JP5986063B2 - General-purpose engine ignition control device - Google Patents
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Description
この発明は汎用エンジンの点火制御装置に関する。 The present invention relates to a general-purpose engine ignition control device.
4サイクルの汎用エンジンの多くは、装置の簡略化の意図から、吸気、圧縮、爆発、排気の各行程のうち、圧縮行程のみならず排気行程でも点火を行っている。圧縮行程での点火は、燃焼サイクルに従った点火であり、その点火によって混合気が燃焼されることになるので、「正規点火」と呼ばれるが、排気行程での点火は、燃焼サイクルに従った点火ではなく、その点火によっては混合気が燃焼されることがないので、「捨て火」と呼ばれる無駄な点火である。 Many 4-cycle general-purpose engines are ignited not only in the compression stroke but also in the exhaust stroke of the intake, compression, explosion, and exhaust strokes for the purpose of simplifying the apparatus. Ignition in the compression stroke is ignition according to the combustion cycle, and the air-fuel mixture is combusted by the ignition, so it is called “regular ignition”, but ignition in the exhaust stroke follows the combustion cycle. Since the air-fuel mixture is not combusted by the ignition, not the ignition, this is a useless ignition called “abandoned fire”.
従って、捨て火を発生させるような汎用エンジンにあっては、無駄な点火を行う分だけ点火プラグの寿命を短縮させてしまうという不都合があった。そこで、そのような不都合を解消するため、点火が圧縮行程と排気行程のいずれの行程で行われているかを判別し、判別結果に基づいて圧縮行程での正規点火のみを行うようにした技術が提案されている(例えば特許文献1)。 Therefore, a general-purpose engine that generates abandoned fire has the disadvantage of shortening the life of the spark plug by the amount of useless ignition. Therefore, in order to eliminate such inconvenience, there is a technique in which it is determined whether the ignition is performed in the compression stroke or the exhaust stroke, and only the normal ignition in the compression stroke is performed based on the determination result. It has been proposed (for example, Patent Document 1).
特許文献1記載の技術は、汎用エンジンの所定時間にわたる平均エンジン回転数を算出すると共に、圧縮行程と排気行程のいずれかの行程で点火を少なくとも1回中止(カット)し、点火を中止した後のエンジン回転数が平均エンジン回転数に対してどの程度低下したか(低下度合い)を判断することによって点火が中止された行程が圧縮行程か否かを判別するものである。具体的には、平均エンジン回転数と点火を中止した後のエンジン回転数の差が所定値を超えるとき、中止された点火が圧縮行程で行われたと判別する。このように、点火が中止された行程を判別することができれば、圧縮行程での正規点火のみを行うことができるため、捨て火による点火プラグの寿命短縮を防止することができる。 The technology described in Patent Document 1 calculates the average engine speed of a general-purpose engine over a predetermined time, stops ignition (cuts) at least once in either the compression stroke or the exhaust stroke, and then stops the ignition. It is determined whether or not the stroke in which ignition is stopped is the compression stroke by determining how much the engine rotation speed of the engine has decreased with respect to the average engine rotation speed (decrease degree). Specifically, when the difference between the average engine speed and the engine speed after the ignition is stopped exceeds a predetermined value, it is determined that the stopped ignition is performed in the compression stroke. Thus, if it is possible to determine the stroke in which the ignition is stopped, only the regular ignition in the compression stroke can be performed, so that it is possible to prevent the life of the spark plug from being shortened due to abandoned fire.
しかしながら、例えば点火カットの前後で不正燃焼等の事象が発生すると、点火カット後のエンジン回転数の低下度合いが変化する場合がある。そのため、特許文献1記載の技術のように、点火カット後のエンジン回転数の低下度合いを所定値と比較するだけでは、エンジン回転数の低下度合いが変化した場合には行程判別が精度良く行えない場合があった。 However, for example, when an event such as unauthorized combustion occurs before and after the ignition cut, the degree of decrease in the engine speed after the ignition cut may change. Therefore, as in the technique described in Patent Document 1, it is not possible to accurately determine the stroke when the degree of decrease in the engine speed changes only by comparing the degree of decrease in the engine speed after the ignition cut with a predetermined value. There was a case.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、圧縮行程と排気行程を精度良く判別することで、圧縮行程での正規点火のみを行えるようにした汎用エンジンの点火制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ignition control device for a general-purpose engine that can solve only the above-described problems and can perform only normal ignition in the compression stroke by accurately determining the compression stroke and the exhaust stroke. is there.
上記の目的を達成するために、請求項1にあっては、4サイクルの圧縮行程と排気行程の2つの行程で点火が行われるように点火信号を制御する汎用エンジンの点火制御装置において、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、前記検出されたエンジン回転数に基づいて所定時間にわたる平均エンジン回転数を算出する平均エンジン回転数算出手段と、前記2つの行程のうちのいずれかの行程で点火を少なくとも1回中止するように点火信号を制御する第1点火中止制御手段と、前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程とは異なる行程で点火を少なくとも1回中止するように点火信号を制御する第2点火中止制御手段と、前記算出された平均エンジン回転数と前記第1点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数との差分を算出する第1差分算出手段と、前記算出された平均エンジン回転数と前記第2点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数との差分を算出する第2差分算出手段と、前記第1差分算出手段によって算出された差分と前記第2差分算出手段によって算出された差分とを比較して前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と前記第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが前記圧縮行程かを判別する行程判別手段と、前記行程判別手段によって判別された前記圧縮行程で点火が行われるように点火信号を制御する点火制御手段とを備える如く構成した。 In order to achieve the above object, according to claim 1, in the ignition control device for a general-purpose engine that controls the ignition signal so that ignition is performed in two strokes of a compression stroke and an exhaust stroke of four cycles, An engine speed detecting means for detecting an engine speed of a general-purpose engine; an average engine speed calculating means for calculating an average engine speed over a predetermined time based on the detected engine speed; First ignition stop control means for controlling the ignition signal so as to stop ignition at least once in any one of the steps, and at least ignition in a stroke different from the stroke in which the ignition was stopped by the first ignition stop control means Second ignition stop control means for controlling the ignition signal so as to stop once, the calculated average engine speed and the first ignition stop control means. The first difference calculating means for calculating a difference from the engine speed detected after the ignition is stopped at least once, and the ignition is performed at least once by the calculated average engine speed and the second ignition stop control means. Comparing the difference calculated by the second difference calculating means with the difference calculated by the first difference calculating means and the difference calculated by the second difference calculating means; A stroke discriminating unit for discriminating whether the stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control unit or the stroke in which the ignition is stopped by the second ignition stop control unit is the compression stroke; And an ignition control means for controlling an ignition signal so that ignition is performed in the compression stroke.
また、請求項2に係る汎用エンジンの点火制御装置にあっては、前記行程判別手段は、前記第1差分算出手段によって算出された差分が前記第2差分算出手段によって算出された差分より大きいとき、前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程が前記圧縮行程と判別する如く構成した。 In the ignition control device for a general-purpose engine according to claim 2, the stroke determination unit is configured such that the difference calculated by the first difference calculation unit is larger than the difference calculated by the second difference calculation unit. The stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means is determined as the compression stroke.
また、請求項3に係る汎用エンジンの点火制御装置にあっては、前記行程判別手段は、前記第1差分算出手段によって算出された差分と前記第2差分算出手段によって算出された差分との比較を複数回行うと共に、前記複数回行われた比較結果に基づいて前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と前記第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが前記圧縮行程かを判別する如く構成した。 In the ignition control device for a general-purpose engine according to claim 3, the stroke determination means compares the difference calculated by the first difference calculation means with the difference calculated by the second difference calculation means. And a process in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means and a process in which the ignition is stopped by the second ignition stop control means is based on the comparison result performed a plurality of times. It was configured to determine whether it was a compression stroke.
また、請求項4に係る汎用エンジンの点火制御装置にあっては、前記汎用エンジンの負荷を検出する負荷検出センサを備えると共に、前記点火制御手段によって前記圧縮行程で点火が行われるように点火信号の制御が開始された後、前記排気行程での点火のために使用されていた点火電圧を前記負荷検出センサの電源電圧として使用する如く構成した。 The ignition control device for a general-purpose engine according to claim 4 includes a load detection sensor for detecting a load of the general-purpose engine, and an ignition signal so that ignition is performed in the compression stroke by the ignition control means. After the above control is started, the ignition voltage used for ignition in the exhaust stroke is used as the power supply voltage of the load detection sensor.
請求項1に係る汎用エンジンの点火制御装置にあっては、圧縮行程と排気行程のうちのいずれかの行程で点火を少なくとも1回中止するように点火信号を制御する第1点火中止制御手段と、第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程とは異なる行程で点火を少なくとも1回中止するように点火信号を制御する第2点火中止制御手段とを備え、汎用エンジンの平均エンジン回転数と第1点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数との差分と、汎用エンジンの平均エンジン回転数と第2点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数との差分とを比較して第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが圧縮行程かを判別すると共に、判別された圧縮行程で点火が行われるように点火信号を制御する如く構成したので、差分を比較することで、第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが圧縮行程かを精度良く判別することが可能となり、圧縮行程での正規点火のみを行うことができる。 In the ignition control device for a general-purpose engine according to claim 1, first ignition stop control means for controlling an ignition signal so as to stop ignition at least once in any one of a compression stroke and an exhaust stroke. And a second ignition stop control means for controlling the ignition signal so as to stop the ignition at least once in a stroke different from the stroke where the ignition is stopped by the first ignition stop control means, and the average engine speed of the general-purpose engine And the difference between the engine speed detected after the ignition is stopped at least once by the first ignition stop control means, the average engine speed of the general-purpose engine and after the ignition is stopped at least once by the second ignition stop control means Comparing the difference with the detected engine speed, the stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means and the ignition by the second ignition stop control means Since it is configured to determine which one of the stopped strokes is the compression stroke, and to control the ignition signal so that ignition is performed in the determined compression stroke, the first ignition stop control means by comparing the difference Therefore, it is possible to accurately determine which of the stroke in which the ignition is stopped and the stroke in which the ignition is stopped by the second ignition stop control means, and only the normal ignition in the compression stroke can be performed.
請求項2に係る汎用エンジンの点火制御装置にあっては、行程判別手段は、第1差分算出手段によって算出された差分が第2差分算出手段によって算出された差分より大きいとき、第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程が圧縮行程と判別する如く構成したので、上記した効果に加え、圧縮行程と排気行程を一層精度良く判別することが可能となり、圧縮行程での正規点火のみを確実に行うことができる。 In the ignition control device for a general-purpose engine according to claim 2, when the difference calculated by the first difference calculation unit is larger than the difference calculated by the second difference calculation unit, the stroke determination unit stops the first ignition Since the stroke in which the ignition is stopped by the control means is determined to be the compression stroke, in addition to the above effects, it becomes possible to more accurately determine the compression stroke and the exhaust stroke, and only normal ignition in the compression stroke can be performed. It can be done reliably.
請求項3に係る汎用エンジンの点火制御装置にあっては、行程判別手段は、第1差分算出手段によって算出された差分と第2差分算出手段によって算出された差分との比較を複数回行うと共に、複数回行われた比較結果に基づいて第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが圧縮行程かを判別する如く構成したので、上記した効果に加え、圧縮行程と排気行程をより一層精度良く判別することが可能となり、圧縮行程での正規点火のみをより確実に行うことができる。 In the ignition control device for a general-purpose engine according to claim 3, the stroke determination unit performs the comparison between the difference calculated by the first difference calculation unit and the difference calculated by the second difference calculation unit a plurality of times. Further, based on the comparison result performed a plurality of times, it is configured to determine which one of the stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means and the stroke in which the ignition is stopped by the second ignition stop control means. Therefore, in addition to the effects described above, the compression stroke and the exhaust stroke can be determined with higher accuracy, and only normal ignition in the compression stroke can be performed more reliably.
請求項4に係る汎用エンジンの点火制御装置にあっては、汎用エンジンの負荷を検出する負荷検出センサを備えると共に、点火制御手段によって圧縮行程で点火が行われるように点火信号の制御が開始された後、排気行程での点火のために使用されていた点火電圧を負荷検出センサの電源電圧として使用する如く構成したので、上記した効果に加え、使われなくなった排気行程での点火のための点火電圧の有効活用を図ることができる。また、負荷検出センサの電源電圧を確保するため、例えばフライホイールのマグネットの磁力を強化したり、巻き線や鉄心の仕様や構成を変更する必要もなく、または別途電源等を用意する必要もない。 The ignition control device for a general-purpose engine according to claim 4 includes a load detection sensor for detecting the load of the general-purpose engine, and control of the ignition signal is started so that ignition is performed in the compression stroke by the ignition control means. After that, since the ignition voltage used for ignition in the exhaust stroke is configured to be used as the power supply voltage of the load detection sensor, in addition to the above effect, for the ignition in the exhaust stroke that is no longer used Effective use of the ignition voltage can be achieved. In order to secure the power supply voltage of the load detection sensor, for example, it is not necessary to strengthen the magnetic force of the magnet of the flywheel, to change the specifications and configuration of the winding and the iron core, or to prepare a separate power supply etc. .
以下、添付図面に即してこの発明に係る汎用エンジンの点火制御装置を実施するための形態について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for implementing an ignition control device for a general-purpose engine according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1はこの発明の実施例に係る汎用エンジンの点火制御装置を全体的に示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an overall ignition control device for a general-purpose engine according to an embodiment of the present invention.
図1において、符号10は汎用エンジン(汎用内燃機関。以下単に「エンジン」という)を示す。エンジン10は、ガソリンを燃料とする空冷4サイクルの単気筒OHV型エンジンであり、例えば440cc程度の排気量を有する。
In FIG. 1,
エンジン10のシリンダブロック12の内部に形成されたシリンダ(気筒)には、単一のピストン14が往復動自在に収容される。シリンダブロック12の上部にはシリンダヘッド16が取り付けられ、そこにはピストン14の頂部を臨む位置に形成された燃焼室18と、燃焼室18に連通される吸気ポート20および排気ポート22が設けられる。吸気ポート20の付近には吸気バルブ24が設けられると共に、排気ポート22の付近には排気バルブ26が設けられる。
A
シリンダブロック12の下部にはクランクケース30が取り付けられ、その内部にはクランクシャフト32が回転自在に収容される。クランクシャフト32は、コンロッド34を介してピストン14の下部に連結される。クランクシャフト32の一端には負荷36が接続され、エンジン10は負荷36に動力を出力する。
A
クランクシャフト32の他端には、フライホイール38と冷却ファン40と始動用のリコイルスタータ42が取り付けられる。フライホイール38の内側においてクランクケース30にはパワーコイル(発電コイル)44が取り付けられると共に、フライホイール38の裏面にはマグネット(永久磁石)46が取り付けられる。パワーコイル44とマグネット46は多極発電機を構成し、クランクシャフト32の回転に同期した出力を生じる。
A
フライホイール38の外側においてクランクケース30にはエキサイタコイル48が取り付けられると共に、フライホイール38の表面にはマグネット(永久磁石)50が取り付けられる。エキサイタコイル48はマグネット50が通過するごとに出力を生じる。
An
クランクケース30にはクランクシャフト32の軸線と平行にカムシャフト52が回転自在に収容され、ギヤ機構54を介してクランクシャフト32に連結されて駆動される。カムシャフト52は吸気側カム52aと排気側カム52bを備え、図示しないプッシュロッドとロッカーアーム56,58を介して吸気バルブ24と排気バルブ26を駆動する。
A
吸気ポート20にはキャブレタ60が接続される。キャブレタ60は、吸気路62と、モータケース64と、キャブレタアセンブリ66を一体的に備える。吸気路62にはスロットルバルブ68とチョークバルブ70が配置される。
A
モータケース64には、スロットルバルブ68を駆動するスロットル用電動モータ72と、チョークバルブ70を駆動するチョーク用電動モータ74が収容される。スロットル用電動モータ72とチョーク用電動モータ74はステッピングモータからなる。
The
キャブレタアセンブリ66は、図示しない燃料タンクから燃料の供給を受け、スロットルバルブ68とチョークバルブ70の開度に応じた量の燃料を噴射し、吸気路62を流れる吸気に混合させて混合気を生成する。
The
生成された混合気は吸気ポート20と吸気バルブ24を通って燃焼室18に吸入され、点火プラグや点火コイルなどからなる点火装置を介して点火されて燃焼する。燃焼によって生じた排気は排気バルブ26と排気ポート22と図示しない消音器などを通ってエンジン10の外部に排出される。
The generated air-fuel mixture is sucked into the
スロットルバルブ68の付近にはスロットル開度センサ76が配置され、スロットルバルブ68の開度に応じた信号を出力すると共に、シリンダブロック12の適宜位置にはサーミスタなどからなる温度センサ78が配置され、エンジン10の温度を示す出力を生じる。また、吸気ポート20においてスロットルバルブ68の下流側には絶対圧センサ80が配置され、吸気ポート内圧力(エンジン負荷)に比例した信号を出力する。
A
上記したスロットル開度センサ76、温度センサ78、絶対圧センサ80、パワーコイル44およびエキサイタコイル48の出力は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit、以下「ECU」という)84に送られる。ECU84は、CPU,ROM、メモリおよび入出力回路などを備えるマイクロ・コンピュータからなる。
The outputs of the
ECU84においてパワーコイル44の出力(交流電力)はブリッジ回路に入力され、全波整流されて直流電源に変換され、ECU84とスロットル用電動モータ72などの動作電源として使用されると共に、パルス生成回路でパルス信号に変換される。また、エキサイタコイル48の出力は点火装置の点火信号として用いられる。即ち、エキサイタコイル48により、クランクシャフト1回転ごとに点火信号が発生される。
In the
ECU84においてCPUは変換されたパルス信号に基づいてエンジン回転数を検出し、検出したエンジン回転数とスロットル開度センサ76と温度センサ78の出力に基づいてスロットル用電動モータ72とチョーク用電動モータ74の動作を制御すると共に、点火装置を介して点火を制御する。また、ECU84においてCPUは絶対圧センサ86の出力に基づいて点火時期を補正し、エンジン10に対して適切なタイミングで点火するように制御する。
In the
以下、点火制御について具体的に説明する。 Hereinafter, the ignition control will be specifically described.
図2はこの発明の実施例に係る点火制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、リコイルスタータ42が操作され、フライホイール38の回転によってパワーコイル44が発電を開始してECU84が起動したときに実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the ignition control apparatus according to the embodiment of the present invention. The illustrated program is executed when the
以下説明すると、S10において行程判別処理を実行する。 As will be described below, a stroke determination process is executed in S10.
図3は行程判別処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 FIG. 3 is a sub-routine flowchart showing the stroke determination process.
S100において検出されたエンジン回転数NEが完爆回転数を超えるか否か判断する。完爆回転数はリコイルスタータ42によってエンジン始動が完了したと判断できる回転数であり、例えば800rpmに設定される。エンジン回転数NEが完爆回転数を超えた場合にはS102に進む。
It is determined whether or not the engine speed NE detected in S100 exceeds the complete explosion speed. The complete explosion speed is a speed at which the
S102においてエンジン10がアイドル状態にあるか否か判断する。具体的には、検出されたエンジン回転数NEがアイドル回転数として1400rpmから1600rpmの間にあるか否か判断する。エンジン10がアイドル状態にあると判断された場合にはS104に進む。
In S102, it is determined whether or not the
S104では平均回転数(平均エンジン回転数)NEaveを算出する。具体的には、所定時間(例えば1sec)にわたって検出される複数のエンジン回転数NEの単純平均から平均回転数NEaveを算出する。 In S104, an average engine speed (average engine speed) NEave is calculated. Specifically, the average engine speed NEave is calculated from a simple average of a plurality of engine engine speeds NE detected over a predetermined time (for example, 1 sec).
次いでS106に進み、算出された平均回転数NEaveをメモリに保存する。 Next, in S106, the calculated average rotational speed NEave is stored in the memory.
次いでS108に進み、圧縮行程と排気行程の2つの行程のうちのいずれかの行程(以下このフロー・チャートの説明において「A行程」という)で点火を1回カット(中止)するように点火信号を制御する。点火は、クランクシャフト32が1回転するごとに圧縮行程と排気行程で交互に行われるが、通常、何らかの行程判別を行わない限りはこれらの点火が圧縮行程で行われたものか、排気行程で行われたものかは特定できない。そのため、A行程は任意に選定され、この時点でA行程が圧縮行程か排気行程かは分からない。
Next, in S108, the ignition signal is used to cut (stop) the ignition once in one of the two strokes of the compression stroke and the exhaust stroke (hereinafter referred to as "A stroke" in the description of this flow chart). To control. Ignition is alternately performed in the compression stroke and the exhaust stroke every time the
点火カットは、クランクシャフト32の回転に伴って順次発生させられる点火信号のうちのある任意の点火信号について点火コイルへの点火指令を出力しないように制御することで行われる。尚、1回だけ点火カットを実行するのではなく、1回置きに複数回の点火カットを実行するようにしても良い。
The ignition cut is performed by controlling so as not to output an ignition command to an ignition coil with respect to an arbitrary ignition signal among ignition signals sequentially generated as the
次いでS110に進み、A行程における点火カット後のエンジン回転数NEmfAを検出する。エンジン回転数NEmfAは、点火カットを実行してから平均回転数NEaveに応じて設定される時間が経過した後に検出されるエンジン回転数である。 Next, in S110, the engine speed NEmfA after the ignition cut in the A stroke is detected. The engine speed NEmfA is an engine speed detected after a time set according to the average speed NEave has elapsed since the ignition cut was executed.
次いでS112に進み、点火カット前後のエンジン回転数NEの変動(低下度合い)を示す回転変動差ΔNEAを算出する。回転変動差ΔNEAは、平均回転数NEaveから点火カット後のエンジン回転数NEmfAを減算することで算出される。 Next, the routine proceeds to S112, where a rotational fluctuation difference ΔNEA indicating a fluctuation (degree of decrease) in the engine speed NE before and after the ignition cut is calculated. The rotational fluctuation difference ΔNEA is calculated by subtracting the engine rotational speed NEmfA after ignition cut from the average rotational speed NEave.
次いでS114に進み、圧縮行程と排気行程の2つの行程のうち、A行程とは異なる行程(以下このフロー・チャートの説明において「B行程」という)で点火を1回カットするように点火信号を制御する。具体的には、B行程で発生させられる点火信号のうちのある任意の点火信号について点火コイルへの点火指令を出力しないように制御する。 Next, in S114, an ignition signal is generated so that the ignition is cut once in a stroke different from the A stroke (hereinafter referred to as "B stroke" in the description of the flow chart) of the two strokes of the compression stroke and the exhaust stroke. Control. Specifically, control is performed so as not to output an ignition command to the ignition coil for an arbitrary ignition signal among the ignition signals generated in the B stroke.
次いでS116に進み、B行程における点火カット後のエンジン回転数NEmfBをS110と同様の処理により検出する。 Next, in S116, the engine speed NEmfB after the ignition cut in the B stroke is detected by the same process as in S110.
次いでS118に進み、B行程における点火カット前後のエンジン回転数NEmfBの変動を示す回転変動差ΔNEBを算出する。回転変動差ΔNEBは、平均回転数NEaveから点火カット後のエンジン回転数NEmfBを減算することで算出される。 Next, the routine proceeds to S118, where a rotation fluctuation difference ΔNEB indicating a fluctuation in the engine speed NEmfB before and after the ignition cut in the B stroke is calculated. The rotational fluctuation difference ΔNEB is calculated by subtracting the engine speed NEmfB after the ignition cut from the average speed NEave.
次いでS120に進み、回転変動差ΔNEAとΔNEBを比較することで、A行程とB行程がそれぞれ圧縮行程と排気行程のいずれの行程かを判別する行程判別を行う。 Next, the process proceeds to S120, and a stroke determination is performed to determine whether the A stroke and the B stroke are the compression stroke or the exhaust stroke, respectively, by comparing the rotational fluctuation differences ΔNEA and ΔNEB.
図4は行程判別の手法を説明する説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of stroke determination.
図4(a)はエンジン始動後のアイドル状態について示す。同図に示すように、クランクシャフト32が1回転するごとに発生するエキサイタコイル48の電圧波形に基づき、圧縮行程の終了付近の正規点火と排気行程の終了付近の捨て火が実行される。エンジン回転数NEは正規点火直後に上昇するが、捨て火直後は上昇せずに次に正規点火されるまで減少する。
FIG. 4A shows an idle state after the engine is started. As shown in the figure, based on the voltage waveform of the
図4(b)は圧縮行程と排気行程で点火カットを実行した場合の回転数変動について示す。排気行程で点火カットを実行した場合、その後のエンジン回転数NEに大きな変動は見られないが、圧縮行程で点火カットを実行した場合には爆発が起こらずに爆発行程に移行するため、エンジン回転数NEが低下する(図では、平均回転数NEaveに対して点火カット後のエンジン回転数NEがΔNEだけ低下、即ち、回転変動差がΔNEとなっている)。従って、点火カット後のエンジン回転数NEの変動(回転変動差または低下度合い)を判断することで、点火をカットした行程が圧縮行程か、排気行程かの判別が可能となる。 FIG. 4B shows the rotational speed fluctuation when ignition cut is executed in the compression stroke and the exhaust stroke. When ignition cut is executed in the exhaust stroke, there is no significant change in the engine speed NE after that. However, when ignition cut is executed in the compression stroke, no explosion occurs and the engine goes to the explosion stroke. The number NE decreases (in the figure, the engine speed NE after ignition cut is decreased by ΔNE with respect to the average engine speed NEave, that is, the rotational fluctuation difference is ΔNE). Therefore, it is possible to determine whether the stroke where the ignition is cut is the compression stroke or the exhaust stroke, by determining the fluctuation (rotational fluctuation difference or degree of decrease) in the engine speed NE after the ignition cut.
しかしながら、例えば点火カットの前後で不正燃焼等の事象が発生する場合があり、その場合、点火カット後のエンジン回転数NEの回転変動差、即ち、低下度合いが変化することがある。図4(b)において破線で示すエンジン回転数NEは、不正燃焼によって圧縮行程での点火カット後のエンジン回転数NEの低下度合いが変化した場合の例である。図示の例では、不正燃焼によって点火カット後のエンジン回転数NEの低下度合いがΔNEからΔNEAに小さくなっているのが分かる。 However, for example, an event such as improper combustion may occur before and after the ignition cut, and in that case, the rotational fluctuation difference of the engine speed NE after the ignition cut, that is, the degree of decrease may change. The engine speed NE indicated by a broken line in FIG. 4B is an example in a case where the degree of decrease in the engine speed NE after the ignition cut in the compression stroke is changed due to incorrect combustion. In the example shown in the figure, it can be seen that the degree of decrease in the engine speed NE after the ignition cut is reduced from ΔNE to ΔNEA due to incorrect combustion.
従って、特許文献1記載の技術のように、点火カット後のエンジン回転数NEの低下度合いを所定値(ΔNE)と比較するだけでは、図示の如く、点火カット後のエンジン回転数NEの低下度合いがΔNEAに変化した場合、圧縮行程を判別できないという不都合が生じる。即ち、上記したように点火カット後のエンジン回転数NEの低下度合いが変化するような場合には行程判別が正確に行えない場合が生じ得る。 Therefore, as shown in the patent document 1, just by comparing the degree of decrease in the engine speed NE after ignition cut with a predetermined value (ΔNE), as shown in the figure, the degree of decrease in the engine speed NE after ignition cut. Changes to ΔNEA, there arises a disadvantage that the compression stroke cannot be determined. That is, as described above, when the degree of decrease in the engine speed NE after the ignition cut is changed, there may be a case where the stroke determination cannot be performed accurately.
そこで、この発明では、いずれか一方の行程のみで点火カットを行い、その後のエンジン回転数NEの低下度合いが所定値を超えたか否かで行程判別を行うのではなく、A行程とB行程、即ち、圧縮行程と排気行程の両方で点火カットを行い、A行程での点火カット後のエンジン回転数NEmfAの回転変動差ΔNEAと、B行程での点火カット後のエンジン回転数NEmfBの回転変動差ΔNEBとを比較することによって行程判別を行うようにした。 Therefore, in the present invention, the ignition cut is performed only in one of the strokes, and the stroke determination is not performed based on whether or not the degree of decrease in the engine speed NE thereafter exceeds a predetermined value, but the A stroke and the B stroke, That is, the ignition cut is performed in both the compression stroke and the exhaust stroke, and the rotational fluctuation difference ΔNEA of the engine speed NEmfA after the ignition cut in the A stroke and the rotational fluctuation difference of the engine speed NEmfB after the ignition cut in the B stroke. The stroke is discriminated by comparing with ΔNEB.
図3の説明に戻ると、S120において回転変動差ΔNEAがΔNEBよりも大きいか否か判断し、肯定されるときはS122に進み、A行程が圧縮行程であると判別する一方、否定されるときはS124に進んでB行程が圧縮行程であると判別する。即ち、エンジン回転数NEmfAの低下度合いである回転変動差ΔNEAと、エンジン回転数NEmfBの低下度合いである回転変動差ΔNEBとを比較して、低下度合い(回転変動差)の大きい方の行程を圧縮行程と判別する。このように、回転変動差ΔNEAとΔNEBの比較によって行程判別を行うようにすることで、点火カット後のエンジン回転数NEの低下度合いが変化する場合であっても精度良く行程判別を行うことができる。 Returning to the description of FIG. 3, it is determined in S120 whether or not the rotational fluctuation difference ΔNEA is larger than ΔNEB. If the determination is affirmative, the process proceeds to S122. Advances to S124 and determines that the B stroke is the compression stroke. That is, the rotational fluctuation difference ΔNEA, which is the degree of decrease in the engine speed NEmfA, is compared with the rotational fluctuation difference ΔNEB, which is the degree of decrease in the engine speed NEmfB, and the stroke having the larger degree of reduction (rotational fluctuation difference) is compressed. Judged as a stroke. In this way, by determining the stroke by comparing the rotation fluctuation difference ΔNEA and ΔNEB, the stroke determination can be performed with high accuracy even when the degree of decrease in the engine speed NE after the ignition cut changes. it can.
次いでS126に進み、S102からS124までの処理を繰り返すか否か判断する。S102からS124までの処理を繰り返すのは、行程判別の精度をさらに上げるためであり、初回のS126にあっては、肯定されてS102に戻る。 Next, in S126, it is determined whether or not the processes from S102 to S124 are repeated. The process from S102 to S124 is repeated in order to further improve the accuracy of the stroke determination. In the first S126, the determination is affirmed and the process returns to S102.
S102からS124までの処理を繰り返すに際しては、S108で任意の行程で点火カットを行なうのではなく、前回のS108において点火カットを行った行程、即ち、A行程で再び点火カットを行う。換言すると、前回圧縮行程(正規点火側)で点火カットを実行した場合には、今回も圧縮行程で点火カットを実行する一方、前回排気行程(捨て火側)で点火カットを実行した場合には、今回も排気行程で点火カットを実行する。S114の処理についても同様である。 When the processes from S102 to S124 are repeated, the ignition cut is not performed in an arbitrary stroke in S108, but the ignition cut is performed again in the stroke in which the ignition cut was performed in the previous S108, that is, the A stroke. In other words, if the ignition cut was executed in the previous compression stroke (normal ignition side), the ignition cut was executed in the compression stroke again, while the ignition cut was executed in the previous exhaust stroke (abandoned fire side). This time, the ignition cut is executed in the exhaust stroke. The same applies to the processing of S114.
そして、2回目以降のS126における繰り返すか否かの判断は、S102からS124を繰り返すことによって得られる複数の行程判別結果が概ね一致するに至ったか否かで判断する。複数の行程判別結果が概ね一致するに至らないのであれば否定されてS102に戻る一方、複数の行程判別結果が概ね一致するに至ればこのサブ・ルーチン・フロー・チャートを終了する。 Whether or not to repeat the process in S126 after the second time is determined based on whether or not a plurality of stroke determination results obtained by repeating S102 to S124 substantially coincide. If the plurality of stroke determination results do not substantially match, the determination is negative and the process returns to S102. On the other hand, if the plurality of stroke determination results approximately match, this sub-routine flowchart is terminated.
但し、この発明では、上記したように、回転変動差ΔNEAとΔNEBの比較によって行程判別を行っているため、1回の比較で精度良く行程判別を行うことができる。そのため、必ずしもS102からS124の処理を繰り返さなくても良い。 However, in the present invention, as described above, since the stroke determination is performed by comparing the rotation fluctuation difference ΔNEA and ΔNEB, the stroke determination can be performed with a single comparison with high accuracy. Therefore, it is not always necessary to repeat the processing from S102 to S124.
図2フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS12に進んで点火制御を実行する。具体的には、図3フロー・チャートのS120からS124において行われた行程判別の結果、A行程とB行程のうち、圧縮行程と判別された行程でのみ点火が行われるように点火信号を制御する。即ち、クランクシャフト32が1回転するごとに発生される点火信号のうち、圧縮行程と判別された行程で発生される点火信号を選択し、選択された点火信号に基づいて点火コイルに点火指令を送出する。
Returning to the description of the flow chart of FIG. 2, the process then proceeds to S12 to execute ignition control. Specifically, the ignition signal is controlled so that ignition is performed only in the stroke determined as the compression stroke of the A stroke and the B stroke as a result of the stroke determination performed in S120 to S124 in the flowchart of FIG. To do. That is, the ignition signal generated in the stroke determined as the compression stroke is selected from the ignition signals generated each time the
以上のように、この発明の第1実施例にあっては、4サイクルの圧縮行程と排気行程の2つの行程で点火が行われるように点火信号を制御する汎用エンジン(エンジン)10の点火制御装置において、前記汎用エンジンのエンジン回転数NEを検出するエンジン回転数検出手段(パワーコイル)44と、前記検出されたエンジン回転数に基づいて所定時間にわたる平均エンジン回転数NEaveを算出する平均エンジン回転数算出手段(ECU84,S10,S104)と、前記2つの行程のうちのいずれかの行程(A行程)で点火を少なくとも1回中止(カット)するように点火信号を制御する第1点火中止制御手段(ECU84,S10,S108)と、前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程とは異なる行程(B行程)で点火を少なくとも1回中止するように点火信号を制御する第2点火中止制御手段(ECU84,S10,S114)と、前記算出された平均エンジン回転数と前記第1点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数NEmfAとの差分(回転変動差)ΔNEAを算出する第1差分算出手段(ECU84,S10,S112)と、前記算出された平均エンジン回転数と前記第2点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数NEmfBとの差分(回転変動差)ΔNEBを算出する第2差分算出手段(ECU84,S10,S118)と、前記第1差分算出手段によって算出された差分と前記第2差分算出手段によって算出された差分とを比較して前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と前記第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが前記圧縮行程かを判別する行程判別手段(ECU84,S10,S120からS124)と、前記行程判別手段によって判別された前記圧縮行程で点火が行われるように点火信号を制御する点火信号制御手段(ECU84,S12)とを備える如く構成したので、差分を比較することで、第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが圧縮行程かを精度良く判別することが可能となり、圧縮行程での正規点火のみを行うことができる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the ignition control of the general-purpose engine (engine) 10 that controls the ignition signal so that the ignition is performed in the two strokes of the compression stroke and the exhaust stroke of four cycles. In the apparatus, an engine speed detecting means (power coil) 44 for detecting an engine speed NE of the general-purpose engine, and an average engine speed NEave for calculating an average engine speed NEave over a predetermined time based on the detected engine speed. Number calculation means (
また、前記行程判別手段は、前記第1差分算出手段によって算出された差分が前記第2差分算出手段によって算出された差分より大きいとき、前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程が前記圧縮行程と判別する(ECU84,S10,S120,S122)如く構成したので、圧縮行程と排気行程を一層精度良く判別することが可能となり、圧縮行程での正規点火のみを確実に行うことができる。
Further, the stroke determination means determines that the stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means when the difference calculated by the first difference calculation means is larger than the difference calculated by the second difference calculation means. Since it is configured to discriminate from the compression stroke (
また、前記行程判別手段は、前記第1差分算出手段によって算出された差分と前記第2差分算出手段によって算出された差分との比較を複数回行うと共に、前記複数回行われた比較結果に基づいて前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と前記第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが前記圧縮行程かを判別する(ECU84,S10,S102からS126)如く構成したので、圧縮行程と排気行程をより一層精度良く判別することが可能となり、圧縮行程での正規点火のみをより確実に行うことができる。
Further, the stroke determination unit performs the comparison between the difference calculated by the first difference calculation unit and the difference calculated by the second difference calculation unit a plurality of times, and based on the comparison result performed a plurality of times. Thus, it is determined whether the stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means or the stroke in which the ignition is stopped by the second ignition stop control means is the compression stroke (
図5は第2実施例に係る汎用エンジンの点火制御装置のエキサイタコイル48に発生した起電力の波形を説明するための説明図であり、図6はエキサイタコイル48を備える点火装置の回路ブロック図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the waveform of the electromotive force generated in the
図5,6を参照して、第2実施例に係る汎用エンジンの点火制御装置について説明する。 A general-purpose engine ignition control apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
第1実施例と相違する点に焦点をおいて説明する。第1実施例では、行程判別を行って排気行程での点火(捨て火)を行わないようにしたが、これにより、従来排気行程で使用されていた捨て火用の起電圧(点火電圧)が不要となる。そこで、この不要となった捨て火用の起電圧を絶対圧センサ80の電源電圧として使用(活用)するようにしたのが第2実施例に係る汎用エンジンの点火制御装置である。
Description will be made focusing on differences from the first embodiment. In the first embodiment, the stroke determination is performed so that ignition (ignition fire) is not performed in the exhaust stroke. However, by this, an electromotive voltage (ignition voltage) for discard fire that has been conventionally used in the exhaust stroke is reduced. It becomes unnecessary. Therefore, the ignition control device for a general-purpose engine according to the second embodiment uses (utilizes) the unnecessary electromotive voltage for abandoned fire as the power supply voltage of the
エンジン10の点火装置では点火用の電源、点火装置内CPU(以下単に「CPU」という)の電源および絶対圧センサ80の電源が必要になるが、エンジン10は自動車や船外機などに使用されるエンジンとは異なりバッテリを搭載していない。そのため、これらの電源を確保するためにはフライホイール38のマグネットを強力にしたり、巻き線や鉄心の仕様や構成を変更するなどの工夫が必要であった。また、場合によっては別途電源を追加する必要もあった。しかしながら、捨て火用に使用していた起電圧を絶対圧センサ80の電源電圧に使用することができれば、フライホイール38のマグネットを強力にしたり、巻き線や鉄心の仕様や構成を変更する必要はなく、電源を別途用意する必要もない。
The ignition device for the
図5に示すように、エキサイタコイル48には、点火のタイミングで−側に2回、+側に1回の起電圧が発生する。通常、−側の2回の起電圧はCPU用の電源として使用され、+側の起電圧は点火用の電源として使用される。従って、排気行程、即ち、捨て火のタイミングで発生する点火用の+側の起電圧を絶対圧センサ80の電源電圧として使用する。尚、−側の2回の起電圧は捨て火のタイミングでもCPU用の電源としてそのまま使用される。
As shown in FIG. 5, in the
図6に示すように、点火装置は、エキサイタコイル48や絶対圧センサ80の他に、CPU90や点火コイル92等を備える。エキサイタコイル48はコンデンサCまたはサイリスタAを介して点火コイル92に接続されると共に、コンデンサCの上流側で分岐し、サイリスタB、レギュレータ(図で「REG」と示す)を介して絶対圧センサ80とも接続される。サイリスタAとサイリスタBのゲートにはCPU90が接続され、CPU90からゲートにオン信号が送信されるとサイリスタAとサイリスタBのアノードとカソードが導通する。
As shown in FIG. 6, the ignition device includes a
図6において、行程判別が完了するまではサイリスタBを常時オフとすることで、エキサイタコイル48の−側の起電圧はコンデンサCに蓄電される一方、既定の点火時期にCPU90からの信号によってサイリスタAをオンすることで、点火(正規点火と捨て火)が行われる。
In FIG. 6, the thyristor B is always turned off until the stroke determination is completed, so that the negative electromotive voltage of the
その後、行程判別が完了すると、正規点火のタイミングではこれまで通り点火を継続するが、捨て火を行っていたタイミングではサイリスタBをオンにする。これにより、エキサイタコイル48の+側の起電圧やコンデンサCに蓄電されている電力を絶対圧センサ80の電源電圧として使用することができる。
Thereafter, when the stroke determination is completed, the ignition is continued as before at the timing of normal ignition, but the thyristor B is turned on at the timing at which the ignition was performed. Thereby, the + side electromotive voltage of the
以上のように、この発明の第2実施例にあっては、前記汎用エンジンの負荷を検出する負荷検出センサ(絶対圧センサ)80を備えると共に、前記点火制御手段によって前記圧縮行程で点火が行われるように点火信号の制御が開始された後、前記排気行程での点火のために使用されていた点火電圧(起電圧)を前記負荷検出センサの電源電圧として使用する如く構成したので、使われなくなった排気行程での点火のための点火電圧の有効活用を図ることができる。また、負荷検出センサ80の電源電圧を確保するため、例えばフライホイール38のマグネットの磁力を強化したり、巻き線や鉄心の仕様や構成を変更する必要もなく、または別途電源等を用意する必要もない。
As described above, the second embodiment of the present invention includes the load detection sensor (absolute pressure sensor) 80 for detecting the load of the general-purpose engine, and ignition is performed in the compression stroke by the ignition control means. After the ignition signal control is started, the ignition voltage (electromotive voltage) used for ignition in the exhaust stroke is used as the power supply voltage of the load detection sensor. Effective use of the ignition voltage for ignition in the exhaust stroke that has disappeared can be achieved. Further, in order to secure the power supply voltage of the
尚、残余の構成および効果は第1実施例と同様であるので、説明は省略する。 Since the remaining configuration and effects are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
上記した如く、この発明の第1、第2実施例にあっては、4サイクルの圧縮行程と排気行程の2つの行程で点火が行われるように点火信号を制御する汎用エンジン(エンジン)10の点火制御装置において、前記汎用エンジンのエンジン回転数NEを検出するエンジン回転数検出手段(パワーコイル)44と、前記検出されたエンジン回転数に基づいて所定時間にわたる平均エンジン回転数NEaveを算出する平均エンジン回転数算出手段(ECU84,S10,S104)と、前記2つの行程のうちのいずれかの行程(A行程)で点火を少なくとも1回中止(カット)するように点火信号を制御する第1点火中止制御手段(ECU84,S10,S108)と、前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程とは異なる行程(B行程)で点火を少なくとも1回中止するように点火信号を制御する第2点火中止制御手段(ECU84,S10,S114)と、前記算出された平均エンジン回転数と前記第1点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数NEmfAとの差分(回転変動差)ΔNEAを算出する第1差分算出手段(ECU84,S10,S112)と、前記算出された平均エンジン回転数と前記第2点火中止制御手段によって点火を少なくとも1回中止した後に検出されるエンジン回転数NEmfBとの差分(回転変動差)ΔNEBを算出する第2差分算出手段(ECU84,S10,S118)と、前記第1差分算出手段によって算出された差分と前記第2差分算出手段によって算出された差分とを比較して前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と前記第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが前記圧縮行程かを判別する行程判別手段(ECU84,S10,S120からS124)と、前記行程判別手段によって判別された前記圧縮行程で点火が行われるように点火信号を制御する点火制御手段(ECU84,S12)とを備える如く構成した。
As described above, in the first and second embodiments of the present invention, the general-purpose engine (engine) 10 that controls the ignition signal so that ignition is performed in the two strokes of the compression stroke and the exhaust stroke of four cycles. In the ignition control device, an engine speed detecting means (power coil) 44 for detecting an engine speed NE of the general-purpose engine, and an average for calculating an average engine speed NEave over a predetermined time based on the detected engine speed The engine speed calculation means (
また、前記行程判別手段は、前記第1差分算出手段によって算出された差分が前記第2差分算出手段によって算出された差分より大きいとき、前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程が前記圧縮行程と判別する(ECU84,S10,S120,S122)如く構成した。
Further, the stroke determination means determines that the stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means when the difference calculated by the first difference calculation means is larger than the difference calculated by the second difference calculation means. The compression stroke is determined (
また、前記行程判別手段は、前記第1差分算出手段によって算出された差分と前記第2差分算出手段によって算出された差分との比較を複数回行うと共に、前記複数回行われた比較結果に基づいて前記第1点火中止制御手段によって点火が中止された行程と前記第2点火中止制御手段によって点火が中止された行程のいずれが前記圧縮行程かを判別する(ECU84,S10,S102からS126)如く構成した。
Further, the stroke determination unit performs the comparison between the difference calculated by the first difference calculation unit and the difference calculated by the second difference calculation unit a plurality of times, and based on the comparison result performed a plurality of times. Thus, it is determined whether the stroke in which the ignition is stopped by the first ignition stop control means or the stroke in which the ignition is stopped by the second ignition stop control means is the compression stroke (
また、第2実施例にあっては、前記汎用エンジンの負荷を検出する負荷検出センサ(絶対圧センサ)80を備えると共に、前記点火制御手段によって前記圧縮行程で点火が行われるように点火信号の制御が開始された後、前記排気行程での点火のために使用されていた点火電圧(起電圧)を前記負荷検出センサの電源電圧として使用する如く構成した。 In the second embodiment, a load detection sensor (absolute pressure sensor) 80 for detecting the load of the general-purpose engine is provided, and an ignition signal is generated so that ignition is performed in the compression stroke by the ignition control means. After the start of control, the ignition voltage (electromotive voltage) used for ignition in the exhaust stroke is used as the power supply voltage of the load detection sensor.
尚、実施例において、単気筒エンジンについて説明したが、多気筒エンジンについても本発明を適用することができる。 Although the single cylinder engine has been described in the embodiments, the present invention can be applied to a multi-cylinder engine.
また、エンジン10の排気量、完爆回転数、アイドル回転数等について具体的な数値で示したが、これらは例示であって限定されるものではない。
Moreover, although the specific numerical values are shown for the displacement of the
10 エンジン(汎用エンジン)、44 パワーコイル、48 エキサイタコイル、84 ECU(電子制御ユニット)、80 絶対圧センサ(負荷検出センサ) 10 engine (general purpose engine), 44 power coil, 48 exciter coil, 84 ECU (electronic control unit), 80 absolute pressure sensor (load detection sensor)
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