(57)【要約】【課題】簡素化された構成で排気ガス中の酸素濃度を反映したフィードバック制御を行いながら、燃費の向上及び排気ガス中の規制物質量の低減を達成し得る低コストの汎用エンジンを実現可能な電子制御装置を提供する。【解決手段】電子制御装置１００では、燃料噴射量算出部１０８が、今回の起動動作時においてエンジン１が完爆した後の暖機運転の間では、前回の起動動作時において酸素濃度センサ３０により検出された酸素濃度に応じて算出して不揮発性メモリ１０１に更新して記憶した酸素濃度フィードバック係数の記憶値を用いて、エンジン回転数に応じて規定される基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出する。【選択図】図１
2016098759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転数を検出するクランクセンサと、前記内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、前記内燃機関の吸入空気量を制御することにより前記内燃機関を調速するメカニカルガバナと、を有する内燃機関に適用される電子制御装置において、
前記内燃機関の燃料噴射量を前記回転数に応じて算出する燃料噴射量算出部と、
不揮発性メモリと、
を備え、
前記燃料噴射量算出部は、前記電子制御装置の今回の起動動作時において前記内燃機関が完爆した後の暖機運転の間では、前記電子制御装置の前回の起動動作時において前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に応じて算出して前記不揮発性メモリに更新して記憶した酸素濃度フィードバック係数の記憶値を用いて、前記回転数に応じて規定される基本燃料噴射量を補正することにより前記燃料噴射量を算出することを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射量算出部は、
前記暖機運転の間では、前記記憶値を前記内燃機関の理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を呈するように増加させた第１の補正係数を用いて、前記基本燃料噴射量を補正することにより前記燃料噴射量を算出すると共に、
前記酸素濃度センサの活性後又は前記暖機運転の完了後では、前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に応じて算出した前記酸素濃度フィードバック係数の最新値に向かって前記記憶値を漸増させる第２の補正係数を用いて、前記基本燃料噴射量を補正することにより前記燃料噴射量を算出することを特徴とする請求項１に記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射量算出部は、前記暖機運転の前記完了後に前記回転数の変動量が所定値以上となったときには、前記基本燃料噴射量を前記酸素濃度フィードバック係数で補正する酸素濃度フィードバックを停止すると共に、前記回転数が前記変動量で上昇方向に変動していた場合には、前記基本燃料噴射量に増量補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の電子制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の点火時期を前記回転数に応じて算出する点火時期算出部を更に備え、
前記点火時期算出部は、
前記暖機運転の間では、前記酸素濃度センサが活性前の状態及び活性後の状態のいずれにあるか判別し得る前記酸素濃度センサの出力値と、前記内燃機関に装着されたエンジン温度センサにより検出されたエンジン温度に応じてエンジン温度補正係数算出部にて算出されたエンジン温度補正係数と、の少なくとも一方を用いて、前記回転数に応じて規定される基本点火時期を進角補正することにより前記点火時期を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電子制御装置。
【請求項５】
前記不揮発性メモリは、ＥＥＰＲＯＭであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関（エンジン）に適用される電子制御装置に関し、特に、発電機、揚水ポンプ、農業機械及び建設機械等の汎用機に用いられる汎用エンジンに適用される電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの吸入空気量を制御することによりエンジンを調速するメカニカルガバナを備える汎用エンジンにより駆動されるエンジン発電機等の汎用機が知られている。
【０００３】
かかる汎用エンジンでは、吸入空気量は、メカニカルガバナにより調整されてエンジン内に供給され、燃料は、メカニカルガバナにより調整された吸入空気量（負圧）でキャブレタからエンジン内に供給される。このようなキャブレタを備える汎用エンジンが適用された汎用機は、比較的安価であるために広く使用されている。
【０００４】
これに対して、近年、キャブレタの代わりに電子燃料噴射弁を備え、排気ガス濃度に基づく空燃比制御を実施することにより運転される汎用エンジンが適用された汎用機が提案されている。
【０００５】
かかる状況下で、特許文献１は、メカニカルガバナ付き電子燃料噴射エンジンに関し、エンジンの燃焼室１に臨んで設けられた燃料点火プラグ２と、吸気管３内に設けられた燃料噴射装置４と、燃焼室１への空気量の流入量を制御するスロットル弁５と、スロットル弁５の開度を制御するメカニカルガバナ６と、回転数センサ９、圧力センサ７、弁開度センサ８及びトルクセンサ３５を含んでエンジン状態を検出する状態検出センサ３４と、制御部１０とを備える構成を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２２３２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、回転数センサ９、圧力センサ７、弁開度センサ８及びトルクセンサ３５を含んでエンジン状態を検出する状態検出センサ３４を備えて、制御部１０が、吸入空気流量を予測して、その予測された空気流量とエンジン回転数ｎに基づいて定常運転時の空燃比を求めると共に、エンジンの運転状態をガバナレバー軸１３の回転角度を検出する弁開度センサ８等により求め、その検出結果に基づいて定常運転時の空燃比を補正して、運転状態に対応した空燃比の値を決定することにより、最適な運転状態を維持する構成を採用するものであるため、従来のキャブレタを備えた汎用エンジンに対して、センサの種類や個数が増加しており、その構成が煩雑であり、その製品コストが嵩んで高価なものになりすぎる傾向にあると考えられる。
【０００８】
また、本発明者の更なる検討によれば、エンジンで駆動される汎用機に対しては、全世界的に燃費の向上及び排気ガス中の規制物質量の低減が求められている状況にもあり、この点では、電子制御装置で燃料噴射弁の動作を制御する汎用エンジンに強みがあると考えられる。
【０００９】
つまり、現状では、電子制御装置で燃料噴射弁の動作を制御する汎用エンジンについては、低コストであって、排気ガス中の酸素濃度を反映したフィードバック制御を行いながら、燃費の向上及び排気ガス中の規制物質量の低減を実現することが待望されている状況にある。
【００１０】
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、簡素化された構成で排気ガス中の酸素濃度を反映したフィードバック制御を行いながら、燃費の向上及び排気ガス中の規制物質量の低減を達成し得る低コストの汎用エンジンを実現可能な電子制御装置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】
以上の目的を達成するべく、本発明は、内燃機関の回転数を検出するクランクセンサと、前記内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、前記内燃機関の吸入空気量を制御することにより前記内燃機関を調速するメカニカルガバナと、を有する内燃機関に適用される電子制御装置において、前記内燃機関の燃料噴射量を前記回転数に応じて算出する燃料噴射量算出部と、不揮発性メモリと、を備え、前記燃料噴射量算出部は、前記電子制御装置の今回の起動動作時において前記内燃機関が完爆した後の暖機運転の間では、前記電子制御装置の前回の起動動作時において前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に応じて算出して前記不揮発性メモリに更新して記憶した酸素濃度フィードバック係数の記憶値を用いて、前記回転数に応じて規定される基本燃料噴射量を補正することにより前記燃料噴射量を算出することを第１の局面とする。
【００１２】
また、本発明は、第１の局面に加えて、前記燃料噴射量算出部は、前記暖機運転の間では、前記記憶値を前記内燃機関の理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を呈するように増加させた第１の補正係数を用いて、前記基本燃料噴射量を補正することにより前記燃料噴射量を算出すると共に、前記酸素濃度センサの活性後又は前記暖機運転の完了後では、前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に応じて算出した前記酸素濃度フィードバック係数の最新値に向かって前記記憶値を漸増させる第２の補正係数を用いて、前記基本燃料噴射量を補正することにより前記燃料噴射量を算出することを第２の局面とする。
【００１３】
また、本発明は、第２の局面に加えて、前記燃料噴射量算出部は、前記暖機運転の前記完了後に前記回転数の変動量が所定値以上となったときには、前記基本燃料噴射量を前記酸素濃度フィードバック係数で補正する酸素濃度フィードバックを停止すると共に、前記回転数が前記変動量で上昇方向に変動していた場合には、前記基本燃料噴射量に増量補正を行うことを第３の局面とする。
【００１４】
また、本発明は、第１から第３のいずれかの局面に加えて、前記内燃機関の点火時期を前記回転数に応じて算出する点火時期算出部を更に備え、前記点火時期算出部は、前記暖機運転の間では、前記酸素濃度センサが活性前の状態及び活性後の状態のいずれにあるか判別し得る前記酸素濃度センサの出力値と、前記内燃機関に装着されたエンジン温度センサにより検出されたエンジン温度に応じてエンジン温度補正係数算出部にて算出されたエンジン温度補正係数と、の少なくとも一方を用いて、前記回転数に応じて規定される基本点火時期を進角補正することにより前記点火時期を算出することを第４の局面とする。
【００１５】
また、本発明は、第１から第４のいずれかの局面に加えて、前記不揮発性メモリは、ＥＥＰＲＯＭであることを第５の局面とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上の本発明の第１の局面にかかる電子制御装置によれば、内燃機関の燃料噴射量を回転数に応じて算出する燃料噴射量算出部と、不揮発性メモリと、を備え、燃料噴射量算出部は、今回の起動動作時において内燃機関が完爆した後の暖機運転の間では、前回の起動動作時において酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に応じて算出して不揮発性メモリに更新して記憶した酸素濃度フィードバック係数の記憶値を用いて、回転数に応じて規定される基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出するものであるため、各種センサの種類や個数を増加させることなく、キャブレタを電子燃料噴射弁に置換した内燃機関が適用される汎用機にバッテリ等の電源が搭載されていない場合であっても、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じて、内燃機関の燃料噴射量を補正することができる。これにより、簡素化された構成で排気ガス中の酸素濃度を反映したフィードバック制御を行いながら、燃費の向上及び排気ガス中の規制物質量の低減を達成し得る低コストの汎用エンジンを実現可能な電子制御装置を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の第２の局面にかかる電子制御装置によれば、燃料噴射量算出部は、暖機運転の間では、記憶値を内燃機関の理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を呈するように増加させた第１の補正係数を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出すると共に、酸素濃度センサの活性後又は暖機運転の完了後では、酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に応じて算出した酸素濃度フィードバック係数の最新値に向かって記憶値を漸増させる第２の補正係数を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出するものであるため、酸素濃度センサの活性前又は暖機運転の間のみならず、酸素濃度センサの活性後又は暖機運転の完了後も、内燃機関の回転数が不要に変動しない態様で、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に応じて、内燃機関の燃料噴射量を補正することができる。
【００１８】
また、本発明の第３の局面にかかる電子制御装置によれば、燃料噴射量算出部は、暖機運転の完了後に回転数の変動量が所定値以上となったときには、基本燃料噴射量を酸素濃度フィードバック係数で補正する酸素濃度フィードバックを停止すると共に、回転数が変動量で上昇方向に変動していた場合には、基本燃料噴射量に増量補正を行うものであるため、暖機運転の完了後に内燃機関の回転数が不要に変動した場合であっても、内燃機関の燃料噴射量の補正による回転数への影響を排除しながら、内燃機関の回転ストールの発生を抑制することができる。
【００１９】
また、本発明の第４の局面にかかる電子制御装置によれば、内燃機関の点火時期を回転数に応じて算出する点火時期算出部を更に備え、点火時期算出部は、暖機運転の間では、酸素濃度センサが活性前の状態及び活性後の状態のいずれにあるか判別し得る酸素濃度センサの出力値と、内燃機関に装着されたエンジン温度センサにより検出されたエンジン温度に応じてエンジン温度補正係数算出部にて算出されたエンジン温度補正係数と、の少なくとも一方を用いて、回転数に応じて規定される基本点火時期を進角補正することにより点火時期を算出するものであるため、暖機運転の間に、内燃機関の点火時期も適切に補正することができる。
【００２０】
また、本発明の第５の局面にかかる電子制御装置によれば、不揮発性メモリは、ＥＥＰＲＯＭであるため、電子制御装置の前回の起動動作時において酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に応じて算出して記憶した酸素濃度フィードバック係数の記憶値を確実に用いて、内燃機関の暖機運転の間における内燃機関の燃料噴射量を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態における電子制御装置及びそれが適用される汎用エンジンの構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示す高地スイッチの構成を各々示す模式図である。
【図３】図３は、本実施形態における電子制御装置において、暖機運転中にエンジンの回転数（エンジン回転数）が変動しない場合におけるエンジンの動作行程（エンジン行程）の判別方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図４は、本実施形態における電子制御装置において、暖機運転中にエンジン回転数が変動する場合におけるエンジン行程の判別方法を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における電子制御装置につき、詳細に説明する。なお、本実施形態は、発電機に用いられる汎用エンジンに電子制御装置を適用した例を示しているが、これに限定されるものではなく、本実施形態における電子制御装置は、揚水ポンプ、農業機械及び建設機械等の発電機以外の汎用機に用いられる汎用エンジン全般に適用できるものである。また、発電機には、汎用エンジンや電子制御装置に電力を供給するためのバッテリ等の電源は搭載されていない。
【００２３】
〔汎用エンジンの構成〕
まず、図１を参照して、本実施形態における電子制御装置が適用される汎用エンジンの構成につき、詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態における電子制御装置及びそれが適用される汎用エンジンの構成を示す模式図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態における電子制御装置１００が適用されるエンジン１は、発電用コイル２を備える発電機に適用され、発電機は、エンジン１の駆動力を利用して発電用コイル２を回転させることにより電力を発生させる。なお、本実施形態における電子制御装置１００が適用されるエンジン１としては、４ストロークサイクルエンジンを例に挙げて説明するが、電子制御装置１００、原理的には、２ストロークサイクルエンジンに対しても適用可能である。
【００２６】
詳しくは、エンジン１は、シリンダブロック１１を備え、シリンダブロック１１の側壁内には、シリンダブロック１１を冷却するためのクーラントが流通する図示しないクーラント通路が形成されている。シリンダブロック１１の側壁には、クーラント通路を流通するクーラントの温度を検出する水温センサがエンジン温度センサ１２として装着されている。エンジン温度センサ１２は、エンジン１の温度（エンジン温度）を検出するものであり、エンジン温度を検出できるものであれば、水温センサ以外のその他のセンサを用いてもかまわない。また、エンジン１は、水冷方式に限らず、油冷方式（空冷方式）であってもよく、かかる場合には、エンジン１の潤滑油を一種のクーラントとして機能させることになり、エンジン１内の所定部位の潤滑油の温度をエンジン温度として検出すればよい。
【００２７】
シリンダブロック１１の内部空間には、ピストン１３が配置されている。ピストン１３は、コンロッド１４を介して、ロアケース１５内の図示を省略するクランクケース内に設けられたクランクシャフト１６に連結されている。クランクシャフト１６には、それと同軸に回転する発電用コイル２が装着されている。クランクシャフト１６は、ピストン１３の往復移動に伴い回転し、発電用コイル２は、クランクシャフト１６の回転に伴い電力を発生させる。かかる電力は、図示を省略する外部機器に供給自在であると共に、共に詳細は後述する電子制御装置１００及び点火コイル２２に供給される。
【００２８】
クランクシャフト１６には、それと同軸に回転するリラクタ１７が設けられ、リラクタ１７の外周部には１つの歯部１７ａが設けられている。リラクタ１７の外周部に対向する位置には、ロアケース１５内のクランクケースにクランクセンサ１８が装着されている。クランクセンサ１８は、クランクシャフト１６の１回転毎に歯部１７ａの始端位置及び終端位置に対応した立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを有する出力信号を出力する。ここで、原則的には、クランクセンサ１８から出力される出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ間の幅が長い場合には、エンジン１の動作行程は圧縮行程にあり、クランクセンサ１８から出力される出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ間の幅が短い場合には、エンジン１の動作行程は排気行程にあるとする。これは、エンジン１の動作行程は圧縮行程にある場合には、その圧縮抵抗力に起因してクランクシャフト１６の回転速度、つまりエンジン１の回転速度が低下することによる。
【００２９】
シリンダブロック１１の上部には、シリンダヘッド１９が組み付けられている。シリンダブロック１１の内部空間において、ピストン１３の上面とシリンダヘッド１９との間の空間は、燃焼室２０を画成する。シリンダヘッド１９には、燃焼室２０内の混合気に点火する点火プラグ２１が設けられている。点火プラグ２１の点火動作は、後述する電子制御装置１００が点火コイル２２の２次電圧を制御することにより制御される。
【００３０】
シリンダヘッド１９は、燃焼室２０と連通する吸気管２３を備えている。燃焼室２０と吸気管２３との接続部には、吸気バルブ２４が設けられている。吸気管２３には、吸気バルブ２４の上流側に燃料を噴射する電子燃料噴射弁２５が装着されている。電子燃料噴射弁２５の上流側には、エンジン１の吸入空気量を調整するスロットルバルブ２６と、スロットルバルブ２６の開度を機械的に制御することによりエンジン１を調速するメカニカルガバナ２７と、が設けられている。なお、エンジン１には、その吸気系にエンジン１の吸気圧を検出する吸気圧センサが設けられておらず、エンジン１の周囲の大気圧を検出する気圧センサも設けられていない。
【００３１】
また、シリンダヘッド１９は、燃焼室２０と連通する排気管２８を備えている。燃焼室２０と排気管２８との接続部には、排気バルブ２９が設けられている。排気管２８には、燃焼室２０から排出された排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３０が装着されている。
【００３２】
〔電子制御装置の構成及び動作〕
次に、図１から図４を参照して、本実施形態における電子制御装置１００の構成及び動作につき、詳細に説明する。
【００３３】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１に示す高地スイッチの構成を各々示す模式図である。図３は、本実施形態における電子制御装置において、暖機運転中にエンジン回転数が変動しない場合におけるエンジン行程の判別方法を説明するためのタイミングチャートである。また、図４は、本実施形態における電子制御装置において、暖機運転中にエンジン回転数が変動する場合におけるエンジン行程の判別方法を説明するためのタイミングチャートである。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態における電子制御装置１００に対しては、イグニッションスイッチ３２が手動でオフ状態からオン状態に切り換えられた後で、手動でクランキングされることによって始動されたエンジン１の駆動力で発電用コイル２を回転させることにより発電され、かつロアケース１５内の整流器３１を介して整流された電力が供給され、電子制御装置１００は、かかる発電電流を利用して起動されて動作する。電子制御装置１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やメモリ等を有するマイクロコンピュータ等の演算処理装置であり、典型的にはＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。電子制御装置１００は、メモリから必要な制御プログラム及び制御データを読み出して各種処理を実行する。
【００３５】
具体的には、電子制御装置１００は、不揮発性メモリ１０１、駆動回路１０２、及び点火回路１０３と、これらに加えて、ＣＰＵの機能ブロックであるスイッチ状態検出部１０４、エンジン回転数検出部１０５、酸素濃度フィードバック（Ｏ２Ｆ／Ｂ）係数算出部１０６、エンジン温度補正係数算出部１０７、燃料噴射量算出部１０８、点火時期制御部１０９、及び行程判別部１１０と、を備えている。スイッチ状態検出部１０４、エンジン温度補正係数算出部１０７、及び行程判別部１１０のいずれかは、発電機の仕様等に応じた制御処理の相違に応じて簡素化又は省略してもよく、かかる場合には、対応して各種センサやスイッチ等が省略され得ることになる。
【００３６】
不揮発性メモリ１０１は、電力が供給されていない状態でもデータを記憶保持可能な記憶装置であり、好適には、その動作が安定したＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００３７】
駆動回路１０２は、ＣＰＵからの制御信号に従って電子燃料噴射弁２５による燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する。なお、燃料噴射量は、詳細は後述する燃料噴射量算出部１０８により算出され、燃料噴射時期は、詳細は後述するエンジン回転数算出部１０５により算出されたエンジン回転数に応じて、ＣＰＵにより算出される。
【００３８】
点火回路１０３は、ＣＰＵからの制御信号に従って点火コイル２２による燃料への点火時期を制御する。具体的には、点火回路２２は、整流器３１を介して発電用コイル２から点火コイル２２に流れる電流を制御して点火コイル２２の２次電圧の発生時期を制御することにより、点火プラグ２１による燃料への点火時期を制御する。なお、点火時期は、詳細は後述する点火時期算出部１０９により算出される。
【００３９】
スイッチ状態検出部１０４は、エンジン回転数に応じた電子燃料噴射弁２５の始動時燃料噴射量や基本燃料噴射量を高地用に補正するか否かを指示する高地スイッチ３３の状態を検出し、このように検出した高地スイッチ３３の状態を示す電気信号を燃料噴射量算出部１０８に出力する。
【００４０】
高地スイッチ３３は、低地／高地切り換え用スイッチであり、典型的には、それがオフ状態である場合には、エンジン回転数に応じた電子燃料噴射弁２５の始動時燃料噴射量や基本燃料噴射量を高地用に補正せずに規準の低地用の値のまま維持し、それがオン状態である場合には、エンジン回転数に応じた電子燃料噴射弁２５の始動時燃料噴射量や基本燃料噴射量を高地用に補正する。
【００４１】
ここで、高地スイッチ３３は、その一例として、図２（ａ）に示すように、操作パネル４０に設けられたスイッチ本体３３１ａと、スイッチ本体３３１ａに設けられた回動部３３１ｂと、回動部３３１ｂに設けられた操作部３３１ｃと、を備え、回動部３３１ｂを回動軸として操作部３３１ｃを回動させることによりオン／オフされるトグルスイッチである。この際、操作部３３１ｃは、操作パネル４０のパネル面４０ａに対して平行な方向に移動される。
【００４２】
また、高地スイッチ３３は、その別の例として、図２（ｂ）に示すように、操作パネル４０に設けられたスイッチ本体３３２ａと、スイッチ本体３３２ａに設けられた操作部３３２ｂと、を備え、操作パネル４０のパネル面４０ａに対して平行な方向に操作部３３２ｂをスライドさせることによりオン／オフされるスライドスイッチであってもよい。
【００４３】
エンジン回転数算出部１０５は、クランクセンサ１８の出力信号に基づいてエンジン回転数を算出し、このように算出したエンジン回転数を示す電気信号を燃料噴射量算出部１０８、点火時期算出部１０９、及び行程判別部１１０に出力する。
【００４４】
Ｏ２Ｆ／Ｂ係数算出部１０６は、酸素濃度センサ３０により検出された酸素濃度に基づいてＯ２Ｆ／Ｂ係数を算出し、このように算出したＯ２Ｆ／Ｂ係数を示す電気信号を燃料噴射量算出部１０８及び点火時期算出部１０９に出力する。
【００４５】
エンジン温度補正係数算出部１０７は、エンジン温度センサ１２により検出されたエンジン温度に基づいてエンジン１の温度の補正係数（エンジン温度補正係数）を算出し、このように算出したエンジン温度補正係数を示す電気信号を燃料噴射量算出部１０８及び点火時期算出部１０９に出力する。かかるエンジン温度補正係数は、エンジン温度が低い場合にエンジン１の理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を呈するように１．０よりも大きな値に設定し、エンジン温度が高い場合にエンジン１の理論空燃比よりもリーン側の空燃比を呈するように１．０よりも小さな値に設定すればよい。
【００４６】
燃料噴射量算出部１０８は、エンジン回転数算出部１０５により算出されたエンジン回転数に応じてエンジン１の燃料噴射量を算出する。
【００４７】
具体的には、まず、今回の電子制御装置１００の起動動作時におけるエンジン１の始動の間（エンジン１のクランキング時）では、燃料噴射量算出部１０８は、メモリ中のマップデータ等を参照することにより、エンジン回転数やエンジン温度に応じて始動時燃料噴射量を算出する。
【００４８】
また、この際、燃料噴射量算出部１０８は、スイッチ状態検出部１０４により検出された高地スイッチ３３の状態がオン状態である場合には、発電機は高地に位置すると判別し、エンジン１の始動性を向上すべく、始動時燃料噴射量を高地用に補正する大気圧補正係数を用いて、始動時燃料噴射量を補正する。一方で、燃料噴射量算出部１０８は、スイッチ状態検出部１０４により検出された高地スイッチ３３の状態がオフ状態である場合には、発電機は低地に位置すると判別し、始動時燃料噴射量を高地用に補正せずに規準の低地用の値のまま維持する。かかる大気圧補正係数の詳細については、後述する。
【００４９】
また、燃料噴射量算出部１０８は、始動時燃料噴射量をエンジン回転数に応じて算出する場合には、エンジン１の始動性を向上すべく、始動時燃料噴射量をエンジン温度補正係数で補正してもよい。
【００５０】
かかるエンジン１の始動中の期間は、図３及び図４においては、時刻ｔ＝ｔ０でイグニッションスイッチ３２がオン状態となった後で、時刻ｔ＝ｔ１でクランキングが開始されてから時刻ｔ＝ｔ２でクランキングが終了するまでの期間に相当するものとする。
【００５１】
次に、今回の電子制御装置１００の起動動作時においてエンジン１が完爆した後の暖機運転の間では、燃料噴射量算出部１０８は、メモリ中のマップデータ等を参照することにより、エンジン回転数に応じて基本燃料噴射量を算出して、以下の数式（数１）に従って燃料噴射量を算出する。
【００５２】
【数１】
2016098759.tif 000003
【００５３】
ここで、燃料噴射量算出部１０８は、数式（数１）中のＯ２Ｆ／Ｂ係数として、前回の起動動作時において不揮発性メモリ１０１に更新して記憶したＯ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値を用いて、エンジン回転数に応じて規定される基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出する。この理由は、酸素濃度センサ３０が起動動作時に直ちに活性化されないため、Ｏ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値を代替値として用いて、エンジン１の暖機性を向上しながら排気ガス中の規制物質を低減するためである。併せて、燃料噴射量算出部１０８は、エンジン１の暖機性を向上すべく、Ｏ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値をエンジン１の理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を呈するように増加させた補正係数を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出してもよい。
【００５４】
また、燃料噴射量算出部１０８は、スイッチ状態検出部１０４により検出された高地スイッチ３３の状態がオン状態である場合には、発電機は高地に位置すると判別し、エンジン１の暖機性を向上すべく、基本燃料噴射量を高地用に補正する大気圧補正係数を用いて、基本燃料噴射量を補正する。この際の高地用の大気圧補正係数は、例えば、標高が２０００ｍである場合を高地であると想定し、その標高で空燃比が濃くなり過ぎることを抑制するために、その値を０．８程度に設定すればよい。
【００５５】
一方で、燃料噴射量算出部１０８は、スイッチ状態検出部１０４により検出された高地スイッチ３３の状態がオフ状態である場合には、発電機は低地に位置すると判別し、基本燃料噴射量を高地用に補正せずに規準の低地用の値のまま維持する。この際の低地用の規準の補正係数は、例えば、標高が０ｍである場合を低地であると想定し、その値を１．０に設定すればよい。
【００５６】
また、この際、燃料噴射量算出部１０８は、前回の起動動作時の後で今回の起動動作時の前までに高地スイッチ３３がオン状態とオフ状態との間で切り換えられていない場合には、今回の起動動作時におけるエンジン完爆後の暖機運転の間では、エンジン１の暖機性を向上しながら排気ガス中の規制物質を低減すべく、前回の起動動作時において不揮発性メモリ１０１に更新し記憶したＯ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出することが好ましい。
【００５７】
一方で、前回の起動動作時の後で今回の起動動作時の前までに高地スイッチ３３がオン状態とオフ状態との間で切り換えられた場合には、燃料噴射量算出部１０８は、Ｏ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値をＯ２Ｆ／Ｂ係数の所定値にリセットすると共に、暖機運転の間では、Ｏ２Ｆ／Ｂ係数の所定値を更に用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出することが好ましい。かかる所定値は、例えば、低地において標準的なＯ２Ｆ／Ｂ係数の値に設定すればよい。このように、Ｏ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値をリセットすることにより、例えばエンジン停止中に標高が異なる位置に発電機を移動させた場合に、暖機運転時の燃料噴射量が不適となり、エンジンの動作が不調になることを抑制することができる。
【００５８】
また、数式（数１）中のエンジン温度補正係数及びその他の補正係数は、暖機性をより向上する等の必要に応じて適用すればよい。その他の補正係数には、例えば、吸気温補正係数が含まれる。
【００５９】
かかるエンジン１の暖機運転の間の期間は、図３及び図４においては、時刻ｔ＝ｔ０でイグニッションスイッチ３２がオン状態となってからタイマの計時時間が所定暖機時間、又はエンジン温度が所定暖機温度となる時刻ｔ＝ｔ７までの間の期間に相当するものとする。なお、かかる暖機中では、エンジン回転数のアイドルアップを省略した例を示している。
【００６０】
次に、今回の電子制御装置１００の起動動作時においてエンジン１の暖機運転の完了後では、燃料噴射量算出部１０８は、その前段階のエンジン１の暖機運転の間と同様に、メモリ中のマップデータ等を参照することにより、エンジン回転数に応じて基本燃料噴射量を算出して、数式（数１）に従って燃料噴射量を算出する。
【００６１】
但し、この際、燃料噴射量算出部１０８は、数式（数１）中のＯ２Ｆ／Ｂ係数として、前回の起動動作時において不揮発性メモリ１０１に更新して記憶したＯ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値を用いるのではなく、活性化した酸素濃度センサ３０が検出した最新の酸素濃度に基づいてＯ２Ｆ／Ｂ係数算出部１０６が算出したＯ２Ｆ／Ｂ係数を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出する。
【００６２】
また、酸素濃度センサ３０の活性後又はエンジン１の暖機運転の完了後では、燃料噴射量算出部１０８は、Ｏ２Ｆ／Ｂ係数算出部１０６により算出されたＯ２Ｆ／Ｂ係数の最新値に向かってＯ２Ｆ／Ｂ係数の記憶値を漸増させる補正係数を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出することが好ましい。これにより、エンジン回転数が急に変動することを抑制することができる。なお、酸素濃度センサ３０の活性化は、典型的には、エンジン１の暖機運転中に完了する。
【００６３】
また、燃料噴射量算出部１０８は、エンジン１の暖機運転の完了後に電気負荷の変化等の要因によりエンジン回転数の変動量が所定値以上となった場合には、フィードバック制御の安定性が確保できない場合を考慮して、Ｏ２Ｆ／Ｂ係数を用いて基本燃料噴射量を補正する酸素濃度フィードバックを停止することが好ましい。併せて、この際に、エンジン回転数が上昇方向に変動している場合には、不要なエンジンストールの発生を抑制する観点から、燃料噴射量算出部１０８は、基本燃料噴射量に加速増量補正を行うことが好ましい。更に、かかる場合には、加速増量補正を、減衰処理により徐々に減らしていくことがより好ましい。なお、酸素濃度フィードバックは、エンジン回転数が安定した後に再開される。
【００６４】
かかるエンジン１の暖機運転の完了後の期間は、図３及び図４においては、タイマの計時時間が所定値、又はエンジン温度が所定値となる時刻ｔ＝ｔ７以降の期間に相当するものとする。
【００６５】
点火時期算出部１０９は、エンジン回転数算出部１０５により算出されたエンジン回転数に応じてエンジン１の点火時期を算出する。
【００６６】
具体的には、まず、今回の電子制御装置１００の起動動作時におけるエンジン１の始動時では、点火時期算出部１０９は、メモリ中のマップデータ等を参照することにより、エンジン回転数に応じて始動時点火時期を算出する。なお、この際、点火時期算出部１０９は、エンジン１の始動性を向上すべく、始動時点火時期を進角側に補正してもよい。
【００６７】
次に、今回の電子制御装置１００の起動動作時においてエンジン１が完爆した後の暖機運転の間では、点火時期算出部１０９は、メモリ中のマップデータ等を参照することにより、エンジン回転数に応じて基本点火時期を算出して、以下の数式（数２）に従って点火時期を算出する。
【００６８】
【数２】
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【００６９】
ここで、点火時期算出部１０９は、酸素濃度センサ３０の出力値及びエンジン温度補正係数の少なくとも一方を用いて、エンジン回転数に応じて規定される基本点火時期を進角側に補正することによりエンジン１の点火時期を算出することが好ましい。かかる場合には、具体的には、点火時期算出部１０９は、酸素濃度センサ３０が起動動作時に活性化されない間は、酸素濃度センサ３０が活性前の状態及び活性後の状態のいずれにあるか判別し得る酸素濃度センサ３０の出力値と、内燃機関１に装着されたエンジン温度センサ１２により検出されたエンジン温度に応じてエンジン温度補正係数算出部１０７にて算出されたエンジン温度補正係数と、の少なくとも一方を用い、酸素濃度センサ３０が活性化された後は、エンジン温度を推定するために用いるＯ２Ｆ／Ｂ係数の最新値、又はかかるＯ２Ｆ／Ｂ係数の最新値及びかかるエンジン温度補正係数の双方を用いることになる。
【００７０】
また、数式（数２）において、大気圧補正係数及びその他の補正係数は、暖機性を向上するために必要に応じて適用すればよく、その他の補正係数には、例えば、吸気温補正係数が含まれる。
【００７１】
次に、今回の電子制御装置１００の起動動作時においてエンジン１の暖機運転の完了後では、点火時期算出部１０９は、メモリ中のマップデータ等を参照することにより、エンジン回転数に応じて基本点火時期を算出して、これを点火時期とする。つまり、エンジン１の暖機運転の完了後では、点火時期算出部１０９は、原則的に基本点火時期に対する補正を行わない。
【００７２】
行程判別部１１０は、手動でクランキングされることによって始動されたエンジン１のエンジン行程を迅速に判別する。
【００７３】
具体的には、まず、行程判別部１１０は、エンジン１の始動中又は完爆後の暖機運転中の所定のタイミングに応じて、クランクセンサ１８の出力信号に基づき仮のエンジン行程を確定する。かかる所定のタイミングは、イグニッションスイッチ３２がオン状態となってからタイマの計時時間が所定確定時間、又はエンジン回転数が所定確定回転数となるタイミングに設定され、行程判別部１１０は、かかる所定のタイミングの後にクランクセンサ１８から出力される出力信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ間の長さに応じて仮のエンジン行程を確定する。詳しくは、行程判別部１１０は、かかる所定のタイミングの後にクランクセンサ１８から出力される出力信号において、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジ間の長さが長い出力信号がクランクセンサ１８から最初に出力された際のエンジン行程を、仮のエンジン行程における圧縮行程に対応させる。ここで、かかる出力信号の立ち下がりエッジが検出されたタイミングが、仮のエンジン行程における圧縮行程の完了のタイミングであると共に、仮のエンジン行程の確定のタイミングである。
【００７４】
仮のエンジン行程の確定のタイミングは、図３及び図４においては、説明の便宜上、クランキングが終了する時刻ｔ＝ｔ２に一致させて示している。但し、仮のエンジン行程の確定のタイミングは、クランキングが開始された時刻ｔ＝ｔ１よりも後で、暖機が完了する時刻ｔ＝ｔ７よりも前であれば足りる。
【００７５】
次に、行程判別部１１０は、エンジン行程の仮確定後におけるエンジン完爆後の暖機運転中にエンジン回転数が安定したと判別した後に、仮のエンジン行程における排気行程で、エンジン１の点火を停止して、その際のエンジン回転数の変動量を検出する。なお、行程判別部１１０は、かかる仮のエンジン行程における排気行程で、エンジン１の点火及び燃料噴射の双方を停止してもよいし、又は、仮のエンジン行程の確定が適当でない場合のエンジン回転数が変動する度合いは減少するが、エンジン１の点火を停止する代わりに、エンジン１の燃料噴射を停止してもよい。
【００７６】
エンジン行程仮確定後におけるエンジン完爆後の暖機運転中にエンジン回転数が安定している期間は、図３及び図４において、時刻ｔ＝ｔ３から時刻ｔ＝ｔ４の間に示されており、仮のエンジン行程における排気行程で、行程判別部１１０がエンジン１の点火を停止するタイミングは、図３及び図４において、時刻ｔ＝ｔ５で示される。
【００７７】
次に、行程判別部１１０は、このように検出したエンジン回転数の変動量に応じてエンジン行程を最終的に確定する。詳しくは、このように検出したエンジン回転数の変動量が所定値以下に維持されて、エンジン回転数が安定していると行程判別部１１０が判別した場合には、行程判別部１１０は、仮のエンジン行程を最終的なエンジン行程として確定し、ＣＰＵは、このように確定されたエンジン行程に基づいてエンジン１を制御する。この際の燃料噴射の時期的制御及び点火の時期的制御は、エンジン１の排気ガス中の規制物質を低減すると共に燃費を向上する等の観点から、それらのタイミングが互いにエンジン行程の半周期偏位したシーケンシャル制御とされる。一方で、このように検出したエンジン回転数の変動量が所定値を超えて、エンジン回転数が変動して不安定であると行程判別部１１０が判別した場合には、行程判別部１１０は、仮のエンジン行程が半周期偏位していると評価し、仮のエンジン行程における圧縮行程を排気行程とするように仮のエンジン行程を半周期偏位したエンジン行程を、最終的なエンジン行程として確定し、ＣＰＵは、このように確定されたエンジン行程に基づいてエンジン１を制御する。この際の燃料噴射及び点火の時期的制御は、このように確定されたエンジン行程の信頼性を考慮して、それらのタイミングがエンジン行程の確定以前と同様にエンジン行程の半周期毎に一致されたものに維持される。また、このように確定されたエンジン行程の信頼性を向上すべく、行程判別部１１０は、それを仮のエンジン行程としたエンジン行程の確定処理を同様に再度繰り返すことが好ましい。
【００７８】
行程判別部１１０が、エンジン１の点火を停止した後で、エンジン回転数の変動量が所定値以下（実質ゼロ）に維持されてエンジン回転数が安定していると判別すると共に、仮のエンジン行程を最終的なエンジン行程として確定するタイミングは、図３における時刻ｔ＝ｔ６で示される。一方で、行程判別部１１０が、エンジン１の点火を停止した後で、エンジン回転数の変動量が所定値を超えてエンジン回転数が変動（低下）して不安定であると判別すると共に、仮のエンジン行程を半周期偏位したエンジン行程を最終的なエンジン行程として確定するタイミングは、図４における時刻ｔ＝ｔ６で示される。
【００７９】
以上の説明から明らかなように、本実施形態における電子制御装置１００では、燃料噴射量算出部１０８が、今回の起動動作時においてエンジン１が完爆した後の暖機運転の間では、前回の起動動作時において酸素濃度センサ３０により検出された酸素濃度に応じて算出して不揮発性メモリ１０１に更新して記憶した酸素濃度フィードバック係数の記憶値を用いて、エンジン回転数に応じて規定される基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出する。これにより、各種センサの種類や個数を増加させることなく、キャブレタを電子燃料噴射弁２５に置換した汎用エンジンが適用される汎用機にバッテリ等の電源が搭載されていない場合であっても、汎用エンジンの排気ガス中の酸素濃度に応じて、汎用エンジンの燃料噴射量を補正することができるので、この結果、簡素化された構成で排気ガス中の酸素濃度を反映したフィードバック制御を行いながら、燃費の向上及び排気ガス中の規制物質量の低減を達成し得る低コストの汎用エンジン１を実現可能な電子制御装置１００を提供することができる。
【００８０】
また、本実施形態における電子制御装置１００では、燃料噴射量算出部１０８は、暖機運転の間では、酸素濃度フィードバック係数の記憶値をエンジン１の理論空燃比よりもリッチ側の空燃比を呈するように増加させた第１の補正係数を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出すると共に、酸素濃度センサ３０の活性後又は暖機運転の完了後では、酸素濃度センサ３０により検出された酸素濃度に応じて算出した酸素濃度フィードバック係数の最新値に向かって記憶値を漸増させる第２の補正係数を用いて、基本燃料噴射量を補正することにより燃料噴射量を算出するので、酸素濃度センサ３０の活性前又は暖機運転の間のみならず、酸素濃度センサ３０の活性後又は暖機運転の完了後も、エンジン回転数が不要に変動しない態様で、エンジン１の排気ガス中の酸素濃度に応じて、エンジン１の燃料噴射量を補正することができる。
【００８１】
また、本実施形態における電子制御装置１００では、燃料噴射量算出部１０８は、暖機運転の完了後にエンジン回転数の変動量が所定値以上となったときには、基本燃料噴射量を酸素濃度フィードバック係数で補正する酸素濃度フィードバックを停止すると共に、エンジン回転数が変動量で上昇方向に変動していた場合には、基本燃料噴射量に増量補正を行うので、暖機運転の完了後にエンジン回転数が不要に変動した場合であっても、エンジン１の燃料噴射量の補正による回転数への影響を排除しながら、エンジン１の回転ストールの発生を抑制することができる。
【００８２】
また、本実施形態における電子制御装置１００では、エンジン１の点火時期をエンジン回転数に応じて算出する点火時期算出部１０９を更に備え、点火時期算出部１０９は、暖機運転の間では、酸素濃度センサ３０が活性前の状態及び活性後の状態のいずれにあるか判別し得る酸素濃度センサ３０の出力値と、内燃機関１に装着されたエンジン温度センサ１２により検出されたエンジン温度に応じてエンジン温度補正係数算出部１０７にて算出されたエンジン温度補正係数と、の少なくとも一方を用いて、エンジン回転数に応じて規定される基本点火時期を進角補正することにより点火時期を算出するので、暖機運転の間にエンジン１の点火時期も適切に補正することができる。
【００８３】
また、本実施形態における電子制御装置１００では、不揮発性メモリ１０１はＥＥＰＲＯＭであるため、前回の起動動作時において酸素濃度センサ３０により検出された酸素濃度に応じて算出して記憶した酸素濃度フィードバック係数の記憶値を確実に用いて、エンジン１の暖機運転の間におけるエンジン１の燃料噴射量を補正することができる。
【００８４】
なお、本実施形態における電子制御装置１００では、エンジン温度センサ１２を備えるが、コストを低減するために、エンジン温度センサ１２の代わりに酸素濃度センサ３０を使用して、燃料噴射量を算出又は点火時期を算出することも可能である。
【００８５】
また、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
以上のように、本発明は、簡素化された構成で排気ガス中の酸素濃度を反映したフィードバック制御を行いながら、燃費の向上及び排気ガス中の規制物質量の低減を達成し得る低コストの汎用エンジンを実現可能な電子制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から汎用機に用いられる汎用エンジンに適用される電子制御装置に広く適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００８７】
１…エンジン
２…発電用コイル
１１…シリンダブロック
１２…エンジン温度センサ
１３…ピストン
１４…コンロッド
１５…ロアケース
１６…クランクシャフト
１７…リラクタ
１７ａ…歯部
１８…クランク角センサ
１９…シリンダヘッド
２０…燃焼室
２１…点火プラグ
２２…点火コイル
２３…吸気管
２４…吸気バルブ
２５…電子燃料噴射弁
２６…スロットルバルブ
２７…メカニカルガバナ
２８…排気管
２９…排気バルブ
３０…酸素濃度センサ
３１…整流器
３２…イグニッションスイッチ
３３…高地スイッチ
１００…電子制御装置
１０１…不揮発性メモリ
１０２…駆動回路
１０３…点火回路
１０４…スイッチ状態検出部
１０５…エンジン回転数検出部
１０６…酸素濃度フィードバック（Ｏ２Ｆ／Ｂ）係数算出部
１０７…エンジン温度補正係数算出部
１０８…燃料噴射量算出部
１０９…点火時期制御部
１１０…行程判別部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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