怠速熄火系統 & ACG啟動馬達 - 機車

原文：http://world.honda.com/motorcycle-technology/Engineidlingstop/p1.html
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小型機車"怠速熄火系統"之發展
怠速熄火系統是可以在車輛為了等待號誌或其他原因而停止時，自動將引擎熄火而達
到降低燃油消耗和排汙的目的。

自從本田公司成立，便已經意識到環境保護的重要性，這點從本田發展四行程引擎的歷史

就可以了解。回到本田機車所用的四行程引擎，1999年本田推出全新一代四行程引擎，在

維持基本性能下將燃油消耗和排汙再降低，CO和HC降低的幅度達1998年排放標準的50％。

燃油消耗也比前作降低了30％。這都是拜四行程引擎技術不斷進步所賜。而現在最新發展

出來的就是利用"怠速熄火系統"來減去怠速時的油耗、排汙、震動與噪音。跟沒有怠速熄

火系統的車比起來，耗油可以減少大約5.1%。2001年，"Crea Scoopy-i" 本田發表了世界

第一輛配備外轉子式ACG 啟動馬達的50cc水冷四行程速克達。而因配備怠速熄火系統的關

係，耗油降低了5.5%*同時CO2排放減少5.2%，CO減少8%，HC減少2%。

*測試標準為交通部制訂的domestic exhaust emission measurement(市區行駛)

自動熄火，油門控制啟動
利用ECU(Electronic Control Unit：電子控制單元)從各感測器收集的訊號來判斷是
否熄火或是催油門時再啟動。

發展重點
ECU利用從各感測器收集的訊號，得以精準的控制與同時身兼啟動馬達與交流發電機

的ACG啟動馬達，可以讓機車平順的重新啟動。感測器收集的資訊包含車速、節流閥開度、

脈衝產生器、座椅感測、引擎溫度、引擎轉速等。用來了解車輛現在是在行駛或靜止、是

否有人乘坐、油門開度等等情況。例如在冷啟動時，ＥＣＵ便會在車輛暖車後才會將引擎

熄火。當然同時也會在儀錶板的待機指示燈顯示怠速熄火系統是否開啟，燈是亮著時表示

引擎處於"待機"的狀態，只要催油門便可以重新發動引擎。其他像是座椅感測可以防止騎

士沒坐在車上而重新發動引擎發生意外，頭燈電壓控管降低電力損耗等等，都是靠ECU控

制得到的額外附加功能。

1.發動引擎時(冷啟動)
一開始騎士還是跟傳統一樣要按下電發鈕，因為冷啟動時通常需要花上幾秒鐘，如果
太久沒騎或氣溫較低可能會花上更長的時間。在這個情況下甚至需要在車輛停止的情況下
怠速超過三秒鐘。

2.暖車後/車輛行駛中(切換至怠速熄火模式)
冷啟動後，感測器會從車速與引擎溫度來決定是否切換至怠速熄火模式。當引擎溫度
超過50度，車速超過10kph後，ECU便會判斷車輛已經暖車完畢，然後切換至怠速熄火模式
在下次車輛停下後便會自動將引擎熄火。

3.車輛靜止(隨時準備怠速熄火)
當油門全關、騎士也坐在車上時，引擎便會在車輛靜止三秒後停止點火。延遲停止點
火的原因是為了避免騎士在只是要Ｕ形迴轉或是短暫停車情況下失去動力。

4.重新發動時(重新啟動引擎，車輛行駛時)
在待機時，會有感測器從化油器偵測節流閥的開度，所以只要催油門便會啟動啟動馬
達同時允許引擎點火。之後便跟傳統速克達一樣，甩開離心離合器，帶動車輛。


從催油門到車輛起步只要0.9秒
當怠速時，從油門催下去到車輛起步大概要花0.5秒，而從重新發動引擎到起步約0.9
秒，雖然數據上延遲了0.4秒，但是在實際騎乘感覺上其實沒甚麼差異。

安靜且平順的啟動引擎，讓速克達流暢的起步
在設計"怠速熄火系統"時，確保回充能夠讓電瓶保持在足夠驅動啟動馬達的電量下是
很重要的，同時讓供油系統能夠在油門打開下依然能順利重新發動引擎也很重要。所
以怠速熄火系統裡，重新啟動引擎與發電系統的關鍵技術就是整合鳩流發電機與啟動
馬達的ACG啟動馬達。
為了讓引擎在怠速熄火後能流暢的起步，所以設計出了無刷ACG啟動馬達。這是一個整合

的裝置，直接裝置在曲軸的末端，同時扮演啟動馬達與發電機的腳色。因為他可以直接轉

動曲軸發動引擎，所以可以平順且安靜的發動引擎，免去傳統啟動馬達運作時齒輪嚙合的

噪音。

無刷ACG啟動馬達在外轉子的飛輪裡有磁鐵，靜子則採三相繞組，發出的電經過ECU裡

的FET後被整流成直流電。在轉子上有感測器用的磁鐵，Hall-IC式感測器則裝在靜子上感

測轉子的位置。

轉子鐵芯的位置是在轉子上永久磁鐵之間，靜子鐵芯上則有纏繞線圈。利用這個結構

便可以把啟動馬達和發電機的功能整合在同一個裝置上。

當做為啟動馬達時：
特別訂製形狀的磁鐵磁力線會經轉子鐵芯流向靜子鐵芯。只要將靜子上的線圈通電，

就會在靜子上產生強大的磁場，轉動曲軸發動引擎。如下圖：

http://ppt.cc/w9JX

當做為ACG(交流發電機)時：
如果你只是單純把傳統的啟動馬達拿來當發電機用，會產生過大的回充電流，而且會

因為鐵損(core loss)產生高溫，這就是為什麼不直接拿傳統啟動馬達當發電機的原因。

新的ACG啟動馬達則是把磁鐵放到轉子鐵芯裡解決前述的問題。

磁鐵的磁力線會經過轉子鐵芯到靜子鐵芯裡。當開始有回充電流後，便會在靜子產生

與磁鐵相反的磁力線，抵銷磁鐵流進靜子的磁力。因此只要回充電流夠大到抵銷磁鐵磁力

線後，便可以有效的減少鐵損。如下圖：

http://ppt.cc/FmcE

為了防止電瓶蓄電量過低而設計的充電系統
提升配備怠速熄火系統車輛的充電量是必要的，因為在引擎熄火時完全不會充電，而

如果電瓶過度放電，會導致啟動馬達沒辦法轉動引擎、啟動引擎。為了解決這個問題，所

以把充電量提高到足夠讓車輛在擁塞的交通狀況下，就算使用怠速熄火系統依然不會使電

瓶過度放電。

因為怠速熄火系統會減少發電量，所以如果在熄火狀態下使用大燈等等大耗電量的裝

置就會消耗電瓶可觀的電量。在重新發動引擎後雖然可以快速的把電瓶重新充滿，但是大

發電量就表示要用掉引擎可觀的機械能，導致車輛加速性能疲軟。所以為了減少在需要用

到動力時因發電而消耗的機械能，所以在加速時將回充電壓從平常的14.5伏調低到12伏。

這樣便只有在定速席行駛或減速時才會對電瓶回充，維持加速性能。

"怠速熄火系統"帶來的好處：
“Crea Scoopy-i”與沒有搭載怠速熄火系統的車輛比起來，將耗油減少5.5%，CO2排

放減少5.2%、CO減少8%、HC減少2%。


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