专利名称：发动机控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制发动机的发动机控制装置，特别适合于具有喷射燃料的燃料喷射装置的发动机的控制。
背景技术：
近年来，随着被称作喷射器的燃料喷射装置的普及，喷射燃料的时机和喷射燃料量、即空燃比等的控制变得容易，可以促进高输出化、低燃费化、排气的清洁化等。其中，特别是关于喷射燃料的时机，一般要严密地检测吸气阀的状态、即检测凸轮轴的相位状态，与之相配合而喷射燃料。但是，用于检测凸轮轴的相位状态的所谓凸轮传感器价格高，特别是在两轮车辆中，有汽缸盖大型化等问题，多数情况下不能采用。因此，例如在特开平10-227252号公报中，提出了这样的发动机控制装置，即检测曲轴的相位状态和吸气压力，根据它们检测汽缸的行程状态。从而，通过使用该现有技术，不检测凸轮轴的相位，就可以检测行程状态，所以对应于该行程状态，可以控制燃料的喷射时机等。
但是，为了控制从上述这样的燃料喷射装置喷射的燃料喷射量，若例如设定对应于发动机旋转数和节流阀开度的目标空燃比，检测实际的吸入空气量，与目标空燃比的反比相乘，就可以计算目标燃料喷射量。
在该吸入空气量的检测中，一般将热线式气流传感器和卡曼涡流传感器分别用作测定质量流量和体积流量的传感器，但为了排除因逆流的空气造成的误差因素，需要抑制压力脉动的容积体(缓冲罐)，或需要安装在没有逆流的空气侵入的位置上。但是，多数两轮车的发动机是对每个汽缸的所谓的独立吸气系统，或者发动机本身是单汽缸发动机，多数情况下不能充分地满足这些必要条件，即使使用这些流量传感器，也不能正确地检测吸入空气量。
此外，由于吸入空气量的检测是在吸气行程的最后阶段或压缩行程的初期进行的，燃料已经在喷射，因此，使用该吸入空气量的空燃比控制只有在下面的循环中进行。这就是说，在直到下面的循环为止的期间，例如即使驾驶者打开节流阀想要加速，因为还是按照这以前的目标空燃比进行空燃比控制，因此，不能得到与加速相称的扭矩和输出，而变成不能得到充足的加速感的不谐调感。为了解决这样的问题，可以用检测节流状态的节流阀传感器和节流位置传感器来检测驾驶者的加速意图，但特别是在两轮车的情况下，由于这些传感器大型或者价格昂贵而不能采用，故迄今为止该问题仍未解决。
本发明是为了解决上述各问题而开发的，其目的在于提供一种发动机控制装置，不用节流阀传感器和节流位置传感器，检测驾驶者的加速意图而控制空燃比，来进行充足的加速。
发明内容
为了解决上述各问题，本发明的发动机控制装置的特征在于，包括相位检测部件，检测四循环发动机的曲轴的相位；吸气压力检测部件，在节流阀的下游侧检测上述发动机的吸气通路内的吸气压力；发动机控制部件，基于由上述相位检测部件检测到的曲轴的相位和由上述吸气压力检测部件检测到的吸气压力，检测上述发动机的负载，基于该检测到的发动机负载，控制该发动机的运转状态；将从上述节流阀到发动机的吸气口的容积设定为汽缸行程容积以下。
图1是电机循环用的发动机及其控制装置的概略结构图。
图2是由图1的发动机送出曲柄脉冲的原理的说明图。
图3是示出本发明的发动机控制装置的一个实施方式的框图。
图4是根据曲轴的相位和吸气压力检测行程状态的说明图。
图5是吸入空气量计算部的框图。
图6是根据吸气压力求吸入空气的质量流量的控制映像图。
图7是燃料喷射量计算部和燃料行为模型的框图。
图8是示出用于加速状态检测和加速时燃料喷射量计算的运算处理的流程图。
图9是示出图11的运算处理的作用的时序图。
图10是使相对于汽缸行程容积的节流阀下游容积的容积比变化时、相对于此时的吸气压力的吸入空气量的说明图。
图11是节流阀、汽缸、吸气管压力传感器的说明图。
图12(a)、图12(b)是在节流阀从汽缸脱落后、用吸气管压力传感器检测出的吸气管压力的说明图。
具体实施例方式
下面，关于本发明的实施方式进行说明。
图1是示出例如电机循环用的发动机及其控制装置的一例的概略结构。该发动机1是较小排气量的单汽缸四冲程发动机，具备有汽缸体2、曲轴3、活塞4、燃烧室5、吸气管6、吸气阀7、排气管8、排气阀9、点火火花塞10、点火线圈11。此外，在吸气管6内设有根据风门开度进行开关的节流阀12，在该节流阀12的下游侧的吸气管(吸气通路)6中设置有作为燃料喷射装置的喷射器13。该喷射器13与设置在燃料箱19内的过滤器18、燃料泵17、压力控制阀16连接。
通过发动机控制单元15控制该发动机1的运转状态。而作为检测该发动机控制单元15的控制输入、即发动机1的运转状态的装置，设置有用于检测曲轴3的旋转角度、即相位的曲柄角度传感器20；检测汽缸体2的温度或冷却水温度、即发动机主体的温度的冷却水温度传感器21；检测排气管8内的空燃比的排气空燃比传感器22；用于检测吸气管6内的吸气压力的吸气压力传感器24；检测吸气管6内的温度、即吸气温度的吸气温度传感器25。而上述发动机控制单元15输入这些传感器的检测信号，对上述燃料泵17、压力控制阀16、喷射器13、点火线圈11输出控制信号。
在此，关于从上述曲柄角度传感器20输出的曲柄角度信号的原理进行说明。在本实施方式中，如图2a所示，在曲轴3的外周，大致等间隔地突出设置多个齿23，由磁性传感器等曲柄角度传感器20检测它的接近，施以适当的电气处理后送出脉冲信号。各齿23间的圆周方向上的间距设为曲轴3的相位(旋转角度)而为30°，各齿23的圆周方向上的宽度设为曲轴3的相位(旋转角度)而为10°。但是，仅有一处不遵从该间距，形成为二倍于其他齿23的间距的间距。这如图2a中用双点划线示出的那样，在本来有齿的部分上没有齿，成为特殊的设定，该部分相当于不等间隔。以下，将该部分记作去齿部。
所以，曲轴3等速旋转时的各齿23的脉冲信号列如图2b所示。图2a示出了压缩上死点时的状态(排气上死点在形态上也相同)，但按照将该压缩上死点时之前的脉冲信号设为图示“0”、其下一个脉冲信号为图示“1”、接下来的脉冲信号为图示“2”的顺序进行编号(赋予号码)，直到图示“4”。由于相当于该图示“4”的脉冲信号的齿23的下一个就是去齿部，因此，就好像齿存在那样，而多计数一个齿，将下面的齿23的脉冲信号编号为图示“6”。若反复这样，由于下一回是在图示“16”的脉冲信号的下面去齿部接近，故与上述同样地多计数一个齿，将下面的齿23的脉冲信号编号为图示“18”。当曲轴3两次旋转时，4个行程的循环全部结束，因此，直到图示“23”就编号结束，对下面的齿23的脉冲信号重新编号为图示“0”。原则上，编号为该图示“0”的齿23的脉冲信号之后应该成为压缩上死点。这样地，将检测到的脉冲信号列、或其单个的脉冲信号定义为曲柄脉冲。然后，基于该曲柄脉冲，如后所述地进行行程检测，就可以检测曲柄定时(タイミング)。再有，上述齿23即使设置在与曲轴3同步旋转的部件的外周上，也完全相同。
另一方面，上述发动机控制单元15由未图示的微型计算机等构成。图3是示出用该发动机控制单元15内的微型计算机进行的发动机控制运算处理的实施方式的框图。在该运算处理中，由下述部分构成发动机旋转数计算部26，根据上述曲柄角度信号计算发动机旋转数；曲柄定时检测部27，同样根据曲柄角度信号和上述吸气压力信号，检测曲柄定时信息、即行程状态；吸入空气量计算部28，读入由该曲柄定时检测部27检测到的曲柄定时信息，根据上述吸气温度信号和上述吸气压力信号，计算吸入空气量；燃料喷射量设定部29，基于由上述发动机旋转数计算部26计算出的发动机旋转数和由上述吸入空气量计算部28计算出的吸入空气量而设定目标空燃比，或者检测加速状态，从而计算设定燃料喷射量和燃料喷射时期；喷射脉冲输出部30，读入由上述曲柄定时检测部27检测到的曲柄定时信息，向上述喷射器13输出对应于由上述燃料喷射量设定部29设定的燃料喷射量和燃料喷射时期的喷射脉冲；点火时期设定部31，读入由上述曲柄定时检测部27检测到的曲柄定时信息，基于由上述发动机旋转数计算部26计算出的发动机旋转数和由上述燃料喷射量设定部29设定的燃料喷射量而设定点火时期；点火脉冲输出部32，读入由上述曲柄定时检测部27检测到的曲柄定时信息，向上述点火线圈11输出对应于由上述点火时期设定部31设定的点火时期的点火脉冲。
上述发动机旋转数计算部26根据上述曲柄角度信号的时间变化率，计算作为发动机的输出轴的曲轴的旋转速度，作为发动机旋转数。具体地说，计算发动机旋转数的瞬时值和由其移动平均值构成的发动机旋转数的平均值，用对应的曲柄脉冲检测需要的时间除上述相邻的齿23间的相位而得到所述的瞬时值。
上述曲柄定时检测部27具有与上述的特开平10-227252号公报中记载的行程判别装置同样的结构，这样，例如图4所示，检测每个汽缸的行程状态，将其作为曲柄定时信息来输出。即，在四循环发动机中，所述的曲轴和凸轮轴，由于总是按规定的相位差连续旋转，故如图4所示，在读入曲柄脉冲时，从上述去齿部开始的第四个的图示“9”或“21”的曲柄脉冲是排气行程或压缩行程的某一个。如众所周知的那样，在排气行程中，由于排气阀关闭，吸气阀关闭着，故吸气压力高，在压缩行程的初期，由于吸气阀仍然打开着，故吸气压力低，或者即使吸气阀关闭着，而在先行的吸气行程中吸气压力也降低了。从而，吸气压力低时的图示“21”的曲柄脉冲示出了其处于压缩行程，在得到了图示“0”的曲柄脉冲之后，变为压缩上死点。如此，可以检测出任意的行程状态，若用曲轴的旋转速度插补该行程之间，就可以更细致地检测现在的行程状态。
上述吸入空气量计算部28如图5所示，由下述部分构成吸气压力检测部281，根据上述吸气压力信号和曲柄定时信息，检测吸气压力；质量流量映像存储部282，存储着用于根据吸气压力检测吸入空气的质量流量的映像；质量流量计算部283，计算用该质量流量映像检测到的对应于吸气压力的质量流量；吸气温度检测部284，根据上述吸气温度信号检测吸气温度；质量流量补偿部285，根据由上述质量流量计算部283计算出的吸入空气的质量流量和由上述吸气温度检测部284检测到的吸气温度，补偿吸入空气的质量流量。即，由于用例如吸气温度20℃时的质量流量生成上述质量流量映像，故用实际的吸气温度(绝对温度比)对其补偿后计算吸入空气量。
在本实施方式中，用从压缩行程中的下死点到吸气阀关闭定时之间的吸气压力值，计算吸入空气量。即，由于吸气阀开放时，吸气压力和汽缸内压力大致相等，故可以将吸气压力和汽缸内容积及吸气温度分开来求汽缸内空气质量。但是，由于吸气阀在压缩行程开始后的一段时间仍然处于开着的状态，故在该期间，在汽缸内与吸气管之间有空气出入，根据下死点以前的吸气压力求得的吸入空气量有可能与实际吸入到汽缸内的空气量不同。因此，即使在相同的吸气阀开放时，也用汽缸内与吸气管之间没有空气出入的压缩行程的吸气压力来计算吸入空气量。再有，为了希望更加严密，考虑已燃气体分压的影响，也可以利用与其相关的高的发动机旋转数，施行对应于在实验中求得的发动机旋转数的补偿。
此外，在作为独立吸气系统的本实施方式中，用于吸入空气量的计算的质量流量映像，如图6所示，使用与吸气压力比较线性的关系的映像。这是因为，求得的空气质量基于波意耳-查理定律(PV＝nRT)。相对于此，在由全部的汽缸连结吸气管的情况下，由于其他汽缸的压力的影响，吸气压力约等于汽缸内压力这样的前提不成立，故必须使用图中虚线示出的映像。
上述燃料喷射量设定部29如图3所示，包括稳定时目标空燃比计算部33，基于由上述发动机旋转数计算部26计算出的发动机旋转数和上述吸气压力信号，计算稳定时目标空燃比；稳定时燃料喷射量计算部34，基于由该稳定时目标空燃比计算部33计算出的稳定时目标空燃比和由上述吸入空气量计算部28计算出的吸入空气量，计算稳定时燃料喷射量和燃料喷射时期；燃料行为模型(燃料挙動モデル)35，用于由该稳定时燃料喷射量计算部34计算稳定时燃料喷射量和燃料喷射时期；加速状态检测装置41，基于上述曲柄角度信号和吸气压力信号及由曲柄定时检测部27检测到的曲柄定时信息，检测加速状态；加速时燃料喷射量计算部42，按照由该加速状态检测装置41检测到的加速状态，计算对应于由上述发动机旋转数计算部26计算出的发动机旋转数的加速时燃料喷射量和燃料喷射时期。上述燃料行为模型35实质上与上述稳定时燃料喷射量计算部34一体。即，若没有燃料行为模型35，则在进行吸气管内喷射的本实施方式中，就不能进行正确的燃料喷射量和燃料喷射时期的计算设定。再有，上述燃料行为模型35需要上述吸气温度信号、发动机旋转数和冷却水温度信号。
上述稳定时燃料喷射量计算部34和燃料行为模型35的结构如图7的框图所示。在此，设从上述喷射器13喷射到吸气管6内的燃料喷射量为MF-INJ，其中附着在吸气管6壁上的燃料附着率为X，则上述燃料喷射量MF-INJ中的直接喷射到汽缸内的直接流入量为((1-X)×MF-INJ)，附着在吸气管壁上的附着量为(X×MF-INJ)。该附着的燃料中有一些沿着吸气管壁流入到汽缸内。若设其残量为燃料残留量MF-BUF，若该燃料残留量MF-BUF中由吸气流带走的带走率为τ，则带走后在汽缸内流入量为(τ×MF-BUF)。
因此，在该稳定时燃料喷射量计算部34中，首先，根据上述冷却水温度TW，用冷却水温补偿系数表计算冷却水温补偿系数KW。另一方面，相对于上述吸入空气量MA-MAN进行燃料阻断工序，即例如在节流阀开度为零时阻断燃料，接着，用吸入空气温度TA计算温度补偿后的空气流入量MA，对其乘以上述目标空燃比AF0的反比，再乘以上述冷却水温补偿系数KW，计算出要求燃料流入量MF。相对于此，根据上述发动机旋转数NE和吸气管内压力PA-MAN，用燃料附着率映像求上述燃料附着率X，同时，同样根据发动机旋转数NE和吸气管内压力PA-MAN，用带走率映像计算上述带走率τ。然后，对上次运算时求得的燃料残留量MF-BUF乘以上述带走率τ，计算燃料带走量MF-TA，将其从上述要求燃料流入量MF中减去，而计算上述燃料直接流入量MF-DIR。如上所述，该燃料直接流入量MF-DIR是上述燃料喷射量MF-INJ的(1-X)倍，故在此用(1-X)除，计算出稳定时燃料喷射量MF-INJ。此外，由于直到上次为止残留在吸气管中的燃料残留量MF-BUF中的((1-τ)×MF-BUF)这次也残留下来，故对其相加上述燃料附着量(X×MF-INJ)，就成为这次的燃料残留量MF-BUF。
再有，由于由上述吸入空气量计算部28计算出的吸入空气量是从现在起进入到爆发(膨胀)行程的吸气行程的前一个循环的吸气行程的最后阶段或在接着的压缩行程的初期中检测到的，因此，由该稳定时燃料喷射量计算部34计算设定的稳定时燃料喷射量和燃料喷射时期，也是对应于其吸入空气量的前一个循环的结果。
此外，上述加速状态检测部41具有加速状态阈值表。如后所述，其这样的阈值，即用于求上述吸气压力信号中的、在与现在相同的行程中且在相同的曲柄角度下的吸气压力与现在的吸气压力的差分值，将该值与规定的值比较，检测出加速状态，具体地说，在每个曲柄角度各不相同。从而，要检测出加速状态，就要将上述吸气压力的与上次值的差分值，与按各曲柄角度而不同的规定值进行比较。
所述该加速状态检测部41和上述加速时燃料喷射量计算部42，实质上由图8的运算处理一并进行。该运算处理每输入一个上述曲柄脉冲执行一次。再有，在该运算处理中，未设置特别用于通信的步骤，但由运算处理得到的信息被存储在随时存储装置中，此外，从随时存储装置读入运算处理所必要的信息。
在该运算处理中，首先，在步骤S1中，根据上述吸气压力信号读入吸气压力PA-MAN。
接着，转移到步骤S2，根据上述曲柄角度信号读入曲柄角度ACS。
接着，转移到步骤S3，读入来自上述发动机旋转数计算部26的发动机旋转数NE。
接着，转移到步骤S4，根据从上述曲柄定时检测部27输出的曲柄定时信息，检测行程状态。
接着，转移到步骤S5，判定现在的行程是否是排气行程或吸气行程，在现在的行程是排气行程或吸气行程的情况下，转移到步骤S6，在不是的情况下，转移到步骤S7。
在上述步骤S6中，判定加速时燃料喷射禁止计数器n是否在许可加速时燃料喷射的规定值n0以上，在该加速时燃料喷射禁止计数器n在规定值n0以上的情况下，转移到步骤S8，在不是的情况下，转移到步骤S9。
在上述步骤S8中，在读入曲轴2次旋转前的、即上次的相同行程中的相同曲柄角度ACS的吸气压力(以下记作吸气压力上次值)PA-MAN-L后，转移到步骤S10。
在上述步骤S10中，从在上述步骤S1中读入的现在的吸气压力PA-MAN，减去上述吸气压力上次值PA-MAN-L，计算吸气压力差ΔPA-MAN后，转移到步骤S11。
在上述步骤S11中，从上述加速状态阈值表读入相同曲柄角度ACS的加速状态吸气压力差阈值ΔPA-MAN0后，转移到步骤S12。
在上述步骤S12中，清除上述加速时燃料喷射禁止计数器n后，转移到步骤S13。
在上述步骤S13中，判定由上述步骤S10计算出的吸气压力差ΔPA-MAN是否在由上述步骤S11读入的相同曲柄角度ACS的加速状态吸气压力差阈值ΔPA-MAN0以上，在该吸气压力差ΔPA-MAN在加速状态吸气压力差阈值ΔPA-MAN0以上的情况下，转移到步骤S14，在不是的情况下，转移到上述步骤S7。
另一方面，在上述步骤S9中，增量上述加速时燃料喷射禁止计数器n后，转移到上述步骤S7。
在上述步骤S14中，根据三维映像计算对应于由上述步骤S10计算出的吸气压力差ΔPA-MAN和由步骤S3读入的发动机旋转数NE的加速时燃料喷射量MF-ACC后，转移到步骤S15。
此外，在上述步骤S7中，将上述加速时燃料喷射量MF-ACC设定为“0”后，转移到步骤S15。
在上述步骤S15中，输出在上述步骤S14或步骤S7中设定的加速时燃料喷射量MF-ACC后，返回到主程序。
再有，在该实施方式中，加速时燃料喷射时期是这样的时期，即，在由上述加速状态检测部41检测出了加速状态时，即在上述图8的运算处理的步骤S13中，判定为吸气压力差ΔPA-MAN在加速状态吸气压力差阈值ΔPA-MAN0以上，就立刻进行燃料喷射，换言之，在判定为是加速状态时，就喷射加速时燃料。
此外，上述点火时期设定部31的结构包括基本点火时期计算部36，基于由上述发动机旋转数计算部26计算出的发动机旋转数和由目标空燃比计算部33计算出的目标空燃比，计算基本点火时期；点火时期补偿部38，基于由上述加速时燃料喷射量计算部42计算出的加速时燃料喷射量，补偿由上述基本点火时期计算部36计算出的基本点火时期。
上述基本点火时期计算部36按现在的发动机旋转数和此时的目标空燃比，通过映像检索等求发生扭矩变得最大的点火时期，计算出来作为基本点火时期。即，由基本点火时期计算部36计算的基本点火时期与上述稳定时燃料喷射量计算部34同样地，是基于前一个循环的吸气行程的结果。此外，在上述点火时期补偿部38中，按照由上述加速时燃料喷射量计算部42计算出的加速时燃料喷射量，求得该加速时燃料喷射量与上述稳定时燃料喷射量相加后的汽缸内空燃比，在该汽缸内空燃比与由上述稳定时目标空燃比计算部33设定的目标空燃比相差很大时，通过用该汽缸内空燃比、发动机旋转数、吸气压力，设定新的点火时期，来补偿点火时期。
下面，按照图9的时序图，说明上述图8的运算处理的作用。在该时序图中，到时刻t06节流阀一定，从该时刻t06到时刻t15比较短的时间内，节流阀成线性地打开，之后，节流阀再次成为一定。在该实施方式中，从排气上死点稍稍之前起到压缩下死点稍稍之后，设定吸气阀释放。伴随着图中示出的菱形图标的曲线是吸气压力，在图的下端部示出的脉冲上的波形是燃料喷射量。如上所述，吸气压力急速减少的行程是吸气行程，接着，按压缩行程、膨胀(爆发)行程、排气行程的顺序反复进行该循环。
该吸气压力曲线的菱形图标示出上述每30°的曲柄脉冲，在其中用圆圈围起来的曲柄角度位置(240°)上，设定对应于发动机旋转数的目标空燃比，同时，用此时检测到的吸气压力，设定上述稳定时燃料喷射量和燃料喷射时期。在该时序图中，在时刻t03喷射在时刻t02中设定的稳定时燃料喷射量的燃料，以下同样地，在时刻t05设定，在时刻t07喷射，在时刻t09设定，在时刻t10喷射，在时刻t11设定，在时刻tl2喷射，在时刻t13设定，在时刻t14喷射，在时刻t17设定，在时刻t18喷射。其中，例如在时刻t09设定且在时刻t10喷射的稳定时燃料喷射量与其以前的稳定时燃料喷射量相比，吸气压力已经变高，其结果，由于计算出了大的吸入空气量，故较多地设定，但由于设定稳定时燃料喷射量大体上都在压缩行程，稳定时燃料喷射时期是排气行程，故稳定时燃料喷射量并非实时反映了这时的驾驶者的加速意图。即，在上述时刻t06开始打开节流阀，但由于在比时刻t06早的上述时刻t05设定在之后的时刻t07喷射的稳定时燃料喷射量，故违背了加速意图，只有少量喷射。
另一方面，在本实施方式中，利用上述图8的运算处理，从上述排气行程到吸气行程，按图9中示出的空心菱形的曲柄角度，比较前面的循环中的同曲柄角度的吸气压力PA-MAN，计算其差分值，作为吸气压力差ΔPA-MAN，将其与阈值ΔPA-MAN0进行比较。例如，若将节流阀开度一定的时刻t01与时刻t04、或者时刻t16与时刻t19中的曲柄角度300°的吸气压力PA-MAN(300deg)彼此之间进行比较，则各自基本相同，与上次值的差分值、即吸气压力差ΔPA-MAN小。但是，节流阀开度增大时刻t08的曲柄角度300°的吸气压力PA-MAN(300deg)，相对于之前的循环、即节流阀开度还小时的上述时刻t04的曲柄角度300°的吸气压力PA-MAN(300deg)变大了。从而，将从该时刻t08的曲柄角度300°的吸气压力PA-MAN(300deg)减去了上述时刻t04的曲柄角度300°的吸气压力PA-MAN(300deg)的吸气压力差ΔPA-MAN(300deg)与阈值ΔPA-MAN0(300deg)进行比较，若该吸气压力差ΔPA-MAN(300deg)大于阈值ΔPA-MAN0(300deg)，就可以检测为处于加速状态。
附带说一下，根据该吸气压力差ΔPA-MAN的加速状态检测在吸气行程中显著。例如，吸气行程中的曲柄角度120°的吸气压力差ΔPA-MAN(120deg)容易清楚地表示。但是，根据发动机的特性，例如图9中的双点划线所示，吸气压力曲线示出急剧的所谓尖顶特性，在检测出的曲柄角度和吸气压力中产生偏差，其结果，有可能在计算的吸气压力差中产生偏差。因此，加速状态的检测范围延伸到吸气压力曲线比较平缓的排气行程，在两方的行程中进行根据吸气压力差的加速状态检测。当然，也可以根据发动机的特性，仅在某一个行程中进行加速状态检测。
再有，在本实施方式这样的四循环发动机中，排气行程和吸气行程在曲轴两次旋转中都仅进行一次。从而，即使仅检测上述曲柄角度，在不具有凸轮传感器的本实施方式这样的两轮车用发动机中，也不知道是不是这些行程。因此，读入基于由上述曲柄定时检测部27检测到的曲柄定时信息的行程状态，判定是否是这些行程后，进行根据上述吸气压力差ΔPA-MAN的加速状态检测。这样，就可以进行更正确的加速状态检测。
此外，在上述曲柄角度为300°的吸气压力差ΔPA-MAN(300deg)和曲柄角度为120°的吸气压力差ΔPA-MAN(120deg)中不明确，但若与如图9中示出的曲柄角度为360°的吸气压力差ΔPA-MAN(360deg)相比就明瞭，在同等的节流阀开状态中，在各曲柄角度作为与上次值的差分值的吸气压力差ΔPA-MAN不同。从而，上述加速状态吸气压力差阈值ΔPA-MAN0必须在每个曲柄角度ACS变更。因此，在本实施方式中，为了检测加速状态，按每个曲柄角度ACS将加速状态吸气压力差阈值ΔPA-MAN0表格化并存储起来，将其读入到每个曲柄角度ACS，与上述吸气压力差ΔPA-MAN进行比较。这样，就可以进行更正确的加速状态检测。
然后，在本实施方式中，在检测到了加速状态的时刻t08，立刻喷射对应于发动机旋转数NE和上述吸气压力差ΔPA-MAN的加速时燃料喷射量MF-ACC。对应于发动机旋转数NE设定加速时燃料喷射量MF-ACC的情况极其一般，通常发动机旋转数越大，设定燃料喷射量越小。此外，吸气压力差ΔPA-MAN与节流阀开度的变化量相同，故吸气压力差越大，设定燃料喷射量越大。实质上，即使只喷射这样的燃料喷射量的燃料，吸气压力就已经增高，在下面的吸气行程中，就应当吸入更多的吸入空气量，因此，汽缸内空燃比变得过小，就不引起爆震。然后，在本实施方式中，由于在检测出加速状态时就立刻喷射加速时燃料，因此，可以将随后转移到爆发行程的汽缸内空燃比控制成适于加速状态的空燃比，同时，通过对应于发动机旋转数和吸气压力差设定加速时燃料喷射量，可以得到驾驶者的意图的加速感。
此外，在本实施方式中，在检测出加速状态且从燃料喷射装置喷射了加速时燃料喷射量之后，直到上述加速时燃料喷射禁止计数器n变为许可加速时燃料喷射的规定值n0以上，即使检测出加速状态，也不进行加速时燃料喷射，因此，反复进行加速时燃料喷射，可以抑制并防止汽缸内空燃比变为越过(オ一バリツチ)状态。
此外，利用根据曲轴的相位检测出行程状态，可以不用高价且大型的凸轮传感器。
在这样地根据吸气压力检测出加速状态、即发动机负载的本实施方式中，需要例如上述图3中示出的对应于行程的平滑的吸气压力变化。此外，如上所述地根据吸气压力计算吸入空气量的情况下，在某种程度上需要对应于行程的线性的吸气压力变化，该吸入空气量也是发动机负载的意思。
图10示出了改变相对于汽缸行程容积的从节流阀到吸气口的容积(以下称作节流阀下游容积)的比(以下称作容积比)，计测了相对于吸气压力的上述吸入空气量的变化，所述汽缸行程容积一般被称作每一个汽缸的排气量。从该图可知，容积比越小，相对于吸气压力变化的吸入空气量变化越小。换言之，容积比越小，相对于吸气压力的吸入空气量的变化率就越小。这意味着，相对于吸气压力的检测精度、即分辨率，吸入空气量的变化越小，吸入空气量的检测精度就越提高，因此，相对于上述汽缸行程容积的节流阀下游容积的容积比越小越好。这是因为，相对于汽缸行程容积的节流阀下游容积的容积比越大，从节流阀到吸气口的空间越发挥缓流效果，吸气行程中的吸气压力变化的响应性越恶化。这也同样地适用于上述加速状态的检测。
实质上，在相对于汽缸行程容积的节流阀下游容积的容积比超过“1”的区域中，难以根据吸气压力计算满足发动机运转控制的吸入空气量。因此，在本实施方式中，通过设相对于汽缸行程容积的节流阀下游容积的容积比为“1”以下，即，设节流阀下游容积为汽缸行程容积以下，就可以计算出满足发动机运转控制的吸入空气量。此外，这样，就可以进行更正确的加速状态的检测。
此外，如上所述，在一般的两轮车辆中，节流阀12与发动机主体、即汽缸2为不同体。节流阀12如图11所示，由节流阀体12a和阀主体12b构成，一般地，在汽缸2与节流阀体12a之间装入缓冲器材等，使得节流阀12基本不受发动机主体振动的影响。由于这样的结构上的制约，所以节流阀12与汽缸2为不同体，用螺栓和皮带等单独的连结件连接两者。而在本实施方式中，在节流阀12侧的节流阀体12a上安装有导压管14，在该导压管的前端安装着上述吸气管压力传感器24。这是因为，这样燃料就不会直接接触到吸气管压力传感器24。
在如上所述的不用凸轮传感器的本实施方式中，仅吸气管压力和曲柄角度是实质上的控制输入。从而，在万一节流阀12从汽缸2脱落时，有必要根据吸气管压力的检测异常进行故障保险。图12a是在时刻t0节流阀12从汽缸2脱落时的检测吸气管压力。节流阀12从汽缸2脱落后，上述吸气管压力24就大气开放，就只检测出大气压，故上述时刻t0以后是大气压一定。从而，即使是根据上述曲柄脉冲而发动机连续旋转，检测出的吸气管压力是大气压一定时，就判定为节流阀脱落，可以施行相应的适当的故障保险。
对此，图12b示出了在汽缸侧安装上述吸气管压力传感器，同样地在时刻t0节流阀脱落时的检测吸气管压力。从该图可知，由于节流阀脱落，故汽缸侧的吸气管也应当处于大气开放，但实质上，由于检测了与到此为止相同的吸气管压力的脉动，故在上述方法中，不能检测出节流阀的脱落，从而不能进行准确的故障保险。
再有，在上述实施方式中，关于吸气管内喷射型发动机进行了详细的说明，但本发明的发动机控制装置可以在直喷型发动机中同样地进行工作。但是，在直喷型发动机中，因为燃料不附着在吸气管上，故不需要考虑这种因素，而只要在空燃比的计算中替代所喷射的燃料量总量即可。
此外，在上述实施方式中，关于单汽缸发动机进行了详细的说明，但关于汽缸数在2个汽缸以上的所谓的多汽缸型发动机，本发明的发动机控制装置也可以同样地进行工作。
此外，发动机控制单元可以用各种运算电路代替微型计算机。
工业上的可利用性如以上说明，根据本发明的发动机控制装置，由于其构成为，基于检测到的曲轴的相位和吸气压力，检测发动机的负载，基于该检测到的发动机负载，控制该发动机的运转状态，因此，例如，在上次的相同行程的相同曲轴相位时的吸气压力与现在的吸气压力的差分值在规定值以上时，就检测为是加速状态，在检测到了加速状态时，若例如立刻喷射燃料，在考虑到根据驾驶者意志的充分加速的同时，利用使从上述节流阀到发动机的吸气口的容积在汽缸行程容积以下，就可以根据上述吸入空气量的计算和吸气压力的比较，进一步正确地进行所谓加速状态检测的负载检测。
权利要求
1.一种发动机控制装置，包括相位检测部件，检测四循环发动机的曲轴的相位；吸气压力检测部件，在节流阀的下游侧检测上述发动机的吸气通路内的吸气压力；发动机控制部件，基于由上述相位检测部件检测到的曲轴的相位和由上述吸气压力检测部件检测到的吸气压力，检测上述发动机的负载，基于该检测到的发动机负载，控制该发动机的运转状态；将从上述节流阀到发动机的吸气口的容积设定为汽缸行程容积以下。
全文摘要
根据曲轴的相位和吸气压力来检测出加速状态，可以得到与之相对应的加速感。根据曲轴的旋转角度和吸气压力检测出行程状态，计算按照排气行程和吸气行程的规定的曲柄角度检测出的吸气管压力与前面的循环的相同行程的相同曲柄角度的吸气管压力的压差，作为吸气压力差ΔP
文档编号F02D41/04GK1541303SQ0281572
公开日2004年10月27日 申请日期2002年10月22日 优先权日2001年10月29日
发明者中村伦久 申请人:雅马哈发动机株式会社