一种摩托车发动机的开关式怠速进气量控制方法
技术领域
本发明涉及摩托车发动机控制领域，尤其是涉及一种摩托车发动机的开关式怠速进气量控制方法。
背景技术
摩托车怠速是指发动机动力输出被断开，发动机空转状态下的一种工况，此种工况下机械节气门几乎完全关闭，通过控制旁通管道进气量和点火装置来使发动机在目标怠速下稳定运转。
目前怠速控制主要存在两种方式：1)传统怠速控制方法，通过人为手动调整节气门体上的怠速螺钉来调整怠速时进气量，此种方法控制粗放，工作量大，环境适应性差；2)摩托车怠速自动控制方法，电控单元根据目标怠速值等参数调整怠速控制阀开度来改变进气量，并配合点火提前角调整来实现怠速控制。
现有技术中公开了1)一种电喷摩托车怠速控制方法，根据发动机实际转速及目标怠速值之间的差值，通过步进电机带动与之相连的伸缩杆的移动来调整旁通管道的开关，从而改变进气量，同时结合对应点火提前角调节，来使实际转速与目标怠速值相吻合；2)一种摩托车发动机电控单元怠速控制方法，在发动机处于怠速工况时，启动专用电控单元，并根据计算得到的怠速电磁阀驱动时间控制电磁阀开度，从而实现进气量调节；3)一种摩托车电控发动机怠速转速闭环控制方法，通过转速传感器实时监测发动机的怠速转速并和目标转速值进行比较，根据比较结果增加或者减少旁通空气阀的开度，从而实现怠速转速的闭环控制。然而上述公开的发明内容所涉及控制系统需增加额外的步进电机及驱动模块或者独立的电控单元，通过调整旁通通道上阀门的开度来实现进气量的改变，应用在摩托车上时存在系统复杂、占用空间大、成本高等缺点。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的怠速控制系统复杂、占用空间大、成本高缺陷而提供一种摩托车发动机的开关式怠速进气量控制方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种摩托车发动机的开关式怠速进气量控制方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：检测发动机是否进入怠速状态，若是则获取当前发动机的转速信息和电压信息，转至步骤S2，若否则保持当前运行状态；
步骤S2：根据发动机的所述转速信息和电压信息，计算开关式怠速控制阀的开启齿、打开持续角度、结束齿和末位停留时间，发动机控制器根据曲轴传感器上传的数据检测曲轴的相位是否到达所述开启齿，若是转至步骤S3，若否则发动机控制器继续对曲轴的相位进行检测；
步骤S3：所述发动机控制器的引脚输出低电平，所述开关式怠速控制阀打开，发动机的进气歧管开始进气；
步骤S4：曲轴保持转动，若曲轴的相位到达结束齿且持续时长达到末位停留时间，发动机控制器的引脚输出高电平，所述开关式怠速控制阀关闭，否则所述进气歧管保持进气状态。
所述开关式怠速控制阀安装在发动机的旁通通道上。
进一步地，所述开关式怠速控制阀与发动机控制器的开关式低边输出通道相连接。
所述开关式怠速控制阀的打开持续角度的计算公式如下：
dura_ang＝max_open_ang(VRPM)*Idleairflow(VRPM)+offset(VIGN)*VRPM
其中，dura_ang为开关式怠速控制阀的打开持续角度，max_open_ang为开关式怠速控制阀的最大打开角度，Idleairflow为发动机所需进气量，VRPM为发动机的转速，offset(VIGN)为基于电源电压的修正标定变量。
进一步地，所述发动机的转速根据所述转速信息计算得到。
进一步地，所述发动机所需进气量、开关式怠速控制阀的最大打开角度、开启齿以表格形式存于发动机控制器中。
进一步地，所述开关式怠速控制阀的打开持续角度对应的曲轴信号齿数具体为：
dura_tooth＝dura_ang/n
其中，dura_tooth为曲轴信号齿数，n为曲轴的齿数。
进一步地，所述曲轴信号齿数包括曲轴信号整数部和曲轴信号小数部，所述曲轴信号整数部为曲轴信号齿数的整数部分，所述曲轴信号小数部为曲轴信号齿数的小数部分。
进一步地，所述末位停留时间的计算公式具体如下：
frac_time＝VRPM/n*tooth_dec/60000
其中，frac_time为末位停留时间，tooth_dec为曲轴信号小数部。
进一步地，所述开关式怠速控制阀的结束齿的计算公式如下：
end_tooth＝start_tooth+tooth_int
其中，end_tooth为开关式怠速控制阀的结束齿，start_tooth为开关式怠速控制阀的开启齿，tooth_int为曲轴信号整数部。
所述发动机控制器用于采集各传感器信号，进行计算、判断，并对执行器输出控制信号。
所述进气歧管上设有进气歧管压力传感器，曲轴传感器和进气歧管压力传感器获取的数据用于曲轴的相位判断及角度计算。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用摩托车发动机控制器常用的开关式低边输出通道与开关式怠速控制阀相连接，在进气冲程中对控制阀开启齿、打开角度进行控制，从而实现进气量控制。相对于采用单独电控单元、利用步进电机调整怠速阀开度从而实现进气量调节的控制方式，本发明大大简化了怠速控制系统结构，降低了对怠速控制阀及其驱动电路的要求及控制成本。
附图说明
图1为本发明的流程示意图；
图2为本发明发电机控制器的开关式低边输出驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示，一种摩托车发动机的开关式怠速进气量控制方法，简化了怠速控制系统结构，降低了对怠速控制阀及其驱动电路的要求及控制成本，具体包括以下步骤：
步骤S1：检测发动机是否进入怠速状态，若是则获取当前发动机的转速信息和电压信息，转至步骤S2，若否则保持当前运行状态；
步骤S2：根据发动机的转速信息和电压信息，计算开关式怠速控制阀的开启齿、打开持续角度、结束齿和末位停留时间，发动机控制器根据曲轴传感器上传的数据检测曲轴的相位是否到达开启齿，若是转至步骤S3，若否则发动机控制器继续对曲轴的相位进行检测；
步骤S3：发动机控制器的引脚输出低电平，开关式怠速控制阀打开，发动机的进气歧管开始进气；
步骤S4：曲轴保持转动，若曲轴的相位到达结束齿且持续时长达到末位停留时间，发动机控制器的引脚输出高电平，开关式怠速控制阀关闭，否则进气歧管保持进气状态。
开关式怠速控制阀安装在发动机的旁通通道上。
开关式怠速控制阀与发动机控制器的开关式低边输出通道相连接。
开关式怠速控制阀的打开持续角度的计算公式如下：
dura_ang＝max_open_ang(VRPM)*Idleairflow(VRPM)+offset(VIGN)*VRPM
其中，dura_ang为开关式怠速控制阀的打开持续角度，max_open_ang为开关式怠速控制阀的最大打开角度，Idleairflow为发动机所需进气量，VRPM为发动机的转速，offset(VIGN)为基于电源电压的修正标定变量。
发动机的转速根据转速信息计算得到。
发动机所需进气量、开关式怠速控制阀的最大打开角度、开启齿以表格形式存于发动机控制器中。
开关式怠速控制阀的打开持续角度对应的曲轴信号齿数具体为：
dura_tooth＝dura_ang/n
其中，dura_tooth为曲轴信号齿数，n为曲轴的齿数。
曲轴信号齿数包括曲轴信号整数部和曲轴信号小数部，曲轴信号整数部为曲轴信号齿数的整数部分，曲轴信号小数部为曲轴信号齿数的小数部分。
末位停留时间的计算公式具体如下：
frac_time＝VRPM/n*tooth_dec/60000
其中，frac_time为末位停留时间，tooth_dec为曲轴信号小数部。
开关式怠速控制阀的结束齿的计算公式如下：
end_tooth＝start_tooth+tooth_int
其中，end_tooth为开关式怠速控制阀的结束齿，start_tooth为开关式怠速控制阀的开启齿，tooth_int为曲轴信号整数部。
发动机控制器用于采集各传感器信号，进行计算、判断，并对执行器输出控制信号。
进气歧管上设有进气歧管压力传感器，曲轴传感器和进气歧管压力传感器获取的数据用于曲轴的相位判断及角度计算。
在进气冲程中，当发动机控制器检测到开启齿时打开开关式怠速控制阀，并在到达结束齿并且持续时长达到末位停留时间后，关闭开关式怠速控制阀，从而实现了怠速工况下进气量的调节。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，所取名称可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例说明。凡依据本发明构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方法，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
