CN100422535C

CN100422535C - 用于通用型内燃机的电子调速装置

Info

Publication number: CN100422535C
Application number: CNB2006100846646A
Authority: CN
Inventors: 福岛友树; 小野泰秀
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: JP2006329094A; CN1869422A; JP4383387B2

Abstract

本发明提供一种通用型内燃机的电子调速装置，在该电子调速装置中，设置用于检测内燃机上的动力输出轴运动的动力输出轴动作检测部件，并且，在操作主开关，使电子控制单元起动后(即，装置的电源被接通后)，当所述内燃机上的动力输出轴运动被检测到时，电子控制单元开始执行向电动执行机构通电来使节气门和阻风门进行开闭(从S12到S16)。由此，由电动执行机构使节气门和阻风门进行开闭，并且在从装置电源被接通开始到发动机被起动为止的期间，不会消耗不必要的电池电力。

Description

用于通用型内燃机的电子调速装置

技术领域

本发明涉及一种用于通用型内燃机的电子调速装置。

背景技术

对于发电机或农业机械等各种用途中作为驱动源的通用型内燃机，近年，提出了这样的技术：通过电动执行机构对配置于吸气路中的节气门进行开闭操作，即，通过电子调速装置对发动机转速进行调节。此外，例如在专利文献1(特开平4-116256号公报)公开了一种电子调速装置，在此除了节气门，阻风门也通过电动执行机构对其进行开闭操作。

在电子调速装置中通常将步进电动机用作于上述电动执行机构。因此，在开始控制电动执行机构之前，需要执行初始化处理[具体而言是使转子(输出轴)的位置对准初始位置的处理，换言之，是使各阀的开度全部调节成初始开度(通常是全开或全闭)的处理]。因此，在现有技术中，在由操作者接通装置的电源的同时开始向电动执行机构通电，执行电动执行机构的初始化处理。

然而，由于在接通装置电源的同时开始向电动执行机构通电，在发动机起动进行之前，电池电力已消耗很多，所以被供给到用于使发动机起动的启动电动机的电力就会减少，导致起动性能降低这样的缺点出现。此外，当电源接通后发动机不能起动时，可能导致电池提前用尽。

发明内容

因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供这样一种通用型内燃机的电子调速装置，由电动执行机构对节气门或阻风门进行开闭，并在从接通装置电源到发动机起动期间电池电力不会有不必要的消耗。

为解决上述问题，在技术方案1中，提出一种通用型内燃机的电子调速装置，具有配置于吸气路的节气门和阻风门，这些节气门和阻风门中的至少任一个的开闭是由电动执行机构执行的，电子调速装置具有：电子控制单元，其通过控制向所述电动执行机构的通电来调节所述节气门和所述阻风门的至少任一个的开度；主开关，其配置成操作者可自由操作，当被操作时，使所述电子控制单元起动；以及动力输出轴动作检测部件，其用于检测所述内燃机上的动力输出轴的运动；在由操作者对所述主开关进行操作而使电子控制单元起动之后，并且当所述内燃机上的动力输出轴的运动被检测到时，所述电子控制单元开始执行向所述电动执行机构通电。

即，设置用于检测内燃机上的动力输出轴的运动的动力输出轴动作检测部件，在主开关被打开且电子控制单元被起动后(即，装置电源被接通后)，并且当所述内燃机上的动力输出轴的运动被检测到时，开始向电动执行机构通电，使节气门和阻风门进行开闭，所以，在从装置电源被接通到发动机被起动为止(到动力输出轴运动开始为止)期间电池电力不会有不必要的消耗。因此，可以防止供给到启动电动机的电力的减少，可以提高发动机的起动性。此外，即使在电源接通后，发动机并未起动时(动力输出轴的运动未开始)，电池用尽之事也难以产生。

在技术方案2所述的通用型内燃机的电子调速装置中，在所述内燃机上的动力输出轴的运动被检测到时，所述电子控制单元开始执行向所述电动执行机构通电，将所述节气门和所述阻风门中的至少任一个的开度调节为初始开度。

这样，当内燃机上的动力输出轴的运动被检测到时，开始向电动执行机构通电并将节气门和阻风门的开度调节为初始开度，所以除了上述的效果之外，还可以精度良好地使发动机起动后的阀开度与目标开度一致。

在技术方案3所述的通用型内燃机的电子调速装置中，所述电动执行机构是用于对配置于所述吸气路的阻风门进行驱动的驱动器，并且，所述电子控制单元，在所说内燃机停止时，控制所述驱动器的动作以使所述阻风门为全闭。

由于这样的构成，即，当内燃机停止时，控制驱动器的动作以使阻风门为全闭，所以，可以在发动机起动时到阻风门为全开为止没有时间损失，可以提高发动机的起动性。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的通用型内燃机的电子调速装置的整体图。

图2是图1所示化油器的放大图(剖面图)。

图3是由图1所示的电子控制单元(ECU)执行的，表示节气门和阻风门的开度的初始化处理的流程图。

图4是由图1所示的电子控制单元(ECU)执行的，表示阻风门的开度控制处理的流程图。

图5是说明图4的流程图所使用的过渡到全开时间的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的通用型内燃机的电子调速装置的最佳实施方式进行说明。

在图1中，标记10表示通用型内燃机(以下称为“发动机”)。发动机10是空冷4冲程的单气缸OHV型发动机(排气量例如为400cc)，在发电机或农业机械等各种用途中作为驱动源而使用。

活塞14以可自由往复动作的方式被收纳在发动机10的汽缸(汽缸体)12中。在汽缸12的上部安装有汽缸盖16，在汽缸盖16上面对活塞14的顶部的位置设有燃烧室18，及与燃烧室18连通的吸气口20及排气口22。此外，在汽缸盖16上设有对燃烧室18和吸气口20之间进行开闭操作的吸气阀24，及对燃烧室18和排气口22之间进行开闭操作的排气阀26，并且设有用于显示输出发动机10温度的温度传感器28。

在汽缸12的下部安装有曲轴箱30。曲轴32以可自由旋转的方式收纳在曲轴箱30中。曲轴32通过连杆34与于活塞14的下部相连。

在曲轴32的一端，连接有发电机等未图示的负载，另一方面，在另一端安装有飞轮36和冷却风扇38。在飞轮36的内侧配置有动力线圈(发电线圈)40，并且在其外侧配置有脉冲线圈42。动力线圈40输出交流电流，该交流电流频率相应于曲轴32的转速，并且每隔规定的曲轴转角脉冲线圈42输出脉冲信号。此外，在曲轴32上连接有用于使发动机10起动的启动电动机44。

凸轮轴46以可自由旋转的方式收纳在曲轴箱30中。凸轮轴46的轴线与曲轴32的轴线平行配置，并且凸轮轴46通过齿轮机构48连结在曲轴32上。凸轮轴46具有吸气侧凸轮50和排气侧凸轮52，其通过未图示的推杆和摇臂54、56来驱动所述的吸气阀24和排气阀26使其开闭。

此外，在吸气口20上连接有化油器60。

图2是化油器60的放大图(剖面图)。

如图2所示，在化油器60上具有与之一体形成的吸气路62、电动机壳体64、化油器组件66。在电动机壳体64中收纳有节气用电动机(电动执行机构)68和阻风用电动机(电动执行机构)70。节气用电动机68和阻风用电动机70，具体地说是步进电动机，具有由线圈缠绕而成的定子和转子(输出轴)。

吸气路62，其下游侧通过保温体72而与吸气口20连接，并且其上游侧通过空气过滤器弯头74而与未图示的空气过滤器连接。

此外，吸气路62上配置有节气门76。节气门76的旋转轴78通过减速齿轮机构80连接在节气用电动机68的输出轴上。并且，在吸气路62的比节气门76更靠上游侧还配置有阻风门82。阻风门82的旋转轴84通过减速齿轮机构86连接在阻风用电动机70的输出轴上。这样，通过控制节气用电动机68和阻风用电动机70的动作，可分别调节节气门76和阻风门82的开度。另外，节气用电动机68和阻风用电动机70的消耗电流分别是0.8(A)。

此外，在吸气路62上位于节气门76与阻风门82之间部分的口径缩小，在此形成文氏管88。

虽然在图中省略了化油器组件66的图示，但其具有：连接于燃料罐上的浮筒室、通过主量孔和主燃料通路连接在浮筒室上的主喷嘴、连接在从主燃料通路分支出的低速燃料通路上的怠速孔及低速孔。主喷嘴配置于面对文氏管88的位置上，另一方面，怠速孔和低速孔配置于面对节气门76附近的位置上。

节气门76的开度较大时，借助通过文氏管88吸入空气的负压从主喷嘴喷射燃料，生成混合气体。另一方面，节气门76的开度较小时，借助通过节气门76吸入空气的负压从怠速孔或低速孔喷射燃料。此外，阻风门82被关闭时，由于由活塞14的下降而产生的吸气路62内的负压增大，所以燃料喷射量增加，空燃比增加。

另外，图中标记90表示燃油切断电磁阀。燃油切断电磁阀90的阀部(未图示)配置在浮筒室与主量孔之间，在线圈(未图示)被励磁时阀被关闭，由此截断燃料的通过。

再返回图1，如上述生成的混合气体，通过吸气口20和吸气阀24被吸入到燃烧室18。被吸入到燃烧室18的混合气体由未图示的火花塞被点火而进行燃烧，由此生成的燃烧气体通过排气口22和未图示的消声器等被排出到发动机10的外部。

此外，在发动机10的附近，配置有由微型计算机构成的ECU(电子控制单元)100和电池102。ECU100和电池102通过主开关104而被电连接。主开关104配置于操作者可自由操作的位置，当操作主开关104时，ECU100被起动。具体而言，由操作者对主开关104进行接通操作后，ECU100与电池102导通，接受动作电流的供给而起动。另一方面，对主开关104进行断开操作后，来自电池102的动作电流的供给被截断，ECU100的动作被停止。另外，此时ECU100的消耗电流是0.1(A)。

在主开关104附近还配置有启动开关106和发动机转速设定开关108。启动开关106配置在操作者可自由操作的位置，当操作启动开关106时，启动电动机44开始动作。具体而言，由操作者对启动开关106进行接通操作时，启动电动机44与电池102导通，接受动作电流的供给。由此启动电动机44开始工作，发动机10的动力输出轴开始运动。此外，发动机转速设定电位器108也配置在操作者可自由操作的位置，对应于操作者的操作而产生表示目标发动机转速的输出。

上述温度传感器28、动力线圈40、脉冲线圈42及发动机转速设定电位器108的输出，被输入到ECU100。输入到ECU100的动力线圈40的输出(交流电流)被输入到设于ECU100内部的桥电路(未图示)，在此进行全波整流等而转换为直流电流。该直流电流作为动作电流被供给到发动机10上的各部分。另外，ECU100的动作电源，在发动机10起动后，从电池102切换到动力线圈40。因此，在发动机10起动后对主开关104进行断开操作时，直到曲轴32的旋转停止(即，动力线圈40的发电结束)为止，能够继续进行ECU100和电动机68、70、燃油切断电磁阀90等的动作。

此外，动力线圈40的输出也被输入到设于ECU100内部的脉冲生成电路(未图示)，在此进行半波整流后，其适当的值被转换为作为阈值水平的脉冲信号。由动力线圈40发电的交流电流的频率与曲轴32的转速成比例，从而可基于从动力线圈40的输出得到的脉冲信号来检测发动机转速，并且可以检测动力输出轴有无运动。

此外，ECU100基于脉冲线圈42的输出(脉冲信号)使火花塞点火，火花塞点火的时刻与发动机转速相对应。ECU100还基于温度传感器28和发动机转速设定电位器108的输出等，控制节气用电动机68和阻风用电动机70的动作来调节节气门76和阻风门82的开度。即，通过节气用电动机68、阻风用电动机70及ECU100等构成电子调速装置，发动机10的转速由该电子调速装置进行调节。

此外，ECU100基于从动力线圈40的输出得到的脉冲信号，执行节气门76和阻风门82的开度的初始化处理(具体而言，通过使节气用电动机68和阻风用电动机70的转子的位置对准在初始位置，从而使各阀的开度对准为在初始开度的处理)。

图3是表示节气门76和阻风门82的开度的初始化处理的流程图。图示的程序是以规定的周期(例如每隔10msec)进行的。

以下，对图3流程图的处理进行说明，首先，在S10中，判断初始化完成标志位值(初始值为0)是否为1。在S10的判断结果为否定时，进入S12，判断是否检测到动力输出轴的运动，换言之，判断是否有由操作者操作启动开关106、启动电动机44动作而使动力输出轴开始运动。该处理是基于有无从动力线圈40的输出得到的脉冲信号而进行的。

在S12的判断结果为肯定(有脉冲信号)时，进入S14，进行节气门76的开度初始化。具体而言，开始向节气用电动机68通电，使节气门76为全开，将此时的步进位置作为初始位置存储在ECU100的RAM(未图示)中。然后，进入S16，同样进行阻风门82的开度初始化。具体而言，开始向阻风用电动机70通电，使阻风门82为全开，将此时的步进位置作为初始位置存储在ECU100的RAM(未图示)中。

然后进入S18，设初始化完成标志位值为1。因此，当各阀的开度的初始化完成后，在第2次及以后程序执行时，S10的判断结果为肯定，S12到S18的处理则被跳过。

此外，在S12的判断结果为否定时，也跳过后面的处理。因此，即使在ECU100起动后，只要动力输出轴没开始运动，就不会开始向节气用电动机68和阻风用电动机70通电。

这样，本发明的第1实施方式的通用型内燃机的电子调速装置，在ECU100起动后(接通电源后)，并检测到动力输出轴的运动时，开始向节气用电动机68和阻风用电动机70通电，并对节气门76和阻风门82进行开闭，换言之，由于是这样的构成，即，不是与ECU100的起动同时开始向各电动机通电，而是直到检测到动力输出轴的运动为止处于待机状态，所以在从接通装置电源到发动机10的起动为止(直到动力输出轴开始运动为止)期间，不会不必要地消耗电池102的电力。因此，可以防止供给到启动发动机44的电力的减少，可以提高发动机10的起动性。此外，即使在接通电源后而发动机10未起动时(动力输出轴未开始运动)，也难以用尽电池之电力。

对上述效果进行具体说明，如上所述，节气用电动机68和阻风用电动机70的消耗电流都是0.8/(A)，ECU100的消耗电流是0.1(A)。因此，如现有技术那样，与接通电源同时开始向各电动机通电时，直到动力输出轴运动为止的期间连续消耗了合计1.7(A)的电流。与此相对，本申请的消耗电流仅是ECU100极少的0.1(A)，可以将电池的消耗量控制在最低限度。

另外，当检测到动力输出轴的运动时所执行的节气门76和阻风门82的开闭处理，具体而言是将各阀的开度调节为初始开度的初始化处理，所以可以精度良好地使发动机起动后的阀开度与目标开度一致。

此外，在第1实施方式中，虽由电动执行机构对节气门76和阻风门82这二者进行开闭，但本申请的结构也适用于由电动执行机构仅使其中任一方进行开闭的电子调速装置。其意思在权利要求书中表现为“节气门和阻风门的至少一个”。

下面，对本发明的第2实施方式的通用型内燃机的电子调速装置进行说明。

第2实施方式涉及阻风门82的开度控制。

图4为表示其处理的流程图。图示的程序与第1实施方式相同，在ECU100起动后，由ECU100执行。

以下，对图4流程图的处理进行说明，首先，在S100中，判断是否对主开关104进行接通操作，即，判断ECU100是否与电池102导通。ECU100，由于在发动机10起动前与电池102导通而接受动作电流的供给，通常在S100的判断结果为肯定。然后进入S102，判断是否检测到动力输出轴的运动，换言之，判断是否由操作者操作启动开关106而使启动电动机44动作，动力输出轴开始运动。该处理是基于有无从动力线圈40的输出得到脉冲信号而进行的。

在S102的判断结果为肯定(有脉冲信号)时，进入S104，基于温度传感器28的输出(发动机10的温度)运算阻风门82的初始开度。初始开度为发动机10的温度越低时其开度值越大。另外，在S100或S102的判断结果为否定时，再次执行以上各处理。

然后，进入S106，控制阻风用电动机70的动作，将阻风门82的开度调节为所述初始开度，之后进入S108，判断发动机10的起动是否完成。S108的处理是根据判断发动机10的转速是否达到了完全爆发转速(例如1000rpm)而进行的。

在S108的判断结果为否定时，再次执行S104和S106的处理，另一方面，在S108的判断结果为肯定时，进入S110，运算过渡到全开的时间和阻风门82的目标开度。如图5所示，所谓过渡到全开的时间是指阻风门82的开度(阻风开度)从初始开度(现在的开度)过渡到全开开度(例如72°)所需要的时间，其基于温度传感器28的输出而确定。具体而言，为发动机10的温度越低，则全开过渡时间越长。并且，在所确定的过渡到全开的时间内，目标开度的本次的值被确定，以使阻风门82从初始开度向全开逐渐地开阀。

然后，进入S112，控制阻风用电动机70的动作将阻风门82的开度调节为所述目标开度。然后进入S114，判断主开关104是否被断开操作，即，判断ECU100和电池102的导通是否被截断。在S114的判断结果为否定时，再次执行S110和S112的处理。另外，发动机10被充分预热时，过渡到全开的时间被确定为零，因此目标开度被确定为全开。

另一方面，在S114的判断结果为肯定时，即，当主开关104被断开操作时，进入S116，控制阻风用电动机70的动作以使阻风门82的开度为全闭。另外，当主开关104被断开操作时，在未图示的程序？，通过使点火电路和点火线圈(均未图示)之间接地，而切断点火，并且，通过对燃油切断电磁阀90通电，而切断燃油，使发动机10停止。此外，控制节气用电动机68的动作以使节气门76为全开。

另外，虽然主开关104被断开操作，ECU100和电池102的导通就被截断，但如上所述，直到曲轴32的旋转停止(动力线圈40的发电结束)为止，仍可继续ECU100和电动机68、70、燃油切断电磁阀90等的动作。

此外，所述电动执行机构是用于对配置在所述吸气路62上的阻风门82进行驱动的电动执行机构(阻风用电动机70)，并且，所述电子控制单元(ECU100)构成为：当所述内燃机10停止时(主开关104被断开操作时)，控制所述电动执行机构70的动作以使所述阻风门82为全闭(参照图4流程图的S114、S116)。

这样，本发明的第2实施方式的通用型内燃机的电子调速装置，包括：对配置于吸气路62上的阻风门82进行驱动的阻风用电动机70和控制其动作以使阻风门82进行开闭的ECU100，其中，ECU100构成为：当内燃机停止时，换言之，当主开关104被断开操作时，如图4流程图的S114、S116所示，控制阻风用电动机79的动作以使阻风门82为全闭。

另一方面，在现有技术中，在发动机起动时(图4流程图中的S100或S102的处理后)，使执行机构动作而使阻风门为全开。为此，从开始起动到阻风门全开之间需要时间，可能导致发动机的起动性降低。

与此相对，在本申请中，由于为在发动机10停止时，使阻风用电动机70动作而使阻风门82为全闭的构成，所以可以消除在发动机起动时到阻风门为全闭为止的时间损失，可以提高发动机的起动性。此外，通过在发动机10停止时使节气门76为全开，可以更加提高发动机的起动性。

如上所述，在本发明的第1实施方式中，用于通用型内燃机(发动机10)的电子调速装置包括：配置于吸气路(62)上的节气门(76)和阻风门(82)，并且由电动执行机构(节气用电动机68、阻风用电动机70。具体而言是步进电动机)使这些中的至少任一个进行开闭，其中，电子调速装置具有：电子控制单元(ECU100)，其控制向所述电动执行机构(68、70)的通电来调节所述节气门(76)和所述阻风门(82)中的至少任一个的开度；主开关(104)，其配置成操作者可自由操作，当被操作时使所述电子控制单元(100)起动；及用于检测所述内燃机(10)上的动力输出轴的运动的动力输出轴动作检测部件(动力线圈40、ECU100)；并且，所述电子控制单元(100)的构成为：在由操作者对所述主开关(104)进行操作电子控制单元(100)被起动后，检测到所述内燃机(10)上的动力输出轴的运动时，开始向所述电动执行机构(68、70)通电(参照图3流程图中的从S12到S16)。

此外，所述电子控制单元(100)还可构成为：当检测到所述内燃机(10)上的动力输出轴的运动时，开始向所述电动执行机构(68、70)通电并将所述节气门(76)和所述阻风门(82)中的至少任一个的开度调节为初始开度。

此外，所述电动执行机构是用于对配置在所述吸气路62的阻风门82进行驱动的电动执行机构(阻风用电动机70)，并且，所述电子控制单元(ECU100)的构成为：当所述内燃机(10)停止时(主开关104被断开操作时)，控制所述电动执行机构70的动作以使所述阻风门82为全闭(参照图4流程图中的S114、S116)。

另外，在上述第1、第2实施方式中，使阻风门82开闭的电动执行机构等的电动执行机构为步进电动机，但也可以是其他电动机或电磁螺线管等，也可以是用电动机驱动泵来进行动作的油压器等。此外，虽然是基于从动力线圈40的输出得到的脉冲信号来检测动力输出轴的运动的，但也可以基于脉冲线圈的输出来检测，也可以基于启动开关106的操作来检测。

Claims

1. 一种用于通用型内燃机的电子调速装置，具有配置于吸气路的节气门和阻风门，这些节气门和阻风门中的至少一个的开闭是由电动执行机构执行的，其特征在于，具有：

电子控制单元，其通过控制向所述电动执行机构的通电，来调节所述节气门和所述阻风门中的至少一个的开度；

主开关，其配置成操作者可自由操作，当被操作时，使所述电子控制单元起动；以及

动力输出轴动作检测部件，其用于检测所述内燃机上的动力输出轴的运动；

在由操作者对所述主开关实行操作使电子控制单元起动之后，并且当所述内燃机上的动力输出轴的运动被检测到时，所述电子控制单元开始执行向所述电动执行机构通电。

2. 如权利要求1所述的通用型内燃机的电子调速装置，其特征在于：

当所述内燃机上的动力输出轴的运动被检测到时，所述电子控制单元开始执行向所述电动执行机构通电，并将所述节气门和所述阻风门中的至少一个的开度调节为初始开度。

3. 如权利要求1或2所述的通用型内燃机的电子调速装置，其特征在于：

所述电动执行机构是对配置于所述吸气路的阻风门进行驱动的执行机构，并且，所述电子控制单元，在所述内燃机停止时，控制所述电动执行机构的动作以使所述阻风门为全闭。