JP4990837B2 - Control device for general-purpose internal combustion engine - Google Patents
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Description
この発明は汎用内燃機関の制御装置に関し、より詳しくは暖機運転を行う汎用内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a general-purpose internal combustion engine, and more particularly to a control device for a general-purpose internal combustion engine that performs a warm-up operation.
従来より、発電機や農業機械など、様々な用途で駆動源として使用される汎用内燃機関において、始動後に暖機運転を実行して機関回転数の安定を図り、スロットルバルブの急激な開閉によるストールなどを防止することは良く行われており、その例として下記の特許文献1記載の技術を挙げることができる。特許文献1記載の技術においては、内燃機関が始動されてから機関の温度が所定値になるまで、換言すれば、ストールなどが生じるのを確実に防止できる運転状態(完全暖機状態)になるまで、燃料の供給量(燃料量)を増加させて暖機運転を行うようにしている。
しかしながら、特許文献1記載の技術の如く、完全暖機状態になるまで燃料量を増加させると、ストールを確実に防止できるものの、燃料の増加分だけ燃費性能が悪化すると共に、エミッション性能も低下するという不具合が生じる。そのため、燃料量を増加させて行われる暖機運転を可能な限り早期に終了させることが望まれていた。 However, as in the technique described in Patent Document 1, if the amount of fuel is increased until the engine is completely warmed up, stall can be reliably prevented, but the fuel consumption performance is deteriorated and the emission performance is also decreased by the increase in fuel. The problem that occurs. Therefore, it has been desired to end the warm-up operation performed by increasing the fuel amount as early as possible.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、始動時の内燃機関のストールを防止すると共に、燃料量を増加させて行われる暖機運転を可能な限り早期に終了させ、よって燃費性能やエミッション性能を向上させるようにした汎用内燃機関の制御装置を提供することにある。 Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, prevent the internal combustion engine from stalling at the start, and end the warm-up operation performed by increasing the fuel amount as early as possible, thereby improving the fuel efficiency performance. It is an object of the present invention to provide a control device for a general-purpose internal combustion engine that improves emission performance.
上記の目的を解決するために、請求項1にあっては、吸気路に配置されるスロットルバルブと、前記スロットルバルブを駆動するアクチュエータとを備える汎用内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記内燃機関が始動されてから前記検出された機関回転数が安定するまでの第1の暖機時間と、前記第1の暖機時間より長く設定され、前記内燃機関が完全暖機状態になるまでの第2の暖機時間とを前記検出された温度に基づいて決定する暖機時間決定手段と、前記内燃機関が始動されてからの経過時間を計測する計時手段と、前記計測された経過時間が前記決定された第1の暖機時間を越えるまで、前記内燃機関に供給される燃料量を増加させる燃料量増加手段と、前記経過時間が前記第1の暖機時間を越えてから前記決定された第2の暖機時間を越えるまで、前記スロットルバルブのスロットル開度の変化速度が減少するように、前記アクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御手段とを備えるように構成した。 In order to solve the above-mentioned object, in claim 1, in a control device for a general-purpose internal combustion engine comprising a throttle valve disposed in an intake passage and an actuator for driving the throttle valve, the temperature of the internal combustion engine Temperature detecting means for detecting engine speed, engine speed detecting means for detecting the engine speed of the internal combustion engine, and first warm-up from when the internal combustion engine is started until the detected engine speed is stabilized time, the is from rather long set the first warm-up time, determine the warm-up is determined based on a second warm-up time to the internal combustion engine is fully warmed-up state with the detected temperature time Means, time measuring means for measuring an elapsed time since the internal combustion engine was started, and fuel supplied to the internal combustion engine until the measured elapsed time exceeds the determined first warm-up time Increase quantity A fuel amount increasing means for reducing the throttle opening of the throttle valve from the time when the elapsed time exceeds the first warm-up time to the time when the determined second warm-up time is exceeded. And an actuator control means for controlling the operation of the actuator.
請求項2に係る汎用内燃機関の制御装置にあっては、前記計測された経過時間が前記第1の暖機時間を越えてから前記第2の暖機時間を越える前に前記検出された機関回転数が所定値に到達しないとき、前記内燃機関の運転を停止させる運転停止手段を備えるように構成した。 In the control apparatus for a general-purpose engine according to claim 2, which is the detected from the elapsed time before Symbol measured beyond the first warm-up time before exceeding the second warm-up time when the engine speed does not reach a predetermined value, and configured with a shutdown hands stage for stopping the operation of the internal combustion engine.
請求項1に係る汎用内燃機関の制御装置にあっては、内燃機関が始動されてから検出された機関回転数が安定するまでの第1の暖機時間と、第1の暖機時間より長く設定され、内燃機関が完全暖機状態になるまでの第2の暖機時間とを検出された温度に基づいて決定するすると共に、内燃機関が始動されてからの経過時間が第1の暖機時間を越えるまで、内燃機関に供給される燃料量を増加させるように構成したので、例えば第1の暖機時間を機関回転数が安定するまでの時間に、第2の暖機時間を完全暖機状態になるまでの時間にすることで、燃料量の増加を、完全暖機状態になる第2の暖機時間より短い第1の暖機時間で終了させることが可能となる。これにより、燃料量を増加させて行われる暖機運転を早期に終了させることができ、よってその分だけ燃費性能とエミッション性能を向上させることができる。また、経過時間が第1の暖機時間を越えてから第2の暖機時間を越えるまで、スロットルバルブのスロットル開度の変化速度が減少するように、アクチュエータの動作を制御するように構成したので、完全暖機状態になるまではスロットルバルブが急激に開閉されることがなく、空燃比の急な変化を回避でき、よって内燃機関のストールを確実に防止することができる。さらに、燃料量の増加に伴う燃焼室や点火プラグ、潤滑油などの汚損も低減させることが可能となる。 In the control apparatus for a general-purpose internal combustion engine according to claim 1, the first warm-up time until the detected engine speed is stabilized after the internal combustion engine is started, and longer than the first warm-up time. And a second warm-up time until the internal combustion engine is completely warmed up is determined based on the detected temperature, and an elapsed time from the start of the internal combustion engine is determined as the first warm-up time. Since the fuel amount supplied to the internal combustion engine is increased until the engine time is exceeded, for example, the first warm-up time is set to the time until the engine speed is stabilized, and the second warm-up time is completely set. By setting the time until the warm-up state is reached, the increase in the fuel amount can be completed in a first warm-up time shorter than the second warm-up time when the warm-up state is reached. As a result, the warm-up operation performed by increasing the fuel amount can be terminated at an early stage, and thus the fuel efficiency performance and emission performance can be improved accordingly. In addition, the operation of the actuator is controlled so that the change speed of the throttle opening of the throttle valve decreases from the elapsed time exceeding the first warm-up time until exceeding the second warm-up time. Therefore, the throttle valve is not suddenly opened and closed until the engine is completely warmed up, and a sudden change in the air-fuel ratio can be avoided, so that the stall of the internal combustion engine can be reliably prevented. Furthermore, it is possible to reduce the fouling of the combustion chamber, spark plug, and lubricating oil accompanying the increase in the amount of fuel.
請求項2に係る汎用内燃機関の制御装置にあっては、内燃機関が始動されてからの経過時間が第1の暖機時間を越えてから第2の暖機時間を越える前に内燃機関の機関回転数が所定値に到達しないとき、運転を停止させるように構成したので、上記した効果に加え、例えば内燃機関に何等かの異常が生じて機関回転数が上昇しないと推定される場合、内燃機関の運転を確実に停止させることができる。 In the control device for a general-purpose internal combustion engine according to claim 2, the elapsed time from the start of the internal combustion engine exceeds the first warm-up time and before the second warm-up time is exceeded. Since it is configured to stop the operation when the engine speed does not reach the predetermined value, in addition to the above effect, for example, when it is estimated that some abnormality occurs in the internal combustion engine and the engine speed does not increase, The operation of the internal combustion engine can be stopped reliably.
以下、添付図面に即してこの発明に係る汎用内燃機関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。 The best mode for carrying out the control apparatus for a general-purpose internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の実施例に係る汎用内燃機関の制御装置を示す全体図である。 FIG. 1 is an overall view showing a control apparatus for a general-purpose internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
図1において、符号10は汎用内燃機関(以下「エンジン」という)を示す。エンジン10は空冷4サイクルの単気筒OHV型エンジン(排気量は例えば440cc)であり、発電機や農業機械など様々な用途で駆動源として使用される。
In FIG. 1,
エンジン10は1個の気筒(シリンダ)12を備え、その内部にピストン14が往復動自在に収容される。エンジン10の燃焼室16を臨む位置には吸気バルブ20と排気バルブ22が配置され、燃焼室16と吸気ポート24あるいは排気ポート26の間を開閉する。また、シリンダ12の近傍には温度センサ(温度検出手段)28が配置され、エンジン10の温度を示す出力を生じる。
The
ピストン14はクランクシャフト30に連結され、クランクシャフト30はカムシャフト32と連結される。クランクシャフト30とカムシャフト32は、シリンダ12の下部に取り付けられたクランクケース34に収容される。クランクケース34の下部は、オイル(潤滑油)を受けるオイルパンを構成する。
The
クランクシャフト30の一端には発電機などの図示しない負荷が接続される一方、他端にはフライホイール36が取り付けられる。フライホイール36の内側には複数個の永久磁石38が配置されると共に、フライホイール36の内側において永久磁石38に対向するようにパワーコイル(発電コイル)40が、外側において永久磁石38に対向するようにパルサコイル42が設置される。パワーコイル40は、クランクシャフト30の回転数に応じた周波数の交流電流を出力すると共に、パルサコイル42は所定クランク角ごとにパルス信号を出力する。また、クランクシャフト30には、操作者の手動操作によってエンジン10を始動するリコイルスタータ44が取り付けられる。
A load (not shown) such as a generator is connected to one end of the
また、吸気ポート24にはキャブレタ46が接続される。
A
図2は、図1に示すキャブレタ46の拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
図2に示す如く、キャブレタ46は、吸気路50と、モータケース52と、キャブレタアセンブリ54とを一体的に備える。吸気路50はその下流側がインシュレータ56を介して吸気ポート24に接続されると共に、上流側がエアクリーナエルボ58を介して図示しないエアクリーナに接続される。吸気路50にはスロットルバルブ60が配置されると共に、吸気路50においてスロットルバルブ60よりも上流側にはチョークバルブ62が配置される。さらに、吸気路50はスロットルバルブ60とチョークバルブ62の間で縮径され、ベンチュリ64が形成される。
As shown in FIG. 2, the
モータケース52にはカバー66が取り付けられると共に、モータケース52とカバー66によって形成される内部空間には、スロットルバルブ60とチョークバルブ62を駆動する電動モータ(アクチュエータ)70が配置される。電動モータ70は具体的にはステッピングモータであり、コイルが巻回されたステータとロータとを備える。電動モータ70は、スロットルバルブ60にスロットルバルブ開閉機構(ギヤ機構)72を介して接続される。
A
図3は、図2に示すキャブレタ46の、モータケース52のカバー66を取り外した状態を示す平面図である。尚、図3は、想像線で示す如く、スロットルバルブ60が全閉位置に、チョークバルブ62が全開位置にある状態を示す。
FIG. 3 is a plan view of the
図2,3に示すように、スロットルバルブ開閉機構72は4個のギヤを備える。具体的には、電動モータ70の出力軸70Sには第1のギヤ74が取り付けられ、第1のギヤ74はモータケース52の内部に回動自在に支持された第2のギヤ76と噛合される。第2のギヤ76と同軸上には、第2のギヤ76と一体的に回動する第3のギヤ(偏心ギヤ)78が取り付けられる。図3から分かるように、第3のギヤ78の歯は第3のギヤ78の外周の一部(第4のギヤ(後述)に接続される部位)にのみ形成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the throttle valve opening /
第3のギヤ78は、スロットルバルブ60を支持するスロットルシャフト80に取り付けられた第4のギヤ(偏心ギヤ)82と噛合される。これにより、電動モータ70の出力は、各ギヤ74,76,78,82のギヤ比に応じて減速されつつスロットルシャフト80に伝達され、よってスロットルバルブ60を開閉する。この実施例に係るスロットルバルブ開閉機構72において特徴的なことの1つは、電動モータ70の動作に応じてスロットルバルブ60を全閉位置と全開位置を所定開度超えた位置の間で開閉、即ち、スロットルバルブ60を全開位置からさらに開弁方向に所定開度超えた位置まで開閉させることであるが、それについては後述する。
The
スロットルシャフト80の外周には、ねじりコイルバネからなるリターンスプリング84(図2に示す)が配置される。リターンスプリング84の一端は第4のギヤ82に接続されると共に、他端はモータケース52の内部に突設されたフックピン86(図2に示す)に接続される。尚、リターンスプリング84の巻き方向は、スロットルシャフト80を介してスロットルバルブ60を開弁する方向に設定される。
A return spring 84 (shown in FIG. 2) made of a torsion coil spring is disposed on the outer periphery of the
上記のように構成されたスロットルバルブ開閉機構72には、チョークバルブ開閉機構90を介してチョークバルブ62が接続される。チョークバルブ開閉機構90は、チョークバルブ62を支持するチョークシャフト92に取り付けられてチョークシャフト92を回動させるアーム94と、アーム94とスロットルバルブ開閉機構72(正確には、スロットルバルブ開閉機構72の第3のギヤ78)を連結するリンク96からなる。
A
リンク96は、モータケース52の内部に回動軸100を中心に回動自在に支持される。リンク96においてアーム94側の端部96aには、第1のピン96bが図2において上方に向けて伸びるように設けられる。第1のピン96bは、アーム94に穿設された長孔94aに挿通される。
The
リンク96において第3のギヤ78側の端部96cには、第2のピン96dが図2において上方に向けて突設される。第2のピン96dは、第3のギヤ78の外周において歯が形成されない部位に当接される。第3のギヤ78の外周において歯が形成されない部位(即ち、第2のピン96dが当接する部位)は、略円盤状を呈すると共に、凹状に形成された部位を備える。以下、第3のギヤ78の外周において凹状に形成された部位を「第1の当接部」といい、符号78aで示す。また、第3のギヤ78の外周の歯が形成されない部位において第1の当接部78a以外の残余の部位(略円盤状の部位)を「第2の当接部」といい、符号78bで示す。尚、第3のギヤ78の外周において第1、第2の当接部78a,78bが形成される位置については後述する。
A
チョークシャフト92の外周には、図2に示す如く、ねじりコイルバネからなるリターンスプリング102が配置される。リターンスプリング102の一端はアーム94に接続されると共に、他端はモータケース52の内部に突設されたフックピン104に接続される。リターンスプリング102の巻き方向は、チョークシャフト92を介してチョークバルブ62を閉弁する方向に設定される。
On the outer periphery of the
チョークバルブ開閉機構90にあっては、チョークバルブ62を閉弁方向(全閉位置)に付勢するリターンスプリング102を設けるように構成したので、その付勢力はアーム94を介してリンク96に伝達される。従って、リンク96には回動軸100を中心に反時計回りの力が作用し、よってリンク96の第2のピン96dは第3のギヤ78の外周面(具体的には、第1あるいは第2の当接部78a,78b)に常に押圧されつつ(押し付けられつつ)当接することとなる。
The choke valve opening /
図1の説明に戻ると、キャブレタアセンブリ54は、図示しない燃料タンクに接続されて燃料の供給を受け、スロットルバルブ60の開度に応じた量の燃料を噴射して混合気を生成する。また、チョークバルブ62が閉弁されると、ピストン14の下降によって生じる吸気路50内の負圧が増大するため、キャブレタアセンブリ54から噴射される燃料量が増加して空燃比がリッチ化される。
Returning to the description of FIG. 1, the
上記の如く生成された混合気は吸気ポート24と吸気バルブ20を通って燃焼室16に吸入される。燃焼室16に吸入された混合気は、図示しない点火プラグによって点火されて燃焼し、よって生じた燃焼ガス(排気ガス)は排気バルブ22と排気ポート26と図示しない消音器などを介してエンジン10の外部に排出される。
The air-fuel mixture generated as described above is sucked into the
操作者によって操作自在な位置には、回転数設定ボリューム110とエンジン停止スイッチ112が配置される。回転数設定ボリューム110は、操作者の操作に応じて目標エンジン回転数NEDを示す出力を生じる。また、エンジン停止スイッチ112は、操作者からのエンジン停止指示が入力されたとき(操作されたとき)オン信号を出力する。
A rotation
前述した温度センサ28、パワーコイル40、パルサコイル42、回転数設定ボリューム110およびエンジン停止スイッチ112の出力は、ECU(Electronic Control Unit。電子制御ユニット)114に入力される。ECU114は、CPU,ROM,RAMおよび入出力回路などからなるマイクロ・コンピュータから構成される。
The outputs of the
ECU114に入力されたパワーコイル40の出力(交流電流)は、ECU114の内部に設けられたブリッジ回路(図示せず)に入力され、そこで全波整流されるなどして直流電流に変換される。この直流電流は、エンジン10の各部に動作電流として供給される。また、パワーコイル40の出力は、ECU114の内部に設けられたパルス生成回路(NE検出回路。図示せず)にも入力され、パルス信号に変換される。パワーコイル40が発電する交流電流の周波数はクランクシャフト30の回転数に比例することから、パワーコイル40の出力から得たパルス信号に基づいてエンジン回転数NEを検出することができる。
The output (AC current) of the
また、ECU114は、パルサコイル42の出力(パルス信号)に基づき、点火プラグをエンジン回転数に応じたタイミングで点火させる。さらにECU114は、温度センサ28や回転数設定ボリューム110の出力、検出されたエンジン回転数NEなどに基づいてスロットルバルブ60とチョークバルブ62の目標開度を決定すると共に、決定した目標開度に応じた制御信号をモータドライバ(図示せず)に出力して電動モータ70を動作させ、各バルブ60,62を開閉させてエンジン回転数NEやエンジン10に供給される燃料量を調節する。
Further, the
次いで、スロットルバルブ60とチョークバルブ62の開閉動作について、電動モータ70、スロットルバルブ開閉機構72およびチョークバルブ開閉機構90の動作を中心に、図3と図4以降を参照して説明する。
Next, the opening / closing operation of the
図4は、スロットルバルブ60とチョークバルブ62の開閉動作の特性を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the characteristics of the opening / closing operation of the
スロットルバルブ60を全閉位置にするとき、電動モータ70は、スロットルバルブ開閉機構72の第1から第4のギヤ74,76,78,82を介してスロットルシャフト80を回動させ、スロットルバルブ60を図3および図4(a)に示す全閉位置まで閉弁させる。このとき、図3から分かるように、リンク96の第2のピン96dは第3のギヤ78の第2の当接部78bに当接した状態であり、チョークバルブ62は全開位置とされる。
When the
スロットルバルブ60を全閉位置から全開位置に開弁する場合、電動モータ70は、第1から第4のギヤ74,76,78,82を、図5に矢印で示す方向に回転させることで、スロットルシャフト80を反時計回りに回動させ、スロットルバルブ60を全開位置まで開弁させる。このとき、第2のピン96dは、第1の当接部78aの近傍まで摺動するが、未だ第2の当接部78bに当接した状態であるため、図4(b)にも示すように、チョークバルブ62は全開位置のまま保持される。このように、チョークバルブ開閉機構90は、スロットルバルブ60が全閉位置と全開位置の間にあるとき、チョークバルブ62を全開位置に保持する。
When the
また、エンジン10の始動時(後述する暖機運転時)などチョークバルブ62を閉弁して空燃比をリッチ化させるとき、電動モータ70はスロットルバルブ開閉機構72を動作させ、それに連動してリンク96を変位させてチョークシャフト92を回動することでチョークバルブ62を開閉する。具体的には、電動モータ70は、各ギヤ74,76,78,82を、図6に矢印で示す方向に回転させてスロットルシャフト80を反時計回りにさらに回動させ、スロットルバルブ60を全開位置を所定開度α超えた位置(以下「オーバー全開位置」という)まで開弁させる。
Further, when the
このとき、第2のピン96dは第3のギヤ78の回動によって第1の当接部78aまで摺動する。それにより、リンク96は回動軸100を中心に反時計回りに変位させられ、第1のピン96bは長孔94a内を摺動しつつアーム94を変位させる。アーム94の変位によってチョークシャフト92は図において時計回りに回動させられ、よって図4(c)にも示す如く、チョークバルブ62は全閉位置まで閉弁される。
At this time, the
このように、第3のギヤ78において第1、第2の当接部78a,78bが形成される位置は、第2のピン96dが第2の当接部78bに当接するとき、即ち、図3あるいは図5に示す状態のとき、チョークバルブ62は全開位置になると共に、第3のギヤ78が電動モータ70によって図において時計回りに回動させられ、第2のピン96dが第1の当接部78aに当接するとき(図6に示す状態のとき)、チョークバルブ62は全閉位置となるように設定される。
As described above, the positions at which the first and
上記および図4の(a)から(c)に示すように、チョークバルブ開閉機構90は、スロットルバルブ開閉機構72の動作に連動してチョークバルブ62を開閉する、より具体的には、スロットルバルブ60が全閉位置と全開位置の間にあるとき、チョークバルブ62を全開位置に保持する一方、スロットルバルブ60が全開位置とオーバー全開位置(全開位置を所定開度α超えた位置)の間にあるとき、チョークバルブ62を全開位置と全閉位置の間で開閉するように構成される。
4 and (a) to (c) of FIG. 4, the choke valve opening /
尚、上記において、チョークバルブ62の動作を全開位置と全閉位置の2種類で説明したが、第1の当接部78aは凹状に形成されるため、第2のピン96dと第1の当接部78aとの当接位置を適宜に調整することで、チョークバルブ62を任意の開度にすることができる。即ち、スロットルバルブ60を全開位置とオーバー全開位置の間で適宜に調整することで、チョークバルブ62を全開位置と全閉位置の間で開閉自在とすることができる。
In the above description, the operation of the
次いで、エンジン10の始動時におけるスロットルバルブ60、チョークバルブ62の開閉動作について説明する。
Next, the opening / closing operation of the
図7は、ECU114の動作の内、エンジン10の始動時におけるスロットルバルブ60などの動作の制御を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムは、エンジン10が始動されたとき、1回だけ実行される。また、エンジン10の始動前において、スロットルバルブ60とチョークバルブ62は図6および図4(c)に示す状態、詳しくはスロットルバルブ60はリターンスプリング84の付勢力によってオーバー全開位置とされると共に、チョークバルブ62はリターンスプリング102によって全閉位置とされる。
FIG. 7 is a flowchart showing the control of the operation of the
以下、図7フロー・チャートを参照してスロットルバルブ60とチョークバルブ62の開閉動作を説明する。操作者によってリコイルスタータ44が操作され、パワーコイル40が発電を開始してECU114が起動させられると、先ずS10において温度センサ28の出力に基づいてエンジン10の温度を検出する。
Hereinafter, the opening / closing operation of the
S12に進み、検出された温度に基づいてエンジン10を暖機する第1の暖機時間T1と第2の暖機時間T2を決定する。この第1の暖機時間T1は、エンジン10が始動されてからエンジン回転数NEが安定するまでの時間を意味し、第2の暖機時間T2は、例えばスロットルバルブ60が急激に開閉された場合であってもストールなどが生じない運転状態(即ち、完全暖機状態)になるまでの時間を意味する。
Proceeding to S12, a first warm-up time T1 and a second warm-up time T2 for warming up the
具体的には、図8に示す如く、エンジン10の温度から、予め実験により求められてROMに格納されているマップを検索し、第1、第2の暖機時間T1,T2を決定(算出)する。尚、図8においては、第1の暖機時間T1を破線で示し、第2の暖機時間T2を実線で示す。
Specifically, as shown in FIG. 8, a map obtained in advance by experiments and stored in the ROM is searched from the temperature of the
図8から分かるように、第2の暖機時間T2は、第1の暖機時間T1よりも長くなるように設定される。また、第1、第2の暖機時間T1,T2は共に、エンジン10の温度が高くなるに従って減少するように設定される。これは、エンジン10の温度が比較的低いとき、別言すれば、外気温が比較的低く、冷間始動のときは暖機が完了するまでに長い時間が必要になる一方、エンジン10の温度が高いとき(外気温が比較的高い、あるいは温間始動(ホットリスタート)のとき)は短い暖機時間で足りるためである。
As can be seen from FIG. 8, the second warm-up time T2 is set to be longer than the first warm-up time T1. The first and second warm-up times T1, T2 are both set to decrease as the temperature of the
次いで、S14に進んで決定された第1の暖機時間T1を第1のタイマ(ダウンカウンタ。計時手段)にセットし、S16に進んで第2の暖機時間T2を第2のタイマ(ダウンカウンタ。計時手段)にセットする。このように、第1、第2のタイマを用いてエンジン10が始動されてからの経過時間を計測する。
Next, the routine proceeds to S14, where the first warm-up time T1 determined is set in the first timer (down counter, time measuring means), and the routine proceeds to S16, where the second warm-up time T2 is set to the second timer (down). Set to the counter (time measuring means). Thus, the elapsed time after the
S18に進み、エンジン10に供給される燃料量を増加させて暖機運転を行う。具体的には、スロットルバルブ60がオーバー全開位置と全開位置の間で駆動(開閉)するように、電動モータ70の動作を制御する。スロットルバルブ60を上記の如く駆動することで、図4(b)(c)に示すように、チョークバルブ62は全閉位置と全開位置の間で開閉させられる。これにより、燃料量が増加し、吸気路50における空燃比はリッチ化されてエンジン10が暖機されると共に、その始動性も向上する。
Proceeding to S18, the amount of fuel supplied to the
次いで、S20に進んで第1のタイマの値が0になったか否か判断する。S20で否定されるときはS18へ戻り、上記した燃料量を増加させて行われる暖機運転を継続する。即ち、エンジン10が始動されてからの経過時間が第1の暖機時間T1を越えるまで、エンジン10に供給される燃料量を増加させる。
Next, the process proceeds to S20 to determine whether or not the value of the first timer has become zero. When the result in S20 is negative, the program returns to S18 to continue the warm-up operation performed by increasing the amount of fuel described above. That is, the amount of fuel supplied to the
S20で肯定されるときはS22に進み、燃料量の増加を終了、詳しくは燃料量を増加させて行われる暖機運転を終了する。具体的には、オーバー全開位置と全開位置の間で駆動していたスロットルバルブ60を全開位置まで駆動するように、電動モータ70の動作を制御する。スロットルバルブ60を全開位置まで駆動することで、図4(b)に示すように、チョークバルブ62は全開位置に保持され、よってチョークバルブ62による燃料量の増加は終了させられる。
When the result in S20 is affirmative, the routine proceeds to S22, where the increase in the fuel amount is finished, specifically, the warm-up operation performed by increasing the fuel amount is finished. Specifically, the operation of the
次いで、S24に進んでスロットルバルブ60のスロットル開度の変化速度(単位時間当たりのスロットル開度の変化量)を減少させ、その状態でスロットルバルブ60を全閉位置と全開位置の間で駆動するように(正確には、回転数設定ボリューム110で入力された目標エンジン回転数NEDを維持するべく、スロットルバルブ60が目標開度になるように)電動モータ70の動作を制御する。
Next, the routine proceeds to S24, where the speed of change of the throttle opening of the throttle valve 60 (the amount of change of the throttle opening per unit time) is decreased, and the
上記したスロットル開度の変化速度の減少は、具体的には、電動モータ70の駆動速度(回転速度)を低下、例えば通常の駆動速度を300ppsとしたとき、100ppsまで低下させることで行われる。
Specifically, the reduction of the throttle opening change speed is performed by reducing the driving speed (rotational speed) of the
また、スロットル開度の変化速度の減少は、目標エンジン回転数NEDを徐々に変更することでも行われる。これについて図9を参照して説明すると、例えば時点t1で回転数設定ボリューム110が操作されて目標エンジン回転数が第1の目標エンジン回転数NED1から第2の目標エンジン回転数NED2に変更された場合、ECU114における目標エンジン回転数NEDを第2の目標エンジン回転数NED2に直ちに変更する(図9において一点鎖線で示す)のではなく、第1の目標エンジン回転数NED1から第2の目標エンジン回転数NED2に向けて徐々に増加(変更)するようにした。即ち、目標エンジン回転数NEDが段階的に増加することで、スロットルバルブ60のスロットル開度もそれに応じて徐々に増加することとなり、よってスロットル開度の変化速度は減少させられる。尚、上記において、目標エンジン回転数NEDを増加させるときを例にとって説明したが、目標エンジン回転数NEDを減少させるときも同様に、徐々に減少させる。
Moreover, the change rate of the throttle opening degree is also reduced by gradually changing the target engine speed NED. This will be described with reference to FIG. 9. For example, the target engine speed is changed from the first target engine speed NED1 to the second target engine speed NED2 by operating the
次いで、S26に進んでエンジン回転数NEを検出し、S28に進み、検出されたエンジン回転数NEが所定値(例えば1300rpm)以下か否か判断する。S28で肯定、即ち、エンジン10が始動されてからの経過時間が第1の暖機時間T1を越えてから第2の暖機時間T2を越える前にエンジン回転数NEが所定値に到達しないときはエンジン10に何らかの異常が生じていると推定されるため、S30に進み、点火カットなどを行ってエンジン10の運転を停止させ、プログラムを終了する。
Next, the process proceeds to S26, where the engine speed NE is detected. The process proceeds to S28, where it is determined whether or not the detected engine speed NE is equal to or less than a predetermined value (for example, 1300 rpm). Affirmative in S28, that is, when the engine speed NE does not reach the predetermined value before the second warm-up time T2 after the elapsed time from the start of the
S28で否定されるときはS32に進み、第2のタイマの値が0になったか否か判断する。S32で否定されるときはS24に戻り、上記した処理を繰り返す。このように、エンジン10が始動されてからの経過時間が第1の暖機時間T1を越えてから第2の暖機時間T2を越えるまで、スロットルバルブ60のスロットル開度の変化速度が減少するように、電動モータ70の動作を制御する。
When the result in S28 is negative, the program proceeds to S32, in which it is determined whether or not the value of the second timer has become zero. When the result in S32 is negative, the program returns to S24 and repeats the above processing. In this way, the change speed of the throttle opening of the
一方、S32で肯定、即ち、エンジン10が完全暖機状態となって暖機運転が終了したときはS34に進み、スロットルバルブ60を通常制御する。具体的には、電動モータ70の駆動速度を通常の値(例えば300pps)にすると共に、ECU114における目標エンジン回転数NEDを回転数設定ボリューム110からの出力に対応させるようにし、その状態でスロットルバルブ60を全閉位置と全開位置の間で駆動するように(正確には、目標エンジン回転数NEDを維持するべく、スロットルバルブ60が目標開度になるように)電動モータ70の動作を制御する。
On the other hand, when the result in S32 is affirmative, that is, when the
次いで、エンジン10の停止時におけるスロットルバルブ60とチョークバルブ62の開閉動作について説明する。
Next, the opening / closing operation of the
図10は、ECU114の動作の内、エンジン10の停止時におけるスロットルバルブ60の動作の制御を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ECU114において所定の周期(例えば100msec)ごとに実行される。
FIG. 10 is a flowchart showing control of the operation of the
先ずS100において、エンジン10の停止指示が入力されたか否か、具体的には、エンジン停止スイッチ112が操作者によって操作されてオン信号を出力しているか否か判断する。S100で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはS102に進んでスロットルバルブ60がオーバー全開位置まで駆動(開弁)するように、電動モータ70の動作を制御する。スロットルバルブ60を上記の如く駆動することで、図4(c)に示すように、チョークバルブ62を全閉位置まで閉弁させ、次回のエンジン10の始動に備える。
First, in S100, it is determined whether or not a stop instruction for the
以上の如く、この発明の実施例にあっては、吸気路50に配置されるスロットルバルブ60と、前記スロットルバルブを駆動するアクチュエータ(電動モータ)70とを備える汎用内燃機関(エンジン)10の制御装置において、前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段(温度センサ28、ECU114。S10)と、前記内燃機関の機関回転数(エンジン回転数NE)を検出する機関回転数検出手段(ECU114。S26)と、前記内燃機関が始動されてから前記検出された機関回転数が安定するまでの第1の暖機時間T1と、前記第1の暖機時間より長く設定され、前記内燃機関が完全暖機状態になるまでの第2の暖機時間T2とを前記検出された温度に基づいて決定する暖機時間決定手段(ECU114。S12)と、前記内燃機関が始動されてからの経過時間を計測する計時手段(第1のタイマ、第2のタイマ、ECU114。S14,S16)と、前記計測された経過時間が前記決定された第1の暖機時間を越えるまで、前記内燃機関に供給される燃料量を増加させる燃料量増加手段(ECU114。S18,S20)と、前記経過時間が前記第1の暖機時間を越えてから前記決定された第2の暖機時間を越えるまで、前記スロットルバルブのスロットル開度の変化速度が減少するように、前記アクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御手段(ECU114。S24,S32)とを備えるように構成した。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the control of the general-purpose internal combustion engine (engine) 10 including the
このように、エンジン10が始動されてからの経過時間が第1の暖機時間T1を越えるまで、エンジン10に供給される燃料量を増加させるように構成したので、第1の暖機時間T1をエンジン回転数NEが安定するまでの時間に、第2の暖機時間T2を完全暖機状態になるまでの時間にすることで、燃料量の増加を、完全暖機状態になる第2の暖機時間T2より短い第1の暖機時間T1で終了させることができる。これにより、燃料量を増加させて行われる暖機運転を早期に終了させることができ、よってその分だけ燃費性能やエミッション性能を向上させることができる。また、経過時間が第1の暖機時間T1を越えてから第2の暖機時間T2を越えるまで、スロットルバルブ60のスロットル開度の変化速度が減少するように、電動モータ70の動作を制御するように構成したので、完全暖機状態になるまではスロットルバルブ60が急激に開閉されることがなく、空燃比の急な変化を回避でき、よってエンジン10のストールを確実に防止することができる。さらに、燃料量の増加に伴う燃焼室16や点火プラグ、潤滑油などの汚損も低減させることが可能となる。
As described above, since the amount of fuel supplied to the
また、前記計測された経過時間が前記第1の暖機時間T1を越えてから前記第2の暖機時間T2を越える前に前記検出された機関回転数NEが所定値に到達しないとき、前記内燃機関の運転を停止させる運転停止手段(ECU114。S28,S30)を備えるように構成した。これにより、例えばエンジン10に何等かの異常が生じてエンジン回転数NEが上昇しないと推定される場合、エンジン10の運転を確実に停止させることができる。
Further, when the detected engine speed NE before the elapsed time before Symbol measure exceeds the second warm-up time T2 from beyond said first warm-up time T1 has not reached the predetermined value, Operation stop means (
尚、上記において、電動モータ70の駆動速度を低下させると共に、目標エンジン回転数NEDを徐々に変更することで、スロットルバルブ60のスロットル開度の変化速度を減少させるようにしたが、いずれか一方のみ行ってスロットル開度の変化速度を減少させるように構成しても良い。
In the above description, while the drive speed of the
また、スロットルバルブ60などを駆動するアクチュエータ(電動モータ70)をステッピングモータとしたが、他の電動モータや電磁ソレノイドなどであっても良いし、電動モータでポンプを駆動して動作する油圧機器などであっても良い。
Further, the actuator (electric motor 70) that drives the
また、燃料の供給をキャブレタ46によって行うように構成したが、それに限られるものではなく、吸気ポート24にインジェクタ(燃料噴射弁)を配置して燃料を供給するように構成しても良い。
Further, the fuel is supplied by the
10 エンジン(汎用内燃機関)、28 温度センサ(温度検出手段)、50 吸気路、60 スロットルバルブ、70 電動モータ(アクチュエータ)、114 ECU(電子制御ユニット) 10 engine (general-purpose internal combustion engine), 28 temperature sensor (temperature detection means), 50 intake passage, 60 throttle valve, 70 electric motor (actuator), 114 ECU (electronic control unit)
Claims (2)
a.前記内燃機関の温度を検出する温度検出手段と、
b.前記内燃機関の機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
c.前記内燃機関が始動されてから前記検出された機関回転数が安定するまでの第1の暖機時間と、前記第1の暖機時間より長く設定され、前記内燃機関が完全暖機状態になるまでの第2の暖機時間とを前記検出された温度に基づいて決定する暖機時間決定手段と、
d.前記内燃機関が始動されてからの経過時間を計測する計時手段と、
e.前記計測された経過時間が前記決定された第1の暖機時間を越えるまで、前記内燃機関に供給される燃料量を増加させる燃料量増加手段と、
f.前記経過時間が前記第1の暖機時間を越えてから前記決定された第2の暖機時間を越えるまで、前記スロットルバルブのスロットル開度の変化速度が減少するように、前記アクチュエータの動作を制御するアクチュエータ制御手段と、
を備えることを特徴とする汎用内燃機関の制御装置。 In a control device for a general-purpose internal combustion engine comprising a throttle valve disposed in an intake passage and an actuator for driving the throttle valve,
a. Temperature detecting means for detecting the temperature of the internal combustion engine;
b. Engine speed detecting means for detecting the engine speed of the internal combustion engine;
c. Said first warm-up time from the internal combustion engine is started until the detected engine speed is stabilized, the are from rather long set the first warm-up time, the internal combustion engine is fully warmed-up state a warm-up time determination means for determining based on to the second and warm-up time becomes the detected temperature,
d . Time measuring means for measuring an elapsed time since the internal combustion engine was started;
e . Fuel amount increasing means for increasing the amount of fuel supplied to the internal combustion engine until the measured elapsed time exceeds the determined first warm-up time;
f . The operation of the actuator is performed so that the change rate of the throttle opening of the throttle valve decreases from the elapsed time exceeding the first warm-up time to the determined second warm-up time. Actuator control means for controlling;
A control apparatus for a general-purpose internal combustion engine, comprising:
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