(57)【要約】【課題】内燃機関が電源として発電機を備えるものにおいて，機関の始動時，ステッピングモータの作動遅れによるスロットル弁の閉じが遅れがあっても，機関回転数が遠心クラッチの接続回転数を越えてオーバシュートすることを抑制する。【解決手段】発電機４５は，ステッピングモータ１７に給電する主発電コイル４５ａと，内燃機関Ｅの点火装置４６に給電する補助発電コイル４５ｂとを備え，人力スタータ５による始動時には，内燃機関Ｅの回転数が，遠心クラッチ２の接続回転数以下の所定回転数以上になったことを検出して，内燃機関Ｅの点火時期を遅角することにより，内燃機関Ｅの回転数の上昇を遠心クラッチ２の接続回転数未満に抑え，また点火時期の遅角開始時からの所定時間ｔ経過後に，点火時期を通常時期に復帰させる点火時期制御手段４７を備える。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸（４）を遠心クラッチ（２）を介して負荷機器（Ｌ）に接続される汎用内燃機関の制御装置であって，人力スタータ（５）と，吸気道（１２）を開閉するスロットル弁（１５）を有する気化器（Ｃ）と，前記スロットル弁（１５）を開閉制御するステッピングモータ（１７）とを備え，内燃機関（Ｅ）の始動を前記スロットル弁（１５）の全開位置から開始し，始動後，前記ステッピングモータ（１７）の作動により前記スロットル弁（１５）を全開位置から閉じていくようにしたものにおいて，
内燃機関（Ｅ）の電源としての発電機（４５）を備え，この発電機（４５）は，前記ステッピングモータ（１７）に給電する主発電コイル（４５ａ）と，内燃機関（Ｅ）の点火装置（４６）に給電する補助発電コイル（４５ｂ）とを備え，人力スタータ（５）による始動時には，内燃機関（Ｅ）の回転数が，遠心クラッチ（２）の接続回転数以下の所定回転数以上になったことを検出して，内燃機関（Ｅ）の点火時期を遅角することにより，内燃機関（Ｅ）の回転数の上昇を遠心クラッチ（２）の接続回転数未満に抑え，また前記点火時期の遅角開始時からの所定時間（ｔ）経過後に，点火時期を通常時期に復帰させる点火時期制御手段（４７）を備えることを特徴とする，汎用内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汎用内燃機関の制御装置において，
前記所定時間（ｔ）を，前記点火時期の遅角開始時から前記補助発電コイル（４５ｂ）が発するパルス数で代用することを特徴とする，汎用内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，出力軸を遠心クラッチを介して負荷機器に接続される汎用内燃機関の制御装置であって，人力スタータと，吸気道を開閉するスロットル弁を有する気化器と，前記スロットル弁を開閉制御するステッピングモータとを備え，内燃機関の始動を前記スロットル弁の全開位置から開始し，始動後，前記ステッピングモータの作動により前記スロットル弁を全開位置から閉じていくようにしたものの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用内燃機関の制御装置は，例えば特許文献１に開示されるように，既に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示される汎用内燃機関の制御装置では，電源としてのバッテリを備えているので，始動後，ステッピングモータがバッテリの電力によりステッピングモータを即座に作動させて，スロットル弁を所定開度まで閉じ，機関回転数が遠心クラッチの接続回転数以上にオーバシュートすることを抑制することができるが，内燃機関が電源としてバッテリを持たずに，発電機を備えるようにしたものでは，人力スタータによる機関の始動時，発電機の出力の立ち上がりが遅いため，ステッピングモータの作動遅れによるスロットル弁の閉じが遅れ，機関回転数が遠心クラッチの接続回転数を越えてオーバシュートしてしまい，遠心クラッチの接続衝撃により機関がストールすることがある。
【０００５】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，内燃機関が電源として発電機を備えるものにおいて，人力スタータによる機関の始動時，ステッピングモータの作動遅れによるスロットル弁の閉じが遅れがあっても，機関回転数が遠心クラッチの接続回転数を越えてオーバシュートすることを抑制して，機関始動を確実にすると共に，始動後は，機関回転数をアイドル回転数に安定させ得るようにした汎用内燃機関の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】
【０００６】
上記目的を達成するために，本発明は，出力軸を遠心クラッチを介して負荷機器に接続される汎用内燃機関の制御装置であって，人力スタータと，吸気道を開閉するスロットル弁を有する気化器と，前記スロットル弁を開閉制御するステッピングモータとを備え，内燃機関の始動を前記スロットル弁の全開位置から開始し，始動後，前記ステッピングモータの作動により前記スロットル弁を全開位置から閉じていくようにしたものにおいて，内燃機関の電源としての発電機を備え，この発電機は，前記ステッピングモータに給電する主発電コイルと，内燃機関の点火装置に給電する補助発電コイルとを備え，人力スタータによる始動時には，内燃機関の回転数が，遠心クラッチの接続回転数以下の所定回転数以上になったことを検出して，内燃機関の点火時期を遅角することにより，内燃機関の回転数の上昇を遠心クラッチの接続回転数未満に抑え，また前記点火時期の遅角開始時からの所定時間経過後に，点火時期を通常時期に復帰させる点火時期制御手段を備えることを第１の特徴とする。尚，前記出力軸は，後述する本発明の実施形態中のクランク軸４に対応する。
【０００７】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記所定時間を，前記点火時期の遅角開始時から前記補助発電コイルが発するパルス数で代用することを第２の特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の特徴によれば，人力スタータによる機関始動時，点火時期制御手段が，機関回転数が遠心クラッチの接続回転数より低い所定の機関回転数まで上昇したことを検出して，点火時期を遅角することで，機関回転数が遠心クラッチの接続回転数を越えるオーバシュートが抑制される。また点火時期制御手段は，点火時期の遅角を開始した時点から一定時間の経過をみてから，点火時期を通常の時期に復帰させることで，機関回転数をアイドル回転数に安定させることができる。
【０００９】
本発明の第２の特徴によれば，前記所定時間を，前記点火時期の遅角開始時から前記補助発電コイルが発するパルス数で代用するので，特別なタイマを用いることなく，点火時期制御手段は，点火時期の遅角を開始した時点から一定時間の経過を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る汎用内燃機関の側面図。
【図２】上記内燃機関の気化器に設けられるスロットル・チョーク制御装置の平面図。
【図３】図２の要部拡大断面図。
【図４】上記内燃機関の発電機及びそれに関連する電気回路図。
【図５】図４中の点火時期制御手段の作動状況を示すフローチャート。
【図６】本発明と発明前の機関回転数特性比較線図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
【００１２】
先ず，図１に示すように，汎用内燃機関Ｅは，その正面側に，クランク軸４をクランキングし得るリコイルスタータ５が取り付けられ，またクランク軸４の出力端には，遠心クラッチ２を介して除雪機等の負荷機器Ｌが接続される。また内燃機関Ｅのシリンダヘッド１には，エアクリーナＡから吸気して生成した混合気を機関の吸入ポートに供給する気化器Ｃが装着される。
【００１３】
図２に示すように，気化器Ｃは，機関Ｅの吸気ポートに連なる吸気道１２を有しており，この吸気道１２には，その上流側，即ちエアクリーナＡ側からチョーク弁１４及びスロットル弁１５が配設され，両弁１４，１５の中間部の吸気道１２のベンチュリ部に燃料ノズル（図示せず）が開口する。チョーク弁１４及びスロットル弁１５は，何れも弁軸１４ａ，１５ａの回動により開閉されるバタフライ型に構成され。
【００１４】
これらチョーク弁１４及びスロットル弁１５の開度を自動制御するスロットル・チョーク制御装置Ｄが気化器Ｃの上部に取り付けられる。以下，チョーク弁１４の弁軸１４ａをチョーク弁軸１４ａ，スロットル弁１５の弁軸１５ａをスロットル弁軸１５ａと呼ぶ。
【００１５】
上記スロットル・チョーク制御装置Ｄについて，図２及び図３により説明する。
【００１６】
スロットル・チョーク制御装置Ｄのケーシング１０は，気化器Ｃの上側壁に一体的に形成され，その上面は開放されており，その開放面は，通常，図示しない蓋板により閉鎖される。
【００１７】
ケーシング１６内には，ステッピングモータ１７と，このステッピングモータ１７の作動に応じて前記スロットル弁１５を開閉するように，ステッピングモータ１７及びスロットル弁軸１５ａ間に配設されるスロットル弁開閉機構１８と，ステッピングモータ１７の出力で駆動されてチョーク弁１４を開閉するチョーク弁開閉機構１９とが収容される。
【００１８】
ステッピングモータ１７は，そのロータ軸２１をスロットル弁軸１５ａ及びチョーク弁軸１４ａと平行にしてケーシング１６内に収容，固定される。また前記スロットル弁開閉機構１８は，前記ロータ軸２１に付設されるピニオンギヤ２２と，このピニオンギヤ２２に噛合する第１中間ギヤ２３と，この第１中間ギヤ２３と一体に形成される，第１中間ギヤ２３より小径の第２中間ギヤ２４と，スロットル弁軸１５ａに付設されて第２中間ギヤ２４と噛合する，第２中間ギヤ２４より大径の出力ギヤ２５とよりなっており，前記第１及び第２中間ギヤ２４は，ケーシング１６に取り付けされる，ロータ軸２１と平行な第１支軸２６により回転自在に支持される。第１，第２中間ギヤ２３，２４及び出力ギヤ２５はセクタギヤで構成される。
【００１９】
前記チョーク弁開閉機構１９は，前記第１中間ギヤ２３の内側面に形成されて凹曲した内周面をカム面２８ａとするカム２８と，第１支軸２６と平行にしてケーシング１６に設けられる第２支軸２９で回転自在に支持されると共に，上記カム面２８ａに摺接するカム摺接部３０ａを有するカムフォロワ３０と，一端部が第２支軸２９に回転自在に支持される第１アーム３１と，第２支軸２９に装着されてカムフォロワ３０及び第１アーム３１間に介装される，捩じりコイルばねよりなるリリーフばね３２と，前記チョーク弁軸１４ａに固着されると共に，第１アーム３１の他端に連動，連結される第２アーム３３とで構成される。
【００２０】
第１アーム３１は，他端側が第２支軸２９の半径方向に長く延びており，その他端部には，第２支軸２９の半径方向に長径を向ける長孔３４が設けられる。一方，第２アーム３３には，第２支軸２９を中心にしてＶ字状に屈曲しており，その一端部に設けられるピン３５が前記長孔３４に挿通されることで，第１及び第２アーム３１，３３は連動，連結される。而して，第１アーム３１が第２支軸２９周りに図２で反時計方向の開き方向３７へ回動することにより，第２アーム３３が時計方向へ回動して，チョーク弁１４を開き方向へ回動することができる。
【００２１】
またステッピングモータ１７がスロットル弁１５を開き側に回転する方向に作動して，第１中間ギヤ２３が図２で反時計方向へ回動するとき，前記カムフォロワ３０は，第１中間ギヤ２３のカム２８のカム面２８ａにカム摺接部３０ａを摺接させることで，第２支軸２９周りに図２で反時計方向へ回動するものであり，第２支軸２９に装着される前記リリーフばね３２は，カムフォロワ３０を，そのカム摺接部３０ａがカム面２８ａに摺接する側，即ち図２で時計方向へ付勢し，第１アーム３１を第２支軸２９周りに図２で反時計方向へ回動付勢するばね力を発揮するものであり，カムフォロワ３０及び第１アーム３１には，前記リリーフばね３２のばね力によって相互に当接する当接面３０ｂ，３１ａがそれぞれ設けられる。
【００２２】
而して，第１中間ギヤ２３の回動によってカムフォロワ３０が図２で反時計方向へ回動したときには，リリーフばね３２のばね力によって第１アーム３１がカムフォロワ３０に追従するように回動し，カム摺接部３０ａがカム面２８ａに摺接している状態で，第１アーム３１が図２で時計方向，即ちチョーク弁１４の開き方向へ回動したときには，第１アーム３１だけが図２で時計方向へ回動する。
【００２３】
ところで，図２に示すように，チョーク弁軸１４ａは，吸気道１２の中心から一側方へオフセットしているので，チョーク弁１４は，その全閉状態では，チョーク弁１４の回転半径が大きい側が，その回転半径の小さい側よりも吸気道１２の下流側に来る傾斜状態となる。このため，チョーク弁開閉機構１９が，チョーク弁１４を全閉及び半開間の開度としているときに，内燃機関Ｅの一定値以上の吸気負圧がチョーク弁１４に作用すると，吸気負圧がチョーク弁１４の回転半径の大きい側に与える回転モーメントと，吸気負圧がチョーク弁１４の回転半径の小さい側に与える回転モーメントとの差が，前記リリーフばね３２第１アーム３１に与える回転モーメントとバランスするところまでチョーク弁１４が開くことになる。
【００２４】
またケーシング１６内には，周囲温度に応じて作動する感温アクチュエータ４０が収容，固定される。この感温アクチュエータ４０は，図示しないワックスを封入したケース４１と，このケース４１に摺動可能に嵌合して内端を上記ワックスに当接させると共に，外端をケース４１外方へ突出させるピストン４２とよりなっており，周囲温度が上昇すると，前記ワックスの熱膨張によりピストン４２の突出量が増加するようになっている。而して，ピストン４２の外端は，前記カムフォロワ３０の受圧部３０ｃに当接可能であり，ピストン４２が突出量を増して受圧部３０ｃを押圧すると，カムフォロワ３０をチョーク弁１４の開き方向へ回動するようになっている。
【００２５】
またケーシング１６には，チョーク弁１４をケーシング１６の外部から閉じ側へ手動操作し得るチョーク弁強制閉弁手段４３が設けられる。このチョーク弁強制閉弁手段４３は，ケーシング１６に設けられる第３支軸４４に中間部が回転自在に支持される操作レバー５５と，この操作レバー５５の内端部に当接可能に対向するよう，前記第２アーム３３の他端部に固設される受圧ピン５６と，操作レバー５５を受圧ピン３５から離間するように回動付勢する戻しばね（図示せず）とで構成され，操作レバー５５を戻しばねの付勢力に抗して回動して受圧ピン３５を押圧すれば，第２アーム３３をチョーク弁１４の閉じ方向へ強制的に回動することができる。
【００２６】
図１及び図４に示すように，内燃機関Ｅは，バッテリを装備しておらず，その電源となる磁石式の発電機４５を備える。この発電機４５は，クランク軸４により駆動されるもので，主発電コイル４５ａ及び補助発電コイル４５ｂを具備している。
【００２７】
補助発電コイル４５ｂの出力は点火装置４６及び点火時期制御手段４７に入力され，点火時期制御手段４７の出力は点火装置４６に入力される。点火装置４６は，その作動状態と不作動状態とに切り換え可能であり，その作動状態では，その出力を内燃機関Ｅの点火プラグ４８に印加するようになっている。
【００２８】
主発電コイル４５ａの出力は電子制御ユニット５０に入力される。この電子制御ユニット５０は，電源回路５１及びパルス演算回路５２を備えると共に，機関回転数設定器５３が接続される。パルス演算回路５２は，機関回転数設定器５３により設定される希望回転数と，電源回路５１を介して得る主発電コイル４５ａの発生パルス数とがバランスするようにステッピングモータ１７を制御し，スロットル弁１５を開閉して内燃機関Ｅの出力を制御し，これにより機関回転数は，機関回転数設定器５３により設定された希望回転数に対応したものとなる。而して，電子制御ユニット５０は，前記点火装置４６が不作動状態にされて点火プラグ４８の点火を停止したとき，発電機４５の慣性回転による出力によりステッピングモータ１７を，スロットル弁１５の全開位置まで回転させるようになっている。
【００２９】
次に，この実施形態の作用について説明する。
【００３０】
上述のように，内燃機関Ｅの回転停止直前の発電機４５の慣性回転による出力により，電子制御ユニット５０がステッピングモータ１７を，スロットル弁１５の全開位置まで回転させるので，機関Ｅの停止状態では，スロットル弁１５は全開位置に保持され，チョーク弁１４は，感温アクチュエータ４０によって周囲温度の高低に応じて開度に保持される。
【００３１】
内燃機関Ｅの始動に際しては，先ず，機関回転数設定器５３において，希望回転数としてアイドル回転数を設定する。勿論，このアイドル回転数は，前記遠心クラッチ２の接続回転数より低い。そこで，内燃機関Ｅを始動すべく，リコイルステータ５の操作によりクランク軸４をクランキングすると，それに伴ない吸気道１２で生成された混合気が機関Ｅに吸入されると共に，先ず発電機４５の補助発電コイル４５ｂの発生電力により点火装置４６が作動して点火プラグ４８に火花を発生させることで，機関Ｅは完爆状態となる。そして機関Ｅは，スロットル弁１５が全開位置にあることから大量の混合気を吸入することで，回転数を急上昇させて始動状態となる。この段階になると，発電機４５の主発電コイル４５ａの出力電圧が充分に上がり，電子制御ユニット５０を作動状態にするので，電子制御ユニット５０のパルス演算回路５２は，機関回転数設定器５３により設定したアイドル回転数と，電源回路５１を介して得る主発電コイル４５ａの発生パルス数とがバランスするようにステッピングモータ１７を制御し，スロットル弁１５を閉じていき，機関回転数をアイドル回転数まで下げていく。
【００３２】
しかしながら，機関回転数は，アイドル回転数に安定するまでには，図６の点線（発明前）で示すように，遠心クラッチ２の接続回転数を超えてオーバシュートする傾向があり，そのオーバシュートによれば，遠心クラッチ２の接続衝撃により機関Ｅはストールしてしまう。
【００３３】
そこで，本発明では，点火時期制御手段４７が図５のフローチャートに従って次のように作動する。即ち，先ずステップ１で，いま機関Ｅは始動状態にあるか否かを判断して，ＹＥＳであれば，ステップ２に進み，補助発電コイル４５ｂの出力から検出される機関回転数Ｎｅが，遠心クラッチ２の接続回転数より低い所定回転数（例えば８００ｒｐｍ）以上に上昇したか否かを判断して，ＹＥＳであれば，ステップ３に進んで点火時期を遅角するように点火装置４６を制御する。その結果，図６の実線のように機関のトルクが直ちに減少し，機関回転数Ｎｅの上記オーバシュートが抑制され，機関回転数Ｎｅは，遠心クラッチ２の接続回転数を越えることなく，アイドル回転数に向かう。
【００３４】
次いで，ステップ４に進んで，点火時期制御手段４７は，点火時期の遅角を開始した時点から補助発電コイル４５ｂの発生パルス数をカウントし始め，次にステップ５で，上記カウントパルス数が所定回数（例えば３０回）以上になった否かを判断して，ＹＥＳであれば，換言すれば，点火時期の遅角を開始した時点から略一定時間ｔ経過したと判断したとき，ステップ６に進んで，点火時期を通常の時期に復帰するように点火装置４６を制御する。
【００３５】
かくして，機関回転数Ｎｅは，図６に実線で示すように，遠心クラッチ２の接続回転数を越えることなく，アイドル回転数に安定することができる。
【００３６】
始動後は，機関回転数設定器５３を操作することにより，従来同様にステッピングモータ１７を作動して，スロットル弁１５及びチョーク弁１４を適宜開閉し，希望の機関回転数を得て負荷機器Ｌを駆動する。
【００３７】
尚，本発明は上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，リコイルスタータをキックスタータに置き換えることもできる。
【符号の説明】
【００３８】
Ｃ・・・・・気化器
Ｅ・・・・・汎用内燃機関
Ｌ・・・・・負荷機器
２・・・・・遠心クラッチ
４・・・・・人力スタータ（リコイルステータ）
１２・・・・吸気道
１５・・・・スロットル弁
１７・・・・ステッピングモータ
４５・・・・発電器
４５ａ・・・主発電コイル
４５ｂ・・・補助発電コイル
４６・・・・点火装置
４７・・・・点火時期制御手段
【図１】
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【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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