CN105986909A - 引擎系统的改良配置 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种引擎系统的改良配置，引擎系统包括一引擎、一启动及发电装置、一启动及发电装置控制器、一引擎管理系统。该启动及发电装置与引擎的一曲轴同轴设置，启动及发电装置控制器电连接启动及发电装置，具有一曲轴角信号产生单元。引擎管理系统电连接曲轴角信号产生单元，通过转子角信号及曲轴角信号来计算转速，用以控制引擎系统的喷油及点火时机。本发明通过引擎管理系统与启动及发电装置控制器各自独立，可避免曲轴角信号受启动时的大电流而产生干扰，及无法准确判断喷油及点火时机的问题。

Description

引擎系统的改良配置

技术领域

本发明关于一种引擎系统的改良配置，尤指一种适用于汽机车引擎系统的改良配置。

背景技术

请参阅图2，系为现有引擎系统的配置方式的示意图，在过去引擎系统9中，引擎管理系统94欲检知引擎转速时须在引擎发电机转子92外侧设计读取凸块921，并于引擎本体装置曲轴位置感知器922，配置如图所示，其中在现有技术中引擎管理系统94兼具有一引擎发电机控制器93，然而此种现有设计方式的启动引擎所需的扭力甚大，需提供约40安培的大电流来驱动转子转动，而其它进入引擎管理系统94的感测信号则为低压模拟信号，极易受到该驱动大电流的干扰，信号受到干扰将导致引擎管理系统94无法准确判断喷油点火时机而导入运转异常不顺等现象。

此外，目前引擎管理系统技术皆来自国外厂商，各家厂商对于曲轴角信号皆有各自定义方式，故须配合改变引擎发电机转子92的读取凸块921位置及数量以配合其曲轴角信号，为达到支配合作厂商产品质量及确保零件供应无虞，一般机车厂皆采取同零件复数厂商策略，若采用引擎管理系统94兼具有一引擎发电机控制器93整合型时，此将导致因不同协力厂商设计需求而整个模块须重新发展；另外若同厂商不同马达驱动或发电负载设计需求时，也会有重新设计问题，故缺乏模块化的设计。

发明内容

本发明的主要目的系在提供一种引擎系统的改良配置，有别于传统引擎的配置方式，将引擎管理系统(Engine Control Unit,ECU)与启动及发电装置控制器各自独立，以避免引擎管理系统内各信号受启动时的大电流而产生干扰、使得系统将无法准确判断及控制的问题。此外本发明的分离式的设计结构，启动及发电装置控制器亦可调整曲轴角信号以配合不同厂商所定义的引擎系统，具有模块化的特点，可不受限于何种引擎管理系统。

为达成上述目的，本发明的引擎系统的改良配置，所述的引擎系统包括有一引擎、一启动及发电装置、一启动及发电装置控制器、一引擎管理系统。启动及发电装置控制器电连接启动及发电装置，在两者之间以交流电源作为连接沟通方式，其具有一曲轴角信号产生单元，接收一组转子角度感知器及一曲轴角度感知器所侦测的绝对角度信号。引擎管理系统电连接曲轴角信号产生单元，通过转子角度感知器所侦测的转子角信号及曲轴角度感知器所侦测的曲轴角信号来计算转速，用以控制引擎系统的喷油及点火时机。其中，该引擎管理系统与该启动及发电装置控制器各自独立，以避免彼此干扰且有助于模块化的系统搭配。

通过上述设计，并透过怠速熄火机制(Idling Stop&Go System,ISS)，可有效控制曲轴运转的状态，例如：正转、反转、闲置熄火或停止状态，使得引擎管理系统依据各种情况决定是否透过启动及发电装置控制器提供曲轴角信号作开始喷油点火，控制引擎整体的使用状态，有效达到节能及降低排污的功能。

其中，有别于传统设计，在本发明中引擎管理系统与启动及发电装置控制器各自独立，以避免彼此在侦测的过程中受大电流的干扰，毕竟引擎的无齿轮机构在提升旋转扭力启动引擎时，所需的扭力甚大，因此当引擎管理系统内包含其控制器时，容易使得曲轴角和其它低电压的模拟信号受到驱动大电流的干扰，故本发明的特色在于采用独立式的设计。此外，通过上述设计，在不同型号的启动及发电装置，因启动及发电装置控制器与引擎管理系统各自独立，有助于模块化的系统搭配，不必因改变车款而需重新校调其各感知器的信号设定。

上述启动及发电装置可为一体式启动马达兼发电机，在使用上，所侦测的各种角度信号可供启动及发电装置控制器于启动时控制启动及发电装置的定子相位，进而驱动启动及发电装置的转子旋转，该启动及发电装置与引擎的曲轴同轴设置，可使启动马达直接启动引擎，同时兼具有发电功能，更能提高曲轴角度侦测精度。

上述启动及发电装置控制器用以提供怠速熄火机制，用以控制汽车或摩托车废气排放的装置，目的在于减少车辆怠速静止时浪费燃油，有效达成怠速零排放的目的，增加机车的节能效果。

在使用状态下，启动及发电装置控制器控制引擎启动，当驱动曲轴正转达到一预定转速时，启动及发电装置控制器开始传送该曲轴角信号，此时引擎管理系统开始喷油及点火机制；反之，当驱动该曲轴反转时，该启动及发电装置控制器则不输出该曲轴角信号，引擎管理系统因侦测不到曲轴角信号便停止喷油及点火机制。

启动及发电装置控制器控制该引擎启动，若引擎处于怠速熄火或一般熄火状态时，启动及发电装置控制器便自动停止输出该曲轴角信号，同样的，引擎管理系统因侦测不到曲轴角信号便停止喷油及点火机制。

此外，引擎管理系统与启动及发电装置控制器间的信号传递采用模拟信号或数字信号，藉以提供曲轴角信号的变化信息。上述曲轴角信号以复数霍尔感测组件来侦测。

以上概述与接下来的详细说明皆为示范性质是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其它目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1系本发明较佳实施例的引擎系统的改良配置的示意图。

图2系现有引擎系统的配置方式的示意图。

【符号说明】

1 引擎系统 2 启动及发电装置

3 启动及发电装置控制器 31 曲轴角信号产生单元

310 转子角度感知器 311 曲轴角度感知器

4 引擎管理系统 9 引擎系统

92 引擎发电机转子 921 读取凸块

922 曲轴位置感知器 93 引擎发电机控制器

94 引擎管理系统

具体实施方式

为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。

请参阅图1，系为本发明较佳实施例的引擎系统的改良配置的示意图。如图1所示，图中出示一种引擎系统的改良配置，该引擎系统1包括有一引擎(图未示)、一启动及发电装置2、一启动及发电装置控制器3及一引擎管理系统4。在本发明中启动及发电装置2为一体式启动马达兼发电机，可作为启动马达直接启动引擎，同时兼具有发电功能，更能提高曲轴角度的侦测精度。其中，上述的启动及发电装置2与引擎的一曲轴同轴设置，可便于侦测转子及曲轴角度的对应关系。

启动及发电装置控制器3用以提供怠速熄火机制，有效达成适时怠速且零污排放的目的，增加机车的节能效果。所述的启动及发电装置控制器3电连接该启动及发电装置2，并于启动及发电装置2的定子设置有一转子角度感知器310及一曲轴角度感知器311，在本实施例中，所述的角度感知器310,311为复数个霍尔感测组件，透过霍尔电块与永久磁铁接近时所产生的感应信号，可藉以判断引擎上死点的位置，同时侦测启动及发电装置2的转子角度信号及曲轴绝对角度信号。

其中，所产生的角度信号由设置于启动及发电装置控制器3内的曲轴角信号产生单元31接收并转换为相对应的曲轴角信号，提供给引擎管理系统4作为喷油点火的判断依据。引擎管理系统4电连接曲轴角信号产生单元31，通过转子角度感知器310所侦测的转子角度信号及曲轴角度感知器311所侦测的曲轴绝对角度信号来计算出转速及对应的曲轴角信号，用以控制引擎的喷油及点火时机。

在本实施例中，有别于传统的设计方式，可以明显的看出引擎管理系统4内并不包括该启动及发电装置控制器3，而是各自独立，以避免彼此在侦测的过程中受大电流的干扰，毕竟引擎的无齿轮机构在提升旋转扭力启动引擎时，所需的扭力甚大，因此当引擎管理系统内包含其控制器时，容易使得引擎管理系统内各信号和其它低电压的模拟信号受到驱动大电流的干扰，故本发明的特色在于采用独立式的设计。

此外，引擎管理系统4与启动及发电装置控制器3间的信号传递采用模拟信号或数字信号，藉以提供曲轴角信号的变化信息。上述曲轴角信号以复数霍尔感测组件来侦测。

然而，当启动及发电装置控制器3控制引擎启动时主要会发生三种情况：(1)驱动曲轴正转、(2)驱动曲轴反转、(3)处于怠速熄火或一般熄火的情况。

首先，在第一种情况当驱动曲轴正转时，启动及发电装置控制器3控制引擎启动，利用模拟信号或通讯输出曲轴角信号给引擎管理系统4，并透过输出曲轴角信号计算转速，故当转速达到一预定转速后，该启动及发电装置控制器开始传送该曲轴角信号，引擎管理系统4接收到信号后便控制引擎喷油及点火作业。反之，当驱动曲轴反转时，该启动及发电装置控制器3不输出该曲轴角信号，此时引擎管理系统4因侦测不到曲轴角信号便停止喷油与点火。

至于当引擎处于怠速熄火或一般熄火的情况下，例如：达熄火门坎的油门开度＝0％、闲置时间大于3秒、避震器压缩感知器＝1以及引擎温度大于60度…等条件都达到时，启动及发电装置控制器3便会停止输出曲轴角信号给引擎管理系统4，此时引擎管理系统4侦测不到曲轴角信号而停止喷油与点火，藉以减少在不必要的时机喷油造成汽油的浪费。

虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种引擎系统的改良配置，其特征在于，该引擎系统包括有：

一引擎；

一启动及发电装置，其与该引擎的一曲轴同轴设置；

一启动及发电装置控制器，其电连接该启动及发电装置，具有一曲轴角信号产生单元，接收一转子角度感知器及一曲轴角度感知器所侦测的信号；以及

一引擎管理系统，其电连接该曲轴角信号产生单元，通过该转子角度感知器所侦测的转子角信号及该曲轴角度感知器所侦测的该曲轴角信号来计算转速，用以控制该引擎的喷油及点火时机；

其中，该引擎管理系统与该启动及发电装置控制器各自独立，以避免彼此干扰且有助于模块化的系统搭配。

2.如权利要求1所述的引擎系统的改良配置，其特征在于，该启动及发电装置控制器控制该引擎启动，当驱动该曲轴正转达到一预定转速时，该启动及发电装置控制器开始传送该曲轴角信号。

3.如权利要求1所述的引擎系统的改良配置，其特征在于，该启动及发电装置控制器控制该引擎启动，当驱动该曲轴反转时，该启动及发电装置控制器不输出该曲轴角信号。

4.如权利要求1所述的引擎系统的改良配置，其特征在于，该启动及发电装置控制器控制该引擎启动，当该引擎于熄火状态时，该启动及发电装置控制器停止输出该曲轴角信号。

5.如权利要求1所述的引擎系统的改良配置，其特征在于，该启动及发电装置为一体式结构，可作为启动马达直接启动该引擎，同时兼具有发电功能。

6.如权利要求1所述的引擎系统的改良配置，其特征在于，该启动及发电装置控制器用以提供怠速熄火机制，有效达成怠速零排放的目的，增加机车的节能效果。

7.如权利要求1项所述的引擎系统的改良配置，其特征在于，该引擎管理系统与该启动及发电装置控制器间的信号传递采用模拟信号或数字信号。

8.如权利要求1项所述的引擎系统的改良配置，其特征在于，该曲轴角信号以复数霍尔感测组件来侦测，藉以判断该引擎上死点的位置。