(57)【要約】【課題】エンジンが過出力であることを正確に判定してそれを操作者に対して警告し、よってエンジンに損傷やストールが生じるのを防止するようにした汎用エンジンの過出力警告装置を提供する。【解決手段】汎用エンジンのエンジン回転数ＮＥの平均値ＮＥavgを算出する（Ｓ１６）と共に、前記算出された平均値ＮＥavgに基づいて所定スロットル開度θＴＨrefを算出し（Ｓ１８）、スロットル開度θＴＨ（検出値）が前記所定スロットル開度θＴＨref以上か否か判断する（Ｓ２２）。スロットル開度θＴＨの検出値が前記所定スロットル開度θＴＨref以上のときは過出力と判定し、過出力警告ランプを点灯させて操作者に警告する（Ｓ２６）。【選択図】図２
2005076523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汎用エンジンが過出力であるとき操作者に対して警告を行う汎用エンジンの過出力警告装置であって、前記汎用エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記検出された運転状態に基づいて前記汎用エンジンが過出力か否か判定する過出力判定手段と、前記汎用エンジンが過出力であると判定されたとき前記操作者に対して警告する警告手段とを備えるように構成したことを特徴とする汎用エンジンの過出力警告装置。
【請求項２】
前記警告手段は、所定時間以上継続して前記汎用エンジンが過出力であると判定されたとき、前記操作者に対して警告するように構成したことを特徴とする請求項１記載の汎用エンジンの過出力警告装置。
【請求項３】
前記運転状態検出手段が、前記汎用エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記汎用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からなると共に、前記過出力判定手段は、所定期間の間に検出された前記エンジン回転数の平均値を算出し、前記算出したエンジン回転数の平均値と前記検出されたスロットル開度とに基づいて前記汎用エンジンが過出力か否か判定するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の汎用エンジンの過出力警告装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、汎用エンジンの過出力警告装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機や農業機械など、様々な用途で駆動源として使用される汎用エンジン（火花点火式の内燃機関）にあっては、従来、過出力を警告する装置が備わっていなかった。そのため、操作者は、エンジン音や回転数の変動に基づいてエンジン出力の大きさを経験的に判断し、過出力とならないようにエンジン出力を調整していた。
【０００３】
ところで、四輪自動車に搭載されるエンジンにあっては、プロペラシャフトのエンジン側とディファレンシャルギヤ側の歪みから軸トルクを検出し、その値に基づいてエンジン出力を算出する技術が広く知られている。また、例えば特許文献１に記載される技術のように、エンジンの燃焼圧や回転数、油温などの値に基づいて軸トルク（即ち、エンジン出力）を算出する技術も提案されている。
【特許文献１】実公平３−４９２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したように、従来の汎用エンジンにあっては、エンジン出力の大きさをエンジン音や回転数の変動に基づいて操作者が経験的に判断していたため、エンジンの過出力を必ずしも防止することができず、エンジンの損傷やストールを引き起こすおそれがあった。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した不都合を解消することにあり、エンジンが過出力であることを正確に判定してそれを操作者に対して警告し、よってエンジンに損傷やストールが生じるのを防止するようにした汎用エンジンの過出力警告装置を提供することにある。
【０００６】
また、エンジンが過出力であるか否か判定するには、エンジン出力を検出あるいは推定する必要があるが、先に例示したような四輪自動車関する技術は構成が複雑であるため、小型で携帯可能であり、かつ安価であることが要求される汎用エンジンへの適用は困難であった。
【０００７】
従って、この発明のさらなる目的は、エンジンが過出力であるか否か判定するための構成を簡素化し、小型かつ安価な汎用エンジンの過出力警告装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、汎用エンジンが過出力であるとき操作者に対して警告を行う汎用エンジンの過出力警告装置であって、前記汎用エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記検出された運転状態に基づいて前記汎用エンジンが過出力か否か判定する過出力判定手段と、前記汎用エンジンが過出力であると判定されたとき前記操作者に対して警告する警告手段とを備えるように構成した。
【０００９】
また、請求項２にあっては、前記警告手段は、所定時間以上継続して前記汎用エンジンが過出力であると判定されたとき、前記操作者に対して警告するように構成した。
【００１０】
また、請求項３にあっては、前記運転状態検出手段が、前記汎用エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記汎用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からなると共に、前記過出力判定手段は、所定期間の間に検出された前記エンジン回転数の平均値を算出し、前記算出したエンジン回転数の平均値と前記検出されたスロットル開度とに基づいて前記汎用エンジンが過出力か否か判定するように構成した。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１にあっては、汎用エンジンが過出力であるとき操作者に対して警告を行う汎用エンジンの過出力警告装置であって、前記汎用エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記検出された運転状態に基づいて前記汎用エンジンが過出力か否か判定する過出力判定手段と、前記汎用エンジンが過出力であると判定されたとき前記操作者に対して警告する警告手段とを備えるように構成したので、エンジンが過出力であることを正確に判定してそれを操作者に対して警告することができ、よってエンジンに損傷やストールが生じるのを防止することができる。
【００１２】
また、請求項２にあっては、前記警告手段は、所定時間以上継続して前記汎用エンジンが過出力であると判定されたとき、前記操作者に対して警告するように構成したので、請求項１で述べた効果に加え、エンジン出力の一時的な上昇（燃料溜まりなどに起因する偶発的な上昇）に対する不要な警告を防止することができる。
【００１３】
また、請求項３にあっては、前記運転状態検出手段が、前記汎用エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、前記汎用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からなると共に、前記過出力判定手段は、所定期間の間に検出された前記エンジン回転数の平均値を算出し、前記算出したエンジン回転数の平均値と前記検出されたスロットル開度とに基づいて前記汎用エンジンが過出力か否か判定するように構成したので、従前の請求項で述べた効果に加え、エンジンが過出力であるか否か判定するための構成を簡素化することができ、装置の小型化および低コスト化が可能となる。
【００１４】
特に、近時増加しつつある電子制御式のスロットル装置（電子ガバナ）を搭載した汎用エンジンにあっては、既存のスロットル開度検出手段とエンジン回転数検出手段を利用することによってエンジンが過出力であるか否か判定することができ、よって装置の小型化および低コストという効果をより顕著に得ることができる。
【００１５】
また、所定期間の間に検出されたエンジン回転数の平均値を算出し、その算出値とスロットル開度とに基づいて汎用エンジンが過出力か否か判定するようにしたので、エンジン回転数が微小期間内に変動し易い高負荷時であっても、エンジンが過出力であるか否か正確に判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に即してこの発明に係る汎用エンジンの過出力警告装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、この発明の第１実施例に係る汎用エンジンの過出力警告装置を全体的に示す概略図である。
【００１８】
図１において符号１０は、汎用エンジン（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は１個の気筒（シリンダ）１２を備え、その内部にピストン１４が往復動自在に収容される。ピストン１４の頭部と気筒壁面の間には燃焼室１６が形成されると共に、気筒壁面には吸気バルブ１８と排気バルブ２０が配置され、燃焼室１６と吸気路２２あるいは排気路２４の間を開閉する。尚、エンジン１０は、具体的には水冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型の内燃機関であり、１９６ｃｃの排気量を備える。
【００１９】
ピストン１４はクランクシャフト２８に連結され、クランクシャフト２８はギヤを介してカムシャフト３０と連結される。また、クランクシャフト２８にはフライホイール３２が取り付けられると共に、フライホイール３２の先端側にはエンジン１０を手動で始動するためのリコイルスタータ３４が取り付けられる。フライホイール３２の内側には発電コイル（オルタネータ）３６が配置され、交流電流を発電する。発電コイル３６で発電された交流電流は、図示しない処理回路を介して直流電流に変換された後、後述するＥＣＵやモータドライバ、図示しない点火回路などに動作電源として供給される。
【００２０】
また、吸気路２２の上流にはスロットルボディ４０が配置される。スロットルボディ４０にはスロットルバルブ４２が収容され、スロットルバルブ４２はスロットルシャフトと減速ギヤ機構（共に図示せず）を介して電動モータ４４（アクチュエータ。具体的には、ステッピングモータ）に接続される。また、スロットルボディ４０においてスロットルバルブ４２の上流側には、キャブレタ・アシー（図示せず）が設けられる。キャブレタ・アシーは、図示しない燃料タンクに接続され、スロットルバルブ４２の開度に応じて吸入された空気にガソリン燃料を噴射して混合気を生成する。生成された混合気は、スロットルバルブ４２、吸気路２２および吸気バルブ１８を通って気筒１２の燃焼室１６に吸入される。
【００２１】
電動モータ４２の付近にはスロットル開度センサ４６が配置され、スロットルバルブの開度θＴＨ（以下「スロットル開度」という）に応じた信号を出力する。また、フライホイール３２の付近には電磁ピックアップからなるクランク角センサ４８が配置され、所定クランク角度ごとにパルス信号を出力する。
【００２２】
エンジン１０の付近には、ＥＣＵ（電子制御ユニット）５０とコントロールパネル５２が配置される。ＥＣＵ５０はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよびカウンタを備える。また、コントロールパネル５２は、エンジン回転数コントローラ５２ａと、パイロットランプ５２ｂと、過出力警告ランプ５２ｃとを備える。
【００２３】
前記したスロットル開度センサ４６およびクランク角センサ４８の出力は、ＥＣＵ５０に入力される。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ４８の出力パルスをカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）する。
【００２４】
ＥＣＵ５０は、検出されたエンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度θＴＨに基づき、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥＤ（操作者からエンジン回転数コントローラ５２ａを介して入力された目標回転数）に一致するように電動モータ４４の通電指令値を算出すると共に、算出した通電指令値を電動モータ４４に出力してその駆動を制御する。
【００２５】
このように、この実施例にあっては、スロットルボディ４０、ＥＣＵ５０および各種センサなどからなる電子制御式のスロットル装置（電子ガバナ）によってスロットルバルブ４２を開閉し、エンジン１０の吸入空気量を調量することによってエンジン回転数を制御する。
【００２６】
また、ＥＣＵ５０は、発電コイル３６の出力電圧値などに基づいてエンジン１０の運転状態を表すパイロットランプ５２ｂを点灯させると共に、検出されたスロットル開度θＴＨとエンジン回転数ＮＥに基づいてエンジン１０が過出力であるか否か判定し、過出力であるとき過出力警告ランプ５２ｃを点灯させる。
【００２７】
次いで、図２以降を参照してこの実施例に係る汎用エンジンの過出力警告装置の動作について説明する。図２は、その動作を示すフローチャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ５０において所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
【００２８】
図２フローチャートの説明を続ける前に、先ずその動作の概要について説明すると、この実施例にあっては、エンジン１０の運転状態を検出し、検出された運転状態に基づいてエンジン１０が過出力であるか否か判定すると共に、エンジン１０が過出力であると判定されたとき、過出力警告ランプ５２ｃを点灯させて操作者に対して警告するようにした。
【００２９】
エンジン１０の過出力判定手法について具体的に説明すると、先ず、図３に示す如く、エンジン回転数平均値ＮＥavg（後述）の各値に対し、エンジン出力Ｅoutの最大値（最大（全開）出力。破線で示す）より所定の割合だけ低い出力を過出力ライン（実線で示す）として設定する。この実施例にあっては、最大出力の８０％の出力を過出力ラインとする。
【００３０】
そして、図４に示す如く、最大出力の８０％を発生するときのスロットル開度θＴＨ（以下「所定スロットル開度θＴＨref」という）を、エンジン回転数平均値ＮＥavgの各値に対して予め設定しておく。即ち、図４に示すマップをエンジン回転数平均値ＮＥavgに基づいて検索することで、しきい値たる所定スロットル開度θＴＨrefを算出し、スロットル開度θＴＨが所定スロットル開度θＴＨrefより大きいとき、エンジン出力Ｅoutが最大出力の８０％を超えていると推定してエンジン１０が過出力であると判定するようにした。
【００３１】
上記を前提に図２フローチャートを説明すると、先ず、Ｓ１０においてエンジン回転数ＮＥを検出し、次いでＳ１２に進んでエンジン回転数ＮＥが所定回数（例えば１０回）以上検出されたか否か、換言すれば、エンジン回転数ＮＥが所定期間にわたって検出されたか否か判断する。
【００３２】
Ｓ１２で否定されるときは、次いでＳ１４に進み、過出力警告ランプ５２ｃを消灯させる一方、Ｓ１２で肯定されるときは次いでＳ１６に進み、上記所定回数（１０回）にわたって（別言すれば、所定期間にわたって）検出されたエンジン回転数ＮＥの平均値（前記したエンジン回転数平均値ＮＥavg）を算出する。そして、Ｓ１８に進み、算出したエンジン回転数平均値ＮＥavgに基づいて前述した図４に示すマップを検索し、所定スロットル開度θＴＨrefを算出する。
【００３３】
次いで、Ｓ２０に進んでスロットル開度θＴＨを検出すると共に、さらにＳ２２に進んでスロットル開度θＴＨが所定スロットル開度θＴＨref以上か否か判断する。換言すれば、エンジン１０が過出力であるか否か判定する。
【００３４】
Ｓ２２で否定されてエンジン１０が過出力でないと判定されるときは、Ｓ１４に進んで過出力警告ランプ１４を消灯させる。他方、Ｓ２２で肯定されてエンジン１０が過出力であると判定されるときは、次いでＳ２４に進み、所定時間継続してエンジン１０が過出力と判定され続けているか否か判断する。尚、この判断は、エンジン１０が過出力と判定されたときに図示しない別のプログラムでカウンタをスタートさせ、そのカウント値が所定時間（例えば１ｓｅｃ）に達したか否か確認することによって行われる。
【００３５】
Ｓ２４で肯定されるときは、次いでＳ２６に進み、過出力警告ランプ５２ｃを点灯させてエンジン１０が過出力であることを操作者に対して警告する。即ち、操作者に対し、エンジン回転数コントローラ５２ａを調節してエンジン回転数ＮＥを低下させるように促す。
【００３６】
一方、Ｓ２４で否定されるときは、Ｓ１４で過出力警告ランプ５２ｃを消灯させる。これは、エンジン出力Ｅoutに一時的な上昇（燃料溜まりなどに起因する偶発的な上昇）が生じた場合であっても、それをエンジン１０の過出力と誤判定しないようにするためである。
【００３７】
このように、この実施例にあっては、エンジン１０が過出力であるとき操作者に対して警告を行う汎用エンジンの過出力警告装置であって、エンジン１０の運転状態を検出し、検出された運転状態に基づいてエンジン１０が過出力であるか否か判定すると共に、エンジン１０が過出力であると判定されたとき、過出力警告ランプ５２ｃを点灯させて操作者に対して警告するように構成したので、エンジン１０が過出力であることを正確に判定してそれを操作者に対して警告することができ、よってエンジン１０に損傷やストールが生じるのを防止することができる。
【００３８】
また、所定時間以上継続してエンジン１０が過出力であると判定されたときのみ操作者に対して警告するように構成したので、エンジン出力Ｅoutの一時的な上昇に対する不要な警告を防止することができる。
【００３９】
さらに、エンジン１０の運転状態を示す値としてスロットル開度θＴＨとエンジン回転数ＮＥ（具体的には、その平均値ＮＥavg）を使用するように構成したので、エンジン１０が過出力であるか否か判定するための構成を簡素化することができ、装置の小型化および低コスト化が可能となる。
【００４０】
特に、この実施例に係るエンジン１０のように、電子制御式のスロットル装置（電子ガバナ）を搭載した汎用エンジンにあっては、既存のスロットル開度センサ４６とクランク角センサ４８の出力値からエンジン１０の過出力を判定することができるため、装置の小型化および低コスト化という効果をより顕著に得ることができる。
【００４１】
また、所定期間の間に検出されたエンジン回転数ＮＥの平均値ＮＥavgを算出し、その算出値とスロットル開度θＴＨとに基づいてエンジン１０が過出力か否か判定する、具体的には、しきい値たる所定スロットル開度θＴＨｒｅｆを算出するのに、エンジン回転数平均値ＮＥavgを使用するようにしたので、微小期間内にエンジン回転数ＮＥの変動が生じ易い高負荷時であっても、エンジン１０が過出力であるか否か正確に判定することができる。
【００４２】
以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、汎用エンジン（１０）が過出力であるとき操作者に対して警告を行う汎用エンジンの過出力警告装置であって、前記汎用エンジン（１０）の運転状態（スロットル開度θＴＨ、エンジン回転数ＮＥ）を検出する運転状態検出手段（スロットル開度センサ４６、クランク角センサ４８）と、前記検出された運転状態に基づいて前記汎用エンジン（１０）が過出力か否か判定する過出力判定手段（ＥＣＵ５０、図２フローチャートのＳ１０，Ｓ１２，Ｓ１６からＳ２２）と、前記汎用エンジン（１０）が過出力であると判定されたとき前記操作者に対して警告する警告手段（過出力警告ランプ５２ｃ、ＥＣＵ５０、図２フローチャートのＳ２６）とを備えるように構成した。
【００４３】
また、前記警告手段は、所定時間以上継続して前記汎用エンジンが過出力であると判定されたとき、前記操作者に対して警告する（図２フローチャートのＳ２４，Ｓ２６）ように構成した。
【００４４】
また、前記運転状態検出手段が、前記汎用エンジン（１０）のスロットル開度（θＴＨ）を検出するスロットル開度検出手段（スロットル開度センサ４６）と、前記汎用エンジン（１０）の回転数（ＮＥ）を検出するエンジン回転数検出手段（クランク角センサ４８）とからなると共に、前記過出力判定手段は、所定期間の間に検出された前記エンジン回転数の平均値（ＮＥavg）を算出し（図２フローチャートのＳ１６）、前記算出したエンジン回転数の平均値（ＮＥavg）と前記検出されたスロットル開度（θＴＨ）とに基づいて前記汎用エンジン（１０）が過出力か否か判定するように構成した。
【００４５】
尚、上記において、エンジン１０が過出力と判定されたとき、過出力警告ランプ５２ｃを点灯して視覚的に警告するようにしたが、ブザーなどを鳴動させて音声で警告するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の第１実施例に係る汎用エンジンの過出力警告装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図２フローチャートの処理で算出するエンジン回転数平均値に対するエンジン出力の特性を示すグラフである。
【図４】図２フローチャートの処理で算出するエンジン回転数平均値に対する所定スロットル開度の特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１０    汎用エンジン
４６    スロットル開度センサ（運転状態検出手段。スロットル開度検出手段）
４８    クランク角センサ（運転状態検出手段。エンジン回転数検出手段）
５０    ＥＣＵ（過出力判定手段）
５２ｃ  過出力警告ランプ（警告手段）
【図１】
2005076523.tif 000003
【図２】
2005076523.tif 000004
【図３】
2005076523.tif 000005
【図４】
2005076523.tif 000006