KR20120058589A - 기화기의 공연비 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

기화기의 스로틀 밸브의 개방도와 부하에 맞추어, 초크 밸브를 개폐 구동시키는 것에 의해, 가변적인 연료 분출을 할 수 있도록 하고, 내연 기관의 운전 가능 범위 전역(회전수, 부하)에서 소망의 공연비를 얻는 것에 의해, 저비용, 배기 가스의 클린화 및 연비 절약화시킬 수 있는 내연 기관의 공연비 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 내연 기관(1)의 흡기로에 배치된 기화기(5)의 초크 밸브(6)의 개방도를 구동 제어하는 제 1 스테핑 모터(8)와, 스로틀 밸브(7)의 개방도를 구동 제어하는 제 2 스텝핑 모터(9)와, 스로틀 밸브(7)의 개방도에 따르는 내연 기관(1)의 회전수의 변화에 근거하여 초크 밸브(6)를 개방도 제어하는 동시에, 내연 기관(1)의 회전수가 일정한 경우는 내연 기관(1)의 부하에 의해 초크 밸브(6)의 개방도를 결정하는 맵에 근거하여 초크 밸브(6)를 개방도 제어하여 소망의 공연비를 얻는 컨트롤러(12)를 구비한다.

Description

기화기의 공연비 제어 장치{AIR-FUEL RATIO CONTROL DEVICE FOR A CARBURETOR}
본 발명은, 범용 내연 기관의 배기 가스 클린화 및 연비 절약을 위해, 초크 밸브를 구동 제어하여 임의의 공연비를 얻는 기화기의 공연비 제어 장치에 관한 것이다.
발전기나, 농업 기계 등 다양한 용도로 구동원으로서 사용되는 범용 내연 기관에 있어서, 냉간시동 시의 시동성을 향상시키기 위해서 오토 초크 장치를 이용한 내연 기관이 제안되고 있다. 오토 초크 장치는 내연 기관 시동 시에 액추에이터에 의해서, 기화기 내의 초크 밸브를 개폐 구동하고, 공기에 혼합되는 연료의 비율[이후 「공연비」라 칭함]을 많게 하여, 내연 기관의 시동성을 양호하게 하는 기술이 개시되어 있다.
그 선행 기술 문헌으로서 일본 특허 공개 제 2007－23838 호 공보[특허 문헌(1)]가 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제 2007－23838 호 공보
그렇지만, 오토 초크 장치는 내연 기관 시동 시에 공연비를 낮게(연료의 혼합 비율을 많이) 하고 있을 뿐, 내연 기관의 가동 중은 전면 개방하고, 초크 밸브를 전면 개방하며 내연 기관 회전 조정을 실행하지 않는 상태이다.
한편, 요구 사양의 변화, 소위, 내연 기관의 연비 절약화 및 배기 가스의 클린화가 요구되고 있다. 승용차 등의 내연 기관의 경우는, 전자 제어된 연료 분사 장치가 제안되고 있지만, 대량으로 동일 사양의 장치를 만드는 경우는, 가격도 싸고, 품질도 안정시키는 것이 가능하나, 소량 다종의 동력원으로 이루어지는 범용 내연 기관에서는 가격이 비싸지는 결점이 있다.
그런데, 일반의 기화기는 기화기의 구조상(벤투리부가 고정 구조) 저속 운전과 고속 운전으로 소망하는 공연비를 양립시킬 수 없다. 따라서, 범용 내연 기관은 발전기나, 농업 기계 등 다양한 용도에 있어서의 최적 운전 상태의 회전수 및 부하(출력) 범위에 있어서 효율적으로 가동하도록 세트 되는 구조이기 때문에, 내연 기관의 운전 가능 범위 전역(회전수, 부하)으로 소망하는 값의 공연비로 할 수 없다.
따라서, 향후 예측되는 배기 가스 규제 및 연비 절약에 대응할 수 없는 상황이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 기화기의 스로틀 밸브의 개방도(開度)와 부하에 맞추어, 초크 밸브를 개폐 구동시키는 것에 의해, 가변적인 연료 분출을 할 수 있도록 하고, 내연 기관의 운전 가능 범위 전역(회전수, 부하)에서 소망의 공연비를 얻는 것에 의해, 저비용, 배기 가스의 클린화 및 연비 절약화 시킬 수 있는 기화기의 공연비 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하는 것으로, 내연 기관의 흡기로에 배치된 초크 밸브와, 해당 초크 밸브의 상기 흡기로 하류측에 배치된 스로틀 밸브와, 상기 초크 밸브의 개방도를 구동 제어하는 제 1 스테핑 모터와, 상기 스로틀 밸브의 개방도를 구동 제어하는 제 2 스텝핑 모터와, 상기 스로틀 밸브의 개방도에 근거하는 상기 내연 기관의 회전수의 변화에 따라 상기 초크 밸브를 개방도 제어하는 동시에, 상기 내연 기관의 회전수가 일정한 경우는, 상기 내연 기관의 부하에 의해 상기 초크 밸브의 개방도를 결정하는 맵에 근거하여 초크 밸브를 개방도 제어하여 소망의 공연비를 얻도록 제어하는 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의해, 내연 기관의 회전수 및 부하에 대하여, 스로틀 밸브의 개방도에 따라, 초크 밸브를 구동 제어함으로써, 기화기의 이상적인 공연비를 내연 기관의 넓은 범위(회전수 및 부하)에서 유지 가능해져, 배기 가스의 클린화 및, 에너지 절약화의 향상을 도모할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 냉간시동 시의 시동성을 향상시키기 위해서 오토 초크 장치를 이용한 내연 기관의 경우에는, 새롭게 추가하는 부품도 적게 대응할 수 있어, 저비용으로 실시할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 맵은 상기 내연 기관의 회전수가 일정한 경우에, 배기 가스의 클린화를 우선으로 하여 성기 초크 밸브 개방도를 제어하는 맵과, 상기 내연 기관의 회전수가 일정한 경우에, 연비 절약을 우선으로 하여 상기 초크 밸브 개방도를 제어하는 맵을 구비하고, 상기 내연 기관의 사용 목적에 의해 어느쪽을 선택 가능하게 하면 좋다.
이와 같은 구성에 의해, 내연 기관의 부하측의 상황에 의해 공연비를 조정할 수 있으므로, 내연 기관의 넓은 범위에 대하여 사용 목적에 적합한 보다 세밀한 제어를 할 수 있어 환경, 연비 절약에 좋은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 맵은 상기 스로틀 밸브 개방도와 상기 회전수로부터 출력을 추정하는 출력 맵과, 해당 추정한 상기 출력과 상기 회전수로부터 초크 밸브의 개방도를 결정하는 초크 밸브 개방도 맵을 구비하고, 상기 내연 기관의 회전수에 근거하여 상기 초크 밸브의 개폐를 제어하고, 상기 공연비를 제어하면 좋다.
이와 같은 구성에 의해, 내연 기관의 부하는 회전수와 스로틀 밸브의 개방도로부터 추정할 수 있으므로, 공연비를 검출하기 위한 센서를 별도 마련할 필요가 없기 때문에, 장치의 가격을 저감 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 맵은 상기 출력을 추정하는 출력 맵과, 해당 추정한 출력과 상기 회전수로부터 공연비를 결정하는 공연비 맵과, 상기 내연 기관의 배기 가스 중의 산소 농도를 측정하는 O2 센서를 구비하고, 상기 배기 가스 중의 산소 농도값으로부터 상기 공연비가 상기 공연비 맵의 값이 되도록 상기 초크 밸브의 개방도를 피드백 제어하면 좋다.
이와 같은 구성에 의해, 배기 가스 중의 산소 농도를 직접 검지하여, 공연비가 맵의 값이 되도록 상기 초크 밸브의 개방도를 피드백 제어하는 방법이므로, 카뷰레터로의 초크 밸브 개방도의 오차 등을 흡수할 수 있어, 내연 기관 작동의 대략 전역에 대하여, 배기 가스의 클린화, 연비 절약 향상에 정밀도 양호한 제어가 가능해진다.
또한, 본 발명에 있어서 바람직하게는, 상기 내연 기관의 상기 흡기로에 배치된 상기 초크 밸브와 상기 스로틀 밸브 사이에는 상기 흡기로에 연료를 분출시키는 메인 제트와 스로 제트를 구비하고, 상기 메인 제트로부터의 연료 분출량을 상기 스로틀 밸브 개방도에 대하여 상기 내연 기관이 매끄럽게 회전하는 최소 필요량으로 설정하면 좋다.
이와 같은 구성에 의해, 목표(요망) 회전수에 대한 부하 변동에 대응한 공연비의 제어는 초크 밸브로 실행하기 때문에, 대응이 빠르며, 메인 제트로부터 필요 이상으로 연료가 분출되지 않기 때문에, 임의의 공연비를 얻을 수 있어, 배기 가스의 클린화 및 연비 절약 향상이 가능해진다.
본 발명에 의하면, 내연 기관의 회전수 및, 부하에 대하여, 스로틀 밸브의 개방도에 따라, 초크 밸브를 구동 제어함으로써, 기화기에서의 이상적인 공연비가 내연 기관의 넓은 범위(회전수 및 부하)로 유지 가능해져, 배기 가스의 클린화(일산화탄소 CO의 삭감) 및, 에너지 절약화의 향상을 도모할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 냉간시동 시의 시동성을 향상시키기 위해서 오토 초크 장치를 이용한 내연 기관의 경우에는 새롭게 추가하는 부품도 적어, 저비용으로 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 내연 기관 전체 구조 개략도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 기화기 세로방향의 개략 단면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 초크 밸브 개방도를 구하는 맵의 일례로 도 3의 (A)는 출력 맵, 도 3의 (B)는 초크 밸브 개방도 맵,
도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 초크 밸브 개방도 제어의 흐름도,
도 5는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 내연 기관 6모드의 비교 시험 결과로, 도 5의 (C)는 부하에 대한 초크 밸브 개방도, 도 5의 (D)는 배기 가스중의 CO농도, 도 5의 (E)는 연료 소비 비교를 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 내연 기관 전체 구조 개략도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 배기 가스 중의 산소 농도에 근거하여 공연비를 구하는 맵의 일례로, 도 7의 (F)는 출력 맵, 도 7의 (G)는 공연비 맵,
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 공연비의 피드백 제어의 흐름도.
이하, 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 이용하여 상세하게 설명한다.
단, 이 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대 배치 등은 특히 특정적인 기재가 없는 한, 이 발명의 범위를 그것에만 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명 예에 지나지 않는다.
(제 1 실시형태)
도 1 내지 도 5에서 본 발명에 따른 제 1 실시형태를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 내연 기관 전체 구조 개략도를 나타낸다. 1은 내연 기관을 나타낸다. 2는 내연 기관(1)의 기관 본체로, 기관 본체(2)의 상부에는 기관 본체(2)내의 연소실(21)에 연료와 흡기가 혼합한 혼합기를 인도하는 흡기관(3)이 배치되어 있다. 또한, 기관 본체(2)의 상부에는 기관 본체(2)내의 연소실(21)에서 연소한 연소 가스(배기 가스)를 기관 본체(2)의 외부로 인도하는 배기관(4)이 배치되어 있다. 흡기관(3)에는 벤투리부(53)가 고정 구조인 기화기(5)가 개재되어 있다. 기화기(5)에서 공기와 연료의 혼합을 실행하는 작용을 갖고 있다. 11은 기관 본체(1)의 온도를 검지하는 온도 센서로, 기관 본체(2)의 난기 상태를 검출한다. 12는 기화기(5)의 초크 밸브(6) 및 스로틀 밸브(7)의 개방도를 구동 제어하고, 온도 센서(11) 및 기관 본체(2)의 회전 수 등을 받아, 내연 기관(1)의 시동 시의 초크 제어 및 내연 기관 가동 시의 공연비 제어를 실행하는 컨트롤러이다.
기화기(5)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 흡기로(13)의 상류측에 초크 밸브(6)와, 초크 밸브(6)의 하류측에 벤투리부(53)를 사이에 두고 스로틀 밸브(7)가 배치되어 있다. 초크 밸브(6)는 초크 밸브 구동축(61)에 고정되며, 초크 밸브 구동축(61)은 제 1 스테핑 모터(8)에 연결되어 있다. 제 1 스테핑 모터(8)는 컨트롤러(12)로부터의 신호에 근거하여 초크 밸브 구동축(61)을 구동하고 초크 밸브(6)의 개폐 제어를 실행한다.
스로틀 밸브(7)는 스로틀 밸브 구동축(71)에 고정되며, 스로틀 밸브 구동축(71)은 제 2 스텝핑 모터(9)에 연결되어 있다. 제 2 스텝핑 모터(9)는 컨트롤러(12)로부터의 신호에 근거하여 스로틀 밸브 구동축(71)을 구동하고 스로틀 밸브(7)의 개폐 제어를 실행한다.
기화기(5)에는, 초크 밸브(6)와 스로틀 밸브(7) 사이의 벤투리부(53)에 연료를 분무하는 도시되지 않은 서브 노즐을 거쳐서 분출하는 연료량을 조정하는 스로 제트(52)와 메인 노즐(54)을 거쳐서 분출하는 연료량을 조정하는 메인 제트(51)가 배설되어 있다.
스로 제트(52)는 내연 기관(1)의 아이들링(idling) 시 또는 저회전 시의 연료량을 조정하므로, 어느 일정 이상의 연료는 분출되지 않는다. 메인 제트(51)는 중고속 회전 시에 주체가 되어 분출하는 연료량을 조정하는 것이다.
또한, 메인 제트(51) 및 스로 제트(52)는 기화기(5)의 플로트 챔버(55)에 연통하고 있다. 플로트 챔버(55)내는 연료 탱크(도시 생략)로부터 송유된 연료를 일정 레벨로 유지하는 기능을 갖는 동시에, 메인 제트(51) 및 스로 제트(52)에 연료를 공급하고, 조량(調量)된 연료량이 벤투리부(53)에 분무형상으로 분출되도록 되어 있다.
또한, 이것은 후술하지만, 내연 기관(1)의 부하 변동에 대응하기 위해 초크 밸브(6)의 개폐 구동 제어를 실행하므로, 초크 밸브(6)에서는 연료를 진하게 하는 것은 가능하지만, 엷게 할 수 없다. 따라서, 메인 제트(51) 및 스로 제트(52)는 종래의 연료의 분출 구멍보다 축소하며 연료의 분출량을 억제하고 있다. 이것은 연료가 필요 이상으로 진해지는 것을 방지하여 연비 절약 및 배기 가스의 클린화를 도모하는 것이다.
컨트롤러(12)에는 회전수 센서(10)로부터 회전수가 입력되고, 온도 센서(11)로부터 기관 본체(2)의 온도가 입력된다. 기관 본체(2)의 온도가 임의의 온도보다 낮은 경우는 내연 기관(1)의 회전을 원활히 하는 동시에, 난기의 촉진을 하기 위한 초크 밸브(6)를 폐쇄 상태로 하여 흡기 유량을 줄인다.
다음에 기관 본체(2)의 난기가 진행되고, 기관 본체(2)의 출력이 가능해졌을 때의 공연비 제어가 개시된다.
사용되는 맵은 내연 기관(1)의 회전수와 스로틀 밸브(7)의 개방도에 근거하는 내연 기관(1)의 부하(출력) 분포를 실험값으로 작성한다.[도 3의 (A)의 출력 맵]
또한, 내연 기관(1)의 회전수와 출력에 근거하여 초크 밸브(6)의 개방도를 실험값으로 작성한다[도 3의 (B) 초크 밸브 개방도 맵].
제어의 흐름은 도 4에 도시하는 바와 같이, 단계(S1)에 있어서, 컨트롤러(12)에 작업기(발전기, 농업 기계 등)측에서의 요구 부하에 근거하여 회전수(N)를 인풋(input)한다. 단계(S2)에 있어서, 해당 내연 기관(1)의 성능 특성으로부터 회전수(N)에 상당하는 스로틀 밸브(7)의 개방도가 산출된다. 단계(S3)에서 컨트롤러(12)로부터 제 2 스텝핑 모터(9)에 스로틀 밸브(7)의 구동 신호가 이송되어, 제 2 스텝핑 모터(9)는 스로틀 밸브(7)를 구동하고, 내연 기관(1)의 회전수가 요구 회전수(N)가 되는 위치까지 구동된다.
단계(S4)에서, 도 3의 (A)의 맵으로부터 스로틀 밸브(7)의 개방도와 내연 기관(1)의 회전수로부터 내연 기관(1)의 출력 상태를 추측한다. 단계(S5)에서, 도 3의 (B)의 맵으로부터 추정된 해당 출력과 인풋된 회전수(N)로부터 초크 밸브(6)의 개방도를 결정한다.
단계(S6)에서 컨트롤러(12)로부터 제 1 스테핑 모터(8)에 초크 밸브(6)의 구동 신호가 이송되고, 제 1 스테핑 모터(8)는 초크 밸브(6)를 구동하며, 결정된 초크 밸브(6)를 개방도 위치까지 구동된다. 단계(S7)에서, 회전수 센서(10)가 검출한 회전수와 요구된 회전수(N)를 비교한다. 회전수에 차이가 있으면, '아니오'로서 단계(S2)로 되돌아와, 스로틀 밸브(7)의 개방도를 수정하고, 공연비를 변경하여 내연 기관(1)의 부하를 조정한다. 회전수에 차이가 없는 경우에는, '예'가 되어 '시작'으로 되돌아온다.
도 5에 본 실시형태의 시험 결과를 나타낸다. 시험 방법은 3600RPM 시의 6모드 시험법으로 실시한 것으로, ◆표의 선은 종래의 기화기(STD), △표의 선은 배기 가스 목적(메인 제트(51) 및 스로 제트(52) 함께 축소＋초크 밸브 제어) [배기 가스(CO)의 클린화를 주 목표로 했음], ●표의 선은 연비 절약 목적(메인 제트(51) 및 스로 제트(52) 모두 축소＋초크 밸브 제어)[연비 절약을 주 목표로 했음]을 나타낸다.
또한, 도 5의 (C)는 횡축에 6모드 시험법의 부하(%)를 나타내고, 세로축에 초크 밸브 개방도(도)를 나타낸다. ◆표는 초크 밸브 제어를 실행하지 않기 때문에, 전체 부하 범위에서 초크 밸브 개방도는 90도로 되어 있다. △표와 ●표는 초크 밸브 제어를 실행하고 있는 것을 나타내고 있다. 도 5의 (D)는 횡축에 부하(%)를 나타내고, 세로축에 CO의 농도(%)(내연 기관의 배기관에서 측정)를 나타내고 있다. 도 5의 (E)는 횡축에 부하(%)를 나타내며, 세로축에 연료 유량(L/h)를 나타내고 있다.
이들의 시험 결과로부터, 특히 부하로서 많이 사용되는 출력대인 부하 50 및, 75(%)에 대한 연비 목적(연비 절약화)은 초크 밸브(6)의 개방도를 배기 가스 목적보다 크게 하고, 초크 밸브(6)에 의한 연료 분출을 적게 하고 있는 것을 도 5의 (E)의 연료 유량으로부터 간파할 수 있다.
또한, 부하 50% 및 75%에 대한 배기 가스 목적[배기 가스(CO의 삭감)의 클린화]은 초크 밸브(6)의 개방도를 연비 목적보다 폐쇄 방향으로 하고 연료 분출을 약간 많이 하고 있다. 도 5의 (D) 및 도 5의 (E) 배기 가스 중의 CO 및 연료 유량이 연비 목적보다 많아지고 있다.
이것은, 연료를 많게 함으로써, 통내 가스 온도를 낮게 유지하고, 내연 기관(1)으로부터 대기에 방출될 때에 배기 가스(NOx)의 클린화를 달성할 수 있도록 제어한 것이다.
이들의 시험 결과로부터 배기 가스 중의 CO 삭감 및, 연비 절약에 효과가 있는 것을 알 수 있다. 또한, 제트 축소＋초크 밸브 제어에 있어서, 배기 가스의 클린화(CO의 삭감)를 주 목표로 하는 경우와 연비 절약을 주 목표로 하는 경우가 있지만, 이것은 맵으로 초크 밸브(6)의 개방도를 결정할 때에, 목적에 따른 개방도를 결정하도록 하고, 맵은 배기 가스의 클린화(CO의 삭감)용과 연비 절약용과 2종류의 맵을 준비하게 된다.
따라서, 내연 기관(1)의 출하 시에 목적에 맞게 맵을 선택할 수 있다.
본 실시형태에서는, 내연 기관(1)의 가동 중은 회전수 및, 부하에 대하여, 스로틀 밸브(7)의 개방도를 일정하게 하고, 초크 밸브(6)를 구동 제어함으로써, 기화기(5)에서의 이상적인 공연비를 내연 기관(1)의 넓은 범위(회전수 및 부하)로 제어 가능해져, 배기 가스의 클린화 및, 에너지 절약화의 향상을 도모할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 스로틀 밸브(7)의 개방도를 일정하게 하고, 내연 기관(1)의 회전수 제어를 초크 밸브(6)의 구동 제어할 뿐이므로, 제어 방법이 간단하게 되어, 제어의 신뢰성이 증가한다.
또한, 냉간시동 시의 시동성을 향상시키기 위해서 오토 초크 장치를 이용한 내연 기관의 경우에는, 새롭게 추가하는 부품도 적게 대응할 수 있어 저비용으로 실시할 수 있다.
(제 2 실시형태)
도 6 내지 도 8에서, 본 발명에 따른 제 2 실시형태를 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 내연 기관 전체 구조 개략도를 나타낸다.
또한, 제 1 실시형태와 동일한 부품에는 동 부호를 부여한다.
30은 내연 기관을 나타낸다. 2는 내연 기관(30)의 기관 본체로, 기관 본체(2)의 상부에는 기관 본체(2)내의 연소실(21)에 연료와 흡기가 혼합된 혼합기를 인도하는 흡기관(3)이 배치되어 있다. 또한, 기관 본체(2)의 상부에는 기관 본체(2) 내의 연소실(21)에서 연소한 혼합기를 배출로 인도하는 배기관(4)이 배치되어 있다. 흡기관(3)에는 기화기(5)가 개재되어 있다. 기화기(5)로 공기와 연료의 혼합을 실행하는 작용을 갖고 있다. 11은 기관 본체(1)의 온도를 검지하는 온도 센서로, 기관 본체(2)의 난기 상태를 검출한다. 14는 연소실(21)에서 연소한 배기 가스 중의 산소 농도를 검출하는 O2 센서이다. 15는 기화기(5)의 초크 밸브(6) 및 스로틀 밸브(7)의 개방도를 구동 제어하고, 온도 센서(11), O2 센서(14) 및 기관 본체(2)의 회전계 등을 받아, 내연 기관(30) 시동 시의 초크 제어 및, 내연 기관(30) 가동시의 배기 가스 중의 산소 농도에 근거하여 정밀도 높은 공연비의 피드백 제어를 실행하는 컨트롤러이다.
또한, 부품 구성으로서 제 1 실시형태와 다른 부품은 O2 센서(4)가 추가 되며, 그것에 따라 컨트롤러의 제어 방법이 바뀐 이외는 동일하므로, 이들을 제외한 각 부품의 설명은 생략한다.
컨트롤러(15)에는 회전수 센서(10)로부터 회전수가 입력되고, 온도 센서(11)로부터 기관 본체(2)의 온도가 입력된다. 기관 본체(2)의 온도가 임의의 온도보다 낮은 경우는 내연 기관(30)의 회전을 원활히 하는 동시에, 난기의 촉진을 하기 위한 초크 밸브(6)를 폐쇄 상태로 한다.
다음에 기관 본체(2)의 난기가 진행되고, 기관 본체(2)의 출력이 가능해졌을 때의 공연비 제어가 개시된다.
도 7에 나타나는 바와 같이, 사용되는 맵은 내연 기관(1)의 회전수와 스로틀 밸브(7)의 개방도에 근거하는 내연 기관(1)의 부하(출력) 분포를 실험값으로부터 맵(F)을 작성한다[맵(F)은 도 3의 출력 맵(A)과 동일].
또한, 부하와 회전수에 근거하여 소망의 공연비 분포를 실험값으로부터 작성한다[도 7의 (G)의 공연비 맵].
이 도 7의 (G)는 소망의 공연비가 되도록 초크 밸브를 조작하여 공연비를 조정하는 것이다.
내연 기관(30)의 난기 운전이 완료할 때까지는 제 1 실시형태와 동일하므로 생략한다. 난기 운전 완료 후는, 제어 흐름은 도 8에 나타내는 바와 같이, 단계(S1)에서, 회전수 센서(10)로부터의 신호로 회전수를 산출한다. 단계(S2)에서 회전수와 스로틀 밸브(7)의 개방도에 근거하여 맵(F)으로부터 부하를 산출한다. 단계(S3)에서 내연 기관(30)의 현상의 회전수(n)와 소망의 회전수(N)를 비교한다. 회전수(n)를 가속시키는 경우는 '예'로서 단계(S8)로 진행되고, 단계(S8)에서 초크 밸브(6)를 폐쇄방향으로 구동하고, 연료를 리치화 하여 회전수를 올린다.
단계(S3)에서 회전수(n)를 가속시키지 않는 경우는 '아니오'로 되며 단계(S4)로 진행된다.
이 경우, 스로틀 밸브(7)의 개방도를 비교[내연 기관(30)의 현상의 개방도와 소망의 개방도]하여도 좋다.
단계(S4)에서 회전수(n)와 소망 회전수(N)를 비교하여 회전수(n)를 감속시키는 경우는 '예'로서 단계(S9)로 진행되고, 초크 밸브(6)를 개방방향으로 구동하고, 연료를 린화 하여 회전수를 낮춘다. 단계(S4)에서 회전수(n)가 소망 회전수(N)와 변함없는 경우는 단계(5)로 진행된다. 단계(5)에서 공연비 맵을 판독한다. 단계(5)에서 단계(S2)에서 산출된 부하와 회전수에 근거하여 도 7의 (G)로부터 소망의 공연비를 결정한다. 단계(6)에서 O2 센서로부터의 산소 농도값이 큰 경우, 즉, 공연비가 큰(연료가 약함) 경우에는, '예'로서 단계(S10)로 진행되어, 단계(S10)에서 초크 밸브(6)를 폐쇄방향으로 구동하고, 연료의 리치화를 도모하여 내연 기관의 회전을 안정시킨다. 단계(S6)에서 공연비가 작은(연료가 진함) 경우에는, '아니오'로서 연비 절약을 위하여 초크 밸브(6)를 개방방향으로 구동하고 연료의 린화를 도모한다.
제 2 실시형태에서는, 스로틀 밸브(7)를 일정하게 하고, 부하 변동에 수반하는 회전수의 변화를 체크하면서, 초크 밸브(6)를 구동하여, 배기 가스 중의 산소량(%)으로부터 공연비가 소망하는 대로 되어 있는지를 체크하는 방법이므로, 연비 절약 및 배기 가스의 클린화를 보다 정밀도 양호하게 제어할 수 있어, 내연 기관(30)의 배기 가스의 클린화 및 연비 절약을 효과적으로 얻을 수 있다.
연비 절약화 및, 배기 가스의 클린화를 도모하는 농업 기계 또는, 발전기용 구동원으로서의 카뷰레터식의 범용 내연 기관에 적합하다.

Claims (5)

  1. 내연 기관의 흡기로에 배치된 초크 밸브와, 상기 초크 밸브의 상기 흡기로 하류측에 배치된 스로틀 밸브와, 상기 초크 밸브의 개방도를 구동 제어하는 제 1 스테핑 모터와, 상기 스로틀 밸브의 개방도를 구동 제어하는 제 2 스텝핑 모터와, 상기 스로틀 밸브의 개방도에 근거하는 상기 내연 기관의 회전수의 변화에 따라 상기 초크 밸브를 개방도 제어하는 동시에, 상기 내연 기관의 회전수가 일정한 경우는, 상기 내연 기관의 부하에 의해 상기 초크 밸브의 개방도를 결정하는 맵에 근거하여 상기 초크 밸브를 개방도 제어하고 소망의 공연비를 얻도록 제어하는 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 하는
    기화기의 공연비 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 맵은, 상기 내연 기관의 회전수가 일정한 경우에, 배기 가스의 클린화를 우선으로 하여 상기 초크 밸브 개방도를 제어하는 맵과, 상기 내연 기관의 회전수가 일정한 경우에, 연비 절약을 우선으로 하여 상기 초크 밸브 개방도를 제어하는 맵을 구비하고, 상기 내연 기관의 사용 목적에 따라 어느 하나를 선택 가능하게 한 것을 특징으로 하는
    기화기의 공연비 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
    상기 맵은 상기 스로틀 밸브 개방도와 상기 회전수로부터 출력을 추정하는 출력 맵과, 상기 추정한 상기 출력과 상기 회전수로부터 초크 밸브의 개방도를 결정하는 초크 밸브 개방도 맵을 구비하고, 상기 내연 기관의 회전수에 근거하여 상기 초크 밸브의 개폐를 제어하고, 상기 공연비를 제어하는 것을 특징으로 하는
    기화기의 공연비 제어 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 맵은 출력을 추정하는 상기 출력 맵과, 상기 추정한 출력과 상기 회전 수로부터 공연비를 결정하는 공연비 맵과, 상기 내연 기관의 배기 가스 중의 산소 농도를 측정하는 O2 센서를 구비하고, 상기 배기 가스 중의 산소 농도값으로부터 상기 공연비가 상기 공연비 맵의 값이 되도록 상기 초크 밸브의 개방도를 피드백 제어하도록 한 것을 특징으로 하는
    기화기의 공연비 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내연 기관의 상기 흡기로에 배치된 상기 초크 밸브와 상기 스로틀 밸브 사이에는 상기 흡기로에 연료를 분출시키는 메인 제트와 스로 제트를 구비하고, 상기 메인 제트로부터의 연료 분출량을 상기 스로틀 밸브 개방도에 대하여 상기 내연 기관이 매끄럽게 회전하는 최소 필요량으로 설정한 것을 특징으로 하는
    기화기의 공연비 제어 장치.
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