(57)【要約】【課題】内燃エンジンの白熱点火状態を検出するようにした、内燃エンジンの作動方法において、白熱点火状態の簡単且つ迅速な検出を可能にする前記作動方法を提供する。【解決手段】内燃エンジンの白熱点火状態を検出するようにした、内燃エンジンの作動方法において、白熱点火状態を検出する際に、内燃エンジンの少なくとも１つの回転数値を検出して評価する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃エンジン（１）の白熱点火状態を検出するようにした、内燃エンジンの作動方法であって、内燃エンジン（１）がシリンダ（２）を有し、シリンダ（２）内に燃焼室（３）が形成され、燃焼室（３）が上下動可能に支持されるピストン（５）によって画成され、ピストン（５）が連接棒（６）を介してクランク軸（７）を駆動し、燃料供給装置と燃料空気混合気点火装置とが設けられている内燃エンジンの前記作動方法において、
白熱点火状態を検出する際に、内燃エンジン（１）の少なくとも１つの回転数値を検出して評価することを特徴とする作動方法。
【請求項２】
回転数値を評価することにより白熱点火状態の兆候を検出することを特徴とする、請求項１に記載の作動方法。
【請求項３】
白熱点火状態の兆候がある場合、内燃エンジン（１）の点火を中断させ、点火を中断しているときの内燃エンジン（１）の回転数の経過を検出することを特徴とする、請求項２に記載の作動方法。
【請求項４】
複数のエンジンサイクルにわたって点火を中断させることを特徴とする、請求項３に記載の作動方法。
【請求項５】
回転数値として、連続するエンジンサイクルの間での回転数差（Δｎ）を検出することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項６】
回転数差（Δｎ）を回転数差限界値（Δｎ限界）と比較することを特徴とする、請求項５に記載の作動方法。
【請求項７】
複数のエンジンサイクルにわたって回転数差（Δｎ）と回転数差限界値（Δｎ限界）とを比較した結果を評価することを特徴とする、請求項６に記載の作動方法。
【請求項８】
カウンタ（ｘ）を用いて比較結果を評価し、回転数差（Δｎ）が回転数差限界値（Δｎ限界）よりも小さければカウンタ（ｘ）を増数させ、回転数差（Δｎ）が回転数差限界値（Δｎ限界）よりも大きければカウンタ（ｘ）を減数させることを特徴とする、請求項７に記載の作動方法。
【請求項９】
カウンタ（ｘ）をカウンタ限界値（ｘ限界）と比較し、カウンタ限界値（ｘ限界）に達していれば、白熱点火状態が存在する兆候であると判定することを特徴とする、請求項８に記載の作動方法。
【請求項１０】
カウンタ限界値（ｘ限界）に達した後に、カウンタ（ｘ）をその初期値にリセットすることを特徴とする、請求項９に記載の作動方法。
【請求項１１】
回転数（ｎ）が白熱点火状態が発生しうる回転数帯域にあるかどうかを監視し、回転数がこの回転数帯域外にあれば、カウンタ（ｘ）をその初期値にリセットすることを特徴とする、請求項８から１０までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項１２】
内燃エンジン（１）の白熱点火状態を検出するために、回転数（ｎ）が白熱点火を生じさせうる回転数帯域にあるかどうかを検出することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項１３】
回転数（ｎ）が白熱点火を生じさせうる回転数帯域にあれば、白熱点火状態を検出するために回転数（ｎ）の標準偏差（σ）を検出することを特徴とする、請求項１２に記載の作動方法。
【請求項１４】
１つのエンジンサイクル全体の回転数（ｎ）の標準偏差（σ）を検出することを特徴とする、請求項１３に記載の作動方法。
【請求項１５】
標準偏差（σ）を標準偏差限界値（σ限界）と比較し、標準偏差（σ）が標準偏差限界値（σ限界）を下回っていれば白熱点火状態が存在することを特徴とする、請求項１３または１４に記載の作動方法。
【請求項１６】
回転数値として平均回転数（ｎ平均）を検出することを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項１７】
内燃エンジン（１）の回転数（ｎ）を、内燃エンジン（１）の点火を中断させることによって制限することを特徴とする、請求項１に記載の作動方法。
【請求項１８】
回転数値をこの回転数値の限界値と比較することにより、白熱点火状態があるかどうかを直接検出することを特徴とする、請求項１７に記載の作動方法。
【請求項１９】
白熱点火状態を確認したときに白熱点火防止処置を講じることを特徴とする、請求項１から１８までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項２０】
内燃エンジン（１）への燃料供給量を増大させることを特徴とする、請求項１９に記載の作動方法。
【請求項２１】
内燃エンジン（１）への燃料供給量をかなりの程度減少させるか、或いは、燃料の供給を行なわないことを特徴とする、請求項１９に記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃エンジンの白熱点火状態（もしくは自己点火状態）を検出するようにした、内燃エンジンの作動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１からは、内燃エンジンの白熱点火状態、すなわち自己点火状態を検出する方法が知られている。この方法では、白熱点火状態を検出するために点火プラグを考慮する。このため、点火プラグの電流を測定して評価する。このためには比較的高コストの電子評価回路が必要である。
【０００３】
【特許文献１】ＤＥ６９４１７８４３Ｔ２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、内燃エンジンの白熱点火状態（もしくは自己点火状態）を検出するようにした、内燃エンジンの作動方法において、白熱点火状態の簡単且つ迅速な検出を可能にする前記作動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、白熱点火状態を検出する際に、内燃エンジンの少なくとも１つの回転数値を検出して評価することによって解決される。
【０００６】
白熱点火状態にある内燃エンジンの回転数の経過は、通常の火花点火燃焼の場合よりも均一であることが明らかになった。本発明による白熱点火状態の検出方法では、このように内燃エンジンの回転数の経過が異なっていることを考慮する。回転数は簡単に検出することができ、たとえば内燃エンジンのクランク軸に設けられている発電機を介して簡単に検出できる。内燃エンジンを制御するには回転数情報が必要であるので、回転数の検出は通常どおりに行なう。したがって、点火プラグに付加的なセンサまたは回路を必要としない。
【０００７】
回転数値を評価することにより白熱点火状態の兆候を検出するのが有利である。白熱点火状態の兆候を検出するには回転数信号を簡単に評価すれば十分であり、したがって評価を行う制御は簡潔に構成されていてよい。特に、白熱点火状態の兆候がある場合には、内燃エンジンの点火を中断させ、点火を中断しているときの内燃エンジンの回転数の経過を検出する。点火を中断しているときの回転数経過は、白熱点火状態があるかどうかを特徴的に表わしている。点火を中断したときに回転数が低下すれば、標準作動が支配的である。点火を中断したにもかかわらず回転数が一定であれば、これは燃焼が起こっていること、すなわち混合気が自己着火していることを意味している。これが白熱点火状態である。したがって、実際に白熱点火状態があるかどうかを簡単に確認することができる。有利には、複数のエンジンサイクルにわたって点火を中断させて、明確な回転数反応を得るようにするのがよい。
【０００８】
回転数値として、連続するエンジンサイクルの間での回転数差を検出するのが有利である。この場合、特に１つのエンジンサイクル全体の回転数を考慮する。１つのエンジンサイクル内での回転数の変動は回転数差に影響しないので有利である。しかしながら、１つのエンジンサイクルの特定の時点での回転数に基づいて回転数差を特定するようにしてもよい。回転数差は回転数差限界値と比較する。白熱点火状態が存在すると、エンジンの回転数が均一であるために回転数差は標準作動時の回転数差よりもかなり低い。標準作動時においても回転数がほぼ一定の複数のエンジンサイクルが生じうるので、本発明によれば、複数のエンジンサイクルにわたって回転数差と回転数差限界値とを比較した結果を評価する。
【０００９】
比較結果の評価は、カウンタを用いて簡単に行なうことができる。カウンタは、回転数差が回転数差限界値よりも小さければ増数させ、回転数差が回転数差限界値よりも大きければを減数させる。したがってカウンタは、回転数の変動が小さなエンジンサイクルに対する、回転数の変動が大きなエンジンサイクルの回数を表わす量を提供する。本発明によれば、カウンタをカウンタ限界値と比較し、カウンタ限界値に達していれば、白熱点火状態が存在する兆候であると判定する。カウンタ限界値に達した後に、カウンタをその初期値にリセットするのが合目的である。
【００１０】
内燃エンジンの場合、白熱点火は、最小回転数以上でかつ最大回転数以下の特定の回転数帯域で発生する。本発明によれば、回転数が白熱点火状態が発生しうる回転数帯域にあるかどうかを監視し、回転数がこの回転数帯域外にあれば、カウンタをその初期値にリセットする。
【００１１】
白熱点火が発生する回転数帯域では、白熱点火状態にある連続するエンジンサイクルの間での回転数差が小さいばかりでなく、回転数の標準偏差も小さい。本発明によれば、内燃エンジンの白熱点火状態を検出するために、回転数が白熱点火を生じさせうる回転数帯域にあるかどうかを検出する。本発明によれば、回転数が白熱点火を生じさせうる回転数帯域にあれば、白熱点火状態を検出するために回転数の標準偏差を検出する。回転数の標準偏差から、白熱点火状態の存在を直接推定することができる。この場合、特に、１つのエンジンサイクル全体の回転数の標準偏差を検出する。１つのエンジンサイクル内での回転数の変動は考慮しないのが有利である。特に、標準偏差を標準偏差限界値と比較し、標準偏差が標準偏差限界値を下回っていれば白熱点火状態が存在する。標準偏差と標準偏差限界値との比較から、白熱点火状態の存在を直接推定することができる。しかしながら、さらに点火を中断して回転数の反応を検出することにより、実際に白熱点火状態が存在することを確認するようにしてもよい。これは、特に、標準偏差限界値がエンジンの標準作動で生じる標準偏差付近にある場合に合目的である。
【００１２】
有利には、回転数値として平均回転数を検出するのがよい。平均回転数は簡単に検出することができる。平均回転数は内燃エンジンの回転数レベルに関する情報を与える。有利には、内燃エンジンは、内燃エンジンの点火を中断させることにより回転数が制限されるような内燃エンジンであるのがよい。点火の中断による回転数の制限は、特に、通常の作動でカットオフ回転数の範囲で作動する刈込みばさみまたは研削切断機等の手で操縦される作業機において使用される内燃エンジンに設けられる。このような作業機では、作動時に規則的に点火の中断が行なわれる。カットオフ回転数の範囲で生じる回転数の経過は、白熱点火状態を検出するために簡単に利用することができる。前記平均回転数がカットオフ回転数よりも所定の値だけ高ければ、白熱点火状態が存在する。しかし、カットオフ回転数以上であれば、白熱点火状態を検出するために２つの連続するエンジンサイクルの間の回転数差を利用することができる。２つのエンジンサイクルの間で回転数が所定の回転数上昇限界値だけ上昇すれば、白熱点火状態が存在する。なぜなら、エンジンの点火は中断されており、白熱点火がなければ、回転数の上昇または低下はきわめてわずかにすぎないからである。
【００１３】
有利には、回転数値を前記回転数値の限界値と比較することにより、白熱点火状態があるかどうかを直接検出するのがよい。これにより、点火の中断により回転数が制限されているような内燃エンジンの場合に検出される回転数値に基づいて、点火中断後の回転数の進展を考慮することが可能である。したがって、白熱点火状態を簡単に検出することができる。
【００１４】
白熱点火状態を確認したときには、本発明によれば、白熱点火防止処置を講じる。有利には、内燃エンジンへの燃料供給量を増大させて、白熱点火状態を終了させるのがよい。しかしながら、内燃エンジンへの燃料供給量をかなりの程度減少させるか、或いは、燃料の供給を行なわないようにして、白熱点火状態を終了させてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１に図示した内燃エンジン１は単気筒エンジンとして構成されている。内燃エンジン１は２サイクルエンジンであり、特にパワーソー、研削切断機、刈払い機等の手で操縦される作業機において工具を駆動するために用いられる。本発明による方法は４サイクルエンジンにも適用することができる。内燃エンジン１はシリンダ２を有し、シリンダ２内には燃焼室３が形成されている。燃焼室３はシリンダ２内を往復動可能に支持されているピストン５によって画成されている。ピストン５は、連接棒６を介して、クランクケース４内に回転可能に支持されているクランク軸７を回転駆動させる。クランク軸７にはファンホイール２１が相対回転不能に支持されている。ファンホイール２１はポールシュー１９を担持しており、ポールシュー１９は、ファンホイール２１の周囲に配置されている点火モジュール２０内に、点火火花用の電圧を発生させる。ファンホイール２１の領域には、クランク軸７に発電機１８が配置されている。発電機１８が点火火花用の電圧を発生させるようにしてもよい。さらに、発電機１８は内燃エンジン１の回転数を検出することのできる信号を発する。
【００１６】
内燃エンジン１は吸気部９を有している。吸気部９はシリンダ２に開口し、ピストン５の上死点範囲でクランクケース４と連通する。吸気部９を介してクランクケース４内に燃焼空気が吸い込まれる。吸気部９は吸気通路１４と連通している。吸気通路１４内にはスロットルバルブ１３が回動可能に支持されている。スロットルバルブ１３にはスロットルバルブセンサ２３が配置され、スロットルバルブ１３の回転位置を検知している。
【００１７】
燃焼室３からは排気部８が出ている。クランクケース４は、ピストン５の下死点範囲において、吸気部側の２つの掃気通路１０と排気部側の２つの掃気通路１１とを介して燃焼室３と連通する。図１には、掃気通路１０と１１のうちそれぞれ１つのみが図示してある。他の２つの掃気通路１０と１１はこれに左右対称に配置されている。吸気部側の掃気通路１０には、該掃気通路１０に燃料を供給する弁１５が開口している。弁１５は燃料管１６を介して燃料タンク（図示せず）と連通している。弁１５は制御線１７を有し、制御線１７は内燃エンジン１の制御部２２と接続されている。制御部２２には発電機１８およびスロットルバルブセンサ２３も接続されている。燃焼室３内には点火プラグ１２が突出しており、点火プラグ１２も制御部２２に接続されている。制御部２２は、さらに、点火モジュール２０に接続されている。制御部２２を点火モジュール２０に一体に設けてもよい。点火プラグ１２は点火モジュール２０とともに内燃エンジン１の点火装置を形成している。
【００１８】
内燃エンジン１の作動時、ピストン５の上昇行程の際に、燃焼空気が吸気通路１４から吸気部９を介してクランクケース４内へ吸い込まれる。ピストン５の下降行程の際には、燃焼空気はクランクケース４内で圧縮される。加工するピストン５は掃気通路１０と１１を開口させ、その結果燃焼空気はクランクケース４から燃焼室３内へ流入することができる。弁１５は燃焼室３内に流入する空気に燃料を配量させる。さらに弁１５は、掃気通路１０と１１が燃焼室３に対し閉じたときに燃料をクランクケース４内へ配量する。これによりクランクケース４の潤滑を達成できる。燃焼空気と燃料とは燃焼室３内で燃料空気混合気を形成し、燃料空気混合気は上昇するピストン５によって圧縮され、ピストン５の上死点範囲において点火プラグ１２により点火される。燃焼はピストン５をクランクケース４の方向へ加速させる。下降するピストン５が排気部８を開口させるので、排気ガスは、排気部８を介して、内燃エンジン１に配置されている排ガス消音機内へ流入することができる。
【００１９】
内燃エンジン１の作動時には白熱点火もしくは自己点火が起こりうる。この場合には、燃焼室３内の燃料空気混合気は、点火プラグ１２により点火火花が発生する前に自動的に点火する。白熱点火の場合、燃焼室３内に非常に高い温度と圧力が発生する。このため内燃エンジン１には非常に大きな機械的負荷および熱的負荷がかかる。それ故白熱点火状態は望ましいものではない。
【００２０】
図２は白熱点火状態を検出して白熱点火状態を抑止する方法を図示したものである。このため、１回のエンジンサイクル全体の回転数ｎを検出する。１回のエンジンサイクルは、２サイクルエンジンの場合にはクランク軸の１回転であり、４サイクルエンジンの場合には１回のエンジンサイクルにクランク軸の２回転が含まれている。まず、方法ステップ４５で、検出した回転数ｎが下限回転数ｎｍｉｎよりも上であり且つ上限回転数ｎｍａｘよりも下であるかどうかを調べる。通常の内燃エンジンでは、白熱点火は定格回転数付近の特定の回転数帯域で発生する。下限回転数ｎｍｉｎはほぼ１００００回転／分である。上限回転数ｎｍａｘはたとえば１４０００回転／分に設定することができる。下限および上限回転数ｎｍｉｎとｎｍａｘとは各内燃エンジンに対し適宜選定される。現在の回転数が前記回転数帯域内になければ、白熱点火はない。したがってこのエンジンサイクルに対する前記方法を終了する。
【００２１】
測定した回転数ｎが前記回転数帯域にある場合は、方法ステップ４６で標準偏差σを求める。回転数ｎの標準偏差σを求めるには多数の回転数値を記憶しておくことが必要である。標準偏差σを標準偏差に対する限界値σ限界と比較する。標準偏差σが標準偏差限界値σ限界よりも大きければ、白熱点火はない。よって前記方法を終了する。
【００２２】
標準偏差σが標準偏差限界値σ限界に等しいか、これよりも小さければ、白熱点火状態が存在する。このため、方法ステップ４７において、白熱点火状態を終了させるための処置を講じる。このため、特に弁１５を介して付加的な燃料を供給して燃焼室３内の混合気を濃化させる。混合気を濃化させると白熱点火が抑止される。
【００２３】
標準偏差限界値σ限界が標準的な作動状態で達成される標準偏差付近にあれば、方法ステップ４７において、まず内燃エンジンの点火を中断させて内燃エンジンの回転数の反応を監視する。点火を中断した後に内燃エンジン１の回転数ｎが降下すれば、白熱点火状態はなく，標準的な作動状態にある。点火中断後の回転数ｎがほとんど一定であれば、白熱点火が存在する。
【００２４】
図３は標準偏差σと回転数ｎとの関係を内燃エンジン１の種々の作動状態に対し図示したものである。曲線３７ないし４２は内燃エンジンの標準状態での標準偏差σを示すものであり、曲線４３と４４は内燃エンジン１の白熱点火状態を示している。曲線３７ないし３９は部分負荷時の標準偏差σの経過を示し、この場合曲線３７は低部分負荷を示し、曲線３８は中間部分負荷、曲線３９は高部分負荷を示している。低部分負荷３７ではスロットルバルブ１３はほぼ半分開弁している。中間部分負荷および高部分負荷ではスロットルバルブ１３はこれよりもさらに開弁している。曲線４２は完全負荷時の標準偏差σの経過を示しており、すなわちスロットルバルブ１３が完全に開弁しているときの標準偏差σの経過を示している。完全負荷時には、標準偏差σは標準偏差限界値σ限界のすぐ上にある。なお、曲線４２は燃料空気混合気が最適に調整されている場合の標準偏差σの経過を示している。曲線４０は完全負荷時で且つ燃料空気混合気が希薄である場合の標準偏差σの経過を示し、曲線４１は完全負荷時で且つ燃料空気混合気が濃すぎる場合の標準偏差σの経過を示している。図３が示すように、標準作動時の標準偏差σは負荷状態ごとに異なっており、しかも標準偏差限界値σ限界よりも上の広い回転数帯域にわたって存在している。
【００２５】
曲線４３は、白熱点火状態で内燃エンジンが高回転数で作動しているときの標準偏差σの経過を表わしている。標準偏差σは回転数ｎが上昇すると降下し、この場合標準偏差σはほぼ下限回転数ｎｍｉｎからは標準偏差限界値σ限界よりも下にある。曲線４４は標準作動時において白熱点火状態にあるときの標準偏差σの経過を表わしている。ここでも標準偏差σは標準偏差限界値σ限界よりも下にある。
【００２６】
図３が示すように、標準偏差σは、下限回転数ｎｍｉｎから上限回転数ｎｍａｘまでの回転数帯域においては、白熱点火状態があるかどうかを表わす量である。
【００２７】
図４は本発明による方法の１実施形態を示している。図４の方法でも、まず方法ステップ４８において、回転数ｎが下限回転数ｎｍｉｎと上限回転数ｎｍａｘとの間の所定回転数帯域にあるかどうかを調べる。下限回転数ｎｍｉｎと上限回転数ｎｍａｘとの間のこの回転数帯域でのみ白熱点火が発生する。回転数ｎが前記回転数帯域になければ、カウンタｘをその初期値、すなわち０にリセットする。これにより、回転数ｎが前記回転数帯域に入ったときにカウンタｘがその都度新規にカウントし始めることが保証されている。なお、回転数ｎは特に１つのエンジンサイクル全体の回転数である。１つのエンジンサイクル内での回転数変動は考慮しないのが有利である。
【００２８】
回転数ｎが下限回転数ｎｍｉｎと上限回転数ｎｍａｘとの間の前記回転数帯域にあれば、方法ステップ４９において、現在の回転数と前回のエンジンサイクルの回転数との回転数差Δｎが回転数差限界値Δｎ限界よりも小さいかどうかを調べる。回転数差Δｎが回転数差限界値Δｎ限界よりも小さければ、方法ステップ５０においてカウンタを１だけ増やす。回転数差Δｎが小さければ内燃エンジン１の静穏な回転を示唆しているので、白熱点火状態が存在しうる。回転数差Δｎが回転数差限界値Δｎ限界よりも大きければ、方法ステップ５０’においてカウンタｘを１だけ減らす。次に、方法ステップ５１において、カウンタｘがカウンタ限界値ｘ限界よりも上か下かを調べる。カウンタが限界値よりも下であれば、この方法を新規に始める。カウンタｘがカウンタ限界値ｘ限界よりも上であれば、白熱点火状態の兆候がある。
【００２９】
この場合には、方法ステップ５２において、カウンタｘをその初期値、すなわち０にリセットする。次に方法ステップ５３において、内燃エンジン１の点火を中断させ、その後の回転数の変化を検出する。この場合、連続するエンジンサイクルの間での回転数差Δｎをも考慮するのが有利である。方法ステップ５４において、回転数差Δｎが回転数降下限界値Δｎ降下よりも小さいかどうかを調べる。回転数差Δｎのほうが小さければ、これは点火中断後の回転数ｎが比較的急激に降下したことを意味している。したがって白熱点火はない。方法は終了する。
【００３０】
回転数差Δｎが回転数降下限界値Δｎ降下よりも大きければ、白熱点火状態が存在する。それ故、方法ステップ５５において、白熱点火を回避する処置を講じる。特に燃料供給量を増大させて混合気を濃化する。このとき内燃エンジンは再び標準作動状態で作動する。
【００３１】
図５と図６は、標準作動時（図５）および白熱点火作動時（図６）における回転数の経過およびカウンタｘの経過と時間ｔとの関係を示している。曲線３０は回転数ｎを表わし、曲線３１はカウンタｘの経過を表わしている。図５が示すように、標準作動時においては、回転数ｎの変動は比較的大きい。カウンタｘは上下動し、よって曲線３１は鋸歯状に経過する。カウンタｘはカウンタ限界値ｘ限界のはるか下方に留まっている。カウンタ限界値ｘ限界はたとえば３０である。カウンタ限界値ｘ限界は各内燃エンジンに対し適宜選定される。
【００３２】
図６は白熱点火状態における回転数を示している。回転数ｎの変動はどのエンジンサイクルにおいても比較的小さい。したがって、連続するエンジンサイクルの回転数の回転数差Δｎはほとんどのサイクルにおいて回転数差限界値Δｎ限界以下であり、その結果カウンタｘを多くのエンジンサイクルにおいて増大させる。図６のグラフが示すように、カウンタｘの曲線は非常に急激に上昇し、すでに０．２ないし０．３秒後にはカウンタ限界値ｘ限界に達する。
【００３３】
図７ないし図９は本発明による方法を説明する図である。図７は回転数ｎと時間ｔとの関係を示す。範囲３２では標準作動が支配的である。回転数ｎはどのエンジンサイクルにおいても比較的強く変動する。範囲３３では回転数の変動はきわめて小さい。その結果、図８が示すように、カウンタｘは急速に上昇し、時点ｔ１でカウンタ限界値ｘ限界に達する。範囲３３において実際に白熱点火作動が支配的であることを確認するため、図９に示すように、時点ｔ１で点火を時間Δｔの間中断させる。なお、時間Δｔは複数のエンジンサイクルを含んでいるのが有利である。時間Δｔで生じる回転数の経過を評価する。
【００３４】
図７は回転数の経過の２つの可能性を示している。曲線３４は白熱点火作動時の回転数の経過を示している。時点ｔ１で点火を中断させた場合、内燃エンジン１の回転数ｎは低下しない。回転数ｎはほぼ不変である。この場合、点火を中断したにもかかわらず混合気の点火が行なわれるので、白熱点火作動が支配的である。曲線３５は標準作動時の回転数の経過を示している。点火を中断させると、標準作動時には、もはや燃焼は行われず、したがってピストン５は加速されないので、回転数ｎは強く低下する。再点火したときにはじめて回転数ｎは新たに上昇する。したがって、回転数の経過に関しては、白熱点火作動が存在するかどうかを確実に検知することができる。白熱点火作動が存在することの兆候が実際にある場合にだけ点火を中断させることにより、点火は過度に中断されず、その結果点火の中断による内燃エンジン１の回転が過度に損なわれることはない。
【００３５】
本発明による方法によれば、実質的に内燃エンジン１の回転数を検出することにより、白熱点火状態が存在するかどうかを簡単に検知することができる。さらに、図４に図示した方法には、わずかな量を記憶させればよく、すなわち現時点の回転数ｎと、回転数差Δｎを求めるための前回のエンジンサイクルの回転数ｎと、カウンタｘの現時点の値とを記憶させればよいという利点がある。これにより制御の構成を簡潔にできる。
【００３６】
通常、パワーソー等の作業機は内燃エンジンに対するカットオフ回転数よりもかなり低い回転数で作動する。したがって、この種の作業機の内燃エンジンの場合、点火を中断させることはめったにない。たとえば刈払い機或いは刈込みばさみ等の他の作業機は、通常の作動時にはカットオフ回転数の範囲で作動する。この場合、回転数制御は、図１０に図示したカットオフ回転数ｎ０よりも上の回転数で点火を中断させることにより行なうのが通常である。図１０は、内燃エンジン１がカットオフ回転数ｎ０の範囲で作動する作業機における内燃エンジンの回転数の経過を示したものである。時点ｔ２で回転数ｎはカットオフ回転数ｎ０を越える。点火を中断させると、回転数ｎはカットオフ回転数ｎ０以下に低下する。その後回転数ｎは再びカットオフ回転数ｎ０を越え、その結果時点ｔ３で点火を新たに中断させ、回転数を低下させる。時点ｔ４で新たに点火を中断させる。しかし、カットオフ回転数ｎ０よりも大きな回転数ｎは低下せずに、さらに上昇する。このとき白熱点火状態が存在する。この白熱点火状態は検知することができ、燃料供給量を増やす、或いは、燃料供給量を減らす、或いは、燃料の供給を停止する等の適当な処置により回転数ｎを減少させることができる。
【００３７】
図１１は白熱点火状態を検出するための方法の第１のシーケンスを示している。方法ステップ５８において、回転数がカットオフ回転数ｎ０よりも上であるかどうかを求める。もし上でなければ、カットオフ回転数ｎ０以下では白熱点火状態は存在し得ないので、この方法を新たに始める。
【００３８】
もし回転数ｎがカットオフ回転数ｎ０よりも大きければ、方法ステップ５９において、連続する２つのエンジンサイクルの間での回転数差Δｎが回転数差限界値Δｎ限界よりも大きいかどうかを調べる。なお、複数のエンジンサイクルにわたる回転数差Δｎ、たとえば１回目のエンジンサイクルと５回目のエンジンサイクルとの間の回転数差Δｎを考慮してもよい。回転数差Δｎが回転数差限界値Δｎ限界よりも小さければ、白熱点火状態は存在しない。これは、回転数ｎが実質的に一定のケース、或いは、回転数が低下しているケースである。回転数差Δｎが回転数差限界値Δｎ限界よりも大きければ、白熱点火状態が存在する。それ故、方法ステップ６５において、内燃エンジンの白熱点火を阻止する処置を講じる。たとえば混合気を濃化し、すなわち燃料供給量を増やし、或いは、混合気を希薄にし、すなわち燃料の供給を行なわない。回転数ｎが再びカットオフ回転数ｎ０以下に低下すれば、内燃エンジン１は通常の作動へ復帰する。
【００３９】
図１２は本発明による方法の変形実施形態を示している。方法ステップ５８で、回転数ｎがカットオフ回転数ｎ０よりも大きいかどうかを調べる。しかし、この方法ステップ５８は図１２の方法においては省略してもよい。方法ステップ６９において、平均回転数Δｎ平均が平均回転数限界値ｎ平均限界よりも大きいかどうかを求める。なお、平均回転数ｎ平均とは複数のエンジンサイクルにわたる回転数ｎの平均値である。平均回転数ｎ平均が平均回転数限界値ｎ平均限界よりも小さければ、白熱点火状態は存在しない。平均回転数ｎ平均が平均回転数限界値ｎ平均限界よりも大きければ、白熱点火状態が存在する。この場合、方法ステップ６５において、内燃エンジン１に供給される燃料空気混合気の濃化または強い希薄化のような処置を講じる。
【００４０】
カットオフ回転数ｎ０はたとえばほぼ１２５００回転／分であってよい。回転数差限界値Δｎ限界はたとえばほぼ２００回転／分であり、平均回転数限界値ｎ平均限界はたとえばほぼ１３０００回転／分である。しかしながら、これらの回転数値は各エンジンに対し個別に求める必要がある。
【００４１】
通常作動時に通常どおりにカットオフ範囲で作動する内燃エンジンの場合には、少なくとも１つの回転数値を求めて評価することにより、白熱点火状態が存在するかどうかをじかに推定することができる。白熱点火状態を表わす兆候を事前に調べるステップは省略できる。これにより白熱点火状態の検出が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】内燃エンジンの部分断面斜視図である。
【図２】本発明による方法を実施するためのフローチャートである。
【図３】異なるエンジン状態における回転数の標準偏差の経過と回転数との関係を示すグラフである。
【図４】本発明による方法の１実施形態を実施するためのフローチャートである。
【図５】エンジンの標準作動状態における回転数の経過とカウンタの経過との関係を示すグラフである。
【図６】内燃エンジンの白熱点火作動状態における回転数の経過とカウンタの経過との関係を示すグラフである。
【図７】回転数の経過と時間との関係を示すグラフである。
【図８】図７の回転数の経過におけるカウンタの経過と時間との関係を示すグラフである。
【図９】図７に図示した回転数の経過と図８に図示したカウンタの経過とに対する点火と時間との関係を示すグラフである。
【図１０】カットオフ回転数の範囲における内燃エンジンの回転数の経過を示すグラフである。
【図１１】本発明による方法の１実施形態を実施するためのフローチャートである。
【図１２】本発明による方法の１実施形態を実施するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１                  内燃エンジン
２                  シリンダ
３                  燃焼室
４                  クランクケース
５                  ピストン
６                  連接棒
７                  クランク軸
Δｎ                回転数差
Δｎ限界            回転数差限界値
Δｎ平均            平均回転数
σ                  標準偏差
σ限界              標準偏差限界値
ｎ０                  カットオフ回転数
ｎ平均限界          平均回転数限界値
ｘ限界              カウンタ限界値
ｘ                  カウンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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