TWI494503B - 引擎怠速自動熄火系統及其控制方法 - Google Patents

Description

引擎怠速自動熄火系統及其控制方法

本發明係關於一種引擎怠速自動熄火系統及其控制方法，尤指一種適用於機車引擎之怠速自動熄火系統及其控制方法。

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，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。

有些近幾年才上市販賣之機車，則利用噴射引擎的引擎控制單元(Electronic Control Unit：ECU)根據引擎之轉速、車速及握把感知器所偵測到機車之把手是否未被握持等訊息來判斷引擎是否應熄火。參閱圖1係習知引擎怠速自動熄火之系統架構圖所示，其系統架構主要包括有：一握把感知器91、一車速感知器92、一計時器93及一怠速熄火控制單元94。握把感知器91係用以偵測機車之把手是否被 握持，車速感知器92係用以量測機車之車速，計時器93係用以量測把手未被握持之持續時間，怠速熄火控制單元94則電連接於握把感知器91、車速感知器92、與計時器93。

當機車之引擎95處於發動狀態，握把感知器91偵測到把手未被握持、計時器93量測到把手未被握持之持續時間到達一預定值及車速感知器92量測到機車之車速為零時，亦即機車係處於怠速中，怠速熄火控制單元94即輸出一訊號以控制機車之引擎95熄火。

請參閱圖2與圖3，其分別為另一習知引擎怠速自動熄火之系統架構圖及其控制流程圖。其引擎控制單元80包括有一量測機車行駛速度之車速感知器81、一量測引擎87之引擎轉速感知器82、一量測引擎87之節流閥開度感知器83、一量測引擎87汽缸頭工作溫度之溫度感知器84，另怠速熄火切換器85係可供機車騎乘者用以選擇控制機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火。

當引擎87處於發動狀態且怠速熄火切換器85位於怠速自動熄火之運轉模式，而車速感知器81所量測之車速小於一預定車速、引擎轉速感知器82所量測之引擎87轉速小於一預定轉速、節流閥開度感知器83所量測之引擎87節流閥開度小於一預定開度、溫度感知器84所量測之引擎87汽缸頭工作溫度大於一預定溫度時，怠速熄火控制單元86之計時器861開始計時，且當上述條件符合之持續時間超過一預定時間，表示此時機車係處於怠速中，怠速熄火控制單元86則控制引擎87怠速自動熄火。

當怠速熄火切換器85位於怠速自動熄火之運轉模式時，其怠速自動控制方法包括有下列步驟：判斷溫度感知器84所量測之引擎87汽缸頭工作溫度是否大於一預定溫度(S1)，若是則執行下一步驟；接著，判斷車速感知器81所量測之車速是否小於一預定車速、引擎轉速感知器82所量測之引擎87轉速是否小於一預定轉速、及節流閥開度感知器83所量測之節流閥開度是否小於一預定開度(S2)，若皆是則執行下一步驟；接著，判斷計時器861所量測之符合上述各感知器81,82,83之持續時間是否超過一預定時間(S3)，若是則執行下一步驟；接著，怠速熄火控制單元86控制引擎87熄火(S4)，亦即此時機車係處於怠速熄火機制成立之運轉模式；若於步驟(S1),(S2),(S3)中，有任一之判斷係為否，則直接至步驟(S5)怠速熄火控制單元86不控制引擎87熄火，亦即此時機車係處於怠速熄火機制不成立之運轉模式。

如上述之具有怠速熄火裝置之機車，當駕駛者騎乘於馬路中線，停下準備待轉時，此時其怠速熄火機制滿足後，引擎就會熄火；當駕駛者判定對向無來車時，再轉動手把讓引擎啟動後加速通過，此種方式容易增加無法預測之危險，尚有改善之空間。亦即，當駕駛者於待轉時，此時任何機會下都有迫切性動力需求，不應該讓怠速熄火裝置實施，換句話說，當駕駛者騎乘中，打方向燈於馬路中線停下來準待轉時此時引擎不應該熄火。

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自動熄火系統及其控制方法，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自動熄火系統，俾當怠速熄火控制單元偵測到方向燈有作動時，怠速熄火機制會自動失效，以確保機車於打方向燈下，引擎不會自動怠速熄火。

為達成上述目的，本發明之引擎怠速自動熄火系統，係組設於具有一引擎之一機車上，包括有：一引擎控制單元及一具有計時器之怠速熄火控制單元。其中，引擎控制單元具有一量測機車行駛速度之車速感知器、一量測引擎之引擎轉速感知器、一量測機車節流閥之節流閥開度感知器、及一偵測機車之方向燈是否作動之方向燈感知器；怠速熄火控制單元電連接於引擎控制單元。當引擎處於發動狀態且方向燈感知器偵測機車之方向燈沒有作動，車速感知器所量測之車速小於一預定車速、引擎轉速感知器所量測之引擎轉速小於一預定轉速、節流閥開度感知器所量測之節流閥開度小於一預定開度時，計時器開始計時，且當車速感知器、引擎轉速感知器及節流閥開度感知器符合上述條件之持續時間超過一預定時間時，怠速熄火控制單元控制引擎熄火。但當怠速熄火控制單元偵測到方向燈有作動時，怠速熄火機制會自動失效，亦即怠速熄火控制單元 不控制引擎熄火，以確保機車於打方向燈下，引擎不會自動怠速熄火。

本發明可更包括有一與怠速熄火控制單元電連接之溫度感知器，溫度感知器固設於機車之一物件上，用以偵測該物件之溫度；當溫度感知器偵測該物件之溫度小於一預定溫度時，怠速熄火控制單元則不輸出任何控制引擎熄火之訊號，亦即此時引擎尚處於暖機階段，無需怠速自動熄火。

上述物件可為引擎之汽缸頭，亦即溫度感知器可裝設於引擎之汽缸頭上，此時預定溫度可設定為100℃。當汽缸頭的溫度小於100℃時，表示引擎剛啟動，尚處於暖機階段，無需怠速自動熄火。而當汽缸頭的溫度大於或等於100℃，表示引擎已完成暖機，則可依原有機制，使怠速熄火控制單元控制引擎熄火。此外，該預定溫度亦可設定為90至110℃間之一固定數值，其可視引擎之容量大小、行程而定。

此外，當溫度感知器裝設於不同位置時，所對應之預定溫度則可不同。例如，若溫度感知器裝設於機車介於空氣濾清器與節流閥間之進氣管內時，則該預定溫度可設定為40℃。若溫度感知器裝設於機車介於汽缸頭與節流閥間之進氣管內時，則該預定溫度可設定為70℃。若溫度感知器裝設於機車之機油箱內以量測機油之溫度時，則該預定溫度可設定為85℃。

本發明可更包括有一與怠速熄火控制單元電連接之怠速熄火切換器，用以選擇控制機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火；當怠速熄火切換器位於不怠速自動熄火之運轉模式時，怠速熄火控制單元不輸出任何控制引擎熄火之訊號。

上述怠速熄火切換器可為一按壓開關或其他等效構件，俾可方便機車騎乘者操控選擇機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火。亦即，機車騎乘者可自由選擇要不要有怠速自動熄火之機制，僅需以手按壓開關操控即可變換。

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)、1700轉/分或其他轉數。節流閥開度感知器所量測之預定開度可設定為1%或其他開度，上述計時器所設定之預定時間可設定為2分鐘、1分鐘或其他時間。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單元內之記憶體或其他等效儲存媒體中。

本發明另提供一種引擎怠速自動熄火控制方法，用於控制具有一引擎、一引擎控制單元、及一怠速熄火控制單元之一機車之怠速自動熄火，怠速熄火控制單元具有一計時器，並電連接於引擎控制單元，引擎控制單元具有一量測機車行駛速度之車速感知器、一量測引擎之引擎轉速感知器、一量測機車節流閥開度之節流閥開度感知器及一偵 測機車之方向燈是否作動之方向燈感知器，該控制方法包括下列步驟：(A)判斷該方向燈感知器所偵測機車之方向燈是否有作動，若不是，則執行下一步驟；若是，則不控制引擎熄火；(B)判斷車速感知器所量測之車速是否小於一預定車速、引擎轉速感知器所量測之引擎轉速是否小於一預定轉速、及節流閥開度感知器所量測之節流閥開度是否小於一預定開度，若全部是，則執行下一步驟；若不是，則不控制引擎熄火；(C)計時器開始計時；(D)判斷計時器所量測之車速感知器、引擎轉速感知器及節流閥開度感知器符合步驟(B)之持續時間是否超過一預定時間，若是，則執行下一步驟；若不是，則不控制引擎熄火；以及(E)控制引擎熄火。

此外，本發明可更包括有一與該怠速熄火控制單元電連接之溫度感知器，溫度感知器可固設於機車之一物件上，用以偵測該物件之溫度，本發明之引擎怠速自動熄火控制方法可於步驟(A)後，更增加一步驟(A1)判斷溫度感知器所偵測該物件之溫度是否大於一預定溫度，若是，則執行下一步驟。

本發明可更包括有一與怠速熄火控制單元電連接之怠速熄火切換器，用以選擇控制機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火，本發明之引擎怠速自動熄火控制 方法可於步驟(A)前，更增加一步驟(A0)判斷怠速熄火切換器是否位於怠速自動熄火之運轉模式，若是，則執行下一步驟(A)。

請參閱圖4係本發明一較佳實施例之系統架構圖，本實施例之引擎怠速自動熄火系統係組設於具有一引擎10之一機車上，包括有：一引擎控制單元20、一怠速熄火控制單元40、及一怠速熄火切換器30。其中，引擎控制單元20具有一量測機車行駛速度之車速感知器21、一量測引擎10之引擎轉速感知器22、一量測機車之節流閥之節流閥開度感知器23、一用以量測機車之一物件溫度之溫度感知器24及一偵測機車之方向燈是否作動之方向燈感知器25。在本實施例中，溫度感知器24係固設於引擎10之汽缸頭上，用以量測引擎10之汽缸頭之工作溫度。

怠速熄火控制單元40電連接於引擎控制單元20及怠速熄火切換器30，怠速熄火控制單元40並具有一計時器41。另，怠速熄火切換器30係用以選擇控制機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火；當怠速熄火切換器30位於不怠速自動熄火之運轉模式時，怠速熄火控制單元40不輸出任何控制該引擎10熄火之訊號。在本實施例中，怠速熄火切換器30為一按壓開關，可方便機車騎乘者以手按壓開關操控即可變換機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火。

當引擎10處於發動狀態且方向燈感知器25偵測機車之方向燈沒有作動，車速感知器21所量測之車速小於一預定車速、引擎轉速感知器22所量測之引擎轉速小於一預定轉速、節流閥開度感知器23所量測之節流閥開度小於一預定開度時，計時器41開始計時，且當車速感知器21、引擎轉速感知器22及節流閥開度感知器23符合上述條件之持續時間超過一預定時間時，怠速熄火控制單元40控制引擎10熄火。在本實施例中，該預定車速係指3公里/小時，該預定轉速係指1800轉/分(rpm)，該預定開度係指1%，該預定時間係指2分鍾。

但當溫度感知器24偵測引擎10之汽缸頭之工作溫度小於一預定溫度時，怠速熄火控制單元40不輸出任何控制該引擎10熄火之訊號。亦即，此時引擎10尚處於暖機階段，無需怠速自動熄火。在本實施例中，該預定溫度係設定為100℃。

藉此，本發明在怠速熄火切換器30位於怠速自動熄火之運轉模式時，當怠速熄火控制單元40偵測到方向燈有作動時，怠速熄火機制會自動失效，以確保機車於打方向燈下，引擎10不會自動怠速熄火。另，在方向燈沒有作動時，怠速熄火控制單元40能直接依據各感知器21~25的數據經運算比對後，控制引擎10熄火，達到自動熄火的目的。

請參閱圖5係本發明一較佳實施例之控制流程圖，並請一併參閱圖4。本實施例之引擎怠速自動熄火控制方法係用於控制具有一引擎10、一引擎控制單元20、一怠速熄火切 換器30、及一怠速熄火控制單元40之一機車之怠速自動熄火，怠速熄火控制單元40具有一計時器41，並電連接於引擎控制單元20，引擎控制單元20包括有一量測機車之車速感知器21、一量測引擎10之引擎轉速感知器22、一量測引擎10之節流閥開度之節流閥開度感知器23、一量測引擎10一物件工作溫度之溫度感知器24、及一偵測機車之方向燈是否作動之方向燈感知器25。

當引擎10處於發動狀態，該控制方法包括下列步驟： (SA0)判斷該怠速熄火切換器30是否位於怠速自動熄火之運轉模式，若是，則執行下一步驟(SA)，若不是，則直接至步驟(SF)。

(SA)判斷方向燈感知器25所偵測機車之方向燈是否有作動，若否，則執行下一步驟，若是，則直接至步驟(SF)。

(SA1)判斷溫度感知器24所偵測該物件之溫度是否大於一預定溫度，若是，則執行下一步驟，若不是，則直接至步驟(SF)。在本實施例中，該物件係指引擎10之汽缸頭，該預定溫度係為100℃。

(SB)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10轉速是否小於一預定轉速、及節流閥開度感知器23所量測之節流閥開度是否小於一預定開度，若全部是，則執行下一步驟，若不是，則直接至步驟(SF)。在本實施例中，該預定車速係指3公里/小時，該預定轉速係指1800轉/分(rpm)，該預定開度係指 1%。

(SC)計時器41開始計時。

(SD)判斷計時器41所量測之車速感知器21、引擎轉速感知器22及節流閥開度感知器23符合步驟(SB)之持續時間是否超過一預定時間，若是，則執行下一步驟，若不是，則直接至步驟(SF)。在本實施例中，該預定時間係為2分鍾。

(SE)控制引擎10熄火。

(SF)不控制引擎10熄火。

藉此，當引擎10處於發動狀態，本發明在怠速熄火切換器30位於怠速自動熄火之運轉模式時，當怠速熄火控制單元40偵測到方向燈有作動時，怠速熄火機制會自動失效，以確保機車於打方向燈下，引擎10不會自動怠速熄火。另，當怠速熄火控制單元40偵測到方向燈沒有作動時，怠速熄火控制單元40能直接依據各感知器21~25的數據經運算比對後，控制引擎10熄火，達到自動熄火的目的。

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。

10‧‧‧引擎

20‧‧‧引擎控制單元

21‧‧‧車速感知器

22‧‧‧引擎轉速感知器

23‧‧‧節流閥開度感知器

24‧‧‧溫度感知器

25‧‧‧方向燈感知器

30‧‧‧怠速熄火切換器

40‧‧‧怠速熄火控制單元

41‧‧‧計時器

80‧‧‧引擎控制單元

81‧‧‧車速感知器

82‧‧‧引擎轉速感知器

83‧‧‧節流閥開度感知器

84‧‧‧溫度感知器

85‧‧‧怠速熄火切換器

86‧‧‧怠速熄火控制單元

861‧‧‧計時器

87‧‧‧引擎

91‧‧‧握把感知器

92‧‧‧車速感知器

93‧‧‧計時器

94‧‧‧怠速熄火控制單元

95‧‧‧引擎

圖1係習知引擎怠速自動熄火之系統架構圖。

圖2係另一習知引擎怠速自動熄火之系統架構圖。

圖3係圖2之習知引擎怠速自動熄火之控制流程圖。

圖4係本發明一較佳實施例之系統架構圖。

圖5係本發明一較佳實施例之控制流程圖。

10‧‧‧引擎

20‧‧‧引擎控制單元

21‧‧‧車速感知器

22‧‧‧引擎轉速感知器

23‧‧‧節流閥開度感知器

24‧‧‧溫度感知器

25‧‧‧方向燈感知器

30‧‧‧怠速熄火切換器

40‧‧‧怠速熄火控制單元

41‧‧‧計時器

Claims (10)

1. 一種引擎怠速自動熄火系統，組設於具有一引擎之一機車上，包括：一引擎控制單元，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、一量測該機車之節流閥之節流閥開度感知器及一偵測該機車之方向燈是否作動之方向燈感知器；以及一怠速熄火控制單元，電連接於該引擎控制單元，包括有一計時器；當該引擎處於發動狀態且該方向燈感知器偵測該機車之方向燈沒有作動，該車速感知器所量測之車速小於一預定車速、該引擎轉速感知器所量測之引擎轉速小於一預定轉速、該節流閥開度感知器所量測之節流閥開度小於一預定開度時，該計時器開始計時，且當該車速感知器、該引擎轉速感知器及該節流閥開度感知器符合上述條件之持續時間超過一預定時間時，該怠速熄火控制單元控制該引擎熄火。
2. 如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速自動熄火系統，其更包括有一與該怠速熄火控制單元電連接之溫度感知器，其係固設於該機車之一物件上，用以偵測該物件之溫度；當該溫度感知器偵測該物件之溫度小於一預定溫度時，該怠速熄火控制單元不輸出任何控制該引擎熄火之訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之引擎怠速自動熄火系統，其中，該物件係為該引擎之汽缸頭，該預定溫度係為100℃。
4. 如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速自動熄火系統，其更包括有一與該怠速熄火控制單元電連接之怠速熄火切換器，用以選擇控制該機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火；當該怠速熄火切換器位於不怠速自動熄火之運轉模式時，該怠速熄火控制單元不輸出任何控制該引擎熄火之訊號。
5. 如申請專利範圍第1項所述之引擎怠速自動熄火系統，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)，該預定開度係指1%。
6. 一種引擎怠速自動熄火控制方法，用於控制具有一引擎、一引擎控制單元、及一怠速熄火控制單元之一機車之怠速自動熄火，該怠速熄火控制單元具有一計時器，並電連接於該引擎控制單元，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、一量測節流閥開度之節流閥開度感知器及一偵測該機車之方向燈是否作動之方向燈感知器，該控制方法包括下列步驟：(A)判斷該方向燈感知器所偵測該機車之方向燈是否有作動，若不是，則執行下一步驟；(B)判斷該車速感知器所量測之車速是否小於一預定車速、該引擎轉速感知器所量測之引擎轉速是否小於一預 定轉速、及該節流閥開度感知器所量測之節流閥開度是否小於一預定開度，若全部是，則執行下一步驟；(C)該計時器開始計時；(D)判斷該計時器所量測之該車速感知器、該引擎轉速感知器及該節流閥開度感知器符合步驟(B)之持續時間是否超過一預定時間，若是，則執行下一步驟；以及(E)控制該引擎熄火。
7. 如申請專利範圍第6項所述之引擎怠速自動熄火控制方法，其中，該機車更包括有一與該怠速熄火控制單元電連接之溫度感知器，其係固設於該機車之一物件上，用以偵測該物件之溫度，於步驟(A)後，更增加一步驟(A1)判斷該溫度感知器所偵測該物件之溫度是否大於一預定溫度，若是，則執行下一步驟。
8. 如申請專利範圍第7項所述之引擎怠速自動熄火控制方法，其中，該物件係為該引擎之汽缸頭，該預定溫度係為100℃。
9. 如申請專利範圍第6項所述之引擎怠速自動熄火控制方法，其中，該機車更包括有一與該怠速熄火控制單元電連接之怠速熄火切換器，用以選擇控制該機車之運轉模式為怠速自動熄火或不怠速自動熄火，於步驟(A)前，更增加一步驟(A0)判斷該怠速熄火切換器是否位於怠速自動熄火之運轉模式，若是，則執行下一步驟(A)。
10. 如申請專利範圍第6項所述之引擎怠速自動熄火控制方法，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)，該預定開度係指1%。