TWI463066B - Engine idle stop and start the control device - Google Patents

Description

引擎怠速熄火與啟動之控制裝置

本發明係關於一種引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，尤指一種適用於機車之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置。

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。因此如何控制引擎於怠速下自動熄火與快速啟動，俾抑制汽、機車之氣體排放量、及減少汽油燃料之消耗量，實為各車輛生產廠商所急欲解決之問題。

此外，機車引擎怠速熄火暨啟動系統係指機車在靜止情況下，引擎維持怠速轉速一段時間後能自動熄火，在欲行進前能運用傳統式或非傳統電子式之啟動手段啟動引擎之節能裝置。

一般機車熄火方式大多利用鑰匙轉動機車鎖頭使引擎熄火，若要重新發動引擎時，則必須先以鑰匙反方向轉動機車鎖頭，再按壓啟動馬達之起動開關才能使啟動馬達運轉，進而發動引擎。對機車騎乘者而言，在引擎熄火與啟動過程中，右手必須在機車把手與鎖頭間來回程動，操作上十分繁瑣不便，此即為俗稱之傳統式啟動手段。因此，在一般騎乘的情況下，傳統式啟動手段之機車在停止怠速時，其引擎運作之震動及噪音為常人判定機車有無熄火之重要特徵，駕駛人須透過關閉電門(即利用鑰匙轉動機車鎖頭)的動作，使機車熄火，並透過開啟電門(即利用鑰匙反向轉動機車鎖頭)及按壓啟動馬達之起動開關之傳統電子式啟動手段進行啟動。

有些近幾年才上市販賣之機車，則利用噴射引擎的電子控制單元(Electronic Control Unit：ECU)與偵測機車把手是否被握持之握把感知器及量測機車引擎油門開度之油門感知器電連接，當機車引擎處於熄火狀態時，而握把感知器偵測到把手被握持及油門感知器量測機車引擎之油門開度非為零時，控制單元則輸出一訊號以控制啟動馬達運轉，並使其轉速達到可啟動引擎之門檻轉速，用以發動機車引擎。亦即，當機車於怠速且引擎熄火之狀態下，可運用握把感知器與油門感知器之偵測訊號而控制啟動馬達運轉、進而發動引擎，此即為俗稱之非傳統電子式之啟動手段。

因此，搭載上述非傳統電子式之啟動手段系統之機車在停止怠速一段時間後會自動熄火，駕駛人不須關閉電門，只需運用傳統電子式(即按壓啟動馬達之起動開關)或非傳統電子式(即電子控制單元運用感知器或觸動開關之偵測訊號而直接控制啟動馬達運轉)啟動手段即可啟動引擎。

本發明所探討改善的問題點為，若一搭載怠速熄火暨啟動系統之機車在怠速一段時間後自動熄火，駕駛人因疏忽而未將電門關閉即離開，常人因無法判定機車有無確實熄火之特徵，而非怠速熄火，而可能誤觸非傳統電子式啟動手段導致啟動機車，造成潛在之危險。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以解決上述問題之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種引擎怠速熄火與啟動系統之安全機制，係以感測器偵測主駐車腳架有無駐起，並將感測訊號回饋至引擎控制中心，於主駐車腳架駐起時，引擎控制中心取消非傳統電子式之啟動手段啟動機車，僅能使用傳統電子式啟動手段啟動機車。另當主駐車腳架未駐起時，則傳統與非傳統電子式之啟動手段皆可啟動機車。

為達成上述目的，本發明之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置係組設於具有一引擎及一啟動馬達之一機車上，控制裝置包括有：一駐車腳架感知器、一起動開關及一引擎控制單元。駐車腳架感知器係用以偵測機車之主駐車腳架是否駐起，起動開關電連接該啟動馬達，用以起動啟動馬達，引擎控制單元電連接於駐車腳架感知器與啟動馬達；其中，當引擎處於熄火狀態，且駐車腳架感知器偵測到機車之主駐車腳架駐起，引擎控制單元則不輸出任何訊號至啟動馬達，啟動馬達僅能由起動開關起動，而不能由引擎控制單元起動。

上述引擎控制單元可更包括一量測機車之車速感知器、一量測引擎之引擎轉速感知器及一計時器，當引擎處於發動狀態，車速感知器所量測之車速小於一預定車速及引擎轉速感知器所量測之引擎轉速小於一預定轉速時，計時器開始計時，且當上述條件成立之持續時間超過一預定時間時，引擎控制單元判斷此時機車處於怠速中，會輸出一訊號以控制引擎怠速熄火。

本發明可更包括有一訊號開關，其係電連接並組設於一量測引擎曲軸之曲軸位置感知器與引擎控制單元之間。當機車處於怠速運轉中，訊號開關可用以斷開曲軸位置感知器與引擎控制單元之電路迴路，即便此時引擎還在轉動，引擎控制單元所接收的曲軸位置感知器之訊號與熄火(曲軸不轉動)相同，因而判定引擎不轉動，所需噴油量為零，立即停止送出噴油訊號，進而促使引擎怠速熄火。

上述訊號開關可為一常閉型繼電器(Relay)或其他等效構件。

上述車速感知器所量測之預定車速可設定為3公里/小時、2公里/小時或其他速度。引擎轉速感知器所量測之預定轉速可設定為1800轉/分(rpm)、1600轉/分(rpm)或其他轉數。計時器所設定之預定時間可設定為2秒、5秒或其他時間。

上述引擎控制單元可更包括有一量測機車之電池之電壓感知器，當電壓感知器所量測之電池電壓低於一預定電壓時，計時器則不計時。亦即，當電池之電壓處於低電壓狀態時，為避免電力不夠重新啟動引擎，引擎控制單元不控制訊號開關斷開，曲軸位置感知器與引擎控制單元之電路仍然閉路，亦即當電池在低電壓狀態時，不論上述各種感知器所量測之數據為何是否符合上述條件，皆不怠速熄火。

上述電壓感知器所量測之預定電壓可設定為正常工作電壓之70%、或80%或其他電壓值。一般機車電池之正常工作電壓為12伏特(V)，若預定電壓設定為正常工作電壓之80%，即預定電壓設定為9.6伏特(V)。

本發明可更包括有一電連接於引擎控制單元之觸動開關，其可設於機車之把手附近，駕駛人可藉由轉動加油把手而碰觸該觸動開關或者按壓剎車把手而碰觸該觸動開關。當引擎處於熄火狀態，駐車腳架感知器偵測到機車之主駐車腳架未駐起，且觸動開關被觸動，則引擎控制單元輸出一訊號以控制啟動馬達運轉，進而發動引擎。

另，當引擎處於熄火狀態，駐車腳架感知器偵測到機車之主駐車腳架未駐起，駕駛人除可藉由上述觸動開關被觸動而控制啟動馬達運轉之外，亦可藉由按壓起動開關而控制啟動馬達運轉，進而發動引擎。

請參閱圖1及圖2，其分別為本發明一較佳實施例之機車立體圖及系統架構圖，本實施例之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置係組設於一機車1上，該機車1具有一引擎10、一訊號開關15、一曲軸位置感知器12、一電池18、一駐車腳架感知器28、一觸動開關30、一啟動馬達40、一起動開關41及一包括有車速感知器21、引擎轉速感知器22、電壓感知器24與計時器25之引擎控制單元20。

其中，車速感知器21係用以量測機車1之車速，引擎轉速感知器22係用以量測引擎10之轉速，駐車腳架感知器28係用以偵測機車1之主駐車腳架11是否駐起，電壓感知器24係用以量測機車1之電池18電壓，起動開關41電連接啟動馬達40，用以起動啟動馬達40。

如圖所示，引擎控制單元20電連接於駐車腳架感知器28、觸動開關30與啟動馬達40，訊號開關15係電連接並組設於量測引擎10曲軸之曲軸位置感知器12與引擎控制單元20之間。

請參閱圖3係本發明一較佳實施例之引擎怠速熄火流程圖，並請一併參閱圖2。本實施例之引擎怠速熄火流程包括有下列步驟：當引擎10處於發動狀態，引擎控制單元20判斷車速感知器21所量測之車速是否小於一預定車速、引擎轉速感知器22所量測之引擎轉速是否小於一預定轉速及電壓感知器24所量測之電池18電壓是否高於一預定電壓(S901)。若是接著，計時器25開始計時，且判斷上述條件成立之時間是否持續超過一預定時間(S902)；若否則返回至步驟S901。步驟S902中，若是接著，引擎控制單元20控制訊號開關15斷開曲軸位置感知器12與引擎控制單元20之電路迴路(S903)；接著，引擎控制單元20判斷引擎10之轉數是否為零(S904)；若是接著，引擎控制單元20控制訊號開關15閉合曲軸位置感知器12與引擎控制單元20之電路迴路(S905)，此時引擎10已怠速熄火。步驟S904中，若否則返回至步驟S903。

訊號開關15之作用係當機車1處於怠速運轉時，訊號開關15可被引擎控制單元20控制，進而斷開曲軸位置感知器12與引擎控制單元20之電路迴路，即便此時引擎10還在轉動，引擎控制單元20所接收的曲軸位置感知器12之訊號與熄火(曲軸不轉動)相同，因而判定引擎10不轉動，所需噴油量為零，立即停止送出噴油訊號，進而促使引擎10怠速熄火。

在本實施例中，預定車速設定為3公里/小時，預定轉速設定為1800轉/分(rpm)，預定電壓設定為電池18正常工作電壓之80%，一般機車電池之正常工作電壓為12伏特(V)，即本實施例之預定電壓設定為9.6伏特(V)；預定時間設定為2秒，另訊號開關15係為一常閉型繼電器。

亦即，在本實施例中，當車速感知器21所量測之車速小於3公里/小時、引擎轉速感知器22所量測之引擎轉速小於1800轉/分(rpm)，引擎控制單元20判斷此時引擎10係處於怠速中。而在怠速中之引擎10是否要怠速熄火，仍需視當時電壓感知器24所量測之電池18電壓是否高於9.6伏特而定，若電池18之電壓處於低電壓狀態(即低於9.6伏特)時，為避免電力不夠重新啟動引擎10，引擎控制單元20不控制訊號開關15斷開，即曲軸位置感知器12與引擎控制單元20之電路迴路仍然閉路。換言之，當電池18在低電壓狀態時，不論上述車速感知器21與引擎轉速感知器22所量測之數據為何，皆不怠速熄火。

請參閱圖4係本發明一較佳實施例之主駐車腳架未駐起之引擎啟動流程圖，並請一併參閱圖1與圖2。本實施例之引擎啟動流程包括有下列步驟：當引擎10處於熄火狀態，駐車腳架感知器28偵測到機車1之主駐車腳架11未駐起(S911)，其啟動引擎10方式有二種，第一種方式如圖4左半邊所示之流程，其為騎乘者直接以手動按壓起動開關41使啟動馬達40運轉，進而發動引擎10(S912)。其中，當引擎10發動後，騎乘者放開起動開關41不再按壓，啟動馬達40則停止運轉。

當引擎10處於熄火狀態，機車1之主駐車腳架11未駐起之第二種啟動引擎10方式如圖4右半邊所示之流程，其為引擎控制單元20判斷觸動開關30是否被碰觸(S914)；若是接著，引擎控制單元20輸出一訊號控制啟動馬達40運轉(S915)；接著，引擎控制單元20判斷引擎轉速是否達到引擎10之怠速轉速(S916)，若是，引擎控制單元20判定引擎已啟動(S918)，則停止送出啟動訊號；若否，則反回步驟S914。此外，於步驟S914中，若觸動開關30未被碰觸，則引擎10仍處於熄火狀態(S917)。

換言之，當引擎10處於熄火狀態，且駐車腳架感知器28偵測到機車1之主駐車腳架11未駐起時，則傳統與非傳統電子式之啟動手段皆可啟動引擎10。

一般而言，觸動開關30可設於機車1之把手附近，駕駛人可藉由轉動加油把手而碰觸該觸動開關30或者按壓剎車把手而碰觸該觸動開關30，其係屬常用之非傳統電子式啟動手段，在此不再贅述。

請參閱圖5係本發明一較佳實施例之主駐車腳架駐起之引擎啟動流程圖，並請一併參閱圖1與圖2。本實施例之引擎啟動流程包括有下列步驟：當引擎10處於熄火狀態，駐車腳架感知器28偵測到機車1之主駐車腳架11駐起(S921)，其啟動引擎10方式僅有一種，如圖5左半邊流程所示之流程，其為騎乘者直接以手動按壓起動開關41使啟動關達40運轉，進而發動引擎10(S922)。其中，當引擎10發動後，騎乘者放開起動開關41不再按壓，啟動關達40則停止運轉。

如圖5右半邊流程所示，當引擎10處於熄火狀態，駐車腳架感知器28偵測到機車1之主駐車腳架11駐起(S921)，引擎控制單元20判斷觸動開關30是否被碰觸(S924)；若是，引擎控制單元20不輸出訊號至啟動馬達40(S925)，亦即，啟動馬達40不能由引擎控制單元20起動；接著，引擎10仍處於熄火狀態(S927)。於步驟S924中，若觸動開關30未被碰觸，則引擎10也是處於熄火狀態(S927)。

亦即，當引擎10處於熄火狀態，且駐車腳架感知器28偵測到機車之主駐車腳架11駐起，引擎控制單元20則不輸出任何訊號至啟動馬達40，啟動馬達40僅能由起動開關41起動，而不能由引擎控制單元20起動。

換言之，當引擎10處於熄火狀態，且駐車腳架感知器28偵測到機車1之主駐車腳架11駐起時，引擎控制中心20則取消非傳統電子式之啟動手段啟動機車，僅能使用傳統電子式啟動手段啟動機車。藉此，避免常人誤觸與引擎控制單元20電連接之觸動開關30，造成潛在之危險。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧機車

10‧‧‧引擎

11‧‧‧主駐車腳架

12‧‧‧曲軸位置感知器

15‧‧‧訊號開關

18‧‧‧電池

20‧‧‧引擎控制單元

21‧‧‧車速感知器

22‧‧‧引擎轉速感知器

24‧‧‧電壓感知器

25‧‧‧計時器

28‧‧‧駐車腳架感知器

30‧‧‧觸動開關

40‧‧‧啟動馬達

41‧‧‧起動開關

圖1係本發明一較佳實施例之機車立體圖。

圖2係本發明一較佳實施例之系統架構圖。

圖3係本發明一較佳實施例之引擎怠速熄火流程圖。

圖4係本發明一較佳實施例之主駐車腳架未駐起之引擎啟動流程圖。

圖5係本發明一較佳實施例之主駐車腳架駐起之引擎啟動流程圖。

10．．．引擎

12．．．曲軸位置感知器

15．．．訊號開關

18．．．電池

20．．．引擎控制單元

21．．．車速感知器

22．．．引擎轉速感知器

24．．．電壓感知器

25．．．計時器

28．．．駐車腳架感知器

30．．．觸動開關

40．．．啟動馬達

41．．．起動開關

Claims (7)

1. 一種引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，組設於具有一引擎及一啟動馬達之一機車上，包括：一駐車腳架感知器，用以偵測該機車之主駐車腳架是否駐起；一起動開關，電連接該啟動馬達，用以起動該啟動馬達；一引擎控制單元，電連接於該駐車腳架感知器與該啟動馬達，該引擎控制單元包括有一量測該機車之車速感知器、一量測該引擎之引擎轉速感知器及一計時器，當該引擎處於發動狀態，該車速感知器所量測之車速小於一預定車速及該引擎轉速感知器所量測之引擎轉速小於一預定轉速時，該計時器開始計時，且當上述條件成立之持續時間超過一預定時間時，該引擎控制單元控制該引擎怠速熄火；以及一訊號開關，其係電連接並組設於一量測該引擎曲軸之曲軸位置感知器與該引擎控制單元之間，該訊號開關係斷開該曲軸位置感知器與該引擎控制單元之電路迴路，以控制該引擎怠速熄火；其中，當該引擎處於熄火狀態，且該駐車腳架感知器偵測到該機車之主駐車腳架駐起，該引擎控制單元不輸出任何訊號至該啟動馬達，該啟動馬達由該起動開關起動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，其中，該訊號開關為一常閉型繼電器(Relay)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，其中，該預定車速係指3公里/小時，該預定轉速係指1800轉/分(rpm)，該預定時間係指2秒。
4. 如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，其中，該引擎控制單元更包括有一量測該機車之電池之電壓感知器，當該電壓感知器所量測之該電池電壓低於一預定電壓時，該計時器不計時。
5. 如申請專利範圍第4項所述之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，其中，該預定電壓係指9.6伏特(V)。
6. 如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，其更包括有一觸動開關，電連接於該引擎控制單元，當該引擎處於熄火狀態，該駐車腳架感知器偵測到該機車之主駐車腳架未駐起，且該觸動開關被觸動，則該引擎控制單元輸出一訊號以控制該啟動馬達運轉，以發動該引擎。
7. 如申請專利範圍第6項所述之引擎怠速熄火與啟動之控制裝置，其中，當該引擎之轉速達到門檻時，該引擎控制單元停止輸出任何訊號至該啟動馬達，以控制該啟動馬達停止運轉。