發動機的加速控制方法及裝置的製作方法
2023-06-01 09:21:01
專利名稱：發動機的加速控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發動機的加速控制方法，尤其是依據吸氣管壓力對在加速時的發動機進行控制的方法。
背景技術：
搭載有噴射燃料的發動機的摩託車需要進行過渡控制，即，在加速時為了提高輸出功率，針對加速狀態，對燃料噴射量和點火時間或空燃比等進行加速控制，使其隨著節流閥的快速打開等，能平穩地從通常的行駛狀態，轉換到加速行駛狀態。
為了檢測這樣的加速狀態，在每個一定的曲軸角周期中測定吸氣管壓力，與上一循環的相同的曲軸角時的吸氣管壓力進行比較，如果上升到了規定的壓力以上，則可以判定為加速狀態。
但是，在起動發動機時，在有初次爆發還沒到達完全爆發的不完全起動的場合，轉速瞬間上升，然後立即下降。在這種場合，在轉速上升時，吸氣管壓力下降，若在此後轉速下降，則吸氣管壓力上升。因此，在這樣的不完全起動的場合，由於儘管發動機轉速下降了，吸氣管壓力上升，根據吸氣管壓力檢測加速狀態的系統，將其判定為加速狀態，進行非同步噴射和點火時間提前等加速控制，降低了起動性能。
另外，在接近怠速旋轉的極低速旋轉時，發動機轉速下降同時吸氣管壓力上升。因此，在這樣的極低速旋轉時，根據吸氣管壓力檢測加速狀態的系統，將由於轉速降低而引起的吸氣管壓力上升判定為加速狀態，進行增加速度等加速控制，給發動機的正常運轉增加一些障礙。
發明內容
本發明是考慮到上述現有技術而提出的，其目的是提供一種不追加用於判別加速狀態的特別的傳感器和機構等，能可靠地判別加速狀態，進行恰當的加速，同時，能防止起動時和極低速旋轉時的加速的誤判別，便於提高起動性能以及提高極低速旋轉時的運轉性能的發動機的加速控制方法。
為了達到上述目的，本發明技術方案1的4衝程發動機的加速控制方法，其中為了檢測4衝程發動機的曲軸角度，在每個規定的曲軸角產生脈衝，檢測該脈衝，同時檢測在上述發動機的節氣門下遊一側的吸氣通道內的吸氣壓力，進行上述發動機的過渡狀態的判定，依據發動機的狀態進行加速控制，其特徵是在上述發動機處於起動狀態或極低速旋轉狀態時，禁止加速控制，在上述兩狀態以外時，允許進行加速控制。
根據該結構，由於設定控制程序，使其檢測發動機起動狀態和極低速旋轉狀態，在該狀態下不進行加速控制，因此，不會由於起動時和極低速旋轉時的加速誤判別，而實施非同步噴射和點火提前角或加速增量，執行使空燃比較濃等動作，能恰當地進行加速控制，而且能提高發動機的起動性能和極低速旋轉時的運轉性能。
若進一步說明，則是發動機具有加速控制程序，該加速控制程序在加速時能使發動機具有適合於加速狀態的噴射時間、點火時間或空燃比，其檢測與曲軸角度相對應的脈衝信號，依據該脈衝信號檢測發動機的旋轉狀態，檢測發動機的吸氣壓力，依據發動機的吸氣壓力判別發動機是否是過渡狀態，使其根據這些發動機狀態，在發動機處於起動狀態或極低速旋轉狀態(起動狀態和極低速旋轉狀態中的任意一個狀態)時，不由上述加速控制程序執行加速控制，僅在上述狀態以外時(發動機不是起動狀態且不是極低速旋轉狀態時)，允許執行上述加速控制。因此，不會依據起動時和極低速旋轉時的加速誤判別，而執行加速控制(根據非同步噴射和點火提前角或加速增量使空燃比較濃等)，能恰當地進行加速控制，而且能提高發動機的起動性能和極低速旋轉時的運轉性能。
本發明技術方案2的4衝程發動機的加速控制方法，其中為了檢測4衝程發動機的曲軸角度，在每個規定的曲軸角產生脈衝，檢測該脈衝，同時檢測在上述發動機的節氣門下遊一側的吸氣通道內的吸氣壓力，進行上述發動機的過渡狀態和所處的衝程的判定，依據該判定進行加速控制，其特徵是在上述所處的衝程判定結束之後，在滿足一定時間或上述發動機的轉速在規定值以下的條件時，禁止加速控制，在上述條件以外時，允許進行加速控制。
根據該結構，對於具有加速控制程序，該加速控制程序在加速時能使發動機具有適合於加速狀態的噴射時間、點火時間或空燃比的發動機，其中具有檢測與曲軸角度相對應的脈衝信號，依據該脈衝信號檢測發動機的旋轉狀態，檢測發動機的吸氣壓力，依據發動機的吸氣壓力，進行發動機是否是過渡狀態和其所處於的衝程的判別，使其根據所處於的衝程來判別為在未到一定時間或發動機轉速在規定值以下(根據衝程判別未到一定時間和發動機轉速在規定值以下的狀態中的任意一個狀態)時，不由上述加速控制程序執行加速控制，僅在上述狀態以外時(根據衝程判別經過了一定時間且發動機轉速超過規定值的狀態時)，允許執行上述加速控制。因此，不會依據起動時和極低速旋轉時的加速誤判別，而執行加速控制(根據非同步噴射和點火提前角或加速增量使空燃比較濃等)，能恰當地進行加速控制，而且能提高發動機的起動性能和極低速旋轉時的運轉性能。
本發明技術方案3的4衝程發動機的加速控制方法，其特徵是具有識別用於檢測4衝程發動機的曲軸角度的脈衝信號輸入的步驟；檢測上述發動機的吸氣通道內的吸氣壓力、保存該數據的步驟；以及判別是否是起動時的步驟，在上述發動機處於起動狀態或上述發動機的轉速在規定值以下的狀態時，禁止加速控制，在上述狀態以外時，根據上述吸氣壓力數據判別是否是加速狀態，在是加速狀態時，由燃料噴射控制、點火時間控制和空燃比控制中的至少一個控制程序進行加速控制。
根據該結構，對於具有在加速時由適合於加速狀態的燃料噴射控制、點火時間控制和空燃比控制中的至少一個控制程序進行加速控制的加速控制程序的發動機，其中檢測與曲軸角度相對應的脈衝信號，依據該脈衝信號判別發動機轉速，檢測發動機的吸氣壓力，保存該數據，在發動機處於起動狀態或極低速旋轉狀態(起動狀態和極低速旋轉狀態中的任意一個狀態)時，不由上述加速控制程序執行加速控制，僅在上述狀態以外時(發動機不是起動狀態且不是極低速旋轉狀態時)，能根據保存的吸氣管壓力數據判別是否是加速狀態，執行上述加速控制。因此，不會依據起動時和極低速旋轉時的加速誤判別，而執行加速控制，能恰當地進行加速控制，而且能提高發動機的起動性能和極低速旋轉時的運轉性能。
本發明的加速控制方法最好是用4衝程發動機的控制裝置進行實施。
通過使用本發明的4衝程發動機的控制裝置，所以，如以上所述，不會依據起動時和極低速旋轉時的加速誤判別，而執行加速控制，能恰當地進行加速控制，而且能提高發動機的起動性能和極低速旋轉時的運轉性能。
圖1是本發明的摩託車整個控制系統的結構圖。
圖2是本發明的發動機的曲軸角檢測裝置的結構圖。
圖3是本發明的加速控制的流程圖。
圖4是本發明的加速控制的其它例子的流程圖。
圖5是本發明的加速控制的又一其它例子的流程圖。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發明的實施形式進行說明。
圖1是本發明的實施例的摩託車的整個控制系統的結構方框圖。
作為輸入到作為整體部件的、組件化了的發動機控制裝置(ECU)1的控制電路CPU(未圖示)的輸入，輸入以下信號來自主開關2的開關信號；來自曲軸脈衝傳感器3的曲軸脈衝信號；來自吸氣壓力傳感器4的吸氣壓力檢測信號；來自吸氣溫度傳感器5的吸氣溫度檢測信號；來自水溫傳感器6的冷卻水溫度檢測信號；來自噴嘴電壓傳感器7的用於控制噴嘴的電壓信號；來自具有多個開關SW1～SW3的開關盒8的檢查用輸入信號。另外，連接有電池20，輸入電池電源。
ECU1的輸出，輸出以下信號通向驅動燃油泵的泵繼電器9的泵繼電器輸出信號；驅動噴嘴10的電磁線圈的噴嘴輸出信號；驅動點火線圈11的點火線圈輸出信號；根據冷卻水溫度驅動自動阻風門12的自動阻風門輸出信號；在檢測到異常狀態時驅動儀錶盤22內的圖形報警燈13的圖形報警信號；在冷卻水溫度超過規定溫度時驅動顯示報警的水溫報警燈14的水溫報警信號；在異常操作發動機鑰匙等發動阻斷器17時驅動發動阻斷器報警燈15的發動阻斷器報警信號。另外，通過傳感器用電源電路21供電或直接供電的電源電壓輸出到各傳感器。
另外，ECU1與外部的通用通信裝置18連接，能通過通用通信線路輸入、輸出控制數據等。再有，與串行通信裝置19連接，能進行串行通信。
圖2是本發明的實施例的曲軸角檢測裝置的系統結構圖。
單缸4衝程發動機30在活塞31的上面形成有燃燒室32，連接有與該燃燒室32連通的吸氣管33和排氣管34。在吸氣管33上安裝有節氣門35，在端部設有吸氣閥36。在排氣管34的端部設有排氣閥37。38是火花塞。在發動機30的氣缸周圍設有冷卻水套39，安裝有水溫傳感器6。活塞31通過連杆40與曲軸41連接。
在曲軸41上一體地固定有齒圈42。在齒圈42上等間隔地設有多個齒(突起)43，在1處形成有缺齒部44。具備檢測該齒圈42的齒43的曲軸角傳感器(曲軸脈衝傳感器)3。曲軸角傳感器3檢測各齒43，發出與各齒的上邊長度相對應的脈衝寬度的脈衝信號。在該例子中，在12處具有齒43的位置，由於其中1處是缺齒部44，所以，在曲軸旋轉1圈期間，每隔30°、即發送1個脈衝信號。
在吸氣管33上安裝有噴嘴10。由燃油泵46從油箱45通過過濾器47吸上的燃料，在由調節器48使其為一定壓力的狀態下，被輸送到該噴嘴10。在火花塞38上連接有由ECU1(圖1)驅動控制的點火線圈11。在吸氣管33上安裝有吸氣壓力傳感器4和吸氣溫度傳感器5，分別與ECU1連接。
在排氣管34上連接有廢氣淨化用的2次空氣導入管49。在該2次空氣導入管49上設有空氣截止閥50。該空氣截止閥50在通常的行駛時或加速時等的節氣門打開的高轉速時打開，導入2次空氣，在減速時等節氣門關閉的低轉速時關閉，截斷2次空氣。
圖3是本發明的加速控制的流程圖。
步驟S1判斷是否為吸氣管壓力的採樣時刻。這是因為能恰當地檢測到因加速吸氣管的壓力上升的曲軸角範圍是確定的，而判斷該曲軸角是否為適當時刻的步驟。檢測曲軸角是用曲軸角傳感器檢測安裝在曲軸上的齒圈的齒，再使ECU內的CPU獲取該曲軸脈衝信號，根據該信號數據識別曲軸角。CPU每當輸入曲軸角度信號時起動中斷程序，判斷是否是吸氣管壓力採樣時刻。
步驟S2在判定為是吸氣管壓力採樣時刻時，A/D轉換並讀取來自吸氣壓力傳感器的檢測數據並保存該數據。
步驟S3判斷發動機起動後是否經過了一定時間。這是為了通過計量曲軸開始旋轉、最初發送曲軸脈衝信號之後的時間，其在規定時間內時判定為是在起動時，在該起動時進行暖機運轉控制，而不執行加速控制。在起動後經過規定時間、發動機從暖機運轉變成通常運轉之後(或即使在暖機過程中，從剛剛起動後，經過某種程度的時間，轉移到穩定狀態之後)，進入下面的步驟S4。
步驟S4在判定為不是起動時時，判斷發動機轉速是否在規定的閾值以上。該閾值是根據發動機性能預先通過實驗等獲得的，為能覆蓋在低轉速時的轉速降低且吸氣管壓力上升的發動機轉速區域的轉速。在轉速比閾值小的極低速旋轉的場合，不進行加速控制。僅在規定的轉速以上的場合，進入以下的步驟S5。
步驟S5根據在上述步驟S2獲取的吸氣管壓力數據進行加速狀態的判斷。這通過比較在現在執行的中斷程序中獲取的吸氣管壓力數據和在上一個中斷程序中獲取的上一個循環的在同一曲軸角度的吸氣管壓力數據，進行上述上述判斷。
步驟S6通過這次檢測的吸氣管壓力數據是否比上次檢測的吸氣管壓力數據大出規定值，來判斷是否是加速狀態。如果吸氣管壓力變成大出規定值，則判定為是加速，在以下的步驟S7～S9進行加速控制。
步驟S7通過驅動控制噴嘴的電磁線圈，以適合於加速的噴射量和噴射時間進行非同步的噴射控制。
步驟S8進行點火時間控制，通過控制點火線圈，使點火時間提前，使其能獲得與加速狀態相適應的輸出。
步驟S9進行空燃比控制，通過使控制程序的指定的空燃比較濃，使其能獲得與加速狀態相適應的輸出。
圖4是本發明的加速控制方法的其它流程圖。該實施例在加速控制程序中，在上述圖3的步驟S4判斷轉速之後，設置了判斷是禁止還是允許進行加速控制的判斷步驟。
圖4(A)的步驟S1～S4與前面描述的圖3的步驟S1～S4相同。在該圖4(A)的例如中，在步驟S4之後，如以下那樣，設有步驟S10和步驟S11。
步驟S10在步驟S4為Yes(旋轉速度在閾值以上)時，判定為是可以進行加速控制的狀態，將允許加速控制的標誌位置位。即，在步驟S1、S3和S4的判斷步驟都是Yes時，將允許加速控制的標誌位置位，此時如果再判斷為加速狀態的話能進行加速控制。
步驟S11在步驟S4為No(旋轉速度比閾值小)時，判定為不是能進行加速控制的狀態，將禁止加速控制的標誌位置位。即，在步驟S1、S3和S4的任意一個為No時，判定為不是加速的狀態，將禁止加速控制的標誌位置位。
圖4(B)是依據圖4(A)的是允許或禁止加速控制的判定結果進行控制的程序。在該圖4(B)的程序中，步驟S5～S9是與前面所述的圖3的步驟S5～S9相同的。在該圖4(B)的例子中，在步驟S5之前，如以下那樣，設有步驟S12。
步驟S12根據在上述圖4(A)的步驟S10或S11的允許加速控制的標誌位或禁止加速控制的標誌位，判斷是允許加速控制狀態還是禁止加速控制狀態。如果是允許狀態，則按照步驟S5～S9進行加速控制。如果是禁止狀態，則不進行加速控制，跳出程序。
而且，用上述圖1和圖2的ECU實施圖3和圖4的流程圖所示的加速控制方法。
圖5是本發明的加速控制方法的又一其它例子的流程圖。該例子取代上述圖4的例子中的步驟S3，如以下那樣，設有步驟S13和S14。
步驟S13依據曲軸脈衝信號和吸氣壓力數據、或僅根據曲軸脈衝信號判別4衝程發動機的2轉1個周期中的4個衝程(吸氣→壓縮→爆發→排氣)。
如以下那樣進行該衝程判別步驟。
將曲軸的1轉分割成包含缺齒的13段，將#0～#26的主段序號分配給作為衝程的一個周期的曲軸的2轉(26段)。
在此，作為曲軸的相位關係是相同的、例如若比較段#5和#10以及#18(相當於#5)和#23(相當於#10)上的旋轉周期，則以段#10為基準的旋轉周期超過以段#5為基準的旋轉周期，不管吸氣管內的壓力如何都保持該關係。另外，若比較段#18和#23，則與上述相反，以段#18為基準的旋轉周期超過以段#23為基準的旋轉周期，不管吸氣管內的壓力如何也都保持該關係。
因此，即使作為曲軸的相位關係是相同的，如果對旋轉周期而言，則與吸氣管內的壓力無關係，也能判別段和衝程的對應關係。
而且，這樣的衝程判別步驟S13以及經過時間判斷步驟S14也可以設置在圖5(A)的程序內的允許加速控制步驟S10之前的任何位置。另外，也可以與判斷起動後是否經過一定時間的步驟S3同時設置。
另外，衝程判別步驟S13也可以用別的程序進行判別僅讀取其經過時間數據，而使用本程序進行讀取。
如以上所說明的那樣，本發明，由於設定控制程序，使其檢測發動機起動狀態和極低速旋轉狀態，在該狀態下不進行加速控制，因此，不會由於起動時和極低速旋轉時的加速誤判別，而根據非同步噴射和點火提前角或加速增量，執行使空燃比較濃等動作，能恰當地進行加速控制，而且能提高發動機的起動性能和極低速旋轉時的運轉性能。
權利要求
1.一種4衝程發動機的加速控制方法，其中為了檢測4衝程發動機的曲軸角度，在每個規定的曲軸角產生脈衝，檢測該脈衝，同時檢測在上述發動機的節氣門下遊一側的吸氣通道內的吸氣壓力，進行上述發動機的過渡狀態的判定，依據發動機的狀態進行加速控制，其特徵是在上述發動機處於起動狀態或極低速旋轉狀態時，禁止加速控制，在上述兩狀態以外時，允許進行加速控制。
2.一種4衝程發動機的加速控制方法，其中為了檢測4衝程發動機的曲軸角度，在每個規定的曲軸角產生脈衝，檢測該脈衝，同時檢測在上述發動機的節氣門下遊一側的吸氣通道內的吸氣壓力，進行上述發動機的過渡狀態和所處的衝程的判定，依據該判定進行加速控制，其特徵是在上述所處的衝程判定結束之後，在滿足一定時間或上述發動機的轉速在規定值以下的條件時，禁止加速控制，在上述條件以外時，允許進行加速控制。
3.一種4衝程發動機的加速控制方法，其特徵是具有識別用於檢測4衝程發動機的曲軸角度的脈衝信號輸入的步驟；檢測上述發動機的吸氣通道內的吸氣壓力、保存該數據的步驟；以及判別是否是起動時的步驟，在上述發動機處於起動狀態或上述發動機的轉速在規定值以下的狀態時，禁止加速控制，在上述狀態以外時，根據上述吸氣壓力數據判別是否是加速狀態，在是加速狀態時，由燃料噴射控制、點火時間控制和空燃比控制中的至少一個控制程序進行加速控制。
4.一種4衝程發動機的控制裝置，其特徵是根據權利要求1、2或3所記載的加速控制方法進行加速控制。
全文摘要
提供一種不追加用於判別加速狀態的特別的傳感器和機構等，能可靠地判別加速狀態，進行恰當的加速，同時，能防止起動時和極低速旋轉時的加速的誤判，便於提高起動性能以及提高極低速旋轉時的運轉性能的發動機的加速控制方法。是為了檢測4衝程發動機的曲軸角度，在規定的每個曲軸角產生脈衝，檢測該脈衝，同時檢測在上述發動機的節流閥下遊一側的吸氣通道內的吸氣壓力，進行上述發動機的過渡狀態的判定，依據發動機的狀態進行加速控制的發動機的加速控制方法，使其在滿足上述發動機的狀態是起動狀態或極低速旋轉狀態的條件時，禁止加速控制，在上述條件以外時，能進行加速控制。
文檔編號F02D41/10GK1541302SQ0281528
公開日2004年10月27日 申請日期2002年10月8日 優先權日2001年10月19日
發明者山下俊彥, 中村友治, 治 申請人:山葉發動機株式會社