專利名稱：內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器、內(nèi)燃機(jī)控制器和內(nèi)燃機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能使怠速運(yùn)行穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制器、內(nèi)燃機(jī)控制器和內(nèi)燃機(jī)。
背景技術(shù)：
例如，已知這樣一種裝在車輛上的內(nèi)燃機(jī)，其包括通向進(jìn)氣管的節(jié)氣門的下游側(cè)并與大氣連通的輔助進(jìn)氣管、控制經(jīng)由該輔助進(jìn)氣管供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的輔助空氣量(怠速進(jìn)氣量)的控制閥和根據(jù)包括輔助空氣量在內(nèi)的總進(jìn)氣量向內(nèi)燃機(jī)的燃燒室供應(yīng)一定量燃料的燃料供應(yīng)單元，其中，檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的預(yù)定轉(zhuǎn)動(dòng)位置并與該預(yù)定位置信號(hào)同步打開該控制閥(例如參見專利文獻(xiàn)1)。
(專利文獻(xiàn)1)JP-B-63-60219(1-7頁，圖1-4)根據(jù)通過利用位于進(jìn)氣管節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力控制燃料供應(yīng)單元的燃料供應(yīng)量的內(nèi)燃機(jī)控制器，當(dāng)輔助進(jìn)氣管連接到進(jìn)氣管的節(jié)氣門的下游側(cè)且使用開關(guān)型控制閥時(shí)，會(huì)發(fā)生下列情況盡管是穩(wěn)態(tài)，在打開或關(guān)閉控制閥造成進(jìn)氣壓力變化時(shí)，該狀態(tài)會(huì)被錯(cuò)誤地確定為加速或減速狀態(tài)，從而怠速轉(zhuǎn)速變得不穩(wěn)定。
此外，當(dāng)為防止發(fā)生這種情況而將確定該狀態(tài)的進(jìn)氣壓力變化閾值變成加速或減速狀態(tài)時(shí)，駕駛員意圖打開節(jié)氣門的操縱性惡化。
此外，根據(jù)一種不具有通過檢測(cè)進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力來判定內(nèi)燃機(jī)沖程的沖程判定傳感器的系統(tǒng)，當(dāng)為避免基于類似原因造成的無法確定內(nèi)燃機(jī)的沖程而增加建立沖程判定的次數(shù)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的起動(dòng)性能下降。
當(dāng)控制控制閥打開時(shí)段在預(yù)定時(shí)段中的比例時(shí)(占空控制)，考慮到內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的波動(dòng)，控制閥的開閉控制變得復(fù)雜，計(jì)算負(fù)荷增加。
當(dāng)使用者改變而將怠速轉(zhuǎn)速設(shè)定得低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)增加而出現(xiàn)無法穩(wěn)定控制怠速轉(zhuǎn)速的情況。
鑒于上述情況而實(shí)施本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供能使怠速運(yùn)行穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制器、內(nèi)燃機(jī)控制器和內(nèi)燃機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題和實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明的構(gòu)成如下。
本發(fā)明的第一方面為一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，該內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給該內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在該進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在該輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，該怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力控制供應(yīng)給燃燒室的燃料的供應(yīng)量的燃料供應(yīng)單元；以及用于使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)到的進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制單元。
此外，該控制單元通過從進(jìn)氣壓力、例如內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)角的預(yù)定位置上的進(jìn)氣壓力預(yù)測(cè)穩(wěn)態(tài)負(fù)荷來確定燃料供應(yīng)單元的燃料供應(yīng)量。此外，該控制單元確定的燃料供應(yīng)量為下一個(gè)周期的燃料供應(yīng)量。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過使驅(qū)動(dòng)控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步，可防止進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元錯(cuò)誤地檢測(cè)由控制閥打開或關(guān)閉造成的壓力波動(dòng)以及無法穩(wěn)定控制燃料供應(yīng)量，從而能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的怠速。
本發(fā)明的第二方面的特征在于，在第一方面所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器中，所述控制單元通過將驅(qū)動(dòng)所述控制閥關(guān)閉的定時(shí)設(shè)定為所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置來控制所述控制閥的關(guān)閉狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，除了第一方面的效果之外，當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速升高時(shí)，沿抑制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥；當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速降低時(shí)，沿升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥；從而可抑制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)。
本發(fā)明的第三方面的特征在于，在第一方面中所述內(nèi)燃機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速控制器中，在一個(gè)或多個(gè)周期之前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差等于或大于對(duì)應(yīng)于控制閥的打開或關(guān)閉狀態(tài)的閾值時(shí)，所述控制單元增加燃料供應(yīng)量。
此外，該控制單元通過比較例如一個(gè)或多個(gè)周期前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力來檢測(cè)加速狀態(tài)。此外，可根據(jù)例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、控制閥打開時(shí)段在預(yù)定時(shí)段中的比例(占空)等來預(yù)測(cè)或檢測(cè)控制閥的打開或關(guān)閉狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，除了第一方面的效果之外，即使在穩(wěn)態(tài)也可防止由于控制閥打開或關(guān)閉造成進(jìn)氣壓力變動(dòng)而錯(cuò)誤地將該狀態(tài)確定為加速狀態(tài)并增加燃料供應(yīng)量，從而可穩(wěn)定地供應(yīng)燃料。
本發(fā)明的第四方面的特征在于，在第三方面所述內(nèi)燃機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速控制器中，通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為其一個(gè)軸的二維表設(shè)定所述閾值。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，除了第三方面的效果之外，通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成其一個(gè)軸的二維表設(shè)定所述閾值，因此即使在由于控制閥打開或關(guān)閉造成的進(jìn)氣壓力波動(dòng)很大的低怠速轉(zhuǎn)速下也能穩(wěn)定地供應(yīng)燃料。
此外，即使使用者將怠速轉(zhuǎn)速設(shè)定為較低，也能穩(wěn)定地控制怠速轉(zhuǎn)速而不會(huì)錯(cuò)誤地判定狀態(tài)為非穩(wěn)定狀態(tài)。
本發(fā)明的第五方面的特征在于，在第三方面中所述內(nèi)燃機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速控制器中，所述控制單元通過異步噴射增加燃料供應(yīng)量。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，除了第三方面的效果之外，由于通過異步噴射增加燃料供應(yīng)量，因此可迅速穩(wěn)定地供應(yīng)燃料。
本發(fā)明的第六方面為一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，該內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給該內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在該進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在該輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，該怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)沖程的沖程判定單元；以及用于使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制單元。
此外，該控制單元通過例如預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角上進(jìn)氣壓力的壓力差和曲軸轉(zhuǎn)速的變化判定內(nèi)燃機(jī)的沖程。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，通過使驅(qū)動(dòng)控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步，可防止進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元錯(cuò)誤地檢測(cè)由于控制閥打開或關(guān)閉造成的壓力波動(dòng)以及無法判定沖程，從而能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的怠速。
本發(fā)明的第七方面的特征在于，所述控制單元通過將驅(qū)動(dòng)所述控制閥關(guān)閉的定時(shí)設(shè)定為所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置來控制所述控制閥的關(guān)閉狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，除了第六方面的效果之外，當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速升高時(shí)，沿抑制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥；當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速降低時(shí)，沿升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥；從而可抑制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)。
本發(fā)明的第八方面為一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，該內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給該內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在該進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在該輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，該怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)沖程的沖程判定單元；以及通過使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)來控制所述控制閥同步并且在所述沖程判定單元完成沖程判定后相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)使所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置從完成沖程判定之前的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置發(fā)生改變的控制單元。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，由于根據(jù)進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)的沖程，因此即使在剛啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)后無法判定內(nèi)燃機(jī)沖程的狀態(tài)下，也能通過不偏離進(jìn)氣定時(shí)地使驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置同步而控制進(jìn)入燃燒室的進(jìn)氣量，從而能實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
本發(fā)明的第九方面的特征在于，在第八方面中所述內(nèi)燃機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速控制器中，所述控制單元在沖程判定單元完成沖程判定前曲軸每轉(zhuǎn)一周對(duì)驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制；在完成沖程判定后曲軸每轉(zhuǎn)兩周對(duì)驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，除了第八方面的效果之外，在完成沖程判定后，通過使進(jìn)氣定時(shí)與驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置完全同步，進(jìn)一步促成快速怠速裝置那樣的效果，從而能實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
本發(fā)明的第十方面為一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，該內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給該內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在該進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在該輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，該怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)沖程的沖程判定單元；以及通過使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步來控制所述控制閥并且在所述沖程判定單元完成沖程判定前防止所述控制閥被驅(qū)動(dòng)打開或關(guān)閉的控制單元。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，在由于根據(jù)進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)的沖程而在內(nèi)燃機(jī)剛啟動(dòng)后很難判定內(nèi)燃機(jī)沖程的狀態(tài)下，通過不驅(qū)動(dòng)控制閥打開或關(guān)閉，可防止進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元錯(cuò)誤地檢測(cè)由于控制閥打開或關(guān)閉造成的壓力波動(dòng)而無法判定沖程，從而能實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
本發(fā)明的第十一方面為一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，該內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給該內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在該進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在該輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，該怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力控制供應(yīng)給燃燒室的燃料的供應(yīng)量的燃料供應(yīng)單元；以及用于使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制單元。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，通過使驅(qū)動(dòng)控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步，可防止進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元錯(cuò)誤地檢測(cè)到由于控制閥打開或關(guān)閉造成的壓力波動(dòng)以及無法穩(wěn)定地控制燃料供應(yīng)量或無法判定沖程，從而能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)動(dòng)。
本發(fā)明的第十二方面的特征在于，所述控制單元通過將驅(qū)動(dòng)所述控制閥關(guān)閉的定時(shí)設(shè)定為所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置來控制所述控制閥的關(guān)閉狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，除了第十一方面的效果之外，當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速升高時(shí)，沿抑制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥；當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速降低時(shí)，沿升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥；從而可抑制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)。
本發(fā)明的第十三方面為一種包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面至第十二方面中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器的內(nèi)燃機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，可實(shí)現(xiàn)一種其轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)受到抑制且?guī)в芯哂辛己玫陌l(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制器的內(nèi)燃機(jī)。
本發(fā)明的第十四方面為一種內(nèi)燃機(jī)控制器，該內(nèi)燃機(jī)控制器包括用于抽吸供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；用于向所述燃燒室供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)單元；設(shè)置在所述進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；以及用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元，其中，在一個(gè)或多個(gè)周期之前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差等于或大于對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的閾值時(shí)所述燃料供應(yīng)單元增加燃料供應(yīng)量。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，可防止將穩(wěn)定狀態(tài)錯(cuò)誤地判定為轉(zhuǎn)換成加速狀態(tài)而增加燃料供應(yīng)量，從而可穩(wěn)定地供應(yīng)燃料。
本發(fā)明的第十五方面的特征在于，在第十四方面所述內(nèi)燃機(jī)控制裝置中，通過由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成其一個(gè)軸的二維表設(shè)定所述閾值。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，除了第十四方面的效果之外，通過由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成其一個(gè)軸的二維表設(shè)定該閾值，因此可穩(wěn)定地供應(yīng)燃料而不會(huì)由于轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)大的低怠速轉(zhuǎn)速而錯(cuò)誤地增加燃料供應(yīng)量。
此外，即使使用者將怠速轉(zhuǎn)速設(shè)定為較低，也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制而不會(huì)錯(cuò)誤地判定狀態(tài)為非穩(wěn)定狀態(tài)。
本發(fā)明的第十六方面的特征在于，在第十四方面所述內(nèi)燃機(jī)控制裝置中，所述控制單元通過異步噴射來增加燃料供應(yīng)量。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，除了第十四方面的效果之外，由于通過異步噴射增加燃料供應(yīng)量，因此可迅速而穩(wěn)定地供應(yīng)燃料。
本發(fā)明第十七方面為一種包括根據(jù)第十四方面至第十六方面中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)控制器的內(nèi)燃機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，可實(shí)現(xiàn)一種其轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)受到抑制且?guī)в芯哂辛己玫陌l(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能并執(zhí)行穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制的內(nèi)燃機(jī)控制器的內(nèi)燃機(jī)。


圖1為基本示出內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器整體的結(jié)構(gòu)圖；圖2為曲軸轉(zhuǎn)角與進(jìn)氣壓力之間關(guān)系的曲線圖；圖3為節(jié)氣門開度變化時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角與進(jìn)氣壓力之間關(guān)系的曲線圖；圖4為控制閥的打開和關(guān)閉驅(qū)動(dòng)狀態(tài)示意圖；圖5為曲軸脈沖和沖程的示意圖；圖6為曲軸脈沖、沖程判定、進(jìn)氣壓力檢測(cè)和控制閥驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的定時(shí)示意圖；圖7為根據(jù)第一實(shí)施例的曲軸脈沖、沖程判定、進(jìn)氣壓力檢測(cè)和控制閥驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的定時(shí)示意圖；圖8為根據(jù)第二實(shí)施例的控制閥的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置的定時(shí)示意圖；圖9為根據(jù)第三實(shí)施例的控制閥的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置的定時(shí)示意圖；圖10為根據(jù)第四實(shí)施例的通過由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成其一個(gè)軸的二維表得出的一個(gè)周期前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差的閾值的示意圖；圖11為曲軸脈沖中斷流程示意圖；圖12為計(jì)時(shí)器中斷流程圖示意圖；圖13為內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器的控制時(shí)序圖。
另外，在附圖中，標(biāo)號(hào)1表示內(nèi)燃機(jī)，標(biāo)號(hào)2表示曲軸，標(biāo)號(hào)8表示進(jìn)氣管，標(biāo)號(hào)11表示節(jié)氣門，標(biāo)號(hào)12表示輔助進(jìn)氣管，標(biāo)號(hào)13表示控制閥，標(biāo)號(hào)15表示控制單元，標(biāo)號(hào)17表示燃料供應(yīng)單元，標(biāo)號(hào)30表示曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元，標(biāo)號(hào)31表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元，標(biāo)號(hào)33表示沖程判定單元，記號(hào)S1表示進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元，記號(hào)S2表示發(fā)動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)單元，記號(hào)S3表示曲軸脈沖輸出檢測(cè)單元，以及標(biāo)號(hào)50表示控制裝置。
具體實(shí)施例方式
盡管下面將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于該實(shí)施例。此外，本發(fā)明的該實(shí)施例示出本發(fā)明最優(yōu)選方式，本發(fā)明的技術(shù)術(shù)語不受其限制。
圖1為基本示出內(nèi)燃機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速控制器整體的結(jié)構(gòu)圖，圖2為曲軸轉(zhuǎn)角與進(jìn)氣壓力之間關(guān)系的曲線圖，圖3為節(jié)氣門開度變化時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角與進(jìn)氣壓力之間關(guān)系的曲線圖，圖4為控制閥打開和關(guān)閉驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的示意圖，圖5為曲軸脈沖和沖程的示意圖，圖6為曲軸脈沖、沖程判定、進(jìn)氣壓力檢測(cè)和控制閥驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的示意圖。
盡管該實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)1示為單缸內(nèi)燃機(jī)，但該實(shí)施例也可用于多缸內(nèi)燃機(jī)。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)1，曲軸2經(jīng)由連桿3與活塞4連接，曲軸由于活塞4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而沿箭頭所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)燃機(jī)1具有朝向燃燒室5的火花塞6，燃燒室5與排氣管7和進(jìn)氣管8開口連通。排氣管7的開口通過排氣門9打開或關(guān)閉，進(jìn)氣管8的開口通過進(jìn)氣門10打開或關(guān)閉，排氣門9和進(jìn)氣門10的打開或關(guān)閉與曲軸2的轉(zhuǎn)動(dòng)同步進(jìn)行。
節(jié)氣門11位于進(jìn)氣管8中部，并且節(jié)氣門11控制供應(yīng)給燃燒室5的抽吸空氣的進(jìn)氣量。進(jìn)氣管8具有通過繞過節(jié)氣門11連通上游側(cè)和下游側(cè)的輔助進(jìn)氣管12，輔助進(jìn)氣管12具有用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥13。
如圖2所示，在進(jìn)氣門10剛打開時(shí)進(jìn)氣壓力很高。隨著活塞4向下移動(dòng)，進(jìn)氣壓力降低，當(dāng)進(jìn)氣門10關(guān)閉時(shí)，進(jìn)氣壓力升高。曲軸號(hào)“0”表示壓縮上止點(diǎn)。
如圖3所示，進(jìn)氣壓力隨節(jié)氣門開度而變化。即，隨著節(jié)氣門開度的增加，進(jìn)氣門10打開時(shí)，進(jìn)氣壓力的降低減小?！?”曲軸轉(zhuǎn)角表示壓縮上止點(diǎn)。
該實(shí)施例的控制閥13由電磁閥構(gòu)成，并受設(shè)置在控制裝置50處的控制單元15的控制而打開/關(guān)閉輔助進(jìn)氣管12。
控制單元15由CPU、ROM、RAM等構(gòu)成。如圖4所示，由驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的定時(shí)和對(duì)控制閥13的關(guān)閉時(shí)段的控制構(gòu)成驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置，控制控制閥13的打開時(shí)段在預(yù)定時(shí)段中的比例(占空控制)，從而驅(qū)動(dòng)控制閥13打開或關(guān)閉。此外，通過設(shè)定驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置和控制閥的關(guān)閉時(shí)段來控制怠速進(jìn)氣量。
進(jìn)氣管8在節(jié)氣門11和輔助進(jìn)氣管12的連通部的下游側(cè)具有燃料噴射閥16。燃料噴射閥16與燃料泵17等一起構(gòu)成燃料供應(yīng)單元，燃料噴射量受與燃料供應(yīng)單元電連接的控制單元15的控制。
此外，進(jìn)氣管8在節(jié)氣門11和輔助進(jìn)氣管12的連通部的下游側(cè)具有進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元S1。進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元S1檢測(cè)輔助進(jìn)氣管12下游側(cè)的進(jìn)氣管8的進(jìn)氣壓力并將所檢測(cè)到的進(jìn)氣壓力信息傳送給控制單元15。
控制單元15通過在預(yù)定內(nèi)燃機(jī)1的曲軸轉(zhuǎn)角位置的進(jìn)氣壓力預(yù)測(cè)穩(wěn)態(tài)負(fù)荷，并確定燃料供應(yīng)單元的燃料供應(yīng)量，從而可根據(jù)進(jìn)氣壓力高精度地供應(yīng)燃料?？刂茊卧?5確定的燃料供應(yīng)量為下一周期的燃料供應(yīng)量。
通過使進(jìn)氣管8和輔助進(jìn)氣管12匯合后與內(nèi)燃機(jī)1的單個(gè)燃燒室5連通可高精度地供應(yīng)燃料。通過將進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元S1設(shè)置在進(jìn)氣管8和輔助進(jìn)氣管12匯合處的匯合部8a下游側(cè)并檢測(cè)進(jìn)氣壓力，可根據(jù)進(jìn)氣壓力高精度地供應(yīng)燃料。
此外，內(nèi)燃機(jī)1具有發(fā)動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)單元S2。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度檢測(cè)單元S2檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度并將檢測(cè)到的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信息傳送給控制單元15。此外，內(nèi)燃機(jī)1具有曲軸脈沖輸出單元S3。曲軸脈沖輸出單元S3輸出由轉(zhuǎn)動(dòng)的曲軸2的突起2a生成的曲軸脈沖并將該曲軸脈沖傳送給控制單元15。
此外，控制裝置50除了控制單元15之外還具有曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元30、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元31、沖程判定單元33等。曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元30通過曲軸脈沖輸出單元S3生成的曲軸脈沖檢測(cè)曲軸2的曲軸轉(zhuǎn)角。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元31通過曲軸脈沖輸出單元S3生成的曲軸脈沖檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?？刂茊卧?5根據(jù)進(jìn)氣壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過驅(qū)動(dòng)燃料供應(yīng)單元中的燃料噴射閥16和燃料泵17而控制燃料供應(yīng)量。
如圖5所示，在沖程判定單元33判定沖程時(shí)，如果在將曲軸2的360度12等分得出的各位置中除一個(gè)部分的位置之外等間隔設(shè)置11個(gè)突起2a，由突起2a生成的曲軸脈沖附以曲軸脈沖號(hào)。壓縮上止點(diǎn)的曲軸脈沖號(hào)表示為“0”?！?”至“6”的曲軸脈沖號(hào)表示膨脹沖程，“6”至“12”的曲軸脈沖號(hào)表示排氣沖程，“12”至“18”的曲軸脈沖號(hào)表示進(jìn)氣沖程，“18”至“0”的曲軸脈沖號(hào)表示壓縮沖程。
如圖6所示，通過啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)1從而使曲軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出曲軸脈沖，進(jìn)氣壓力升高。不輸出曲軸脈沖時(shí)進(jìn)氣壓力降低，而由不輸出曲軸脈沖的定時(shí)完成上止點(diǎn)判定。
然后，進(jìn)氣壓力升高，進(jìn)行燃燒，然后由不輸出曲軸脈沖的定時(shí)完成燃燒判定。如此重復(fù)兩次完成沖程判定。在完成沖程判定前，曲軸每轉(zhuǎn)一周控制一次驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置以構(gòu)成定時(shí)，在完成沖程判定后，曲軸每轉(zhuǎn)兩周控制一次驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置以構(gòu)成定時(shí)。
本發(fā)明的第一實(shí)施例如圖7所示。
第一實(shí)施例包括用于通過曲軸2生成的曲軸脈沖檢測(cè)曲軸2的曲軸轉(zhuǎn)角的曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元30；用于檢測(cè)輔助進(jìn)氣管12下游側(cè)的進(jìn)氣管8的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元S1；用于根據(jù)曲軸脈沖和進(jìn)氣壓力變化判定內(nèi)燃機(jī)1沖程的沖程判定單元33；以及用于通過將驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置設(shè)定為驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的定時(shí)以控制控制閥13的關(guān)閉狀態(tài)來控制控制閥13的控制單元15?？刂茊卧?5使得基于曲軸轉(zhuǎn)角的驅(qū)動(dòng)控制閥13的定時(shí)與檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步。
即，在圖7中，通過啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)1從而使曲軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出曲軸脈沖，進(jìn)氣壓力升高，控制單元15通過控制在預(yù)定時(shí)段中控制閥13關(guān)閉時(shí)段與打開時(shí)段的比例而驅(qū)動(dòng)控制閥13打開和關(guān)閉，從而打開輔助進(jìn)氣管12。隨著曲軸2的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)氣壓力降低，在不輸出曲軸脈沖的定時(shí)完成上止點(diǎn)判定，此時(shí)進(jìn)氣壓力表示為P0。然后進(jìn)氣壓力上升，進(jìn)行燃燒，由不輸出曲軸脈沖的定時(shí)完成燃燒判定。此時(shí)進(jìn)氣壓力表示為P1。使設(shè)為驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置的驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的定時(shí)與檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步，控制閥13關(guān)閉輔助進(jìn)氣管12。
然后，在完成燃燒判定后輸出曲軸脈沖，當(dāng)經(jīng)過預(yù)定的控制閥關(guān)閉時(shí)段后，驅(qū)動(dòng)控制閥13的狀態(tài)變?yōu)榇蜷_以打開輔助進(jìn)氣管12。不輸出曲軸脈沖的定時(shí)的進(jìn)氣壓力表示為P2，與檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制閥13的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)關(guān)閉以關(guān)閉輔助進(jìn)氣管12。
然后，隨著輸出曲軸脈沖，進(jìn)氣壓力上升，進(jìn)行燃燒。當(dāng)經(jīng)過預(yù)定的控制閥關(guān)閉時(shí)段后，驅(qū)動(dòng)控制閥13的狀態(tài)變?yōu)榇蜷_以打開輔助進(jìn)氣管12，不輸出曲軸脈沖的定時(shí)的進(jìn)氣壓力表示為P3，與檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制閥13的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)關(guān)閉以關(guān)閉輔助進(jìn)氣管12。
然后，在不輸出曲軸脈沖的定時(shí)完成上止點(diǎn)判定，此時(shí)進(jìn)氣壓力表示為P4，至此沖程判定完成。
在完成沖程判定前，曲軸每轉(zhuǎn)一周對(duì)驅(qū)動(dòng)關(guān)閉控制閥13的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制，當(dāng)完成燃燒判定且進(jìn)氣壓力為P1時(shí)，與檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉從而關(guān)閉輔助進(jìn)氣管12。在完成燃燒判定且進(jìn)氣壓力為P1時(shí)，通過將驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置設(shè)為控制閥關(guān)閉時(shí)刻而曲軸每轉(zhuǎn)一周對(duì)控制閥驅(qū)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行一次控制。然后，在完成沖程判定前，進(jìn)氣壓力P2、P3構(gòu)成驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置。
在完成沖程判定后，曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)兩周(1個(gè)周期)對(duì)驅(qū)動(dòng)關(guān)閉控制閥13的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制，以構(gòu)成與進(jìn)氣壓力P4、P5…同步的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置。
與圖6比較，在圖7中，基于曲軸轉(zhuǎn)角的驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的定時(shí)與檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步。通過以這種方式使驅(qū)動(dòng)控制閥13的打開或關(guān)閉的定時(shí)與檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步，與一個(gè)周期前的曲軸脈沖相同，曲軸脈沖上的進(jìn)氣壓力的波動(dòng)可被抑制成很小，可防止錯(cuò)誤地檢測(cè)由控制閥13打開或關(guān)閉造成的進(jìn)氣壓力的波動(dòng)，從而可進(jìn)一步精確檢測(cè)穩(wěn)態(tài)負(fù)荷。
這樣，在剛啟動(dòng)后通過控制進(jìn)氣量控制內(nèi)燃機(jī)1的怠速轉(zhuǎn)速。此時(shí)，可穩(wěn)定控制怠速轉(zhuǎn)速而不用判定是否因控制閥13打開或關(guān)閉造成的進(jìn)氣壓力變動(dòng)而沒有進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，即使在不具有沖程判定傳感器的系統(tǒng)中也能通過檢測(cè)進(jìn)氣管8的進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)1的沖程而正確判定沖程。
本發(fā)明的第二實(shí)施例如圖8所示。
該實(shí)施例包括用于通過曲軸2生成的曲軸脈沖檢測(cè)曲軸2的曲軸轉(zhuǎn)角的曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元30和控制閥13。
如圖8(a)所示，控制單元15用驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的定時(shí)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置，用設(shè)置在控制單元15中的計(jì)時(shí)器40控制構(gòu)成控制閥13關(guān)閉狀態(tài)的控制閥關(guān)閉時(shí)段。
即，通過控制閥關(guān)閉時(shí)段進(jìn)行控制。如圖8(b)所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，根據(jù)控制閥13的控制閥關(guān)閉時(shí)段中的曲軸脈沖數(shù)的增加縮短控制閥13的控制閥打開時(shí)段。同時(shí)，如圖8(c)所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，根據(jù)控制閥13的控制閥關(guān)閉時(shí)段中的曲軸脈沖數(shù)的減少加長控制閥13的控制閥打開時(shí)段。
這樣，通過根據(jù)控制閥13的控制閥關(guān)閉時(shí)段中的曲軸脈沖數(shù)的增加使控制閥打開時(shí)段縮短以及根據(jù)曲軸脈沖數(shù)的減少使控制閥打開時(shí)段加長，當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速升高時(shí)，沿抑制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥；當(dāng)?shù)∷俎D(zhuǎn)速降低時(shí)，沿升高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的方向控制控制閥。因此，能夠抑制內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的波動(dòng)。
盡管根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例，例如通過計(jì)時(shí)器40控制控制閥關(guān)閉時(shí)段，但也可通過曲軸2的曲軸轉(zhuǎn)角相對(duì)于一個(gè)位置控制控制閥關(guān)閉時(shí)段。
本發(fā)明的第三實(shí)施例如圖9所示。
第三實(shí)施例包括用于通過由曲軸生成的曲軸脈沖檢測(cè)曲軸的曲軸轉(zhuǎn)角的曲軸轉(zhuǎn)角檢測(cè)單元30；用于檢測(cè)輔助進(jìn)氣管12下游側(cè)的進(jìn)氣管8的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元S1；用于根據(jù)曲軸脈沖和進(jìn)氣壓力變化判定內(nèi)燃機(jī)1沖程的沖程判定單元33；以及用于通過將驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的定時(shí)作為驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置而控制控制閥13的關(guān)閉狀態(tài)的控制單元15。
控制單元15使得基于曲軸轉(zhuǎn)角的驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的定時(shí)與作為驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置的沖程判定完成定時(shí)同步，在完成沖程判定之前和之后改變相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)1的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置。
即，在模式1和模式4中，在完成沖程判定后，即使驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置改變，通過構(gòu)成驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置控制曲軸的兩轉(zhuǎn)，其中，控制閥13在“18”至“0”的曲軸號(hào)關(guān)閉，在“1”至“18”的曲軸號(hào)打開。
同時(shí)，在模式2和模式3中，在完成沖程判定后，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置改變時(shí)，“6”至“18”的曲軸號(hào)構(gòu)成控制控制閥13的時(shí)段。在完成沖程判定后，當(dāng)曲軸2轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)或多轉(zhuǎn)直到達(dá)到檢測(cè)進(jìn)氣壓力的初始曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)，在“6”至“9”的曲軸號(hào)控制閥13關(guān)閉，在“10”至“18”的曲軸號(hào)控制閥13打開。消除不驅(qū)動(dòng)控制閥13的時(shí)段，從曲軸號(hào)“18”開始，與模式1和模式4一樣驅(qū)動(dòng)控制閥13的打開和關(guān)閉，在驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置變化時(shí)通過消除不驅(qū)動(dòng)控制閥13的時(shí)段可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
根據(jù)第三實(shí)施例，在完成沖程判定之前和之后驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置改變，在完成沖程判定后，控制驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與初始預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角同步。
即，盡管在完成沖程判定前，在模式1和模式2中，在驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置的曲軸號(hào)“6”處控制閥13關(guān)閉，在模式3和模式4中，在驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置的曲軸號(hào)“18”處控制閥13關(guān)閉，并且用曲軸號(hào)“6”或“18”作為基準(zhǔn)進(jìn)行控制，但在完成沖程判定后，在模式1至模式4中的任一模式中，例如，在曲軸號(hào)“18”處控制閥13關(guān)閉，并且用曲軸號(hào)“18”作為基準(zhǔn)進(jìn)行控制。這樣，在完成沖程判定之前和之后驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置改變，在完成沖程判定后，通過使驅(qū)動(dòng)控制閥13關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與初始預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角或者與根據(jù)該實(shí)施例用曲軸號(hào)“18”同步地進(jìn)行控制，從而可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)變化很小的穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，在完成沖程判定之前和之后驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置改變，在完成沖程判定前，控制控制閥13完全打開，在完成沖程判定后，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)控制控制閥13。即，在完成沖程判定前，如圖8(b)所示控制控制閥13完全打開，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，根據(jù)控制閥13關(guān)閉時(shí)段中曲軸脈沖數(shù)的增加使控制閥13打開時(shí)段縮短。另一方面，如圖8(c)所示，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，根據(jù)控制閥13關(guān)閉時(shí)段中曲軸脈沖數(shù)的減少控制閥13打開時(shí)段加長，從而通過根據(jù)內(nèi)燃機(jī)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)控制閥13的打開或關(guān)閉而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)很小的穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
此外，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例，在完成沖程判定前后驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置改變，在完成沖程判定前，如圖6所示，曲軸2每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制；在完成沖程判定后，曲軸2每轉(zhuǎn)兩轉(zhuǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)很小的穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
在完成沖程判定后，通過使進(jìn)氣定時(shí)與驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置完全同步，進(jìn)一步促成快速怠速裝置那樣的效果，從而可實(shí)現(xiàn)良好的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能和穩(wěn)定的怠速轉(zhuǎn)速控制。
本發(fā)明的第四實(shí)施例如圖10所示。
第四實(shí)施例包括用于通過由曲軸2生成的曲軸脈沖檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)單元31；用于檢測(cè)輔助進(jìn)氣管12下游側(cè)的進(jìn)氣管8的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元S1；以及用于向燃燒室5供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)單元。燃料供應(yīng)單元將燃料從燃料泵17輸送到噴射閥16，然后通過燃料噴射閥16將燃料供應(yīng)給燃燒室5。盡管燃料從燃料噴射閥16經(jīng)由進(jìn)氣管8供應(yīng)給燃燒室5，但本發(fā)明并不限于此，燃料也可從燃料噴射閥16直接供應(yīng)給燃燒室5。此外，燃料供應(yīng)單元也可由電控化油器和燃料泵構(gòu)成。
控制單元15根據(jù)進(jìn)氣壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制供應(yīng)給燃燒室5的燃料供應(yīng)量，控制單元15具有確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的加速或減速狀態(tài)所需的一個(gè)周期前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差的閾值。如圖10所示，該確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的加速或減速狀態(tài)所需的一個(gè)周期前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差的閾值由其一個(gè)軸由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成的二維表設(shè)定。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，一個(gè)周期前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差的閾值增大；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，該閾值逐漸減?。划?dāng)達(dá)到預(yù)定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，該閾值為一很小的常數(shù)。
這樣，通過用其一個(gè)軸由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成的二維表設(shè)定當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的加速或減速狀態(tài)所需的一個(gè)周期前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差的閾值，可穩(wěn)定供應(yīng)燃料而不會(huì)因轉(zhuǎn)動(dòng)波動(dòng)很大的低怠速轉(zhuǎn)速錯(cuò)誤地增加燃料供應(yīng)量。
此外，即使使用者將怠速轉(zhuǎn)速設(shè)定得很低，也可穩(wěn)定地保持怠速轉(zhuǎn)速而不會(huì)錯(cuò)誤地判定成不在穩(wěn)態(tài)。
此外，當(dāng)一個(gè)周期前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差的變化等于或大于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的閾值時(shí)，燃料供應(yīng)量增加，可穩(wěn)定供應(yīng)燃料。此外，可通過異步噴射增加燃料供應(yīng)量來穩(wěn)定供應(yīng)燃料。
下面結(jié)合圖11和圖12的流程圖和圖13的時(shí)序圖說明內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器的控制。
圖11示出曲軸脈沖中斷流程。當(dāng)通過啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)1而使曲軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，進(jìn)氣壓力升高，進(jìn)氣壓力通過AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成輸入(Sa1)。
開始控制控制閥(電磁閥)13使之關(guān)閉(Sa2)，并判斷定時(shí)是否在沖程判定之前(Sa3)。
如在沖程判定前，在控制閥13的關(guān)閉定時(shí)(Sa4)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度計(jì)算每轉(zhuǎn)確定一次的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置上控制閥13關(guān)閉時(shí)段(Sa5)，然后啟動(dòng)計(jì)時(shí)器40向控制閥13輸出關(guān)閉信號(hào)(Sa6)。
同時(shí)，如在沖程判定后，判斷是否每轉(zhuǎn)一次確定驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置(Sa7)，在控制閥13的關(guān)閉定時(shí)(Sa8)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度計(jì)算每兩轉(zhuǎn)一次確定的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置上控制閥13關(guān)閉時(shí)段(Sa9)。啟動(dòng)計(jì)時(shí)器40向控制閥13輸出關(guān)閉信號(hào)(Sa6)。
圖12示出計(jì)時(shí)器中斷流程。開始控制閥13的打開控制時(shí)(Sb1)，當(dāng)計(jì)時(shí)器停止時(shí)，向控制閥13輸出打開信號(hào)(Sb2)。
根據(jù)圖13的時(shí)序圖，曲軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)后檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。曲軸開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)控制閥13關(guān)閉，然后在上止點(diǎn)處打開并一直打開直到完成燃燒判定，控制閥13的打開時(shí)段在預(yù)定時(shí)段中的比例(占空)設(shè)為100。
在燃燒判定完成后，用由發(fā)動(dòng)機(jī)溫度圖譜搜尋的FID初始占空占空控制控制閥13。到?jīng)_程判定完成前，在用發(fā)動(dòng)機(jī)溫度圖譜以各FID占空衰減量/2衰減占空的同時(shí)，用由發(fā)動(dòng)機(jī)溫度圖譜搜尋的FID占空衰減量對(duì)控制閥13進(jìn)行占空控制。
當(dāng)衰減的占空小于FID目標(biāo)占空時(shí)，用發(fā)動(dòng)機(jī)溫度圖譜的FID目標(biāo)占空占空控制控制閥13，根據(jù)FID驅(qū)動(dòng)占空控制值(關(guān)閉側(cè))用恒定的占空控制控制控制閥13，在計(jì)算的占空變成“0”時(shí)，停止控制閥13的占空控制。
第一至第四實(shí)施例可單獨(dú)地或以它們的任何組合用于內(nèi)燃機(jī)控制裝置或內(nèi)燃機(jī)。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明可用于內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器和內(nèi)燃機(jī)控制裝置以及內(nèi)燃機(jī)，其中的內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管、與設(shè)置在該進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門的下游側(cè)連通的輔助進(jìn)氣管和設(shè)置在該輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的控制閥。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，所述內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在所述進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在所述輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，所述怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力控制供應(yīng)給燃燒室的燃料的供應(yīng)量的燃料供應(yīng)單元；以及用于使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述控制單元通過將驅(qū)動(dòng)所述控制閥關(guān)閉的定時(shí)設(shè)定為所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置來控制所述控制閥的關(guān)閉狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)周期之前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差等于或大于對(duì)應(yīng)于控制閥的打開或關(guān)閉狀態(tài)的閾值時(shí)，所述控制單元增加燃料供應(yīng)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，通過由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成其一個(gè)軸的二維表來設(shè)定所述閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述控制單元通過異步噴射增加燃料供應(yīng)量。
6.一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，所述內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在所述進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在所述輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，所述怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)沖程的沖程判定單元；以及用于使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述控制單元通過將驅(qū)動(dòng)所述控制閥關(guān)閉的定時(shí)設(shè)定為所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置來控制所述控制閥的關(guān)閉狀態(tài)。
8.一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，所述內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在所述進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在所述輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，所述怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)沖程的沖程判定單元；以及控制單元，所述控制單元用于通過使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步來控制所述控制閥，并用于在所述沖程判定單元完成沖程判定后相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)使所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置由完成沖程判定之前的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置發(fā)生改變。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述控制單元在沖程判定單元完成沖程判定前曲軸每轉(zhuǎn)一周對(duì)驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制；在完成沖程判定后曲軸每轉(zhuǎn)兩周對(duì)驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置進(jìn)行一次控制。
10.一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，所述內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在所述進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在所述輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，所述怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力判定內(nèi)燃機(jī)沖程的沖程判定單元；以及控制單元，所述控制單元用于通過使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步來控制所述控制閥，并用于防止在所述沖程判定單元完成沖程判定前所述控制閥被驅(qū)動(dòng)打開或關(guān)閉。
11.一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，所述內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；設(shè)置在所述進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；用于連通節(jié)氣門上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管；以及設(shè)置在所述輔助進(jìn)氣管中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥，所述怠速轉(zhuǎn)速控制器包括用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元；用于至少根據(jù)所述進(jìn)氣壓力控制供應(yīng)給燃燒室的燃料的供應(yīng)量的燃料供應(yīng)單元；以及用于使驅(qū)動(dòng)所述控制閥打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與所述進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器，其特征在于，所述控制單元通過將驅(qū)動(dòng)所述控制閥關(guān)閉的定時(shí)設(shè)定為所述驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置來控制所述控制閥的關(guān)閉狀態(tài)。
13.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器的內(nèi)燃機(jī)。
14.一種內(nèi)燃機(jī)控制器，所述內(nèi)燃機(jī)控制器包括用于抽吸供應(yīng)給內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管；用于向所述燃燒室供應(yīng)燃料的燃料供應(yīng)單元；設(shè)置在所述進(jìn)氣管中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門；以及用于檢測(cè)所述進(jìn)氣管的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元，其中，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)周期之前的進(jìn)氣壓力與當(dāng)前進(jìn)氣壓力之間的壓力差等于或大于對(duì)應(yīng)于內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的閾值時(shí)，所述燃料供應(yīng)單元增加燃料供應(yīng)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，通過由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成其一個(gè)軸的二維表來設(shè)定所述閾值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機(jī)控制裝置，其特征在于，所述控制單元通過異步噴射增加燃料供應(yīng)量。
17.一種包括根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)控制器的內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)怠速轉(zhuǎn)速控制器。所述內(nèi)燃機(jī)包括用于抽吸供應(yīng)給該內(nèi)燃機(jī)(1)的燃燒室的空氣的進(jìn)氣管(8)；設(shè)置在進(jìn)氣管(8)中用于控制進(jìn)氣量的節(jié)氣門(11)；用于連通該節(jié)氣門(11)上游側(cè)的進(jìn)氣管和節(jié)氣門下游側(cè)的進(jìn)氣管的輔助進(jìn)氣管(12)；以及設(shè)置在輔助進(jìn)氣管(12)中用于控制怠速進(jìn)氣量的開關(guān)型控制閥(13)。通過包括用于檢測(cè)進(jìn)氣管(8)的進(jìn)氣壓力的進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元(S1)、用于至少根據(jù)進(jìn)氣壓力控制供應(yīng)給燃燒室的燃料的供應(yīng)量的燃料供應(yīng)單元以及使驅(qū)動(dòng)控制閥(13)打開或關(guān)閉的驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)位置與進(jìn)氣壓力檢測(cè)單元(S1)檢測(cè)進(jìn)氣壓力的定時(shí)同步的控制單元(15)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的怠速運(yùn)行。
文檔編號(hào)F02D31/00GK1768196SQ20048000851
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者峰康孝 申請(qǐng)人:雅馬哈發(fā)動(dòng)機(jī)株式會(huì)社