專利名稱：4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的行程判別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主要適用于電子燃料噴射控制式的4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的行程判別裝置。
在電子燃料噴射控制式的4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)中，由曲軸傳感器檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的相位，而且從曲軸的相位和凸輪軸的相位間的相互關(guān)系來(lái)判別氣缸的行程，決定燃料噴射的時(shí)間。
但是，為了檢測(cè)凸輪軸的相位就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋內(nèi)設(shè)置凸輪傳感器，這會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)大型化，會(huì)使成本增加。尤其是在摩托車中，由于高度方向的尺寸有限，因而氣缸蓋的大型化就更成問(wèn)題。
本發(fā)明是為了解決這問(wèn)題而作出的，其目的是提供一種不用檢測(cè)凸輪軸相位就能進(jìn)行氣缸的行程判別的裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的行程判別裝置，設(shè)有檢測(cè)4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的相位的相位檢測(cè)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)與上述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸相連的吸氣管內(nèi)的吸氣壓的吸氣壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)、由檢測(cè)到的曲軸的相位和吸氣壓的相互關(guān)系進(jìn)行氣缸的行程判別的行程判別機(jī)構(gòu)。
在4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸中，由于曲軸回轉(zhuǎn)2圈(進(jìn)行720度回轉(zhuǎn))的過(guò)程中，進(jìn)行吸氣、壓縮、爆發(fā)和排氣這4個(gè)行程，因而只借助曲軸的相位檢測(cè)，不能判別吸氣行程和爆發(fā)行程、壓縮行程和排氣行程。在本發(fā)明中，著眼于把曲軸轉(zhuǎn)2圈的時(shí)間作為1個(gè)周期、與發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸吸氣口相連的吸氣管內(nèi)的吸氣壓變化，從曲軸的相位和周期變化的吸氣壓值的相互關(guān)系，判別吸氣行程和爆發(fā)行程，判別壓縮行程和排氣行程。這樣，進(jìn)行行程判別過(guò)程中不必檢測(cè)凸輪軸的相位，因此能簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，能防止發(fā)動(dòng)機(jī)大型化。
對(duì)附圖簡(jiǎn)單說(shuō)明如下

圖1是表示本發(fā)明的行程判別裝置的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示與吸氣管相連接的細(xì)管和吸氣壓傳感器的連接的方框圖。
圖3的(A)、(B)、(C)、(D)是表示與各氣缸相連的吸氣管內(nèi)部的吸氣壓變化的曲線圖。
圖4是表示合成吸氣壓的變化的曲線圖。
圖5是表示行程判別順序的程序圖。
圖6是表示把與2個(gè)氣缸相連的吸氣管內(nèi)壓力合成后的壓力變化的曲線圖。
下面，參照著附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
先參照?qǐng)D1，1是4循環(huán)4氣缸的電子燃料噴射控制式發(fā)動(dòng)機(jī)，在該發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸1a上安裝著曲軸脈沖發(fā)生器轉(zhuǎn)子1b，而且接近這轉(zhuǎn)子1b地設(shè)置與這轉(zhuǎn)子1b協(xié)同動(dòng)作而發(fā)生曲軸回轉(zhuǎn)脈沖信號(hào)的曲軸脈沖發(fā)生器1c。而且，如圖2所示，每個(gè)細(xì)管12a～12d的一端分別與各個(gè)吸氣管11a～11d連通，各個(gè)吸氣管是與發(fā)動(dòng)機(jī)1的各個(gè)氣缸10a～10d的吸氣口相連的，第1細(xì)管12a的另一端上連接著第1吸氣壓傳感器13a，由此檢測(cè)第1吸氣管內(nèi)壓P1，而別的與第2～第4吸氣管11b～11d連通的第2～第4細(xì)管12b～12d的另一端則彼此合流，在合流端上連接著第2吸氣壓傳感器13b，檢測(cè)第2～第4吸氣管內(nèi)壓P2、P3、P4合成后的合成吸氣壓Ps。
由于與發(fā)動(dòng)機(jī)1的各個(gè)氣缸10a～10d有關(guān)的結(jié)構(gòu)大致是同樣的，因而下面參照著圖1所示的第1氣缸10a的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明各個(gè)氣缸10a～10d的結(jié)構(gòu)。
在各吸氣管11a～11d上設(shè)置著燃料噴射用的噴射器14a～14d，這些噴射器14a～14d與電子燃料噴射控制組件(下面，記成ECU)相連接，由這ECU控制噴射器14a～14d的燃料噴射控制。
ECU上除了設(shè)有曲軸脈沖發(fā)生器1c、第1吸氣壓傳感器13a和第2吸氣壓傳感器13b以外，還設(shè)有各種傳感器。具體地說(shuō)，設(shè)有節(jié)氣門開(kāi)度傳感器16、吸氣溫度(吸入空氣溫度)傳感器18、水溫傳感器20和大氣壓傳感器21。上述節(jié)氣門開(kāi)度傳感器是和設(shè)置在各個(gè)吸氣管11a～11d的上游的合流部的節(jié)氣門15的開(kāi)動(dòng)軸相連接的；上述吸氣溫度傳感器18是設(shè)置在比合流部更靠上游的空氣濾清器內(nèi)的；上述水溫傳感器是設(shè)置在冷卻各個(gè)氣缸10a～10d的冷卻水通路19上的；上述大氣傳感器是設(shè)置在車輛的規(guī)定位置上的。而且，ECU根據(jù)由第2吸氣壓傳感器13b檢測(cè)的吸氣壓Ps而運(yùn)算出噴射器14a～14d的基本燃料噴射量，同時(shí)根據(jù)節(jié)氣門開(kāi)度傳感器16、吸氣溫度傳感器18、水溫傳感器20及大氣壓傳感器21輸出的信號(hào)而進(jìn)行補(bǔ)正，根據(jù)狀況不同計(jì)算合適的燃料噴射量。
在ECU上連接著空轉(zhuǎn)混合氣調(diào)整器(アイドルミクチャァジャスタ)22，根據(jù)這空轉(zhuǎn)混合氣調(diào)整器22所設(shè)置的與各個(gè)氣缸10a～10d相對(duì)應(yīng)的可變電阻器22a～22d的電壓信號(hào)控制空轉(zhuǎn)時(shí)的噴射器14a～14d的燃料噴射量。而且ECU根據(jù)水溫傳感器20輸出的電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)水溫計(jì)23的同時(shí)，控制顯示器24的顯示，根據(jù)由曲軸脈沖信號(hào)運(yùn)算出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生轉(zhuǎn)速計(jì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速計(jì)25。
“BAT”是電源電池，“SW”是使ECU、燃料泵FP、吸氣閥傳感器26和速度傳感器27接通、斷開(kāi)的電源電池BAT的開(kāi)關(guān)組件。儀表部28的速度表29由速度傳感器27輸出的信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
但是，在燃料噴射控制中，必需確定燃料噴射量和燃料噴射開(kāi)始時(shí)間。在本發(fā)明中，著眼于把曲軸1a轉(zhuǎn)2圈(即進(jìn)行720度回轉(zhuǎn))作為1個(gè)周期情況下的吸氣壓變化，由第2吸氣壓傳感器13b檢測(cè)3個(gè)吸氣管11b～11d內(nèi)的吸氣壓合成后的合成吸氣壓Ps，從這合成吸氣壓Ps的變化和曲軸1a的相位判別各個(gè)氣缸10a～10d的行程，確定與各個(gè)氣缸10a～10d相對(duì)應(yīng)的噴射器14a～14d中的燃料噴射時(shí)間。
圖3(A)～圖3(D)表示第1～第4吸氣管11a～11d內(nèi)的吸氣壓P1、P2、P3、P4的變化曲線，圖4表示第2～第4吸氣管11b～11d內(nèi)的吸氣壓的合成吸氣壓Ps的變化。各圖中的縱軸是吸氣壓、橫軸是時(shí)間，橫軸示出了從曲軸脈沖發(fā)生器1c發(fā)出的曲軸脈沖信號(hào)(下面簡(jiǎn)單地將它記為脈沖信號(hào))的間隔。加在橫軸上的編號(hào)是用連續(xù)的1～7加在曲軸1a回轉(zhuǎn)1圈的時(shí)間里所發(fā)生的各個(gè)脈沖信號(hào)上的編號(hào)。還用#1～#4表示各個(gè)氣缸10a～10d的活塞達(dá)到壓縮上死點(diǎn)的時(shí)間。例如第1氣缸10a的第1活塞在第1脈沖信號(hào)輸出之后的#1時(shí)間達(dá)到壓縮上死點(diǎn)。若把第1氣缸作為起點(diǎn)，則各個(gè)氣缸10a～10d內(nèi)的活塞d按#1、#2、#3、#4的順序達(dá)到壓縮上死點(diǎn)。
下面，參照著流程圖(參照?qǐng)D5)來(lái)說(shuō)明由ECU進(jìn)行的各個(gè)氣缸的行程判別順序。
ECU檢測(cè)曲軸脈沖發(fā)生器1c輸出的第1或第5脈沖信號(hào)(S1)，例如，如果是第1脈沖信號(hào)，則將第2吸氣壓傳感器13b輸出的合成吸氣壓信號(hào)作為信號(hào)Ps1而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(圖中沒(méi)表示)里(S2)。接著，在第2脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)(S3)，求出在剛才的第1脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)檢測(cè)到的合成吸氣壓信號(hào)值Ps1和1個(gè)周期前的第1脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)檢測(cè)到的合成吸氣壓信號(hào)值Ps1(b)之差的絕對(duì)值(S4)。如果這值大于規(guī)定值X，則比較兩個(gè)信號(hào)值Ps1、Ps1(b)的值(S5)。若比較的結(jié)果是剛才的合成吸氣壓信號(hào)Ps1小，則判別為在這之后、活塞最初位于壓縮上死點(diǎn)的是第1氣缸10a(即與圖4的符號(hào)A相對(duì)應(yīng)的狀態(tài))(S6)，在對(duì)規(guī)定數(shù)量的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)之后，將燃料噴射信號(hào)送到與第1氣缸10a相對(duì)應(yīng)的噴射器14a(S7)，使其噴射一定量的燃料。相反，如果剛才的合成吸氣壓信號(hào)Ps1大，則判別為在這之后、活塞最初位于壓縮上死點(diǎn)的氣缸是第4氣缸10d(與符號(hào)C相對(duì)應(yīng)的狀態(tài))(S8)，在對(duì)一定數(shù)量的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)之后，將燃料噴射信號(hào)送到第4噴射器14d(S9)，使噴射一定量的燃料。
而且，在步驟S1檢測(cè)第5脈沖信號(hào)時(shí)也同樣，先把第5脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)的合成吸氣壓信號(hào)作為Ps5存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器里(S11)。接著，求出第5脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)(S12)檢測(cè)到的合成吸氣壓Ps5和轉(zhuǎn)1圈前的第5脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)檢測(cè)到的合成吸氣壓信號(hào)Ps5(b)之差的絕對(duì)值(S13)，如果這值小于規(guī)定值X，則比較兩個(gè)合成吸氣壓Ps5、Ps5(b)(S14)，若比較結(jié)果是剛才的合成吸氣壓信號(hào)Ps5小，則判別為在這之后、活塞最初位于壓縮上死點(diǎn)的是第2氣缸10b(與符號(hào)B對(duì)應(yīng)的狀態(tài))(S15)，在對(duì)規(guī)定數(shù)量的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)之后，將燃料噴射信號(hào)送到第2噴射器14b(S16)，使其噴射一定量燃料。相反，若合成吸氣壓信號(hào)Ps5大，則判定該氣缸為第3氣缸10c(與符號(hào)D相對(duì)應(yīng)的狀態(tài))(S17)，在對(duì)規(guī)定量脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)之后，將燃料噴射信號(hào)送到噴射器14c(S18)，使其噴射一定量的燃料。
另一方面，如果在步驟S4、S13求得的差的絕對(duì)值小于規(guī)定值X，則進(jìn)行成組噴射程序(S19)。這個(gè)程序是在不能判別出上死點(diǎn)是壓縮上死點(diǎn)或排氣上死點(diǎn)的情況下，若檢測(cè)到上死點(diǎn)、則在規(guī)定數(shù)的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)之后進(jìn)行燃料噴射的。因此，就那些與曲軸相對(duì)的活塞動(dòng)作相同的氣缸而言，由于燃料噴射時(shí)間完全一致，因而把這樣的氣缸作為一組處理而決定燃料噴射時(shí)間。在本實(shí)施方式中，第1氣缸10a和第4氣缸10d是一組，第2氣缸10b和第3氣缸10c是另一組。因此，例如，在經(jīng)過(guò)步驟S4而進(jìn)行步驟S19時(shí)，從第2脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)開(kāi)始經(jīng)規(guī)定數(shù)量的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)后，將燃料噴射信號(hào)送到與第1和第4氣缸10a、10d相對(duì)應(yīng)的第1、第4噴射器14a、14d，使其噴射一定量的燃料。而在經(jīng)過(guò)步驟S13后進(jìn)行步驟S19時(shí)，從第6脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)開(kāi)始經(jīng)規(guī)定數(shù)的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)后，將燃料噴射信號(hào)送到與第2和第3氣缸10b、10c相對(duì)應(yīng)的第2、第3噴射器14b、14c，使其噴射一定量的燃料。而且通過(guò)規(guī)定運(yùn)算對(duì)燃料噴射量作適量的補(bǔ)正。如果被檢測(cè)的合成吸氣壓Ps的值的偏差小，即使將規(guī)定值X設(shè)定成小的數(shù)值也不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤的判別，但如果偏差大，若不設(shè)定成大的數(shù)值，則容易發(fā)生錯(cuò)誤判別。所謂不能進(jìn)行行程判別的場(chǎng)合是指在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在一定轉(zhuǎn)速以上時(shí)或者行程的開(kāi)度在一定開(kāi)度以上等情況下，因發(fā)生噪音而產(chǎn)生不能檢測(cè)合成吸氣壓信號(hào)的場(chǎng)合。
本實(shí)施方式是利用3個(gè)氣缸10b～10d相連的吸氣管11b～11d內(nèi)的壓力合成而得到的合成吸氣壓Ps周期地變化，并由此來(lái)決定各個(gè)噴射器14a～14d的燃料噴射時(shí)間。但也可以把曲軸720度的回轉(zhuǎn)作為1周期地使與某1個(gè)氣缸相連的吸氣管的內(nèi)壓(參照?qǐng)D3(A))或與不同組的氣缸相連的吸氣管的內(nèi)壓的合成吸氣壓(例如將第1吸氣管的內(nèi)壓P1和第2吸氣管的內(nèi)壓P2合成的合成吸氣壓，參照?qǐng)D6發(fā)生變化，利用這些吸氣壓來(lái)進(jìn)行各個(gè)氣缸的行程判別，確定噴嘴14a～14d的燃料噴射時(shí)間。如果是利用第1吸氣管14a的內(nèi)壓Pa，則可比較第3和第7脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)的吸氣信號(hào)值來(lái)進(jìn)行行程判別，若利用圖6所示的合成吸氣壓，則可比較第1和第5脈沖信號(hào)檢測(cè)時(shí)的吸氣壓信號(hào)值來(lái)進(jìn)行行程判別。而且，若用1個(gè)氣缸判別用的吸氣壓傳感器進(jìn)行圖像檢索，則可進(jìn)行1個(gè)吸氣壓傳感器的那種式樣的控制。
上述實(shí)施方式是比較2個(gè)靠近的合成吸氣壓值來(lái)進(jìn)行各個(gè)氣缸的行程判別的，它有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即、無(wú)論檢測(cè)的合成吸氣壓信號(hào)值有多少偏差都能正確地進(jìn)行行程判別。但本發(fā)明還可在沒(méi)偏差的情況下，只用剛才檢測(cè)的合成吸氣壓值來(lái)判斷其與吸氣壓變化的周期的關(guān)系，由其與曲軸的相位間的相互關(guān)系來(lái)進(jìn)行各個(gè)氣缸的行程判別。上述實(shí)施方式是把本發(fā)明的行程判別裝置合適地用在4氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)上，但本發(fā)明的行程判別裝置還能廣泛地適用于從單氣缸到6氣缸的各種發(fā)動(dòng)機(jī)中。
權(quán)利要求
1，一種4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的行程判別裝置，其特征在于設(shè)有檢測(cè)4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸的相位的相位檢測(cè)機(jī)構(gòu)、檢測(cè)與上述發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸相連的吸氣管內(nèi)的吸氣壓的吸氣壓檢測(cè)機(jī)構(gòu)、由檢測(cè)到的曲軸的相位和吸氣壓的相互關(guān)系進(jìn)行氣缸的行程判別的行程判別機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子燃料噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的行程判別裝置,它不用檢測(cè)凸輪軸1a的回轉(zhuǎn)就能進(jìn)行氣缸的行程判別。它設(shè)有檢測(cè)4循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1的曲軸1a的相位的曲軸脈沖發(fā)生器1c、檢測(cè)與上述發(fā)動(dòng)機(jī)1的氣缸10b～10d相連的吸氣管11b～11d內(nèi)的吸氣壓的第2吸氣壓傳感器13b、由檢測(cè)到的曲軸1a的相位和吸氣壓的相互關(guān)系進(jìn)行氣缸10a～10d的行程判別的燃料噴射控制組件ECU。
文檔編號(hào)F02D41/34GK1192504SQ9810382
公開(kāi)日1998年9月9日 申請(qǐng)日期1998年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月13日
發(fā)明者山崎隆太郎, 伊藤信彥, 巖田康雄 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社