(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火装置と燃料供給装置と回転数検出装置とを有する内燃エンジンの作動方法であって、内燃エンジン（８）が、許容限界回転数（ｎｇ）と、該許容回転数よりも大きな、回転数（ｎ）のカットオフ範囲（Ａ）とを有し、カットオフ範囲（Ａ）で点火を休止することによって内燃エンジン（８）の回転数（ｎ）を制限し、カットオフ範囲（Ａ）内にあるカットオフ回転数（ｎａ）よりも大きな回転数（ｎ）にある個々のエンジンサイクルにおいて点火を休止させることによってカットオフ範囲（Ａ）での点火を制限し、カットオフ範囲（Ａ）で、点火を休止させるエンジンサイクルの回数と点火総数との比率を表わす非点火エンジンサイクル率（ＡＳＲ）を調整するようにした前記作動方法において、
エンジンに対する制御量をカットオフ範囲（Ａ）でのパラメータから求め、カットオフ範囲（Ａ）での制御量として非点火エンジンサイクル率（ＡＳＲ）の最大値（ＡＳＲｍａｘ）を求め、非点火エンジンサイクル率（ＡＳＲ）の最大値（ＡＳＲｍａｘ）または最大値（ＡＳＲｍａｘ）の割合を、供給すべき燃料量（ｘ）と回転数（ｎ）との関係を示す特性曲線（２７，２８，２９）を設定するために利用することを特徴とする作動方法。
【請求項２】
燃料供給量を変化させることによって非点火エンジンサイクル率（ＡＳＲ）を調整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】
燃料供給量を連続的に変化させ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】
燃料供給量を減少させて非点火エンジンサイクル率（ＡＳＲ）を調整することを特徴とする、請求項２または３に記載の作動方法。
【請求項５】
非点火エンジンサイクル率（ＡＳＲ）が２０％以下へ、特に１０％以下へ、有利にはほぼ０％へ低下するまで非点火エンジンサイクル率（ＡＳＲ）を調整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】
限界回転数（ｎｇ）よりも低い回転数で、供給すべき燃料量（ｘ）と回転数（ｎ）との関係を示す特性曲線（２７，２８，２９）を設定するため、燃料空気比を変化させ、変化させた燃料空気比から生じる回転数（ｎ）の変化を評価することを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項７】
供給すべき燃料量を変化させることによって燃料空気比を変化させ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】
燃料供給装置が、供給すべき燃料量（ｘ）を各エンジンサイクルに対し配分することを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載の作動方法。
【請求項９】
カットオフ範囲（Ａ）で、点火を行なわないエンジンサイクルのパターン（Ｐ）を監視すること、次のエンジンサイクルで、前記パターン（Ｐ）が点火を行なわないエンジンサイクルのクリティカルパターン（Ｐｃｒｉｔ）と一致したときに点火を休止させることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の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の明細書から、特に手で操縦される作業機において、回転数を制限するために点火装置を適宜切ることが知られている。しかしながら、点火装置を切る際に、燃焼しなかった燃料が周囲に漏れることがある。
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９６１４４６４Ａ１号明細書
【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、良好な排ガス値を得ることができる内燃エンジンの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、請求項１の構成を備えた内燃エンジンの作動方法により解決される。
【０００６】
カットオフ範囲で非点火エンジンサイクル率(Austaktrate)を調整することにより、良好な排ガス値を達成できるように内燃エンジンを制御することができる。点火を休止させることによって回転数を制限することにより、手で操縦される作業機において必要な確実な回転数制限が得られる。有利には、非点火エンジンサイクル率を増大させるのがよい。しかし、非点火エンジンサイクル率を減少させること、特に燃料供給量を変化させることによって非点火エンジンサイクル率を減少させてもよい。
【０００７】
非点火エンジンサイクル率は、燃料供給量を変化させることによって簡単に調整することができる。この場合、特に燃料供給量を連続的に変化させる。合目的には、燃料供給量を減少させて非点火エンジンサイクル率を調整するのがよい。
【０００８】
燃料供給量を変化させることにより、一方では、燃料供給量を減少させることができ、その結果燃焼を行わなかったサイクルで燃焼せずに漏れる燃料の割合が変化し、特に減少する。他方、これと同時に、燃焼を行なわないサイクルの回数を増大させることができ、その結果供給された燃料の大部分は内燃エンジン内部で燃焼する。これにより排ガス値が改善され、総じて燃料消費量を低減させることができる。また、カットオフ範囲での確実な回転数制限が得られる。有利には、非点火エンジンサイクル率が２０％以下へ、特に１０％以下へ、有利にはほぼ０％へ低下するまで非点火エンジンサイクル率を調整するのが有利である。すなわち、エンジンサイクルの２０％または１０％で燃焼を行なわないのが有利である。非点火エンジンサイクル率がほぼ０％へ低下すると、ほぼどのエンジンサイクルでも燃焼が行われる。エンジンサイクルの少なくとも８０％または９０％或いは１００％で点火が行なわれ、したがって燃焼を行なうことができるので、燃焼しないままに内燃エンジンの排気部を通じて漏れる燃料量は極めて少ない。
【０００９】
供給すべき燃料量を設定するため、限界回転数以下の回転数で、外乱を導入して内燃エンジンの回転数反応を測定する。内燃エンジンの回転数反応に基づいて、供給された混合気が濃厚であるか希薄であるかを検出することができる。カットオフ範囲ではこのような内燃エンジンの制御は不可能である。というのは、カットオフ範囲では、回転数の制限のために回転数が上向きに反応することがないからである。それ故、たとえば刈り込みバサミ、刈払い機等のように工具がほとんどの場合作業範囲内で作動するような作業機の場合には、燃料成分の十分良好なコントロールが不可能な場合がある。そこで、エンジンに対する制御量をカットオフ範囲でのパラメータから求めるようにする。制御量をカットオフ範囲でのパラメータから求めるので、ほとんどの場合作業範囲内で作動するような作業機の場合も制御量を求めることが可能である。
【００１０】
有利には、カットオフ範囲で制御量として非点火エンジンサイクル率の最大値を求めるのがよい。この場合非点火エンジンサイクル率の最大値は、供給された燃料空気比に依存して、或いは、供給した燃料量に依存して求める。非点火エンジンサイクル率の最大値は、点火が行なわれる１回のエンジンサイクルで最大パワーが得られるような燃料空気比を表わすものである。この最大値は、内燃エンジンに作用する負荷とは関係なく発生するので、作業機の工具を交換した後も難なく非点火エンジンサイクル率の最大値を求めることができる。有利には、非点火エンジンサイクル率の最大値または最大値の割合（パーセンテージ）を、供給すべき燃料量と回転数との関係を示す特性曲線を設定するために利用するのがよい。非点火エンジンサイクル率が最大のときに供給した燃料量を起点として、所望の燃料空気比を調整することができる。この場合、たとえば、非点火エンジンサイクル率が最大のときのパワー最適な燃料量または非点火エンジンサイクル率の最大値の所定の割合（パーセンテージ）のときのパワー最適な燃料量よりも少なく燃料を供給して、内燃エンジンの燃料過多を回避するようにしてもよい。他方、十分な潤滑を保証するため、濃厚な燃料空気比も望ましいことがある。これは作業機のタイプに依存している。
【００１１】
非点火エンジンサイクル率は変動することがある。特に前記最大値の範囲では強い変動が起こりうる。他方非点火エンジンサイクル率が小さい場合には変動はほとんど起こらない。この理由から、エンジンに対する制御量を求めるため、非点火エンジンサイクル率の最大値ではなく、最大値の所定の割合（パーセンテージ）を選定するのが有利な場合がある。この最大値の所定の割合（パーセンテージ）は、たとえば非点火エンジンサイクル率の最大値のほぼ８５％ないしほぼ９５％の範囲にある。この場合、負荷時の作動に対しては、負荷なしの作動時に比べて、より高い割合（パーセンテージ）を選定するのが有利である。たとえば、負荷作動時にはほぼ９３％の割合（パーセンテージ）を選定し、負荷のない作動時にはほぼ９０％の割合（パーセンテージ）を選定することができる。
【００１２】
本発明によれば、全回転数範囲に対しそれぞれ供給すべき燃料量を表わす特性曲線を設定するため、非点火エンジンサイクル率の最大値または最大値の所定の割合（パーセンテージ）を利用する。この場合、たとえば、非点火エンジンサイクル率の最大値に依存して特性曲線をシフトさせてもよい。有利には、限界回転数よりも低い回転数で、供給すべき燃料量と回転数との関係を示す特性曲線を設定するため、燃料空気比を変化させ、変化させた燃料空気比から生じる回転数の変化を評価するのがよい。回転数の変化に基づき、供給すべき燃料量と回転数との関係を表わす特性曲線を設定することができる。これにより、限界回転数以下でも、カットオフ範囲でも、内燃エンジンに対し所望の燃料空気比を設定することができる。
【００１３】
有利には、供給すべき燃料量を変化させることによって燃料空気比を変化させるのがよい。しかしながら、燃焼空気供給量を変化させてもよい。内燃エンジンの好適な制御を達成するため、本発明によれば、燃料供給装置は、供給すべき燃料量を各エンジンサイクルに対し配分する。燃料供給装置とは、内燃エンジンの制御部と接続されている、たとえば弁、特に電磁弁等の切換え弁である。
【００１４】
カットオフ範囲で、点火を行なわないエンジンサイクルのクリティカルパターンを設定できることが判明した。この、点火を行なわないエンジンサイクルのクリティカルパターンでは、エンジンに極端な圧力変化が生じ、エンジンを強く負荷する。また、発生する振動は作業機の駆動トレインの固有振動数の範囲にあり、その結果駆動トレインが振動して同様に作業機を負荷することも判明した。本発明独自の思想は、この強い負荷を回避することにある。このため、本発明によれば、カットオフ範囲で、点火を行なわないエンジンサイクルのクリティカルパターンを識別する。これは、コンスタントな各パターンであってもよいし、或いは、特定のコンスタントなパターンだけであってもよい。特に、パターンで発生する振動の振動数は駆動トレインの固有振動数に相当している。本発明によれば、作動中に発生するエンジンサイクルのパターンを、有利にはコンスタントに監視し、次のエンジンサイクルで、前記パターンが点火を行なわないエンジンサイクルのクリティカルパターンと一致したときに点火を休止させる。
【００１５】
次のエンジンサイクルにおいても点火を休止させることにより、パターンが中断されて、他の、特に不規則なパターンが発生する。これによりコンスタントなクリティカルカットオフパターンを簡単に阻止することができる。この場合、点火が休止されるエンジンサイクルは非点火エンジンサイクル率の検出に入る。点火を休止させることによる回転数制限は、点火が行なわれない付加的なエンジンサイクルによって阻害されない。たとえば燃料供給量を変更することによってエンジンに対する制御量を求めるための非点火エンジンサイクル率の調整はそのまま可能であり、その結果エンジンの制御は、クリティカルカットオフパターンを回避するために点火が行なわれない付加的なエンジンサイクルによってネガティブな影響を受けない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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には、手で操縦される作業機として刈払い機１が例示されている。刈払い機１以外にも、本発明は剪定ばさみ、或いは、パワーソー、研削切断機等の他の手で操縦される作業機にも使用することができる。本発明を適用するにあたって特に有利なのは、刈払い機または剪定ばさみのように主に作業範囲内で作動される作業機である。
【００１７】
刈払い機１は案内管２を有し、案内管２には、作動中に刈払い機１を操縦するために２つのグリップ３が固定されている。案内管２には、さらに、利用者の肩を介して案内されている担持ベルト５が配置されている。案内管２には、地面側に、刈り取り糸７を有している糸型刈り取りヘッド６が配置されている。糸型刈り取りヘッド６は回転駆動される。案内管２の他端にはケーシング４が配置され、ケーシング４内には、糸型刈り取りヘッド６を駆動するための内燃エンジンが配置されている。
【００１８】
刈払い機１の内燃エンジン８を図２に斜視図で示す。単気筒内燃エンジン８は２サイクルエンジンとして構成されている。しかし、内燃エンジン８を単気筒４サイクルエンジンとして構成してもよい。内燃エンジン８はシリンダ９を有し、シリンダ９内にはピストン１０が往復動可能に支持されている。ピストン１０は、連接棒１１を介して、クランクケース１２内に回転可能に支持されているクランク軸１３を駆動する。ピストン１０はシリンダ９内に形成されている燃焼室２２を画成し、燃焼室２２内には点火プラグ２３が突出している。点火プラグ２３は、点火モジュール２４および点火の用を成す制御部２５の一部分とともに点火装置を形成している。
【００１９】
ピストン１０が図２に図示した下死点にあるとき、クランクケース１２の内部は２つの掃気通路２１と２つの掃気通路２０とを介して燃焼室２２と連通している。図２には掃気通路２０と２１のそれぞれ１つのみが図示されている。燃焼室２２からは排気通路１９が出ている。両掃気通路２１は排気通路１９に近い側に配置されている。
【００２０】
クランクケース１２には、ピストン１０が上死点領域にあるときに、燃焼空気を供給するための吸気通路１６が開口する。吸気通路１６に通じる通路にはスロットルバルブ１８が配置され、該スロットルバルブ１８を介して燃焼空気供給量を制御可能である。スロットルバルブ１８はスロットルバルブセンサ２６を備えており、スロットルバルブセンサ２６は制御部２５と接続され、スロットルバルブ１８の位置を検出する。両掃気通路２０は吸気通路１６に近い側に配置されている。両掃気通路２０の一方には燃料弁１７が配置されており、燃料弁１７も同様に制御部２５と接続され、各エンジンサイクルにおいて、このエンジンサイクルのために制御部２５によって設定される燃料量を掃気通路２０に供給する。燃料弁１７は電磁切換え弁として構成されているのが有利である。
【００２１】
クランク軸１３上には発電機１４が配置されている。発電機１４は点火プラグ２３の点火に必要なエネルギーを生成させる。しかし、点火モジュール２４においてもエネルギーを生成するようにしてもよい。発電機１４は制御部２５と接続され、制御部２５と刈払い機１の他の電気装置とにエネルギーを供給する。さらに発電機１４は、内燃エンジン１４の回転数を検出するためにも使用する。クランク軸１３上には、さらに、内燃エンジン８のために冷却空気を搬送するファンホイール１５が固定されている。
【００２２】
図３のグラフが示すように、内燃エンジン８の回転数ｎは限界回転数ｎｇの上方で制限される。限界回転数ｎｇの上方にはカットオフ範囲Ａがあり、このカットオフ範囲において回転数の制限が行なわれる。カットオフ範囲Ａには、限界回転数ｎｇよりも大きなカットオフ回転数ｎａがある。カットオフ回転数ｎａを越えると、内燃エンジン８の点火が休止される。もはや燃焼を行なうことができないので、クランク軸１３がさらに加速することはなく、その結果回転数は再びカットオフ回転数ｎａ以下に低下する。回転数がカットオフ回転数ｎａ以下に低下すると、燃焼室２２内で混合気の点火が再び行なわれる。これにより回転数ｎが再び上昇してカットオフ回転数ｎａよりも大きくなる。回転数ｎがカットオフ回転数ｎａを越えると、点火が新たに休止され、回転数は再び低下する。このように、回転数ｎがカットオフ回転数ｎａを越えたときに点火を休止することにより、回転数ｎを簡単に効果的に制限することができる。
【００２３】
カットオフ範囲Ａには、点火を休止させるエンジンサイクル数と点火総数との比率を表わす非点火エンジンサイクル率ＡＳＲ(Austaktrate)が設定される。非点火エンジンサイクル率ＡＳＲは燃料供給量に依存している。図４と図５は、空気比λと時間ｔとが所定の関係で変化しているときの非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの変化を示している。なお、空気比λは燃料と空気との比率を表わす量である。空気比λは、実際に燃焼に提供される空気量と化学量論的燃焼に必要な空気量との比率である。空気比λの値が１以下であれば混合気が濃厚であり、１以上であれば希薄な混合気であることを特徴付けている。空気比λの変化は、空気量が一定であるときの燃料供給量の変化に相当している。
【００２４】
図４と図５が示すように、空気比λは時点ｔ１を起点として連続的に変化する。この場合空気比λは増大し、すなわち燃料供給量は対応的に連続して少なくなり、したがって混合気は希薄になる。この場合、この変化、特に燃料供給量の減少は、連続的に行なうのが有利である。しかしながら段階的に変化させてもよく、特に段階的に減少させる。図４が示しているように、非点火エンジンサイクル率は当初増大して時点ｔ２で最大非点火エンジンサイクル率ＡＳＲｍａｘに達する。空気比λがさらに増大すると、すなわち燃料供給量がさらに減少すると、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲは再び降下する。時点ｔ３で９０％の非点火エンジンサイクル率ＡＳＲ９０に達し、すなわち最大非点火エンジンサイクル率ＡＳＲｍａｘよりも１０％低い非点火エンジンサイクル率ＡＳＲに達する。時点ｔ４でほぼ２０％の非点火エンジンサイクル率ＡＳＲに達する。線３１が示すように、ほぼ２０％の非点火エンジンサイクル率ＡＳＲに達した後の燃料供給量は一定に保持される。したがって燃料供給量は非常に小さく、他方同時に、燃焼を行なわないエンジンサイクルの回数も低い。これによって低い排ガス値が得られる。空気比λは値λ２で保持される。
【００２５】
最大非点火エンジンサイクル率ＡＳＲｍａｘは、点火した１回のエンジンサイクルにつき内燃エンジン８のパワーが最大になったときに設定する。この空気比λの時にクランク軸１３は最大加速度に達し、その結果回転数上昇も最大である。それ故、回転数は比較的長い間にわたってカットオフ回転数ｎａよりも上の値を閉め、その結果その後の比較的多数回のエンジンサイクルにわたって点火は行なわれない。内燃エンジン８がほとんどの場合カットオフ範囲Ａ内で作動する刈り込みばさみまたは刈払い機のような手で操縦される作業機の場合、最大非点火エンジンサイクル率ＡＳＲｍａｘのときの空気量であるパワー最適値λ１に対応する燃料空気比を設定するのが有利である。エンジンに高パワーが要求される場合、たとえば太い枝等を刈り込みばさみで切断する必要がある場合には、上記設定の場合即座に最大エンジンパワーが提供される。この設定を図５で線３２によって示した。しかしながら、内燃エンジン８の十分な潤滑を達成するため、空気比λをパワー最適な空気比λ１よりも濃厚な値に設定してもよい。これを図５において空気比λ３によって示した。空気比λ３の変化（経過）を図５では線３３が示している。
【００２６】
図６はエンジン負荷Ｍｄと回転数ｎとの典型的な関係を示している。エンジン負荷Ｍｄが最大値に達した後、作動回転数範囲Ｂが設けられている。作動回転数範囲Ｂに対し間隔をおいて、回転数ｎがより高い場合に限界回転数ｎｇがあり、この限界回転数ｎｇに続いてカットオフ回転数ｎａを含んだカットオフ範囲Ａがある。図６が示しているように、カットオフ範囲Ａでの回転数ｎは点火休止により回転数が制限されるために非常に強く低下する。
【００２７】
通常は作動回転数範囲Ｂで作動する作業機の場合、空気比λと燃料供給量ｘを調整するために、図９に概略的に図示したような方法を利用することができる。方法ステップ３４において、たとえば燃料供給量を変化させることにより燃料空気比を変更させる。この場合、燃料供給量は特に連続的に調整される。しかし、燃料供給量を段階的に調整するのも有利である。方法ステップ３５では、その結果生じた回転数の変化を評価する。回転数情報は発電機１４を通じて制御部２５に送られる。回転数の反応に基づき、すなわち燃料の増量後に回転数ｎが低下したか上昇したかどうかに基づき、供給された燃料空気混合気が濃厚に調整されたか、希薄に調整されたかを検出する。このとき、燃料供給量の変更を、このようにして最適な燃料空気比が達成されるまで行なうのが有利であり、すなわちさらに濃厚にする場合も希薄にする場合も回転数ｎが減少するまで行なうのが有利である。この検出された最適な燃料空気比は、方法ステップ３６において、供給すべき燃料量ｘに対する特性曲線を回転数範囲ｎ全体にわたって設定するために利用する。この場合、作業機によっては、最適な混合気または特定の燃料成分だけ濃厚または希薄な混合気を設定することができる。
【００２８】
図７には、供給すべき燃料量ｘの変化と回転数ｎとの関係を示す３つの典型的な特性曲線２７，２８，２９が図示されている。特性曲線２７は、どの回転数ｎでも供給すべき燃料量ｘを最も少なくなるようにするためのもので、すなわちもっとも希薄な混合気のためのもので、これに対し特性曲線２９は、どの回転数ｎでも供給すべき燃料量を最も多くするためのもので、したがって特性曲線２９では、空気比λは最も少なく調整される。特性曲線２７，２８，２９の間で、供給すべき燃料量ｘに対する特性曲線をシフトすることができ、或いは、適当な１つの特性曲線を選定することができる。適当な特性曲線の選定は、作動回転数範囲Ｂで検出した最適な供給すべき燃料量ｘに依存している。
【００２９】
カットオフ範囲では、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの最大値ＡＳＲｍａｘに基づいた特性曲線２７，２８，２９の設定を行なうことができる。したがって、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの最大値ＡＳＲｍａｘの位置に基づいて、供給すべき燃料量ｘの特性曲線を内燃エンジン８の全回転数範囲にわたって設定する。特性曲線を設定するため、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの最大値ＡＳＲｍａｘの代わりに、最大値ＡＳＲｍａｘの所定の割合（パーセンテージ）を利用してもよい。たとえば図４に図示した非点火エンジンサイクル率ＡＳＲ９０は最大値ＡＳＲｍａｘの９０％である。最大値ＡＳＲｍａｘでは、パワー最適な空気比λ１が存在する。カットオフ回転数ｎａでパワー最適な空気比λ１が存在するように特性曲線２７，２８，２９をシフトするようにしてもよい。他方、カットオフ回転数ｎａで空気比λがパワー最適な空気比λ１に対し所定の間隔を有するような特性曲線２７，２８，２９を選定するようにしてもよい。この場合、燃料消費量をより少なくするために、パワー最適な空気比λ１よりも大きな空気比λを選定してもよいし、内燃エンジン８の潤滑を改善するために、パワー最適な空気比λ１よりも小さな空気比λを選定してもよい。選定した空気比λに応じて、供給すべき燃料量ｘが調整され、或いは、付属の特性曲線２７，２８，２９が選定される。
【００３０】
図８には、異なるエンジン負荷Ｍｄ１，Ｍｄ２での非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの変化が図示されている。図８が示すように、エンジン負荷Ｍｄ１，Ｍｄ２に関係なくそれぞれ非点火エンジンサイクル率の最大値が存在する。エンジン負荷が異なる場合、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲを示す曲線の位置のみが変化する。これにより、本発明による方法は、異なる工具で作動する内燃エンジン８においても適用することができる。最大非点火エンジンサイクル率のみをＡＳＲｍａｘとして検出すればよいので、或いは、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの変化を検出すればよいので（ただしその絶対値）、本発明が提案する制御はエンジン負荷とは独立である。
【００３１】
点火を休止することによって回転数を制限するようにした内燃エンジンの場合、燃焼を行なわないエンジンサイクルのクリティカルパターンＰｃｒｉｔがカットオフ範囲Ａに生じることが明らかになった。このクリティカルパターンＰｃｒｉｔ（通常は一定）により、内燃エンジン８に非常に高い圧力が発生する。その結果、作業機（たとえば刈払い機１）の駆動トレインの固有振動数の範囲にある振動が生じる。これにより、材料に対し高い負荷を伴う共振作用と、作動中に望ましくない大きな振動とが発生する。作動中に高い振動が発生する内燃エンジン８の場合、カットオフ範囲Ａでの作動は従来不可能である。にもかかわらずカットオフ範囲Ａでの作動を可能にし、よって非点火エンジンサイクル率ＡＳＲを調整することによるエンジンの制御も可能にするため、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの検出および調整に加えて点火への介入を行なう。
【００３２】
図１０には、点火を行なうエンジンサイクルのパターンＰと時間ｔとの典型的な関係が図示されている。点火を行なうエンジンサイクルは垂直線で示してある。まず、不規則なパターンＰ１が発生する。次の規則的なパターンＰ２では、点火を行なうそれぞれ６回のエンジンサイクルに、点火を行なわない１回のエンジンサイクルが続く。このパターンはパターンＰｃｒｉｔによって解消される。パターンＰｃｒｉｔでは、点火を行なう７回のエンジンサイクルに、点火を行なわない１回のエンジンサイクルが続く。本実施形態では、全部で１６回のエンジンサイクルのパターン（点火を行なう７回のエンジンサイクルの後に、それぞれ点火を行なわない１回のエンジンサイクルが続く）がクリティカルパターンＰｃｒｉｔである。したがって時点ｔ５でエンジン制御部は点火を休止させ、より厳密には、回転数ｎがカットオフ回転数ｎａよりも大きいかどうかに関係なく休止させる。点火を行なわないエンジンサイクルによって、燃焼が行われないエンジンサイクルのパターンが妨害され、共振の形成が回避される。時点ｔ５をすぎると、再び不規則なパターンＰ４が生じる。
【００３３】
図１１はエンジン制御方法のスケジュールである。方法ステップ３７では、クリティカルパターンＰｃｒｉｔを識別する。これは、たとえば発生する振動または圧力経過を監視することによって、すでに作業機の製造段階で或いはたとえば規則的に作動中に行なうことができる。方法ステップ３８では、発生するパターンＰ（ｔ）を連続的に監視する。検出したパターンＰ（ｔ）は方法ステップ３９においてクリティカルパターンＰｃｒｉｔと比較する。パターンＰ（ｔ）がクリティカルパターンＰｃｒｉｔと一致すれば、方法ステップ４０において、次のエンジンサイクルで点火を休止させ、それによってこのパターンを妨害する。パターンＰ（ｔ）がクリティカルパターンＰｃｒｉｔと異なっていれば、点火に介入しない。次に方法ステップ３８からこの方法を繰り返す。
【００３４】
エンジンサイクルの全体経過に対する、点火を行なわないエンジンサイクルのクリティカルパターンＰｃｒｉｔの監視は、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの変化とは独立に行なう。これによって、カットオフ範囲Ａで共振が発生しうるエンジンの場合も、非点火エンジンサイクル率ＡＳＲの変更とエンジン制御とをパラメータに依存してカットオフ範囲Ａで行なうことが可能になる。内燃エンジンの回転数変動は特に小さくなり、その結果静寂な回転になる。パターンＰの監視は、非点火エンジンサイクル率を変更しない場合も行なってよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】操作者によって保持された、手で操縦される作業機の概略斜視図である。
【図２】図１の作業機の内燃エンジンの部分断面斜視図である。
【図３】カットオフ範囲での回転数と時間との関係を示すグラフである。
【図４】非点火エンジンサイクル率と時間との関係を示すグラフである。
【図５】図４に図示したように非点火エンジンサイクル率が変化する場合の空気比λと時間との関係を示すグラフである。
【図６】手で操縦される作業機の負荷と回転数との関係を示すグラフである。
【図７】供給すべき燃料量と回転数との関係を示す特性曲線のグラフである。
【図８】作業機の異なる負荷における非点火エンジンサイクル率と空気比との関係を示すグラフである。
【図９】特性曲線を設定するための方法のスケジュールを説明する概略図である。
【図１０】点火が行なわれないエンジンサイクルのパターンと時間との関係を示すグラフである。
【図１１】点火のパターンを設定するための方法のスケジュールを説明する概略図である。
【符号の説明】
【００３６】
８                  内燃エンジン
Ａ                  カットオフ範囲
ＡＳＲ              非点火エンジンサイクル率
ＡＳＲｍａｘ        最大非点火エンジンサイクル率
Ｐｃｒｉｔ          クリティカルパターン
ｎ                  回転数
ｎａ                カットオフ回転数
ｎｇ                限界回転数
【図１】
0005352221.tif 000002
【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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