Řídící jednotka rychlořazení pro motocykly

Bc. Aleš Čepelák

Bachelor's thesis

Quickshifter control unit for motorcycles

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá návrhem, tvorbou, implementací a testováním hardwaru a firmwaru řídící jednotky rychlořazení pro motocykly. Hlavním úkolem této jednotky je zrychlení řazení na vyšší stupně u motocyklů na závodních tratích. Rychlejší přeřazování snižuje ztrátu rychlosti a tím umožnuje dosažení lepších časů. Jednotka toho dosahuje odstraněním nutnosti používat spojku a ubírat plyn. Místo toho vypíná zapalování směsi, nebo vstřikování paliva či obou chvíli před tím, než je plně sešlápnut řadící pedál, a tím chrání převodovku před poškozením. Po přeřazení opět zapalování, vstřikování nebo obojí zapíná (typický čas vypnutí je 50 ms). Podřazování je nutno provádět se spojkou, neboť mechanická konstrukce převodovky neumožnuje bezpečné oddělení ozubených kol při podřazování bez použití spojky. Přesný okamžik pro vypnutí je znám díky tenzometru připevněném na řadícím pedálu. Jednotka může pracovat i s motocyklovými řídícími jednotkami již vybavenými funkcí rychlořazení skrz programovatelný výstup typu push-pull. Všechny hodnoty (vypínací čas, prahové napětí pro přeřazení a další) jsou uloženy v paměti, která uchovává data i bez napájení, a uživatel má možnost je číst, zapisovat a měnit přes USB (jednotka se připojuje jako virtuální port COM) skrz předem definované příkazy. Jednotka je hardwarově připravena pro měření otáček motoru z různých zdrojů (pulzy pro přístrojový panel, zapalovací cívka, vstřikovač) a rovněž pro měření rychlosti (z induktivního snímače na zadním kole), které přinášejí doplňkové funkce pro uživatele (signalizaci zadaných otáček pomocí LED a další). Hardware jednotky je postaven kolem mikroprocesoru Atmel Atmega328p a firmware je naprogramován v programovacím jazyce C.

Abstract:

This bachelor's study focuses on design, creation, implementation and testing of quickshifter control unit. The main purpose of this unit is to allow faster upshifts for motorcycles on racing tracks. The quickshifter attains this with elimination of the need for using clutch and lowering the throttle while upshifting. Faster upshifts are lowering speed loss during upshifting and this helps to accomplish better lap times. Instead of using the clutch and lowering the throttle quickshifter turns off the ignition and/or injectors moments before the shifting pedal is fully pressed for the designated time and keeps the gearbox safe from harm, after upshift are ignition and/or injectors turned on (typical turnoff time is 50ms). Dowshifting must be done with clutch because the mechanical construction of gearbox prevents safe disengagement of gears while downshifting without clutch. The right time for turnoff is known due to sensor attached on shifting pedal. The unit can work with motorcycle ECU's already equipped with quickshifter functionality trough programmable push-pull output. All values (turnoff time, threshold strain gauge voltage and many others) are stored in non- volatile EEPROM memory and can be read, written and changed by the user trough built-in USB (unit connects virtual COM port) by set of defined serial terminal instructions. The control unit hardware is also prepared for measurement of engine revolutions from different sources (pulses for instrument panel, ignition coil, fuel injector) and speed (from inductive sensor on rear wheel) for purpose of providing aditional functionalities for the user (LED signaling on set revolutions and other). The unit hardware is built around Atmel Atmega328p microcontroller and its firmware is programmed in C programming language.

Keywords

motocykl, quickshifter, mikrokontrolér, tenzometr, řazení, bezspojkové

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 5. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2014
• Supervisor: Ing. Zdeněk Mašek, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Transport Engineering

Bachelor programme / field:
Transport Technology and Communications / Transport Infrastructure