TWI467088B - The Starting Method of Single - cylinder and Four - stroke Engine - Google Patents

Description

單缸四行程引擎的啟動方法

本發明是有關於一種四行程引擎的啟動方法，特別是一種單缸四行程引擎的啟動方法。

參閱圖1，一般機車之噴射式引擎11的動作流程，是由一電子控制單元(Electronic Control Units,ECU)12控制一噴射裝置13將適量的霧狀燃油噴入該噴射式引擎11中，並由該電子控制單元12控制一點火裝置14將油霧點燃，使一活塞15往復運動產生動力。

該活塞15驅動著一個具有多數編碼齒161與一空齒162的飛輪16隨著該噴射式引擎11在進氣、壓縮、爆炸、排氣的動作間不斷旋轉，為了能穩定輸出動力，現有技術多利用一感測器17偵測該飛輪16周緣的編碼齒161與空齒162，以獲取如圖2所示的一波紋訊號18。該波紋訊號18具有多數對應所述編碼齒161的編碼齒訊號181，及一對應該空齒162的基準齒訊號182。

參閱圖1、2，該電子控制單元12在確定該波紋訊號18的基準齒訊號182後，會給與所述編碼齒訊號181編號，以判定該噴射裝置13噴油與該點火裝置14點火的時間點，產生相對應的噴射訊號131與點火訊號141進而能在該飛輪16每轉兩圈時，完成進氣、壓縮、爆炸、排氣的動作一次以產生動力。

由於該噴射式引擎11是在該飛輪16轉兩圈(720°)後才 會完成進氣、壓縮、爆炸、排氣的動作一次以產生動力，過程中卻會遇到兩次的基準齒訊號182，因此，在啟動該噴射式引擎11時，該電子控制單元12雖能偵測該基準齒訊號182，但是並無法判定該噴射式引擎11是處於進氣、壓縮、爆炸、排氣的哪一個行程中。

故在該噴射式引擎11在啟動時，是控制該噴射裝置13與該點火裝置14在該飛輪16每轉一圈時即噴油及點火一次，且該飛輪16每轉一圈該噴射裝置13是噴射該噴射式引擎11所需之油量的1/2，使該噴射式引擎11於飛輪16每轉兩圈後才能獲得完整的油量，以維持該噴射式引擎11適當的空燃比(空氣與燃油的比例)。

由於該噴射式引擎11必須先確定該波紋訊號18的基準齒訊號182後，再給予所述編碼齒訊號181編號，以判定該噴射裝置13噴油與該點火裝置14點火的時間點，因此，容易發生該噴射裝置13之第一次噴油結束的時間點(如圖2中虛線所示)是落在該基準齒訊號182之前而未噴油，進而造成該點火裝置14於點火時間點無法點燃的情況。再者，由於啟動時該噴射裝置13僅噴射該噴射式引擎11所需之油量的1/2，因此空燃比過稀薄，容易造成該點火裝置14於點火時無法順利點燃或是動力不足。

由於該噴射式引擎11是在該飛輪16轉兩圈後才會完成進氣、壓縮、爆炸、排氣的動作一次以產生動力，因此，無論是未噴油、無法順利點燃或是動力不足，該點火裝置14都必須在該飛輪16再轉動兩圈後才有機會再一次點燃該 噴射裝置13所噴出油量之混合氣，最快要如圖2所示於第3次爆炸上死點才能啟動，不僅啟動性不良(啟動時間過長)，也會加速消耗電瓶電力。

因此，本發明之目的，即在提供一種啟動性較佳之單缸四行程引擎的啟動方法。

於是，本發明單缸四行程引擎的啟動方法，利用一位置感知器偵測設於一曲柄上的一齒盤，並以一與該位置感知器電連接的電子控制單元控制一燃油噴嘴與一火星塞，該齒盤具有一基準齒，及多數相對該基準齒的編碼齒，該基準齒是一空齒，該編碼齒具有23齒，該啟動方法包含一第一次噴射點火步驟、一第二次噴射點火步驟、一行程判斷步驟，及一正常運轉步驟。

該第一次噴射點火步驟是於該基準齒位置控制該燃油噴嘴開始噴射出符合空燃比的油量，且於一設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔90°~120°後的編碼齒。

該第二次噴射點火步驟是在該齒盤轉動一周時間內，控制該燃油噴嘴於該基準齒位置開始噴射符合空燃比之油量的1/2，且於該設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔90°~120°後的編碼齒。

該行程判斷步驟是利用該電子控制單元判斷該單缸四行程引擎的行程，若該電子控制單元能判斷該單缸四行程 引擎的行程則進入該正常運轉步驟，若不能則回復至該第二次噴射點火步驟。

該正常運轉步驟是在該齒盤轉動兩周時間內，控制該燃油噴嘴一次噴射出符合空燃比的油量，並控制該火星塞於設定的編碼齒位置進行點火。

另一方面，本發明單缸四行程引擎的啟動方法，單缸四行程引擎的啟動方法，利用一位置感知器偵測設於一曲柄上的一齒盤，並以一與該位置感知器電連接的電子控制單元控制一燃油噴嘴與一火星塞，該齒盤具有一基準齒，及多數相對該基準齒的編碼齒，該基準齒是一空齒，該編碼齒具有23齒，該啟動方法包含：一第一次噴射點火步驟，於該基準齒位置控制該燃油噴嘴開始噴射出符合空燃比的油量，且於一設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔120°後的編碼齒；一第二次噴射點火步驟，在該齒盤轉動一周時間內，控制該燃油噴嘴於該基準齒位置開始噴射符合空燃比之油量的1/2，且於該設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔120°後的編碼齒；以及一行程判斷步驟，利用該電子控制單元判斷該單缸四行程引擎的行程，若該電子控制單元能判斷該單缸四行程引擎的行程則進入一正常運轉步驟，若不能則回復至該第二次噴射點火步驟，該正常運轉步驟是在該齒盤轉動兩周 時間內，控制該燃油噴嘴一次噴射出符合空燃比的油量，並控制該火星塞於設定的編碼齒位置進行點火。

本發明的有益效果在於利用該基準齒位置控制該燃油噴嘴於第一次噴射點火步驟與第二次噴射點火步驟中分別噴射出符合空燃比的油量與符合空燃比之油量的1/2，使該電子控制單元能迅速判斷出該單缸四行程引擎的行程位置，有效縮短啟動時間以改善啟動性減少耗電量。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖3與圖4，本發明單缸四行程引擎的啟動方法之較佳實施例包含一第一次噴射點火步驟22、一第二次噴射點火步驟23、一行程判斷步驟24，及一正常運轉步驟25。且該啟動方法是利用一位置感知器31偵測設於一曲柄32上的一齒盤33，並以一與該位置感知器31電連接的電子控制單元34控制一燃油噴嘴35與一火星塞36的啟閉，該齒盤33具有一基準齒331，及23齒相對該基準齒331的編碼齒332。

於本較佳實施例中，是利用與該位置感知器31電連接的電子控制單元34運算出如圖5所示對應該基準齒331與所述編碼齒332的連續方波41，其中，跨距大的波紋是代表該基準齒331位置，而跨距小的波紋是代表所述編碼齒332位置。

參閱圖3、4、5，該第一次噴射點火步驟22是當位於該基準齒331位置時，該電子控制單元34即輸出一燃料噴射訊號341控制該燃油噴嘴35開始噴射出符合空燃比的油量，且該電子控制單元34於一設定編碼齒332位置時再輸出一充磁點火訊號342控制該火星塞36進行點火。該設定編碼齒332位置是與該基準齒331間隔90°~120°後的編碼齒332。藉此確保該燃油噴嘴35在該火星塞36進行點火前可以噴出合空燃比的油量。

於本較佳實施例中，該設定編碼齒332位置是與該基準齒331間隔120°後的編碼齒332，且該電子控制單元34是藉由控制該燃油噴嘴35的噴射時間以控制該燃油噴嘴35的油量。

而該第二次噴射點火步驟23是在該齒盤33轉動一周(360°)時間內，藉由該電子控制單元34所輸出的燃料噴射訊號341與充磁點火訊號342控制該燃油噴嘴35於該基準齒331位置開始噴射符合空燃比之油量的1/2，且於該設定編碼齒332位置控制該火星塞36進行點火。藉此，不但可以減少油量的消耗，還可以確保所該第二次噴射點火步驟23所噴出的油量會進入下一次進氣的行程中。

該行程判斷步驟24是利用該電子控制單元34判斷該單缸四行程引擎是在進氣、壓縮、爆炸、排氣的哪一行程中，若該電子控制單元34能判斷該單缸四行程引擎的行程則進入該正常運轉步驟25，若不能則回復至該第二次噴射點火步驟23。該正常運轉步驟25是在該齒盤33轉動兩周 (720°)時間內，藉由該電子控制單元34所輸出的燃料噴射訊號341與充磁點火訊號342控制該燃油噴嘴35噴射出符合空燃比的油量一次，並控制該火星塞36於設定的編碼齒332位置進行點火，產生一次的動力輸出。

在此要特別說明的是，該電子控制單元34如何判斷出該單缸四行程引擎是處於任一行程中，為所屬技術領域者的習知技術，在此不予多加贅述。

若該第一次噴射點火步驟22中的該基準齒331是在該進氣上死點前，當該第一次噴射點火步驟22中的充磁點火訊號342啟動該火星塞36時，由於該單缸四行程引擎正處於進氣行程，因此，並無法順利點燃所噴出的油量以啟動引擎。

但是，如此即代表該第二次噴射點火步驟23中的該基準齒331是在該爆炸上死點前，因此，該第二次噴射點火步驟23中所噴出的油量即能與進氣上死點時所吸入的空氣混合壓縮形成油氣，所以，當該第二次噴射點火步驟23中的充磁點火訊號342啟動該火星塞36時，就能點燃油氣啟動引擎，而使該行程判斷步驟24中的電子控制單元34能在經過兩次爆炸上死點之後即判斷該單缸四行程引擎是在進氣、壓縮、爆炸、排氣的哪一行程有效縮短啟動時間以改善啟動性減少耗電量。

若該第一次噴射點火步驟22的該基準齒331是在該爆炸上死點前，由於所噴出的油量並未與空氣混合，所以該第一次噴射點火步驟22中的充磁點火訊號342還是無法點 燃所噴出的油量。

如此即代表該第二次噴射點火步驟23中的該基準齒331是在該進氣上死點前，所以當該第二次噴射點火步驟23中的充磁點火訊號342啟動該火星塞36時，由於該單缸四行程引擎正處於進氣行程，因此，並無法順利點燃所噴出的油量以啟動引擎，但是，當第二次進入進行該第二次噴射點火步驟23時，此時該基準齒331是在該爆炸上死點前，且所噴出的油量恰可與第一次之第二次噴射點火步驟23所噴出的油量形成符合所需空燃比的油量，所以，當第二次進入進行該第二次噴射點火步驟23的充磁點火訊號342啟動該火星塞36時，就能點燃符合空燃比的油量以啟動引擎，而使該行程判斷步驟24中的電子控制單元34能在經過兩次爆炸上死點之後即判斷該單缸四行程引擎是在進氣、壓縮、爆炸、排氣的哪一行程有效縮短啟動時間以改善啟動性減少耗電量。

綜上所述，本發明單缸四行程引擎的啟動方法是利用該基準齒331位置而控制該燃油噴嘴35於第一次噴射點火步驟22與第二次噴射點火步驟23中分別噴射出符合空燃比的油量與符合空燃比之油量的1/2，使該電子控制單元34能在經過兩次爆炸上死點之後即判斷該單缸四行程引擎是在進氣、壓縮、爆炸、排氣的哪一行程有效縮短啟動時間以改善啟動性減少耗電量，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

22‧‧‧第一次噴射點火步驟

23‧‧‧第二次噴射點火步驟

24‧‧‧行程判斷步驟

25‧‧‧正常運轉步驟

31‧‧‧位置感知器

32‧‧‧曲柄

33‧‧‧齒盤

331‧‧‧基準齒

332‧‧‧編碼齒

34‧‧‧電子控制單元

341‧‧‧燃料噴射訊號

342‧‧‧充磁點火訊號

35‧‧‧燃油噴嘴

36‧‧‧火星塞

圖1是一作動流程圖，說明一般機車之噴射式引擎作動流程；圖2是一時程圖，說明一般機車之噴射式引擎隨時間變化的波紋訊號；圖3是一流程圖，說明本發明單缸四行程引擎的啟動方法之較佳實施例；圖4是一示意圖，輔助說明圖3中相關的結構設計；及圖5是一時程圖，說明該較佳實施例中相對編碼齒序號變化之燃料噴射訊號與充磁點火訊號的狀態。

22．．．第一次噴射點火步驟

23．．．第二次噴射點火

24．．．行程判斷步驟

25．．．正常運轉步驟

Claims (2)

1. 一種單缸四行程引擎的啟動方法，利用一位置感知器偵測設於一曲柄上的一齒盤，並以一與該位置感知器電連接的電子控制單元控制一燃油噴嘴與一火星塞，該齒盤具有一基準齒，及多數相對該基準齒的編碼齒，該基準齒是一空齒，該編碼齒具有23齒，該啟動方法包含：一第一次噴射點火步驟，於該基準齒位置控制該燃油噴嘴開始噴射出符合空燃比的油量，且於一設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔90°~120°後的編碼齒；一第二次噴射點火步驟，在該齒盤轉動一周時間內，控制該燃油噴嘴於該基準齒位置開始噴射符合空燃比之油量的1/2，且於該設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔90°~120°後的編碼齒；以及一行程判斷步驟，利用該電子控制單元判斷該單缸四行程引擎的行程，若該電子控制單元能判斷該單缸四行程引擎的行程則進入一正常運轉步驟，若不能則回復至該第二次噴射點火步驟，該正常運轉步驟是在該齒盤轉動兩周時間內，控制該燃油噴嘴一次噴射出符合空燃比的油量，並控制該火星塞於設定的編碼齒位置進行點火。
2. 一種單缸四行程引擎的啟動方法，利用一位置感知器偵測設於一曲柄上的一齒盤，並以一與該位置感知器電連 接的電子控制單元控制一燃油噴嘴與一火星塞，該齒盤具有一基準齒，及多數相對該基準齒的編碼齒，該基準齒是一空齒，該編碼齒具有23齒，該啟動方法包含：一第一次噴射點火步驟，於該基準齒位置控制該燃油噴嘴開始噴射出符合空燃比的油量，且於一設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔120°後的編碼齒；一第二次噴射點火步驟，在該齒盤轉動一周時間內，控制該燃油噴嘴於該基準齒位置開始噴射符合空燃比之油量的1/2，且於該設定編碼齒位置控制該火星塞進行點火，該設定編碼齒位置是與該基準齒間隔120°後的編碼齒；以及一行程判斷步驟，利用該電子控制單元判斷該單缸四行程引擎的行程，若該電子控制單元能判斷該單缸四行程引擎的行程則進入一正常運轉步驟，若不能則回復至該第二次噴射點火步驟，該正常運轉步驟是在該齒盤轉動兩周時間內，控制該燃油噴嘴一次噴射出符合空燃比的油量，並控制該火星塞於設定的編碼齒位置進行點火。