JP2012057534A - 汎用エンジンの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】操作者のアクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるように算出されるスロットル開度などから燃料噴射量を算出する汎用エンジンにおいて、加速増加補正の開始の遅れを回避して応答性の低下を防止するようにした汎用エンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】操作者のアクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるように算出されたスロットル開度と検出されたエンジン回転数から燃料噴射量を算出する汎用エンジンの制御装置において、決定された目標エンジン回転数の変化量(Δ目標回転数)を算出して第1のしきい値と比較し(S10)、第1のしきい値を超えるとき、燃料噴射量を加速増加補正する(S12)。また、スロットル開度の変化量(Δスロットル)を第2のしきい値と比較し(S16)、それを超えるときも燃料噴射量を加速増加補正する(S20)。
【選択図】図2
【解決手段】操作者のアクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるように算出されたスロットル開度と検出されたエンジン回転数から燃料噴射量を算出する汎用エンジンの制御装置において、決定された目標エンジン回転数の変化量(Δ目標回転数)を算出して第1のしきい値と比較し(S10)、第1のしきい値を超えるとき、燃料噴射量を加速増加補正する(S12)。また、スロットル開度の変化量(Δスロットル)を第2のしきい値と比較し(S16)、それを超えるときも燃料噴射量を加速増加補正する(S20)。
【選択図】図2
Description
この発明は汎用エンジンの制御装置に関し、より具体的には汎用エンジンの燃料噴射量の加速増加補正についての制御装置に関する。
自動二輪車用のエンジンの制御装置においてスロットル開度の変化量などに基づいて加速状態を検出し、加速状態にあるとき、燃料噴射量を段階的に増量補正する技術が例えば特許文献1によって提案されている。
ところで、汎用エンジンとして、操作者に操作自在に配置されるアクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるようにアクチュエータを介してスロットル開度が制御される機構、いわゆる電子ガバナを備えたものが知られている。
その種の汎用エンジンに特許文献1記載の技術を適用した場合、負荷一定時にアクセルレバーを急激に開く操作(スナップ操作)がなされたときなど、アクセルレバーとスロットルバルブが連動していないことから、加速増加補正の開始が遅れて応答性が低下するという問題がある。
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、操作者のアクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるように算出されるスロットル開度などから燃料噴射量を算出する機構を備えた汎用エンジンにおいて、加速増加補正の開始の遅れを回避して応答性の低下を防止するようにした汎用エンジンの制御装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1にあっては、作業機の動力源として使用可能な汎用エンジンの吸気管に配置されたスロットルバルブと、前記スロットルバルブを開閉するアクチュエータと、操作者に操作自在に配置されるアクセルレバーと、前記アクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるように前記スロットルバルブのスロットル開度を算出するスロットル開度算出手段と、前記汎用エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、少なくとも前記算出されたスロットル開度と前記検出されたエンジン回転数とから燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、前記算出された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射するインジェクタとを備えた汎用エンジンの制御装置において、前記決定された目標エンジン回転数の変化量を算出する目標エンジン回転数変化量算出手段と、前記目標エンジン回転数の変化量を加速補正判断しきい値と比較し、前記目標エンジン回転数の変化量が前記加速補正判断しきい値を超えるとき、前記燃料噴射量を加速増加補正する加速増加補正手段とを備える如く構成した。
請求項2に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、前記算出されたスロットル開度の変化量を算出するスロットル開度変化量算出手段を備えると共に、前記加速増加補正手段は、前記算出されたスロットル開度の変化量を第2の加速補正判断しきい値と比較し、前記スロットル開度の変化量が前記第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、前記燃料噴射量を加速増加補正する如く構成した。
請求項3に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、前記加速増加補正手段は、前記スロットル開度の変化量が前記第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、所定の禁止期間にない場合、前記燃料噴射量を加速増加補正する如く構成した。
尚、所定の「禁止期間」は時間とクランク角度のいずれかで規定される場合を含む。
請求項1にあっては、汎用エンジンの吸気管に配置されたスロットルバルブと、スロットルバルブを開閉するアクチュエータと、操作者に操作自在に配置されるアクセルレバーと、アクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるようにスロットルバルブのスロットル開度を算出し、算出されたスロットル開度と検出されたエンジン回転数とから燃料噴射量を算出する汎用エンジンの制御装置において、決定された目標エンジン回転数の変化量を算出し、目標エンジン回転数の変化量を加速補正判断しきい値と比較し、目標エンジン回転数の変化量が加速補正判断しきい値を超えるとき、燃料噴射量を加速増加補正する如く構成したので、負荷一定時にアクセルレバーを急激に開く操作(スナップ操作)などがなされたとき、スロットル開度の変化に先立つ目標エンジン回転数の変化に着目して加速増加補正を開始することで、加速増加補正が遅れることがなく、よって遅れによる応答性の低下を防止することができる。
さらに、スロットル開度として算出された値を使用することから、スロットル開度を検出するスロットル開度センサが不要となって装置の構成を簡易にできると共に、スロットル開度センサが不要となることからそのセンサの故障にも影響されることがない。
請求項2に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、算出されたスロットル開度の変化量を算出すると共に、算出されたスロットル開度の変化量を第2の加速補正判断しきい値と比較し、スロットル開度の変化量が第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、燃料噴射量を加速増加補正する如く構成したので、上記した効果に加え、アクセルレバーの位置一定時に負荷が急増されたとき(負荷突入時)なども加速増加補正が遅れることがなく、よって遅れによる応答性の低下を防止することができる。
請求項3に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、スロットル開度の変化量が第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、所定の禁止期間にない場合、燃料噴射量を加速増加補正する如く構成したので、上記した効果に加え、負荷一定時にアクセルレバーを急激に開く操作がなされたときなどの加速増加補正と、アクセルレバーの位置一定時に負荷が急増されたときなどの加速増加補正が同時になされて加速増加補正が過度になるのを防止することができる。
以下、添付図面に即してこの発明に係る汎用エンジンの制御装置を実施するための最良の形態について説明する。
図1はこの発明の実施例に係る汎用エンジンの制御装置を全体的に示す概略図である。
図1において、符号10は汎用エンジン(汎用内燃機関)を示す。エンジン10は空冷式の4サイクル単気筒OHV型でガソリンを燃料とし、例えば400cc程度の排気量を有し、農業、建設などの産業用小型作業機の動力源として使用(接続)可能な汎用内燃機関からなる。
エンジン10のシリンダブロック10aの内部に形成されたシリンダ(気筒)12には、ピストン14が往復動自在に収容される。シリンダブロック10aにはシリンダヘッド10bが取り付けられ、ピストン14の頂部との間に燃焼室16が形成される。
燃焼室16には吸気管20が接続される。吸気管20にはスロットルバルブ22が配置されると共に、その下流の吸気ポートの付近にはインジェクタ24が配置される。インジェクタ24は燃料供給管26を介して燃料タンク30に接続される。
より具体的には、インジェクタ24は第1の燃料供給管26aを介してサブ燃料タンク32に接続されると共に、サブ燃料タンク32は第2の燃料供給管26bを介して燃料タンク30に接続される。
第2の燃料供給管26bには低圧ポンプ34が介挿され、燃料タンク30に貯留された燃料(ガソリン)を汲み上げてサブ燃料タンク32に圧送する。サブ燃料タンク32には燃料ポンプ(高圧ポンプ)36が配置される。
燃料ポンプ36は圧送されてフィルタ32aで濾過された燃料を高圧に加圧し、レギュレータ32bで調圧しつつ、燃料供給管26aを介してインジェクタ24に圧送する。サブ燃料タンク32の燃料の一部は戻し管26cを介して燃料タンク30に戻される。
エアクリーナ(図示せず)から吸入された吸気は吸気管20を流れ、スロットルバルブ22で流量を調整されて吸気ポートに至り、インジェクタ24から噴射された燃料と混合して混合気を形成する。
混合気は吸気バルブ40が開かれるとき、燃焼室16に流入し、点火プラグ42で点火されて燃焼してピストン14を駆動する。燃焼によって生じた排ガスは排気バルブ44が開かれるとき、排気管46を流れて外部に放出される。
シリンダブロック10aにはシリンダヘッド10bと対向する側においてクランクケース(図示せず)が取り付けられ、その内部にはクランクシャフト50が回転自在に収容される。クランクシャフト50はピストン14にコンロッド14aを介して連結され、ピストン14の駆動に応じて回転する。
クランクケースにはクランクシャフト50と平行してカムシャフト(図示せず)が回転自在に収容され、ギヤ機構(図示せず)を介してクランクシャフト50に連結されて駆動される。カムシャフトは吸気側カムと排気側カムを備え、図示しないプッシュロッドとロッカーアームを介して吸気バルブ40と排気バルブ44を開閉する。
クランクシャフト50の他端にはフライホイール52が取り付けられる。フライホイール52の外側位置においてクランクケースにはパルサコイル(クランク角センサ)54が取り付けられ、フライホイール52の表面側に取り付けられた1個のマグネット(永久磁石片。図示せず)と相対回転してその磁束と交錯することで、上死点付近の所定のクランク角度でクランクシャフト50の1回転当たり(360度当たり)1個の出力を生じる。
また、クランクケースの内側位置にはパワーコイル(発電コイル)56が取り付けられ、フライホイール52の裏面側に取り付けられた8個のマグネット(永久磁石片。図示せず)との相対回転に伴ってマグネットの磁束と交錯して起電力を生じるACG(交流発電機)として機能する。生じた起電力は整流された後、バッテリ(図示せず)に供給され、バッテリを充電する。
クランクシャフト50の一端には作業機などの負荷60が接続される。ここで負荷60は「原動機から出るエネルギ(出力)を消費する機械設備またはその機械設備が消費する動力(仕事率)の大きさ」を意味する。
エンジン10のハウジング(図示せず)上の適宜位置には操作者(ユーザ)に操作自在なアクセルレバー62が配置される。アクセルレバー62は、操作者の指でつままれて所定の最小エンジン回転数から最大エンジン回転数に至る範囲を回転して操作者の意図する目標エンジン回転数を指示可能なツマミからなる。
スロットルバルブ22は電動モータ(アクチュエータ。より具体的にはステッピングモータ)64が連結される。電動モータ64は、操作者のアクセルレバー62の操作と独立に、スロットルバルブ22を開閉するように構成される。即ち、スロットルバルブ22はDrive By Wire型に構成される。
吸気管20においてスロットルバルブ22の配置位置の上流にはサーミスタなどからなる吸気温度センサ70が配置され、その部位を流れる吸気の温度を示す出力を生じると共に、シリンダブロック10aには同様にサーミスタなどからなるエンジン温度センサ72が配置され、その部位の温度、即ち、エンジン10の温度を示す出力を生じる。
また、アクセルレバー62には可変抵抗器(ポテンショメータ)74が接続され、操作者の意図する目標エンジン回転数を示す出力を生じると共に、エンジン10のハウジング上の適宜位置には操作者(ユーザ)に操作自在な操作スイッチ(メインスイッチ)76が配置される。
操作スイッチ76は、操作者によってオン位置に操作される(オンされる)とき運転指示を示す出力を生じる一方、オフ位置に操作される(オフされる)とき停止指示を示す出力を生じる。
これらセンサ70,72,74とスイッチ76と前記したパルサコイル54ならびにパワーコイル56の出力は、ECU(Electronic Control Unit。電子制御ユニット)80に送られる。
ECU80はマイクロコンピュータを備え、パルサコイル54の出力からエンジン回転数を検出すると共に、その他のセンサ出力からインジェクタ24の開弁動作、燃料ポンプ36などの駆動動作、電動モータ64の駆動動作などを制御する。尚、エンジン回転数はパワーコイル56の出力から検出しても良い。
電動モータ64の駆動に関しては、ECU80はアクセルレバー62の操作者による操作に応じて指示(決定)される目標エンジン回転数となるようにスロットルバルブ22の開度(スロットル開度)を算出し、算出されたスロットル開度となるように電動モータ64に駆動回路(図示せず)を介して指令する。即ち、この実施例に係るエンジン10は、電動モータ64,ECU80などから構成される機構からなる電子ガバナを備える。
このようにECU80は電動モータの回転量を指令することから、スロットル開度センサを必要とすることなく、自らの指令値からスロットルバルブ22の開度(スロットル開度)を算出(検出)する。スロットル開度は全閉位置付近を0、全開位置付近を100としたときの%で算出される。
インジェクタ24の開弁動作に関して燃料噴射制御を説明すると、ECU80は、少なくとも算出されたスロットル開度とパルサコイル54の出力から検出されたエンジン回転数とから予め設定されたマップ値(特性)を検索して燃料噴射量を算出、即ち、スロットルスピード方式といわれる手法で燃料噴射量を算出する。
燃料噴射量はインジェクタ24の噴射時間(開弁時間)で算出される。エンジン10の始動時には検出されたエンジン温度でマップ検索値を補正すると共に、吸気温度変化が大きいときは検出された吸気温度でマップ検索値を補正する。
また、点火制御に関して説明すると、ECU80は適宜なパラメータから点火時期を算出し、点火コイルなどの点火装置82を介して点火プラグ42の点火動作を制御する。燃料噴射時期と点火時期はパルサコイル54の出力に合わせて実行される。
さらに、ECU80は上記した如く、アクセルレバー62の操作に応じて目標エンジン回転数を決定し、決定された目標エンジン回転数となるようにスロットルバルブ22のスロットル開度を算出し、少なくとも算出されたスロットル開度と検出されたエンジン回転数から燃料噴射量を算出し、さらに所定の条件が成立するとき、算出された燃料噴射量を加速増加補正する。
ECU80は、上記した目標エンジン回転数の決定、スロットル開度の算出、エンジン回転数の検出、燃料噴射量の算出を所定周期、例えば10msecごとに実行すると共に、算出値を所定の複数の制御周期の間、保持(記憶)する。ECU80は操作者によって操作スイッチ76がオンされるとき、上記した動作を実行すると共に、操作スイッチ76がオフされるとき、上記した動作を停止(終了)する。
図2はその燃料噴射量の加速増加補正処理を示すフロー・チャートである。
以下説明すると、S10において、Δ目標回転数(決定された目標エンジン回転数の変化量)を算出し、算出されたΔ目標回転数を第1の(加速補正判断)しきい値(例えば500rpm)と比較し、Δ目標回転数が第1のしきい値を超えるか否か判断する。
Δ目標回転数(決定された目標エンジン回転数の変化量)は例えば、直近の制御周期(例えば今回制御周期)で決定された目標エンジン回転数と前回の制御周期で決定された目標エンジン回転数の差を求めることで算出する。
負荷60が一定時にアクセルレバー62を急激に開く操作(スナップ操作)がなされたときなどはS10で肯定され、Δ目標回転数がしきい値を超えると判断されてS12に進み、燃料噴射量の加速増加補正を実施する。
即ち、算出された燃料噴射量に補正係数を乗じるなどして燃料噴射量を増加補正する。この加速増加補正は所定期間(例えば500msec)の間、継続して行う。尚、所定期間は例えば500msecなどと時間で表現したが、クランク角度で表現しても良い。
次いでS14に進み、Δスロットルによる加速増加補正(後述)を上記した所定期間の間、禁止する。
他方、S10で否定されるときはS16に進み、Δスロットル(算出されたスロットル開度の変化量)を算出し、算出されたΔスロットルを第2の(加速補正判断)しきい値と比較し、Δスロットルが第2のしきい値を超えるか否か判断する。
Δスロットル(算出されたスロットル開度の変化量)は例えば、直近の制御周期(例えば今回制御周期)で算出されたスロットル開度と前回の制御周期で算出されたスロットル開度の差を求めることで算出する。また、第2のしきい値は+10%、即ち、算出されたスロットル開度の差がある値(例えば10%)だけ増加しているかを検知するに足る値とする。
アクセルレバー62の位置一定時に負荷60が急増されたとき(負荷突入時)などはS16で肯定され、Δスロットルが第2のしきい値を超えると判断されてS18に進み、Δスロットルによる加速増加補正禁止中か否か、換言すればS14で述べた所定期間以内にあるか否か判断し、肯定されるときは以降の処理をスキップする一方、否定されるときはS20に進み、S12と同様に燃料噴射量の加速増加補正を実施する。
このように、S16以降の処理においては、算出されたスロットル開度の変化量が第2のしきい値を超えるとき、燃料噴射量を加速増加補正、より正確には算出されたスロットル開度の変化量が第2のしきい値を超えるとき、所定の禁止期間にない場合、燃料噴射量を加速増加補正する。
上記した如く、この実施例にあっては、作業機(負荷60)の動力源として使用可能な汎用エンジン10の吸気管20に配置されたスロットルバルブ22と、前記スロットルバルブ22を開閉するアクチュエータ(電動モータ)64と、操作者に操作自在に配置されるアクセルレバー62と、前記アクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるように前記スロットルバルブのスロットル開度を算出するスロットル開度算出手段(ECU80)と、前記汎用エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段(パルサコイル54,ECU80)と、少なくとも前記算出されたスロットル開度と前記検出されたエンジン回転数とから燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段(ECU80)と、前記算出された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射するインジェクタ24とを備えた汎用エンジンの制御装置において、前記決定された目標エンジン回転数の変化量(Δ目標回転数)を算出する目標エンジン回転数変化量算出手段(ECU80,S10)と、前記目標エンジン回転数の変化量を加速補正判断しきい値(第1のしきい値)と比較し(ECU80,S10)、前記目標エンジン回転数の変化量が前記加速補正判断しきい値を超えるとき、前記燃料噴射量を加速増加補正する加速増加補正手段(ECU80,S12)とを備える如く構成したので、負荷60の一定時にアクセルレバー62を急激に開く操作(スナップ操作)などがなされたとき、スロットル開度の変化に先立つ目標エンジン回転数の変化に着目して加速増加補正を開始することで、加速増加補正が遅れることがなく、よって遅れによる応答性の低下を防止することができる。
即ち、図3と図4に示す如く、目標エンジン回転数の変化はスロットル開度の変化に先立ち、反応時間に差があることから、目標エンジン回転数の変化に着目し、それを第1のしきい値と比較することで加速増加補正の必要性の有無を判断して加速増加補正を開始することとなり、図5に示す如く、従来手法に比して加速増加補正が遅れることがない。
さらに、スロットル開度として算出された値を使用することから、スロットル開度を検出するスロットル開度センサが不要となって装置の構成を簡易にできると共に、スロットル開度センサが不要となることからそのセンサの故障にも影響されることがない。
また、前記算出されたスロットル開度の変化量(Δスロットル)を算出するスロットル開度変化量算出手段(ECU80,S16)を備えると共に、前記加速増加補正手段は、前記算出されたスロットル開度の変化量を第2の加速補正判断しきい値と比較し(ECU80,S16)、前記スロットル開度の変化量が前記第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、前記燃料噴射量を加速増加補正する(ECU80,S20)如く構成したので、上記した効果に加え、アクセルレバー62の位置一定時などに負荷60が急増されたとき(負荷突入時)なども加速増加補正が遅れることがなく、よって図5に示すように遅れによる応答性の低下を防止することができる。
即ち、図6と図7に示す如く、アクセルレバー62の位置一定時に負荷60が急増されたとき(負荷突入時)などは目標エンジン回転数の変化に比してスロットル開度の変化が大きくなることから、スロットル開度の変化にも着目し、それを第2の加速補正判断しきい値と比較することで加速増加補正の必要性の有無を判断するように構成したので、同様に加速増加補正が遅れることがない。
また、前記加速増加補正手段は、前記スロットル開度の変化量が前記第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、所定の禁止期間にない場合、前記燃料噴射量を加速増加補正する(ECU80,S16からS20)如く構成したので、上記した効果に加え、スナップ操作時などの加速増加補正と、負荷突入時などの増加補正が同時になされて加速増加補正が過度になるのを防止することができる。
尚、上記において目標エンジン回転数の変化量(Δ目標回転数)などは全て例示であり、それらに限定されるものではない。
10 汎用エンジン(汎用内燃機関)、12 シリンダ、14 ピストン、22 スロットルバルブ、24 インジェクタ、42 点火プラグ、50 クランクシャフト、52 フライホイール、54 パルサコイル(クランク角センサ)、56 パワーコイル、60 負荷、62 アクセルレバー、64 電動モータ(アクチュエータ)、70 吸気温度センサ、72 エンジン温度センサ、74 可変抵抗器、80 ECU(電子制御ユニット)
Claims (3)
- 作業機の動力源として使用可能な汎用エンジンの吸気管に配置されたスロットルバルブと、前記スロットルバルブを開閉するアクチュエータと、操作者に操作自在に配置されるアクセルレバーと、前記アクセルレバーの操作に応じて決定される目標エンジン回転数となるように前記スロットルバルブのスロットル開度を算出するスロットル開度算出手段と、前記汎用エンジンのエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、少なくとも前記算出されたスロットル開度と前記検出されたエンジン回転数とから燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、前記算出された燃料噴射量に基づいて燃料を噴射するインジェクタとを備えた汎用エンジンの制御装置において、前記決定された目標エンジン回転数の変化量を算出する目標エンジン回転数変化量算出手段と、前記目標エンジン回転数の変化量を加速補正判断しきい値と比較し、前記目標エンジン回転数の変化量が前記加速補正判断しきい値を超えるとき、前記燃料噴射量を加速増加補正する加速増加補正手段とを備えたことを特徴とする汎用エンジンの制御装置。
- 前記算出されたスロットル開度の変化量を算出するスロットル開度変化量算出手段を備えると共に、前記加速増加補正手段は、前記算出されたスロットル開度の変化量を第2の加速補正判断しきい値と比較し、前記スロットル開度の変化量が前記第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、前記燃料噴射量を加速増加補正することを特徴とする請求項1記載の汎用エンジンの制御装置。
- 前記加速増加補正手段は、前記スロットル開度の変化量が前記第2の加速補正判断しきい値を超えるとき、所定の禁止期間にない場合、前記燃料噴射量を加速増加補正することを特徴とする請求項2記載の汎用エンジンの制御装置。
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CN111765015A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-13 | 上海华兴数字科技有限公司 | 发动机转速的校准方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
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CN111765015A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-13 | 上海华兴数字科技有限公司 | 发动机转速的校准方法、装置、电子设备及可读存储介质 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20131203 |