專利名稱：通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置。
背景技術：
以往，在使用由酒精和汽油構成的混合燃料的發(fā)動機中，公知如下述專利文獻1 所示的技術利用設于排氣管的空燃比傳感器(02(氧)傳感器或者LAF(廣域空燃比)傳感器)，檢測通過混合酒精而產生的空燃比的偏差，根據(jù)檢測的空燃比的偏差推測酒精的比例，并根據(jù)推測的酒精的比例選擇燃料噴射量特性(燃料噴射量映射圖)，控制燃料噴射量。專利文獻1 日本特開昭63-5131號公報然而，在上述專利文獻記載的技術中，是在發(fā)動機起動后檢測空燃比的偏差，根據(jù)推測的酒精的比例選擇燃料噴射量特性，控制燃料噴射量，因此，不起動發(fā)動機的話就無法選擇與酒精的比例相應的適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦?。即，在酒精的比例高等情況下，如果在發(fā)動機起動時未選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦缘脑?，存在發(fā)動機根本就不起動的問題。此外，在例如搭載于發(fā)電機、除雪機的發(fā)動機中，同樣存在著如果未根據(jù)所使用的場所的溫度、高度選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦缘脑挵l(fā)動機就不起動的問題。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于解決上述的課題，提供一種通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，采用該空燃比控制裝置，能夠選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦?，在各種環(huán)境下都能夠起動發(fā)動機。為了達成上述目的，在第一發(fā)明中，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構成為具備 發(fā)動機，該發(fā)動機能夠與負載連接；目標轉速輸入單元，該目標轉速輸入單元輸入由操作者設定的所述發(fā)動機的目標轉速；發(fā)動機轉速檢測單元，該發(fā)動機轉速檢測單元檢測所述發(fā)動機的轉速；節(jié)氣門開度調整單元，該節(jié)氣門開度調整單元調整設于所述發(fā)動機的進氣管中的節(jié)氣門的節(jié)氣門開度，以使所述檢測的轉速與所述輸入的目標轉速一致；燃料噴射量計算單元，該燃料噴射量計算單元基于所述檢測的轉速和所述調整后的節(jié)氣門開度，按照預先設定的燃料噴射量特性計算所述發(fā)動機的燃料噴射量；以及燃料噴射單元，該燃料噴射單元基于所述計算的燃料噴射量噴射燃料，并且，所述通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置設有能夠將所述燃料噴射量特性切換為其他燃料噴射量特性的切換單元，且所述切換單元能夠由操作者自由操作。此外，在第二發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備負載判斷單元，該負載判斷單元判斷與所述發(fā)動機連接的負載是否恒定；增減燃料噴射量噴射單元，在判斷為與所述發(fā)動機連接的負載恒定時，該增減燃料噴射量噴射單元通過所述燃料噴射單元噴射相對于所述計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量；空燃比推測單元，該空燃比推測單元基于在噴射所述增減燃料噴射量時調整的所述節(jié)氣門開度來推測所述發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比；以及修正單元，該修正單元基于所述推測的空燃比修正所述燃料噴射量特性。此外，在第三發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為，所述空燃比推測單元求得在噴射所述增減燃料噴射量時調整的所述節(jié)氣門開度的最小值，并基于所述求得的最小值推測所述空燃比。

此外，在第四發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備報知單元，該報知單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，報知所述燃料噴射量特性已被修正這一情況。此外，在第五發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備修正系數(shù)存儲單元，該修正系數(shù)存儲單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，對修正所述燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲。此外，在第六發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為，所述負載判斷單元在所述檢測的轉速持續(xù)預定時間地處于基于所述目標轉速設定的預定范圍內時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。此外，在第七發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為，所述負載判斷單元在所述調整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且所述調整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。此外，在第八發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為，所述燃料是由酒精和汽油構成的混合燃料。在第一發(fā)明中，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構成為具備節(jié)氣門開度調整單元，該節(jié)氣門開度調整單元調整設于發(fā)動機的進氣管中的節(jié)氣門的節(jié)氣門開度，以使檢測的轉速與輸入的目標轉速一致；燃料噴射量計算單元，該燃料噴射量計算單元基于檢測的發(fā)動機轉速和調整后的節(jié)氣門開度，按照預先設定的燃料噴射量特性計算發(fā)動機的燃料噴射量；以及燃料噴射單元，所述燃料噴射單元基于計算的燃料噴射量噴射燃料，并且，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置設有能夠將燃料噴射量特性切換為其他燃料噴射量特性的切換單元，且該切換單元能夠由操作者自由操作，因此，通過切換單元在發(fā)動機起動時根據(jù)發(fā)動機所放置的環(huán)境選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦?，從而能夠在各種環(huán)境下起動發(fā)動機。在第二發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，進而構成為，判斷與發(fā)動機連接的負載是否恒定，在判斷為與發(fā)動機連接的負載為恒定時，通過燃料噴射單元噴射相對于計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量，并基于噴射增減燃料噴射量時調整的節(jié)氣門開度推測發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比(輸出空燃比)，基于推測的空燃比修正燃料噴射量特性，即構成為，調節(jié)器(governor)以使發(fā)動機轉速與目標轉速一致的方式控制節(jié)氣門開度，在具備所述調節(jié)器的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，在發(fā)動機負載恒定的狀況下，通過故意地使按照預先設定的燃料噴射量特性計算的燃料噴射量增減變化來使發(fā)動機輸出、以及發(fā)動機轉速變化，利用與該變化相應地變化的節(jié)氣門開度來推測輸出空燃比，并基于推測的輸出空燃比對燃料噴射量特性反饋修正，因此，除了上述效果之外，無需設置02傳感器、LAF傳感器等價格高昂的空燃比傳感器，就能夠以按照輸出空燃比驅動發(fā)動機的方式對燃料噴射量反饋修正。
在第三發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為，求得在噴射增減燃料噴射量時調整的節(jié)氣門開度的最小值，并基于求得的最小值推測輸出空燃比，即，構成為利用當噴射與求得的節(jié)氣門開度最小值對應的燃料噴射量的時候發(fā)動機輸出達到最大這一情況來推測輸出空燃比，因此，除了上述效果之外，能夠以簡易的結構適當?shù)赝茰y輸出空燃比。在第四發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，進而構成為，在修正了燃料噴射量特性時，報知燃料噴射量特性已被修正這一情況，因此，除了上述效果之外，還能夠將在以輸出空燃比適當?shù)仳寗影l(fā)動機這一情況通知給操作者。在第五發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，進而構成為，在修正了燃料噴射量特性時，對修正燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲，因此，除了上述效果之外， 通過在下一次發(fā)動機起動時按照用該修正系數(shù)修正后的燃料噴射量特性計算燃料噴射量， 從而能夠適當?shù)仄饎影l(fā)動機。在第六發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為在檢測的轉速持續(xù)預定時間地處于基于目標轉速設定的預定范圍內時，判斷為與發(fā)動機連接的負載是恒定的，因此，除了上述效果之外，能夠以簡易的結構適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。在第七發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為在調整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且調整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與發(fā)動機連接的負載是恒定的，即構成為，在持續(xù)預定時間地維持空轉轉速時，判斷為發(fā)動機負載是恒定的，因此，除了上述效果之外，能夠以簡易的結構適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。在第八發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為燃料是由酒精和汽油構成的混合燃料，因此除了上述效果之外，即使因酒精與汽油的混合比例使輸出空燃比變化的情況下，也能夠通過推測輸出空燃比，從而對于各種比例的混合燃料都能適當?shù)貙凑蛰敵隹杖急闰寗影l(fā)動機。


圖1是整體示出本發(fā)明第一實施例涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的概要圖。圖2是圖1所示的目標轉速輸入調控器的詳細圖。圖3是圖1所示的映射圖切換開關的詳細圖。圖4是示出圖1所示的電子控制單元(ECU)的結構的模塊圖。圖5是示出圖1所示的控制裝置的動作的流程圖。圖6是示出圖5的反饋修正系數(shù)計算處理的子程序流程圖。圖7是示出圖6的輸出空燃比推測處理的子程序流程圖。圖8是示出圖7的推測輸出空燃比的原理的圖表。圖9是示出圖7的對與輸出空燃比對應的燃料噴射量(Qmin)的計算的圖表。圖10是示出圖5的酒精比例推測處理和燃料噴射量映射圖切換處理的子程序流程圖。
圖11是整體示出本發(fā)明第二實施例涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的、 與圖1相同的概要圖。圖12是圖11中示出的模式選擇開關的詳細圖。圖13是圖11中示出的映射圖切換開關的詳細圖。標號說明10 通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置；12 發(fā)動機；14 =ECU ；16 進氣管；18 節(jié)氣門；20 噴射器；22 進氣門；24 燃燒室；26 點火火花塞；28 活塞；30 連桿；32 曲軸; 34 脈沖線圈(pulser coil) ；36 脈沖線圈檢測器；38 排氣門；40 排氣管；42 節(jié)氣門電機；44 汽缸；46 溫度傳感器；48 目標轉速輸入調控器(volume) ；50 映射圖(map)切換開關；52 顯示燈；54 模式選擇開關。
具體實施例方式以下，結合附圖對用于實施本發(fā)明涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的方式進行說明。[第一實施例]圖1是整體示出本發(fā)明第一實施例涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的概要圖。在圖1中，標號10表示通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置?？刂蒲b置10由發(fā)動機(將燃燒室附近以剖面示出)12和對發(fā)動機12進行電控的電子控制單元(Electronic Control Unit。以下稱作“Ε⑶”)14構成。E⑶14由具備CPU、存儲器(具體來說是由非易失性存儲器構成的EEPR0M)等的微型計算機構成。發(fā)動機12為空冷四沖程單缸OHV型發(fā)動機，具有440cc左右的排氣量，是預定搭載于例如發(fā)電機、割草機、除雪機這樣的產品的通用型發(fā)動機。產品作為負載與發(fā)動機12 連接。在發(fā)動機12的進氣管16設有節(jié)氣門18和噴射器20，通過節(jié)氣門18調節(jié)了量的進氣與由噴射器20噴射的燃料混合而成的混合氣，在使進氣門22打開時被導入燃燒室24， 并在由點火火花塞26點火后燃燒(爆炸)，驅動活塞28。驅動了的活塞28經由連桿30使曲軸32旋轉。曲軸32與各產品負載連接，其旋轉力被傳遞至負載。在曲軸32沿圓周部設有多個(8個)脈沖線圈34，在使曲軸32旋轉時，由配置在脈沖線圈34外周的脈沖線圈檢測器36輸出表示活塞28的位置的信號(曲軸轉角信號Pc)。另外，燃燒過的混合氣作為廢氣在排氣門38打開時被排出到排氣管40。節(jié)氣門18與節(jié)氣門電機(電動機)42連接。具體來說，節(jié)氣門電機42由步進電機構成，并經由減速器與節(jié)氣門18的旋轉軸連接。由此，通過驅動節(jié)氣門電機42來調整節(jié)氣門18的開度(節(jié)氣門開度)。通過由燃料箱或燃料泵構成的燃料供給裝置(未圖示)向噴射器20供給被加壓過的燃料。作為燃料，采用由酒精(具體來說是乙醇)和汽油構成的混合燃料。在汽缸44的附近設有溫度傳感器46，該溫度傳感器46輸出表示發(fā)動機12的溫度的信號。上述的噴射器20、點火火花塞26、脈沖線圈檢測器36、節(jié)氣門電機42和溫度傳感器46與E⑶14電連接。ECU14與目標轉速輸入調控器48、用于切換燃料噴射量映射圖的映射圖切換開關 50和顯示燈52連接，所述目標轉速輸入調控器48用于輸入由操作者設定的發(fā)動機12的目標轉速。圖2是目標轉速輸入調控器48的詳細圖，圖3是映射圖切換開關50的詳細圖。目標轉速輸入調控器48能夠在從IOOOrpm到5000rpm的刻度范圍內連續(xù)地旋轉。 映射圖切換開關50能夠旋轉切換為酒精比例低、酒精比例中、酒精比例高這三個等級中的任意一個等級。目標轉速輸入調控器48和映射圖切換開關50分別被設置成能夠由操作者自由操作。操作者大致地把握燃料箱中存在的混合燃料的酒精比例，將映射圖切換開關50 切換至與酒精比例對應的切換位置。例如，酒精比例低意味著25%左右的酒精比例，酒精比例中意味著50%左右的酒精比例，酒精比例高意味著75 %左右的酒精比例。顯示燈52由LED (發(fā)光二極管)等構成，且被設于操作者能夠視覺辨認的位置。E⑶14基于來自脈沖線圈檢測器36和溫度傳感器46的檢測信號以及來自目標轉速輸入調控器48和映射圖切換開關50的輸入信號來控制噴射器20、點火火花塞沈、節(jié)氣門電機42和顯示燈52的動作。圖4是示出E⑶14的結構的模塊圖。E⑶14具備發(fā)動機轉速檢測模塊、調節(jié)器 (governor)控制模塊、燃料噴射量計算模塊、反饋修正系數(shù)計算模塊和點火時機計算模塊。發(fā)動機轉速檢測模塊對由脈沖線圈檢測器36檢測的曲軸轉角信號Pc進行計數(shù)， 檢測出發(fā)動機轉速NE (rpm)。調節(jié)器控制模塊輸入由目標轉速輸入調控器48輸入的發(fā)動機12的目標轉速Nd 和由發(fā)動機轉速檢測模塊檢測的發(fā)動機轉速NE，并以使檢測的發(fā)動機轉速NE與所輸入的目標轉速Nd —致的方式調整節(jié)氣門開度。具體來說，若檢測的發(fā)動機轉速NE比目標轉速Nd小，則輸出比當前的節(jié)氣門開度指令值9 th增大預定開度的節(jié)氣門開度指令值9 th。相反地，若檢測的發(fā)動機轉速NE比目標轉速Nd大，則輸出比當前輸出的節(jié)氣門開度指令值θ th減小預定開度的節(jié)氣門開度指令值9th。所輸出的節(jié)氣門開度指令值θ th被發(fā)送至節(jié)氣門電機42，由節(jié)氣門電機42 調整節(jié)氣門開度。另外，使節(jié)氣門開度增大或減少時的預定開度是基于PID控制(比例-積分-微分控制)來確定的。燃料噴射量計算模塊基于由發(fā)動機轉速檢測模塊檢測的發(fā)動機轉速NE和由調節(jié)器控制模塊輸出的節(jié)氣門開度指令值θ th，按照預先設定的燃料噴射量映射圖計算映射圖燃料噴射量Qmap。燃料噴射量映射圖是預先通過實驗求得在理想狀態(tài)下(外部氣溫25°C、 高度0m、濕度50%)的燃料噴射量并設定得到的。燃料噴射量映射圖針對酒精的比例為低、中、高(具體來說為25150175%)的混合燃料準備了三種，并且由映射圖切換開關50向燃料噴射量計算模塊輸入表示切換位置的信號。即，選擇與映射圖切換開關50的切換位置對應的燃料噴射量映射圖，并按照所選擇的燃料噴射量映射圖計算燃料噴射量。另外，還向燃料噴射量計算模塊輸入由溫度傳感器46檢測的發(fā)動機溫度Te，在發(fā)動機起動時，基于發(fā)動機溫度Te對按照燃料噴射量映射圖計算的燃料噴射量進行修正。由燃料噴射量計算模塊計算的映射圖燃料噴射量Qmap被發(fā)送到反饋修正系數(shù)計算模塊。
在反饋修正系數(shù)計算模塊中，如后所述地計算反饋修正系數(shù)K。此外，反饋修正系數(shù)計算模塊基于計算的反饋修正系數(shù)K使顯示燈52動作。反饋修正系數(shù)K被發(fā)送到燃料噴射量計算模塊，將所發(fā)送的反饋修正系數(shù)K與燃料噴射量映射圖的各燃料噴射量相乘而重新構建(修正)燃料噴射量映射圖，然后將按照重新構建的燃料噴射量映射圖計算的燃料噴射量作為最終燃料噴射量指令值Qf發(fā)送至噴射器20。噴射器20基于發(fā)送的指令值Qf噴射燃料。點火時機計算模塊基于來自脈沖線圈檢測器36的曲軸轉角信號Pc計算點火時機，并于計算的點火時機向點火火花塞26發(fā)送點火信號。圖5是示出本發(fā)明涉及的控制裝置的動作的流程圖。圖示的程序在裝置的電源接通時在ECU14中執(zhí)行。首先，在SlO中，判斷映射圖切換開關50是否被切換。具體來說，判斷映射圖切換開關50是否被從上一次發(fā)動機停止時的切換位置切換到其他的切換位置。當在SlO中為肯定的時候，前進至S12，如后所述地使存儲器中存儲的反饋修正系數(shù)K初始化。具體來說是將反饋修正系數(shù)K設定為1。當在SlO中為否定的時候，前進至S14，讀出存儲在存儲器中的反饋修正系數(shù)K，重新構建燃料噴射量映射圖。具體來說，使與映射圖切換開關50的切換位置對應的燃料噴射量映射圖與反饋修正系數(shù)K相乘從而重新構建映射圖。接下來前進到S16，使顯示燈52點殼。 接下來，前進至S18，判斷是否發(fā)生發(fā)動機停止。具體來說，判斷當以起動電動機或者反沖起動器使曲軸32轉動(cranking)而將發(fā)動機12起動時，是否發(fā)動機12未達到完爆轉速就停止了。當在S18中為肯定的情況下，判斷為重新構建的燃料噴射量映射圖不合適，前進至S12，將反饋修正系數(shù)K初始化，回到重新構建燃料噴射量映射圖之前的原來的燃料噴射量映射圖。并且，使顯示燈52熄滅。接下來前進至S20，判斷是否發(fā)動機12起動且暖機運轉已結束。暖機運轉的結束是基于溫度傳感器46的信號來進行判斷。在判斷為暖機運轉結束時，前進至S22，執(zhí)行反饋修正系數(shù)K的計算處理。圖6是示出反饋修正系數(shù)K的計算處理的子程序流程圖。首先在SlOO中，判斷是否已輸入預定范圍內的目標轉速Nd。具體來說，判斷目標轉速輸入調控器48是否被設定為IOOOrpm至3000rpm的范圍內。當在SlOO中為肯定的情況下，前進到S102，判斷檢測的發(fā)動機轉速NE是否持續(xù)預定時間地顯示為目標轉速Nd附近的值。具體來說，判斷是否檢測的發(fā)動機轉速NE持續(xù) 5秒鐘都處于相對于目標轉速Nd 士 200rpm的范圍。當在S102中為肯定的情況下，前進到S104，判斷節(jié)氣門開度(準確地說是節(jié)氣門開度指令值9 th)是否在預定節(jié)氣門開度以下、且節(jié)氣門開度的變化量(準確地說是節(jié)氣門開度指令值9 th的變化量)是否持續(xù)預定時間地在預定變化量以下。具體來說，判斷節(jié)氣門開度是否為30%以下的開度，并判斷節(jié)氣門開度的變化量是否持續(xù)5秒鐘都在士的范圍內。
當在S104中為肯定的情況下，前進到S106，判斷為與發(fā)動機12連接的負載是恒定的。接下來前進到S108，計算映射圖燃料噴射量Qmap。具體來說，在與發(fā)動機12連接的負載恒定的狀態(tài)下，基于檢測的發(fā)動機轉速NE和節(jié)氣門開度指令值θ th，按照燃料噴射量映射圖(在S14中重新構筑之前的原來的燃料噴射量映射圖)計算映射圖燃料噴射量 Qmap0接下來，前進到S110，執(zhí)行輸出空燃比推測處理。圖7是示出輸出空燃比推測處理的子程序流程圖。 在說明該流程圖之前對推測輸出空燃比的原理進行說明。圖8是示出該原理的圖表。橫軸為空燃比A/F，圖表中的虛線表示相對于空燃比 A/F的發(fā)動機12的輸出特性。一般來說，發(fā)動機輸出具有在比理論空燃比(A/F = 14. 7(質量比))濃(rich)的一側的空燃比下達到最大的特性。即，隨著向比發(fā)動機輸出達到最大的空燃比(輸出空燃比)稀(lean)的一側或者濃的一側轉移，輸出降低。另一方面，在與發(fā)動機12連接的負載恒定且發(fā)動機轉速NE與目標轉速Nd—致的狀態(tài)下，節(jié)氣門開度指令值θ th也通過電子調節(jié)器控制而大致保持恒定值。在該狀態(tài)下，當故意地使燃料噴射量增加或者減少、也即是說使空燃比變化時，由于發(fā)動機輸出變化而使得發(fā)動機轉速NE也變化。因此，節(jié)氣門開度指令值eth也通過電子調節(jié)器控制而變化。即，當如圖中所示地使燃料噴射量變化時，節(jié)氣門開度指令值eth 在輸出空燃比處顯示為最小值，并隨著向比其稀的一側或濃的一側轉移而增加。因此，在與發(fā)動機12連接的負載恒定且發(fā)動機轉速NE與目標轉速Nd —致的狀態(tài)下，故意地使燃料噴射量增加或者減少，求得節(jié)氣門開度指令值θ th的最小值，由此能夠推測出輸出空燃比。對圖7的輸出空燃比推測處理的流程圖進行說明，首先在S200中，一邊使燃料噴射量增加一邊讀取節(jié)氣門開度指令值9 th。具體來說，使燃料噴射量每秒增加5%。并每隔100msec讀取因此而調整了的節(jié)氣門開度指令值θ th，計算一秒鐘內節(jié)氣門開度指令值 θ th的平均值。依次將增加并噴射的燃料噴射量和節(jié)氣門開度指令值θ th的平均值存儲到存儲器。接著前進到S202，判斷節(jié)氣門開度指令值θ th是否增加了預定開度以上。具體來說，判斷使燃料噴射量增加后的節(jié)氣門開度指令值eth(平均值)是否相對于使燃料噴射量增加前計算的節(jié)氣門開度指令值θ th(平均值)增加了 10%以上。就圖8而言，即判斷是否到達點a附近。當在S202中為肯定的情況下，前進到S204，這次相反，一邊使燃料噴射量減少一邊讀取節(jié)氣門開度指令值9 th。具體來說，使燃料噴射量每秒減少5%。并每隔100msec 讀取因此而調整了的節(jié)氣門開度指令值θ th，計算一秒鐘內節(jié)氣門開度指令值9 th的平均值。依次將減少并噴射的燃料噴射量和節(jié)氣門開度指令值9 th的平均值存儲到存儲器。接著前進到S206，判斷節(jié)氣門開度指令值θ th是否增加了預定開度以上。具體來說，判斷使燃料噴射量減少后的節(jié)氣門開度指令值eth(平均值)是否相對于使燃料噴射量減少前計算的節(jié)氣門開度指令值eth(平均值)增加了 5%以上。就圖8而言，即判斷是否到達點b附近。
當在S206中為肯定的情況下，前進到S208，計算與輸出空燃比對應的燃料噴射量 Qmin。具體來說，如圖9所示地，標出增加或者減少并噴射的燃料噴射量和當時計算的節(jié)氣門開度指令值9th(平均值)。接下來，將節(jié)氣門開度指令值θ th的變化特性作為二次曲線而利用最小二乘法進行擬合。接下來，求得近似得到的二次曲線的節(jié)氣門開度指令值 θ th的最小值，并求得與節(jié)氣門開度指令值θ th的最小值對應的燃料噴射量。該與節(jié)氣門開度指令值θ th的最小值對應的燃料噴射量為達到輸出空燃比的燃料噴射量，即與輸出空燃比對應的燃料噴射量Qmin。

回到圖6的流程圖繼續(xù)說明，接下來前進到S112，計算反饋修正系數(shù)K。如圖所示， 反饋修正系數(shù)K是基于S108的映射圖燃料噴射量Qmap與S208的與輸出空燃比對應的燃料噴射量Qmin之比來計算。S卩，反饋修正系數(shù)K是表示在理想狀態(tài)(即設定燃料噴射量映射圖時的狀態(tài))下達成輸出空燃比的燃料噴射量與在發(fā)動機被驅動的環(huán)境中實際地達成輸出空燃比的燃料噴射量的偏差的程度的系數(shù)?；氐綀D5的流程圖繼續(xù)說明，接下來前進到S24，重新構建燃料噴射量映射圖。具體來說，使與映射圖切換開關的切換位置對應的燃料噴射量映射圖與在S112中計算的反饋修正系數(shù)K相乘從而重新構建映射圖。接下來前進到S26，使顯示燈52點亮。使顯示燈52點亮是為了報知操作者已通過基于推測輸出空燃比的反饋修正適當?shù)貙θ剂蠂娚淞坑成鋱D進行了重新構建。接下來前進到S28，將在S112中計算的反饋修正系數(shù)K保存到存儲器中。存儲反饋修正系數(shù)K是為了 如S14中所述地在下一次發(fā)動機起動時重新構建燃料噴射量映射圖， 得到以輸出空燃比驅動的適當?shù)娜剂蠂娚淞?。接下來前進到S30，執(zhí)行酒精比例推測處理和燃料噴射量映射圖切換處理。圖10是示出這些處理的子程序流程圖。首先在S300中，判斷反饋修正系數(shù)K是否在預定值α以上。預定值α設定為比 1大的值，如1.2等。當在S300中為肯定的情況下，前進到S302，判斷映射圖切換開關50是否位于酒精比例高的切換位置。當在S302中為肯定的情況下，前進到S304，使顯示燈52閃爍。S卩，在S302中為肯定的情況下，為相對于酒精比例高的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K大于1. 2的情況，推測為該情況下混合燃料的酒精比例極高(酒精比例在90%以上)。因此，使顯示燈 52閃爍以促使操作者加入汽油。當在S302中為否定的情況下，前進到S306，判斷映射圖切換開關50是否位于酒精比例中的切換位置。當在S306中為肯定的情況下，前進到S308，推測為混合燃料的酒精比例高。S卩，當在S306中為肯定的情況下，由于為相對于酒精比例中的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為1.2以上的情況，因而推測為酒精比例比酒精比例中更高(酒精比例在75%左右)。因此，接下來前進至S310，切換為酒精比例高的燃料噴射量映射圖。當在S306中為否定的情況下，前進到S312，推測為混合燃料的酒精比例為中等程度。即，當在S306中為否定的情況下，由于為相對于酒精比例低的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為1.2以上的情況，因而推測為酒精比例為比酒精比例低稍高的中等程度(酒精比例在50%左右)。因此，接下來前進至S314，切換為酒精比例中的燃料噴射量映射圖。當在S300中為否定的情況下，前進到S316，判斷反饋修正系數(shù)K是否在預定值β 以下。預定值β設定為比1小的值，如0.8等。當在S316中為肯定的情況下，前進到S318，判斷映射圖切換開關50是否處于酒精比例高的切換位置。當在S318中為肯定的情況下，前進到S320，推測為混合燃料的酒精比例為中等程度。S卩，在S318中為肯定的情況下，由于為相對于酒精比例高的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為0. 8以下的情況，因而推測為酒精比例為比酒精比例高稍低的中等程度 (酒精比例在50%左右)。因此，接下來前進至S322，切換為酒精比例中的燃料噴射量映射圖。當在S318中為否定的情況下，前進到S3M，判斷映射圖切換開關50是否位于酒精比例中的切換位置。當在S3M中為肯定的情況下，前進到，推測為混合燃料的酒精比例低。S卩，在 S324中為肯定的情況下，由于為相對于酒精比例中的燃料噴射量映射圖計算的反饋修正系數(shù)K為0.8以下的情況，因而推測為酒精比例比酒精比例中低(酒精比例在25%左右)。因此，接下來前進至，切換為酒精比例低的燃料噴射量映射圖。當在S316或S3M中為否定的情況下，不切換燃料噴射量映射圖，而保持原狀并結束程序。如上所述，在本發(fā)明第一實施方式涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為設有能夠將燃料噴射量映射圖切換為其他燃料噴射量映射圖的映射圖切換開關50， 且所述映射圖切換開關50能夠由操作者自由操作，因此，通過在發(fā)動機起動時大致把握了燃料箱中存在的混合燃料的酒精比例的基礎上、由映射圖切換開關50選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦裕瑥亩鵁o論是何種酒精比例的混合燃料，都能夠使發(fā)動機12起動。[第二實施例]圖11是整體示出本發(fā)明第二實施例涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的、 與圖1相同的概要圖。與第一實施例相比，不僅準備了多個與混合燃料的酒精比例對應的燃料噴射量映射圖，而且準備了多個與發(fā)動機12所使用的場所的溫度(外部氣溫)、高度對應的燃料噴射量映射圖，并且為了能夠切換所述多個燃料噴射量映射圖，追加了模式選擇開關討，并改變了映射圖切換開關50。圖11是模式選擇開關M的詳細圖，圖12是映射圖切換開關50的詳細圖。模式選擇開關M能夠旋轉切換至酒精比例模式、外部氣溫模式、高度模式這三級 (模式)中的任意一級。模式選擇開關M也被設置成能夠由操作者自由操作。映射圖切換開關50與第一實施例同樣地形成為在三個等級間自如旋轉，不過除了與酒精比例相關的標記外，還追加了與外部氣溫和高度相關的標記。在由模式選擇開關M選擇了酒精比例模式的情況下，當將映射圖切換開關切換為三個等級中的任意一個等級時，則選擇與切換位置對應的酒精比例低、酒精比例中、酒精
12比例高的燃料噴射量映射圖。在由模式選擇開關54選擇了外部氣溫模式的情況下，當將映射圖切換開關切換為三個等級中的任意一個等級時，則選擇與切換位置對應的外部氣溫低、外部氣溫中、 外部氣溫高的燃料噴射量映射圖。在由模式選擇開關54選擇了高度模式的情況下，當將映射圖切換開關切換為三個等級中的任意一個等級時，則選擇與切換位置對應的高度低、高度中、高度高的燃料噴射量映射圖。在本發(fā)明第二實施例涉及的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，構成為具備多個與酒精比例、外部氣溫、高度相關的燃料噴射量映射圖，并且設有用于將燃料噴射量映射圖切換為其他燃料噴射量映射圖的模式選擇開關54和映射圖切換開關50，所述模式選擇開關54和映射圖切換開關50均能夠由操作者自由操作，由此，不僅能夠與酒精比例對應地選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦?，而且能夠與外部氣溫、高度這樣的環(huán)境條件對應地選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦?。如上所述，在本發(fā)明的第一實施例和第二實施例中，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置(10)具備發(fā)動機(12)，所述發(fā)動機(12)能夠與負載連接；目標轉速輸入單元(目標轉速輸入調控器48)，所述目標轉速輸入單元輸入由操作者設定的所述發(fā)動機的目標轉速(Nd)；發(fā)動機轉速檢測單元(ECU14(發(fā)動機轉速檢測模塊))，所述發(fā)動機轉速檢測單元檢測所述發(fā)動機的轉速(NE)；節(jié)氣門開度調整單元(ECU14(調節(jié)器控制模塊)、節(jié)氣門電機42)，所述節(jié)氣門開度調整單元調整設于所述發(fā)動機的進氣管(16)的節(jié)氣門(18)的節(jié)氣門開度(節(jié)氣門開度指令值9 th)，以使所述檢測的轉速與所述輸入的目標轉速一致；燃料噴射量計算單元(ECU14 (燃料噴射量計算模塊))，所述燃料噴射量計算單元基于所述檢測的轉速和所述調整后的節(jié)氣門開度，按照預先設定的燃料噴射量特性(燃料噴射量映射圖)計算所述發(fā)動機的燃料噴射量(映射圖燃料噴射量Qmap)；以及燃料噴射單元(噴射器20)，所述燃料噴射單元基于所述計算的燃料噴射量噴射燃料，在該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置(10)中，設有能夠將所述燃料噴射量特性切換為其他燃料噴射量特性的切換單元(映射圖切換開關50、模式選擇開關54)，且該切換單元能夠由操作者自由操作。由此，通過切換單元在發(fā)動機起動時根據(jù)發(fā)動機所放置的環(huán)境選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦?，從而能夠在各種環(huán)境下起動發(fā)動機。進而，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構成為還具備負載判斷單元(E⑶14， S22、S102至S104)，該負載判斷單元判斷與所述發(fā)動機連接的負載是否恒定；增減燃料噴射量噴射單元(E⑶14，S22、S110、S200至S206)，在判斷為與所述發(fā)動機連接的負載恒定時，該增減燃料噴射量噴射單元通過所述燃料噴射單元噴射相對于所述計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量；空燃比推測單元(E⑶14，S22、S110、S208)，該空燃比推測單元基于在噴射所述增減燃料噴射量時調整的所述節(jié)氣門開度來推測所述發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比(與輸出空燃比對應的燃料噴射量Qmin)；以及修正單元(E⑶14， S24)，該修正單元基于所述推測的空燃比修正所述燃料噴射量特性。S卩，調節(jié)器以使發(fā)動機轉速與目標轉速一致的方式控制節(jié)氣門開度，在具備所述調節(jié)器的發(fā)動機控制裝置中，在發(fā)動機負載恒定的狀況下，通過故意地使按照預先設定的燃料噴射量特性計算的燃料噴射量增減變化來使發(fā)動機輸出、以及發(fā)動機轉速變化，利用與該變化相應地變化的節(jié)氣門開度來推測輸出空燃比，并基于推測的輸出空燃比對燃料噴射量特性反饋修正，通過這樣構成，因此無需設置02傳感器、LAF傳感器等價格高昂的空燃比傳感器，就能夠以按照輸出空燃比驅動發(fā)動機的方式對燃料噴射量反饋修正。此外，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構成為所述空燃比推測單元求得在噴射所述增減燃料噴射量時調整的所述節(jié)氣門開度的最小值，并基于所述求得的最小值推測所述空燃比(ECU14，S22、S110、S208)。S卩，構成為利用當噴射與求得的節(jié)氣門開度最小值對應的燃料噴射量的時候發(fā)動機輸出達到最大這一情況來推測輸出空燃比，因此，能夠以簡易的結構適當?shù)赝茰y輸出空燃比。進而構成為，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備報知單元(顯示燈52， ECU14，S16、S^)，該報知單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，報知所述燃料噴射量特性已被修正這一情況。因此，能夠將在以輸出空燃比適當?shù)仳寗影l(fā)動機這一情況通知給操作者。進而構成為，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備修正系數(shù)存儲單元(E⑶14， S28)，該修正系數(shù)存儲單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，對修正所述燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲。因此，通過在下一次發(fā)動機起動時按照用該修正系數(shù)修正后的燃料噴射量特性計算燃料噴射量，從而能夠適當?shù)厥拱l(fā)動機起動。此外，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構成為，所述負載判斷單元在所述檢測的轉速持續(xù)預定時間地處于基于所述目標轉速設定的預定范圍內時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的(ECU14，S22、S102)。因此，能夠以簡易的結構適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。此外，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構成為，所述負載判斷單元在所述調整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且所述調整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的(ECU14，S22、 S104)。即構成為，在持續(xù)預定時間地維持空轉轉速時，判斷為發(fā)動機負載是恒定的，因此，能夠以簡易的結構適當?shù)嘏袛喟l(fā)動機負載是恒定的這一情況。此外，通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置構成為，所述燃料是由酒精和汽油構成的混合燃料。由此，即使在因酒精與汽油的混合比例使輸出空燃比變化的情況下，也能夠通過推測輸出空燃比，從而對于各種比例的混合燃料都能夠適當?shù)貙凑蛰敵隹杖急葋眚寗影l(fā)動機。另外，在上述中，是將反饋修正系數(shù)K與燃料噴射量映射圖的各燃料噴射量相乘從而重新構建燃料噴射量映射圖，然而也可以將只是對按照燃料噴射量映射圖計算的燃料噴射量乘以反饋修正系數(shù)K而獲得的燃料噴射量、作為最終指令值Qf發(fā)送至噴射器20。此外，當在S102、S104中為肯定時，判斷為與發(fā)動機連接的負載是恒定的，然而也可以在任意一方的步驟中為肯定時如此判斷。此外，映射圖切換開關50的切換分為三個等級，然而也可以與燃料噴射量映射圖的數(shù)量相應地增加，還可以形成為通過在映射圖之間對燃料噴射量進行補全而作為能夠連續(xù)切換的開關。此外，通過使顯示燈52點亮等利用視覺報知操作者，然而也可以使用蜂鳴器等利用聽覺報知。此外，雖然設置了模式選擇開關54，然而也可以取代模式選擇開關54而分別設置酒精比例模式用映射圖切換開關、外部氣溫模式用映射圖切換開關、高度模式用映射圖切換開關。 此外，以上是基于反饋修正系數(shù)K推測酒精比例來切換燃料噴射量映射圖，然而也可以取代酒精比例而推測外部氣溫或高度，并基于推測的外部氣溫或高度來切換燃料噴射量映射圖。
權利要求
1.一種通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置具備a.通用型發(fā)動機，該通用型發(fā)動機能夠與負載連接；b.目標轉速輸入單元，該目標轉速輸入單元輸入由操作者設定的所述發(fā)動機的目標轉速；c.發(fā)動機轉速檢測單元，該發(fā)動機轉速檢測單元檢測所述發(fā)動機的轉速；d.節(jié)氣門開度調整單元，該節(jié)氣門開度調整單元調整設于所述發(fā)動機的進氣管中的節(jié)氣門的節(jié)氣門開度，以使所述檢測的轉速與所述輸入的目標轉速一致；e.燃料噴射量計算單元，該燃料噴射量計算單元基于所述檢測的轉速和所述調整后的節(jié)氣門開度，按照預先設定的燃料噴射量特性計算所述發(fā)動機的燃料噴射量；以及f.燃料噴射單元，該燃料噴射單元基于所述計算的燃料噴射量噴射燃料，所述通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置的特征在于，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置設有能夠將所述燃料噴射量特性切換為其他燃料噴射量特性的切換單元，且所述切換單元能夠由操作者自由操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備g.負載判斷單元，該負載判斷單元判斷與所述發(fā)動機連接的負載是否恒定；h.增減燃料噴射量噴射單元，在判斷為與所述發(fā)動機連接的負載恒定時，該增減燃料噴射量噴射單元通過所述燃料噴射單元噴射相對于所述計算的燃料噴射量增加或者減少后的增減燃料噴射量；i.空燃比推測單元，該空燃比推測單元基于在噴射所述增減燃料噴射量時調整的所述節(jié)氣門開度來推測所述發(fā)動機的輸出達到最大的空燃比；以及j.修正單元，該修正單元基于所述推測的空燃比修正所述燃料噴射量特性。
3.根據(jù)權利要求2所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，所述空燃比推測單元求得在噴射所述增減燃料噴射量時調整的所述節(jié)氣門開度的最小值，并基于所述求得的最小值推測所述空燃比。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備k.報知單元，該報知單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，報知所述燃料噴射量特性已被修正這一情況。
5.根據(jù)權利要求2至4中的任意一項所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置還具備1.修正系數(shù)存儲單元，該修正系數(shù)存儲單元在由所述修正單元修正了所述燃料噴射量特性時，對修正所述燃料噴射量特性的修正系數(shù)進行存儲。
6.根據(jù)權利要求2至5中的任意一項所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，所述負載判斷單元在所述檢測的轉速持續(xù)預定時間地處于基于所述目標轉速設定的預定范圍內時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。
7.根據(jù)權利要求2至6中的任意一項所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，所述負載判斷單元在所述調整后的節(jié)氣門開度處于預定節(jié)氣門開度以下、且所述調整后的節(jié)氣門開度的變化量持續(xù)預定時間地處于預定變化量以下時，判斷為與所述發(fā)動機連接的負載是恒定的。
8.根據(jù)權利要求1至7中的任意一項所述的通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，其特征在于，所述燃料是由酒精和汽油構成的混合燃料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置，能夠選擇適當?shù)娜剂蠂娚淞刻匦?，在各種環(huán)境下都能夠起動發(fā)動機。在通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置中，以使檢測的發(fā)動機轉速與輸入的目標轉速一致的方式調整設于發(fā)動機的進氣管(16)的節(jié)氣門(18)的節(jié)氣門開度，基于檢測得的發(fā)動機轉速和調整后的節(jié)氣門開度，按照預先設定的燃料噴射量特性計算燃料噴射量，并基于計算的燃料噴射量噴射燃料，該通用型發(fā)動機的空燃比控制裝置設有能夠將燃料噴射量特性切換為其他燃料噴射量特性的切換單元(映射圖切換開關50、模式選擇開關54)，且所述切換單元能夠由操作者自由操作。
文檔編號F02D41/30GK102155309SQ20111002327
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權日2010年2月12日
發(fā)明者松田迅人, 橋爪崇, 福嶋友樹, 米山正行 申請人:本田技研工業(yè)株式會社