JP2844226B2 - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は無負荷運転で機関が設定回転数（危険回転
数）を超えた時、機関へ濃い混合気を供給して、機関回
転数を低下させ機関の安全を図る、内燃機関の燃料制御
装置に関するものである。

［従来の技術］ 機関回転数が設定値以上になつた時に、機関に濃い混
合気を供給して無負荷運転時の回転数上昇を抑える技術
として、例えば実公昭47−38331号公報や実開昭52−897
30号公報に開示されるようなものがある。すなわち、気
化器の燃料室を吸気通路に連通するバイパス通路の途中
に、ばねにより付勢されるボールを配設して通常はバイ
パス通路を閉じるようにし、機関が設定回転数を超えた
時機関本体の振動によりボールを振動させてバイパス通
路を開き、燃料室の燃料を吸気通路へ供給して混合気を
過濃化し機関の過回転を防止している。

上述の内燃機関の燃料制御装置は、機関の振動をボー
ルとばねで感知するボール弁を使用するものであるか
ら、簡単な構成で機関回転数を制御でき、特にチエンソ
ーや刈払機などの携帯作業機用小型内燃機関に広く利用
されている。

ところが、上述の内燃機関の燃料制御装置では次のよ
うな問題点がある。

（ａ） ボールとばねを利用するため、設定回転数がバ
ラ付く。ばねのボールを押す力を調整する手段を備えた
ものもあるが、一般にばねの力は数ｇ程度の弱いもので
あり、調整が非常に難しく、また長期使用の内にばねの
ヘタリなどにより設定回転数が狂うことがある。

（ｂ） 機関の振動はピストンの運動方向が最も強く、
したがつてボールの振動方向を機関の最も強い振動方向
と一致させるためには、ボール弁の取付場所や取付方向
が制約される。

（ｃ） 潤滑油を混合した燃料を使用するチエンソーや
刈払機などの２サイクル機関では、季節的不使用の時期
に、気化器の内部の燃料が蒸発して乾燥状態になり、残
留油によりボールが弁座に固着され、使用初期に燃料制
御装置が作動しなくなることがある。

（ｄ） 機関の振動によるボールと弁座との離接運動に
対する耐摩耗性を備えるために、ボールと弁座は金属製
とされるが、金属同志の接触ではボールと弁座との完全
な閉鎖状態が得にくく、機関の設定回転数以下でも燃料
洩れが生じる。

ところで、本出願人は特願昭63−299026号により、気
化器の燃料室と吸気通路を結ぶ通路に電磁開閉弁を配設
し、機関の始動時電磁開閉弁を開き、燃料を余分に供給
するものを出願している。したがつて、上述の内燃機関
の燃料増量機構によれば、機関始動時だけでなく、高速
回転でも燃料を増量し得るようにすれば機関の過回転を
防止することができる。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は機関始動時の燃料増量機構を利用し、
機関が設定回転数を超えた時、気化器の燃料室から燃料
増量通路を経て吸気通路へ燃料を余分に供給することに
より機関の過回転を防止する、内燃機関の燃料制御装置
を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成は気化器の
燃料室と吸気通路を結ぶ燃料増量通路に電磁開閉弁を配
設し、電源と前記電磁開閉弁との間に該電磁開閉弁を開
閉する制御回路を接続し、該制御回路は始動電動機を駆
動するための始動スイツチと連動して閉じた時に前記電
磁開閉弁を開き、かつ始動スイツチを開いた時に前記電
磁開閉弁を閉じる回路と、機関の通常の回転では開いて
前記電磁開閉弁を閉じ、機関の過回転時フライホイルマ
グネトの１次コイルの信号に基づき閉じて前記電磁開閉
弁を開く回路とからなることを特徴とする。

［作用］ 始動スイツチを閉じると、スイツチ46,51cが閉じ、ス
イツチング・トランジスタ75のベースへ電圧が加えら
れ、電磁開閉弁が開き、気化器の燃料室の燃料が電磁開
閉弁を経て吸気通路へ供給されるので、過濃の混合気が
機関へ供給され、機関が円滑に始動される。そこで、始
動スイツチを開くと、スイツチ46,51cが開き、電磁開閉
弁が閉じる。

機関が設定回転数を超えると、フライホイルマグネト
の１次コイルの電圧、電流などの信号に基づき、トラン
ジスタ74が非導通になり、スイツチング・トランジスタ
75のベース電圧へ加えられ、電磁開閉弁が開かれ、気化
器の燃料室の燃料が電磁開閉弁を経て吸気通路へ供給さ
れるので、過濃の混合気が機関へ供給され、機関の燃焼
悪化により機関回転数が低下し、機関の過回転が防止さ
れる。

機関の回転数が設定値以下になると、電磁開閉弁が閉
じ、燃料増量が停止されるので、通常の負荷運転には支
障を来たさない。

［発明の実施例］ 第１図は膜型気化器の場合の本発明の実施例に係る内
燃機関の燃料制御装置の概略構成図である。内燃機関の
燃料制御装置は気化器１の本体４に、膜型の燃料ポンプ
Ａと、燃料供給機構Ｂと、燃料供給機構Ｂと燃料溜室10
との間の燃料増量通路を開閉する電磁開閉弁Ｃと、機関
31の始動スイツチとフライホイルマグネト30の１次コイ
ルとの各信号に基づいて電磁開閉弁Ｃの動作を制御する
制御回路37とを備えている。

気化器１は本体４の吸気通路９を横切る円筒部７に、
ロータリ型の絞り弁８を回転可能かつ軸方向移動可能に
支持される。絞り孔8aを有する絞り弁８は上端側小径軸
部にレバー２を結合され、レバー２から垂下するフオロ
アが、円筒部７を閉鎖する蓋３に形成したカム3aに、図
示してないばねにより付勢係合される。レバー２により
絞り弁８を回動して開度を増加すると、絞り弁８に結合
した棒弁５が上昇し、燃料噴孔６の開度が増加し、燃料
量の増加により機関31の出力が増大される。

円筒部７の底部すなわち絞り弁８の下側に始動燃料を
保留する燃料溜室10が形成され、機関31の始動時燃料溜
室10の燃料が円筒部７と絞り弁８の隙間から吸気通路９
へ吸引される。燃料溜室10には好ましくはセラミツクス
などの多孔質部材が配設される。

燃料ポンプＡは気化器本体４の内部に膜28により脈動
圧導入室とポンプ室を区画してなり、脈動圧導入室が機
関31のクランク室に接続される。ポンプ室は逆止弁27、
管38を経て燃料タンク18に接続される一方、逆止弁24、
管15、流入弁23を経て燃料供給機構Ｂの燃料室（メータ
リング室）26へ接続される。

燃料供給機構Ｂは気化器本体４の内部に膜19により燃
料室26と大気室20とを区画してなる。燃料室26の内部に
支軸22によりレバー21が支持される。レバー21の一端が
ばねにより膜19へ付勢される一方、他端が流入弁23に係
合し、流入弁23を閉鎖するように付勢される。燃料室26
は燃料ジエツト25を経て燃料供給管の燃料噴孔６へ連通
される。また、燃料室26は絞り17、電磁開閉弁Ｃを有す
る燃料増量通路11を経て前述の燃料溜室10へ連通され
る。

第２図は本発明による内燃機関の燃料制御装置の電気
回路図である。第２図において、40は点火栓、30は１次
コイル44と２次コイル42を有するフライホイルマグネ
ト、23は２次コイル42から点火栓40への通電時期すなわ
ち点火時期を制御する点火回路ユニツトTCI、46は１次
コイル44の両端子を短絡させて機関を停止するための停
止スイツチ、47は１次コイル44で発電される電力を電源
バツテリ36へ充電するためのダイオードである。

46aは停止スイツチ46が開くとこれに連動して閉じる
スイツチであり、制御回路37の正導線78と負導線80へ電
源バツテリ36を接続するものである。29は始動電動機、
35は手動で操作される押ボタン式始動スイツチ、51は始
動スイツチ35を閉じると励磁されるリレーコイル、51a,
51b,51cはリレーコイル51が励磁されると図示の状態か
ら切り換わるスイツチである。

52〜64は抵抗、66はコンデンサ67と協働して導線79と
負導線80との間の電圧を、電源バツテリ36の電圧よりも
低い所定電圧に保つツエナダイオード、67〜69はコンデ
ンサ、71〜76はトランジスタ、48,49はダイオード、12
は電磁開閉弁Ｃの電磁コイルである。77は単安定マルチ
バイブレータである。

次に、本発明による内燃機関の燃料制御装置の作動に
ついて説明する。機関を始動するために停止スイツチ46
を開くと、停止スイツチ46に連動してスイツチ46aが閉
じ、電源バツテリ36から制御回路37に通電される。導線
79からスイツチ51b、抵抗58を経てトランジスタ71のベ
ースへ電圧が加えられ、トランジスタ71が導通する。ト
ランジスタ71が導通すると、トランジスタ72のベース電
圧が０になり、導線79から抵抗59,60,61、スイツチ51c
を経てトランジスタ74のベースへ電圧が加えられ、トラ
ンジスタ74が導通する。この時、トランジスタ75のベー
ス電圧が０になり、トランジスタ75,76が非導通になる
ので、電磁コイル12には通電されず、電磁開閉弁Ｃは閉
じたままである。

次いで、始動スイツチ35を閉じると、リレーコイル51
が励磁され、スイツチ51aが閉じ、スイツチ51bが開き、
スイツチ51cが切り換わつてトランジスタ73のベースへ
接続される。この時、トランジスタ73のベース電圧とエ
ミツタ電圧はほぼ等しいので、トランジスタ73は非導通
のままである。導線79から抵抗62を経てトランジスタ75
のベースへ電圧が加えられ、トランジスタ75が導通し、
トランジスタ76も導通し、電磁コイル12が通電され、電
磁開閉弁Ｃが開く。

同時に、スイツチ51aが閉じ、始動電動機29により機
関がクランキングされると、気化器の燃料室26の燃料が
燃料増量通路11を経て吸気通路９へ供給され、始動時必
要とする濃い混合気が機関へ供給されるので、機関が円
滑に始動される。また、トランジスタ71のベース電圧は
１次コイル44の負電圧によりトリガされ、トランジスタ
71が非導通になるので、トランジスタ72が導通し、トラ
ンジスタ72のコレクタ電圧がほぼ０になる。トランジス
タ71のトリガとトランジスタ72の導通により、導線79か
ら抵抗57,58を経てコンデンサ68が充電され、コンデン
サ68と抵抗58との間の電圧すなわちトランジスタ71のベ
ース電圧が高くなると、トランジスタ71が導通し、トラ
ンジスタ72が非導通になる。

機関が完爆し、アイドル回転に達すると、トランジス
タ72のコレクタ電圧が第３図に示すように変化し、トラ
ンジスタ73のベース電圧が低くなるので、トランジスタ
73が導通し、トランジスタ75,76が非導通になり、電磁
コイル12は通電されず、電磁開閉弁Ｃが閉じる。

始動スイツチ35を離すと、始動スイツチ35が開き、リ
レーコイル51が消磁され、スイツチ51a,51b,51cが切り
換わり（第２図の状態）、始動電動機29が停止するが、
電磁開閉弁Ｃは今までどおり閉じたままである。

一方、機関の通常の運転で機関回転数が異常に高くな
ると、機関回転数に比例してトリガパルスの密度が増加
するので、トランジスタ71が非導通になり、トランジス
タ72が導通し、トランジスタ74のベース電圧が低くな
り、所定値以下になると、トランジスタ74が非導通にな
り、トランジスタ75のベースへ電圧が加えられ、トラン
ジスタ75,76が導通になり、電磁コイル12が通電され、
電磁開閉弁Ｃが開かれる。したがつて、気化器の燃料室
26の燃料が燃料増量通路11を経て吸気通路９へ供給さ
れ、機関へ濃い混合気が供給される。この時、機関の温
度が始動時に比べて高くなつているので、機関の燃焼状
態が悪くなり、これに伴つて機関回転数が低下するの
で、機関の過回転が防止される。

機関が設定回転数以下になると、トランジスタ74のベ
ース電圧が高くなり、トランジスタ74が導通し、トラン
ジスタ75,76が非導通になり、電磁開閉弁Ｃが閉じ、機
関へ供給される燃料量が通常の状態へ戻る。

なお、スイツチ51bにより単安定マルチバイブレータ7
7に機関の始動時は抵抗57と抵抗58を接続し、機関の定
常運転では抵抗58だけを接続するのは、単安定マルチバ
イブレータ77のOFF時間を通常運転で長くし、電磁開閉
弁Ｃの開動作点を設定するものである。また、本発明は
膜型気化器に限定されるものではなく、フロート型気化
器にも適用し得る。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、気化器の燃料室と吸気通路を
結ぶ燃料増量通路に電磁開閉弁を配設し、電源と前記電
磁開閉弁との間に該電磁開閉弁を開閉する制御回路を接
続し、該制御回路は始動電動機を駆動するための始動ス
イツチと連動して閉じた時に前記電磁開閉弁を開き、か
つ始動スイツチを開いた時に前記電磁開閉弁を閉じる回
路と、機関の通常の回転では開いて前記電磁開閉弁を閉
じ、機関の過回転時フライホイルマグネトの１次コイル
の信号に基づき閉じて前記電磁開閉弁を開く回路とから
なるから、例えば高速負荷運転から無負荷運転に条件が
急激に変化したような場合に、運転者が絞り弁の操作を
怠つても、機関が設定回転数を超えると電磁開閉弁が開
いて混合気が過濃化されるので、機関の燃焼状態が悪化
して回転数が低下し、これにより無負荷過回転が防止さ
れる。

そして、本発明によれば次のような効果が得られる。

（ａ） 機関の始動時の燃料増量と機関の過回転での燃
料増量が、同一の電磁開閉弁を含む燃料制御装置により
達せられる。

（ｂ） 機関の過回転を抑える電磁開閉弁の動作点は、
フライホイルマグネトの１次コイルの電気信号に基づき
設定し得るので、設定値のバラツキが少ない。また、設
定値を機関の種類や大きさに応じて自由に変更すること
ができる。

（ｃ） 電磁開閉弁により燃料増量通路が開閉されるの
で、長期間機関を放置した後でも作動不良がない。特に
電磁開閉弁は機関の始動燃料増量機構として作動するの
で（電磁開閉弁が作動しなければ機関は始動し難い）、
機関の過回転で電磁開閉弁が作動しないことはなく、安
全性が高い。

（ｄ） 電磁開閉弁は従来のボール弁に比べて振動に対
し安定であるので、通常運転での燃料洩れがない。

（ｅ） 電磁開閉弁はボール弁のように取付位置や方向
性に制約されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関の燃料制御装置の概略構
成図、第２図の同燃料制御装置の電気回路図、第３図は
フライホイルマグネトの１次コイルの信号を説明する線
図である。 C:電磁開閉弁、1:気化器、9:吸気通路、10:燃料溜室、1
1:燃料増量通路、26:燃料室、30:フライホイルマグネ
ト、36:電源バツテリ、37:制御回路

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 伸 神奈川県川崎市中原区新丸子東２丁目 925 株式会社ウオルブローフアーイー スト内 (56)参考文献 特開 昭54−1720（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−96141（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−97041（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−122734（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−98546（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−150080（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−116989（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/00 - 45/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気化器の燃料室と吸気通路を結ぶ燃料増量
   通路に電磁開閉弁を配設し、電源と前記電磁開閉弁との
   間に該電磁開閉弁を開閉する制御回路を接続し、該制御
   回路は始動電動機を駆動するための始動スイツチと連動
   して閉じた時に前記電磁開閉弁を開き、かつ始動スイツ
   チを開いた時に前記電磁開閉弁を閉じる回路と、機関の
   通常の回転では開いて前記電磁開閉弁を閉じ、機関の過
   回転時フライホイルマグネトの１次コイルの信号に基づ
   き閉じて前記電磁開閉弁を開く回路とからなることを特
   徴とする、内燃機関の燃料制御装置。