TW200839095A - Method and control unit for controlling an engine pump - Google Patents

Description

200839095 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於引擎泵之控制方法及控制單元。 【先前技術】 可以藉由含有泵的供應系統而供應燃料至引擎。除了必 ^果抽燃料以毅引擎的供油f要之外，在㈣階段 泵抽燃料可能是心在-些較熱國家中所操作的引擎中 之問題所引起的，因為在這些國家中，具有相 的燃料可能蒸發掉。在這樣的情形中，可能無法到達例如 引擎燃料供應的機油箱中之必須最小燃料高度。甚至， 可能一點都沒有燃料。以供庵至掺煙引擎（earbureted 卿w的燃料作為範例，化油器浮子室（b〇wi)或機 (―中的燃料高度可能降至前導喷口 (pU〇t以 下’或者在幾天沒有使用之後甚至毫無燃料。 足以對付上述問題的粟可县 聱故…“…泵，此電氣泵當在引 起動糸、、先上、擇0N位置時，可依靠引擎電池而運轉。 =泵的操作能4保由”操作人員根據 引擎操作的燃料。例如’已知在化油器浮子室完全；= 最糟糕情形中，泵操作五秒鐘可能就足轉滿此浮$的 :f獲得赚弓丨擎已經藉曲柄而帶動時，燃料栗將會從 電機所提供。 力’此電力現在是由引擎的交流發 然而，^據不同的原因，即使在已經開始點火之後 輛“作人員可月b無法以曲柄起動引擎。由於—些交通狀 96145547 200839095 兄中“作人員必須停止引擎運轉，但仍使點火保持在 f的狀悲，或者由於車輛操作人員的疏，忽，而發生上述 h $在這些情形下’燃料泵受到車輛電池的驅動經過一 段顯著的時間之後，可能會耗盡電池。因為泵的操作可能 '當安靜，所以對於操作人員來說，可能不會有明顯的外 倾兆，以顯不出在電池上持續受到顯著的電氣消耗（不 像打開頭燈的情形）。 而且’若燃料槽用乾’即使已經無法獲得燃料供應，燃 料泵可靶還疋會繼續操作。此現象發生之原因乃是由於引 擎可以利用燃料槽外的燃料供應系統中所能獲得的一點 ，料(士例如.在化油器浮子室中所含的燃料）’而繼續運轉 一些時間。由於缺乏燃料作輕的滑動部件之間的潤滑劑 之緣故，這樣的運轉情形會造成泵的損害。 本發明之目的是要解決泵的不適當及任意操作之問 題’且例如確保能夠獲得充分的燃料，使引擎產生有效的 =作，而不會耗盡車柄電池，或者使輸送燃料或碳氯化合 物液體至引擎的引擎泵受損。 【發明内容】 有馨於上述目的’本發明提供—種5|擎泵之控制方法， 此引擎泵係用以將碳氫化合物液體供應至一引擎，其中， 一控制單元起動n且在—段預定㈣ 之後停 止此泵。 丁丨j心伋佇 可以是引擎控鮮元或隸鮮元的_單元係結合 定時器’用以測定引擎泵操作期間的時間，致使若所測 96145547 6 200839095 疋出來的引擎I操作間隔超過被編程至此控制單元 操作間隔’㈣擎泵便停止。如此泵之停止可以發生在任 無條件地)，或者，可以用其他引擎操作條件值 ”、、’本例如·曲柄軸速度及通過泵的燃料流能 相、可允許的泵操作或正常的泵操作），而產生連續㈣ 在-個有條件的停止方法論中，若預定的5|擎泵摔 ==被編程到控制單元内之操作間隔，則泵的操作 了止’除非符合其他確認正常引擎操作的引擎操作 ^ 牛及連續的泵操作之適當性。例如，這類的引擎操作條 可以包括曲柄軸速度、液體（例如燃料）流動狀態、及引 ，機構啟動之後所歷經的時間。燃料狀態係與流過泵 動：態有關。表明曲柄搖動(咖㈣)的曲柄轴 速度及以不出適當流經泵的燃料流動狀態等，均可以作為 在=許泵的連續操作之前就決定好的條件。於是，在控制 引擎泵％•，廷些條件可以分開或一起使用。果的連續操作 不應該認定是由電池進行。更確切地說，在曲柄搖動之 =中泵= 足引擎交流發電機獲得電力。在本發明的方 ^中’將曲柄轴的速度考量為一個特別重要的引擎操作條 件。假如曲柄軸的速度低於預定的臨界程度 間間隔之後’或者若偵測出引擎並未正在運轉或是=軸 速度(C:kShaf t speed)低於曲柄搖轉速度(⑽ 福、……呆作。液體或燃料流動狀態 制了〜擇性作為一較佳判斷準則，有助於保護果免於 96145547 7 200839095 乾運轉。在此情形中，若例如燃料的液體之流動高度低於 可接受的流動高纟，若假設沒有燃料流經引擎$，則停止 引擎果的操作。 _右引擎泵是電氣泵’在定時器計數預定的引擎泵操作間 &之後’可以藉由打開燃料系電路中的開關，而停止供鹿 電流至引擎。 八〜 根據所感測到的引擎操作條件而定，可以反覆地或透過 多次重複而執行此方法，亦即此系之一度經控制的停止不 攀排^符合確紅⑽作及/或允許連續隸作的至少一 决疋準則日年，再度運轉此泵。此決定準則可以選自最後一 次停止引擎栗所歷經的時間、或大於預定臨界程度的曲柄 軸速度所組成之條件的群組。 引擎泵有利地為一個電氣泵，可用於泵抽車輛中的燃料 (碳氯化合物液體）。然而，此方法亦可以被運用於泵抽潤 滑劑。 •此方法特別地可以應用至其中已經致動引擎的起動機 構或點火開關之情形。所以，在已經致動或打開引擎點火 開關之後，可以有利地應用此方法。同樣地，當已經關掉 起動機構或點火開關時，可以重新設定控制單元定時器， 致使當下一次引擎點火開關致動時可以實施此方法。根據 引擎點火開關最後一次致動後所歷經的時間而定，控制單 兀可以控制引擎泵的操作。例如，若此系統在最近已經操 作過（亦即，因此可以合理地假設化油器的燃料浮子室尚 未具有足夠的時間蒸發乾掉），則除非引擎已經起動過， 96145547 8 200839095 此系統可以有利地不需要求此泵產生操作。因此，在曲柄 搖動階段期間，可以減少在引擎上的電氣負荷，因此能較 佳地確保獲得起動引擎所需的足夠電力。 可以藉由引擎控制單元，藉由根據欲使用的引擎泵而定 的預先編程，或者作為其他引擎條件的函數，一般為起動 階段及上述條件，而選擇引擎泵操作時間週期。以此方 式，此泵可以操作一段適當控制的時間週期，以引發將燃 ' 料供應至引擎内，而與引擎操作人員的隨意動作或不動作 鲁毫無關係。然而，引擎操作人員可以藉由在引擎使用手冊 中的書面操作指南而得知控制策略。一般來說，引擎形成 一部份的車輛，致使，書面操作指南亦形成車輛使用手冊 的一部分。 在此被用作為控制參數之流過此泵的液體或燃料流動 狀態，係可以藉由任何所希望的方式測量，不論是否涉及 直接流動偵測。然而，這可能無法精確定量。此狀態可以 _被評估為「可接受」、「無法接受」等二種評價。此狀態可 以在將感測到的輸出泵流動輸入至該引擎控制單元之 - 後，而被測量。而且，流動偵測可以避免車輛操作人員對 - 於燃料槽液面高度的猜測。若未偵測到流動，或者僅偵測 到很少的流動，即可以停止引擎泵，以防止乾運轉且保護 引擎泵。 用於控制將碳氫化合物液體供應至引擎的引擎泵之引 擎控制單元可適當地以邏輯操作進行編程，以操作此引擎 泵控制策略。此引擎控制單元形成本發明的另一具體例。 96145547 9 200839095 在此型態中，引擎控制單元包含： a) -微控制器’用以控制引擎泵的摔作及 b) -定時器，用以測定引擎操作 ，， 制器可藉由邏輯操作而編程 八中此被控 該定時器計算過一段預定的時=擎，^ 作。 w才間之後，停止引擎泵的操 引擎㈣單元可以接收來自定時㈣輸人， 擎狀況感測器(例如：曲柄軸速度感測器 引 :其作狀況感測器)、來自引擎狀況感測器:資 艾：：測到的狀況符合預定的栗操作決定準則，能使引 二=由控料70而啟動；當感測到的條件符合預定的泵 決^準則時’則停止泵。在後者的情形，超過被編 到=早凡内的泵操作時間是主要泵停止之決定準則。王 —引n控制方法及控制單元適用於許多種類的引擎 ::二擎疋主要關注的焦點。在較高燃料壓力下且不受到墓 =封閉迴路中操作之燃料注人式引擎係比在摻烴引擎 遇到者需要更強健的泵，而如此排除掉—些本發 元特別可以適用於其中燃料 ;克服能力（亦即，栗負荷)。這些系-般被稱之為= 制二因Λ他們主要的工作就是將燃料從一供應高度提升 二μ ’要維持高廢（相較於燃料 α八式糸統）。 96145547 200839095 而且，因為引擎泵是以控制方式停止，所以可避免電池 的過度耗盡。這一點對於具有限制容量的電池（大約9安 培小時）而言袼外重要。 引擎泵控制方法及控制單元特別適用於兩輪式車輛，例 如機車，特別是在電池具有限制容量（大約9安培 之情形。 、 【實施方式】 現在芩考本發明圖1，顯示一種具有以液體燃料操作的 私烃引手15之機車丨〇。本發明之方法可被運用於控制雙 燃料引擎中液體燃料供應，此引擎亦使用液化石油= (Liquefied petr〇leum gas，LpG )或壓縮天然氣 (Compressed natural gas，CNG)作為氣體燃料。這樣 =液體燃料供應可以是辅助燃料供應。參考圖2與圖 藉由電氣燃料泵20，將燃料供應至引擎15的化油器丨6。 燃料泵20具有一條藉由吸力從燃料槽40吸入已過濾燃料 的燃料入口線路27，及一條供應燃料至引擎15的燃料出 口線路28。燃料泵2〇亦具有一條燃料返回線路3〇，用以 連通燃料泵20與一個位於機車1〇底板u底下的燃料槽 40。燃料流動偵測感測器28a係位於燃料泵2〇的下游^ 之燃料出口線路28内，此感測器28a係用以指出通過： 料泵20的燃料流動狀態。 、化油器16是一種位於引擎15的進氣歧管17中之滑動 式化油為，而且可以觀察到此化油器的位置係位於燃料泵 20上方一段距離H處。化油器丨6在幾天不用機車1 〇的 96145547 11 200839095 燃料’而且當下一次使用機車10 a寺，燃料果 、、本乍可允許燃料再度被供應至化油器15。 是一種在引擎15的起動階段時利用叱電源 -^ 栗，且詳細地顯示於圖3中。此泵且有 / 4入口 27及燃料出口 28。燃料泵20具有一彈筈π， .枓出口 28的方向上受到偏壓。彈簧25係連接至--=磁性材質所製成的柱塞26,此柱塞能夠將燃料通 =料入口 27而吸入燃料泉2〇内，且在粟2。的操= 二泵28而排出。現在開始說明泵的操作，燃 能量。各線圈n24，係藉由電池以類似脈衝方式提供 壯处^ ν ^ 匕g消失磁性。可根據線圈24的磁化 人:㈣？變柱塞26的移動方向。當它改變方向時，它 冒在•，，、、枓吸人衝程及燃料排除衝程之間進行改變， 燃料被供應至引擎丨5。摄j ^ 盥图R新-/ 科果20的操作係分別藉由圖4 ^ τ、栗控制單元11G及起動馬達控制單元120， 而受到控制。電池具有限制的容量，大約9安培小時。 捫?3:二丁：燃料泵控制單元U〇顯示出，在關閉點火開 關135 %，則關閉燃料泵2〇與電池5〇之間的電路 ㈣泵2Q是以類似脈衝方式進行摔 2 些脈衡受到脈波線圈112、整波電路114、及 ，供驅：信號：燃料系驅動器118的微控制器116等之控 '所上述夺件均為操作燃料泵20的泵電路之一邙 分。利用燃料泵20操作定時器以測量燃料栗2〇操作時間 96145547 12 200839095 間隔。當欲停止燃料泵2〇時，打開泵電路中的一開關， 且停止燃料泵20的電力輸送。 圖5所示的泵控制單元110及起動馬達控制單元12〇形 成-部分的引擎控制單元，且實現本發明的引擎控制。燃 料泵控制單元的幾個零件亦顯示於此方塊圖。微控制器 116取得煞車開㈣122、起動開目以4、及引擎溫度感測 器126的信號。 "' ^下，將參考圖6的控制策略示意圖而說明本方法及控 制單元120的操作。首先，機車1〇的操作人員藉由致動 點火開關(未顯示)而打開引擎15的點火。因此，控制單 元110與120藉由電池提供電力，且選擇性地接收用於曲 柄軸速度的輸入信號’及通過管線28的汽油流動。然後， 燃mo可以根據—個有條件性的停止方法論而進行操 作’其中，泵知作時間、出口 28處的出口燃料流動、及 曲柄軸速度等被用作為確認正常操作或可接受的泵運轉 之決定準則’以決定是否燃料系20的操作需要連續。在 起動過後歷經-段預定的操作時間或決定時間之後，燃料 泵20的停止可以無條件地停止此操作。類似這樣的簡單 邏輯操作仍舊可產生作用以保護燃㈣20,但是實施起 來較不昂貴。 所以’藉由打開燃料泵20且起動栗操作定時器，曲柄 ㈣度與100ΠΜΠ的設定點（關於曲柄搖動的一個值，此值 可隨車輛及應用情形改變）相比較。假如曲柄軸速度低於 臨界值的話’燃料栗20運轉達五秒鐘且使曲柄軸速度繼 96145547 13 200839095 、M被感測。一旦曲柄軸速度 比較迴路。一旦妙 界值蚪，便離開此速度 擎i5的摔作門韻、_^f 2〇#作時間到達五秒鐘，當一 fl J鈿作問喊可能被指出時， 田弓1 泵20的操作，於是通知機車：：何都會停止燃料 110與120 _的#卜 知作人貝。在控制單元 當下-次引擎以館存闕於此事件的資料，而且 知作日卞，此資料可爾 泵20的操作。若、 用^停止或控制燃料 右錯秩被指出，可以為垃 二 = 的點火開關時，防止_2。二打開或致動 器咖可= 的臨界值’燃料流動感測 正在流動，定時器可以重新設定，以用於;，二：燃料 泵2 0的和岳丨丨铱μ ;下 \只把燃料 轉，且^料系於若感測到「無流動」’則定時器繼續運 感測产動^m燃料30秒鐘，使流動感測器28a繼續 動感測及比較迴路可以反覆地執行或經過 ^人的反覆執行，或者當指出外漏或其他引擎15 丨刼:乍上的問題時，在預定次數的反覆之後停止。 或者、旦被感測到的流動到達可接受的狀態（流動〇N :，達流動臨界值），可離開流動比較迴路，而且定時器 可以重新設定，以用於下一次實施燃料泵2〇的控制策略。 根據所感測到的引擎操作條件，此方法可以運轉經過 七 Ϊ5 學 -Α- ’ 、1，亦即此泵一度經控制的停止不排除在經歷一段時 間或者已經符合其他確認燃料泵20操作的適當性之決定 準則後，此系再度運轉。因此，假如燃料泵20停止的話， 可以重新設定操作定時器。須了解的是，上述臨界值僅作 96145547 200839095 為說明用途而已，且可以參考車輛種類、車輛應用情形、 泵種類、及其他引擎設計與操作考量等考量因素而嗖定。 圖7顯示另一控制策略，其令並未運用燃料偵測此 可簡化控制策略’除此之外，與上述控制策略並無不同。 然而’在此情形令，若曲柄軸速度到達100rpm臨界值， 燃料泵20操作定時器會重新設定，以便用於下—次實施 此控制方法論。若曲柄軸速度低於此臨界值，燃料泵別 操作五秒鐘，然後停止燃料泵2〇且重新設定定時哭7。一 旦錯誤被指出時，可以允許或停止幾次燃料栗 ^之進-步反覆。再次，機車1G的操作者可被通: 事貫。 圖6與圖7的控制策略係藉由與引擎操作人員的隨咅動 作或不動作無關之—於適當控制的期間起動供應=至 引擎15的操作而允許保護燃料泵20。如此可防止或 燃料泵20的乾運轉之風險，以及對有限容量的 過度消耗。 ’化成 對於熟知此項技術者來說，在閱讀本說明書之揭示後， 仍可以對本發明的引擎泵控制方法與控制單元產生' 出 =的修改與變化。然而，這類修改與變化仍落在本發明: 範圍内。 、 【圖式簡單說明】 由參考附圖所作之以下說明，可以對本發明的引擎 控制方法及控制單元更加清楚地了解。 之 圖1是運用本發明具體例的引擎泵控制方法之機車的 96145547 15 200839095 示意圖 圖2是用於圖1所元沾4 土 ^ 、… 的钱車之引擎燃料供應系統之示意 圖及燃料供應系統顯示於圖2。 用之電氣燃料泵的頂部剖 圖3是圖1所示的機車中所運 面圖。 圖5是用於實施本發明具體例的引擎隸制方法之起 動馬達控制單元的方塊圖。 圖6是用以控制本發明具體例中圖3所示的電氣燃料果 卞作且運用燃料流動狀態偵測之控制策略的示意流程 圖0 1 7疋用以控制本發明具體例中圖3所示的電氣燃料泵 2&作但亚未運用燃料流動狀態偵測之控制策略的示意 流程圖。 •【主要元件符號說明】 10 機車 11 底板 15 引擎 16 4匕油器 17 進氣歧管 20 燃料泵 24 線圈 25 彈簧 96145547 16 200839095 26 柱基 27 燃料入口線路 28 燃料出口線路 28a 感測器 30 燃料返回線路 40 燃料槽 50 電池 110 泵控制單元 112 脈波線圈 114 整波電路 116 微控制器 118 燃料泵驅動器 120 起動馬達控制單元 122 煞車開關 124 起動開關 126 引擎溫度感測器 135 點火開關 96145547 17

Claims (1)

1. 200839095 十、申請專利範圚·· 合物液體至引擎，^:方二去’該引擎泵係用以供應碳氫化 作之一段預定時間後，停元起動該泵，且在泵操 2.如申請專利範圍第丨項 該控制單元包括—定時 手泵之控制方法’其t， 間。 D〇，以測定出該W擎泵的操作時 3·如申請專利範圍第 •若該測定出來的y擎i祚 」之控制方法，其t， 内的時間間隔，則停止該引擎果。至該控制早疋 4·如申請專利蔚圍笛 若該测定出來的：擎引擎泵之控制方法，其中， 内的手泵刼作間隔超過編程至該控制單元 内的知間間隔，則無條件地停止則㈣。 早凡 5·如申請專利範圍第3 基於確ρ 、丨擎泵之控制方法，其中， 作茶數的測量值為條件，而停止該引擎泵。手^ 該;ιΐ=ί利範圍第5項之引擎泵之控制方法’其中， 後所：：的=係二自曲柄轴速度、自引擎起動手段致動 群組。 Β】、及〜經引擎泵的液體流動狀態所組成之 申。月專利範圍第6項之引擎泵之控制方法，其中， ‘揪粗f搖動的曲柄軸速度及顯示流經該泵的燃料之液 動狀態’係各為允許果操作的條件，然後該燃料 泵係較佳地從引擎交流發電機取得電力。 96145547 200839095 告.如申請專利範圍第6項之引擎泵之控制方法，其中， :曲柄軸速度低於一預定臨界值“列如，曲柄搖動速度) 知’則停止引擎泵操作。 3 9.如申請專利範圍第6項之引擎泵之控制方法，其中， 假士 動狀悲低於—可接受的預定值，則停止引擎果 操作。 从如申請專利範圍帛9項之引擎泵之控制方法，其 中，假如沒有任何燃料流經該引擎泵，則停止引擎泵操作。 如申請專利範圍第1至1G項中任-項之引擎泵之控 ::法’其中，該引擎泵是一電氣泵，且在該預定時間之 後停止供應電流至該引擎。 12. 、如中請專利範圍第1至項中任-項之引擎泵之控 制方法，其中’ t至少—允許泵操作的決定準則符合時， 該一度經控制停止之泵係不排除使該泵再度運轉，而使其 反覆地運轉。 13. 如中請專利範圍第12項之引擎泵之控制方法，盆 二 =決定準：係選自最後一次停止引擎泵所歷經的時 0 A於預定臨界值的曲柄軸速度所組成之條件之群 14. 如申請專利範圍第u13項中任一項之引擎 制方法，其中，在引擎點火開關被致動之後，實施該方法: 15. 如申請專利範圍第14項之引擎栗之控制方法，盆 中’當該點火開關被關掉時’重新設定該控： 器’當下一次致動該點火開關時，可實施該方法。寸 96145547 19 200839095 劍方辛，贫°1 1耗圍第1至15項中任—項之引擎泵之控 ''八，該控制單元係取決於最後一次致動該引擎 點火開關所歷經的時間，而控制該引擎泵的操作。 17.如申請專利範圍第1至16項中任一項之引擎泵之护 其中’該控制單元係取決㈣運用的引擎泵，而工 k擇泵刼作的該預定時間。 制方^ 專利乾圍第1至17項中項之引擎泵之控 該控制單元係取決於引擎條件，而選擇泵 操作的该預定時間。 广如申請專利_ 18項之引擎泵之控制方法其 中，忒引擎條件為起動階段的引擎條件。 而可操作一段操作間隔 制2方°.:申Λ專利範圍第1至19項中任-項之引擎泵之控 配，ΐ:::，該泵係不受引擎操作人員有無動作的支 21.如中請專利範圍第9或1()項之引擎泵之控制方法， 流動狀態係在將感測到的輸出泵流動輸入至該 引手技制早凡之後，而被測定。 5丨手之引手泵，該控制單元包含： a) 一微控制器，用以控制引擎泵的操作；及 b) 一定時器，用以測定引擎泵之操作時間， 其中，該微控制H係藉由邏輯操作而編程 泵的操作’且在該定時器計算過一段預定 止該引擎泵的操作。 了間之後’分 96145547 20 200839095 23.如申請專利範圍第2 控制單元可以接收來 員之引擎控制早凡’其中，該 狀況感測器的資料，AJ手狀況感測器的資料、來自弓1擎 定準則時，能㈣擎it到的狀況符合預定的泵操作決 狀況符合預定的泵停止‘元=動，·當感測到的 過被編程_^^===元，其令，超 決定準則。 τ間係一主要的泵停止 25.—種引擎，係藉由申請專 擎控制單元或依照申請專利範圍第'圍弟;2, 引擎泵控制方法所控制，該 21項中任—項之 1手疋一摻烴引擎。

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