TWI224651B - Engine controller - Google Patents

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TWI224651B
TWI224651B TW091125048A TW91125048A TWI224651B TW I224651 B TWI224651 B TW I224651B TW 091125048 A TW091125048 A TW 091125048A TW 91125048 A TW91125048 A TW 91125048A TW I224651 B TWI224651 B TW I224651B
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TW
Taiwan
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engine
ignition timing
idling
measured
target
Prior art date
Application number
TW091125048A
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English (en)
Inventor
Yuuichirou Sawada
Hitoshi Hasegawa
Michiyasu Takahashi
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Description

1224651 ⑴ 玖、發明說明 先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域 技術領域 本發明係有關控制引擎之引擎控制裝置者，特別是適用 於具備噴射燃料之燃料噴射裝置之引擎控制者。 先前技術 近年，因隨著被稱為噴射器之燃料噴射裝置的普及，使 得噴射燃料之時間及噴射燃料量，即空燃比等之控制變得 容易，並可促進高輸出化、低燃料費化、排氣的乾淨化等。 其中，特別是關於噴射燃料的時間，嚴格的說吸氣閥之狀 態，亦即一般而言測出凸輪軸之相位狀態，並配合該狀態 噴射燃料者為一般常見者。但，因測出凸輪軸之相位狀態 之所謂的凸輪感應器的價錢昂貴，特別是對於2輪車等有 著汽缸蓋大型化等的問題，故多無法採用。因此，例如於 特開平10-227252號公報中，提案了測出曲柄軸之相位狀態 及吸氣壓力，並從當中測出汽缸之行程狀態的引擎控制裝 置。因此，藉由使用此先前技術，可不測出凸輪軸之相位， 而測出行程狀態，故可配合其行程狀態而控制燃料之喷射 時間等。 發明所欲解決之問題 但，如前述以電子控制引擎之場合時，亦可一起控制點 火時期。點火時期關係到引擎之扭矩，若設定為較壓縮上 之死點稍微接近超前角側，可產生最大扭矩，自其起而變 更至超前角侧或滯後角侧，則扭矩減少。但例如於引擎旋 轉剛起動後，可適當控制空轉狀態不安定之引擎旋轉數的 -6 - 1224651
(2) 具體的點火時期控制方法，則目前尚未有任何提案。 發明内容 本發明係為解決上述諸問題者，以提供一種引擎控制裝 置為目的，其可例如於引擎旋轉起動剛開始之後，可適當 控制空轉狀態之引擎旋轉數。 解決問題之手段 為解決上述諸問題，本發明中之申請專利範圍第1項之 引擎控制裝置，其特徵為具備：曲柄軸相位測出手段，測 出曲柄軸的相位；吸氣壓力測出手段，測出引擎吸氣管内 的吸氣壓力；行程測出手段，根據上述曲柄軸相位測出手 段所測出的曲柄軸相位及上述吸氣壓力測出手段戶斤測出 的吸氣壓力，測出引擎的行程；及，引擎控制手段，根據 上述行程測出手段所測出的引擎行程，控制引擎的運轉狀 態；上述引擎控制手段具備：引擎旋轉數測出手段，測出 引擎的旋轉數；空轉測出手段，測出引擎的空轉狀態；目 標引擎旋轉數設定手段，當以上述空轉測出手段測出引擎 的空轉狀態時，設定目標引擎的旋轉數；空轉點火時期設 定手段，當以上述空轉測出手段測出引擎的空轉狀態時， 配合以上述目標引擎旋轉數設定手段所設定的目標引擎 旋轉數與以上述引擎旋轉數測出手段所測出的引擎旋轉 數的差分值，設定點火時期。 此外，本發明中之申請專利範圍第2項之引擎控制裝 置，係如申請專利範園第1項之引擎控制裝置，其中，上 述空轉點火時期設定手段於將點火時期變更設定為 1224651 (3) 超前角侧或滯後角侧中之一者時，避免對同侧之點火時期 變更連續。 此外，本發明中之申請專利範圍第3項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第1或2項之引擎控制裝置，其中， 上述空轉點火時期設定手段係於以上述目標引擎旋轉數 設定手段所設定之目標引擎旋轉數與以上述引擎旋轉數 測出手段所測出之引擎旋轉數之差分值之積分值上，乘以 預定之增益而設定點火時期。 此外，本發明中之申請專利範圍第4項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第3項之引擎控制裝置，其中，上 述空轉點火時期設定手段係於將點火時期變更設定為超 前角側或滯後角侧中之一者時，將於以上述目標引擎旋轉 數設定手段所設定之目標引擎旋轉數與以上述引擎旋轉 數測出手段所測出之引擎旋轉數之差分值之積分值上所 乘之對同側之點火時期變更設定用增益，設定為小的值。 此外，本發明中之申請專利範圍第5項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第3或4項之引擎控制裝置，其中， 上述空轉點火時期設定手段係於引擎旋轉剛起動後，將於 以上述目標引擎旋轉數設定手段所設定之目標引擎旋轉 數與以上述引擎旋轉數測出手段所測出之引擎旋轉數之 差分值之積分值上所乘之增益設定為大的值。 此外，本發明中之申請專利範圍第6項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第1至5項中任一項之引擎控制裝 置，其中，具備測出引擎溫度之引擎溫度測出手段，上述 1224651 (4) 空轉點火時期設定手段係根據以上述引擎溫度測出手段 所測出之引擎溫度，設定引擎由空轉狀態以外之狀態變成 空轉狀態時之點火時期。 此外，本發明中之申請專利範圍第7項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第1至6項中任一項之引擎控制裝 置，其中，具備測出引擎溫度之引擎溫度測出手段，上述 空轉點火時期設定手段係根據以上述引擎溫度測出手段 所測出之引擎溫度，設定點火時期之上下限值，而以該上 下限值控制點火時期。 此外，本發明中之申請專利範圍第8項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第7項之引擎控制裝置，其中，上 述空轉點火時期設定手段係設定該點火時期之上下限 值，而使得當上述引擎溫度測出手段所測出之引擎溫度越 高時，上述上下限值間之宽幅越狹窄。 此外，本發明中之申請專利範圍第9項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第1至8項中任一項之引擎控制裝 置，其中，具備測出大氣壓之大氣壓測出手段，上述空轉 測出手段係根據上述大氣壓測出手段所測出之大氣壓，設 定空轉狀態測出用之吸氣壓力之預定值，於上述曲柄軸相 位測出手段所測出之曲柄軸相位為預定值時之以上述吸 氣壓力測出手段所測出之吸氣壓力，為上述空轉狀態測出 用之預定值以下時，測出引擎之空轉狀態。 此外，本發明中之申請專利範圍第1 0項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第9項之引擎控制裝置，其中，上 1224651
(5) 述空轉測定手段係當上述大氣壓測出手段所測出之大氣 壓越高時，將上述空轉狀態測出用之吸氣壓力預定值設定 為較大。 此外，本發明中之申請專利範圍第1 1項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第9或1 0項之引擎控制裝置，其中， 上述大氣壓測出手段係根據上述吸氣壓力測出手段所測 出之吸氣塵力，測出大氣壓。 此外，本發明中之申請專利範圍第12項之引擎控制裝 置，係如申請專利範圍第1至1 1項中任一項之引擎控制裝 置，其中，於引擎與變速機間具備離心離合器，上述空轉 測定手段係當以上述引擎旋轉數測出手段所測出之引擎 旋轉數為上述離心離合器之結合旋轉數以下時，測出引擎 之空轉狀態。 實施方式 以下說明本發明之實施方式。 圖1係顯示例如機車用引擎及其控制裝置之一例的概略 構成。該引擎1係排氣量較小的單汽缸4循環引擎，具備了 缸體2、曲柄軸3、活塞4、燃燒室5、吸氣管6、吸氣閥7、 排氣管8、排氣閥9、火星塞1 0、點火線圈1 1。此外，吸氣 管6内設有配合油門之開口度而開關之節流閥12，該節流 閥1 2之下流侧之吸氣管6處，設有噴射器1 3，作為燃料噴 射裝置。該噴射器1 3係連接於配置於燃料槽1 9内之過濾器 1 8、燃料泵1 7、壓力控制閥1 6。此外，於該引擎1及變速 機間，安裝有離心離合器。 -10- 1224651 (6)
兮引擎i之運轉狀態，係由引擎控制單元15所控制。而 作I該引擎控制單元丨5之控制輸入，亦即測出引擎1的運 轉狀钱的手段，設置有：測出曲柄軸3的旋轉角度’亦即 相位的曲柄角度感應器測出缸體2的溫度或冷卻水的 溫度，亦即引擎本體溫度的冷卻水溫度感應器21，刻出排 氣管8内的空燃比的排氣空燃比感應器22，測出吸氣管6 内的吸氣壓力的吸氣壓力感應器2 ^
溫度，亦即吸氣溫度的纟氣溫度感應器2 5 $ i述引擎检
制單元15係輸人該等感應器的測出信號’將㈣信號輸出 至上述燃料泵1 7、壓力控制閥1 6、喷射器13、點火線圈1 1 在此，說明由上述曲柄角度感應器2〇輸出之曲柄角度信 號的原理。本實施方式中，如圖Μ所示，於曲柄軸3之外 周大致等間隔地設置複數個齒23，以磁氣慼應器等的曲柄 角度感應器20測出其接近，並施以適當的電處理而送出脈 衝信號。各齒23間之朝圓周方向的節距以曲柄軸3的相位 (旋轉角度）為30。，各齒23之朝圓肩方向的寬幅以曲柄軸3 的相位（旋轉角度）為1 〇。。但僅有處未遵照此郎距’而為 其他齒2 3之節距的2倍。其係如圖2 a所示，原本係將有齒 岛部份特殊地設定為無齒，該部份相當於不等間隔。以 下，稱其為缺翕部。 因此，曲柄軸3等速旋轉時，各齒2 3的脈衝信號列如圖 213所不。而圖2a係顯示壓縮上死點時的狀態（排氣上的死 ••占於土 ·占上亦相同），正好在該壓縮上死點前方之脈衝信 5虎圖不為0 ’’，其次之脈衝信號圖示為’’1 ’’，其次之脈衝信 -11 - 1224651
⑺ 號圖示為"2”，依此順序至編號至圖示為，，4"為止。相當於 該圖示為”4"的脈衝信號的齒之其次為缺齒部，將其當作 如同有齒存在而多計算1個齒，其次的齒2 3的脈衝信號中 編號為圖示為"6"。重覆此動作，則缺齒部接近圖示為，，丨6，， 的脈衝信號的齒之其次，故與前述相同而多計算i個齒， 其次的齒23的脈衝信號中編號為圖示為”18,，。若曲柄轴3 旋轉2次，則4行程的循環完全結束，至圖示為"2 3，，為止的 編號結束後，其次的齒23的脈衝信號中再次編號為圖示為 ”〇”。原則上，緊接著該編號為圖示為，，〇，，之齒23的脈衝信 號之後應该為壓縮上死點。如此，將測出之脈衝彳含號U 或其單體脈衝信號為曲柄脈衝。接著根據該曲柄脈衝，如 後述般地進行行程檢測，則可測出搖轉時間。此外，若_ 上述齒23設於與曲柄軸3同步旋轉之構件外周，亦完全才目 同。 另一方面，上述引擎控制單元1 5係由未圖示的微電腦等 所構成。圖3係顯示於該引擎控制單元1 5内之微電腦中進 行的引擎控制演算處理之實施型態的方塊圖。該演算處玉里 之構成，係具備：引擎旋轉數計算部26，由上述曲柄角户 信號計算引擎旋轉數；搖轉時間測出部27，亦由曲柄角戶: 信號及上述吸氣壓力信號，測出搖轉時間資訊，亦即行程 狀態；行程測出許可部29，讀取上逑引擎旋轉數計算部26 所計算的引擎旋轉數，對上述搖轉時間測出部27輸出行程 測出許可資訊，並且取得該榣轉時間 >則出部27之行程測出 資訊而輸出；汽缸内空氣質量/十鼻部2 8，讀取搖轉時間、則 -12 - 1224651
⑻ 出部27所測出搖轉時間資訊，由上述吸氣溫度信號、上述 冷卻水溫度（引擎溫度）信號、上述吸氣壓力信號及上述引 擎旋轉數計算部26所計算的引擎旋轉數，計算汽缸内之空 氣質量（吸入空氣量）；目標空燃比計算部3 3，由上述引擎 旋轉數計算部26所計算的引擎旋轉數及上述吸氣壓力信 號，計算目標空燃比；燃料噴射量計算部34，由目標空燃 比計算部3 3所計算之目標空燃比、上述吸氣壓力信號、上 述汽缸内空氣質量計算部2 8所計算之汽缸内空氣質量、上 述行程測出許可部2 9所輸出之行程測出資訊及上述冷卻 水溫度信號，計算燃料喷射量及燃料喷射時期；喷射脈衝 輸出部，讀取上述搖轉時間測出部27所測出搖轉時間資 訊，將對應上述燃料噴射量計算部34所計算之燃料噴射量 及燃料喷射時期之喷射脈衝，向上述喷射器13輸出；點火 時期計算部3 1，由上述引擎旋轉數計算部26所計算的引擎 旋轉數、由目標空燃比計算部3 3所計算之目標空燃比、及 上述行程測出許可部2 9所輸出之行程測出資訊，計算點火 時期；點火脈衝輸出部3 2，讀取上述搖轉時間測出部2 7 所測出搖轉時間資訊，將對應上述點火時期計算部3 1所設 定之點火時期之點火脈衝，向上述點火線圈1 1輸出。 上述引擎旋轉數計算部26係從上述曲柄角度信號的時 間變化率，計算出引擎輸出軸，亦即曲柄軸的旋轉速度， 而作為引擎旋轉數。具體而言，係算出以對應之曲柄脈衝 測出所需時間除上述相鄰齒2 3間的相位所得引擎旋轉數 的瞬間值，及包含其移動平均值的引擎旋轉數的平均值。 -13 - 1224651
(9) 上述搖轉時間測出部27係具有與上述特開平10-227252 號公報所記載之行程判別裝置相同的構成，藉此可如圖4 所示測出各個汽缸的行程狀態，並將其作為搖轉時間資訊 而輸出。亦即於4行程引擎中，因曲柄軸與凸輪軸係以既 定相位差而經常持續旋轉，故例如圖4所示，於讀取曲柄 脈衝時，上述缺齒部起第四個之圖示為” 9 ’’或’’ 2 1 ”之曲柄 脈衝係排氣行程或壓縮行程中之一者。如眾所知，排氣行 程時排氣閥打開，吸氣閥關或即使閉，故吸氣壓力高，而 壓縮行程之初期時吸氣閥仍打開，故吸氣壓力低，或即使 吸氣閥關閉，由於先前的吸氣行程，使得吸氣壓力低。因 此，吸氣壓力低時的圖示為” 2 Γ’的曲柄脈衝係顯示為位於 壓縮行程，得到圖示為” 0 ff的曲柄脈衝後立刻為壓縮上死 點。如此，若測出任一行程狀態後，若以曲柄轴的旋轉速 度對該行程間進行插入，則可更詳細地測出現在的行程狀 態。 上述行程測出許可部2 9係依據圖5所示演算處理，輸出 對上述搖轉時間測出部2 7之行程測出許可資訊。如前所 述，為從上述曲柄脈衝測出行程，曲柄軸至少需旋轉二 次。其間，包含上述缺齒部之曲柄脈衝必須要安定。但如 本實施方式之較小排氣量的單汽缸引擎，起動時的所謂搖 轉時，引擎之旋轉狀態不安定。因此，依圖5的演算處理 進行引擎旋轉狀態的判定，許可行程測出。 於圖5的演算處理中，例如將上述曲柄脈衝的輸入作為 觸發而實行。此外，該流程圖中，並未特別設置通信用之 -14- 1224651 (ίο) 步騾，但演算處理所得的資訊隨時更新而記憶於記憶裝 置，或演算處理所必須之資訊或程式隨時自記憶裝置讀出。 該演算處理中，首先於S 11讀入上述引擎旋轉數計算部 26所計算的引擎旋轉數的平均值。 其次移動至S12，判定於上述步騾S11所讀取之引擎旋 轉數的平均值，是否為相當初爆時之旋轉數以上的預先設 定之行程測出許可預定旋轉數以上，於該引擎旋轉數的平 均值為行程測出許可預定旋轉數以上時，則移動至步騾 S 1 3，不是時則移動至S 1 4。 於上述步騾S 1 3，輸出指示許可行程測出之資訊後，回 到主程式。 此外，於上述步騾S 1 4，輸出指示不許可行程測出之資 訊後，回到主程式。 根據該演算處理，係於引擎旋轉數的平均值，至少為相 當初爆時之旋轉數以上的行程測出許可預定旋轉數以上之 後，才許可行程測出，故曲柄脈衝安定，可正確測出行程。 上述汽缸内空氣質量計算部28，如圖6所示，具備三次 元圖，可從上述吸氣壓力信號及上述引擎旋轉數計算部26 所計算的引擎旋轉數，計算出汽缸内空氣質量。該汽缸内 空氣質量三次元圖，可以僅例如一邊實際以預定旋轉數使 引擎旋轉，一邊計測吸氣壓力變化時汽缸内的空氣質量， 可根據較簡單之實驗計測，因此圖之製作容易。此外，若 有高度的引擎模擬，亦可使用其製作圖。而汽缸内空氣質 量會因引擎溫度而變化，故亦可使用上述冷卻水溫度（引 -15 - 1224651 (ii) 擎溫度）信號而修正。 上述目標空燃比計算部33，如圖7所示，具備三次元圖， 可從上述吸氣壓力信號及上述引擎旋轉數計算部26所計 算的引擎旋轉數，計算出目標空燃比。該三次元圖在某一 程度上，亦可在桌上設定。空燃比一般係與扭矩相關，空 燃比小，亦即燃料多且空氣少，則扭矩增加，但效率降低。 相反地，空燃比大，亦即燃料少且空氣多，則扭矩較少， 但效率提高。空燃比小之狀態成為富油，空燃比大之狀態 成為貧油，最為貧油之狀態為所謂理想空燃比，或稱為 Stoichiometric，為汽油完全燃燒之空燃比，即14.7。 引擎旋轉數係指示引擎旋轉狀態之指標之一，一般於高 旋轉侧使空燃比大，於低旋轉侧使其小。此係因於低旋轉 侧提高扭矩之反應性，而於高旋轉侧提高旋轉狀態之反應 性。此外，吸氣壓力係顯示節流閥開口度等引擎負荷狀態 之指標之一，一般引擎負荷大時，亦即節流閥開口度大， 吸氣壓力亦大時，使空燃比小，而引擎負荷小時，亦即節 流閥開口度小，吸氣壓力亦小時，使空燃比大。此係因引 擎負荷大時重視扭矩，而引擎負荷小時重視效率之故。 如此，目樣空燃比係易於把握物理意義之數值。因此可 配合所要求之引擎輸出特性，而在某種程度上設定空燃 比。當然，配合實際車輛的引擎輸出特性，進行調整亦可。 此外，該目標空燃比計算部3 3具備過渡期修正部2 9，從 上述吸氣壓力信號測出引擎的運轉狀態的過渡期，具體而 言為加速狀態或減速狀態，並配合其而修正目標空燃比。 -16- 1224651
(12) 例如圖8所示，因吸氣壓力亦為節流閥操作之結果，故吸 氣壓力變大時，打開節流閥要求加速，亦即為加速狀態。 測出如此之加速狀態後，配合其而一時地將上述目標空燃 比設定於富油側，之後，恢復到本來的目標空燃比。恢復 至目標空燃比的方法，係可利用例如將於過渡期設定於富 油侧之空燃比與原本空燃比之加權平均的加權係數逐漸 變化等習知方法。相反地，若測出減速狀態，亦可自原本 之目標空燃比設定於貧油侧，而重視效率。 上述燃料噴射量計算部3 4係依據圖9所示之演算處理， 計算設定引擎起動時及通常運轉時的燃料噴射量及燃料 喷射時期。圖9之演算處理係例如上述曲柄脈衝的輸入作 為觸發而實行。此外，該流程圖中，雖並未特別設定通信 步騾，但演算處理所得資訊係隨時更新記憶於記憶裝置， 此外，並隨時自記憶裝置讀取演算處理所必要之資訊及程 式。 該演算處理中，首先於步騾S 2 1，讀取從上述行程測出 許可部2 9輸出之行程測出資訊。 其次移至步驟S 2 2，判定上述搖轉時間測出部2 7之行程 測出是否為未結束，於行程測出未結束時移至步騾S 2 3， 不是時移至步騾S24。 於上述步騾S23中，判定燃料噴射次數計數器η是否為 ”0”，於該燃料噴射次數計數器η為”0”時移至步騾S25，不 是時移至步騾S26。 於上述步騾S25中，判定此後的燃料噴射是否為引擎起 -17- (13)
1224651 動開始起第3次以後的燃料噴射’若為第3次以後的燃 射則移至步驟S27，不是則移至S2s。 、 於上述步驟S27中，讀取於曲柄輛2次旋轉間，預先設定 之曲柄角度，於本實施例中為上述圖2、圖4的圖示為,,6" 或圖不為"18”，其曲柄脈衝處之吸氣壓力，從 之吸氣壓力記憶部讀取，計算出二者之吸氣壓力差未之 移至步驟S29。 刀差又後， 壓=:ζ:!29中，定上逑步驟S28所計算*的吸氣 值以上疋於〜可某種程度識別出例如行程之程度的預定 不是時移至：吸氣壓力差為預定值以上時移至步驟S3〇， 不疋時移至步騾S28。 於上述步驟S30中’根據上述步驟s27所讀取 次旋轉間之預定曲乜 义曲柄軸2 ，、疋曲柄角度《吸氣壓力中較小一 壓力，計算出绚搬万^及乳 鼻出總燃料噴射量，之後移至步騾S3l。 、另-方® ’於上述步騾S28中，讀取上述 亦即引擎溫度，例如A;§p k、w 、 P欠/皿度， 多，計算根據冷卻水γ厣、_ 矸噴射I越 现又又〜燃料噴射量，之後移至步騾 。於該步騾S28或步驟夕主，騾 ^ ^ 3〇所計算出之總蠣料噴射暑 原本係意味著1循環，亦g 噴射置， T即曲柄軸每旋轉2次中，於明片> 程前1次噴射即可的燃料噴 y 、及軋仃 於哄々/ >飧疮,㉟射置。因此，行程已被測出， 、及氣行程如僅嘴射1次A么 7部水溫度對應燃料噴射量，則 今丨擎會對應冷卻水溫度，亦π #、 a — 4 P引擎溫度而適當地旋轉。 於上述步驟川中1上述步驟㈣所設 轉 射量之一半設定為本次之M t d I〜燃料噴 應枓嘴射量，且於各燃料嘴射時 ，18- (14) 1224651 期設足每-旋轉，亦即每一曲柄軸旋轉之預定之曲柄角 度，於本實施方式為上述圖2、圖4之圖示 ，，之曲柄脈衝退下時，之後移至步驟心次圖-為 於上述步騾S32中，上述燃料噴射次數計數器為”丨"之 後，回到主程式。 是^方面’於上述步驟⑽中，判定上—次的燃科噴射 二為剛好為吸氣行程之前，如上_次的燃科喷射剛好為 乳仃程：前時移至步驟S33，不是時移至步驟526。 於上述步騾S26中，將上一次的妷拉崦红窃 的燃科喷4” " 敏料喷射量設定為此次 設定每2里’且與上述步驟S31相同，於燃料喷射時期 之後移至：轉，亦即每一曲柄軸旋轉的預定之曲柄角度， 、 王步驟S34。 於上述半 後，回到1S34中，上述燃料喷射次數計數器為，，〇"之 J王程式。 此外，认 、 内空氣質上、步騾S33中’設定對應目標空燃比、汽缸 噴射時期德 Μ運轉時的燃料嘴射量及燃料 交機比計复’移至步騾S35。具體而言，例如以上述目护 丨鼻部3 3所算出的卉 ^ 算部2 8 _ $ 枯上燃比除上述空氣質量_ 科質量斤：的汽…氣質量，而能得到… 嘴射時間，之二:：噴射器13的燃料特性，可求出燃料 於上迷hsw异出巍料切量及燃料噴射時期。 後，回h 料"^次數計數nm 、 王程式。 又 、Z廣算處理中，於上述榣 榣轉時間測出部27之行程測出 -19. 1224651
(15) 尚未結束時，藉由將原本1循環1次，於吸氣行程前1次噴 射即可適當使引擎旋轉的總燃料噴射量的一半，以曲柄軸 每旋轉1次，以預定的曲柄角度噴射，如後述，於引擎起 動時，由搖轉開始起於最初的吸氣行程中，可能僅吸引必 要燃料的一半，但若在壓縮上死點或其附近點火，則雖然 較弱，但可確實得到爆發而使引擎起動。當然，由搖轉開 始起於最初的吸氣行程中吸引必要的燃料之情形，亦即曲 柄軸每旋轉1次噴射1次的燃料可以2次吸引之情形時，可 獲得充分的爆發而使引擎起動。 此外，即使行程測出，於上一次燃料噴射並非剛好吸氣 行程前之場合，例如為排氣行程前之場合，因僅噴射上述 必要燃料噴射量的一半，故會再次喷射與前次相同之燃料 噴射量，於下一吸氣行程吸引必要的燃料，獲得充分的爆 發力而運轉引擎。 接著，於上述行程測出未結束前，讀取曲柄軸2次旋轉 間之預設曲柄角度，具體而言，為上述圖2、圖4之圖示為 π 6 ”或圖示為"1 8 π的曲柄脈衝處的吸氣壓力，亦即吸氣行 程或膨脹行程的吸氣壓力，算出二者吸氣壓力差。如前所 述，若節流閥並未突然被開大，則因吸氣行程的吸氣壓力 與膨脹行程的吸氣壓力有對應的壓力差，故上述算出的吸 氣壓力差為上述可測出行程的程度的預定值以上時，則其 中較小之吸氣壓力作為吸氣行程的吸氣壓力，藉由對應其 吸氣壓力，亦即對應某種程度之節流閥開口度之吸氣壓 力，而設定總燃料噴射量，則可獲致對應節流閥開口度之 -20- (16)
引擎旋轉上升。 另—方面，上述曲柄軸2次旋轉間之預定曲柄角度處之 吸氣壓力差未滿預定值，或起動剛開始後的燃料嘴射時， 藉由設定對應冷卻水溫度，亦即引擎溫度的總燃料嗜射 量’則至少可抵抗摩擦而確實使引擎旋轉起動。 於上述點火時期計算部3丨中，根據圖丨〇所示演算處理， 计异設定引擎起動時及通常運轉時（包含引擎剛起動後） 的點火時期。該圖1 〇的演算處理係將曲柄脈衝的輸入作為 觸發iTFl 只订。此外，該流程圖中，並未特別設置通信用之 步驟’但廣算處理所得資訊係隨時更新記憶於記憶裝置， 、 並卩思時自記憶裝置讀取演算處1理所必要之資訊及程 ^ 、 理中，首先於步驟S41，讀取從上述行程 許可部29輸出之行程測出資訊。 其次移至冲^ ⑴ 步驟S42，判定上述搖轉時間測出部27之 測出是否為
τ σ 、、禾〜束’於行程測出未結束時移至步驟S 不疋時移至牛 7王步騾S44 〇 於上述步辨 满卢、 娜b47中’例如為引擎起動時，搖轉開始 硬件仞爆的煶底丄 暴發力心前，引擎旋轉數低且不安定，於 釉母1次旋轉，脱 ’將起動初期點火時期設定於上死點（不 ^、排氣），命汉 Ρ上述圖2、圖4之圖示為，，0"或圖示為 的曲柄脈姆浪此 今 k下時土曲柄軸旋轉角度10。後，回到 式。此外，+ A α ^ ^ 〜銜柄轴旋轉角度10。係加入電或機械之
改，實質上佴你L ‘、。上述圖2、圖4之圖示為，，〇"或圖示為 1224651 m (17) 的脈衝退下同時進行點火。 於上述步騾S44中，判定上述引擎旋轉數的平均值是否 為預定值以上，於該引擎旋轉數為預定旋轉數以上時，移 動至步騾S48，不是時則移動至S46。 於上述步騾S 4 6中，例如為引擎起動時，獲得初爆的爆 發力之後，引擎旋轉數高至某一程度（但引擎旋轉數不安 定），於1循環1次，將起動後期點火時期設定於壓縮上死 點前、超前角侧1 0 °，亦即上述圖3、圖1 1之圖示為f’ 0 "的 曲柄脈衝前進時土曲柄軸旋轉角度1 0°後，回到主程式。 此外，土曲柄軸旋轉角度1 0 °係加入電或機械之反應性， 實質上係與上述圖2、圖4乏圖示為” 0 ”或圖示為” 1 2 ”的脈 衝前進同時進行點火。 於上述步騾S48中，根據後述之圖14〜圖16的演算處 理，進行行程1循環中1次的通常點火時期設定後，回到主 程式。 該演算處理係於行程測出未結束之初爆前的搖轉開始 時，亦即於起動初期，配合上述曲柄軸每1旋轉的燃料噴 射，為確實使引擎起動，以曲柄軸每1旋轉的上死點附近 作為點火時期，而防止引擎的逆旋轉。此外，行程被測出 後，至引擎旋轉數達到預定值以上為止，藉由將較具扭矩 的壓縮上死點前、超前角側1 0 °附近設定為起動後期點火 時期，可使引擎旋轉數相當安定。 如此，本實施方式中，從吸氣壓力及引擎的運轉狀態， 依據預先記憶的目標空燃比圖，算出目標空燃比，以目標 -22- 1224651
(18) 空燃比除汽缸内空氣質量，藉此，可計算出燃料噴射量， 故可容易且正確控制，易於汽缸内空氣質量，且易於設定 目標空燃比，且容易製作圖。此外，亦不需要檢測引擎負 荷之節流閥開口度感應器或節流閥位置感應器等。 此外，藉由檢測出從吸氣壓力起加速狀態或減速狀態等 過渡期，修正目標空燃比，可僅根據目標空燃比圖而設定 加速時及減速時引擎的輸出特性，故可變更為駕駛人所要 求者或接近駕駛人的感覺者。 此外，藉由從曲柄軸的相位測出引擎的旋轉數，可容易 測出引擎旋轉數，例如取代凸輪感應器而自曲柄軸的相位 測出行程狀態，則可省去昂貴且大的凸輪感應器。 如此，不使用凸輪感應器的本實施方式，曲柄軸相位及 行程的測出顯的很重要。但僅由曲柄脈衝及吸氣壓力進行 行程測出的本實施方式，曲柄軸至少需旋轉2次，否則無 法測出。但引擎停止為哪一行程則不得而知。因此，本實 施方式於搖轉開始起至行程測出為止，使用上述曲柄脈 衝，於曲柄軸每1旋轉在預定曲柄角度進行燃料噴射，且 於曲柄軸每1旋轉在壓縮上死點附近進行點火。此外，行 程測出後，至引擎旋轉數達到預定值以上為止，於1循環 中進行1次，使用上述曲柄脈衝，在扭矩容易出現的壓縮 上死點前、超前角侧1 0°附近點火而進行可達成對應節流 閥開口度之目標空燃比的燃料噴射。 圖1 2中，係顯示藉由前述之燃料噴射及點火時期控制而 得到初爆，但其初爆爆發力較小時的引擎（曲柄軸）旋轉 -23 - (19)1224651 數、燃料噴 到初爆而引 轉數以上^ 圖3之圖示j 柄脈衝退下 上述圖4之丨 確）的曲柄朋 脈衝結束時 時，亦即退 此外，圖 根據冷卻水 其間，可得3 P 〇與相當於 者的吸氣壓 及第4次的％ 行程的曲柄 量。 藉由該燃 旋轉數平均 轉數以上之 同的曲柄角 出的結果， 其後係以理 燃比的燃料 射脈衝、點火脈衝的經過 嶁汐鉍私ΑΑ τ I化。如前所述，仵 ,μ , 成為仃程測出許可預定旋 止，點火脈衝係配合於曲 ’輔母1旋轉於上述
Ir ”〇·，或圖示為” 12”（此時之 編就並不正確）的曲 時輸出，燃料脈衝係配合 、 '曲柄轴每1旋轉於 國示為” 1 0 ’，或圖示為，， : 2(此時之編號並不正 L衝退下時輸出。附帶 丄 而s ’其係設定為點火 ，亦即退下時進行點火， ^ ^ . 然枓噴射脈衝結束 下時燃料喷射結束。 不弟1次及弟2次的辦扭喊l 、 〇燃科噴射，如前述，係依據 溫度，亦即引擎满_ & 、 擎，皿度而設足的總燃料噴射量， 丨丨J相當於吸氣行程的曲 7啤柄脈衝，，i 8，，的吸氣壓力 膨脹行程的曲柄脈衝” 、 狗脈衡6的吸氣壓力P!，且二 力差為上述可測出杯、 ⑼出饤心預足值以上，故第3次 《料噴射係跟隨相當私_ 、 相田於較低之一方，亦即吸氣 脈衝"1 8 "的吸裹厭夬n 乳壓力P〇而設定的總燃料噴射 料噴射1及點火控制，可得較弱初爆，而引擎 值平緩增加，於最後達到行程測出許可預定旋 時許可行孝王/則出，故如前述，比較上—次相 度的吸氣壓力而進行行程測出。此時，行程測 由於上一 /人的燃料噴射剛好在吸氣行程之前， 想的時間，於1循環中僅丨次，噴射達成目標空 。另一方® ’行程測出後，點火時期亦於1循 -24 · (20) 銥中僅進行1次，而由 ^ . 由於冷郃水溫度尚未達到預定溫度， 二轉旋轉數尚未安定，妓#丨，^ ^金。 故‘、、，占人時期係於壓縮上死點前、超 則角側1 〇 ，亦即上述一 銓山 ^圖3足圖不為”0”的曲柄脈衝前進時 輸出點火脈衝。藉此，少你ΑΑ π —·猎此，心後的引擎旋轉數迅速地增加。 圖1 3係顯示進行同媒 妹耍、 7 、搖轉時燃料噴射及點火控制的 、、、°果’初爆中獲得懷 ^ ^ ^ 較大時的引擎（曲柄軸）旋轉數、 燃科噴射脈衝、點火脈衝的 引擎旋轉數的平均值迅速辦，化如此強大的初爆， 可預定旋轉^上= 時間内達到行程測出許 果，上…上而許可行程測出。此時，行程測出的結 , /入的燃料噴射並非剛好在吸氣彳>且_而 言為膨脹行稆夕祕 仕及虱仃程之則，具體而 4低又後，再一次盥上一、Α ; 相同的燃料嗜 ，入相同的曲柄角度噴射 量，藉此可妒引：4吏接耆的吸氣行程吸引理想的燃料 J始引擎起動安定。 如此，本實施方式中，至行程 产 旋轉1次，以箱A、 d出為止，於曲柄軸1每 、疋之曲柄角噴射燃料， 1次，於壓狯r 且於曲柄軸1母旋轉 細此點附近進行點火，葬 可獲得確f沾、 猎此，即使微弱，但亦 又于隹只的初爆，並且可防止 得初爆前，若r θ f 一 的逆旋轉。亦即，獲 擎可能會逆旌M L 疋在近角侧點火，則引 疋旋轉。此外，行程測出、、 . 料噴射血點丨 進行1循環1次的燃 角侧1〇。附近逸〜^ 籍由在壓縮上死點前、超前 、進仃，可迅速起動引擎的 若行程測出許，—M戸 轉數。
細’右 1 循 1 次，Tlk gn II 行辦料噴舢冷 P曲柄軸2旋轉中1次進 丁燃种T射與點火，則若燃料 壓縮上死fj； „ 、、吸氣後，或點火非為 靨，、福上圯點，即無法獲得確實 7初爆。亦即引擎有起動順 -25 - 1224651
(21) 利及不順利的情形。此外，行程測出後，若曲柄軸1次旋 轉中1次進行燃料喷射，則於引擎旋轉數之使用區域高的 二輪車輛中，變得必須持續噴射燃料，而限制了噴射器的 動態範圍。此外，行程測出後亦持續於曲柄軸1次旋轉中1 次點火，會造成能源的浪費。 其次，以圖1 4〜圖1 6的流程圖說明上述圖9演算處理的 步騾S 4 8中所進行的次要程式。此外，該演算處理中的空 轉控制旗標FIDLE係由點火開關開而重設為”0”。 該演算處理中，首先於步驟S51進引擎是否為空轉狀 態，行後述圖2 1的演算處理，判定引擎為空轉狀態時移至 步驟S 5 2，不是時移至步騾S 5 3。如前所述，1不具備節流 閥開口度感應器之本實施方式中，必須使用節流閥開口度 以外的測出值來測出空轉狀態。於本實施方式的場合，於 引擎與變速機間具備離心離合器。如週知般，離心離合器 係於引擎旋轉數小時解放，而引擎旋轉數大時結合。該離 心離合器的結合引擎旋轉數係預先設定好，故於上述引擎 旋轉數計算部26所算出的引擎旋轉數平均值為該離心離 合器結合的引擎旋轉數以下，且上述吸氣信號壓力的吸氣 壓力為預定值以下時，若為空轉狀態，則會測出。藉此， 即使不使用節流閥開口度感應器，亦可正確地測出空轉狀 態。 於上述步騾S53中，由通常行走時點火時期圖算出目標 點火時期並輸出後，移至步騾S 5 4。例如一般上，通常點 火係比起上死點稍微接近超前角侧，而為扭矩最大處，故 -26- 1224651
(22) 以該點火時期為中心，配合吸氣壓力所反映的駕駛者的加 速意志而調整點火時期。 於上述步騾S54中’根據後述的圖17，根據冷卻水溫度 設定空轉點火時期後，回到主程式。 另一方面，上述步驟S52中，因位在空轉狀態，故依據 例如相當於引擎溫度的上述冷卻水溫度信號而設定引擎 可抵抗摩擦力而繼續旋轉之目標引擎旋轉數後，移到步騾 S55。具體而言，引擎内的摩擦力大概係由潤滑油的黏度 所決定，故越低溫、潤滑油的黏度越大，則使目標引擎旋 轉數大，若越高溫則使其小。 於上述步騾S55中，判定空轉控制旗標Fidle是否為，，〇，，， 田窆轉控制旗私FIDLE4 ”時移至步騾s 56，不是時則移至 步騾S57。 於上述步驟S56中，判定上述目前的引擎旋轉數是否在 上迷步驟S52所算出的目標引擎旋轉數以下，若目前的引 擎旋轉數為目標引擎旋轉數以下時移至步騾以8，不是時 則移至步騾s 5 9。 於上述步騾S58中，將上述空轉控制旗標設定為，，Γ， 後移至步騾S60 〇 %上述步驟S59中，將 後移至步驟S60 沐2上逑步驟S6〇中，將用於點火時期變更設定之增』 叹疋為較大的初期增益κΙΝΤ後，移至步驟S61。 於上迷步驟％1中’從例如圖17所示的空轉時點火時 -27- 1224651
(23) 圖，根據冷卻水溫度，亦即引擎溫度而設定目標點火時期 後，移至步騾S62(圖15)。 另一方面，於步騾S57中，判定上述空轉控制旗標Fidle 是否為”1”，當上述空轉控制旗標？10^為”1”時移至步騾 S63，不是時移至步騾S64。 於上述步騾S63中，判定上述目前的引擎旋轉數是否為 自目標引擎旋轉數減掉預定值α後之值以下，亦即於上述 步騾S57中空轉控制旗標FID1^為”1”後，目前的引擎旋轉數 應小於目標引擎旋轉數，故判定較該目標引擎旋轉數小的 目前的引擎旋轉數是否在目標引擎旋轉數起預定值α之 範圍内，若該目前的引擎旋轉數為自目標引擎旋轉數減掉 預定值α之值以下則移至上述步騾S62，不是時移至步騾 S65 〇 此外，於上述步騾S64中，判定上述空轉控制旗標Fidle 是否為π2”，當上述空轉控制旗標Fidle為”2”時移至步騾 S66，不是時移至步騾S62。 於上述步騾S66中，判定上述目前的引擎旋轉數是否為 目標引擎旋轉數加上預定值α後之值以下，亦即於上述步 騾S64中空轉控制旗標？10^為”2”後，目前的引擎旋轉數應 大於目標引擎旋轉數，故判定較該目標引擎旋轉數大的目 前的引擎旋轉數是否在目標引擎旋轉數起預定值α之範 圍内，若該目前的引擎旋轉數為目標引擎旋轉數加上預定 值α之值以下則移至上述步騾S65，不是時移至步騾S62。 於上述步騾S65中，將上述空轉控制旗標FIDLE設定為”3” -28-
1224651 後移至步騾S67。 於上述步騾S67中，將用於點火時期變更設定之增益K 設定為較上述初期增益KINT為小的通常增益KSTD後，移至 步騾S62。 於上述步騾S62中，算出上述目前的引擎旋轉數與目標 引擎旋轉數的差分值，亦即引擎旋轉數差的積分值。具體 而言，於記憶裝置所記憶的引擎旋轉數差的積分值上，加 上此次的引擎旋轉數的差。 接著移至步騾S68，判定上述空轉控制旗標FIDLE是否為 ”2”以下，當上述空轉控制旗標？101^為”2”以下時移至步騾 S69，不是時移至步騾S7 0。 於上述步騾S69中，判定上述增益K與上述引擎旋轉數 差的積分值的積的絕對值，是否為相當於變更設定至超前 角侧或滯後角侧之點火時期1度的1 deg.以上，當上述增益 K與上述引擎旋轉數差的積分值的積的絕對值為1 deg.以 上時移至步騾S71，不是時移至步騾S72a。 於上述步騾S71中，將於目前的目標點火時期上加上上 述增益K與上述引擎旋轉數差積分值的積分值的值，設定 為新的目標點火時期後，移至步騾S 7 3。 接著移至步騾S70，判定上述空轉控制旗標FIDLE是否為 ”3”，當上述空轉控制旗標FIDLE為"3”時移至步騾S74，不 是時移至步騾S75(圖16)。 於上述步驟S74中，判定上述增益K與上述引擎旋轉數 差的積分值的積值，是否為相當於變更設定至超前角側之 -29- 1224651 (25) 點火時期1度的+ 1 deg.以上，當上述增益K與上述引擎旋 轉數差的積分值的積值為+ 1 deg.以上時移至步騾S76，不 是時移至步騾S77。 於上述步騾S77中，判定上述增益K與上述引擎旋轉數 差的積分值的積值，是否為相當於變更設定至滯後角侧之 點火時期1度的一1 deg.以下，當上述增益K與上述引擎旋 轉數差的積分值的積值為一 1 deg.以下時移至步騾S78，不 是時移至步騾S72a。 於上述步騾S78中，將上述空轉控制旗標FIDLE設定為”5” 後移至步驟S79。 於上述步騾S76中，將上述空轉控制旗標FIDLE設定為”4” 後移至步騾S79。 於上述步騾S 79中，將於目前的目標點火時期上加上上 述增益K與上述引擎旋轉數差積分值的積分值的值，設定 為新的目標點火時期後，移至步騾S 7 3。 於上述步騾S 73中，重設上述引擎旋轉數差積分值，亦 即設為”0"之後移至步騾S72a。 於上述步騾S72a中，依據圖18的控制圖，設定對應上述 冷卻水溫度，亦即引擎溫度的目標點火時期上下限值後， 移至步驟S 7 2b。該目標點火時期上下限值中，上限值係 表示超前角侧（對壓縮上死點為正值）的限制值，下限值係 表示滯後角侧（對壓縮上死點為負值）的限制值，圖1 8的控 制圖中，冷卻水溫度，亦即引擎溫度越高，則使上限值越 小，使下限值越大，亦即二者間寬幅變窄。此外，例如理 -30- 1224651 (26) 想的空轉點火時期為壓縮上死點前5。時，設定為當冷卻水 溫度，亦即引擎溫度越高，目標點火時期上限值越接近該 壓縮上死點前5 °，目標點火時期下限值越接近該壓縮上死 點。此係因引擎溫度越高，則引擎運轉狀態安定，沒有一味 地將點火時期設定為超前角侧之必要，且亦無此要求之故。 於上述步騾S7 2b中，將於上述步騾S71或步驟S79設定 之目標點火時期，以於上述步騾s 7 2 a設定之目標點火時期 上下限值限制，設定新的目標點火時期後移至步驟S 7 2 c。 於上述步騾S72C中，輸出於上述步驟S72b設定之目標點 火時期後，回到主程式。 此外’於步驟S75中1，判定上述空轉控制旗標Fidle是否 為4 ’當上述空轉控制旗標為” 4，，時移至步騾58〇, 不是時移至步驟S81。 於上述步驟S80中，判定較小超前角侧增益Kadv與上述 引擎旋轉數差的積分值的積值，是否為相當於變更設定至 上迷超刖角側之點火時期1度的+ 1 deg·以上，當上述增益 KADVH述？丨擎旋轉數差的積分值的積值為+ 1 deg.以上 時移至步騾S82，不是時移至步驟S83。 於上述步驟S83中，判定上述通常增益kstd與上述引擎 旋轉數罢66拉、 7積分值的積值，是否為相當於變更設定至上述 滞後角侧之ϊ &
與 ^人時期1度的一 1 deg.以下，當上述增益KsTD ^ 迷引擎旋轉數差的積分值的積值為一 1 deg·以下時移 至步騾S84, 土 不是時移至步騾S85a。 ^锦S84中，將上述空轉控制旗標Fidl£設定為 -31 - 1224651
(27) 後移至步騾S86。 於上述步騾S86中，將於目前的目標點火時期上加上上 述增益KSTD與上述引擎旋轉數差積分值的積分值的值，設 定為新的目標點火時期後，移至步騾S 8 7。 此外，於上述步騾82中，將於目前的目標點火時期上加 上上述超前角侧增益KADV與上述引擎旋數差積分值的積 分值的值，設定為新的目標點火時期後，移至步騾S 8 7。
另一方面，於上述步騾S 8 1中，判定較小滯後角侧增益 KDlY與上述引擎旋轉數差的積分值的積值，是否為相當於 變更設定至上述滯後角侧之點火時期1度的一1 deg.以 下，當上述增益KDLY與上述引擎旋轉數差的積分值的積值 為一 1 deg.以下時移至步騾S88，不是時移至步騾S89。
於上述步騾S89中，判定上述通常增益K STD 與上述引擎 旋轉數差的積分值的積值，是否為相當於變更設定至上述 超前角側之點火時期1度的+ 1 deg.以上，當上述增益KSTD 與上述引擎旋轉數差的積分值的積值為+1 deg.以上時移 至步騾S90，不是時移至步騾S85a。 於上述步騾S90中，將上述空轉控制旗標FIDLE設定為”4” 後移至步騾S 9 1。 於上述步騾S 9 1中，將於目前的目標點火時期上加上上 述通常增益KSTD與上述引擎旋轉數差積分值的積分值的 值，設定為新的目標點火時期後，移至步騾S 8 7。 此外，於上述步驟S 8 8中，將於目前的目標點火時期上 加上上述滯後角侧增益KDLY與上述引擎旋轉數差積分值 的積分值的值，設定為新的目標點火時期後，移至步驟 -32- 1224651
(28) S87 〇 於上述步騾S87中，重設上述引擎旋轉數差積分值，亦 即設為” 〇 "之後移至步騾S 8 5 a。 於上述步騾S85a中，與上述步騾S72a相同 • I j 依據圖1? 的控制圖，設定對應上述冷卻水溫度，亦即％塾、 孝溫度的目 標點火時期上下限值後，移至步驟S 8 5 b。 迷步騾S86、 ’以於上述 設定新的目
於上述步驟S85b中’將於上述步驟S82、上 上述步騾S88或步騾S91設定之目標點火時期 步驟S 8 5 a設定之目標點火時期上下限值限制， 標點火時期後移至步騾S 8 5 c。 於上述步騾S85c中，輸出目標點火時期後回到主程式。
其次’說明圖17之空轉時點火時期圖。如前所示，冷卻 水之溫度，亦即引擎溫度越低，潤滑油的黏度越大，故於 空轉狀態，有必要抵抗該摩擦力保持引擎持續旋轉，而將 點火時期設定於更大之超前角侧，使具有充分扭矩。其同 時冷卻水之溫度’亦即引擎溫度越南，則將點火時期投 定於較小之超前角侧，故亦可抑制防止暖機結束後引擎的 噴起現象。但是於完全冷卻狀態的引擎中，若將點火時期 設定太過於位於超前角侧，則因引擎會逆旋轉而停止，亦 即產生所謂kick startmiss，故稍微向超前角侧小之值設定。 因此，根據上述圖1 4〜圖1 6的演算處理，如前述，引擎 起動後，引擎旋轉數達到預定值以上後，將增益K設定為 較大的初期KINT，此時的對應冷卻水之溫度，亦即引擎溫 度之目標點火時期即被設定。結果，目前的引擎旋轉數較 -33 - 1224651
(29) 目標引擎旋轉數為小，且由該目標引擎旋轉數起至進入上 述預定值α之範圍内為止，以於目標引擎旋轉數與目前的 引擎旋轉數的旋轉數差的積分值上乘上設定於上述較大 初期ΚΙΝΤ的增益Κ的份，將目標點火時期變更設定於超前 角侧，藉此，引擎旋轉數會迅速增加。另一方面，若目前 的引擎旋轉數較目標引擎旋轉數為大，且由該目標引擎旋 轉數起至不進入上述預定值α之範圍内為止，以於上述引 擎旋轉數差的積分值上同樣乘上設定於上述較大初期 ΚΙΝΤ的增益Κ的份，將目標點火時期變更設定於滯後角 侧，藉此，引擎旋轉數會迅速減少。 由此狀態，若目前的引擎旋轉數成為由上述目標引擎旋 轉數起預定值α之範圍内為止，上述增益Κ會設定為較上 述初期ΚΙΝΤ小的通常增益KSTD，以設定於該通常增益KSTD 之增益K與上述引擎旋轉數差的積分值的積值的份，將點 火時期變更設定於超前角侧或滯後角側。亦即從目標引擎 旋轉數中減掉目前的引擎旋轉數而得的引擎旋轉數差的 積分值若為正值，則點火時期變更設定於超前角侧，引擎 旋轉數增加，引擎旋轉數差的積分值若為負值，則點火時 期變更設定於滯後角侧，引擎旋轉數減少。 如此，點火時期變更設定於超前角侧或滯後角侧，則於 其次的演算處理時，於變更設定之侧上，使用較小的超前 角侧增益KADV及滯後角侧增益KDLY，而設定目標點火時期 的變更量。亦即，若上一次將點火時期變更設定於超前角 侧，則下一次以後將點火時期變更設定於超前角侧時，係 -34- 1224651
(30) 使用較小的超前角侧增益KADV而設定目標點火時期變更 量，故實質上對相同侧的目標點火時期變更設定變得難以 進行。相反地，若上一次將點火時期變更設定於超前角 侧，則下一次以後將點火時期變更設定於滯後角侧時，係 使用上述通常增益KSTD而設定目標點火時期變更量，故對 相反侧的目標點火時期變更設定容易進行。此於上一次將 點火時期變更設定於滯後角侧的情形時亦同。 圖1 9係顯示根據上述圖1 4〜圖1 6的演算處理而被控制 的引擎起動後的點火時期與目標引擎旋轉數、引擎旋轉數 的經過變化。於引擎起動後，藉由上述初期增益KINT，點 火時期迅速地變更設定於超前角侧，藉此，1引擎旋轉數迅 速地增加。接著，當引擎旋轉數接近目標引擎旋轉數時， 切換成上述通常增益KSTD，藉此，對於目標引擎旋轉數的 引擎旋轉數之過度會受到控制。 引擎起動後，引擎會變暖，冷卻水溫度亦變高，故目標 引擎旋轉數逐漸減少。隨著該目標引擎旋轉數減少，點火 時期亦逐漸地往滯後角侧，嚴格而言，係往超前角侧較小 值處變更設定，例如途中A部般，之所以目標引擎旋轉數 與引擎旋轉數不一致，但點火時期並未被變更設定，乃是 因為如前所述，對相同侧的點火時期的變更設定抑制效果 之故。亦即於該A部，因上述較小滯後角侧增益KDLY而連 續之對滯後角侧的點火時期變更設定受到抑制，藉此可防 止控制的失調。對此，如圖中的B部所示，因上述通常增 益KSTD而對相反侧的點火時期變更設定會確保反應性，使 1224651
(31) 引擎旋轉數追隨著目標引擎旋轉數。 另一方面，圖2 0係顯示暖機後，由空轉安定狀態起，於 時刻t(n全開節流閥，於時刻t〇2關閉節流閥，亦即回到空轉 狀態時的點火時期與目標引擎旋轉數、引擎旋轉數及對應 上述冷卻水溫度，亦即引擎溫度而設定的空轉點火時期設 定值的經過變化。藉由打開節流閥的同時，一度將點火時 期變更至滯後角侧，接著大大地變更至超前角侧，可得到 陡峭的扭矩的增大，藉此可迅速增加引擎旋轉數。接著， 於其間，空轉點火時期設定值係設定為節流閥打開前之值 為小的值，於時刻t〇2時節流閥關閉後，點火時期亦設定於 與該空轉點火時期設定值一致，之後，逐漸地1變更設定至 超前角側。該暖機過的引擎中，使空轉引擎旋轉數與目標 引擎旋轉數一致的最適的點火時期，係與節流閥打開前相 同，應在圖中C部的點火時期。與此相比，對應上述冷卻 水溫度的空轉點火時期設定值之所以設定為小，乃是因節 流閥關閉使引擎旋轉數迅速減少之故。假如節流閥關閉時 將點火時期設定為上述C部左右，則扭矩太大使得引擎旋 轉數難以減少。如此，藉由使對應上述冷卻水溫度的空轉 點火時期設定值設定為小，可因節流閥關閉使引擎旋轉數 迅速減少。 其次，說明上述圖1 4的演算處理的步騾S 5 1中所進行的 圖2 1的演算處理。於該演算處理中，首先在步騾S 1 0 1， 判定上述引擎旋轉數計算部26所算出的引擎旋轉數是否 為上述離心離合器結合旋轉數以下，當該引擎旋轉數為離 -36 - 1224651
(32) 心離合器結合旋轉數以下時移至步騾S102，不是時移至 步騾S 1 0 3。 於上述步騾S 1 0 2中，從上述吸氣壓力信號測出大氣壓 後，移至步騾S 104。例如引擎旋轉數小時，亦即引擎負 荷小時，可清楚得知吸氣閥正要打開之前的吸氣壓力與大 氣壓大致相等。所以，使用該吸氣閥正要打開之前的吸氣 壓力測出大氣壓。如此，可不需要大氣壓感應器，而可減 少零件，降低成本。 於上述步騾S 1 04中，讀取例如上述圖4所示圖示為π 1 8 ’’ 的曲柄脈衝處的吸氣壓力作為預定曲柄角度處的吸氣恩 力後，移至步騾S105。 於上述步騾S105中，根據上述步騾S102所測出的大氣 壓，依據圖22a所示的控制圖，設定對應大氣壓的吸氣壓 力空轉預定值後，移至步騾S106。因大氣壓越高，吸氣 壓力全體越高，故圖2 2 a的控制圖中，其構成係設定為大 氣壓越高，吸氣壓力空轉預定值設定為越大。次外，該吸 氣壓力空轉預定值亦可設定為不會如圖22a所示般連續變 化，而如圖2 2b所示成某種程度的階段性。此種情形時， 亦設定為大氣壓越高，吸氣壓力空轉預定值為越大》 於上述步驟S106中，判定於上述步騾S1 04所讀取之預 定曲柄角度處的吸氣壓力是否為上述步騾S105中所設定 之吸氣壓力空轉預定值以下，若吸氣壓力為空轉預定值以 下時移至步騾S107，不是時移至步驟S103。 於上述步騾S107中，判定引擎是否為空轉狀態後，移至 -37- 1224651
(33) 上述圖14的演算處理的步驟S52。 另一方面，於上述步騾S103中，判定％擎非為空轉狀態 後，移至上述圖1 4的演算處理的步騾s 5 2。 於該演算處理中，若引擎旋轉數為離心離合器結合旋轉 數以下，且預定曲柄角度處的吸氣壓力為空轉預定值以下 時，則判定引擎在空轉狀態。此外，對應大氣壓設定吸氣 塵力空轉預定值。如前述，吸氣壓力係依大氣壓而變動， 故若不對應大氣壓設定吸氣壓力玄轉預定值，則無法正確 測出空轉狀®。例如’若不對應大氣壓設定吸氣壓力空轉 預定值，而考慮寬裕將其設定為較大，則儘管節流閥被打 開’引擎旋轉數增大，但吸氣壓力不會超過空轉預定值， 而延遲適當地移至加速控制的時機。相反地，若將吸氣壓 力空轉預定值設定為較小，則測出空轉狀態的條件太過嚴 苛，使得空轉狀態的控制與非空轉狀態的控制失調。如 此，對應大氣壓設定吸氣壓力空轉預定值，可正確測出空 轉狀態，並可在適當時機移至非空轉狀態的控制。 圖23係顯示在充分暖機後，對應冷卻水溫度’亦即引擎 溫度而適當設定上述點火時期上下限值！GTh、IGTl ’並且 對應大氣壓而適當設定吸氣壓力空轉預定值Pg的狀態 下，從時刻^由節流閥全閉狀態起，將節流闕開口度TH 非常緩慢地變大時，其點火時期IGT、引擎旋轉數N及吸 氣壓力P的經過變化。此模擬中，隨著節流闕開口度T H緩 慢地變大，原本應為吸氣壓力P上升，而隨之引擎旋轉數N 亦會變大，但於上述圖2 1,的演算處理中尚未判定為更轉狀 -38- 1224651
(34) 態，故於上述圖1 4〜圖1 6的演算處理中係逐漸地將點火時 期IGT變更至滯後角侧使得空轉狀態下的目標引擎旋轉 數被維持，結果，引擎旋轉數N及吸氣壓力P幾乎皆沒有 變化。但如前所述，由於對應冷卻水溫度，亦即引擎溫度 而適當設定點火時期上下限值IGTH、IGTL，故點火時期下 限值IGTL會設定於絕對值較小的負值，於時刻tG2時，點火 時期IGT係由該點火時期下限值IGTL所限制。如此，時刻 t02該之後，吸氣壓力P上升，隨之引擎旋轉數N亦變大。 接著於引擎旋轉數N為上述離心離合器結合旋轉數N〇以 上前之時刻t〇3時，吸氣壓力P成為上述空轉預定值P0以 上，判定此時刻tG3時之引擎不在空轉狀態，故移至加速控 制，點火時期IGT變更至超前角侧，引擎旋轉數N大增。 另一方面，圖24係顯示不對應冷卻水溫度，亦即引擎溫 度而設定點火時期上下限值IGTH、IGTL，或不對應大氣壓 而設定吸氣壓力空轉預定值PG的狀態下的模擬。此處，設 定為點火時期上限值IGTH較大，點火時期下限值IGTt^i 小，從時刻起，將節流閥開口度ΤΗ非常緩慢地變大。 結果，為了維持空轉狀態下的目標引擎旋轉數，點火時期 IGT逐漸地變更至滯後角侧，於節流閥打開起至對應的時 間經過後的時刻t12時成為點火時期下限值IGTl而受到限 制，結果，吸氣壓力P上升，引擎旋轉數N亦變大，但因 吸氣壓力空轉預定值P〇大，故於吸氣壓力P為該空轉預定 值P〇以上的之前時刻t〇3時之引擎旋轉數N成為離心離合器 結合旋轉數N〇以上，於上述節流閥打開tu起至對應的時間 -39· 1224651
(35) 經過後，逐漸移至加速控制。與此類似之狀泥，例如以空 轉調節紐調節節流閥關閉開口度之場合亦會發生，調節空 轉調節紐：空轉旋轉數也難以增大。 此外，於上述實施方式中，係針對吸氣管内喷射型引擎 而作了說明，但本發明之引擎控制裝置亦可運用於氣缸内 噴射型引擎，亦即所謂直接噴射型引擎。 此外，於上述實施方式中，係針對單汽缸引擎而作了說 明，但本發明之引擎控制裝置亦可運用於2汽缸以上，亦 即所謂多汽缸引擎。 此外，引擎控制單元，亦可以各種演算電路代替微電腦 來使用。 發明之效果 如以上所說明，根據本發明中之申請專利範圍第1項之 引擎控制裝置，其構成為於測出引擎的空轉狀態時，以對 應目標引擎旋轉數與所測出的引擎旋轉數的差分值而設 定點火時期，故僅將以根據如冷卻水溫度等引擎溫度所設 定之目標引擎旋轉數與測出的引擎旋轉數的差分值上的 份，將點火時期變更設定於超前角侧，而使引擎旋轉數變 大，或變更設定於滯後角侧，而使引擎旋轉數變小，藉此， 可將引擎旋轉起動剛開始後的空轉狀態之不安定的引擎 旋轉數控制於該時間的適當旋轉狀態。 此外，根據本發明中之申請專利範圍第2項之引擎控制 裝置，其構成為將點火時期變更設定為超前角侧或滯後角 側中之一者，避免對同側之點火時期變更連績，故可抑制 -40- 1224651
(36) 防止空轉狀態下的引擎旋轉數變得過大或過小。 此外，根據本發明中之申請專利範圍第3項之引擎控制 裝置，其構成為於目標引擎旋轉數與所測出之引擎旋轉數 之差分值之積分值上，乘以預定之增益而設定點火時期， 故於目標引擎旋轉數與所測出之引擎旋轉數之差分值不 收斂時變更設定點火時期，而可抑制防止空轉狀態下的引 擎旋轉數變得過大或過小，且藉由適當地設定於引擎旋轉 數之差分值之積分值上乘上之增益，故可確實地抑制防止 引擎旋轉起動剛開始後的空轉狀態下的引擎旋轉數快速 地變大，或空轉狀態下的引擎旋轉數變得過大或過小。 此外，根據本發明中之申請專利範圍第4項之引擎控制 裝置，其構成為於將點火時期變更設定為超前角侧或滯後 角侧中之一者時，將於目標引擎旋轉數與所測出之引擎旋 轉數之差分值之積分值上所乘之對同侧之點火時期變更 設定用增益設定為小的值，故可確實地抑制防止空轉狀態 下的引擎旋轉數變得過大或過小。 此外，根據本發明中之申請專利範圍第5項之引擎控制 裝置，其構成為於引擎旋轉剛起動後，將於目標引擎旋轉 數與所測出之引擎旋轉數之差分值之積分值上所乘之增 益設定為大的值，故可使引擎旋轉起動剛開始後的引擎旋 轉數快速地變大。 此外，根據本發明中之申請專利範圍第6項之引擎控制 裝置，其構成為根據所測出之引擎溫度，設定引擎由空轉 狀態以外之狀態變成空轉狀態時之點火時期，故可於從節 -41 - 1224651 (37) 流閥打開往節流閥關閉的空轉狀態移動期，適當地減少引 擎旋轉數。 此外，本發明中之申請專利範圍第7項之引擎控制裝 置，其構成為根據引擎溫度設定點火時期之上下限值，而 以該上下限值控制點火時期，故可減少節流閥開口度有所 變化，但引擎旋轉數卻不變化的失調感。 此外，本發明中之申請專利範圍第8項之引擎控制裝 置，其構成為設定該點火時期之上下限值，而使得當引擎 溫度越高時，上下限值間之寬幅越狹窄，故可使對應於引 擎溫度高，暖機結束時的節流閥開口度變化的引擎旋轉數 變化的反應性良好。 此外，本發明中之申請專利範圍第9項之引擎控制裝 置，其構成為根據所測出之大氣壓，設定空轉狀態測出用 之吸氣壓力之預定值，於曲柄軸相位為預定值時之吸氣壓 力，為空轉狀態測出用之預定值以下時，測出引擎之空轉 狀態，故可確實地測出引擎之空轉狀態，且可確實地進行 空轉狀態以外的引擎運轉狀態的控制。 此外，本發明中之申請專利範圍第1 0項之引擎控制裝 置，其構成為當大氣壓越高時，將空轉狀態測出用之吸氣 壓力預定值設定為較大，故可對應大氣壓的變化而確實地 測出引擎之空轉狀態，且可確實地進行大氣壓變化時的空 轉狀態以外的引擎運轉狀態的控制。 此外，本發明中之申請專利範園第1 1項之引擎控制裝 置，其構成為根據所測出之吸氣壓力，測出大氣壓，故不 -42- 1224651 (38) 需要大氣壓感測器，因此可減少零件數，降低成本。 此外，本發明中之申請專利範圍第12項之引擎控制裝 置，其構成為當所測出之引擎旋轉數為離心離合器之結合 旋轉數以下時，測出引擎之空轉狀態，故可確實地測出引 擎之空轉狀態。 圖式簡單說明 圖1係機車用引擎及其控制裝置的概略構成圖。
圖2(a)、（b)係圖1之引擎中輸送出曲柄脈衝的原理說明 圖。 圖3係顯示本發明之引擎控制裝置一實施方式的方塊圖。 圖4係說明由曲柄軸相位與吸氣壓力測出行程狀態的說 明圖。 圖5係顯示圖3的行程許可部所進行的演算處理的流程 圖。 圖6係計算出記憶於汽缸内空氣質量計算部的汽缸内空 氣質量計算用的圖。
圖7係計算出記憶於目標空燃比計算部的目標空燃比計 算用的圖。 圖8係過渡期修正部的作用說明圖。 圖9係顯示圖3的燃料喷射量計算部所進行的演算處理 的流程圖。 圖1 0係顯示圖3的點火時期計算部所進行的演算處理的 流程圖。 圖1 1係圖1 0中所設定的點火時期說明圖。 -43 -
1224651 圖1 2係依據圖3的演算處理之引擎起動時的作用說明圖。 圖1 3係依據圖3的演算處理之引擎起動時的作用說明圖。 圖1 4係顯示圖9的演算處理所進行之次要程式的流程圖。 圖1 5係顯示圖9的演算處理所進行之次要程式的流程圖。 圖1 6係顯示圖9的演算處理所進行之次要程式的流程圖。 圖1 7係用於圖1 4〜圖1 6的演算處理中的控制圖。 圖1 8係用於圖1 5、圖1 6的演算處理中的控制圖。 圖1 9係引擎剛起動後的點火時期說明圖。 圖20係從節流閥打開至節流閥關閉時的點火時期說明 圖。 圖2 1係顯示圖1 4的演算處理所進行之次要程式的流程 圖。 圖22(a)、（b)，係用於圖2 1的演算處理中的控制圖。 圖23係緩慢打開節流閥時的點火時期、吸氣壓力、引擎 旋轉數的說明圖。 圖24係緩慢打開節流閥時的點火時期、吸氣壓力、引擎 旋轉數的說明圖。 圖式代表符號說明 1 引擎 3 曲柄軸 4 活塞 5 燃燒室 6 吸氣管 7 吸氣閥 -44- 1224651
(40) 8 排氣管 9 排氣閾 10 火星塞 1 1 點火線圈 12 節流閥 13噴射器
1 5引擎控制單元 16壓力控制閥 17燃料泵 20 曲柄角度感應器 2 1 冷卻水溫度感應器 2 3 嵩 24吸氣壓力感應器 25 吸氣溫度感應器 26引擎旋轉數計算部 27 搖轉時間測出部（行程測出手段）
2 8 汽缸内空氣質量計算部 2 9行程測出許可部 30 噴射脈衝輸出部 3 1 點火時期計算部 32 點火脈衝輸出部 3 3 目標空燃比計算部 34燃料噴射量計算部 -45 -

Claims (1)

1224651
第091125048號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年9月） 拾、申讀專利範圍 1. 一種引擎控制裝置，其特徵為具備：曲柄軸相位測出 手段，測出曲柄軸的相位；吸氣壓力測出手段，測出 引擎吸氣管内的吸氣壓力；行程測出手段，根據上述 曲柄軸相位測出手段所測出的曲柄軸相位及上述吸氣 壓力測出手段所測出的吸氣壓力，測出引擎的行程； 及，引擎控制手段，根據上述行程測出手段所測出的 引擎行程，控制引擎的運轉狀態；上述引擎控制手段 具備：引擎旋轉數測出手段，測出引擎的旋轉數；空 轉測出手段，測出引擎的空轉狀態；目標引擎旋轉數 設定手段，當以上述空轉測出手段測出引擎的空轉狀 態時，設定目標引擎的旋轉數；空轉點火時期設定手 段，當以上述空轉測出手段測出引擎的空轉狀態時， 配合以上述目標引擎旋轉數設定手段所設定的目標引 擎旋轉數與以上述引擎旋轉數測出手段所測出的引擎 旋轉數的差分值，設定點火時期。 2. 如申請專利範圍第1項之引擎控制裝置，其中，上述空 轉點火時期設定手段於將點火時期變更設定為超前角 側或滯後角側中之一者時，避免對同側之點火時期變 更連續。 3. 如申請專利範圍第1項之引擎控制裝置，其中，上述空 轉點火時期設定手段係於以上述目標引擎旋轉數設定 手段所設定之目標引擎旋轉數與以上述引擎旋轉數測 出手段所測出之引擎旋轉數之差分值之積分值 1224651 申請專利範圍績頁 __議_議！____ 上，乘以預定之增益而設定點火時期。 4. 如申請專利範圍第3項之引擎控制裝置，其中，上述空 轉點火時期設定手段係於將點火時期變更設定為超前 角側或滯後角側中之一者時，將於以上述目標引擎旋 轉數設定手段所設定之目標引擎旋轉數與以上述引擎 旋轉數測出手段所測出之引擎旋轉數之差分值之積分 值上所乘之對同側之點火時期變更設定用增益，設定 為小的值。 5. 如申請專利範圍第3或4項之引擎控制裝置，其中，上 述空轉點火時期設定手段係於引擎旋轉剛起動後，將 於以上述目標引擎旋轉數設定手段所設定之目標引擎 旋轉數與以上述引擎旋轉數測出手段所測出之引擎旋 轉數之差分值之積分值上所乘之增益，設定為大的值。 6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之引擎控制裝置， 其中，具備測出引擎溫度之引擎溫度測出手段，上述 空轉點火時期設定手段係根據以上述引擎溫度測出手 段所測出之引擎溫度，設定引擎由空轉狀態以外之狀 態變成空轉狀態時之點火時期。 7. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之引擎控制裝置， 其中，具備測出引擎溫度之引擎溫度測出手段，上述 空轉點火時期設定手段係根據以上述引擎溫度測出手 段所測出之引擎溫度，設定點火時期之上下限值，而 以該上下限值控制點火時期。 8.如申請專利範圍第7項之引擎控制裝置，其中，上述空 1224651 _麵範圍顆 轉點火時期設定手段係設定該點火時期之上下限值， 而使得當上述引擎溫度測出手段所測出之引擎溫度越 高時，上述上下限值間之寬幅越狹窄。 9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之引擎控制裝置， 其中，具備測出大氣壓之大氣壓測出手段，上述空轉 測出手段係根據上述大氣壓測出手段所測出之大氣 壓，設定空轉狀態測出用之吸氣壓力之預定值，於上 述曲柄軸相位測出手段所測出之曲柄軸相位為預定值 時之以上述吸氣壓力測出手段所測出之吸氣壓力，為 上述空轉狀態測出用之預定值以下時，測出引擎之空 轉狀態。 10. 如申請專利範圍第9項之引擎控制裝置，其中，上述空 轉測定手段係當上述大氣壓測出手段所測出之大氣壓 越高時，將上述空轉狀態測出用之吸氣壓力預定值設 定為較大。 11. 如申請專利範圍第9項之引擎控制裝置，其中，上述大 氣壓測出手段係根據上述吸氣壓力測出手段所測出之 吸氣壓力，測出大氣壓。 12. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之引擎控制裝置， 其中，於引擎與變速機間具備離心離合器，上述空轉 測定手段係當以上述引擎旋轉數測出手段所測出之引 擎旋轉數為上述離心離合器之結合旋轉數以下時，測 出引擎之空轉狀態。
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