發(fā)動機控制策略和反饋系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】發(fā)動機控制策略和反饋系統(tǒng)
[0001]對共同未決申請的引用
本申請要求2013年3月15日提交的美國臨時申請?zhí)?1/794，389的權(quán)益，其通過引用整體地結(jié)合于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本公開一般涉及一種發(fā)動機反饋控制策略。
【背景技術(shù)】
[0003]燃燒發(fā)動機配備有通常包括液體燃料和空氣的燃料混合物。所述燃料混合物的空/燃比可以針對特定的發(fā)動機來校準(zhǔn)，但在生產(chǎn)運行中不同的操作特性，例如燃料的類型、高度、過濾器或其他發(fā)動機部件的情況以及發(fā)動機和其他部件之間的差異，可影響發(fā)動機的操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在至少一些實施方式中，發(fā)動機控制過程包括發(fā)動機速度測試和其他步驟。發(fā)動機速度測試包括以下步驟:a)確定第一發(fā)動機速度，b)改變輸送到發(fā)動機的燃料混合物的空/燃比，以及c)在空/燃比的改變事件中的至少一些之后，確定第二發(fā)動機速度。至少部分地基于第一發(fā)動機速度和第二發(fā)動機速度之間的差，來確定是否需要改變輸送到發(fā)動機的燃料混合物的空/燃比。如果指示改變空/燃比，則改變輸送到發(fā)動機的燃料混合物的空/燃比。
[0005]在至少一些實施方式中，發(fā)動機控制過程包括進(jìn)行發(fā)動機速度測試，所述發(fā)動機速度測試包括以下步驟:a)確定第一發(fā)動機速度，b)改變輸送到發(fā)動機的燃料混合物的空/燃比，以及c)在空/燃比的改變事件中的至少一些之后，確定第二發(fā)動機速度。所述過程還包括給發(fā)動機提供具有期望的空/燃比的燃料混合物，其中，所述期望的空/燃比至少部分地確定為第一發(fā)動機速度和第二發(fā)動機速度之間的差的函數(shù)。
【附圖說明】
[0006]下面對優(yōu)選實施例和最佳模式的詳細(xì)描述將參考附圖來闡述，附圖中:
圖1是發(fā)動機和包括燃料混合物控制裝置的化油器的示意圖；
圖2是發(fā)動機的飛輪和點火部件的局部視圖；
圖3是點火電路的示意圖；
圖4是針對發(fā)動機控制過程的流程圖；
圖5是有代表性的發(fā)動機功率曲線的示圖；以及圖6-8是示出了可在發(fā)動機速度測試期間追蹤的幾個變量的示圖。
【具體實施方式】
[0007]更詳細(xì)接地參考附圖，圖1圖示了發(fā)動機2和充注形成裝置(charge formingdevice) 4，所述充注形成裝置4將燃料和空氣混合物輸送到發(fā)動機2以支持發(fā)動機操作。在至少一種實施方式中，充注形成裝置4包括化油器，并且所述化油器可以具有例如包括隔膜化油器和浮子室(float bowl)化油器的任何合適的類型。圖1中示出了隔膜式化油器4?；推?從燃料箱6吸收燃料，并且包括能夠改變從化油器輸送的混合物的空/燃比的混合物控制裝置8。為了確定期望的瞬時空/燃比，在空/燃比改變前后進(jìn)行發(fā)動機速度的比較?；谒霰容^，混合物控制裝置8或某種其他部件可以被用于改變?nèi)剂虾涂諝饣旌衔?，以提供期望的?燃比。
[0008]發(fā)動機速度可以用許多方式來確定，其中的一種使用點火系統(tǒng)10內(nèi)的例如可通過旋轉(zhuǎn)的飛輪12上的磁體來產(chǎn)生的信號。圖2和圖3圖示了用于與內(nèi)燃機2 —起使用的示例性的信號產(chǎn)生或點火系統(tǒng)10，例如(但不限于)手持式和地面式的草坪和園藝設(shè)備通常采用的類型。這樣的設(shè)備包括鏈鋸、修剪機、割草機等。點火系統(tǒng)10能夠根據(jù)包括磁性放電設(shè)計或電容性放電設(shè)計的許多設(shè)計中的一種來構(gòu)建，使得它與發(fā)動機飛輪12相互作用，并且一般包括控制系統(tǒng)14和用于連接到火花塞(未示出)的點火引導(dǎo)件(ignit1n boot)16。
[0009]飛輪12在發(fā)動機2的動力(power)下圍繞軸線20旋轉(zhuǎn)，并且包括磁體或磁性部段22。隨著飛輪12旋轉(zhuǎn)，磁性部段22旋轉(zhuǎn)經(jīng)過并與控制系統(tǒng)14的除了別的以外用于感測發(fā)動機速度的部件電磁地相互作用。
[0010]控制系統(tǒng)14包括具有纏繞在其周圍的充電繞組32的鐵磁定子鐵芯或鐵芯疊片(Iamstack) 30、初級點火繞組34和次級點火繞組36。初級繞組34和次級繞組36基本上限定了用于給火花塞點火的升壓變壓器或點火線圈。所述控制系統(tǒng)還包括電路38(示出在圖3中)以及殼體40，其中，電路38可遠(yuǎn)離鐵芯疊片30和各種繞組定位。
[0011]隨著磁性部段22旋轉(zhuǎn)經(jīng)過鐵芯疊片30，磁場被引入到鐵芯疊片30中，這又在各個繞組中感生電壓。例如，旋轉(zhuǎn)的磁性部段22在充電繞組32中感生電壓信號，所述電壓信號在控制系統(tǒng)中指示發(fā)動機2的轉(zhuǎn)數(shù)。所述信號能夠被用于確定飛輪12和曲軸19 (并且因此，發(fā)動機2)的旋轉(zhuǎn)速度。最終，在充電繞組32中感生的電壓也被用于以已知的方式給電路38供電并且給點火放電電容器62充電。在接收到觸發(fā)信號時，電容器62通過點火線圈的初級繞組34放電，以在點火線圈的次級繞組36中感生出升壓的高電壓，所述高電壓足以使跨過火花塞47的火花隙的火花點燃發(fā)動機的燃燒室內(nèi)的燃料和空氣混合物。
[0012]在正常的發(fā)動機操作中，發(fā)動機活塞在動力沖程期間的向下運動驅(qū)動連接桿(未示出)，所述連接桿又使曲軸19旋轉(zhuǎn)，這使飛輪12旋轉(zhuǎn)。隨著磁性部段22旋轉(zhuǎn)經(jīng)過鐵芯疊片30，產(chǎn)生了磁場，所述磁場在附近的充電繞組32中感生出電壓，所述電壓用于若干目的。首先，所述電壓可以被用于給包括電路38的部件的控制系統(tǒng)14提供功率。其次，所感生的電壓被用于給存儲能量的主放電電容器62充電，直到它被指示放電，在放電時，電容器62通過初級點火繞組34放出其存儲的能量。最后，在充電繞組32中感生的電壓被用于產(chǎn)生發(fā)動機速度輸入信號，其被提供給電路38的微控制器60。此發(fā)動機速度輸入信號能夠在點火正時的操作中以及在控制輸送到發(fā)動機的燃料混合物的空/燃比中發(fā)揮作用，如下文所闡述。
[0013]現(xiàn)在主要參考圖3，控制系統(tǒng)14包括電路38作為可用于實施點火正時控制系統(tǒng)14的電路類型的示例。然而，可以替代性地使用此電路38的許多變型，而不脫離本發(fā)明的范圍。電路38與充電繞組32、初級點火繞組34以及優(yōu)選地與切斷開關(guān)(kill switch)132相互作用，并且一般包括微控制器60、點火放電電容器62和點火晶閘管64。
[0014]如圖3中所示的微控制器60可以是8引腳處理器，其利用內(nèi)部存儲器或能夠訪問其他存儲器來存儲代碼以及用于變量和/或系統(tǒng)操作指令。但是，可以使用任何其他期望的控制器、微控制器或微處理器。微控制器60的引腳I經(jīng)由電阻器和二極管耦接到充電繞組32，使得充電繞組32中的感生電壓被整流，并且給微控制器供應(yīng)功率。此外，當(dāng)在充電繞組32中感生出電壓時，如先前所述，假定點火晶閘管64處于非導(dǎo)通狀態(tài)，電流通過二極管70并且給點火放電電容器62充電。點火放電電容器62保持充電直到微控制器60改變晶閘管64的狀態(tài)。微控制器的引腳5被耦接到充電繞組32，并且接收表示發(fā)動機速度的電信號。微控制器使用此發(fā)動機速度信號來選擇特定的操作序列，所述操作序列的選擇影響期望的火花正時。引腳7經(jīng)由電阻器72耦接到晶閘管64的門極(gate)，并且從微控制器60傳送控制晶閘管64的狀態(tài)的點火信號。當(dāng)引腳7上的點火信號為低時，晶閘管64是非導(dǎo)通的，并且電容器62被允許充電。當(dāng)所述點火信號為高時，晶閘管64是導(dǎo)通的，并且電容器62通過初級繞組34放電，從而使點火脈沖在次級繞組36中感生并被發(fā)送到火花塞47。因此，微控制器60通過控制晶閘管64的導(dǎo)通狀態(tài)來支配電容器62的放電。最后，引腳8給微控制器60提供接地參考。
[0015]總結(jié)所述電路的操作，充電繞組32經(jīng)歷了感生電壓，所述感生電壓給點火放電電容器62充電，并且給微控制器60提供功率和發(fā)動機速度信號。根據(jù)計算的點火正時，微控制器60在引腳7上輸出點火信號，所述點火