專利名稱：用于手持式動力工具的怠速控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于發(fā)動機(jī)的怠速控制方法，其中在怠速期間的燃油調(diào)節(jié)被調(diào)整為使A/F比(空燃比)接近于最佳A/F(空燃比)。
背景技術(shù)：
在用于電鋸、電動切割機(jī)、割草機(jī)和類似消費(fèi)產(chǎn)品的大多數(shù)發(fā)動機(jī)中，當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，手工調(diào)整A/F比(空燃比)，例如，電子控制系統(tǒng)僅當(dāng)發(fā)動機(jī)處于工作轉(zhuǎn)速或超過 工作轉(zhuǎn)速時(shí)才激活。因此期望在發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有一種簡單、經(jīng)濟(jì)但有效的電子控制方 法，而不需要手動調(diào)整燃油或空氣供應(yīng)。EP0715686B1中描述了一種用于控制發(fā)動機(jī)A/F比(空燃比)的方法。首先，暫時(shí) 改變A/F比(空燃比)。這例如可以通過暫時(shí)節(jié)流或停止燃料計(jì)量而實(shí)現(xiàn)。隨著變化，可 以測量多個(gè)發(fā)動機(jī)循環(huán)(revolution)次數(shù)。循環(huán)次數(shù)與按一定方式選擇的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有 關(guān)，該選擇方式是發(fā)動機(jī)的至少一次循環(huán)不受變化影響，優(yōu)選地發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速充分早，而使A/ F比(空燃比)變化沒有時(shí)間影響發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。而且，發(fā)動機(jī)的至少一次即將發(fā)生的循環(huán)通 過其由暫時(shí)的A/F比(空燃比)變化影響的方式被選擇。在這種方式下，這變得有可能計(jì) 算由空燃比變化導(dǎo)致的循環(huán)次數(shù)差?；谠撗h(huán)次數(shù)差，如果需要的話，可以在朝著稀或濃 混合氣的所期望方向?qū)崿F(xiàn)混合比的變化。因此，通過使用這種方法，可以通過測試發(fā)動機(jī)怎 樣回應(yīng)稀或濃混合氣而獲得最佳混合氣。然而，這種控制方法有些慢并且主要適用于控制 運(yùn)行在工作速度的發(fā)動機(jī)。PCT/SE06/000561描述了一種怠速控制，其中發(fā)動機(jī)在濃燃料設(shè)置(rich fuel setting)下啟動，并且其中燃料設(shè)置逐漸向較稀設(shè)置(leaner setting)轉(zhuǎn)變(move)，直到 達(dá)到發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間，并且如果發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間，燃料設(shè)置逐漸向較濃設(shè) 置轉(zhuǎn)變。該專利文件還描述了一種用于怠速控制的方法，該方法使用單一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速值，其 中當(dāng)發(fā)動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速低于該發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速值時(shí)降低燃料計(jì)量，而當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高于該發(fā)動機(jī) 轉(zhuǎn)速值時(shí)增加燃料計(jì)量。該方法將找到所期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，然而空燃比可能與最佳空燃 比相差較大。US 6769394描述了一種用于控制向內(nèi)燃機(jī)供應(yīng)燃料的方法。在所期望的參數(shù)值 (例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速)周圍布置有區(qū)間，當(dāng)所測量的參數(shù)從下至上越過下臨界值和/或上臨界 值時(shí)，燃料供應(yīng)將中斷。并且當(dāng)所測量的參數(shù)從上至下越過上臨界值和/或下臨界值時(shí)將 啟動燃料供應(yīng)。該方法能夠用于怠速。該方法將圍繞期望的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變動；然而，空燃比 可能與最佳空燃比相差較大。EP 0799377描述了一種方法，其特征主要在于，在燃料供應(yīng)系統(tǒng)中，在一部分運(yùn) 行周期內(nèi)利用開/關(guān)閥切斷整個(gè)或部分燃料流來實(shí)現(xiàn)燃料切斷，并且該切斷被設(shè)置為在 一部分運(yùn)行周期內(nèi)，當(dāng)進(jìn)氣通道被關(guān)閉并且因此減少或停止燃料供應(yīng)時(shí)發(fā)生到重要程度 (takeplace to an essential extent)。這意味著燃料供應(yīng)量能夠通過開/關(guān)閥切斷曲 線(curve)的一個(gè)或兩個(gè)側(cè)面的輕微位移而精確調(diào)整，該方法可以稱為燃料供應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)。然而，EP 0799377還建議尤其對于曲軸箱掃氣(savenged) 二 /四沖程發(fā) 動機(jī)，燃料切斷可以每一次、每三次或可能每四次發(fā)動機(jī)循環(huán)執(zhí)行一次，以此來替代每次發(fā) 動機(jī)循環(huán)都執(zhí)行燃料切斷，在四沖程發(fā)動機(jī)的情況下，通常是一半。當(dāng)然開/關(guān)閥也能夠被 設(shè)置為每次循環(huán)都開啟。在這種情況下，主燃料量調(diào)節(jié)可以被替換，例如通過將燃料供應(yīng)完 全切斷一個(gè)循環(huán)。這可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵谇S箱掃氣二沖程發(fā)動機(jī)或曲軸箱掃氣四沖程發(fā)動 機(jī)中的曲軸箱可以保存(hold)相當(dāng)數(shù)量的燃料，并且因此能夠用作調(diào)平油箱(levelling reservoir)，因此當(dāng)控制向發(fā)動機(jī)供應(yīng)的燃料時(shí)不需要每次循環(huán)都調(diào)整燃料供應(yīng)，換言之， 在一個(gè)循環(huán)中調(diào)整燃料供應(yīng)將影響到后面的循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)調(diào)整燃料計(jì)量的方法。本發(fā)明的另一目的是提供在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間的燃料計(jì)量，其調(diào)整空燃比接近最佳空 燃比，并且優(yōu)選地調(diào)整空燃比稍微向濃空燃比(rich A/F radio)偏置。通過提供一種用于當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制內(nèi)燃機(jī)的化油器或低壓噴射系統(tǒng)中 的燃料計(jì)量的方法，能夠解決至少一個(gè)上面提出的目的或問題。該方法包括以下步驟a)監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；b)通過將監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速用作輸入數(shù)據(jù)，來確定基于第一移動平均算法的第
一變量；c)通過將監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速用作輸入數(shù)據(jù)來確定基于第二移動平均算法的第 二變量，其中第一移動平均算法被設(shè)置為對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的反應(yīng)快于第二移動平均算 法；d)將第二變量與第一變量進(jìn)行比較，其中如果1)第二變量高于第一變量燃料計(jì) 量被設(shè)置為第一較稀設(shè)置，并且其中如果2)第二變量低于第一變量燃料計(jì)量被設(shè)置為第 二較濃設(shè)置。優(yōu)選地，在確定第一移動平均值時(shí)，第一移動平均算法對較少數(shù)量的所監(jiān)測到的 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加入較多權(quán)數(shù)，而在確定第二移動平均值時(shí)，則對較多數(shù)量的所監(jiān)測到的發(fā)動 機(jī)轉(zhuǎn)速加入較多權(quán)數(shù)，以便第一移動平均算法因此被設(shè)置成對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的反應(yīng)快于 第二移動平均算法。優(yōu)選地，當(dāng)確定第二變量時(shí)，例如通過將結(jié)果減去正常數(shù)或乘以小于1的因數(shù)，從 第二移動平均算法得到的結(jié)果被偏置為對應(yīng)于較低的平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)另一實(shí)施例，當(dāng)確定第一變量時(shí)，例如通過將結(jié)果加上正常數(shù)或乘以大于1 的因數(shù)，從第一移動平均算法得出的結(jié)果被偏置為對應(yīng)于較高的平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步根據(jù)實(shí)施例，第一移動平均算法基于監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的第一組多個(gè)樣 本，并且第二移動平均算法基于監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的第二組多個(gè)樣本，其中第一組多個(gè) 樣本包括的樣本少于第二組。并且其中，優(yōu)選地第一組多個(gè)樣本與第二組多個(gè)樣本均取自 監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的最新發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。在進(jìn)一步的例子中，所述步驟d)中的比較在第二變量處于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)執(zhí) 行，該發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間由第一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值與第二發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值構(gòu)成，其中第二 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值大于第一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值。并且其中優(yōu)選地，如果第二變量高于第二發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值燃料計(jì)量調(diào)節(jié)被設(shè)置為第二較濃設(shè)置，而如果第二變量低于第一發(fā)動 機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值燃料計(jì)量被設(shè)置為第一較稀設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，燃料計(jì)量通過燃料閥來調(diào)整，該燃料閥可以是例如開/ 關(guān)閥或比例閥。燃料計(jì)量還可以由放氣閥調(diào)整。如果燃料閥是開/關(guān)閥，較濃設(shè)置和較稀設(shè)置可以通過相應(yīng)的燃料閥控制序列而實(shí)現(xiàn)，所述燃料閥控制序列確定開/關(guān)閥至少在其相應(yīng)的部分進(jìn)氣時(shí)期(intake period) 的期間內(nèi)在哪個(gè)即將到來的發(fā)動機(jī)循環(huán)中分別關(guān)閉和打開，其中較稀設(shè)置包括比較濃設(shè)置 更加臨近的關(guān)閉。例如較濃設(shè)置可以對應(yīng)開/關(guān)閥完全開啟狀態(tài)，而較稀設(shè)置對應(yīng)于開/ 關(guān)閥在每兩次循環(huán)的進(jìn)氣時(shí)期的期間內(nèi)關(guān)閉一次。


下面將參照附圖通過本發(fā)明的各種實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)描述，其中圖1是應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明方法的二沖程內(nèi)燃機(jī)的示意圖；圖2示意性地示出了圖1中的內(nèi)燃機(jī)的化油器；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機(jī)怠速控制方法；圖4示出了發(fā)動機(jī)怠速如何根據(jù)空燃比變化；圖5是一張表，其示出了用于曲軸箱掃氣發(fā)動機(jī)1的燃料控制的燃料切斷列表，以 及圖6示出了利用根據(jù)圖5的燃料控制序列與EP 0799377中描述的較粗糙的調(diào)節(jié) 之間的差異。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明尤其適用于控制處于怠速的二沖程或四沖程曲軸箱掃氣內(nèi)燃機(jī)。圖1中的 發(fā)動機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的并且為了闡明本發(fā)明而并入描述中。在圖1中，數(shù)字標(biāo)號1 代表二沖程型內(nèi)燃機(jī)。它是曲軸箱掃氣式的，即空氣3與來自燃料供應(yīng)系統(tǒng)8的燃料4的 混合物40被抽至發(fā)動機(jī)曲軸艙(crank house)?；旌衔飶那S艙穿過一個(gè)或多個(gè)掃氣通道 14上行至發(fā)動機(jī)燃燒室41。燃燒室裝備有點(diǎn)燃壓縮的空氣-燃料混合物的火花塞。廢氣 (exhausts) 42從排氣口 43穿出并穿過消音器13。所有這些特征全是內(nèi)燃機(jī)慣有的并且出 于此原因在這里將不再詳細(xì)描述。發(fā)動機(jī)具有活塞6，其通過連桿11連接至裝備有配重體 的曲軸部分12。在這種方式下，曲柄軸回轉(zhuǎn)。圖1中假設(shè)活塞6處于中間位置，在該中間位 置處，氣流有可能同時(shí)穿過進(jìn)氣口 44、排氣口 43并穿過掃氣通道14。進(jìn)入氣缸5的進(jìn)氣通 道2的口部叫做進(jìn)氣口 44。因此進(jìn)氣通道由活塞6關(guān)閉。通過開啟和關(guān)閉進(jìn)氣通道2來改 變流速及通道內(nèi)產(chǎn)生的氣壓。當(dāng)燃料供應(yīng)系統(tǒng)8是化油器類型時(shí)，這些變化大大影響了燃 料4的供應(yīng)量。在圖2中示出了傳統(tǒng)的膜片式化油器，其它類型的化油器被設(shè)置成為進(jìn)一步處 理而以類似方式供應(yīng)燃料也是可能的。燃料4的供應(yīng)受化油器上的燃料嘴21的影響 (affect)。燃料從燃料嘴21被運(yùn)至燃料儲存室22，儲存室由膜片23向下限定而成。儲存 室22與膜片23像由在化油器的文氏管27中的脈動壓力驅(qū)動的燃料泵一樣工作。一條線 路從儲存室22通向燃料閥24，該燃料閥將燃料儲存室22連接至通向化油器內(nèi)的文氏管27的燃料線路26、25。小通道25通向文氏管27，至節(jié)流閥28下游，并且小通道25被用作怠 速噴嘴(idling nozzle)，反之較大的通道26也通向方氏管27，但至節(jié)流閥28上游，并被 用作主噴嘴。由于負(fù)壓，其在曲軸箱內(nèi)隨著活塞6的上升移動而擴(kuò)展，當(dāng)節(jié)流閥28開啟時(shí) 燃料同時(shí)從怠速噴嘴和主噴嘴排出，反之當(dāng)節(jié)流閥28關(guān)閉時(shí)燃料主要從怠速噴嘴排出。從 燃料儲存室22至怠速噴嘴和主噴嘴的燃料計(jì)量可以由燃料閥24控制，因此通過控制燃料 閥24，對發(fā)動機(jī)1的燃料計(jì)量能夠被控制。尤其輸入口 44開啟的一段時(shí)間是重要的，因?yàn)?在此一段時(shí)間內(nèi)，進(jìn)氣通道2內(nèi)變化的流速和壓力將空氣和燃料吸至曲軸箱。因此當(dāng)進(jìn)氣 口 44開啟時(shí)燃料閥24關(guān)閉，大體上僅向曲軸箱供應(yīng)空氣。并且，由于曲軸箱掃氣發(fā)動機(jī)內(nèi)的曲軸箱能夠保存相當(dāng)數(shù)量的燃料，曲軸箱用作調(diào)平油箱。因此不需要在每次循環(huán)都調(diào)整 燃料計(jì)量，即在一次循環(huán)中對燃料計(jì)量進(jìn)行調(diào)整將影響后面的循環(huán)。例如，在進(jìn)氣時(shí)期的期 間(即進(jìn)氣口 44開啟時(shí))，每兩次循環(huán)關(guān)閉一次燃料閥24對應(yīng)于每次循環(huán)中將比例閥半開 啟。因此當(dāng)在曲軸箱掃氣發(fā)動機(jī)內(nèi)使用開/關(guān)閥24時(shí)，燃料計(jì)量能夠通過a)每兩次、每三 次、每四次循環(huán)等關(guān)閉/開啟開/關(guān)閥24來控制。還可以根據(jù)b)圖5所描述的控制序列 對開/關(guān)閥24進(jìn)行操作。而且還可以通過c)在一部分進(jìn)氣時(shí)期的期間內(nèi)開啟和關(guān)閉開/ 關(guān)閥24來控制燃料計(jì)量，其中通過調(diào)整在進(jìn)氣時(shí)期的期間開/關(guān)閥24的開啟和關(guān)閉時(shí)刻 來實(shí)現(xiàn)燃料計(jì)量，后者可以結(jié)合燃料計(jì)量控制方式a)和b)。燃料閥24可以是任何類型的開/關(guān)閥，即具有開啟和關(guān)閉兩個(gè)閥位的閥。然而， 燃料閥24還可以是比例閥。燃料供應(yīng)還可以通過排氣閥控制，該排氣閥控制進(jìn)入燃料供應(yīng) 線的空氣量以便由此調(diào)整通過燃料供應(yīng)線的所供應(yīng)的燃料量。燃料閥24優(yōu)選地由控制單元9控制，該控制單元從至少一個(gè)傳感器接收輸入。一個(gè)或多個(gè)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器ESS向發(fā)動機(jī)提供發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速可以按照 在隨后兩次點(diǎn)火火花之間的時(shí)間來測量。而且，控制單元9優(yōu)選地從一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門 位置傳感器TPS處接收有關(guān)節(jié)流閥位置的輸入數(shù)據(jù)。一個(gè)或多個(gè)節(jié)氣門位置傳感器例如 是能夠探測包含有發(fā)動機(jī)的設(shè)備的節(jié)氣門觸發(fā)裝置是否激活的傳感器，即節(jié)氣門位置不 是0，或者節(jié)氣門位置傳感器可以是探測發(fā)動機(jī)是否完全激活的傳感器，即節(jié)氣門位置為全 開(full)，或節(jié)氣門位置傳感器可以是能探測節(jié)氣門零位(zerothrottle)和節(jié)氣門全開 (full throttle)的傳感器(多個(gè))或探測節(jié)氣門觸發(fā)裝置是否激活的高級傳感器(多 個(gè))。不用說，也可以使用其它類型的節(jié)氣門位置傳感器(多個(gè))。而且，控制單元9當(dāng)然 可以接收來自不同于上述傳感器的其它類型傳感器的輸入。下面描述的怠速控制方法能夠通過控制單元9內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)。為了使控制 單元9確定發(fā)動機(jī)是否在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，控制單元9可以使用多種標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)可用于控制單元9 的傳感器輸入數(shù)據(jù)的類型，該怠速標(biāo)準(zhǔn)可以是不同的。例如，僅探測節(jié)氣門全開的節(jié)氣門位 置傳感器，怠速標(biāo)準(zhǔn)可以是節(jié)氣門全開未被檢測到以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N低于預(yù)定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 (例如平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于臨界值的時(shí)間超過預(yù)定時(shí)間段)。然而，除了節(jié)氣門位置輸入數(shù) 據(jù)和監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，還有其它事項(xiàng)要考慮，例如在發(fā)動機(jī)啟動后的一段時(shí)間內(nèi)，燃料 閥可以根據(jù)不同方法來控制，即使節(jié)氣門全開未被探測到并且發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速低于臨界值。此 夕卜，如果節(jié)氣門位置傳感器能夠探測到節(jié)氣門零位，怠速標(biāo)準(zhǔn)可以簡單地是節(jié)氣門位置為 零。應(yīng)該認(rèn)識到，下面描述的怠速控制方法能夠在不考慮如何探測發(fā)動機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的 方法的情況下而使用，即，上述怠速標(biāo)準(zhǔn)的示例并不限制權(quán)利要求的范圍而更應(yīng)被看作是怎樣判斷發(fā)動機(jī)是否怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的示例。圖4主要示出了發(fā)動機(jī)怠速怎樣隨空燃比變化。圖表的左部示出了具有濃混合氣(即燃料的相對量較高)的發(fā)動機(jī)，同時(shí)圖表的右部示出了具有稀混合氣(即燃料的相對量 較低)的發(fā)動機(jī)。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速N達(dá)到峰值Niim max時(shí)，相應(yīng)的空燃混合氣A/FimE MAX既不濃 也不稀，發(fā)動機(jī)處于其最佳-動力位置。如圖表中能看到的，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在稀的一側(cè)下降得 快，并且因此更希望在怠速期間使發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在稍偏濃的一側(cè)，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速將更穩(wěn)定 并且發(fā)動機(jī)意外停止的風(fēng)險(xiǎn)減小。下面將參照圖3和圖4描述怠速控制方法，該怠速控制方法朝向最佳動力位置、稍 靠濃空燃比一側(cè)調(diào)整空燃比。該方法尤其適用于怠速控制，但也可以用于其它情況，例如當(dāng) 發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在啟動氣(start gas)或在節(jié)氣門全開時(shí)。本方法包括以下步驟a)當(dāng)發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有規(guī)律地監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以提供新的 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)；b)通過利用監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速作為輸入數(shù)據(jù)來確定基于第一平均算 法的第一變量A ;c)通過利用監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速作為輸入數(shù)據(jù)來確定基于第二平均算法 的第二變量B，其中第一移動平均算法被設(shè)置為對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的響應(yīng)快于第二移動平 均算法；以及d)將第二變量B與第一變量A進(jìn)行比較，其中如果1)第二變量B高于第一變 量A 燃料計(jì)量被設(shè)置為第一較稀設(shè)置，而如果2)第二變量B低于第一變量A 燃料計(jì)量被 設(shè)置為第二較濃設(shè)置，因此只要調(diào)節(jié)被激活，燃料計(jì)量將如圖3的脈沖型波所示在第二較 濃設(shè)置與第一較稀設(shè)置之間轉(zhuǎn)換。在步驟b)與C)中，優(yōu)選地，當(dāng)確定第一移動平均值時(shí)，第一移動平均算法對較少 量的監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速引入較多權(quán)數(shù)，而當(dāng)確定第二移動平均值時(shí)，對較多量的所監(jiān)測 到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加入較多權(quán)數(shù)。例如第一變量A能夠通過計(jì)算最新收到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù) 的第一組多個(gè)樣本Xl的第一移動平均值而得到，并且第二變量B能夠通過計(jì)算最新收到的 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)的第二組多個(gè)樣本X2的第二移動平均值而得到，其中第二組多個(gè)樣本X2 的樣本多于第一組多個(gè)樣本Xl。例如第一變量A然后通過計(jì)算三個(gè)最新監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn) 速的移動平均值得出，而第二變量B例如可以是八個(gè)最新監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的移動平均 值，即A = (nl+n2+n3) /3，而B = (nl+n2+. · · +η8) /8，其中nl是最新測量的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，而 且n2是第二最新，以此類推。優(yōu)選地，變量A和變量B中的一項(xiàng)或兩項(xiàng)都被偏置，因此怠速控制在圖4的圖 表中被激活在濃的一側(cè)。這可以通過使第二變量B偏置以對應(yīng)于低平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 來實(shí)現(xiàn)，例如通過將移動平均值的結(jié)果減去正常數(shù)Cl或乘以小于1的因數(shù)F1，如B = (nl+n2+. · · +n8) /8-C1 或 B = Fl* (nl+n2+. · · +n8) /8，和 / 或通過使第一變量 A 偏置以對應(yīng) 于高平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，例如通過將移動平均值的結(jié)果加上正常數(shù)C2或乘以大于1的 因數(shù) F2，如 A= (nl+n2+n3)/3+C2 或 A = F2*(nl+n2+n3)/3。常數(shù) Cl 和 C2 可以是 0. 5 ；即 對應(yīng)于0. 5rps (轉(zhuǎn)數(shù)/秒)(假設(shè)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速以轉(zhuǎn)數(shù)/秒為單位來測量，即在此例中如果使 用轉(zhuǎn)數(shù)/分，則Cl與C2將為30)。A和B的偏置越大，怠速控制將會調(diào)整為使得空燃比越 濃，即增加的偏置提供了更安全的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但也將消耗更多的燃料。因此，根據(jù)一個(gè)例 子，當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度低時(shí)啟動后較短的時(shí)間內(nèi)偏置較大，而當(dāng)發(fā)動機(jī)已經(jīng)運(yùn)行得溫度足夠時(shí) 偏置降低。用于計(jì)算變量A和B的移動平均算法還可以通過加權(quán)移動平均數(shù)實(shí)現(xiàn)，如將更多的權(quán)數(shù)引入最新的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。例如A= (7*nl+5*n2+3*n3+n4)/16和B = (nl+n2+n3+n4)/4-0. 5，即當(dāng)確定第一移動平均值時(shí)第一移動平均算法將更多的權(quán)數(shù)引入 較少數(shù)量的所監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，而當(dāng)確定第二移動平均值時(shí)，更多的權(quán)數(shù)被引入較多數(shù)量的所檢測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，因此第一移動平均算法被設(shè)置為對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的響應(yīng) 快于第二移動平均算法。通過比較兩個(gè)移動平均值A(chǔ)和B，空燃比將調(diào)整為稍微偏向于最佳空燃比(即A/
Fidle max)的濃空燃比一側(cè)。在另一實(shí)施例中，當(dāng)?shù)诙兞緽處于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間[yl，y2]之間時(shí)，通過利用移 動平均值A(chǔ)和B之間的比較來激活調(diào)節(jié)，區(qū)間[yl，y2]由第一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值yl與第二 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值12構(gòu)成，其中yl < y2。然而，如果第二變量B高于第二發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨 界值12 燃料計(jì)量被設(shè)置為第二較濃設(shè)置以降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，并且如果第二變量B低于第 一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值yl 燃料計(jì)量被設(shè)置為第一較稀設(shè)置以增大發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。第一臨界值 主要用于將燃料計(jì)量快速調(diào)整至接近于期望值的空燃比，而第二臨界值主要用作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn) 速的上限。通常，上限臨界值高于Niimmax，因?yàn)樵诘∷倏刂破陂g上限臨界值不會被超過。然 而，如圖4中虛線所示，如果出于某些原因發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速曲線發(fā)生向上相移(如由空氣過濾器 的條件或其它原因所導(dǎo)致)，該上限臨界值將用作發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的上限并防止空燃比低于A/ FY2。在任何情況下，發(fā)動機(jī)不能超過第二較濃設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)，并且不能低于第一較稀設(shè)置運(yùn)轉(zhuǎn)， 因?yàn)樗鼈兪莾蓚€(gè)極值，燃料計(jì)量在其之間轉(zhuǎn)換。上述發(fā)動機(jī)怠速控制方法要求燃料計(jì)量能夠被設(shè)置在至少兩個(gè)不同的狀態(tài)，即第 二較濃設(shè)置和第一較稀設(shè)置。在多個(gè)描述如何調(diào)整燃料計(jì)量的例子后將描述如何設(shè)置為較 濃或較稀設(shè)置。通過使用比例燃料閥24，較濃設(shè)置時(shí)例如可以完全(100% )地開啟，然而燃料閥 可在較稀設(shè)置時(shí)部分開啟，如30%開啟。當(dāng)然，使較濃設(shè)置打開閥的程度大于較稀設(shè)置打開 閥的程度的任何其它組合都是可能的。使用開/關(guān)閥24，通過利用以上EP 0799377所述的脈寬調(diào)制可以實(shí)現(xiàn)兩種狀態(tài)。 例如，可以通過使燃料閥24在整個(gè)進(jìn)氣時(shí)期的期間完全打開而實(shí)現(xiàn)一種狀態(tài)，而通過使燃 料閥24在部分進(jìn)氣時(shí)期的期間或整個(gè)進(jìn)氣時(shí)期的期間關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)另一種狀態(tài)。在使用開/關(guān)閥24時(shí)提供不同水平的燃料計(jì)量的另一種方式是通過每兩次、每三 次、每四次發(fā)動機(jī)循環(huán)等執(zhí)行一次切斷，并且當(dāng)然地可以不切斷。例如只要較濃設(shè)置被激活 (即不切斷)，較濃設(shè)置就可以通過打開開/關(guān)閥24來實(shí)現(xiàn)，并且只要較稀設(shè)置被激活，就 通過每兩次循環(huán)關(guān)閉一次開/關(guān)閥24而實(shí)現(xiàn)較稀設(shè)置，在該例中，燃料計(jì)量能夠在0%燃料 縮減和50%燃料縮減(相對于最大燃料計(jì)量)之間轉(zhuǎn)換。還可以使用如圖5所示的切斷圖表的方法，該方法確定在下一循環(huán)周期期間內(nèi)哪 個(gè)位置上燃料將被切斷。燃料閥控制序列NS/PL，其中Ns是在一周期期間內(nèi)燃料切斷的次 數(shù)，并且PL是周期長度，通過提供對應(yīng)的燃料切斷位置FC1，.....，F(xiàn)CN，確定該周期內(nèi)哪次 循環(huán)中燃料將被切斷。最左列代表燃料閥控制序列16/32。這意味著在該周期內(nèi)32次循環(huán) 中有16次循環(huán)的燃料供應(yīng)被完全切斷，即相對于使用燃料閥控制序列0/32 (在整個(gè)周期期 間不切斷燃料)的周期縮減了 50%燃料。從表的左手側(cè)開始，從燃料閥控制序列16/32至 最右邊燃料閥控制序列0/32 (即最大燃料供應(yīng))，連續(xù)序列增大?？慈剂祥y控制序列7/32處，可以看出相應(yīng)的燃料切斷被設(shè)置為在燃料切斷位置FCl = 1、FC2 = 6、FC3 = 10、FC4 = 15、FC5 = 19、FC6 = 24以及FC7 = 28處。因此燃料供應(yīng)將在周期期間內(nèi)平均分布的七次 循環(huán)上被切斷，并且提供的燃料供應(yīng)量為最大燃料供應(yīng)量的78%。當(dāng)然，燃料閥控制序列 16/32對應(yīng)于燃料閥每兩次循環(huán)關(guān)閉一次的情況，而燃料閥控制序列0/32對應(yīng)于燃料閥在 循環(huán)的周期期間內(nèi)的每次循環(huán)都完全開啟的情況?！N在循環(huán)的周期期間內(nèi)獲得均勻分布切斷的簡易方法能夠通過計(jì)算燃料切斷 位置來完成，如FCn = (n-1)*(PL-Ns)/Ns+n, η = 1· · · Ns，并且將結(jié)果四舍五入至最接近的 整數(shù)。而且其中PL是周期長度，并且Ns是該周期期間內(nèi)的切斷次數(shù)。即燃料閥控制序列 NS/PL提供對應(yīng)的燃料切斷位置[FC1，F(xiàn)C2，F(xiàn)CNs]。舉例來說，如果周期長度PL例如是 64，而燃料閥控制序列是6/64，即相對于最大可用燃料計(jì)量減少9%，第一次燃料切斷在周 期內(nèi)的第一次循環(huán)完成，因?yàn)镕Cl = (1-1)* (64-6)/6+1 = 1，第二次燃料切斷在周期位置 FC2 = (2-1)* (64-6)/6+2 = 12 完成，第三次燃料切斷在周期位置 FC3 = (3-1) * (64-6)/6+3 =22完成，第四次燃料切斷在周期位置FC4 = (4-1)* (64-6)/6+4 = 33完成，第五次燃料 切斷在周期位置FC5 = (5-1)* (64-6)/6+5 = 44完成，以及第六次燃料切斷在周期位置FC6 =(6-1)*(64-6)/6+6 = 54完成。圖5的表是利用上面說明的算法制作的。當(dāng)然，應(yīng)該認(rèn) 識到這種具體的算法僅是如何平均分布切斷的示例。使用周期長度PL為32次循環(huán)的切斷序列，較濃設(shè)置例如可以是燃料閥控制序列 5/32，即16%燃料縮減，而較稀設(shè)置例如可以是燃料閥控制序列15/32，即47%燃料縮減。 當(dāng)然，任何其它的一對燃料閥控制序列(較濃設(shè)置提供的燃料縮減小于較稀設(shè)置)都是可 能的。而且如果怠速控制方法確定其適于在循環(huán)周期的中間從較稀設(shè)置轉(zhuǎn)換至較濃設(shè)置或 者反之亦然，則當(dāng)前周期能夠被中止并且可以啟動使用新序列的新周期。圖6示出了利用圖5描述的燃料控制序列的差異，不過這里以64次循環(huán)的周期長 度PL作為示例，即32/64、31/64、. . .、0/64，其與EP 0799377中描述的每兩次、每三次、每四
次循環(huán)等切斷一次燃料供應(yīng)形成對比。從圖中明顯看出燃料閥控制序列32/64、31/64.....
0/64提供了小且均勻的燃料縮減幅度，S卩1/PL百分比單位(percentage units)的燃料幅 度。無論是在每兩次循環(huán)、每三次循環(huán)等切斷燃料供應(yīng)，可以看出其燃料縮減幅度是非常不 均勻的。每兩次循環(huán)切斷燃料與每三次循環(huán)切斷燃料之間的燃料縮減的差高達(dá)17個(gè)百分 比單位，而在每三次循環(huán)切斷燃料與每四次循環(huán)切斷燃料之間，該差仍高達(dá)8個(gè)百分比單 位。盡管本發(fā)明已經(jīng)由其優(yōu)選實(shí)施例示出和描述，應(yīng)該理解的是可以在下列權(quán)利要求 的寬廣范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、替代和補(bǔ)充。綜上所述，可以看出本發(fā)明完成了至少一個(gè)指定 的目標(biāo)。即使燃料供應(yīng)系統(tǒng)8已經(jīng)被描述為化油器類型，所要求保護(hù)的用于控制燃料閥的 方法也適用于低壓燃料噴射系統(tǒng)。開/關(guān)閥24例如可以是螺線管閥、電磁閥或壓電閥(piezovalve)。盡管所示出的發(fā)動機(jī)具有作為調(diào)平油箱的曲軸箱，它當(dāng)然也可能具有其它類型 的、用于燃料供應(yīng)的調(diào)平油箱。例如在四沖程發(fā)動機(jī)中，無論在燃料供應(yīng)系統(tǒng)8下游還是發(fā) 動機(jī)進(jìn)氣閥上游，都可以使用緩沖空間替代曲軸箱。而且如果nl，n2, n3, n4, n5, n6, n7,...是最新測量到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，使移動平均值以不包括完全最新測量到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的子集為基礎(chǔ)，例如子集n3，n4, n5能夠用于計(jì)
算第一變量A.
權(quán)利要求
一種用于當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制內(nèi)燃機(jī)的化油器或低壓噴射系統(tǒng)中的燃料計(jì)量的方法，所述方法包括以下步驟a)監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；b)通過將監(jiān)測到的所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速用作輸入數(shù)據(jù)，來確定基于第一移動平均算法的第一變量(A)；c)通過將監(jiān)測到的所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速用作輸入數(shù)據(jù)來確定基于第二移動平均算法的第二變量(B)，其中所述第一移動平均算法被設(shè)計(jì)為對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的反應(yīng)快于所述第二移動平均算法；d)將所述第二變量(B)與所述第一變量(A)進(jìn)行比較，其中如果1)所述第二變量(B)高于所述第一變量(A)所述燃料計(jì)量被設(shè)置為第一較稀設(shè)置；并且其中如果2)所述第二變量(B)低于所述第一變量(A)所述燃料計(jì)量被設(shè)置為第二較濃設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在確定第一移動平均值時(shí)，所述第一移動平均算 法對較少數(shù)量的所監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加入較多權(quán)數(shù)；而在確定第二移動平均值時(shí)，則對 較多數(shù)量的所監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速加入較多權(quán)數(shù)，以便所述第一移動平均算法因而被設(shè)計(jì) 成對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的反應(yīng)比所述第二移動平均算法快。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)確定所述第二變量(B)時(shí)，例如 通過將結(jié)果減去正常數(shù)或乘以小于1的因數(shù)，從所述第二移動平均算法得到的結(jié)果被偏置 為對應(yīng)于較低的平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，當(dāng)確定所述第一變量(A)時(shí)，例如通 過將結(jié)果加上正常數(shù)或乘以大于1的因數(shù)，從所述第一移動平均算法得出的結(jié)果被偏置為 對應(yīng)于較高的平均發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述第一移動平均算法基于監(jiān)測到 的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的第一組多個(gè)樣本(xl)，并且所述第二移動平均算法基于監(jiān)測到的發(fā)動機(jī) 轉(zhuǎn)速的第二組多個(gè)樣本(x2)，其中所述第一組多個(gè)樣本包含的樣本少于所述第二組多個(gè)樣 本。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述第一組多個(gè)樣本(xl)與所述第二組多個(gè)樣 本(x2)都是取自監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的最新發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述步驟d)中的比較在所述第二變 量(B)位于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間([yl，y2])內(nèi)時(shí)執(zhí)行，所述發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間由第一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 臨界值(yl)和第二發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值(y2)構(gòu)成，其中所述第二發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值(y2)大 于所述第一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值(yl)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，如果所述第二變量(B)高于所述第二發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 臨界值(y2)所述燃料計(jì)量被設(shè)置為所述第二較濃設(shè)置，并且如果所述第二變量(B)低于 所述第一發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速臨界值(yl)所述燃料計(jì)量被設(shè)置為所述第一較稀設(shè)置。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述燃料計(jì)量通過燃料閥(24)來調(diào)整。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述燃料閥(24)是具有開和關(guān)兩個(gè)閥位的開/關(guān)閥。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述開/關(guān)閥的所述第二較濃設(shè)置和所述第一較稀設(shè)置通過相應(yīng)的燃料閥控制序列來實(shí)現(xiàn)，所述燃料閥控制序列確定所述開/關(guān)閥(24) 將在哪個(gè)即將發(fā)生的發(fā)動機(jī)循環(huán)內(nèi)分別關(guān)閉和打開，并且其中，所述較稀設(shè)置包括比所述 較濃設(shè)置更加臨近的所述開/關(guān)閥(24)的關(guān)閉，并且其中當(dāng)關(guān)閉所述開/關(guān)閥時(shí)，所述關(guān) 閉在相應(yīng)循環(huán)的至少一部分進(jìn)氣時(shí)期的期間內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述較濃設(shè)置對應(yīng)于具有完全打開的所述開 /關(guān)閥，而所述較稀設(shè)置對應(yīng)于具有在每兩次循環(huán)的進(jìn)氣時(shí)期的期間內(nèi)關(guān)閉的所述開/關(guān) 閥。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述燃料閥是比例閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述燃料計(jì)量通過放氣閥來調(diào)整。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述發(fā)動機(jī)是曲軸箱掃氣內(nèi)燃機(jī)。
16.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述發(fā)動機(jī)是二沖程發(fā)動機(jī)。
全文摘要
一種用于在發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)控制內(nèi)燃機(jī)的化油器或低壓噴射系統(tǒng)中的燃料計(jì)量的方法，該方法包括以下步驟a)監(jiān)測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速；b)通過將監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速用作輸入數(shù)據(jù)，來確定基于第一移動平均算法的第一變量(A)；c)通過將監(jiān)測到的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速用作輸入數(shù)據(jù)來確定基于第二移動平均算法的第二變量(B)，其中第一移動平均算法被設(shè)置為對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的反應(yīng)快于第二移動平均算法；d)將第二變量(B)與第一變量(A)進(jìn)行比較，其中如果1)第二變量(B)高于第一變量(A)燃料計(jì)量被設(shè)置為第一較稀設(shè)置；并且其中如果2)第二變量(B)小于第一變量(A)燃料計(jì)量被設(shè)置為第二較濃設(shè)置。
文檔編號F02D31/00GK101802380SQ200780100677
公開日2010年8月11日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日
發(fā)明者布·卡爾松, 米卡埃爾·拉松 申請人:胡斯華納有限公司