專利名稱：控制內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置；更具體的說，涉及一種防止內(nèi)燃機(jī)加速直至失控的方法和裝置。
在火花點火內(nèi)燃機(jī)中，點火火花的點火時間對于最佳燃燒效率和最低限度地排放對環(huán)境有害的氣體是很關(guān)鍵的因素。正確的點火時間依賴于發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)載。有一些裝有自動傳動裝置的發(fā)動機(jī)裝備了微處理器控制系統(tǒng)，例如電子控制裝置(ECU)，這種裝置包括用于探測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣溫度和壓力、發(fā)動機(jī)溫度以及廢氣的氧氣含量等的傳感器。
然而，微處理器所決定的合適的點火時間往往不能提供最佳發(fā)動機(jī)性能。例如，特別是車輛開始啟動的瞬間，微處理器控制系統(tǒng)的故障可能使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速提高到失控的程度，因而迫使車輛突然向前沖。
此外，即使在車輛由于微處理器控制系統(tǒng)的故障而突然沖出道路之外，內(nèi)燃機(jī)將仍然繼續(xù)工作。因此，還需要操縱方向盤、制動踏板等等，以防止二次事故的發(fā)生。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種防止內(nèi)燃機(jī)加速到失控的程度而又不致迅速制動的方法和裝置。按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種控制內(nèi)燃機(jī)的方法，它包括下列步驟獲得上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速信息；根據(jù)上述轉(zhuǎn)速信息，確定上述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度是否增大到失控的程度，以產(chǎn)生一個控制信號，其中，上述控制信號代表上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速增大到失控的程度；以及根據(jù)上述控制信號使上述旋轉(zhuǎn)速度降低。
下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，將使本發(fā)明的以上和其他目的和優(yōu)點變得更加明顯。附圖中

圖1是按照本發(fā)明的用于防止內(nèi)燃機(jī)加速到失控的裝置的框圖；圖2是按照本發(fā)明的用于控制內(nèi)燃機(jī)點火時間的裝置的框圖；以及圖3是說明按照本發(fā)明的防止內(nèi)燃機(jī)加速到失控的步驟的流程圖。
請參閱圖1，圖中表示按照本發(fā)明的用于防止內(nèi)燃機(jī)加速到失控的裝置的框圖。
內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器11用于測量內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速，最好間接測量。換言之，轉(zhuǎn)速的測量對于內(nèi)燃機(jī)本身的影響應(yīng)該很微小。由于大多數(shù)的內(nèi)燃機(jī)突然加速是由電子控制裝置(ECU)的故障引起的，所以，按照本發(fā)明，測量轉(zhuǎn)速的方法最好與為電子控制裝置提供轉(zhuǎn)速的方法不同。如有必要，可以用一個等效值，例如電壓之類，來代替轉(zhuǎn)速本身。
關(guān)于轉(zhuǎn)速的信息傳送到微分單元12，該單元根據(jù)轉(zhuǎn)速的信息產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)速相對于時間的導(dǎo)數(shù)，即一個微分值。將轉(zhuǎn)速的導(dǎo)數(shù)提供給突然加速確定單元13。
與此同時，一個空轉(zhuǎn)傳感器14用于監(jiān)視內(nèi)燃機(jī)是否在空轉(zhuǎn)。一般，加速踏板安裝在車輛的駕駛室的地面上，而內(nèi)燃機(jī)則安裝在該車輛上。上述加速踏板被一個彈簧加壓，使它處于空轉(zhuǎn)位置，并且能隨著駕駛員的壓力進(jìn)行擺動。因此，帶有安裝在加速踏板的搖擺軸上的電位器的空轉(zhuǎn)傳感器14可用來檢測加速踏板的壓下量。上述加速踏板的壓下量也提供給突然加速確定單元13。
通過對上述旋轉(zhuǎn)速度的導(dǎo)數(shù)與預(yù)定值的比較，突然加速確定單元13就能判別是否需要進(jìn)一步控制轉(zhuǎn)速。具體的說，就是判斷轉(zhuǎn)速的導(dǎo)數(shù)Nv是否大于空轉(zhuǎn)時預(yù)定的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)B。預(yù)定的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)B是用試驗確定的，并儲存在存儲器15內(nèi)。如果轉(zhuǎn)速的導(dǎo)數(shù)Nv大于預(yù)定的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)B，則突然加速確定單元13便產(chǎn)生一個控制信號。該控制信號將使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速降低。這個控制信號傳送給控制單元16。
控制單元16產(chǎn)生許多用于操縱燃料噴射閥17和繼電器18的操縱信號，這些操縱信號包括用于燃料閥17的減少噴射量的信號，和對繼電器18的點火延時信號。具體的說，上述減少噴射量的信號傳送給燃料噴射閥17，使它在每一次點火過程中噴射的燃料少一些。上述點火延時信號傳送給繼電器18，用于控制點火的時間，使得點火的火花塞的點火時間更長。
因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速不正常升高時，而內(nèi)燃機(jī)還繼續(xù)工作，于是方向盤、制動踏板等等可以被操縱。
請參閱圖2，其中表示了按照本發(fā)明的控制內(nèi)燃機(jī)點火時間的裝置的框圖。
通常，都使用點火變壓器196來提供在火花塞200的間隙之間產(chǎn)生電弧所需要的高電壓，以便點燃燃料與空氣的混合物。其中，點火使初級線圈產(chǎn)生低壓激勵，次級線圈產(chǎn)生高電壓輸出，再將高壓輸出送到火花塞200。在次級線圈受到激勵之后的很短一段時間里產(chǎn)生一個高電壓。
點火變壓器196的次級線圈的一端接地，而其另一端與電源194、開關(guān)190和繼電器180串聯(lián)。電源194為裝置中的所有元件提供電能，而由電子控制裝置192控制的開關(guān)190的作用是使電能間歇地提供給裝置中的所有元件。
按照本發(fā)明，最好在與次級線圈連接的火花塞電纜198附近設(shè)置一個磁通量檢測線圈111，上述次級線圈用于產(chǎn)生輸送給火花塞200的高電壓輸出。磁通量檢測線圈111檢測火花塞電纜198周圍所產(chǎn)生的磁通量的變化。如有必要，也可以把磁通量檢測線圈111設(shè)置在初級線圈處，而不是設(shè)置在次級線圈處。如上所述，由于高電壓是按照開關(guān)190的間隙操作輸送到火花塞200中去的，所以火花塞電纜198周圍磁通量的變化周期就等于開關(guān)190的操作周期。
一個頻率電壓轉(zhuǎn)換器115把磁通量的變化周期轉(zhuǎn)換成一個電壓。這個電壓最好與轉(zhuǎn)速成比例。上述電壓信息提供給一個微分單元120，該微分單元確定上述電壓相對于時間的導(dǎo)數(shù)。將電壓的導(dǎo)數(shù)提供給突然加速確定單元130。
與此同時，一個空轉(zhuǎn)傳感器140監(jiān)視上述內(nèi)燃機(jī)是否空轉(zhuǎn)。將以上的監(jiān)視結(jié)果提供給突然加速確定單元130。
通過對電壓的導(dǎo)數(shù)與預(yù)定值進(jìn)行比較，上述突然加速確定單元130可以判斷是否需要進(jìn)一步控制轉(zhuǎn)速，即控制火花塞的點火時間。具體的說，就是判斷電壓的導(dǎo)數(shù)是否大于空轉(zhuǎn)時預(yù)定的電壓導(dǎo)數(shù)，其中的預(yù)定電壓導(dǎo)數(shù)是經(jīng)試驗確定的，并儲存在存儲器150內(nèi)。如果電壓的導(dǎo)數(shù)大于預(yù)定的電壓導(dǎo)數(shù)，上述突然加速確定單元130便產(chǎn)生一個控制信號。這個控制信號輸送給一個控制單元160。
控制單元160產(chǎn)生一個點火延時信號，用以控制上述繼電器180。這個點火延時信號可以進(jìn)一步操縱繼電器180，結(jié)果點火火花塞的點火時間更長。
請參閱圖3，圖3是說明按照本發(fā)明的防止內(nèi)燃機(jī)加速到失控的步驟的流程圖。
首先，在步驟S31中，檢測火花塞電纜周圍的磁通量的變化。
在步驟S32中，把磁通量的變化轉(zhuǎn)換成一個電壓，其中，該電壓與上述轉(zhuǎn)速成比例。
在步驟S33中，將電壓對時間求微分，以產(chǎn)生一個電壓的導(dǎo)數(shù)。
在步驟S34中，將所產(chǎn)生的電壓的導(dǎo)數(shù)Dv與預(yù)定的微分電壓B進(jìn)行比較。如果電壓的導(dǎo)數(shù)Dv大于預(yù)定的微分電壓B，則程序進(jìn)入步驟S35，否則，程序便結(jié)束。
在步驟S35中，要通過檢測加速踏板的運動來判斷內(nèi)燃機(jī)是否空轉(zhuǎn)。如果內(nèi)燃機(jī)空轉(zhuǎn)，則程序便進(jìn)入步驟S36和S37。如有必要，可以進(jìn)行步驟S36或者步驟S37。
在步驟S36中，控制燃料噴射閥，使它在每一次點火過程中噴出較少的燃料。在步驟S37中，對用于控制點火時間的繼電器進(jìn)行控制，使火花塞的點火時間更長。
以上雖然只用特定的實施例描述了本發(fā)明，但對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，很明顯，在不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求所確定的精神和范圍的前提下，本發(fā)明可以有各種變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．一種控制內(nèi)燃機(jī)的方法，它包括下列步驟獲取上述內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)速度信息；根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)速度的信息，確定上述內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度是否增大到失控的程度，以產(chǎn)生一個控制信號，其中，上述控制信號代表上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速增大到失控的程度；以及根據(jù)上述控制信號使上述旋轉(zhuǎn)速度降低。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括下列步驟監(jiān)視上述內(nèi)燃機(jī)是否空轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生一個空轉(zhuǎn)信號；根據(jù)上述空轉(zhuǎn)信號把上述控制信號修正為一個經(jīng)過修正的控制信號；以及用上述經(jīng)過修正的控制信號代替上述控制信號。
3．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述確定步驟包括下列各步驟根據(jù)上述轉(zhuǎn)速信息產(chǎn)生微分轉(zhuǎn)速信息，其中，上述微分轉(zhuǎn)速信息對應(yīng)于上述轉(zhuǎn)速的微分值；以及將上述微分轉(zhuǎn)速信息與預(yù)定的值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生上述控制信號。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，上述控制信號表示上述轉(zhuǎn)速的微分值大于預(yù)定值。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述獲取步驟包括下列各步驟檢測火花塞電纜周圍磁通量的變化，以便向火花塞輸送高電壓輸出；將上述磁通量的變化轉(zhuǎn)換為一個與之有關(guān)的電壓；以及根據(jù)上述電壓推算上述轉(zhuǎn)速信息。
6．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述降低旋轉(zhuǎn)速度的步驟包括控制一個燃料噴射閥，從而使其噴射到上述內(nèi)燃機(jī)中的燃料減少。
7．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述降低旋轉(zhuǎn)速度的步驟包括控制火花塞的點火周期，從而使點火周期更長。
8．一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的裝置，它包括轉(zhuǎn)速傳感器，用于獲得上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速信息；用于根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)速度的信息，確定上述內(nèi)燃機(jī)的上述旋轉(zhuǎn)速度是否迅速增大，從而產(chǎn)生一個控制信號的裝置，其中，上述控制信號代表上述內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速增大；和根據(jù)上述控制信號使上述旋轉(zhuǎn)速度降低的裝置。
9．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，它還包括用于監(jiān)視上述內(nèi)燃機(jī)是否空轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生一個空轉(zhuǎn)信號的裝置；根據(jù)空轉(zhuǎn)信號把控制信號修正為一個經(jīng)過修正的控制信號的裝置；和用經(jīng)過修正的控制信號代替上述控制信號的裝置。
10．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，上述用于確定的裝置包括根據(jù)上述轉(zhuǎn)速信息產(chǎn)生微分轉(zhuǎn)速信息的微分單元，其中，上述微分轉(zhuǎn)速信息對應(yīng)于上述轉(zhuǎn)速的微分值；以及用于將上述微分轉(zhuǎn)速信息與預(yù)定值進(jìn)行比較，以產(chǎn)生上述控制信號的比較器。
11．如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，上述控制信號表示，上述轉(zhuǎn)速的微分值大于預(yù)定值。
12．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，上述轉(zhuǎn)速傳感器包括用于檢測火花塞電纜周圍磁通量的變化，以便向火花塞輸送高電壓輸出的磁通量檢測器；用于將上述磁通量的變化轉(zhuǎn)換為一個與之有關(guān)的電壓的轉(zhuǎn)換器；以及根據(jù)上述電壓推算上述轉(zhuǎn)速信息的裝置。
13．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，上述使轉(zhuǎn)速降低的裝置包括控制燃料噴射閥的裝置，從而使噴射到上述內(nèi)燃機(jī)中的燃料減少。
14．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，上述使降低旋轉(zhuǎn)速度的裝置包括控制火花塞點火時間的裝置，從而使點火時間更長。
全文摘要
根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速信息判斷內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是否增大到失控的程度,以便產(chǎn)生一個控制信號,并根據(jù)上述控制信號使轉(zhuǎn)速降低。
文檔編號F02D43/00GK1294258SQ0012432
公開日2001年5月9日 申請日期2000年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月22日
發(fā)明者李周炯 申請人:李周炯