CN104005896A - 具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统 - Google Patents

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CN104005896A CN201410218009.XA CN201410218009A CN104005896A CN 104005896 A CN104005896 A CN 104005896A CN 201410218009 A CN201410218009 A CN 201410218009A CN 104005896 A CN104005896 A CN 104005896A
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Abstract

本发明公开了一种具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统，为设置紧急启动开关装置及／或直流升压电路装置，在启动电瓶电力不足时，借紧急启动开关装置的操作，由辅助电池的电能驱动启动马达以启动引擎，及在启动引擎时，借直流升压电路装置的升压以使点火装置或喷油装置可作升压以增强其启动功能。

Description

具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统
本申请为申请日为2010年6月10日，申请号为201010196937.2，名称为“具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
 本发明是提供一种具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统。
背景技术
传统引擎点火或喷油装置系统通常与引擎启动马达共享电瓶电源，因此在引擎启动时，由于马达启动电流较大，使电瓶电压降低（通常降低25～40%）而造成点火不良或喷油装置开关速率变慢，使引擎启动困难，而于启动电瓶电力电力不足时也需借外加电源救济，时效堪虑且不方便。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统，其可避免点火装置或喷油装置电压突然降低，而确保良好点火状态，并在启动电池电力不足时，可辅助开启动引擎，以及在以启动马达启动引擎时，可作升压增强其启动功能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
此项具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统为借设置专供点火装置或喷油装置及紧急启动所需电能的辅助蓄电装置，及设置隔离二极管与马达启动的电瓶电源隔离，以在引擎启动时因启动马达所需电流较大导致电瓶电压大幅下降时，可避免点火装置或喷油装置电压突然降低，而确保良好点火状态，并在启动电池电力不足时，借辅助开关装置的操作，以由辅助蓄电装置的电能驱动启动马达以启动引擎，系统并设置紧急启动开关装置500及／或直流升压电路装置600，以在启动电瓶电力不足时，借紧急启动开关装置的操作，以由辅助电池的电能驱动启动马达以启动引擎，以及在以启动马达启动引擎时，借直流升压电路装置600的升压以使点火装置或喷油装置可作升压以增强其启动功能。
此外于未设置启动马达及启动电瓶的人力启动引擎的应用时，可在引擎转速较低的启动阶段、发电机电压不足时，可借设置直流升压电路装置600，以提供点火装置或喷油装置正常工作电压，以确保良好点火状态。
附图说明
以下配合附图详细说明本发明的特征及优点：
图1所示为此项具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统的电路方块示意图；
图2所示为图1实施例的电瓶电压与马达启动时的电压变化示意图；
图3所示为图1实施例以辅助电源的电能启动引擎的电路示意图；
图4所示为图1实施例省略第二可充放电辅助蓄电装置及隔离二极管的电路方块示意图；
图5所示为图4实施例的电瓶电压与马达启动时的电压变化示意图；
图6所示为图4实施例以辅助电源的电能启动引擎的电路示意图；
图7所示为本发明系统设置直流升压电路装置的电路示意图；
图8所示为图7实施例的电瓶电压与马达启动时的电压变化示意图；
图9所示为本发明应用于人力启动引擎并设置直流升压电路装置所构成的电路示意图；
图10所示为图9实施例的直流升压电路装置输出电压变化示意图。
附图标记说明
100  引擎组
101  启动马达
102  继电器
103  启动开关
104  启动电瓶
105  隔离二极管
106  第一可充放电辅助蓄电装置
107  第二可充放电辅助蓄电装置
108  隔离二极管
109  引擎点火装置
110  喷油装置
200  发电机
201  调节装置
300  引擎转轴
301  传动装置            302  传动装置
500  紧急启动开关装置
600  直流升压电路装置
1051 二极管              1053 二极管。
具体实施方式
此项具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统，为借设置专供点火装置或喷油装置及紧急启动所需电能的辅助蓄电装置，及设置隔离二极管与马达启动的电瓶电源隔离，以在引擎启动时因启动马达所需电流较大导致电瓶电压大幅下降时，可避免点火装置或喷油装置工作电压突然降低而妨碍正常启动，系统并设置紧急启动开关装置500及／或直流升压电路装置600，以在启动电瓶电力不足时，借紧急启动开关装置的操作，以由辅助蓄电装置的电能驱动启动马达以启动引擎，以及在以启动马达启动引擎时，借直流升压电路装置600的升压以使点火装置或喷油装置可作升压以增强其启动功能。
此外于未设置启动马达及启动电瓶的人力启动引擎的应用时，可在引擎转速较低的启动阶段、发电机电压不足时，可借设置直流升压电路装置600，以提供点火装置或喷油装置正常工作电压，以确保良好点火状态。
图1所示为此项具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统的电路方块示意图，为借设置专供引擎点火装置及／或喷油装置及紧急启动所需电能的辅助蓄电装置，及设置隔离二极管与马达的启动电瓶隔离，以及设置紧急启动开关装置500及／或直流升压电路装置600；其主要构成含：
引擎组100：为由使用柴油、生质柴油或汽油或瓦斯、甲醇等燃料的内燃引擎所构成并配有启动马达101；
引擎转轴300：为供输出引擎回转动能以驱动负载，及供经传动装置301耦合于启动马达101，直接或经传动装置302耦合于发电机组200；
启动马达101：为由有刷或无刷的直流或交流马达，或具马达功能的发电机所构成，借马达启动继电器102的操控，以操控电瓶电能驱动启动马达101，直接或经传动装置301牵动引擎组100；
启动开关103：为由机电开关元件或固态电子开关元件所构成，为供操控启动电瓶104对点火装置或点火装置及／或喷油装置110，及／或操控马达启动继电器102的供电，或直接操控启动马达101的供电，及／或其它随车电器装置的供电；
启动电瓶104：为由各种可充放电二次电池或超电容所构成，以提供启动马达101的电能，以及接受发电机200发电的电能或外部电能所充电；
隔离二极管105：为由二极管所构成，供设置于启动电瓶104与第一可充放电辅助蓄电装置106之间，为呈单向导通供启动电瓶104的电流对第一可充放电辅助蓄电装置106充电，并借隔离二极管105以防止对启动电瓶104的逆向放电；
第一可充放电辅助蓄电装置106：为由各种可充放电电池或超电容所构成，供蓄储来自启动电瓶104或随车发电机200或其它充电装置的电能；
第二可充放电辅助蓄电装置107：为由可充放电的二次电池或超电容所构成，供蓄储来自第一可充放电辅助蓄电装置106的电能，供于引擎点火时，对引擎点火装置109实时提供电能；
隔离二极管108：第一可充放电辅助蓄电装置106与第二可充放电辅助蓄电装置107之间，依由第一可充放电辅助蓄电装置106对第二可充放电辅助蓄电装置107的电流方向串联隔离二极管108，以避免紧急时，操控紧急启动开关装置500而以第一可充放电辅助蓄电装置106作为紧急启动马达的电源时，由第二可充放电辅助蓄电装置107对第一可充放电辅助蓄电装置106逆向放电；
发电机200：为由交流或直流发电机所构成，以由引擎直接或经传动装置302所牵动，供产生相对交流电能或经整流的直流输出，或直接产生直流电能的输出；于发电机200及／或调节装置201为直流发电机而不具逆向电流防止功能时，可依发电机的发电绕组经调节装置201对启动电瓶104的充电电流方向，及顺向串设二极管1051以作隔离，若发电机200具逆向电流防止功能则可不设置二极管1051；
调节装置201：为由机电式或固态电子式电路装置所构成；于发电机200为直流发电机时，可直接对直流电能作调节以分别对启动电瓶104、及／或第一可充放电辅助蓄电装置106、及／或第二可充放电辅助蓄电装置107的充电，及／或对其他负载的供电，而于发电机200为交流发电机时，则先将交流电能整流为直流电能再经调节装置201以供对启动电瓶104、及／或第一可充放电辅助蓄电装置106、及／或第二可充放电辅助蓄电装置107的充电，及／或对其他负载的供电；
引擎点火装置109：为由电机电路元件或固态电子电路元件所构成，或两者混合构成的点火装置所构成，以供对内燃引擎点火以运转引擎；
喷油装置110：含可供操控喷油宽度的开关油门功能的喷油机构装置及可参考油门开度、机油温度、进气温度、含氧度曲轴信号（IP-ARB）等信号以操控喷油机构装置的控制电路装置所构成；
上述引擎点火装置109及／或喷油装置110可设置其中之一或两者同时设置。
以及设置紧急启动开关装置500及／或直流升压电路装置600，两者或其中之一，包括：
紧急启动开关装置500：为三端式固态电子开关装置或机械开关装置所构成，其共同C端为通往马达启动继电器102及启动开关103的电源正端，其常时闭合的A端为通往启动电瓶104的正端，其常时打开、紧急启动时切换为闭合的B端为通往第一可充放电辅助蓄电装置106的正端，并在启动电瓶电力不足时，借辅助开关装置的操作，以由辅助电池的电能驱动启动马达以启动引擎。
直流升压电路装置600：为由固态电子电路元件及机电式电路元件所构成，供设置于第二可充放电辅助蓄电装置107电源与引擎点火装置109及喷油装置110的电源之间，以借继电器102或马达通电时的信号启动直流升压电路装置600提升电压以使引擎点火装置109或喷油装置110呈强力运作（Booster）的运作状态以利于引擎启动，此项直流升压电路装置600的电源输入端及同极性较高电压输出端之间可并联二极管1053，以在直流升压电路装置600停止运作时，电能能由电源端经二极管1053输往引擎点火装置109及喷油装置110。
此项具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统在应用时，第一可充放电辅助蓄电装置106可选择能量密度（ENERGY DENSITY）较高的元件，而第二可充放电辅助蓄电装置107可选择较高的功率密度（POWER DENSITY），以匹配点火性能及较经济的成本。
上述图1所述的引擎点火装置109、喷油装置110与启动电瓶104、隔离二极管105、第一可充放电辅助蓄电装置106、隔离二极管108、及第二可充放电辅助蓄电装置107、紧急启动开关装置500、发电机200、调节装置201、直流升压电路装置600可呈分离设置或由其中至少两项或两项以上共构。
如图2所示为图1实施例的电瓶电压与马达启动时的电压变化示意图；图2所示中电压V106为第一可充放电辅助蓄电装置106的端电压，电压V107为第二可充放电辅助蓄电装置107的端电压，V104为启动电瓶104的端电压，V600为直流升压电路装置600的输出电压。
如图3所示为图1实施例以辅助电源的电能启动引擎的电路示意图。
此外，此项具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统，也可进一步如图4所示为图1实施例省略第二可充放电辅助蓄电装置及隔离二极管108的电路方块示意图；为将图1中的第二可充放电辅助蓄电装置107及隔离二极管108省略不设置，而在启动电瓶104与第一可充放电辅助蓄电装置106之间顺向串设隔离二极管105，而呈单向导通以限制由启动电瓶104对第一可充放电辅助蓄电装置106的充电电能，并由第一可充放电辅助蓄电装置106提供引擎点火装置109或喷油装置110所需电能，并在启动电瓶104电力不足时，借紧急启动开关装置500装置的操作，以由第一可充放电辅助蓄电装置106的电能驱动启动马达以启动引擎；
以及设置紧急启动开关装置500及／或直流升压电路装置600，两者或其中之一，包括：
紧急启动开关装置500：为三端式固态电子开关装置或机械开关装置所构成，其共同C端为通往马达启动继电器102及启动开关103的电源正端，其常时闭合的A端为通往启动电瓶104的正端，其常时打开、紧急启动时切换为闭合的B端为通往第一可充放电辅助蓄电装置106的正端，并在启动电瓶电力不足时，借辅助开关装置的操作，以由辅助电池的电能驱动启动马达以启动引擎。
直流升压电路装置600：为由固态电子电路元件及机电式电路元件所构成，供设置于第二可充放电辅助蓄电装置107电源正端与引擎点火装置109及喷油装置110的电源端之间，以借继电器102通电时的信号启动直流升压电路装置600提升电压以使引擎点火装置109或喷油装置110呈强力运作（Booster）的运作状态以利于引擎启动，此项直流升压电路装置600的电源输入端及同极性较高电压输出端之间可并联二极管1053，以在直流升压电路装置600不运作时，电能能由电源端经二极管1053输往引擎点火装置109及喷油装置110。
如图5所示为图4实施例的电瓶电压与马达启动时的电压变化示意图；图5所示中电压V106为第一可充放电辅助蓄电装置106的端电压，V104为启动电瓶104的端电压，v600为直流升压电路装置600的输出电压。
如图6所示为图4实施例以辅助电源的电能启动引擎的电路示意图。
上述图4所示的引擎点火装置109、喷油装置110、启动电瓶104、第一可充放电辅助蓄电装置106、紧急启动开关装置500、发电机200、调节装置201、直流升压电路装置600，可为呈分离设置或由其中至少两项或两项以上共构。
图7所示为本发明设置直流升压电路装置的电路示意图。
图8所示为图7实施例的电瓶电压与马达启动时的电压变化示意图。
如图7所示中，为将图1实施例中的第二可充放电辅助蓄电装置107、隔离二极管108、第一可充放电辅助蓄电装置106、隔离二极管105、紧急启动开关装置500省略不设置，而直接由启动电瓶104的电源对直流升压电路装置600供电，其主要构成含：
引擎组100：为由使用柴油、生质柴油或汽油或瓦斯、甲醇等燃料的内燃引擎所构成；
引擎转轴300：为供输出引擎回转动能以驱动负载，及供经传动装置301耦合于启动马达101，直接或经传动装置302耦合于发电机组200；
启动马达101：为由有刷或无刷的直流或交流马达，或具马达功能的发电机所构成，借马达启动继电器102的操控，以操控电瓶电能驱动启动马达101，进而直接或经传动装置301牵动引擎组100；
启动开关103：为由机电开关元件或固态电子开关元件所构成，为供操控启动电瓶104对点火装置或点火装置及／或喷油装置110，及／或操控马达启动继电器102的供电，或直接操控启动马达101的供电，及／或其它随车电器装置的供电；
启动电瓶104：为由各种可充放电二次电池或超电容所构成，以提供启动马达101的电能，以及接受发电机200发电的电能或外部电能所充电；
发电机200：为由交流或直流发电机所构成，以由引擎直接或经传动装置302所牵动，供产生相对交流电能或经整流的直流电能输出，或直接产生直流电能的输出；于发电机200及／或调节装置201为直流发电机而不具逆向电流防止功能时，可依发电机的发电绕组经调节装置201对启动电瓶104的充电电流方向，及顺向串设二极管1051以作隔离，若发电机200及／或调节装置201具逆向电流防止功能则可不设置二极管1051；
调节装置201：为由机电式或固态电子式电路装置所构成；于发电机200为直流发电机时，可直接对直流电能作调节以分别对启动电瓶104充电，及／或对其他负载的供电，而于发电机200为交流发电机时，则先将交流电能整流为直流电能再经调节装置201以供对启动电瓶104充电，及／或对其他负载的供电；
引擎点火装置109：为由电机电路元件或固态电子电路元件所构成，或两者混合构成的点火装置所构成，以供对内燃引擎点火以运转引擎；
喷油装置110：含可供操控喷油宽度的开关油门功能的喷油机构装置及可参考油门开度、机油温度、进气温度、含氧度曲轴信号（IP-ARB）等信号以操控喷油机构装置的控制电路装置所构成；
上述引擎点火装置109及／或喷油装置110可设置其中之一或两者同时设置。
直流升压电路装置600：为由固态电子电路元件及机电式电路元件所构成，供借启动电瓶104电源与引擎点火装置109及喷油装置110的电源所驱动，借继电器102或马达通电时的信号启动直流升压电路装置600提升电压，以使引擎点火装置109或喷油装置110呈较强力（Booster）的运作状态以利于引擎启动，此项直流升压电路装置600的电源输入端及同极性较高电压输出端之间可并联二极管1053，以在直流升压电路装置600停止运作时，电能能由电源端经二极管1053输往引擎点火装置109及喷油装置110。
如图8所示为图7实施例的电瓶电压与马达启动时的电压变化示意图；图8所示中电压V106为第一可充放电辅助蓄电装置106的端电压，v600为直流升压电路装置600的输出电压。
上述图7所示的引擎点火装置109、喷油装置110、启动电瓶104、发电机200、调节装置201、直流升压电路装置600可为呈分离设置，或由其中至少两项或两项以上共构。
图9所示的实施例，若为由人力启动的引擎，因不设置启动马达101及启动电瓶104及隔离二极管105，而由发电机200的发电绕组及调节装置201，单独对直流升压电路装置600供电，以在人力启动引擎转速较慢时，发电机200发电电压较低时，借直流升压电路装置600将发电机200发电的电能作升压，而在常态运转时降低为常态电压，以改善引擎点火装置109及／或喷油装置110的运作，其检测常态运转方法包括：
（1）参照检测引擎转速信号；
（2）参照发电机发电电压；
（3）借设定升压启动时间届满而转为常态电压；
图9所示为本发明应用于人力启动引擎并设置直流升压电路装置所构成的电路示意图。
图10所示为图9实施例的直流升压电路装置输出电压变化示意图。
上述图9所示的点火装置109、喷油装置110、发电机200、调节装置201、直流升压电路装置600可为个别分离设置，或由其中两项或两项以上共构。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统，为由人力启动的引擎，因不设置启动马达（101）及启动电瓶（104）及隔离二极管（105），而由发电机（200）的发电绕组及调节装置（201），单独对直流升压电路装置（600）供电，以在人力启动引擎转速较慢时，发电机（200）发电电压较低时，借直流升压电路装置（600）将发电机（200）发电的电能作升压，而在常态运转时降低为常态电压，以改善引擎点火装置（109）及／或喷油装置（110）的运作，其检测常态运转方法包括：
（1）参照检测引擎转速信号；
（2）参照发电机发电电压；
（3）借设定升压启动时间届满而转为常态电压。
2.如权利要求1所述的具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统，其点火装置（109）、喷油装置（110）、发电机（200）、调节装置（201）、直流升压电路装置（600）可为个别分离设置，或由其中两项或两项以上共构。
CN201410218009.XA 2009-06-19 2010-06-10 具辅助电源的燃烧及紧急启动操控系统 Pending CN104005896A (zh)

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