专利名称：内燃机的吸气流量控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种内燃机的吸气流量控制装置，尤其涉及能够防止成本上升和防止对启动特性的恶劣影响并存的内燃机的吸气流量控制装置。
背景技术：
作为这类内燃机的吸气流量控制装置，将节流阀实行旁路并设置具有吸气控制阀的辅助吸气流路的结构已为一般所公知。并且根据这种吸气流量控制装置，以控制空载时的吸气控制阀的开度，能够调节流过辅助吸气流路的辅助吸气流量，并使发动机转速与作为目标的空载转速相一致。
对于所述吸气控制阀的开闭驱动，例如可以使用步进马达。将使该步进马达与基础位置相一致时的阀开度预先记忆于电子控制单元(ECU)的存储器中，并以增减对于该基础位置的指令值，能够得到任意的阀开度。
在ECU中，通过检测发动机转速等来决定吸气控制阀的目标阀开度(即目标辅助吸气流量)，据此可以计算出应该供给步进马达的指令值。但是，由于步进马达的常年变化等原因，阀开度会发生偏移。
为了消除这类偏移，周期性的调节基准位置，即，需要强制性地进行将ECU所视认的吸气阀控制的阀开度和实际的阀开度一致的基础位置调节。
由此，在下述专利文献1中提出了关掉点火开关之后立刻对步进马达进行通电，将吸气控制阀移动到全闭位置或者全开位置，将该阀位置作为阀控制的基准位置。
另外，在下述专利文献2中提出了在发动机停止后移动吸气控制阀至半开位置，以该阀位置作为阀控制的基准位置。
专利文献1特公昭63-42106号公报专利文献2特开平6-307267号公报然而，在上述专利文献1以及2的任意一件中，由于需要在发动机停止时使步进马达动作，所以需要对EUC的动作电源进行维持的驱动电路，并且还需要用于防止蓄电池的完全放电、即电池用尽的定时电路等功能。这样，有使电路结构复杂化和引起成本上升的问题。
为了避免上述问题，可以考虑发动机启动后立刻进行吸气控制阀基准位置的调整，但是在此情况下，例如以全闭位置为基准位置，则由于吸气流量的不足发生启动不良(启动时间长，启动后装置失速等)。而且，在以全开位置为基准位置时，会带来吸气流量过大，机器动作不正常。
发明内容
本发明是鉴于以上情况的发明，其目的在于提供一种防止成本上升并且对内燃机启动性不产生恶劣影响的内燃机的吸气流量控制装置。
为了解决所述课题，本发明采用以下方法。
即，本发明1所述的内燃机的吸气流量控制装置，在具有将于主吸气流路中设置的节流阀门旁路的辅助吸气流路和由步进马达驱动并控制流过所述辅助吸气流路的辅助吸气流量的辅助吸气流量控制阀、且予先储存该辅助吸气流量控制阀的阀开度以及所述辅助吸气流量间的基准特性的吸气流量控制装置中，其特征在于当空载时，求出目标空载转速以及当前空载转速之间的差的绝对值小于第一阈值的第一换读条件，和对用于获得所述目标空载转速的所述辅助吸气流量，根据运算求出的运算吸气流量、以及根据所述基准特性求出的基准吸气流量之间的差的绝对值大于第2阈值的第2换读条件；在该第1换读条件以及第2换读条件都成立时，进行取代与所述运算吸气流量对应的阀开度，而使用沿所述基准特性并与所述基准吸气流量对应的阀开度的换读程序。
根据上述本发明1所述的内燃机的吸气流量控制装置，当第1换读条件成立时，判断为当前的空载转速接近目标空载转速。另外，当第2换读条件成立时，判断为辅助吸气流量控制阀发生位置偏移、需要修正。然后，在这些第1换读条件以及第2换读条件都成立时，与对应运算吸气流量的阀开度相比，将对应基准吸气流量的阀开度作为正确的阀开度加以采用。
本发明2所述的内燃机的吸气阀控制装置，在内燃机吸气系统中设置将节流阀门旁路的辅助吸气流路，同时具有连接于步进马达、开闭所述辅助吸气流路的辅助吸气流量控制阀，其特征在于在当前的空载转速接近作为目标的空载转速时，换读所述步进马达的基准位置。
根据本发明2所述的内燃机的吸气阀控制装置，在当前的空载转速接近作为目标的空载转速的时候，换读步进马达的基准位置。
本发明3所述的内燃机的吸气阀控制装置，在内燃机吸气系统中设置将节流阀门旁路的辅助吸气流路，同时具有连接于步进马达、开闭所述辅助吸气流路的辅助吸气流量控制阀，其特征在于具有判断是否是当前空载中的装置和，在判断为是当前空载中时、实行所述步进马达的基准位置的换读的装置。
根据本发明3所述的内燃机的吸气阀控制装置，当判断为现在是空载中时，换读步进马达的基准位置。
图1是表示具有本发明的内燃机吸气流量控制装置的机动两轮车的一实施例的侧视图。
图2是表示该机动两轮车主要部分的图，是图1的A部的放大剖视图。
图3是表示该机动两轮车的吸气流量控制装置的概略构成的说明图。
图4是说明该吸气流量控制装置动作的说明5是表示在该吸气流量控制装置的ECU上记录的表的图，(a)是表示在某一水温下为得到规定发动机转速的空气流量的水温图表，(b)是表示旁路阀的开度与该时刻流过的辅助吸气流量之间的相关的基准流量图表，实线是工厂出厂时的阀特性，虚线是对于工厂出厂时发生平行偏移时的阀特性。
图6是表示该吸气流量控制装置的控制流程的说明图。
图7详细表示了该吸气流量控制装置的控制流程的一部分，(a)～(c)表示图6的步骤S1～S3的子程序。
图8详细表示了该吸气流量控制装置的控制流程的一部分，(a)～(c)表示图6的步骤S4～S6的子程序。
图中32a-主吸气流路，32-节流阀，42-辅助吸气流路，43-旁路阀(辅助吸气流量控制阀)，44-步进马达。
具体实施例方式
以下就本发明的内燃机吸气流量控制装置的一实施例，结合附图加以说明，但是，当然本发明不局限于此例。并且，在本实施例中，虽然说明的是将本发明应用于机动两轮车时的例子，可是不用说本发明也同样能够应用于其他车辆。
如图1以及图2所示，本实施例的机动两轮车1，是将双座位型的座席2兼用于护盖、在前后方向长的行李箱3的正下方配置动力装置4的小型两轮的结构。动力装置4，具有将气缸单元6以大幅度地向前倾斜的发动机(内燃机)5和相对于该发动机5的曲轴箱9的一侧、将向后方延伸的变速器体10一体连接的无级变速器8，并在变速器体10的后部以轴支承着后轮(驱动轮)11。
如图2所示，在接合于所述气缸单元6前端的气缸盖7上，设置有将上游端向车体后方开口的吸气口7a和向该吸气口7a的下游端喷射燃料的燃料喷射阀7b。并且，在吸气口7a的上游端，连接着控制向发动机5供给吸气流量的吸气流量控制装置21。
图3所示，该吸气流量控制装置21，包括具有与所述吸气口7a连通的主吸气流路32a的节流阀31和设有迂回于该节流阀31的辅助吸气流路42a的空载阀41。
节流阀31，如图2以及图3所示，具有在内部形成主吸气流路32a的筒形的节流阀体32，和设置在该节流阀体32的内部并开闭主吸气流路32a的节流阀门3，和向该节流阀门33传递驱动力的驱动力传递机构(未图示)。在节流阀体32的上游端，通过吸气管道22连接空气滤清器23。另外，在节流阀体32的下游端，通过连接管24连接于所述气缸盖7。然后，在节流阀体32的侧壁上，形成与比节流阀门33靠上游侧的主吸气流路32a连通的旁路入口32b和与比节流阀门33靠下游侧的主吸气流路32a连通的旁路出口32c。
空载阀41具有一体固定在节流阀体32上的壳体46，和形成在该壳体46内、通过将旁路入口32b以及旁路出口32c之间在节流阀体32外侧连通而将节流阀门33旁路(迂回)的所述辅助吸气流路42，和控制流过该辅助吸气流路42的辅助吸气流量的旁路阀(辅助吸气流量控制阀)43，和驱动该旁路阀43的步进马达44，和将该步进马达44的旋转驱动力变换为旁路阀43的进退驱动力的动力传递部45，和控制步进马达44的电子控制单元(未图示。以下称ECU)。
在壳体46上，形成有连通于旁路入口32b的辅助吸气入口46a，和连通于旁路出口32c的辅助吸气出口46b，和将这些辅助吸气入口46a以及辅助吸气出口46b之间连通并插入旁路阀43的阀孔46c。
旁路阀43设有具有大致中空的圆筒形状、在其前端形成的第1阀孔43b，和形成在侧壁上并连通于第1阀孔43a的第2阀孔43b以及第3阀孔43c。然后，该旁路阀43，在阀孔46c内进行进退动作时，根据第2阀孔43b以及第3阀孔43c与辅助吸气出口46b重合时形成的连通流路的断面积的大小，能够控制辅助吸气流量。因此，相应于阀孔46c内的旁路阀43的进退位置，能够控制向发动机5的辅助吸气流量。
即，如图4的左下图所示，在启动发动机5的初始状态时，为了让发动机5的吸气流量为最大，使第2阀孔43b以及第3阀孔43c的全开口面积重合于辅助吸气出口46b的开口面积。据此，如该图上面的曲线所示，将空载阀41的开度(IACV开度)设为最大，能够提高发动机转速(ENG转速)。
在启动后的暖机运转时，如图4的中央下图所示，使第3阀孔43c和第2阀孔43b的一部分连通于辅助吸气口46b。这样，如该图上面的曲线所示，能够将空载阀41的开度(IACV开度)调节为暖气运转时的阀开度。
进而，在该暖机运转后的空载时，如图4的右下图所示，将第2阀孔43b完全关闭并只使第3阀孔43c连通于辅助吸气出口46b，这样，如该图上面的曲线所示，能够将空载阀41的开度(IACV)调节为空载时的阀开度。
如图3所示，步进马达44以与阀孔46c同轴的方式固定于壳体41内，在其旋转轴44a上形成公螺纹44a1。并且，符号47是密封部件，防止从阀孔46c内向外部泄漏辅助吸气流路42内的吸气。
动力传递部45，设有具有与旋转轴44a螺纹连接的螺纹孔45a1的驱动部件45a和将旁路阀43固定在该驱动部件45a上的弹簧45b。在驱动部件45a和旁路阀43之间夹入殴氏联接头45c，从而能够向以这些轴线为中心的径向方向进行相对位移。弹簧45b，是对旁路阀43向形成在驱动部件45a上的凸肩部45a2施力的施力部件，以便将旁路阀43无晃动地固定对于驱动部件45a上。
所述ECU，是控制步进马达44的步进数的装置，存储有用于求解大气压修正系数的大气压表，和基于冷却发动机5的冷却水的温度而决定辅助吸气流量的水温表(参见图5(a)，备有启动时、运行中各运行模式)，和决定旁路阀43的阀开度以及辅助吸气流量之间的基准特性(即，将步进马达44调节于与基准位置一致时的步进位置和质量流量之间的特性)的基准质量流量表(参见图5(b)的粗线。横轴[IACV]表示阀开度)，和表示在得到某一体积流量时必要的步进马达44的步进位置的体积流量表。
然后，该ECU可以读入以未图示的用大气压传感器测定的大气压值、冷却水水温。
下面，对于所述的吸气流量控制装置21(以下，IACV)的控制流程，参照图6～图8加以说明。这里，图6表示该控制流程的概要，图7以及图8表示付随于图6所示控制流程的子程序。在下述说明中，设空载转速为INE，发动机的目标转速为目标NE。另外，在空载转速中，将要求出的空载转速作为这次的INE，在现时刻之前一步求出的空载转速作为前次INE，由实际测量求得的当前的空载转速定为当前NE，将在时间上为前一步测量的空载转速作为前次NE。
(1)步骤S1的流程当点火装置设为接通、开始IACV控制时，首先在步骤S1求出大气压修正系数。即，如图7(a)的子程序所示，在步骤S1-1，参照在ECU上存储的所述大气压表，算出对应于以所述大气压传感器测量的大气压值的大气压修正系数。这样，在求得大气压修正系数之后，如果是启动或者运行中，则进入图6的步骤S2。另外，在空载时，进入图6的步骤S3。
(2)步骤S2的流程在进入步骤S2时，求出启动或者运行中的吸气质量流量。即，如图7(b)所示，启动时进入步骤S2-1，在ECU的所述各水温表中，参照启动时用的水温表，算出对应于以所述水温传感器测量的水温的启动时的质量流量。另一方面，在运行中时进入步骤S2-2，在ECU的所述各水温表中，参照所述运行中用的水温表，算出对应于以所述水温传感器测量的水温的运行中的质量流量。这样，在求得启动或者运行中的吸气质量流量之后，跳过图6的步骤S3进入步骤S4。
(3)步骤S3的流程在进入步骤S3时，求出空载所需的质量流量。即，如图7(c)所示，在步骤S3-1，作为测定的当前NE和目标NE之间的差的绝对值算出错误。接着在步骤S3-2，算出作为当前NE和前次NE的差的绝对值的差分ΔNE。进一步，接着在步骤S3-3，根据在步骤S3-1，S3-2中分别求出的所述错误及差分ΔNE，算出PID质量流量。接着在步骤S3-4，以将在步骤S3-3算出的PID质量流量相加于与前次INE对应的质量流量，算出对于本次INE的INE质量流量被。这样，在求出当前的INE质量流量后，进入图6的步骤S4。
(4)步骤S4的流程在步骤S4，求出对应于步骤S2求得的启动时或运行中的质量流量或在步骤S3求出的空载时的质量流量(INE质量流量)的马达的步进位置。即，如图8(a)所示，首先在步骤S4-1判断是否是启动时。如果是启动时，则进入步骤S4-2，将启动时的质量流量，以使用步骤S1-1求得的大气压修正系数进行的大气压修正，算出启动时的体积流量。接着在步骤S4-3，参照ECU上存储的所述体积流量表，算出对应于在步骤S4-2求得的启动时体积流量的目标步进位置。这样，在求出目标步进位置后，跳过图6的步骤S5进入步骤S6。
另一方面，在步骤S4-1判断为不是启动时的情况下，在步骤S4-4判断是否是运行中。然后，在判断为是运行中的情况下，进入步骤S4-5，另外，在判断为空载中的情况下，进入步骤S4-7。
当进入步骤S4-5时，将运行中的质量流量、以使用在步骤S1-1求得的大气压修正系数进行的大气压修正，算出运行中的体积流量。接着在步骤S4-6，参照ECU中记录的所述体积流量表，算出对应于在步骤S4-5求出的运行中体积流量的目标步进位置。这样，在求出目标步进位置以后，跳过图6的步骤S5进入步骤S6。
另一方面，若在步骤S4-4中判断为非运行中，则作为空载中而进入步骤S4-7。然后，将空载质量流量(INE质量流量)、以使用在步骤S1-1求得的大气压修正系数进行的大气压修正，算出空载体积流量(INE体积流量)。接着在步骤S4-8，参照在ECU中记录的所述体积流量表，算出对应于在步骤S4-7求得的空载体积流量的目标步进位置。这样，在求出目标步进位置后，进入图6的步骤S5。
(5)步骤S5的流程在步骤S5，当下述第1换读条件和第2换读条件都成立的场合，进行所述步进马达44的基准位置的换读。即，在当前的空载转速接近作为目标的空载转速的情况下，换读步进马达44的基准位置(通过作为判断现在是否是空载中的装置的ECU，当判断为当前空载中时，实行步进马达44的基准位置的换读)。
详细说明如下，如图8(b)所示，首先在步骤S5-1中，当判定为在步骤S3-1求得的所述错误(目标空载转速和用脉冲传感器检测出的当前空载转速的差的绝对值)小于规定的阈值(第1阈值)的时候，作为第1换读条件成立，进入步骤S5-2。当该第1换读条件不成立时，不进行换读而进入图6的步骤S6。
在进入步骤S5-2时，使用在步骤S1-1求得的大气压修正系数，对ECU内的所述基准质量流量表进行大气压修正，以此算出基准体积流量。接着在步骤S5-3，参照ECU内的所述体积流量表，算出对应于在步骤S5-2求得的基准体积流量的目标步进位置a。接着在步骤S5-3a，从所述体积流量表算出与INE体积流量相当的目标步进位置b。
接着在步骤S5-4，算出在步骤S5-3求得的目标步进位置a与在步骤S5-3a求得的目标步进位置b的差的绝对值，当判定该值大于规定阈值(第2阈值)时，在步骤S5-5，当判断为小于时进入图6的步骤S6。即，在步骤S5-4，对用于获得目标空载转速的辅助吸气流量，当根据运算求得的运算吸气流量与根据所述基准质量流量表(基准特性)求得的基准吸气流量的差的绝对值大于第2阈值时，作为达到第2换读条件而进入步骤S6。
在进入步骤S5-5时，将在步骤S5-3a求得的目标步进位置，换读成在步骤S5-3求得的目标步进位置。
即，将运算求出的目标步进位置b(对应于运算吸气流量的阀开度)，换读成根据所述基准质量流量表求出的基准步进位置a(对应于基准特性上的基准吸气流量的阀开度)。若进一步详细说明，则如图5(b)所示，从实线所示的工厂出厂时的阀特性，当经过常年的变化等原因而成为以虚线表示的与阀特性相平行的IACV开度发生移动时，将用于获得同一空气流量的IACV开度(步进位置)代之以运算求得的开度，而采用由工厂出厂时的阀特性而求出的IACV开度。例如在该图的例中，虽然以运算所求出的IACV开度是ST2，但将该值置换成ST1来读取。这样，即使阀特性发生偏移，也可以进行软件的修正。这样，实施目标步进位置的换读之后，进入图6的步骤S6。
(6)步骤S6的流程在步骤S6，在相应于所求出的目标步进位置的步进位置上驱动步进马达。即，如图8(c)所示，在步骤S6-1中，参照在所述步骤S4-3，S4-6，S4-8的任意一步求出的目标步进位置或者在步骤S5-5进行了换读的目标步进值，使步进马达44旋转，从而得到目标阀开度(即，确保作为目标的辅助吸气流量)。
如上所述，本实施例的吸气流量控制装置21采用如下构成，在判断当前的空载转速接近目标空载转速、并且判断旁路阀43发生位置偏移、需要调整与基准位置一致时，与对于运算吸气流量的阀开度相比，基准对应于吸气流量的阀开度为正确的阀开度，来进行换读。
根据这一构成，由于不是在发动机5停止时进行基准位置一致调整，所以不需要用于发动机5停止时维持动作电源的驱动电路，并且，也不需要用于防止电池用尽的定时电路。这样，能够防止电路构成复杂化和成本上升。另外，在进行与基准位置一致的调整时，不需要强制性地使旁路阀43全闭或者全开，所以能够防止启动不良和急剧的车辆动作。
因此，防止成本上升和防止对启动特性的恶劣影响二者能够并存。
(发明效果)本发明1所述的内燃机的吸气流量控制装置，当进行辅助吸气流量控制阀的基准位置一致的调节时，在该目标空载转速以及现在的空载转速之间的差的绝对值使小于第1阈值的第1换读条件、和运算吸气流量以及基准吸气流量之间的差的绝对值使大于第2阈值的第2换读条件都成立的情况下，代替对应于运算吸气流量的阀开度，采用使用对应于基准特性上的基准吸气流量的阀开度进行换读程序的结构。
根据该结构，由于不是在内燃机停止时进行基准位置一致的调节，所以不需要对内燃机停止时的动作电源进行维持的驱动电路，并且，也不需要用于防止蓄电池用尽的定时电路。这样，能够防止电路构成复杂化和成本的上升。另外，由于在调整基准位置一致时，不需要将辅助吸气流量控制阀强制性地全闭或全开，所以能够防止启动不良。
这样，根据本发明，能够防止成本上升和对于启动特性的恶劣影响，二者可以并存。
根据本发明2或3所述的内燃机的吸气阀控制装置，能够得到与本发明1所述内燃机的吸气流量控制装置同样的效果。
权利要求
1.一种内燃机的吸气流量控制装置，在具有将于主吸气流路中设置的节流阀门旁路的辅助吸气流路和由步进马达驱动并控制流过所述辅助吸气流路的辅助吸气流量的辅助吸气流量控制阀、且予先储存该辅助吸气流量控制阀的阀开度以及所述辅助吸气流量间的基准特性的吸气流量控制装置中，其特征在于当空载时，求出目标空载转速以及当前空载转速之间的差的绝对值小于第一阈值的第一换读条件，和对用于获得所述目标空载转速的所述辅助吸气流量，根据运算求出的运算吸气流量、以及根据所述基准特性求出的基准吸气流量之间的差的绝对值大于第2阈值的第2换读条件；在该所述第1换读条件以及第2换读条件都成立时，进行取代与所述运算吸气流量对应的阀开度，而使用沿所述基准特性并与所述基准吸气流量对应的阀开度的换读程序。
2.一种内燃机的吸气阀控制装置，在内燃机吸气系统中设置有将节流阀门旁路的辅助吸气流路，并具有连接于步进马达、开闭所述辅助吸气流路的辅助吸气流量控制阀，其特征在于在当前的空载转速接近作为目标的空载转速时，换读所述步进马达的基准位置。
3.一种内燃机的吸气阀控制装置，在内燃机吸气系统中设置有将节流阀门旁路的辅助吸气流路，并具有连接于步进马达、开闭所述辅助吸气流路的辅助吸气流量控制阀，其特征在于具有判断是否是当前空载中的装置和，在判断为是当前空载中时、实行对所述步进马达的基准位置换读的装置。
全文摘要
一种内燃机的吸气流量控制装置，采用这样的结构，在实行辅助吸气流量控制阀的基准位置一致调节时，在目标空载转速以及当前的空载转速之间的差的绝对值小于第1阈值的第1换读条件成立、和运算吸气流量以及基准吸气流量之间的差的绝对值大于第2阈值的第2换读条件成立的两项成立的情况下，取代对应于运算吸气流量的阀开度，而使用对应于基准特性上的基准吸气流量的阀开度来进行步骤(S5)。这种内燃机的吸气流量控制装置，能够防止成本上升，并且对内燃机启动特性不产生恶劣影响。
文档编号F02D41/08GK1508414SQ20031011812
公开日2004年6月30日 申请日期2003年11月25日 优先权日2002年12月2日
发明者露口诚, 平方良明, 明 申请人:本田技研工业株式会社