空燃比推断检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种空燃比推断检测装置，该空燃比推断检测装置使用与理论空燃比相对应地使输出以阶梯状变化的λ传感器来推断检测理论空燃比之外的区域中的空燃比。发动机转速计算部计算发动机的平均转速。曲柄角速度计算部根据压缩上止点附近的曲柄脉冲的间隔来计算曲柄角速度，填充效率计算部根据平均转速与曲柄角速度之差来计算填充效率。燃料喷射量计算部根据燃料喷射阀的驱动时间来推断每个循环的燃料喷射量。在传感器的输出值处于跃迁区域时，比例常数计算部使用推断出的填充效率和燃料喷射量来决定比例常数。在传感器输出值处于跃迁区域之外时，利用决定的比例常数、填充效率和燃料喷射量来推断空燃比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空燃比推断检测装置，特别是涉及ー种不使用所谓的宽范围空燃比传感器就能够通过推断来检测宽范围的空燃比的空燃比推断检测装置。
技术介绍
周知有这样的技木，S卩，通过检测发动机的废气中的氧浓度来间接地检测空燃比(以下也称作“ A/F”)，根据其检测结果来进行包含点火控制、燃料喷射控制在内的发动机燃烧控制。而且，作为检测废气中的氧浓度的检测元件的氧浓度传感器，从简便性的方面考虑，广泛使用以与理论空燃比相对应的氧浓度(过量空气系数λ = I)为分界，电动势、SP检测输出急剧(阶梯状(Step))变化的、所谓的λ传感器。采用该λ传感器，能够容易地判断空燃比是大于理论空燃比还是小于理论空燃比。 但是，仅利用空燃比相对于理论空燃比的大小来检测氧浓度的λ传感器，无法在理论空燃比之外的区域准确地检测空燃比。因而，λ传感器无法应用于将空燃比设定为包含理论空燃比之外的浓侧和稀侧的区域的任意值的控制。另ー方面，能够在宽范围检测空燃比的宽范围空燃比传感器构造复杂，因此存在价格昂贵这样的问题。因此，如专利文献I所示，本申请人提出了不使用氧浓度传感器而根据曲柄角速度来推断空燃比的空燃比推断检测装置。专利文献I :日本特开2011-27061号公报采用专利文献I所述的空燃比推断检测装置，不使用氧浓度传感器地推断空燃比，能够根据其推断值适当地进行点火控制、燃料喷射控制。但是，在仅根据曲柄角速度推断空燃比时，存在不充分的情况，要求精度更高的空燃比推断部件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种不使用所谓的宽范围空燃比传感器就能够推断宽范围的空燃比的空燃比推断检测装置。为了达到上述目的，本专利技术的第I特征在于，该空燃比推断检测装置包括吸入空气量推断部件，其用于推断导入到发动机的气缸中的吸入空气量；燃料喷射量推断部件，其用于根据燃料喷射阀的驱动时间推断每个循环的燃料喷射量；氧浓度检测元件，其产生与燃烧气体的残余氧浓度相应的检测输出，具有与对应于理论空燃比的残余氧浓度相对应地使检测输出以阶梯状变化的输出跃迁区域；比例常数决定部件，在上述氧浓度检测元件的输出值处于上述输出跃迁区域时，该比例常数决定部件使用由上述吸入空气量推断部件推断出的吸入空气量和由上述燃料喷射量推断部件推断出的燃料喷射量，来决定空燃比与理论空燃比的比例常数；在上述氧浓度检测元件的输出值处于输出跃迁区域之外时，根据由上述比例常数决定部件決定的比例常数、上述吸入空气量和上述燃料喷射量来推断空燃比。另外，本专利技术的第2特征在于，该空燃比推断检测装置包括脉冲发生部件，其用于针对发动机的曲轴的每规定旋转角度发生曲柄脉冲；曲柄角速度计算部件，其用于基于上述发动机的压缩上止点或者跨过该压缩上止点的两个连续的曲柄脉冲的间隔来计算第I曲柄角速度，并且，基于压缩行程中的任意连续的两个曲柄脉冲的间隔来计算第2曲柄角速度；吸入空气量推断部件，其用于根据由上述曲柄角速度计算部件计算出的第2曲柄角速度和第I曲柄角速度之差，来计算作为吸入空气量的函数的填充效率；燃料喷射量推断部件，其用于基于燃料喷射阀的驱动时间推断每个循环的燃料喷射量；氧浓度检测元件，其产生与燃烧气体的残余氧浓度相应的检测输出，具有与对应于理论空燃比的残余氧浓度相对应地使检测输出以阶梯状变化的输出跃迁区域；比例常数决定部件，在上述氧浓度检测元件的输出值处于上述输出跃迁区域时，该比例常数决定部件使用由上述吸入空气量推断部件推断出的吸入空气量和由上述燃料喷射量推断部件推断出的燃料喷射量，来决定空燃比与理论空燃比的比例常数；在上述氧浓度检测元件的输出值处于输出跃迁区域之外吋， 根据由上述比例常数决定部件決定的比例常数、上述填充效率和上述燃料喷射量来推断空燃比。另外，本专利技术的第3特征在干，该空燃比推断检测装置包括用于检测发动机的吸入空气量的空气流量传感器，替代由上述吸入空气量推断部件推断出的吸入空气量，而将由上述空气流量传感器检测到的吸入空气量用于上述比例常数决定部件的运算。采用具有第I 第3特征的本专利技术，能够在对氧浓度检测元件的输出进行反馈而进行理论空燃比控制(理想配比控制(stoichiometric control))时,推断吸入空气量和燃料喷射量，根据该吸入空气量、燃料喷射量和理论空燃比，使用空燃比计算式逆运算比例常数。由此，不使用能够在宽范围检测空燃比的昂贵的氧浓度检测元件，即使在脱离理想空燃比的较宽的区域，也能够高精度地推断检测空燃比。特别是，采用具有第2特征的本专利技术，由于使用作为吸入空气量的函数的填充效率来推断吸入空气量，因此，能够起到能够省略空气流量传感器这样的效果。附图说明图I是表示包括本专利技术的ー实施方式的空燃比推断检测装置的发动机控制装置的系统结构的框图。图2是曲柄脉冲发生器转子的主视图。图3是表示氧浓度传感器的输出特性的图。图4是表示E⑶的主要部分功能的框图。图5是表示用于求出填充效率CE的映射(map)的图。图6是表示计算减速量Λ ω I的E⑶的功能的框图。图7是表示I个循环中的曲柄脉冲与曲柄角速度ω的关系的时间图。图8是图7的局部放大图。图9是空燃比推断运算的主流程图。图10是计算填充效率CE的流程图。图11是计算燃料喷射量Gf的流程图。具体实施方式下面，參照附图详细说明本专利技术的优选实施方式。图I是表示包括本专利技术的ー实施方式的空燃比推断检测装置的发动机控制装置的系统结构的框图。在图I中，发动机控制装置I包括曲柄脉冲发生器2、氧浓度传感器3、负压传感器4、以及用于输入曲柄脉冲发生器2、氧浓度传感器3和负压传感器4的检测信号并输出驱动点火装置6和燃料喷射阀7的指令的E⑶8。E⑶8包含执行图4等中后述的功能的微处理器。氧浓度传感器3是产生与燃烧气体的残余氧浓度相应的检测输出，具有在与理论空燃比相对应的残余氧浓度下使检测输出像图3中后述的那样地以阶梯状变化的输出跃迁区域R的传感器，使其元件部面向未图示的发动机的排气管内地安装于该排气管内。负压传感器4安装在发动机的进气管中，用于检测进气管内的负压。曲柄脉冲发生器2是电磁拾波器(magnetic pick-up)式的脉冲发生器，其与以下说明的曲柄脉冲发生器转子的外周相对地安装。图2是曲柄脉冲发生器转子的主视图。在图2中，在4循环单气缸发动机的曲轴9上安装有曲柄脉冲发生器转子5。曲柄脉冲发生器转子5由圆板状的转子主体51和突出地形成在转子主体51的外周的磁阻分配头(reluctor)52构成。除了 I处缺齿部(没有磁阻分配头的部分)H之外，以恒定角度间隔设有多个磁阻分配头52。在本实施方式中，以30度的角度间隔配置有11个磁阻分配头52，但只要以恒定角度间隔配置，且具有I处缺齿部H，磁阻分配头52的个数、配置角度间隔就能够任意地设定。与曲柄脉冲发生器转子5的外周相对地配置有曲柄脉冲发生器2。曲柄脉冲发生器2检测磁阻分配头52而输出曲柄脉冲。图3是表示氧浓度传感器3的输出特性的图。在图3中，横轴表示过量空气系数，纵轴表示氧浓度传感器3的输出。过量空气系数为“I. O”时是理论空燃比，过量空气系数大于该理论空燃比的区域是混合气较稀薄的稀侧，过量空气系数小于理论空燃比的区域是混合气较浓的浓侧。在混合气从浓侧向稀侧跃迁时，传感器输出急剧下降，在混合气从稀侧向浓侧跃迁时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.16 JP 2011-0578721.一种空燃比推断检测装置，其特征在于，该空燃比推断检测装置包括 吸入空气量推断部件(14)，其用于推断导入到发动机的气缸中的吸入空气量； 燃料喷射量推断部件(12)，其用于根据燃料喷射阀(7)的驱动时间(Tout)推断每个循环的燃料喷射量(Gf)； 氧浓度检测元件(3)，其产生与燃烧气体的残余氧浓度相应的检测输出，具有与对应于理论空燃比的残余氧浓度相对应地使检测输出以阶梯状变化的输出跃迁区域(R)； 比例常数决定部件(17)，在所述的氧浓度检测元件(3)的输出值处于上述输出跃迁区域(R)时，该比例常数决定部件(17)使用由所述吸入空气量推断部件(14)推断出的吸入空气量和由所述燃料喷射量推断部件(12)推断出的燃料喷射量(Gf)，来决定空燃比与理论空燃比的比例常数(K)； 在所述氧浓度检测元件(3)的输出值处于输出跃迁区域(R)之外时，根据由所述比例常数决定部件(17)決定的比例常数(K)、所述吸入空气量和所述燃料喷射量(Gf)，来推断空燃比(A/F)。2.一种空燃比推断检测装置，其特征在于，该空燃比推断检测装置包括 脉冲发生部件(2)，其用于针对发动机的曲轴(9)的每规定旋转角度发生曲柄脉冲； 曲柄角速度计算部件(23)，其用于基于所述发动机的压缩上止点或者跨过该压缩上止点的两个连续的曲柄脉冲的间隔(τ )来计算第I曲柄角速度(ω I)，并且，...

【专利技术属性】
技术研发人员：西田宪二，金子哲也，佐佐木富幸，我妻伸一，本间悟司，坂本直树，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：