JP5357120B2 - Fuel outage judgment device for general-purpose engines - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は汎用エンジンの燃料切れ判定装置に関し、より具体的には汎用エンジンの燃料切れ状態を判定してアフターバーンなどを防止するようにした装置に関する。 The present invention relates to a fuel failure determination device for a general-purpose engine, and more specifically to a device for determining a fuel shortage state of a general-purpose engine and preventing afterburning or the like.
農業、建設などの産業用小型作業機の動力源として使用される汎用エンジンは、特許文献1に記載される如く、操作者(ユーザ)の操作自在に配置される操作スイッチ(メインスイッチ)を備え、スイッチがオンされることでエンジンの運転が開始されると共に、オフされて停止指示が入力されることで燃料供給を停止してエンジンの運転を停止するように構成される。 As described in Patent Document 1, a general-purpose engine used as a power source for industrial small work machines such as agriculture and construction includes an operation switch (main switch) that can be operated by an operator (user). The operation of the engine is started when the switch is turned on, and the fuel supply is stopped and the operation of the engine is stopped when the switch is turned off and a stop instruction is input.
上記した如く、汎用エンジンは操作スイッチがオフされれば直ちに停止されるが、燃料が欠乏する(燃料が切れる)燃料切れ状態が生じると、操作スイッチがオフされない限り、停止処理ができず、停止までの挙動が不安定になり、エンジン回転数が不安定となったり、アフターバーンやバックファイヤが発生したりすることがあった。 As described above, the general-purpose engine is stopped immediately when the operation switch is turned off. However, if a fuel shortage occurs (fuel runs out), the general-purpose engine cannot be stopped unless the operation switch is turned off. The behavior up to this time became unstable, the engine speed became unstable, and afterburning and backfire occurred.
特に操作者により設定される目標エンジン回転数となるように吸気管に配置されたスロットルバルブを開閉するアクチュエータ、いわゆる電子ガバナを備えた汎用エンジンの場合、燃料供給が不足して回転数が低下するため、スロットル開度が増加され、燃料調整(空燃比の調整)が極めてリーンで不安定となるため、上記した不都合が顕著であった。 Actuator for opening and closing the placed throttle valve in the intake pipe so that the target engine speed and a more is set to particular operator, for generic engine with a so-called electronic governor, reduced rotational speed fuel supply is insufficient Therefore, the throttle opening is increased, and fuel adjustment (adjustment of the air-fuel ratio) becomes extremely lean and unstable.
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、いわゆる電子ガバナを備えた汎用エンジンにおいて燃料切れ状態を判定することで上記したアフターバーンなどの不都合が発生するのを回避するようにした汎用エンジンの燃料切れ判定装置を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to avoid the occurrence of the above-mentioned disadvantages such as afterburn by determining the state of fuel shortage in a general-purpose engine equipped with a so-called electronic governor. An object of the present invention is to provide an out-of-fuel determination apparatus.
上記の目的を達成するために、請求項1に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、作業機の動力源として使用可能であり、燃料タンクに貯留される燃料を電動モータで駆動される燃料ポンプによって汲み上げて供給する燃料供給系に接続されると共に、操作者により設定される目標エンジン回転数となるように吸気管に配置されたスロットルバルブを開閉するアクチュエータを備えた汎用エンジンにおいて、前記燃料ポンプの動作から前記燃料が欠乏する燃料切れ状態にあるか否か判定する燃料切れ状態判定手段と、前記燃料切れ状態にあると判定されるとき、前記エンジンを停止させる停止手段とを備えると共に、前記燃料切れ状態判定手段は、電源電圧が規定範囲内にあるか否か判定し、前記電源電圧が前記規定範囲内にあると判定されるとき、前記燃料切れ状態にあるか否か判定する如く構成した。 In order to achieve the above object, the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 1 can be used as a power source for a work machine, and fuel stored in a fuel tank is driven by an electric motor. with pumped up by the fuel pump is connected to a fuel supply system for supplying that, in a general-purpose engine provided with an actuator for opening and closing a throttle valve disposed in an intake pipe so that the target engine speed and a more is set to the operator A fuel-out condition determining unit that determines whether or not the fuel is in a fuel-deficient state based on the operation of the fuel pump; and a stop unit that stops the engine when it is determined that the fuel-out condition is present. together provided, the fuel out state determining unit determines whether the power supply voltage is within the specified range, the power supply voltage is within the prescribed range When it is determined, it constructed as determined whether the fuel cutting condition.
請求項2に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプの電動モータへの通電電流値に基づいて前記燃料切れ状態にあるか否か判定する如く構成した。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 2, the fuel shortage state determination means determines whether or not the fuel is in a state of fuel shortage based on a current value supplied to the electric motor of the fuel pump. It was configured as follows.
請求項3に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプの電動モータへの通電電流値を第1のしきい値と比較し、前記通電電流値が前記第1のしきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する如く構成した。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 3, the fuel shortage state determination means compares a current value supplied to the electric motor of the fuel pump with a first threshold value, and When the value falls below the first threshold value, it is determined that the fuel is out of fuel.
請求項4に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプの電動モータへの通電電流値を前記第1のしきい値と比較し、前記通電電流値が第1の所定時間継続して前記第1のしきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する如く構成した。
In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to
請求項5に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプの電動モータへの通電電流値の変化幅が第2のしきい値を上回ると共に、前記通電電流値が第3のしきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する如く構成した。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 5, the fuel shortage state determination means has a change width of an energization current value to the electric motor of the fuel pump exceeding a second threshold value, When the energization current value falls below a third threshold value, it is determined that the fuel is out of fuel.
請求項6に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプの電動モータへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が前記第2のしきい値を上回ると共に、前記通電電流値の第3の所定時間における平均値が前記第3のしきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する如く構成した。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 6, the fuel shortage state determination means has a change width of an energization current value for a second predetermined time to the electric motor of the fuel pump in the second time. When the threshold value is exceeded and the average value of the energization current value for a third predetermined time is less than the third threshold value, it is determined that the fuel is in a dead state.
請求項7に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプの電動モータへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が第4の所定時間継続して前記第2のしきい値を上回ると共に、前記通電電流値の第3の所定時間における平均値が前記第4の所定時間継続して前記第3のしきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する如く構成した。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 7, the fuel shortage state determination means has a fourth predetermined current fluctuation range of the energization current value for a second predetermined time to the electric motor of the fuel pump. When the average value at the third predetermined time of the energization current value continuously exceeds the second threshold value for a time and falls below the third threshold value for the fourth predetermined time period, It was configured to determine that it was out of fuel.
請求項8に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記停止手段は、燃料供給を停止することで前記エンジンを停止させる如く構成した。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 8 , the stop means is configured to stop the engine by stopping fuel supply.
請求項9に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、前記停止手段は、点火を停止することで前記エンジンを停止させる如く構成した。 In the fuel failure determination device for a general-purpose engine according to claim 9 , the stop means is configured to stop the engine by stopping ignition.
請求項1に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、作業機の動力源として使用可能であり、燃料タンクに貯留される燃料を電動モータで駆動される燃料ポンプによって汲み上げて供給する燃料供給系に接続されると共に、操作者により設定される目標エンジン回転数となるように吸気管に配置されたスロットルバルブを開閉するアクチュエータを備えた汎用エンジンにおいて、燃料ポンプの動作から燃料が欠乏する燃料切れ状態にあるか否か判定し、燃料切れ状態にあると判定されるとき、エンジンを停止させる如く構成したので、いわゆる電子ガバナを備えた汎用エンジンにおいて、操作スイッチがオフされない場合であっても、エンジン回転数が不安定となったり、アフターバーンやバックファイヤが発生したりする不都合が発生するのを回避することができる。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 1, the fuel that can be used as a power source for a work machine and that is supplied by pumping fuel stored in a fuel tank by a fuel pump driven by an electric motor is connected to the supply system, a general-purpose engine provided with an actuator for opening and closing a throttle valve disposed in an intake pipe so that the target engine speed and a more is set to the operator, the fuel from the operation of the fuel pump deficiency In the general-purpose engine equipped with a so-called electronic governor, the operation switch is not turned off because it is configured to stop the engine when it is determined whether or not it is out of fuel. However, there are inconveniences such as unstable engine speed and afterburning and backfire. It is possible to avoid the raw.
さらに、燃料ポンプの動作から燃料切れ状態にあるか否か判定することで、エンジンの燃料切れ状態を簡易に判定できると共に、燃料切れ状態のときも正常に停止処理を行うことが可能となるため、燃料供給管内に空気が充満する前にエンジンを停止させることで次回給油時に空気抜きが不要となることから、次回の始動性を向上させることができる。また、電源電圧が規定範囲内にあるか否か判定し、電源電圧が規定範囲内にあると判定されるとき、燃料切れ状態にあるか否か判定する如く構成したので、エンジンの燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。 Furthermore, by determining whether or not the fuel pump is out of fuel operation, it is possible to easily determine whether the engine is out of fuel, and it is possible to perform a normal stop process even when the fuel is out of fuel. By stopping the engine before the fuel supply pipe is filled with air, it is not necessary to vent the air at the next fueling, so that the next startability can be improved. In addition, it is configured to determine whether or not the power supply voltage is within the specified range, and when it is determined that the power supply voltage is within the specified range, it is determined whether or not the engine is out of fuel. Can be determined with higher accuracy.
請求項2に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、燃料ポンプの電動モータへの通電電流値に基づいて燃料切れ状態にあるか否か判定する如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンの燃料切れ状態を精度良く判定することができる。 The fuel outage determination device for a general-purpose engine according to claim 2 is configured to determine whether or not the fuel is out of fuel based on the value of the electric current supplied to the electric motor of the fuel pump. Therefore, it is possible to accurately determine the engine out-of-fuel state.
請求項3に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、燃料ポンプの電動モータへの通電電流値を第1のしきい値と比較し、通電電流値が第1のしきい値を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンの燃料切れ状態を精度良く判定することができる。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 3, the energization current value to the electric motor of the fuel pump is compared with the first threshold value, and the energization current value is lower than the first threshold value. At this time, since it is determined that the fuel is in a state of being out of fuel, in addition to the above-described effects, it is possible to accurately determine the out-of-fuel state of the engine.
請求項4に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、燃料ポンプの電動モータへの通電電流値を第1のしきい値と比較し、通電電流値が第1の所定時間継続して第1のしきい値を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンの燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。
In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to
請求項5に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、燃料ポンプの電動モータへの通電電流値の変化幅が第2のしきい値を上回ると共に、通電電流値が第3のしきい値を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンの燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 5, the change width of the energization current value to the electric motor of the fuel pump exceeds the second threshold value, and the energization current value is the third threshold value. When the value is lower than the value, it is determined that the fuel is out of fuel. Therefore, in addition to the effects described above, it is possible to determine the out of fuel state of the engine with higher accuracy.
請求項6に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、燃料ポンプの電動モータへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が第2のしきい値を上回ると共に、通電電流値の第3の所定時間における平均値が第3のしきい値を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンの燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 6, the change width of the energization current value for the second predetermined time to the electric motor of the fuel pump exceeds the second threshold value, and the energization current value When the average value for the third predetermined time is less than the third threshold value, it is determined that the engine is out of fuel. Therefore, in addition to the above-described effects, the fuel out condition of the engine can be determined with higher accuracy. be able to.
請求項7に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、燃料ポンプの電動モータへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が第4の所定時間継続して第2のしきい値を上回ると共に、通電電流値の第3の所定時間における平均値が前記第4の所定時間継続して第3のしきい値を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンの燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。 In the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to claim 7, the change width of the energization current value for the second predetermined time to the electric motor of the fuel pump continues for the fourth predetermined time and the second threshold. When the average value of the energization current value in the third predetermined time continues to exceed the value and falls below the third threshold value for the fourth predetermined time, it is determined that the fuel is in a dead state. In addition to the above-described effects, it is possible to determine the engine fuel exhaustion state with higher accuracy.
請求項8に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、燃料供給を停止することでエンジンを停止させる如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンを確実に停止させることができる。 In the fuel failure determination device for a general-purpose engine according to the eighth aspect , since the engine is stopped by stopping the fuel supply, the engine can be surely stopped in addition to the effects described above.
請求項9に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、点火を停止することでエンジンを停止させる如く構成したので、上記した効果に加え、エンジンを確実に停止させることができる。 In the general-purpose engine fuel shortage determination device according to the ninth aspect , since the engine is stopped by stopping the ignition, in addition to the above-described effects, the engine can be stopped reliably.
以下、添付図面に即してこの発明に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置を実施するための最良の形態について説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A best mode for carrying out a fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1はこの発明の第1実施例に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置を全体的に示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic view showing an overall fuel outage determination device for a general-purpose engine according to a first 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)を示す。エンジン10は空冷式の4サイクル単気筒OHV型でガソリンを燃料とし、例えば400cc程度の排気量を有し、農業、建設などの産業用小型作業機の動力源として使用(接続)可能な汎用内燃機関からなる。
In FIG. 1, the code |
エンジン10のシリンダブロック10aの内部に形成されたシリンダ(気筒)12には、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10aにはシリンダヘッド10bが取り付けられ、ピストン14の頂部との間に燃焼室16が形成される。
A piston 14 is accommodated in a cylinder 12 formed inside the cylinder block 10a of the
燃焼室16には吸気管20が接続される。吸気管20にはスロットルバルブ22が配置されると共に、その下流の吸気ポートの付近にはインジェクタ24が配置される。インジェクタ24は燃料供給管26を介して燃料タンク30に接続される。
An intake pipe 20 is connected to the
より具体的には、インジェクタ24は第1の燃料供給管26aを介してサブ燃料タンク32に接続されると共に、サブ燃料タンク32は第2の燃料供給管26bを介して燃料タンク30に接続される。
More specifically, the
第2の燃料供給管26bには低圧ポンプ34が介挿され、燃料タンク30に貯留された燃料(ガソリン)を汲み上げてサブ燃料タンク32に圧送する。サブ燃料タンク32には燃料ポンプ(高圧ポンプ)36が配置される。
A
燃料ポンプ36は内部に電動モータ36aを備える。電動モータ36aはバッテリ(電源)38に接続され、バッテリ38から通電されると駆動し、低圧ポンプ34によって圧送されてフィルタ32aで濾過された燃料を高圧に加圧する。
The
加圧された燃料はレギュレータ32bで調圧されつつ、燃料供給管26aを介してインジェクタ24に圧送される。サブ燃料タンク32の燃料の一部は戻し管26cを介して燃料タンク30に戻される。このようにエンジン10は燃料供給管26、燃料タンク30、サブ燃料タンク32、燃料ポンプ36などからなる燃料供給系に接続される。
The pressurized fuel is pressure-fed by the regulator 32b and is sent to the
エアクリーナ(図示せず)から吸入された吸気は吸気管20を流れ、スロットルバルブ22で流量を調整されて吸気ポートに至り、インジェクタ24から噴射された燃料と混合して混合気を形成する。
The intake air drawn from the air cleaner (not shown) flows through the intake pipe 20, the flow rate is adjusted by the
混合気は吸気バルブ40が開かれるとき、燃焼室16に流入し、点火プラグ42で点火されて燃焼してピストン14を駆動する。燃焼によって生じた排ガスは排気バルブ44が開かれるとき、排気管46とマフラ(図示せず)などを流れて外部に放出される。
The air-fuel mixture flows into the
シリンダブロック10aにはシリンダヘッド10bと対向する側においてクランクケース(図示せず)が取り付けられ、その内部にはクランクシャフト50が回転自在に収容される。クランクシャフト50はピストン14にコンロッド14aを介して連結され、ピストン14の駆動に応じて回転する。
A crankcase (not shown) is attached to the cylinder block 10a on the side facing the cylinder head 10b, and a
クランクケースにはクランクシャフト50と平行してカムシャフト(図示せず)が回転自在に収容され、ギヤ機構(図示せず)を介してクランクシャフト50に連結されて駆動される。カムシャフトは吸気側カムと排気側カムを備え、図示しないプッシュロッドとロッカーアームを介して吸気バルブ40と排気バルブ44を開閉する。
A camshaft (not shown) is rotatably accommodated in the crankcase in parallel with the
クランクシャフト50の他端にはフライホイール52が取り付けられる。フライホイール52の外側位置においてクランクケースにはパルサコイル(クランク角センサ)54が取り付けられ、フライホイール52の表面側に取り付けられた1個のマグネット(永久磁石片。図示せず)と相対回転してその磁束と交錯することで、上死点付近の所定のクランク角度でクランクシャフト50の1回転当たり(360度当たり)1個の出力を生じる。
A
また、クランクケースの内側位置にはパワーコイル(発電コイル)56が取り付けられ、フライホイール52の裏面側に取り付けられた8個のマグネット(永久磁石片。図示せず)との相対回転に伴ってマグネットの磁束と交錯して起電力を生じるACG(交流発電機)として機能する。生じた起電力は整流された後、前記したバッテリ38に供給され、バッテリ38を充電する。
In addition, a power coil (power generation coil) 56 is attached to an inner position of the crankcase, and with relative rotation with eight magnets (permanent magnet pieces, not shown) attached to the back side of the
クランクシャフト50の一端には作業機などの負荷60が接続される。ここで負荷60は「原動機から出るエネルギ(出力)を消費する機械設備またはその機械設備が消費する動力(仕事率)の大きさ」を意味する。
A
エンジン10のハウジング(図示せず)上の適宜位置には操作者(ユーザ)に操作自在なアクセルレバー62が配置される。アクセルレバー62は、操作者の指でつままれて所定の最小エンジン回転数から最大エンジン回転数に至る範囲を回転して操作者の意図する目標エンジン回転数を指示可能なツマミからなる。
An
スロットルバルブ22は電動モータ(アクチュエータ。より具体的にはステッピングモータ)64が連結される。電動モータ64は、操作者のアクセルレバー62の操作と独立に、スロットルバルブ22を開閉するように構成される。即ち、スロットルバルブ22はDrive By Wire型に構成される。
The
吸気管20においてスロットルバルブ22の配置位置の上流にはサーミスタなどからなる吸気温度センサ70が配置され、その部位を流れる吸気の温度を示す出力を生じると共に、シリンダブロック10aには同様にサーミスタなどからなるエンジン温度センサ72が配置され、その部位の温度、即ち、エンジン10の温度を示す出力を生じる。
An intake
また、アクセルレバー62には可変抵抗器(ポテンショメータ)74が接続され、操作者の意図する目標エンジン回転数を示す出力を生じると共に、エンジン10のハウジング上の適宜位置には操作者(ユーザ)に操作自在な操作スイッチ(メインスイッチ)76が配置される。
A variable resistor (potentiometer) 74 is connected to the
操作スイッチ76は、操作者によってオン位置に操作される(オンされる)とき、エンジン始動を含む運転指示を示す出力を生じる一方、オフ位置に操作される(オフされる)とき、停止指示を示す出力を生じる。
The
これらセンサ70,72,74とスイッチ76と前記したパルサコイル54ならびにパワーコイル56の出力は、ECU(Electronic Control Unit。電子制御ユニット)80に送られる。
The outputs of the
ECU80はマイクロコンピュータを備え、パルサコイル54の出力からエンジン回転数を検出すると共に、その他のセンサ出力からインジェクタ24の開弁動作、燃料ポンプ36などの駆動動作、電動モータ64の駆動動作などを制御する。尚、エンジン回転数はパワーコイル56の出力から検出しても良い。
The
電動モータ64の駆動に関しては、ECU80はアクセルレバー62の操作者による操作に応じて指示(決定)、換言すれば操作者により設定される目標エンジン回転数となるようにスロットルバルブ22の開度(スロットル開度)を算出し、算出されたスロットル開度となるように電動モータ64に駆動回路(図示せず)を介して指令する。即ち、この実施例に係るエンジン10は、電動モータ64,ECU80などから構成される機構からなる電子ガバナを備える。
For the driving of the
このようにECU80は電動モータの回転量を指令することから、スロットル開度センサを必要とすることなく、自らの指令値からスロットルバルブ22の開度(スロットル開度)を算出(検出)する。スロットル開度は全閉位置付近を0、全開位置付近を100としたときの%で算出される。
Since the
インジェクタ24の開弁動作に関して燃料噴射制御を説明すると、ECU80は、少なくとも算出されたスロットル開度とパルサコイル54の出力から検出されたエンジン回転数とから予め設定されたマップ値(特性)を検索して燃料噴射量を算出、即ち、スロットルスピード方式といわれる手法で燃料噴射量を算出する。
The fuel injection control will be described with respect to the valve opening operation of the
燃料噴射量はインジェクタ24の噴射時間(開弁時間)で算出される。エンジン10の始動時には検出されたエンジン温度でマップ検索値を補正すると共に、吸気温度変化が大きいときは検出された吸気温度でマップ検索値を補正する。
The fuel injection amount is calculated by the injection time (valve opening time) of the
また、点火制御に関して説明すると、ECU80は適宜なパラメータから点火時期を算出し、点火コイルなどの点火装置82を介して点火プラグ42の点火動作を制御する。燃料噴射時期と点火時期はパルサコイル54の出力に合わせて実行される。
Further, regarding the ignition control, the
さらに、ECU80は上記した如く、アクセルレバー62の操作に応じて目標エンジン回転数を決定し、決定された目標エンジン回転数となるようにスロットルバルブ22のスロットル開度を算出し、少なくとも算出されたスロットル開度と検出されたエンジン回転数から燃料噴射量を算出する。
Further, as described above, the
ECU80は、上記した目標エンジン回転数の決定、スロットル開度の算出、エンジン回転数の検出、燃料噴射量の算出、燃料ポンプ36の電動ポンプ36aの通電量の算出などを所定周期、例えば10msecごとに実行すると共に、算出値を所定の複数の制御周期の間、保持(記憶)する。ECU80は操作者によって操作スイッチ76がオンされるとき、上記した動作を実行すると共に、操作スイッチ76がオフされるとき、上記した動作を停止(終了)する。
The
ECU80はさらに、エンジン10の燃料切れ状態の判定とエンジン10の停止処理を実施する。
The
図2は、そのエンジン10の燃料切れ状態の判定とエンジン10の停止処理を示すフロー・チャートである。
FIG. 2 is a flow chart showing determination of the out-of-fuel state of the
以下説明すると、S10において、エンジン10が運転中か否か、即ち、操作スイッチ76がオンされてエンジン10が運転されているか否か判断する。これはエンジン回転数が所定回転数(例えば1000rpm)を超えるか否か判断することで行う。
In the following, in S10, it is determined whether or not the
S10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S12に進み、操作スイッチ76がオフされたか否か判断し、肯定されるときはS14に進み、エンジン10の停止処理、即ち、スイッチオフによる通常の停止処理を実施する。
When the result in S10 is negative, the subsequent process is skipped. When the result is affirmative, the process proceeds to S12, and it is determined whether the
S14において具体的には、インジェクタ24を介しての燃料供給(燃料噴射)を停止、あるいは点火装置82と点火プラグ42を介しての点火を停止(あるいは燃料供給と点火を共に停止)することでエンジン10を停止させる。
Specifically, in S14, the fuel supply (fuel injection) through the
尚、S14においては燃料供給/点火の停止に代え、あるいはそれに加え、電動モータ64を介してスロットルバルブ22を停止開度に駆動することでエンジン10を停止させても良く、さらには燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電を停止することでエンジン10を停止させても良い。
In S14, the
他方、S12で否定される場合はS16に進み、電源電圧が規定範囲内か否か、即ち、バッテリ38の電圧が規定範囲(例えば14.5V±1.0V)以内か否か判断する。これは図示しない電圧センサでバッテリ38の電圧を検出することで行なう。
On the other hand, if the result in S12 is negative, the program proceeds to S16, in which it is determined whether or not the power supply voltage is within a specified range, that is, whether or not the voltage of the
S16で否定される場合、バッテリ38の電圧が変化したときに燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流が変化して後述する燃料切れ状態の判定を誤る恐れがあるので、以降の処理をスキップする。
If the result in S16 is NO, the energization current to the
一方、S16で肯定されるときはS18に進み、燃料ポンプ電流、即ち、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値を第1の燃料切れ判定しきい値(例えば0.7A)と比較し、燃料ポンプ電流(通電電流値)が第1の所定時間(例えば100msec)継続して第1の燃料切れ判定しきい値を下回るか否か判断する。
On the other hand, when the result in S16 is affirmative, the program proceeds to S18, where the fuel pump current, that is, the current value supplied to the
S18で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されて燃料ポンプ電流(通電電流値)が第1の所定時間継続して第1の燃料切れ判定しきい値を下回ると判断されるとき、エンジン10は燃料が欠乏する(燃料が切れる)燃料切れ状態にあると判定し、S14に進み、前記したエンジン10の通常の停止処理を実施する。
When the result in S18 is negative, the subsequent processing is skipped, while it is affirmed and it is determined that the fuel pump current (energization current value) continues below the first fuel shortage determination threshold for the first predetermined time. When it is determined that the
即ち、インジェクタ24を介しての燃料供給(燃料噴射)を停止、あるいは点火装置82と点火プラグ42を介しての点火を停止(あるいは燃料供給と点火を共に停止)することでエンジン10を停止させる。
That is, the
このように、S18においては燃料ポンプ36の動作から、より具体的には燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値に基づいて燃料切れ状態にあるか否か判定し、燃料切れ状態にあると判定されるとき、エンジン10を停止させる。
Thus, in S18, it is determined whether or not the fuel is out of fuel based on the operation of the
図3は、図1に示す装置において図2の処理を行なわなかった場合のエンジン10の動作を示すタイム・チャートである。
FIG. 3 is a time chart showing the operation of
同図に「燃料切れ開始」と示すポイントで燃料切れ状態が発生すると、燃料供給が低下するため、燃料ポンプ36の電動モータ36aの負荷が下がり、電動モータ36aへの通電電流値は低下する。
If a fuel-out condition occurs at the point indicated as “start of fuel-out” in the same figure, the fuel supply decreases, so the load on the
やがて燃料供給が止まり、空気(気泡)が燃料供給管26の中に点在することにより、燃料ポンプ36の電動モータ36aの負荷が激しく変化すると共に、流量と燃圧が不足することで燃量調整が合わなくなり、エンジン回転数が図示のように不安定となる(ハンチングが発生する)。
Eventually, the fuel supply stops, and air (bubbles) are scattered in the fuel supply pipe 26. As a result, the load of the
また図示は省略するが、エンジン回転数の低下に伴ってスロットル開度が急増されることによっても、燃料調整が極めてリーンで不安定となる。さらに失火が発生することにより、未燃焼ガスが排気管46やマフラに流出し、アフターバーンやバックファイヤが発生する。
Although illustration is omitted, the fuel adjustment becomes extremely lean and unstable even when the throttle opening is rapidly increased as the engine speed decreases. Furthermore, when misfire occurs, unburned gas flows into the
図4は、図1に示す装置において図2の処理を行なった場合のエンジン10の動作を示すタイム・チャートである。
FIG. 4 is a time chart showing the operation of the
同図から明らかな如く、燃料切れ状態にあると判定されるとき、燃料切れ検出可能ポイントで停止処理が実施されるため、操作スイッチ76がオフされなくても、直ちに通常の停止処理を実施することで、エンジン回転数は不安定となることなく、速やかに下降する。このように、図2の処理を行なうことで、アフターバーンやバックファイヤを発生させることなく、エンジン10を停止させることができる。
As can be seen from the figure, when it is determined that the fuel has run out, the stop process is performed at the point where the fuel can be detected, so the normal stop process is immediately performed even if the
第1実施例は上記の如く、S18において燃料ポンプ36の動作から,具体的には燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値に基づいて、より具体的には燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値を第1の燃料切れ判定しきい値(第1のしきい値)と比較し、通電電流値が第1の所定時間継続して第1の燃料切れ判定しきい値を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、いわゆる電子ガバナを備えた汎用エンジン10において、操作スイッチ76がオフされない場合であっても、エンジン回転数が不安定となったり、アフターバーンやバックファイヤが発生したりする不都合が発生するのを回避することができる。
In the first embodiment, as described above, the operation of the
さらに、燃料ポンプ36の動作から燃料切れ状態にあるか否か判定することで、エンジン10の燃料切れ状態を簡易に判定できると共に、燃料切れ状態のときも正常に停止処理を行うことが可能となるため、燃料供給管26内に空気が充満する前にエンジン10を停止させることで次回給油時に空気抜きが不要となることから、次回の始動性を向上させることができる。
Further, by determining whether or not the
また、バッテリ(電源)38の電圧が規定範囲内にあると判定されるとき、燃料切れ状態にあるか否か判定する如く構成したので、燃料切れ状態を一層精度良く判定することができると共に、燃料供給あるいは点火を停止することでエンジンを停止させる如く構成したので、エンジン10を確実に停止させることができる。
In addition, when it is determined that the voltage of the battery (power source) 38 is within the specified range, it is configured to determine whether or not the fuel is out of fuel. Since the engine is stopped by stopping the fuel supply or ignition, the
尚、S18において、判定精度は若干低下するものの、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値を燃料切れ判定しきい値と比較し、通電電流値がしきい値を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定するように構成しても良い。
In S18, although the determination accuracy is slightly reduced, the value of the energization current to the
図5はこの発明の第2実施例に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置の動作を示す、図2と同様のフロー・チャートである。 FIG. 5 is a flowchart similar to FIG. 2 showing the operation of the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to the second embodiment of the present invention.
以下説明すると、S100からS106まで、第1実施例のS10からS16と同様の処理を行なってS108に進み、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値の最大値と最小値の差、即ち、その変化幅が第2の燃料切れ判定しきい値(例えば0.3A)を上回るか否か判断する。
In the following, from S100 to S106, the same processing as S10 to S16 in the first embodiment is performed and the process proceeds to S108, where the difference between the maximum value and the minimum value of the energization current value to the
これは第1実施例で述べたように、燃料切れ状態となると空気が燃料供給管26の中に混入して燃料ポンプ36の電動モータ36aの負荷が激しく変化し、その結果通電電流値の振れ幅(変化幅)が大きくなることを利用している。
This is because, as described in the first embodiment, when the fuel runs out, air is mixed into the fuel supply pipe 26 and the load of the
通電電流値の変化幅は第2の所定時間の間の最大値と最小値の差を算出することで行なう。前記した通電電流値は10msecごとに算出されることから、第2の所定時間を例えば500msecとすると、変化幅の算出は50個の値の中の最大値と最小値を選択して差を算出することで行なう。 The variation width of the electric current value is performed by calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the period of time a second predetermined. Since the electric current value described above is calculated for each 10 msec, when a between time second predetermined for example 500 msec, the calculation of the variation width of the difference by selecting the maximum value and the minimum value among 50 values This is done by calculating.
S108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S110に進み、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値、より正確には第3の所定時間(例えば500msec)の間の平均値が第3の燃料切れ判定しきい値(例えば1.6A)を下回るか否か判断する。
S108 while skipping the subsequent steps when the result is negative, the process proceeds to S110. When the result is affirmative, the energization current to the
これも第1実施例で述べたように、燃料切れ状態となると、元来燃料が充満していた燃料供給管26の中に空気が混入し、燃料ポンプ36の電動モータ36aの負荷が低下して通電電流値が減少することを利用している。第2実施例においてはこのように2段階の判断を行なうことで、燃料切れ判定精度を向上させるようにした。
Also, as described in the first embodiment, when the fuel is exhausted, air is mixed into the fuel supply pipe 26 that was originally filled with fuel, and the load on the
S110でも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、エンジン10が燃料切れ状態にあると判定し、S104に進み、S14で述べたと同様のエンジン10の通常の停止処理を実施する。
When the result in S110 is negative, the subsequent processing is skipped. When the result is affirmative, it is determined that the
図6は図5の処理を行なわなかった場合、図7は行った場合のエンジン10の動作を示すタイム・チャートである。
FIG. 6 is a time chart showing the operation of the
図6と図7の対比から明らかな如く、第2実施例においても燃料切れ状態にあると判定されるとき、燃料切れ検出可能ポイントで停止処理が実施されるため、操作スイッチ76がオフされなくても、直ちに通常の停止処理を実施することで、エンジン回転数を速やかに下降させることができ、アフターバーンやバックファイヤを発生させることなく、エンジン10を停止させることができる。
As is clear from the comparison between FIG. 6 and FIG. 7, when it is determined that the fuel has run out even in the second embodiment, the
第2実施例は上記の如く、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値の変化幅が第2のしきい値を上回ると共に、通電電流値が第3の燃料切れ判定しきい値(第3のしきい値)を下回るとき、より具体的には、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が第2の燃料切れ判定しきい値(第2のしきい値)を上回ると共に、通電電流値の第3の所定時間における平均値が第3の燃料切れ判定しきい値(第3のしきい値)を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、第1実施例と同様、いわゆる電子ガバナを備えた汎用エンジン10において、操作スイッチ76がオフされない場合であっても、エンジン回転数が不安定となったり、アフターバーンやバックファイヤが発生したりする不都合が発生するのを回避することができる。
In the second embodiment, as described above, the change width of the energization current value to the
さらに、燃料ポンプ36の動作から燃料切れ状態にあるか否か判定することで、エンジン10の燃料切れ状態を簡易に判定できると共に、燃料切れ状態のときも正常に停止処理を行うことが可能となるため、燃料供給管26内に空気が充満する前にエンジン10を停止させることで次回給油時に空気抜きが不要となることから、次回の始動性を向上させることができる。残余の構成および効果は第1実施例と異ならない。
Further, by determining whether or not the
尚、S108,S110において、判定精度は若干低下するものの、第2、第3の所定時間を考慮することなく、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値の変化幅が第2のしきい値を上回ると共に、通電電流値が第3の燃料切れ判定しきい値(第3のしきい値)を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定するように構成しても良い。
In S108 and S110, although the determination accuracy is slightly lowered, the change width of the energization current value to the
図8はこの発明の第3実施例に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置の動作を示す、図2と同様のフロー・チャートである。 FIG. 8 is a flowchart similar to FIG. 2 showing the operation of the fuel shortage determination device for a general-purpose engine according to the third embodiment of the present invention.
以下説明すると、S100からS110まで第2実施例と同様の処理を行ない、S110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S112に進み、第4の所定時間(例えば100msec)以上継続したか判断する。 Explaining below, the same processing as in the second embodiment is performed from S100 to S110. When the result in S110 is negative, the subsequent processing is skipped. When the result is affirmative, the processing proceeds to S112, and a fourth predetermined time (for example, 100 ms) or more is determined.
即ち、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が第4の所定時間継続して第2の燃料切れ判定しきい値を上回ると共に、通電電流値の第3の所定時間における平均値が第4の所定時間継続して第3の燃料切れ判定しきい値を下回るか否か判断する。
That is, the change width of the energization current value for the second predetermined time to the
S112で否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときは燃料切れ状態にあると判定し、S104に進み、エンジン10の通常の停止処理を実施する。
When the result in S112 is negative, the subsequent processes are skipped, while when the result is affirmed, it is determined that the fuel is out of fuel, and the process proceeds to S104 to perform a normal stop process of the
第3実施例は上記の如く、燃料ポンプ36の電動モータ36aへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が第4の所定時間継続して第2の燃料切れ判定しきい値(第2のしきい値)を上回ると共に、通電電流値の第3の所定時間における平均値が第4の所定時間継続して第3の燃料切れ判定しきい値(第3のしきい値)を下回るとき、燃料切れ状態にあると判定する如く構成したので、第2実施例と同様、いわゆる電子ガバナを備えた汎用エンジン10において、操作スイッチ76がオフされない場合であっても、エンジン回転数が不安定となったり、アフターバーンやバックファイヤが発生したりする不都合が発生するのを回避することができる。尚、残余の構成および効果は従前の実施例と相違しない。
In the third embodiment, as described above, the change width of the energization current value for the second predetermined time to the
上記した如く、第1から第3実施例に係る汎用エンジンの燃料切れ判定装置にあっては、作業機(負荷60)の動力源として使用可能であり、燃料タンク30に貯留される燃料を電動モータ36aで駆動される燃料ポンプ36によって汲み上げて供給する燃料供給系(燃料供給管26、燃料タンク30、サブ燃料タンク32、燃料ポンプ36など)に接続されると共に、操作者により設定される目標エンジン回転数となるように吸気管20に配置されたスロットルバルブ22を開閉するアクチュエータ(電動モータ)64を備えた汎用エンジン10において、前記燃料ポンプ36の動作から前記燃料が欠乏する燃料切れ状態にあるか否か判定する燃料切れ状態判定手段(ECU80,S18,S108,S110,S112)と、前記燃料切れ状態にあると判定されるとき、前記エンジンを停止させる停止手段(ECU80,S14,S104)とを備える如く構成したので、いわゆる電子ガバナを備えた汎用エンジンにおいて、操作スイッチ76がオフされない場合であっても、エンジン回転数が不安定となったり、アフターバーンやバックファイヤが発生したりする不都合が発生するのを回避することができる。
As described above, in the fuel shortage determination device for the general-purpose engine according to the first to third embodiments, it can be used as a power source for the work machine (load 60), and the fuel stored in the
さらに、燃料ポンプ36の動作から燃料切れ状態にあるか否か判定することで、エンジン10の燃料切れ状態を簡易に判定できると共に、燃料切れ状態のときも正常に停止処理を行うことが可能となるため、燃料供給管26内に空気が充満する前にエンジン10を停止させることで次回給油時に空気抜きが不要となることから、次回の始動性を向上させることができる。また、前記燃料切れ状態判定手段は、電源電圧(バッテリ38の電圧)が規定範囲内にあるか否か判定し、前記電源電圧が前記規定範囲内にあると判定されるとき、前記燃料切れ状態にあるか否か判定する(ECU80,S16,S106)如く構成したので、上記した効果に加え、バッテリ38の電圧が変化したときに燃料ポンプ36の電動モータ36への通電電流が変化して燃料切れ状態の判定を誤ることがないことから、エンジン10の燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。
Further, by determining whether or not the
また、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値に基づいて前記燃料切れ状態にあるか否か判定する(ECU80,S18)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10の燃料切れ状態を精度良く判定することができる。
Further, the fuel out condition determining means is configured to determine whether or not the fuel is in an out condition based on a current value supplied to the
また、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値を第1の(燃料切れ判定)しきい値と比較し、前記通電電流値が前記第1のしきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する(ECU80,S18)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10の燃料切れ状態を精度良く判定することができる。
The out-of-fuel state determination means compares the current value supplied to the
また、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値を前記第1の(燃料切れ判定)しきい値と比較し、前記通電電流値が第1の所定時間継続して前記第1の(燃料切れ判定)しきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する(ECU80,S18)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10の燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。
The out-of-fuel state determination means compares the current value supplied to the
また、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプ36の電動モータ36aへの通電電流値の変化幅が第2の(燃料切れ判定)しきい値を上回ると共に、前記通電電流値が第3の(燃料切れ判定)しきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する(ECU80,S108,S110)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10の燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。
The fuel out condition determining means has a change width of an energization current value to the
また、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプ36の電動モータ36aへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が前記第2の(燃料切れ判定)しきい値を上回ると共に、前記通電電流値の第3の所定時間における平均値が前記第3の(燃料切れ判定)しきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する(ECU80,S108,S110)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10の燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。
In addition, the fuel out condition determining means has a change width of an energization current value in a second predetermined time to the
また、前記燃料切れ状態判定手段は、前記燃料ポンプ36の電動モータ36aへの第2の所定時間における通電電流値の変化幅が第4の所定時間継続して前記第2の(燃料切れ判定)しきい値を上回ると共に、前記通電電流値の第3の所定時間における平均値が前記第4の所定時間継続して前記第3の(燃料切れ判定)しきい値を下回るとき、前記燃料切れ状態にあると判定する(ECU80,S108,S110,S112)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10の燃料切れ状態を一層精度良く判定することができる。
In addition, the fuel out condition determination means continues the second (fuel out determination) while the change width of the energization current value in the second predetermined time to the
また、前記停止手段は、燃料供給を停止することで前記エンジン10を停止させる(S14,S104)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10を確実に停止させることができる。
Further, since the stop means is configured to stop the
また、前記停止手段は、点火を停止することで前記エンジン10を停止させる(S14,S104)如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン10を確実に停止させることができる。
Further, since the stop means is configured to stop the
尚、上記においてしきい値や所定時間の数値などは全て例示であり、それらに限定されるものではない。またガソリンを燃料とする汎用エンジンを例にとって説明したが、軽油などを燃料とする汎用エンジンにも妥当する。 In the above description, the threshold value and the numerical value of the predetermined time are all examples, and are not limited thereto. Although a general-purpose engine using gasoline as fuel has been described as an example, it is applicable to a general-purpose engine using light oil or the like as fuel.
10 汎用エンジン(汎用内燃機関)、12 シリンダ、14 ピストン、22 スロットルバルブ、24 インジェクタ、30 燃料タンク(燃料供給系)、32 サブ燃料タンク(燃料供給系)、36 燃料ポンプ(燃料供給系)、36a 電動モータ、42 点火プラグ、50 クランクシャフト、52 フライホイール、54 パルサコイル(クランク角センサ)、56 パワーコイル、60 負荷、62 アクセルレバー、64 電動モータ(アクチュエータ)、70 吸気温度センサ、72 エンジン温度センサ、74 可変抵抗器、76 操作スイッチ、80 ECU(電子制御ユニット) 10 general-purpose engine (general-purpose internal combustion engine), 12 cylinder, 14 piston, 22 throttle valve, 24 injector, 30 fuel tank (fuel supply system), 32 sub fuel tank (fuel supply system), 36 fuel pump (fuel supply system), 36a Electric motor, 42 Spark plug, 50 Crankshaft, 52 Flywheel, 54 Pulsar coil (crank angle sensor), 56 Power coil, 60 Load, 62 Accelerator lever, 64 Electric motor (actuator), 70 Intake air temperature sensor, 72 Engine temperature Sensor, 74 Variable resistor, 76 Operation switch, 80 ECU (electronic control unit)
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