JP2013529758A - 始動時における内燃エンジンへの燃料供給を制御するための方法、およびキャブレータ - Google Patents

Abstract

本発明は、始動時における内燃エンジンへの燃料供給を制御する方法に関する。燃料供給システムは、リーンモードおよびリッチモードを含む少なくとも２つの始動モードに設定可能であり、モード選択は、前回の始動動作または成功したエンジン稼働に基づいて行われる。また、本発明は、燃料供給システムを備えるキャブレータ（１０）に関し、該燃料供給システムは、主燃料通路（１３）およびアイドリング燃料通路（１４）を有する。主燃料通路（１３）は、アクティブ制御バルブ（２６）を含む。アイドリング燃料通路（１４）は、バルブ（２６）の下流側において主燃料通路（１３）から分岐する。燃料供給システムは、始動燃料ライン（２３、４２３）をさらに備え、該始動燃料ライン（２３、４２３）は、バルブ（２６）の上流側（図１）または下流側（図４）から延び、チョークバルブの下流側近傍において、始動燃料出口の少なくとも１つにおいて終端する。
【選択図】図１

Description

本発明は、始動時における内燃エンジンへの燃料供給を制御する方法に関し、このエンジンは、燃料供給システムを備える。

また、本発明は、キャブレータに関し、本キャブレータは、ベンチュリ部を有する吸気チャネルと、ベンチュリ部の下流側にて吸気チャネルに設けられたスロットルバルブと、ベンチュリ部の上流側にて吸気チャネルに設けられたチョークバルブと、主燃料通路およびアイドリング燃料通路を有する燃料供給システムとを備える。主燃料通路は、アクティブに制御される燃料バルブを含み、ダイヤフラムにより制御された調整チャンバを、ベンチュリ部の領域における主出口に接続する。アイドリング燃料通路は、バルブの下流側において主燃料通路から分岐し、スロットルバルブの領域において少なくとも１つのアイドリング出口にて終端する。

２ストロークまたは４ストローク型の内燃エンジンは、通常、キャブレータ型またはインジェクション型の燃料供給システムを備えている。キャブレータにおいては、キャブレータのスロットルは、オペレータの要求による影響を受け、このため、大きく開いたスロットルによって、キャブレータバレルにおける最小のスロットル調整が行われる。キャブレータのベンチュリを通過する気体によってもたらされる押圧によって、燃料をエンジン内へ引き込む。

ダイヤフラム型のキャブレータは、手持ち式のエンジンアプリケーションにおいて、特に有益である。このアプリケーションでは、エンジンは、実質的に、逆さまの向きを含む、如何なる向きでも操作され得る。このようなキャブレータは、典型的には燃料ポンプを備え、燃料ポンプは、燃料タンクから燃料を引き出し、ニードルバルブを介して、燃料圧力調整器へと供給する。燃料圧力調整器は、通常、燃料計量チャンバを有する。燃料計量チャンバは、燃料ポンプから供給された燃料を貯蔵し、一般的には、ダイヤフラムによって雰囲気から分離されている。ダイヤフラムは、燃料圧力を一定の圧力に調整する。ニードルバルブは、ダイヤフラムが移動するにつれて、燃料ポンプから燃料計量チャンバへの燃料通路を開閉する。燃料計量チャンバから、燃料は、主チャネルとアイドルチャネルを経て、主気体通路へ供給される。主チャネルは、流体的に、スロットルバルブに達する前に、主気体通路における主ノズルに達している。その一方で、アイドルチャネルは、流体的に、スロットルバルブの直後に、アイドルノズルに達している。

従来のキャブレータを備えるクランク室掃気エンジンを始動すると、チョークバルブはオペレータによって、チョークボタンを用いて閉鎖され、スロットルバルブは、始動ガス位置にセットされる。エンジンを始動するために引きコードを引くと、気体と燃料の混合気が、エンジンのクランク室に供給される。最初の点火の音がオペレータによって聴かれると、エンジンに過剰な燃料を充満させないように、チョークバルブが開放される。しかしながら、オペレータが最初の点火を見逃して、エンジンに燃料を充満させてしまい、製品が所望のように始動できない場合がある。

米国特許６，９３２，０５８号公報は、ダイヤフラムにより制御された調整チャンバから、キャブレータの吸気チャネルへと、燃料を供給するための燃料供給システムを備えたキャブレータを開示している。この燃料供給システムは、制御バルブを含む主燃料通路と、制御バルブの下流側で主燃料通路から分岐するアイドリング燃料通路とを有する。したがって、制御バルブは、吸気チャネルに供給される全ての燃料を制御する。しかしながら、この手段は、ある状況において、不適切な燃料供給をもたらしてしまうことが、明らかとなってきた。特に、始動時において、燃料供給を制御することが、困難である。

米国特許７，６０３，９８３号公報は、燃料供給システムを備えたキャブレータを示しており、この燃料供給システムは、ダイヤフラムにより制御された調整チャンバから、キャブレータの吸気チャネルへと燃料を供給するための、２つの独立した燃料通路を有する。第１の燃料通路は、制御バルブを含む主燃料通路と、制御バルブの下流側で主燃料通路から分岐するアイドリング燃料通路とを含む。第１のバイパスラインは、制御バルブをバイパスする。第２の燃料通路は、調整チャンバを、スロットルバルブの領域の出口と接続し、第２のバイパスラインを提供する。第２バルブは、第２のバイパスライン（または、代替的には、第１の始動燃料ライン）に、設置されている。第２バルブの開閉は、チョークバルブの位置によって制御される。キャブレータは、制御バルブの下流側において、加速時に追加燃料を主燃料通路に供給するための加速ポンプをさらに備える。この手段は、燃料供給の動作範囲を改善する。しかしながら、この手段は、コストが掛かり、例えば米国特許６，９３２，０５８号に比べて、複数の追加コンポーネントを備えることになる。

米国特許６，８８０，８１２号公報は、２つの独立した燃料供給システムを備えたキャブレータを開示している。この燃料供給システムの各々は、電磁気的に駆動される制御バルブを有する。制御システムは、エンジン速度センサと温度センサからの入力を用いて、バルブの開閉を制御する。この手段も、コストが掛かり、且つ複雑である。

米国特許出願２００９／００１３９５１号公報は、燃料供給システムを備えたキャブレータを開示しており、この燃料供給システムは、ダイヤフラムにより制御された調整チャンバから、キャブレータの吸気チャネルへと燃料を供給するための、２つの燃料通路を有する。主通路は、通常の動作の間に、燃料を吸気チャネルへ供給する。始動用燃料供給通路は、始動用燃料を供給するタイミングを制御するためのソレノイドバルブを有する。このキャブレータにおいては、通常の動作の間に、燃料供給を電気的に制御することができない。何故ならば、ソレノイドバルブは、始動用燃料供給通路においてのみ、動作するからである。

本発明の１つの目的は、クランク室掃気エンジンを始動しようとしたときに、燃料の供給を制御する方法を提供することである。

本発明の他の目的は、クランク室掃気エンジンを始動しようとしたときに、始動動作の間に追加燃料を供給可能としつつ、始動時においてエンジンに燃料を充満させてしまう虞を低減するように、燃料の供給を制御するためのキャブレータを提供することである。

上述したこれら目的または課題の少なくとも１つは、以下の構成を備える方法によって、対処される。本方法は、始動時における内燃エンジンへの燃料供給を制御する方法であって、エンジンは、燃料供給システムを備え、燃料供給システムは、リーンモードおよびリッチモードを含む少なくとも２つの始動モードに設定可能であり、リッチモードは、エンジンの始動の間に追加の燃料を供給する。ここで、本方法は、
ａ）始動動作の間に、前回の始動動作から得られた少なくとも１つのエンジンパラメータ、直近の成功したエンジン稼働から得られた少なくとも１つのエンジンパラメータ、および、現在の始動動作における少なくとも１つのエンジンパラメータ、の少なくとも１つの評価に基づいて、次の始動動作がリーンモードで実行されるべきか、またはリッチモードで実行されるべきかを判断するステップと、
ｂ）次の始動動作がリーンモードまたはリッチモードで実行されるように、燃料供給システムを、評価に依存して該リーンモードまたは該リッチモードに設定するステップとを備える。

好ましくは、最初の始動動作は、常にリーンモードで実行されるように、エンジンが稼働に成功した後に停止した場合に、燃料供給システムは、リーンモードに設定される。これにより、始動時においてエンジンに燃料を充満させてしまう虞を低減することができる。

好ましくは、エンジンが始動位置にセットされたときに始動されたことによって、始動動作が判断される。そして、本方法は、エンジンが始動位置にて始動されたことを検知するステップを備え、好ましくは、始動位置は、始動ガス位置に配置されたスロットルバルブと、閉鎖位置に配置されたチョークバルブと、を含み、始動ガス位置は、例えば、５〜２０％、２０〜４０％、４０〜６０％、または６０〜９０％の間隔のスロットル比を含む。

好ましくは、ステップａ）において、上記評価は、監視されている、現在の始動動作の少なくとも１つのエンジンパラメータに基づいて、点火を示す信号が生じたか否かを判断することを含む。そして、点火を示す信号が生じたと判断された場合、ステップｂ）において、燃料供給システムは、リーンモードに設定または維持される。

好ましくは、点火を示す信号は、エンジン速度を監視し、始動動作の間における該エンジン速度の挙動を評価することによって判断される。例えば、エンジン速度の急激な増加は、点火を示すものと判断される。

好ましくは、点火を示す信号は、点火の割合が、予め定められた点火閾値より大きいか否かによって、判断される。ここで、点火の割合は、下死点から上死点までの時間と、上死点から下死点までの時間との間の割合に基づく。

好ましくは、エンジンパラメータは、
−直近の成功したエンジン稼働から経過した時間を示す停止時間ｔ２、
−直近の成功したエンジン稼働の期間を示す稼働時間ｔ１、
−直近のエンジン停止における停止温度Ｔ１、および
−現在の始動動作における始動温度Ｔ２
の少なくとも１つを含む。

好ましくは、燃料供給システムは、ダイヤフラムによって制御される調整チャンバを、ベンチュリ部の領域における主出口に接続する主燃料通路を備える。主燃料通路は、電気制御バルブと、バルブの下流側において主燃料通路から分岐し、スロットルバルブの領域において少なくとも１つのアイドリング出口にて終端するアイドリング燃料通路とを有する。また、燃料供給システムは、始動燃料ラインをさらに備える。始動燃料ラインは、バルブの上流側または下流側から延び、吸気チャネルへの始動燃料出口の少なくとも１つにおいて終端する。

ここで、「始動燃料ライン」との語は、冷えたエンジンを始動するのに通常必要とされる、追加的な量の燃料を供給するための燃料ラインを示すものとして用いられる。

好ましくは、燃料バルブは、双安定性の２位置バルブであって、開口された第１の位置と、閉鎖された第２の位置とを有する。このバルブは、リーンモードにおいては閉鎖され、リッチモードにおいては開放される。

適切には、少なくとも１つの始動燃料出口は、吸気チャネルに燃料を供給するために、ベンチュリ部の上流側に配置され、好ましくは、チョークバルブの領域において、該チョークバルブの下流側に配置される。

好ましくは、エンジンは、クランク室掃気エンジンである。

好ましくは、エンジンは、２ストロークエンジンである。しかしながら、エンジンは、４ストロークエンジンであってもよい。

また、本発明は、上述したキャブレータに関するものである。本キャブレータにおいては、燃料供給システムは、１つのみのアクティブ制御バルブを有し、該アクティブ制御バルブは、調整チャンバと吸気チャネルとの間に配置され、エンジンの動作の間にアクティブ制御される。また、燃料供給システムは、始動燃料ラインをさらに備え、該始動燃料ラインは、バルブの上流側または下流側から延び、吸気チャネルへの始動燃料出口の少なくとも１つにおいて終端する。これにより。始動時に、適応する燃料供給を行うことが可能な、簡単且つ安定した燃料供給システムを実現することができる。

好ましい一実施形態において、始動燃料ラインは、バルブの上流側から延びる。また、本キャブレータは、雰囲気を始動燃料ラインに接続する気体チャネルを備える。始動燃料ラインは、燃料を調整チャンバから取り込むとともに、気体を気体チャネルから取り込むことができ、これにより、エンジンの動作の間に、始動燃料出口から吸気チャネルへ供給された燃料の濃度を薄める。

他の好ましい実施形態において、始動燃料ラインは、バルブの下流側から延びる。また、本キャブレータは、チョークバルブを通過する気体の漏れを許容する気体導管を備える。始動燃料ラインは、燃料を主燃料通路から取り込むとともに、気体を、気体導管を介してチョークバルブを通過するように送ることができ、これにより、エンジンの動作の間に、始動燃料出口から吸気チャネルへ供給された燃料の濃度を薄める。

好ましくは、チョークバルブは、ディスクの形態としての閉鎖メカニズムを有するバタフライバルブである。そして、チョークバルブを通過する気体の漏れを許容する気体導管は、ディスクを貫通する拡大された孔、または、ディスクを貫通する追加的な孔であり、バルブが閉鎖されている場合に、チョークバルブを通過する気体の流れを増加させる。

好ましくは、アクティブ制御バルブは、双安定性の２位置バルブであって、開口された第１の位置と、閉鎖された第２の位置とを有する。

好ましくは、アクティブ制御バルブは、電気的に制御される。

好ましくは、少なくとも１つの始動燃料出口は、吸気チャネルに燃料を供給するために、ベンチュリ部の上流側に配置され、好ましくは、チョークバルブの領域において、該チョークバルブの下流側に配置される。

第１の実施形態に係る、キャブレータの燃料供給システムの該略図である。 始動時に燃料供給を制御するためのプロセスを示すフローチャートである。 始動動作の一例を示す。 第２の実施形態に係る、キャブレータの燃料供給システムの該略図を示す。

本発明は、主に、クランク室掃気型、スパーク点火型、２または４ストローク型のエンジンに関し、以下の説明におけるエンジンに関する如何なる一般的言及も、これらのタイプのエンジンに関するものである。しかしながら、クランク室掃気エンジンでないものも、可能である。

図１は、ダイヤフラムキャブレータの形態としての燃料供給ユニットを示す該略図である。キャブレータ本体１０は、気体入口側３４から気体出口側３５まで延びる吸気チャネル３０を備える。チョークバルブ３２は、吸気チャネル３０内において、該吸気チャネルの気体入口側３４に、設けられている。また、スロットルバルブ３３は、吸気チャネル３０内において、該吸気チャネルの気体出口側３５に、設けられている。スロットルバルブ３３とチョークバルブ３２との間において、ベンチュリ３１が、吸気チャネル３０内に形成されている。動作中は、気体が、気体入口側３４からエアフィルタ（図示せず）を介して取り込まれ、混合気が、気体出口側３５に連結されたエンジン（図示せず）に供給される。

燃料ポンプ８は、燃料タンク９から燃料を取り込む。燃料ポンプ８は、公知のパルス制御ダイアフラムポンプであってもよく、該パルス制御ダイアフラムポンプは、エンジンのクランク室によって生成された圧力パルスによって、駆動される。なお、キャブレータは、エンジンのクランク室に、混合気を供給する。燃料ポンプ８は、燃料調整器１１の燃料計量チャンバ１２へ、ニードルバルブ（図示せず）を介して、燃料を供給する。燃料計量チャンバ１２は、ダイヤフラム１５によって雰囲気圧力から分離されており、予め定められた量の燃料を保持することができる。

主燃料通路１３は、燃料計量チャンバ１２を、吸気チャネル３０における主出口２２に接続する。なお、主出口２２は、ベンチュリ３１の領域に配置されている。アクティブ制御燃料バルブ２６は、主燃料通路１３に設けられる。アクティブ制御燃料バルブ２６は、好ましくは、双安定性のバルブであって、開放位置と閉鎖位置との間でスイッチすることができる。電気制御燃料バルブ２６の下流側において、アイドリング燃料通路１４は、主燃料路１３から分岐する。アイドリング燃料通路１４自体は、吸気チャネル３０に向かって、３つのアイドリング出口１９、２０、２１に分岐する。これら３つのアイドリング出口１９、２０、２１は、スロットルバルブ３３の領域において、連続して配置されている。より正確には、第１のアイドリング出口１９は、スロットルバルブ３３が閉鎖された場合、スロットルバルブ３３の上流側に配置され、第２のアイドリング出口２０は、閉鎖されたスロットルバルブ３３の領域近傍に配置され、第３のアイドリング出口２１は、スロットルバルブ３３の下流側に配置される。

燃料バルブ２６は、電気制御ユニット（ＥＣＵ）５０によって制御される。電気制御ユニット５０は、例えばスロットル位置のようなセンサ入力を、少なくとも１つのスロットル位置センサから受信する。また、電気制御ユニット５０は、例えばエンジン速度のようなセンサ入力を、少なくとも１つのエンジン速度センサから受信する。また、電気制御ユニット５０は、例えば温度のようなセンサ入力を、少なくとも１つの温度センサから受信する。電気制御ユニット５０は、例えば、燃料バルブ２６を開放または閉鎖する時を決定するために、これらセンサ入力を用いることができる。

始動燃料ライン２３は、燃料計量チャンバ１２から延び、チョークバルブ３２の領域において、該チョークバルブ３２の下流側に、始動燃料出口２５を有する。任意の気体チャネル２４は、点線で示されており、雰囲気を始動燃料ライン２３に接続する。気体チャネル２４は、エンジンの動作中に、始動燃料ライン２３によって吸気チャネル３０へ供給された燃料の濃度を薄める（すなわち、吸気チャネル３０内における圧力変動に起因して、始動燃料出口２５により取り込まれた燃料に、気体を混合することによって、薄める）。始動燃料ライン２３は、好ましくは、燃料計量チャンバ１２から吸気チャネル３０まで、キャブレータ本体に細い孔を穿孔することによって、形成される。気体チャネル２４の代替としては、始動燃料ライン２３を形成する孔の直径を縮減すること、または、始動燃料ライン２３において、他の流れ規制手段を追加することが、挙げられる。始動燃料ライン２３は、代替的には、電気制御バルブ２６の上流側にて、主燃料通路１３から分岐してもよい。

主燃料通路１３、アイドリング燃料通路１４、および始動燃料ライン２３は、それぞれ、燃料が燃料計量チャンバ１２へ逆流してしまうのを防止するためのチェックバルブ１６〜１８を有する。

キャブレータ１０は、例えば、米国特許７，６１１，１３１号公報に記載されているように、始動位置にセットされ得る。始動位置においては、チョークバルブ３２は、閉鎖されており、スロットルバルブ３３は、若干（完全に開放された位置の、約５〜２０％、２０〜４０％、４０〜６０％、６０〜９０％）開放されている。キャブレータ１０が始動位置にある間に、エンジンを始動するために引きコードを引くと、吸気チャネル３０における圧力変動によって、始動燃料出口２５から燃料が取り込まれる。これらの回転のために、電気制御バルブ２６が開放され、その結果、燃料は、主燃料出口２２およびアイドリング燃料出口１９、２０、２１から、取り込まれる。これにより、追加の量の燃料が供給される。しかしながら、これらの回転のために、燃料バルブ２６が閉鎖され、燃料は、始動燃料出口２５からのみ、取り込まれることになる。

本発明の好ましい一実施形態において、始動動作の間の全ての回転に対して、燃料バルブ２６は、閉鎖または開放される（他の動作条件においては、燃料バルブ２６は、燃料比を調整するために、頻繁に開閉する）。始動動作時に燃料バルブ２６が閉鎖される場合のモードにおいては、燃料供給システムは、リーンモード（ｌｅａｎ ｍｏｄｅ）として言及される。また、始動動作時に燃料バルブ２６が開放される場合のモードにおいては、燃料供給システムは、リッチモード（ｒｉｃｈ ｍｏｄｅ）として言及される。

始動位置から移動して、チョークバルブ３２は、完全に開放された位置へと開放される。その一方、スロットルバルブ３３は、閉鎖位置（アイドルスロットル）と、完全開放位置（最大スロットル）との間の如何なる位置をも取り得る。スロットルバルブ３３が閉鎖されているとき、燃料は、主に、第１のアイドリング出口１９から取り込まれる。そして、電気制御バルブ２６は、例えば、国際公開ＷＯ２００９／０３８５０３号公報に記載されているようなアイドリング制御スキームに従って、バルブ２６を開閉することによって、アイドリングの間に燃料供給を制御することができる。なお、国際公開ＷＯ２００９／０３８５０３号公報に記載のアイドリング制御スキームは、本参照により本稿に含まれるものとする。同じ方法で、例えば、国際公開ＷＯ２００７／１３３１２５号公報および国際公開ＷＯ２００７／１３３１４８号公報に記載されているような、気体と燃料の混合比を調整するようにバルブ２６を開閉することによって、燃料供給を制御することができる。

始動時における内燃エンジンへの燃料供給の制御
始動時における内燃エンジンへの燃料供給を制御する方法について、図２を参照して、以下に詳細に説明する。

点線枠にて示された「キャブレータを始動位置にセットする」ボックス１００は、オペレータがキャブレータを始動位置（例えば、閉鎖されたチョークバルブ３２と、若干開放されたスロットルバルブ３３）にセットすることを示す。その後に、ボックス１０１において、オペレータは、例えば、引きコードを引いて、始動メカニズムを作動させる。ここで、ボックス１０１も、点線にて示されており、これらステップは、本発明の方法の部分を構成していないことを示している。

始動メカニズムを作動した後、エンジン制御ユニットは、起動され、「始動位置？」のボックス１０３において、キャブレータがその始動位置にセットされているか否かを判断する。ここで、エンジン制御ユニットは、スロットル位置センサ１１３からのスロットル位置を用いて、キャブレータが始動位置にセットされているか否かを判断する。キャブレータが始動位置にセットされていない場合、燃料供給システムは、「実行モード」のボックス１０４によって示されているような他の制御方法によって、制御される。

他方、始動位置が検知された場合、次の「点火検知＝真？」のボックス１０７は、「点火検知」ボックス１１４からの入力（すなわち、「真」または「偽」を表す値）を受信することによって、前回の始動動作において、最初の点火が検知されたか否かをチェックする。その値が「真」である場合、燃料供給システムは、「リーンモードを設定／維持する」ボックス１０９において、リーンモードに設定または維持される。他方、値が「偽」である場合、「冷たいまたは暖かい？」ボックス１０８へと進み、このボックス１０８において、エンジンが、暖まった状態および冷えた状態のいずれで始動されたと考えられるかを判断する。

ボックス１０８において、暖まっているか、または冷えているかの判断は、ボックス１１５からのエンジンパラメータを用いて行われる。ここで、このパラメータは、現在の始動動作、および／または前回の始動動作、および／または直近の成功したエンジン稼働からのパラメータを示す。エンジンパラメータは、例えば、直近の成功した稼働においてエンジンが停止されたときに記録された停止温度Ｔ１、現在の始動動作の始動温度Ｔ２、ならびに、直近の成功したエンジン稼働の期間ｔ１および直近の成功したエンジン稼働からの時間ｔ２のようなパラメータである。一例として、ボックス１０８における条件は、
１）ｔ２＞停止時間閾値（例えば５分）→冷えた状態での始動、それ以外は暖まった状態での始動、
２）ｔ１＜期間閾値（例えば５秒）、且つ、ｔ２＜冷たい温度の閾値（例えば−５℃）→冷えた状態での始動、それ以外は暖まった状態での始動、
３）ｔ２＞ｆ（Ｔ１）→冷えた状態での始動、それ以外は暖まった状態での始動（ここで、Ｔ１_１＞Ｔ１_２の場合、ｆ（Ｔ１_１）＞ｆ（Ｔ１_２））としてもよい。

最も簡単である第１の例として、暫くの間、エンジンが稼働していなかった場合、エンジンは、冷たいと考えられ、それ以外は暖かいと考えられる。第２の例として、直近のエンジンの稼働が、短い間のものであって、温度センサが、エンジンが極低温であると示している場合（例えば、エンジンが、寒冷な冬の日の間に冷やされている場合）、エンジンは、冷えていると考えられる。第３の例として、直近の成功したエンジン稼働からの時間ｔ２は、エンジンが停止されたときのエンジン温度Ｔ１に依存する値と比較される。すなわち、エンジンが停止したときに、該エンジンが高温である場合、エンジンの冷却には時間が掛かるものと予想される。ある特定の条件を例として示したが、当然ながら、例えば１以上の例を組み合わせることによって、より複雑な条件を用いてもよい。

始動動作の間に、エンジンが暖まった状態で始動したと判断された場合、燃料供給システムは、「リーンモードを設定／維持する」ボックス１０９において、リーンモードに設定または維持される。エンジンが冷えた状態で始動したと判断された場合、「最初の点火？」のボックス１１０に進む。

「最初の点火？」のボックス１１０において、始動動作の間にいずれかの点火が行われたか否かを検知するために、所定の機能がエンジン速度データ１１６を評価する。点火が行われたと判断された場合、「点火検知＝真」のボックス１１１において、可変の「点火検知」が、「真」に設定される。その後に、燃料供給システムは、「リーンモードを設定／維持する」ボックス１０９において、リーンモードに設定または維持される。これにより、次回の始動動作は、リーンモードで実行されることになる。これは、以下の事由により、行われる。すなわち、最初の点火が行われたと判断された場合、エンジンが始動状態に近づいており、且つ、最適値に近いクランク室の燃料比を有していると考えられるからである。したがって、燃料供給システムをリーンモードに設定することによって、次回の始動動作の間に、エンジンに燃料を充満させてしまう虞を、最小限に抑えることができる。

他方、ボックス１１０において点火が検知されなかった場合、燃料供給システムは、「リッチモードに設定／維持する」ボックス１１２において、リッチモードに設定または維持される。これにより、次回の始動動作は、燃料供給システムがリッチモードとなっている状態で、実行される。

当然ながら、点線枠で表示された「エンジン稼働開始」のボックス１１７に示されているように、エンジンが稼働をし始めると、その次の始動動作は、発生しない。そして、エンジンへの燃料供給を制御するために、他のスキームが起動される。

エンジンの稼働が成功し、点線ボックス１１８により示されているようにエンジンが停止した後、燃料供給システムは、ボックス１１９において、リーンモードに設定される。さらに、停止の間に、ボックス１２０に示されているように、エンジン停止温度Ｔ１、および成功したエンジン稼働の期間ｔ１といったエンジンパラメータが記録され、タイマーｔ２が開始される。また、可変の「点火検知」は、ボックス１２１に示されているように、停止の間、「偽」にセットされる。このようにして、成功したエンジン稼働の後、エンジンは、燃料供給システムがリーンモードに設定され、且つ、点火検知が「偽」にセットされた状態で、始動することになる。

図３は、始動手順に関する例を示している。上段のグラフは、オペレータの動作を示し、中段のグラフは、燃料バルブの動作を示し、下段のグラフは、燃料供給を示している。なお、各グラフは、同じ時間スケールに従っている。図２の制御スキームにおけるボックスに対応する、適用可能な参照符号が用いられる場合、これら参照符号は、１００番台の数字で示されている。参照符号２００によって示されているように、エンジンの始動を開始する前は、燃料バルブ２６（図１を参照）は、閉鎖されている（燃料供給システムは、リーンモードである）。また、始動前において、エンジンは、オペレータによって、始動位置にセットされる。これは、図２の「キャブレータを始動位置にセットする」ボックス１００に相当する。エンジンを始動位置にセットした後、オペレータは、最初の始動動作「引く１」を、コードを引くことによって行う。これは、図２の「始動メカニズムを作動する」ボックス１０１に対応する。燃料バルブ２６（図１を参照）が閉鎖されているので、始動燃料出口２５（図１を参照）からの、少量の始動燃料２０５のみが、供給される。すなわち、この最初の始動動作は、リーンモードで実行される。この始動動作の間に、図２の制御スキームは、次の始動動作が、リーンモードで実行されるべきか、または、リッチモードで実行されるべきかを評価する。ここでは、到達した決定は、次の始動動作がリッチモードで実行されるべきであり、それ故に、燃料バルブ２６が開放されるというものであった。これは、図２の「リッチモードに設定／維持する」ボックス１１２に相当する。第２の始動動作「引く２」においては、燃料バルブ２６は、開放される。したがって、始動燃料出口２５から取り込まれる燃料に加えて、主出口２２およびアイドリング出口１９〜２１からも、燃料が取り込まれる。これにより、追加の始動燃料２０６をエンジンに提供することになる。また、第２の始動動作の間に、図２の制御スキームは、次の始動動作がリーンモードで実行されるべきか、またはリッチモードで実行されるべきかについて評価するために、実行される。ここでは、到達した決定は、次の始動動作が継続してリッチモードで実行されるべきであり、それ故に、燃料バルブ２６の開放状態を維持するというものであった。第３の始動動作「引く３」において、燃料バルブ２６は、開放されており、それ故に、燃料は、始動燃料出口２５と、主出口２２およびアイドリング出口１９〜２１とから、取り込まれる。これにより、追加の始動燃料２０６をエンジンに提供することになる。第１および第２の始動動作の間に行われたように、図２の制御スキームは、次の始動動作がリーンモードで実行されるべきか、またはリッチモードで実行されるべきかについて評価するために、実行される。ここでは、最初の点火が検知され、それ故に、燃料供給システムは、燃料バルブ２６を閉じることによって、リーンモードに設定される。これは、図２の「リーンモードを設定／維持する」ボックス１０９に相当する。したがって、第４の始動動作は、リーンモードで実行され、ここでは、燃料バルブ２６が閉鎖されている。そのため、始動燃料出口２５からの始動燃料２０５のみが、供給されることになる。この始動動作の間に、エンジンが点火され、稼働し始める。これは、図２の「エンジン稼働開始」ボックス１１７に相当する。制御スキームは、この段階で「ガス制御開始」のスキーム２０１に変更される（このスキーム２０１は、本発明の部分を構成するものではないので、詳細な説明を省略する）。「ガス制御開始」２０１は、スロットルトリガが起動されるまで、有効となる。そして、「ガス制御開始」２０１は、他の制御スキームに置換される。この他の制御スキームは、ここでは「通常制御」２０２として言及され、例えばアイドリング（例えば、国際公開ＷＯ２００９／０３８５０３号公報に記載）およびフルスロットル（例えば、国際公開ＷＯ２００７／１３３１２５号公報に記載）のような、異なる動作条件を扱う。「ガス制御開始」２０１（図１を参照）の間に、主な量の燃料２０７が、燃料バルブ２６を開閉することによって、主出口２２およびアイドリング出口１９〜２１から取り込まれる。しかしながら、「ガス制御開始」の間には、チョークバルブ３２（図１を参照）が閉じられているので、少量の燃料が、始動燃料出口２５からも取り込まれる。「通常制御」の間には、エンジンがフルスロットルで動作しているか、またはアイドリングスロットルで動作しているかに依存して、主な量の燃料２０８が、主出口２２およびアイドリング出口１９〜２１から取り込まれる。チョークバルブ３２は、これら動作状態の間には開放されているので、燃料は、始動燃料出口２５からは、殆ど取り込まれることがない。エンジンが停止したとき（これは、「エンジン停止」ボックス１１８に相当する）、燃料供給システムは、燃料バルブ２６を閉じることによって、リーンモードに設定される。これは、「リーンモードに設定する」ボックス１１９に相当する。

図４に示された燃料供給ユニットは、図１のユニットと共通である多くの特徴を備えるので、双方の図面では、同じ参照符号が使用されている。しかしながら、図４において、相違がある箇所では、参照符号は、４００番台の数字から選択されている。したがって、例として、図１の始動燃料ライン２３は、図４において符号４２３として示されている。

図１において、始動燃料ライン２３は、エンジンの動作中に、始動燃料出口２５から吸気チャネル３０へ供給される燃料の濃度を薄めるために、調整チャンバ１１から燃料を取り込むとともに、気体を気体チャネル２４から取り込む。これとは対照的に、図４の始動燃料ライン４２３は、アクティブ制御バルブ２６の下流側で主燃料通路１３に接続されており、これにより、主燃料通路１３から燃料を取り込む。適切には、始動燃料出口２５の領域と、主出口２２の領域は、同じ大きさであり、これらは、同じ寸法であってもよい。例えば、これらの双方は、０．９ｍｍの直径を有してもよい。

さらに、気体がチョークバルブ３２を通過して漏れるのを許容する気体導管４２４が、気体チャネル２４の代替として設けられている。なお、図１においては、気体チャネル２４は、雰囲気を始動燃料ライン２３に接続するものである。上記構成により、気体導管４２４は、エンジンの動作中に、調整チャンバ１１から吸気チャネル３９へ、燃料を取り込むことができる。気体導管４２４は、気体がチョークバルブ３２を通過して取り込まれるのを可能とし、これにより、エンジンの動作中に、始動燃料出口２５から吸気チャネル３０へ供給された燃料の濃度を薄める。通常、チョークバルブは、バルブディスク３２を有するバタフライバルブである。ここで、バルブディスク３２は、チョークバルブを通過する気体の所望の漏れを提供するために、４ｍｍのオーダーの直径の孔（図示せず）を含む。そして、気体導管４２４は、適切には、実質同じサイズの追加的な孔であるか、または、元の領域の約２倍まで孔を拡径させたものである。当然ながら、所望であれば、気体導管４２４は、チョークバルブディスクの周縁部において、全体的もしくは部分的に配置されてもよく、または、吸気チャネル３９の壁に配置されてもよい。

エンジンを始動するために始動コードを引くときに、図１の燃料供給システムは、エンジンがチョーキングを必要とする場合は、アクティブ制御バルブ２６を開放し続けるが、チョーキングが必要でない場合は、バルブ２６を閉鎖する。これとは対照的に、図４の燃料供給システムにおいては、アクティブ制御バルブ２６は、始動コードを最初に引いたときには、常に閉鎖される。その後に、システムは、バルブを開放し、環境温度、引き動作の回数、エンジンに回転数を増加させようとする点火の検知等のような要因に依存して、開放位置と閉鎖位置との間で切り替えを行う。しかしながら、エンジンが稼働してから経過した時間を示す記録は、存在しない。アクティブ制御バルブ２６の切り替え移動は、結果的に、燃料の脈動流となる。しかしながら、クランク室掃気内燃エンジンにおいては、混合気は、内燃空間に流入する前に、吸気チャネル３０からクランク室へと通過し、時間とともに濃度差は均等化される。

好ましい実施形態とともに、本発明を図示し、且つ説明したが、添付の特許請求の範囲の広範な範囲内において、多くの修正、代替、追加を加え得ることを理解されよう。前述より、本発明は、述べられた目的の少なくとも１つを達成することを、理解することができる。

代替的に、エンジンを停止する場合、エンジンは、１以上のエンジンパラメータに依存して、リーンモードまたはリッチモードに設定される。条件の一例としては、Ｔ１が−５℃より低い場合、最初の始動動作におけるエンジンは、リッチモードで始動され、その他の場合にリーンモードで始動される（すなわち、Ｔ１が低い計測値を示した場合、次の始動が冷えた状態での始動であると推測する）。代替的には、好ましくはないが、エンジンは、最初の始動動作において、常にリッチモードで指導されてもよい。

温度Ｔ１およびＴ２は、例えば、キャブレータに取り付けられた回路基板上に設置された温度センサによって、計測されてもよい。

Claims (19)

1. 始動時における内燃エンジンへの燃料供給を制御する方法であって、
   前記エンジンは、燃料供給システムを備え、
   前記燃料供給システムは、リーンモード、および、前記エンジンの始動の間に追加の燃料を供給するリッチモードを含む、少なくとも２つの始動モードに設定可能であり、
   ａ）始動動作の間に、前回の始動動作から得られた少なくとも１つのエンジンパラメータ、直近の成功したエンジン稼働から得られた少なくとも１つのエンジンパラメータ、および、現在の始動動作における少なくとも１つのエンジンパラメータ、の少なくとも１つの評価に基づいて、次の始動動作がリーンモードで実行されるべきか、またはリッチモードで実行されるべきかを判断するステップと、
   ｂ）次の始動動作がリーンモードまたはリッチモードで実行されるように、前記燃料供給システムを、前記評価に依存して該リーンモードまたは該リッチモードに設定するステップと、を備える、方法。
2. 最初の始動動作が常にリーンモードで実行されるように、前記エンジンが稼働に成功した後に停止したときに、前記燃料供給システムは、リーンモードに設定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記エンジンが始動位置にセットされたときに始動されたことによって、始動動作が判断され、
   前記方法は、前記エンジンが前記始動位置にて始動されたことを検知するステップを備え、
   好ましくは、前記始動位置は、始動ガス位置に配置されたスロットルバルブと、閉鎖位置に配置されたチョークバルブと、を含み、
   前記始動ガス位置は、例えば、５〜２０％、２０〜４０％、４０〜６０％、または６０〜９０％の間隔のスロットル比を含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記ステップａ）において、前記評価は、監視されている、前記現在の始動動作の少なくとも１つのエンジンパラメータに基づいて、点火を示す信号が生じたか否かを判断することを含み、
   点火を示す信号が生じたと判断された場合、前記ステップｂ）において、前記燃料供給システムは、リーンモードに設定または維持される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記点火を示す信号は、エンジン速度を監視し、前記始動動作の間における該エンジン速度の挙動を評価することによって判断され、例えば、エンジン速度の急激な増加は、点火を示すものと判断される、請求項４に記載の方法。
6. 前記点火を示す信号は、点火の割合が、予め定められた点火閾値より大きいか否かによって、判断され、
   前記点火の割合は、下死点から上死点までの時間と、上死点から下死点までの時間との間の割合に基づく、請求項４または５に記載の方法。
7. 前記エンジンパラメータは、
   直近の成功したエンジン稼働から経過した時間を示す停止時間（ｔ２）、
   直近の成功したエンジン稼働の期間を示す稼働時間（ｔ１）、
   直近のエンジン停止における停止温度（Ｔ１）、および
   前記現在の始動動作における始動温度（Ｔ２）
   の少なくとも１つを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記燃料供給システムは、ダイヤフラムによって制御される調整チャンバ（１１）を、ベンチュリ部（３１）の領域における主出口（２２）に接続する主燃料通路（１３）を備え、
   前記主燃料通路（１３）は、
   電気制御バルブ（２６）と、
   前記バルブ（２６）の下流側において前記主燃料通路（１３）から分岐し、スロットルバルブ（３３）の領域において少なくとも１つのアイドリング出口（１９〜２１）にて終端するアイドリング燃料通路（１４〜１８）と、を有し、
   前記燃料供給システムは、始動燃料ライン（２３、４２３）をさらに備え、
   前記始動燃料ライン（２３、４２３）は、前記バルブ（２６）の上流側または下流側から延び、吸気チャネル（３０）への始動燃料出口（２５）の少なくとも１つにおいて終端する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 燃料バルブ（２６）は、
   双安定性の２位置バルブであって、開口された第１の位置と、閉鎖された第２の位置と、を有し、
   リーンモードにおいては閉鎖され、リッチモードにおいては開放される、請求項８に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの始動燃料出口（２５）は、前記吸気チャネル（３０）に燃料を供給するために、前記ベンチュリ部（３１）の上流側に配置され、好ましくは、チョークバルブ（３２）の領域において、該チョークバルブ（３２）の下流側に配置される、請求項８または９に記載の方法。
11. 前記エンジンは、クランク室掃気エンジンである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記エンジンは、２ストロークエンジンである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. ベンチュリ部（３１）を有する吸気チャネル（３０）と、
    前記ベンチュリ部（３１）の下流側において、前記吸気チャネル（３０）に設けられたスロットルバルブ（３３）と、
    前記ベンチュリ部（３１）の上流側において、前記吸気チャネル（３０）に設けられたチョークバルブ（３２）と、
    主燃料通路（１３）およびアイドリング燃料通路（１４〜１８）を有する燃料供給システムと、を備える、エンジン用のキャブレータであって、
    前記主燃料通路（１３）は、アクティブ制御バルブ（２６）を含み、ダイヤフラムによって制御される調整チャンバ（１１）を、前記ベンチュリ部（３１）の領域における主出口（２２）に接続し、
    アイドリング燃料通路（１４〜１８）は、前記バルブ（２６）の下流側において前記主燃料通路（１３）から分岐し、前記スロットルバルブ（３３）の領域において少なくとも１つのアイドリング出口（１９〜２１）にて終端し、
    ａ）前記燃料供給システムは、１つのみのアクティブ制御バルブ（２６）を有し、前記アクティブ制御バルブ（２６）は、前記調整チャンバ（１１）と前記吸気チャネル（３０）との間に配置され、前記エンジンの動作の間にアクティブ制御され、
    ｂ）前記燃料供給システムは、始動燃料ライン（２３、４２３）をさらに備え、前記始動燃料ライン（２３、４２３）は、前記バルブ（２６）の上流側または下流側から延び、吸気チャネル（３０）への始動燃料出口（２５）の少なくとも１つにおいて終端することを特徴とする、キャブレータ。
14. 前記始動燃料ライン（２３）は、前記バルブ（２６）の上流側から延び、
    前記キャブレータは、雰囲気を前記始動燃料ライン（２３）に接続する気体チャネル（２４）を備え、
    前記始動燃料ライン（２３）は、燃料を前記調整チャンバ（１１）から取り込むとともに、気体を前記気体チャネル（２４）から取り込むことができ、これにより、前記エンジンの動作の間に、前記始動燃料出口から前記吸気チャネル（３０）へ供給された燃料の濃度を薄める、請求項１３に記載のキャブレータ。
15. 前記始動燃料ライン（４２３）は、前記バルブ（２６）の下流側から延び、
    前記キャブレータは、前記チョークバルブ（３２）を通過する気体の漏れを許容する気体導管（４２４）を備え、
    前記始動燃料ライン（４２３）は、燃料を前記主燃料通路（１３）から取り込むとともに、気体を、前記気体導管（４２４）を介して前記チョークバルブ（３２）を通過するように送ることができ、これにより、前記エンジンの動作の間に、前記始動燃料出口（２５）から前記吸気チャネル（３０）へ供給された燃料の濃度を薄める、請求項１３に記載のキャブレータ。
16. 前記チョークバルブは、ディスク（３２）の形態としての閉鎖メカニズムを有するバタフライバルブであり、
    前記チョークバルブ（３２）を通過する気体の漏れを許容する前記気体導管（４２４）は、前記ディスク（３２）を貫通する拡大された孔、または、前記ディスク（３２）を貫通する追加的な孔であり、前記バルブが閉鎖されている場合に、前記チョークバルブを通過する気体の流れを増加させる、請求項１５に記載のキャブレータ。
17. 前記アクティブ制御バルブは、双安定性の２位置バルブ（２６）であって、開口された第１の位置と、閉鎖された第２の位置と、を有する、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のキャブレータ。
18. 前記アクティブ制御バルブ（２６）は、電気的に制御される、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載のキャブレータ。
19. 前記少なくとも１つの始動燃料出口（２５）は、前記吸気チャネル（３０）に燃料を供給するために、前記ベンチュリ部（３１）の上流側に配置され、好ましくは、チョークバルブ（３２）の領域において、該チョークバルブ（３２）の下流側に配置される、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載のキャブレータ。

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