专利名称：发动机的转速控制装置及转速控制方法
技术领域：
本发明涉及发动机的转速控制装置及转速控制方法，特别是涉及作为发电动机、 泵或割草机等的动力源使用的小型通用发动机的转速控制装置及转速控制方法。
背景技术：
目前，作为发电动机、泵或割草机等作业机的动力源使用的小型通用发动机，公知的是通过促动器驱动化油器(汽化器)的节流阀的电气调速器搭载机。在具有电子调速器的小型通用发动机中，即使在发动机负载发生变动的情况下， 也能够以调节发动机的转速和燃料喷射量(扭矩T)，使发动机的转速保持一定的方式工作。即，电子调速器以使发动机的转速与设定的目标转速无误差的方式通过反馈控制调节节流阀的开度，增减燃料喷射量。在驱动上述作业机的小型通用发动机中，在驱动发动机的状态下暂时中断作业这样的情况等，作业机处于无负载状态时，优选降低发动机的转速，提高发动机的燃料效率， 同时降低噪音。例如，在专利文献1中，公开了具有怠速降低(减速)检测用开关进入怠速降低侧时，调节化油器的节气门开度，使发动机呈怠速旋转的电子调速器的汽油发动机。另外，假设与作业机不连接，专利文献2及专利文献3中，公开了发动机的怠速转速的控制。专利文献2中，公开了设置有在学习修正单元工作时，不管电气负载的变动，依然将由发动机驱动的交流发电动机的励磁电流维持在规定值的交流发电动机控制单元的发动机的怠速转速控制装置。另外，在专利文献3中，公开了将反馈控制内燃发动机的怠速运转时的加法修正项设定为与当时的负载状态相应的适当值的内燃发动机的怠速转速控制方法。在专利文献3中，上述内燃发动机的无负载状态及负载状态的判定例如如下决定，液体耦合的自动变速机的选择器位置是分别处于空档，或是处于前进档。专利文献1 专利第观16556号公报专利文献2 日本特公平6-84732号公报专利文献3 日本特开昭6H94152号公报但是，在作业机无负载时，为了进行降低发动机的转速的空转运转，需要判定作业机是否为无负载状态。因此，在专利文献1所述的带电子调速器的汽油发动机中，使怠速降低检测用开关与作业机的停止单元联动。这样，在专利文献1中，通过从作业机输出的负载信息来进行怠速降低，因此结构复杂。另外，专利文献1是作业者手动输入怠速降低检测用开关，使其进行怠速旋转的结构，因此，作业者的作业效率降低。特别是作业机的负载状态频繁变动的情况下，不仅作业者的作业效率显著降低，还难以根据变动的负载状态适当地切换为空转运转。
进一步来说，专利文献2及专利文献3由于不是假设与作业机连接的情形，因此不能根据作业机的负载状态，切换为空转运转。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于，提供能够不依靠作业机，判定作业机的无负载状态，自动切换为空转运转的发动机的转速控制装置及转速控制方法。本发明涉及一种发动机的转速控制装置，其用于驱动作业机，其特征在于，具备 存储单元，其存储与所述发动机的目标转速对应的节气门开度阈值；第一判别单元，其从所述存储单元读取与所述目标转速对应的节气门开度阈值，判别当前节气门开度是否在所述节气门开度阈值以下；目标转速变更单元，其在通过所述第一判别单元判别为所述当前节气门开度在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将所述目标转速减小至低怠速转速；开度调节单元，其基于所述目标转速，调节节流阀的开度。根据所述发动机的转速控制装置，能够不依靠作业机，判定作业机的无负载状态， 因此不需要在发动机和作业机间进行信号传递的电气系统、探测无负载状态的传感器，能够形成简单的结构。另外，基于无负载判定，自动变更目标转速，调节节流阀的开度，因此，能够自动切换为空转运转。即，怠速降低不需要作业者的操作，能够提高作业效率。在此，低怠速转速意味着与无负载状态的作业机连结的发动机不熄火的最低转速。另外，还可以具备第一学习单元，其通过所述第一判别单元判别为所述当前节气门开度在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将与所述目标转速对应的所述节气门开度阈值更新为将比节气门开度的平均偏差大的值与所述当前节气门开度相加得到的值。由此，与所述目标转速对应的节气门开度阈值在运转中随时更新学习，因此能够提高不依靠作业机的无负载判定的精度。另外，即使是在由于发动机的经时变化，无负载状态的判定基准发生变动的情况下，也能够维持无负载判定的精度。另外，节气门开度的平均偏差是指节气门开度的变动幅度，能够通过节气门开度的实测值〔统计的概率分布O 3 σ )〕求得。另外，优选的是，还具备第二判别单元，其将在所述目标转速成为所述低怠速转速的情况下的节气门开度阈值作为第二节气门开度阈值，判别所述当前节气门开度是否在比节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上，在所述第二判别单元中，当判别为所述当前节气门开度在比所述节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上的情况下，所述目标转速变更单元增大所述目标转速。由此，空转运转中向作业机施加负载时，能够结束空转运转，迅速回归至正常运转。另外，还可以具备开关，其用于输入所述作业机为无负载状态的信息；第二学习单元，其在通过所述开关输入所述作业机为无负载的信息的情况下，将与所述目标转速对应的节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度与比所述节气门开度的平均偏差大的值相加得到的值，同时将所述第二节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度。由此，使用用于输入作业机为无负载状态的信息的开关，能够将节气门开度阈值更新为更适当的值。通常，由于长期使用发动机，从而发动机输出降低，因此需要慢慢地打开空转运转时的节气门开度。因此，发动机出厂时设定的节气门开度阈值不一定是正确的值。另一方面，例如，不学习更新节气门开度阈值，长期保管发动机，然后，使发动机输出和作业机侧的摩擦突然变大的情况下，以前运转时学习的节气门开度阈值也可能是不正确的值。因此，使用上述开关，将当前节气门开度阈值改写成与最新的发动机状态对应的节气门开度阈值。因此，即使是在由于发动机的经时变化，无负载状态的判定基准发生变动的情况下，也能够维持无负载判定的精度。另外，用于输入所述作业机为无负载状态的信息的开关可以与切换上述目标转速变更单元及目标转速维持单元的开关分体，也可以相同。设定为同一开关时，能够通过使操作方法不同来区别使用。另外，所述存储单元为易失性存储器，与所述易失性存储器不同，也可以具备存储所述目标转速对应的节气门开度阈值及所述第二节气门开度阈值的非易失性存储器。由此，即使发动机停止，也能够保存与目标转速对应的节气门开度阈值及学习内容。另外，通过使用易失性存储器和非易失性存储器作为存储单元，能够减少非易失性存储器的保存次数。本发明涉及一种发动机，其特征在于，具备所述发动机的转速控制装置。根据所述发动机，能够不依靠作业机而判定作业机的无负载状态，因此，不需要在发动机和作业机间进行信号传递的电气系统、探测无负载状态的传感器，能够形成简单的结构。另外，基于无负载判定，自动变更目标转速，调节节流阀的开度，因此，能够自动切换为空转运转。即，怠速降低不需要作业者的操作，能够提高作业效率。本发明涉及一种发动机的转速控制方法，用于驱动作业机，其特征在于，具备存储工序，将与所述发动机的目标转速对应的节气门开度阈值预先存储在存储单元中；第一判别工序，从所述存储单元读取与所述目标转速对应的节气门开度阈值，判别当前节气门开度是否在所述节气门开度阈值以下；第一目标转速变更工序，通过所述第一判别工序判别为所述当前节气门开度在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将所述目标转速减小至低怠速转速；开度调节工序，基于所述目标转速，调节节流阀的开度。根据所述发动机的转速控制方法，能够不依靠作业机而判定作业机的无负载状态，因此，不需要在发动机和作业机间进行信号传递的电气系统、探测无负载状态的传感器，能够形成简单的结构。另外，基于无负载判定，自动变更目标转速，调节节流阀的开度，因此，能够自动切换为空转运转。即，怠速降低不需要作业者的操作，能够提高作业效率。另外，也可以具备第一学习工序，通过第一判别工序判别所述当前节气门在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将与所述目标转速对应的所述节气门开度阈值更新为比节气门开度的平均偏差大的值与所述当前节气门开度相加得到的值。由此，与所述目标转速对应的节气门开度阈值在运转中随时更新学习，因此，能够提高不依靠作业机的无负载判定的精度。另外，即使是在由于发动机的经时变化，无负载状态的判定基准发生变动的情况下，也能够维持无负载判定的精度。优选的是，还具备第二判别工序，将所述目标转速成为所述低怠速转速的情况下的节气门开度阈值作为第二节气门开度阈值，判别所述当前节气门开度是否在比节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上，在所述第二判别工序中，当判别为所述当前节气门开度在比所述节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上的情况下，所述目标转速变更工序增大所述目标转速。由此，空转运转中向作业机施加负载的情况下，能够结束空转运转，迅速回归至正常运转。另外，也可以是，具备开关，其用于输入所述作业机为无负载状态的信息，具备第二学习工序，其在通过所述开关输入所述作业机为无负载的信息的情况下，将与所述目标转速对应的节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度与比所述节气门开度的平均偏差大的值相加得到的值，将所述第二节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度。由此，使用用于输入所述作业机为无负载状态的信息的开关，能够将节气门开度阈值更新为更适当的值。因此，即使是在由于发动机的经时变化，无负载状态的判定基准发生变动的情况下，也能够维持无负载判定的精度。另外，优选的是，在所述存储工序中，使用易失性存储器进行存储，使用与所述易失性存储器不同的非易失性存储器存储与所述目标转速对应的节气门开度阈值及所述第二节气门开度阈值。由此，即使发动机停止，也能够保存与目标转速对应的节气门开度阈值及学习内容。另外，通过使用易失性存储器和非易失性存储器作为存储单元，能够减少非易失性存储器的保存次数。根据本发明，能够不依靠作业机，判定作业机的无负载状态，因此，不需要在发动机和作业机间进行信号传递的电气系统、探测无负载状态的传感器，能够形成简单的结构。另外，基于无负载判定，自动变更目标转速，调节节流阀的开度，因此能够自动切换为空转运转。即，怠速降低不需要作业者的操作，能够提高作业效率。由此，能够不依靠作业机，判定作业机的无负载状态，自动切换为空转运转。
图1是实施方式1的发动机的转速控制装置的结构方框图；图2是表示目标转速对应的节气门开度阈值的一例的图；图3是表示与作业机在无负载状态下的发动机转速对应的节气门开度的实测值的图；图4是具有节流阀的化油器的纵向截面图；图5是表示实施方式1的发动机的转速控制的流程7
图6是实施方式2的发动机的转速控制装置的结构方框图；图7是表示实施方式2的发动机的转速控制的流程图；图8是表示实施方式2的子顺序的流程图。
具体实施例方式下面，根据
本发明的实施方式。[实施方式1]图1是实施方式1的发动机的转速控制装置的结构方框图。图2是表示与图1的存储部所存储的目标转速对应的节气门开度阈值的一例的图。图3是表示与作业机在无负载状态下的发动机转速对应的节气门开度的实测值的图。图4是具有图1所示的节流阀的化油器的纵向截面图。图1所示的发动机的转速控制装置1是控制驱动作业机22的发动机20的转速的
直ο发动机的转速控制装置1由下述部分构成设定转速计算部2，其计算发动机20 的设定转速；怠速降低开关4，其决定有无实施怠速降低；存储部8，其存储与发动机20的目标转速对应的节气门开度阈值；目标转速决定部16，其决定目标转速；转速检测部18，其检测发动机20的发动机转速；节气门开度运算部12，其运算节气门开度。设定转速计算部2计算作业机22正常运转时的发动机20的目标转速(设定转速或正常转速)。正常转速，若是普通的作业机则是固定的，作业者也能够通过节气门操作来计算。存储部8中存储有与目标转速对应的节气门开度阈值，例如图2所示，也可以存储在每一目标转速的范围决定节气门开度阈值的图表。在此，表示将低怠速转速设定为例如 2200rpm的一例。详细情况在后面说明，但是，在本实施方式中，若当前节气门开度在与目标转速对应的节气门开度阈值以下，则判断为作业机22为无负载状态。如图2所示的图表能够基于在作业机22无负载的状态下，使发动机20的转速发生变化时实测的节流阀10的节气门开度生成。例如图3所示，也可以决定将比在作业机22 无负载的状态下，一边使发动机20的转速发生变化，一边实测的节气门开度的最大值102 大的值作为各个转速区域的节气门开度阈值100。另外，节气门开度阈值是由节气门开度的实测值预先决定的，但是，由于发动机或作业机的个体差异不同，所以涉及使用的发动机及作业机的组合的适当节气门开度阈值优选像下述那样，通过学习功能更新。存储部8只要能够保存与目标转速对应的节气门开度阈值及学习内容就没有特别限定，例如，也可以并用易失性存储器和非易失性存储器。由此，即使发动机20停止，也能够保存与目标转速对应的节气门开度阈值及学习内容，同时能够减少非易失性存储器的保存次数。转速检测部18基于发动机20的点火脉冲，计算发动机20的转速。具体而言，在曲轴旋转一圈的期间，检测出一个点火脉冲，因此，从一分钟检测出的点火脉冲的个数，计算发动机的转速(循环数)。在节气门开度运算部12，计算由目标转速决定部16决定的目标转速和由转速检测部18检测出的发动机转速的偏差，计算节气门操作量△ eth。在本实施方式中，节气门开度运算部12进行PI控制(反馈控制)，以使目标转速和发动机转速的偏差接近零。图1所示的节气门开度调节部14基于由节气门开度运算部12运算的节气门操作量Δ θ th，调节节流阀10的节气门开度。节流阀10如图4所示，配置于化油器30的进气通道34。能够通过转动节流阀10， 调节吸入空气量。另外，化油器30由上述节流阀10、成为吸入空气的通道的进气通道34、设置于进气通道34的下面侧的文丘里部36、及突设于文丘里部36上的主喷嘴32构成。图中未图示，节气门开度调节部14为了开关节气门而具备促动器。该促动器没有特别限定，例如可以使用步进电动机或转矩产生电动机(DC电动机)。下面，作为促动器，将能够控制转动轴的旋转角度的步进电动机作为例子来说明。然后，说明本实施方式中的发动机转速控制方法。图5是表示使用图1所示的转速控制装置控制发动机的转速的顺序的流程图。在图5所示的发动机的转速控制中，首先，读取目标转速(步骤1)。具体而言，读取通过设定转速计算部(图1的符号幻计算的正常运转时的目标转速(正常转速或设定转速)。然后，在步骤2进行目标转速的稳定判别。在此，将过去数次转速偏差为N[rpm] 以下时作为稳定。在步骤2，判定目标转速是否稳定，稳定时进入步骤3，不稳定时进入步骤 13。在步骤3，判定目标转速是否为低怠速转速，目标转速为低怠速转速时进入步骤 12，目标转速不是低怠速转速时进入步骤4。在步骤3判断为目标转速不是低怠速转速的情况为作业机不是无负载状态的情况时(正常运转时)。在步骤4，存储于存储部的无负载判断用节气门开度阈值θ th_idle(参照图2)作为设定转速中的怠速判断阈值而被识别。在步骤5，判定该无负载判断用节气门开度阈值eth_idle是否在当前节气门开度θ th以上。在步骤5，不满足θ th彡θ th_idle时，进入步骤11，以维持在设定转速的状态设定目标转速，在步骤17，进行PI控制，发动机维持正常运转。在步骤5，满足θ th彡θ th_idle时，判断作业机为无负载状态，进入步骤6。在步骤6，当前节气门开度θ th加+3，将相加得到的值作为设定转速中的怠速判断阈值学习，更新存储部的无负载判断用节气门开度阈值。另外，与当前节气门开度θ th相加的值是比节气门开度的平均偏差大的值(α)。 在本实施方式中，假设节气门开度的变动幅度为2的情况，将与当前节气门开度θ th相加的值α设定为+3，以使怠速运转的开始和结束适当进行。其中，α为整数(α >0)。然后，在步骤7判定怠速降低开关是ON(开启)还是OFF(关闭)。在步骤7，怠速降低开关是OFF的情况下，进入步骤11，以维持在设定转速的状态设定目标转速，在步骤 17，进行PI控制，发动机维持正常运转。在步骤7，怠速降低开关是ON的情况下，进入步骤8，能够开始怠速降低。
怠速降低开关与步骤5的无负载判断的判断结果无关，能够根据作业者的意志切换 ON 禾口 OFF。若开始怠速降低，则将目标转速设定为低怠速转速。但是，急剧的目标转速的变更会产生摆动或超程，因此，在步骤8中一点一点地减小目标转速。重复此操作，直到在步骤 9中，判定目标转速是否为低怠速转速，目标转速成为低怠速转速为止。在步骤9，若满足目标转速=低怠速转速，则进入步骤10。在步骤10，将目标转速设定为低怠速转速，在步骤17中进行PI控制，发动机维持空转运转。另一方面，在步骤3，判定目标转速为低怠速转速时，如上所述进入步骤12。目标转速为低怠速转速时是空转运转时。在步骤12，当前节气门开度θ th加+3，将相加得到的值作为低怠速转速中的怠速判断阈值学习，更新存储部的低怠速判断用节气门开度阈值(参照图2)。将与当前节气门开度θ th相加的值α设定为+3。这时，满足能够学习更新的条件，即目标转速为低怠速转速，且目标转速稳定。在步骤12，若更新节气门开度阈值，则进入步骤13。在步骤13，存储于存储部的低怠速无负载判断用节气门开度阈值θ th_idle作为低怠速转速中的怠速判断阈值而被识别。然后，在步骤14，判断是否满足下述条件。θ th > θ th_idle+4或，怠速降低开关为OFFθ th:当前节气门开度θ th_idle 低怠速转速中的怠速判断阈值另外，条件式的+4是与当前节气门开度9 th相加的值(β)。与当前节气门开度 θ th相加的值(β)和上述与当前节气门开度θ th相加的值(α)相同，是比节气门开度的平均偏差大的值。在本实施方式中，将与当前节气门开度9 th相加的值β设为+4，以使空转运转的结束适当进行。其中，β为整数(β >0)。在步骤14，θ th > θ th_idle+4或怠速降低开关为OFF的情况下，进入步骤16， 将目标转速设定为设定转速后，结束空转运转，在步骤17进行PI控制，使其向正常运转回归。在步骤14，不满足θ th > θ th_idle+4，且怠速降低开关不是OFF的情况下，进入步骤15，将目标转速设定为低怠速转速，在步骤17进行PI控制，发动机维持空转运转。在步骤17，基于设定的目标转速，进行PI控制。具体而言，基于由目标转速决定部根据设定转速计算部、存储部及怠速降低开关的输出设定的目标转速，通过节气门开度运算部进行PI控制，运算节气门操作量△ 9 th。在步骤18，基于在步骤17运算的节气门操作量Δ θ th，驱动步进电动机，开关节流阀。步进电动机在节气门操作量△ θ th小时，进行1-2相励磁控制，在节气门操作量 Δ θ th大时，进行2相励磁控制。2相励磁控制主要是加减速磁体的励磁方法。在步骤18，基于节气门操作量Δ θ th，开关节流阀后，进入步骤19。在步骤19，计算节气门开度θ th，进入步骤20。
在步骤20，判定发动机是否处于停止状态。在步骤20，发动机不处于停止状态时，返回步骤1。在步骤20，发动机处于停止状态时，进入步骤21，写入非易失性存储器。具体而言，在步骤6及步骤12，将学习更新的节气门开度阈值存储在存储部。通过存储这样学习更新的节气门开度阈值，能够提高基于发动机、作业机的经时变化的无负载判断的精度。向非易失性存储器的写入可以在怠速降低结束时进行，也可以每隔一定时间进行，但是非易失性存储器的写入次数是有限制的，因此，优选如上所述，在发动机停止时进行。若在发动机停止时写入，则能够进一步减少写入次数，且效率高。因此，根据上述实施方式，能够不依靠作业机22而判定图1所示的作业机22的无负载状态，因此不需要在发动机20和作业机22之间进行信号传递的电气系统、探测无负载状态的传感器，能够形成简单的结构。另外，基于无负载判定自动变更目标转速，调节节流阀10的开度，因此，能够自动切换为空转运转。即，怠速降低不需要作业者的操作，能够提高作业效率。[实施方式2]然后，说明实施方式2的发动机的转速控制装置及转速控制方法。图6是实施方式2的发动机的转速控制装置的结构方框图。图7及8是表示使用图6所示的转速控制装置控制发动机的转速的顺序的流程图。本实施方式的发动机的转速控制装置40如图6所示，在设置怠速降低强制开关6 这一点上，与已说明的转速控制装置1(参照图1)不同。另外，本实施方式的发动机的转速控制的顺序除了涉及怠速降低强制开关6的步骤以外，与利用图5说明的顺序相同，因此， 在此省略共同的说明。在图7所示的发动机的转速控制中，首先，读取目标转速(步骤1)。具体而言，读取由设定转速计算部(图1的符号幻计算的正常运转时的目标转速(正常转速或设定转速)。然后，在步骤2中进行目标转速的稳定判别。在此，将过去数次转速偏差为N[rpm] 以下时作为稳定。在步骤2，判定目标转速是否稳定，稳定时进入步骤3，不稳定时进入步骤 13。在步骤3，判定目标转速是否为低怠速转速，目标转速为低怠速转速时进入步骤 12，目标转速不是低怠速转速时进入步骤31。在步骤3中判断为目标转速不是低怠速转速的情况，是作业机不是无负载状态时 (正常运转时)。但是，低怠速转速中的怠速判断阈值过低时，即使开始怠速降低，也会马上随意地判断作业机为负载状态后，结束空转运转。因此，设置怠速降低强制开关6(图1)，改写低怠速转速中的怠速判断阈值，强制实施怠速降低。另外，图6中表示了怠速降低开关4和怠速降低强制开关6分体设置的结构，但是也可以是同一开关。在怠速降低开关4和怠速降低强制开关6为同一开关的情况下，能够通过使操作方法不同来区别使用。
11
作为操作方法，一方面是继续进行ON/OFF的操作，另一方面进行特殊操作。特殊操作是指，例如可以举出怠速降低开关4在OFF状态持续五秒以上后，在两秒以内完成 0FF-0N-0FF-0N的操作，怠速降低开关4有效的情况、长按怠速降低开关4的情况等。由此，能够构成具备怠速降低开关4及怠速降低强制开关6两者的功能的同一怠速降低开关。这样构成的怠速降低强制开关在步骤31中判定怠速降低强制开关是ON还是OFF。 怠速降低强制开关是ON的情况下，进入图8所示的步骤32、步骤33。在步骤32，当前节气门开度θ th加+3，将相加得到的值作为设定转速中的怠速判断阈值学习，更新存储部的无负载判断用节气门开度阈值。在步骤33，将当前节气门开度θ th作为低怠速转速中的怠速判断阈值学习，更新存储部的无负载判断用节气门开度阈值。由此，强制实施怠速降低。另外，与实施方式1相同，+3是与当前节气门开度θ th相加的值(α)。与当前节气门开度9 th相加的值(α)是比节气门开度的平均偏差大的值。在步骤32、步骤33中，更新阈值后，进入步骤8。若开始怠速降低，则在步骤8中一点一点地减小目标转速。重复此操作，直到在步骤9中，判定目标转速是否为低怠速转速，目标转速成为低怠速转速为止。在步骤9，若满足目标转速=低怠速转速，则进入步骤10。在步骤10，将目标转速设定为低怠速转速，在步骤117进行PI控制，发动机维持空转运转。另一方面，在步骤31，怠速降低强制开关是OFF的情况下，进入步骤4，与实施方式 1相同地自动实施开始怠速降低。在步骤4，存储于存储部的无负载判断用节气门开度阈值θ th_idle(参照图2)作为设定转速中的怠速判断阈值而被识别。在步骤5，判定该无负载判断用节气门开度阈值eth_idle是否在当前节气门开度θ th以上。在步骤5，不满足θ th彡θ th_idle时，进入步骤11，以维持在设定转速的状态设定目标转速，在步骤17进行PI控制，发动机维持正常运转。在步骤5，满足eth彡θ th_idle时，判断作业机为无负载状态，进入步骤6。在步骤6，当前节气门开度θ th加+3，将相加得到的值作为设定转速中的怠速判断阈值学习，更新存储部的无负载判断用节气门开度阈值。与当前节气门开度9 th相加的值是比节气门开度的平均偏差大的值(α)。然后，在步骤7，判定怠速降低开关是ON还是OFF。在步骤7，怠速降低开关是OFF 的情况下，进入步骤11，以维持在设定转速的状态设定目标转速，在步骤17进行PI控制，发动机维持正常运转。在步骤7，怠速降低开关是ON的情况下，进入步骤8，能够开始怠速降低。怠速降低开关与步骤5的无负载判断的判断结果无关，能够根据作业者的意志切换 ON 禾口 OFF。在步骤3，判定目标转速为低怠速转速的情况下，进行步骤12 步骤17，但是，在此，是与实施方式1的步骤12 步骤17共同的处理，因此，省略其说明。同样地，关于步骤 17 步骤21，也是与实施方式1的步骤17 步骤21共同的处理，因此，省略其说明。因此，根据上述实施方式，能够不依靠作业机22而判定图6所示的作业机22的无负载状态，因此不需要在发动机20和作业机22之间进行信号传递的电气系统、探测无负载状态的传感器，能够形成简单的结构。另外，基于无负载判定自动变更目标转速，调节节流阀10的开度，因此，能够自动切换为空转运转。即，怠速降低不需要作业者的操作，能够提高作业效率。进而，通过怠速降低强制开关6，不仅能够自动地，而且还可以手动地切换为空转运转。由此，发动机出厂时，或中途变更设置有发动机的作业机时等，即使作业机的发动机扭矩不同，也能够手动更新设定目标转速中的节气门开度阈值。上面，详细说明了本发明的实施方式，但本发明并不仅限于此，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以进行各种改良或变形。例如，在上述实施方式1及2中，说明了 PI控制所使用的比例增益Kp及积分时间 Ti 一定的例子，但是，比例增益Kp及积分时间Ti也可以根据情况适当变更。具体而言，在步骤11，与将目标转速设定为设定转速时(即，正常运转时)相比，在步骤10及15中，也可以较小地设定将目标转速设定为低怠速转速时(即，低怠速运转时) 的比例增益Kp。由此，能够进行稳定的PI控制，能够防止急剧的节气门操作引起的熄火。另外，在步骤11，与将目标转速设定为设定转速时(即，正常运转时)相比，在步骤16，也可以较大地设定将目标转速设定为设定转速时(即，从低怠速运转向正常运转切换时)的比例增益Kp。由此，能够提高PI控制的适应性，迅速使目标转速和发动机转速偏差接近零。
权利要求
1.一种发动机的转速控制装置，其用于驱动作业机，其特征在于，具备 存储单元，其存储与所述发动机的目标转速对应的节气门开度阈值；第一判别单元，其从所述存储单元读取与所述目标转速对应的节气门开度阈值，判别当前节气门开度是否在所述节气门开度阈值以下；目标转速变更单元，其在通过所述第一判别单元判别为所述当前节气门开度在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将所述目标转速减小至低怠速转速； 开度调节单元，其基于所述目标转速，调节节流阀的开度。
2.如权利要求1所述的发动机的转速控制装置，其特征在于，还具备第一学习单元，其通过所述第一判别单元判别为所述当前节气门开度在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将与所述目标转速对应的所述节气门开度阈值更新为将比节气门开度的平均偏差大的值与所述当前节气门开度相加得到的值。
3.如权利要求1或2所述的发动机的转速控制装置，其特征在于，还具备第二判别单元，其将所述目标转速成为所述低怠速转速的情况下的节气门开度阈值作为第二节气门开度阈值，判别所述当前节气门开度是否在比节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上，在所述第二判别单元中，当判别为所述当前节气门开度在比所述节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上的情况下，所述目标转速变更单元增大所述目标转速。
4.如权利要求1 3中任一项所述的发动机的转速控制装置，其特征在于，具备 开关，其用于输入所述作业机为无负载状态的信息；第二学习单元，其在通过所述开关输入所述作业机为无负载的信息的情况下，将与所述目标转速对应的节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度与比所述节气门开度的平均偏差大的值相加得到的值，同时将所述第二节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度。
5.如权利要求1 4中任一项所述的发动机的转速控制装置，其特征在于， 所述存储单元为易失性存储器，与所述易失性存储器不同，具备存储与所述目标转速对应的节气门开度阈值及所述第二节气门开度阈值的非易失性存储器。
6.一种发动机，其特征在于，具备如权利要求1 5中任一项所述的发动机的转速控制直ο
7.一种发动机的转速控制方法，用于驱动作业机，其特征在于，具备存储工序，将与所述发动机的目标转速对应的节气门开度阈值预先存储在存储单元中；第一判别工序，从所述存储单元读取与所述目标转速对应的节气门开度阈值，判别当前节气门开度是否在所述节气门开度阈值以下；第一目标转速变更工序，通过所述第一判别工序判别为所述当前节气门开度在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将所述目标转速减小至低怠速转速； 开度调节工序，基于所述目标转速，调节节流阀的开度。
8.如权利要求7所述的发动机的转速控制方法，其特征在于，具备第一学习工序，通过第一判别工序判别所述当前节气门在与所述目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，将与所述目标转速对应的所述节气门开度阈值更新为比节气门开度的平均偏差大的值与所述当前节气门开度相加得到的值。
9.如权利要求7或8所述的发动机的转速控制方法，其特征在于，具备第二判别工序，将所述目标转速成为所述低怠速转速的情况下的节气门开度阈值作为第二节气门开度阈值，判别所述当前节气门开度是否在比节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上，在所述第二判别工序中，当判别为所述当前节气门开度在比所述节气门开度的平均偏差大的值与所述第二节气门开度阈值相加得到的值以上的情况下，所述目标转速变更工序增大所述目标转速。
10.如权利要求7 9中任一项所述的发动机的转速控制方法，其特征在于， 具备开关，其用于输入所述作业机为无负载状态的信息，具备第二学习工序，其在通过所述开关输入所述作业机为无负载的信息的情况下，将与所述目标转速对应的节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度与比所述节气门开度的平均偏差大的值相加得到的值，将所述第二节气门开度阈值更新为所述当前节气门开度。
11.如权利要求7 10中任一项所述的发动机的转速控制方法，其特征在于， 在所述存储工序中，使用易失性存储器进行存储，使用与所述易失性存储器不同的非易失性存储器存储与所述目标转速对应的节气门开度阈值及所述第二节气门开度阈值。
全文摘要
本发明提供一种能够不依靠作业机来判定作业机的无负载状态，自动切换为空转运转的发动机的转速控制装置及转速控制方法。其具备存储部(8)，其存储与发动机(20)的目标转速对应的节气门开度阈值；第一判别单元，其从存储部(8)读取与目标转速对应的节气门开度阈值，判别当前节气门开度是否在所述节气门开度阈值以下；目标转速决定部(16)，其通过所述第一判别单元判别为当前节气门开度在与目标转速对应的节气门开度阈值以下的情况下，为了将目标转速减小至低怠速转速，而设定转速；开度调节部(14)，其基于目标转速，调节节流阀(10)的开度。
文档编号F02D29/00GK102472171SQ20108002889
公开日2012年5月23日 申请日期2010年4月13日 优先权日2009年7月31日
发明者牧和宏, 铃木由希子 申请人:三菱重工业株式会社