BR0213732B1 - aparelho e método de detecção de pressão atmosférica para um motor de quatro tempos. - Google Patents

Description

"APARELHO E MÉTODO DE DETECÇÃO DE PRESSÃO ATMOSFÉ-RICA PARA UM MOTOR DE QUATRO TEMPOS"

CAMPO TÉCNICOA presente invenção refere-se a um aparelho e mé-todo para detectar uma pressão atmosférica para um motor dequatro tempos que é preferível, por exemplo, para um motorde quatro tempos com um sistema de injeção de combustívelpara injetar combustível.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Recentemente, com a expansão de dispositivos deinjeção de combustível chamados injetores, o controle de re-gulagem de injeção de combustível e volume de injeção decombustível, em outras palavras, a proporção de ar-combustível se torna mais fácil, e isto permitiu promoveraumento em rendimento, redução em consumo de combustível epurificação de emissões de exaustão. Entre estes, em parti-cular, quanto à regulagem de injeção de combustível, é umaprática comum detectar, falando estritamente, o estado deuma válvula de entrada, ou, falando de modo geral, o estadode fase de um eixo de carnes de modo a injetar combustível noestado assim detectado. No entanto, um assim chamado sensorde carne para detectar o estado de fase do eixo de carne édispendioso e, em particular com motocicletas, existem mui-tos casos onde o sensor de carne não pode ser adotado devidoa um problema de aumento de um cabeçote de cilindro. Devidoa isto, por exemplo, JP-A-10-227252 propõe um sistema decontrole de motor para detectar o estado de fase de um eixode manivela e uma pressão de ar de entrada de modo a entãodetectar o estado de curso de um cilindro. Consequentemente,uma vez que o estado de curso pode ser detectado sem detec-tar a fase do eixo de carnes, se torna possível controlar aregulagem de injeção de combustível para o estado de cursoassim detectado.

Incidentalmente, para o combustível ser injetado apartir do dispositivo de injeção de combustível como descri-to acima, o combustível em um tanque de combustível tem queser pressurizado com uma bomba de modo a ser fornecido aosistema de injeção de combustível. Como tem sido conhecido,desde que a pressão do combustível pressurizado pela bombaflutua, uma válvula reguladora de pressão, chamada um regu-lador, é usada para regular um valor limite superior dapressão do combustível assim fornecido. No caso de motoci-cletas, é uma prática comum fornecer o regulador na vizi-nhança estreita do dispositivo de injeção de combustível,com uma atmosfera na qual o combustível é injetado pelo dis-positivo de injeção de combustível, por exemplo, uma pressãodentro de um tubo de indução sendo normalmente usado comouma contra-pressão, uma pressão de controle de reguladorpredeterminada normalmente determinada por uma mola é proje-tada para ser elevada a partir desse ponto. Conseqüentemen-te, a pressão de combustível injetado, que é composta de umapressão diferencial entre a pressão de combustível fornecidaao dispositivo de injeção de combustível e a atmosfera naqual o combustível é injetado, é sempre igual à pressão decontrole de regulador do regulador.Quando o regulador é fornecido na vizinhança es-treita do dispositivo de injeção de combustível como este,no entanto, uma tubulação de retorno para retornar uma partede combustível que é restrita pelo regulador ao tanque decombustível é exigido para cada dispositivo de injeção decombustível. Em adição, em geral, na maioria dos casos, osreguladores são fabricados por um fabricante de bombas, e naeventualidade de que a bomba e o regulador sejam projetadospara estarem dispostos separadamente, as bombas e regulado-res são distribuídos separadamente, e isto aumenta o númerode componentes e torna impossível tentar alcançar uma redu-ção em custos de produção que de outro modo seria conseguidamontando-os juntos. Para lidar com isto, é concebível disporo regulador em um lado de bomba ou montar a bomba e o regu-lador juntos. Com esta construção, não somente a necessidadeda tubulação de retorno para retornar combustível pode serimpedida mas também a redução em número de componentes e emcustos de produção pode ser conseguida.

No caso em que o regulador está disposto no ladoda bomba como foi descrito acima, uma vez que a contra-pressão do regulador se torna a pressão atmosférica, a pres-são de combustível fornecido ao dispositivo de injeção decombustível se torna substancialmente constante (uma mudançaem pressão atmosférica devido à mudança em altitude muda apressão de combustível) . Por outro lado, como é o caso, emparticular, com motocicletas, no caso não existe tanque decompensação ao longo do comprimento do tubo de indução, apressão no tubo de indução no qual o combustível é injetado,a saber a pressão na atmosfera de injeção de combustível,tende a flutuar. A saber, a pressão de combustível injetado,constituída por uma pressão diferencial entre a pressão decombustível fornecido ao dispositivo de injeção de combustí-vel e a pressão de atmosfera na qual o combustível é injeta-do se torna instável. No caso de a pressão do combustívelinjetado se tornar instável como descrito acima, a taxa defluxo por unidade de tempo de combustível injetado a partirdo dispositivo de injeção de combustível se tornaria instá-vel, e, por exemplo, se torna impossível realizar um contro-le sobre um volume de injeção de combustível necessário paraconseguir uma proporção de ar-combustível desejada somentepelo tempo de injeção de combustível. Então, para corrigir econtrolar o volume de injeção de combustível baseado napressão de combustível injetado como é descrito acima, porexemplo, JP-8-326581 descreve um sistema de controle de mo-tor. Neste sistema de controle de motor, uma pressão de com-bustível injetado é detectada, e a pressão de combustívelinjetado assim detectada é então integrada a um período detempo predeterminado para obter uma área. Então, a área as-sim obtida é comparada a uma área de referência de modo acorrigir e controlar o volume de injeção de combustível.

Aqui, uma vez que a pressão de combustível injeta-do é a pressão diferencial entre a pressão de combustívelfornecido ao dispositivo de injeção de combustível e a pres-são da atmosfera na qual o combustível é injetado, por exem-plo, quando a pressão de combustível fornecida ao dispositi-vo de injeção de combustível é uma pressão restrita pelo re-gulador, a pressão é um valor que resulta da adição de pres-são atmosférica à pressão controlada pelo regulador, e fa-lando estritamente, no caso de a pressão atmosférica não serprecisa, isto significa que a pressão de combustível forne-cida ao dispositivo de injeção de combustível não é precisa.Então, embora o uso de um sensor de pressão atmosférica sejaconsiderado, como os sensores de pressão atmosférica sãodispendiosos e elaborados, a aplicação em motocicletas é li-mitada. Em adição, em, por exemplo, um sistema de controlede motor em que a quantidade de injeção de combustível é de-terminada detectando uma taxa de fluxo de volume de ar queflui para o motor, a detecção de pressão atmosférica é ne-cessária para corrigir a densidade de ar, e foi desejado umaparelho e método para detectar uma pressão atmosférica quepode substituir o sensor de pressão atmosférica.

A presente invenção foi desenvolvida para solucio-nar os problemas, e um objetivo da mesma é fornecer um apa-relho e método para detectar uma pressão atmosférica para ummotor de quatro tempos que pode precisamente detectar umapressão atmosférica sem usar um sensor de pressão atmosféri-ca e que pode tentar reduzir os custos de produção bem comoo número de componentes.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Com vista a solucionar os problemas, de acordo comum primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido umaparelho para detectar a pressão atmosférica para um motorde quatro tempos compreendendo um regulador de não pressãomontado em uma bomba para pressurizar combustível em um tan-que de combustível para regular um valor limite superiorpara a pressão de combustível pressurizado pela bomba, umdispositivo de injeção de combustível para injetar combustí-vel, o limite superior do qual é regulado pelo regulador emuma passagem de indução de ar do motor de quatro tempos euma válvula de controle de entrada de ar fornecida na passa-gem de indução de ar, o aparelho de detecção de pressão at-mosférica para um motor de quatro tempos sendo caracterizadopela provisão de um dispositivo de detecção de pressão de arde entrada para detectar uma pressão de ar de entrada a ju-sante da válvula de controle de entrada de ar, um dispositi-vo de detecção de condição de operação para detectar umacondição de operação do motor de quatro tempos e um disposi-tivo de detecção de pressão atmosférica para detectar umapressão atmosférica de uma pressão de ar de entrada resul-tando quando a carga do motor de quatro tempos é pequena eimediatamente antes da abertura da válvula de entrada basea-da na condição de operação do motor de quatro tempos detec-tada pelo dispositivo de detecção de condição de operação ena pressão de ar de entrada detectada pelo dispositivo dedetecção de pressão de ar de entrada.

Em adição, de acordo com um segundo aspecto dapresente invenção, é fornecido um aparelho de detecção depressão atmosférica para um motor de quatro tempos como des-crito no segundo aspecto da invenção, em que o dispositivode detecção de pressão atmosférica detecta uma pressão at-mosférica a partir da pressão de ar de entrada resultandoimediatamente antes da abertura da válvula de entrada quandoa condição de operação do motor detectada pelo dispositivode detecção de condição de operação reside dentro de umaárea de velocidade rotacional de motor predeterminada quefoi determinada previamente.

Em adição, de acordo com um terceiro aspecto dapresente invenção, é fornecido um método para detectar pres-são atmosférica para um motor de quatro tempos compreendendoum regulador de não pressão montado em uma bomba para pres-surizar combustível em um tanque de combustível para regularum valor limite superior para a pressão de combustível pres-surizado pela bomba, um dispositivo de injeção de combustí-vel para injetar combustível , o limite superior do qual éregulado pelo regulador em uma passagem de indução de ar domotor de quatro tempos e uma válvula de controle de entradade ar fornecida na passagem de indução de ar, o método paradetectar pressão atmosférica para um motor de quatro tempossendo caracterizado pelas etapas de detectar uma pressão dear de entrada a jusante da válvula de controle de entrada dear, detectar uma condição de operação do motor de quatrotempos e detectar uma pressão atmosférica de uma pressão dear de entrada resultante quando a carga do motor de quatrotempos é pequena e imediatamente antes da abertura de umaválvula de entrada baseada na condição de operação do motorde quatro tempos assim detectado e a pressão de ar de entra-da assim detectada.

Em adição, de acordo com um quarto aspecto da pre-sente invenção, é fornecido um método para detectar pressãoatmosférica para um motor de quatro tempos como descrito noterceiro aspecto da presente invenção, em que uma pressãoatmosférica é detectada a partir da pressão de ar de entradaresultante imediatamente antes da abertura da válvula de en-trada quando a condição de operação do motor detectada resi-de dentro de uma área de velocidade rotacional do motor pre-determinada que foi determinada previamente.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 ilustra um diagrama de configuração es-quemática de um motor de motocicleta e um sistema de con-trole para o mesmo.

A Figura 2 ilustra um diagrama de blocos mostrandouma modalidade de um sistema de controle de motor de acordocom a presente invenção.

A Figura 3 ilustra um diagrama explanatório expli-cando uma detecção de uma condição de curso a partir da fasede um eixo de manivela e uma pressão de ar de entrada.

A Figura 4 ilustra um mapa para calcular uma massade ar no cilindro que é armazenada em uma unidade de cálculode massa de ar no cilindro.

A Figura 5 ilustra um mapa para calcular uma pro-porção de ar-combust£vel alvo que é armazenada em uma unida-de de cálculo de proporção de ar-combustível alvo.

A Figura 6 ilustra um diagrama explanatório expli-cando a função de uma unidade de correção de período detransição.

A Figura 7 ilustra um diagrama explanatório ilus-trando uma correlação entre um ângulo de manivela, a saberum curso, e uma pressão de ar de entrada.A Figura 8 ilustra diagramas explanatórios ilus-trando correlações entre um ângulo de manivela, a saber umcurso, e uma pressão de ar de entrada para velocidades rota-cionais do motor.

A Figura 9 ilustra um digrama explanatório ilus-trando uma correlação entre uma carga de motor e uma pressãode ar de entrada imediatamente antes de um curso de indução.

A Figura 10 ilustra um diagrama explanatório ilus-trando uma correlação entre uma pressão de combustível, umapressão de ar de entrada, que é a pressão de uma atmosfera,e uma pressão de combustível injetada.

A Figura 11 ilustra um diagrama explanatório ilus-trando uma correlação entre uma pressão atmosférica calcula-da a partir de uma pressão de ar de entrada e uma pressãoatmosférica real.

MELHOR MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO

Uma modalidade da presente invenção será descritaabaixo.

A Figura 1 ilustra um diagrama de configuração es-quemática ilustrando um exemplo de um motor de motocicleta eum sistema de controle para o mesmo, por exemplo. Um motor 1é um motor de quatro tempos e quatro cilindros e inclui umcorpo de cilindro 2, um eixo de manivela 3, um pistão 4, umacâmara de combustão 5, um tubo de indução (uma passagem deindução) 6, uma válvula de entrada 7, um tubo de exaustão 8,uma válvula de exaustão 9, uma vela de ignição 10 e uma bo-bina de ignição 11. Em adição, uma válvula de estrangulamen-to (uma válvula de controle de entrada de ar) 12 que é aber-ta e fechada de acordo com a abertura de um acelerador éfornecida no tubo de indução 6, e um injetor 13 funcionandocomo um dispositivo de injeção de combustível é fornecido amontante da válvula de estrangulamento 12 no tubo de indução6. 0 injetor 13 é conectado a um filtro 18, uma bomba decombustível 17 e um regulador 16, que são dispostos no inte-rior de um tanque de combustível 19. Note que o regulador 16é tal de modo a regular um valor limite superior para apressão de combustível pressurizado pela bomba de combustí-vel 17, e quando está disposto no tanque de combustível 19como foi descrito acima, o regulador 16 é projetado tal queuma pressão de controle de regulador que é determinada pre-viamente é aumentada com a pressão atmosférica sendo usadacomo uma contra-pressão. Conseqüentemente, com respeito auma pressão de descarga de bomba menor que a pressão de con-trole de regulador, a pressão de descarga de bomba como elaé se torna uma pressão de combustível (falando estritamente,uma pressão de descarga de bomba usando a pressão atmosféri-ca como contra-pressão) que é fornecida no injetor 3. Emadição, este motor 1 é de um assim chamado sistema de indu-ção independente, e o injetor 13 é fornecido para cada tubode indução 6 para cada cilindro.

A condição de operação do motor 1 é controlada poruma unidade de controle de motor 15. Fornecido como um dis-positivo para detectar entradas de controle no controle domotor 15, a saber, a condição de operação do motor, são: umsensor de ângulo de manivela 2 0 para detectar o ângulo derotação do eixo de manivela 3, a saber a fase do mesmo, umsensor de temperatura de refrigerante 21 para detectar atemperatura do corpo de cilindro 2 ou temperatura de refri-gerante, a saber, a temperatura de um corpo principal de mo-tor, um sensor de proporção de ar-combustível de exaustão 22 para detectar a proporção de ar-combustível no tubo deexaustão 8, um sensor de pressão de combustível 23 para de-tectar a pressão de descarga de combustível da bomba de com-bustível 17 à medida que a pressão de combustível é forneci-da ao injetor 13, um sensor de pressão de ar de entrada 24 para detectar a pressão de ar de entrada no tubo de indução6 e um sensor de temperatura de ar de entrada 25 para detec-tar a temperatura no tubo de indução 6, a saber a temperatu-ra de ar de entrada. Então, a unidade de controle de motor15 recebe sinais de detecção daqueles sensores e envia si- nais de controle para a bomba de combustível 17, o injetor13 e a bobina de ignição 11.

A unidade de controle de motor 15 possui um micro-computador, que não é ilustrado. A Figura 2 ilustra um dia-grama de blocos ilustrando uma modalidade de um processo de controle de motor realizado no microcomputador na unidade decontrole de motor. Este processo inclui uma unidade de cál-culo de velocidade rotacional do motor 2 6 para calcular umavelocidade rotacional do motor do sinal de ângulo de manive-la, uma unidade de detecção de regulagem de manivela 2 7 para detectar a informação de regulagem de manivela, a saber oestado de curso similarmente a partir do sinal de ângulo demanivela e do sinal de pressão de ar de entrada, uma unidadede cálculo de massa de ar no cilindro 28 para ler a informa-ção de regulagem de manivela detectada pela unidade de de-tecção da regulagem de manivela 2 7 e calcular uma massa dear no cilindro (uma quantidade de ar de entrada) a partir dosinal de temperatura de ar de entrada, o sinal de temperatu-ra de refrigerante, o sinal de pressão de ar de entrada euma velocidade rotacional de motor calculada pela unidade decálculo de velocidade rotacional do motor 26, uma unidade decálculo de proporção de ar-combustível alvo 3 3 para calcularuma proporção de ar-combustível alvo a partir de uma veloci-dade de rotação do motor calculada pela unidade de cálculoda velocidade de rotação do motor 26 e do sinal de pressãode ar de entrada, uma unidade de cálculo de quantidade deinjeção de combustível 34 para calcular uma quantidade deinjeção de combustível a partir de uma proporção de ar-combustível alvo calculado pela unidade de cálculo de pro-porção de ar-combustível alvo 33, do sinal de pressão de arde entrada e de uma massa de ar no cilindro calculada pelaunidade de cálculo de massa de ar no cilindro 28, uma unida-de de cálculo de pressão atmosférica 41 para calcular umapressão atmosférica a partir do sinal de pressão de ar deentrada e da informação de regulagem de manivela detectadapela unidade de detecção de regulagem de manivela 27, umaunidade de cálculo de pressão de combustível injetado 42para calcular uma pressão de combustível injetado a partirde uma pressão atmosférica calculada pela unidade de cálculode pressão atmosférica 41, da pressão de combustível forne-cida ao injetor 13 detectada pelo sensor de pressão de com-bustível 23 e do sinal de pressão de ar de entrada, uma uni-dade de cálculo de coeficiente de injeção de combustível 43para calcular um coeficiente de injeção de combustível apartir de uma pressão de combustível injetado calculada pelaunidade de cálculo de pressão de combustível injetado 42, deuma unidade de cálculo de tempo de injeção de combustível 44para calcular um tempo de injeção de combustível baseado emuma quantidade de injeção de combustível calculada pela uni-dade de cálculo de quantidade de injeção de combustível 34 ede um coeficiente de injeção de combustível calculado pelaunidade de cálculo de coeficiente de injeção de combustível43, uma unidade de saída de pulso de injeção 30 para emitirum pulso de injeção na direção do injetor 13 de um tempo deinjeção de combustível calculado pela unidade de cálculo detempo de injeção de combustível 44 e da informação de regu-lagem de manivela detectada pela unidade de detecção de re-gulagem de manivela 27, uma unidade de cálculo de regulagemde ignição 31 para calcular uma regulagem a partir de igni-ção de uma velocidade rotacional de motor calculada pelaunidade a partir de cálculo de velocidade rotacional do mo-tor 26 e de uma proporção de ar-combustível alvo determinadapela unidade de cálculo de proporção de ar-combustível alvo31, e uma unidade de emissão de pulso de ignição 32 para lera informação de regulagem de manivela detectada pela unidadede detecção de regulagem de manivela 27 e emitir um pulso deignição na direção da bobina de ignição 11 de acordo com umaregulagem de ignição determinada pela unidade de cálculo deregulagem de ignição 31.A unidade de cálculo de velocidade rotacional demotor 2 6 calcula uma velocidade rotacional para o eixo demanivela que é um eixo de saída do motor como uma velocidaderotacional do motor a partir de uma taxa de mudança de tempodo sinal de ângulo de manivela.

A unidade de detecção de regulagem de manivela 27possui uma configuração similar a um dispositivo de determi-nação de curso descrito em JP-10-227252 acima mencionada, edesse modo detecta o estado de curso de cada cilindro comoilustrado na Figura 3, e emite o estado de curso assim de-tectado como informação de regulagem de manivela. A saber,em um motor de quatro tempos, uma vez que o eixo de manivelae o eixo de carne continuem a girar com uma diferença de fasepredeterminada, quando os pulsos de manivela estiverem sendolidos como ilustrado na Figura 3, por exemplo, pulsos de ma-nivela de "4" ilustrados na figura correspondem tanto a umcurso de exaustão quanto a um curso de compressão Como é co-nhecido, desde que, no curso de exaustão, a válvula deexaustão está aberta e a válvula de entrada está fechada, apressão de ar de entrada é alta, e uma vez que a válvula deentrada ainda permaneça aberta em um estágio inicial do cur-so de compressão, a pressão de ar de entrada é baixa, ou,mesmo se a válvula de entrada é fechada, a pressão de ar deentrada permanece baixa devido ao curso de indução prévia.Consequentemente, um pulso de manivela indicado como "4"quando a pressão de ar de entrada está baixa indica que umsegundo cilindro está no curso de compressão, e o segundocilindro vem do centro morto de fundo do curso de induçãoquando um pulso de manivela indicado como "3" é obtido. As-sim, no caso, o estado de curso de qualquer um dos cilindrospode ser detectado como este, desde que a revolução em cadacilindro ocorra com a diferença de fase predeterminada, porexemplo, um pulso de manivela ilustrado como "9", que segueo pulso de manivela ilustrado como "3", que indica o centromorto de fundo do curso de indução do segundo cilindro, in-dica o centro morto de fundo de um curso de indução de umprimeiro cilindro, um pulso de manivela, ilustrado como "3",que vem depois disto indica o centro morto de fundo de umcurso de indução de um terceiro cilindro, e um pulso de ma-nivela, ilustrado como "9", que vem depois do mesmo indica ocentro morto de fundo de um curso de indução de um quartocilindro. Então, o estado de curso corrente pode ser detec-tado em maiores detalhes interpolando intervalos entre oscursos com a velocidade rotacional do eixo de manivela.

Como ilustrado na Figura 4, a unidade de cálculode massa de ar no cilindro 28 possui um mapa tridimensionalpara calcular uma massa de ar no cilindro a partir do sinalde pressão de ar de entrada e de uma velocidade rotacionalde motor calculada pela unidade de cálculo de velocidade ro-tacional de motor 26. Com o mapa tridimensional para a massade ar no cilindro, uma massa de ar no cilindro pode somenteter que ser medida, o que resulta, por exemplo, quando apressão de ar de entrada é mudada enquanto permite ao motorrodar na realidade em uma velocidade rotacional predetermi-nada, e a medição pode ser implementada através de um expe-rimento relativamente simples, pelo qual o mapa pode serpreparado facilmente. Em adição, com uma simulação de motorelaborada, o mapa pode ser preparado usando a mesma. Noteque, uma vez que a massa de ar no cilindro muda quando atemperatura do motor muda, a massa de ar no cilindro podeser corrigida usando o sinal de temperatura de refrigerante(temperatura do motor).

Como ilustrado na Figura 5, a unidade de cálculode proporção de ar-combustível alvo 33 possui um mapa tridi-mensional para calcular uma proporção de ar-combustível apartir de uma velocidade de rotação de motor calculada pelaunidade de cálculo de velocidade rotacionai do motor 26. 0mapa tridimensional pode ser determinado teoricamente atécerto ponto. Em geral, a proporção de ar-combustível se cor-relaciona com o torque, e com uma proporção de ar-combustível pequena, a saber, com mais combustível e menosar, aumenta o torque, enquanto diminui a eficiência. Ao con-trário, com uma proporção de ar-combustível grande, a saber,com menos combustível e mais ar, diminui o torque, enquantoaumenta a eficiência. Um estado no qual a proporção de ar-combustível é pequena é referido como rico, enquanto um es-tado no qual a proporção de ar-combustível é grande é refe-rido como pobre. Um estado mais pobre é referido como um as-sim chamado estado estequiométrico ou de proporção de ar-combustível ideal, que fornece uma proporção de ar-combustível com a qual a gasolina queima perfeitamente, asaber uma proporção de ar-combustível de 14.7.

Uma velocidade rotacional de motor indica uma con-dição de operação do motor, e em geral, a proporção de ar-combustível se torna grande em um lado de velocidade de ro-tação alta e pequena em um lado de velocidade de rotaçãobaixa. Isto é porque a resposta de torque é aumentada nolado de velocidade de rotação baixa, e a resposta do estadode rotação é aumentada no lado de velocidade rotacionalalta. Em adição, a pressão de ar de entrada indica um estadocarregado de motor tal como abertura de estrangulamento, eem geral, com uma carga de motor grande, a saber, quando aabertura de estrangulamento é grande e a pressão de ar deentrada é grande, a proporção de ar-combustível se torna pe-quena, enquanto com uma carga de motor pequena, a saberquando a abertura de estrangulamento é pequena e a pressãode ar de entrada é pequena, a proporção de ar-combustível setorna grande. Isto é porque é fixado valor ao torque quandoa carga de motor é grande, enquanto é fixado valor para efi-ciência quando a carga de motor é pequena.

Assim, a proporção de ar-combustível alvo é um va-lor cujo significado físico é fácil de ser compreendido, econsequentemente, a proporção de ar-combustível alvo podeser determinada até certo ponto de maneira a corresponder auma propriedade de saída exigida do motor. É claro, subten-de-se que o motor pode ser regulado para corresponder àspropriedades reais de saída de motor de um veículo.

Em adição, a unidade de cálculo de proporção dear-combustível alvo 33 possui uma unidade de correção de pe-ríodo de transição 2 9 para detectar um período de transiçãodo motor ou, especificamente falando, um estado acelerado ouum estado desacelerado do motor, e corrigir a proporção dear-combustível alvo para corresponder ao estado do motor as-sim detectado. Por exemplo, como ilustrado na Figura 6, umavez que a pressão de ar de entrada também resulta de umaoperação de estrangulamento, quando a pressão de entrada setorna grande, é entendido que o estrangulamento está abertocom uma aceleração estando à disposição, isto é, que umaaceleração está a caminho. Quando tal estado acelerado é de-tectado, por exemplo, a proporção de ar-combustível alvo étemporariamente determinada em um lado rico para correspon- der ao estado acelerado assim detectado e, depois disto, aproporção de ar-combustível alvo assim determinada é entãoretornada para a proporção de ar-combustível alvo original.Como o caminho de retornar a proporção de ar-combustívelalvo determinado para a proporção de ar-combustível alvo original, abordagens existentes podem ser usadas, o que in-clui uma abordagem em que um coeficiente de pesagem para umamédia de pesagem, por exemplo, entre a proporção de ar-combustível que foi determinada no lado rico no período detransição e a proporção de ar-combustível original é gradu- almente mudada. Em contraste, quando um estado desaceleradoé detectado, a proporção de ar-combustível alvo original édeterminada no lado pobre, de modo a anexar valor à eficiên-cia .

Por outro lado, a unidade de cálculo de pressão atmosférica 41 calcula uma pressão atmosférica a partir dosinal de pressão de ar de entrada e da informação de regula-gem de manivela. A Figura 7 representa pressões de ar de en-trada relativas às fases do eixo de manivela, isto é, infor-mação de regulagem de manivela, e cada curva corresponde auma carga de motor quando o ângulo de manivela é (-180°).Por exemplo, uma carga de motor mínima é mostrada como 45kPa, e uma carga de motor máxima é mostrada como 100 kPa(como foi descrita previamente, a pressão de ar de entradamuda de acordo com a abertura do estrangulador) . Na Figura,um curso de indução é iniciado quando ou depois que o ângulode manivela foi alcançado (-360°). Então, a pressão de ar deentrada permanece quase estável logo antes do curso de indu-ção, isto é, na vizinhança do ângulo de manivela de (-360°),e, como será descrito posteriormente, o valor da pressão dear de entrada se torna a pressão atmosférica. Isto é porque,com um motor não tendo turbocompressor, a pressão de ar deentrada se torna estável quando é da ordem da pressão atmos-férica, e consequentemente, nesta modalidade, uma pressão dear de entrada logo antes do curso de indução, isto é, logoantes da válvula de entrada se abrir, é detectada como apressão atmosférica. Como está claro a partir da Figura, noentanto, uma vez que a pressão de ar de entrada é ligeira-mente instável quando a carga de motor está pesada, a pres-são atmosférica é detectada usando uma pressão de ar de en-trada quando a carga do motor reside em uma área leve.

A Figura 8 ilustra estados da pressão de ar de en-trada que mudam quando a velocidade rotacional do motormuda. Como está claro a partir da figura, a pressão de ar deentrada logo antes que a válvula de entrada se abra se tornainstável, dependendo das velocidades rotacionais do motormesmo sob a mesma carga do motor. A Figura 9 ilustra uma re-lação entre uma pressão de ar de entrada antes de um cursode indução e uma carga de motor baseada nos resultados dasmudanças de estado representando uma pressão de ar de entra-da, isto é, uma carga de motor quando o ângulo de manivela é(-180°) em um eixo geométrico de ordenadas, e similarmente apressão de ar de entrada logo antes do curso de indução emum eixo geométrico de abscissas, e usando velocidade rotaci-onal de motor como um parâmetro. Consequentemente, quandotenta ser mais estrita, a velocidade rotacional do motorpode ser adicionada como um dos parâmetros para detectar apressão atmosférica, tal que é determinada uma área de velo-cidade rotacional do motor para calcular uma pressão de arde entrada logo antes que a válvula de entrada se abre comoa pressão atmosférica de acordo com a carga de motor, e apressão atmosférica é detectada a partir da pressão de ar deentrada logo antes do curso de indução somente quando a áreade velocidade rotacional do motor é alcançada.

A unidade de cálculo de pressão de combustível in-jetado 42 é tal para calcular uma pressão de combustível in-jetado que é constituído por uma pressão diferencial entre apressão de combustível e a pressão de uma atmosfera na qualo combustível é injetado baseado na pressão de ar de entra-da, a pressão de descarga de bomba e a pressão atmosféricacalculadas pela unidade de cálculo de pressão atmosférica41. A Figura 10 ilustra uma relação entre a pressão de com-bustível, a pressão de ar de entrada, que é a pressão de umaatmosfera, e a pressão de combustível injetado. Em um casoonde a bomba de combustível 7 e o regulador 16 são forneci-dos no lado do tanque de combustível como é encontrado nestamodalidade, as contra-pressões da bomba e do regulador setornam a pressão atmosférica (o tanque de combustível não éperfeitamente hermético). A pressão de descarga de bomba e apressão de controle do regulador sobem em sua pressão atmos-férica, e quando a pressão de descarga de bomba é menor quea pressão de controle de regulador, a pressão de descarga debomba se torna a pressão do combustível, enquanto quando apressão de descarga de bomba é igual a ou maior que a pres-são de controle de regulador, a pressão de controle de regu-lador se torna a pressão do combustível. Depois que a pres-são de combustível foi calculada por tais comparações, apressão de ar de entrada (a pressão atmosférica de injeçãode combustível) é subtraída do mesmo para calcular uma pres-são de combustível injetado. Em particular, no caso de moto-cicletas, como nenhum tanque de compensação foi fornecido aolongo do tubo de indução, a pressão de ar de entrada flutuacomo mostrado, e, como será descrito posteriormente, a fimde controlar a quantidade de injeção de combustível pelotempo de injeção de combustível, a pressão de combustívelinjetado precisa ser detectado precisamente. Nesta modalida-de, como foi descrito acima, a pressão atmosférica pode serdetectada a partir da pressão de ar de entrada, e além domais, a pressão de combustível injetado pode ser detectadacom precisão a partir da pressão de descarga de bomba e dapressão de ar de entrada, pela qual pode ser tentada uma re-dução dos custos de produção na medida em que nenhum sensorde pressão atmosférica é necessário.A seguir, a unidade de cálculo de coeficiente deinjeção de combustível 43 calcula um coeficiente de injeçãode combustível para calcular um tempo de injeção de combus-tível de acordo com uma pressão de combustível injetada cal-culada pela unidade de cálculo de pressão de combustível in-jetado 42. Primeiramente, assumindo que a densidade do com-bustível é p, a velocidade de fluxo de combustível fornecidoao injetor 13 é V2, a pressão de combustível fornecido aoinjetor 13 é Pi, a velocidade de fluxo de combustível inje-tado do injetor 13 no tubo de indução é v2, e a pressão deatmosfera de combustível injetado a partir do injetor 13, asaber a pressão de ar de entrada, é P2, e uma vez que a ve-locidade de fluxo Vi de combustível fornecido ao injetor éestimado como substancialmente "0", a equação seguinte (1) éestabelecida a partir do postulado de Bernoulli.

P1 = P · v22 / 2 + P2 (1)

Quando isto é solucionado para a velocidade defluxo v2 de combustível injetado no tubo de indução, a equa-ção seguinte (2) é obtida.

V2 = (2 (P1 - P2) / p)1/2 (2)

Onde, (P1 - P2) na equação (2) é a pressão de com-bustível injetado calculada pela unidade de cálculo de pres-são de combustível injetado 42, e assumindo que é represen-tado por P aqui e a área de seção transversal de um furo deinjeção do injetor 13 é S, a massa M de combustível por uni-dade de tempo injetado a partir do injetor 13 é representadapela equação seguinte (3).

M = S . V2 . ρ = S . (2 ρ . P)1/2 (3)É entendido a partir disto que a massa M de com-bustível injetado a partir do injetor 13 por unidade de tem-po é proporcional ao valor de uma raiz quadrada da pressãode combustível injetado P.

Então, por exemplo, uma pressão de combustível in-jetado P0 que constitui uma referência é determinada, e as-sumindo que um coeficiente de injeção de combustível (coefi-ciente de propriedade de taxa de fluxo de combustível inje-tado) com o que uma unidade de massa de combustível é inje-tada quando a pressão de combustível injetado de referênciaP0 ê alcançada, o coeficiente de injeção de combustível (co-eficiente de propriedade de taxa de fluxo de combustível in-jetado) Qt com o qual a unidade de massa de combustível éinjetada quando a pressão de combustível injetado é P é dadopela equação seguinte (4).

Qt = Qto x (Po / P)1/2 (4)

Consequentemente, um tempo de injeção de combustí-vel pode ser calculado multiplicando este coeficiente de in-jeção de combustível (coeficiente de propriedade de taxa defluxo de combustível injetado) Qt pela quantidade de injeçãode combustível.

Consequentemente, a unidade de cálculo de tempo deinjeção de combustível 44 calcula um tempo de injeção decombustível T multiplicando uma quantidade de injeção decombustível ν calculado pela unidade de cálculo de quantida-de de injeção de combustível 34 pelo coeficiente de injeçãode combustível (coeficiente de propriedade de taxa de fluxode combustível injetado) Qt. A saber, em processos realiza-dos na unidade de cálculo de coeficiente de tempo de injeçãode combustível 43 e na unidade de cálculo de tempo de inje-ção de combustível 44, quando o valor de um produto obtido apartir do coeficiente de propriedade de taxa de fluxo decombustível injetado Qto obtido quando a pressão de combus-tível injetado de referência é P0, a quantidade de injeçãode combustível V para alcançar uma proporção de ar-combustível desejada e o valor da raiz quadrada do valor depressão de combustível injetado de referência P01/2 é estabe-lecido em um valor predeterminado, um tempo de injeção decombustível T calculado se torna um valor obtido quando ovalor predeterminado é dividido pelo valor da raiz quadradado valor de pressão de combustível injetado de referênciaPo1/2·

Então, a unidade de emissão de pulso de injeção 3 0calcula uma regulagem de iniciação de injeção de combustívela partir da informação de regulagem de manivela detectadapela unidade de detecção de regulagem de manivela 27 e emiteum pulso de injeção para o injetor 13 baseado no tempo deinjeção de combustível calculado pela unidade de cálculo detempo de injeção de combustível 44.

Assim, nesta modalidade, uma vez que a bomba decombustível 17 e o regulador 16 são fornecidos no lado detanque de combustível 19, o combustível diferencial entre apressão de combustível fornecido ao injetor 13 e a pressãoda atmosfera na qual o combustível é injetado, a saber apressão de ar de entrada, é detectada como a pressão de com-bustível injetado, e o tempo para o qual o combustível é in-jetado a partir do injetor 13 é controlado baseado no valorde raiz quadrado da pressão de combustível injetado assimdetectada, nem uma integração de pressão de combustível in-jetado nem muitos mapas são necessários, pelos quais carga de processo pode ser reduzida, e a bomba de combustível 17 eo regulador 16 podem ser montados em uma única montagem,desse modo tornando possível reduzir o número de componentese os custos de produção podem ser reduzidos.

A Figura 11 mostra uma pressão atmosférica calcu-lada pela unidade de cálculo de pressão atmosférica 41 (umapressão atmosférica estimada na figura) e uma pressão atmos-férica real detectada pelo sensor de pressão atmosférica.Destas, uma parte onde a pressão atmosférica calculada setorna plana indica um tempo para o qual a pressão atmosféri-ca não pode ser atualizada devido à condição de funcionamen-to do motor não atingir uma condição predeterminada. A medi-ção foi realizada em uma região montanhosa cuja altitude éda ordem de 2100 m, de tal maneira que depois que uma desci-da drástica foi feita a partir de uma localização de um alta altitude para uma localização de uma baixa altitude, uma su-bida drástica foi feita de volta para a localização de umaalta altitude. Assim, na região montanhosa tendo tal dife-rença em altitude, a pressão atmosférica flutua enormemente,e conseqüentemente, se a quantidade de injeção de combustí- vel não é controlada detectando a pressão atmosférica preci-samente, o torque de motor originalmente projetado e saídanão podem ser obtidos. No entanto, como está claro a partirda figura, a pressão atmosférica calculada segue a pressãoatmosférica real (com um erro caindo dentro de vários pontospercentuais) , e verificou-se que no caso da quantidade deinjeção de combustível, a saber o tempo de injeção de com-bustível, é controlado como foi previamente descrito usandoa pressão atmosférica calculada, o torque de motor original-mente projetado e saída podem ser obtidos.

Note que enquanto, nesta modalidade, o exemplo foidescrito no qual a pressão atmosférica é usada para cálculoda pressão de combustível fornecido ao injetor, o aparelhode detecção de pressão atmosférica de acordo com a presenteinvenção pode ser aplicado em qualquer coisa desde que sejaprojetada para detectar a pressão atmosférica, e por exem-plo, em um caso onde a quantidade de injeção de combustívelé controlada detectando a taxa de fluxo de volume de combus-tível que flui no motor, o aparelho de detecção de pressãoatmosférica da presente invenção pode ser aplicado de modo adetectar a pressão atmosférica para correção da taxa de flu-xo de volume de acordo com a densidade de ar.

Em adição, enquanto a modalidade foi descrita emdetalhes com respeito ao assim chamado motor de múltiploscilindros tendo quatro cilindros, a presente invenção podeigualmente ser desenvolvida em um motor de cilindro único.

Em adição, a unidade de controle de motor pode sersubstituída por vários tipos de circuitos aritméticos em vezdo microcomputador.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

Como foi descrito até agora, de acordo com o apa-relho e método para detectar uma pressão atmosférica para ummotor de quatro tempos de acordo com a presente invenção,uma vez que a pressão atmosférica é projetada para ser de-tectada a partir da pressão de ar de entrada quando a cargado motor de quatro tempos é leve e antes da abertura da vál-vula de entrada, a pressão atmosférica pode ser detectadaprecisamente a partir da pressão de ar de entrada logo antesda abertura da válvula de entrada de acordo com as condiçõesde funcionamento do motor tal como a carga de motor e a ve-locidade rotacional do motor sem usar um sensor de pressãoatmosférica, pelo qual pode-se tentar reduzir o número decomponentes e os custos de produção.

Adicionalmente, de acordo com o aparelho e métodopara detectar uma pressão atmosférica para um motor de qua-tro tempos de acordo com a presente invenção, uma vez que apressão atmosférica é projetada para ser detectada a partirda pressão de ar de entrada logo antes da abertura da válvu-la de entrada quando a área de velocidade rotacional do mo-tor predeterminada que foi estabelecida previamente é alcan-çada, a pressão atmosférica pode ser detectada mais precisa-mente.

Claims (4)

1. Aparelho de detecção de pressão atmosféricapara um motor de quatro tempos, este compreendendo um regu-lador de não pressão montado em uma bomba para pressurizarcombustível em um tanque de combustível para regular um va-lor limite superior para a pressão de combustível pressuri-zado pela bomba, um dispositivo de injeção de combustívelpara injetar combustível, o limite superior do qual é regu-lado pelo regulador em uma passagem de indução de ar do mo-tor de quatro tempos e uma válvula de controle de entrada dear fornecida na passagem de indução de ar, o aparelho de de-tecção de pressão atmosférica para um motor de quatro tempossendo CARACTERIZADO pela provisão de um dispositivo de de-tecção de pressão de ar de entrada para detectar uma pressãode ar de entrada a jusante da válvula de controle de entradade ar, um dispositivo de detecção de condição de operaçãopara detectar uma condição de operação do motor de quatrotempos e um dispositivo de detecção de pressão atmosféricapara detectar uma pressão atmosférica a partir de uma pres-são de ar de entrada resultante quando a carga do motor dequatro tempos é pequena e imediatamente antes da abertura daválvula de entrada baseada na condição de operação do motorde quatro tempos, detectado pelo dispositivo de detecção decondição de operação, e na pressão de ar de entrada, detec-tada pelo dispositivo de detecção de pressão de ar de entra-da .

2. Aparelho de detecção de pressão atmosféricapara um motor de quatro tempos, de acordo com a reivindica-ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de de-tecção de pressão atmosférica detecta uma pressão atmosféri-ca a partir da pressão de ar de entrada resultante imediata-mente antes da abertura da válvula de entrada quando a con-dição de operação do motor detectada pelo dispositivo de de-tecção de condição de operação reside dentro de uma área develocidade rotacional de motor predeterminada que foi deter-minada previamente.

3. Método para detectar pressão atmosférica paraum motor de quatro tempos, este compreendendo um reguladorde não pressão montado em uma bomba para pressurizar combus-tível em um tanque de combustível para regular um valor li-mite superior para a pressão de combustível pressurizadopela bomba, um dispositivo de injeção de combustível parainjetar combustível , o limite superior do qual é reguladopelo regulador em uma passagem de indução de ar do motor dequatro tempos e por uma válvula de controle de entrada de arfornecida na passagem de indução de ar, o método para detec-tar pressão atmosférica para um motor de quatro tempos sendoCARACTERIZADO por compreender as etapas de detectar umapressão de ar de entrada a jusante da válvula de controle deentrada de ar, detectar uma condição de operação do motor dequatro tempos e detectar uma pressão atmosférica a partir deuma pressão de ar de entrada resultante quando a carga domotor de quatro tempos é pequena e imediatamente antes daabertura de uma válvula de entrada baseada na condição deoperação do motor de quatro tempos assim detectado e napressão de ar de entrada assim detectada.

4. Método para detectar pressão atmosférica paraum motor de quatro tempos, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo fato de que uma pressão atmosférica é de-tectada a partir da pressão de ar de entrada resultante ime-diatamente antes da abertura da válvula de entrada quando acondição de operação do motor detectada reside dentro de umaárea de velocidade rotacional do motor predeterminada quefoi determinada previamente.