发动机控制策略和反馈系统的制作方法_2

文档序号:9457374阅读:来源:国知局
信号使晶闸管64接通。一旦晶闸管64导通,就为存储在电容器62中的电荷形成了通过晶闸管64和初级绕组34的电流路径。通过初级绕组34放出的电流在次级绕组36中感生出高电压点火脉冲。此高电压脉冲随后被输送到火花塞47,在那里,它形成电弧跨过火花塞47的火花隙,从而点燃燃烧室中的空气燃料充注物,以启动燃烧过程。
[0016]如上文所指出的,微控制器60或另一控制器可以在改变(例如)通过化油器4输送到发动机2的燃料混合物的空/燃比中发挥作用。在图1的实施例中,化油器4是隔膜式化油器,其具有隔膜燃料栗组件74、隔膜燃料计量组件76和冲洗/灌注(purge/prime)组件78,其中每一个的大致构造和功能都是公知的。化油器4包括燃料和空气混合通路80,其在入口端处接收空气,并且通过从燃料计量组件76供应燃料的燃料回路82来接收燃料。燃料回路82包括在化油器主体中形成的一个或多个通路、端口和/或腔室。这种类型的化油器的一个示例在美国专利号7,467,785中被公开,其公开内容通过引用整体地结合于本文中。混合物控制装置8可操作来改变在燃料回路的至少一部分中的燃料流量,以改变从化油器4输送到发动机的燃料混合物的空/燃比,以支持如通过节流阀命令的发动机操作。
[0017]对于给定的节流阀位置,发动机的功率输出将作为空/燃比的函数而变化。代表性的发动机功率曲线94在图5中被示出为空/燃比的函数,其中,空/燃比在示图上从左到右变得较稀(leaner)。此曲线94示出了曲线在(空燃比)偏浓侧上的斜率显著地小于曲线在(空燃比)偏稀侧上的斜率。因此,当使较浓的燃料混合物变稀(enlean)时,与当使较稀的燃料混合物变稀相同的量时相比,发动机速度一般将会增加较小的量。这被示出在图5中,其中,点96和点98之间的变稀的量与点100和点102之间的相同,但发动机速度差在点100和点102之间比它在点96和点98之间要大。在此示例中,点96和点98比对应于发动机峰值功率输出的燃料混合物要浓,而点100对应于提供发动机峰值功率输出的燃料混合物,并且点102比所有的其他点要稀。
[0018]发动机功率曲线94的特性可以被用于为输送到发动机的燃料混合物确定期望的空/燃比的发动机控制过程84中。发动机控制过程84的一个示例被示出在图4中,并且包括:发动机速度测试,其中,发动机速度作为燃料混合物的空/燃比的变化的函数来确定;以及分析部分,其中,来自发动机速度测试的数据被用于确定或确认燃料混合物的期望的空/燃比。
[0019]发动机控制过程84在86处开始,并且包括一个或多个发动机速度测试。每个发动机速度测试可以基本上包括三个步骤。这些步骤包括在87处测量发动机速度,在88处改变提供给发动机的燃料混合物的空/燃比,以及随后在空/燃比的至少一部分的改变发生之后在92处再次测量发动机速度。
[0020]第一步骤是在燃料混合物变稀之前测量当前的发动机速度。发动机速度可以通过如上所述的微控制器60或以任何其他合适的方式来确定。在一种实施方式中,这通过测量三个发动机速度参数来实现,其中第一个为循环发动机速度。这是发动机转动一周的时间差。在大多数发动机中,存在大量可重复的循环发动机速度变化,连同相当大量的不可重复的循环发动机速度变化。这能够在图6中看到,其中,循环发动机速度示出在104处。因为这种循环变化性难以在进一步的确定中使用,所以产生了移动平均(称作F1-XX),其中,XX为被平均的转数,并且一般Fl是低平均值,例如4或6。这极大地消除了大的可重复循环发动机速度变化,但不会抑制过多不可重复的循环发动机速度变化。第三个发动机速度值为F2-XX,并且F2是较大的平均值,例如80转。这种平均的量极大地抑制了速度改变的任何变化,并且意图在于抑制稀化(enleanment)发动机速度改变的影响。既然存在两个可用的每分钟转数值,在此示例中为F1-6和F2-80,则这些值的差能够被用于表示在发动机速度测试期间由燃料混合物的稀化所引起的发动机速度改变。
[0021]除了测量发动机速度外,发动机速度测试还包括改变输送到发动机的燃料混合物的空/燃比。这可以利用混合物控制装置来实现,例如,可以促动电磁阀8,由此改变从化油器4输送到发动机2的混合物的空/燃比。在至少一些实施方式中,电磁阀8可以被促动至其关闭位置,以减少到主燃料端口或喷口 90的燃料流量,由此使燃料和空气混合物变稀。阀8可以关闭持续特定的时间段,或取决于操作参数(例如,发动机速度)的持续时间。在一种形式中,阀8关闭(或几乎关闭)持续一定数量或范围的发动机转动,例如I转至150转。这限定了其中较稀的燃料和空气混合物被输送到发动机2的稀化期。接近、处于所述稀化期的结束或刚在所述稀化期的结束之后,如上所述在92处再次确定发动机速度。
[0022]图6-8示出了在一次或多次发动机速度测试期间的发动机速度(按rpm)与发动机转数的关系。F1-6通过线106示出,F2-80通过线108示出,螺线管促动信号通过线110示出,并且燃/空比(Lambda)通过线112示出。
[0023]图6示出了处于Lambda=0.81为浓的初始空/燃比。在示例性测试中稀化的量对20转而言为50度。这意味着电磁阀在发动机冲程中比对正常的发动机操作(例如,除了在测试期间的操作)而言早50度被促动。增加的螺线管促动的持续时间导致变稀的燃料混合物。从此稀化起,F1-6和F2-80的平均rpm差为30rpm。因为所述稀化是如此大,即50度,所以观察到30rpm的减少,即使初始空/燃比仍比将产生峰值发动机功率的燃料混合比要浓6% ο
[0024]图7示出了对20转而言相同的50度稀化测试,但起始空/燃比处于Lambda =0.876,其大约对应于峰值发动机功率。在此示例中,F1-6和F2-80之间的平均发动机速度差为148rpm,大约是来自Lambda=0.81的起始空/燃比的速度差的5倍。
[0025]因为如所述的过程涉及使燃料混合物变稀,所以初始或校准的空/燃比应当比期望的要浓。这确保了至少一部分稀化将导致期望的空/燃比。在至少一些实施方式中,初始空/燃比可以比对应于峰值发动机功率的燃料混合物要浓多达大约30%。代替稀化或除稀化之外,在给定的化油器构造中使燃料混合物变浓(enr i ch )也许是可能的,并且在那种情况下,如果确定存在过度稀的空/燃比,则发动机速度测试能够包括变浓步骤。变浓例如可以通过使附加的燃料供应到发动机或通过减少空气流量来完成。如本文所指出的,通过以较浓的燃料混合物开始并且使它变稀,所述过程可以更简单。
[0026]再次参考图4中所示的发动机控制过程,在93处比较在87处和92处获得的两个发动机速度测量结果。为了改进所述发动机控制过程的精度,可以执行若干次发动机速度测试,其中每次发动机速度测试之后在97处使计数递增,并且在99处将计数与阈值相比较,以确定是否已执行了期望数量的发动机速度测试。如果已执行了期望数量的测试,则过程84分析来自发动机速度测试(或多次发动机速度测试)的数据。
[0027]为了确定在执行发动机速度测试之前输送到发动机的燃料混合物是否在期望的空/燃比范围内,在95处将在93处确定的发动机速度差与一个或多个阈值比较。最小和最大的阈值可以被用于作为使提供给发动机的燃料混合物变稀的结果而出现的发动机速度差。低于最小阈值(其可以是一定数量的rpm)的发动机速度差可能指示在所述稀化之前的空/燃比比对应于峰值发动机功率的混合物要浓。相反,高于最大阈值(其可以是一定数量的rpm)的发动机速度差指示空/燃比变得太稀(指示起始的燃料混合物比峰值功率的燃料混合物要稀,如上所述)。在至少一些实施方式中,最小阈值为15rpm,并且最大阈值
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