专利名称：节气门开度推测方法及ecu的制作方法
技术领域：
本发明涉及节气门开度推测方法及使用该节气门开度推测方法决定燃料喷射量的ECU(Electronic Control Unit)，特别涉及在单气缸FI系统中进行节气门开度的测定及TPS(Throttle Position Sensor)的节气门开度推测方法及ECU。
背景技术：
以前，在FI系统中，摩托车用的空气量推测方法是通过并用根据转速和节气门开度的空气量推测(αN方式)、与根据吸气管压力和转速的空气量推测(SD方式)来进行的。此外，在FI系统的降低成本的目的下，还考虑了不使用TPS，而按照SD方式仅用转速和吸气管压力进行空气量推测的方法。
还有，作为与本发明相关联的现有技术文献信息，有以下文献专利文献1特平开6-93923号公报。
但是，在上述现有技术中，由于没有TPS而不清楚节气门的动作，因此存在有操作者(驾乘人或者开车人)很难控制节气门操作的问题。
还有，即使在SD/αN并用的系统中也存在很难确保TPS精度在要求的小开度附近的精度的问题。
发明内容
本发明的第一目的就是为了解决上述现有技术的问题，提供在即使不具备TPS的情况下也可得到节气门开度的节气门开度推测方法及ECU。
另外，本发明的第二目的就是提供可将由TPS获得的值补正为更正确值的节气门开度推测方法及ECU。
为了解决上述课题、达成上述目的，有关本申请的第1发明的节气门开度推测方法，其特征在于，具备吸气管压力计量步骤，其计量在吸气阀门闭合时任意一个或者多个时刻的吸气管压力；和节气门开度计算步骤，其根据由所述吸气管压力计量步骤所计量的吸气管压力的值，算出节气门开度。
另外，有关本申请的第2发明的节气门开度推测方法，其特征在于，在所述第1发明中，所述节气门开度计算步骤根据由所述吸气管压力计量步骤计量的吸气管压力的值及发动机转速，算出节气门的开度。
此外，有关本申请的第3发明的节气门开度推测方法，其特征在于，具备吸气管压力计量步骤，其计量在吸气阀门闭合时任意多个时刻的吸气管压力；和节气门开度计算步骤，其根据由所述吸气管压力计量步骤所计量的多个时刻的吸气管压力的差值，算出节气门的开度。
还有，有关本申请的第4发明的节气门开度推测方法，其特征在于，在所述第3发明中，所述节气门开度计算步骤根据多个时刻的吸气管压力的差值及发动机转速，算出节气门的开度。
再有，有关本申请的第5发明的节气门开度推测方法，其特征在于，在所述第1～第4发明的任一个中，还具备发动机负荷计算步骤，其由表示所述吸气管压力的值的波形算出发动机负荷；所述节气门开度计算步骤，根据由所述发动机负荷计算步骤算出的发动机负荷及发动机转速，限制节气门开度的计算。
另外，有关本申请的第6发明的节气门开度推测方法，其特征在于，在所述第1～第4发明的任一个中，还具备TPS值补正步骤，其根据由所述节气门开度计算步骤算出的节气门开度的值，补正实际节气门开度的TPS值。
另外，有关本申请的第7发明的节气门开度推测方法，其特征在于，在所述第6发明中，所述TPS值补正步骤，仅在判定由所述节气门开度计算步骤算出的节气门开度或者所述TPS值是在空转附近时，补正所述TPS值。
有关本申请的第8发明的节气门开度推测方法，其特征在于，在所述第1～第4发明的任一个中，使所述吸气管压力计量步骤的计量时刻与曲轴或者发动机冲程同步。
另外，有关本申请的第9发明的节气门开度推测方法，其特征在于，在所述第8发明中，所述吸气管压力计量步骤中的计量时刻设定为根据发动机转速是可变的。
此外，有关本申请的第10发明的ECU，其特征在于，具备输入装置，其接受输入，该输入是根据在吸气阀门闭合时的任意的一个或者多个时刻中计量的吸气管压力的值所算出的节气门开度的值；和决定装置，其根据由所述输入装置接受输入的节气门开度的值决定燃料喷射量。
还有，有关本申请的第11发明的ECU，其特征在于，具备输入装置，其接受输入，该输入是根据在吸气阀门闭合时的任意多个时刻中计量的吸气管压力的差值所算出的节气门开度的值；和决定装置，其根据由所述输入装置接受输入的节气门开度的值决定燃料喷射量。
再有，有关本申请的第12发明的ECU，其特征在于，具备输入装置，其接受输入，该输入是根据在吸气阀门闭合时的任意的一个或者多个时刻中计量的吸气管压力的值所算出的节气门开度的变化量；和控制装置，其根据由所述输入装置接受输入的节气门开度的变化量，控制燃料喷射量的加减速。
图1是表示有关本发明的本实施方式的包括ECU(Electronic ControlUnit)的燃料喷射机构的结构的说明图(剖视图)。
图2是表示本发明的该实施方式的概要的说明图。
图3是表示节气门开度不同的吸气管压力波形的说明图(之一)。
图4是表示节气门开度不同的吸气管压力波形的说明图(之二)。
图5是表示节气门开度不同的吸气管压力波形的说明图(之三)。
图6是表示转速不同的吸气管压力波形的说明图(之一)。
图7是表示转速不同的吸气管压力波形的说明图(之二)。
图8是表示转速不同的吸气管压力波形的说明图(之三)。
图9是表示有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法的数据流的说明图(流程图)。
图10是表示有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法的处理顺序的说明图(流程图)。
图11是表示有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法的另一处理顺序的说明图(流程图)。
图12是表示有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法的再一处理顺序的说明图(流程图)。
图13是表示有关本发明的该实施方式的ECU100的处理顺序的说明图(流程图)。
图14是表示有关本发明的该实施方式的ECU100的另一处理顺序的说明图(流程图)。
具体实施例方式
下面参照附图，对有关本发明的节气门开度推测方法及ECU的适宜的实施方式进行说明。
(实施方式的概要)首先，说明本发明的该实施方式的概要。图1是表示有关本发明的该实施方式的包括ECU(Electronic Control Unit)的燃料喷射机构的结构的说明图(剖视图)，另外，图2是表示本发明的该实施方式的概要的说明图(表示吸气管压力的变化的图表)。
图1中，100是ECU，101是吸气管，102是节气门，103是汽缸(燃烧室)，104是吸气阀门，105是控制吸气阀门104的开闭的阀门开闭控制机构，106是喷嘴，107是各种传感器(比如，包括TPS、吸气管压力传感器、发动机负荷传感器)。
另外，图2中，纵轴表示吸气管101的吸气管压力，横轴表示时间(或者发动机冲程)。在此，吸气阀门104闭合时(发动机冲程中的压缩冲程、爆发冲程、排气冲程)，吸气管压力和时间都上升。这是因为，在吸气阀门104打开时(吸气冲程)自节气门102下游的空气吸气到汽缸103，相对吸气管压力下降，当吸气阀门104闭合后(压缩冲程以后)，因从节气门102泄漏浸入来的空气而使吸气管101内的压力上升。
这里，从节气门102泄漏浸入来的空气量因节气门102的开度而变化。为此，在省略图示的曲轴的曲轴转角(曲轴周期)测量同步某一点时的吸气管压力，也能推测节气门102的开度。
还有，为了不受吸气管101的绝对气压的影响，通过由吸气管压力上升沿的倾斜度，即、相对采样间隔Ts、吸气管压力变化Pd来推测，能更高精度地推测节气门102的开度。
这样，利用吸气管压力波形的一定时间间隔Ts为2个或其以上时的采样的吸气管压力变化Pd因节气门开度而变化，能推测在没有TPS的系统(比如SD系统)的情况下节气门开度，并且即使在具有TPS的系统中，也能决定节气门的规定的位置(开度)下的更高精度的燃料喷射量。
(节气门开度不同的吸气管压力波形)图3～图5是表示节气门开度不同时的吸气管压力波形的说明图。图3表示节气门开度小的情况下的吸气管压力的上升沿的倾斜度。另外，图4表示节气门开度中等的情况下的吸气管压力的上升沿的倾斜度。还有，图5表示节气门开度大的情况下的吸气管压力的上升沿的倾斜度。节气门开度小，则吸气管压力的上升沿的倾斜度小，相反，随着节气门开度增大，则吸气管压力的上升沿的倾斜度变大。这样，因节气门开度而造成吸气管压力的上升沿的倾斜度发生变化。
另外，图6～图8是表示转速不同时的吸气管压力波形的说明图。图6表示发动机的转速低的情况下的吸气管压力的上升沿的倾斜度。另外，图7表示发动机的转速中等的情况下的吸气管压力的上升沿的倾斜度。还有，图8表示发动机转速高的情况下的吸气管压力的上升沿的倾斜度。发动机的转速低，则吸气管压力的上升沿的倾斜度大，相反，随着发动机的转速增大，则吸气管压力的上升沿的倾斜度变小。这样，如在曲轴周期单位观察，则吸气管压力的上升沿因转速也发生变化。为此，必需因转速的补正。
下面，对有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法中的数据流予以说明。图9是表示有关本发明的本实施方式的节气门开度推测方法的数据流的说明图。图9中，从与由计量而得到的吸气管压力有关的数据(901)中，以规定的定时提取与计量的吸气管压力有关的数据，并设为采样值No1(902)。同样，在与上述规定的定时不同的定时提取与计量的吸气管压力有关的数据，并设为采样值No2(903)。
计算上述采样值No1(902)与采样值No2(903)的差(904)，并设该计算结果为与压力差有关的数据(905)。另外，当采样值只有1个时，取代与压力差有关的数据(905)而直接使用采样值。然后，将该与压力差有关的数据(905)，用与转速有关的数据910进行补正，得到补正数据(906)。接着，由该补正的与压力差有关的数据(906)变换为与节气门开度有关的数据，并得到节气门开度变换数据(907)。
下面，进行发动机负荷的推测计算(911)，其结果，得到与发动机负荷有关的数据(912)。然后，根据与发动机负荷有关的数据912，设定节气门开度的变换限制(908)，并根据该变换限制，由节气门开度变换数据907，决定节气门开度(909)。
(节气门开度推测方法的处理顺序)下面，对有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法的处理顺序进行说明。图10及图11是表示有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法的处理顺序的说明图(流程图)。图10的流程图中，首先，由阀门开闭控制机构105判断吸气阀门104是否关闭(步骤S1001)。吸气阀门104是否关闭的判断，能由阀门开闭控制结构105的控制状态来识别。
然后，当吸气阀门104闭合时(步骤S1001是)，接着判断从吸气阀门104闭合时刻开始是否经历了规定时间(步骤S1002)。这里，等待规定时间的经过，并在经过了之后(步骤S1002是)，计量这一时刻的吸气管压力(步骤S1003)。统计并配合需要，计算发动机负荷(步骤S1004)，并得到发动机转速(步骤S1005)。
然后，根据上述步骤S1003～S1005所得到的数据，算出节气门开度(步骤S1006)。接着，将在步骤S1006中计算出的算出值作为节气门开度推测值输出(步骤S1007)，并结束一系列的处理。反复实施该一系列的处理。
在图11的流程图中，首先，由阀门开闭控制机构105判断吸气阀门104是否关闭(步骤S1101)。然后，当吸气阀门104闭合时(步骤S1101是)，接着判断从吸气阀门104闭合时刻开始是否经历了规定时间(步骤S1102)。这里，等待规定时间的经过，并在经过了之后(步骤S1102是)，计量这一时刻(No1)的吸气管压力(步骤S1103)。
然后，判断是否从No1的时刻开始经历了规定的时间(步骤S1104)。这里，等待规定时间的经过，并在经过了之后(步骤S1104是)，计量这一时刻(No2)的吸气管压力(步骤S1105)。接着，计算No1与No2的各时刻的计量值的差(步骤S1106)。关于以后的步骤S1107～S1110，与图10所示的步骤S1004～S1007相同，因此省略这些的说明。
此外，在上述图10及图11中，将吸气管压力的计量时刻设定为从吸气阀门104闭合时刻开始经过规定的时间，但并不局限于此。即，吸气管压力的计量时刻，只要是为了测量吸气阀门104闭合时的吸气管压力，可以是设图表周期中的总是同一时刻为计量时刻。
图12是表示有关本发明的该实施方式的节气门开度推测方法的再一处理顺序的说明图(流程图)，表示的是用节气门开度推测值对TPS值进行补正的情况下的顺序。在图12的流程图中，首先，输入节气门开度推测值(步骤S1201)，并输入TPS值(步骤S1202)。
接着，判断在步骤S1201中输入的节气门开度推测值或者TPS值是否在空转附近(步骤S1203)。在此，当节气门开度推测值或者TPS值的任一个值都不在空转附近时(步骤S1203No)，不作任何处理，将输入的TPS值输出(步骤S1204)，并结束一系列处理。
另一方面，在步骤S1203中，当节气门开度推测值或者TPS值的任一个值在空转附近时(步骤S1203是)，用节气门开度推测值补正TPS值(步骤S1205)，并输出补正值(步骤S1206)。然后，结束一系列处理。
(ECU的处理顺序)接下来，对有关本发明的该实施方式的ECU的处理顺序进行说明。图13及图14是表示有关本发明的该实施方式的ECU100的处理顺序的说明图(流程图)。图13的流程图中，首先，判断是否有节气门开度推测值的输入(步骤S1301)。在此，当在ECU100内算出了节气门开度推测值的情况下，也可以判断是否决定了节气门开度推测值。另外，取代节气门开度推测值，也可以是TPS值或者TPS补正值。
在步骤S1301中，等待节气门开度推测值的输入，当有输入时(步骤S1301是)，根据输入的节气门开度推测值决定喷嘴106喷射的燃料喷射量(步骤S1302)。然后，将与决定的燃料喷射量有关的控制信号(喷射信号)向喷嘴106输出(步骤S1303)，并结束一系列处理。
另外，在图14中，首先，判断是否有节气门开度推测值(变化量)的输入(步骤S1401)。接着，等待节气门开度推测值(变化量)的输入，当有输入时(步骤S1401是)，根据输入的节气门开度推测值(变化量)决定喷嘴106喷射的燃料喷射量的加减速的控制量(步骤S1402)。然后，根据决定的控制量，将用于进行喷嘴106的燃料喷射的控制的控制信号(喷射信号)向喷嘴106输出(步骤S1403)，并结束一系列处理。
如上述说明，按照本实施方式，由于计量在吸气阀门104闭合时的任意一个或者多个时刻的吸气管压力，并根据计量的吸气管压力的值，算出节气门开度，因此在吸气管压力波形中，能从对应曲轴角度压力上升的一点以上的采样压力值推测节气门开度，并能检测出操作者非常细微的节气门操作。
还有，按照本实施方式，根据计量的吸气管压力的值及发动机转速，可以计算出节气门开度，由此，能将求得的节气门开度(节气门开度推测值)，用此时发动机转速进行补正。吸气管压力波形即使在相同的节气门开度下也因发动机转速而波形有所不同。为此，通过由发动机转速进行补正，能使推测精度更高。
再有，按照本实施方式，计量在吸气阀门104闭合时的任意多个时刻的吸气管压力，并能根据计量的多个时刻的吸气管压力的差值，计算出节气门开度。即、能从吸气管压力波形的上升沿的两点的压力差检测出倾斜度，以提高节气门开度的推测精度。特别使，在低开度附近，对应节气门开度变化的吸气管压力变化大，因此能求得比TPS还高精度的节气门开度。还有，求得的开度反映了实际的空气量，最适合于作为燃料运算的数据。
按照本实施方式，也可以根据多个时刻的吸气管压力的差值及发动机转速，算出节气门开度。由此，通过用发动机转速进行补正，能提高推测精度。
再有，按照本实施方式，还可以从表示吸气管压力的值的波形算出发动机负荷，并根据算出的发动机负荷及发动机转速，限制节气门开度的算出。
此外，按照本实施方式，还能根据算出的节气门开度的值，补正真正节气门开度的TPS值。在实际的TPS因时间经历等产生了误差的情况下，通过用从该吸气管压力波形推测的TPS开度补正实际的TPS开度，能提高节气门开度的值的精度。特别是，由吸气管压力的节气门开度的推测在小开度附近精度较高，通过补正，能得到较为正确的值。
因此，仅在判定了算出的节气门开度或者TPS值是在空转附近的情况下，即、仅在由吸气管压力波形判断是在空转附近的情况下，能补正TPS值。TPS的ID位置补正，虽然至今必须是在判定了节气门碰到了空转止动螺顶时进行，但本发明也可以是在空转附近，不必判定碰到了空转止动螺顶。
还有，按照本实施方式，也可以将吸气管压力的计量时刻设定为与曲轴或者发动机冲程同步。即、通过使压力采样时期与曲轴同步，或者与发动机冲程(比如，吸气阀门闭合的爆发冲程等)同步，能更正确地对计量值采样。
另外，按照本实施方式，也可以将吸气管压力的计量时刻根据发动机转速设为是可变的。在同一节气门开度中，采样的吸气管压力是变化的。为此，通过用转速补正来推测节气门开度，能提高推测精度。
还有，有关本实施方式的节气门开度推测方法，可以不在图1所示的各种传感器107中进行，而将该推测结果向ECU100发送，或者在图1所示的ECU100中进行。此时，ECU100可以接受来自各种传感器107的输入，并根据接受输入的节气门开度推测值决定燃料喷射量，其中该输入是根据在吸气阀门104闭合时的任意的一个或者多个时刻中计量的吸气管压力的值所算出的节气门开度推测值。
此时的节气门开度推测值，可以是根据任意多个时刻计量的吸气管压力的差值的计算值。还有，ECU100还可以接受节气门开度变化量的输入，并根据接受输入的节气门开度的变化量控制燃料喷射量的加减速，其中该节气门开度的变化量是根据在吸气阀门104闭合时的任意的一个或者多个时刻中计量的吸气管压力的值所算出的节气门开度的变化量。
另外，本实施方式的节气门开度推测方法，还可以是事先准备的计算机可读取的程序，或者通过用微机等的计算机执行该程序而实现。
如上说明，按照本发明，可以得到即使不具备TPS、也可以得到节气门开度的节气门开度推测方法及ECU这一效果。
再有，按照本发明，可以得到能将由TPS得到的值补正为更正确值的节气门开度推测方法及ECU这一效果。
权利要求
1.一种节气门开度推测方法，其特征在于，包括吸气管压力计量步骤，其计量在吸气阀门闭合时的任意一个或者多个时刻的吸气管压力；和节气门开度计算步骤，其根据由所述吸气管压力计量步骤所计量的吸气管压力的值，算出节气门的开度。
2.根据权利要求1所述的节气门开度推测方法，其特征在于，所述节气门开度计算步骤，根据由所述吸气管压力计量步骤计量的吸气管压力的值及发动机转速，算出节气门的开度。
3.一种节气门开度推测方法，其特征在于，具备吸气管压力计量步骤，其计量在吸气阀门闭合时的、任意多个时刻的吸气管压力；和节气门开度计算步骤，其根据由所述吸气管压力计量步骤所计量的多个时刻的吸气管压力的差值，算出节气门的开度。
4.根据权利要求3所述的节气门开度推测方法，其特征在于，所述节气门开度计算步骤，其根据多个时刻的吸气管压力的差值及发动机转速，算出节气门的开度。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的节气门开度推测方法，其特征在于，还具备发动机负荷计算步骤，其由表示所述吸气管压力值的波形算出发动机负荷，所述节气门开度计算步骤，根据由所述发动机负荷计算步骤算出的发动机负荷及发动机转速，限制节气门开度的计算。
6.根据权利要求1～5的中任一项所述的节气门开度推测方法，其特征在于，还具备TPS值补正步骤，其根据由所述节气门开度计算步骤算出的节气门开度的值，补正实际节气门开度的TPS值。
7.根据权利要求6所述的节气门开度推测方法，其特征在于，所述TPS值补正步骤，仅在判定由所述节气门开度计算步骤算出的节气门开度或者所述TPS值是在空转附近时，补正所述TPS值。
8.根据权利要求1～7的中任一项所述的节气门开度推测方法，其特征在于，使所述吸气管压力计量步骤的计量时刻与曲轴或者发动机冲程同步。
9.根据权利要求8所述的节气门开度推测方法，其特征在于，所述吸气管压力计量步骤中的计量时刻设定为根据发动机转速是可变的。
10.一种ECU，其特征在于，具备输入装置，其接受输入，该输入是根据在吸气阀门闭合时的任意的一个或者多个时刻中计量的吸气管压力的值所算出的节气门开度的值；和决定装置，其根据由所述输入装置接受输入的节气门开度的值决定燃料喷射量。
11.一种ECU，其特征在于，具备输入装置，其接受输入，该输入是根据在吸气阀门闭合时的任意多个时刻中计量的吸气管压力的差值所算出的节气门开度的值；和决定装置，其根据由所述输入装置接受输入的节气门开度的值决定燃料喷射量。
12.一种ECU，其特征在于，具备输入装置，其接受输入，该输入是根据在吸气阀门闭合时的任意的一个或者多个时刻中计量的吸气管压力的值所算出的节气门开度的变化量；和控制装置，其根据由所述输入装置接受输入的节气门开度的变化量，控制燃料喷射量的加减速。
全文摘要
根据本装置，纵轴表示吸气管(101)的吸气管压力，横轴表示时间(或者发动机冲程)。在此，吸气阀门闭合时的、从节气门(102)泄漏浸入的空气量因节气门(102)的开度而变化。因此，在曲轴的曲轴转角(曲轴周期)或者发动机冲程测量同步某一点时的吸气管压力，并根据测量的吸气管压力推测节气门(102)的开度。由此，即使不具备TPS(Throttle Position Sensor)也能得到节气门开度。或者，将由TPS得到的值补正为更正确的值。
文档编号F02D45/00GK1682026SQ03822238
公开日2005年10月12日 申请日期2003年9月11日 优先权日2002年9月20日
发明者山崎茂, 广泽宏和 申请人:株式会社三国