TWI611957B - 機車大燈節能控制器 - Google Patents

Description

機車大燈節能控制器

本發明為一種機車大燈節能控制器，技術領域涉及利用機車引擎轉數及輪速交叉比對來精準地判斷出機車實際的行駛狀態，並且控制大燈亮度，達成維護電池及大燈使用壽命之目的。

隨著環保法規對於機車廢氣排放的相關修定、以及機車電裝技術的進步，現今機車的電路系統已全面數位化，包括機車的點火系統亦採取電子點火；電子點火系統雖然可以提高燃油轉換率並且減少廢氣排放，但是其缺點是當機車的電瓶無法供電時，機車的電子點火系統即失效，引擎也會隨之熄火，而且熄火後無法如同傳統機車使用發動踏板來發動。因此，如何能減少機車電力的損耗進而延長電池使用壽命，就成為業者持續研發的重點。

其次，車輛上的晝行燈有助於其他用路人辨識，提高行車安全，因此將機車大燈設計為類似晝行燈的功能也是未來的趨勢，但晝行燈的功能基本上只要車輛在電門啟動狀態下就全時點亮，雖然採用LED可以減少低耗電量，但將晝行燈概念使用在機車大燈上，無疑地仍然會造成機車電力額外的損耗。

此外，電動機車是利用純電力作為動力行駛，電力的損耗更是與電動機車續航力直接相關，因此對於減少機車電瓶在正常使用時的電力損耗設計需求，更顯得重要。

為了減少機車電力的損耗並延長電池使用壽命，在 機車停紅綠燈或其他怠速狀態時減少大燈亮度不失為一種能夠省電的方法，不但具備晝行燈以提高行車安全的功能，還能有效降低電力損耗，並兼具維護燈泡使用壽命、降低對向車輛視力疲勞，友善駕駛視野等優點。

上述怠速狀態時減少大燈亮的相關先前技術例如：I439387、I450634、M479867、M479886等，該等先前技術基本上是利用行車速度做為參數來調整大燈亮度，使大燈能相對應於行車速度提高或降低亮度。然而，所謂“行車速度”若單純只是由輪速(km/hr)或者引擎轉數(RPM)其中之一來判讀，在實務上會有誤差。

例如：M479867利用引擎轉速訊號來控制大燈亮度，但速克達型機車在長下坡路段時鬆開油門滑行，其離合結構與傳動盤分離，使引擎處於怠速狀態，形成引擎轉數維持怠速狀態，但實際車速相對較高，因此會有誤判的情形。

又如，I439387基本上是以輪速來判讀行車速度，引擎轉數訊號只作為車輛是否處於發動狀態的依據。當機車在上坡路段車速甚為緩慢時，此時引擎提高轉數來增加扭力輸出，但系統因車速太慢將大燈而切換為低亮度，造成對向下坡來車無法清楚辨識，反而會有安全上的疑慮。

換言之，上述各先前技術固然能夠調整大燈亮度來節省耗電，但在車速的偵測上缺少邏輯比對的方法，導致系統有誤判之虞。有鑑於此，本發明人乃針對機車大燈的功率輸出設計出一種節能控制器，能利用機車引擎轉數及輪速來精準地判斷出機車實際的行駛狀態，並且控制大燈亮度，達成維護電池及大燈使用壽命之目的。

具體言之，本發明為一種機車大燈節能控制器，包括：一引擎轉數偵測單元、一輪速偵測單元、一電連接於引擎轉 數偵測單元與輪速偵測單元的處理器、以及一對機車大燈電力輸出的輸出功率切換單元；該輸出功率切換單元能接受處理器的指令而切換低功率或高功率電力輸出至機車大燈，進而調整機車大燈以低亮度或高亮度提供照明，並包含下列步驟：

(1)機車電門啟動時以低功率電力輸出。

(2)低功率電力輸出時，引擎轉數及輪速訊號皆大於等於設定值時，以高功率電力輸出。

(3)高功率電力輸出時，引擎轉數及輪速訊號其中之一大於等於設定值時，維持高功率電力輸出。

(4)高功率電力輸出時，引擎轉數及輪速訊號皆小於設定值時，等待一設定時間後切換為低功率電力輸出，並執行步驟(2)。

藉由上述步驟(1)~(4)能利用引擎轉數及輪速訊號交叉比對來精準地判斷出機車實際的行駛狀態，並且控制大燈亮度，達成維護電池及大燈使用壽命之目的。

實施時，所述步驟(4)的等待一設定時間為5~10sec。

實施時，所述機車大燈節能控制器進一步包含步驟(5)引擎轉數及/或輪速無訊號時，等待一段時間後執行高功率電力輸出，直到處理器同時接收到引擎轉數及輪速訊號後執行步驟(3)或步驟(4)。

實施時，引擎轉數及/或輪速無訊號的等待時間為1~3分鐘。

實施時，進一步包括一蜂鳴器、以及一大燈功率偵測單元，所述蜂鳴器與大燈功率偵測單元分別與處理器電連接，且該大燈功率偵測單元能偵測大燈負載功率，並且在大燈負載功率異常時，通過該處理器令蜂鳴器發出警示音。

實施時，該蜂鳴器發出警示音時，處理器令輸出功率切換單元停止電力輸出。

實施時，所述低功率電力輸出為大燈最大負載的25%~50%，所述高功率電力輸出為大燈最大負載的90%~100%。

實施時，所述引擎轉數設定值為高於引擎怠速時的轉數，所述輪速設定值為高於2km/hr。

相較於習知技術，本發明能利用機車引擎轉數及輪速交叉比對來精準地判斷出機車實際的行駛狀態，並且控制大燈亮度，達成維護電池及大燈使用壽命之目的，並具有引擎轉數或輪速訊號異常、以及大燈負載異常等故障警示機制，使控制程序完善。

以下依據本創作之技術手段，列舉出適於本創作之實施方式，並配合圖式說明如後：

100‧‧‧電門

200‧‧‧大燈

10‧‧‧引擎轉數偵測單元

20‧‧‧輪速偵測單元

30‧‧‧處理器

40‧‧‧輸出功率切換單元

50‧‧‧蜂鳴器

60‧‧‧大燈功率偵測單元

第一圖：本發明機車大燈節能控制器的系統架構示意圖。

第二圖：本發明機車大燈節能控制器的控制步驟流程圖。

第三圖：本發明訊號異常時的實施例流程圖。

如第一圖所示，本發明機車大燈節能控制器電連接於機車電門100與大燈200之間，當電門100開啟時，通過本發明機車大燈節能控制器的控制，電力輸出至大燈200，使機車大燈200發光來提供照明。

本發明機車大燈節能控制器包括：一能偵測機車引擎轉數的引擎轉數偵測單元10、一能偵測輪速的輪速偵測單元20、一電連接於引擎轉數偵測單元10與輪速偵測單元20的處理器30、以及一能夠對機車大燈200電力輸出的輸出功率切換單元40。

前述輸出功率切換單元40能接受處理器30的指令而切換為低功率或高功率電力輸出至大燈200，進而使大燈200 在接收低功率電力輸出時以低亮度提供照明，反之，在接收高功率電力輸出時則以高亮度提供照明。

所述輸出功率切換單元40的低功率或高功率電力輸出視機車大燈200的負載規格而有所不同，實施時，低功率電力輸出為大燈最大負載的25%~50%，所述高功率電力輸出為大燈最大負載的90%~100%。例如：一般機車大燈最高負載大約為70W，則本發明低功率電力輸出可設計大約介於18W~35W之間，高功率電力輸出則大約介於63W~70W之間。

請同時參照第二圖所示，上述輸出功率切換單元40接受處理器30的指令而切換為低功率或高功率電力輸出至大燈200時，其步驟如下：

(1)機車電門100啟動時，機車電路系統上電而處於待命狀態，此時無論機車發動與否，處理器30皆令輸出功率切換單元40以低功率電力輸出至機車大燈200，使機車大燈200以低亮度提供照明。

如前所述，輸出功率切換單元40的低功率電力輸出低功率輸出為大燈最大負載的25%~50%，讓大燈降低亮度，既能夠讓其他用路人辨識機車可能隨時行駛，又不致於浪費太多電力。

(2)上述低功率電力輸出時，若使用者啟動引擎開始行駛，使引擎轉數以及輪速訊號皆大於等於設定值時，處理器30令輸出功率切換單元40以高功率電力輸出至機車大燈200，使機車大燈200以高亮度提供照明。

其中，一般機車引擎在怠速時視引擎的不同設計轉數大約在1500~2000RPM，因此實施時，將引擎轉數設定值設定為略高於怠速時的引擎轉數，例如引擎轉數設定值為1600~2100RPM，再加上將輪速設定值設定為高於2km/hr，當二者同時大於等於各自的設定值時，即可以準確地辨識出機車處於行駛狀態，讓機車大燈200以高亮度提供照明。

所述的高亮度如前所述，一般機車大燈最高負載大約為70W，因此輸出功率切換單元40以63W~70W的高功率電力輸出至機車大燈200，將能夠使機車大燈200全亮或接近全亮，以提高行車安全。

(3)當輸出功率切換單元40以高功率電力輸出時，引擎轉數及輪速訊號其中之一低於設定值，另一訊號大於等於設定值時，維持高功率電力輸出。

步驟(3)是為了避免在機車行駛狀態中的特殊情況而設計，例如：機車在長下坡時放開油門，此時引擎隨同離合器的釋放而進入怠速狀態，低於前述引擎轉數設定值(1600~2100RPM)，但機車仍處於具有一定時速(大於2km/hr)的滑行狀態，因此處理器30仍使控制單元40以63W~70W的高功率電力輸出至機車大燈200，將能夠使機車大燈200維持全亮，以避免在機車仍處於行駛狀態中切換為低功率輸出。

(4)當高功率電力輸出使機車大燈200維持全亮時，若引擎轉數以及輪速訊號二者皆小於設定值時，等待一設定時間後切換為低功率電力輸出，並執行第(2)步驟。

此步驟是當引擎轉數小於設定值、同時輪速訊號也小於設定值時，在等待一設定值例如5~10sec時，則可以明確判定機車處於怠速而且未移動的狀態，例如停等紅綠燈，故處理器30即令輸出功率切換單元40以低功率電力輸出至機車大燈200，使機車大燈200以降低亮度，避免浪費電力。一旦功率控制單元40以低功率電力輸出後，即重新開始執行步驟(2)，藉以判定機車是否開始行駛。

如第三圖所示，在極少的情形下，前述引擎轉數偵測單元10及/或輪速偵測單元20可能因為電連接器脫落、突波干擾、感應元件故障等不同的異常狀態而短時間無訊號輸入處理器30，為了克服這狀況，本發明實施時進一步包括：(5)引擎轉數及/或輪速無訊號時，等待一段時間後執行高功率電力輸出，直到 處理器接同時收到引擎轉數及輪速訊號後執行步驟(3)或步驟(4)。

上述等待一段時間設定為1~3分鐘，是為了確認引擎轉數偵測單元10及/或輪速偵測單元20，不是因為突波干擾或者其他因素短暫失效，若等待1~3分鐘後仍無訊號，則可以確知此訊號異常必須進一步檢查後排除，藉此避免誤判，使系統完善；當引擎轉數偵測單元10及/或輪速偵測單元20訊號異常排除後，即回到步驟(3)，由二者訊號是否同時低於設定值來判斷機車是否確實進入怠速狀態。

此外，上述步驟(5)執行高功率電力輸出的目的是為了避免機車在正常行駛，但訊號異常的情形下執行低功率電力輸出，造成安全上的疑慮，因此以高功率電力輸出來提高機車辨識度，可以確保安全無虞。

請再參閱第一圖，實施時，本發明進一步包括一蜂鳴器50、以及一大燈功率偵測單元60，所述蜂鳴器50與大燈功率偵測單元60分別與處理器30電連接，且該大燈功率偵測單元60能偵測大燈200負載功率，並且在大燈200負載異常時(例如：大燈無負載、低於大燈負載的最小驅動功率，或高於大燈負載的最高功率)，通過該處理器30令蜂鳴器50發出警示音。

實施時，該蜂鳴器50發出警示音時，可以設定處理器30進一步令輸出功率切換單元40停止電力輸出，藉以強制使用者檢修大燈200。

以上實施例說明及圖式所示，僅係舉例說明本發明之較佳實施例，並非以此侷限本發明之範圍；舉凡與本發明之構造、裝置、特徵等近似或相雷同者，均應屬本發明之創設目的及申請專利範圍之內。

100‧‧‧電門

200‧‧‧大燈

10‧‧‧引擎轉數偵測單元

20‧‧‧輪速偵測單元

30‧‧‧處理器

40‧‧‧輸出功率切換單元

50‧‧‧蜂鳴器

60‧‧‧大燈功率偵測單元

Claims (8)

1. 一種機車大燈節能控制器，電連接於機車電門與大燈之間，包括：一引擎轉數偵測單元、一輪速偵測單元、一電連接於引擎轉數偵測單元與輪速偵測單元的處理器、以及一對機車大燈電力輸出的輸出功率切換單元；該輸出功率切換單元能接受處理器的指令而切換低功率或高功率電力輸出至機車大燈，進而調整機車大燈以低亮度或高亮度提供照明，並包含下列步驟：(1)機車電門啟動時以低功率電力輸出；(2)低功率電力輸出時，引擎轉數及輪速訊號皆大於等於設定值時，以高功率電力輸出；(3)高功率電力輸出時，引擎轉數及輪速訊號其中之一低於設定值，另一訊號大於等於設定值時，維持高功率電力輸出；(4)高功率電力輸出時，引擎轉數及輪速訊號皆小於設定值時，等待一設定時間後切換為低功率電力輸出，並執行步驟(2)。
2. 如申請專利範圍第1項所述之機車大燈節能控制器，其中，所述所述步驟(4)的等待一設定時間為5~10sec。
3. 如申請專利範圍第1項所述之機車大燈節能控制器，其中，所述機車大燈節能控制器進一步包含：(5)引擎轉數及/或輪速無訊號時，等待一段時間後執行高功率電力輸出，直到處理器同時接收到引擎轉數及輪速訊號後執行步驟(3)或步驟(4)。
4. 如申請專利範圍第3項所述之機車大燈節能控制器，其中，引擎轉數及/或輪速無訊號的等待時間為1~3分鐘。
5. 如申請專利範圍第1到3項其中任一項所述之機車大燈節能控制器，進一步包括一蜂鳴器、以及一大燈功率偵測單元，所述蜂鳴器與大燈功率偵測單元分別與處理器電連接，且該大燈功率偵測單元能偵測大燈負載功率，並且在大燈負載異常時，通過 該處理器令蜂鳴器發出警示音。
6. 如申請專利範圍第5項所述之機車大燈節能控制器，其中，該蜂鳴器發出警示音時，處理器令輸出功率切換單元停止電力輸出。
7. 如申請專利範圍第1到4項中任一項所述之機車大燈節能控制器，其中，所述低功率電力輸出為大燈最大負載的25%~50%，所述高功率電力輸出為大燈最大負載的90%~100%。
8. 如申請專利範圍第1到4項中任一項所述之機車大燈節能控制器，其中，所述引擎轉數設定值為高於引擎怠速時的轉數，所述輪速設定值為高於2km/hr。