专利名称：引擎发动方法
技术领域：
本发明涉及控制引擎发动时对内燃引擎的供油率。特别是，本发明涉及要作为用于引擎的特定发动方式的函数控制发动时的供油率。
背景技术：
在先有技术中熟知，摩托车和轻便摩托车使用“脚踏发动”装置发动摩托车辆引擎。类似地，对于一定的车辆诸如雪橇摩托和全地形车辆(ATV)，和其它摩托化设备诸如某种割草机和其它园艺/工业设备上，“拉动发动”装置的使用也是知道的。近来，与上述已知的“人工发动”装置相比作为发动引擎的替代方式，起动电动机也已经或替代添加到这种引擎上。
结果，使用有这种或那种发动方式提供给买主的相同或类似引擎发电装置的摩托雪橇或其它车辆并不多见。此外，已常见装有两种发动引擎装置的某种摩托雪橇或其它车辆。特别关于后者的情形，这为轻便摩托或车辆提供了内置的冗余性，使得如果电池失效或存在其它电问题以至起动电动机不能用来发动引擎，则能够使用人工起动车辆仍然能够发动。
然而已经发现，引擎的脚踏或人工发动期间所需的燃油量，一般显著低于使用起动电动机发动引擎所需的燃油。已发现这种人工发动一般产生较快的初始起动转动速。在对引擎提供了两种发动方式某些车辆应用中，已发现对于通过脚踏或拉动起动装置的满意的人工发动所需的燃油，少达起动电动机发动所需燃油的1/3。因而，如果对各种引擎管理系统编程以提供足以使起动电动机起动的供油率，则如果代替使用脚踏发动装置发动引擎，将向引擎提供过多的燃油。其结果可能造成引擎溢油，造成引擎发动困难。此外，并根据对于起动电动机对发动的人工起动方式一般需要明显不同供油水平这一事实，可能很难对引擎管理系统编程，以便对起动提供适当折衷的供油率，对于发动的人工起动和起动电动机两种方式都可接受。
发明内容
因而，本发明的目的是要提供一种方法，确定对内燃引擎发动方式，并基于这种确定控制引擎发动期间供油率。
以此为目标，根据本发明的一种方式，提供了在引擎发动期间控制对内燃引擎供油率的一种方法(a)确定引擎的发动是通过人工装置还是通过自动起动装置；以及(b)基于这一确定对引擎选择一种适当的供油率。
根据本发明的另一方式，还提供了一种确定内燃发动方式的方法，包括(a)确定引擎的发动是通过人工装置还是通过自动起动装置；以及(b)基于这一确定对引擎在发动期间提供一种适当的供油率。
特别地，根据本发明的另一方式，提供了一种方法，基于对用于引擎发动方式的确定，控制引擎发动期间对内燃引擎供油率，且该方法包括(a)检测引擎发动期间电池两端是否有压降；(b)如果电池电压没有有效压降，则向引擎提供适用于引擎人工起动的供油率；以及(c)如果电池电压有有效的压降，则向引擎提供适用于引擎自动起动的供油率。
引擎的“人工发动”最好等于使用“脚踏发动”装置发动引擎。自然，引擎的“人工发动”也可或替代地等于使用“拉动发动”装置发动引擎。“自动起动装置”最好等于一电气装置，诸如起动电动机等装置。
一般，在发动时需要对起动电动机从电池提供电流，这导致引擎发动期间电池的压降。因而，这种电流的流过或电压的消耗是提供正在使用起动电动机的指示的一种手段。然而使用脚踏或拉动起动装置发动引擎一般不需要任何来自电池的电流，因而当使用装置人工发动时，电池没有压降。被测量的电池电压，一般是可通过适当的引擎管理系统传感器，在电池两端读取的非滤波的电池电压。
引擎一般可操作配置在轻便摩托或其它包括钥匙点火开关的适当车辆或装置内。在起动电动机配置为用于起动引擎的装置或装置之一时，车辆或轻便摩托一般还包括一起动器按钮或开关，以便激励起动电动机，且操作者在按动起动器按钮之前，必须先接通点火器。一旦点火开关已经接通并在引擎发动之前，通常引擎管理系统测量初始电池电压。
当起动器按钮被激活或使用人工起动装置时，引擎管理系统即获知引擎即将发动。在引擎旋转开始或之后，引擎管理系统这时测量有效电池电压。初始电池电压与引擎旋转开始之后的有效电池电压之间的差或差值，与预定的电池电压阈值比较。阈值通常这样选择，使得可清晰提供引擎所使用的起动方式的指示。在差值小于阈值情形下，引擎管理系统确定正在使用人工起动装置发动引擎，因而为引擎选择一个第一低供油率。在差值大于阈值的情形下(即由于电池电压消耗或压降的结果)，则引擎管理系统确定正在使用起动电动机发动引擎，并为引擎选择一个第二较高的供油电平。
引擎管理系统通常初始可设置为提供适于引擎人工或脚踏发动的供油量。然而如果在发动期间检测到电池压降，则引擎管理系统可重新设置提供给引擎的油量，使得该油量适合于引擎的起动电动机发动。这样，除非确定了正在使用起动电动机或类似的装置，否则在发动时使用最小供油电平。
引擎管理系统一般可包括一电子控制单元(ECU)，用于控制对引擎的供油率和点火定时及向引擎的送油。根据本发明方法的优点在于，ECU能够检测发动时电池电压的变化，因而不必在引擎上装设附加的硬件以确定所使用的发动方式。就是说，该方法一般能够通过ECU中的代码或软件实现。本发明进一步的优点在于，在一定程度上，相同的引擎管理系统和/或ECU能够在车辆应用整个范围使用，其中第一组车辆只结合一种引擎发动方式，而第二组车辆只结合引擎发动的另一种方式。
轻便摩托引擎和其它车辆引擎一般包括曲轴位置检测装置，用于确定引擎速度和引擎的曲柄角度。这种装置一般包括配置在曲轴上的齿状编码器盘或轮，以及对应的传感器，以便在曲轴旋转时向ECU提供编码器齿信号。关于本发明，电池电压可在引擎发动之后预定齿出现时定时测量。对于典型的轻便脚踏装置，电池电压例如可在引擎旋转开始后第一或第二齿出现时测量。在一定的装置中，由于在静止或其它与引擎操作无关的运动时轻便摩托的摇摆，而选择第二齿以避免出错信号。否则，可使用第一齿以有助于保证尽可能对发动确定正确的油量。
因而根据本发明的方法，保证了轻便摩托或其它既有脚踏发动装置又有电起动电动机的车辆，能够在引擎发动期间向引擎提供正确的供油电平。然而如以上的提及，应当理解，被编程以实现根据本发明的方法的引擎管理系统的ECU，能够同样用于只有脚踏发动或只有起动电动机发动装置的轻便摩托或其它车辆。例如，这就是说，对于不同设置的轻便摩托不必使用不同的ECU。
本发明的方法可方便地用于喷油引擎并特别是直接喷油引擎。更具体来说，该方法可方便地在双流体或气助喷油引擎上实现，其中压缩气体一般是空气用来向引擎的一个或多个燃烧室输送并提供配量燃油。在这种双流体燃油喷射系统中，已知通过从燃烧室或气缸内向气轨输送加压气体，在引擎发动期间辅助对喷油系统的腔体或轨道加压。一般，与气缸相关的输送喷射器在气缸循环的适当时刻打开，使得气缸内的压缩气体能够通过打开的喷射器并进入气轨以增加其中的气压。这类各种“泵激”方法在申请人的美国专利4936279和6164268中公开，其内容在此结合以资对比。
本发明的方法便于与泵激策略一同采用，用于在引擎发动时对双流体燃料喷射系统加压。泵激策略便于包括在引擎发动时引起的预定的多个或序列泵激事件。
在引擎发动期间检测到电池两端有压降时，泵激事件序列最好重新初始化。就是说，当确定正在使用自动发动装置发动引擎时，使用整个泵激事件序列以确保在气轨中有足够的气压来支持随后的送油。
在引擎发动期间检测到电池两端没有有效压降时，泵激事件序列最好从上次结束处继续进行。就是说，当确定正在使用自动发动装置发动引擎时，泵激序列不被预初始化。这避免了每次试图人工发动时需要通过全部泵激序列，因而避免了从不喷油的情形(即在一般从脚踏或拉动发动事件只产生有限数的引擎旋转时，并在这些有限数气缸周期期间，需要输送并燃烧某些燃油，以便试验并使引擎点火)。
根据本发明的另一方式，提供了一种电子控制单元(ECU)，用于在引擎发动期间控制对内燃引擎的供油率，ECU确定引擎是通过人工发动装置还是通过自动发动装置发动，并然后基于这一确定对引擎选择适当的供油率。
根据本发明的第四方式，提供了一种用于确定内燃发动方式的电子控制单元(ECU)，包括确定引擎是通过人工发动装置还是通过自动发动装置发动的；以便然后基于这一确定在发动期间对引擎提供适当的供油率。
根据本发明的另一方式，提供了一种电子控制单元(ECU)，用于基于引擎所使用的发动方式的确定控制对内燃引擎供油率，引擎具有与其相关联操作的电池，且该ECU包括(a)用于检测引擎发动期间电池两端是否有压降的装置；(b)如果电池电压没有有效压降，则向引擎提供适用于引擎人工发动的供油率的装置；以及(c)如果电池电压有有效的压降，则向引擎提供适用于引擎自动发动的供油率的装置。
参照表示根据本发明的方法的一个可能的实施例的附图，将便于进一步说明本发明。本发明的其它实施例自然是可能，并因而附图的特殊性不应理解为对本发明上述一般性的取代。
具体实施例方式
附图描绘了一流程图，表示引擎管理系统的ECU为确定引擎发动时所需的供油电平要遵循的操作顺序。ECU初始检测引擎点火开关何时转为接通位置。(步骤1)。如果知道点火接通，则ECU测量初始电池电压(V1)(步骤2)，这是在引擎任何转动之前电池两端读取的电压。通过从曲轴位置传感器收到的信号，ECU这时能够确定引擎转动已经开始(步骤3)，并从而能够进而确定已使用什么发动方式。如上所提及，曲轴位置传感器形成整个引擎管理系统的一部分，并一般包括配置在曲轴上的齿状编码器轮和对应的传感器。只要在引擎转动或运动开始后传感器检测到第一编码器齿，曲轴位置的测量一般就能够发生。
使用可觉察引擎即将发动的引擎管理系统，ECU进而测量电池电压(V2)(步骤4)，一般能够在有效电池电压(V2)与初始电池电压(V1)之间进行比较。这一比较由ECU实现，然后确定测量的电池电压差(V1-V2)(步骤5)是否大于预定值或阈值(步骤6)。这样，ECU能够得知电池是否由于起动电动机的激励而受到电压损耗或降落。
预定值或阈值电压可以简单地是引擎发动序列前夕的电池电压(即V1)。另外，阈值可设置在某一适当可在引擎发动不同方式之间作出清晰区分的电平。
如果电池电压的差(即德尔塔)小于预定值，则ECU确定在发动序列期间向引擎的供油电平是人工或脚踏发动所需的(步骤7)。然而，如果电池电压的差或德尔塔大于预定的值，则ECU确定在发动序列期间向引擎的供油电平是使用起动电动机发动所需的电平(步骤8)，这一供油电平高于对于脚踏发动提供的供油电平。取决于阈值的选择，还能够使ECU进到步骤7(即所提供的供油电平是引擎通过脚踏发动所需的电平)，其中电池电压差(即德尔塔)等于阈值。
因而，通过本发明，在发动时基于一种发动方式是否在另一发动方式之上使用，能够向引擎提供一种适当的供油率。因而这能够改进并使发动更为可靠。
监视电池电压是在引擎不同发动方式之间作出区分的一种优选方法，但是应理解也可实现其它方法。例如，对于在轻便摩托或车辆上实现的脚踏发动装置和起动电动机这两者操作配置的适当的传感器的装设，可能是能够基于所使用的发动方式确定发动时的供油电平的不同的方式。
就电池电压的使用而确定使用的具体发动方式，应当理解，例如预定值还与要考虑的电池寿命期电池电压变化值的范围相关。类似地，可以这样选择或适配预定值，使得对轻便摩托或车辆在比正常明显寒冷的温度下工作的情形下提供一定的补偿电平。
本发明的方法特别适用于喷油引擎，并特别是直接喷油引擎。然而，应当理解，本发明同样适用于非喷油引擎，而不论引擎为4冲程还是2冲程。此外，虽然主要是针对轻便摩托和其它车辆描述的，但该方法可适用于需要把拉动发动或脚踏发动作为发动引擎选择的更广的范围引擎的应用。
如上所述，本发明的方法可与适当的泵激策略结合使用，这些泵激策略可以是对于装有两种流体或空气辅助喷油系统所希望的。这种两种流体喷油系统和不同泵激策略在申请人的美国专利第4936279和6164268中公开，其内容在此结合以资对比。
这种泵激策略的主要目的是要保证，随着引擎的发动，燃油可顺序以足够的空气/气体压力输送到引擎气缸，供在第一喷油事件发生时发生燃烧。
在这种两种流体喷油系统中实现的特定的泵激策略涉及压力泵激事件的顺序时，已发现取决于对发动引擎实现的是人工发动装置还是自动发动装置，可能希望对泵激策略做一定的少许修改。一般来说，主要的泵激事件在于唯一的目的是要增加气体或空气轨道中的压力情形的事件，因而在气缸循环期间燃油不向气缸喷射。泵激策略一般将包括预定多个或一系列这种压力泵激事件。因而，直到主要泵激事件全序列已经完成，燃油一般才输送到引擎，这样的结果是获得两种流体喷油系统的气体或空气一定水平的增压。
然而，根据典型的脚踏或拉动发动事件将只造成有限的引擎转数这一事实，如果主要泵激序列对于每一脚踏或拉动发动事件重新初始化，则存在从不喷油的某种危险。因而，在检测到正在使用人工发动装置时(步骤7)，可对引擎管理系统的ECU编程，以保证一般是单向序列的压力泵激序列，每次加电只进行一次(即在步骤1点火切换到“ON”后)。这样，如果第一脚踏或拉动发动事件，例如结果只实现了在引擎几个转动期间完成的半个泵激序列，则其余的泵激序列将在下一个脚踏或拉动发动事件时继续进行。就是说，随着点火切换到“ON”，如果使用人工发动装置，则泵激序列只从其曾经的开始点实现。
反之，在检测到正在使用自动发动装置发动引擎时(步骤8)，可对ECU编程，以保证每当发动事件发生时压力泵激序列重新初始化。因而，每当使用起动电动机或类似的装置发动引擎时，完整的泵激事件序列将被初始化，而不管需要多少次发动事件来发动引擎。这样就保证了在两种流体喷油系统的气体或空气中有足够的压力，以实现后继的燃油输送，因而提供了较好的引擎点火机会。这在试图实现引擎发动和/或发动燃烧的过程中，在先前失败的发动试图可能已经耗尽气体或空气轨道中的气压时，特别有用。
对于业内专业人员明显的是，可有各种修改和变形包含在如所附权利要求定义的本发明的范围内。
权利要求
1.一种在引擎发动期间控制内燃引擎供油率的方法，包括确定引擎的发动是通过人工装置还是通过自动发动装置；以及基于这一确定为引擎选择一种适当的供油率。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，引擎具有与其相关联操作的电池，通过检测引擎发动期间电池两端任何压降确定发动方式。
3.一种确定内燃发动方式的方法，包括确定引擎的发动是通过人工装置还是通过自动发动装置；以及基于这一确定为引擎在发动期间提供一种适当的供油率。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于，引擎具有与其相关联操作的电池，通过检测引擎发动期间电池两端任何压降确定发动方式。
5.一种方法，基于对引擎发动方式的确定，控制引擎发动期间内燃引擎供油率，且该方法包括(a)检测引擎发动期间电池两端是否有压降；(b)如果电池电压没有有效压降，则向引擎提供适用于引擎人工起动的供油率；以及(c)如果电池电压有有效的压降，则向引擎提供适用于引擎自动起动的供油率。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于，所测量的电池电压是在电池两端读取的非滤波电池电压。
7.根据权利要求5或6的方法，其特征在于，初始电池电压与引擎旋转开始后有效电压之间的差与一预定的阈值电池电压值比较，使得当差小于该阈值时，向引擎提供适合于所述人工发动的第一供油率，并当差大于该阈值时，向引擎提供适合于所述自动发动的第二较高的供油率。
8.根据权利要求5到7任何之一的方法，其特征在于，包括将对引擎的供油率初始设置在适合于所述引擎人工发动的量，以及如果检测到电池两端的压降，重新将供油率设置在适合于所述引擎自动发动的量。
9.根据权利要求7的方法，其特征在于，阈值电池电压值随包括电池使用期或环境温度的至少一个电池工作参数变化。
10.根据权利要求5到7任何之一的方法，其特征在于，该引擎包括一曲轴位置检测装置，在引擎发动之后在预定的曲轴位置测量电池电压。
11.根据以上权利要求任何之一的方法，其特征在于，该引擎包括双流体喷油系统，且该方法结合泵激策略实现，该泵激策略用于在引擎发动时对双流体喷油系统的气体轨道增压。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，泵激策略包括在引擎发动时实现的泵激事件的一预定序列。
13.根据权利要求12的方法，其特征在于，在引擎发动期间检测到电池两端压降时，泵激事件序列被重新初始化。
14.根据权利要求12的方法，其特征在于，在引擎发动期间检测到电池两端没有压降时，泵激事件序列不被重新初始化。
15.一种电子控制单元(ECU)，用于在引擎发动期间控制内燃引擎的供油率，该ECU确定引擎是通过人工发动装置还是通过自动发动装置发动，并然后基于这一确定对引擎选择适当的供油率。
16.一种用于确定内燃发动方式的电子控制单元(ECU)，包括确定引擎是通过人工发动装置还是通过自动发动装置发动的ECU，以便然后基于这一确定在发动期间对引擎提供适当的供油率。
17.一种电子控制单元(ECU)，用于基于引擎所使用的发动方式的确定控制内燃引擎供油率，该引擎具有与其相关联操作的电池，且该ECU包括(a)用于检测引擎发动期间电池两端是否有压降的装置；(b)如果电池电压没有有效压降，则向引擎提供适用于引擎人工发动的供油率的装置；以及(c)如果电池电压有有效的压降，则向引擎提供适用于引擎自动发动的供油率的装置。
全文摘要
本发明涉及一种在引擎发动期间基于对引擎使用的发动方式的确定控制向内燃引擎供油率的方法，引擎具有与其相关联操作的电池，且该方法包括(a)检测在引擎发动期间电池两端是否有压降；(b)如果电池电压没有有效的压降，则向引擎提供一种适合于引擎人工发动的供油率；以及(c)如果电池电压有有效的压降，则向引擎提供一种适合于引擎自动发动的供油率。
文档编号F02D41/06GK1503877SQ02805238
公开日2004年6月9日 申请日期2002年2月20日 优先权日2001年2月20日
发明者大卫·理查德·沃斯, 斯图尔特·格莱翰姆·普莱斯, 大卫 理查德 沃斯, 特 格莱翰姆 普莱斯 申请人:轨道工程有限公司