，在不偏离 所附权利要求的精神和范围以及等同物的范围的情况下，可以在其中作 出补充、修改和替换。尤其是，本领域技术人员将清楚地知道，本发明 可在其他形式、结构、排列、比例、尺寸以及其他元素、材料和部件中 体现，而不背离其精神或本质特征。此外，在方法/过程中可存在许多变 化。本领域技术人员将进一步理解，本发明本身及其实施可以结合许多 结构、配置、比例、尺寸、材料和部件等等方面的修改，这些修改尤其 适合于特定的环境和操作要求，并不背离本发明的原则。因此，目前公 开的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范 围由所附权利要求书及其等同物限定，而不限于前述说明书或实施例。 相反，所附权利要求应被广泛地解释为包括本领域技术人员可以做出的 本发明的其他变体和实施方式，而不背离本发明及其等同物的范围。

Claims (20)

1.一种用于内燃发动机的集成点火模块，所述模块包括：
外壳，构成为附接到底盘；
点火电路，设置在所述外壳内；
可编程控制器，设置在所述外壳内；以及
无线收发器，设置在所述外壳内，所述收发器可操作且可通信地联接至所述控制器，以在所述控制器与外部电子设备之间无线地交换数据。
2.根据权利要求1所述的模块，其中所述点火电路由所述控制器控制并且包括设置在所述外壳内的点火线圈。
3.根据权利要求2所述的模块，其中所述收发器定向为与由所述点火线圈产生的电磁辐射异相。
4.根据权利要求2所述的模块，其中所述点火电路还包括充电线圈和能量储存设备。
5.根据权利要求1所述的模块，还包括：至少一个空气温度传感器，其可操作来感测并传输环境燃烧空气的温度，和至少一个发动机温度传感器，其可操作来感测和传输所述发动机的操作温度，所述控制器构成为检测传输的温度。
6.根据权利要求5所述的模块，还包括发动机速度传感器，其可操作为感测所述发动机的测量速度并将所述发动机的测量速度传输至所述控制器。
7.根据权利要求6所述的模块，其中所述控制器可操作地联接至与阻风门相关联的执行机构，所述阻风门控制环境燃烧空气到所述发动机的流动，所述控制器构成为基于所述发动机的传输的温度和速度来调节所述阻风门的位置。
8.根据权利要求7所述的模块，其中所述执行机构是步进发动机。
9.根据权利要求1所述的模块，其中，所述控制器构成为通过程序指令来采集和分析通过多个传感器获得的发动机操作数据，并执行基本分析来产生派生的发动机数据。
10.根据权利要求9所述的模块，其中外部电子设备构成为通过程序指令来对通过所述收发器从所述控制器接收的派生的发动机数据执行更深入分析。
11.根据权利要求10所述的模块，其中外部电子设备基于更深入分析通过所述收发器向控制器发送控制指令以改变所述发动机的操作。
12.根据权利要求1所述的模块，还包括设置在所述外壳内的自动阻风系统。
13.根据权利要求1所述的模块，其中所述控制器构成为控制所述收发器的操作，包括将数据传输至外部电子设备以及从外部电子设备接收数据。
14.一种发动机控制系统，所述系统包括：
内燃发动机；
点火模块外壳，其附接至所述发动机的发动机块；
可编程控制器，其设置在点火模块外壳中，所述控制器构成为通过多个可通信地联接至所述控制器的传感器接收在所述发动机的操作期间测量的实时发动机操作数据；以及
无线收发器，其设置在点火模块外壳中，并且可操作地联接至所述控制器，所述控制器构成为将所述发动机操作数据无线地传输至外部电子设备。
15.根据权利要求14所述的系统，还包括：发动机控制机构，其设置在点火模块外壳中，所述发动机控制机构包括汽化器，其包括可在关闭位置与打开位置之间移动的阻风门。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述控制器还构成为基于所述发动机操作数据控制所述阻风门的位置。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述发动机操作数据包括发动机温度、环境燃烧空气温度、发动机速度和废气氧水平。
18.根据权利要求14所述的系统，其中，外部电子设备构成为且可操作为基于通过所述收发器传输到外部电子设备的所述发动机操作数据确定与所述发动机相关联的预防性维护和故障。
19.一种针对内燃发动机的具有集成遥测系统的点火系统的装配方法，所述方法包括：
提供点火模块外壳；
将点火电路安装至所述外壳，点火电路包括点火线圈、充电线圈、和可操作为存储电能的能量储存设备；
将可编程控制器安装至所述外壳，所述控制器构成为通过多个可通信地联接至所述控制器的传感器接收在所述发动机的操作期间测量的实时发动机操作数据；
将无线收发器安装至外壳并且可操作地联接至所述控制器，所述控制器构成为将所述发动机操作数据无线传输至外部电子设备；以及
将外壳安装至所述发动机。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括，在将自动阻风系统安装至点火模块外壳之前将外壳安装至所述发动机，所述自动阻风系统包括汽化器，所述汽化器包括阻风门，所述阻风门可操作地联接至所述控制器并且可基于所述发动机操作数据通过所述控制器在关闭位置与打开位置之间移动。
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