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JP4159040B2 - Electronically controlled fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents
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JP4159040B2 - Electronically controlled fuel injection device for internal combustion engine - Google Patents

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JP4159040B2 JP2003194284A JP2003194284A JP4159040B2 JP 4159040 B2 JP4159040 B2 JP 4159040B2 JP 2003194284 A JP2003194284 A JP 2003194284A JP 2003194284 A JP2003194284 A JP 2003194284A JP 4159040 B2 JP4159040 B2 JP 4159040B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃エンジンの電子制御式燃料噴射装置に関し、特にスタータモータを使用せずに手動操作などで始動させる比較的小型の内燃エンジンの電子制御式燃料噴射装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃エンジン(以下、単に「エンジン」という)の吸気系に配設された燃料噴射弁と、エンジンの運転状態に応じて燃料噴射弁の開弁時間を制御して燃料噴射量を調整する制御装置とからなる電子制御式燃料噴射装置が知られている。従来の電子制御式燃料噴射装置では、燃料噴射弁、制御装置、および燃料ポンプを使用するために十分な電力を安定的に供給するバッテリを備えるのが一般的である。
【0003】
一方、リコイルスタータでエンジンを始動させ、始動後はエンジンで駆動される発電機のみから電力を得るようにした、バッテリを備えない形式の電子制御式燃料噴射装置が知られる。例えば、特許第2580367号公報に開示された電子制御式燃料噴射装置では、リコイルスタータで付勢されたフライホイールの回転慣性エネルギを効率よく利用するようにしてバッテリを必要としないようにしている。
【0004】
また、実公平8−9393号公報には、エンジンで駆動される発電機の出力を蓄積する蓄電手段を設けておき、発電機出力が低下した場合に、この蓄電手段から電力を供給して発電機出力を補うようにする燃料噴射装置が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンの始動時には発電機の出力は大きく不足する。したがって、不足電力を蓄電手段からの電力で補う従来の装置では、この不足分に対応するために、蓄電容量が相当大きい蓄電手段を必要とする。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓄電手段を小型容量にすることができる電子制御式燃料噴射装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンで駆動される主電源としての発電機から供給される電力で動作する燃料ポンプ、燃料噴射弁、および点火装置を有する内燃エンジンの電子制御式燃料噴射装置において、手動操作式のエンジン始動装置と、前記主電源と並列に設けられたバックアップ電池と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記エンジンの回転数が第1の回転数以下のとき、および前記エンジンの回転数が前記第1の回転数より高い第2の回転数以上のときに前記燃料ポンプを動作させるとともに、前記エンジンの回転数が第1の回転数以上のときに前記燃料噴射弁および点火装置をそれぞれの駆動時期が互いに重ならないように予定の間隔で駆動させる駆動手段とを具備した点に第1の特徴がある。
【0007】
また、本発明は、前記始動装置がリコイルスタータである点に第2の特徴があり、前記バックアップ電池が、前記主電源で充電されるニッケルカドミウム電池である点に第2の特徴がある。
【0008】
本発明によれば、エンジン回転数が第1の回転数より低い間は、バックアップ電池の電力で燃料ポンプだけが駆動され、エンジン回転数が第2の回転数になったときは、燃料ポンプが停止され、点火装置と燃料噴射弁とが駆動される。そして、エンジン回転数が第2の回転数以上になれば、主電源から十分な電力が供給されるので再び燃料ポンプが駆動される。
【0009】
このように、十分な電力が得られないエンジン始動時に消費電力を抑えることによって、始動時に電力を供給するバックアップ電池を小型化できる。例えば、乾電池の使用も可能である。
【0010】
また、本発明によれば、リコイルスタータの簡単な始動操作性と、バックアップ電池の小型化との相乗により、一般のエンジン作業機に対して優れた汎用搭載性能を得ることができる。ニッケルカドミウム電池による良好な充電性能により、エンジン始動後に充電され、次回の始動にも安定して始動用保持電力を供給することができる。
【0011】
始動に失敗した場合にも、エンジン回転数が第1の回転数以下に低下したときに、燃料ポンプが駆動されるので、速やかに始動装置を操作して再びエンジン始動操作を開始できる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図2は本発明の一実施形態に係るエンジン発電装置の構成を示す図である。同図において、エンジン1のシリンダ2にはピストン3および点火プラグ4が配されている。シリンダ2の上部に開口する吸気ポート5には吸気弁6が設けられ、吸気ポート5は、吸気管7およびエアクリーナ8を介して大気に連通する。吸気管7の途中には、スロットル弁9が設けられ、スロットル弁9の上流側に燃料噴射弁(以下、単に噴射弁という)10および吸気温を検出する吸気温センサ11が配されている。スロットル弁9の開度はスロットル開度センサ12で検出される。シリンダ2の周りには冷却水が循環する通路2bが形成されていて、冷却水温度はシリンダ2の壁面に設けられた水温センサ2aによって検出される。
【0013】
噴射弁10に供給する燃料を貯蔵する燃料タンク13が設けられ、燃料タンク13と噴射弁10とは燃料供給管14で連結される。燃料供給管14の途中には燃料ポンプ15が設けられる。燃料ポンプ15は燃料を所定値に圧力調整して噴射弁10に供給する機能を有する。この噴射弁10により、スロットル弁9の上流側で吸気管7内に燃料が噴射される。
【0014】
エンジン1のクランク軸16には、環状部分を有するフライホイール17が固定され、このフライホイール17の環状部分の内周にはマグネット18および19が取り付けられている。マグネット18,19に対向する位置に、固定子鉄心20が設けられ、固定子鉄心20には巻線21が巻回されている。これら、マグネット18,19、固定子鉄心20、および巻線21によって単相2極の発電機(主電源)22を構成する。クランク軸16には、リコイルスタータを係合させるための連結部品(図示せず)が設けられる。リコイルスタータおよびその取り付け構造は、例えば、特開平2001−207941号公報や特開2000−328957号公報等に記載されている。
【0015】
巻線21は、発電電圧の整流および安定化を行う電源回路23に接続され、電源回路23は電子コントロールユニット(以下、ECUという)24に電源電圧を供給する。センサ11,12,2aの検出信号はECU24に供給される。
【0016】
ECU24は、燃料ポンプ15、点火装置27、および噴射弁10に、駆動のための信号を供給する。また、燃料ポンプ15、点火装置27、および噴射弁10へは、図示しないケーブルで電源回路23を介して電力が供給される。
【0017】
図3は、電源回路23を含む電気系統図である。同図において、発電機22の出力は、全波整流器25を介して電源回路23に接続される。電源回路23は、全波整流器25を介して入力される出力電圧を定電圧(例えば、14.5ボルト)に調節する定電圧レギュレータ231およびトランジスタ232、並びにバックアップ用の電池233およびその充電器234を備える。電池233は、再充電可能な電池、例えば、定格電圧6ボルトのニッケルカドミウム電池が適当である。電池233と電源ラインLとの間には逆流防止用のダイオード235が設けられる。
【0018】
定電圧レギュレータ231は全波整流器25の出力を予定電圧以下になるようにトランジスタ232を制御する。電池233は、充電電圧が所定値(6ボルトより低い値)以下になったときに充電器234がオンとなって発電機22の出力で充電されるようにECU24で制御される。電源回路23の出力側には、電源スイッチ26を介して、ECU24、燃料ポンプ15、噴射弁10、点火装置27、およびエンジン回転数制御用の電子ガバナ28が接続される。発電機22の出力波形が、例えば定電圧レギュレータ231において検出され、発電機22の回転数つまりエンジン1の回転数NEの算出のためECU24に入力される。ECU24は、出力波形の周波数からエンジン1の回転数NEを算出する。また、ECU24は、入力された出力波形に基づいて、この波形の振幅がゼロの位置、つまり全波整流された発電機出力の半波波形の立ち上がりの位置が検出される。この半波波形の立ち上がりは、後述の電子制御部品の動作タイミングを決定する際に使用される。
【0019】
電源回路23には、外部の蓄電池、例えば、定格電圧12ボルトの蓄電池29を接続するための外付け端子Tを備えることができる。電池233が放電したときに補助として蓄電池29を接続できるようにするためである。蓄電池29はヒューズ30およびスイッチ31を介して外付け端子Tに接続される。
【0020】
図4は、発電機22の出力波形の一例を示す図である。同図において、ニッケルカドミウム電池である電池233の電圧(6ボルト)を参照するためラインAで示し、レギュレータ231の最大出力電圧(14.5ボルト)はラインBで示される。エンジン回転数NEが100rpm(第1の回転数)のときは、全波整流器25で整流後の発電機22の出力電圧V1は電池233の電圧ラインAより低い。そして、エンジン回転数NEが1000rpm(第2の回転数)のところでは、発電機22の整流後の出力電圧V2は電池233の電圧ラインAを超え、レギュレータ231の最大出力電圧ラインBにほぼ近付いている。
【0021】
本実施形態では、このようなエンジン低回転時の発電機22の出力を考慮して、次のように、エンジン始動時の各電子制御部品の動作タイミングが制御される。図1は、電子制御部品としての燃料ポンプ15、噴射弁10、点火装置27、および電子ガバナ28の、エンジン回転数NEに関連した動作タイミングを示すタイミングチャートである。同図において、タイミングt1で電源スイッチ26をオンにすると、燃料ポンプ15が駆動(オンに)される。この時点t1ではエンジン1は回転していないので、電源ラインLの電位より電池233の電圧が高い。したがって、ダイオード235を通じて、電池233から燃料ポンプ15に電力が供給される。
【0022】
燃料ポンプ15が駆動されると燃料圧力が高くなって燃料噴射が可能になるので、その後、リコイルスタータを操作してエンジン1を始動させる。リコイルスタータによってエンジン1が回転を開始し、エンジン回転数NEが第1の回転数、例えば100rpmに達した時点t2で、燃料ポンプ15を停止(オフに)する。そして、噴射弁10および点火装置27を動作させてエンジン1を点火させる。噴射弁10および点火装置27は、両者が同時に駆動されないようにタイミングおよび動作時間が設定される。両者が同時に駆動されると、電力消費が大きくなって、電池233および発電機22による供給電力が不足するからである。
【0023】
エンジン回転数NEが第2の回転数、例えば1000rpmに達したならば、エンジン1は確実に起動されたと判断できるし、上述のように、発電機22の出力電圧は上昇している。したがって、タイミングt3からは、燃料ポンプ15、噴射弁10、点火装置27、および電子ガバナ28をすべて作動させて、エンジン1を定格運転させることができる。そして、図1の最下段に示すように各部の動作状態によって変化するエンジン始動時の消費電力量に応じて電源回路23から好適に電力を供給することができる。
【0024】
なお、エンジン回転数が、一旦第1の回転数を超えた後に低下した場合、つまり始動に失敗した場合は、噴射弁10と点火装置27の動作は停止し、燃料ポンプ15が駆動される。したがって、始動を失敗しても、直ちにリコイルスタータを操作して再びエンジン1の始動操作を開始させることができる。
【0025】
図5は、エンジン始動に係るECU24の要部機能を示すブロック図である。エンジン始動のために、エンジン回転数検出部100と駆動部110とを備える。エンジン回転数検出部100および駆動部110はともに電源スイッチ26がオンになって電源回路23からの電力供給が開始されると作動する。エンジン回転数判別部100は、エンジン回転数NEが第1の回転数を超えているときに検出信号s1を出力するとともに、エンジン回転数NEが第1の回転数より高い第2の回転数を超えているときには検出信号s2を駆動部110に入力する。駆動部110は、エンジン回転数検出部100からの信号s1,s2によって予定の動作をする。信号s1が検出されないとき、つまりエンジン回転数NEが第1の回転数より低いと判断された場合は、燃料ポンプ15を駆動する。一方、信号s1が検出された場合、つまりエンジン回転数NEが第1の回転数を超えていると判断された場合は、燃料ポンプ15を停止させて、噴射弁10および点火装置27を駆動する。但し、噴射弁10および点火装置27は互いに交互に駆動され、両者が同時に駆動されていることがないようにする。
【0026】
駆動部110は、検出信号s2が検出されると、エンジン1が自力で確実に回転していると判断して燃料ポンプ15、噴射弁10、点火装置27、電子ガバナ28を駆動する。エンジン1の始動に失敗すると、エンジン回転数NEが第1の回転数以下になって検出信号s1が消滅するので、再び、燃料ポンプ15のみが駆動される。
【0027】
燃料ポンプ15、噴射弁10および点火装置27の動作タイミングを、電源回路23の出力電圧に関してさらに詳述する。
【0028】
図6は、全波整流器25の出力波形と燃料ポンプ15、噴射弁10および点火装置27の動作タイミングとの関係を示す図である。エンジン始動時およびエンジン完爆後の通常運転時のいずれにおいても出力波形に対する動作タイミングは同一である。
【0029】
本実施形態では発電機22が単相2極であるので、全波整流器25による出力はエンジン1の1回転毎に4つの半波波形を形成する。エンジン1は2回転で1サイクルを実行する4サイクルエンジンである。第1の回転つまり吸気および圧縮時に形成される4つの半波波形の後半の2つの半波波形に同期させて、点火装置27に対する充電および放電、並びに噴射弁10の駆動を行う。点火装置27の充電と、点火装置27の放電および噴射弁10の駆動とは、2つの半波波形に分配して同期させる。点火装置27の充電と放電とでは、充電の方が放電よりも消費電力が大きく、放電動作のための消費電力はわずかである。放電は、単にトリガ信号を供給するだけだからである。このように、単一の電子制御部品で複数の動作を行わせる場合、消費電力が最も大きい動作(主動作)が、他の電子制御部品の主動作と重なって同じ半波波形内に配分されることがないようにする。例えば、点火装置27の充電と噴射弁10の駆動とは互いに異なる半波波形に同期させて動作させる。また、第2の回転つまり爆発および排気時に形成される4つの半波波形の後半の2つの半波波形にそれぞれ同期させて、燃料ポンプ15を駆動する。噴射弁10等、電子制御部品の動作電圧は電池233の電圧に適合するように、例えばニッケルカドミウム電池の電圧6ボルトに適合するように設定されている。
【0030】
点火装置27の充電や放電、並びに噴射弁10の駆動は、半波波形に対してその時間が短いので、それぞれ、エンジン1の点火時期に適合するように、電圧ラインLの電圧値が6ボルトを超えているタイミングで開始させればよい。例えば、別途設定された燃料噴射時期において電圧が6ボルトに達していないときは、その後、電圧ラインLの電圧が6ボルトに達したときに噴射弁10を駆動する。また、燃料噴射時期において電圧ラインLの電圧が6ボルトに達していたときは、直ちに噴射弁10を駆動する。半波波形の周期は短い(3600rpmで約4ミリ秒)ので、燃料噴射時期を半波波形に合わせて多少ずれることがあっても、エンジン1の運転に影響はない。
【0031】
一方、燃料ポンプ15は、半波波形の立ち上がりを検出後、電圧値がしきい値、例えば6ボルトを超えたときにオンになるように設定する。これによって、半波波形内で効率的に燃料ポンプ15に電力を供給することができる。
【0032】
半波波形に対する噴射弁10等、上記電子制御部品の動作の同期は、上記の例に限らず、半波波形内で、効率的に電力を取り出せるものであればよい。つまり、所定の動作電圧(例えば6ボルト)が、所定の動作時間維持できるように各半波波形内での動作開始タイミングを設定すればよい。
【0033】
なお、本実施例においては、手動操作式のエンジン始動装置としてリコイルスタータを使用しているが、これに限らず、畜力式のスタータとか、キック式スタータ等、適宜使用可能である。
【0034】
【発明の効果】
主電源と並列に設けられるバックアップ電池の小型化が図られるし、始動に失敗しても再始動操作のための準備を迅速に行えるので、エンジンの始動操作性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エンジン回転数に関連した電子制御部品の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図2】本発明の一実施形態に係るエンジンの構成を示す図である。
【図3】電源回路を含むエンジンの要部電気系統図である。
【図4】主電源としての発電機の出力波形の一例を示す図である。
【図5】エンジン始動に係るECUの要部機能を示すブロック図である。
【図6】全波整流器の出力波形と電子制御部品の動作タイミングとの関係を示す図である。
【符号の説明】
1 エンジン
7 吸気管
10 噴射弁
15 燃料ポンプ
20 鉄心
21 巻線
22 発電機(主電源)
23 電源回路
27 点火装置
233 電池
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronically controlled fuel injection device for an internal combustion engine, and more particularly to an electronically controlled fuel injection device for a relatively small internal combustion engine that is started by a manual operation or the like without using a starter motor.
[0002]
[Prior art]
A fuel injection valve disposed in an intake system of an internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “engine”), and a control device that adjusts the fuel injection amount by controlling the valve opening time of the fuel injection valve in accordance with the operating state of the engine An electronically controlled fuel injection device comprising: Conventional electronically controlled fuel injection devices generally include a fuel injection valve, a control device, and a battery that stably supplies sufficient power to use the fuel pump.
[0003]
On the other hand, there is known an electronically controlled fuel injection device that does not include a battery, in which an engine is started with a recoil starter and power is obtained only from a generator driven by the engine after the start. For example, in the electronically controlled fuel injection device disclosed in Japanese Patent No. 2580367, the rotational inertia energy of the flywheel urged by the recoil starter is efficiently used so that no battery is required.
[0004]
In addition, in Japanese Utility Model Publication No. 8-9393, there is provided a power storage means for accumulating the output of a generator driven by an engine. When the generator output decreases, power is supplied from the power storage means to generate power. There has been proposed a fuel injection device that supplements the engine output.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the engine is started, the output of the generator is greatly insufficient. Therefore, in a conventional apparatus that compensates for the shortage with the power from the power storage means, a power storage means with a considerably large power storage capacity is required to cope with this shortage. This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the electronically controlled fuel-injection apparatus which can make an electrical storage means small capacity | capacitance.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an electronically controlled fuel injection device for an internal combustion engine having a fuel pump, a fuel injection valve, and an ignition device that operate with electric power supplied from a generator as a main power source driven by the engine. An engine starter, a backup battery provided in parallel with the main power source, an engine speed detecting means for detecting the engine speed, the engine speed being equal to or lower than a first speed, and the The fuel pump is operated when an engine speed is equal to or higher than a second speed higher than the first speed, and when the engine speed is equal to or higher than the first speed, the fuel injection valve and A first feature is that it comprises driving means for driving the ignition device at a predetermined interval so that the respective driving timings do not overlap each other.
[0007]
In addition, the present invention has a second feature in that the starting device is a recoil starter, and a second feature in that the backup battery is a nickel cadmium battery charged by the main power source.
[0008]
According to the present invention, while the engine speed is lower than the first speed, only the fuel pump is driven by the power of the backup battery, and when the engine speed reaches the second speed, the fuel pump is It is stopped and the ignition device and the fuel injection valve are driven. When the engine speed becomes equal to or higher than the second speed, sufficient power is supplied from the main power source, so that the fuel pump is driven again.
[0009]
In this way, by suppressing the power consumption at the time of engine startup where sufficient power cannot be obtained, the backup battery that supplies power at the time of startup can be reduced in size. For example, a dry battery can be used.
[0010]
In addition, according to the present invention, excellent general-purpose mounting performance can be obtained for general engine work machines by synergy between simple start operability of the recoil starter and downsizing of the backup battery. Due to the good charging performance of the nickel cadmium battery, the battery is charged after the engine is started, and the holding power for starting can be stably supplied at the next start.
[0011]
Even when the engine fails to start, the fuel pump is driven when the engine speed drops below the first engine speed. Therefore, the engine start operation can be started again by operating the starter quickly.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an engine power generation device according to an embodiment of the present invention. In the figure, a piston 3 and a spark plug 4 are arranged in a cylinder 2 of the engine 1. An intake valve 6 is provided in the intake port 5 that opens to the top of the cylinder 2, and the intake port 5 communicates with the atmosphere via an intake pipe 7 and an air cleaner 8. A throttle valve 9 is provided in the middle of the intake pipe 7. A fuel injection valve (hereinafter simply referred to as an injection valve) 10 and an intake air temperature sensor 11 for detecting the intake air temperature are disposed upstream of the throttle valve 9. The opening degree of the throttle valve 9 is detected by a throttle opening degree sensor 12. A passage 2 b through which cooling water circulates is formed around the cylinder 2, and the cooling water temperature is detected by a water temperature sensor 2 a provided on the wall surface of the cylinder 2.
[0013]
A fuel tank 13 for storing fuel to be supplied to the injection valve 10 is provided, and the fuel tank 13 and the injection valve 10 are connected by a fuel supply pipe 14. A fuel pump 15 is provided in the middle of the fuel supply pipe 14. The fuel pump 15 has a function of adjusting the fuel pressure to a predetermined value and supplying the fuel to the injection valve 10. By this injection valve 10, fuel is injected into the intake pipe 7 on the upstream side of the throttle valve 9.
[0014]
A flywheel 17 having an annular portion is fixed to the crankshaft 16 of the engine 1, and magnets 18 and 19 are attached to the inner periphery of the annular portion of the flywheel 17. A stator core 20 is provided at a position facing the magnets 18 and 19, and a winding 21 is wound around the stator core 20. The magnets 18 and 19, the stator core 20, and the winding 21 constitute a single-phase two-pole generator (main power source) 22. The crankshaft 16 is provided with a connecting part (not shown) for engaging the recoil starter. The recoil starter and its mounting structure are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 2001-207941 and 2000-328957.
[0015]
The winding 21 is connected to a power supply circuit 23 that rectifies and stabilizes the generated voltage, and the power supply circuit 23 supplies a power supply voltage to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 24. Detection signals from the sensors 11, 12, 2a are supplied to the ECU 24.
[0016]
The ECU 24 supplies driving signals to the fuel pump 15, the ignition device 27, and the injection valve 10. In addition, power is supplied to the fuel pump 15, the ignition device 27, and the injection valve 10 through a power supply circuit 23 with a cable (not shown).
[0017]
FIG. 3 is an electrical system diagram including the power supply circuit 23. In the figure, the output of the generator 22 is connected to a power supply circuit 23 via a full-wave rectifier 25. The power supply circuit 23 includes a constant voltage regulator 231 and a transistor 232 that adjust an output voltage input via the full-wave rectifier 25 to a constant voltage (for example, 14.5 volts), a backup battery 233, and a charger 234 thereof. Is provided. The battery 233 is suitably a rechargeable battery, for example, a nickel cadmium battery having a rated voltage of 6 volts. Between the battery 233 and the power supply line L, a backflow preventing diode 235 is provided.
[0018]
The constant voltage regulator 231 controls the transistor 232 so that the output of the full-wave rectifier 25 is less than or equal to a predetermined voltage. The battery 233 is controlled by the ECU 24 so that the charger 234 is turned on and charged by the output of the generator 22 when the charging voltage becomes equal to or lower than a predetermined value (a value lower than 6 volts). An ECU 24, a fuel pump 15, an injection valve 10, an ignition device 27, and an electronic governor 28 for controlling the engine speed are connected to the output side of the power circuit 23 via a power switch 26. The output waveform of the generator 22 is detected by, for example, the constant voltage regulator 231 and input to the ECU 24 for calculation of the rotational speed of the generator 22, that is, the rotational speed NE of the engine 1. The ECU 24 calculates the rotational speed NE of the engine 1 from the frequency of the output waveform. Further, the ECU 24 detects a position where the amplitude of this waveform is zero based on the input output waveform, that is, the rising position of the half-wave waveform of the generator output subjected to full wave rectification. The rising edge of the half-wave waveform is used when determining the operation timing of an electronic control component described later.
[0019]
The power supply circuit 23 can include an external terminal T for connecting an external storage battery, for example, a storage battery 29 having a rated voltage of 12 volts. This is because the storage battery 29 can be connected as an auxiliary when the battery 233 is discharged. The storage battery 29 is connected to the external terminal T via the fuse 30 and the switch 31.
[0020]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an output waveform of the generator 22. In the figure, the voltage (6 volts) of the battery 233, which is a nickel cadmium battery, is indicated by a line A, and the maximum output voltage (14.5 volts) of the regulator 231 is indicated by a line B. When the engine rotational speed NE is 100 rpm (first rotational speed), the output voltage V1 of the generator 22 rectified by the full-wave rectifier 25 is lower than the voltage line A of the battery 233. When the engine rotational speed NE is 1000 rpm (second rotational speed), the output voltage V2 after rectification of the generator 22 exceeds the voltage line A of the battery 233 and is almost close to the maximum output voltage line B of the regulator 231. ing.
[0021]
In the present embodiment, in consideration of the output of the generator 22 at the time of such low engine rotation, the operation timing of each electronic control component at the time of engine start is controlled as follows. FIG. 1 is a timing chart showing operation timings related to the engine speed NE of the fuel pump 15, the injection valve 10, the ignition device 27, and the electronic governor 28 as electronic control components. In the figure, when the power switch 26 is turned on at timing t1, the fuel pump 15 is driven (turned on). Since the engine 1 is not rotating at this time t1, the voltage of the battery 233 is higher than the potential of the power supply line L. Therefore, power is supplied from the battery 233 to the fuel pump 15 through the diode 235.
[0022]
When the fuel pump 15 is driven, the fuel pressure becomes high and fuel injection becomes possible. Thereafter, the recoil starter is operated to start the engine 1. The engine 1 starts to rotate by the recoil starter, and the fuel pump 15 is stopped (turned off) at a time t2 when the engine speed NE reaches a first speed, for example, 100 rpm. Then, the injection valve 10 and the ignition device 27 are operated to ignite the engine 1. The injection valve 10 and the ignition device 27 are set to have timing and operation time so that they are not driven simultaneously. This is because if both are driven at the same time, the power consumption increases and the power supplied by the battery 233 and the generator 22 is insufficient.
[0023]
If the engine rotational speed NE reaches a second rotational speed, for example, 1000 rpm, it can be determined that the engine 1 has been reliably started, and the output voltage of the generator 22 has increased as described above. Therefore, from timing t3, the fuel pump 15, the injection valve 10, the ignition device 27, and the electronic governor 28 are all operated, and the engine 1 can be rated. As shown in the lowermost stage of FIG. 1, electric power can be suitably supplied from the power supply circuit 23 according to the amount of power consumption at the time of engine start, which varies depending on the operating state of each part.
[0024]
Note that when the engine speed once decreases after exceeding the first speed, that is, when starting fails, the operation of the injection valve 10 and the ignition device 27 is stopped, and the fuel pump 15 is driven. Therefore, even if the start fails, the start operation of the engine 1 can be started again by operating the recoil starter immediately.
[0025]
FIG. 5 is a block diagram showing the main functions of the ECU 24 related to engine start. An engine speed detector 100 and a drive unit 110 are provided for starting the engine. Both engine speed detection unit 100 and drive unit 110 operate when power supply switch 26 is turned on and power supply from power supply circuit 23 is started. The engine speed discriminating unit 100 outputs the detection signal s1 when the engine speed NE exceeds the first speed, and sets the second speed that the engine speed NE is higher than the first speed. When it exceeds, the detection signal s2 is input to the drive unit 110. The drive unit 110 performs a predetermined operation based on the signals s1 and s2 from the engine speed detection unit 100. When the signal s1 is not detected, that is, when it is determined that the engine speed NE is lower than the first speed, the fuel pump 15 is driven. On the other hand, when the signal s1 is detected, that is, when it is determined that the engine speed NE exceeds the first speed, the fuel pump 15 is stopped and the injection valve 10 and the ignition device 27 are driven. . However, the injection valve 10 and the ignition device 27 are driven alternately so that they are not driven simultaneously.
[0026]
When the detection signal s2 is detected, the driving unit 110 determines that the engine 1 is reliably rotating by itself and drives the fuel pump 15, the injection valve 10, the ignition device 27, and the electronic governor 28. If the engine 1 fails to start, the engine speed NE becomes equal to or lower than the first speed and the detection signal s1 disappears, so that only the fuel pump 15 is driven again.
[0027]
The operation timing of the fuel pump 15, the injection valve 10 and the ignition device 27 will be described in further detail with respect to the output voltage of the power supply circuit 23.
[0028]
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the output waveform of the full-wave rectifier 25 and the operation timing of the fuel pump 15, the injection valve 10, and the ignition device 27. The operation timing with respect to the output waveform is the same both at the time of starting the engine and at the time of normal operation after the engine complete explosion.
[0029]
In the present embodiment, since the generator 22 is a single-phase two-pole, the output from the full-wave rectifier 25 forms four half-wave waveforms for each rotation of the engine 1. The engine 1 is a four-cycle engine that executes one cycle with two revolutions. The ignition device 27 is charged and discharged, and the injection valve 10 is driven in synchronization with the latter half of the four half-wave waveforms formed during the first rotation, that is, intake and compression. The charging of the ignition device 27, the discharge of the ignition device 27, and the driving of the injection valve 10 are distributed and synchronized in two half-wave waveforms. In charging and discharging of the ignition device 27, charging consumes more power than discharging and consumes little power for discharging operation. This is because discharging merely supplies a trigger signal. In this way, when performing a plurality of operations with a single electronic control component, the operation with the largest power consumption (main operation) is distributed in the same half-wave waveform overlapping the main operation of other electronic control components. So that there is no such thing. For example, charging of the ignition device 27 and driving of the injection valve 10 are operated in synchronization with mutually different half-wave waveforms. Further, the fuel pump 15 is driven in synchronization with the two half-wave waveforms in the latter half of the four half-wave waveforms formed during the second rotation, that is, explosion and exhaust. The operating voltage of the electronic control component such as the injection valve 10 is set so as to match the voltage of the battery 233, for example, the voltage of 6 volts of a nickel cadmium battery.
[0030]
Since charging and discharging of the ignition device 27 and driving of the injection valve 10 are short in time with respect to the half-wave waveform, the voltage value of the voltage line L is 6 volts so as to match the ignition timing of the engine 1, respectively. It may be started at a timing exceeding. For example, when the voltage does not reach 6 volts at the fuel injection timing set separately, the injection valve 10 is driven when the voltage of the voltage line L reaches 6 volts thereafter. When the voltage of the voltage line L has reached 6 volts at the fuel injection timing, the injection valve 10 is immediately driven. Since the period of the half-wave waveform is short (about 4 milliseconds at 3600 rpm), even if the fuel injection timing is slightly shifted in accordance with the half-wave waveform, the operation of the engine 1 is not affected.
[0031]
On the other hand, the fuel pump 15 is set to turn on when the voltage value exceeds a threshold value, for example, 6 volts, after detecting the rising of the half-wave waveform. Thereby, electric power can be efficiently supplied to the fuel pump 15 within the half-wave waveform.
[0032]
The synchronization of the operation of the electronic control component such as the injection valve 10 with respect to the half-wave waveform is not limited to the above example, and any operation may be used as long as power can be efficiently extracted within the half-wave waveform. That is, the operation start timing within each half-wave waveform may be set so that a predetermined operating voltage (for example, 6 volts) can be maintained for a predetermined operating time.
[0033]
In this embodiment, a recoil starter is used as a manually operated engine starter. However, the present invention is not limited to this, and a livestock starter, a kick starter, or the like can be used as appropriate.
[0034]
【The invention's effect】
The backup battery provided in parallel with the main power source can be reduced in size, and even if the start fails, preparation for the restart operation can be performed quickly, so that the engine startability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a timing chart showing operation timings of electronic control components related to engine speed.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an engine according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a main part electrical system diagram of an engine including a power supply circuit;
FIG. 4 is a diagram showing an example of an output waveform of a generator as a main power source.
FIG. 5 is a block diagram showing functions of an essential part of an ECU related to engine start.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an output waveform of a full-wave rectifier and an operation timing of an electronic control component.
[Explanation of symbols]
1 Engine 7 Intake Pipe 10 Injection Valve 15 Fuel Pump 20 Iron Core 21 Winding 22 Generator (Main Power)
23 power circuit 27 ignition device 233 battery

Claims (2)

エンジンで駆動される主電源としての発電機から供給される電力で動作する燃料ポンプ、燃料噴射弁、および点火装置を有する内燃エンジンの電子制御式燃料噴射装置において、
手動操作式のエンジン始動装置であるリコイルスタータと、
前記主電源と並列に設けられ、前記主電源による前記電力の供給ラインに逆流防止用のダイオードを介して接続されたバックアップ電池と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジンの回転数が第1の回転数以下のとき、および前記エンジンの回転数が前記第1の回転数より高い第2の回転数以上のときに前記燃料ポンプを動作させるとともに、前記エンジンの回転数が第1の回転数以上のときに前記燃料噴射弁および点火装置をそれぞれの駆動時期が互いに重ならないように予定の間隔で駆動させる駆動手段とを具備したことを特徴とする内燃エンジンの電子制御式燃料噴射装置。
In an electronically controlled fuel injection device for an internal combustion engine having a fuel pump, a fuel injection valve, and an ignition device that operate with electric power supplied from a generator as a main power source driven by the engine,
A recoil starter which is a manually operated engine starter ;
A backup battery provided in parallel with the main power supply, and connected to the power supply line by the main power supply via a diode for preventing backflow ;
Engine speed detecting means for detecting the engine speed;
The fuel pump is operated when the rotational speed of the engine is equal to or lower than the first rotational speed and when the rotational speed of the engine is equal to or higher than a second rotational speed higher than the first rotational speed. An internal combustion engine comprising: drive means for driving the fuel injection valve and the ignition device at a predetermined interval so that their drive timings do not overlap each other when the rotational speed is equal to or higher than the first rotational speed. Electronically controlled fuel injection device.
前記バックアップ電池が、前記主電源で充電されるニッケルカドミウム電池であることを特徴とする請求項1記載の内燃エンジンの電子制御式燃料噴射装置。2. The electronically controlled fuel injection device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the backup battery is a nickel cadmium battery charged by the main power source.
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