发动机点火控制系统及怠速熄火点火控制方法与流程

1.本发明涉及摩托车技术领域，特别涉及一种发动机点火控制系统。另外，本发明还涉及一种怠速熄火点火控制方法。


背景技术：

2.众所周知，燃油摩托车的发动机具有两种工作状态，一种是驱使车辆行进的正常运转状态，一种是车辆停留在原地的怠速状态。在怠速状态下，会产生不必要的燃油耗费；随着电喷技术在发动机中的广泛应用，摩托车的启动操控便捷性得到了大大的改善，可以通过熄火开关关闭发动机，在车辆需要行进时，在通过启动开关点火重新发动发动机。不过，上述的操作仍然比较繁琐，很多驾驶员往往会忽略上述的繁琐操作，而使怠速的燃油损耗难以避免。
3.此外，对于带有减压离合器的电喷摩托车发动机来说，从启动到怠速这段时间是排放最为严重的时期，因为系统是首先检测转速信号来判断磁电机转子是否出现空齿，出现空齿后即可以确定发动机的活塞何时处于上止点位置，此时系统会根据预判的该上止点的位置计算出喷油和点火工作点，并在喷油或点火工作点进行喷油或点火，但该上止点有可能不是压缩上止点，而是排气上止点，而这时喷油点火不仅浪费燃油，还会增加废气的排放。
4.基于电喷技术的应用基础，有必要通过研发智能的怠速自动启停策略，并选择准确的点火工作点，以改善怠速造成的燃油损耗问题，并提升摩托车的智能性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种发动机点火控制系统，以改善发动机怠速状态下的燃油损耗问题。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种发动机点火控制系统，用于摩托车的点火控制，包括控制单元，以及与所述控制单元均连接的操控单元、检测单元、蓄电池和执行单元；所述执行单元包括发动机和制动机构；所述检测单元包括用于监测车速的车速传感器，用于监测油门大小的油门开度传感器，以及用于监测制动机构动作的制动信号传感器；
8.所述控制单元中设置有普通模式和怠速启停模式，所述控制单元能够根据所述检测单元的监测信号变化情况在所述普通模式和所述怠速启停模式之间切换；在所述普通模式下，所述控制单元根据所述操控单元的控制信号控制所述发动机的启停；在所述怠速启停模式下，所述控制单元根据所述检测单元的监测信号控制所述发动机的启停。
9.进一步的，所述执行单元还包括二合一磁电机，所述二合一磁电机与所述发动机的曲轴连接，可驱动所述曲轴转动或随所述曲轴同步运转。
10.进一步的，所述操控单元中设有怠速启停模式开关和/或怠速启停指示灯，所述怠速启停模式开关用于屏蔽所述控制单元中的所述怠速启停模式，所述怠速启停指示灯用于
指示所述控制单元当前所处的模式。
11.相对于现有技术，本发明具有以下优势：
12.本发明的发动机点火控制系统，通过在控制单元中设置怠速启停模式和普通模式，根据检测单元监测的信号变化情况，判断车辆进入怠速状态的情况，从而进入怠速启停模式，以在怠速启停模式下自动启停发动机，不仅无需驾驶员的人工操作，而且可以大大降低发动机的怠速运行时间，有利于改善发动机怠速状态下的燃油损耗问题。
13.此外，通过为发动机配置二合一磁电机，在可以为蓄电池进行充电的同时，还可以在启动发动机的阶段，由二合一磁电机驱使曲轴转动，以使发动机的活塞到达准确的点火工作点位置，从而保障发动机的顺利点火运行，有利于进一步节省燃油并改善尾气排放的质量。
14.本发明的另一目的在于提出基于本发明的发动机点火控制系统的怠速熄火点火控制方法，该方法包括：
15.监测所述发动机的状态，以及所述车速传感器、所述油门开度传感器和所述制动信号传感器的信号，当所述发动机处于运行状态且车速在预设车速以下时进入所述怠速启停模式，当所述操控单元发出熄火指令或者车速大于所述预设车速时切换回所述普通模式；
16.进入所述怠速启停模式后执行以下的控制步骤：
17.开始计时，当所述制动信号传感器监测到制动动作或者计时到达预设时间时停止所述发动机的运行；
18.在计时过程中，当所述油门开度传感器监测到的油门开度大于预设油门开度时终止计时，直至所述油门开度回到所述预设油门开度以下时重新开始计时；
19.在所述发动机停止状态下，当所述油门开度传感器监测到的油门开度大于预设油门开度时启动所述发动机。
20.进一步的，所述制动机构包括分设于所述摩托车左右手把上的后刹车器和前刹车器，所述制动信号传感器包括分设于所述后刹车器上的第一制动传感器和设于所述前刹车器上的第二制动传感器；在所述怠速启停模式下，仅当所述第一制动传感器和第二制动传感器均检测到对应的刹车器动作时，才停止所述发动机的运行。
21.进一步的，所述预设时间为1秒～4秒，和/或，所述预设车速为1km/h～5km/h，和/或，所述预设油门开度为2％～6％。
22.进一步的，还设置有屏蔽指令，当所述控制单元接受到所述屏蔽指令时，则一直保持在所述普通模式下。
23.进一步的，在所述怠速启停模式下，通过怠速启停指示灯的常亮和闪烁分别指示所述发动机的停止和运行状态。
24.进一步的，在启动所述发动机之前，还设有点火位置调整步骤；预先通过二合一磁电机驱使所述发动机的曲轴转动至预设角度，之后在点火启动所述发动机；所述预设角度和所述发动机的活塞的点火工作点相对应。
25.进一步的，通过设于所述曲轴上的编码器检测所述曲轴的旋转角度。
26.本发明的怠速熄火点火控制方法，根据发动机的运行状态和车速的情况，使控制单元自动进入怠速启停模式；通过设置预设时间，可以在适合的时机使发动机自动熄火停
止，通过油门开度传感器检测的情况，可以及时判断驾驶者准备启动车辆的意图，从而自动启动发动机；整个控制策略简洁高效，和驾驶的使用情况相吻合，可达到降低发动机的怠速运行时间的目的。同时，以怠速启停模式下的制动动作作为触发发动机停止的条件，和驾驶者在怠速下需要长时间停留的意图相适应，而且操控简便顺手，可进一步缩短发动机的怠速运行时间。
27.此外，以左右手把上后刹车器和前刹车器的同时操作作为触发发动机停止的条件，可防止单个制动信号传感器误动作造成的误触发发动机停止的情况，从而提升怠速启停模式下发动机自动停止的准确性。
附图说明
28.构成本发明的一部分的附图，是用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明是用于解释本发明，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本发明的不当限定。在附图中：
29.图1为本发明实施例一所述的发动机点火控制系统的系统构成示意图；
30.图2为本发明实施例二所述的怠速熄火点火控制方法的控制流程示意图；
31.图3为本发明实施例二所述的怠速熄火点火控制方法在怠速启停模式下的控制流程示意图；
32.附图标记说明：
33.1、控制单元；10、操控单元；100、启动开关；101、熄火开关；102、怠速启停模式开关；103、怠速启停指示灯；
34.2、发动机；200、曲轴；21、二合一磁电机；
35.4、检测单元；401、车速传感器；402、油门开度传感器；403、制动信号传感器；404、编码器；
36.5、蓄电池。
具体实施方式
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连接件”应做广义理解。例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，亦或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
40.实施例一
41.本实施例涉及一种发动机点火控制系统，用于摩托车的点火控制，可以改善发动机2怠速状态下的燃油损耗问题；其一种示例性系统构成如图1所示。
42.整体而言，该发动机点火控制系统包括控制单元1，以及与控制单元1均连接的操控单元10、检测单元4、蓄电池5和执行单元。其中，执行单元包括发动机2和制动机构；检测
单元4包括用于监测车速的车速传感器401、用于监测油门大小的油门开度传感器402、以及用于监测制动机构动作的制动信号传感器403；并且，控制单元1中设置有普通模式和怠速启停模式，控制单元1能够根据检测单元4的监测信号变化情况在普通模式和怠速启停模式之间切换。在普通模式下，控制单元1根据操控单元10的控制信号控制发动机2的启停；在怠速启停模式下，控制单元1根据检测单元4的监测信号控制发动机2的启停。
43.当然，在操控单元10中还设有启动开关100和熄火开关101，在发动机2中设有火花塞、喷油器、节气门。上述的控制单元1可以是单独设置的控制器，也可以是车载的ecu(electronic control unit，电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等)。上述的普通模式即现有摩托车的通常操作模式，通过按下启动开关100，控制单元1接受到启动指令后控制火花塞点火，同时喷油器向发动机2内喷出油雾，节气门开启，使发动机2启动；点火时，喷油器和节气门均为怠速的油门程度。当控制单元1接受到熄火开关101的熄火指令时，控制单元1控制火花塞停止打火，控制喷油器和节气门，使发动机2停止运行。
44.此外，执行单元还包括二合一磁电机21，二合一磁电机21与发动机2的曲轴200连接，可驱动曲轴200转动或随曲轴200同步运转。这样一来，二合一磁电机21在可以为蓄电池5进行充电的同时，还可以在启动发动机2的阶段，由二合一磁电机21驱使曲轴200转动，以使发动机2的活塞到达准确的点火工作点位置，从而保障发动机2的顺利点火运行，有利于进一步节省燃油并改善尾气排放的质量。
45.同时，操控单元10中还设有怠速启停模式开关102和怠速启停指示灯103，怠速启停模式开关102和控制单元1连接，可发给控制单元1屏蔽怠速启停模式的指令，怠速启停指示灯103则用于指示控制单元1当前所处的模式。在操控单元10中设置怠速启停模式开关102，可以人为操作以屏蔽掉怠速启停模式，以适应驾驶者不同的使用习惯或不同的使用场景要求。怠速启停指示灯103的设置，则可以提示当前车辆所处的模式以及怠速启停模式下发动机2的运行状态情况，从而提升使用的体验。
46.综上所述，本实施例的发动机点火控制系统，通过在控制单元1中设置怠速启停模式和普通模式，根据检测单元4监测的信号变化情况，判断车辆进入怠速状态的情况，从而进入怠速启停模式，以在怠速启停模式下自动启停发动机2，不仅无需驾驶员的人工操作，而且可以大大降低发动机2的怠速运行时间，有利于改善发动机2怠速状态下的燃油损耗问题。
47.实施例二
48.本实施例涉及一种怠速熄火点火控制方法，该方法基于实施例一的发动机点火控制系统设置，其一种示例性控制流程如图2、图3所示，主要包括以下的控制步骤：
49.s1、监测发动机2的状态，以及车速传感器401、油门开度传感器402和制动信号传感器403的信号；
50.s2、判断当发动机2是否处于运行状态，而且车速在预设车速以下；如果是，则进入步骤s3，如果不是，则进入步骤s4；
51.s3、进入怠速启停模式；
52.s30、判断操控单元10是否发出了熄火指令，或者车速大于了预设车速；如果是，则进入步骤s4，如果不是，则继续在步骤s3和步骤s30循环运行；
53.s4、进入普通模式。
54.其中，在进入怠速启停模式后，执行以下的控制步骤：
55.s31、开始计时；
56.s32、判断制动信号传感器403是否监测到制动动作；如果是，则进入步骤s36，如果不是，则进入步骤s33；
57.s33、判断油门开度传感器402是否监测到油门开度大于了预设油门开度；如果是，则进入步骤s34，如果不是，则进入步骤s35；
58.s34、判断油门开度是否返回到预设油门开度以下；如果是，终止计时，并返回到步骤s31重新开始计时，如果不是，则循环执行步骤s33；
59.s35、判断计时是否到达预设时间；如果是，则进入步骤s36，如果不是，则循环执行步骤s35；
60.s36、停止发动机2的运行；之后执行步骤s37；
61.s37、判断油门开度传感器402是否监测到油门开度大于了预设油门开度；如果是，则进入步骤s38，如果不是，则循环执行步骤s37；
62.s38、点火启动发动机2。
63.通过上述的控制步骤，可自动控制怠速状态下发动机2的启停。根据发动机2的运行状态和车速的情况，使控制单元1自动进入怠速启停模式；通过设置预设时间，可以在适合的时机使发动机2自动熄火停止，通过油门开度传感器402检测的情况，可以及时判断驾驶者准备启动车辆的意图，从而自动启动发动机2；整个控制策略简洁高效，和驾驶的使用情况相吻合，可达到降低发动机2的怠速运行时间的目的。同时，以怠速启停模式下的制动动作作为触发发动机2停止的一个条件，和驾驶者在怠速下需要长时间停留的意图和操作习惯相吻合，而且操控简便顺手，可进一步缩短发动机2的怠速运行时间。
64.基于上述的控制策略，以及制动机构一般包括分设于摩托车左右手把上的后刹车器和前刹车器的情况；本实施例中，制动信号传感器403包括分设于后刹车器上的第一制动传感器和设于前刹车器上的第二制动传感器；在怠速启停模式下，仅当第一制动传感器和第二制动传感器均检测到对应的刹车器动作时，才停止发动机2的运行。以左右手把上后刹车器和前刹车器的同时操作作为触发发动机2停止的条件，可防止单个制动信号传感器403误动作造成的误触发发动机2停止的情况，从而提升怠速启停模式下发动机2自动停止的准确性。
65.上述的预设油门开度、预设车速和预设时间的具体设置值可以根据驾驶者的使用习惯和车型情况灵活设定。优选地，预设时间为1秒～4秒，和/或，预设车速为1km/h～5km/h，和/或，预设油门开度为2％～6％。为预设时间、预设车速和预设油门开度设置合理的范围，可达到在怠速启停模式下精确控制发动机2自动启停的效果，从而进一步改善车辆的使用体验。
66.此外，在本实施例的怠速熄火点火控制方法中，还设置有屏蔽指令，当控制单元1接受到屏蔽指令时，则一直保持在普通模式下。在操控单元10中设置怠速启停模式开关102，通过操作怠速启停模式开关102，可使控制单元1一直保持在普通模式下，怠速启停模式不再被触发，以满足车辆的发动机2需要长时间怠速运行预热等情况，以适应驾驶者不同的使用习惯或不同的使用场景要求。
67.其中，在怠速启停模式下，通过怠速启停指示灯103的常亮和闪烁分别指示发动机
2的停止和运行状态。怠速启停指示灯103的设置，可以方便驾驶者实时了解当前车辆的运行状态。例如，在进入怠速启停模式时点亮怠速启停指示灯103，将怠速启停指示灯103的点亮形式设计为与发动机2的停止和运行相对应的常亮和闪烁；这样通过设置一个怠速启停指示灯103就可以指示出控制单元1不同的模式以及怠速启停模式下发动机2的不同运行状态。
68.另外，无论是在怠速启停模式下，还是在普通模式下，控制准确的点火时机均可以改善发动机2的运行状态，降低废气的排放量。因此，在本实施例的怠速熄火点火控制方法中，在启动发动机2之前，还设有点火位置调整步骤。该调整步骤主要是预先通过二合一磁电机21驱使发动机2的曲轴200转动至预设角度，之后在点火启动发动机2；而且，预设角度和发动机2的活塞的点火工作点相对应。借助二合一磁电机21在点火启动发动机2之前进行点火位置调整，可以保证在正确的点火位置控制火花塞打火，避免在活塞的排气上止点点火的情况。
69.具体来说，在发动机2的曲轴200上设有编码器404，通过编码器404来检测曲轴200的旋转角度。通过编码器404可以检测曲轴200多个旋转周期中转动的角度，通过编码器404可以精确掌控准确的点火时机，以通过控制单元1控制火花塞进行点火动作。以四冲程的发动机2为例，在活塞一侧完成吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的一个工作循环中，曲轴200旋转两圈720
°
；相应地，编码器404采用量程为720
°
的编码器即可，当活塞运行至压缩冲程末尾的上止点时，编码器404检测的角度为360
°
时，将预设角度位置为360
°
，此刻，即为合理的点火工作位。
70.可以看到，通过采用本发明的#1以及#2，在驾驶摩托车的过程中体验更佳，而且可显著缩短发动机2的怠速运行时间，从而减少燃油损耗和废气的排放。例如，在等待绿灯的路口，当车辆挺稳后，无需额外的操作，或者做一下刹车动作，发动机2就会停止运行。当需要进行前行时，通过旋转油门调节手把，油门开度传感器402监测到油门开度大于了预设油门开度，则可明白驾驶人的前进意图，发动机2自动点火运行，从而驱动车辆行进。整个过程控制策略简洁高效，且与驾驶操作习惯吻合，具有良好的使用感受和智能性特点。
71.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。