CN1084837C - 四冲程发动机的行程判别装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子燃料喷射式发动机的行程判别装置，它不用检测凸轮轴1a的回转就能进行气缸的行程判别。它设有检测四冲程发动机1的曲轴1a的相位的曲轴脉冲发生器1c、检测与上述发动机1的气缸10b～10d相连的吸气管11b～11d内的吸气压的第2吸气压传感器13b、由检测到的曲轴1a的相位和吸气压的相互关系进行气缸10a～10d的行程判别的燃料喷射控制组件ECU。

Description

四冲程发动机的行程判别装置
本发明涉及主要适用于电子燃料喷射控制式的四冲程发动机的行程判别装置。
在电子燃料喷射控制式的四冲程发动机中，由曲轴传感器检测发动机的曲轴的相位，而且从曲轴的相位和凸轮轴的相位间的相互关系来判别气缸的行程，决定燃料喷射的时间。
但是，为了检测凸轮轴的相位就必须在发动机的气缸盖内设置凸轮传感器，这会使发动机大型化，会使成本增加。尤其是在摩托车中，由于高度方向的尺寸有限，因而气缸盖的大型化就更成问题。
本发明是为了解决这问题而作出的，其目的是提供一种不用检测凸轮轴相位就能进行气缸的行程判别的装置。
为了达到上述目的，本发明的四冲程发动机的行程判别装置，其特征在于具有曲轴脉冲发生器、吸气压传感器、行程判别机构的电子燃料喷射控制组件，该曲轴脉冲发生器作为相位检测机构检测四冲程发动机的曲轴的相位，该吸气压传感器作为吸气压检测机构检测与上述发动机的气缸相连的吸气管内的吸气压，该行程判别机构的电子燃料喷射控制组件从吸气管内的吸气压以曲轴转2圈的时间作为1个周期变化的关系来进行气缸的吸气行程和爆发行程的行程判别运算。
在四冲程发动机的气缸中，由于曲轴回转2圈(进行720度回转)的过程中，进行吸气、压缩、爆发和排气这4个行程，因而只借助曲轴的相位检测，不能判别吸气行程和爆发行程、压缩行程和排气行程。在本发明中，着眼于把曲轴转2圈的时间作为1个周期、与发动机的气缸吸气口相连的吸气管内的吸气压变化，从曲轴的相位和周期变化的吸气压值的相互关系，判别吸气行程和爆发行程，判别压缩行程和排气行程。这样，进行行程判别过程中不必检测凸轮轴的相位，因此能简化发动机的结构，能防止发动机大型化。
对附图简单说明如下：
图1是表示本发明的行程判别装置的结构的结构图。
图2是表示与吸气管相连接的细管和吸气压传感器的连接的方框图。
图3的(A)、(B)、(C)、(D)是表示与各气缸相连的吸气管内部的吸气压变化的曲线图。
图4是表示合成吸气压的变化的曲线图。
图5是表示行程判别顺序的程序图。
图6是表示把与2个气缸相连的吸气管内压力合成后的压力变化的曲线图。
下面，参照着附图来说明本发明的实施方式。
先参照图1，1是四冲程4气缸的电子燃料喷射控制式发动机，在该发动机1的曲轴1a上安装着曲轴脉冲发生器转子1b，而且接近这转子1b地设置与这转子1b协同动作而发生曲轴回转脉冲信号的曲轴脉冲发生器1c。而且，如图2所示，每个细管12a～12d的一端分别与各个吸气管11a～11d连通，各个吸气管是与发动机1的各个气缸10a～10d的吸气口相连的，第1细管12a的另一端上连接着第1吸气压传感器13a，由此检测第1吸气管内压P1，而别的与第2～第4吸气管11b～11d连通的第2～第4细管12b～12d的另一端则彼此合流，在合流端上连接着第2吸气压传感器13b，检测第2～第4吸气管内压P2、P3、P4合成后的合成吸气压Ps。
由于与发动机1的各个气缸10a～10d有关的结构大致是同样的，因而下面参照着图1所示的第1气缸10a的结构来说明各个气缸10a～10d的结构。
在各吸气管11a～11d上设置着燃料喷射用的喷射器14a～14d，这些喷射器14a～14d与电子燃料喷射控制组件(下面，记成ECU)相连接，由这ECU控制喷射器14a～14d的燃料喷射控制。
ECU上除了设有曲轴脉冲发生器1c、第1吸气压传感器13a和第2吸气压传感器13b以外，还设有各种传感器。具体地说，设有节气门开度传感器16、吸气温度(吸入空气温度)传感器18、水温传感器20和大气压传感器21上述节气门开度传感器是和设置在各个吸气管11a～11d的上游的合流部的节气门15的开动轴相连接的；上述吸气温度传感器18是设置在比合流部更靠上游的空气滤清器内的；上述水温传感器是设置在冷却各个气缸10a～10d的冷却水通路19上的；上述大气传感器是设置在车辆的规定位置上的。而且，ECU根据由第2吸气压传感器13b检测的吸气压Ps而运算出喷射器14a～14d的基本燃料喷射量，同时根据节气门开度传感器16、吸气温度传感器18、水温传感器20及大气压传感器21输出的信号而进行补正，根据状况不同计算合适的燃料喷射量。
在ECU上连接着空转混合气调整器(ァィドルミケチャァジャスタ)22，根据这空转混合气调整器22所设置的与各个气缸10a～10d相对应的可变电阻器22a～22d的电压信号控制空转时的喷射器14a～14d的燃料喷射量。而且ECU根据水温传感器20输出的电压信号驱动水温计23的同时，控制显示器24的显示，根据由曲轴脉冲信号运算出的发动机转速产生转速计驱动信号，从而驱动转速计25。
“BAT”是电源电池，“SW”是使ECU、燃料泵FP、吸气阀传感器26和速度传感器27接通、断开的电源电池BAT的开关组件。仪表部28的速度表29由速度传感器27输出的信号驱动。
但是，在燃料喷射控制中，必需确定燃料喷射量和燃料喷射开始时间。在本发明中，着眼于把曲轴1a转2圈(即进行720度回转)作为1个周期情况下的吸气压变化，由第2吸气压传感器13b检测3个吸气管11b～11d内的吸气压合成后的合成吸气压Ps，从这合成吸气压Ps的变化和曲轴1a的相位判别各个气缸10a～10d的行程，确定与各个气缸10a～10d相对应的喷射器14a～14d中的燃料喷射时间。
图3(A)～图3(D)表示第1～第4吸气管11a～11d内的吸气压P1、P2、P3、P4的变化曲线，图4表示第2～第4吸气管11b～11d内的吸气压的合成吸气压Ps的变化。各图中的纵轴是吸气压、横轴是时间，横轴示出了从曲轴脉冲发生器1c发出的曲轴脉冲信号(下面简单地将它记为脉冲信号)的间隔。加在横轴上的编号是用连续的1～7加在曲轴1a回转1圈的时间里所发生的各个脉冲信号上的编号。还用#1～#4表示各个气缸10a～10d的活塞达到压缩上死点的时间。例如第1气缸10a的第1活塞在第1脉冲信号输出之后的#1时间达到压缩上死点。若把第1气缸作为起点，则各个气缸10a～10d内的活塞d按#1、#2、#3、#4的顺序达到压缩上死点。
下面，参照着流程图(参照图5)来说明由ECU进行的各个气缸的行程判别顺序。
ECU检测曲轴脉冲发生器1c输出的第1或第5脉冲信号(S1)，例如，如果是第1脉冲信号，则将第2吸气压传感器13b输出的合成吸气压信号作为信号Ps1而存储在存储器(图中没表示)里(S2)。接着，在第2脉冲信号检测时(S3)，求出在刚才的第1脉冲信号检测时检测到的合成吸气压信号值Ps1和1个周期前的第1脉冲信号检测时检测到的合成吸气压信号值Ps1(b)之差的绝对值(S4)。如果这值大于规定值X，则比较两个信号值Ps1、Ps1(b)的值(S5)。若比较的结果是刚才的合成吸气压信号Ps1小，则判别为在这之后、活塞最初位于压缩上死点的是第1气缸10a(即与图4的符号A相对应的状态)(S6)，在对规定数量的脉冲信号进行计数之后，将燃料喷射信号送到与第1气缸10a相对应的喷射器14a(S7)，使其喷射一定量的燃料。相反，如果刚才的合成吸气压信号Ps1大，则判别为在这之后、活塞最初位于压缩上死点的气缸是第4气缸10d(与符号C相对应的状态)(S8)，在对一定数量的脉冲信号计数之后，将燃料喷射信号送到第4喷射器14d(S9)，使喷射一定量的燃料。
而且，在步骤S1检测第5脉冲信号时也同样，先把第5脉冲信号检测时的合成吸气压信号作为Ps5存储在存储器里(S11)。接着，求出第5脉冲信号检测时(S12)检测到的合成吸气压Ps5和转1圈前的第5脉冲信号检测时检测到的合成吸气压信号Ps5(b)之差的绝对值(S13)，如果这值小于规定值X，则比较两个合成吸气压Ps5、Ps5(b)(S14)，若比较结果是刚才的合成吸气压信号Ps5小，则判别为在这之后、活塞最初位于压缩上死点的是第2气缸10b(与符号B对应的状态)(S15)，在对规定数量的脉冲信号计数之后，将燃料喷射信号送到第2喷射器14b(S16)，使其喷射一定量燃料。相反，若合成吸气压信号Ps5大，则判定该气缸为第3气缸10c(与符号D相对应的状态)(S17)，在对规定量脉冲信号计数之后，将燃料喷射信号送到喷射器14c(S18)，使其喷射一定量的燃料。
另一方面，如果在步骤S4、S13求得的差的绝对值小于规定值X，则进行成组喷射程序(S19)。这个程序是在不能判别出上死点是压缩上死点或排气上死点的情况下，若检测到上死点、则在规定数的脉冲信号计数之后进行燃料喷射的。因此，就那些与曲轴相对的活塞动作相同的气缸而言，由于燃料喷射时间完全一致，因而把这样的气缸作为一组处理而决定燃料喷射时间。在本实施方式中，第1气缸10a和第4气缸10d是一组，第2气缸10b和第3气缸10c是另一组。因此，例如，在经过步骤S4而进行步骤S19时，从第2脉冲信号检测时开始经规定数量的脉冲信号计数后，将燃料喷射信号送到与第1和第4气缸10a、10d相对应的第1、第4喷射器14a、14d，使其喷射一定量的燃料。而在经过步骤S13后进行步骤S19时，从第6脉冲信号检测时开始经规定数的脉冲信号计数后，将燃料喷射信号送到与第2和第3气缸10b、10c相对应的第2、第3喷射器14b、14c，使其喷射一定量的燃料。而且通过规定运算对燃料喷射量作适量的补正。如果被检测的合成吸气压Ps的值的偏差小，即使将规定值X设定成小的数值也不会发生错误的判别，但如果偏差大，若不设定成大的数值，则容易发生错误判别。所谓不能进行行程判别的场合是指在发动机转速在一定转速以上时或者行程的开度在一定开度以上等情况下，因发生噪音而产生不能检测合成吸气压信号的场合。
本实施方式是利用3个气缸10b～10d相连的吸气管11b～11d内的压力合成而得到的合成吸气压Ps周期地变化，并由此来决定各个喷射器14a～14d的燃料喷射时间。但也可以把曲轴720度的回转作为1周期地使与某1个气缸相连的吸气管的内压(参照图3(A))或与不同组的气缸相连的吸气管的内压的合成吸气压(例如将第1吸气管的内压P1和第2吸气管的内压P2合成的合成吸气压，参照图6发生变化，利用这些吸气压来进行各个气缸的行程判别，确定喷嘴14a～14d的燃料喷射时间。如果是利用第1吸气管14a的内压Pa，则可比较第3和第7脉冲信号检测时的吸气信号值来进行行程判别，若利用图6所示的合成吸气压，则可比较第1和第5脉冲信号检测时的吸气压信号值来进行行程判别。而且，若用1个气缸判别用的吸气压传感器进行图像检索，则可进行1个吸气压传感器的那种式样的控制。
上述实施方式是比较2个靠近的合成吸气压值来进行各个气缸的行程判别的，它有这样的优点，即、无论检测的合成吸气压信号值有多少偏差都能正确地进行行程判别。但本发明还可在没偏差的情况下，只用刚才检测的合成吸气压值来判断其与吸气压变化的周期的关系，由其与曲轴的相位间的相互关系来进行各个气缸的行程判别。上述实施方式是把本发明的行程判别装置合适地用在4气缸发动机上，但本发明的行程判别装置还能广泛地适用于从单气缸到6气缸的各种发动机中。

Claims (1)

1.一种四冲程发动机的行程判别装置，其特征在于具有曲轴脉冲发生器(1c)、吸气压传感器(13a)、行程判别机构的电子燃料喷射控制组件(ECU)，该曲轴脉冲发生器(1c)作为相位检测机构检测四冲程发动机的曲轴的相位，该吸气压传感器(13a)作为吸气压检测机构检测与上述发动机的气缸相连的吸气管内的吸气压，该行程判别机构的电子燃料喷射控制组件(ECU)从吸气管内的吸气压以曲轴转2圈的时间作为1个周期变化的关系来进行气缸的吸气行程和爆发行程的行程判别运算。
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