TWM540916U

TWM540916U - 引擎怠速熄火裝置

Info

Publication number: TWM540916U
Application number: TW105213361U
Authority: TW
Inventors: 潘冠佑; 徐敬鈞
Original assignee: 三陽工業股份有限公司
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2017-05-01

Description

引擎怠速熄火裝置

本創作係關於一種引擎怠速熄火裝置，尤指一種適用於機車引擎之引擎怠速熄火裝置。

汽、機車所排放的廢氣是造成空氣污染及溫室效應的主要因素之一，而汽、機車在怠速中(如十字路口紅燈暫停)所排放的廢氣濃度是正常行駛中的好幾倍，因此若要有效防止汽、機車在怠速中排放廢氣，最好的方法就是將引擎熄火。

此外，礙於環保法規日益嚴苛要求下，各國環保相關單位逐漸要求汽、機車於等待紅綠燈、塞車、及路邊暫停等情況下，亦即怠速超過一定時間(如3分鐘)時，必須強制引擎熄火，以抑制汽、機車之氣體排放量及減少汽油燃料之消耗量。

目前機車皆裝設有起動馬達及發電機，也可將起動馬達及發電機合而為一稱為一體化之起動發電機(Integrated Starter and Generator，以下簡稱ISG)，用以增加機車之節能效果，其並具備有怠速熄火與再啟動之功能。而機車之引擎管理系統(EMS：Engine Management System)或是引擎控制單元(ECU：Engine Control Unit)計算曲軸角度方式是以曲軸位置感知器(Pulser)偵測設置於起動發電機圓周外壁部之凸塊的排列方式判斷，其凸塊位置之分部依數量等分排列於轉子之外圓周，並包含其中特定位置知凸塊設計為空缺凸塊，可為每20度配置一凸塊，其中一凸塊為空缺凸塊作特定位置之辨認，因此共有18-1個凸塊，用作辨認凸塊對應之曲軸機械角之用，如曲軸位置感知器偵測得空缺凸塊後的凸塊可定義為第一凸塊，因而引擎管理系統可得知曲軸旋轉至第一凸塊位置及其相對機械角。

上述缺點為，一般引擎熄火後曲軸皆停止在壓縮上死點前100~150度(停止於曲軸角度540~620度間)，當引擎啟動使曲軸旋轉後，當曲軸位置感知器遇空缺凸塊後偵測得第一凸塊位置後，於第二凸塊(在此定義為特定噴油凸塊)執行啟動噴油動作，並於感知器遇空缺凸塊後偵測得第14凸塊(在此定義為特定點火凸塊)進行點火動作，由於第一次噴油時進氣閥門未開啟，故第一次點火為無效點火，須待下一圈偵測到特定噴油凸塊才進行噴油及特定點火凸塊進行點火才為有效點火，方可使引擎成功燃燒，使引擎發動，故每一次啟動最少要靠啟動馬達驅動曲軸旋轉兩圈~兩圈半才可使引擎發動，機械噪音大且耗電，並非十分理想，尚有改善之空間。

創作人原因於此，本於積極發明創作之精神，亟思一種可以解決上述問題之「引擎怠速熄火裝置」，幾經研究實驗終至完成本創作。

本新型針對上述缺失問題提出一種可縮短啟動引擎時間之裝置，即在引擎怠速熄火後增加一控制噴油嘴噴油之動作，以縮短重新啟動引擎之時間。因此，本新型之主要目的係在提供係一種引擎怠速熄火裝置，其係組設於具有一引擎及一引擎管理系統(Engine Management System)之一機車上，該引擎具有一曲軸、一凸輪軸、一點火器及一噴油嘴，該引擎怠速熄火裝置包括有：一用以量測曲軸位置與計算曲軸轉速之曲軸位置感知器、一用以量測凸輪軸位置之凸輪軸位置感知器及一怠速熄火控制器，怠速熄火控制器電連接於曲軸位置感知器、凸輪軸位置感知器與引擎管理系統；其中，當引擎處於熄火狀態，曲軸位置感知器所量測之引擎轉速位於一預定轉速時，怠速熄火控制器控制噴油嘴噴油，以使引擎之進氣道及燃燒室具有油氣，當引擎重新啟動時，由於進氣道及燃燒室已有油氣，可有效點火啟動引擎，縮短啟動時間。

上述預定轉速可為200~600轉/分(rpm)、100~800轉/分或其他轉數期間。此外，上述各種限定條件所設定之數值可視引擎之性能而設定，且該等限定條件可儲存於怠速熄火控制器內之記憶體或引擎管理系統之記憶體或其他等效儲存媒體中。

此外，本創作當引擎已停止運轉或曲軸位置感知器所量測之引擎轉速低於預定轉速，且引擎管理系統接收到一起動訊號，該凸輪軸位置感知器所量測之凸輪軸位置位於一預定角度時，怠速熄火控制器控制該點火器點火，以啟動該引擎，因引擎之進氣道及燃燒室已有油氣，故可立即有效點火啟動引擎，縮短啟動時間。

上述凸輪軸位置之預定角度係指引擎位於壓縮行程之壓縮上死點前13度所對應之該凸輪軸之位置，當然也可為上死點前12度或14度。此外，上述各種限定條件所設定之數值可視引擎之性能而設定，且該等限定條件可儲存於怠速熄火控制器內之記憶體或引擎管理系統之記憶體或其他等效儲存媒體中。

上述機車可組設有一啓動按鈕及一油門啓動裝置，該引擎之起動訊號係指下述其一：引擎管理系統傳來之起動訊號、啓動按鈕被按壓之訊號及油門啓動裝置被啓動之訊號。其中，油門啓動裝置可為油門線設有一微動開關，當油門線被驅動時，會觸動該微動開關，或是油門把手設有一感知器，可偵測油門把手是否被旋轉，微動開關或油門把手感知器皆可作為油門啓動裝置。

上述凸輪軸位置感知器可裝設於引擎之一汽缸頭上，且凸輪軸上設置有一對應該預定角度之特定感應位置，以提供凸輪軸位置感知器偵測。

上述怠速熄火控制器與引擎管理系統可整合為單一構件，也可為各自獨立之二構件，再電連接一起運作。

請參閱圖1與圖2，其分別為本新型第一較佳實施例之系統架構圖及控制流程圖，本實施例之引擎怠速熄火裝置組設於具有一引擎10與一引擎管理系統20(Engine Management System)之一機車1上，該引擎10具有一曲軸11、一凸輪軸12、一汽缸頭13、一點火器14、一噴油嘴15、一啟動按鈕17及一油門啟動裝置18。

本實施例之引擎怠速熄火裝置包括有：一曲軸位置感知器22、一凸輪軸位置感知器33及一怠速熄火控制器30。其中，曲軸位置感知器22可用以量測曲軸11之位置，也可計算出曲軸11之轉速，進而得知引擎10之轉速，凸輪軸位置感知器33係用以量測凸輪軸12之位置，怠速熄火控制器30電連接於曲軸位置感知器22、凸輪軸位置感知器33及引擎管理系統20。在本實施例中，凸輪軸位置感知器33係裝設於引擎10之汽缸頭13上；另，曲軸位置感知器22及凸輪軸位置感知器33及怠速熄火控制器30皆與引擎管理系統20電連接。

請參閱圖2，本實施例之引擎怠速熄火控制步驟為：當引擎10處於怠速熄火狀態(S1)，即引擎10之噴油嘴15已停止噴油(S2)，引擎10轉速逐漸降低但尚未停止時，怠速熄火控制器30偵測判斷曲軸位置感知器22所量測之引擎10轉速是否位於一預定轉速時(S3)，在本實施例中，該預定轉速係指200~600轉/分(rpm)，亦即，若引擎10轉速位於200~600轉/分(rpm)，則怠速熄火控制器30控制噴油嘴15噴油(S4)，以使引擎10之進氣道及燃燒室具有油氣；於步驟S3中，但若引擎10轉速不是位於200~600轉/分(rpm)，則返回步驟S3，怠速熄火控制器30繼續偵測判斷引擎10轉速。

接著，引擎10已停止運轉或曲軸位置感知器22所量測之引擎10轉速已低於200~600轉/分(rpm)，怠速熄火控制器30偵測判斷引擎管理系統20是否接收到引擎10之起動訊號(S5)，若是的話，則怠速熄火控制器30偵測判斷凸輪軸位置感知器33所量測之凸輪軸12位置是否位於一預定角度時(S6)，若是的話，怠速熄火控制器30控制引擎10之點火器14點火(S7)，以重新啟動引擎10(S8)。

於步驟S5中，若怠速熄火控制器30未接收到引擎10之起動訊號，則返回步驟S5繼續偵測判斷是否接收到起動訊號。在本實施例中，引擎10之起動訊號係指下述其一：引擎管理系統20傳來之起動訊號、啟動按鈕17被按壓之訊號及油門啟動裝置18被啟動之訊號。

於步驟S6中，若凸輪軸位置感知器33所量測之凸輪軸12位置不是位於預定角度時，則返回步驟S6繼續偵測判斷凸輪軸12位置是否位於該預定角度。在本實施例中，該預定角度係指該引擎10位於壓縮行程之壓縮上死點前13度所對應之該凸輪軸12之位置，亦即，引擎10之凸輪軸12上設置有一對應該預定角度之特定感應位置，當凸輪軸位置感知器33偵測到該特定感應位置，即可送出訊號控制引擎10之點火器14點火。

藉此，本實施例之怠速熄火控制器30可配合曲軸位置感知器22控制噴油嘴15的噴油時間，當引擎10處於怠速熄火狀態，引擎10轉速低於200~600轉/分(rpm)間開始控制噴油嘴15噴油，達到引擎10熄火前噴油的目的，使引擎10之進氣道及燃燒室具有油氣；而於引擎10重新啟動時，由於其進氣道及燃燒室已有油氣，故使引擎10經過首次壓縮行程時由凸輪軸位置感知器33感測之訊號，藉由怠速熄火控制器30判斷出適當的點火位置時即有效點火，啟動引擎10，可縮短啟動時間。

請參閱圖3係本新型第二較佳實施例之系統架構圖，本實施例與第一實施例之系統架構大致相同，其差異僅在於本實施例之怠速熄火控制器300係整合於引擎管理系統200內，其餘之結構則完全相同，且本本實施例與第一實施例之控制流程也完全相同。藉此，本實施例也可達到第一實施例之功效，可縮短引擎10之啟動時間。

1‧‧‧機車
10‧‧‧引擎
11‧‧‧曲軸
12‧‧‧凸輪軸
13‧‧‧汽缸頭
14‧‧‧點火器
15‧‧‧噴油嘴
17‧‧‧啟動按鈕
18‧‧‧油門啟動裝置
20‧‧‧引擎管理系統
22‧‧‧曲軸位置感知器
30‧‧‧怠速熄火控制器
33‧‧‧凸輪軸位置感知器
200‧‧‧引擎管理系統
300‧‧‧怠速熄火控制器
S1~S8‧‧‧步驟

圖1係本新型第一較佳實施例之系統架構圖。圖2係本新型第一較佳實施例之控制流程圖。圖3係本新型第二較佳實施例之系統架構圖。

1‧‧‧機車

10‧‧‧引擎

11‧‧‧曲軸

12‧‧‧凸輪軸

13‧‧‧汽缸頭

14‧‧‧點火器

15‧‧‧噴油嘴

17‧‧‧啟動按鈕

18‧‧‧油門啟動裝置

20‧‧‧引擎管理系統

22‧‧‧曲軸位置感知器

30‧‧‧怠速熄火控制器

33‧‧‧凸輪軸位置感知器

Claims

一種引擎怠速熄火裝置，組設於具有一引擎與一引擎管理系統之一機車上，該引擎具有一曲軸、一凸輪軸、一點火器及一噴油嘴，該引擎怠速熄火裝置包括有：一曲軸位置感知器，用以量測該曲軸之位置與量測該引擎之轉速；一凸輪軸位置感知器，用以量測該凸輪軸之位置；以及一怠速熄火控制器，電連接於該該曲軸位置感知器、該凸輪軸位置感知器與該引擎管理系統；其中，當該引擎處於熄火狀態，該曲軸位置感知器所量測之引擎轉速位於一預定轉速時，該怠速熄火控制器控制該噴油嘴噴油，以使該引擎之進氣道及燃燒室具有油氣。
如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火裝置，其中，該預定轉速係指200~600轉/分(rpm)。
如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火裝置，其中，當該引擎已停止運轉或該曲軸位置感知器所量測之引擎轉速低於該預定轉速，且該引擎管理系統接收到一起動訊號，該凸輪軸位置感知器所量測之該凸輪軸位置位於一預定角度時，該怠速熄火控制器控制該點火器點火，以啟動該引擎。
如申請專利範圍第3項所述之引擎怠速熄火裝置，其中，該預定角度係指該引擎位於壓縮行程之壓縮上死點前13度所對應之該凸輪軸之位置。
如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火裝置，其中，該機車組設有一啟動按鈕及一油門啟動裝置，該引擎之起動訊號係指下述其一：該引擎管理系統傳來之該起動訊號、該啟動按鈕被按壓之訊號及該油門啟動裝置被啟動之訊號。
如申請專利範圍第3項所述之引擎怠速熄火裝置，其中，該凸輪軸位置感知器係裝設於該引擎之一汽缸頭上，且該凸輪軸上設置有一對應該預定角度之特定感應位置。
如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火裝置，其中，該怠速熄火控制器可整合於該引擎管理系統內。