專利名稱：檢測火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(jī)中的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
背景技術(shù)：
由日本專利局在2001年公開的JP2001-082302A公開了將發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度作為參數(shù)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的點火定時控制。曲柄角傳感器檢測發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。當(dāng)發(fā)動機(jī)的曲柄軸到達(dá)用于每個汽缸的指定基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置時，曲柄角傳感器輸出信號。
當(dāng)曲柄軸旋轉(zhuǎn)過設(shè)置為例如一度的單位角度時，輸出單獨(dú)的信號。該單獨(dú)的信號稱為基準(zhǔn)位置信號或REF信號，以及該單位角度稱為單位曲柄角信號或POS信號。
通過測量REF和POS信號之間的間隔獲得發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。由于POS信號比REF信號更新更頻繁，故由POS信號獲得的旋轉(zhuǎn)速度具有比從REF信號獲得的旋轉(zhuǎn)速度更高的發(fā)動機(jī)實際旋轉(zhuǎn)速度的跟蹤能力(tracking ability)。

發(fā)明內(nèi)容
當(dāng)以短的間隔諸如10毫秒執(zhí)行發(fā)動機(jī)的點火定時(ignitiontiming)控制、燃料噴射量或燃料噴射定時，使用POS信號在每個周期計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。在這種情況下，當(dāng)POS信號的檢測定時與火花塞點火重疊時，存在將點火噪聲誤檢測為POS信號的可能性。因此，會將大的誤差引入發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的計算中。
因此，本發(fā)明的目的是消除在檢測發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度中點火噪聲的影響。
如果在固定周期執(zhí)行發(fā)動機(jī)的點火定時控制、燃料噴射量或燃料噴射定時，則按固定周期更新用于點火定時的控制目標(biāo)值、燃料噴射量和燃料噴射定時。然后將控制目標(biāo)值設(shè)置到寄存器中。按對應(yīng)于目標(biāo)點火定時或目標(biāo)燃料噴射定時的特定曲柄角執(zhí)行實際點火或燃料噴射。因此，在檢測POS信號以用于計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的時間和實際執(zhí)行點火或燃料噴射的時間之間存在時滯。因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)歷大的波動時，這一時滯降低了控制例程的精確度。當(dāng)使用曲柄角更新發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的檢測和控制目標(biāo)值時，換句話說，當(dāng)與REF信號同步地執(zhí)行更新處理時，從檢測發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度到實際燃料噴射或點火的周期變?yōu)楣潭ǖ?。因此，可以提高控制精確度。然而，在這種情況下，根據(jù)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度改變控制間隔，因此用于更新控制目標(biāo)值所需的每單位時間的計算負(fù)載在高的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度時變得非常大。
本發(fā)明的另一目的是縮短從檢測發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度到控制燃料噴射或點火的時間周期，而不會過多地增加計算負(fù)載。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作控制設(shè)備，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)用于在固定點火曲柄角范圍中執(zhí)行點火，包括單位曲柄角傳感器，其輸出對應(yīng)于發(fā)動機(jī)的單位曲柄角的單位曲柄角信號；以及可編程控制器，其被編程為基于該單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，同時防止執(zhí)行基于在點火曲柄角范圍中檢測到的單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度；以及根據(jù)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度來控制發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明還提供一種用于火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的操作控制方法，該內(nèi)燃發(fā)動機(jī)在固定的點火曲柄角范圍中執(zhí)行點火。該方法包括檢測所述發(fā)動機(jī)的單位曲柄角信號；基于所述單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，同時防止執(zhí)行基于在點火曲柄角范圍中檢測到的單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度；以及根據(jù)所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度控制所述發(fā)動機(jī)。
本發(fā)明的詳細(xì)情況和特征及優(yōu)點將在說明書的剩余部分中闡述并在附圖中示出。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)控制設(shè)備的示意圖。
圖2是描述根據(jù)本發(fā)明的控制器的功能的框圖。
圖3是描述用于控制由控制器執(zhí)行的發(fā)動機(jī)的燃料噴射和火花點火的例程的流程圖。
圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的POS信號檢測定時的圖。
圖5A-5G是表示由基于POS信號的旋轉(zhuǎn)速度和基于REF信號的旋轉(zhuǎn)速度引起的點火定時控制的差異的時序圖。
圖6A和6B是表示由在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度上的POS信號的檢測定時引起的誤差的圖。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，由控制器執(zhí)行的信號開關(guān)例程的流程圖。
圖8A-8F是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，由控制器執(zhí)行的控制的影響的時序圖。
圖9是描述POS信號中的噪聲混合的圖。
具體實施例方式
參考圖1，應(yīng)用本發(fā)明的四沖程循環(huán)六汽缸V型發(fā)動機(jī)2包括進(jìn)氣管3和排氣管23。進(jìn)氣管3經(jīng)由具有進(jìn)氣閥20的進(jìn)氣口7連接到每個汽缸的燃燒室6。排氣管23經(jīng)由具有排氣閥21的排氣口22連接到每個汽缸的燃料室6。
在進(jìn)氣管3中提供電子節(jié)流閥5。在進(jìn)氣口7中的進(jìn)氣閥20附近提供燃料噴射器8。每個汽缸提供一個燃料噴射器8。以固定的壓力將汽油燃料提供到燃料噴射器8。當(dāng)打開燃料噴射器8，將對應(yīng)于升程周期(lift period)的汽油燃料量噴射到從進(jìn)氣口7進(jìn)入到燃燒室6的入口空氣中。
由從控制器1輸出到每個燃料噴射器8的脈沖信號控制來自每個汽缸的燃料噴射器8的燃料噴射定時和燃料噴射量。燃料噴射器8與脈沖信號的輸入同時起動燃料噴射，以及在等于脈沖信號的脈沖寬度的間隔期間連續(xù)執(zhí)行噴射。
在每個汽缸的燃燒室6中產(chǎn)生具有固定空氣-燃料比的氣體混合物作為來自燃料噴射器8的燃料噴射和來自進(jìn)氣管3的入口空氣的結(jié)果。響應(yīng)由點火線圈14產(chǎn)生的高壓電流，使朝向燃料室6的火花塞24打火花并起動并點燃和燃燒在燃燒室6中的氣體混合物。由從控制器1輸出到點火線圈14的點火信號控制火花塞24的點火定時。
四沖程循環(huán)發(fā)動機(jī)2的沖程模式包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。這四個沖程循環(huán)相對于由每個汽缸中的活塞的垂直運(yùn)動定義的上死點(TDC)和下死點(BDC)而改變。
在從作為每個汽缸的壓縮沖程的終點的壓縮上死點(CTDC)的固定的提前范圍內(nèi)，在這種類型的發(fā)動機(jī)2中執(zhí)行點火。換句話說，在壓縮沖程期間執(zhí)行點火。用曲柄角表示的角度范圍稱為點火曲柄角范圍。
控制器1包括具有中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)和輸入/輸出接口(I/O接口)的微型計算機(jī)?？刂破?1可以包括多個微型計算機(jī)。
表示檢測數(shù)據(jù)的信號被輸入到控制器1，用于燃料噴射控制和點火控制。從用于檢測發(fā)動機(jī)2中的空氣進(jìn)氣量的空氣流量計4、曲柄角傳感器9、凸輪位置傳感器11、點火開關(guān)13、檢測發(fā)動機(jī)2的冷卻水溫度的水溫傳感器15、以及檢測來自發(fā)動機(jī)2的廢氣中的氧濃度的氧傳感器16輸入各信號。
當(dāng)發(fā)動機(jī)2的曲柄軸10到達(dá)基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置時，曲柄角傳感器9輸出RFF信號。另外，當(dāng)曲柄軸10旋轉(zhuǎn)過例如為一度的單位角度時輸出POS信號?；鶞?zhǔn)旋轉(zhuǎn)位置對應(yīng)于六汽缸60度V型發(fā)動機(jī)中的每個汽缸的上死點(TDC)之前110度的旋轉(zhuǎn)位置。
凸輪位置傳感器11響應(yīng)用于驅(qū)動排氣閥21的凸輪12的特定旋轉(zhuǎn)位置輸出PHASE信號。在四沖程循環(huán)發(fā)動機(jī)2中，對每兩個REF信號，在每個汽缸中執(zhí)行一次點火。上死點(TDC)包括壓縮上死點(CTDC)和排氣上死點(ETDC)?？刂破?根據(jù)REF信號和PHASE信號的組合來區(qū)別這些信號。
點火開關(guān)13通過在能發(fā)生點火的狀態(tài)下輸出點火信號IGN來設(shè)置火花塞24。點火開關(guān)13還輸出起動信號StartSW以便起動用于轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)2曲柄的起動電動機(jī)的操作。
參考圖2，控制器1包括起動開始判定部件101、汽缸判定部件102、旋轉(zhuǎn)速度信號產(chǎn)生部件103、噴射脈沖寬度計算部件104、噴射起動定時計算部件105、噴射器驅(qū)動信號輸出部件106、點火信號計算部件107和點火信號輸出部件108。這些部件的每一個都是表示控制器1的功能的虛擬部件，而不是實際存在的。
起動開始判定部件101基于起動信號StartSW和來自點火開關(guān)13的點火信號IGN檢測轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)曲柄的起動。當(dāng)起動信號為ON時，確定發(fā)動機(jī)起動。
汽缸判定部件102使用由曲柄角傳感器9輸出的POS信號和由凸輪位置傳感器11輸出的PHASE信號以便確定發(fā)動機(jī)2的每個汽缸的各自的沖程位置。在下文的描述中，這一確定稱為汽缸判定。
旋轉(zhuǎn)速度信號產(chǎn)生部件103基于來自曲柄角傳感器9的REF信號的輸出間隔計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM。旋轉(zhuǎn)速度信號產(chǎn)生部件103還基于來自曲柄角傳感器9的POS信號的輸出間隔計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRMP3。然而，用在根據(jù)本發(fā)明計算中的POS信號限定到在點火曲柄角范圍外檢測的POS信號。這一范圍稱為非點火曲柄角范圍。
噴射脈沖寬度計算部件104通過查找預(yù)先存儲的圖，基于由旋轉(zhuǎn)速度信號產(chǎn)生部件103計算的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和由空氣流量計4檢測的空氣進(jìn)氣量來計算基本燃料噴射脈沖寬度。
噴射脈沖寬度計算部件104通過對基本燃料噴射脈沖寬度加上校正來確定目標(biāo)燃料噴射脈沖寬度，以便燃燒室6中的汽油混合物與固定目標(biāo)空氣-燃料比相符?；谟裳鮽鞲衅?6檢測的廢氣中的氧濃度和由水溫傳感器15檢測的冷卻水溫度來計算燃料校正量。
當(dāng)起動發(fā)動機(jī)2時，噴射脈沖寬度計算部件104使用在下文中描述的不同于正常操作狀態(tài)的方法的方法來確定目標(biāo)燃料噴射脈沖寬度。
噴射起動定時計算部件105基于噴射脈沖寬度和發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度來計算燃料噴射的目標(biāo)初始定時。
噴射器驅(qū)動信號輸出部件106在用于燃料噴射的目標(biāo)開始定時，將用于目標(biāo)燃料噴射脈沖寬度的脈沖信號輸出到燃料噴射器8。
點火信號計算部件107基于發(fā)動機(jī)2的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和水冷卻溫度來確定火花塞24的目標(biāo)點火定時。
點火信號輸出部件108基于POS信號和REF信號，通過在目標(biāo)點火定時控制提供給點火線圈14的電源來使火花塞24打火花。
接著，參考圖3，在下文中，將描述由如上所構(gòu)造的控制器1執(zhí)行的用于發(fā)動機(jī)2的燃料噴射和點火的控制例程。這一例程在發(fā)動機(jī)2工作的同時，以每10毫秒的間隔執(zhí)行。
首先，在步驟S1，控制器1基于在點火曲柄角范圍外檢測的最新POS信號的間隔計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3。
參考圖4，下面將描述在步驟S1中確定的點火曲柄角范圍的確定。在六汽缸V型發(fā)動機(jī)中，在每個汽缸的上死點前110度(110度BTDC)輸出REF信號。在發(fā)動機(jī)起動期間的點火定時最多延遲到壓縮上死點(CTDC)為止。在發(fā)動機(jī)起動后，響應(yīng)旋轉(zhuǎn)速度的增加，在固定角范圍中提前點火定時?？紤]到根據(jù)操作條件發(fā)生點火的可能性，將來自CTDC的固定提前角范圍作為點火曲柄角范圍。
在步驟S1中，禁止基于在如上所述設(shè)置的點火曲柄角范圍中檢測的POS信號來計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3。這是通過基于在非點火曲柄角范圍內(nèi)檢測的最新POS信號的間隔來計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3而實現(xiàn)的。結(jié)果，必然在形成計算基礎(chǔ)的POS信號輸入與實際上計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3的時間之間產(chǎn)生時滯。控制器1順序地將從曲柄角傳感器9輸入的POS信號和REF信號存儲在存儲器中?？刂破?從存儲器(RAM)中所存儲的POS信號選擇非點火曲柄角范圍內(nèi)兩個最新的POS信號，并基于這些信號的間隔計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3。
在圖4中，從壓縮上死點(CTDC)到其后立即輸入的REF信號REF 110的間隔總是位于非點火曲柄角范圍內(nèi)。在步驟S1中，最好通過在CTDC和REF 110之間的范圍中獲得的最新POS信號的間隔來計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3。
通過將POS信號的檢測間隔限定到非點火曲柄角范圍，實現(xiàn)POS信號檢測而不受點火噪聲干擾。因此，可以提高發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的計算精確性。這一例程允許每10毫秒僅計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3一次而不是由REF信號的輸入頻率決定。因此，即使在REF信號的輸入頻率很高的高旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)性能區(qū)中，也不會增加計算負(fù)載。
在步驟S2中，控制器1從REF信號的最新輸入間隔計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM。
在步驟S3中，控制器1使用發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3和由空氣流量計4檢測的空氣進(jìn)氣量，以便通過查找預(yù)先存儲在存儲器(ROM)中的圖來計算基本燃料噴射脈沖寬度。通過將校正加到基本燃料噴射脈沖寬度來確定噴射脈沖寬度，以便燃燒室6中的汽油混合物與固定目標(biāo)空氣-燃料比相符。校正是基于由氧傳感器16檢測的廢氣中的氧濃度和由水溫傳感器15檢測的冷卻水溫度。
然后，在步驟S4中，控制器1基于發(fā)動機(jī)2的冷卻水溫度和發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3來確定火花塞24的點火定時。
接著，在步驟S5，控制器1基于發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3和噴射脈沖寬度計算用于燃料噴射的起動定時。
最后，在步驟S6，控制器1將點火定時、用于燃料噴射的起動定時、以及噴射脈沖寬度設(shè)置到寄存器中。在設(shè)定定時，同時執(zhí)行將點火信號輸出到點火線圈14和將燃料噴射脈沖信號輸出到燃料噴射器8。
參考圖5A-5G，將描述在發(fā)動機(jī)起動期間的點火定時控制上的差異，這種差異是由于使用基于REF信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM和使用基于POS信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3而產(chǎn)生的。
與POS信號相比，由于低更新頻率，REF信號不顯示與實際發(fā)動機(jī)速度的高度對應(yīng)。因此，如圖5C-5D所示，例如當(dāng)在發(fā)動機(jī)起動期間發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)歷大的增加時，基于REF信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM小于實際發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
最小化發(fā)動機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)矩的點火定時被稱為用于最佳轉(zhuǎn)矩的最小點火提前(MBT)。隨著發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度降低，使MBT延遲。因此，當(dāng)根據(jù)從REF信號獲得的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM設(shè)置點火定時并同時增加發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度時，如由圖5F的虛線所示，從最佳點火定時延遲點火定時。因此，不可能獲得足夠的軸轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)計算點火定時時，最好使用基于顯示出與實際發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度高度相符的POS信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNPRM3。
當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度未經(jīng)歷大的變化時，在起動后不總是出現(xiàn)這一問題。因此，僅當(dāng)起動信號為ON(如圖5G所示)時，使用基于POS信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3來設(shè)置點火定時。當(dāng)起動信號StartSW切換到OFF時，可以使用基于REF信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM來設(shè)置點火定時。
接著，參考圖6A和6B、圖7和圖8A-8F，將描述第二實施例。
首先，參考圖6A和6B，將描述POS信號的檢測定時和實際發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度之間的關(guān)系。基于POS信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3比基于REF信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度LNRPM更接近實際發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。在起動發(fā)動機(jī)時，發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度中發(fā)生大變化期間尤其如此。在發(fā)動機(jī)起動中發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度發(fā)生大變化期間，如圖6B所示，例如，有時是在REF信號之前的10毫秒期間，發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)歷達(dá)到每分鐘175轉(zhuǎn)(rpm)的變化的情形。因此，即使當(dāng)基于POS信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，當(dāng)在檢測到POS信號的時間與實際執(zhí)行燃料噴射或點火的時間之間存在時滯時，對點火定時、燃料噴射量或燃料噴射定時進(jìn)行精確控制是不可能的。燃料噴射或點火以固定曲柄角執(zhí)行。因此，當(dāng)以固定時間周期執(zhí)行對燃料噴射或點火的控制時，在每個控制周期中時滯的程度波動。
如上所述，從壓縮上死點(CTDC)到緊接其后REF信號的輸入之間的間隔總是位于非點火曲柄角范圍內(nèi)。在這一實施例中，在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度經(jīng)歷相當(dāng)大的增加的發(fā)動機(jī)起動期間，與緊接壓縮上死點(CTDC)之后的REF信號輸入同步地執(zhí)行對點火和燃料噴射的控制。然而，在完成發(fā)動機(jī)起動之后，以固定時間間隔執(zhí)行這些控制例程。
在這一實施例中，如圖7所示，控制器1執(zhí)行信號開關(guān)例程以便開關(guān)控制周期。每10毫秒執(zhí)行這一例程。
參考圖7，首先，在步驟S11，控制器1確定起動信號StartSW是否為ON。
當(dāng)起動信號StartSW為ON時，在步驟S12，控制器1確定與REF信號同步地執(zhí)行圖3中的例程。
當(dāng)起動信號StartSW不為ON時，在步驟S13，控制器1確定每10毫秒執(zhí)行圖3中的例程。在步驟S12或S13的處理后，控制器1中止該例程。
如圖8B和8F所示，當(dāng)起動信號StartSW為ON時，與REF信號同步地執(zhí)行圖3中所示的例程。在起動信號StartSW為OFF時，以10毫秒的間隔執(zhí)行圖3中的例程。
在六汽缸V型發(fā)動機(jī)中，每次回轉(zhuǎn)輸出六個REF信號。每隔三個回轉(zhuǎn)執(zhí)行燃料噴射和點火。因此，當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度為2000rpm時，以10毫秒間隔執(zhí)行圖3中的用于燃料噴射和點火的控制例程相當(dāng)于與REF信號同步地執(zhí)行該例程。當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度低于2000rpm時，用于與REF信號同步地執(zhí)行該例程的控制周期超過10毫秒的間隔。如圖8C所示，當(dāng)在起動期間發(fā)動機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度通常低于2000rpm時，與REF信號同步地執(zhí)行該例程實際上降低了計算負(fù)載。
另一方面，當(dāng)與REF信號同步地執(zhí)行圖3中的例程時，在REF信號之前立即檢測POS信號，以及在其之后立即執(zhí)行步驟S3-S5中的計算操作。因此，可以執(zhí)行發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的精確檢測。
與第一實施例相比，這一實施例使得可增加對發(fā)動機(jī)2的起動期間的燃料噴射和點火的控制精確度，并且減少了發(fā)動機(jī)起動期間控制器1的計算負(fù)載。
參考圖9描述本發(fā)明的第三實施例。
這一實施例涉及用于POS信號的檢測方法。在第一和第二實施例中，通過計算僅基于點火曲柄角范圍外的POS信號的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度來消除發(fā)動機(jī)點火噪聲對POS信號檢測的不期望的影響。
在這一實施例中，通過連續(xù)基于POS信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度至少三次并將這些值中的最小值用作發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3，可完全消除關(guān)于POS信號檢測的排氣噪聲。
參考圖9中的POS信號p1、p2和p3，假定噪聲分量pn插入p1和p2間。在這種情況下，表觀的POS信號間隔變?yōu)閜1-pn、pn-p2和p2-p3。如果假定控制器1在三個連續(xù)時刻檢測POS信號的輸出間隔，并基于這三個輸出間隔的最大值計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，則不受噪聲影響的脈沖間隔p2-p3將形成最終發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的基礎(chǔ)。在圖3的步驟S1中，當(dāng)將這一計算方法應(yīng)用到發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3的計算中時，可以獲得不受噪聲影響的精確的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度FNRPM3。
2002年12月20日在日本提交的(Tokugan)2002-369849的內(nèi)容在此一并作為參考。
盡管參考本發(fā)明的某些實施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于如上所述的實施例。在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會想到上述實施例的各種改變和變化。
要求排它財產(chǎn)權(quán)或?qū)Ｓ脵?quán)的本發(fā)明的實施例定義如下。
權(quán)利要求
1.一種用于火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(2)的操作控制設(shè)備，用以在固定點火曲柄角范圍中執(zhí)行點火，該控制設(shè)備包括單位曲柄角傳感器(9)，其輸出對應(yīng)于發(fā)動機(jī)(2)的單位曲柄角的單位曲柄角信號；以及可編程控制器(1)，其被編程用來執(zhí)行以下操作基于單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，同時防止執(zhí)行基于在點火曲柄角范圍中檢測到的單位曲柄角信號來計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度(S1)；以及根據(jù)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度來控制該發(fā)動機(jī)(2)(S3-S6)。
2.如權(quán)利要求1所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器(1)被進(jìn)一步編程用于以預(yù)定的固定時間間隔執(zhí)行發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的計算。
3.如權(quán)利要求1所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)(2)包括以固定角度間隔重復(fù)燃燒周期的多個汽缸，并且所述操作控制設(shè)備包括以相等角度間隔輸出基準(zhǔn)位置信號的基準(zhǔn)位置傳感器(9)，基準(zhǔn)位置的數(shù)量等于在360度曲柄角范圍內(nèi)的汽缸數(shù)量，所述控制器(1)被進(jìn)一步編程為通過基于所述基準(zhǔn)位置信號確定點火曲柄角范圍來選擇點火曲柄角范圍之外的最新單位曲柄角信號，并基于所選定的單位曲柄角信號來計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度(S1)。
4.如權(quán)利要求3所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述點火曲柄角范圍被設(shè)置成從每個汽缸的壓縮上死點起的一個固定的提前角范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)(2)是四沖程循環(huán)六汽缸發(fā)動機(jī)，以及所述控制器(1)被進(jìn)一步編程為基于在從每個汽缸的壓縮上死點到下一基準(zhǔn)位置信號的輸入的范圍中檢測到的單位曲柄角信號的間隔來計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
6.如權(quán)利要求4所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備進(jìn)一步包括汽缸判定傳感器(11)，該汽缸判定傳感器(11)結(jié)合所述基準(zhǔn)位置信號規(guī)定每個汽缸的壓縮上死點。
7.如權(quán)利要求1至6中任何一個所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器(1)被進(jìn)一步編程為確定發(fā)動機(jī)控制項的目標(biāo)值(S3-S5)，該發(fā)動機(jī)控制項是從燃料噴射量、燃料噴射定時和對噴射燃料的點火定時中選擇的，并且所述控制器控制所述發(fā)動機(jī)(2)以實現(xiàn)所述目標(biāo)值(S6)。
8.如權(quán)利要求7所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于確定所述發(fā)動機(jī)(2)是否起動的起動傳感器(13)，并且所述控制器(1)被進(jìn)一步編程用來當(dāng)起動所述發(fā)動機(jī)(2)時與所述基準(zhǔn)位置信號同步地控制所述發(fā)動機(jī)(2)(S12)，以及當(dāng)所述發(fā)動機(jī)(2)未起動時，以固定時間間隔控制所述發(fā)動機(jī)(2)(S13)。
9.如權(quán)利要求8所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)(2)進(jìn)一步包括用于轉(zhuǎn)動該發(fā)動機(jī)(2)曲柄的起動電動機(jī)，所述起動傳感器(13)包括開關(guān)(13)，該開關(guān)輸出用于指令提供給所述起動電動機(jī)的電源的信號，以及所述控制器(1)被進(jìn)一步編程用于確定當(dāng)所述起動信號為ON時所述發(fā)動機(jī)起動。
10.如權(quán)利要求1所述的操作控制設(shè)備，其特征在于，所述控制器(1)被進(jìn)一步編程用于連續(xù)測量單位曲柄角信號的三個間隔，并基于所述三個間隔中的最大值計算所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
11.一種用于火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(2)的操作控制方法，用以在固定點火曲柄角范圍中執(zhí)行點火，該方法包括檢測所述發(fā)動機(jī)(2)的單位曲柄角信號；基于所述單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，同時防止執(zhí)行基于在點火曲柄角范圍中檢測到的單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度(S1)；以及根據(jù)所述發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度來控制該發(fā)動機(jī)(2)(S3-S6)。
全文摘要
提供一種用于火花點火內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(2)的操作控制設(shè)備，用以在固定點火曲柄角范圍中執(zhí)行點火。該操作控制設(shè)備包括可編程控制器(1)和用于輸出每個單位曲柄角的單位曲柄角信號的單位曲柄角傳感器(9)。控制器(1)基于單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度(S1)。通過防止基于在點火曲柄角范圍中檢測到的單位曲柄角信號計算發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，以便消除由發(fā)動機(jī)點火噪聲引起的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度計算中的誤差，并獲得精確的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。
文檔編號F02D41/34GK1510271SQ20031012321
公開日2004年7月7日 申請日期2003年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者加藤浩志, 佐藤立男, 男 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社