专利名称：发动机燃料控制器和怠速需要的空气量的控制方法
技术领域：
本明涉及发动机燃料控制器和怠速需要的空气量的控制方法，更具体来说，涉及当发动机由向发动机供应气体燃料的燃料控制系统进行起动时，为怠速所需要的空气量的控制方法的改进。
背景技术：
装有以CNG(压缩天然气)，一种气体燃料，运转的发动机的气体燃料车辆是公知的。在气体燃料容器中的气体燃料通过一条燃料供应管供应。然后，一个减压阀将气体燃料的压力和流动速率调节至相应的预定水平。一个气体混合器最终使气体燃料与空气混合，燃料通过一个固定的喉管送至发动机。
日本专利公开文件第2000-18100号公开了一种气体燃料发动机的燃料供应系统。该文件公开的气体燃料供应系统具有下述布置，即，一个三孔电磁阀设置在一个位于燃料供应管中间一点的气体混合器的固定喉管附近的部位。还设有一条将三孔电磁阀连接于设置在发动机节流阀下游的进气系统的旁路。一个控制装置用于控制三孔电磁阀的位置，从而使气体燃料引向旁路的一侧。另外，还设有一条从减压阀下游的燃料供应管分支的支管。该支管连接于设置在发动机节流阀下游的进气系统中的辅助喷射器。在位于燃料供应管中间一点的气体混合器的固定喉管附近的部位上设置三孔电磁阀。还设有将三孔电磁阀连接于发动机节流阀下游的进气系统的旁路。然后，一个控制装置用于控制三孔电磁阀的位置，以便只在发动机起动期间将气体燃料引向旁路侧，而在加速期间，启动辅助喷射器，以便修正所供应的气体燃料量。
这种布置可保证三孔电磁阀的顺利工作，在一个时间提供与气体混合器的固定喉管侧的连通，而在另一时间则提供与旁路侧的连通，从而使气体燃料能够顺利流动。在保证气体燃料顺利流动时，例如在起动发动机期间，这种布置将气体燃料引向旁路侧。这样就清除了由于在固定喉管的缓慢流动速率气体燃料难于排放的情形，从而改善了起动性能。
但是，在传统的，例如上述的气体燃料发动机的燃料供应系统中没有考虑到在发动机起动期间怠速所需要的空气量和喉管腔压力。在发动机起动时怠速所需要的空气量一般被设定在高于发动机已经起动后怠速所需空气量的水平上。另外，由于在起动过程中没有喉管腔压力，因而燃料供应阀被设定成在起动时的空-燃比可以用小的压差取得。因此，当起动后发动机转速增加时，喉管腔压力会突然下降。这使混合气变得过浓，而所形成的恶化的燃烧导致不良的起动性能及起动后降低的发动机转速。
发明内容
本发明是鉴于上述问题做出的，因而本发明的目的是提供一种发动机燃料控制器和一种怠速所需的空气量的控制方法，它能够使起动期间保持稳定的空-燃比，而与起动期间的发动机冷却剂温度无关，并使起动后可取得稳定的发动机转速。
为了实现上述目的，按照本发明提供一种发动机燃料控制器，它包括一个向发动机供应燃料的燃料供应装置；一个确定燃料和空气的混合比的混合比确定装置；一个混合物引入装置，它向发动机中引入混合比已被确立的空-燃比混合物；一个流动速率确定装置，它确定被发动机吸入的燃料和空气混合物的流动速率；一个设置在发动机进气管中的第一节流阀；一条绕过第一节流阀的旁路；一个设置在所述旁路中的第二节流阀；一个起动阶段确定装置，它确定发动机处于起动前阶段或起动后阶段；一个第一开度设定装置，它设定起动前第二节流阀的开度；一个第二开度设定装置，它设定起动后第二节流阀的开度；一个目标开度设定装置，它设定在发动机从起动前阶段移至起动后阶段时第二节流阀开度的至少一个目标开度。
按照本发明提供一种在发动机燃料控制器中使用的怠速所需空气量的控制方法，所述控制器包括一个设置在发动机进气管中的第一节流阀和一个设置在旁路中的第二节流阀，其中第二节流阀的开度受到控制，保持一个发动机目标转速，该发动机目标转速设定为怠速期间发动机目标转速，所述方法包括以下步骤确定发动机的起动前阶段和起动后阶段；为起动前阶段设定第二节流阀的开度；为发动机从起动前阶段移至起动后阶段时的第二节流阀开度设定至少一个目标开度；为起动后阶段设定第二节流阀开度。
按照上述的发动机燃料控制器和怠速所需的空气量的控制方法，为安装在绕过第一节流阀的旁路中的第二节流阀设定在发动机起动前阶段中的开度和发动机起动后阶段中的开度。这样就能够提供可实现起动空-燃比的燃料气体，同时，也能够通过在发动机已经起动后改变第二节流阀的开度来实现在发动机已经起动后可进行发动机已起动后的怠速转速控制的空-燃比。
如果当发动机从起动前阶段移至起动后阶段时第二节流阀开度暂时移至一个单独设定的目标开度，那么就可以防止喉管腔压力由于起动期间转速增加而引起的突然下降。这可防止发动机起动后空-燃比变得过浓，并且可以避免由于恶化的燃烧引起的不良的起动性能及发动机起动后减小的发动机转速。
在按照本发明的发动机燃料控制器的一个推荐实施例中，混合比确定装置设有一个向燃料供应装置供应燃料的装置和一个向燃料供应装置供应空气的装置，其特征是它可确定这两种供应装置的供应比。
在按照本发明的发动机燃料控制器的推荐实施例中，混合比确定装置设定在起动前阶段中的供应比和在起动后阶段中的供应比。
在按照本发明的发动机燃料控制器的推荐实施例中，在发动机起动前阶段中的供应比是根据下述要素确定的，这些要素包括由发动机冷却剂温度确定的要素和由起动期间发动机转速增加和冷却剂温度确定的要素。
在按照本发明的发动机燃料控制器的推荐实施例中，混合比确定装置按照发动机附件(如空调器和其它车载电子器件)的负载状态选择供应比的。
在按照本发明的发动机燃料控制器的推荐实施列中，混合比确定装置是按照发动机是否处于怠速状态或非怠速状态来选择供应比的。
在按照本发明的发动机燃料控制器的推荐实施例中，起动阶段确定装置根据发动机转速超过一个预定值的情形来确定发动机正在起动。
在按照本发明的发动机燃料控制器的推荐实施例中，起动阶段确定装置使用发动机正在起动时的冷却剂温度作为确定发动机正在起动的一个标准值。
在按照本发明的发动机燃料控制器的推荐实施例中，起动阶段确定装置按照发动机附件的负载状态选择用于确定发动机正在起动的标准值。
现在对照以下附图描述实施例，进一步阐明本发明的其它目的和优点。
图1是燃料控制器的控制框图，该燃料控制器采用按照本发明推荐实施例的喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法；图2表示发动机周围部件的结构，该发动机是由采用按照本发明推荐实施例的喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法的燃料控制器控制的；图3表示燃料控制器的内部结构，该燃料控制器采用按照本发明的喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法；图4表示按照本发明推荐实施例的在阻风门和喉管式燃料供应装置之间的喉管腔周围区域的结构；图5表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的泄气阀开度计算框；图6表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的泄气阀基本开度计算框的详细结构；图7表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的转速修正份额计算框的详细结构；图8表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的完全爆燃确定框的详细结构；图9表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器起动时的ISC阀开度计算框的结构；图10表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器起动时的ISC阀开度漂移处理；图11表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器起动时的另一种ISC阀开度漂移处理，图12表示未提供在喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法时，发动机起动的特性的曲线；图13表示提供了在喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法时，发动机起动的特性曲线；图14表示喉管式燃料供应装置的喉管腔周围的部件的结构的另一实例；图15表示按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的喉管腔周围部件结构中的发动机起动的特性曲线；图16表示由燃料控制器提供的控制流程图，该燃料控制器采用按照本发明推荐实施例的喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法；图17是按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的泄气阀开度计算框的完整流程图；图18是按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的泄气阀基本开度计算框的流程图；图19是按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的转速修正份额计算框的流程图；图20是在按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器中，确定完全爆燃时进行的步骤的流程图；图21是按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器起动时ISC阀开度计算框的流程图；
图22是按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器起动时ISC阀开度计算框的漂移处理流程图；以及图23是在按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器的喉管腔周围部件结构中提供的控制的流程图。
具体实施例方式
下面对照附图详述按照本发明的发动机燃料控制器和怠速所需的空气量的控制方法。
图1是燃料控制器的控制框图，该燃料控制器采用在喉管式燃料拱应装置起动时的ISC阀控制方法。
现在参阅图1，框101表示发动机转速计算装置的框。发动机转速计算装置通过计数设置在发动机预定曲柄角位上的曲柄角传感器的电信号，即，脉冲信号变化单位时间的输入数目，并进行算术运算来计算单位时间发动机转速。框102在框101计算的发动机转速和装在发动机进气管中的一个传感器所检测的用作发动机负载的进气管压力的基础上计算泄气阀基本开度，泄气阀基本开度导致在每个不同的运转范围内的最佳空-燃比。
框103根据框101计算的发动机转速、发动机负载和发动机冷却剂温度设定怠速期间发动机目标转速，并通过反馈控制确定ISC阀开度，以便达到设定的发动机目标转速。它也采用一种起动ISC阀控制方法来保证良好的发动机起动性能。框104在来自发动机转速的发动机负载和发动机负载的基础上通过图搜索(map search)或类似方式确定在每个不同运转范围内最佳的点火定时。
框105根据发动机转速、发动机负载、发动机冷却剂温度和来自装在发动机排气管中的氧气浓度传感器的输出来计算空-燃比反馈控制系数，因而能够将送至发动机的燃料和空气的混合保持在下文将讲到的目标空-燃比上。按照推荐实施例，氧气浓度传感器产生与排气空-燃比成正比的信号输出。尽管如此，该传感器仍能够产生一个信号输出，该信号输出指示排气相对于理论空-燃比处于浓侧或稀侧。
框106在框105中计算的空-燃比反馈控制系数的基础上计算开度学习值(opening 1earning value)，该开度学习值代表相当于从目标空-燃比偏差量的泄气阀开度。它还存储作为学习值的计算值。
框107进行起动期间的开度修正控制，以便将框106的开度学习值插入在框102中计算的泄气阀基本开度，并实现良好的发动机起动性能。框109按照在框107中修正的泄气阀开度来控制泄气阀实际开度。
框110使用ISC阀开度控制ISC阀实际开度，为此，在框103中提供反馈控制。框110表示一个点火装置，该点火装置按照在框104中确定的点火定时点燃已流入缸中的燃料混合物。虽然按照推荐实施例发动机负载是由进气管压力来代表的，但是，它也可以由发动机吸入的空气量来代表。
图2表示由燃料控制器控制的发动机周围部件的结构，该燃料控制器采用在喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法。
现在参阅图2，发动机201设有下述零件，即，主要零件包括一个限制吸入空气量的节流阀202)(第一节流阀)；一个阻风门203，它设置在节流阀202下游，其开度及节流阀200的开度一并通过一个机械联动机构调节；一个怠速转速控制阀205(第二节流阀)，它控制一条通过绕过节流阀202连接于进气管204的流路的流路面积，从而控制怠速期间的发动机转速；一个进气管压力传感器206，它检测进气管204中的压力；一个调节器207，它调节送至发动机的燃料气体的压力；以及一个泄气阀208(混合比确定装置)，它设置在调节器207下游，控制一条通至大气的通道的流路面积。其它零件包括一个曲柄角传感器209，它设置在发动机的预定曲柄角位上；一个点火组件210，它按照发动机控制装置214提供的点火信号，向点燃送至发动机气缸的燃料混合物的火花塞提供点火能量；一个冷却剂温度传感器211，它安装在发动机缸体上，检测发动机冷却剂温度；一个氧气浓度传感器212，它安装在发动机排气管上，检测排气的氧气浓度；一个点火电键开关213，它用作起动和停止发动机的主开关；以及发动机控制装置214，它控制空-燃比和发动机的点火。
按照推荐实施例，氧气浓度传感器212产生一个与排气空-燃比成正比的信号输出。尽管如此，传感器212仍能够产生一个信号，该信号指示排气相对于理论空-燃比处于浓侧或稀侧。另外，虽然按照推荐实施例燃料控制是通过检测进气管压力提供的，但是，空-燃比控制也能够通过检测发动机吸入的空气量来提供。
图3表示燃料控制器的内部结构，该燃料控制器采用在喉管式燃料供应装置起动时ISC阀的控制方法。
现在参阅图3，燃料控制器设有下述零件，即，一个I/O LSI 301，它将安装在发动机上的每个传感器提供的电信号转变成数字运算的相应信号，并将数字运算控制信号转变成相应的实际致动器的驱动信号；一个算术逻辑单元(MPU)302，它根据来自I/O LSI 301的数字运算信号确定发动机运转状态，按照预定程序计算发动机需要的燃料量、点火定时等并将计算值送至I/O LSI 301；一个永久存储器(EPROM)303，它存储算术逻辑单元302的控制程序和控制常数；以及一个易失存储器304，它存储算术逻辑单元302进行计算的结果。一个备用电池可连接于易失存储器，以便甚至在点火电键开关关闭，不向燃料控制器提供电力时也保存存储内容。
图3表示按照本发明推荐实施例的燃料控制器的一种典型应用。在这种应用中，输入是由冷却剂温度传感器305、曲柄角传感器306、氧气浓度传感器307、进气管压力传感器308、节流阀开度传感器309、点火开关310和阻风门311提供的。同时，提供作为泄气阀开度指令值312至315、怠速转速控制阀开度指令值316至319、点火信号320和调节器阀驱动信号321的输出。
图4表示在喉管式燃料供应装置的阻风门和节流阀之间的喉管腔周围区域的结构。
现在参阅图4，一个阻风门401和一个节流阀402在工作中通过一个机械联动装置403彼此相连。机械联动装置403被设定在喉管腔中产生一个在怠速期间使混合气能被吸入的负压。一条通道设置在喉管腔中。该通道内设有一个泄气阀404，该泄气阀确定燃料混合气的燃料气体和空气的混合比。另一条通道设置成绕过节流阀402。一个ISC阀405控制该通道的流路面积。
图5表示泄气阀开度的计算框。
现在参阅图5，框501在检测的发动机转速及发动机负载、外部负载开关、节流阀开度等的基础上计算泄气阀基本开度。框502在发动机转速、外部负载开关和发动机冷却剂温度的基础上计算泄气阀开度的转速修正份额。框1530在发动机冷却剂温度的基础上计算泄气阀开度的冷却剂温度修正份额。加法器504用于加算转速修正份额和冷却剂温度修正份额，从而给出完全爆燃前的泄气阀开度。开关505按照框506作出的完全爆燃决定选择泄气阀基本开度或完全爆燃前的泄气阀开度，所得到的输出作为泄气阀开度提供。
图6表示图5中所示泄气阀基本开度计算框的详细结构。
现在参阅图6，框601用发动机转速和发动机负载作为线索通过为外部负载关闭状态设定的一个泄气阀开度图搜索。框602象在框601中那样用发动机转速和发动机负载作为线线通过为外部负载接通状态设定的一个泄气阀开度图搜索。框601和602涉及发动机处于非怠速状态的情形。另一方面，框604和605涉及发动机处于怠速状态的情形。框604用发动机冷却剂温度作为线索通过为外部负载关闭的状态设定的开度图搜索。图605用发动机冷却剂温度作为线索通过为外部负载接通的状态设定的开度图搜索。开关603、606对于发动机处于非怠速状态和怠速状态的每种情形，按照外部负载是否接通或关闭选择泄气阀开度。最终的泄气阀基本开度的输出通过开关608产生，该开关按照在框607根据节流阀开度作出的怠速决定选择适当的开度。
图7表示图5中所示的转速修正份额计算框的详细结构。
现在参阅图7，框701，702和703确定起动时的发动机冷却剂温度。起动时的发动机冷却剂温度作为发动机冷却剂温度保存直到框701确定存在完全爆燃。当完全爆燃被确定时，开关702改变其位置，一个延迟装置703将前一个发动机冷却剂温度作为起动时的发动机冷却剂温度保持。框705是为外部负载关闭的状态设定的转速修正份额图，而框705是为外部负载接通的状态设定的转速修正份额图。上述每一图是使用发动机转速和起动时冷却剂温度作为线索搜索的。当外部负载断开或接通时的图值的输出被产生，作为经过并关704选择后泄气阀开度的转速修正份额。
图8表示图5中所示的完全爆燃确定框的详细结构。
现在参阅图8，框801和802像在图7所示实例中那样确定起动时的发动机冷却剂温度。按照本实施例。发动机冷却剂温度按照完全爆燃确定值被保存以待输出，该温度取作起动时的发动机冷却剂温度。框803是为外部负载关闭的状态设定的完全爆燃确定转速表。框804是为外部负载接通的状态设定的完全爆燃确定转速表。开关805选择外部负载关闭或接通时的表值，比较器806将该值与当前发动机转速比较。如果确定当前发动机转速高于相应于外部负载关闭或接通的情形的完全爆燃确定转速，那么，所述结构就确定它处于完全爆燃状态。完全爆燃状态的决定一经作出就不删除，直至发动机失速的状态在一个预定时段没有从曲柄角传感器的信号的情形中形成为止。
图9表示怠速期间ISC阀开度的计算框。
现在参阅图9，框914是完全爆燃确定框。通过框901的发动机冷却剂温度表设定的完全爆燃前的ISC阀开度借助开关902和915被输出，直至框914确定存在完全爆燃为止。当框914确定存在完全爆燃时，开关902改变其位置，框903的漂移处理值的输出借助开关902和915产生，作为ISC阀开度。在框914已确定存在完全爆燃后，框903的漂移处理值最终达到的一个最终值，借助开关905设定到完后爆燃后的漂移ISC阀开度目标值，它是通过框904的起动时发动机冷却剂温度值设定的。
在框904的完全燃后，当框903的漂移处理值达到漂移ISC阀开度目标值时，输出一个第一漂移处理完成信号907。然后，框903的漂移处理值最终达到的最终值借助开关906转换至完全爆燃后的ISC阀开度。完全爆燃后的ISC阀开度代表通过框909的发动机冷却剂温度表设定的表值、框910的负载修正量、框911的反馈修正量和框912的学习修正量的和，由加法器913将所有这些加算起来。当框903的漂移处理值达到完全爆燃后的ISC阀开度时，一个第二漂移处理完成信号908被输出。这改变开关915的位置，使完全爆燃后的ISC阀开度一直被输出。
图10表示在图9中所示的起动时ISC阀开度的漂移处理。
图10所示，完全爆燃前的ISC阀开度1001在从起动至完全爆燃的时段被保持。当确定存在完全爆燃时，ISC阀开度以每个时段1003的漂移量的增量1002移向完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值。在已经达到完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值后，ISC阀开度以每个时段1005的漂移量增量1006移向完全爆燃后的ISC阀开度。漂移1003和1005及漂移量1002和1006是可以按照实际发动机特性采用的常数。它们可以不必是一个常数。它们可以是随不同的发动机冷却剂温度改变的表搜索值。
图11表示图9中所示的起动时的ISC阀开度漂移处理的另一实例。它与图10所示实例的区别在于，为达到开度目标值的复杂的缓冲处理(damping processing)被省略。按照与图10所示的实例中的相同的方式，完全爆燃前的ISC阀开度1101在从起动至完全爆燃的时段被保持。当确定存在完全爆燃时，ISC阀开度直接变成完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值1102。完全爆燃后的漂移ISC阀开度1102在变成完全爆燃后的ISC阀开度1104的预定时段1103被保持。象在图10中所示的实例中一样，预定时段1103等是可按照实际发动机特性采用的常量。
图12表示在未采用在喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法时发动机起动的特性曲线。
现在参阅图12，各图表示下述不同元件的特征曲线，即，图1201表示ISC阀开度的特性曲线，图1202表示泄气阀开度的特性曲线，图1203表示喉管腔负压的特性曲线，图1204表示空-燃比的特性曲线，图1205表示发动机转速的特性曲线。完全爆燃是在发动机转速1205超过完全爆燃确定发动机转速1207时确定的，完全爆燃确定发动机转速使ISC阀开度1201从完全爆燃前的ISC阀开度漂移至完全爆燃后(区域1201-1)的ISC阀开度。泄气阀开度1202，伴随发动机转速修正份额(区域1202-1)，从完全爆燃前的开度漂移至完全爆燃后的开度。喉管腔负压的特性曲线在完全爆燃后(区域1203-1)发动机转速增加时出现一个突然的下降。当喉管腔负压变化时，吸入的混合气量有突然的增加，使空-燃比1204变得过浓(区域1204-1)。过浓的空-燃比使燃烧变劣，使发动机转速1205在起动后(区域1205-2)立即下降。
图13表示在采用了喉管式燃料供应装置的起动时的ISC阀控制方法时发动机起动的特性曲线。象图12中所示实例那样，图1301表示ISC阀开度的特性曲线，图1302表示泄气阀开度的特性曲线，图1303表示喉管腔负压的特性曲线，图1304表示空-燃比的特性曲线，图1305表示发动机转速的特性曲线。当完全爆燃作为发动机转速1305增加的结果已被确定之后，ISC阀开度1301暂时从完全爆燃前的ISC阀开度漂移至完全爆燃后1301-1的漂移ISC阀开度目标值，其后变为完全爆燃后(区域1301-2)的ISC阀开度。这使喉管腔负压的突然下降较为和缓(区域1301-1)，这样就可防止空-燃比变得过波，象在图12所示实例那样(区域1304-1)。当空-燃比被防止变得过浓时，象在图12中所示实例中发动机已经起动后立即出现的那样，消除了发动机转速1305的下降(区域1305-2)。
图14表示喉管式燃料供应装置的喉管腔周围的部件的结构的另一实例，该实例与图2所示的喉管腔周围的部件的结构的实例的区别在于，在控制连接于进气管1403的流路的流路面积，从而通过绕过节流阀1401而控制发动机怠速转速的怠速转速控制阀的周围，还设有一个绕过怠速转速控制阀1404的旁路阀1405。其它部件的结构与图2所示结构相同，包括节流阀1401、阻风门1402、进气管1403、怠速转速控制阀1404、进气管压力传感器1406、泄气阀1407和调节器1408。
图15表示在图14所示的喉管腔周围的部件结构中的发动机起动的特性曲线。现在参阅图15，不同的图表示不同元件的特征曲线，即，图1501表示旁路阀的特性曲线，图1502表示泄气阀开度的特性曲线，图1503表示喉管腔负压的特性曲线，图1504表示空-燃比的特性曲线，图1505表示发动机转速的特性曲线。在作为在发动机转速1505增加的结果，完全爆燃已被确定后，进行控制以闭合旁路阀一个预定时段(区域1501-1)。闭合旁路阀有助于使喉管腔负压的突然下降和缓(区域1530-1)，这可防止空-燃比变得过浓，象图12所示实例的情形一样(区域1504-1)。当空-燃比被防止变得过浓时，象图12所示实例中在发动机已起动后立即出现的那样，它消除了发动机转速1505的下降(区域1505-2)。
图16表示采用在喉管式燃料供应装置起动时的ISC阀控制方法的燃料控制器进行的控制的流程图。
在步骤1601中，在曲柄角传感器提供的信号的基础上计算发动机转速。在步骤1602中，阅读发动机负载如进气管压力等。在步骤1603中，计算泄气阀开度。在步骤1604中，阅读按照冷却剂温度传感器提供的输出的发动机冷却剂温度。在步骤1605中，在发动机转速、发动机负载和发动机冷却剂温度的基础上计算基本点火定时。在步骤1606中，按照发动机状态设定怠速期间的目标转速。在步骤1607中，对ISC阀开度进行反馈控制以实现设定的目标怠速转速，在步骤1608中，为ISC阀开度发生一个指令。在步骤1609中，阅读安装在发动机排气管上的氧气浓度传感器的输出，在步骤1610中，按照氧气浓度传感器输出的读数进行空-燃比的反馈控制。在步骤1611中，计算以空-燃比反馈控制结果为基础的泄气阀开度学习值并相应地加以存储。在步骤1612和1613中，插入泄气阀开度学习值等、计算泄气阀基本开度及发出泄气阀开度指令。按照该实施例在每个预定时段执行上述操作程序。尽管如此，它也可以被来自发动机的事件要求，如，在每个预定曲柄角执行。
图17是图5所示泄气阀开度计算框的整个流程图。
在步骤1701中，阅读发动机转速。在步骤1702中，阅读发动机负载。在步骤1702，确定发动机是否处于完全爆燃状态。如果确定发动机处于完全爆燃状态，那么，在步骤1704中通过图搜索泄气阀基本开度。如果在步骤1703中确定发动机不处于完全爆燃状态，那么，在步骤1705，1706，1707和1708中通过一个表搜索相对于泄气阀开度的发动机转速修正份额和冷却剂温度修正份额。这些参数的和就是泄气阀基本开度。在步骤1709中，相应于完全爆燃或不完全爆燃状态产生泄气阀基本开度的输出。
图18是图5中所示的泄气阀基本开度计算框的流程图。
在步骤1801中阅读发动机转速。在步骤1802中阅读发动机负载。在步骤1803中确定发动机是否处于怠速状态。如果确定发动机处于怠速状态，那么，以步骤1804中做出的外部负载是否关断的决定(步骤1805和1806)为基础，按照发动机转速搜索相应于外部负载的泄气阀基本开度。如果在步骤1803中确定发动机不处于怠速状态，那么，以步骤1807中做出外部负载是否被关断的决定(步骤1808和1809)为基础，按照发动机转速和发动机负载搜索相应于外部负载的泄气阀基本开度。
图19是图5中所示的转速修正份额计算框的流程图。步骤1901，1902和1903表示设定起动时冷却剂温度的流程。
在步骤1901中确定发动机是否处于完全爆燃后的阶段。发动机冷却剂温度被阅读和更新，作为起动时冷却剂的温度，直至确定发动机处于完全爆燃阶段(步骤1902和1903)为止。由于起动时冷却剂温度在完全爆燃后不被更新，因而恰好在完全爆燃后的发动机冷却剂温度作为起动时的起动冷却剂温度被保存。在步骤1904中阅读起动时的冷却剂温度，在步骤1905中阅读发动机转速。在步骤1906，1907和1908中，通过一个图按照起动时冷却剂温度和发动机转速搜索相应于外部负载是否关闭的转速修正份额。
图20是图5中所示的当确定完全爆燃时所进行的步骤的流程图。步骤2001，2002和2003与图19中所示的实例中的用于设定起动时冷却剂温度的步骤相同。
在步骤2004中阅读所设定的起动时的冷却剂温度。在步骤2005中阅读发动机转速。在步骤2006，2007和2008中，以起动时的冷却剂温度作为线索，相应于外部负载是否被关闭，搜索一个完全爆燃确定转速表。在步骤2009中将当前发动机转速与完全爆燃确定转速比较。如果确定当前发动机转速高于完全爆燃确定转速，那么，在步骤2010中可确定存在完全爆燃。
图21是起动时ISC阀开度计算框的流程图。
在步骤2101中阅读发动机冷却剂温度。在步骤2102中以发动机冷却剂温度作为线索通过一个表搜索完全爆燃前ISC阀开度。在步骤2103中阅读起动时的发动机冷却剂温度。在步骤2104中以起动时冷却剂温度作为线索通过一个表搜索完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值。在步骤2105中进行图20所示的完全爆燃决定。如果在步骤2105中确定不存在完全爆燃，那么，选择完全爆燃前的ISC阀开度。如果在步骤2105中确定存在完全爆燃，在步骤2108中确定完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值是否被达到。如果确定完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值尚未达到，那么，在步骤2109和2110中进行漂移处理，以便达到完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值。如果在步骤2108中确定已经达到完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值，则在步骤2111中确定是否达到完全爆燃后的ISC阀开度值。如果尚未达到完全爆燃的ISC阀开度，那么，在步骤2112和2113中进行漂移处理，以便达到完全爆燃后的ISC阀开度。如果在步骤2111中确定已经达到完全爆燃后的漂移ISC阀开度目标值，那么，在步骤2114中选择完全爆燃后的ISC阀开度。在步骤2115中，产生漂移处理中的开度或选择的开度的输出，作为ISC阀开度。
图22是起动时ISC阀开度计算框的漂移处理的流程图。
在步骤2201中确定是否所有的漂移处理已被完成。如果确定已经完成所有的漂移处理，那么，处理直接终止。步骤2202至2211构成第一漂移处理。在步骤2202中阅读ISC阀开度漂移目标值。在步骤2203中阅读当前的ISC阀开度。在步骤2204确定是否已完成第一漂移处理。如果确定第一漂移处理已经完成，那么进行步骤2212至2218所示的第二漂移处理。
如果在步骤2204中确定第一漂移处理尚未完成，则在步骤2205中确定当前ISC阀开度大于还是小于漂移目标值。如果确定当前ISC阀开度小于漂移目标值，那么，在步骤2206中增加一个预定的开度值。如果确定当前开度大于目标值，那么，在步骤2210中减去一个预定的开度值。当ISC阀开度和漂移目标值之间的关系通过增、减从原来的比较结果逆转时，当前ISC阀开度取代漂移目标值。然后，确定第一漂移处理是否完成(步骤2208和2209)。
当第一漂移处理完成时，进行第二浮移处理。在第二漂移处理中，在步骤2202中，漂移目标值被第二漂移目标值取代。按照与第一漂移处理中相同的方式，通过值的比较和预定值的增、减的步骤(步骤2212、2213、2217、2214和2218)进行第二漂移处理。象在第一漂移处理中那样，当ISC阀开度和漂移目标值之间的关系通过增、减最终从第二漂移处理开始时的原来的比较结果逆转时，当前的ISC阀开度取代最后的漂移目标值。然后，确定所有的漂移处理是否完成(步骤2215和2216)。
图23表示图14中所示的在喉管腔周围的部件结构中进行的控制的流程图。
在步骤2301中阅读发动机冷却剂温度。在步骤2302中通过一个表搜索相应于发动机冷却剂温度的延迟时间。在步骤2304中确定发动机是否处于完全爆燃后的阶段中。如果确定发动机不处于完全爆燃后的阶段，那么，在步骤2305中接通一个旁路阀。如果在步骤2304中确定发动机处于完全爆燃后的阶段中，那么，在步骤2306中进一步确定延迟时间是否已经过去。如果延迟时间尚未过去，那么，在步骤2307中关闭旁路阀。如果延迟时间已经过去，那么，在步骤2308中接通旁路阀。
如前所述，按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器设有下述零件设置在发动机进气管中的节流阀202；设置在绕过节流阀202的旁路中的怠速转速控制阀205；确定发动机是否处于起动前阶段或起动后阶段的起动阶段确定装置；设定起动前怠速转速控制阀开度的第一开度设定装置；设定起动后的怠速转速控制阀开度的第二开度设定装置；以及目标开度设定装置，该目标开度设定装置在发动机从起动前阶段移至起动后阶段时设定至少一个怠速转速控制阀开度的目标开度。当发动机正在起动时，燃料控制器将ISC阀开度从确定完全爆燃前的开度移至完全爆燃后的目标开度，最后移至完全爆燃后的开度，因而它控制由于完全爆燃速度增加而出现的喉管负压的变化，并稳定起动期间供应的燃料气体量。另外，它可防止发动机起动后空-燃比变得过浓，从而避免燃料恶化引起的不佳起动性能及发动机起动后发动机转速的下降。
虽然已针对本发明推荐实施例描述了本发明，但是，本发明显然并不局限于推荐实施例。本发明旨在覆盖本发明的精神和范围内的各种结构变化。
例如，按照推荐实施例的发动机控制装置214采用氧气浓度传感器212，该氧气浓度传感器提供与排气空-燃比成线性的空-燃比信号输出，以便借助ISC阀反馈控制装置103提供目标转速反馈控制，以及借助开度修正值计算装置107进行基本开度修正。替代这种氧气浓度传感器，可使用一个提供指示发动机201排气相对于理论空-燃比处于浓侧或稀侧的信号的氧气浓度传感器。(未画出)另外，按照推荐实施例，三种控制方法，即，PID控制中的正比例控制(P控制)、积分控制(I控制)和导板控制(D控制)用于通过空-燃比差进行算术运算取得各运算值，这里运算值被加算以求出空-燃比修正系数。也可以三种控制方法中的一种或两种(例如，PI控制等)，以便取得运算值，并在这些运算值的基础上计算空-燃比修正系数。
从上面的描述可以看出，按照本发明推荐实施例的发动机燃料控制器和怠速所需空气量的控制方法能够稳定喉管式燃料供应装置在发动机已起动后的喉管腔压力，这能够使空-燃比浮动引起的发动机起动后发动机转速的浮动受到控制。另外，由于与发动机冷却剂温度相关的参数被包括在控制常数中，这种燃料控制器和控制方法能够保证在甚至包括冷发动机和具有室温的发动机的变化的温度条件下，发动机也可稳定的起动。
虽然已针对推荐实施例描述了本发明，但是显然所使用的语言是描述性的而非限定性的，在权利要求范围内作出的各种变化而不超出本发明的范围和精神。
权利要求
1.一种发动机燃料控制器，它包括一个向发动机供应燃料的燃料供应装置；一个确定燃料和空气的混合比的混合比确定装置；一个混合物引入装置，它向发动机中引入混合比已被确立的空-燃比混合物；一个流动速率确定装置，它确定被发动机吸入的燃料和空气混合物的流动速率；一个设置在发动机进气管中的第一节流阀；一条绕过第一节流阀的旁路；一个设置在所述旁路中的第二节流阀；一个起动阶段确定装置，它确定发动机处于起动前阶段或起动后阶段；一个第一开度设定装置，它设定起动前第二节流阀的开度；一个第二开度设定装置，它设定起动后第二节流阀的开度；一个目标开度设定装置，它设定在发动机从起动前阶段移至起动后阶段时第二节流阀开度的至少一个目标开度。
2.如权利要求1所述的发动机燃料控制器，其特征在于所述混合比确定装置设有一个向燃料供应装置供送燃料的装置和一个向燃料供应装置供送空气的装置，并确定这两个供送装置的供应比。
3.如权利要求2所述的发动机燃料控制器，其特征在于所述混合比确定装置设定发动机起动前阶段的供应比和发动机起动后阶段的供应比。
4.如权利要求3所述的发动机燃料控制器，其特征在于发动机起动前阶段的供应比是以要素为基础确定的，所述要素包括由发动机冷却剂温度确定的要素和由在起动期间的发动机转速增加和冷却剂温度确定的要素。
5.如权利要求1所述的发动机燃料控制器，其特征在于所述混合比确定装置按照发动机附件的状态选择供应比。
6.如权利要求1所述的发动机燃料控制器，其特征在于所述混合比确定装置按照发动机是否处于怠速状态或非怠速状态选择供应比。
7.如权利要求1所述的发动机燃料控制器，其特征在于所述起动阶段确定装置以发动机转速超过预定值的事实来确定发动机正在起动。
8.如权利要求1所述的发动机燃料控制器，其特征在于所述起动阶段确定装置将发动机正起动时的冷却剂温度用作确定发动机正在起动的标准值。
9.如权利要求1所述的发动机燃料控制器，其特征在于所述起动阶段确定装置按照发动机附件负载状态来选择用于确定发动机正在起动的标准值。
10.一种在发动机燃料控制器中使用的怠速所需空气量的控制方法，所述控制器包括一个设置在发动机进气管中的第一节流阀和一个设置在旁路中的第二节流阀，其中第二节流阀的开度受到控制，保持一个发动机目标转速，该发动机目标转速设定为怠速期间发动机目标转速，所述方法包括以下步骤确定发动机的起动前阶段和起动后阶段；为起动前阶段设定第二节流阀的开度；为发动机从起动前阶段移至起动后阶段时的第二节流阀开度设定至少一个目标开度；为起动后阶段设定第二节流阀开度。
全文摘要
一种发动机燃料控制器包括一个设置在绕过节流阀的旁路中的怠速转速控制阀、一个确定发动机是否处于起动前阶段或起动后阶段的起动阶段确定装置、一个设定怠速转速控制阀起动前开度的第一开度设定装置、一个设定怠速转速控制阀起动后开度的第二开度设定装置和一个设定怠速转速控制阀在发动机从起动前阶段移至起动后阶段时的至少一个目标开度的目标开度设定装置。当发动机正在起动时，燃料控制器将ISC阀开度从完全爆燃被确定前的开度移至完全爆燃后的目标开度，最后移至完全爆燃后的开度。
文档编号F02D37/02GK1429980SQ0215846
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月26日 优先权日2001年12月26日
发明者浅野诚二, 五十岚文二, 山路智 申请人:株式会社日立制作所, 株式会社日立汽车工程