エンジン駆動発電装置
【課題】安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができるエンジン駆動発電装置を提供する。
【解決手段】発電専用の産業機械であるエンジン駆動発電装置１において、エンジン負荷を示すパラメータとしてエンジン１０側で検出可能な吸入空気量等に代えて発電機４５の負荷電流を用い、この負荷電流とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射弁３３に対する燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する。これにより、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができる。
【解決手段】発電専用の産業機械であるエンジン駆動発電装置１において、エンジン負荷を示すパラメータとしてエンジン１０側で検出可能な吸入空気量等に代えて発電機４５の負荷電流を用い、この負荷電流とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射弁３３に対する燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する。これにより、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力軸に連結するロータの回転によって発電する発電体を備えたエンジン駆動発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、比較的小型で安価な汎用のエンジン駆動発電装置では、機械式のガバナ装置や負圧を利用して燃料を霧化する気化器を備えたものが広く普及している。
【０００３】
その一方で、エンジン駆動発電装置についても各種電子制御技術が採用される傾向にあり、このような電子制御化は、基本的には、自動車等のエンジンに広く用いられている技術を応用することで実現が可能である。例えば、エンジン駆動発電装置等においては、出力電圧の急激な変動等を抑制すべく、電子制御式のスロットル弁等を用いて積極的にエンジン回転数制御を行う技術が実用化されている。
【０００４】
さらに、近年においては、燃費改善や排気ガス性能の向上等を目的として、気化器に代えて燃料噴射弁を設け、電子制御を通じて能動的に燃料噴射量を制御する燃料供給システムが採用される傾向にある。例えば、特許文献１には、パルサ（クランク角センサ）からの信号に基づくエンジン回転速度（エンジン回転数）や、スロットルセンサからの信号に基づくスロットル開度等からエンジンの吸入空気量を推定し、推定した吸入空気量に応じた燃料噴射制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０８３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、燃料噴射制御を行うにあたり、エンジン負荷を検出すべく新たにスロットルセンサや吸入空気量センサ等を追加しようとした場合、エンジンの設計変更や改造が必要となる等、製造コストの高騰や構造の複雑化等を招く虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができるエンジン駆動発電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】
【０００８】
本発明の一態様によるエンジン駆動発電装置は、エンジンの出力軸に連結するロータの回転によって発電を行う発電機を備えたエンジン駆動発電装置において、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記発電機の負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する燃料噴射情報算出手段と、算出された前記燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間に基づいて燃料噴射弁を駆動する駆動手段と、を備え、前記燃料噴射情報算出手段は、検出された前記回転数と前記負荷電流とを用いて前記燃料噴射タイミング及び前記燃料噴射時間を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエンジン駆動発電装置によれば、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジン駆動発電装置の概略構成図
【図２】エンジンに連結した発電体を示す断面図
【図３】燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート
【図４】入力信号処理サブルーチンを示すフローチャート
【図５】燃料噴射制御情報演算サブルーチンを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はエンジン駆動発電装置の概略構成図、図２はエンジンに連結した発電体を示す断面図、図３は燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート、図４は信号入力処理サブルーチンを示すフローチャート、図５は燃料噴射制御情報演算サブルーチンを示すフローチャートである。
【００１２】
図１，２に示すエンジン駆動発電装置１は、例えば、比較的小型の汎用エンジン１０と、インバータ式の発電機４５とを有して構成されている。
【００１３】
エンジン１０は、シリンダブロック１１を有し、このシリンダブロック１１には、シリンダ１２と、クランクケース１３とが一体的に形成されている。また、シリンダ１２内には、ピストン１４が摺動自在に嵌挿され、このピストン１４の下部が、クランクケース１３内に回転自在に軸支された出力軸としてのクランク軸１６に、コネクティングロッド１５を介して連結されている。
【００１４】
一方、シリンダ１２の上端にはシリンダヘッド２０が冠設され、このシリンダヘッド２０は、シリンダ１２及びピストン１４とともに燃焼室２１を画成する。
【００１５】
シリンダヘッド２０には、燃焼室２１に予混合気を供給する吸気ポート２２と、排気ガスを排出する排気ポート２３とが形成され、さらに、吸気ポート２２を開閉する吸気弁２４と、排気ポート２３を開閉する排気弁２５とが組み付けられている。また、シリンダヘッド２０の上部にはシリンダヘッドカバー２７が冠設され、これらの間に形成されたロッカ室２８には、クランク軸１６に同期して吸，排気カムを動作させることによって吸、排気弁２４，２５を所定のタイミングで開閉する動弁機構（図示せず）が収容されている。
【００１６】
吸気ポート２２にはスロットルボディ３０が連通され、このスロットルボディ３０内には、例えば、スロットルアクチュエータ３２によって開閉動作する電子制御式のスロットル弁３１が配設されている。また、スロットルボディ３０には燃料噴射弁３３が固設され、この燃料噴射弁３３の噴口がスロットルボディ３０内に臨まされている。さらに、スロットルボディ３０には吸気の脈動に応動するダイアフラム式の燃料ポンプ３４が固設され、この燃料ポンプ３４の吸入ポートが燃料管３７ａを介して燃料タンク３５に接続さている。一方、燃料ポンプ３４の吐出ポートは燃料管３７ｂを介してプレッシャレギュレータ３６の吸入ポートに接続され、このプレッシャレギュレータ３６の吐出ポートには燃料管３７ｃを介して燃料噴射弁３３が接続されている。さらに、プレッシャレギュレータ３６のリターンポートには燃料管３７ｄを介して燃料タンク３５が接続されている。
【００１７】
本実施形態において、燃料噴射弁３３には、例えば、３００［ｋＰａ］までの燃料圧力に対応可能な汎用の多孔インジェクタが採用されている。また、プレッシャレギュレータ３６によって調圧される燃料圧力は、例えば、３０［ｋＰａ］以下の低圧に設定され、これにより、各燃料管３７ａ〜３７ｄには安価なゴムホース等が採用されている。
【００１８】
図２に示すように、クランク軸１６の突端部にはフライホイール４０が固設され、このフライホイール４０には、発電体４６が連設されている。また、フライホイール４０と発電体４６との間には冷却ファン４１が配設されている。さらに、フライホイール４０とクランクケース１３との間にはリコイルスタータ４２が配設されている。
【００１９】
発電体４６は、例えば、三相のアウタロータ式発電体であり、フライホイール４０を介してクランク軸１６に連結された環状のロータ４６ａがステータ４６ｂの外周を回転することにより発電を行う。図１に示すように、この発電体４６には、整流回路４７を介して、ＤＣレギュレータ４８及びインバータ４９が接続され、これらにより、インバータ式の発電機４５が構成されている。そして、発電体４６の出力は、整流回路４７で全波整流され、ＤＣレギュレータ４８で電圧調整され、さらにインバータ４９で所定周波数の交流電力に変換されて各種電気負荷に供給される。
【００２０】
ここで、本実施形態のエンジン駆動発電装置１は、バッテリを持たない簡易な構成となっており、発電機４５から電源供給される負荷には、スロットルアクチュエータ３２や燃料噴射弁３３等のエンジン補機類、及び、これらを通じてエンジン１０の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０等も含まれる。
【００２１】
ＥＣＵ５０には、エンジン温度サーミスタ５１で検出されたエンジン温度、吸気温度サーミスタ５２で検出された吸気温度、エンジン回転数センサ５３で検出されたエンジン回転数等に関する各種信号が入力される。また、ＥＣＵ５０には、例えば、燃料噴射弁３３の駆動用に電圧調整された電源系統において電圧センサ５４で検出された電圧値（電源電圧）が入力されると共に、負荷電流検出手段としての電流センサ５５によってインバータ４９の出力側で検出された電流値が発電機４５の負荷電流として入力される。
【００２２】
そして、ＥＣＵ５０は、基本的には、エンジン回転数が設定回転数（例えば、エンジンの回転に出力周波数が依存する同期式発電機の場合には、発電機４５の出力周波数が５０［Ｈｚ］の場合には３０００［ｒｐｍ］、６０［Ｈｚ］の場合には３６００［ｒｐｍ］）に収束するようスロットル弁３１の開度を制御し、エンジンの回転に出力周波数が依存しないインバータ式発電機の場合等では、任意のエンジン回転数に収束するよう制御する。
【００２３】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数と負荷電流とを用いて燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出し、算出した燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間に基づいて燃料噴射弁を駆動する。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン負荷を示すパラメータとして、エンジン１０側で検出可能な吸入空気量等に代えて発電機４５の負荷電流を用いる。そして、ＥＣＵ５０は、この負荷電流とエンジン回転数とに基づいて基本となる燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出し、これらに各種補正を行うことで最終的な燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する。このように、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、燃料噴射情報算出手段、駆動手段としての各機能を実現する。
【００２４】
次に、ＥＣＵ５０で実行されるエンジン１０の燃料噴射制御について、図３に示す燃料噴射制御ルーチンに従って説明する。このルーチンは、例えば、図示しないメインスイッチがＯＮされた後、リコイルスタータ４２を通じてエンジン１０が始動されることに伴い実行されるもので、ルーチンがスタートすると、ＥＣＵ５０は、先ず、ステップＳ１０１において、メインスイッチがオフされたか否かを調べる。そして、ＥＣＵ５０は、メインスイッチがオフされていると判定した場合にはステップＳ１０６に進み、メインスイッチがオンされていると判定した場合にはステップＳ１０２に進む。
【００２５】
ステップＳ１０１からステップＳ１０２に進むと、ＥＣＵ５０は、前回の処理からの経過時間が予め設定されたメインループ時間（例えば、１０［ｍｓｅｃ］）を越えたか否かを調べる。そして、ＥＣＵ５０は、メインループ時間を越えていないと判定した場合にはそのまま待機し、メインループ時間を超えたと判定した場合にはステップＳ１０３に進む。
【００２６】
ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進むと、ＥＣＵ５０は、各種スイッチ・センサ類から入力される信号の処理を行う。この処理は、例えば、図４に示す入力信号処理サブルーチンのフローチャートに従って実行されるもので、サブルーチンがスタートすると、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０１において、エンジン回転数センサ５３から入力されるパルス信号から回転信号を検出し、この回転信号の周期に基づいてエンジン回転数（I_RPM_LEV0）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新４回の検出結果を移動平均した値をエンジン回転数（I_RPM_LEV0）として算出する。
【００２７】
続くステップＳ２０２において、ＥＣＵ５０は、エンジン温度サーミスタ５１からの入力信号に基づいてエンジン温度（D_AD1）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値をエンジン温度（D_AD1）として算出する。
【００２８】
続くステップＳ２０３において、ＥＣＵ５０は、吸気温度サーミスタ５２からの入力信号に基づいて吸気温度（D_AD2）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値を吸気温度（D_AD2）として算出する。
【００２９】
続くステップＳ２０４において、ＥＣＵ５０は、ＤＣレギュレータ４８からの入力信号に基づいて電源電圧（D_AD3）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値を電源電圧（D_AD3）として算出する。
【００３０】
続くステップＳ２０５において、ＥＣＵ５０は、電流センサ５５からの入力信号に基づいて負荷電流（D_AD0）を算出した後、サブルーチンを抜ける。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値を負荷電流（D_AD0）として算出する。
【００３１】
図３のメインルーチンにおいて、ステップＳ１０３からステップＳ１０４に進むと、ＥＣＵ５０は、燃料噴射制御情報の演算を行う。この演算は、例えば、図５に示す燃料噴射制御情報演算サブルーチンのフローチャートに従って実行されるもので、サブルーチンがスタートすると、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１において、エンジン回転数（I_RPM_LEV0）に基づいてエンジン１０の回転数レベル（I_RPM_LEV0_LEV）及び回転数エラーレベル（I_RPM_ERR_LEV0）を算出する。
【００３２】
具体的に説明すると、ＥＣＵ５０には、例えば、エンジン回転数を、０［ｒｐｍ］〜５０００［ｒｐｍ］の範囲内において判定ステップ２５０［ｒｐｍ］毎に区分する２０段階の回転数レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は現在のエンジン回転数（I_RPM_LEV0）がどの回転数レベル（I_RPM_LEV0_LEV）に該当するかを判定する。
【００３３】
また、ＥＣＵ５０には、例えば、エンジン回転数（I_RPM_LEV0）と前回のエンジン回転数（I_RPM_LEV0_OLD）の差である回転数エラー（I_RPM_ERR ＝ I_RPM_LEV0_OLD − I_RPM_LEV0）を、０［ｒｐｍ］〜５０００［ｒｐｍ］の範囲内において判定ステップ２５０［ｒｐｍ］毎に区分する２０段階の回転数エラーレベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在の回転数エラー（I_RPM_ERR）がどの回転数エラーレベル（I_RPM_ERR_LEV）に該当するかを判定する。
【００３４】
続くステップＳ３０２において、ＥＣＵ５０は、電流負荷（D_AD0）に基づいてエンジン１０の負荷レベル（D_AD_LEV0）を算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、負荷電流を、０［Ａ］〜４９［Ａ］の範囲内において判定ステップ５［Ａ］毎に区分する１０段階の負荷レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は現在の負荷電流（D_AD0）がどの負荷レベル（D_AD_LEV0）に該当するかを判定する。
【００３５】
そして、ステップＳ３０３に進むと、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２で算出した回転数レベル（I_RPM_LEV0_LEV）及び負荷レベル（D_AD_LEV）に基づき、予め設定された基本燃料噴射タイミングテーブルＦ１を参照して、基本燃料噴射タイミングＴ1ref（＝Ｆ１（I_RPM_LEV0_LEV、D_AD_LEV0））を算出する。なお、燃料噴射タイミングとは、例えば、エンジン回転数センサ５３からのエンジン回転パルス信号が入力されたタイミングを基準とする燃料噴射開始のタイミングである。
【００３６】
続くステップＳ３０４において、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２で算出した回転数エラーレベル（I_RPM_ERR_LEV）及び負荷レベル（D_AD_LEV）に基づき、予め設定された基本燃料噴射時間テーブルＦ２を参照して、基本燃料噴射時間Ｔ2ref（＝Ｆ２（I_RPM_ERR_LEV0、D_AD_LEV0））を算出する。なお、燃料噴射時間とは、例えば、燃料噴射開始から終了までの時間である。
【００３７】
ステップＳ３０５に進むと、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射タイミングＴ1refに対する各種調整値（補正値）を算出する。本実施形態において、ステップＳ３０５では、補正値として、例えば、加速補正値Ｔ1_D、エンジン温度補正係数Ｋ1eng、及び、吸気温度補正係数Ｋ1airが算出される。
【００３８】
具体的に説明すると、ＥＣＵ５０は、負荷電流（D_AD0）及び前回の負荷電流（D_AD0_OLD）の差である負荷電流変位（D_AD0_D ＝ D_AD0_OLD − D_AD0）のレベル（負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV））を算出し、この負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV）に基づいて燃料噴射タイミング用の加速補正値Ｔ1_Dを算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、負荷電流変位を１１段階の負荷変位レベルに区分するためのテーブルが設定されており、ＥＣＵ５０は、このテーブルを参照して、現在の負荷電流変位（D_AD0_D）がどの負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV）に該当するかを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射タイミング用の加速補正テーブルＦ３を参照して、加速補正値Ｔ1_D（＝Ｆ３（D_AD0_D_LEV）を算出する。
【００３９】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン温度（D_AD1）に基づいてエンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）を算出し、このエンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に基づいて燃料噴射タイミング用のエンジン温度補正係数Ｋ1engを算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、エンジン温度（D_AD1）を、−３０［℃］〜１５０［℃］の範囲内において判定ステップ１５［℃］毎に区分する１３段階のエンジン温度補正レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在のエンジン温度（D_AD1）がどのエンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に該当するかを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射タイミング用のエンジン温度補正テーブルＦ７を参照して、エンジン温度補正係数Ｋ1eng（＝Ｆ７（D_AD1_LEV））を算出する。
【００４０】
また、ＥＣＵ５０は、吸気温度（D_AD2）に基づいて吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）を算出し、この吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に基づいて燃料噴射タイミング用の吸気温度補正係数Ｋ1airを算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、吸気温度（D_AD1）を、−３０［℃］〜１００［℃］の範囲内において判定ステップ１０［℃］毎に区分する１４段階の吸気温度補正レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在の吸気温度（D_AD2）がどの吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に該当するかを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射タイミング用の吸気温度補正テーブルＦ９を参照して、吸気温度補正係数Ｋ1airを算出する。
【００４１】
ステップＳ３０６に進むと、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射時間Ｔ1refに対する各種調整値（補正値）を算出する。本実施形態において、ステップＳ３０６では、補正値として、例えば、加速補正値Ｔ2_D、エンジン温度補正係数Ｋ2eng、吸気温度補正係数Ｋ2airが算出される。
【００４２】
具体的に説明すると、ＥＣＵ５０は、負荷変位レベル（D_AD0_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射時間用の加速補正テーブルＦ４を参照して、加速補正値Ｔ1_D（＝Ｆ４（D_AD0_LEV））を算出する。
【００４３】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射時間用のエンジン温度補正テーブルＦ８を参照して、エンジン温度補正係数Ｋ2eng（＝Ｆ８（D_AD1_LEV））を算出する。
【００４４】
また、ＥＣＵ５０は、吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射時間用の吸気温度補正テーブルＦ１０を参照して、吸気温度補正係数Ｋ2air（＝Ｆ１０（D_AD2_LEV））を算出する。
【００４５】
ステップＳ３０６からステップＳ３０７に進むと、ＥＣＵ５０は、電源電圧（D_AD3）の電源電圧レベル（D_AD3_LEV）を算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、電源電圧（D_AD3）を、０［Ｖ］〜２０［Ｖ］の範囲内において区分する８段階（不等幅）の電源電圧レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在の電源電圧（D_AD3）がどの電源電圧レベル（D_AD3_LEV）に該当するかを判定する。
【００４６】
続くステップＳ３０８において、ＥＣＵ５０は、電源電圧レベル（D_AD3_LEV）に基づき、予め設定された無効噴射時間テーブルＦ１２を参照して、無効噴射時間Ｔinvを算出する。
【００４７】
ステップＳ３０８からステップＳ３０９に進むと、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射タイミングＴ1ref、加速補正値Ｔ1_D、エンジン温度補正係数Ｋ1eng、及び、吸気温度補正係数Ｋ1airに基づいて、以下の（１）式により、最終的な燃料噴射タイミングである燃料噴射タイミング確定値Ｔ1correctを算出する。
Ｔ1correct＝Ｋ1eng ・ Ｋ1air ・ Ｔ1ref ＋Ｔ1_D …（１）
そして、ステップＳ３１０において、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射時間Ｔ1ref、加速補正値Ｔ2_D、エンジン温度補正係数Ｋ2eng、吸気温度補正係数Ｋ2air、及び、無効噴射時間Ｔinvに基づいて、以下の（２）式により、最終的な燃料噴射時間である燃料噴射時間確定値Ｔ2correctを算出した後、サブルーチンを抜ける。
Ｔ2correct＝Ｋ2eng ・Ｋ2air ・ Ｔ2ref ＋Ｔ2_D ＋Ｔinv …（２）
図３のメインルーチンにおいて、ステップＳ１０４からステップＳ１０５に進むと、ＥＣＵ５０は、算出した燃料噴射タイミング確定値Ｔ1correct及び燃料噴射時間確定値Ｔ2correctに基づいて燃料噴射出力を行った後、ステップＳ１０１に戻る。
【００４８】
また、ステップＳ１０１からステップＳ１０６に進むと、ＥＣＵ５０は、エンジン１０に対する停止処理を行った後、ルーチンを抜ける。
【００４９】
このような実施形態によれば、発電専用の産業機械であるエンジン駆動発電装置１において、エンジン負荷を示すパラメータとしてエンジン１０側で検出可能な吸入空気量等に代えて発電機４５の負荷電流を用い、この負荷電流とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射弁３３に対する燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出することにより、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができる。
【００５０】
すなわち、エンジン負荷を示すパラメータとして負荷電流を用いることにより、例えば、もともと電子制御式のスロットル弁を備えたエンジン駆動発電装置に対しては、エンジン側に新たなセンサ類を追加することなく、発電機からの出力系統に対する配線上の追加を行う程度の簡単な構成により、燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間の各基準値の算出に必要なエンジン回転数とエンジン負荷とを得ることができる。従って、エンジンの吸気系等にセンサ類を追加するための専用の加工や改造等を行う必要がなく、簡単な構成により燃料噴射制御を実現することができる。
【００５１】
この場合、特に、発電機の出力電流の変動をエンジン負荷の変動として直接的に感知することができるので、検出信号の変換等の必要がなく、実負荷を精度良く詳細に、且つ高速に把握することができる。従って、燃料噴射量の増減をきめ細やかに制御することが可能となる。
【００５２】
また、負荷電流を監視することにより、当該負荷電流の変化に追従して変化するエンジン回転を事前に検知することが可能となり、このように事前に検知したエンジン回転変動に対して燃料噴射制御を行うことが可能となるため、エンジン回転数の変動を最小限に留めることができる。
【００５３】
また、エンジン負荷を検出するために吸入空気量センサやスロットル開度センサ等を設ける必要がないため、良好な吸気やスロットル動作等を確保することができる。
【００５４】
また、燃料噴射弁３３及び燃料ポンプ３４をスロットル弁３１等と共にスロットルボディ３０に配設してモジュール化等を行えば、キャブレター式のエンジン駆動発電装置等との互換性を向上することができる。
【００５５】
なお、上述の実施形態においては、エンジン回転数及び負荷電流に基づいて算出した基本燃料噴射タイミング及び基本燃料噴射時間に各種補正を行うことで最終的な燃料噴射タイミング確定値及び燃料噴射時間確定値を算出した一例について説明したが、製品として燃料噴射制御に要求される精度と、補正値算出のための各種センサ類を追加することに対する製造コスト等との関係を考慮した上で、各補正項を必要に応じて適宜省略することも可能である。
【００５６】
ところで、例えば、ガバナ式のエンジン駆動発電装置等に燃料噴射弁を設けて燃料噴射制御を行う場合、例えば、図１中に破線で示すように、発電体４６からの出力電圧の波形をＥＣＵ５０においてモニタリングすることにより、エンジン回転数センサ等を新たに設けることなく、エンジン回転数を算出することも可能である。
【００５７】
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。
【符号の説明】
【００５８】
１ … エンジン駆動発電装置
１０ … エンジン
１１ … シリンダブロック
１２ … シリンダ
１３ … クランクケース
１４ … ピストン
１５ … コネクティングロッド
１６ … クランク軸
２０ … シリンダヘッド
２１ … 燃焼室
３０ … スロットルボディ
３１ … スロットル弁
３２ … スロットルアクチュエータ
３３ … 燃料噴射弁
３４ … 燃料ポンプ
３５ … 燃料タンク
３６ … プレッシャレギュレータ
３７ａ〜３７ｄ … 燃料管
４０ … フライホイール
４１ … 冷却ファン
４２ … リコイルスタータ
４５ … 発電機
４６ … 発電体
４６ａ … ロータ
４６ｂ … ステータ
４７ … 整流回路
４８ … ＤＣレギュレータ
４９ … インバータ
５０ … 電子制御ユニット（燃料噴射情報算出手段、駆動手段）
５１ … エンジン温度サーミスタ
５２ … 吸気温度サーミスタ
５３ … エンジン回転数センサ（回転数検出手段）
５４ … 電圧センサ
５５ … 電流センサ（負荷電流検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力軸に連結するロータの回転によって発電する発電体を備えたエンジン駆動発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、比較的小型で安価な汎用のエンジン駆動発電装置では、機械式のガバナ装置や負圧を利用して燃料を霧化する気化器を備えたものが広く普及している。
【０００３】
その一方で、エンジン駆動発電装置についても各種電子制御技術が採用される傾向にあり、このような電子制御化は、基本的には、自動車等のエンジンに広く用いられている技術を応用することで実現が可能である。例えば、エンジン駆動発電装置等においては、出力電圧の急激な変動等を抑制すべく、電子制御式のスロットル弁等を用いて積極的にエンジン回転数制御を行う技術が実用化されている。
【０００４】
さらに、近年においては、燃費改善や排気ガス性能の向上等を目的として、気化器に代えて燃料噴射弁を設け、電子制御を通じて能動的に燃料噴射量を制御する燃料供給システムが採用される傾向にある。例えば、特許文献１には、パルサ（クランク角センサ）からの信号に基づくエンジン回転速度（エンジン回転数）や、スロットルセンサからの信号に基づくスロットル開度等からエンジンの吸入空気量を推定し、推定した吸入空気量に応じた燃料噴射制御を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０８３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、燃料噴射制御を行うにあたり、エンジン負荷を検出すべく新たにスロットルセンサや吸入空気量センサ等を追加しようとした場合、エンジンの設計変更や改造が必要となる等、製造コストの高騰や構造の複雑化等を招く虞がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができるエンジン駆動発電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】
【０００８】
本発明の一態様によるエンジン駆動発電装置は、エンジンの出力軸に連結するロータの回転によって発電を行う発電機を備えたエンジン駆動発電装置において、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、前記発電機の負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する燃料噴射情報算出手段と、算出された前記燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間に基づいて燃料噴射弁を駆動する駆動手段と、を備え、前記燃料噴射情報算出手段は、検出された前記回転数と前記負荷電流とを用いて前記燃料噴射タイミング及び前記燃料噴射時間を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のエンジン駆動発電装置によれば、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジン駆動発電装置の概略構成図
【図２】エンジンに連結した発電体を示す断面図
【図３】燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート
【図４】入力信号処理サブルーチンを示すフローチャート
【図５】燃料噴射制御情報演算サブルーチンを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はエンジン駆動発電装置の概略構成図、図２はエンジンに連結した発電体を示す断面図、図３は燃料噴射制御ルーチンを示すフローチャート、図４は信号入力処理サブルーチンを示すフローチャート、図５は燃料噴射制御情報演算サブルーチンを示すフローチャートである。
【００１２】
図１，２に示すエンジン駆動発電装置１は、例えば、比較的小型の汎用エンジン１０と、インバータ式の発電機４５とを有して構成されている。
【００１３】
エンジン１０は、シリンダブロック１１を有し、このシリンダブロック１１には、シリンダ１２と、クランクケース１３とが一体的に形成されている。また、シリンダ１２内には、ピストン１４が摺動自在に嵌挿され、このピストン１４の下部が、クランクケース１３内に回転自在に軸支された出力軸としてのクランク軸１６に、コネクティングロッド１５を介して連結されている。
【００１４】
一方、シリンダ１２の上端にはシリンダヘッド２０が冠設され、このシリンダヘッド２０は、シリンダ１２及びピストン１４とともに燃焼室２１を画成する。
【００１５】
シリンダヘッド２０には、燃焼室２１に予混合気を供給する吸気ポート２２と、排気ガスを排出する排気ポート２３とが形成され、さらに、吸気ポート２２を開閉する吸気弁２４と、排気ポート２３を開閉する排気弁２５とが組み付けられている。また、シリンダヘッド２０の上部にはシリンダヘッドカバー２７が冠設され、これらの間に形成されたロッカ室２８には、クランク軸１６に同期して吸，排気カムを動作させることによって吸、排気弁２４，２５を所定のタイミングで開閉する動弁機構（図示せず）が収容されている。
【００１６】
吸気ポート２２にはスロットルボディ３０が連通され、このスロットルボディ３０内には、例えば、スロットルアクチュエータ３２によって開閉動作する電子制御式のスロットル弁３１が配設されている。また、スロットルボディ３０には燃料噴射弁３３が固設され、この燃料噴射弁３３の噴口がスロットルボディ３０内に臨まされている。さらに、スロットルボディ３０には吸気の脈動に応動するダイアフラム式の燃料ポンプ３４が固設され、この燃料ポンプ３４の吸入ポートが燃料管３７ａを介して燃料タンク３５に接続さている。一方、燃料ポンプ３４の吐出ポートは燃料管３７ｂを介してプレッシャレギュレータ３６の吸入ポートに接続され、このプレッシャレギュレータ３６の吐出ポートには燃料管３７ｃを介して燃料噴射弁３３が接続されている。さらに、プレッシャレギュレータ３６のリターンポートには燃料管３７ｄを介して燃料タンク３５が接続されている。
【００１７】
本実施形態において、燃料噴射弁３３には、例えば、３００［ｋＰａ］までの燃料圧力に対応可能な汎用の多孔インジェクタが採用されている。また、プレッシャレギュレータ３６によって調圧される燃料圧力は、例えば、３０［ｋＰａ］以下の低圧に設定され、これにより、各燃料管３７ａ〜３７ｄには安価なゴムホース等が採用されている。
【００１８】
図２に示すように、クランク軸１６の突端部にはフライホイール４０が固設され、このフライホイール４０には、発電体４６が連設されている。また、フライホイール４０と発電体４６との間には冷却ファン４１が配設されている。さらに、フライホイール４０とクランクケース１３との間にはリコイルスタータ４２が配設されている。
【００１９】
発電体４６は、例えば、三相のアウタロータ式発電体であり、フライホイール４０を介してクランク軸１６に連結された環状のロータ４６ａがステータ４６ｂの外周を回転することにより発電を行う。図１に示すように、この発電体４６には、整流回路４７を介して、ＤＣレギュレータ４８及びインバータ４９が接続され、これらにより、インバータ式の発電機４５が構成されている。そして、発電体４６の出力は、整流回路４７で全波整流され、ＤＣレギュレータ４８で電圧調整され、さらにインバータ４９で所定周波数の交流電力に変換されて各種電気負荷に供給される。
【００２０】
ここで、本実施形態のエンジン駆動発電装置１は、バッテリを持たない簡易な構成となっており、発電機４５から電源供給される負荷には、スロットルアクチュエータ３２や燃料噴射弁３３等のエンジン補機類、及び、これらを通じてエンジン１０の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０等も含まれる。
【００２１】
ＥＣＵ５０には、エンジン温度サーミスタ５１で検出されたエンジン温度、吸気温度サーミスタ５２で検出された吸気温度、エンジン回転数センサ５３で検出されたエンジン回転数等に関する各種信号が入力される。また、ＥＣＵ５０には、例えば、燃料噴射弁３３の駆動用に電圧調整された電源系統において電圧センサ５４で検出された電圧値（電源電圧）が入力されると共に、負荷電流検出手段としての電流センサ５５によってインバータ４９の出力側で検出された電流値が発電機４５の負荷電流として入力される。
【００２２】
そして、ＥＣＵ５０は、基本的には、エンジン回転数が設定回転数（例えば、エンジンの回転に出力周波数が依存する同期式発電機の場合には、発電機４５の出力周波数が５０［Ｈｚ］の場合には３０００［ｒｐｍ］、６０［Ｈｚ］の場合には３６００［ｒｐｍ］）に収束するようスロットル弁３１の開度を制御し、エンジンの回転に出力周波数が依存しないインバータ式発電機の場合等では、任意のエンジン回転数に収束するよう制御する。
【００２３】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数と負荷電流とを用いて燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出し、算出した燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間に基づいて燃料噴射弁を駆動する。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン負荷を示すパラメータとして、エンジン１０側で検出可能な吸入空気量等に代えて発電機４５の負荷電流を用いる。そして、ＥＣＵ５０は、この負荷電流とエンジン回転数とに基づいて基本となる燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出し、これらに各種補正を行うことで最終的な燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する。このように、本実施形態において、ＥＣＵ５０は、燃料噴射情報算出手段、駆動手段としての各機能を実現する。
【００２４】
次に、ＥＣＵ５０で実行されるエンジン１０の燃料噴射制御について、図３に示す燃料噴射制御ルーチンに従って説明する。このルーチンは、例えば、図示しないメインスイッチがＯＮされた後、リコイルスタータ４２を通じてエンジン１０が始動されることに伴い実行されるもので、ルーチンがスタートすると、ＥＣＵ５０は、先ず、ステップＳ１０１において、メインスイッチがオフされたか否かを調べる。そして、ＥＣＵ５０は、メインスイッチがオフされていると判定した場合にはステップＳ１０６に進み、メインスイッチがオンされていると判定した場合にはステップＳ１０２に進む。
【００２５】
ステップＳ１０１からステップＳ１０２に進むと、ＥＣＵ５０は、前回の処理からの経過時間が予め設定されたメインループ時間（例えば、１０［ｍｓｅｃ］）を越えたか否かを調べる。そして、ＥＣＵ５０は、メインループ時間を越えていないと判定した場合にはそのまま待機し、メインループ時間を超えたと判定した場合にはステップＳ１０３に進む。
【００２６】
ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進むと、ＥＣＵ５０は、各種スイッチ・センサ類から入力される信号の処理を行う。この処理は、例えば、図４に示す入力信号処理サブルーチンのフローチャートに従って実行されるもので、サブルーチンがスタートすると、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２０１において、エンジン回転数センサ５３から入力されるパルス信号から回転信号を検出し、この回転信号の周期に基づいてエンジン回転数（I_RPM_LEV0）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新４回の検出結果を移動平均した値をエンジン回転数（I_RPM_LEV0）として算出する。
【００２７】
続くステップＳ２０２において、ＥＣＵ５０は、エンジン温度サーミスタ５１からの入力信号に基づいてエンジン温度（D_AD1）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値をエンジン温度（D_AD1）として算出する。
【００２８】
続くステップＳ２０３において、ＥＣＵ５０は、吸気温度サーミスタ５２からの入力信号に基づいて吸気温度（D_AD2）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値を吸気温度（D_AD2）として算出する。
【００２９】
続くステップＳ２０４において、ＥＣＵ５０は、ＤＣレギュレータ４８からの入力信号に基づいて電源電圧（D_AD3）を算出する。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値を電源電圧（D_AD3）として算出する。
【００３０】
続くステップＳ２０５において、ＥＣＵ５０は、電流センサ５５からの入力信号に基づいて負荷電流（D_AD0）を算出した後、サブルーチンを抜ける。この場合において、ＥＣＵ５０は、例えば、最新１６回の検出結果を移動平均した値を負荷電流（D_AD0）として算出する。
【００３１】
図３のメインルーチンにおいて、ステップＳ１０３からステップＳ１０４に進むと、ＥＣＵ５０は、燃料噴射制御情報の演算を行う。この演算は、例えば、図５に示す燃料噴射制御情報演算サブルーチンのフローチャートに従って実行されるもので、サブルーチンがスタートすると、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１において、エンジン回転数（I_RPM_LEV0）に基づいてエンジン１０の回転数レベル（I_RPM_LEV0_LEV）及び回転数エラーレベル（I_RPM_ERR_LEV0）を算出する。
【００３２】
具体的に説明すると、ＥＣＵ５０には、例えば、エンジン回転数を、０［ｒｐｍ］〜５０００［ｒｐｍ］の範囲内において判定ステップ２５０［ｒｐｍ］毎に区分する２０段階の回転数レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は現在のエンジン回転数（I_RPM_LEV0）がどの回転数レベル（I_RPM_LEV0_LEV）に該当するかを判定する。
【００３３】
また、ＥＣＵ５０には、例えば、エンジン回転数（I_RPM_LEV0）と前回のエンジン回転数（I_RPM_LEV0_OLD）の差である回転数エラー（I_RPM_ERR ＝ I_RPM_LEV0_OLD − I_RPM_LEV0）を、０［ｒｐｍ］〜５０００［ｒｐｍ］の範囲内において判定ステップ２５０［ｒｐｍ］毎に区分する２０段階の回転数エラーレベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在の回転数エラー（I_RPM_ERR）がどの回転数エラーレベル（I_RPM_ERR_LEV）に該当するかを判定する。
【００３４】
続くステップＳ３０２において、ＥＣＵ５０は、電流負荷（D_AD0）に基づいてエンジン１０の負荷レベル（D_AD_LEV0）を算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、負荷電流を、０［Ａ］〜４９［Ａ］の範囲内において判定ステップ５［Ａ］毎に区分する１０段階の負荷レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は現在の負荷電流（D_AD0）がどの負荷レベル（D_AD_LEV0）に該当するかを判定する。
【００３５】
そして、ステップＳ３０３に進むと、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２で算出した回転数レベル（I_RPM_LEV0_LEV）及び負荷レベル（D_AD_LEV）に基づき、予め設定された基本燃料噴射タイミングテーブルＦ１を参照して、基本燃料噴射タイミングＴ1ref（＝Ｆ１（I_RPM_LEV0_LEV、D_AD_LEV0））を算出する。なお、燃料噴射タイミングとは、例えば、エンジン回転数センサ５３からのエンジン回転パルス信号が入力されたタイミングを基準とする燃料噴射開始のタイミングである。
【００３６】
続くステップＳ３０４において、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２で算出した回転数エラーレベル（I_RPM_ERR_LEV）及び負荷レベル（D_AD_LEV）に基づき、予め設定された基本燃料噴射時間テーブルＦ２を参照して、基本燃料噴射時間Ｔ2ref（＝Ｆ２（I_RPM_ERR_LEV0、D_AD_LEV0））を算出する。なお、燃料噴射時間とは、例えば、燃料噴射開始から終了までの時間である。
【００３７】
ステップＳ３０５に進むと、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射タイミングＴ1refに対する各種調整値（補正値）を算出する。本実施形態において、ステップＳ３０５では、補正値として、例えば、加速補正値Ｔ1_D、エンジン温度補正係数Ｋ1eng、及び、吸気温度補正係数Ｋ1airが算出される。
【００３８】
具体的に説明すると、ＥＣＵ５０は、負荷電流（D_AD0）及び前回の負荷電流（D_AD0_OLD）の差である負荷電流変位（D_AD0_D ＝ D_AD0_OLD − D_AD0）のレベル（負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV））を算出し、この負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV）に基づいて燃料噴射タイミング用の加速補正値Ｔ1_Dを算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、負荷電流変位を１１段階の負荷変位レベルに区分するためのテーブルが設定されており、ＥＣＵ５０は、このテーブルを参照して、現在の負荷電流変位（D_AD0_D）がどの負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV）に該当するかを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、負荷変位レベル（D_AD0_D_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射タイミング用の加速補正テーブルＦ３を参照して、加速補正値Ｔ1_D（＝Ｆ３（D_AD0_D_LEV）を算出する。
【００３９】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン温度（D_AD1）に基づいてエンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）を算出し、このエンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に基づいて燃料噴射タイミング用のエンジン温度補正係数Ｋ1engを算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、エンジン温度（D_AD1）を、−３０［℃］〜１５０［℃］の範囲内において判定ステップ１５［℃］毎に区分する１３段階のエンジン温度補正レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在のエンジン温度（D_AD1）がどのエンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に該当するかを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、エンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射タイミング用のエンジン温度補正テーブルＦ７を参照して、エンジン温度補正係数Ｋ1eng（＝Ｆ７（D_AD1_LEV））を算出する。
【００４０】
また、ＥＣＵ５０は、吸気温度（D_AD2）に基づいて吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）を算出し、この吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に基づいて燃料噴射タイミング用の吸気温度補正係数Ｋ1airを算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、吸気温度（D_AD1）を、−３０［℃］〜１００［℃］の範囲内において判定ステップ１０［℃］毎に区分する１４段階の吸気温度補正レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在の吸気温度（D_AD2）がどの吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に該当するかを判定する。そして、ＥＣＵ５０は、吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射タイミング用の吸気温度補正テーブルＦ９を参照して、吸気温度補正係数Ｋ1airを算出する。
【００４１】
ステップＳ３０６に進むと、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射時間Ｔ1refに対する各種調整値（補正値）を算出する。本実施形態において、ステップＳ３０６では、補正値として、例えば、加速補正値Ｔ2_D、エンジン温度補正係数Ｋ2eng、吸気温度補正係数Ｋ2airが算出される。
【００４２】
具体的に説明すると、ＥＣＵ５０は、負荷変位レベル（D_AD0_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射時間用の加速補正テーブルＦ４を参照して、加速補正値Ｔ1_D（＝Ｆ４（D_AD0_LEV））を算出する。
【００４３】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン温度補正レベル（D_AD1_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射時間用のエンジン温度補正テーブルＦ８を参照して、エンジン温度補正係数Ｋ2eng（＝Ｆ８（D_AD1_LEV））を算出する。
【００４４】
また、ＥＣＵ５０は、吸気温度補正レベル（D_AD2_LEV）に基づき、予め設定された燃料噴射時間用の吸気温度補正テーブルＦ１０を参照して、吸気温度補正係数Ｋ2air（＝Ｆ１０（D_AD2_LEV））を算出する。
【００４５】
ステップＳ３０６からステップＳ３０７に進むと、ＥＣＵ５０は、電源電圧（D_AD3）の電源電圧レベル（D_AD3_LEV）を算出する。すなわち、ＥＣＵ５０には、例えば、電源電圧（D_AD3）を、０［Ｖ］〜２０［Ｖ］の範囲内において区分する８段階（不等幅）の電源電圧レベルが設定されており、ＥＣＵ５０は、現在の電源電圧（D_AD3）がどの電源電圧レベル（D_AD3_LEV）に該当するかを判定する。
【００４６】
続くステップＳ３０８において、ＥＣＵ５０は、電源電圧レベル（D_AD3_LEV）に基づき、予め設定された無効噴射時間テーブルＦ１２を参照して、無効噴射時間Ｔinvを算出する。
【００４７】
ステップＳ３０８からステップＳ３０９に進むと、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射タイミングＴ1ref、加速補正値Ｔ1_D、エンジン温度補正係数Ｋ1eng、及び、吸気温度補正係数Ｋ1airに基づいて、以下の（１）式により、最終的な燃料噴射タイミングである燃料噴射タイミング確定値Ｔ1correctを算出する。
Ｔ1correct＝Ｋ1eng ・ Ｋ1air ・ Ｔ1ref ＋Ｔ1_D …（１）
そして、ステップＳ３１０において、ＥＣＵ５０は、基本燃料噴射時間Ｔ1ref、加速補正値Ｔ2_D、エンジン温度補正係数Ｋ2eng、吸気温度補正係数Ｋ2air、及び、無効噴射時間Ｔinvに基づいて、以下の（２）式により、最終的な燃料噴射時間である燃料噴射時間確定値Ｔ2correctを算出した後、サブルーチンを抜ける。
Ｔ2correct＝Ｋ2eng ・Ｋ2air ・ Ｔ2ref ＋Ｔ2_D ＋Ｔinv …（２）
図３のメインルーチンにおいて、ステップＳ１０４からステップＳ１０５に進むと、ＥＣＵ５０は、算出した燃料噴射タイミング確定値Ｔ1correct及び燃料噴射時間確定値Ｔ2correctに基づいて燃料噴射出力を行った後、ステップＳ１０１に戻る。
【００４８】
また、ステップＳ１０１からステップＳ１０６に進むと、ＥＣＵ５０は、エンジン１０に対する停止処理を行った後、ルーチンを抜ける。
【００４９】
このような実施形態によれば、発電専用の産業機械であるエンジン駆動発電装置１において、エンジン負荷を示すパラメータとしてエンジン１０側で検出可能な吸入空気量等に代えて発電機４５の負荷電流を用い、この負荷電流とエンジン回転数とに基づいて燃料噴射弁３３に対する燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出することにより、安価且つ簡単な構成で、燃費改善及び排気ガス性能の向上を実現することができる。
【００５０】
すなわち、エンジン負荷を示すパラメータとして負荷電流を用いることにより、例えば、もともと電子制御式のスロットル弁を備えたエンジン駆動発電装置に対しては、エンジン側に新たなセンサ類を追加することなく、発電機からの出力系統に対する配線上の追加を行う程度の簡単な構成により、燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間の各基準値の算出に必要なエンジン回転数とエンジン負荷とを得ることができる。従って、エンジンの吸気系等にセンサ類を追加するための専用の加工や改造等を行う必要がなく、簡単な構成により燃料噴射制御を実現することができる。
【００５１】
この場合、特に、発電機の出力電流の変動をエンジン負荷の変動として直接的に感知することができるので、検出信号の変換等の必要がなく、実負荷を精度良く詳細に、且つ高速に把握することができる。従って、燃料噴射量の増減をきめ細やかに制御することが可能となる。
【００５２】
また、負荷電流を監視することにより、当該負荷電流の変化に追従して変化するエンジン回転を事前に検知することが可能となり、このように事前に検知したエンジン回転変動に対して燃料噴射制御を行うことが可能となるため、エンジン回転数の変動を最小限に留めることができる。
【００５３】
また、エンジン負荷を検出するために吸入空気量センサやスロットル開度センサ等を設ける必要がないため、良好な吸気やスロットル動作等を確保することができる。
【００５４】
また、燃料噴射弁３３及び燃料ポンプ３４をスロットル弁３１等と共にスロットルボディ３０に配設してモジュール化等を行えば、キャブレター式のエンジン駆動発電装置等との互換性を向上することができる。
【００５５】
なお、上述の実施形態においては、エンジン回転数及び負荷電流に基づいて算出した基本燃料噴射タイミング及び基本燃料噴射時間に各種補正を行うことで最終的な燃料噴射タイミング確定値及び燃料噴射時間確定値を算出した一例について説明したが、製品として燃料噴射制御に要求される精度と、補正値算出のための各種センサ類を追加することに対する製造コスト等との関係を考慮した上で、各補正項を必要に応じて適宜省略することも可能である。
【００５６】
ところで、例えば、ガバナ式のエンジン駆動発電装置等に燃料噴射弁を設けて燃料噴射制御を行う場合、例えば、図１中に破線で示すように、発電体４６からの出力電圧の波形をＥＣＵ５０においてモニタリングすることにより、エンジン回転数センサ等を新たに設けることなく、エンジン回転数を算出することも可能である。
【００５７】
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。
【符号の説明】
【００５８】
１ … エンジン駆動発電装置
１０ … エンジン
１１ … シリンダブロック
１２ … シリンダ
１３ … クランクケース
１４ … ピストン
１５ … コネクティングロッド
１６ … クランク軸
２０ … シリンダヘッド
２１ … 燃焼室
３０ … スロットルボディ
３１ … スロットル弁
３２ … スロットルアクチュエータ
３３ … 燃料噴射弁
３４ … 燃料ポンプ
３５ … 燃料タンク
３６ … プレッシャレギュレータ
３７ａ〜３７ｄ … 燃料管
４０ … フライホイール
４１ … 冷却ファン
４２ … リコイルスタータ
４５ … 発電機
４６ … 発電体
４６ａ … ロータ
４６ｂ … ステータ
４７ … 整流回路
４８ … ＤＣレギュレータ
４９ … インバータ
５０ … 電子制御ユニット（燃料噴射情報算出手段、駆動手段）
５１ … エンジン温度サーミスタ
５２ … 吸気温度サーミスタ
５３ … エンジン回転数センサ（回転数検出手段）
５４ … 電圧センサ
５５ … 電流センサ（負荷電流検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸に連結するロータの回転によって発電を行う発電機を備えたエンジン駆動発電装置において、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記発電機の負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、
燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する燃料噴射情報算出手段と、
算出された前記燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間に基づいて燃料噴射弁を駆動する駆動手段と、を備え、
前記燃料噴射情報算出手段は、検出された前記回転数と前記負荷電流とを用いて前記燃料噴射タイミング及び前記燃料噴射時間を算出することを特徴とするエンジン駆動発電装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁と、当該燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプをスロットルボディに設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動発電装置。
【請求項１】
エンジンの出力軸に連結するロータの回転によって発電を行う発電機を備えたエンジン駆動発電装置において、
前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記発電機の負荷電流を検出する負荷電流検出手段と、
燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間を算出する燃料噴射情報算出手段と、
算出された前記燃料噴射タイミング及び燃料噴射時間に基づいて燃料噴射弁を駆動する駆動手段と、を備え、
前記燃料噴射情報算出手段は、検出された前記回転数と前記負荷電流とを用いて前記燃料噴射タイミング及び前記燃料噴射時間を算出することを特徴とするエンジン駆動発電装置。
【請求項２】
前記燃料噴射弁と、当該燃料噴射弁に燃料を圧送する燃料ポンプをスロットルボディに設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジン駆動発電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１８４７３０（Ｐ２０１２−１８４７３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９３４５（Ｐ２０１１−４９３４５）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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