TWI476323B - Engine start device - Google Patents

Description

引擎啟動裝置

本發明係關於一種引擎啟動裝置，尤指一種適用於手拉式換檔機車之引擎啟動裝置。

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。

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，若要重新啟動引擎時，則必須先以鑰匙反方向轉動機車鎖頭，再按壓引擎啟動開關才能啟動引擎，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，並非十分理想。

此外，習知打檔式機車於變換不同檔位時，需藉由手拉機構使離合器耦合或切離引擎動力至傳動系統上，進行變換檔位或是傳遞動力。當此引擎需操作於怠速狀態時，需由騎乘人員將檔位變換至空檔或是持續手拉離合器，使引擎動力完全切離至傳動系統，確保引擎在無負載的狀態下維持怠轉。

為改善引擎於怠速時的污染，習知的機車怠速熄火裝置，大部份應用於無段變速機構的傳動系統上。無段變速傳動系統利用引擎轉速控制離心式離合器的接合，當引擎於怠轉時，離心力不足所以離合器維持脫離狀態，使動力無法傳動至變速系統上，所以即可進行熄火的動作。當再啟動時，引擎恢復至怠轉轉速，但此轉速無法使離合器耦合至傳動系統上，將不會發生車輛暴衝的問題。

當機車之傳動系統為手拉式換檔時，引擎操作在怠速狀態下，須靠騎乘者透過離合器將傳動系統完全切離引擎(即空檔狀態)，使動力無傳遞才可進行熄火或發動。若騎乘者未將引擎與傳動系統耦合狀態分離，當熄火後再次啟動時，有車輛暴衝的問題之顧慮，並非十分理想，尚有改善之空間。

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啟動裝置，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啟動裝置，俾能改善手拉式換檔引擎怠速熄火再發動時，因引擎未處於空檔狀態下，容易產生車輛暴衝潛在的風險。藉此，可確保離合器在脫離位置下，使引擎與傳動系統完全分離，方能發動引擎，可完全避免暴衝的問題發生。

為達成上述目的，本發明之引擎啟動裝置係組設於一具有一引擎之手拉式換檔機車上，包括有：一觸動開關、一離合器拉把、一用以啟動引擎之啟動馬達及一引擎控制單元。其中，觸動開關固設於機車之一把手固定座上；離合器拉把固設於把手固定座上，並位於觸動開關之前方；引擎控制單元電連接於觸動開關與啟動馬達。當引擎處於空檔狀態下之熄火狀態，且離合器拉把被拉動至定位而碰觸觸動開關時，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。

上述引擎控制單元可經由一常閉型繼電器(Relay)或其他等效構件，控制啟動馬達運轉。又，當引擎之轉速達到門檻時，引擎控制單元則停止輸出任何訊號至啟動馬達，以控制啟動馬達停止運轉。

本發明可更包括有一與引擎控制單元電連接之空檔指示燈，當引擎處於非空檔狀態，空檔指示燈不亮時，引擎控制單元斷開觸動開關與啟動馬達之電路。亦即，當引擎處於非空檔狀態，啟動馬達不會啟動。另，在引擎處於非空檔狀態，空檔指示燈不亮時，也可藉由觸動開關之按壓重設(Reset)而促使引擎控制單元不斷開觸動開關與啟動馬達之電路。此時，若觸動開關被按壓，則可啟動啟動馬達；若觸動開關未被按壓，啟動馬達不會啟動。

此外，當引擎處於空檔狀態，空檔指示燈亮時，引擎控制單元則不斷開觸動開關與啟動馬達之電路迴路。亦即，當引擎處於空檔狀態，若觸動開關被按壓，則可啟動啟動馬達；若觸動開關未被按壓，啟動馬達不會啟動。

上述引擎控制單元可更電連接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。

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電連接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引擎怠速熄火，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)，若預定電壓設定正常工作電壓之80%，即預定電壓設定為9.6伏特(V)。

請參閱圖1、圖2及圖3，其分別為本發明一較佳實施例之機車立體圖、機車離合器把手之立體圖及電路示意圖。本實施例之引擎啟動裝置係組設於一手拉式換檔機車1上，機車1具有一引擎10、一空檔指示燈15、一電池18、一觸動開關30、一離合器拉把31、一啟動馬達40、一引擎控制單元20、一車速感知器21、一引擎轉速感知器22、一計時器23、一電壓感知器25及一繼電器45。

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，電壓感知器25係用以量測機車1之電池18電壓，啟動馬達40係用以啟動引擎10。

如圖所示，觸動開關30固設於機車1之一把手固定座33上；離合器拉把31固設於把手固定座33上，並位於觸動開關30之前方；引擎控制單元20電連接於觸動開關30、車速感知器21、引擎轉速感知器22、計時器23、電壓感知器25、空檔指示燈15、引擎10與繼電器45。

當引擎10處於空檔狀態下之熄火狀態，且離合器拉把31被拉動至定位而碰觸觸動開關30時，引擎控制單元20輸出一訊號至繼電器45，進而控制啟動馬達40運轉，以發動引擎10。此外，當啟動馬達40之轉速達到發動引擎10門檻時，引擎控制單元20則停止輸出任何訊號至繼電器45，進而控制啟動馬達40停止運轉。在本實施例中，繼電器45係為一常閉型繼電器45。

換言之，當引擎10處於空檔狀態下，空檔指示燈15係與引擎控制單元20電連接而顯示亮著，引擎控制單元20不會斷開觸動開關30與繼電器45之電路迴路，讓引擎控制單元20可控制啟動馬達40運轉，其視觸動開關30是否被按壓，若離合器拉把31被拉動至定位而碰觸觸動開關30，則啟動馬達40會啟動；倘若離合器拉把31未被拉動即觸動開關30未被按壓，則啟動馬達40不會啟動。藉此，可確保離合器在脫離位置下，使引擎10與傳動系統完全分離，方能發動引擎10，可避免暴衝的問題發生。

另外，當引擎10處於非空檔狀態之熄火狀態，此時空檔指示燈15係顯示未亮，引擎控制單元20會斷開觸動開關30與繼電器45之電路迴路，引擎控制單元20不能控制啟動馬達40運轉。藉此，不能發動引擎10，可完全避免暴衝的問題發生。

惟若，當引擎10處於非空檔狀態之熄火狀態，而需要發動引擎10時，僅需按壓重設(Reset)觸動開關30(即離合器拉把31被拉動至定位而碰觸觸動開關30後，放開離合器拉把31)，引擎控制單元20偵測到觸動開關30有一高低電位差，表示觸動開關30已被重設，引擎控制單元20會自動將觸動開關30與啟動馬達40之斷路迴路復位，即不斷開觸動開關30與啟動馬達40之電路。此時，若觸動開關30再被按壓，則可啟動啟動馬達40，進而發動引擎10。

如圖3所示，當該引擎10處於發動狀態，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及電壓感知器25所量測之電池18電壓高於一預定電壓時，計時器23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20則控制引擎10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。

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25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不控制引擎10熄火。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。

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

15．．．空檔指示燈

18．．．電池

20．．．引擎控制單元

21．．．車速感知器

22．．．引擎轉速感知器

23．．．計時器

25．．．電壓感知器

30．．．觸動開關

31．．．離合器拉把

33．．．把手固定座

40．．．啟動馬達

45．．．繼電器

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機車離合器把手之立體圖。

圖3係本發明一較佳實施例之電路示意圖。

10．．．引擎

15．．．空檔指示燈

18．．．電池

20．．．引擎控制單元

21．．．車速感知器

22．．．引擎轉速感知器

23．．．計時器

25．．．電壓感知器

30．．．觸動開關

40．．．啟動馬達

45．．．繼電器

Claims (10)

1. 一種引擎啟動裝置，組設於一具有一引擎之手拉式換檔機車上，包括：一觸動開關，固設於該機車之一把手固定座上；一離合器拉把，固設於該把手固定座上，並位於該觸動開關之前方；一啟動馬達，用以啟動該引擎；以及一引擎控制單元，電連接於該觸動開關與該啟動馬達；當該引擎處於空檔狀態下之熄火狀態，且該離合器拉把被拉動而碰觸該觸動開關，該引擎控制單元輸出一訊號以控制該啟動馬達運轉，用以發動該引擎。
2. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動裝置，其中，該引擎控制單元係經由一繼電器控制該啟動馬達運轉。
3. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動裝置，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
4. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動裝置，其更包括有一與該引擎控制單元電連接之空檔指示燈，當該引擎處於非空檔狀態，該空檔指示燈不亮時，該引擎控制單元斷開該觸動開關與該啟動馬達之電路。
5. 如申請專利範圍第4項所述之引擎啟動裝置，其中，該空檔指示燈不亮時，該引擎控制單元可藉由該觸動開關之按壓重設(Reset)而促使該引擎控制單元不斷開該觸動開關與該啟動馬達之電路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動裝置，其中，當該引擎處於空檔狀態，該空檔指示燈亮時，該引擎控制單元不斷開該觸動開關與該啟動馬達之電路。
7. 如申請專利範圍第1項所述之引擎啟動裝置，其更包括有與該引擎控制單元電連接之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熄火。
8. 如申請專利範圍第7項所述之引擎啟動裝置，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。
9. 如申請專利範圍第7項所述之引擎啟動裝置，其更包括有與該引擎控制單元電連接之一量測該機車之電池之電壓感知器，當該電壓感知器量測之電壓低於一預定電壓時，該計時器不計時。
10. 如申請專利範圍第9項所述之引擎啟動裝置，其中，該預定電壓係指9.6伏特(V)。