CN1161407A - 内燃机及其使用该内燃机的空调机 - Google Patents

Abstract

一种内燃机具有在内燃机起动时计算节流阀最佳节度的计算功能部分，还具有根据从起动开始到起动结束的时间统计数据，确定起动时节流阀最佳开度的节流阀开度确定装置。以及一种空调机，具备内装内燃机装置，内燃机装置驱动的压缩机及室外热交换器的室外机组和内装室内热交换器的室内机组，用制冷剂配管连接压缩机，上述室外热交换器及室内热交换器等的冷冻机器，构成冷冻循环，且具有上述节流阀最佳开度的节流阀开度确定装置。

Description

内燃机及其使用该内燃机的空调机

本发明涉及设置了计算内燃机起动时节流阀的最佳开度的运算功能部分的内燃机。

这种内燃机已公知有多种均作为汽机或动力驱动式空调机等的驱动源。如图9所示，特开平6-42391号公报揭示了一种根据检测出的内燃机50的各部分状态的检测信号和检测出的驾驶者操作的加速踏板7的踩踏深度的检测信号，计算节流阀10开度的内燃机100。

在图9中，设置在内燃机50的吸气道2内的节流阀10由于可调整从空气滤清器3吸入的、流向汽缸的空气流量，因此，可调整空气与来自燃料箱5的燃料从燃料喷射阀5A喷射出的与燃料气体的混合率，以便使内燃机50处于最佳工作状态。

配电盘15的电脉冲赋予火花塞16而火花放电，使被送入汽缸内的空气与燃料气体的混合气体进行燃烧。

节流阀10依靠脉冲电机10A为驱动源，通过改变相对于闭合状态的位置S的角度θ，因此，可调整上述混合率，利用角度检测器10B检测与角度θ对应的开度，并得到开度检测信号D1。

加速踏板7的踩踏量的检测、曲轴20的转速(单位时间内的转数)和吸气路2的壁部温度和吸气压力分别由角度检测器7A的踩踏量检测信号D2、转速计25的转数检测信号D3和温度检测器8A及压力检测器8B的温度检测信号D4和压力检测信号D5得到，将这些检测信号输入电子控制部(ECU)70内，由控制部70内的微处理器求出最佳节流阀开度θ。

起动时，接通电动机电源，由电机驱动起动机构60(起动器)，使曲轴转动，进行燃烧循环，在达到高机械运动惯性、持续燃烧的转速之前，必须由外力强制运转。将达到高机械惯性、持续燃烧循环的转速称为“完爆”。

把从由起动机构60开始起动的起动开始到在机械惯性作用下达到持续燃烧的转速的起动结束的时间称作起动所需时间。该起动所需时间和起动的成功与否与节流阀的开度θ大小有关，因此，希望实现最佳开度。

起动时节流阀的最佳开度由于受内燃机本身各部件的摩擦和环境温度等诸条件影响，根据上述现有技术的各检测信号计算该最佳开度并对节流阀进行控制是困难的，因此，采用的控制方式是从起动必须成功的开度起慢慢地增加开度。

也就是说，如图7所示，是以这样的方式进行控制，从起动开始后的时间T1至时间T2，使节流阀的开度从开度X到开度Y之前基本上以直线增加后为起动结束。

因此，由于起动所需时间比较长，起动机构部分的消耗激增，缩短内燃机装置整体的寿命。因此，希望能够提供一种不存在上述问题，通过计算得到节流阀最佳开度并以此开度起动的内燃机装置。

本发明的内燃机设置有计算上述内燃机起动时节流阀的最佳开度的计算功能部分，其特征在于设置有根据从起动开始到起动结束的时间的统计数据，确定起动开始时节流阀的最佳开度值的节流阀开度确定装置。

本发明的空调机具备内装内燃机装置，由该内燃机驱动的压缩机及室外热交换器的室外机组和内装室内热交换器的室内机组，用制冷剂配管将压缩机、室外热交换器及室内热交换器等冷冻机器连通构成制冷循环，其特征在于内燃机装置具有节流阀开度确定装置，该确定装置根据从内燃机起动时的开始起动时刻到起动结束的时间的统计数据确定起动时节流阀的最佳开度值。

图1是本发明的省略了负荷部分的方框图。

图2是本发明的主要部分的方框图。

图3是本发明主要部分的数据图。

图4是本发明主要控制流程图。

图5是本发明主要控制流程图。

图6是本发明主要控制流程图。

图7是内燃机的主要部件动作特性图。

图8是内燃机的主要部件动作特性图。

图9是省略了内燃机装置的负荷部分的主要部件透视图。

图10是使用本发明的内燃机装置的发动机驱动式的空调机的方框图。

下面，结合附图说明本发明的实施例。

图10示出了使用本发明内燃机装置的发动机驱动式空调机的构成。

本发明的内燃机装置与在现有技术中说明的图9的内燃机装置100的结构相同，由ECU70以后述方式确定起动时节流阀10的最佳开度。

在图10中，U1表示室外机组，U2代表室内机组。

室内机组U2可根据室内的大小和室内空调载荷的大小配置若干，用制冷剂配管101将若干个室内机组U2和室外机组U1连接起来。

室外机组U1中，装有压缩机132，内燃机装置100，四通阀133，室外热交换器134，储气箱135、贮液灌138和室外电动阀139等。

在室内机组U2中装有室内电动阀136和室内热交换器137。

这些冷冻机器通过制冷剂配管构成冷冻循环，内燃机装置100驱动压缩机132，制冷时，以实线所示设定四通阀133，制冷剂以实线箭头所示方向流动，室内热交换器137作为蒸发器，对室内进行冷却。另一方面，供暖时，以虚线那样设定四通阀133，制冷剂以虚线箭头所示方向流动，室内热交换器137作为冷凝器，对室内加热。另外，140、141是旁通阀，压缩机122的制冷剂排出侧配管142和制冷剂吸入侧配管143可相互联通。

144是液体配管，通过开闭设置在途中的液体阀145，可向贮液灌138和四通阀133之间的制冷剂吸入配管供给流过伺服阀(ServieeValve)146和储气箱135间的制冷剂配管的部分液态制冷剂。

图1是表示内燃机装置100构成的方框图，ECU70如图2所示，是主CPU70A构成主体的控制部，例如，市场销售的CPU板。另外ECU70可构成对空调机整体进行控制的结构。

检测所定各部件的状态得到的各检测信号和操作操作部76输入的运行·停止等的操作信号通过输入输出接口71输入作业用存储器73内进行存储。检测信号有如由转速仪25检测曲轴20的转速而得到的转速检测信号D3。显示器77显示CPU70A中的控制处理的状态等中的所需信息，例如，起动失败的报警或上次节流阀的开度值等。

处理用存储器72如可为ROM，存储控制处理程序。作业用存储器73可为RAM，暂时存储由CPU70A运算的数据。数据用存储器74如可是能擦写的PROM(EEPROM(Electrically Erasable PROM)，预先存储与图3所示的函数符号相对的数据中控制处理所必需的初始值·规定值·定量值的数据，本次存储起动得到的数据。

CPU70A执行处理存储器72内存储的控制处理程序，通过输入输出接口71将作业用存储器73和数据用存储器74内存储的数据和由计时电路75对计时数据处理而得到的控制信号，例如用于控制节流阀10·配电器15等的控制信号输出给所定的各控制对象部分进行控制处理。

下面根据图4及图5的流程说明如上结构的内燃机装置。

图4及图5的控制处理流程是作为控制处理内燃机装置100的整体动作的控制主程序中所附带的[起动时的节流阀开度的控制处理]的子程序，在电源接通时的内燃机50起动时，执行该子程序。控制处理流程中所记载的各函数符号的内容是如图3所示，示出了水冷竖型四气缸发动机的具体值。

当接通电源时，为了确定节流阀10的基准位置，使其朝关闭节流阀10的方向移动，并规定将完全关闭位置作为开度[0](步骤1)。以后控制处理的节流阀10的开度值距该规定位置的值。当确定了基准位置时，输出[运转开始]的指令信号，执行步骤2以下的运转开始处理。

[运转开始]指令信号具有运行者通过操作操作部76输入的信号和随负荷侧动作产生的要求信号，后者情况，根据空调的室内温度检测器的检测值和设定温度值的比较结果输出的信号成为该[运转开始]的指令信号。

一旦接受到内燃机50的[运转开始]的指令信号，将节流阀10的开度(α)调整为初始开度(a)(步骤2)。因此，起动机构60动作，测量曲轴20的转速，同时开始计时(步骤3)，到达[t0]前判断转速是否为[r1](步骤4)。到达[t0]之前转速为[r1]以上时，停止计时，判断出[起动成功]，否则判断为[起动失败]。

判断为[起动失败]时，接着判断转速是否达到[r2](步骤5)。没有达到[r2]时，判断为没有供给燃料，超过[r2]时，判断为[起动失败]。

判断为没有供给燃料时，将无燃料的失败次数[Ng]加1(步骤6)，判断[Ng]是否满规定值[n1](步骤7)。判断出[Ng]不满[n1]时，调整节流阀10的开度。判断为[起动失败]时，将有燃料的失败次数[N]加1(步骤8)，并判断[N]是否满规定值[n2](步骤9)。判断出[N]未满(n2)时，调整节流阀10的开度。

节流阀10的开度调整，首先判断节流阀10的开度[α]是否为上限值[β](步骤10)，如果高于[β]，将节流阀10节流至下限值[γ](步骤11)。如果节流阀10的开度[α]小于上限值[β]，将节流阀10的开度[α]加规定值[b]，结果，[α]超过上限值[β]时，将节流阀10的开度调整为[β]，节流阀10只开大[b](步骤12，13，14)。

当节流阀10的开度调整结束时，等待[e]秒(步骤15)，为了再次使起动机构60动作，进行步骤3以下的控制。这里，之所以要等待[e]秒时间，是为了因起动运转起动机构60的电机温度上升，一旦对电机冷却后，再次起动运转时防止电机过热。

在即使反复规定次数的上述起动控制处理，内燃机50仍不能起动时，即，无燃料的失败次数[Ng]为[n1]次以上，或有燃料的失败次数[N]为[n2]次以上时，由显示器75显示出[起动失败]这样的字眼(步骤16)，跳出子程序。

另一方面，因起动机构60动作，在时间[t0]的间隔内，曲轴20的转速达到[M]，[起动成功]时，将[Ng]和[N]的值设定为[0]后(步骤17)，判断起动所需时间[t]是否满规定值[t1](步骤18)。起动所需时间[t]大于规定值[t1]时，将现在的节流阀10的开度[α]加规定值[c]，在该值不超过节流阀10的上限值[β]时，把该值设定为多次起动时节流阀10的初始开度[a]，超过[β]时，把[β]设定为初始开度[a](步骤19，20，21)。因此，起动所需时间大于规定值[t1]时，

在起动所需时间[t]未满[t1]时，在未满[t1]前，起动成功的次数[N]加1(步骤22)，判断该值是否未满规定次数[m](步骤23)，起动成功次数[N1]到[m]以上之前，计算出起动所需时间的平均值[tn](步骤24)，之后，跳出该子程序。此时，节流阀10的初始开度[a]不变更，下次起动时，仍以相同的开度进行起动处理。

当起动成功次数[N1]在[m]以上时，计算出[m]次时[t]的平均值[tm1](步骤25)。从此时起动所需时间[t]和平均时间计算出[tm1]。然后，根据[tm2]是否为[0]判断当前算出的[tm1]的值是否为设定的[tm2](步骤26)。在[tm2]为0时，此时的节流阀10的开度[α]为最佳，将初始开度[a]设定为该开度[α](步骤27)。即，起动所需时间[t]在规定值[t1]以下，最初[m]次以上起动成功时，将此时的开度[α]设定为最佳初始开度[α]。

在把当前的平均值[tm1]的值设定为[tm2]，而[tm2]不为0时，判断[tm1]是否不满[tm2]。[tm1]未满[tm2]时，即，比当前起动成功时间的平均值短时，将此时的节流阀10的开度[α]设定为初始开度[a](步骤27)。[tm1]在[tm2]以上时，从此时的节流阀10的开度减去规定值[d]，该值比下限值[γ]大时，设定为初始在开度[a]，在下限值以下时，下限值[γ]设定为初始开度[a](步骤29，30，31)。

完成了该初始开度设定后，将成功起动次数[N1]设定为[0](步骤32)，之后，为了存储当前m次起动所需时间的平均值，将[tm1]的值设定为[tm2](步骤33)。

如上所述，以内燃机50的起动方式进行运转开始控制，将通过过去的起动运转统计得到的最合适的且[起动成功率]较高的节流阀开度[α]的值作为新的初始值存储在数据用存储器74内，该数据在下次起动时使用。

在本发明的控制构成中，如图8所示，根据起动所需时间决定满足起动所必要的轴转矩A的节流阀开度B，以推定起动最容易的开度进行动作，以便下次起动。

在上述图4及图5所示的处理流程中，在决定节流阀10的初始开度[a]之际，虽然使用了m次起动所需时间的平均值，但可省略该处理。图6示出了这种情况的控制处理流程。另外，在各变数记号的具体值中，仅记号β·γ·r1·r2以图6的右下角记载的方式变化，对其它记号，与图3记载的具体例一样。

在图6中，与图4·图5的控制处理的步骤相同的步骤符号的地方因进行与通过图4·图5说明的动作相同的控制处理，所以省略其说明。不同点是判断起动所要时间[t]是否小于规定值[t1](步骤18A)，结果，在起动所需时间[t]比规定值小时，此时的节流阀10的开度[α]为最合适开度，并设定为初始化开度[a](步骤27A)。另外，起动所需时间[t]比[t1]长时，与图5的控制处理流程一样，把节流阀10的初始开度[a]设定为比此时的开度[α]大的值。

然而，此种情况下，根据统计结果虽然精度多少要低一些，但在下一次起动时节流阀的开度在很短的时间内达到最佳开度，且容易设定。

如上所述，本发明的结构是，根据从起动开始到起动结束的时间(起动所需时间)的统计数据进行运算，来决定起动时的最佳节流阀开度值，因此，与装置的各动作部分的长年变化无关，该内燃机装置通常能够进行最合适的起动。

在以如此方式运算节流阀最佳开度时，以曲轴转速·节流阀开度的检测数据和计时电路的计时数据这些简单数据进行运算，因此，不需要检测大部分动作部件的动作状态，价格低廉。

Claims (2)

1.一种内燃机，该内燃机具有在内燃机起动时计算节流阀最佳节度的计算功能部分，其特征在于还具有根据从起动开始到起动结束的时间统计数据，确定起动时节流阀最佳开度的节流阀开度确定装置。

2.一种空调机，该空调机具备内装内燃机装置，由该内燃机装置驱动的压缩机及室外热交换器的室外机组和内装室内热交换器的室内机组，用制冷剂配管连接压缩机，上述室外热交换器及上术室内热交换器等的冷冻机器，构成冷冻循环，其特征在于上述内燃机装置具备根据从起动开始到起动结束的时间统计数据，确定起动时节流阀最佳开度的节流阀开度确定装置。

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