专利名称：通用型发动机的空燃比控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通用型发动机的空燃比控制装置。
背景技术：
以往，在使用由酒精和汽油构成的混合燃料的发动机中，公知如下述专利文献1 所示的技术利用设于排气管的空燃比传感器(02(氧)传感器或者LAF(广域空燃比)传感器)，检测通过混合酒精而产生的空燃比的偏差，根据检测的空燃比的偏差推测酒精的比例，并根据推测的酒精的比例选择燃料喷射量特性(燃料喷射量映射图)，控制燃料喷射量。专利文献1 日本特开昭63-5131号公报然而，在上述专利文献记载的技术中，是在发动机起动后检测空燃比的偏差，根据推测的酒精的比例选择燃料喷射量特性，控制燃料喷射量，因此，不起动发动机的话就无法选择与酒精的比例相应的适当的燃料喷射量特性。即，在酒精的比例高等情况下，如果在发动机起动时未选择适当的燃料喷射量特性的话，存在发动机根本就不起动的问题。此外，在例如搭载于发电机、除雪机的发动机中，同样存在着如果未根据所使用的场所的温度、高度选择适当的燃料喷射量特性的话发动机就不起动的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述的课题，提供一种通用型发动机的空燃比控制装置，采用该空燃比控制装置，能够选择适当的燃料喷射量特性，在各种环境下都能够起动发动机。为了达成上述目的，在第一发明中，通用型发动机的空燃比控制装置构成为具备 发动机，该发动机能够与负载连接；目标转速输入单元，该目标转速输入单元输入由操作者设定的所述发动机的目标转速；发动机转速检测单元，该发动机转速检测单元检测所述发动机的转速；节气门开度调整单元，该节气门开度调整单元调整设于所述发动机的进气管中的节气门的节气门开度，以使所述检测的转速与所述输入的目标转速一致；燃料喷射量计算单元，该燃料喷射量计算单元基于所述检测的转速和所述调整后的节气门开度，按照预先设定的燃料喷射量特性计算所述发动机的燃料喷射量；以及燃料喷射单元，该燃料喷射单元基于所述计算的燃料喷射量喷射燃料，并且，所述通用型发动机的空燃比控制装置设有能够将所述燃料喷射量特性切换为其他燃料喷射量特性的切换单元，且所述切换单元能够由操作者自由操作。此外，在第二发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为该通用型发动机的空燃比控制装置还具备负载判断单元，该负载判断单元判断与所述发动机连接的负载是否恒定；增减燃料喷射量喷射单元，在判断为与所述发动机连接的负载恒定时，该增减燃料喷射量喷射单元通过所述燃料喷射单元喷射相对于所述计算的燃料喷射量增加或者减少后的增减燃料喷射量；空燃比推测单元，该空燃比推测单元基于在喷射所述增减燃料喷射量时调整的所述节气门开度来推测所述发动机的输出达到最大的空燃比；以及修正单元，该修正单元基于所述推测的空燃比修正所述燃料喷射量特性。此外，在第三发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为，所述空燃比推测单元求得在喷射所述增减燃料喷射量时调整的所述节气门开度的最小值，并基于所述求得的最小值推测所述空燃比。
此外，在第四发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为该通用型发动机的空燃比控制装置还具备报知单元，该报知单元在由所述修正单元修正了所述燃料喷射量特性时，报知所述燃料喷射量特性已被修正这一情况。此外，在第五发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为该通用型发动机的空燃比控制装置还具备修正系数存储单元，该修正系数存储单元在由所述修正单元修正了所述燃料喷射量特性时，对修正所述燃料喷射量特性的修正系数进行存储。此外，在第六发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为，所述负载判断单元在所述检测的转速持续预定时间地处于基于所述目标转速设定的预定范围内时，判断为与所述发动机连接的负载是恒定的。此外，在第七发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为，所述负载判断单元在所述调整后的节气门开度处于预定节气门开度以下、且所述调整后的节气门开度的变化量持续预定时间地处于预定变化量以下时，判断为与所述发动机连接的负载是恒定的。此外，在第八发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为，所述燃料是由酒精和汽油构成的混合燃料。在第一发明中，通用型发动机的空燃比控制装置构成为具备节气门开度调整单元，该节气门开度调整单元调整设于发动机的进气管中的节气门的节气门开度，以使检测的转速与输入的目标转速一致；燃料喷射量计算单元，该燃料喷射量计算单元基于检测的发动机转速和调整后的节气门开度，按照预先设定的燃料喷射量特性计算发动机的燃料喷射量；以及燃料喷射单元，所述燃料喷射单元基于计算的燃料喷射量喷射燃料，并且，该通用型发动机的空燃比控制装置设有能够将燃料喷射量特性切换为其他燃料喷射量特性的切换单元，且该切换单元能够由操作者自由操作，因此，通过切换单元在发动机起动时根据发动机所放置的环境选择适当的燃料喷射量特性，从而能够在各种环境下起动发动机。在第二发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，进而构成为，判断与发动机连接的负载是否恒定，在判断为与发动机连接的负载为恒定时，通过燃料喷射单元喷射相对于计算的燃料喷射量增加或者减少后的增减燃料喷射量，并基于喷射增减燃料喷射量时调整的节气门开度推测发动机的输出达到最大的空燃比(输出空燃比)，基于推测的空燃比修正燃料喷射量特性，即构成为，调节器(governor)以使发动机转速与目标转速一致的方式控制节气门开度，在具备所述调节器的通用型发动机的空燃比控制装置中，在发动机负载恒定的状况下，通过故意地使按照预先设定的燃料喷射量特性计算的燃料喷射量增减变化来使发动机输出、以及发动机转速变化，利用与该变化相应地变化的节气门开度来推测输出空燃比，并基于推测的输出空燃比对燃料喷射量特性反馈修正，因此，除了上述效果之外，无需设置02传感器、LAF传感器等价格高昂的空燃比传感器，就能够以按照输出空燃比驱动发动机的方式对燃料喷射量反馈修正。
在第三发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为，求得在喷射增减燃料喷射量时调整的节气门开度的最小值，并基于求得的最小值推测输出空燃比，即，构成为利用当喷射与求得的节气门开度最小值对应的燃料喷射量的时候发动机输出达到最大这一情况来推测输出空燃比，因此，除了上述效果之外，能够以简易的结构适当地推测输出空燃比。在第四发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，进而构成为，在修正了燃料喷射量特性时，报知燃料喷射量特性已被修正这一情况，因此，除了上述效果之外，还能够将在以输出空燃比适当地驱动发动机这一情况通知给操作者。在第五发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，进而构成为，在修正了燃料喷射量特性时，对修正燃料喷射量特性的修正系数进行存储，因此，除了上述效果之外， 通过在下一次发动机起动时按照用该修正系数修正后的燃料喷射量特性计算燃料喷射量， 从而能够适当地起动发动机。在第六发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为在检测的转速持续预定时间地处于基于目标转速设定的预定范围内时，判断为与发动机连接的负载是恒定的，因此，除了上述效果之外，能够以简易的结构适当地判断发动机负载是恒定的这一情况。在第七发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为在调整后的节气门开度处于预定节气门开度以下、且调整后的节气门开度的变化量持续预定时间地处于预定变化量以下时，判断为与发动机连接的负载是恒定的，即构成为，在持续预定时间地维持空转转速时，判断为发动机负载是恒定的，因此，除了上述效果之外，能够以简易的结构适当地判断发动机负载是恒定的这一情况。在第八发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为燃料是由酒精和汽油构成的混合燃料，因此除了上述效果之外，即使因酒精与汽油的混合比例使输出空燃比变化的情况下，也能够通过推测输出空燃比，从而对于各种比例的混合燃料都能适当地对应而按照输出空燃比驱动发动机。
图1是整体示出本发明第一实施例涉及的通用型发动机的空燃比控制装置的概要图。图2是图1所示的目标转速输入调控器的详细图。图3是图1所示的映射图切换开关的详细图。图4是示出图1所示的电子控制单元(ECU)的结构的模块图。图5是示出图1所示的控制装置的动作的流程图。图6是示出图5的反馈修正系数计算处理的子程序流程图。图7是示出图6的输出空燃比推测处理的子程序流程图。图8是示出图7的推测输出空燃比的原理的图表。图9是示出图7的对与输出空燃比对应的燃料喷射量(Qmin)的计算的图表。图10是示出图5的酒精比例推测处理和燃料喷射量映射图切换处理的子程序流程图。
图11是整体示出本发明第二实施例涉及的通用型发动机的空燃比控制装置的、 与图1相同的概要图。图12是图11中示出的模式选择开关的详细图。图13是图11中示出的映射图切换开关的详细图。标号说明10 通用型发动机的空燃比控制装置；12 发动机；14 =ECU ；16 进气管；18 节气门；20 喷射器；22 进气门；24 燃烧室；26 点火火花塞；28 活塞；30 连杆；32 曲轴; 34 脉冲线圈(pulser coil) ；36 脉冲线圈检测器；38 排气门；40 排气管；42 节气门电机；44 汽缸；46 温度传感器；48 目标转速输入调控器(volume) ；50 映射图(map)切换开关；52 显示灯；54 模式选择开关。
具体实施例方式以下，结合附图对用于实施本发明涉及的通用型发动机的空燃比控制装置的方式进行说明。[第一实施例]图1是整体示出本发明第一实施例涉及的通用型发动机的空燃比控制装置的概要图。在图1中，标号10表示通用型发动机的空燃比控制装置。控制装置10由发动机(将燃烧室附近以剖面示出)12和对发动机12进行电控的电子控制单元(Electronic Control Unit。以下称作“Ε⑶”)14构成。E⑶14由具备CPU、存储器(具体来说是由非易失性存储器构成的EEPR0M)等的微型计算机构成。发动机12为空冷四冲程单缸OHV型发动机，具有440cc左右的排气量，是预定搭载于例如发电机、割草机、除雪机这样的产品的通用型发动机。产品作为负载与发动机12 连接。在发动机12的进气管16设有节气门18和喷射器20，通过节气门18调节了量的进气与由喷射器20喷射的燃料混合而成的混合气，在使进气门22打开时被导入燃烧室24， 并在由点火火花塞26点火后燃烧(爆炸)，驱动活塞28。驱动了的活塞28经由连杆30使曲轴32旋转。曲轴32与各产品负载连接，其旋转力被传递至负载。在曲轴32沿圆周部设有多个(8个)脉冲线圈34，在使曲轴32旋转时，由配置在脉冲线圈34外周的脉冲线圈检测器36输出表示活塞28的位置的信号(曲轴转角信号Pc)。另外，燃烧过的混合气作为废气在排气门38打开时被排出到排气管40。节气门18与节气门电机(电动机)42连接。具体来说，节气门电机42由步进电机构成，并经由减速器与节气门18的旋转轴连接。由此，通过驱动节气门电机42来调整节气门18的开度(节气门开度)。通过由燃料箱或燃料泵构成的燃料供给装置(未图示)向喷射器20供给被加压过的燃料。作为燃料，采用由酒精(具体来说是乙醇)和汽油构成的混合燃料。在汽缸44的附近设有温度传感器46，该温度传感器46输出表示发动机12的温度的信号。上述的喷射器20、点火火花塞26、脉冲线圈检测器36、节气门电机42和温度传感器46与E⑶14电连接。ECU14与目标转速输入调控器48、用于切换燃料喷射量映射图的映射图切换开关 50和显示灯52连接，所述目标转速输入调控器48用于输入由操作者设定的发动机12的目标转速。图2是目标转速输入调控器48的详细图，图3是映射图切换开关50的详细图。目标转速输入调控器48能够在从IOOOrpm到5000rpm的刻度范围内连续地旋转。 映射图切换开关50能够旋转切换为酒精比例低、酒精比例中、酒精比例高这三个等级中的任意一个等级。目标转速输入调控器48和映射图切换开关50分别被设置成能够由操作者自由操作。操作者大致地把握燃料箱中存在的混合燃料的酒精比例，将映射图切换开关50 切换至与酒精比例对应的切换位置。例如，酒精比例低意味着25%左右的酒精比例，酒精比例中意味着50%左右的酒精比例，酒精比例高意味着75 %左右的酒精比例。显示灯52由LED (发光二极管)等构成，且被设于操作者能够视觉辨认的位置。E⑶14基于来自脉冲线圈检测器36和温度传感器46的检测信号以及来自目标转速输入调控器48和映射图切换开关50的输入信号来控制喷射器20、点火火花塞沈、节气门电机42和显示灯52的动作。图4是示出E⑶14的结构的模块图。E⑶14具备发动机转速检测模块、调节器 (governor)控制模块、燃料喷射量计算模块、反馈修正系数计算模块和点火时机计算模块。发动机转速检测模块对由脉冲线圈检测器36检测的曲轴转角信号Pc进行计数， 检测出发动机转速NE (rpm)。调节器控制模块输入由目标转速输入调控器48输入的发动机12的目标转速Nd 和由发动机转速检测模块检测的发动机转速NE，并以使检测的发动机转速NE与所输入的目标转速Nd —致的方式调整节气门开度。具体来说，若检测的发动机转速NE比目标转速Nd小，则输出比当前的节气门开度指令值9 th增大预定开度的节气门开度指令值9 th。相反地，若检测的发动机转速NE比目标转速Nd大，则输出比当前输出的节气门开度指令值θ th减小预定开度的节气门开度指令值9th。所输出的节气门开度指令值θ th被发送至节气门电机42，由节气门电机42 调整节气门开度。另外，使节气门开度增大或减少时的预定开度是基于PID控制(比例-积分-微分控制)来确定的。燃料喷射量计算模块基于由发动机转速检测模块检测的发动机转速NE和由调节器控制模块输出的节气门开度指令值θ th，按照预先设定的燃料喷射量映射图计算映射图燃料喷射量Qmap。燃料喷射量映射图是预先通过实验求得在理想状态下(外部气温25°C、 高度0m、湿度50%)的燃料喷射量并设定得到的。燃料喷射量映射图针对酒精的比例为低、中、高(具体来说为25150175%)的混合燃料准备了三种，并且由映射图切换开关50向燃料喷射量计算模块输入表示切换位置的信号。即，选择与映射图切换开关50的切换位置对应的燃料喷射量映射图，并按照所选择的燃料喷射量映射图计算燃料喷射量。另外，还向燃料喷射量计算模块输入由温度传感器46检测的发动机温度Te，在发动机起动时，基于发动机温度Te对按照燃料喷射量映射图计算的燃料喷射量进行修正。由燃料喷射量计算模块计算的映射图燃料喷射量Qmap被发送到反馈修正系数计算模块。
在反馈修正系数计算模块中，如后所述地计算反馈修正系数K。此外，反馈修正系数计算模块基于计算的反馈修正系数K使显示灯52动作。反馈修正系数K被发送到燃料喷射量计算模块，将所发送的反馈修正系数K与燃料喷射量映射图的各燃料喷射量相乘而重新构建(修正)燃料喷射量映射图，然后将按照重新构建的燃料喷射量映射图计算的燃料喷射量作为最终燃料喷射量指令值Qf发送至喷射器20。喷射器20基于发送的指令值Qf喷射燃料。点火时机计算模块基于来自脉冲线圈检测器36的曲轴转角信号Pc计算点火时机，并于计算的点火时机向点火火花塞26发送点火信号。图5是示出本发明涉及的控制装置的动作的流程图。图示的程序在装置的电源接通时在ECU14中执行。首先，在SlO中，判断映射图切换开关50是否被切换。具体来说，判断映射图切换开关50是否被从上一次发动机停止时的切换位置切换到其他的切换位置。当在SlO中为肯定的时候，前进至S12，如后所述地使存储器中存储的反馈修正系数K初始化。具体来说是将反馈修正系数K设定为1。当在SlO中为否定的时候，前进至S14，读出存储在存储器中的反馈修正系数K，重新构建燃料喷射量映射图。具体来说，使与映射图切换开关50的切换位置对应的燃料喷射量映射图与反馈修正系数K相乘从而重新构建映射图。接下来前进到S16，使显示灯52点壳。 接下来，前进至S18，判断是否发生发动机停止。具体来说，判断当以起动电动机或者反冲起动器使曲轴32转动(cranking)而将发动机12起动时，是否发动机12未达到完爆转速就停止了。当在S18中为肯定的情况下，判断为重新构建的燃料喷射量映射图不合适，前进至S12，将反馈修正系数K初始化，回到重新构建燃料喷射量映射图之前的原来的燃料喷射量映射图。并且，使显示灯52熄灭。接下来前进至S20，判断是否发动机12起动且暖机运转已结束。暖机运转的结束是基于温度传感器46的信号来进行判断。在判断为暖机运转结束时，前进至S22，执行反馈修正系数K的计算处理。图6是示出反馈修正系数K的计算处理的子程序流程图。首先在SlOO中，判断是否已输入预定范围内的目标转速Nd。具体来说，判断目标转速输入调控器48是否被设定为IOOOrpm至3000rpm的范围内。当在SlOO中为肯定的情况下，前进到S102，判断检测的发动机转速NE是否持续预定时间地显示为目标转速Nd附近的值。具体来说，判断是否检测的发动机转速NE持续 5秒钟都处于相对于目标转速Nd 士 200rpm的范围。当在S102中为肯定的情况下，前进到S104，判断节气门开度(准确地说是节气门开度指令值9 th)是否在预定节气门开度以下、且节气门开度的变化量(准确地说是节气门开度指令值9 th的变化量)是否持续预定时间地在预定变化量以下。具体来说，判断节气门开度是否为30%以下的开度，并判断节气门开度的变化量是否持续5秒钟都在士的范围内。
当在S104中为肯定的情况下，前进到S106，判断为与发动机12连接的负载是恒定的。接下来前进到S108，计算映射图燃料喷射量Qmap。具体来说，在与发动机12连接的负载恒定的状态下，基于检测的发动机转速NE和节气门开度指令值θ th，按照燃料喷射量映射图(在S14中重新构筑之前的原来的燃料喷射量映射图)计算映射图燃料喷射量 Qmap0接下来，前进到S110，执行输出空燃比推测处理。图7是示出输出空燃比推测处理的子程序流程图。 在说明该流程图之前对推测输出空燃比的原理进行说明。图8是示出该原理的图表。横轴为空燃比A/F，图表中的虚线表示相对于空燃比 A/F的发动机12的输出特性。一般来说，发动机输出具有在比理论空燃比(A/F = 14. 7(质量比))浓(rich)的一侧的空燃比下达到最大的特性。即，随着向比发动机输出达到最大的空燃比(输出空燃比)稀(lean)的一侧或者浓的一侧转移，输出降低。另一方面，在与发动机12连接的负载恒定且发动机转速NE与目标转速Nd—致的状态下，节气门开度指令值θ th也通过电子调节器控制而大致保持恒定值。在该状态下，当故意地使燃料喷射量增加或者减少、也即是说使空燃比变化时，由于发动机输出变化而使得发动机转速NE也变化。因此，节气门开度指令值eth也通过电子调节器控制而变化。即，当如图中所示地使燃料喷射量变化时，节气门开度指令值eth 在输出空燃比处显示为最小值，并随着向比其稀的一侧或浓的一侧转移而增加。因此，在与发动机12连接的负载恒定且发动机转速NE与目标转速Nd —致的状态下，故意地使燃料喷射量增加或者减少，求得节气门开度指令值θ th的最小值，由此能够推测出输出空燃比。对图7的输出空燃比推测处理的流程图进行说明，首先在S200中，一边使燃料喷射量增加一边读取节气门开度指令值9 th。具体来说，使燃料喷射量每秒增加5%。并每隔100msec读取因此而调整了的节气门开度指令值θ th，计算一秒钟内节气门开度指令值 θ th的平均值。依次将增加并喷射的燃料喷射量和节气门开度指令值θ th的平均值存储到存储器。接着前进到S202，判断节气门开度指令值θ th是否增加了预定开度以上。具体来说，判断使燃料喷射量增加后的节气门开度指令值eth(平均值)是否相对于使燃料喷射量增加前计算的节气门开度指令值θ th(平均值)增加了 10%以上。就图8而言，即判断是否到达点a附近。当在S202中为肯定的情况下，前进到S204，这次相反，一边使燃料喷射量减少一边读取节气门开度指令值9 th。具体来说，使燃料喷射量每秒减少5%。并每隔100msec 读取因此而调整了的节气门开度指令值θ th，计算一秒钟内节气门开度指令值9 th的平均值。依次将减少并喷射的燃料喷射量和节气门开度指令值9 th的平均值存储到存储器。接着前进到S206，判断节气门开度指令值θ th是否增加了预定开度以上。具体来说，判断使燃料喷射量减少后的节气门开度指令值eth(平均值)是否相对于使燃料喷射量减少前计算的节气门开度指令值eth(平均值)增加了 5%以上。就图8而言，即判断是否到达点b附近。
当在S206中为肯定的情况下，前进到S208，计算与输出空燃比对应的燃料喷射量 Qmin。具体来说，如图9所示地，标出增加或者减少并喷射的燃料喷射量和当时计算的节气门开度指令值9th(平均值)。接下来，将节气门开度指令值θ th的变化特性作为二次曲线而利用最小二乘法进行拟合。接下来，求得近似得到的二次曲线的节气门开度指令值 θ th的最小值，并求得与节气门开度指令值θ th的最小值对应的燃料喷射量。该与节气门开度指令值θ th的最小值对应的燃料喷射量为达到输出空燃比的燃料喷射量，即与输出空燃比对应的燃料喷射量Qmin。
回到图6的流程图继续说明，接下来前进到S112，计算反馈修正系数K。如图所示， 反馈修正系数K是基于S108的映射图燃料喷射量Qmap与S208的与输出空燃比对应的燃料喷射量Qmin之比来计算。S卩，反馈修正系数K是表示在理想状态(即设定燃料喷射量映射图时的状态)下达成输出空燃比的燃料喷射量与在发动机被驱动的环境中实际地达成输出空燃比的燃料喷射量的偏差的程度的系数。回到图5的流程图继续说明，接下来前进到S24，重新构建燃料喷射量映射图。具体来说，使与映射图切换开关的切换位置对应的燃料喷射量映射图与在S112中计算的反馈修正系数K相乘从而重新构建映射图。接下来前进到S26，使显示灯52点亮。使显示灯52点亮是为了报知操作者已通过基于推测输出空燃比的反馈修正适当地对燃料喷射量映射图进行了重新构建。接下来前进到S28，将在S112中计算的反馈修正系数K保存到存储器中。存储反馈修正系数K是为了 如S14中所述地在下一次发动机起动时重新构建燃料喷射量映射图， 得到以输出空燃比驱动的适当的燃料喷射量。接下来前进到S30，执行酒精比例推测处理和燃料喷射量映射图切换处理。图10是示出这些处理的子程序流程图。首先在S300中，判断反馈修正系数K是否在预定值α以上。预定值α设定为比 1大的值，如1.2等。当在S300中为肯定的情况下，前进到S302，判断映射图切换开关50是否位于酒精比例高的切换位置。当在S302中为肯定的情况下，前进到S304，使显示灯52闪烁。S卩，在S302中为肯定的情况下，为相对于酒精比例高的燃料喷射量映射图计算的反馈修正系数K大于1. 2的情况，推测为该情况下混合燃料的酒精比例极高(酒精比例在90%以上)。因此，使显示灯 52闪烁以促使操作者加入汽油。当在S302中为否定的情况下，前进到S306，判断映射图切换开关50是否位于酒精比例中的切换位置。当在S306中为肯定的情况下，前进到S308，推测为混合燃料的酒精比例高。S卩，当在S306中为肯定的情况下，由于为相对于酒精比例中的燃料喷射量映射图计算的反馈修正系数K为1.2以上的情况，因而推测为酒精比例比酒精比例中更高(酒精比例在75%左右)。因此，接下来前进至S310，切换为酒精比例高的燃料喷射量映射图。当在S306中为否定的情况下，前进到S312，推测为混合燃料的酒精比例为中等程度。即，当在S306中为否定的情况下，由于为相对于酒精比例低的燃料喷射量映射图计算的反馈修正系数K为1.2以上的情况，因而推测为酒精比例为比酒精比例低稍高的中等程度(酒精比例在50%左右)。因此，接下来前进至S314，切换为酒精比例中的燃料喷射量映射图。当在S300中为否定的情况下，前进到S316，判断反馈修正系数K是否在预定值β 以下。预定值β设定为比1小的值，如0.8等。当在S316中为肯定的情况下，前进到S318，判断映射图切换开关50是否处于酒精比例高的切换位置。当在S318中为肯定的情况下，前进到S320，推测为混合燃料的酒精比例为中等程度。S卩，在S318中为肯定的情况下，由于为相对于酒精比例高的燃料喷射量映射图计算的反馈修正系数K为0. 8以下的情况，因而推测为酒精比例为比酒精比例高稍低的中等程度 (酒精比例在50%左右)。因此，接下来前进至S322，切换为酒精比例中的燃料喷射量映射图。当在S318中为否定的情况下，前进到S3M，判断映射图切换开关50是否位于酒精比例中的切换位置。当在S3M中为肯定的情况下，前进到，推测为混合燃料的酒精比例低。S卩，在 S324中为肯定的情况下，由于为相对于酒精比例中的燃料喷射量映射图计算的反馈修正系数K为0.8以下的情况，因而推测为酒精比例比酒精比例中低(酒精比例在25%左右)。因此，接下来前进至，切换为酒精比例低的燃料喷射量映射图。当在S316或S3M中为否定的情况下，不切换燃料喷射量映射图，而保持原状并结束程序。如上所述，在本发明第一实施方式涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为设有能够将燃料喷射量映射图切换为其他燃料喷射量映射图的映射图切换开关50， 且所述映射图切换开关50能够由操作者自由操作，因此，通过在发动机起动时大致把握了燃料箱中存在的混合燃料的酒精比例的基础上、由映射图切换开关50选择适当的燃料喷射量特性，从而无论是何种酒精比例的混合燃料，都能够使发动机12起动。[第二实施例]图11是整体示出本发明第二实施例涉及的通用型发动机的空燃比控制装置的、 与图1相同的概要图。与第一实施例相比，不仅准备了多个与混合燃料的酒精比例对应的燃料喷射量映射图，而且准备了多个与发动机12所使用的场所的温度(外部气温)、高度对应的燃料喷射量映射图，并且为了能够切换所述多个燃料喷射量映射图，追加了模式选择开关讨，并改变了映射图切换开关50。图11是模式选择开关M的详细图，图12是映射图切换开关50的详细图。模式选择开关M能够旋转切换至酒精比例模式、外部气温模式、高度模式这三级 (模式)中的任意一级。模式选择开关M也被设置成能够由操作者自由操作。映射图切换开关50与第一实施例同样地形成为在三个等级间自如旋转，不过除了与酒精比例相关的标记外，还追加了与外部气温和高度相关的标记。在由模式选择开关M选择了酒精比例模式的情况下，当将映射图切换开关切换为三个等级中的任意一个等级时，则选择与切换位置对应的酒精比例低、酒精比例中、酒精
12比例高的燃料喷射量映射图。在由模式选择开关54选择了外部气温模式的情况下，当将映射图切换开关切换为三个等级中的任意一个等级时，则选择与切换位置对应的外部气温低、外部气温中、 外部气温高的燃料喷射量映射图。在由模式选择开关54选择了高度模式的情况下，当将映射图切换开关切换为三个等级中的任意一个等级时，则选择与切换位置对应的高度低、高度中、高度高的燃料喷射量映射图。在本发明第二实施例涉及的通用型发动机的空燃比控制装置中，构成为具备多个与酒精比例、外部气温、高度相关的燃料喷射量映射图，并且设有用于将燃料喷射量映射图切换为其他燃料喷射量映射图的模式选择开关54和映射图切换开关50，所述模式选择开关54和映射图切换开关50均能够由操作者自由操作，由此，不仅能够与酒精比例对应地选择适当的燃料喷射量特性，而且能够与外部气温、高度这样的环境条件对应地选择适当的燃料喷射量特性。如上所述，在本发明的第一实施例和第二实施例中，通用型发动机的空燃比控制装置(10)具备发动机(12)，所述发动机(12)能够与负载连接；目标转速输入单元(目标转速输入调控器48)，所述目标转速输入单元输入由操作者设定的所述发动机的目标转速(Nd)；发动机转速检测单元(ECU14(发动机转速检测模块))，所述发动机转速检测单元检测所述发动机的转速(NE)；节气门开度调整单元(ECU14(调节器控制模块)、节气门电机42)，所述节气门开度调整单元调整设于所述发动机的进气管(16)的节气门(18)的节气门开度(节气门开度指令值9 th)，以使所述检测的转速与所述输入的目标转速一致；燃料喷射量计算单元(ECU14 (燃料喷射量计算模块))，所述燃料喷射量计算单元基于所述检测的转速和所述调整后的节气门开度，按照预先设定的燃料喷射量特性(燃料喷射量映射图)计算所述发动机的燃料喷射量(映射图燃料喷射量Qmap)；以及燃料喷射单元(喷射器20)，所述燃料喷射单元基于所述计算的燃料喷射量喷射燃料，在该通用型发动机的空燃比控制装置(10)中，设有能够将所述燃料喷射量特性切换为其他燃料喷射量特性的切换单元(映射图切换开关50、模式选择开关54)，且该切换单元能够由操作者自由操作。由此，通过切换单元在发动机起动时根据发动机所放置的环境选择适当的燃料喷射量特性，从而能够在各种环境下起动发动机。进而，该通用型发动机的空燃比控制装置构成为还具备负载判断单元(E⑶14， S22、S102至S104)，该负载判断单元判断与所述发动机连接的负载是否恒定；增减燃料喷射量喷射单元(E⑶14，S22、S110、S200至S206)，在判断为与所述发动机连接的负载恒定时，该增减燃料喷射量喷射单元通过所述燃料喷射单元喷射相对于所述计算的燃料喷射量增加或者减少后的增减燃料喷射量；空燃比推测单元(E⑶14，S22、S110、S208)，该空燃比推测单元基于在喷射所述增减燃料喷射量时调整的所述节气门开度来推测所述发动机的输出达到最大的空燃比(与输出空燃比对应的燃料喷射量Qmin)；以及修正单元(E⑶14， S24)，该修正单元基于所述推测的空燃比修正所述燃料喷射量特性。S卩，调节器以使发动机转速与目标转速一致的方式控制节气门开度，在具备所述调节器的发动机控制装置中，在发动机负载恒定的状况下，通过故意地使按照预先设定的燃料喷射量特性计算的燃料喷射量增减变化来使发动机输出、以及发动机转速变化，利用与该变化相应地变化的节气门开度来推测输出空燃比，并基于推测的输出空燃比对燃料喷射量特性反馈修正，通过这样构成，因此无需设置02传感器、LAF传感器等价格高昂的空燃比传感器，就能够以按照输出空燃比驱动发动机的方式对燃料喷射量反馈修正。此外，通用型发动机的空燃比控制装置构成为所述空燃比推测单元求得在喷射所述增减燃料喷射量时调整的所述节气门开度的最小值，并基于所述求得的最小值推测所述空燃比(ECU14，S22、S110、S208)。S卩，构成为利用当喷射与求得的节气门开度最小值对应的燃料喷射量的时候发动机输出达到最大这一情况来推测输出空燃比，因此，能够以简易的结构适当地推测输出空燃比。进而构成为，通用型发动机的空燃比控制装置还具备报知单元(显示灯52， ECU14，S16、S^)，该报知单元在由所述修正单元修正了所述燃料喷射量特性时，报知所述燃料喷射量特性已被修正这一情况。因此，能够将在以输出空燃比适当地驱动发动机这一情况通知给操作者。进而构成为，通用型发动机的空燃比控制装置还具备修正系数存储单元(E⑶14， S28)，该修正系数存储单元在由所述修正单元修正了所述燃料喷射量特性时，对修正所述燃料喷射量特性的修正系数进行存储。因此，通过在下一次发动机起动时按照用该修正系数修正后的燃料喷射量特性计算燃料喷射量，从而能够适当地使发动机起动。此外，通用型发动机的空燃比控制装置构成为，所述负载判断单元在所述检测的转速持续预定时间地处于基于所述目标转速设定的预定范围内时，判断为与所述发动机连接的负载是恒定的(ECU14，S22、S102)。因此，能够以简易的结构适当地判断发动机负载是恒定的这一情况。此外，通用型发动机的空燃比控制装置构成为，所述负载判断单元在所述调整后的节气门开度处于预定节气门开度以下、且所述调整后的节气门开度的变化量持续预定时间地处于预定变化量以下时，判断为与所述发动机连接的负载是恒定的(ECU14，S22、 S104)。即构成为，在持续预定时间地维持空转转速时，判断为发动机负载是恒定的，因此，能够以简易的结构适当地判断发动机负载是恒定的这一情况。此外，通用型发动机的空燃比控制装置构成为，所述燃料是由酒精和汽油构成的混合燃料。由此，即使在因酒精与汽油的混合比例使输出空燃比变化的情况下，也能够通过推测输出空燃比，从而对于各种比例的混合燃料都能够适当地对应而按照输出空燃比来驱动发动机。另外，在上述中，是将反馈修正系数K与燃料喷射量映射图的各燃料喷射量相乘从而重新构建燃料喷射量映射图，然而也可以将只是对按照燃料喷射量映射图计算的燃料喷射量乘以反馈修正系数K而获得的燃料喷射量、作为最终指令值Qf发送至喷射器20。此外，当在S102、S104中为肯定时，判断为与发动机连接的负载是恒定的，然而也可以在任意一方的步骤中为肯定时如此判断。此外，映射图切换开关50的切换分为三个等级，然而也可以与燃料喷射量映射图的数量相应地增加，还可以形成为通过在映射图之间对燃料喷射量进行补全而作为能够连续切换的开关。此外，通过使显示灯52点亮等利用视觉报知操作者，然而也可以使用蜂鸣器等利用听觉报知。此外，虽然设置了模式选择开关54，然而也可以取代模式选择开关54而分别设置酒精比例模式用映射图切换开关、外部气温模式用映射图切换开关、高度模式用映射图切换开关。 此外，以上是基于反馈修正系数K推测酒精比例来切换燃料喷射量映射图，然而也可以取代酒精比例而推测外部气温或高度，并基于推测的外部气温或高度来切换燃料喷射量映射图。
权利要求
1.一种通用型发动机的空燃比控制装置，该通用型发动机的空燃比控制装置具备a.通用型发动机，该通用型发动机能够与负载连接；b.目标转速输入单元，该目标转速输入单元输入由操作者设定的所述发动机的目标转速；c.发动机转速检测单元，该发动机转速检测单元检测所述发动机的转速；d.节气门开度调整单元，该节气门开度调整单元调整设于所述发动机的进气管中的节气门的节气门开度，以使所述检测的转速与所述输入的目标转速一致；e.燃料喷射量计算单元，该燃料喷射量计算单元基于所述检测的转速和所述调整后的节气门开度，按照预先设定的燃料喷射量特性计算所述发动机的燃料喷射量；以及f.燃料喷射单元，该燃料喷射单元基于所述计算的燃料喷射量喷射燃料，所述通用型发动机的空燃比控制装置的特征在于，该通用型发动机的空燃比控制装置设有能够将所述燃料喷射量特性切换为其他燃料喷射量特性的切换单元，且所述切换单元能够由操作者自由操作。
2.根据权利要求1所述的通用型发动机的空燃比控制装置，其特征在于，该通用型发动机的空燃比控制装置还具备g.负载判断单元，该负载判断单元判断与所述发动机连接的负载是否恒定；h.增减燃料喷射量喷射单元，在判断为与所述发动机连接的负载恒定时，该增减燃料喷射量喷射单元通过所述燃料喷射单元喷射相对于所述计算的燃料喷射量增加或者减少后的增减燃料喷射量；i.空燃比推测单元，该空燃比推测单元基于在喷射所述增减燃料喷射量时调整的所述节气门开度来推测所述发动机的输出达到最大的空燃比；以及j.修正单元，该修正单元基于所述推测的空燃比修正所述燃料喷射量特性。
3.根据权利要求2所述的通用型发动机的空燃比控制装置，其特征在于，所述空燃比推测单元求得在喷射所述增减燃料喷射量时调整的所述节气门开度的最小值，并基于所述求得的最小值推测所述空燃比。
4.根据权利要求2或3所述的通用型发动机的空燃比控制装置，其特征在于，该通用型发动机的空燃比控制装置还具备k.报知单元，该报知单元在由所述修正单元修正了所述燃料喷射量特性时，报知所述燃料喷射量特性已被修正这一情况。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的通用型发动机的空燃比控制装置，其特征在于，该通用型发动机的空燃比控制装置还具备1.修正系数存储单元，该修正系数存储单元在由所述修正单元修正了所述燃料喷射量特性时，对修正所述燃料喷射量特性的修正系数进行存储。
6.根据权利要求2至5中的任意一项所述的通用型发动机的空燃比控制装置，其特征在于，所述负载判断单元在所述检测的转速持续预定时间地处于基于所述目标转速设定的预定范围内时，判断为与所述发动机连接的负载是恒定的。
7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的通用型发动机的空燃比控制装置，其特征在于，所述负载判断单元在所述调整后的节气门开度处于预定节气门开度以下、且所述调整后的节气门开度的变化量持续预定时间地处于预定变化量以下时，判断为与所述发动机连接的负载是恒定的。
8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的通用型发动机的空燃比控制装置，其特征在于，所述燃料是由酒精和汽油构成的混合燃料。
全文摘要
本发明提供一种通用型发动机的空燃比控制装置，能够选择适当的燃料喷射量特性，在各种环境下都能够起动发动机。在通用型发动机的空燃比控制装置中，以使检测的发动机转速与输入的目标转速一致的方式调整设于发动机的进气管(16)的节气门(18)的节气门开度，基于检测得的发动机转速和调整后的节气门开度，按照预先设定的燃料喷射量特性计算燃料喷射量，并基于计算的燃料喷射量喷射燃料，该通用型发动机的空燃比控制装置设有能够将燃料喷射量特性切换为其他燃料喷射量特性的切换单元(映射图切换开关50、模式选择开关54)，且所述切换单元能够由操作者自由操作。
文档编号F02D41/30GK102155309SQ20111002327
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月20日 优先权日2010年2月12日
发明者松田迅人, 桥爪崇, 福嶋友树, 米山正行 申请人:本田技研工业株式会社