TWI491796B - 預防引擎熄火之方法 - Google Patents

Description

預防引擎熄火之方法

本發明係有關於一種預防引擎熄火之方法，特別是一種應用皮帶式馬達發電機預防引擎熄火之方法。

為了達成節能減碳的訴求，裝備有怠速熄火系統的車輛在怠速狀態下(例如：等待紅綠燈、塞車、路邊暫停等使車輛停止超過三分鐘之情況)具有讓引擎熄火的機制，待有需要行駛車輛時再重新啟動引擎，因而可以減少燃料的消耗與避免排放過多的廢氣。儘管如此，對於每位駕駛員而言，引擎於非怠速狀態下熄火則絕非所樂見的事情。

引擎於非怠速狀態下的熄火，可能發生於車輛引擎的負荷增加而導致引擎轉速不足，如在上坡爬行或下坡倒檔行駛時。此時，因為引擎熄火，車輛不再具有動力而會以慣性運動，例如：於車輛上坡爬行時發生的引擎熄火會使車輛倒退下滑，而於車輛下坡倒車時發生的引擎熄火則會使車輛失速下滑。無論是以上哪種情況都十分危險，亟需避免發生。

有鑑於此，本發明提出一種預防引擎熄火之方 法。適用於具有一皮帶式馬達發電機與一引擎之一交通工具，皮帶式馬達發電機係與引擎動力連接，且皮帶式馬達發電機具有一受引擎動力牽引而產生電力之發電模式與一帶動引擎運轉之馬達模式。所述方法包含：於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式；以及於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式，所述預防熄火模式包含：調整皮帶式馬達發電機至馬達模式；以及增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到引擎之轉速大於一高門檻值。

本發明亦提出另一種預防引擎熄火之方法，適用於具有一皮帶式馬達發電機與一引擎之一交通工具，皮帶式馬達發電機與引擎動力連接，且皮帶式馬達發電機具有一受引擎動力牽引而產生電力之發電模式以及一帶動引擎運轉之馬達模式。所述方法包含：於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式；以及於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式，所述預防熄火模式包含：判斷皮帶式馬達發電機處於馬達模式或發電模式，於馬達模式時，維持皮帶式馬達發電機於馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到引擎之轉速大於一高門檻值，於發電模式時，先關閉皮帶式馬達發電機之發電模式再判斷引擎之轉速是否小於所述低門檻值，若引擎之轉速係小於所述低門檻值時，則將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之轉矩輸出值直到引擎之轉速大於所述高門檻值。

根據本發明之預防引擎熄火之方法，可以避免於上坡爬行、下坡滑行非怠速狀態時，引擎發生熄火之情況，除了可以使得乘客與駕駛的順利到達所欲前往的目的地以外，也進而確保了駕駛與乘客的人身安全。

S01‧‧‧於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式

S02‧‧‧於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式

P01‧‧‧切換皮帶式馬達發電機至馬達模式

P011‧‧‧關閉第一負載

P012‧‧‧判斷皮帶式馬達發電機是否處於發電模式，若皮帶式馬達發電機係處於發電模式，則先關閉發電模式再切換至馬達模式

P02‧‧‧增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到引擎之轉速大於一高門檻值

S03‧‧‧當引擎之轉速大於高門檻值時，結束預防熄火模式

T01‧‧‧於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式

T02‧‧‧於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式

Q01‧‧‧判斷皮帶式馬達發電機處於馬達模式或是發電模式，於馬達模式時，維持皮帶式馬達發電機於馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到引擎之轉速大於一高門檻值，於發電模式時，先關閉皮帶式馬達發電機之發電模式再判斷引擎之轉速是 否小於所述低門檻值，若引擎之轉速係小於所述低門檻值時，則將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之轉矩輸出值直到引擎之轉速大於所述高門檻值

Q011‧‧‧關閉第一負載

Q012‧‧‧於第一負載關閉後，先判斷引擎之轉速係小於所述低門檻值再判斷皮帶式馬達發電機處於馬達模式或發電模式

T03‧‧‧當引擎之轉速大於高門檻值時，結束預防熄火模式

第1圖係為本發明第一實施例之預防引擎熄火之方法之流程示意圖(一)。

第2圖係為本發明第一實施例之預防引擎熄火之方法之流程示意圖(二)。

第3圖係為本發明引擎轉速與時間之關係圖。

第4圖係為本發明第二實施例之預防引擎熄火之方法之流程示意圖(一)。

第5圖係為本發明第二實施例之預防引擎熄火之方法之流程示意圖(二)。

請參照第1圖與第2圖，其分別為本發明第一實施例之預防引擎熄火之方法的流程示意圖(一)(二)，其具體揭露了本發明第一實施例之預防引擎熄火之方法，所述方法係適用於具有一皮帶式馬達發電機(Belt-Driven Starter Generator,BSG)與一引擎之一交通工具，皮帶式馬達發電機與引擎動力連接。所述交通工具可以為，例如：油電混合車輛，但本發明並不以此為限。所述皮帶式馬達發電機具有一發電模式與一馬達模式。於發電模式中，皮 帶式馬達發電機係受到引擎動力牽引而可以產生電力；而於馬達模式中，皮帶式馬達發電機係可以帶動引擎運轉。換句話說，於發電模式中，皮帶式馬達發電機係可視為一發電機而可產生電力供應車內負載所需用電；而於馬達模式中，皮帶式馬達發電機係可視為一電動機而可產生動力帶動引擎運轉。所述方法包含：步驟S01：於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式；步驟S02：於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式。而所述預防熄火模式包含：步驟P01：切換皮帶式馬達發電機至馬達模式；步驟P02：增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到引擎之轉速大於一高門檻值。

請再次參閱第1圖，步驟S01係為於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式。一般而言，怠速熄火模式(Start-stop)指的是當交通工具在停等紅綠燈或是路邊停車耗時過久的情況下，為了達成節能減碳的功效，交通工具之動力系統係會判斷此時不需運轉引擎而將引擎熄火；相對而言，引擎是在正常運轉中的狀態則稱為非怠速熄火模式(non idle stop mode)，此時引擎不應該發生熄火，但有可能因為過度負荷造成熄火的情況，舉例而言，可能發生在交通工具向上爬坡或是於下坡倒車時。在此，由於本發明係運用於預防引擎於非怠速熄火狀態下發生熄火，因此需要先行判斷引擎係處於非怠速熄火狀態。如此，就不會在交通工具處於怠速熄火狀態下誤提升引擎之轉速而持續消耗能源造成浪費。有關引擎是否處於怠速 熄火狀態之判斷技術係可以藉由交通工具行駛速度或者其他參數得知，因此在此不再多加贅述。

參閱第1圖，步驟S02係為於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式，其係包含步驟P01與步驟P02，以下將進一步說明。在此，所述低門檻值係在300 r.p.m至400 r.p.m之範圍中。當然，轉速的範圍配合不同尺寸、性能的引擎也應能做調整。需要說明的是，引擎之轉速判定係可以利用與引擎訊號連接和/或電連接之一轉速表(圖未示出)達成，但本發明並不以此為限。

參閱第1圖，步驟P01係為切換皮帶式馬達發電機至馬達模式。據此，藉由步驟P01係可以讓皮帶式馬達發電機調整至馬達模式，而可使皮帶式馬達發電機做為一提升引擎轉速的動力供應來源使用。

參閱第1圖，步驟P02係為增加皮帶式馬達發電機之轉矩輸出值，直到引擎之轉速大於一高門檻值，其中高門檻值係大於低門檻值。如同前面段落所述，於步驟P01結束時，由於皮帶式馬達發電機已調整至馬達模式，因此其轉矩輸出值可以增加並進而提升引擎之轉速、直至引擎之轉速大於所述高門檻值。換句話說，當引擎之轉速大於所述高門檻值後，交通工具即不容易有熄火之情況，因此可以確保駕駛者的行駛安全。在此，所述高門檻值係在500 r.p.m至600 r.p.m之範圍中。同樣地，轉速的範圍配合不同尺寸、性能的引擎也應能做調整。

於某些實施態樣當中，所述交通工具係包含一 第一負載，其係與引擎連動。請參閱第2圖，對於前述之交通工具而言，所述預防熄火模式更包含步驟P011：先關閉第一負載，再切換皮帶式馬達發電機至馬達模式。於此，係先將第一負載關閉，再切換皮帶式馬達發電機至馬達模式；但本發明並不以此為限，亦可以先切換皮帶式馬達發電機至馬達模式再關閉第一負載，或者同時切換皮帶式馬達發電機至馬達模式與關閉第一負載。關閉第一負載係可以減少引擎的負荷，而有助於轉速的提升。舉例而言，第一負載係可以為所述交通工具之冷氣空調壓縮機，但本發明並不以此為限。

參閱第2圖，本發明之所述預防熄火模式更包含步驟P012：判斷皮帶式馬達發電機是否處於發電模式，若皮帶式馬達發電機係處於發電模式，則先關閉發電模式再切換至馬達模式。也就是說，當皮帶式馬達發電機係處於發電模式時，需要先將皮帶式馬達發電機之發電模式關閉再切換至馬達模式，如此始可以增加轉矩輸出值而提升引擎之轉速。需要說明的是，有關於將皮帶式馬達發電機於發電模式及馬達模式之間切換的手段亦可以透過與所述皮帶式馬達發電機訊號連接和/或電連接之一切換器(圖未示出)達成，但本發明同樣並不以此為限。

復請參閱第2圖，當引擎之轉速大於所述高門檻值之後，則不需再藉由皮帶式馬達發電機之馬達模式提升引擎之轉速，因此所述方法更包含步驟S03：當引擎之轉速大於高門檻值時，結束預防熄火模式。在此必須說明 的是，當結束預防熄火模式之後，皮帶式馬達發電機係可以被切換為其原本的模式。換句話說，若皮帶式馬達發電機一開始係處於發電模式，於本發明之預防引擎熄火之方法結束後，係會再將皮帶式馬達發電機切換為發電模式；但本發明並不以此為限，當結束預防熄火模式之後，亦可以依道路狀況或是引擎等參數，重新指定皮帶式馬達發電機之模式。

參閱第3圖，其係為引擎之轉速數值、第一負載(以下以冷氣空調壓縮機為例)、皮帶式馬達發電機之馬達模式與時間之對應關係圖。當引擎之轉速逐漸下降，並小於所述低門檻值時(圖式中係以L表示)則有發生熄火的可能(I區域)。因此，此時係可以關閉冷氣空調壓縮機以及切換皮帶式馬達發電機至馬達模式，使其提供轉矩輸出值進而提升引擎之轉速(II區域)，直至引擎之轉速大於所述高門檻值(圖式中係以H表示)後，即可以關閉馬達模式(III區域)。所以透過第3圖可以得知本發明各步驟與引擎轉速的相對關係，使得引擎不易發生熄火的情況，進而可以確保駕駛者與乘客的行車安全。

請參照第4圖與第5圖，其分別為本發明第二實施例之預防引擎熄火之方法的流程示意圖(一)(二)，其具體揭露了本發明第二實施例之預防引擎熄火之方法，所述方法係適用於具有一皮帶式馬達發電機與一引擎之一交通工具，所述皮帶式馬達發電機與引擎動力連接。所述交通工具可以為，例如：油電混合車輛，但本發明並不以 此為限。所述皮帶式馬達發電機具有一發電模式與一馬達模式。於發電模式中，皮帶式馬達發電機係受到引擎動力牽引而可以產生電力；於馬達模式中，皮帶式馬達發電機係可以帶動引擎運轉。所述方法包含：步驟T01：於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式；以及步驟T02：於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式。而所述預防熄火模式包含：步驟Q01：判斷皮帶式馬達發電機處於馬達模式或是發電模式，於馬達模式時，維持皮帶式馬達發電機於馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到引擎之轉速大於一高門檻值，於發電模式時，先關閉皮帶式馬達發電機之發電模式再判斷引擎之轉速是否小於所述低門檻值，若引擎之轉速係小於所述低門檻值時，則將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之轉矩輸出值直到引擎之轉速大於所述高門檻值。

請再次參閱第4圖，步驟T01係為於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式。在此，如同第一實施例之態樣，由於本發明係運用於預防引擎於非怠速熄火狀態下發生熄火，因此需要先行判斷引擎係處於非怠速熄火狀態。如此，就不會在交通工具處於怠速熄火狀態下誤提升引擎之轉速而持續消耗能源造成浪費。相同地，有關引擎是否處於怠速熄火狀態之判斷技術係可以藉由交通工具行駛速度或者其他參數得知，因此在此不再多加贅述。

參閱第4圖，步驟T02係為於引擎之轉速小於 一低門檻值時，進入一預防熄火模式，其係包含步驟Q01，以下將進一步說明。同樣地，如同第一實施例所述，在此，所述低門檻值係在300r.p.m至400r.p.m之範圍中，參閱第4圖，步驟Q01係為判斷皮帶式馬達發電機處於馬達模式或是發電模式；此時，若皮帶式馬達發電機係處於馬達模式，則維持皮帶式馬達發電機於馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值，直到引擎之轉速大於一高門檻值；而若所述皮帶式馬達發電機係處於發電模式，則先關閉皮帶式馬達發電機之發電模式再判斷引擎之轉速是否小於所述低門檻值，若引擎之轉速係小於所述低門檻值時，則將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式並增加皮帶式馬達發電機之轉矩輸出值直到引擎之轉速大於所述高門檻值。需要說明的是，當皮帶式馬達發電機係處於發電模式時，由於皮帶式馬達發電機與引擎之間係具有動力連接關係，其可視為一負載源而可能造成引擎之轉速下降；換句話說，當關閉皮帶式馬達發電機之發電模式時，引擎之轉速有可能會因為發電模式之關閉而對應回升，換句話說，此時引擎沒有熄火之疑慮，因此，此時不需要再將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式協助提升引擎轉速。據此，藉由步驟Q01可以在引擎之轉速小於所述低門檻值時，將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式，而可以增加其轉矩輸出值並提升引擎轉速，直到引擎轉速大於高門檻值。藉此，交通工具即不容易有熄火之情況產生，因此可以確保駕駛者的行駛安全。在此，所述高門檻值係在 500r.p.m至600r.p.m之範圍中。

於某些實施態樣當中，所述交通工具係更可包含一第一負載，其係與引擎連動。請參閱第5圖，對於前述之交通工具而言，所述預防引擎熄火模式更包含步驟Q011：先關閉第一負載，再切換皮帶式馬達發電機至馬達模式。於此，係先將第一負載關閉，再切換皮帶式馬達發電機至馬達模式；但本發明並不以此為限，如同先前所述，亦可以先切換皮帶式馬達發電機至馬達模式再關閉第一負載，或者同時切換皮帶式馬達發電機至馬達模式與關閉第一負載。關閉第一負載係可以減少引擎的負荷，而有助於轉速的提升。舉例而言，第一負載係可以為所述交通工具之冷氣空調壓縮機，但本發明並不以此為限。

當第一負載開啟時，由於其與引擎具有動力連接關係，因此可能造成引擎轉速下降；換句話說，當關閉第一負載時，引擎之轉速有可能對應回升並高於低門檻值，此時引擎則沒有熄火之虞。因此，請參閱第5圖，本發明可進一步包含步驟Q012：於第一負載關閉後，先判斷引擎之轉速係小於所述低門檻值，再判斷皮帶式馬達發電機處於馬達模式或發電模式。也就是說，於第一負載關閉後，若引擎之轉速仍小於所述低門檻值時，再判斷皮帶式馬達發電機係處於發電模式或馬達模式；而若引擎之轉速大於低門檻值時，引擎沒有熄火疑慮，因此亦不需要強制切換皮帶式馬達發電機之模式。

復請參閱第5圖，步驟T03係為當引擎之轉速 大於高門檻值時，結束預防熄火模式。在此必須說明的是，當引擎之轉速大於所述高門檻值之後，由於引擎已沒有熄火之疑慮，因此可以結束預防熄火模式。而當結束預防熄火模式之後，皮帶式馬達發電機係可以被切換為其原本的模式。換句話說，若皮帶式馬達發電機一開始係處於發電模式，於本發明之預防引擎熄火之方法結束後，係會再將皮帶式馬達發電機切換為發電模式；但本發明並不以此為限，當結束預防熄火模式之後，亦可以依道路狀況或是引擎等參數，重新指定皮帶式馬達發電機之模式。

本發明係藉由於交通工具處於一非怠速熄火狀態下且其引擎之轉速小於低門檻值時，進入一預防熄火模式，並且將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式，因而可以提供轉矩輸出值給引擎，進而提升引擎之轉速，使得引擎不會熄火。藉此，本發明所提供之方法可以於引擎之轉速小於所述低門檻值時將引擎轉速提高，因而使得引擎不易於非怠速熄火狀態下發生熄火，進而提升駕駛者與乘客的人身安全。

綜上所述，藉由使用本發明之預防引擎熄火之方法可以避免於上坡爬行、下坡滑行之非怠速狀態時，引擎發生熄火之情況，除了可以使得乘客與駕駛的順利到達所欲前往的目的地以外，也進而確保了駕駛與乘客的人身安全。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者， 在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S01‧‧‧於引擎運轉時，判斷引擎係處於一非怠速熄火模式

S02‧‧‧於引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式

P01‧‧‧切換皮帶式馬達發電機至馬達模式

P02‧‧‧增加皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到引擎之轉速大於一高門檻值

Claims (12)

1. 一種預防引擎熄火之方法，適用於具有一皮帶式馬達發電機與一引擎之一交通工具，該皮帶式馬達發電機與該引擎動力連接，該皮帶式馬達發電機具有一受該引擎動力牽引而產生電力之發電模式與一帶動該引擎運轉之馬達模式，該方法包括：於該引擎運轉時，判斷該引擎係處於一非怠速熄火模式；以及於該引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式，該預防熄火模式包括：切換該皮帶式馬達發電機至該馬達模式；以及增加該皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值直到該引擎之轉速大於一高門檻值，其中該高門檻值大於該低門檻值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之預防引擎熄火之方法，其中該交通工具包括與該引擎連動的一第一負載，該預防熄火模式包括於切換該皮帶式馬達發電機至該馬達模式之前，先關閉該第一負載。
3. 如申請專利範圍第2項所述之預防引擎熄火之方法，其中該第一負載係為一冷氣空調壓縮機。
4. 如申請專利範圍第1項所述之預防引擎熄火之方法，其中該預防熄火模式更包括於切換該皮帶式馬達發電機至該馬達模式之前，先判斷該皮帶式馬達發電機是否處於該發電模式，於該發電模式時，則關閉該皮帶式馬達 發電機之該發電模式，才再切換成該馬達模式。
5. 如申請專利範圍第1項所述之預防引擎熄火之方法，更包括當該引擎之轉速大於該高門檻值後，結束該預防熄火模式。
6. 如申請專利範圍第1項所述之預防引擎熄火之方法，其中該低門檻值係在300r.p.m.至400r.p.m.之範圍中，該高門檻值係在500r.p.m.至600r.p.m.之範圍中。
7. 一種預防引擎熄火之方法，適用於具有一皮帶式馬達發電機與一引擎之一交通工具，該皮帶式馬達發電機與該引擎動力連接，該皮帶式馬達發電機具有一受該引擎動力牽引而產生電力之發電模式以及一帶動該引擎運轉之馬達模式，該方法包括：於該引擎運轉時，判斷該引擎係處於一非怠速熄火模式；以及於該引擎之轉速小於一低門檻值時，進入一預防熄火模式，該預防熄火模式包括：判斷該皮帶式馬達發電機係處於該馬達模式或該發電模式，於該馬達模式時，維持該皮帶式馬達發電機於該馬達模式，並增加該皮帶式馬達發電機之一轉矩輸出值，直到該引擎之轉速大於一高門檻值，於該發電模式時，先關閉該皮帶式馬達發電機之該發電模式，再判斷該引擎之轉速是否小於該低門檻值，若該引擎之轉速係小於該低門檻值時，則將皮帶式馬達發電機切換至馬達模式並增加該皮帶式馬達發電機之該轉矩輸出 值直到該引擎之轉速大於該高門檻值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之預防引擎熄火之方法，其中該交通工具包括與該引擎連動的一第一負載，該預防熄火模式包括於判斷該皮帶式馬達發電機係處於該馬達模式或該發電模式之前，先關閉該第一負載。
9. 如申請專利範圍第8項所述之預防引擎熄火之方法，其中該第一負載係為一冷氣空調壓縮機。
10. 如申請專利範圍第8項所述之預防引擎熄火之方法，其中該預防熄火模式更包括於該第一負載關閉後，先判斷該引擎之轉速係小於該低門檻值再判斷該皮帶式馬達發電機處於該馬達模式或該發電模式。
11. 如申請專利範圍第7項所述之預防引擎熄火之方法，其中該低門檻值係在300r.p.m.至400r.p.m.之範圍中，高門檻值係在500r.p.m.至600r.p.m.之範圍中。
12. 如申請專利範圍第7項所述之預防引擎熄火之方法，更包含當引擎之轉速大於該高門檻值後，結束該預防熄火模式。