JP2003314346A - 汎用エンジンの回転数制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成において簡易な汎用エンジンの回転数制
御装置を提供する。 【解決手段】 発電コイル３６の出力を動作電源とする
制御装置を用いて汎用エンジン１０の回転数ＮＥを制御
する汎用エンジンの回転数制御装置において、発電コイ
ル３６に接続され、その出力を入力してエンジン１０の
回転数ＮＥに応じたパルス信号を生成するパルス信号生
成回路５０ａを設けると共に、パルス信号生成回路５０
ａに並列に電源回路５０ｂを接続することで、従来必要
であったパルサコイルおよび処理回路を不要とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、汎用エンジンの
回転数を制御する回転数制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】汎用エンジン、即ち、携帯発電機、農作
業機、土木作業機など種々の機械の動力源として使用さ
れる火花点火式のガソリンエンジンあるいはディーゼル
エンジンにあっては、近時、従来のウエイトとスプリン
グからなる機械式ガバナに代え、アクチュエータを使用
した電子ガバナを用いて回転数を制御することが行なわ
れている。電子ガバナの例としては、特開２０００−２
７４２６２号公報に記載される技術などを挙げることが
できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、小型の汎用
エンジンの一種としてバッテリを備えない、いわゆるバ
ッテリレスのタイプがあり、そのようなバッテリレスの
汎用エンジンの回転数制御装置にあっては、従来、例え
ば図６に示すように、発電コイルの入力に電源回路（ブ
リッジ回路）を接続し、全波整流して得た直流を制御部
などに動作電源として供給すると共に、パルサコイルを
接続してエンジン回転数を示す信号を得ていた。その結
果、構成が複雑となる欠点があった。

【０００４】従って、この発明の目的は上記した課題を
解消することにあり、回転数検出部と電源部を統合して
パルサコイルを除去することによって構成を簡易とした
汎用エンジンの回転数制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１項にあっては、発電コイルの出力を動作
電源とする制御装置を用いて汎用エンジンの回転数を制
御する汎用エンジンの回転数制御装置において、前記発
電コイルに接続され、その出力を入力して前記汎用エン
ジンの回転数に応じたパルス信号を生成するパルス信号
生成回路を設けるように構成した。

【０００６】発電コイルの出力を動作電源とする制御装
置を用いた汎用エンジンの回転数制御装置、即ち、バッ
テリレスの汎用エンジンの回転数制御装置において、前
記発電コイルに接続され、その出力を入力して前記汎用
エンジンの回転数に応じたパルス信号を生成するパルス
信号生成回路を設けるように構成した、即ち、回転数検
出部を電源部に統合するように構成したので、エンジン
回転数を検出するためのパルサコイルが不要となると共
に、処理回路を統合することができ、よって構成を簡易
とすることができる。また、装置の小型化も図ることが
できると共に、コストも低減することができる。

【０００７】また、請求項２項にあっては、前記パルス
信号生成回路に、前記制御装置に動作電源を供給する電
源回路を並列に接続すると共に、前記パルス信号生成回
路および電源回路に、前記発電コイルの出力側において
それぞれダイオードを介挿し、よって前記パルス信号生
成回路および電源回路が、前記ダイオードを介して前記
発電コイルの出力を入力するように構成した。

【０００８】パルス信号生成回路に、電源回路を並列に
接続すると共に、パルス信号生成回路および電源回路
に、前記発電コイルの出力側においてそれぞれダイオー
ドを介挿し、よってパルス信号生成回路および電源回路
が、前記ダイオードを介して前記発電コイルの出力を入
力するように構成したので、上記した効果に加え、各回
路の干渉を防止することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に即し、この発明
の一つの実施の形態に係る汎用エンジンの回転数制御装
置を説明する。

【００１０】図１はその汎用エンジンの回転数制御装置
を全体的に示す概略図である。

【００１１】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）を示し、エンジン１０は、
水冷４サイクルのＯＨＶ型であり、１９６ｃｃの排気量
を備える。

【００１２】エンジン１０は１個の気筒（シリンダ）１
２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はクランクシャフト１６に連結さ
れ、クランクシャフト１６はギヤを介してカムシャフト
１８と連結される。

【００１３】ピストン１４の頭部と気筒壁面の間には燃
焼室２０が形成されると共に、気筒壁面には吸気バルブ
２４と排気バルブ２６が配置され、燃焼室２０と吸気路
２８あるいは排気路３０の間を開閉する。

【００１４】クランクシャフト１６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
端側には操作者がエンジン１０を始動させるための、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。

【００１５】図２は、図１のII−II線方向から見た、フ
ライホイール３２および発電コイル３６の正面図であ
る。

【００１６】同図に示すように、フライホイール３２
は、クランクシャフト１６の方向に１８０度の間隔をお
いて突出する突出部３２ａを２個備え、フライホイール
３２の回転に伴って２個の突出部３２ａが１組の発電コ
イル（同図において巻線の図示は省略する）３６が発生
する磁束を横切る度に、発電コイル３６には起電力が生
じる。即ち、発電コイル３６は、交流電流を発生（発
電）する。

【００１７】図１の説明に戻ると、吸気路２８の上流に
はキャブレタ３８が配置されると共に、それと一体に構
成されたスロットルバルブ４０が配置される（図１にお
いてスロットルバルブ４０はその軸で示す）。キャブレ
タ３８は燃料タンク（図示せず）に燃料管４２を介して
接続され、そこに貯留されたガソリン燃料を供給され、
吸入された空気にノズルから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吸気路２８の下流
を流れ、吸気バルブ２４を通って気筒１２の燃焼室２０
に吸入される。

【００１８】スロットルバルブ４０にはステップモータ
（アクチュエータ）４６が接続され、指令値（ステップ
（角））を供給されて動作し、指令値に応じてスロット
ルバルブ４０を開閉する。尚、図１においてステップモ
ータ４６はキャブレタ３８の裏側に配置されるため、想
像線で示す。

【００１９】発電コイル３６で発電された交流は、処理
回路５０を介して直流に変換され、ＥＣＵ（電子制御ユ
ニット）５２、モータドライバ５４、および点火回路
（図１で図示せず）に動作電源として供給される。

【００２０】ＥＣＵ５２はマイクロコンピュータからな
り、処理回路５０で整流されて得た直流を動作電源とし
て動作すると共に、後述するように処理回路５０で生成
されたパルス信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを検出
する。

【００２１】また、ＥＣＵ５２は、検出したエンジン回
転数ＮＥなどに基づき、後述するように適応制御演算
（適応制御器およびパラメータ同定機構からなる適応制
御則を用いた演算）を行い、検出したエンジン回転数Ｎ
Ｅが目標回転数に一致するようにステップモータ４６の
指令値（通電時間）を算出し、モータドライバ５４に出
力する。モータドライバ５４は、入力された指令値に従
ってステップモータ４６を作動させることにより、エン
ジン回転数を制御する。また、ＥＣＵ５２は、所定の点
火時期において、点火回路へ供給される前記した直流電
流を通電・遮断し、点火プラグ（図示せず）を着火させ
る。

【００２２】このように、エンジン１０にあっては、発
電コイル３６、ステップモータ４６、処理回路５０、Ｅ
ＣＵ５２およびモータドライバ５４からなる電子ガバナ
を用いた回転数制御装置によってエンジン回転数が制御
される。このように、エンジン１０はバッテリを備えな
い、即ち、発電コイル３６の出力を直ちにＥＣＵなどに
供給する、いわゆるバッテリレスの汎用エンジンとして
構成される。

【００２３】尚、エンジン１０には負荷（図示せず）が
接続される。また、同図において符号５８は冷却ファン
を、符号６０はヘッドカバーを示す。

【００２４】図３は、この実施の形態に係る回転数制御
装置の動作を機能的に示すブロック図である。

【００２５】図示の如く、発電コイル３６の出力は、処
理回路５０のパルス信号生成回路５０ａに入力され、エ
ンジン回転数ＮＥを表すパルス信号に変換されてＥＣＵ
５２に出力される。また、発電コイル３６の出力は電源
回路５０ｂにも入力され、直流に整流された後、ＥＣＵ
５２、モータドライバ５４および点火回路７０に動作電
源として供給される。

【００２６】図４は、処理回路５０の構成を詳細に示す
回路図である。

【００２７】以下、同図を参照して処理回路５０につい
て詳説すると、処理回路５０は、発電コイル３６に接続
されるパルス信号生成回路５０ａと、パルス信号生成回
路５０ａに並列に接続される電源回路５０ｂからなる。
同図に示すように、電源回路５０ｂは倍電圧回路であ
る。

【００２８】図５は、図４に示す処理回路５０が入力あ
るいは出力する、電流（電圧）波形またはパルス波形を
示すタイム・チャートである。同図において、図４にａ
からｄの符合を付して示す各動作点の入力あるいは出力
を、同様な符合を付して示す。以下、図４および図５を
参照して説明すると、パルス信号生成回路５０ａにおい
て、発電コイル３６の出力側には、発電コイル３６が出
力する交流電流（図５においてａで示す）の正側がバイ
アス電圧となるダイオード５０ａ１が介挿される。パル
ス信号生成回路５０ａは、そのダイオード５０ａ１を介
して図５においてｂで示す半波波形が入力される。

【００２９】入力された半波波形は、コンデンサ５０ａ
２と抵抗５０ａ３によって平滑化された後、インバータ
５０ａ４に入力され、適宜な値をスレッシュルドレベル
（図５に破線で示す）とするパルス信号（図５において
ｃで示す）が生成される。生成されたパルス信号は、Ｅ
ＣＵ５２のパルス周期測定部（後述）に入力される。
尚、前記したように、発電コイル３６は２個の突出部３
２ａが磁束と交差することによって交流電流を発生す
る、即ち、クランクシャフト１６が１回転する毎に正負
の半波（波形）を１個ずつ発生するので、生成されたパ
ルス信号をカウントすることで、エンジン回転数ＮＥを
検出することができる。

【００３０】また、電源回路５０ｂにおいて、発電コイ
ル３６の出力側には、発電コイル３６が出力する交流電
流の正側がバイアス電圧となるダイオード５０ｂ１と、
負側がバイアス電圧となるダイオード５０ｂ２とが並列
に介挿される。電源回路５０ｂは、それらダイオード５
０ｂ１，５０ｂ２を介して図５においてａで示す全波波
形が入力される。電源回路５０ｂに入力された全波波形
は、図５においてｄで示すように、正負の半波毎に平滑
化されて正負の直流電流に整流された後、動作電源とし
てＥＣＵ５２などに供給される。

【００３１】このように、発電コイル３６に接続され、
その出力を入力してエンジン回転数ＮＥに応じたパルス
信号を生成するパルス信号生成回路５０ａを設けるよう
に構成したので、回転数を検出するためのパルサコイル
などが不要となる。即ち、従来技術において必要であっ
たパルサコイルおよび処理回路なる回転数検出部を、既
存の発電コイルと電源回路からなる電源部に統合するこ
とができるので、構成を簡易とすることができると共
に、コストの低減ならびに装置の小型化も図ることがで
きる。

【００３２】また、パルス信号生成回路５０ａに電源回
路５０ｂを並列に接続すると共に、パルス信号生成回路
５０ａおよび電源回路５０ｂに、発電コイル３６の出力
側においてそれぞれダイオード５０ａ１，５０ｂ１，５
０ｂ２を介挿し、よってパルス信号生成回路５０ａおよ
び電源回路５０ｂが、それらダイオード５０ａ１，５０
ｂ１，５０ｂ２を介して発電コイル３６の出力を入力す
るように構成したので、各回路の干渉を防止することが
できる。

【００３３】図３の説明に戻ると、ＥＣＵ５２は、パル
ス周期測定部１００でパルス信号の個数をカウントする
ことによって検出されたエンジン回転数ＮＥと、目標回
転数入力部１０２で入力された目標回転数ＮＥＭなどに
基づいて適応制御演算部１０４において適応制御演算を
行って指令値（スロットル開度指示値）を算出し、モー
タドライバ５４に出力してステップモータ４６を作動さ
せることにより、スロットルバルブ４０を開閉する。

【００３４】また、パルス周期測定部１００の出力は点
火処理・過回転検出部１０６にも入力され、そこで点火
処理と過回転検出が行われる。点火処理・過回転検出部
１０６は、点火時期に相当するクランク角度より前のク
ランク角度で点火回路７０（点火コイルの１次側）に通
電を開始し、点火時期に相当するクランク角度（例えば
ＢＴＤＣ１０度）で通電を遮断して２次側に高電圧を生
じさせ、点火プラグを通じて気筒１２の燃焼室２０内の
混合気を着火して燃焼させる。

【００３５】また、点火処理・過回転検出部１０６は、
検出されたエンジン回転数ＮＥを上限値と比較し、検出
回転数が上限値を超えるときはエンジン１０が過回転と
判断し、点火をカット（中止）し、エンジン１０を停止
させる。

【００３６】尚、上記した適応制御演算部１０４が行う
適応制御演算の詳細については、本願の要旨と直接の関
係を有しないと共に、本出願人が先に提案した特願２０
０１−０３０８４１号などに記載されているため、ここ
での説明は省略する。

【００３７】上記の如く、この実施の形態においては、
発電コイル３６の出力を動作電源とする制御装置を用い
て汎用エンジン１０の回転数ＮＥを制御する汎用エンジ
ンの回転数制御装置において、前記発電コイル３６に接
続され、その出力を入力して前記汎用エンジン１０の回
転数ＮＥに応じたパルス信号を生成するパルス信号生成
回路５０ａを設けるように構成した。

【００３８】また、前記パルス信号生成回路５０ａに、
前記制御装置に動作電源を供給する電源回路５０ｂを並
列に接続すると共に、前記パルス信号生成回路５０ａお
よび電源回路５０ｂに、前記発電コイル３６の出力側に
おいてそれぞれダイオード５０ａ１，５０ｂ１，５０ｂ
２を介挿し、よって前記パルス信号生成回路５０ａおよ
び電源回路５０ｂが、前記ダイオード５０ａ１，５０ｂ
１，５０ｂ２を介して前記発電コイル３６の出力を入力
するように構成した。

【００３９】

【発明の効果】請求項１項にあっては、発電コイルの出
力を動作電源とする制御装置を用いた汎用エンジンの回
転数制御装置、即ち、バッテリレスの汎用エンジンの回
転数制御装置において、前記発電コイルに接続され、そ
の出力を入力して前記汎用エンジンの回転数に応じたパ
ルス信号を生成するパルス信号生成回路を設けるように
構成した、即ち、回転数検出部を電源部に統合するよう
に構成したので、エンジン回転数を検出するためのパル
サコイルが不要となると共に、処理回路を統合すること
ができ、よって構成を簡易とすることができる。また、
装置の小型化も図ることができると共に、コストも低減
することができる。

【００４０】請求項２項にあっては、パルス信号生成回
路に、電源回路を並列に接続すると共に、パルス信号生
成回路および電源回路に、前記発電コイルの出力側にお
いてそれぞれダイオードを介挿し、よってパルス信号生
成回路および電源回路が、前記ダイオードを介して前記
発電コイルの出力を入力するように構成したので、上記
した効果に加え、各回路の干渉を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一つの実施の形態に係る汎用エンジ
ンの回転数制御装置を全体的に示す概略図である。

【図２】図１のII−II線方向から見た、フライホイール
および発電コイルの正面図である。

【図３】図１装置の動作を機能的に示すブロック図であ
る。

【図４】図３に示される処理回路の構成を詳細に示す回
路図である。

【図５】図４に示す処理回路が入力あるいは出力する、
電流（電圧）波形またはパルス波形を示すタイム・チャ
ートである。

【図６】従来技術に係る汎用エンジンの回転数制御装置
の電源回路を示す回路図である。

【符号の説明】

１０ エンジン（汎用エンジン） ３６ 発電コイル ４６ ステップモータ ５０ 処理回路 ５０ａ パルス信号生成回路 ５０ａ１ ダイオード ５０ｂ 電源回路 ５０ｂ１ ダイオード ５０ｂ２ ダイオード ５２ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ５４ モータドライバ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 AA06 BA03 BA05 DA00 DA13 EB11 EC07 FA03 FA33 3G093 AA08 AA09 AA10 BA00 BA27 DA01 EA03 EA09

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電コイルの出力を動作電源とする制御
   装置を用いて汎用エンジンの回転数を制御する汎用エン
   ジンの回転数制御装置において、前記発電コイルに接続
   され、その出力を入力して前記汎用エンジンの回転数に
   応じたパルス信号を生成するパルス信号生成回路を設け
   たことを特徴とする汎用エンジンの回転数制御装置。
2. 【請求項２】 前記パルス信号生成回路に、前記制御装
   置に動作電源を供給する電源回路を並列に接続すると共
   に、前記パルス信号生成回路および電源回路に、前記発
   電コイルの出力側においてそれぞれダイオードを介挿
   し、よって前記パルス信号生成回路および電源回路が、
   前記ダイオードを介して前記発電コイルの出力を入力す
   るように構成したことを特徴とする請求項１項記載の汎
   用エンジンの回転数制御装置。