專利名稱：通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，更為詳細地來說涉及使用由酒精和汽油構(gòu)成的混合燃料的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置。
背景技術(shù)：
以往，在使用由酒精和汽油構(gòu)成的混合燃料的發(fā)動機中，公知如下述專利文獻1 所示的技術(shù)利用設于排氣管的空燃比傳感器(02(氧)傳感器或者LAF(廣域空燃比)傳感器)，檢測通過混合酒精而產(chǎn)生的空燃比的偏差，根據(jù)檢測的空燃比的偏差推測酒精的比例，并根據(jù)推測的酒精的比例選擇燃料噴射量特性(燃料噴射量映射圖)，控制燃料噴射量。專利文獻1 日本特開昭63-5131號公報然而，02傳感器和LAF傳感器、特別是LAF傳感器價格高昂，因此在小型且價格低廉的通用型發(fā)動機中，出于成本的考慮不能使用該種空燃比傳感器，從而無法根據(jù)空燃比的偏差推測酒精的比例而選擇適當?shù)膰娚淞刻匦?，結(jié)果是存在無法噴射與酒精的比例對應的適當?shù)娜剂蠂娚淞康膯栴}。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述的課題，提供一種通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，采用該空燃比控制裝置，無需設置02傳感器和LAF傳感器等價格高昂的空燃比傳感器就能夠推測空燃比，根據(jù)空燃比的偏差推測酒精的比例，并噴射與酒精的比例對應的適當?shù)娜剂蠂娚淞俊榱诉_成上述目的，在第一發(fā)明中，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構(gòu)成為具備 發(fā)動機，該發(fā)動機能夠與負載連接；目標轉(zhuǎn)速輸入單元，該目標轉(zhuǎn)速輸入單元輸入由操作者設定的所述發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速；發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測單元，該發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測單元檢測所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；節(jié)氣門開度調(diào)整單元，該節(jié)氣門開度調(diào)整單元調(diào)整設于所述發(fā)動機的進氣管中的節(jié)氣門的節(jié)氣門開度，以使所述檢測的轉(zhuǎn)速與所述輸入的目標轉(zhuǎn)速一致；燃料噴射量計算單元，該燃料噴射量計算單元基于所述檢測的轉(zhuǎn)速和所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度按照預先設定的燃料噴射量特性計算所述發(fā)動機的燃料噴射量；以及燃料噴射單元，該燃料噴射單元基于所述計算的燃料噴射量噴射由酒精和汽油構(gòu)成的混合燃料，并且，所述通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置具備負載判斷單元，該負載判斷單元判斷與所述發(fā)動機連接的負載是否恒定；增減燃料噴射量噴射單元，在判斷為與所述發(fā)動機連接的負載恒定時，該增減燃料噴射量噴射單元通過所述燃料噴射單元噴射相對于所述計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量；空燃比推測單元，該空燃比推測單元基于在噴射所述增減燃料噴射量時調(diào)整的所述節(jié)氣門開度來推測所述發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比；以及酒精比例推測單元，該酒精比例推測單元基于所述推測的空燃比和所述計算的燃料噴射量推測所述混合燃料中所含的酒精的比例，并且，所述燃料噴射量計算單元基于所述推測的比例利用與所述燃料噴射量特性不同的燃料噴射量特性計算所述發(fā)動機的燃料噴射量。此外，在第二發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為還具備比例判斷單元，該比例判斷單元判斷所述推測的比例是否在預定比例以上；以及報知單元，在判斷所述推測的比例在所述預定比例以上時，該報知單元報知所述推測的比例在所述預定比例以上這一情況。此外，在第三發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為，所述空燃比推測單元求得在噴射所述增減燃料噴射量時調(diào)整的所述節(jié)氣門開度的最小值，并基于所述求得的最小值推測所述空燃比。此外，在第四發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為還具備修正單元，該修正單元基于所述推測的空燃比修正所述燃料噴射量特性。此外，在第五發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為還具備第二報知單元，該第二報知單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，報知所述燃料噴射量特性已被修正這一情況。此外，在第六發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為還具備修正系數(shù)存儲單元，該修正系數(shù)存儲單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，對修正所述燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲。此外，在第七發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為，所述負載判斷單元在所述檢測的轉(zhuǎn)速持續(xù)預定時間地處于基于所述目標轉(zhuǎn)速設定的預定范圍內(nèi)時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。此外，在第八發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為，所述負載判斷單元在所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。在第一發(fā)明中，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構(gòu)成為具備節(jié)氣門開度調(diào)整單元，該節(jié)氣門開度調(diào)整單元調(diào)整設于發(fā)動機的進氣管中的節(jié)氣門的節(jié)氣門開度，以使檢測的轉(zhuǎn)速與輸入的目標轉(zhuǎn)速一致；燃料噴射量計算單元，該燃料噴射量計算單元基于檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速和調(diào)整后的節(jié)氣門開度按照預先設定的燃料噴射量特性計算發(fā)動機的燃料噴射量；以及燃料噴射單元，該燃料噴射單元基于計算的燃料噴射量噴射由酒精和汽油構(gòu)成的混合燃料，并且，在該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，判斷與發(fā)動機連接的負載是否恒定，在判斷為與發(fā)動機連接的負載恒定時，通過燃料噴射單元噴射相對于計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量，并基于當時調(diào)整的節(jié)氣門開度推測發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比(輸出空燃比)，基于推測的空燃比和計算的燃料噴射量推測混合燃料中所含的酒精的比例，并基于推測的比例利用與所述燃料噴射量特性不同的燃料噴射量特性計算發(fā)動機的燃料噴射量，即構(gòu)成為，調(diào)節(jié)器(governor)以使發(fā)動機轉(zhuǎn)速與目標轉(zhuǎn)速一致的方式控制節(jié)氣門開度，在具備所述調(diào)節(jié)器的發(fā)動機控制裝置中，在發(fā)動機負載恒定的狀況下，通過故意地使按照預先設定的燃料噴射量特性計算的燃料噴射量增減變化來使發(fā)動機輸出、以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化，利用與該變化相應地變化的節(jié)氣門開度來推測輸出空燃比，并基于推測的輸出空燃比與以計算的燃料噴射量為基礎的空燃比之間的偏差來推測酒精混合比例，選擇與推測的酒精混合比例相應的燃料噴射量特性，計算燃料噴射量，通過這
5樣來構(gòu)成，因此無需設置02傳感器、LAF傳感器等價格高昂的空燃比傳感器，就能夠利用空燃比的偏差推測酒精混合比例，并噴射與酒精混合比例相應的適當?shù)娜剂蠂娚淞?。在第二發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，進而構(gòu)成為，判斷推測的比例是否在預定比例以上，在判斷推測的比例在預定比例以上時報知推測的比例在預定比例以上這一情況，由此，除了上述效果之外，還能夠促使操作者加入汽油。在第三發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為，求得在噴射增減燃料噴射量時調(diào)整的節(jié)氣門開度的最小值，并基于求得的最小值推測輸出空燃比，即，構(gòu)成為利用當噴射與求得的節(jié)氣門開度最小值對應的燃料噴射量的時候發(fā)動機輸出達到最大這一情況來推測輸出空燃比，因此，除了上述效果之外，還能夠以簡易的結(jié)構(gòu)適當?shù)赝茰y輸出空燃比。在第四發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，進而構(gòu)成為，基于推測的空燃比修正燃料噴射量特性，因此，除了上述效果之外，無需設置02傳感器、LAF傳感器等價格高昂的空燃比傳感器，就能夠以按照輸出空燃比驅(qū)動發(fā)動機的方式對燃料噴射量進行反饋修正。在第五發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，進而構(gòu)成為，在修正了燃料噴射量特性時，報知燃料噴射量特性已被修正這一情況，因此，除了上述效果之外，還能夠?qū)⒃谝暂敵隹杖急冗m當?shù)仳?qū)動發(fā)動機這一情況通知操作者。在第六發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，進而構(gòu)成為，在修正了燃料噴射量特性時，對修正燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲，因此，除了上述效果之外， 還能夠在下一次發(fā)動機起動時按照用該修正系數(shù)修正后的燃料噴射量特性計算燃料噴射量，從而能夠適當?shù)厥拱l(fā)動機起動。在第七發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為在檢測的轉(zhuǎn)速持續(xù)預定時間地處于基于目標轉(zhuǎn)速設定的預定范圍內(nèi)時，判斷為與發(fā)動機連接的負載是恒定的，因此，除了上述效果之外，還能夠以簡易的結(jié)構(gòu)適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。在第八發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構(gòu)成為，在調(diào)整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且調(diào)整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與發(fā)動機連接的負載是恒定的，即構(gòu)成為，在持續(xù)預定時間地維持空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時，判斷為發(fā)動機負載是恒定的，因此，除了上述效果之外，還能夠以簡易的結(jié)構(gòu)適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。


圖1整體示出本發(fā)明實施例涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的概要圖。圖2是圖1所示的目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器的詳細圖。圖3是圖1所示的映射圖切換開關(guān)的詳細圖。圖4是示出圖1所示的電子控制單元(ECU)的結(jié)構(gòu)的模塊圖。圖5是示出圖1所示的控制裝置的動作的流程圖。圖6是示出圖5的反饋修正系數(shù)計算處理的子程序流程圖。圖7是示出圖6的輸出空燃比推測處理的子程序流程圖。
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圖8是示出圖7的推測輸出空燃比的原理的圖表。圖9是示出圖7的對與輸出空燃比對應的燃料噴射量(Qmin)的計算的圖表。圖10是示出圖5的酒精比例推測處理和燃料噴射量映射圖切換處理的子程序流程圖。標號說明10 通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置；12 發(fā)動機；14 =ECU ；16 進氣管；18 節(jié)氣門；20 噴射器；22 進氣門；24 燃燒室；26 點火火花塞；28 活塞；30 連桿；32 曲軸; 34 脈沖線圈(pulser coil) ；36 脈沖線圈檢測器；38 排氣門；40 排氣管；42 節(jié)氣門電機；44 汽缸；46 溫度傳感器；48 目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器(volume) ；50 映射圖(map)切換開關(guān)；52 顯示燈。
具體實施例方式以下，結(jié)合附圖對用于實施本發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的方式進行說明。[實施例]圖1是整體示出本發(fā)明實施例涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的概要圖。在圖1中，標號10表示通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置。控制裝置10由發(fā)動機(將燃燒室附近以剖面示出)12和對發(fā)動機12進行電控的電子控制單元(Electronic Control Unit。以下稱作“Ε⑶”)14構(gòu)成。E⑶14由具備CPU、存儲器(具體來說是由非易失性存儲器構(gòu)成的EEPR0M)等的微型計算機構(gòu)成。發(fā)動機12為空冷四沖程單缸OHV型發(fā)動機，具有440cc左右的排氣量，是預定搭載于例如發(fā)電機、割草機、除雪機這樣的產(chǎn)品的通用型發(fā)動機。產(chǎn)品作為負載與發(fā)動機12 連接。在發(fā)動機12的進氣管16設有節(jié)氣門18和噴射器20，通過節(jié)氣門18調(diào)節(jié)了量的進氣與由噴射器20噴射的燃料混合而成的混合氣，在使進氣門22打開時被導入燃燒室24， 并在由點火火花塞沈點火后燃燒(爆炸)，驅(qū)動活塞觀。驅(qū)動了的活塞觀經(jīng)由連桿30使曲軸32旋轉(zhuǎn)。曲軸32與各產(chǎn)品負載連接，其旋轉(zhuǎn)力被傳遞至負載。在曲軸32沿圓周部設有多個(8個)脈沖線圈34，在使曲軸32旋轉(zhuǎn)時，由配置在脈沖線圈34外周的脈沖線圈檢測器36輸出表示活塞觀的位置的信號(曲軸轉(zhuǎn)角信號Pc)。另外，燃燒過的混合氣作為廢氣在排氣門38打開時被排出到排氣管40。節(jié)氣門18與節(jié)氣門電機(電動機)42連接。具體來說，節(jié)氣門電機42由步進電機構(gòu)成，并經(jīng)由減速器與節(jié)氣門18的旋轉(zhuǎn)軸連接。由此，通過驅(qū)動節(jié)氣門電機42來調(diào)整節(jié)氣門18的開度(節(jié)氣門開度)。通過由燃料箱或燃料泵構(gòu)成的燃料供給裝置(未圖示)向噴射器20供給被加壓過的燃料。作為燃料，采用由酒精(具體來說是乙醇)和汽油構(gòu)成的混合燃料。在汽缸44的附近設有溫度傳感器46，該溫度傳感器46輸出表示發(fā)動機12的溫度的信號。上述的噴射器20、點火火花塞沈、脈沖線圈檢測器36、節(jié)氣門電機42和溫度傳感器46與E⑶14電連接。
ECU14與目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48、用于切換燃料噴射量映射圖的映射圖切換開關(guān) 50和顯示燈52連接，所述目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48用于輸入由操作者設定的發(fā)動機12的目標轉(zhuǎn)速。圖2是目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48的詳細圖，圖3是映射圖切換開關(guān)50的詳細圖。目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48能夠在從IOOOrpm到5000rpm的刻度范圍內(nèi)連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。 映射圖切換開關(guān)50能夠旋轉(zhuǎn)切換為酒精比例低、酒精比例中、酒精比例高這三個等級中的任意一個等級。目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48和映射圖切換開關(guān)50分別被設置成能夠由操作者自由操作。操作者大致地把握燃料箱中存在的混合燃料的酒精比例，將映射圖切換開關(guān)50 切換至與酒精比例對應的切換位置。例如，酒精比例低意味著25%左右的酒精比例，酒精比例中意味著50%左右的酒精比例，酒精比例高意味著75 %左右的酒精比例。顯示燈52由LED (發(fā)光二極管)等構(gòu)成，且被設于操作者能夠視覺辨認的位置。E⑶14基于來自脈沖線圈檢測器36和溫度傳感器46的檢測信號以及來自目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48和映射圖切換開關(guān)50的輸入信號來控制噴射器20、點火火花塞沈、節(jié)氣門電機42和顯示燈52的動作。圖4是示出E⑶14的結(jié)構(gòu)的模塊圖。E⑶14具備發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測模塊、調(diào)節(jié)器 (governor)控制模塊、燃料噴射量計算模塊、反饋修正系數(shù)計算模塊和點火時機計算模塊。發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測模塊對由脈沖線圈檢測器36檢測的曲軸轉(zhuǎn)角信號Pc進行計數(shù)， 檢測出發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE (rpm)。調(diào)節(jié)器控制模塊輸入由目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48輸入的發(fā)動機12的目標轉(zhuǎn)速Nd 和由發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測模塊檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE，并以使檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE與所輸入的目標轉(zhuǎn)速Nd —致的方式調(diào)整節(jié)氣門開度。具體來說，若檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE比目標轉(zhuǎn)速Nd小，則輸出比當前的節(jié)氣門開度指令值9 th增大預定開度的節(jié)氣門開度指令值9 th。相反地，若檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE比目標轉(zhuǎn)速Nd大，則輸出比當前輸出的節(jié)氣門開度指令值θ th減小預定開度的節(jié)氣門開度指令值9th。所輸出的節(jié)氣門開度指令值θ th被發(fā)送至節(jié)氣門電機42，由節(jié)氣門電機42 調(diào)整節(jié)氣門開度。另外，使節(jié)氣門開度增大或減少時的預定開度是基于PID控制(比例-積分-微分控制)來確定的。燃料噴射量計算模塊基于由發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測模塊檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和由調(diào)節(jié)器控制模塊輸出的節(jié)氣門開度指令值θ th，按照預先設定的燃料噴射量映射圖計算映射圖燃料噴射量Qmap。燃料噴射量映射圖是預先通過實驗求得在理想狀態(tài)下(外部氣溫25°C、 高度0m、濕度50%)的燃料噴射量并設定得到的。燃料噴射量映射圖針對酒精的比例為低、中、高(具體來說為25^^50^^75%)的混合燃料準備了三種，并且由映射圖切換開關(guān)50向燃料噴射量計算模塊輸入表示切換位置的信號。即，選擇與映射圖切換開關(guān)50的切換位置對應的燃料噴射量映射圖，并按照所選擇的燃料噴射量映射圖計算燃料噴射量。另外，還向燃料噴射量計算模塊輸入由溫度傳感器46檢測的發(fā)動機溫度Te，在發(fā)動機起動時，基于發(fā)動機溫度Te對按照燃料噴射量映射圖計算的燃料噴射量進行修正。
由燃料噴射量計算模塊計算的映射圖燃料噴射量Qmap被發(fā)送到反饋修正系數(shù)計算模塊。在反饋修正系數(shù)計算模塊中，如后所述地計算反饋修正系數(shù)K。此外，反饋修正系數(shù)計算模塊基于計算的反饋修正系數(shù)K使顯示燈52動作。反饋修正系數(shù)K被發(fā)送到燃料噴射量計算模塊，將所發(fā)送的反饋修正系數(shù)K與燃料噴射量映射圖的各燃料噴射量相乘而重新構(gòu)建(修正)燃料噴射量映射圖，然后將按照重新構(gòu)建的燃料噴射量映射圖計算的燃料噴射量作為最終燃料噴射量指令值Qf發(fā)送至噴射器20。噴射器20基于發(fā)送的指令值Qf噴射燃料。點火時機計算模塊基于來自脈沖線圈檢測器36的曲軸轉(zhuǎn)角信號Pc計算點火時機，并于計算的點火時機向點火火花塞26發(fā)送點火信號。圖5是示出本發(fā)明涉及的控制裝置的動作的流程圖。圖示的程序在裝置的電源接通時在ECU14中執(zhí)行。首先，在SlO中，判斷映射圖切換開關(guān)50是否被切換。具體來說，判斷映射圖切換開關(guān)50是否被從上一次發(fā)動機停止時的切換位置切換到其他的切換位置。當在SlO中為肯定的時候，前進至S12，如后所述地使存儲器中存儲的反饋修正系數(shù)K初始化。具體來說是將反饋修正系數(shù)K設定為1。當在SlO中為否定的時候，前進至S14，讀出存儲在存儲器中的反饋修正系數(shù)K，重新構(gòu)建燃料噴射量映射圖。具體來說，使與映射圖切換開關(guān)50的切換位置對應的燃料噴射量映射圖與反饋修正系數(shù)K相乘從而重新構(gòu)建映射圖。接下來前進到S16，使顯示燈52點接下來，前進至S18，判斷是否發(fā)生發(fā)動機停止。具體來說，判斷當以起動電動機或者反沖起動器使曲軸32轉(zhuǎn)動(cranking)而將發(fā)動機12起動時，是否發(fā)動機12未達到完爆轉(zhuǎn)速就停止了。當在S18中為肯定的情況下，判斷為重新構(gòu)建的燃料噴射量映射圖不合適，前進至S12，將反饋修正系數(shù)K初始化，回到重新構(gòu)建燃料噴射量映射圖之前的原來的燃料噴射量映射圖。并且，使顯示燈52熄滅。接下來前進至S20，判斷是否發(fā)動機12起動且暖機運轉(zhuǎn)已結(jié)束。暖機運轉(zhuǎn)的結(jié)束是基于溫度傳感器46的信號來進行判斷。在判斷為暖機運轉(zhuǎn)結(jié)束時，前進至S22，執(zhí)行反饋修正系數(shù)K的計算處理。圖6是示出反饋修正系數(shù)K的計算處理的子程序流程圖。首先在SlOO中，判斷是否已輸入預定范圍內(nèi)的目標轉(zhuǎn)速Nd。具體來說，判斷目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器48是否被設定為IOOOrpm至3000rpm的范圍內(nèi)。當在SlOO中為肯定的情況下，前進到S102，判斷檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE是否持續(xù)預定時間地顯示為目標轉(zhuǎn)速Nd附近的值。具體來說，判斷是否檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE持續(xù) 5秒鐘都處于相對于目標轉(zhuǎn)速Nd 士 200rpm的范圍。當在S102中為肯定的情況下，前進到S104，判斷節(jié)氣門開度(準確地說是節(jié)氣門開度指令值9 th)是否在預定節(jié)氣門開度以下、且節(jié)氣門開度的變化量(準確地說是節(jié)氣門開度指令值9 th的變化量)是否持續(xù)預定時間地在預定變化量以下。具體來說，判斷節(jié)氣門開度是否為30%以下的開度，并判斷節(jié)氣門開度的變化量是否持續(xù)5秒鐘都在士的范圍內(nèi)。當在S104中為肯定的情況下，前進到S106，判斷為與發(fā)動機12連接的負載是恒定
9的。接下來前進到S108，計算映射圖燃料噴射量Qmap。具體來說，在與發(fā)動機12連接的負載恒定的狀態(tài)下，基于檢測的發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE和節(jié)氣門開度指令值θ th，按照燃料噴射量映射圖(在S14中重新構(gòu)筑之前的原來的燃料噴射量映射圖)計算映射圖燃料噴射量 Qmap0接下來，前進到S110，執(zhí)行輸出空燃比推測處理。圖7是示出輸出空燃比推測處理的子程序流程圖。在說明該流程圖之前對推測輸出空燃比的原理進行說明。圖8是示出該原理的圖表。橫軸為空燃比A/F，圖表中的虛線表示相對于空燃比 A/F的發(fā)動機12的輸出特性。一般來說，發(fā)動機輸出具有在比理論空燃比(A/F = 14. 7(質(zhì)量比))濃(rich)的一側(cè)的空燃比下達到最大的特性。即，隨著向比發(fā)動機輸出達到最大的空燃比(輸出空燃比)稀(lean)的一側(cè)或者濃的一側(cè)轉(zhuǎn)移，輸出降低。另一方面，在與發(fā)動機12連接的負載恒定且發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE與目標轉(zhuǎn)速Nd—致的狀態(tài)下，節(jié)氣門開度指令值θ th也通過電子調(diào)節(jié)器控制而大致保持恒定值。在該狀態(tài)下，當故意地使燃料噴射量增加或者減少、也即是說使空燃比變化時，由于發(fā)動機輸出變化而使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE也變化。因此，節(jié)氣門開度指令值eth也通過電子調(diào)節(jié)器控制而變化。即，當如圖中所示地使燃料噴射量變化時，節(jié)氣門開度指令值eth 在輸出空燃比處顯示為最小值，并隨著向比其稀的一側(cè)或濃的一側(cè)轉(zhuǎn)移而增加。因此，在與發(fā)動機12連接的負載恒定且發(fā)動機轉(zhuǎn)速NE與目標轉(zhuǎn)速Nd—致的狀態(tài)下，故意地使燃料噴射量增加或者減少，求得節(jié)氣門開度指令值θ th的最小值，由此能夠推測出輸出空燃比。對圖7的輸出空燃比推測處理的流程圖進行說明，首先在S200中，一邊使燃料噴射量增加一邊讀取節(jié)氣門開度指令值9 th。具體來說，使燃料噴射量每秒增加5%。并每隔100msec讀取因此而調(diào)整了的節(jié)氣門開度指令值θ th，計算一秒鐘內(nèi)節(jié)氣門開度指令值 θ th的平均值。依次將增加并噴射的燃料噴射量和節(jié)氣門開度指令值θ th的平均值存儲到存儲器。接著前進到S202，判斷節(jié)氣門開度指令值θ th是否增加了預定開度以上。具體來說，判斷使燃料噴射量增加后的節(jié)氣門開度指令值eth(平均值)是否相對于使燃料噴射量增加前計算的節(jié)氣門開度指令值θ th(平均值)增加了 10%以上。就圖8而言，即判斷是否到達點a附近。當在S202中為肯定的情況下，前進到S204，這次相反，一邊使燃料噴射量減少一邊讀取節(jié)氣門開度指令值9 th。具體來說，使燃料噴射量每秒減少5%。并每隔100msec 讀取因此而調(diào)整了的節(jié)氣門開度指令值θ th，計算一秒鐘內(nèi)節(jié)氣門開度指令值9 th的平均值。依次將減少并噴射的燃料噴射量和節(jié)氣門開度指令值9 th的平均值存儲到存儲器。接著前進到S206，判斷節(jié)氣門開度指令值θ th是否增加了預定開度以上。具體來說，判斷使燃料噴射量減少后的節(jié)氣門開度指令值eth(平均值)是否相對于使燃料噴射量減少前計算的節(jié)氣門開度指令值eth(平均值)增加了 5%以上。就圖8而言，即判斷是否到達點b附近。當在S206中為肯定的情況下，前進到S208，計算與輸出空燃比對應的燃料噴射量Qmin。具體來說，如圖9所示地，標出增加或者減少并噴射的燃料噴射量和當時計算的節(jié)氣門開度指令值9th(平均值)。接下來，將節(jié)氣門開度指令值θ th的變化特性作為二次曲線而利用最小二乘法進行擬合。接下來，求得近似得到的二次曲線的節(jié)氣門開度指令值 θ th的最小值，并求得與節(jié)氣門開度指令值θ th的最小值對應的燃料噴射量。該與節(jié)氣門開度指令值θ th的最小值對應的燃料噴射量為達到輸出空燃比的燃料噴射量，即與輸出空燃比對應的燃料噴射量Qmin?；氐綀D6的流程圖繼續(xù)說明，接下來前進到S112，計算反饋修正系數(shù)K。如圖所示， 反饋修正系數(shù)K是基于S108的映射圖燃料噴射量Qmap與S208的與輸出空燃比對應的燃料噴射量Qmin之比來計算。S卩，反饋修正系數(shù)K是表示在理想狀態(tài)(即設定燃料噴射量映射圖時的狀態(tài))下達成輸出空燃比的燃料噴射量與在發(fā)動機被驅(qū)動的環(huán)境中實際地達成輸出空燃比的燃料噴射量的偏差的程度的系數(shù)。回到圖5的流程圖繼續(xù)說明，接下來前進到S24，重新構(gòu)建燃料噴射量映射圖。具體來說，使與映射圖切換開關(guān)的切換位置對應的燃料噴射量映射圖與在S112中計算的反饋修正系數(shù)K相乘從而重新構(gòu)建映射圖。接下來前進到S26，使顯示燈52點亮。使顯示燈52點亮是為了報知操作者已通過基于推測輸出空燃比的反饋修正適當?shù)貙θ剂蠂娚淞坑成鋱D進行了重新構(gòu)建。接下來前進到S28，將在S112中計算的反饋修正系數(shù)K保存到存儲器中。存儲反饋修正系數(shù)K是為了 如S14中所述地在下一次發(fā)動機起動時重新構(gòu)建燃料噴射量映射圖， 得到以輸出空燃比驅(qū)動的適當?shù)娜剂蠂娚淞俊＝酉聛砬斑M到S30，執(zhí)行酒精比例推測處理和燃料噴射量映射圖切換處理。圖10是示出這些處理的子程序流程圖。首先在S300中，判斷反饋修正系數(shù)K是否在預定值α以上。預定值α設定為比 1大的值，如1.2等。當在S300中為肯定的情況下，前進到S302，判斷映射圖切換開關(guān)50是否位于酒精比例高的切換位置。當在S302中為肯定的情況下，前進到S304，使顯示燈52閃爍。S卩，在S302中為肯定的情況下，為相對于酒精比例高的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K大于1. 2的情況，推測為該情況下混合燃料的酒精比例極高(酒精比例在90%以上)。因此，使顯示燈 52閃爍以促使操作者加入汽油。當在S302中為否定的情況下，前進到S306，判斷映射圖切換開關(guān)50是否位于酒精比例中的切換位置。當在S306中為肯定的情況下，前進到S308，推測為混合燃料的酒精比例高。即，當在S306中為肯定的情況下，由于為相對于酒精比例中的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為1.2以上的情況，因而推測為酒精比例比酒精比例中更高(酒精比例在75%左右)。因此，接下來前進至S310，切換為酒精比例高的燃料噴射量映射圖。當在S306中為否定的情況下，前進到S312，推測為混合燃料的酒精比例為中等程度。即，當在S306中為否定的情況下，由于為相對于酒精比例低的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為1.2以上的情況，因而推測為酒精比例為比酒精比例低稍高的中等程度(酒精比例在50%左右)。因此，接下來前進至S314，切換為酒精比例中的燃料噴射量映射圖。當在S300中為否定的情況下，前進到S316，判斷反饋修正系數(shù)K是否在預定值β 以下。預定值β設定為比1小的值，如0.8等。當在S316中為肯定的情況下，前進到S318，判斷映射圖切換開關(guān)50是否處于酒精比例高的切換位置。當在S318中為肯定的情況下，前進到S320，推測為混合燃料的酒精比例為中等程度。S卩，在S318中為肯定的情況下，由于為相對于酒精比例高的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為0. 8以下的情況，因而推測為酒精比例為比酒精比例高稍低的中等程度 (酒精比例在50%左右)。因此，接下來前進至S322，切換為酒精比例中的燃料噴射量映射圖。當在S318中為否定的情況下，前進到S3M，判斷映射圖切換開關(guān)50是否位于酒精比例中的切換位置。當在S3M中為肯定的情況下，前進到，推測為混合燃料的酒精比例低。S卩，在 S324中為肯定的情況下，由于為相對于酒精比例中的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為0.8以下的情況，因而推測為酒精比例比酒精比例中低(酒精比例在25%左右)。因此，接下來前進至，切換為酒精比例低的燃料噴射量映射圖。當在S316或S3M中為否定的情況下，不切換燃料噴射量映射圖，而保持原狀并結(jié)束程序。如上所述，在本發(fā)明的實施例中，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置(10)具備 發(fā)動機(12)，該發(fā)動機(1 能夠與負載連接；目標轉(zhuǎn)速輸入單元(目標轉(zhuǎn)速輸入調(diào)控器 48)，該目標轉(zhuǎn)速輸入單元輸入由操作者設定的所述發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速(Nd)；發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測單元(ECU14 (發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測模塊))，該發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測單元檢測所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速 (NE)；節(jié)氣門開度調(diào)整單元(ECU14(調(diào)節(jié)器控制模塊)、節(jié)氣門電機42)，該節(jié)氣門開度調(diào)整單元調(diào)整設于所述發(fā)動機的進氣管(16)的節(jié)氣門(18)的節(jié)氣門開度(節(jié)氣門開度指令值 θ th)，以使所述檢測的轉(zhuǎn)速與所述輸入的目標轉(zhuǎn)速一致；燃料噴射量計算單元(ECU14(燃料噴射量計算模塊))，該燃料噴射量計算單元基于所述檢測的轉(zhuǎn)速和所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度按照預先設定的燃料噴射量特性(燃料噴射量映射圖)計算所述發(fā)動機的燃料噴射量 (映射圖燃料噴射量Qmap)；以及燃料噴射單元(噴射器20)，該燃料噴射單元基于所述計算的燃料噴射量噴射由酒精和汽油構(gòu)成的混合燃料，在該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置 (10)中，還具備負載判斷單元(E⑶14，S22、S102至S104)，該負載判斷單元判斷與所述發(fā)動機連接的負載是否恒定；增減燃料噴射量噴射單元(E⑶14，S22、S110、S200至S206)，在判斷為與所述發(fā)動機連接的負載恒定時，該增減燃料噴射量噴射單元通過所述燃料噴射單元噴射相對于所述計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量；空燃比推測單元 (E⑶14，S22、S110、S208)，該空燃比推測單元基于在噴射所述增減燃料噴射量時調(diào)整的所述節(jié)氣門開度來推測所述發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比(與輸出空燃比對應的燃料噴射量 Qmin)；以及酒精比例推測單元(ECU14, S30、S300 至 S308、S312、S316 至 S320、S324、 S3^)，該酒精比例推測單元基于所述推測的空燃比和所述計算的燃料噴射量(S卩，反饋修正系數(shù)K)推測所述混合燃料中所含的酒精的比例，并且，所述燃料噴射量計算單元基于所述推測的比例利用與所述燃料噴射量特性不同的燃料噴射量特性計算所述發(fā)動機的燃料噴射量(ECU14, S30、S310、S314、S322、S328)。即，調(diào)節(jié)器以使發(fā)動機轉(zhuǎn)速與目標轉(zhuǎn)速一致的方式控制節(jié)氣門開度，在具備所述調(diào)節(jié)器的發(fā)動機控制裝置中，在發(fā)動機負載恒定的狀態(tài)下，通過故意使按照預先設定的燃料噴射量特性計算的燃料噴射量增減變化來使發(fā)動機輸出、以及發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化，利用與該變化相應地變化的節(jié)氣門開度來推測輸出空燃比，并基于推測的輸出空燃比與以計算的燃料噴射量為基礎的空燃比之間的偏差來推測酒精混合比例，選擇與推測的酒精混合比例相對應的燃料噴射量特性，計算燃料噴射量，通過這樣來構(gòu)成，因此無需設置02傳感器、 LAF傳感器等價格高昂的空燃比傳感器，就能夠利用空燃比的偏差推測酒精混合比例，并噴射與酒精混合比例相應的適當?shù)娜剂蠂娚淞俊＿M而構(gòu)成為，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備比例判斷單元(E⑶14， S30、S300、S302)，該比例判斷單元判斷所述推測的比例是否在預定比例以上；以及報知單元(顯示燈52，E⑶14，S30、S304)，在判斷為所述推測的比例在所述預定比例以上時，所述報知單元報知所述推測的比例在所述預定比例以上這一情況。由此，能夠促使操作者加入汽油。此外，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構(gòu)成為，所述空燃比推測單元求得在噴射所述增減燃料噴射量時調(diào)整的所述節(jié)氣門開度的最小值，并基于所述求得的最小值推測所述空燃比(ECU14, S22、S110、S208)。即，構(gòu)成為利用當噴射與求得的節(jié)氣門開度最小值對應的燃料噴射量的時候發(fā)動機輸出達到最大這一情況來推測輸出空燃比，因此，能夠以簡易的結(jié)構(gòu)適當?shù)赝茰y輸出空燃比。進而構(gòu)成為，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備修正單元(E⑶14，SM)，所述修正單元基于所述推測的空燃比修正所述燃料噴射量特性。因此，無需設置02傳感器、LAF傳感器等價格高昂的空燃比傳感器，就能夠以按照輸出空燃比驅(qū)動發(fā)動機的方式對燃料噴射量進行反饋修正。進而構(gòu)成為，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備第二報知單元(顯示燈52， E⑶14，S16、S^)，該第二報知單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，報知所述燃料噴射量特性已被修正這一情況。因此，能夠?qū)⒃谝暂敵隹杖急冗m當?shù)仳?qū)動發(fā)動機這一情況通知給操作者。進而構(gòu)成為，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備修正系數(shù)存儲單元(E⑶14， S28)，該修正系數(shù)存儲單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，對修正所述燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲。因此，通過在下一次發(fā)動機起動時按照用該修正系數(shù)修正后的燃料噴射量特性計算燃料噴射量，從而能夠適當?shù)厥拱l(fā)動機起動。此外，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構(gòu)成為，所述負載判斷單元在所述檢測的轉(zhuǎn)速持續(xù)預定時間地處于基于所述目標轉(zhuǎn)速設定的預定范圍內(nèi)時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的(ECU14，S22、S102)。因此，能夠以簡易的結(jié)構(gòu)適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。此外，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構(gòu)成為，所述負載判斷單元在所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的(ECU14，S22、 S104)。即構(gòu)成為，在持續(xù)預定時間地維持空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時，判斷為發(fā)動機負載是恒定的，因此，能夠以簡易的結(jié)構(gòu)適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。另外，在上述中，是將反饋修正系數(shù)K與燃料噴射量映射圖的各燃料噴射量相乘從而重新構(gòu)建燃料噴射量映射圖，然而也可以只是對按照燃料噴射量映射圖計算的燃料噴射量乘以反饋修正系數(shù)K，作為最終燃料噴射量指令值Qf。此外，當在S102、S104中為肯定時，判斷為與發(fā)動機連接的負載恒定，然而也可以在任意一方的步驟中為肯定時如此判斷。此外，映射圖切換開關(guān)50的切換分為三個等級，然而也可以與燃料噴射量映射圖的數(shù)量相應地增加，還可以通過在映射圖之間對燃料噴射量進行補全而作為能夠連續(xù)切換的開關(guān)。此外，通過使顯示燈52點亮等利用視覺來報知操作者，然而也可以使用蜂鳴器等利用聽覺來進行報知。
權(quán)利要求
1. 一種通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置具備a.通用型發(fā)動機，該通用型發(fā)動機能夠與負載連接；b.目標轉(zhuǎn)速輸入單元，該目標轉(zhuǎn)速輸入單元輸入由操作者設定的所述發(fā)動機的目標轉(zhuǎn)速；c.發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測單元，該發(fā)動機轉(zhuǎn)速檢測單元檢測所述發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；d.節(jié)氣門開度調(diào)整單元，該節(jié)氣門開度調(diào)整單元調(diào)整設于所述發(fā)動機的進氣管中的節(jié)氣門的節(jié)氣門開度，以使所述檢測的轉(zhuǎn)速與所述輸入的目標轉(zhuǎn)速一致；e.燃料噴射量計算單元，該燃料噴射量計算單元基于所述檢測的轉(zhuǎn)速和所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度，按照預先設定的燃料噴射量特性計算所述發(fā)動機的燃料噴射量；以及f.燃料噴射單元，該燃料噴射單元基于所述計算的燃料噴射量噴射由酒精和汽油構(gòu)成的混合燃料，所述通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的特征在于， 該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置具備g.負載判斷單元，該負載判斷單元判斷與所述發(fā)動機連接的負載是否恒定；h.增減燃料噴射量噴射單元，在判斷為與所述發(fā)動機連接的負載恒定時，該增減燃料噴射量噴射單元通過所述燃料噴射單元噴射相對于所述計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量；i.空燃比推測單元，該空燃比推測單元基于在噴射所述增減燃料噴射量時調(diào)整的所述節(jié)氣門開度來推測所述發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比；以及j.酒精比例推測單元，該酒精比例推測單元基于所述推測的空燃比和所述計算的燃料噴射量推測所述混合燃料中所含的酒精的比例，并且，所述燃料噴射量計算單元基于所述推測的比例，利用與所述燃料噴射量特性不同的燃料噴射量特性計算所述發(fā)動機的燃料噴射量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于， 該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備k.比例判斷單元，該比例判斷單元判斷所述推測的比例是否在預定比例以上；以及 1.報知單元，在判斷為所述推測的比例在所述預定比例以上時，該報知單元報知所述推測的比例在所述預定比例以上這一情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于， 所述空燃比推測單元求得在噴射所述增減燃料噴射量時調(diào)整的所述節(jié)氣門開度的最小值，并基于所述求得的最小值推測所述空燃比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任意一項所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備m.修正單元，該修正單元基于所述推測的空燃比修正所述燃料噴射量特性。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于， 該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備η.第二報知單元，該第二報知單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時， 報知所述燃料噴射量特性已被修正這一情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備ο.修正系數(shù)存儲單元，該修正系數(shù)存儲單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，對修正所述燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任意一項所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，所述負載判斷單元在所述檢測的轉(zhuǎn)速持續(xù)預定時間地處于基于所述目標轉(zhuǎn)速設定的預定范圍內(nèi)時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任意一項所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，所述負載判斷單元在所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且所述調(diào)整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。
全文摘要
本發(fā)明提供通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，不設置空燃比傳感器就能夠推測空燃比，根據(jù)空燃比偏差推測酒精比例并噴射適當?shù)娜剂蠂娚淞?。在通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，以使發(fā)動機轉(zhuǎn)速與目標轉(zhuǎn)速一致的方式調(diào)整節(jié)氣門開度，基于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門開度按預先設定的燃料噴射量特性計算燃料噴射量，并基于計算的燃料噴射量噴射由酒精和汽油構(gòu)成的混合燃料，并且，在判斷為與發(fā)動機連接的負載恒定時，噴射相對于計算的燃料噴射量增加或減少后的燃料噴射量，基于當時調(diào)整的節(jié)氣門開度推測輸出空燃比，并根據(jù)推測的輸出空燃比推測酒精混合比例(S308、S312)，并用與該比例對應的燃料噴射量特性計算燃料噴射量(S310、S314)。
文檔編號F02D19/08GK102155308SQ20111002131
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者齋藤茂, 松田迅人, 橋爪崇, 福島友樹 申請人:本田技研工業(yè)株式會社