(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機を駆動するためのエンジンの回転数制御を行うエンジンの回転数制御装置であって、
前記エンジン側に、
前記エンジンの目標回転数に対応するスロットル開度閾値が記憶された記憶手段と、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記記憶手段から読み出し、現在のスロットル開度が前記スロットル開度閾値以下であるか否かを判別する第１の判別手段と、前記第１の判別手段によって前記現在のスロットル開度が前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると判別された場合に前記作業機が無負荷状態であると判断して、前記目標回転数をローアイドル回転数まで小さくする目標回転数変更手段と、前記目標回転数に基づいてスロットルバルブの開度を調節する開度調節手段とを設け、
作業機の無負荷状態を作業機によらずにエンジン側で判定し、自動でローアイドリング運転に切り換えるように構成し、
さらに、自動でローアイドル回転数へアイドルダウンさせるアイドルダウンスイッチと、ローアイドル回転数におけるスロットル開度閾値を書き換えて、アイドルダウンを強制的に実施させる強制アイドルダウンスイッチとの２種のアイドルダウンスイッチを、別体または操作方法を異ならせた同一のスイッチとして備えたことを特徴とするエンジンの回転数制御装置。
【請求項２】
前記現在のスロットル開度が前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると前記第１の判別手段にて判別された場合に、前記目標回転数に対応する前記スロットル開度閾値を、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記現在のスロットル開度に加算して得た値に更新する第１の学習手段をエンジン側にさらに備えることを特徴とする請求項１記載のエンジンの回転数制御装置。
【請求項３】
前記目標回転数が前記ローアイドル回転数となった場合のスロットル開度閾値を第２のスロットル開度閾値とし、前記現在のスロットル開度がスロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であるか否かを判別する第２の判別手段とをエンジン側にさらに備え、
前記第２の判別手段において、前記現在のスロットル開度が前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であると判別された場合に、前記目標回転数変更手段は、前記目標回転数を大きくすることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの回転数制御装置。
【請求項４】
前記強制アイドルダウンスイッチにより前記作業機が無負荷であることが入力された場合、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を加算した値に更新するとともに、前記第２のスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に更新する第２の学習手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの回転数制御装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、揮発性メモリであって、
前記揮発性メモリとは別に、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値および前記第２のスロットル開度閾値を記憶する不揮発性メモリを備えることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの回転数制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載されたエンジンの回転数制御装置を備えることを特徴とするエンジン。
【請求項７】
エンジンの回転数と、設定された目標回転数との差に基づいてスロットルバルブの開度をフィードバック制御により調節し、燃料噴射量を増減するエンジンであって、作業機を選択的につなぎ、該作業機を駆動するためのエンジンの回転数制御を行う小型汎用エンジンの回転数制御方法において、
前記エンジン側の回転数制御工程は、
前記エンジンの目標回転数に対応する作業機の無負荷状態を判断するためのスロットル開度閾値を不揮発性メモリとしての記憶手段に予め記憶する記憶工程と、
前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記記憶手段から読み出し、現在のスロットル開度が前記スロットル開度閾値以下であるか否かを判別する第１の判別工程と、
前記第１の判別工程で前記現在のスロットル開度が前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると判別された場合に、前記無負荷状態であると判断して、前記目標回転数をローアイドル回転数まで小さくする第１の目標回転数変更工程と、
前記目標回転数に基づいてスロットルバルブの開度を調節する開度調節工程を備え、
作業機の無負荷状態を、エンジン側で判定し、自動でアイドリング運転に切り換えるとともに、さらに、アイドルダウンスイッチによって自動でローアイドル回転数へアイドルダウンさせる工程と、強制アイドルダウンスイッチによってローアイドル回転数におけるスロットル開度閾値を書き換えて、アイドルダウンを強制的に実施させる工程とを備えたことを特徴とするエンジンの回転数制御方法。
【請求項８】
前記現在のスロットルが前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると第１の判別工程で判別された場合、前記目標回転数に対応する前記スロットル開度閾値を、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記現在のスロットル開度に加算して得た値に更新する第１の学習工程を備えることを特徴とする請求項７記載のエンジンの回転数制御方法。
【請求項９】
前記目標回転数が前記ローアイドル回転数となった場合のスロットル開度閾値を第２のスロットル開度閾値とし、前記現在のスロットル開度がスロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であるか否かを判別する第２の判別工程と、
前記第２の判別工程において、前記現在のスロットル開度が前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であると判別された場合に、前記目標回転数変更工程は、前記目標回転数を大きくすることを特徴とする請求項７又は８に記載のエンジンの回転数制御方法。
【請求項１０】
前記強制アイドルダウンスイッチにより前記作業機が無負荷であることが入力された場合、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を加算した値に更新し、前記第２のスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に更新する第２の学習工程を備えることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの回転数制御方法。
【請求項１１】
前記記憶工程では、揮発メモリを用いて記憶し、
前記揮発メモリとは別に不揮発性メモリを用いて、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値および前記第２のスロットル開度閾値を記憶することを特徴とする請求項９に記載のエンジンの回転数制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンおよび該エンジンの回転数制御装置および回転数制御方法に係り、特に、発電機、ポンプや草刈り機等の動力源として用いられる小型汎用エンジンおよび該エンジンの回転数制御装置および回転数制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発電機、ポンプや草刈り機等の作業機の動力源として用いられる小型汎用エンジンとして、気化器（キャブレタ）のスロットルバルブをアクチュエータにて駆動する電気ガバナ搭載機が知られている。
【０００３】
電子ガバナを有する小型汎用エンジンでは、エンジン負荷に変動が生じた場合でもエンジンの回転数と燃料噴射量（トルクＴ）とを調整してエンジンの回転数を一定に保つように作動する。すなわち、電子ガバナは、エンジンの回転数と設定された目標回転数との差がなくなるようにスロットルバルブの開度をフィードバック制御により調節し、燃料噴射量を増減している。
【０００４】
上述した作業機を駆動する小型汎用エンジンにおいて、エンジンを駆動させたままの状態で作業を一時的に中断するような場合など作業機が無負荷状態にあるときには、エンジンの回転数を低下させて、エンジンの燃費を向上させるとともに、騒音を低減させることが好ましい。
例えば、特許文献１には、アイドルダウン（スローダウン）検出用のスイッチがアイドルダウン側に入っている場合にエンジンがアイドル回転となるように、気化器のスロットルの開度を調節する電子ガバナを有するガソリンエンジンが開示されている。
【０００５】
また、作業機とつなげることを想定していないが、特許文献２および特許文献３にエンジンのアイドル回転数の制御について開示されている。
特許文献２には、学習補正手段の作動時に、エンジンによって駆動されるオルタネータのフィールド電流を電気負荷の変動に拘らず所定値に維持するオルタネータ制御手段を設けたエンジンのアイドル回転数制御装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、内燃エンジンがフィードバック制御されているアイドル運転時の加算補正項を、その時の負荷状態に応じた適正値に設定する内燃エンジンのアイドル回転数制御方法が開示されている。
特許文献３では、前記内燃エンジンの無負荷状態および負荷状態の判定は、例えば、液体カップリングの自動変速機のセレクタ位置がそれぞれニュートラルレンジにあるか、あるいはドライブレンジにあるかによって決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２８１６５５６号公報
【特許文献２】特公平６−８４７３２号公報
【特許文献３】特開昭６１−２９４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、作業機の無負荷時において、エンジンの回転数を低下させるアイドリング運転をするためには、作業機が無負荷状態であるか否かの判定を行う必要がある。
このため、特許文献１に記載された電子ガバナ付ガソリンエンジンでは、アイドルダウン検出用のスイッチを作業機の停止手段と連動させている。このように特許文献１では、作業機から出力される負荷情報によりアイドルダウンさせているので構成が複雑である。
【０００９】
また、特許文献１は、アイドルダウン検出用のスイッチを作業者が手動で入力してアイドル回転させる構成となっているので、作業者の作業効率が低下する。特に、作業機の負荷状態が頻繁に変動する場合には、作業者の作業効率が著しく低下するだけでなく、変動する負荷状態に応じてアイドリング運転に適切に切り換えることが難しい。
さらに、特許文献２および特許文献３は、作業機をつなげることを想定したものではないため、作業機の負荷状態に応じてアイドリング運転に切り換えることはできない。
【００１０】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、作業機の無負荷状態を作業機によらずに判定し、自動でアイドリング運転に切り換えることができるエンジンおよび該エンジンの回転数制御装置および回転数制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、作業機を駆動するためのエンジンの回転数制御を行うエンジンの回転数制御装置であって、前記エンジン側に、前記エンジンの目標回転数に対応するスロットル開度閾値が記憶された記憶手段と、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記記憶手段から読み出し、現在のスロットル開度が前記スロットル開度閾値以下であるか否かを判別する第１の判別手段と、前記第１の判別手段によって前記現在のスロットル開度が前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると判別された場合に前記作業機が無負荷状態であると判断して、前記目標回転数をローアイドル回転数まで小さくする目標回転数変更手段と、前記目標回転数に基づいてスロットルバルブの開度を調節する開度調節手段とを設け、作業機の無負荷状態を作業機によらずにエンジン側で判定し、自動でローアイドリング運転に切り換えるように構成し、さらに、自動でローアイドル回転数へアイドルダウンさせるアイドルダウンスイッチと、ローアイドル回転数におけるスロットル開度閾値を書き換えて、アイドルダウンを強制的に実施させる強制アイドルダウンスイッチとの２種のアイドルダウンスイッチを、別体または操作方法を異ならせた同一のスイッチとして備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記エンジンの回転数制御装置によれば、作業機の無負荷状態を作業機によらずにエンジン側で判定することができるので、エンジンと作業機との間で信号伝達を行う電気系統や、無負荷状態を検知するセンサが不要となり、簡単な構成とすることができる。
また、無負荷判定に基づいて自動で目標回転数を変更し、スロットルバルブの開度を調節するので、自動でアイドリング運転に切り換えることができる。すなわち、アイドルダウンをさせるために作業者による操作が不要となり、作業効率を向上させることが可能となる。
ここで、ローアイドル回転数とは、無負荷状態の作業機と連結されたエンジンがエンストしない最低回転数を意味する。
【００１３】
また、前記現在のスロットル開度が前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると前記第１の判別手段にて判別された場合に、前記目標回転数に対応する前記スロットル開度閾値を、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記現在のスロットル開度に加算して得た値に更新する第１の学習手段をエンジン側に備えてもよい。
【００１４】
これにより、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値は、運転中に随時更新して学習するので、作業機によらない無負荷判定の精度を向上させることができる。
また、エンジンの経年変化によって無負荷状態の判定基準が変動する場合であっても、無負荷判定の精度を維持することができる。
なお、スロットル開度の平均偏差とは、スロットル開度の変動幅であって、スロットル開度の実測値によって求めることができる。
【００１５】
また、前記目標回転数が前記ローアイドル回転数となった場合のスロットル開度閾値を第２のスロットル開度閾値とし、前記現在のスロットル開度がスロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であるか否かを判別する第２の判別手段とをエンジン側にさらに備え、前記第２の判別手段において、前記現在のスロットル開度が前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であると判別された場合に、前記目標回転数変更手段は、前記目標回転数を大きくすることが好ましい。
これにより、アイドリング運転中に作業機に負荷がかかった場合は、アイドリング運転を終了して速やかに通常運転に復帰することができる。
【００１６】
また、前記強制アイドルダウンスイッチと、前記スイッチにより前記作業機が無負荷であることが入力された場合、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を加算した値に更新するとともに、前記第２のスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に更新する第２の学習手段を備えてもよい。
【００１７】
これにより、強制アイドルダウンスイッチを用いて、スロットル開度閾値をより適切な値に更新することができる。
一般的に、エンジンを長期使用することによってエンジン出力は低下するため、アイドリング運転時のスロットル開度を徐々に開いていく必要がある。よって、エンジンの出荷時に設定したスロットル開度閾値が必ずしも正しい値とはならない。
一方、例えば、スロットル開度閾値を学習更新することなくエンジンを長期保管し、その後、エンジン出力と作業機側のフリクションを突然大きく変化させた場合も以前の運転時に学習したスロットル開度閾値が正しい値とはならない可能性がある。
そのため、上述したスイッチを用い、現在のスロットル開度閾値を最新のエンジン状態に対応するスロットル開度閾値に書き換える。
したがって、エンジンの経年変化によって無負荷状態の判定基準が変動する場合であっても、無負荷判定の精度を維持することができる。
【００１８】
なお、前記強制アイドルダウンスイッチは、上述したアイドルダウンスイッチと別体であってもよいし、同一であってもよい。同一のスイッチとする場合は、操作方法を異ならせることで使い分けることが可能である。
【００１９】
また、前記記憶手段は、揮発性メモリであって、前記揮発性メモリとは別に、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値および前記第２のスロットル開度閾値を記憶する不揮発性メモリを備えてもよい。
これにより、エンジンが停止しても目標回転数に対応するスロットル開度閾値および学習内容を保存することができる。また、記憶手段として揮発性メモリと不揮発性メモリとを用いることにより、不揮発性メモリの保存回数を低減させることができる。
【００２０】
本発明に係るエンジンは、上記エンジンの回転数制御装置を備えることを特徴とする。
上記エンジンによれば、作業機の無負荷状態を作業機によらずに判定することができるので、エンジンと作業機との間で信号伝達を行う電気系統や、無負荷状態を検知するセンサが不要となり、簡単な構成とすることができる。
また、無負荷判定に基づいて自動で目標回転数を変更し、スロットルバルブの開度を調節するので、自動でアイドリング運転に切り換えることができる。すなわち、アイドルダウンをさせるために作業者による操作が不要となり、作業効率を向上させることが可能となる。
【００２１】
方法発明として本発明は、エンジンの回転数と、設定された目標回転数との差に基づいてスロットルバルブの開度をフィードバック制御により調節し、燃料噴射量を増減するエンジンであって、作業機を選択的につなぎ、該作業機を駆動するためのエンジンの回転数制御を行う小型汎用エンジンの回転数制御方法において、
前記エンジン側の回転数制御工程は、
前記エンジンの目標回転数に対応する作業機の無負荷状態を判断するためのスロットル開度閾値を不揮発性メモリとしての記憶手段に予め記憶する記憶工程と、
前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記記憶手段から読み出し、現在のスロットル開度が前記スロットル開度閾値以下であるか否かを判別する第１の判別工程と、
前記第１の判別工程で前記現在のスロットル開度が前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると判別された場合に、前記無負荷状態であると判断して、前記目標回転数をローアイドル回転数まで小さくする第１の目標回転数変更工程と、
前記目標回転数に基づいてスロットルバルブの開度を調節する開度調節工程を備え、
作業機の無負荷状態を、エンジン側で判定し、自動でアイドリング運転に切り換えるとともに、さらに、アイドルダウンスイッチによって自動でローアイドル回転数へアイドルダウンさせる工程と、強制アイドルダウンスイッチによってローアイドル回転数におけるスロットル開度閾値を書き換えて、アイドルダウンを強制的に実施させる工程とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
上記エンジンの回転数制御方法によれば、作業機の無負荷状態を作業機によらずに判定することができるので、エンジンと作業機との間で信号伝達を行う電気系統や、無負荷状態を検知するセンサが不要となり、簡単な構成とすることができる。
また、無負荷判定に基づいて自動で目標回転数を変更し、スロットルバルブの開度を調節するので、自動でアイドリング運転に切り換えることができる。すなわち、アイドルダウンをさせるために作業者による操作が不要となり、作業効率を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、前記現在のスロットルが前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であると第１の判別工程で判別された場合、前記目標回転数に対応する前記スロットル開度閾値を、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記現在のスロットル開度に加算して得た値に更新する第１の学習工程を備えてもよい。
【００２４】
これにより、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値は、運転中に随時更新して学習するので、作業機によらない無負荷判定の精度を向上させることができる。
また、エンジンの経年変化によって無負荷状態の判定基準が変動する場合であっても、無負荷判定の精度を維持することができる。
【００２５】
前記目標回転数が前記ローアイドル回転数となった場合のスロットル開度閾値を第２のスロットル開度閾値とし、前記現在のスロットル開度がスロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であるか否かを判別する第２の判別工程と、前記第２の判別工程において、前記現在のスロットル開度が前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を前記第２のスロットル開度閾値に加算してなる値以上であると判別された場合に、前記目標回転数変更工程は、前記目標回転数を大きくすることが好ましい。
これにより、アイドリング運転中に作業機に負荷がかかった場合は、アイドリング運転を終了して速やかに通常運転に復帰することができる。
【００２６】
また、前記作業機が無負荷状態であることを入力するためのスイッチを備え、前記スイッチにより前記作業機が無負荷であることが入力された場合、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に前記スロットル開度の平均偏差よりも大きい値を加算した値に更新し、前記第２のスロットル開度閾値を前記現在のスロットル開度に更新する第２の学習工程を備えてもよい。
これにより、前記作業機が無負荷状態であることを入力するためのスイッチを用いて、スロットル開度閾値をより適切な値に更新することができる。したがって、エンジンの経年変化によって無負荷状態の判定基準が変動する場合であっても、無負荷判定の精度を維持することができる。
【００２７】
さらに、前記記憶工程では、揮発メモリを用いて記憶し、前記揮発メモリとは別に不揮発性メモリを用いて、前記目標回転数に対応するスロットル開度閾値および前記第２のスロットル開度閾値を記憶することが好ましい。
これにより、エンジンが停止しても目標回転数に対応するスロットル開度閾値および学習内容を保存することができる。また、記憶手段として揮発性メモリと不揮発性メモリとを用いることにより、不揮発性メモリの保存回数を低減させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、作業機の無負荷状態を作業機によらずに判定することができるので、エンジンと作業機との間で信号伝達を行う電気系統や、無負荷状態を検知するセンサが不要となり、簡単な構成とすることができる。
また、無負荷判定に基づいて自動で目標回転数を変更し、スロットルバルブの開度を調節するので、自動でアイドリング運転に切り換えることができる。すなわち、アイドルダウンをさせるために作業者による操作が不要となり、作業効率を向上させることが可能となる。
よって、作業機の無負荷状態を作業機によらずに判定し、自動でアイドリング運転に切り換えることができる。
また、強制アイドルダウンスイッチを用いて、スロットル開度閾値をより適切な値に更新することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態１に係るエンジンの回転数制御装置の構成ブロック図である。
【図２】目標回転数に対応するスロットル開度閾値の一例を示す図である。
【図３】作業機が無負荷状態でのエンジンの回転数に対応するスロットル開度の実測値を示す図である。
【図４】スロットルバルブを有する気化器の縦断面図である。
【図５】実施形態１に係るエンジンの回転数制御を示すフローチャートである。
【図６】実施形態２に係るエンジンの回転数制御装置の構成ブロック図である。
【図７】実施形態２に係るエンジンの回転数制御を示すフローチャートである。
【図８】実施形態２のサブルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るエンジンの回転数制御装置の構成ブロック図である。図２は、図１の記憶部に記憶された目標回転数に対応するスロットル開度閾値の一例を示す図である。図３は、作業機が無負荷状態でのエンジンの回転数に対応するスロットル開度の実測値を示す図である。図４は、図１に示すスロットルバルブを有する気化器の縦断面図である。
【００３１】
図１に示すエンジンの回転数制御装置１は、作業機２２を駆動するエンジン２０の回転数を制御する装置である。
エンジンの回転数制御装置１は、エンジン２０の設定回転数を算出する設定回転数算出部２と、アイドルダウン実施の有無を決定するアイドルダウンスイッチ４と、エンジン２０の目標回転数に対応するスロットル開度閾値が記憶される記憶部８と、目標回転数を定める目標回転数決定部１６と、エンジン２０のエンジン回転数を検出する回転数検出部１８と、スロットル開度を演算するスロットル開度演算部１２とにより構成される。
【００３２】
設定回転数算出部２は、作業機２２の通常運転時におけるエンジン２０の目標回転数（設定回転数あるいは通常回転数）を算出する。
通常回転数は、一般的な作業機であれば固定であるが、作業者がスロットル操作により算出することも可能である。
【００３３】
記憶部８には、目標回転数に対応するスロットル開度閾値が記憶されており、例えば図２に示すように、目標回転数の範囲毎にスロットル開度閾値が定められたテーブルが記憶されていてもよい。ここでは、ローアイドル回転数を例えば２２００ｒｐｍとした一例を示した。詳細は後述するが、本実施形態では、現在のスロットル開度が、目標回転数に対応するスロットル開度閾値以下であれば、作業機２２が無負荷状態であると判断する。
【００３４】
図２に示すテーブルは、作業機２２が無負荷である状態でエンジン２０の回転数を変化させながら実測したスロットルバルブ１０のスロットル開度に基づいて作成することができる。例えば、図３に示すように、作業機２２が無負荷である状態でエンジン２０の回転数を変化させながら実測したスロットル開度の最大値１０２よりも大きな値を、各回転数域毎のスロットル開度閾値１００として決定してもよい。
【００３５】
なお、スロットル開度閾値は、スロットル開度の実測値によって予め定められるものであるが、エンジンや作業機の個体差でも異なるため、使用するエンジン及び作業機の組み合わせに関する適切なスロットル開度閾値は、後述するように学習機能により更新することが好ましい。
【００３６】
記憶部８は、目標回転数に対応するスロットル開度閾値および学習内容を保存することができれば特に限定されず、例えば、揮発性メモリと不揮発性メモリとを併用してもよい。これにより、エンジン２０が停止しても目標回転数に対応するスロットル開度閾値および学習内容を保存することができるとともに、不揮発性メモリの保存回数を低減させることができる。
【００３７】
回転数検出部１８は、エンジン２０の点火パルスに基づいて、エンジン２０の回転数を算出する。具体的には、クランク軸が１回転する間に１つの点火パルスが検出されるので、１分間に検出される点火パルスの個数から、エンジンの回転数（サイクル数）を算出する。
【００３８】
スロットル開度演算部１２では、目標回転数決定部１６で決定される目標回転数と、回転数検出部１８で検出されるエンジン回転数との偏差を計算し、スロットル操作量Δθｔｈを計算する。本実施形態では、スロットル開度演算部１２は、目標回転数とエンジン回転数との偏差がゼロに近づくようにＰＩ制御（フィードバック制御）を行う。
【００３９】
図１に示すスロットル開度調節部１４は、スロットル開度演算部１２で演算されたスロットル操作量Δθｔｈに基づいて、スロットルバルブ１０のスロットル開度を調節する。
【００４０】
スロットルバルブ１０は、図４に示すように、気化器３０の吸気通路３４に配置されている。スロットルバルブ１０を回動することによって、吸入空気量を調節することができる。
なお、気化器３０は、前記スロットルバルブ１０と、吸入空気の通路となる吸気通路３４と、吸気通路３４の下面側に設けられるベンチュリー部３６と、ベンチュリー部３６に突設するメインノズル３２とで構成される。
【００４１】
図示しないが、スロットル開度調節部１４は、スロットルを開閉するために、アクチュエータを具備している。このアクチュエータは特に限定されないが、例えば、ステッピングモータや回転力発生モータ（ＤＣモータ）を使用することができる。
以下では、アクチュエータとして、回動シャフトの回転角度を制御可能なステッピングモータを例にとって説明する。
【００４２】
次に、本実施形態におけるエンジン回転数制御方法について説明する。図５は、図１に示す回転数制御装置を用いてエンジンの回転数を制御する手順を示すフローチャートである。
図５に示すエンジンの回転数制御では、まず、目標回転数が読み込まれる（ステップ１）。具体的には、設定回転数算出部（図１の符号２）で算出した通常運転時における目標回転数（通常回転数あるいは設定回転数）を読み込む。
【００４３】
次に、ステップ２で目標回転数の安定判別を行う。ここでは、過去数回分の回転数偏差がＮ［ｒｐｍ］以下のときを安定とした。ステップ２では、目標回転数が安定であるか否かを判定し、安定であるときはステップ３へ進み、安定でないときはステップ１３へ進む。
ステップ３では、目標回転数がローアイドル回転数であるか否かを判定し、目標回転数がローアイドル回転数であるときはステップ１２へ進み、目標回転数がローアイドル回転数でないときはステップ４へ進む。
【００４４】
ステップ３で目標回転数がローアイドル回転数でないと判断された場合は、作業機が無負荷状態ではないとき（通常運転時）である。
ステップ４では、記憶部に記憶された無負荷判断用スロットル開度閾値θｔｈ_ｉｄｌｅ（図２参照）が設定回転数におけるアイドル判断閾値として認識される。
ステップ５では、この無負荷判断用スロットル開度閾値θｔｈ_ｉｄｌｅが現在のスロットル開度θｔｈ以上であるか否かを判定する。
【００４５】
ステップ５でθｔｈ≦θｔｈ_ｉｄｌｅを満たさないときは、ステップ１１へ進んで目標回転数を設定回転数で維持したまま設定し、ステップ１７でＰＩ制御を行い、エンジンは通常運転を維持する。
ステップ５でθｔｈ≦θｔｈ_ｉｄｌｅを満たすときは、作業機が無負荷状態であると判断し、ステップ６へ進む。
【００４６】
ステップ６では、現在のスロットル開度θｔｈに＋３を加算し、加算して得た値を設定回転数におけるアイドル判断閾値として学習し、記憶部の無負荷判断用スロットル開度閾値を更新する。
なお、現在のスロットル開度θｔｈに加算する値は、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値（α）とする。本実施形態では、スロットル開度の変動幅が２である場合を想定し、アイドリング運転の開始と終了が適切に行われるように、現在のスロットル開度θｔｈに加算する値αを＋３とした。ただし、αは整数（α＞０）とする。
【００４７】
次に、ステップ７でアイドルダウンスイッチがＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する。ステップ７でアイドルダウンスイッチがＯＦＦである場合は、ステップ１１へ進んで目標回転数を設定回転数で維持したまま設定し、ステップ１７でＰＩ制御を行い、エンジンは通常運転を維持する。
ステップ７でアイドルダウンスイッチがＯＮである場合は、ステップ８へ進み、アイドルダウンを開始することができる。
アイドルダウンスイッチは、ステップ５の無負荷判断の判断結果とは無関係に、作業者の意思によってＯＮとＯＦＦを切り換えることができる。
【００４８】
アイドルダウンを開始すると目標回転数をローアイドル回転数に設定する。しかし、急な目標回転数の変更はハンチングやオーバーシュートを生じるため、ステップ８で少しずつ目標回転数を小さくする。これは、ステップ９で目標回転数がローアイドル回転数であるか否かを判定し、目標回転数がローアイドル回転数となるまで繰り返す。
ステップ９で、目標回転数＝ローアイドル回転数を満たしたら、ステップ１０へ進む。
【００４９】
ステップ１０では、目標回転数をローアイドル回転数に設定し、ステップ１７でＰＩ制御を行い、エンジンはアイドリング運転を維持する。
【００５０】
一方、ステップ３で目標回転数がローアイドル回転数であると判定された場合は、上述したようにステップ１２へ進む。目標回転数がローアイドル回転数であるときは、アイドリング運転時である。
【００５１】
ステップ１２では、現在のスロットル開度θｔｈに＋３を加算し、加算して得た値をローアイドル回転数におけるアイドル判断閾値として学習し、記憶部のローアイドル判断用スロットル開度閾値（図２参照）を更新する。現在のスロットル開度θｔｈに加算する値αは＋３とした。
このとき、学習更新が可能な条件、すなわち、目標回転数がローアイドル回転数である且つ目標回転数が安定であることを満たしているものとする。
【００５２】
ステップ１２でスロットル開度閾値を更新すると、ステップ１３へ進む。
ステップ１３では、記憶部に記憶されるローアイドル無負荷判断用スロットル開度閾値θｔｈ_ｉｄｌｅがローアイドル回転数におけるアイドル判断閾値として認識される。
【００５３】
その後、ステップ１４で、下記条件を満たすか否かを判定する。
θｔｈ＞θｔｈ_ｉｄｌｅ＋４  または、アイドルダウンスイッチがＯＦＦ
θｔｈ：現在のスロットル開度
θｔｈ_ｉｄｌｅ：ローアイドル回転数におけるアイドル判断閾値
【００５４】
なお、条件式の＋４は現在のスロットル開度θｔｈに加算する値（β）である。現在のスロットル開度θｔｈに加算する値（β）は、上述した現在のスロットル開度θｔｈに加算する値（α）と同様に、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値である。本実施形態では、アイドリング運転の終了が適切に行われるように、現在のスロットル開度θｔｈに加算する値βを＋４とした。ただし、βは整数（β＞０）とする。
【００５５】
ステップ１４で、θｔｈ＞θｔｈ_ｉｄｌｅ＋４またはアイドルダウンスイッチがＯＦＦである場合は、ステップ１６へ進み、目標回転数を設定回転数に設定してアイドリング運転を終了し、ステップ１７でＰＩ制御を行い、通常運転へ復帰させる。
ステップ１４で、θｔｈ＞θｔｈ_ｉｄｌｅ＋４を満たさず、かつ、アイドルダウンスイッチがＯＦＦでない場合は、ステップ１５へ進み、目標回転数をローアイドル回転数に設定し、ステップ１７でＰＩ制御を行い、エンジンはアイドリング運転を維持する。
【００５６】
ステップ１７では、設定された目標回転数に基づいて、ＰＩ制御を行う。
具体的には、設定回転数算出部、記憶部およびアイドルダウンスイッチの出力によって目標回転数決定部で設定される目標回転数に基づいて、スロットル開度演算部でＰＩ制御を行い、スロットル操作量Δθｔｈを演算する。
【００５７】
ステップ１８では、ステップ１７で演算したスロットル操作量Δθｔｈに基づき、ステッピングモータを駆動してスロットルバルブを開閉する。
ステッピングモータは、スロットル操作量Δθｔｈが小さいときは１−２相励磁制御を行い、スロットル操作量Δθｔｈが大きいときは２相励磁制御を行っている。２相励磁制御は主に加減速磁の励磁方法である。
【００５８】
ステップ１８でスロットル操作量Δθｔｈに基づいてスロットルバルブを開閉した後、ステップ１９へ進む。
ステップ１９でスロットル開度θｔｈが計算され、ステップ２０へ進む。
【００５９】
ステップ２０では、エンジンが停止状態にあるか否かを判定する。
ステップ２０でエンジンが停止状態にない場合は、ステップ１へ戻る。ステップ２０でエンジンが停止状態にあるときは、ステップ２１へ進み、不揮発性メモリに書き込む。
具体的には、ステップ６およびステップ１２で学習更新したスロットル開度閾値を記憶部に記憶する。このようにして学習更新したスロットル開度閾値を記憶することにより、エンジンや作業機の経年変化に基づく無負荷判断の精度を向上させることができる。
【００６０】
不揮発性メモリへの書込みは、アイドルダウン終了時でもよいし、一定時間毎に行ってもよいが、不揮発性メモリの書込み回数に制限があることから、上述したようにエンジン停止時に行うことが好ましい。エンジン停止時に書き込むと、より書込み回数が少なくすることができ、且つ効率的である。
【００６１】
したがって、上述の実施形態によれば、図１に示す作業機２２の無負荷状態を作業機２２によらずに判定することができるので、エンジン２０と作業機２２との間で信号伝達を行う電気系統や、無負荷状態を検知するセンサが不要となり、簡単な構成とすることができる。
また、無負荷判定に基づいて自動で目標回転数を変更し、スロットルバルブ１０の開度を調節するので、自動でアイドリング運転に切り換えることができる。すなわち、アイドルダウンをさせるために作業者による操作が不要となり、作業効率を向上させることが可能となる。
【００６２】
［実施形態２］
次に、実施形態２に係るエンジンの回転数制御装置及び回転数制御方法について説明する。
図６は、実施形態２に係るエンジンの回転数制御装置の構成ブロック図である。図７及び８は、図６に示す回転数制御装置を用いてエンジンの回転数を制御する手順を示すフローチャートである。
【００６３】
本実施形態に係るエンジンの回転数制御装置４０は、図６に示すように、アイドルダウン強制スイッチ６を設けた点で既に説明した回転数制御装置１（図１参照）と異なる。また本実施形態に係るエンジンの回転数制御の手順は、アイドルダウン強制スイッチ６に関するステップを除けば、図５を用いて説明した手順と同一であるため、ここでは、共通するステップの説明を省略する。
【００６４】
図７に示すエンジンの回転数制御では、まず、目標回転数が読み込まれる（ステップ１）。具体的には、設定回転数算出部（図１の符号２）で算出した通常運転時における目標回転数（通常回転数あるいは設定回転数）を読み込む。
【００６５】
次に、ステップ２で目標回転数の安定判別を行う。ここでは、過去数回分の回転数偏差がＮ［ｒｐｍ］以下のときを安定とした。ステップ２では、目標回転数が安定であるか否かを判定し、安定であるときはステップ３へ進み、安定でないときはステップ１３へ進む。
ステップ３では、目標回転数がローアイドル回転数であるか否かを判定し、目標回転数がローアイドル回転数であるときはステップ１２へ進み、目標回転数がローアイドル回転数でないときはステップ３１へ進む。
【００６６】
ステップ３で目標回転数がローアイドル回転数でないと判断された場合は、作業機が無負荷状態ではないとき（通常運転時）である。
しかし、ローアイドル回転数におけるアイドル判断閾値が低すぎる場合は、アイドルダウンを開始してもすぐに作業機が負荷状態であると勝手に判断してアイドリング運転を終了してしまうことも考えられる。
そこで、アイドルダウン強制スイッチ６（図１）を設け、ローアイドル回転数におけるアイドル判断閾値を書き換えて、アイドルダウンを強制的に実施させる。
【００６７】
なお、図６ではアイドルダウンスイッチ４と、アイドルダウン強制スイッチ６とが別体である構成を示しているが、同一のスイッチとしてもよい。アイドルダウンスイッチ４と、アイドルダウン強制スイッチ６とを同一のスイッチとする場合は操作方法を異ならせることで使い分けることが可能である。
操作方法としては、一方が継続的にＯＮ／ＯＦＦを行う操作、もう一方が特殊操作とする。特殊操作とは、例えば、アイドルダウンスイッチ４がＯＦＦの状態が５秒以上続いた後、２秒以内にＯＦＦ−ＯＮ−ＯＦＦ−ＯＮの操作を完了し、アイドルダウンスイッチ４が有効となった場合や、アイドルダウンスイッチ４を長押しする場合などが挙げられる。
これにより、アイドルダウンスイッチ４およびアイドルダウン強制スイッチ６の両者の機能を備えた同一のアイドルダウンスイッチを構成することが可能となる。
【００６８】
このようにして構成されるアイドルダウン強制スイッチは、ステップ３１でアイドルダウン強制スイッチがＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する。アイドルダウン強制スイッチがＯＮである場合は、図８に示すステップ３２、ステップ３３へ進む。
【００６９】
ステップ３２では、現在のスロットル開度θｔｈに＋３を加算し、加算して得た値を設定回転数におけるアイドル判断閾値として学習し、記憶部の無負荷判断用スロットル開度閾値を更新する。
ステップ３３では、現在のスロットル開度θｔｈをローアイドル回転数におけるアイドル判断閾値として学習し、記憶部の無負荷判断用スロットル開度閾値を更新する。
これにより、アイドルダウンを強制的に実施させる。
【００７０】
なお、実施形態１と同様に、＋３は現在のスロットル開度θｔｈに加算する値（α）である。現在のスロットル開度θｔｈに加算する値（α）は、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値である。
【００７１】
ステップ３２、ステップ３３で閾値を更新した後、ステップ８へ進む。
アイドルダウンを開始すると、ステップ８で少しずつ目標回転数を小さくする。これは、ステップ９で目標回転数がローアイドル回転数であるか否かを判定し、目標回転数がローアイドル回転数となるまで繰り返す。
ステップ９で、目標回転数＝ローアイドル回転数を満たしたら、ステップ１０へ進む。
【００７２】
ステップ１０では、目標回転数をローアイドル回転数に設定し、ステップ１１７でＰＩ制御を行い、エンジンはアイドリング運転を維持する。
【００７３】
一方、ステップ３１でアイドルダウン強制スイッチがＯＦＦである場合は、ステップ４へ進み、実施形態１と同様に自動によるアイドルダウン開始を実施する。
ステップ４では、記憶部に記憶された無負荷判断用スロットル開度閾値θｔｈ_ｉｄｌｅ（図２参照）が設定回転数におけるアイドル判断閾値として認識される。
ステップ５では、この無負荷判断用スロットル開度閾値θｔｈ_ｉｄｌｅが現在のスロットル開度θｔｈ以上であるか否かを判定する。
【００７４】
ステップ５でθｔｈ≦θｔｈ_ｉｄｌｅを満たさないときは、ステップ１１へ進んで目標回転数を設定回転数で維持したまま設定し、ステップ１７でＰＩ制御を行い、エンジンは通常運転を維持する。
ステップ５でθｔｈ≦θｔｈ_ｉｄｌｅを満たすときは、作業機が無負荷状態であると判断し、ステップ６へ進む。
【００７５】
ステップ６では、現在のスロットル開度θｔｈに＋３を加算し、加算して得た値を設定回転数におけるアイドル判断閾値として学習し、記憶部の無負荷判断用スロットル開度閾値を更新する。現在のスロットル開度θｔｈに加算する値は、スロットル開度の平均偏差よりも大きい値（α）とする。
【００７６】
次に、ステップ７でアイドルダウンスイッチがＯＮであるかＯＦＦであるかを判定する。ステップ７でアイドルダウンスイッチがＯＦＦである場合は、ステップ１１へ進んで目標回転数を設定回転数で維持したまま設定し、ステップ１７でＰＩ制御を行い、エンジンは通常運転を維持する。
ステップ７でアイドルダウンスイッチがＯＮである場合は、ステップ８へ進み、アイドルダウンを開始することができる。
アイドルダウンスイッチは、ステップ５の無負荷判断の判断結果とは無関係に、作業者の意思によってＯＮとＯＦＦを切り換えることができる。
【００７７】
ステップ３で目標回転数がローアイドル回転数であると判定された場合は、ステップ１２〜ステップ１７を行うが、ここでは実施形態１のステップ１２〜ステップ１７と共通の処理であるため、その説明を省略する。同様に、ステップ１７〜ステップ２１についても、実施形態１のステップ１７〜ステップ２１と共通の処理であるため、その説明を省略する。
【００７８】
したがって、上述の実施形態によれば、図６に示す作業機２２の無負荷状態を作業機２２によらずに判定することができるので、エンジン２０と作業機２２との間で信号伝達を行う電気系統や、無負荷状態を検知するセンサが不要となり、簡単な構成とすることができる。
また、無負荷判定に基づいて自動で目標回転数を変更し、スロットルバルブ１０の開度を調節するので、自動でアイドリング運転に切り換えることができる。すなわち、アイドルダウンをさせるために作業者による操作が不要となり、作業効率を向上させることが可能となる。
【００７９】
さらに、アイドルダウン強制スイッチ６により、自動だけでなく手動でもアイドリング運転に切り換えることができる。これにより、エンジンの出荷時や、エンジンに設ける作業機を途中で変更した時など作業機のエンジントルクが異なっていても、目標回転数におけるスロットル開度閾値を手動で更新して設定することが可能となる。
【００８０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。
【００８１】
例えば、上述の実施形態１及び２では、ＰＩ制御に使用する比例ゲインＫｐ及び積分時間Ｔｉは一定である例について説明したが、比例ゲインＫｐ及び積分時間Ｔｉは状況に応じて適宜変更してもよい。
【００８２】
具体的には、ステップ１１で目標回転数が設定回転数に設定された場合（すなわち、通常運転時）に比べて、ステップ１０及び１５で目標回転数がローアイドル回転数に設定された場合（すなわち、ローアイドル運転時）の比例ゲインＫｐを小さく設定してもよい。これにより、安定したＰＩ制御を行い、急激なスロットル操作に起因するエンストを防止することができる。
【００８３】
また、ステップ１１で目標回転数が設定回転数に設定された場合（すなわち、通常運転時）に比べて、ステップ１６で目標回転数が設定回転数に設定された場合（すなわち、ローアイドル運転から通常運転への切り換え時）の比例ゲインＫｐを大きく設定してもよい。これにより、ＰＩ制御の即応性を向上させて、迅速に目標回転数とエンジン回転数との偏差をゼロに近づけることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１      回転数制御装置
２      設定回転数算出部
４      アイドルダウンスイッチ
６      アイドルダウン強制スイッチ
８      記憶部
１０    スロットルバルブ
１２    スロットル開度演算部
１４    スロットル開度調節部
１６    目標回転数決定部
１８    回転数検出部
２０    エンジン
２２    作業機
４０    回転数制御装置
【図１】
0005439083.tif 000002
【図２】
0005439083.tif 000003
【図３】
0005439083.tif 000004
【図４】
0005439083.tif 000005
【図５】
0005439083.tif 000006
【図６】
0005439083.tif 000007
【図７】
0005439083.tif 000008
【図８】
0005439083.tif 000009