CN1769656A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的控制装置，其能提高搬运车等的操作性及工作效率，而且，其既能防止搬运车等的发动机熄火，又能降低燃料消费量和噪音。该内燃机的控制装置由电动马达来驱动节气门，由此将发动机转速NE控制为目标发动机转速NED，根据节气门开度θTH和发动机转速NE推测发动机输出OP(S18)，当发动机输出OP超过第1及第2上升用阈值#OP12、#OP23时，使目标发动机转速NED上升为较高的值(S30、S38)，并且根据发动机转速NE来改变CVT的减速比r，以便CVT的输出轴转速NOUT变为与操作者的输入相对应的目标输出轴转速NOUTD(S84、S88)。

Description

内燃机的控制装置

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置，更具体地说，涉及连接到搬运车等机械上并将它驱动的内燃机的控制装置。

背景技术

以前，公知的技术是，由可变减速机构对内燃机的输出进行减速，以驱动相连的机械。例如，在专利文献1记载的技术中，在具有装载货物的载货台的搬运车中，由可变减速机构对内燃机的输出进行减速，以驱动搬运车的驱动轮，更具体地说，驱动履带，由此，使搬运车行走。另外，具体地说，专利文献1记载的搬运车为步行型搬运车，操作者一边进行搬运车的操作，一边步行移动。

在这种搬运车中，一般，操作者一边操作用于指示(输入)内燃机转速的内燃机转速调整杆和用于指示(输入)所希望的搬运车速度的车速调整杆，一边步行移动。

具体地说，当相对于作用在履带上的负载(换言之，在上坡路或下坡路上行走时的倾斜角度等)而言，内燃机转速(输出)过高或过低时，操作者根据经验操作内燃机转速调整杆来调整内燃机转速。而且，当操作者想使搬运车以其所希望的速度行走时，操作者通过车速调整杆将目标车速输入到搭载在搬运车上的控制装置，该控制装置调整内燃机转速和可变减速机构的减速比(比值)，以使搬运车的速度成为目标车速。

另外，如专利文献2中所记载的，公知的技术是由可变减速机构对内燃机的输出进行减速，以驱动与之相连的发电机。对于专利文献2记载的发电机，在一定期间内输出规定频率的交流电的情况中，控制内燃机的节气门开度，以使内燃机转速成为规定的值且使之恒定。

另外，对于这种发电机，一般，不管作用在发电机上的负载，即，由连接到发电机上的外部机械产生的负载的大小(变动)，都将内燃机转速控制为恒定。因此，即使在负载较小的低负载运转期间，内燃机转速也保持在规定的值，所以存在内燃机的噪音或燃料消耗量增加等不良情况。

因此，例如，如专利文献3中所记载的发电机那样，有人提出了一种对应负载来改变(增减)内燃机转速的技术。而且，公知的是，在变频发动机中，也同样对应负载而改变内燃机转速。

专利文献1：日本专利特开平6-56398号公报

专利文献2：日本专利特开7-197829号公报

专利文献3：日本专利实公平3-7555号公报

发明内容

但是，在现有技术的内燃机的控制装置中，当在驱动搬运车等时，操作者对应负载而改变内燃机转速时，搬运车的速度也会随之变化，所以存在导致货物落下或破损等情况的担忧。因此，在对应负载而改变内燃机转速时，操作者必须操作车速调整杆，以将搬运车的速度调整到恒定，操作烦杂，同时还存在工作效率变低的问题。

而且，由于相对负载进行的内燃机转速的改变是基于操作者的经验进行的，所以产生了噪音变大、燃料消耗量恶化的不良情况。另外，在使内燃机低速运转且搬运车高速行走时，在上坡等时负载急剧增加的情况下，如果操作者不进行调整，则内燃机转速降低，可能会导致内燃机熄火。

而且，如上述专利文献2中记载的发电机那样，当对应负载而改变内燃机转速时，输入到发电机的旋转输出即发生变化，所以发电机的输出电压和频率发生变化，产生了难以稳定地输出规定频率的交流电压的不良情况。另外，尽管有人提出了下述方案，即，在发电机上设置AVR(自动电压调整装置)，无论内燃机的运转状态如何，都输出稳定的电压，但是，如前所述，由于频率对应于内燃机的转速而变化，所以，这一方案不能消除上述不良情况。

而且，对于变频发动机而言，由于输入电压的制约，内燃机的最低转速受到限制，所以不一定能满足发电机的燃料消耗量和降低噪音的要求。

因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种使燃料消耗量和噪音降低的内燃机的控制装置，其中，所述的内燃机连接到机械上并将它驱动。

为了实现上述目的，本发明提供了一种内燃机的控制装置，其中由可变减速机构对内燃机的输出进行减速，用前述减速后的输出来驱动连接到前述内燃机上的机械，所述控制装置如此构成，即，具有：致动器，其打开、关闭设置在前述内燃机上的节气门；内燃机转速检测机构，其检测前述内燃机的转速；内燃机转速控制机构，其控制前述致动器的驱动，以便前述检测出的内燃机转速成为目标内燃机转速；输出轴转速检测机构，其检测前述可变减速机构的输出轴的转速；节气门开度检测机构，其检测前述节气门的开度；内燃机输出推测机构，其根据前述检测出的内燃机转速和节气门的开度推测前述内燃机的输出；目标内燃机转速改变机构，当前述推测的内燃机输出超过了上升用阈值时，该机构使前述目标内燃机转速变为上升方向上的值；以及减速比改变机构，其基于前述检测出的内燃机转速，改变前述可变减速机构的减速比，以便前述检测出的输出轴转速成为规定的目标输出轴转速。

附图说明

图1为搭载了根据本发明第一实施例的内燃机控制装置的搬运车的侧面图。

图2为图1所示搬运车的俯视图。

图3为说明图1所示内燃机的断面图。

图4为示意地表示图1所示CVT的结构的说明图。

图5为概略地表示图1所示ECU的动作的方框图。

图6为表示根据第一实施例的内燃机控制装置的动作的流程图的前半部分。

图7为图6流程图的后半部分。

图8为表示图6流程图的处理中所使用的、相对内燃机的节气门开度的内燃机输出特性的曲线图。

图9为表示用在图6流程图的处理中所使用的、相对内燃机的目标内燃机转速的输出特性曲线的图。

图10为表示图6流程图的处理中所使用的、相对内燃机转速的CVT的目标减速比的特性的曲线图。

图11为搭载了根据本发明第二实施例的内燃机控制装置的发电机的侧面图。

图12为图11所示发电机的俯视图。

图13为示意地表示图11所示CVT的结构的说明图。

图14为概略地表示图12所示ECU的动作的方框图。

图15为表示根据第二实施例的内燃机控制装置的动作的图，它是和图6相同的流程图的前半部分。

图16为图15流程图的后半部分。

图17为表示图15流程图的处理中所使用的、相对内燃机转速的CVT的目标减速比的特性的曲线图。

具体实施方式

下面，参照附图说明实施本发明的内燃机控制装置用的最佳方式。

图1为搭载了根据本发明第一实施例的内燃机控制装置的搬运车的侧面图。图2为图1所示搬运车的俯视图。这样，在第一实施例中，作为连接到内燃机并被驱动的机械，以搬运车为例。

在图1和图2中，符号10表示搬运车。搬运车10具有装载货物(图中未出)的载货台12。载货台12安装在搬运车10的车架14的上部前方。在车架14的最后部安装后述带式无级变速机(CVT(Continuously Variable Transmission)；可变减速机构。以下，称作“CVT”)16。在CVT16的上部搭载内燃机(以下称作“发动机”)18。发动机18具有反冲启动器20，通过由操作者拉动反冲启动器20，可以手动启动发动机。

图3为说明发动机18的断面图。

发动机18具有一个汽缸22，在其内部可往复移动地容纳活塞24。在面对发动机18的燃烧室26的位置处设置进气门28和排气门30，它们用于将燃烧室26和进气管32或排气管34之间打开、关闭。另外，具体地说，发动机18为以汽油为燃料的空冷四冲程单缸OHV型内燃机，具有163cc的排气量。

活塞24连接到曲轴36，曲轴36通过传动装置与凸轮轴38相连。在曲轴36的一端安装飞轮40，同时，在飞轮40的前端侧安装前述反冲启动器20。CVT16的输入轴通过后述行走离合器连接到曲轴36的另一端。

在飞轮40的内侧设置发电线圈(交流发电机)42，发电线圈42伴随飞轮的转动而旋转，从而产生交流电流。由发电线圈42产生的交流电流通过图中未示出的处理电路变换成直流电流之后，作为工作电源供给点火电路(图中未示出)等。

而且，在进气管32的上游设置节气门体46。在节气门体46中收容节气门48，节气门48通过节气门轴和减速齿轮机构(图中均未示出)连接到电动马达50(致动器，具体地说，是步进马达)。在节气门体46中，在节气门48的上游侧设置化油器组件(图中未示出)。化油器组件连接到图中未示出的燃料箱，将汽油燃料喷射到对应于节气门48的开度而吸入的空气中，形成混合气。生成的混合气经过节气门48、进气管32和进气门28被吸入汽缸22的燃烧室26中。

在电动马达50的附近设置节气门开度传感器(节气门开度检测机构)52，该节气门开度传感器52输出对应于节气门48的开度θTH(以下，称作“节气门开度”)的信号。在飞轮40的附近设置由电磁拾波器构成的曲轴角传感器(内燃机转速检测机构)54，以规定的曲轴角度为单位输出脉冲信号。

返回图1和图2的说明，如前所述，发动机18的曲轴36(图1、2中未示出)通过行走离合器(主离合器)56连接到CVT16的输入轴(图1、2中未示出)。CVT16的输出轴(图1、2中未示出，后面描述)通过可转动地支撑在车架14上的驱动轴58连接到左、右驱动轮60L、60R。

在驱动轴58的中间设有左、右副离合器62L、62R。这样，发动机18的输出经行走离合器56、CVT16、驱动轴58及副离合器62L、62R传递到驱动轮60L、60R。

在车架14上驱动轮60L、60R的前方安装左、右空转轮64L、64R。在车架14上驱动轮60L、60R和空转轮64L、64R之间左、右各安装两个运转轮66L、68L、66R、68R。

如图1所示，在右侧的驱动轮60R、空转轮64R及运转轮66R、68R上卷挂履带72R。尽管图中未示出，在左侧的驱动轮60L、空转轮64L及运转轮66L、68L上同样也卷挂履带。即，通过发动机18的输出使驱动轮60L、60R旋转，由此，左、右履带转动，操作者一边步行一边使搬运车10行走(移动)。

如图1和图2所示，在车架14的后部安装操作柄74。操作柄74向搬运车10的斜后上方延伸，同时，在其上端形成供操作者把持的左、右把手76L、76R。

在操作柄74上设置行走离合器杆78。行走离合器杆78通过图中未示出的缆索等与前述行走离合器56连接，因此，通过由操作者操作行走离合器杆78，可以连接(接合)或断开行走离合器56。

在操作柄74上设置左、右旋转杆80L、80R。左侧的旋转杆80L通过图中未示出的缆索等与左侧的副离合器62L连接，通过由操作者操作左侧的旋转杆80L，可以切断左侧的副离合器62L。另一方面，右侧的旋转杆80R通过图中未示出的缆索等与右侧的副离合器62R连接，通过由操作者操作右侧的旋转杆80R，可以切断右侧的副离合器62R。

当切断左、右副离合器62L、62R中的一个时，在左、右驱动轮60L、60R上产生转速差，从而搬运车10转向。具体地说，通过操作左侧的旋转杆80L来切断左侧的副离合器62L，搬运车10左转。同样地，通过操作右侧的旋转杆80R来切断右侧的副离合器62R，搬运车10右转。

在操作柄74上设置车速调整杆84。车速调整杆84由操作者操作，输入操作者所希望的搬运车的速度，即，目标车速(例如，高速、中速和低速等)VD。另外，在该说明书中，所谓高速是指7～10[km/h]，中速是指2～6[km/h]，低速是指1[km/h]以下。

在车速调整杆84的附近设置车速调整杆传感器(目标输出轴转速输出机构)86。车速调整杆传感器86输出与操作者所操作的车速调整杆84的位置相对应的信号，换言之，输出与输入的目标车速VD相对应的信号。

在操作柄74上设置发动机停止开关88。在操作者操作发动机停止开关88时，发动机停止开关88输出表示发动机18的停止指示的信号。

在发动机18的附近设置ECU(电子控制单元)90。ECU90由包括CPU、ROM、RAM及计数器的微型计算机构成，它被输入来自各种传感器的输出。

而且，在CVT16附近设置行走杆92。行走杆92连接到CVT16的前进后退切换机构(后面描述)。行走杆92相当于操作CVT16的变速杆，通过由操作者进行的操作，可以使CVT16处于前进、后退或中间位置(空档)。

下面，说明CVT16。

图4为示意地表示CVT16的结构的说明图。

CVT16包括：通过行走离合器56连接到发动机18的曲轴36上的输入轴94；通过副离合器62连接到驱动轮60的驱动轴58上的输出轴96；设置在输入轴94和输出轴96之间的V形带机构98；和连接到输入轴94及驱动侧可动滑轮100上的前进后退切换机构102。

V形带机构98由前述驱动侧可动滑轮100、设置在输出轴96上的从动侧可动滑轮104、和卷挂在两滑轮之间的橡胶制V形带106构成。驱动例可动滑轮100由设置在输入轴94上的固定滑轮半体108和相对该固定滑轮半体108可沿轴向相对移动的可动滑轮半体110构成。

在可动滑轮半体110的侧方连接由油压泵、油路(图中未示出)等构成的油压机构(减速比改变机构)112。这样，当从油压机构112向可动滑轮半体110供给油压时，即产生使可动滑轮半体110沿轴向移动的滑轮侧压。

从动侧可动滑轮104由设置在输出轴96上的固定滑轮半体116和相对该固定滑轮半体116可沿轴向相对移动的可动滑轮半体118构成。

在可动滑轮半体118的侧方连接由油压泵、油路(图中未示出)等构成的油压机构(减速比改变机构)120。这样，当从油压机构120向可动滑轮半体118供给油压时，即产生使可动滑轮半体118沿轴向移动的滑轮侧压。

由于V形带机构98如上所述地被构造，所以通过控制油压机构112、120的动作以设定不会发生V形带106的滑动的适当滑轮侧压，可以使两滑轮100、104的滑轮宽度发生变化，从而使V形带106的卷挂半径发生变化，由此能无级地改变减速比(速度比)r。

前进后退切换机构102具有行星齿轮机构(图中未示出)等，将其输入轴94的转动传递到驱动侧可动滑轮100上，并且对应操作者进行的行走杆92的操作而改变传递给驱动侧可动滑轮100的转动的方向，从而切换搬运车10的前进、后退。当行走杆92处于中间位置(空档位置)时，发动机18和驱动侧可动滑轮100之间的动力传递受到控制而被隔断，由此使CVT16成为空档。

在CVT16的输出轴96的附近设置转速传感器(输出轴转速检测机构)124。输出轴96每转一转，转速传感器124即输出脉冲信号。

图5为概略地表示ECU90的动作的方框图。

如图5所示，节气门开度传感器52、曲轴角传感器54、车速调整杆传感器86及转速传感器124的输出被输入到ECU90。另外，发动机停止开关88等的输出也被输入到ECU90，但是，由于它们和本申请的要点没有直接关系，所以省略其图示。

ECU90对曲轴角传感器54的输出脉冲进行计数，以检测(计算)发动机转速NE。

而且，ECU90基于检测出的发动机转速NE和节气门开度θTH，以使发动机转速NE和目标发动机转速NED(后面描述)一致的方式计算电动马达50的通电指令值，同时ECU90将算出的通电指令值输出到电动马达50以控制其驱动。

这样，发动机18通过由电动马达50、ECU90及各种传感器等构成的电子控制式节气门装置(电子调节器)打开、关闭节气门48，并将转速NE控制到目标发动机转速NED。

另外，ECU90对转速传感器124的输出脉冲进行计数，以检测(计算)输出轴转速NOUT。

而且，ECU90基于经车速调整杆传感器86输入的目标车速VD检测(输出)CVT16的目标输出轴转速NOUTD。即，由于搬运车的车速V和CVT的输出轴转速NOUT成比例关系，所以可以根据目标车速VD进行目标输出轴转速NOUTD的检测。

ECU90基于检测出的发动机转速NE，换言之，基于CVT16的输入轴转速NIN，以使输出轴转速NOUT和目标输出轴转速NOUTD一致的方式计算发给油压机构112、120的指令值，同时将算出的指令值输出到油压机构112、120以控制其驱动。

这样，CVT16通过油压机构112、120及ECU90设定适当的滑轮侧压，并控制CVT16的减速比r，使得输出轴转速NOUT和目标输出轴转速NOUTD一致。

下面，参照图6以后的图说明根据本实施例的发动机控制装置的动作，具体地说，说明目标发动机转速NED和CVT16的减速比r的设定处理。

图6为表示其动作的流程图的前半部分，图7为其后半部分。图示的程序在ECU90中以规定的周期(例如20[毫秒])执行。

下面进行说明，首先在S10中，检测发动机转速NE并将检测出的发动机转速NE存储(保存)在ECU90的RAM中。接着，前进到S12，判断发动机转速NE的检测值是否已存储了规定数目的周期(例如10个周期)。当在S12中为否定时，跳过后面的处理(S14至S78)，另一方面，当在S12中为肯定时，前进到S14，计算发动机转速平均值NEavg。发动机转速平均值NEavg为存储的规定数目周期(10个周期)的发动机转速NE的平均值。

接着，前进到S16，检测节气门开度θTH的当前值，前进到S18，推测发动机18的输出OP。发动机输出OP为表示发动机负载的值(参数)，它是基于发动机转速平均值NEavg(概略地说，发动机转速NE)和节气门开度θTH推测的。

下面对发动机输出OP的推测进行具体的说明，在该实施例中，如图8所示，预先通过实验将各发动机转速下的节气门开度θTH和发动机输出OP的关系绘制成图，然后基于检测出(算出)的发动机转速NE(准确地说，是发动机转速平均值NEavg)和节气门开度θTH在图中查找，由此推测发动机输出OP。

另外，当作用在履带72L、72R等上的负载(即，发动机18的负载)增加、减少而在发动机转速NE和目标发动机转速NED中产生偏差时，ECU90为了维持目标发动机转速NED而驱动电动马达50，调节节气门开度θTH(即，调节发动机输出OP)，所以，推测发动机输出OP相当于推测作用在履带72L、72R等上的负载。

返回图6流程图的说明，接着前进到S20，检测CVT16的输出轴转速NOUT，并将检测出的输出轴转速NOUT存储在ECU90的RAM中。

接着，前进到S22，基于经车速调整杆传感器86指示(输入)的目标车速VD检测(确定)CVT16的目标输出轴转速NOUTD。

接着，前进到S24，判断发动机18的目标发动机转速NED是否被设定为第1目标发动机转速NED1。第1目标发动机转速NED1表示无负载时(不进行行走等产生负载的作业时)或极低负载时的目标发动机转速，换言之，表示怠速转速(例如2000[rpm])。在ECU90的起动时，目标发动机转速NED被设定为该第1目标发动机转速NED1，所以，这时的判断通常为肯定。

当在S24中为肯定时，前进到S26，判断推测的发动机输出OP是否超过第1上升用阈值#OP12，换言之，判断作用在履带72等上的负载是否超过极低负载。另外，相对于发动机转速NE为第1目标发动机转速NED1时的全开输出(输出发生率100[％])，第1上升用阈值#OP12被设定为38[％]左右的输出(具体地说，是1.0[PS])。

当在S26中为肯定时，前进到S28，判断发动机输出OP超过第1上升用阈值#OP12的状态是否经过(延续)了第1规定时间t1。所述判断如此进行，即，当在S26中为肯定时，在图中未示出的其它程序中使计数器(加法计数器)启动，并确认其计数值是否达到第1规定时间t1(例如，1[秒])。

当在S28中为肯定时，前进到S30，如图9中实线所示，使目标发动机转速NED变为被设定为从第1目标发动机转速NED1向上升方向上的值的第2目标发动机转速NED2。第2目标发动机转速NED2为比前述极低负载高的低负载时的目标发动机转速，例如2500[rpm]。当在S26中为否定时，跳过S28、S30，当在S28中为否定时，跳过S30，保持第1目标发动机转速NED1。

当在S30中使目标发动机转速NED变为第2目标发动机转速NED2时，在下次执行程序时，S24的判断为否定，前进到S32，判断目标发动机转速NED是否被设定为第2目标发动机转速NED2。

当在S32中为肯定时，前进到S34，判断发动机输出OP是否超过被设定成比第1上升用阈值#OP12大的值的第2上升用阈值#OP23，换言之，判断作用在履带72上的负载是否超过前述低负载。相对于发动机转速NE为第2目标发动机转速NED2时的全开输出，第2上升用阈值#OP23被设定为57[％]左右的输出(具体地说，是2.0[PS])。

当在S34中为肯定时，前进到S36，和上述S28的处理相同，计算当在S34中为肯定时被启动的计数器的计数值，判断发动机输出OP超过第2上升用阈值#OP23的状态是否经过(延续)了第1规定时间t1。

当在S36中为否定时，跳过后述的S38，保持第2目标发动机转速NED2。另一方面，当在S36中为肯定时，前进到S38，如图9中的实线所示，使目标发动机转速NED变为(上升到)被设定为从第2目标发动机转速NED2向上升方向上的值的第3目标发动机转速NED3。第3目标发动机转速NED3为比前述低负载高的中负载时的目标发动机转速，例如3000[rpm]。

当在S34中为否定时，前进到S40，判断发动机输出OP是否低于第1下降用阈值#OP21，换言之，判断作用在履带72上的负载是否低于前述低负载。另外，第1下降用阈值#OP21被设定为比第1上升用阈值#OP12小的值。更详细地说，相对于发动机转速NE为第2目标发动机转速NED2时的全开输出，被设定为15[％]的输出(具体地说，是0.5[PS])。

当在S40中为肯定时，前进到S42，判断发动机输出OP低于第1下降用阈值#OP21的状态是否经过(延续)了第2规定时间t2。另外，所述判断如此进行，即，当在S40中为肯定时，在图中未示出的其它程序中使计数器(加法计数器)启动，并确认其计数值是否达到第2规定时间t2(例如，1[秒])。

当在S42中为否定时，跳过S44(后面描述)，保持第2目标发动机转速NED2，另一方面，当在S42中为肯定时，前进到S44，如图9中点划线所示，使目标发动机转速NED变成(下降到)前述第1目标发动机转速NED1。当在S40中为否定时，跳过上述S42、S44，保持第2目标发动机转速NED2。

而且，当在S32中为否定时，前进到S46，判断目标发动机转速NED是否被设定为第3目标发动机转速NED3。当在S46中为肯定时，从图7流程图的S48前进到S58，进行和从上述S34至S44相同的处理。

具体地说，在S48中，判断发动机输出OP是否超过被设定成比第2上升用阈值#OP23大的值的第3上升用阈值#OP34，换言之，判断作用在履带72上的负载是否超过前述中负载。具体地说，相对于发动机转速NE为第3目标发动机转速NED3时的全开输出，第3上升用阈值#OP34被设定为72[％]左右的输出(更具体地说，是3.0[PS])。

当在S48中为肯定时，前进到S50，和前述S28、S36相同，判断当在S48中为肯定时被启动的计数器的计数值是否达到第1规定时间t1，即，判断发动机输出OP超过第3上升用阈值#OP34的状态是否经过(延续)了第1规定时间t1。

当在S50中为否定时，跳过S52(后面描述)，即，保持第3目标发动机转速NED3。另一方面，当在S50中为肯定时，前进到S52，如图9中的实线所示，使目标发动机转速NED变为(上升到)被设定为从第3目标发动机转速NED3向上升方向上的值的第4目标发动机转速NED4。另外，第4目标发动机转速NED4为比前述中负载高的高负载时的目标发动机转速，在该实施例中为3500[rpm]。

另一方面，当在S48中为否定时，前进到S54，判断发动机输出OP是否低于第2下降用阈值#OP32(作用在履带72上的负载是否低于前述中负载)。另外，第2下降用阈值#OP32被设定为比第2上升用阈值#OP23小的值。更详细地说，相对于发动机转速NE为第3目标发动机转速NED3时的全开输出，被设定为36[％]左右的输出(具体地说，是1.5[PS])。

当在S54中为肯定时，前进到S56，判断发动机输出OP低于第2下降用阈值#OP32的状态是否经过(延续)了第2规定时间t2。另外，所述判断如此进行，即，和前述S42相同，当在S54中为肯定时，使计数器启动，并确认其计数值是否达到第2规定时间t2。

当在S56中为肯定时，前进到S58，如图9中点划线所示，使目标发动机转速NED变成(下降到)前述第2目标发动机转速NED2。当在S54中为否定时，跳过S56、S58，当在S56中为否定时，跳过S58，保持第3目标发动机转速NED3。

而且，当在图6流程图的S46中为否定时，前进到S60，判断目标发动机转速NED是否被设定为第4目标发动机转速NED4。当在S60中为肯定时，从图7流程图的S62前进到S72，进行和上述S34至S44、或S48至S58相同的处理。

具体地说，在S62中，判断发动机输出OP是否超过被设定成比第3上升用阈值#OP34大的值的第4上升用阈值#OP45。具体地说，判断相对于发动机转速NE为第4目标发动机转速NED4时的全开输出，是否超过86[％]左右的输出(4.0[PS])，换言之，判断作用在履带72上的负载是否超过前述高负载。

当在S62中为肯定时，前进到S64，判断发动机输出OP超过第4上升用阈值#OP45的状态是否经过(延续)了第1规定时间t1。另外，和前述S28、S36、S50相同，所述判断如此进行，即，确认当在S62中为肯定时被启动的计数器的计数值是否达到第1规定时间t1。

当在S64中为否定时，跳过S66(后面描述)。结果，保持第4目标发动机转速NED4。另一方面，当在S64中为肯定时，前进到S66，如图9中的实线所示，使目标发动机转速NED变为(上升到)被设定为从第4目标发动机转速NED4向上升方向上的值的第5目标发动机转速NED5。另外，第5目标发动机转速NED5为比前述高负载高的极高负载时的目标发动机转速，在该实施例中，最大输出发生转数为4000[rpm]。

另一方面，当在S62中为否定时，前进到S68，判断发动机输出OP是否低于第3下降用阈值#OP43，换言之，判断作用在履带72上的负载是否低于前述高负载。另外，第3下降用阈值#OP43被设定为比第3上升用阈值#OP34小的值，具体地说，相对于发动机转速NE为第4目标发动机转速NED4时的全开输出，被设定为53[％]左右的输出(更具体地说，是2.5[PS])。

当在S68中为肯定时，前进到S70，和前述S42、S56相同，计量计数值，判断发动机输出OP低于第3下降用阈值#OP43的状态是否经过(延续)了第2规定时间t2。

当在S70中为否定时，跳过后述的S72(保持第4目标发动机转速NED4)。另一方面，当在S70中为肯定时，前进到S72，如图9中点划线所示，使目标发动机转速NED变成(下降到)前述第3目标发动机转速NED3。当在S68中为否定时，跳过上述S70、S72，保持第4目标发动机转速NED4。

而且，当在S60中为否定时(即，目标发动机转速NED被设定为第5目标发动机转速NED5时)，前进到图7流程图的S74，判断发动机输出OP是否低于第4下降用阈值#OP54，换言之，判断作用在履带72上的负载是否低于前述极高负载。第4下降用阈值#OP54被设定为比第4上升用阈值#OP45小的值，更详细地说，相对于发动机转速NE为第4目标发动机转速NED4时的全开输出，被设定为75[％]左右的输出(具体地说，是3.5[PS])。

当在S74中为肯定时，前进到S76，判断发动机输出OP低于第4下降用阈值#OP54的状态是否经过(延续)了第2规定时间t2。另外，该判断也和前述S42、S56、S70相同。

当在S76中为肯定时，前进到S78，如图9中点划线所示，使目标发动机转速NED变成(下降到)前述第4目标发动机转速NED4。当在S74中为否定时，跳过S76、S78的处理，当在S76中为否定时，跳过S78的处理，保持第5目标发动机转速NED5。

如上所述，当目标发动机转速NED对应于作用在履带72等上的负载发生变化时，发动机转速NE即随之变化，因此，搬运车的车速V也会变化。但是，在根据第一实施例的发动机的控制装置中，通过执行下述处理，可以将搬运车的车速V控制成恒定的车速。

具体地说，在S80中对检测出的输出轴转速NOUT和目标输出轴转速NOUTD进行比较。即，对表示搬运车的当前车速V的输出轴转速NOUT和表示操作者所希望的目标车速VD的目标输出轴转速NOUTD进行比较。

当在S80中判断为输出轴转速NOUT比目标输出轴转速NOUTD大时，换言之，当在例如S30、S38、S52及S66中使目标发动机转速NED变为上升方向上的值，发动机转速NE上升，且输出轴转速NOUT随之上升时，前进到S82，计算CVT16的目标减速比rD。

下面对目标减速比rD的计算进行具体说明。如图10所示，预先通过实验将各目标车速VD下的发动机转速NE和目标减速比rD的关系绘制成图，然后基于在S82中检测出的发动机转速NE(准确地说，是发动机转速平均值NEavg)和目标车速VD在图中查找，由此算出目标减速比rD。另外，在图10中，作为目标车速VD，例示了高速、中速、低速三种速度。

返回图6流程图的说明，接着，前进到S84，控制(改变)油压机构112、120的动作，以便使CVT16的减速比r成为算出的目标减速比rD。因此，即使在发动机转速NE对应负载而变化(上升)的情况下，CVT16的减速比r也能如此被改变，具体地说，被减少，所以可以将输出轴转速NOUT保持为目标输出轴转速NOUTD，即，可以将车速V保持为目标车速VD。

另一方面，当在S80中判断为输出轴转速NOUT比目标输出轴转速NOUTD小时，换言之，当在例如S44、S58、S72及S78中使目标发动机转速NED变为下降方向上的值，发动机转速NE下降，且输出轴转速NOUT随之下降时，前进到S86，和上述S82相同，计算CVT16的目标减速比rD。

接着，前进到S88，控制(改变)油压机构112、120的动作，以便使CVT16的减速比r成为在S86中算出的目标减速比rD。因此，即使在发动机转速NE对应负载而变化(下降)的情况中，CVT16的减速比r也能如此被改变，具体地说，被增加，所以可以将输出轴转速NOUT保持为目标输出轴转速NOUTD，即，可以将车速V保持为目标车速VD。

另外，当在S80中判断为输出轴转速NOUT和目标输出轴转速NOUTD相等时，换言之，当在上述S30或S44等中目标发动机转速NED没有变化时，没有必要改变CVT16的减速比r，因此保持当前的减速比r并结束程序。

这样，在根据本发明第一实施例的发动机控制装置中，由于如此构造，即，当基于发动机转速NE和节气门开度θTH推测的发动机输出OP超过上升用阈值，具体地说，超过第1至第4上升用阈值#OP12、#OP23、#OP34、#OP45时，使目标发动机转速NED变为上升方向上的值(具体地说，第2至第5目标发动机转速NED2、NED3、NED4、NED5)，相反地，当发动机输出OP低于上升用阈值时，不使目标发动机转速NED变为上升方向上的值(保持设定为低值的目标发动机转速NED)，所以，当发动机输出OP小时，能将发动机转速NE设定为低值，由此能使燃料消耗量或噪音降低。

而且，由于不必用发动机转速调整杆等调整发动机转速NE，所以能使操作简单化，从而能提高操作性和工作效率。

另外，由于对应于发动机输出(负载)OP而改变发动机转速NE，所以，在使发动机18低速运转且使搬运车高速行走的状态下，即使在上坡等时负载急剧增加的情况下，也由于发动机转速NE负载对应地增加，所以能防止搬运车10的发动机熄火。

而且，由于基于发动机转速NE，即，对应于发动机转速NE的变化而改变CVT16的减速比r，以使输出轴转速NOUT成为目标输出轴转速NOUTD，所以，操作者仅输入所希望的速度(目标车速VD。目标输出轴转速NOUTD)，就能使搬运车10以所述速度稳定地行走。即，即使在发动机转速NE发生了变化的情况下，例如在上坡或下坡时负载OP发生了变化而使发动机转速NE发生了变化的情况下，也能通过改变CVT16的减速比r来使搬运车10以恒定的速度(目标车速VD)行走。因此，能使搬运车10的操作简单化，从而能进一步提高操作性和工作效率。

当推测的发动机输出OP低于设定的比上升用阈值低的下降用阈值，具体地说，低于第1至第4下降用阈值#OP21、#OP32、#OP43、#OP54时，使目标发动机转速NED变为下降方向上的值(具体地说，第1至第4目标发动机转速NED1、NED2、NED3、NED4)，所以，在发动机输出(负载)OP降低了时，能快速地使目标发动机转速NED下降，从而能更有效地降低噪音并改善燃料消耗率。

另外，由于将下降用阈值设定为比上升用阈值小的值，例如，对于第1上升用阈值#OP12为1.0[PS]的情况，第1下降用阈值#OP21被设定为0.5[PS]，所以能防止频繁地切换目标发动机转速NED(发生游车(hunting))。

而且，由于如此构造，即，当推测的发动机输出OP超过上升用阈值的状态经过了第1规定时间t1时，使目标发动机转速NED变为上升方向上的值，另一方面，当推测的发动机输出OP低于下降用阈值的状态经过了第2规定时间t2时，使目标发动机转速NED变为下降方向上的值，所以能防止由暂时的负载变动引起的目标发动机转速NED的变化，从而能更有效地降低燃料消耗量和噪音。

而且，由于如此构造，即，分别具有多个上升用阈值和下降用阈值，并且对应于变化了的目标发动机转速NED来改变上升用阈值和下降用阈值，所以，能将目标发动机转速NED设定为与产生的负载(发动机输出OP)对应的更适当的值，从而能更有效地降低燃料消耗量和噪音。

而且，由于如此构造，即，以表示发动机18产生的最大输出的最大输出发生转速，具体地说，以4000[rpm]为上限，使目标发动机转速NED变为上升方向上的值，所以，在产生的负载(发动机输出OP)最大时，能使发动机输出最大化，从而能进一步提高工作效率。

下面，说明根据本发明第二实施例的发动机控制装置。

图11为搭载了根据本发明第二实施例的发动机控制装置的发电机的侧面图，图12为图11所示发电机的俯视图。在第二实施例中，作为连接到发动机18而被驱动的机械，代替搬运车10而以发电机为例。

在图11和图12中，符号200表示所述发电机。发电机200具有通过CVT16连接并通过由CVT16减速后的发动机18的输出来驱动的交流发电机(发电机)202。在第二实施例中，发动机18倾斜地搭载在发电机200上。在发动机18的上方设置节气门体罩204(图11中看不到)，在其内部设置节气门体(图中未示出)和ECU90等。另外，发动机18的结构和第一实施例的相同。

发动机18的旋转(输出)通过CVT16传递给交流发电机202以将它驱动而发出交流电流。另外，交流发电机202具有前述AVR(自动电压调整装置)，而且，它是由转子和定子(图中未示出)构成的公知交流发电机，故省略其详细说明。

交流发电机202发出的交流电流通过图中未示出的处理电路变换成直流电流之后，作为工作电源供给ECU90和图中未示出的点火电路等，同时，通过变频器(图中未示出)整形成50Hz或60Hz的稳定正弦波，之后，通过插座(图中未示出)供给外部机械。

在交流发电机202的适当位置安装操作面板206(如图12所示)。尽管图中未示出，但是在操作面板206上设置供操作者启动·切断发电机200的运转用的主开关、表示发电机200是否正常发电的信号灯、和获取发电机200的输出电压用的前述插座等。符号208表示燃料箱，符号210表示连接到发动机18的排气管上的消声器。

图13为示意地表示第二实施例中CVT16的结构的说明图，图14为概略地表示第二实施例中ECU90的动作的方框图。

下面对和第一实施例不同的地方重点说明，在第二实施例中，所述机械为发电机200，而非行走的机构，所以，从CVT16中除去第一实施例中所使用的行走离合器56、副离合器62和前进后退切换机构102。除上述点之外，第二实施例中CVT16的构成和第一实施例的没什么不同。

而且，出于同样的理由，没有设置车速调整杆84和检测其位置的车速调整杆传感器86等，所以如图14所示，从ECU90的输入中除去了目标车速VD。除去这点，ECU90的动作和第一实施例的没有什么不同。即，ECU90以使检测出的发动机转速NE与目标发动机转速NED一致的方式计算电动马达50的通电指令值，并将算出的通电指令值输出到电动马达50，以控制其驱动。

另外，ECU90基于发动机转速NE，换言之，基于CVT16的输入轴转速NIN，对转速传感器124的输出脉冲进行计数，并以使检测出的输出轴转速NOUT与目标输出轴转速NOUTD一致的方式计算发给油压机构112、120的指令值，控制(改变)CVT16的减速比r。另外，在第二实施例中，目标输出轴转速NOUTD被设定为固定值，具体地说，为3600[rpm](输出电流的频率为60[Hz]时)。

另外，尽管省略图示，但是ECU90使前述信号灯发光，而且，当由操作者输入通过主开关关闭(切断)发电机200的指示等时，ECU90随所述指示进行点火中止等。

和图6及图7类似，图15和16说明为根据第二实施例的发动机控制装置的操作的流程图的前半部分和后半部分。图示的程序在ECU90中以规定的周期(例如20[毫秒])执行。

下面对和第一实施例不同的地方重点说明，和第一实施例的S10至S16相同，进行S100至S106的处理，之后前进到S108，推测发动机18的输出OP。具体地说，和第一实施例相同，参照预先通过实验图形化的数据推测发动机输出OP。

另外，当作用在交流发电机202上的负载(即，发动机18的负载)增加、减少，从而在发动机转速NE和目标发动机转速NED中产生偏差时，ECU90为了维持目标发动机转速NED而驱动电动马达50，调节节气门开度θTH(即，调节发动机输出OP)，所以，推测发动机输出OP相当于推测作用在交流发电机202上的负载。

接着，从S110至S166，进行和第一实施例的S18至S78相同的处理，之后，前进到S168，对检测出的输出轴转速NOUT和目标输出轴转速NOUTD(固定值)进行比较。另外，由于在第二实施例中目标输出轴转速NOUTD为固定值，所以除去相当于图6流程图的S20之步骤。

当在S168中判断为输出轴转速NOUT比目标输出轴转速NOUTD大时，换言之，例如当在S118等中，目标发动机转速NED变为上升方向上的值，发动机转速NE上升，输出轴转速NOUT随之上升时，前进到S170，计算CVT16的目标减速比rD。

目标减速比rD的计算也和第一实施例相同，但是，在第二实施例中，没有设定目标车速，所以，如图17所示，仅相对一种情况，预先通过实验将输出轴转速NOUT成为目标输出轴转速NOUTD的发动机转速NE与目标减速比rD的关系图形化。在S170等处理中，基于检测出的发动机转速NE(准确地说，是发动机转速平均值NEavg)在图中查找，算出目标减速比rD。

接着，前进到S172，控制(改变)油压机构112、120的动作，以便使CVT16的减速比r成为算出的目标减速比rD。在第二实施例中，即使发动机转速NE对应负载而变化(上升)，也由于CVT16的减速比r被改变，具体地说，被减少，所以能将输出轴转速NOUT保持到规定的目标输出轴转速NOUTD。

另一方面，当在S168中判断为输出轴转速NOUT比目标输出轴转速NOUTD小时，换言之，例如当在S132等中，目标发动机转速NED变为下降方向上的值，发动机转速NE下降，输出轴转速NOUT随之下降时，前进到S174，使目标减速比rD增加，前进到S176，控制油压机构112、120的动作。因此，即使在发动机转速NE对应负载而变化(下降)的情况下，也由于CVT16的减速比r向增加方向改变，所以能将输出轴转速NOUT保持到目标输出轴转速NOUTD。

另外，当在S168中判断为输出轴转速NOUT和目标输出轴转速NOUTD相等时，没有必要改变CVT16的减速比r，因此保持目前的减速比r并结束程序。

这样，在根据第二实施例的发动机控制装置中，由于如此构造，即，当基于发动机转速NE和节气门开度θTH推测的发动机输出OP超过上升用阈值，具体地说，超过第1至第4上升用阈值#OP12、#OP23、#OP34、#OP45时，使目标发动机转速NED变为上升方向上的值(具体地说，是第2至第5目标发动机转速NED2、NED3、NED4、NED5)，相反地，当发动机输出OP低于上升用阈值时，不使目标发动机转速NED变为上升方向上的值(保持设定为低值的目标发动机转速NED)，所以，当发动机输出OP小时，与变频发动机等相比，能将发动机转速NE设定为低的值。这样，能扩大发动机18的使用领域，进一步降低燃料消耗量和噪音。

而且，由于如此构造，即，基于发动机转速NE，换言之，对应于发动机转速NE的变化而改变CVT16的减速比r，以使输出轴转速NOUT成为目标输出轴转速NOUTD，所以，即使在发动机转速NE发生了变化的情况下，例如在作用于交流发电机202上的负载发生变化而引起发动机转速NE发生了变化的情况下，也可以通过改变CVT16的减速比r，使经CVT16输入交流发电机202的输出(输出轴转速NOUT)恒定，从而能稳定地输出规定频率的交流电压。

而且，由于如此构造，即，当推测的发动机输出OP超过上升用阈值的状态经过了第1规定时间t1时，使目标发动机转速NED变为上升方向上的值，另一方面，当推测的发动机输出OP低于下降用阈值的状态经过了第2规定时间t2时，使目标发动机转速NED变为下降方向的值，所以能防止由发动机输出的暂时变动(起因于燃料积存等的偶然变动)引起的目标发动机转速NED的变化，从而能更有效地降低燃料消耗量和噪音。

而且，由于如此构造，即，以表示发动机18产生的最大输出的最大输出发生转速，具体地说，以4000[rpm]为上限，使目标发动机转速NED变为上升方向上的值，所以，在产生的负载(发动机输出OP)最大时，能使发动机输出最大化，从而能使发动机18的使用领域最大化。

如上所述，第一、第二实施例中的内燃机的控制装置由可变减速机构(CVT16)对内燃机(发动机)18的输出进行减速，用前述减速后的输出来驱动连接到前述内燃机上的机械(搬运车10、发电机200)，所述控制装置如此构成，即，具有：致动器(电动马达50)，其打开、关闭设置在前述内燃机上的节气门48；内燃机转速检测机构(曲轴角传感器54，ECU90，S10至S14，S100至S104)，其检测前述内燃机的转速NE；内燃机转速控制机构(ECU90)，其控制前述致动器的驱动，以便前述检测出的内燃机转速NE成为目标内燃机转速NED；输出轴转速检测机构(转速传感器124，ECU90，S20，S110)，其检测前述可变减速机构的输出轴96的转速NOUT；节气门开度检测机构(节气门开度传感器52，ECU90，S16，S106)，其检测前述节气门的开度θTH；内燃机输出推测机构(节气门开度传感器52，ECU90，S18，S108)，其根据前述检测出的内燃机转速和节气门的开度推测前述内燃机的输出OP；目标内燃机转速改变机构(ECU90，S24至S38，S46至S52，S60至S66，S112至S126，S134至S140，S148至S154)，当前述推测的内燃机输出OP超过了上升用阈值#OP12、#OP23、#OP34、#OP45时，该机构使前述目标内燃机转速NED变为上升方向上的值NED2、NED3、NED4、NED5；以及减速比改变机构(ECU90，S80至S88，S168至S176)，其基于前述检测出的内燃机转速NE，改变前述可变减速机构的减速比r，以便前述检测出的输出轴转速NOUT成为规定的目标输出轴转速NOUTD。

而且，前述目标内燃机转速改变机构如此构造，即，当前述推测的发动机输出OP低于设定的比前述上升用阈值低的下降用阈值#OP21、#OP32、#OP43、#OP54时，使前述目标发动机转速NED变为下降方向上的值NED1、NED2、NED3、NED4(ECU90，S40至S44，S54至S58，S68至S72，S74至S78，S128至S132，S142至S146，S156至S160，S162至S166)。

而且，前述目标内燃机转速改变机构如此构造，即，当前述推测的内燃机输出OP超过上升用阈值的状态经过了第1规定时间t1时，使前述目标内燃机转速变为上升方向上的值，另一方面，当前述推测的内燃机输出OP低于下降用阈值的状态经过了第2规定时间t2时，使前述目标内燃机转速变为下降方向上的值(ECU90，S24至S78，S112至S166)。

而且，前述机械为搬运车，该搬运车至少具有：装载货物的载货台12；和根据操作者的操作，由前述内燃机的减速后的输出来驱动的驱动轮60L、60R，而且所述搬运车具有对应前述操作者的操作，输出前述目标输出轴转速NOUTD的目标输出轴转速输出机构(车速调整杆86、ECU90、S22)，前述减速比改变机构如此构成，即，基于前述检测出的内燃机转速NE改变前述可变减速机构的减速比r，以便使前述检测出的输出轴转速成为前述目标输出轴转速(ECU90，S80至S88)。

而且，前述机械如此构成，即，其为由前述内燃机的减速后的输出来驱动的发电机200。

另外，在第一实施例及第二实施例中，尽管将第1规定时间t1和第2规定时间t2都设定为1[秒]，但是，将两者设定为不同的值也可以。而且，尽管目标发动机转速NED被设定成5级，但是4级以下或6级以上也可以。

而且，尽管具体地示出了目标发动机转速NED和规定时间t1、t2，及发动机输出OP等的数值，但是也可以不限于这些值。

而且，尽管作为变速机，使用了CVT(无级变速机)16，但是，代替它，也可以使用有级变速机。

另外，尽管作为打开、关闭节气门48的致动器，使用了步进马达，但是也可以使用DC马达或旋转电磁阀(rotary solenoid)等其它致动器。

而且，在第一实施例中，搬运车10通过使履带72转动而行走，但是其不限于此，也可以除去履带72，并将轮胎(车轮)连接到驱动轴58上，通过使所述轮胎(车轮)转动而行走。

而且，在第二实施例中，尽管目标输出轴转速NOUTD为3600[rpm]，但是3000[rpm](输出电流的频率为50[Hz])也可以，或者其它适当的值也可以。

Claims (5)

1.一种内燃机的控制装置，其中由可变减速机构对内燃机的输出进行减速，用前述减速后的输出来驱动连接到前述内燃机上的机械，其特征在于，所述控制装置具有：

a.致动器，其打开、关闭设置在前述内燃机上的节气门；

b.内燃机转速检测机构，其检测前述内燃机的转速；

c.内燃机转速控制机构，其控制前述致动器的驱动，以便前述检测出的内燃机转速成为目标内燃机转速；

d.输出轴转速检测机构，其检测前述可变减速机构的输出轴的转速；

e.节气门开度检测机构，其检测前述节气门的开度；

f.内燃机输出推测机构，其根据前述检测出的内燃机转速和节气门的开度，推测前述内燃机的输出；

g.目标内燃机转速改变机构，当前述推测的内燃机输出超过了上升用阈值时，该机构使前述目标内燃机转速变为上升方向上的值；和

h.减速比改变机构，其基于前述检测出的内燃机转速，改变前述可变减速机构的减速比，以便前述检测出的输出轴转速成为规定的目标输出轴转速。

2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于：当前述推测的内燃机输出低于设定的比前述上升用阈值低的下降用阈值时，前述目标内燃机转速改变机构使前述目标内燃机转速变为下降方向上的值。

3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于：当前述推测的内燃机输出超过前述上升用阈值的状态经过了第1规定时间时，前述目标内燃机转速改变机构使前述目标内燃机转速变为上升方向上的值；另一方面，当前述推测的内燃机输出低于前述下降用阈值的状态经过了第2规定时间时，使前述目标内燃机转速变为下降方向上的值。

4.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于：前述机械为搬运车，其至少具有装载货物的载货台和根据操作者的操作，由前述内燃机的减速后的输出来驱动的驱动轮，

i.而且具有目标输出轴转速输出机构，该目标输出轴转速输出机构对应前述操作者的操作输出前述目标输出轴转速，前述减速比改变机构如此构成，即，基于前述检测出的内燃机转速来改变前述可变减速机构的减速比，以便使前述检测出的输出轴转速成为前述目标输出轴转速。

5.如权利要求1至3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于：前述机械为由前述内燃机的减速后的输出来驱动的发电机。

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