(57)【要約】   【課題】  エンジンの運転状態に適した細やかなチョークバルブの制御を行う。  【解決手段】  吸気管６上にスロットルバルブ８と直列にチョークバルブ９が設けられ、チョークバルブ９の開度は、ステッピングモータ１１で制御される。エンジン始動時のチョークバルブ開度はエンジン温度に応じて決定され、さらに予め定められたチョーク解除時間をエンジン回転数に応じて補正できるようにした。このチョーク解除時間は２段階に区分され、各段階毎に目標チョーク開度までチョークバルブ９を開くのにかける時間が個別に設定される。  【選択図】図１
2005256758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン始動時のエンジン温度を代表する温度情報に応じて、エンジンの吸気通路に設けられたチョークバルブの開度を制御するオートチョーク装置において、
エンジン始動時の前記チョークバルブの開度を、前記エンジン始動時のエンジン温度を代表する温度情報に基づいて決定するとともに、
前記チョークバルブの開度を制御するための電動機が設けられたことを特徴とするオートチョーク装置。
【請求項２】
前記チョークバルブの開度をエンジン始動時の開度から全開まで変化させてチョーク解除するまでの時間が、前記温度情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項１記載のオートチョーク装置。
【請求項３】
前記エンジンが予め設定された基準回転数に収斂されるように制御されていて、
前記チョークバルブの開度をエンジン始動時の開度から全開まで変化させてチョーク解除するまでの時間が、前記基準回転数に応じて該基準回転数が高くなるほど短く、低くなるほど長くなるように決定されることを特徴とする請求項１または２記載のオートチョーク装置。
【請求項４】
前記チョークバルブがスロットルバルブに直列配置されていることを特徴とする請求項１記載のオートチョーク装置。
【請求項５】
前記チョーク解除が２段階の開度目標に向けて行われ、各開度目標に至るまでのチョークバルブの動作時間が個別に設定されていることを特徴とする請求項２記載のオートチョーク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートチョーク装置に関し、特に始動後のエンジン温度上昇に対して温度に対応した良好な空燃比制御を行うことができるオートチョーク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの冷間始動時に使用されるオートチョーク装置は、サーモスタット等の温度検出素子で検出された温度に従って、チョークバルブを作動させるソレノイドアクチュエータやダイアフラムアクチュエータを制御する。冷間始動時にオートチョーク装置によって混合気を濃くする方向に空燃比制御することによりエンジンを安定して始動させることができる。
【０００３】
例えば、特開平５−２８０４２５号公報には、シリンダヘッドの温度に対応した検出信号を出力するサーミスタからなるセンサでエンジンの冷機状態が検出された場合であって、しかもスロットルバルブが全閉状態となっている場合、すなわちエンジン始動時のチョークを作動させる必要がある冷間時にのみチョークソレノイドを自動的に作動させるオートチョーク装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２８０４２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された装置のように、ソレノイドアクチュエータを使用してチョークバルブを制御することは一般的である。しかし、ソレノイドをオンまたはオフ状態に制御するのでチョークを作動させる必要がある期間の終わり近く、つまりチョーク解除間際では、チョーク過剰になってしまうという問題点がある。
【０００５】
これに対して、バイメタルをアクチュエータとして利用することによってチョークバルブを連続的に制御することも試みられている。しかし、バイメタルは温度変化に対する応答性が悪いので、冷間始動後およびエンジン温度が高い状態での再始動後のいずれにおいてもチョーク解除のタイミングが遅れ、その結果、十分な出力が得られるまでに時間がかかるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジン温度に追従してきめ細かくチョークバルブを制御することができるオートチョーク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、エンジン始動時のエンジン温度を代表する温度情報に応じて、エンジンの吸気通路に設けられたチョークバルブの開度を制御するオートチョーク装置において、エンジン始動時の前記チョークバルブの開度を、前記エンジン始動時のエンジン温度を代表する温度情報に基づいて決定するとともに、前記チョークバルブの開度を制御するための電動機が設けられた点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、前記チョークバルブの開度をエンジン始動時の開度から全開まで変化させてチョーク解除するまでの時間が、前記温度情報に基づいて決定される点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、本発明は、前記エンジンが予め設定された基準回転数に収斂されるように制御されていて、チョーク解除するまでの時間が、前記基準回転数に応じて該基準回転数が高くなるほど短く、低くなるほど長くなるように決定される点に第３の特徴がある。
【００１０】
また、本発明は、前記チョークバルブがスロットルバルブに直列配置されている点に第４の特徴がある。さらに、前記チョーク解除が２段階の開度目標に向けて行われ、各開度目標に至るまでのチョークバルブの動作時間が個別に設定されている点に第５の特徴がある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、始動時のチョークバルブ開度がエンジンもしくはエンジンの環境温度に応じて決定、制御される。特に第２の特徴によれば、エンジン始動時の開度からチョークバルブ全開までの時間つまりチョーク状態からチョーク解除までの時間がエンジンの環境温度に応じて決定される。エンジン温度で代表されるエンジンの運転状態に応じてチョークバルブ開度を適切に設定できるので、最適の空燃比に制御される。また、チョーク状態は電動機でチョークバルブを制御することで徐々に解除されるので、チョークバルブ全開間際でチョーク過剰になって空燃比が小さくなるのを抑制することができる。
【００１２】
また、第３の特徴によれば、例えば、負荷が変動したときにこれに追従できるようにエンジンを変速可能にしたエンジン発電機において、回転数が高めに推移する場合には早めにチョーク解除され、低めに推移する場合は遅めにチョーク解除されるので、運転状態に応じてチョーク解除時間が適切に補正される。
【００１３】
第４の特徴によれば、吸気管内にスロットルバルブと並んで配置され、構造が簡単である。
【００１４】
さらに、第５の特徴によれば、チョーク解除までの時間を細かく設定できるので、運転状態に応じたより適切な始動時空燃比制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るオートチョーク装置のシステム構成を示すブロック図である。同図において、エンジン１は発電機の駆動源として使用されるものである。エンジン１にはエンジン温度を検出するための温度センサ２が設けられる。温度センサ２は、例えば、シリンダヘッド２ａに設けられる。さらにシリンダヘッド２ａには、点火プラグ３、吸気弁４および排気弁５が設けられる。
【００１６】
吸気弁４が設けられた吸気管６には、キャブレータ７が接続される。キャブレータ７は下流側に配置されたスロットルバルブ８と、その上流に配置されたチョークバルブ９とを備える。スロットルバルブ８はステッピングモータ１０で駆動されて開閉され、チョークバルブ９はステッピングモータ１１で駆動されて開閉される。
【００１７】
エンジン１の始動用モータ（スタータモータ）を兼用する発電機１２は、エンジン１のクランク軸１ａに結合されるフライホイールの内周部分にマグネットが取り付けられてなるアウタロータ１２ａと、発電コイルが巻回されたステータ１２ｂからなる。クランク軸１ａには手動始動のためのリコイルスタータ（図示せず）を連結することができる。
【００１８】
発電機１２のアウタロータ１２ａには点火時期検出用のリラクタ１４が設けられ、ロータの周りには、リラクタ１４を検出する上死点前位置検出センサ（ＢＴＤＣセンサ）１５が設けられる。
【００１９】
点火プラグ３の点火時期およびチョークバルブ９の開度は運転制御部１６で制御される。チョーク制御部１７は温度センサ２で検出されるエンジン温度およびＢＴＤＣセンサ１５の出力によって検出されるエンジン回転数に従ってステッピングモータ１１を駆動して、温度に対応した適度な空燃比を得られるようにチョークバルブ９を作動させる。チョーク制御部１７の制御はさらに後述する。
【００２０】
ステッピングモータ１０は、電子ガバナによってエンジン回転数を所定の基準回転数に維持するように制御される。この基準回転数は負荷（インバータ１３の出力側に接続される電気負荷）の大きさによって可変である。
【００２１】
点火制御部１８は、ＢＴＤＣセンサ１５および発電機１２の交流出力波形に基づいて最適に点火時期を制御する。波形整形部１９，２０は、それぞれＢＴＤＣセンサ１５の出力波形および発電機１２の交流出力波形を整形する。点火時期は波形整形部１９，２０から供給される波形のタイミングによって制御されるが、本発明の要部ではないので詳細は省略する。
【００２２】
電源部２１は、運転制御部１６に必要な電源を形成するものであり、バッテリ２５および発電機１２の整流後電圧（インバータ１３の入力側電圧）を所定電圧の制御電源とするためのレギュレータを含む。運転制御部１６には、発電機１２の運転状態などを表示する液晶ディスプレイ２２を設けることができる。また、発電機１２を遠隔制御できるように、リモコン装置２３を接続するためのインタフェース２４を設けることもできる。なお、チョーク制御部１７や点火制御部１８は、マイクロコンピュータで構成できる。
【００２３】
図２は、チョーク制御部１７の動作を示すフローチャートである。この処理は、バッテリ２５から供給される電力で電源部２１が付勢されて開始される。また、バッテリ２５が過放電している場合は、リコイルスタータでエンジン１を回転させてそのときの発電機１２の発電出力で電源部２１が付勢される。  
【００２４】
まず、ステップＳ１で温度センサ２による検出温度を読み込む。ステップＳ２では、検出温度に対応するチョークバルブ９の位置（始動開度）を決定する。始動開度は、例えば予め設定されているテーブルから読み取る。チョークバルブ９の位置はステッピングモータ１１に供給するステップ数で表される。
【００２５】
ステップＳ３では、エンジン温度に対応するチョーク解除までの作動時間（基本チョーク解除時間）を決定する。
【００２６】
ステップＳ４では、初期化のためにステッピングモータ１１を駆動するとともに、始動開度までチョークバルブ９を回動させるためにステッピングモータ１１を駆動する。
【００２７】
バッテリによってスタータモータを駆動してエンジン始動する場合は、ステッピングモータ１１の初期化およびチョークバルブ９の始動開度までの移動後にエンジン始動という手順になる。一方、バッテリから電源供給できないときには、リコイルスタータによる手動回転で得た発電出力でステッピングモータ１１の駆動と点火を行うので、チョークバルブ９駆動とエンジン始動はほぼ同時に行われる。
【００２８】
そして、エンジン始動後に、ステップＳ５では、チョークバルブ９が半開に到達しているか否かが判断される。この判断はステッピングモータ１１に供給したパルス数によって行う。チョークバルブ９の開度が半開未満であれば、ステップＳ６に進んでエンジン回転数が検出される。エンジン回転数はＢＴＤＣセンサ１５の出力周期に基づいて検出することができるが、検出方法は周知のいかなる方法であってもよい。ステップＳ７では、チョークバルブ９が半開に到達するまでのモータ駆動条件を決定する。
【００２９】
半開までのモータ駆動条件の決定においては、ステップＳ３で決定された基本チョーク解除時間（始動開度から半開までの作動時間）に対して補正が行われる。ここの補正では、エンジン回転数が高くなるほど基本チョーク解除時間は短縮され、エンジン回転数が低くなるほど基本チョーク解除時間は延長される。
【００３０】
駆動周期（例えば、０．７秒）毎にステッピングモータ１１に供給される駆動パルス数は、この駆動周期とエンジン回転数の増減に対応して延長もしくは短縮された基本チョーク解除時間とに基づいて決定される。駆動周期毎のパルス供給数を多くすると素速くチョーク解除側へ移動できるし、駆動周期毎のパルス供給数を少なくするとゆっくりとチョーク解除側へ移動される。
【００３１】
このようにして、チョークバルブ９を半開させるまでの動作においてステッピングモータ１１に供給する駆動周期毎のパルス数が決定され、ステップＳ８では、決定されたこのモータ駆動条件（決定された駆動パルス数）でステッピングモータ１１を駆動する。
【００３２】
ステップＳ５で、チョークバルブ９が半開に到達していると判断されれば、ステップＳ９に進んで、チョークバルブ９が全開に到達したか否かが判断される。半開かどうかの判断と同様、この判断はステッピングモータ１１に供給したパルス数によって行う。チョークバルブ９の開度が全開未満であれば、ステップＳ１０に進んでエンジン回転数が検出される。ステップＳ１１では、チョークバルブ９が全開するまでのモータ駆動条件を決定する。ステップＳ１１でも、ステップＳ７と同様、エンジン回転数による基本チョーク解除時間（半開から全開までの作動時間）の補正と、ステッピングモータ１１に対する駆動周期毎の出力駆動パルス数の計算とを行う。ステップＳ１２では、決定されたモータ駆動条件（決定されたパルス数）でステッピングモータ１１を駆動する。チョークバルブ９が全開に到達したと判断されれば、このチョーク制御は終了する。
【００３３】
図３は、エンジン始動時におけるエンジン温度毎のチョークバルブ９の位置つまり始動開度をステッピングモータ１１のステップ数で示した図である。この例では、エンジン温度がマイナス２５°Ｃから２０°Ｃまでの範囲ではチョークバルブ９は全閉（ステップ数＝１１０）であり、エンジン温度が３０°Ｃ以上では、チョークバルブ９はわずかに開かれている。そして、エンジン温度が６０°Ｃでは、チョークバルブ９は半開（ステップ数＝５５）であり、それ以上では、段階的にステップ数「３５」までチョークバルブ９が開かれている。
【００３４】
図４は、エンジン温度に対応するチョーク解除時間の例を示す図である。ここでは、電子ガバナによってエンジン回転数が基準回転数３３００ｒｐｍになるように制御されているときの基本チョーク解除時間の例を示している。したがって、発電機１２に接続される負荷の変動によって基準回転数が変動したときには、基本チョーク解除時間は（半開までの作動時間および半開から全開までの作動時間はいずれも）エンジン回転数に応じて補正される。すなわち、負荷が増大してエンジン回転数が基準回転数より高めに推移する時にはチョーク解除時間を短くするし、負荷が減少してエンジン回転数が基準回転数より低めに推移する場合はチョーク解除時間を長くする。このように発電機１２つまりエンジン１の運転状態に応じて適正になるようにチョーク解除時間は補正される。
【００３５】
図５は、図４の例をグラフ表示したものである。この図のように、チョーク解除時間は始動時のエンジン温度によって決定される。
【００３６】
なお、本実施形態では、チョークバルブの駆動源としてステッピングモータを用いる例を示したが、これは、ステッピングモータに限定されず、例えば、サーボモータであってもよい。
【００３７】
また、エンジン温度としてシリンダヘッド２ａの温度で代表させたが、チョークバルブ制御のためのエンジン温度はこの位置での温度に限定されない。例えば、オイルパンやエンジン水冷用のウォータジャケットに温度センサを装着して、潤滑オイル温度やエンジン冷却水の温度を検出し、これらでエンジン温度を代表させてもよい。その他、エンジン温度を代表できるエンジンケース部分で検出された温度情報を本発明のチョークバルブ制御に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るオートチョーク装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】チョーク制御部の動作を示すフローチャートである。
【図３】エンジン始動時におけるエンジン温度毎のチョークバルブの位置を示す図である。
【図４】エンジン温度に対応するチョーク解除時間の例を示す図である。
【図５】エンジン温度に対応するチョーク解除時間の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…エンジン、  ２…温度センサ、  ６…吸気管、  ７…キャブレータ、  ８…スロットルバルブ、  ９…チョークバルブ、  １１…ステッピングモータ、  １２…発電機、  １３…インバータ、  １７…チョーク制御部
【図１】
2005256758.tif 000003
【図２】
2005256758.tif 000004
【図３】
2005256758.tif 000005
【図４】
2005256758.tif 000006
【図５】
2005256758.tif 000007