(57)【要約】【課題】簡単な構成により設置環境を適切に認識して安全性を確保可能なエンジン駆動機器を提供する。【解決手段】エンジンと、エンジンにより駆動される被駆動機器とを備えるエンジン駆動機器１を、エンジンの始動後にエンジン駆動機器からの距離が所定範囲内である障害物を検出する障害物検出手段５０，６０，７０と、障害物検出手段の検出結果に応じてエンジンを停止させるエンジン停止手段１００とを備える構成とする。【選択図】図４
2017166455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンにより駆動される被駆動機器と
を備えるエンジン駆動機器であって、
前記エンジン駆動機器からの距離が所定範囲内である障害物を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段の検出結果に応じて前記エンジンを停止させるエンジン停止手段と
を備えることを特徴とするエンジン駆動機器。
【請求項２】
前記エンジン停止手段は、前記エンジンの始動後所定時間以上にわたって前記障害物検出手段が障害物を検出した場合に前記エンジンを停止させること
を特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動機器。
【請求項３】
前記障害物検出手段は赤外線センサを有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン駆動機器。
【請求項４】
前記赤外線センサの少なくとも一部は、前記エンジンの排気装置が設けられる側に設けられること
を特徴とする請求項３に記載のエンジン駆動機器。
【請求項５】
前記エンジンの排気装置が設けられる側に、指向性を有する複数の赤外線センサが検出方向を異ならせて配置され、
前記エンジン停止手段は、前記複数の赤外線センサの検出結果の組み合わせに基づいて前記エンジンを停止させること
を特徴とする請求項４に記載のエンジン駆動機器。
【請求項６】
前記赤外線センサの少なくとも一部は、前記エンジンの排気装置が設けられる側に設けられた赤外線センサと検出方向を異ならせて配置されること
を特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンジン駆動機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及び被駆動機器を有するエンジン駆動機器に関し、特に簡単な構成により設置環境を適切に認識して信頼性及び安全性を確保可能なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば可搬式の発電機は、ロータ及びステータを有する回転電機である発電体と、発電体を駆動するガソリン汎用エンジン等を有して構成されている。
このようにエンジンによって駆動される被駆動機器を有するエンジン駆動機器は、障害物が隣接する状態で使用された場合、一旦排出された排ガスが機器内部に戻ったり、冷却が不十分となることによって故障の原因となったり、排ガスの熱によって可燃物に引火して火災が発生することが懸念される。
また、屋内や換気が不十分な環境で使用された場合、排ガス中の物質による中毒の発生なども懸念される。
【０００３】
エンジン駆動機器の安全確保に関する従来技術として、例えば特許文献１には、エンジン、発電機と、これらを制御する制御盤を有する自家用発電装置において、種々の状態監視用端末（センサ等）を設け、これらから取得した信号に基づいて何らかの異常が発生したと制御装置が判断した場合には、自動的に運転を停止するよう構成することが記載されている。
また、特許文献２には、磁性体ロータをガスの燃焼熱で加熱するガス燃焼発電機において、安全性確保のため発火センサを設けることが記載されている。
また、特許文献３には、車両用のエンジン始動制御装置において、車両の周囲に存在する物体の比誘電率を検出可能なＵＷＢレーダを用い、人体や可燃物が認識された場合には、エンジンの始動を保留することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９９６０１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９８３９０号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６３０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載された技術は、何らかの異常状態や発火が実際に生じた際に、事後的に装置の運転を停止するものであるが、異常が発生する前に運転を停止し、危険な状態が発生することを未然に防止する技術が要望されている。
また、特許文献３に記載されたように、物体の比誘電率を検出するＵＷＢレーダを用いると、近隣に存在する物体の種類をある程度特定し、きめ細かい制御を行なうことが可能であるが、装置の構成が複雑となり、コストも増加してしまう。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単な構成により設置環境を適切に認識して信頼性及び安全性を確保可能なエンジン駆動機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、エンジンと、前記エンジンにより駆動される被駆動機器とを備えるエンジン駆動機器であって、前記エンジン駆動機器からの距離が所定範囲内である障害物を検出する障害物検出手段と、前記障害物検出手段の検出結果に応じて前記エンジンを停止させるエンジン停止手段とを備えることを特徴とするエンジン駆動機器である。
これによれば、エンジンの始動後に障害物検出手段が近接する障害物を検出した場合にエンジンを停止させることによって、異常な状態が発生する前にエンジンを安全に停止させ、故障、火災、ユーザの健康被害等を未然に防止することができる。
このような近接する障害物を検知するセンサは比較的安価かつ簡単な構成のものを用いることができるため、装置の構成が複雑化することも防止できる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記エンジン停止手段は、前記エンジンの始動後所定時間以上にわたって前記障害物検出手段が障害物を検出した場合に前記エンジンを停止させることを特徴とする請求項１に記載のエンジン駆動機器である。
これによれば、例えばリコイルスタータによって始動操作を行うためにエンジン駆動機器に接近したユーザの身体等を検出し、本来エンジンを停止する必要がないにも関わらずエンジンが停止することを防止できる。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記障害物検出手段は赤外線センサを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン駆動機器である。
これによれば、赤外線センサによりエンジン等の輻射熱を受ける障害物が発する赤外線を検出することによって、比較的安価なセンサによって適切に障害物を検出することができる。
【０００９】
請求項４に係る発明は、前記赤外線センサの少なくとも一部は、前記エンジンの排気装置が設けられる側に設けられることを特徴とする請求項３に記載のエンジン駆動機器である。
これによれば、エンジンの排ガスが排出される側の障害物を検出することによって、排ガスの熱による火災や、排ガスの戻りによるエンジン等の故障、排ガスの充満による中毒等の発生を防止することができる。
【００１０】
請求項５に係る発明は、前記エンジンの排気装置が設けられる側に、指向性を有する複数の赤外線センサが検出方向を異ならせて配置され、前記エンジン停止手段は、前記複数の赤外線センサの検出結果の組み合わせに基づいて前記エンジンを停止させることを特徴とする請求項４に記載のエンジン駆動機器である。
これによれば、指向性の複数の赤外線センサの検出結果の組み合わせに基づいてエンジンを停止させることによって、排気側における障害物の分布状態を反映させたより適切な制御を行うことができる。例えば、障害物の存在が部分的で運転の支障とならない場合には運転を継続することで、安全性と利便性とを両立させることができる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記赤外線センサの少なくとも一部は、前記エンジンの排気装置が設けられる側に設けられた赤外線センサと検出方向を異ならせて配置されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のエンジン駆動機器である。
これによれば、排気側に障害物を検出しない場合であっても、他の方向に隣接する障害物が存在する場合にはエンジンを停止させることによって、信頼性、安全性をより向上することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成により設置環境を適切に認識して安全性を確保可能なエンジン駆動機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用したエンジン駆動機器の実施例である発電機を操作パネル側から見た外観斜視図である。
【図２】実施例の発電機を排気側から見た外観斜視図である。
【図３】実施例の発電機の構成を示すブロック図である。
【図４】実施例の発電機におけるセンサ検出範囲を示す模式図である。
【図５】実施例の発電機における始動後エンジン自動停止制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、簡単な構成により設置環境を適切に認識して安全性を確保可能なエンジン駆動機器を提供する課題を、エンジン駆動機器の排気側及び側面側に、所定範囲内に存在する障害物を検出可能な複数の赤外線センサを設け、エンジン始動後所定時間後における各赤外線センサの検出結果の組み合わせに応じてエンジンを自動的に停止することによって解決した。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を適用したエンジン駆動機器の実施例について説明する。
実施例のエンジン駆動機器は、例えば、４ストローク単気筒ＯＨＣガソリンエンジンによって回転電機である発電体を駆動する可搬式の発電機である。
図１は、実施例の発電機を操作パネル側から見た外観斜視図である。
図２は、実施例の発電機を排気側から見た外観斜視図である。
【００１６】
発電機１は、ハウジング１０、操作パネル２０、排気管３０、リコイルノブ４０、排気側センサユニット５０、右側面センサ６０、左側面センサ７０等を有する。
ハウジング１０は、図示しないエンジン本体及び発電体を収容する容器状の部材である。
ハウジング１０は、例えば樹脂系材料によって容器状に形成されている。
ハウジング１０は、上方、側方、前後方向から見た形状が、実質的に矩形状となるボックス状に形成されている。
ハウジング１０は、吸気グリル１１、冷却風排出グリル１２、排気口１３、ハンドル１４、タンクキャップカバー１５、右側面部１６、左側面部１７、脚部１８等を有する。
【００１７】
吸気グリル１１は、ハウジング１０における操作パネル２０側の面部（前面部）における下方側の領域に設けられている。
吸気グリル１１は、外部からハウジング１０内へエンジンの燃焼用空気、及び、冷却用空気が導入される開口部である。
【００１８】
冷却風排出グリル１２は、ハウジング１０における操作パネル２０側とは反対側の面部（背面部）に設けられている。
冷却風排出グリル１２は、エンジン及び発電体を冷却後の冷却風が排出される開口部である。
【００１９】
排気口１３は、エンジンの排気管３０の出口部が挿入される開口である。
排気口１３は、冷却風排出グリル１２の下部における一部に設けられている。
エンジンの排ガスは、排気口１３から外部へ放出される。
【００２０】
ハンドル１４は、ハウジング１０の上部に設けられ、前面部側から背面部側へ延在する取手状の部分である。
ハンドル１４は、ユーザが発電機１を移動する際に把持する部分である。
【００２１】
タンクキャップカバー１５は、図示しない燃料タンクの給油口キャップ部分の上方に設けられる開閉式のカバーである。
タンクキャップカバー１５は、ハウジング１０の上部における背面側（排気側）の端部近傍に配置されている。
【００２２】
右側面部１６、左側面部１７は、ハウジング１０を操作パネル２０側から見たときの右側、左側にそれぞれ設けられている。
右側面部１６、左側面部１７は、それぞれ内部機器のメンテナンスのために取り外し可能とされた蓋状部材であるサイドパネル１６ａ、１７ａを有する。
【００２３】
脚部１８は、ハウジング１０において、設置箇所の床面に接地する部分である。
脚部１８は、ハウジング１０の下端部における四隅に配置されている。
【００２４】
操作パネル２０は、ハウジング１０の前面部（排気側とは反対側の面部）において、給気グリル１１の上方に設けられている。
操作パネル２０は、エンジンスイッチ２１、ＡＣ出力端子２２、ＤＣ出力端子２３、サーキットブレーカ２４、アース端子２５、オートパワーセーブスイッチ２６、インジケータランプ２７、アラーム解除スイッチ２８等を有する。
【００２５】
エンジンスイッチ２１は、エンジンの停止状態、運転状態（チョークオフ）、運転状態（チョークオン）の各状態を切り替えるものである。
ＡＣ出力端子２２は、例えば、周波数５０Ｈｚ（又は６０Ｈｚ）、電圧１００Ｖの交流電力が出力される端子（コンセント）である。
【００２６】
ＤＣ出力端子２３は、例えば、電圧１２Ｖの直流電力が出力される端子である。
サーキットブレーカ２４は、電流が使用可能範囲を超えた場合、接続機器に異常があった場合等に、電流を遮断するものである。
アース端子２５は、グラウンド接地電極が接続される端子である。
【００２７】
オートパワーセーブスイッチ２６は、電力負荷の低下時に自動的にエンジン回転数を低下させるオートパワーセーブモードのオンオフを切り替えるスイッチである。
インジケータランプ２７は、エンジンの運転状態等を示す灯火類である。
インジケータランプ２７は、例えば、正常に発電していることを示す出力ランプ、過負荷状態であることを示す過負荷ランプ、オイル油量低下を示すオイル警告灯などを有する。
アラーム解除スイッチ２８は、後述する始動後エンジン自動停止制御において用いられるアラームの解除（停止）に用いるものである。
【００２８】
排気管３０は、図示しないエンジンの排ガスが排出される管路である。
排気管３０の出口部分は、ハウジング１０の排気口１３の内部に挿入されている。
【００２９】
リコイルノブ４０は、図示しないユーザが手動によりエンジンを始動するリコイルスタータの操作部である。
リコイルスタータは、リコイルノブ４０をユーザが把持し、リコイルケーブルを牽引することによってクランキングを行うようになっている。
リコイルノブ４０は、左側面部１７の上部に設けられている。
【００３０】
排気側センサユニット５０は、ハウジング１０の排気側の面部（背面部）における排気口１３に隣接した箇所に配置され、例えば３つの赤外線センサＡ，Ｂ，Ｃをユニット化したものである。
右側面センサ６０、左側面センサ７０は、ハウジング１０における右側面部１６、左側面部１７にそれぞれ設けられ、それぞれ単独の広角赤外線センサを有する。
これらの各赤外線センサは、発電機１からの輻射熱を受ける障害物が発生する赤外線を検出することによって、例えば１ｍ以内の距離に存在する障害物を検出可能な障害物検出手段として機能する。
【００３１】
図３は、実施例の発電機の構成を示すブロック図である。
発電機１は、さらに、インバータエンジン制御ユニット１００、発電体１１０、ステッピングモータ１２０、イグニッションコイル１３０等を有する。
インバータエンジン制御ユニット１００は、発電体１１０が出力する直流電力を変換して交流化するインバータ、及び、エンジン及びその補器類を統括的に制御するエンジン制御ユニットを一体化したものである。
エンジン制御ユニットは、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有する。
インバータエンジン制御ユニット１００には、各赤外線センサの出力がそれぞれ入力される。
【００３２】
発電体１１０は、エンジンのクランクシャフトに固定されたマグネットロータ、及び、マグネットロータに対向して配置されたステータコイル等を有する回転電機である。
発電体１１０が出力する電力は、インバータエンジン制御ユニット１００に入力される。
インバータエンジン制御ユニット１００の駆動に要する電力も、発電体１１０が発電する電力の一部によって賄われるようになっている。
【００３３】
ステッピングモータ１２０は、エンジンの吸入空気量を変化させて出力調整を行うスロットルバルブを駆動するものである。
ステッピングモータ１２０は、スロットルバルブ開度が所定の目標開度と一致するよう、エンジン制御ユニットによって制御される。
イグニッションコイル１３０は、エンジン制御ユニットからの指令に応じて、エンジンの点火栓に供給される点火用高電圧を発生させるものである。
エンジン制御ユニットは、各赤外線センサの検出結果に基づいて、ステッピングモータ１２０及びイグニッションコイル１３０を制御してエンジンを停止させることが可能なエンジン停止手段として機能する。
【００３４】
図４は、実施例の発電機におけるセンサ検出範囲を示す模式図である。
図４においては、発電機１における操作パネル２０側を除く三方向の側面が、壁状の障害物Ｗに囲まれた状態を示している。
排気側センサユニット５０に設けられた３つの赤外線センサＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ強く指向性を持つとともに、水平方向に放射状に検出範囲を変化させて（検知方向を相対傾斜させて）配置されている。
赤外線センサＢは、排気口１３が配置されたハウジング１０の背面部に対して水平前方を指向している。赤外線センサＡは、赤外線センサＢの指向方向に対して略３０度の角度をなすように右側面部側を指向している。赤外線センサＣは、赤外線センサＢの指向方向に対して略３０度の角度をなすように左側面部側を指向している。
右側面センサ６０、左側面センサ７０は、実質的に円錐状の検出領域Ｒを有する広角赤外線センサである。
各赤外線センサは、例えば、センサから１ｍ以内の範囲に存在する物体から放射される赤外線を検出可能となっている。
排気口１３が配置される背面部側については、火災や排風戻りによる故障を防止するため３つの赤外線センサを設置して障害物の検知精度を高めている。一方、左右側面部側については、排気口側より広角に検知できるセンサを使用して１つでも広い範囲を検知できるようにして安全性をより高めている。また、操作パネル２０側は、操作者を障害物と誤検知することを避けるために、物体を検知するための赤外線センサを設置していない。
【００３５】
次に、実施例の発電機における始動後エンジン自動停止制御について説明する。
図５は、実施例の発電機における始動後エンジン自動停止制御を示すフローチャートである。
＜ステップＳ０１：エンジン始動・ＥＣＵ電力供給開始＞
リコイルスタータによってエンジンのクランキングが開始されると、発電体１１０が発電を開始し、インバータエンジン制御ユニット１００への通電が開始されてエンジン制御ユニットのＣＰＵが起動する。
その後、ステップＳ０２に進む。
【００３６】
＜ステップＳ０２：エンジン停止タイマリセット＞
エンジン制御ユニットは、赤外線センサの検出結果に基づいて、エンジンを停止すべきとの判定がなされた状態の継続時間を計時するタイマ手段であるエンジン停止タイマのタイマ値をリセットする。
その後、ステップＳ０３に進む。
【００３７】
＜ステップＳ０３：センサ検出結果判断＞
エンジン制御ユニットは、各赤外線センサの出力に基づいて、現在の状態がエンジンの運転継続を許容するものであるか、エンジンを停止すべき状態であるかを判定する。
先ず、排気側センサユニット５０の赤外線センサＡ，Ｂ，Ｃの検出結果の組み合わせに基づいて、例えば下記の表１のように排気側判定結果を得る。
【表１】
2017166455.tif 000003
ここでは、排風が流出する赤外線センサＢの指向方向で物体が検知された場合（赤外線センサＢ＝検出）、または、排気口１３が対向する側の広い範囲で物体が検出される場合（赤外線センサＡ＝検出、及び、赤外線センサＣ＝検出）の場合に、排気側判定結果を「運転禁止」としている。
次に、表１から得られた排気側判定結果と、左右側面センサ６０，７０の検出結果の組み合わせに基づいて、例えば下記の表２のように、エンジンを停止すべきか、あるいは運転継続すべきかの判定を行う。
【表２】
2017166455.tif 000004
ここでは、排気側判定結果が「運転禁止」の場合、又は、右側面センサ６０及び左側面センサ７０の両方で物体を検知した場合に、エンジン制御判定を「停止」としている。
そして、エンジン制御判定が停止との判定を得た場合はステップＳ０４に進み、運転継続との判定を得た場合はステップＳ０２に戻って以降の処理を繰り返す。
【００３８】
＜ステップＳ０４：エンジン停止タイマカウントアップ＞
エンジン制御ユニットは、エンジン停止タイマのタイマ値をカウントアップ（インクリメント）する。
その後、ステップＳ０５に進む。
【００３９】
＜ステップＳ０５：タイマ値判断＞
エンジン制御ユニットは、エンジン停止タイマのタイマ値が３０秒以上となっているか否かを判別する。
タイマ値（エンジンを停止すべきとの判定を得た継続時間）が３０秒以上である場合はステップＳ０６に進み、他の場合はステップＳ０３に戻り、以降の処理を繰り返す。
【００４０】
＜ステップＳ０６：アラーム出力＞
エンジン制御ユニットは、図示しない音声出力装置等によってアラーム音を出力させる。
その後、ステップＳ０７に進む。
【００４１】
＜ステップＳ０７：アラーム解除操作有判断＞
エンジン制御ユニットは、ステップＳ０６においてアラームの出力を開始してから、所定期間内にアラーム解除スイッチ２８によるアラーム解除操作が行われたか否かを判別する。
アラーム解除操作が行われた場合は、ステップＳ０２に戻り、以降の処理を繰り返し、アラーム解除操作が行われない場合は、ステップＳ０８に進む。
【００４２】
＜ステップＳ０８：エンジン停止＞
エンジン制御ユニットは、ステッピングモータ１２０によってスロットルバルブを全閉とし、イグニッションコイル１３０に点火を停止させることによって、エンジンを停止させる。
その後、一連の処理を終了する。
【００４３】
以上説明したように、本実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）エンジンの始動後に、赤外線センサが近接する障害物を検出した場合に、エンジンを停止させることによって、異常な状態が発生する前にエンジンを安全に停止させ、故障、火災、ユーザの健康被害等を未然に防止することができる。
（２）エンジンの始動後、赤外線センサが３０秒以上継続して障害物を検出した場合にエンジンを停止させることによって、例えばリコイルスタータを操作するために発電機１に側面側から接近したユーザの身体等を検出し、本来エンジン停止が必要ない状態であるにも関わらずエンジンが停止することを防止できる。
（３）赤外線センサにより、エンジン等の輻射熱を受ける障害物が発生する赤外線を検出することによって、比較的安価なセンサによって適切に障害物を検出することができる。
（４）発電機１における排気管３０側の部分に排気側センサユニット５０を設けることによって、排ガスの熱による火災や、排ガスの戻りによるエンジン等の故障、排ガスの充満による中毒等の発生を防止することができる。
（５）排気側センサユニット５０が有する指向性の複数の赤外線センサの検出結果の組み合わせに基づいてエンジンを停止させることによって、排気側における障害物の分布状態を反映させたより適切な制御を行うことができる。
（６）右側面センサ６０、左側面センサ７０の検出結果を利用し、排気側に障害物を検出しない場合であっても、他の方向に隣接する障害物が存在する場合にはエンジンを停止させることによって、信頼性、安全性をより向上することができる。
また、エンジン運転中にユーザが給油作業や発電機の移動を行うことも防止できる。
【００４４】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内であり、適宜変更することが可能である。
（１）エンジン、エンジン駆動機器、センサ等の構成は、実施例の構成に限らず適宜変更することができる。
例えば、広角及び指向性センサの組み合わせ、配置等も特に限定されない。
また、各センサの検出結果の組み合わせと判定との関連についても、適宜変更することが可能である。
また、センサとして赤外線センサ以外のセンサを用いることも可能である。例えば、各種のカメラ、レーダ、近接センサ等を用いることが可能である。
（２）実施例において、エンジン駆動機器は一例として発電機であったが、本発明はこれに限らず、例えば、ポンプ、産業機械、農業機械、建設機械、ガーデニング機器等の発電体以外のセット機器と組み合わせて用いられるエンジン駆動機器にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１    発電機                          １０    ハウジング
１１    吸気グリル                      １２    冷却風排出グリル
１３    排気口                          １４    ハンドル
１５    タンクキャップカバー            １６    右側面部
１６ａ  サイドパネル                    １７    左側面部
１７ａ  サイドパネル                    １８    脚部
２０    操作パネル                      ２１    エンジンスイッチ
２２    ＡＣ出力端子                    ２３    ＤＣ出力端子
２４    サーキットブレーカ              ２５    アース端子
２６    オートパワーセーブスイッチ      ２７    インジケータランプ
２８    アラーム解除スイッチ            ３０    排気管
４０    リコイルノブ                    ５０    排気側センサユニット
Ａ〜Ｃ    指向性赤外線センサ              ６０    右側面センサ
７０    左側面センサ                      Ｒ    検出領域
１００    インバータエンジン制御ユニット
１１０    発電体                        １２０    ステッピングモータ
１３０    イグニッションコイル
【図１】
2017166455.tif 000005
【図２】
2017166455.tif 000006
【図３】
2017166455.tif 000007
【図４】
2017166455.tif 000008
【図５】
2017166455.tif 000009