專利名稱：發(fā)動機(jī)斷路開關(guān)控制電路及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)，尤其涉及以受控方式關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)的控制電路及方法。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)通常具有包括在其點(diǎn)火系統(tǒng)中的斷路開關(guān)，使得斷路開關(guān)的手動或自動驅(qū)動導(dǎo)致發(fā)動機(jī)立即關(guān)機(jī)。各種用途(包括輕載內(nèi)燃機(jī))已利用各種類型的斷路開關(guān)和伴隨的電路。此處使用的術(shù)語“輕載內(nèi)燃機(jī)”廣泛地包括所有類型的非汽車內(nèi)燃機(jī)，包括與手持動力工具一起使用的二沖程和四沖程發(fā)動機(jī)、草坪和園藝設(shè)備、割草機(jī)、修草機(jī)、修邊機(jī)、鏈?zhǔn)戒?、吹雪機(jī)、個人游艇、船、雪地車、摩托車、全梯田車輛等。
在某些運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，驅(qū)動一些斷路開關(guān)能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)回火或從排氣管出口省去火焰。這是因為許多發(fā)動機(jī)當(dāng)前用較貧的空氣/燃料混合物操作或利用催化轉(zhuǎn)換器，以便改善其排放特性。這能使發(fā)動機(jī)具有“熱點(diǎn)”，這些熱點(diǎn)通常包括發(fā)動機(jī)的任何高溫區(qū)域，能產(chǎn)生空氣/燃料充量的無意的燃燒。熱點(diǎn)通常位于燃燒室和排氣系統(tǒng)內(nèi)，并能不希望地點(diǎn)燃空氣/燃料充量，由此使發(fā)動機(jī)回火或噴吐火焰。一個能對空氣/燃料充量的積累起作用因而也對不希望的燃燒起作用的因素是當(dāng)一臺高速運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)突然由于驅(qū)動一個斷路開關(guān)而關(guān)機(jī)的時候。
例如，在已驅(qū)動斷路開關(guān)而點(diǎn)火系統(tǒng)已停止向火花塞發(fā)送點(diǎn)火脈沖后，一種以10,000轉(zhuǎn)/分的發(fā)動機(jī)速度運(yùn)轉(zhuǎn)的普通的手持修草機(jī)能費(fèi)約2.5秒鐘而完全停止。在此期間，顯著量的空氣/燃料混合物通過燃燒室而進(jìn)入排氣系統(tǒng)，此時它能積累并通過一個或多個熱點(diǎn)而點(diǎn)火。如上所述，這樣一種點(diǎn)火能導(dǎo)致發(fā)動機(jī)回火，產(chǎn)生通常稱為“后爆音”的響亮噪聲，和/或發(fā)出藍(lán)色火焰。
某些應(yīng)用場合利用響應(yīng)斷路開關(guān)驅(qū)動而斷絕燃料的電磁開關(guān)來解決此問題。例如，一臺以3,600轉(zhuǎn)/分的發(fā)動機(jī)速度運(yùn)動的普通的草坪拖拉機(jī)能在斷路開關(guān)已驅(qū)動后用五秒鐘左右完全停止。此時，該電磁開關(guān)阻止過剩的燃料進(jìn)入消音器，由此防止回火。
發(fā)明概要一種與內(nèi)燃機(jī)一起使用的控制電路包括一斷路開關(guān)和一電子處理器。在收到從斷路開關(guān)來的關(guān)機(jī)信號后，該電子處理器在第一點(diǎn)火定時時刻提供至少一個第一觸發(fā)信號和在比第一點(diǎn)火定時延遲的第二點(diǎn)火定時時刻提供一第二觸發(fā)信號。
按照本發(fā)明的另一方面，在接收一關(guān)機(jī)信號后，該電子處理器按照第一轉(zhuǎn)數(shù)之比轉(zhuǎn)數(shù)之比率而提供至少一個第一觸發(fā)信號和按照第二轉(zhuǎn)數(shù)之比轉(zhuǎn)數(shù)之比率而提供一個第二觸發(fā)信號，每個第一和第二比率均小于1。
按照本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供用于響應(yīng)一斷路開關(guān)的驅(qū)動而關(guān)閉一內(nèi)燃機(jī)的方法。
本發(fā)明的至少某些實(shí)施例的至少某些潛在的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)包括提供一個響應(yīng)斷路開關(guān)的驅(qū)動而執(zhí)行一受控的關(guān)機(jī)方法或一立即關(guān)機(jī)的方法的控制電路、一個利用點(diǎn)火定時延遲和/或火花比技術(shù)來使發(fā)動機(jī)迅速停止的控制電路以及一個減少未燃燒的碳?xì)浠衔锱欧排c避免回火、藍(lán)色火焰排放和后爆音的控制電路。該設(shè)計改進(jìn)了斷路開關(guān)響應(yīng)性能，并相當(dāng)簡單而經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行制造、裝配和維修，且有顯著提高的使用壽命。
附圖簡述從下列優(yōu)選實(shí)施例和最佳方式的詳細(xì)描述與附屬的權(quán)利要求書及附圖可以清楚本發(fā)明的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是一種用于輕載內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火系統(tǒng)的部分省去的分解平面圖；圖2是與圖1的點(diǎn)火系統(tǒng)一起使用的點(diǎn)火定時電路的電路圖，包括本發(fā)明的斷路開關(guān)控制電路的一個實(shí)施例；圖3A是表示本發(fā)明的能被圖2的斷路開關(guān)控制電路采用的受控的關(guān)機(jī)方法的一個實(shí)施例的一些操作步驟的流程圖；以及圖3B是圖3A的流程圖的繼續(xù)。
優(yōu)選實(shí)施例詳述點(diǎn)火系統(tǒng)參照圖1，圖示一種供輕載內(nèi)燃機(jī)用的具有本發(fā)明的能利用斷路開關(guān)控制電路和受控停機(jī)方法的點(diǎn)火系統(tǒng)10的例子。點(diǎn)火系統(tǒng)10最好是一種與飛輪12相互作用的電容放電點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常包括一個點(diǎn)火定時電路14、一個輸入繞組16和一個初級繞組18。飛輪12聯(lián)接在發(fā)動機(jī)曲軸(未示出)上并在發(fā)動機(jī)動力驅(qū)動下繞軸線20而轉(zhuǎn)動。利用其轉(zhuǎn)動慣量，該飛輪減輕發(fā)動機(jī)速度中的波動，由此提供較恒定和平衡的輸出。飛輪12包括位于其外周邊附近的磁性區(qū)段22。一旦飛輪旋轉(zhuǎn)，這些磁性區(qū)段轉(zhuǎn)動而經(jīng)過輸入繞組16并與其產(chǎn)生電磁作用，使得在輸入繞組16中感應(yīng)一個正比于飛輪12的轉(zhuǎn)速因而也正比于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓。
點(diǎn)火定時電路參照圖2，圖示一種可以利用本發(fā)明的斷路開關(guān)控制電路和受控停機(jī)方法的點(diǎn)火定時電路14，下面將更詳述地陳述。當(dāng)然，其它點(diǎn)火系統(tǒng)和/或點(diǎn)火定時電路也可以利用本發(fā)明的電路和方法，因為此處示出的實(shí)施例是為示范的目的而提供的。點(diǎn)火定時電路14與輸入繞組16和初級繞組18相互作用并首先起反應(yīng)，從而按照希望的點(diǎn)火定時貯存一高壓點(diǎn)火脈沖并將其輸送到火花塞24。電路14當(dāng)然能夠完成其它任務(wù)，并通常包括一電子處理器40、一主要放電電容器42、一開關(guān)閘流管44和一斷路開關(guān)控制電路46。
電子處理器40最好為8腳的4MHz處理器如微芯片(Microchip)公司生產(chǎn)的#12509型，該處理器利用1024Kb的存儲器來存儲用于操作總點(diǎn)火定時的編碼以及用于受控的發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)的編碼。術(shù)語“電子處理器”廣泛地包括所有類型的微控制器、微處理器以及能夠執(zhí)行電子指令的任何其它類型的電子處理裝置。電子處理器40的管腳1和4聯(lián)接在輸入繞組16上，使得在輸入繞組中感應(yīng)的電壓以電力供應(yīng)該電子處理器。當(dāng)輸入繞組16中感應(yīng)電壓時，假定主開關(guān)閘流管44處在非導(dǎo)電狀態(tài)，那么電流通過一個二極管而對主放電電容器42充電。主放電電容器42保持存儲的電荷，直到電子處理器改變閘流管的狀態(tài)，在該點(diǎn)處電容器42降低存儲的電荷而在一個次級繞組48中產(chǎn)生一高壓點(diǎn)火脈沖，如該技術(shù)中專業(yè)人員已知的。管腳也聯(lián)接到輸入繞組16上并接收一個指示發(fā)動機(jī)速度的發(fā)動機(jī)速度信號。該發(fā)動機(jī)速度信號可用于計算一所要的點(diǎn)火定時，如美國申請No.10/186,522和No.10/765,415中更徹底地說明的，這兩份申請書均參考合并于此。該發(fā)動機(jī)速度信號也可用于一次受控的發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)，這將隨后更詳細(xì)地說明。管腳6聯(lián)接在斷路開關(guān)62上，該開關(guān)用作關(guān)掉發(fā)動機(jī)的手動過調(diào)節(jié)。管腳7最好聯(lián)接到閘流管44的門上并傳送一個控制閘流管狀態(tài)的點(diǎn)火觸發(fā)信號。術(shù)語“觸發(fā)信號”此處用來廣泛地包括當(dāng)其發(fā)送時使一個點(diǎn)火系統(tǒng)(不僅是電容放電點(diǎn)火系統(tǒng))向火花塞傳送一高壓點(diǎn)火脈沖的任何類型的電子信號。當(dāng)管腳7上的觸發(fā)信號較低時，閘流管44不導(dǎo)電而允許電容器42充電；當(dāng)觸發(fā)信號較高時，閘流管導(dǎo)電而電容器放電。因此，電子處理器40通過用觸發(fā)信號控制閘流管44的導(dǎo)電狀態(tài)而支配電容器42的放電。最后，管腳8向電子處理器提供地線基準(zhǔn)。
在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)動的飛輪12在輸入繞組16中感應(yīng)一個完成下列功能的電壓i)它向主放電電容器42充電；ii)它向電子處理器40提供電力；iii)它向電子處理器提供一個發(fā)動機(jī)速度信號。當(dāng)主放電電容器42充電時，電子處理器40執(zhí)行一系列控制該火花過程不同方面的指令，包括需要完成的任何點(diǎn)火定時計算。然后電子處理器40在管腳7上按照一個計算的點(diǎn)火定時而輸出一觸發(fā)信號，該信號起動閘流管44。一旦閘流管44導(dǎo)電，就通過初級繞組18而產(chǎn)生一個電壓，后者在次級繞組48中感應(yīng)一高壓點(diǎn)火脈沖。然后該高壓點(diǎn)火脈沖傳送到火花塞24，在那里跨過一火花間隙而點(diǎn)弧，從而開始燃燒過程。如果在任何時間斷路開關(guān)62受到驅(qū)動，那么斷路開關(guān)控制電路46就起動若干關(guān)機(jī)方法之一，包括本發(fā)明的受控的關(guān)機(jī)方法。
斷路開關(guān)控制電路斷路開關(guān)控制電路46最好是較大的點(diǎn)火定時電路14的一部分，但是，它也可以作為單獨(dú)的獨(dú)立電路提供，或作為一個埋置在某些其它電路內(nèi)的電路而提供。在一優(yōu)選實(shí)施例中，斷路開關(guān)控制電路46是一個包括斷路開關(guān)62、已討論的電子處理器40和若干二極管64、66的數(shù)字電路。應(yīng)當(dāng)理解，雖然該特定的斷路開關(guān)控制電路與點(diǎn)火定時電路14共用電子處理器40，但電路14和46可以每個有其自己專用的電子處理器或某些電子處理器的其它組合。
斷路開關(guān)62可以按照該技術(shù)的專業(yè)人員已知的許多實(shí)施例之一來提供，但最好是一種屬于“前擋塊/自動接能”種類的“鎖銷”或“搖桿”型開關(guān)。該術(shù)語的“前擋塊”部分指那些只要完成開關(guān)接觸就能夠驅(qū)動發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)的斷路開關(guān)；從而避免了要求保持開關(guān)接觸直到發(fā)動機(jī)完全停止。該術(shù)語的“自動接通”部分指那些在其驅(qū)動后自動地重新起動的斷路開關(guān)，因此在重新開動發(fā)動機(jī)之前對操作人員無意任何額外的作用。驅(qū)動斷路開關(guān)62使其提供一“關(guān)機(jī)信號”，該信號廣泛地定義為指示斷路開關(guān)62已被驅(qū)動的任何信號。斷路開關(guān)控制電路46可以這樣設(shè)計，使得斷路開關(guān)62的驅(qū)動使開關(guān)向電子處理器40發(fā)送一個電子信號，如中斷信號?；蛘呤牵瑪嗦烽_關(guān)控制電路46可以這樣配置，使得電子處理器40定期地詢問或查詢斷路開關(guān)62。在這兩種示范情況的任一種中，無論是由斷路開關(guān)62產(chǎn)生的電子信號還是查詢結(jié)果的電子信號，指示斷路開關(guān)62的驅(qū)動的信號構(gòu)成關(guān)機(jī)信號。當(dāng)然，其它情況也存在，其中關(guān)機(jī)信號并非上述例示的兩種類型。
上面已經(jīng)描述了電子處理器40，因此，這里省去了重復(fù)的說明。標(biāo)準(zhǔn)二極管64和濟(jì)納二極管66通過調(diào)節(jié)電流而保護(hù)電子處理器上的輸入管腳6和斷路開關(guān)62。或者是，斷路開關(guān)控制電路46可以包括此處未示出的補(bǔ)充部件，它可以有一個或多個或移去或替換的二極管64、66，或者它可以按照該技術(shù)中的專業(yè)人員已知的一種不同的電路配置而重新設(shè)置，除了一些替換的配置以外。
受控的關(guān)機(jī)方法現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3A，圖中示出本發(fā)明的受控的發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)方法的一個實(shí)施例的某些操作步驟的流程圖。從在發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間產(chǎn)生的步驟100開始，初始設(shè)置若干變量、標(biāo)志、計數(shù)器等。這些包括設(shè)定為“立即”的關(guān)機(jī)方式和設(shè)定為“0”的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)。如果斷路開關(guān)62受到驅(qū)動而關(guān)機(jī)方式設(shè)定為“立即”，那么電子處理器40將簡單地執(zhí)行一種立即關(guān)機(jī)的方法，該法突然停止將高壓點(diǎn)火脈沖送到火花塞。在步驟102中，電子處理器通過在管腳5上接收一發(fā)動機(jī)速度信號而采用一發(fā)動機(jī)速度讀數(shù)，并將該發(fā)動機(jī)速度信號與一預(yù)定值X如8,500轉(zhuǎn)/分進(jìn)行比較。如果發(fā)動機(jī)速度信號小于8,500轉(zhuǎn)/分，那么方法的控制返回步驟100，使得正常的發(fā)動機(jī)操作繼續(xù)而關(guān)機(jī)方式和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的值保持不變。如果執(zhí)行發(fā)動機(jī)立即關(guān)機(jī)，那么X的數(shù)字RPM值通常選為指示產(chǎn)生排放氣體的發(fā)動機(jī)操作條件，這些排放氣體熱到足以產(chǎn)生回火、排放火焰和/或后爆音。
但是，如果發(fā)動機(jī)速度信號大于或等于8,500轉(zhuǎn)/分，那么方法的控制通到步驟104，在該處發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)遞增一個預(yù)定的步值如1。然后步驟106確定發(fā)動機(jī)是否已對發(fā)動機(jī)最小轉(zhuǎn)數(shù)(該例子中為150轉(zhuǎn))以最小速度(該例子中為8,500轉(zhuǎn)/分)操作。如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)已達(dá)到150，那么方法的控制返回步驟102來確定轉(zhuǎn)動機(jī)速度是否仍然為至少8,500轉(zhuǎn)/分。這種發(fā)動機(jī)速度的再核對考慮到該發(fā)動機(jī)僅僅暫時超過8,500轉(zhuǎn)/分的情況；在這種情況下，步驟102將把方法的控制送回步驟100而發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)重新設(shè)置為零。假定發(fā)動機(jī)速度仍然等于或大于8,500轉(zhuǎn)/分，那么步驟104使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)重新遞增。這一反復(fù)的過程繼續(xù)到或者是發(fā)動機(jī)速度信號掉到8,500轉(zhuǎn)/分以下(在這種情況下控制返回到步驟100)，或者是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到150，在該點(diǎn)遇到步驟120。應(yīng)當(dāng)注意到，在步驟100和106之間的某處可以加入用于檢驗斷路開關(guān)62的狀態(tài)的一個或多個額外步驟。以這樣的方式，如果在執(zhí)行一個或多個這些步驟期間驅(qū)動了斷路開關(guān)62，那么電子處理器40將按照關(guān)機(jī)方式的狀態(tài)而執(zhí)行立即關(guān)機(jī)的方法。
在步驟120，關(guān)機(jī)方式設(shè)定在“受控”。這標(biāo)志能夠進(jìn)行受控的發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)方法，因此如果此時驅(qū)動斷路開關(guān)62，那么電子處理器40將執(zhí)行一個受控的關(guān)機(jī)方法而非立即關(guān)機(jī)的方法。按照此處示出的優(yōu)選實(shí)施例，該受控的關(guān)機(jī)方法利用點(diǎn)火定時和火花比(火花相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)之比率)兩種技術(shù)而迅速地使發(fā)動機(jī)停止，但這樣做而通過一個或多個能夠產(chǎn)生回火或火焰噴射的熱點(diǎn)來至少減少和最好消除無意的點(diǎn)火。起動受控的關(guān)機(jī)方法之后的第一步是確定發(fā)動機(jī)是否仍然在步驟122的至少8,500轉(zhuǎn)/分的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)。如果不是，控制返回步驟100；如果是，那么控制進(jìn)到步驟124。步驟124檢查斷路開關(guān)62的狀態(tài)以確定其是否已受驅(qū)動。假定斷路開關(guān)尚未驅(qū)動，那么該方法的控制簡單地回到步驟120并繼續(xù)步驟的同一程序。這種設(shè)置的類型類似于先前提到的與關(guān)機(jī)信號有關(guān)的“查詢”系統(tǒng)。在不同的情況下，代替斷路開關(guān)62發(fā)送一個中斷式的信號以指示斷路開關(guān)62的驅(qū)動，電子處理器40周期地查詢斷路開關(guān)62以檢驗其狀態(tài)。當(dāng)然，本發(fā)明的受控的關(guān)機(jī)方法也可與一中斷式配置一起使用。如果斷路開關(guān)62已受驅(qū)動，那么該方法繼續(xù)進(jìn)行到圖3B的步驟140。
步驟140設(shè)定或預(yù)置若干變量，包括重新設(shè)定在“0”的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)和確定點(diǎn)火觸發(fā)信號何時發(fā)送的點(diǎn)火定時。點(diǎn)火定時可以以兩種方法之一設(shè)定。按照第一實(shí)施例，從早先的點(diǎn)火定時設(shè)定中減去(沿定時延遲方向)0.3°而達(dá)到一新的點(diǎn)火定時值。按照第二實(shí)施例，不管早先的點(diǎn)火定時設(shè)定是什么，該點(diǎn)火定時值在下一個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)上都被設(shè)定到0.3°(上止點(diǎn)后)。在任一情況中，步驟142和144形成一個反復(fù)的環(huán)路，其中步驟142檢查點(diǎn)火定時是否已達(dá)到一定時延遲限度，如上止點(diǎn)后15°。如果還沒有，那么步驟144按照預(yù)定的變化率或步進(jìn)值使點(diǎn)火定時值遞減。在一個當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中，變化率希望在-0.1°/轉(zhuǎn)和-2.0°/轉(zhuǎn)之間，最好為約-0.3°/轉(zhuǎn)。換一種說法，點(diǎn)火定時電路14在第一點(diǎn)火定時時刻提供一第一觸發(fā)信號，該信號將第一高壓點(diǎn)火脈沖送到火花塞24，其后，該點(diǎn)火定時值按照一變化率(-0.3°/轉(zhuǎn))遞減，并在一新計算的第二點(diǎn)火定時時刻發(fā)送一第二觸發(fā)信號，該信號將一第二高壓點(diǎn)火脈沖發(fā)送到火花塞。其后，第二點(diǎn)火定時相對于第一點(diǎn)火定時而被延遲。該反復(fù)過程繼續(xù)通過一組觸發(fā)信號，直到點(diǎn)火定時值達(dá)到一個定時延遲限度如上止點(diǎn)后15°，在該點(diǎn)處步驟146、148對一個或多個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)保持該延遲的點(diǎn)火定時。通過保持該延遲的點(diǎn)火定時，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生較小的動力，使其緩慢下來，最好到一受控的停止。按照一優(yōu)選的實(shí)施例，該定時延遲限度為上止點(diǎn)后5°和上止點(diǎn)后25°之間，而發(fā)動機(jī)保持50～350轉(zhuǎn)；最好是，該定時延遲限度為約上止點(diǎn)后15°而保持限度的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為200轉(zhuǎn)?；蛘呤牵灰l(fā)動機(jī)速度大于某個預(yù)定速度，該定時延遲限度(在上述例子中為上止點(diǎn)后15°)就可以保持。一旦轉(zhuǎn)/分?jǐn)?shù)掉到該預(yù)定的發(fā)動機(jī)速度以下，那么該方法的控制就可以進(jìn)到步驟160。
常常，帶有上止點(diǎn)后15°的定時延遲的發(fā)動機(jī)200轉(zhuǎn)足以使發(fā)動機(jī)停止。如果是這樣，那么步驟160將該方法的控制發(fā)送到步驟180，該步驟斷掉發(fā)送給火花塞的電流。如果當(dāng)受控的關(guān)機(jī)方法遇到步驟160時發(fā)動機(jī)仍然運(yùn)動，那么步驟162和164在一更嚴(yán)重的變化率最好是-0.6°/轉(zhuǎn)(先前的變化率的兩倍)處接連地延遲該點(diǎn)火定時，直到點(diǎn)火定時到達(dá)上止點(diǎn)后60°。或者是，該受控的關(guān)機(jī)方法可以利用一與上述定時延遲相反的定時提前，以便將發(fā)動機(jī)帶到一受控步驟。例如，點(diǎn)火定時最初可以設(shè)定在上止點(diǎn)前50°，而后逐漸提前，直到上止點(diǎn)前80°，反之亦然。如果使用這樣一種定時提前，那么優(yōu)選的定時提前范圍在上止點(diǎn)前45°和上止點(diǎn)前100°之間。通過在一極端提前的位置上使火花塞點(diǎn)火，當(dāng)活塞向著上止點(diǎn)(TDC)向上移動時，火花塞在活塞上產(chǎn)生反壓力。如果合適地受控和分階段引入，該定時提前法能使發(fā)動機(jī)快快地停止。
此處使用的術(shù)語“點(diǎn)火定時”廣泛地涉及這樣的定時，在該定時下將一高壓點(diǎn)火脈沖相對于汽缸內(nèi)活塞的位置送到火花塞。例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)在高速下操作時，有時希望盡早起動燃燒過程，使得燃燒反應(yīng)有充分的時間來發(fā)展和維護(hù)其對活塞的力。因此，在活塞到達(dá)一上止點(diǎn)(TDC)位置之前，該點(diǎn)火系統(tǒng)將一火花傳送到該燃燒室，成為一種通常稱為一次定時提前的現(xiàn)象。相反，如果發(fā)動機(jī)在相當(dāng)?shù)偷乃俣认逻\(yùn)轉(zhuǎn)，或者發(fā)動機(jī)被關(guān)機(jī)，那么就可以希望火花塞在活塞已到達(dá)其上止點(diǎn)位置后點(diǎn)火，這通常被稱為一定時延遲或滯后。
在步驟166中，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)再次設(shè)定為“O”，使得步驟168和170能夠在點(diǎn)火定時設(shè)定在上止點(diǎn)后60°時通過發(fā)動機(jī)額外的140轉(zhuǎn)而循環(huán)。在不同情況下，在步驟162、164期間被發(fā)送的觸發(fā)信號是第二組觸發(fā)信號的一部分，該第二組信號是在按照一個當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中的第二變化率即-0.6°/轉(zhuǎn)而確定的點(diǎn)火定時時刻提供的。該第二變化率大于第一變化率，意味著它更快地變化該點(diǎn)火定時。常常，在更延遲的點(diǎn)火定時(上止點(diǎn)后60°)下額外的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(140轉(zhuǎn))將使發(fā)動機(jī)完全停止。但是，為了肯定發(fā)動機(jī)不再點(diǎn)火，步驟180使點(diǎn)火定時電路14停止發(fā)送一觸發(fā)信號，這轉(zhuǎn)而使點(diǎn)火系統(tǒng)10停止向火花塞24發(fā)送一高壓點(diǎn)火脈沖。
如上所述，一種受控的發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)方法也可使用一火花比，后者通常是轉(zhuǎn)數(shù)之比轉(zhuǎn)數(shù)之比率。例如，點(diǎn)火定時電路14可以按發(fā)動機(jī)每兩轉(zhuǎn)一次地開始提供一個觸發(fā)信號，從而形成發(fā)動機(jī)每隔一轉(zhuǎn)火花塞點(diǎn)火一次。在該例子中，火花相對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)之比率為1∶2，與正常狀態(tài)下的1∶1的比率相反，后者火花沒有遺漏而火花塞在發(fā)動機(jī)每轉(zhuǎn)下點(diǎn)火一次。使用小于1(1∶1)的火花比是一種使發(fā)動機(jī)帶入受控方式的有用技術(shù)?；氐讲襟E144、148、164和170，在這些步驟的一個或多個中可以使用小于1的火花比。其次，火花比可以保持在恒定的比率如1∶2，或者它可以逐漸地減小，使得各轉(zhuǎn)中傳遞給火花塞24的火花愈來愈少。按照一個示范的實(shí)施例，該火花比對發(fā)動機(jī)的25轉(zhuǎn)將設(shè)定在2∶3(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))，對其后的120轉(zhuǎn)設(shè)定在1∶2(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))，最后20轉(zhuǎn)設(shè)定在1∶3(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))。通過逐漸地增加火花跳過的轉(zhuǎn)數(shù)，該受控的關(guān)機(jī)方法能夠以受控方式減慢發(fā)動機(jī)。按照一優(yōu)選實(shí)施例，火花相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)之比率為1∶5到4∶5(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))，包括1∶5和4∶5。因此，該受控的關(guān)機(jī)方法可以使用點(diǎn)火定時延遲，即火花比小于1或兩種技術(shù)來以受控方式使發(fā)動機(jī)迅速停機(jī)。
上述斷路開關(guān)控制電路和受控的關(guān)機(jī)方法為示例性實(shí)施例而并不期望限制本發(fā)明的范圍?？催^本公開內(nèi)容的該技術(shù)的專業(yè)人員顯然能進(jìn)行修改和替換。例如，確定該受控的關(guān)機(jī)方法內(nèi)的控制流程的發(fā)動機(jī)速度值可以不同于已提供的，而一個平均的發(fā)動機(jī)速度可以從預(yù)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)而非單獨(dú)一次讀數(shù)計算出來。而且，該高壓點(diǎn)火脈沖可以通過并非電容放電點(diǎn)火系統(tǒng)而產(chǎn)生，如通過一個“回程(flyback)”型點(diǎn)火系統(tǒng)。同時，操作步驟可以增加、除去、替換、變更等，因為示出的步驟只是示例性的方法步驟。該技術(shù)的專業(yè)人員顯然還可以進(jìn)行其它變化和修改，而所有這些變化和修改預(yù)期都在所附的權(quán)利要求書的范圍和精神之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種與內(nèi)燃機(jī)一起使用的控制電路，包括一個有一提供關(guān)機(jī)信號的輸出的斷路開關(guān)；以及一個有一接收所述關(guān)機(jī)信號的輸入和一提供觸發(fā)信號的輸出的電子處理器；其中，在收到所述關(guān)機(jī)信號時，所述電子處理器在一第一點(diǎn)火定時時刻提供至少一個第一觸發(fā)信號，并在一相對于所述第一點(diǎn)火定時延遲的第二點(diǎn)火定時時刻提供一個第二觸發(fā)信號。
2.權(quán)利要求1的控制電路，其特征在于，所述斷路開關(guān)是一種強(qiáng)制斷開和自動接通式開關(guān)。
3.權(quán)利要求1的控制電路，其特征在于，所述第一觸發(fā)信號是在按照第一變化率(-X°/轉(zhuǎn))確定的點(diǎn)火定時時刻提供的第一組觸發(fā)信號的一部分，使得每個觸發(fā)信號的點(diǎn)火定時相對于前一個觸發(fā)信號的點(diǎn)火定時是延遲的。
4.權(quán)利要求3的控制電路，其特征在于，所述第一變化率大體上在-0.1°/轉(zhuǎn)和-2.0°/轉(zhuǎn)之間。
5.權(quán)利要求3的控制電路，其特征在于，所述第一組的點(diǎn)火定時按照所述第一變化率持續(xù)變化，直到它們到達(dá)一第一定時延遲限度，在該時刻將該點(diǎn)火定時對保持在所述第一定時延遲限度上長達(dá)發(fā)動機(jī)的一轉(zhuǎn)或多轉(zhuǎn)。
6.權(quán)利要求5的控制電路，其特征在于，所述第一定時延遲限度大體上在上止點(diǎn)后5°和25°之間。
7.權(quán)利要求5的控制電路，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)大體上在50和350轉(zhuǎn)之間。
8.權(quán)利要求3的控制電路，其特征在于，所述第一組的點(diǎn)火定時按照所述第一變化率持續(xù)變化，直到它們到達(dá)一第一定時延遲限度，在該時刻將該點(diǎn)火定時保持在所述第一定時延遲限度上，直到該發(fā)動機(jī)到達(dá)一預(yù)定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
9.權(quán)利要求3的控制電路，其特征在于，所述第二觸發(fā)信號是在按照第二變化率(-X°/轉(zhuǎn))確定的點(diǎn)火定時時刻提供的第二組觸發(fā)信號的一部分，其中所述第二變化率大于所述第一變化率。
10.權(quán)利要求1的控制電路，其特征在于，所述第一和第二觸發(fā)信號中的至少一個是按照小于1的火花相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的比率(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))提供的。
11.權(quán)利要求10的控制電路，其特征在于，所述比率大體上在1∶5和4∶5(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))之間包括1∶5和4∶5。
12.權(quán)利要求1的控制電路，其特征在于包括一個有一提供關(guān)機(jī)信號的輸出的斷路開關(guān)；以及一個有一接收所述關(guān)機(jī)信號的輸入和一提供觸發(fā)信號的輸出的電子處理器；其中，所述電子處理器按照火花相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的第一比率(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))提供所述第一觸發(fā)信號和按照火花相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的第二比率(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))提供所述第二觸發(fā)信號，其中每個所述第一比率和第二比率均小于1。
13.權(quán)利要求12的控制電路，其特征在于，所述第一比率和第二比率中的至少一個大體上在1∶5和4∶5(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))之間，包括1∶5和4∶5。
14.權(quán)利要求12的控制電路，其特征在于，所述第一和第二控制信號中的至少一個是在一延遲的點(diǎn)火定時時刻提供的。
15.一種點(diǎn)火系統(tǒng)，具有一個用于感應(yīng)一電壓的輸入繞組；一個用于以存儲電荷形式來儲存所述感應(yīng)電壓的點(diǎn)火定時電路；以及一個用于將所述存儲電荷轉(zhuǎn)變?yōu)橐桓邏狐c(diǎn)火脈沖的初級繞組；其中，所述點(diǎn)火定時電路至少包含一控制電路，后者包括一個有一提供關(guān)機(jī)信號的輸出的斷路開關(guān)；以及一個有一接收所述關(guān)機(jī)信號的輸入和一提供觸發(fā)信號的輸出的電子處理器；其中，在收到所述關(guān)機(jī)信號時，所述電子處理器在一第一點(diǎn)火定時時刻提供至少一個第一觸發(fā)信號，并在一相對于所述第一點(diǎn)火定時延遲的第二點(diǎn)火定時時刻提供至少一個第二觸發(fā)信號。
16.權(quán)利要求15的點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于，所述電子處理器按照點(diǎn)火相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的第一比率(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))提供所述至少一個第一觸發(fā)信號和按照火花相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的第二比率(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))提供所述至少一個第二觸發(fā)信號，其中每個所述第一比率和第二比率均小于1。
17.一種用于響應(yīng)一斷路開關(guān)的驅(qū)動而關(guān)閉一輕載內(nèi)燃機(jī)的方法，包括下列步驟(a)響應(yīng)對該斷路開關(guān)的驅(qū)動而產(chǎn)生一關(guān)機(jī)信號；(b)響應(yīng)對發(fā)動機(jī)速度的檢測而產(chǎn)生一發(fā)動機(jī)速度信號；(c)將所述發(fā)動機(jī)速度信號和一預(yù)定值比較；以及(d)至少部分地依靠所述步驟(c)的比較結(jié)果執(zhí)行一種立即關(guān)機(jī)的方法或一種受控關(guān)機(jī)的方法。
18.權(quán)利要求17的方法，其特征在于，所述受控關(guān)機(jī)方法包含利用一種點(diǎn)火定時延遲來避免由一個或多個熱點(diǎn)無意地點(diǎn)火。
19.權(quán)利要求17的方法，其特征在于，所述受控關(guān)機(jī)方法包含利用一個小于1的火花相對對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)之比率(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))來避免由一個或多個熱點(diǎn)無意地點(diǎn)火。
20.一種與一輕載內(nèi)燃機(jī)一起使用的關(guān)機(jī)方法，包括以下步驟(a)響應(yīng)對斷路開關(guān)的驅(qū)動而產(chǎn)生一關(guān)機(jī)信號；(b)為便于該發(fā)動機(jī)的受控關(guān)機(jī)而確定一個點(diǎn)火定時延遲；以及(c)響應(yīng)接收所述關(guān)機(jī)信號而在所述點(diǎn)火定時延遲時刻對火花塞提供一高壓點(diǎn)火脈沖。
21.權(quán)利要求20的方法，其特征在于，步驟(c)還包含提供多個有一遞增的點(diǎn)火定時延遲的高壓點(diǎn)火脈沖，使得每個觸發(fā)信號的點(diǎn)火定時相對于前一個觸發(fā)信號的點(diǎn)火定時被延遲。
22.權(quán)利要求20的方法，其特征在于，步驟(c)還包含按照小于1的火花相對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)之比率(火花∶轉(zhuǎn)數(shù))提供一個高壓點(diǎn)火脈沖。
全文摘要
一種與一輕載的內(nèi)燃機(jī)一起使用的斷路開關(guān)控制電路確定是否響應(yīng)斷路開關(guān)的驅(qū)動而執(zhí)行一受控的關(guān)機(jī)方法或一立即關(guān)機(jī)方法。關(guān)機(jī)方法的選擇至少部分地是利用發(fā)動機(jī)速度讀數(shù)和利用計算發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)而進(jìn)行的。該受控的關(guān)機(jī)方法利用點(diǎn)火定時延遲和/或火花比技術(shù)而使發(fā)動機(jī)快速停止，但以一受控方式進(jìn)行而避免回火和其它不希望的影響。相反，該立即關(guān)機(jī)方法突然停止向火花塞發(fā)送電流。
文檔編號F02P5/15GK1755101SQ20051010872
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月30日
發(fā)明者M·N·安德遜, G·M·帕圖洛 申請人:沃爾布羅發(fā)動機(jī)使用有限責(zé)任公司