JPH0243015B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、例えば２サイクル火花点火機関（以
下２サイクルエンジンという）を有する可搬式発
電装置等に好適な２サイクルエンジンの電子速度
制御装置に関する。 （従来の技術） ２サイクルエンジンのクランク軸の回転からパ
ルス信号を得てパルス信号の所定カウント数間の
時間より速度信号を求める速度検出回路と、上記
速度信号と予め設定された基準信号との偏差から
スロツトルバルブの補償量を求め、回転速度を設
定値に一致させる制御装置とを有する２サイクル
エンジンの電子速度制御装置は既に知られてい
る。 しかし上記従来の構成では、負荷、回転数に関
係なくクランク軸の回転のパルスカウント数を一
定にしているため、特に所定パルスカウント数を
多くすると低速回転時のクロツクパルスのカウン
トに要する時間が長くなり、応答性が悪くなる。
一方所定パルスカウント数を少なくし、１回転に
要する時間より回転数を検出すると高速回転時に
は逆にカウント時間が短くなるため、回転速度の
検出精度が低下し、回転速度変動が大きくなつて
しまう。しかも２サイクルエンジンの場合には負
荷レベルが低い程不整燃焼が多くなる為、１回転
に要する時間より回転数を検出すると不整燃焼に
よる回転変動に基づいて直接的に速度制御を行な
つてしまうため、ハンチングが発生する。 （発明が解決しようとする問題点） 上記従来の構成では、所定パルスカウント数を
多くすると低速回転時のクロツクパルスのカウン
ト時間が長くなり、応答性が悪くなり、又所定パ
ルスカウント数を少なくすると高速回転時には回
転速度の検出精度が低下し、回転速度変動が大き
くなつてしまうという問題点を有している。しか
も２サイクルエンジンの場合には負荷レベルが低
い程不整燃焼が多くなるが、上記従来の構成では
不整燃焼が生じた場合に不整燃焼による回転変動
に基づいて直接的に速度制御を行なつてしまうた
め、ハンチングが発生してしまうという問題点を
有している。 本発明は、上記問題点を解決しようとするもの
である。 （問題点を解決するための手段） 本発明は、２サイクル火花点火機関の回転速度
を可変する回転速度変更装置と、前記２サイクル
火花点火機関の負荷を検出する負荷検出装置と、
前記２サイクル火花点火機関の回転速度に応じた
パルス信号を出力する回転速度検出装置と、基準
クロツクパルスを出力するクロツクパルス出力手
段と、前記回転速度検出装置からのパルス信号を
カウントしかつそのカウント値がＮ（Ｎの正の整
数）になるまでの間に前記クロツクパルス出力手
段から出力される基準クロツクパルス数とＮとの
関係から前記２サイクル火花点火機関の回転速度
を求めてそれに応じた回転速度信号を作出する回
転速度信号作出手段と、この回転速度信号作出手
段からの回転速度信号と予め設定された基準回転
速度信号との偏差に応じた制御信号を作出して前
記回転速度変更装置に供給する制御信号作出手段
と、前記２サイクル火花点火機関の負荷の大小に
応じて発生する不整燃焼の度合に対応して予め決
められたＮの値を前記負荷検出装置により検出さ
れる負荷に応じて前記回転速度信号作出手段に供
給する数値変更手段とを設け、前記２サイクル火
花点火機関の回転速度を所定値に維持する構成と
したことを特徴とする２サイクル火花点火機関の
電子速度制御装置である。 （実施例） 第１図において、パルス発生器１１はエンジン
１２のクランク軸の回転を直接或は間接にパルス
信号として検出するようになつている。パルス発
生器１１としては、例えば点火信号や電磁信号発
生器による信号発生器等が採用され、又エンジン
１２に連結された交流発電機の発生電圧を波形整
形回路を用いてデイジタル制御用の矩形波に整形
する構成とすることもできる。ゲートカウンタ１
３ではパルス発生器１１からの回転数信号（パル
ス信号）を受け、回転数信号をカウントするとと
もに、制御回路１４（後述）によつて指定された
カウント数（ｎ）毎にカウントリセツト信号をカ
ウンタ１５に送るようになつている。 一方発振器１６では、時間測定のための一定周
波数の基準クロツクパルスを分周器１７に送るよ
うになつている。分周器１７では、発振器１６か
らの基準クロツクパルスを制御回路１４によつて
指定された分周数（ｎ）に基づき、１／ｎ周波数
の分周クロツクパルスに分周し、その分周クロツ
クパルスをカウンタ１５に送るようになつてい
る。カウンタ１５では、分周器１７からの分周ク
ロツクパルスをカウントし、ゲートカウンタ１３
からのカウントリセツト信号を受けると同時にカ
ウントをリセツトし、更にリセツト前のカウント
数信号（回転速度信号）を比較回路１８に送るよ
うになつている。なお第２図（横軸が時間、縦軸
が電圧）に発振器１６から分周器１７へのクロツ
クパルスの出力(a)、分周器１７からカウンタ１５
への出力(b)及びパルス発振器１１からゲートカウ
ンタ１３への回転パルスの出力(c)の関係を示す。
第２図は一例として制御回路１４によりｎ＝３に
設定された場合を示しており、矢印Ｒがリセツト
タイミングを示している。 第１図の比較回路１８では、カウンタ１５から
入力された速度信号と後述する外部設定器１９か
らの設定回転速度信号とを比較し、その偏差を求
め、スロツトル開度補償量を駆動回路２０（例え
ばパワートランジスタ）に送るようになつてい
る。より具体的に交流発電装置の場合で説明する
と、比較回路１８は例えば外部設定器１９から入
力される電圧のレベル（高低）によつて指定され
た設定周波数（回転速度）を決定するようになつ
ており、入力電圧が高いときには例えば設定周波
数が50Hzであり、低いときには60Hzであると判断
するようになつている。 外部設定器１９は例えば第３図のように形成さ
れる。第３図において、２つの入力端子２１，２
２にはそれぞれ直流の電源電圧が入力されるよう
になつている。一方の入力端子２１は抵抗２３，
２４及び保護IC２５を介して比較回路１８の所
定入力端子に接続されている。又抵抗２３，２４
間は分岐して切換スイツチ２７の一端が接続され
ており、切換スイツチ２７の他端はアースされて
いる。更に抵抗２３，２４間は分岐して逆方向の
保護ダイオード２８を介してアースされている。
一方上記入力端子２２は逆方向の保護ダイオード
２９を介して抵抗２３，２４間に接続されてい
る。 比較回路１８から出力されるスロツトル開度補
償量は、第４図のようなパルス列として第１図の
駆動回路２０に出力されるようになつている。比
較回路１８から出力されるパルス列は振幅ｈ及び
周期Ｔが一定であり、スロツトル開度補償量の演
算結果に対応させてパルス列の各パルス毎の持続
時間ｔが変化するようになつている。そしてこの
変化によつて駆動回路２０に出力される平均電圧
Vaが変化するようになつている。駆動回路２０
では、比較回路１８から与えられた平均電圧Va
の変化としての信号を駆動部２６の駆動に適した
信号に変換するようになつている。例えば駆動回
路２０としてパワートランジスタを使用した場合
には、入力されるパルス列の持続時間の変化によ
つてパワートランジスタの通電割合を変化させ、
これによつて駆動部２６への信号の平均電圧を変
更するようになつている。 駆動回路２０からの入力を受ける駆動部２６は
DCソレノイド或はDCモータなどから構成されて
おり、例えば第５図のような構成が採用される。
第５図において、気化器３２の吸気通路３３内に
配置されたスロツトルバルブ３０は、円盤状のバ
ルブ本体３４と、バルブ本体３４を直径方向の姿
勢で挟み固定する上下方向の回転軸３５とから構
成されている。回転軸３５は気化器３２の壁を貫
通して上方に突出しており、回転軸３５の突出部
分はロータリーソレノイド３６中心回転軸を兼ね
ている。ロータリーソレノイド３６はそのケース
がビス３７によつて気化器３２の上端面に固定さ
れている。又ロータリーソレノイド３６は入力さ
れた電圧の変化に応じて回転軸３５を所定角度だ
け回動し得るようになつている。 一方第１図に示すように、スロツトルバルブ３
０にはスロツトル開度検出器３８が接続され、ス
ロツトルバルブ３０の開度を電圧値として検知す
るようになつている。検出された開度信号は、
Ａ／Ｄ変換器３９に入力され電圧変化がデイジタ
ル信号に変換されて制御回路１４に入力されるよ
うになつている。 制御回路１４では、Ａ／Ｄ変換器３９からの開
度信号（エンジン負荷に対応）に基づいてゲート
カウンタ１３と分周器１７へそれぞれカウント数
（ｎ）及び分周数（ｎ）を出力するようになつて
いる。エンジン負荷（スロツトル開度）とカウン
ト数（分周数）との関係は、予め実験によつて求
められ、例えば表１に示すように決定される。

【表】 上記制御装置は例えば第６図のようなエンジン
付発電装置に装着される。第６図において、エン
ジン１２には交流発電機４０が連結されて直接駆
動されるようになつており、この交流発電機４０
が上述したようにパルス発生器１１を兼ねること
ができる。エンジン１２と交流発電機４０は直方
体状に枠組されたパイプフレーム４１に防振ゴム
４２を介して固定されている。パイプフレーム４
１の上部には燃料タンク４３が固定され、又パイ
プフレーム４１の前面上半部には操作盤４４が取
付けられている。操作盤４４には電力取出し用の
出力端子４５が設けられている。 次に作動を説明する。エンジン１２が始動する
とエンジン１２によつて交流発電機４０が始動さ
れ発電が開始される。交流発電機４０によつて生
じた電力は第６図の操作盤４４に設けられた出力
端子４５から取出され、種々の機械の電力として
使用される。一方例えば交流発電機４０で生じた
電圧がエンジン１２の回転数制御用信号として波
形整形回路（第１図のパルス発生器１１の一部）
に入力される。波形整形回路では入力された電圧
変化をデイジタル制御用の矩形波に整形し、ゲー
トカウンタ１３に出力する（第２図のｃ）。ゲー
トカウンタ１３では制御回路１４によつて指定さ
れたカウント数（ｎ）を基準にして波形整形回路
からの信号をカウントし、カウント数（ｎ）毎に
カウントリセツト信号（第２図のＲ）をカウンタ
１５に出力する。 一方第１図のスロツトル開度検出器３８によつ
て検出されたスロツトル開度信号は、Ａ／Ｄ変換
器３９でデイジタル信号に変換されて制御回路１
４に入力される。ここで例えばスロツトルバルブ
３０の開度が７／８（エンジン負荷70％）である
とすると、制御回路１４では表１に示す予め設定
されたデータに従つてカウント数（ｎ）が３であ
ると判断し、ゲートカウント１３にｎ＝３の信号
を送る。 カウンタ１５へは、パルス発生器１１からゲー
トカウンタ１３への信号のカウント数が３になる
毎にゲートカウンタ１３からカウントリセツト信
号が送られる。一方発振器１６からは第２図のａ
に示す一定周期の基準クロツクパルスが分周器１
７に出力されており、分周器１７では制御回路１
４によつて指定された分周数（ｎ＝３）に基づい
て第２図のｂのように1/3に分周された分周クロ
ツクパルスをカウンタ１５に送る。カウンタ１５
ではゲートカウンタ１３からのリセツト信号
（Ｒ）毎に分周器１７からの信号をカウントし、
回転速度信号(j)を比較回路１８に出力する。第２
図の状態では回転速度信号(j)は３である。 回転速度信号に入力した比較回路１８ではその
信号に基づいて、外部設定器１９により指定され
た設定周波数（例えば50Hz又は60Hz）との偏差、
周波数変化率等を演算処理する。そして比較回路
１８はその演算結果に基づいて駆動回路２０に制
御値を送る。 ここで第３図の切換スイツチ２７が図示のよう
にOFF状態にある場合には、入力端子２１から
入力される電圧によつて比較回路１８には高電圧
が供給されることになり、比較回路１８は設定周
波数が例えば50Hzに設定されていると判断する。
従つて比較回路１８で設定周波数が50Hzであると
して演算が成され、第１図の駆動回路２０に対応
する制御値を出力する。一方切換スイツチ２７を
ON状態に切換えると、入力端子２１からの電圧
は切換スイツチ２７を介して逃げるので、比較回
路１８には低電圧が供給されることになり、比較
回路１８は設定周波数が60Hzに設定されていると
判断し、対応する制御値を出力する。この切換ス
イツチ２７の切換えは運転開始前に行なうことが
できるばかりでなく、又運転中においても適宜行
なうことができる。 第１図の比較回路１８からの制御値は、上述し
たようにパルス列（第４図）として駆動回路２０
に出力される。比較回路１８から出力されるパル
ス列は、スロツトル開度補償量の演算結果に対応
させて各パルス毎の持続時間ｔ（第４図）が変化
する。そしてこの変化によつて駆動回路２０に入
力される平均電圧Vaが変化する。例えば第４図
のａではパルス持続時間は短く、従つて平均電圧
Vaが低くなる。この場合には、後述するように
スロツトル開度が小さくなるように制御されてエ
ンジン回転数が低められる。一方第４図のｂでは
パルス持続時間ｔは長く、従つて平均電圧Vaが
高くなる。この場合には、スロツトル開度が大き
くなるように制御されてエンジン回転数が高めら
れる。このようにパルス持続時間ｔを様々に変化
させることによつて駆動回路２０が受ける平均電
圧Vaを変化させ、これによつてスロツトル開度
が変更される。 駆動回路２０では、比較回路１８から与えられ
た信号をロータリーソレノイド３６（第５図）の
駆動に適した信号に変換する。ロータリーソレノ
イド３６は駆動回路２０からの信号によつて駆動
される。第５図のロータリーソレノイド３６に電
圧が入力されると、その電圧の大小に対応して回
転軸３５が所定角度だけ回動する。この回動によ
つて、スロツトルバルブ３０の開閉が行なわれ
る。スロツトルバルブ３０の開閉程度の変更によ
つて、第６図の交流発電機４０から所定値の出力
が得られるようにエンジン１２の回転速度が所定
値に保持される。 スロツトルバルブ３０の開度は第１図のスロツ
トル開度検出器３８によつてアナログ値として検
出され、Ａ／Ｄ変換器３９でデイジタル変換され
て制御回路１４に送られる。制御回路１４ではそ
の情報から表１に示すデータに基づいてカウント
数（ｎ）を決定し、ゲートカウント１３に出力す
るとともに分周器１７へも分周数（ｎ）として出
力する。このカウント数（ｎ）は表１に示すよう
にスロツトル開度の変更に伴つて適宜変更され、
各スロツトル開度に最適のカウント数（ｎ）に基
づいて制御が行なわれる。即ちスロツトル開度
（エンジン負荷）が大の場合にはエンジン１２に
不整燃焼は生じ難く、エンジンの回転速度は安定
している。従つてエンジンの回転速度を計算する
に当たり、それほど多くの回転周期を用いる必要
はなく、例えばスロツトル開度４／４の場合には
カウント数（ｎ）は２と決定される。この結果カ
ウンタ１５でのエンジン回転数の演算スピードは
速くなり、迅速な制御が行なわれる。 一方スロツトル開度が小の場合には不整燃焼が
生じる為、エンジンの回転速度は不安定になる。
従つてエンジンの回転速度を計算するに当たり、
不整燃焼に同期したサイクル数の回転周期を用い
て平均化する必要が有り、例えばスロツトル開度
１／８の場合にはカウント数（ｎ）は６と決定さ
れる。この結果カウンタ１５でのエンジン回転数
の演算スピードは遅くなるが、正確な制御が可能
となつて、エンジン回転数制御が高精度かつ安定
した状態に維持される。なお制御回路１４からの
カウント数（ｎ）の指定に基づいてゲートカウン
タ１３での処理がおこなわれると同時に、同数の
分周数（ｎ）が分周器１７に送られ、発振器１６
からの基準クロツクパルスが１／ｎ周期のパルス
に変換されることから、スロツトル開度の如何に
かかわらず、カウンタ１５での演算はパルス発生
器１１からの１パルス間当たりの発振器１６の基
準クロツクパルスのカウント数に相当することと
なり、比較回路１８での演算は簡単となる。 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、回転速度
信号作出手段により、回転速度検出装置からのパ
ルブ信号をカウントしかつそのカウント値がＮ
（Ｎは正の整数）になるまでの間にクロツクパル
ス出力手段から出力される基準クロツクパルス数
とＮとの関係から２サイクル火花点火機関の回転
速度を求めてそれに応じた回転速度信号を作出
し、数値変更手段により、２サイクル火花点火機
関の負荷の大小に応じて発生する不整燃焼の度合
に対応して予め決められたＮの値を負荷検出装置
により検出される負荷に応じて回転速度信号作出
手段に供給して、負荷の大小に対応してＮの値を
可変するようにしたので、２サイクル火花点火機
関特有の部分負荷時の不整燃焼（失火）が発生し
やすい軽負荷時にＮの値を大きくすることによ
り、設定回転数との偏差が大きく変動することに
よる不整燃焼時のハンチングの発生を良好に防止
できて安定した回転速度制御を実現できると同時
に、通常負荷ないし高負荷時における高速回転時
の検出精度の低下を良好に防止できて応答性の向
上を実現できる。 （別の実施例） (イ) スロツトルバルブ３０からスロツトル開度検
出器３８によつてスロツトル開度を検出する構
成に限られることはなく、例えば駆動回路２０
からの出力をスロツトルバルブ３０の開度に対
応する値として、デイジタル化し制御回路１４
に入力してもよい。又比較回路１８から直接的
にスロツトルバルブ３０の開度に対応するパル
ス信号を制御回路１４に送るようにすることも
できる。 (ロ) 分周器１７を省略することもできる。この場
合には、カウンタ１５における基準クロツクパ
ルスのカウント数を制御回路１４からのカウン
ト数（ｎ）で割る割り算手段を、例えばカウン
タ１５或は比較回路１８に設ける必要がある。
換言すれば、分周器１７を設けることによつ
て、構成の複雑化が避けられない割り算手段を
省略することができるので、構成の簡素化及び
コストの低減を図ることができる。 (ハ) 分周器１７、カウンタ１５、比較回路１８、
ゲートカウンタ１３等を総て省略し、制御回路
１４内のマイコンを用いてソフトウエアで実現
することもできる。又外部設定器１９も例えば
発電装置の場合には、50Hz又は60Hzと一定であ
る為、ソフトウエア内で一定の値として実現す
ることもできる。 (ニ) 本発明は、発電装置に採用される場合に限ら
れることはなく、一般の２サイクルエンジンの
電子速度制御装置として使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子速度制御装置のブロ
ツク図、第２図は回転速度信号算出のための各パ
ルス信号の関係を示すグラフ、第３図は外部設定
器の回路図、第４図は比較回路からの出力波形を
示すグラフ、第５図はスロツトルバルブ部分の斜
視部分図、第６図は交流発電装置の一部切欠き正
面図である。１２…２サイクルエンジン、１５…
カウンタ（速度検出回路の一部）、１８……比較
回路（制御装置の一部）、３０…スロツトルバル
ブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２サイクル火花点火機関の回転速度を可変す
   る回転速度変更装置と、前記２サイクル火花点火
   機関の負荷を検出する負荷検出装置と、前記２サ
   イクル火花点火機関の回転速度に応じたパルス信
   号を出力する回転速度検出装置と、基準クロツク
   パルスを出力するクロツクパルス出力手段と、前
   記回転速度検出装置からのパルス信号をカウント
   しかつそのカウント値がＮ（Ｎは正の整数）にな
   るまでの間に前記クロツクパルス出力手段から出
   力される基準クロツクパルス数とＮとの関係から
   前記２サイクル火花点火機関の回転速度を求めて
   それに応じた回転速度信号を作出する回転速度信
   号作出手段と、この回転速度信号作出手段からの
   回転速度信号と予め設定された基準回転速度信号
   との偏差に応じた制御信号を作出して前記回転速
   度変更装置に供給する制御信号作出手段と、前記
   ２サイクル火花点火機関の負荷の大小に応じて発
   生する不整燃焼の度合に対応して予め決められた
   Ｎの値を前記負荷検出装置により検出される負荷
   に応じて前記回転速度信号作出手段に供給する数
   値変更手段とを設け、前記２サイクル火花点火機
   関の回転速度を所定値に維持する構成としたこと
   を特徴とする２サイクル火花点火機関の電子速度
   制御装置。