CN101649801B - 引擎怠速状态的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种引擎怠速状态的控制方法，其是适用于处于怠速熄火状态的一引擎。引擎包括一汽缸头、一汽缸、一活塞以及一曲轴。点火控制方法包括以下步骤：首先，侦测曲轴角度以判断活塞位置。接着，当曲轴正转至上死点后的第一点火角度时始进行一延迟点火动作，使曲轴正转惯性力在每次在延迟的第一点火角度的后减弱。当曲轴正转惯性力不足以克服上死点而逆转时，开启该汽缸头的排气阀，接着，当曲轴逆转至第二点火角度时，进行一点火动作。如此，剩余油气得以再燃烧，以符合环保的诉求。

Description

引擎怠速状态的控制方法

【技术领域】

本发明是关于一种引擎的点火控制方法，特别是关于一种处于怠速熄火(idle stop)状态下的引擎的点火控制方法。

【背景技术】

现今全球暖化、空气污染以及能源短缺的问题已渐渐受到人们的重视，而为了改善上述问题，在现有技术中，目前已有人提出能使怠速中的引擎自动熄火的装置如下所述的「机动车用发动机怠速控制装置」。

图1为目前现有的机动车用发动机怠速控制装置的架构图。请参阅图1，其所示的怠速控制装置是用于摩托车停等怠速运转时，自动将引擎熄火，以减少汽油的消耗以及降低废气的排放量。

图1所揭露的「机动车用发动机怠速控制装置」，是由一蓄电池100、一主开关101、一刹车讯号开关单元102、一继电器103、一启动开关104、一启动马达105、一引擎106、一火花塞107、一残电警示灯108、一电容放电点火器(CDI)109、一车速感测器110、一油门开度感测器111、一引擎转速感测器112、一停等怠速开关指示灯113及一停等怠速开关114组成。主开关101与刹车讯号开关单元102电性连接，刹车讯号开关单元102电性连接至继电器103正端，继电器103负端电性连接启动开关104，启动开关104电性连接至蓄电池100负端，且电容放电点火器109电性连接于继电器103正、负两端，电容放电点火器109电性连接于继电器103正端的接点是位于刹车讯号开关单元102与继电器103之间，电容放电点火器109电性连接于继电器103负端的接点是位于继电器103与启动开关204之间。启动马达105正端电性连接继电器103正电出口端，并经由一曲轴连接引擎106。

上述现有技术可判断摩托车的运转状态，控制引擎自动熄火，及重新启动引擎，以使摩托车于停等怠速运转时减少油耗。然而，当其引擎停止运转之后，引擎的汽缸内会残留油气。此油气含有易挥发性的烃类混合物以及硫化物等对人体有害的物质，而油气会从引擎慢慢散逸到空气。如此，将会造成严重的空气污染。

此外，油气多少都会侵蚀引擎的汽缸。倘若油气残留在汽缸内的时间太久的话，将会严重地腐蚀汽缸，进而缩短汽缸的寿命。另外，长时间残留在汽缸内的油气也会导致火花塞与汽缸头积碳，以使引擎再启动困难，进而增加蓄电池100的耗电量。

【发明内容】

有鉴于此，为了解决以上现有技术的问题，本发明的一目的主要是提供一种引擎怠速状态的控制方法，其能让引擎在怠速熄火状态时，进行点火，以让汽缸内的剩余油气能再燃烧。

本发明的另一目的是提供一种引擎怠速状态的控制方法，其能增加汽缸的寿命，同时改善火花塞与汽缸积碳的问题。

本发明所提出解决上述问题的技术手段在于：本发明是提出一种引擎怠速状态的控制方法，其是适用于处于怠速熄火状态的一引擎。此引擎包括一汽缸头、一汽缸、一活塞及一连动的曲轴，而上述引擎怠速状态的控制方法如下：侦测曲轴角度以判断活塞运转时的位置。接着，当引擎处于冷车启动的怠速状态时以一正常点火角度进行点火；当引擎热车怠速时，曲轴正转至上死点后第一点火角度时进行点火动作，使曲轴正转的惯性力因点火位置的延迟而在逐次的点火动作后递减。当曲轴正转惯性力不足以克服上死点而逆转时，应用一反压缩装置开启汽缸头内的一排气阀，且当曲轴逆转至第二点火角度时，进行一点火动作，以燃烧汽缸内的剩余油气。

其中，上述曲轴的第一点火角度，是位于曲轴上死点后5度；上述曲轴的第二点火角度为曲轴上死点前40度。

其中，上述引擎与一交流发电机的一飞轮组装中，飞轮的转动与曲轴的运动同步，且飞轮具有一凸块，凸块头端对应于第二点火角度，凸块尾端对应于第一点火角度，其中侦测活塞的位置的步骤包括：侦测凸块的位置。

其中，上述凸块的位置是透过电磁感应的方式来侦测。

其中，上述点火动作的步骤如下：透过一线圈与凸块之间的电磁感应，产生一负电压脉冲讯号。接着，根据负电压脉冲讯号，令一火花塞点火。

其中，上述引擎为化油器引擎或喷射点火引擎。

本发明另提出一种引擎怠速状态的控制方法，其适用于上述处于怠速熄火状态的引擎，并包括以下的步骤：侦测曲轴角度以判断活塞的位置。接着，当引擎处于冷车启动的怠速状态时以一正常点火角度进行点火；当引擎热车怠速时曲轴顺时针方向正转至上死点后5度～10度之间时进行点火动作，使曲轴正转的惯性力因点火位置的延迟而在逐次的点火动作后递减。当曲轴正转惯性力不足以克服上死点而逆转时，应用一反压缩装置开启汽缸头的一排气阀。当曲轴逆转至上死点前35度～45度之间时，进行一点火动作，以燃烧汽缸内的剩余油气。

上述引擎与一交流发电机的一飞轮组装中，其飞轮具有一凸块，凸块的头端对应于曲轴的上死点前45度，凸块的尾端对应于曲轴的上死点后5度，其中侦测曲轴角度的步骤包括：侦测该凸块的位置。

上述的凸块的位置是透过电磁感应的方式来侦测。

采用上述本发明的技术手段所获得有益的功效是在于：

1.本发明是能燃烧汽缸内的剩余油气，以改善现有空气污染的问题。

2.本发明能缩短剩余油气残留在汽缸内的时间，以防止汽缸被油气所侵蚀，进而增加汽缸的寿命。

3.本发明能改善发生火花塞与汽缸积碳的问题，以延长火花塞与汽缸二者的使用寿命，并让引擎再启动顺利，以降低蓄电池的耗电量。

4.本发明还可以提高引擎的燃烧效率，以减少引擎的耗油量，进而提升引擎的工作效能。

【附图说明】

图1是为先前技术的机动车用发动机怠速控制装置的架构图；

图2是为本发明的引擎怠速状态的控制方法的流程示意图；

图3是为本发明实施例的延迟点火的动作示意图；

图4是为本发明实施例的曲轴逆转的动作示意图；

图5是为本发明实施例的逆转后点火动作示意图；及

图6是为本发明实施例的飞轮凸块与线圈的侦测讯号示意图。为本发明实施例的延迟点火的动作示意图。

100      蓄电池                   240      火花塞

101      主开关                   250      汽缸头

102      刹车讯号开关单元         300      交流发电机

1020     左刹车杆刹车讯号开       310      飞轮

         关                       312      凸块

1021     右刹车杆刹车讯号开       3121     头端

         关                       3122     尾端

103      继电器                   320      线圈

104      启动开关                 400      反压缩装置

105      启动马达                 A        第一点火角度

106      引擎                     B        第二点火角度

107      火花塞                   D        下死点

108      残电警示灯               U        上死点

109      电容放电点火器           P1       正电压脉冲讯号

110      车速感测器               P2       负电压脉冲讯号

111      油门开度感测器           R        剩余油气

112      引擎转速感测器

113      停等怠速开关指示灯

114      停等怠速开关

200      引擎

202      点火线圈

204      点火器

210      活塞

2101     连杆

220      曲轴

230      汽缸

232      排气阀

步骤S100  侦测曲轴角度以判断活塞运转时的位置

步骤S110  当引擎处于冷车启动的怠速状态时以一正常点火角度进行点火

步骤S120  当引擎热车怠速时曲轴正转至上死点后一第一点火角度时进行点火动作

步骤S130  当曲轴逆转时，应用一反压缩装置开启汽缸头的一排气阀

步骤S140  当曲轴逆转至一第二点火角度时，进行一点火动作

【具体实施方式】

为使对本发明的方法的内容及目的有进一步的了解，兹配合相关的最佳实施例及图式详细说明如下：

图2为本发明的引擎怠速状态的控制方法的流程示意图，而图3为本发明实施例的延迟点火的动作示意图。本发明的引擎怠速状态的控制方法适用于具有怠速熄火功能的引擎200，其包括一汽缸头250、一汽缸230、一活塞210、与活塞210借由一连杆2101连接的一曲轴220以及一火花塞240，其中汽缸头250具有一排气阀232，而引擎200为化油器引擎或喷射点火引擎。

本发明的引擎怠速状态的控制方法是在引擎200处于怠速熄火状态时执行，即引擎200熄火，但车辆总电源尚未关闭，例如钥匙尚未拔出的状态下进行。

控制引擎200进行怠速熄火的装置为一点火线圈202以及一点火器(例如是CDI)204，其中点火线圈202是连接于点火器204与火花塞240之间，并能施加电压给火花塞240，以使火花塞240点火。点火器204内是具有控制晶片模组，所以点火器204能发出点火讯号来控制点火线圈202，进而控制火花塞240点火。

点火器204可以透过多种感测器(未绘示)，让引擎200在某些条件下进行怠速熄火。举例来说，点火器204可以与计时器连接(未绘示)。借由计时器的计时，点火器204能得知引擎200持续怠速的时间，并判断此时间是否大于预设闲置时间，其例如是3分钟。倘若引擎200持续怠速的时间大于预设闲置时间的话，则点火器204便会进行怠速熄火，让引擎200熄火。

其次，点火器204也可以借由引擎转速感测器(未绘示)来检测引擎200的转速是否低于转速预设值，其例如2400rpm，进而控制引擎200进行怠速熄火。再者，点火器204更可以借由车速感测器(未绘示)来检测车辆的车速是否低于车速预设值，其例如时速3公里。如此，点火器204能判断车辆是否处于静止状态，进而决定是否将引擎200怠速熄火，以避免发生行车危险。

值得一提的是，点火器204还可以搭配油门开度感测器(未绘示)，其例如是化油器上的节流阀开度感测器，或是摩托车的加油手把的旋转开度，以检测油门开度是否低于开度电压预设值，其例如1伏特。这样可以使点火器204能判断摩托车的油门开度是否处于变动状态，以决定是否进行怠速熄火，或是让怠速熄火后的引擎200能再启动。

当引擎200处于怠速熄火状态时，随即进行本发明的引擎怠速状态的控制方法，其包括以下步骤：首先，侦测曲轴220角度以判断活塞210运转时所处位置(步骤S100)，活塞210的位置可以透过曲轴220的旋转角度来侦测，进而确认活塞210行程中是否位于一适当的点火位置。

其中当曲轴220正当运转时以顺时针方向正转为例，当引擎处于冷车启动的怠速状态时以一正常点火角度进行点火(步骤S110)；当引擎热车怠速时，曲轴220正转至一第一点火角度A时，此时曲轴的角度是曲轴带动活塞至通过上死点的后约5度～10度，较佳为5度，活塞210是在刚刚通过一上死点U之后的位置，而此时的汽缸头250内仍会暂时持续进行油气R的供给，并进行一点火动作(步骤S120)，即火花塞240进行点火。

承上述，由于点火角度经过延迟到曲轴220通过上死点U之后，故在此一点火位置并无法提供曲轴220来持续运行，但因曲轴220的转动惯性力仍可使该曲轴220再续行正转数圈，尽管该曲轴220在通过第一点火角度A时仍持续供油、点火，作爆炸推动活塞210，但在惯性力持续丧失的情形下，最后终将因曲轴220正转的惯性力不足以克服上死点U而产生逆转。

之后，当侦测出曲轴220产生逆转时，应用气缸头上的一反压缩装置400来开启汽缸头250的排气阀232(步骤S130)，因此开启后的排气阀232可以让汽缸230内的压力与外界大气压力相等，使得活塞210的运转顺利。

且当曲轴220持续逆转到一第二点火角度时，约为曲轴带动活塞至上死点U前35度～45度，较佳为40度，进行一点火动作，以燃烧该汽缸内的一剩余油气，并由开启的排气阀232排出(步骤S140)。

请参照图4所绘示的本发明实施例的曲轴逆转的动作示意图。详细而言，上死点U所对应的点火角度为0度，而下死点D所对应的点火角度为180度，因此活塞210所能够移动的位置是在0度至180度之间。由于活塞210在正常运转时的点火角度是在上死点U前15至30度之间，因此，当点火动作是在上死点U后5度进行时，点火动作对活塞210所产生的推力会小于其在正常运转时的推力。

而活塞210向上移动的推力是来自于曲轴220惯性的转动，而虽在上述点火动作持续进行之中仍可提供部分推力，但因推力的力量可能不足，在经过数次曲轴220正转之后即无法使活塞210到达上死点U。

图5为本发明实施例的逆转后点火动作示意图。请同时参阅图3与图5，在本实施例中，引擎200与一交流发电机(ACG)300的一飞轮310组装，其中飞轮310的转动与活塞210的运动同步，即活塞210在移动时，飞轮310亦会跟着转动，而飞轮310所转动的圈数能对应到活塞210的所在位置。

承上述，飞轮310具有一凸块312，凸块312的头端3121对应于第二点火角度B，凸块312的尾端3122对应于第一点火角度A，而当飞轮310正向转动时，凸块312亦会跟着移动。当凸块312经过一线圈320时，凸块312能与线圈320产生电磁感应，且是先感应凸块312的头端，再感应其尾端。因此，侦测活塞210的位置的步骤可以是透过电磁感应的方式来侦测。

图6为本发明实施例的飞轮凸块与线圈的侦测讯号示意图。请同时参阅图3与图5，当凸块312经过线圈320时，线圈320与凸块312之间的电磁感应会产生一正电压脉冲讯号P1与一负电压脉冲讯号P2，而点火器204会接收正电压脉冲讯号P1与负电压脉冲讯号P2。

点火器204可以根据正电压脉冲讯号P1与负电压脉冲讯号P2，来侦测曲轴220的角度或活塞210的位置。此外，当曲轴220处于第一点火角度A，并进行点火动作时，此预定位置，其不论是对应的点火角度是在上死点U前35度至45度之间或是在上死点U后5度至10度之间，都会对应到负电压脉冲讯号P2。因此，点火器204在曲轴220逆转的当时，可以根据负电压脉冲讯号P2，来令火花塞240点火。

综上所述，本发明能对怠速熄火下的引擎进行点火动作，以燃烧汽缸内的剩余油气。如此，本发明能让剩余油气再燃烧，以降低对人体有害的物质的排放量，进而改善空气污染的问题。

其次，由于本发明能让剩余油气再燃烧，因此剩余油气残留在汽缸内的时间得以缩短。如此，本发明能防止汽缸被油气所侵蚀，进而能增加汽缸的寿命。

再者，因为本发明能缩短剩余油气残留在汽缸内的时间，所以本发明能改善火花塞与汽缸积碳的问题。因此，本发明能延长火花塞与汽缸二者的使用寿命，并且让引擎再启动顺利，以降低蓄电池的耗电量。

此外，由于本发明能让剩余油气再燃烧，并使引擎再启动顺利，因此本发明可以提高引擎的燃烧效率，以减少引擎的耗油量，并提升引擎的工作效能。

虽然本发明是以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种引擎怠速状态的控制方法，是适用于处于怠速熄火状态的一引擎，该引擎包括一汽缸头、一汽缸、一活塞、以及一与该活塞连动的曲轴，其中该曲轴带动一与交流发电机同步旋转的飞轮，该飞轮具有一凸块，该凸块具有头端及尾端，其特征在于：该引擎怠速状态的控制方法包括以下步骤：

侦测该曲轴角度以判断该活塞运转时的位置；

当引擎处于冷车启动的怠速状态时以一正常点火角度进行点火；

当引擎热车怠速时，该曲轴正转至上死点后一第一点火角度时进行点火动作，使该曲轴正转的惯性力因点火位置的延迟而在逐次的该点火动作之下递减；

当该曲轴正转惯性力不足以克服上死点而逆转时，应用一反压缩装置开启该汽缸头的一排气阀；以及

当该曲轴逆转至一第二点火角度时，进行点火位置提前的一点火动作，以燃烧该汽缸头内的一剩余油气。

2.如权利要求1所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该正常点火角度为该曲轴带动活塞至上死点前15度至30度之间。

3.如权利要求1所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该第一点火角度为该曲轴带动活塞至上死点后5度。

4.如权利要求1所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该第二点火角度为该曲轴带动活塞至上死点前40度。

5.如权利要求1所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该凸块的头端对应于该第二点火角度，该凸块的尾端对应于该第一点火角度。

6.如权利要求5所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：侦测该曲轴角度的步骤包括：侦测该凸块的位置。

7.如权利要求6所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该凸块的位置是透过电磁感应的方式来侦测。

8.如权利要求5所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该点火动作的步骤包括：

透过一线圈与该凸块之间的电磁感应，产生一负电压脉冲讯号；以及

根据该负电压脉冲讯号，令一火花塞点火。

9.如权利要求1所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该引擎为化油器引擎或喷射点火引擎。

10.如权利要求1所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于，所述正转为顺时针方向的转动，所述第一点火角度为上死点后5度～10度之间，所述第二点火角度为上死点前35度～45度之间。

11.如权利要求10所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该凸块的头端对应于该曲轴的上死点前45度，该凸块的尾端对应于该曲轴的上死点后5度。

12.如权利要求11所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：侦测该曲轴角度的步骤包括：侦测该凸块的位置。

13.如权利要求12所述的引擎怠速状态的控制方法，其特征在于：该凸块的位置是透过电磁感应的方式来侦测。

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