JP2007231847A - エンジン始動制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成のエンジン始動制御装置によってエンジンの耐久性を高める。
【解決手段】エンジン始動制御装置制御部26は、第1充電回路70とサイリスタ81と第2充電回路90とトランジスタ101とを備える。フロート式のオイルレベル検出センサ24は、クランクケース内のオイルレベルを検出する。第1充電回路は、一次コイルの逆電圧を充電する第1充電コンデンサ71とオイルレベル検出センサとダイオードとの直列回路からなる。サイリスタは、第1充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、点火回路31の点火動作を不能にする。第2充電回路は、一次コイルの順電圧を充電する第2充電コンデンサ91とダイオードとの直列回路からなる。トランジスタは、第2充電コンデンサの充電によるトリガで作動して、サイリスタのオンを不能にする。
【選択図】図3
【解決手段】エンジン始動制御装置制御部26は、第1充電回路70とサイリスタ81と第2充電回路90とトランジスタ101とを備える。フロート式のオイルレベル検出センサ24は、クランクケース内のオイルレベルを検出する。第1充電回路は、一次コイルの逆電圧を充電する第1充電コンデンサ71とオイルレベル検出センサとダイオードとの直列回路からなる。サイリスタは、第1充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、点火回路31の点火動作を不能にする。第2充電回路は、一次コイルの順電圧を充電する第2充電コンデンサ91とダイオードとの直列回路からなる。トランジスタは、第2充電コンデンサの充電によるトリガで作動して、サイリスタのオンを不能にする。
【選択図】図3
Description
本発明は、作業機等の各種負荷に搭載されるエンジンの作動を、オイルレベルに基づいて制御するエンジン始動制御装置に関する。
エンジンの潤滑方式としては、クランクケースの中に溜められているオイルにより、各摺動部分を潤滑する方式(以下、オイル貯留方式と言う。)が多用されている。作業機等の各種負荷には、このようなオイル貯留方式のエンジンが搭載されている。
オイル貯留方式のエンジンにおいては、各摺動部分を円滑に潤滑するために、オイルの貯留量、つまりオイルのレベルが適切であることが求められる。オイルのレベルを検出するオイルレベル検出装置としては、各種のものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特公昭53−44615号公報
オイル貯留方式のエンジンにおいては、各摺動部分を円滑に潤滑するために、オイルの貯留量、つまりオイルのレベルが適切であることが求められる。オイルのレベルを検出するオイルレベル検出装置としては、各種のものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
上記特許文献1に示される従来のオイルレベル検出装置は、車両用エンジンに設けられたものであって、フロートスイッチを備える。このオイルレベル検出装置によれば、オイルのレベルが予め設定された下限レベルまで低下したときに、これに応じてフロートが下がるので、フロートが下がったことをスイッチが感知することにより、レベル低下を検出し、ランプやブザー等の警報器によって警報を発することができる。
しかしながら、従来のオイルレベル検出装置は、レベル低下のときに警報を発するだけであるから、エンジンを始動させることが可能である。
これに対して、エンジンの耐久性を高めるには、レベル低下の場合にもっと積極的に対応して、エンジンを停止させることが考えられる。つまり、エンジンの始動時にオイルが不足している場合には、始動を阻止させるようにすればよい。しかし、このような配慮をしたものであっても構成の簡略化が求められる。
これに対して、エンジンの耐久性を高めるには、レベル低下の場合にもっと積極的に対応して、エンジンを停止させることが考えられる。つまり、エンジンの始動時にオイルが不足している場合には、始動を阻止させるようにすればよい。しかし、このような配慮をしたものであっても構成の簡略化が求められる。
本発明は、簡単な構成のエンジン始動制御装置によってエンジンの耐久性を高めることができる技術を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明では、エンジンのクランクケース内に溜められているオイルのレベルが予め設定された下限レベルまで低下したときにレベル低下の検出信号を発するフロート式オイルレベル検出センサと、点火プラグに接続された点火コイルを制御することで点火プラグに火花放電を発生させて点火動作を行う点火回路と、フロート式オイルレベル検出センサの検出信号に応じて前記点火回路の制御を行う制御部とを備えたエンジン始動制御装置であって、制御部は、
点火コイルの一次コイルによる逆電圧を充電する第1充電コンデンサとフロート式オイルレベル検出センサと第1ダイオードとが直列接続された構成の第1充電回路と、
第1充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、点火回路の点火動作を不能にする第1スイッチング素子と、
一次コイルによる順電圧を充電する第2充電コンデンサと第2ダイオードとが直列接続された構成の第2充電回路と、
第2充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、第1スイッチング素子のオン作動を不能にする第2スイッチング素子と、を備えていることを特徴とする。
点火コイルの一次コイルによる逆電圧を充電する第1充電コンデンサとフロート式オイルレベル検出センサと第1ダイオードとが直列接続された構成の第1充電回路と、
第1充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、点火回路の点火動作を不能にする第1スイッチング素子と、
一次コイルによる順電圧を充電する第2充電コンデンサと第2ダイオードとが直列接続された構成の第2充電回路と、
第2充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、第1スイッチング素子のオン作動を不能にする第2スイッチング素子と、を備えていることを特徴とする。
請求項2に係る発明では、請求項1において、第1スイッチング素子が前記点火回路と並列に接続されていることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、請求項1又は請求項2において、点火回路は、一次コイルに並列に接続されたトランジスタ回路と、このトランジスタ回路のベースに接続されたサイリスタとを備え、第1スイッチング素子は、サイリスタに並列に接続されていることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、請求項1、請求項2又は請求項3において、第2スイッチング素子は、第1スイッチング素子のゲート・カソード間に接続されたトランジスタからなることを特徴とする。
請求項1に係る発明は、エンジンの停止中と作動中とでは、オイルの油面の状況が異なるので、これに応じて、フロートの挙動も異なることに着目したものである。つまり、エンジンの停止中においては油面が変動せず、エンジンの作動中においては油面の変動が大きい。
エンジンの始動時に、フロート式オイルレベル検出センサがオイルのレベル低下を検出した場合には、第1充電コンデンサの充電によるトリガで第1スイッチング素子がオン作動する。このため、第1スイッチング素子は点火回路の点火動作を不能にする。この結果、エンジンの始動を阻止することができる。オイルが足りているときだけ始動するので、エンジンの各摺動部分を円滑に潤滑することができ、この結果、エンジンの耐久性を確保することができる。
一方、オイルのレベルが適切であってエンジンが始動した後においては、第2充電コンデンサの充電によるトリガで第2スイッチング素子がオン作動する。第2スイッチング素子は、第1スイッチング素子のオン作動を不能にする。第1スイッチング素子は、点火回路の点火動作を不能にすることができない。この結果、エンジンは作動状態を維持する。
このように、クランクケース内にオイルが十分に溜められているので、作業中にオイルの油面が激しく且つ大きく変動したり一時的に傾くことによって、エンジンが停止してしまうことはない。従って、このエンジンを搭載した作業機等の各種負荷の作業性を高めることができる。
このように、クランクケース内にオイルが十分に溜められているので、作業中にオイルの油面が激しく且つ大きく変動したり一時的に傾くことによって、エンジンが停止してしまうことはない。従って、このエンジンを搭載した作業機等の各種負荷の作業性を高めることができる。
このように、エンジンの回転とオイルのレベル低下との、2つの条件に基づいて、確実に且つ容易にエンジンの始動、停止を行うことができる。
さらには、エンジンが停止しているときだけ、給油口を開けてからオイルレベルをチェックすればよい。従って、給油口を開ける頻度を大幅に減らすことができるので、給油口から塵埃や異物が入りやすい使用環境下であっても、塵埃や異物の侵入を大幅に減らすことができる。
しかも、2つの充電回路及び2つのスイッチング素子の組合せ構造からなる制御部を、フロート式オイルレベル検出センサ及び点火回路だけに接続する構成としたので、簡単な構成のエンジン始動制御装置にすることができる。
さらには、エンジンが停止しているときだけ、給油口を開けてからオイルレベルをチェックすればよい。従って、給油口を開ける頻度を大幅に減らすことができるので、給油口から塵埃や異物が入りやすい使用環境下であっても、塵埃や異物の侵入を大幅に減らすことができる。
しかも、2つの充電回路及び2つのスイッチング素子の組合せ構造からなる制御部を、フロート式オイルレベル検出センサ及び点火回路だけに接続する構成としたので、簡単な構成のエンジン始動制御装置にすることができる。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は本発明に係るエンジン並びにエンジン始動制御装置の模式図である。
エンジン10は、略水平なクランク軸11を備え、クランクケース12の中に溜められているオイルLuで各摺動部分を潤滑する潤滑方式の、単気筒内燃機関である。このエンジン10は作業機等の各種負荷に搭載するエンジンであって、リコイルスタータ21を備えている。
図1は本発明に係るエンジン並びにエンジン始動制御装置の模式図である。
エンジン10は、略水平なクランク軸11を備え、クランクケース12の中に溜められているオイルLuで各摺動部分を潤滑する潤滑方式の、単気筒内燃機関である。このエンジン10は作業機等の各種負荷に搭載するエンジンであって、リコイルスタータ21を備えている。
また、エンジン10の作動を制御するエンジン始動制御装置20は、発電機22、点火装置23、フロート式オイルレベル検出センサ24、メインスイッチ25及び制御部26を備えている。なお、エンジン始動制御装置20はバッテリを備えていない構成である。
リコイルスタータ21は、作業者がエンジン10を手動で始動させる始動装置であり、例えばクランク軸11又はフライホイール13に設けたものである。
発電機22は、クランク軸11に直結したフライホイール13に設けられた永久磁石22aと、この永久磁石22aに隣接して配置した一次コイル32aとからなる。
発電機22は、クランク軸11に直結したフライホイール13に設けられた永久磁石22aと、この永久磁石22aに隣接して配置した一次コイル32aとからなる。
点火装置23は、点火回路31と点火コイル32と点火プラグ33とからなる。この点火装置23は、発電機22で発電した電力をバッテリに蓄えることなく、そのまま点火コイル32の一次電力として使用する磁石発電式点火装置(フライホイールマグネトー式点火装置)である。
つまり、この点火装置23の点火方式としては、回転する永久磁石22aの磁気に感応した一次コイル32aに電力が発生するので、その電力を点火コイル32の一次電力として用いるようにした、方式を採用している。
つまり、この点火装置23の点火方式としては、回転する永久磁石22aの磁気に感応した一次コイル32aに電力が発生するので、その電力を点火コイル32の一次電力として用いるようにした、方式を採用している。
点火回路31は、点火プラグ33に接続された点火コイル32を制御することで点火プラグ33に火花放電を発生させて点火動作を行うものである。
点火コイル32は、一次コイル32aと二次コイル32b(図3参照)とからなる。二次コイル32bで発生した高電圧の断続電流は、点火プラグ33に供給することになる。
点火コイル32は、一次コイル32aと二次コイル32b(図3参照)とからなる。二次コイル32bで発生した高電圧の断続電流は、点火プラグ33に供給することになる。
メインスイッチ25は、エンジン10の始動を許容するとともに、エンジン10を停止させるための、手動の主電源スイッチであって、スイッチ信号を制御部26に発するものである。このメインスイッチ25は常開接点を備えており、エンジン10を始動時に常開接点をオフにし、エンジン10を停止時に常開接点をオンにするものである。
制御部26は、フロート式オイルレベル検出センサ24の各検出信号に応じて、点火回路31の制御を行うものである。制御部26の詳細については後述する。
制御部26は、フロート式オイルレベル検出センサ24の各検出信号に応じて、点火回路31の制御を行うものである。制御部26の詳細については後述する。
フロート式オイルレベル検出センサ24(オイルアラート24)は、クランクケース12内に溜められているオイルLuのレベルを検出するものである。フロート式オイルレベル検出センサ24の詳細を次の図2で説明する。
図2(a),(b)は本発明に係るフロート式オイルレベル検出センサの要部構成図兼作用図である。図2(a)は、オイルLuが下限レベルLmを超えて十分に溜まっている状態における、フロート式オイルレベル検出センサ24の要部の断面構造を示す。図2(b)は、オイルLuが下限レベルLmまで低下した状態における、フロート式オイルレベル検出センサ24の要部の断面構造を示す。
フロート式オイルレベル検出センサ24は、クランクケース12内に取り付けられたケース41と、ケース41に収納されたリードスイッチ42及びフロート43とからなる。リードスイッチ42は常開接点42aを有しており、略垂直に配置されている。フロート43は、油面に浮かび、油面に追従して上下に移動する、環状の浮き子であり、内周面に環状の永久磁石44を備えるとともに、リードスイッチ42を中心にして上下移動可能である。
次に、フロート式オイルレベル検出センサ24の作用を説明する。
図2(a)に示すように、オイルLuが下限レベルLmを超えて十分に溜まっている状態においては、フロート43が油面上に浮いている。この状態では、リードスイッチ42の常開接点42aは永久磁石44の磁力の影響を受けないで開状態(スイッチオフ状態)にある。この結果、フロート式オイルレベル検出センサ24はオフ状態にある。
図2(a)に示すように、オイルLuが下限レベルLmを超えて十分に溜まっている状態においては、フロート43が油面上に浮いている。この状態では、リードスイッチ42の常開接点42aは永久磁石44の磁力の影響を受けないで開状態(スイッチオフ状態)にある。この結果、フロート式オイルレベル検出センサ24はオフ状態にある。
その後、図2(b)に示すように、オイルLuの油面が下限レベルLmまで低下した状態においては、フロート43がケース41内の下部まで下降する。この状態では、永久磁石44がリードスイッチ42の常開接点42aから離れた位置まで下降する。このため、リードスイッチ42の常開接点42aは永久磁石44の磁力の影響を受けて閉状態(スイッチオン状態)に反転する。この結果、フロート式オイルレベル検出センサ24はオン状態に反転して、レベル低下の検出信号を発する。
このように、オイルLuの実際のレベルLr(油面の高さLr)が、予め設定された下限レベルLm(つまり、常開接点42aがスイッチオン状態に反転するレベルLm)まで低下したときに、レベル低下の検出信号を発する。
図3は本発明に係るエンジン始動制御装置の回路図である。
先ず、点火回路31について説明する。点火回路31は、一次コイル32aの両端子間にコレクタ・エミッタ間が接続されたトランジスタ回路51と、トランジスタ回路51に並列に接続されたサイリスタ52と、からなる誘導放電型点火回路である。
先ず、点火回路31について説明する。点火回路31は、一次コイル32aの両端子間にコレクタ・エミッタ間が接続されたトランジスタ回路51と、トランジスタ回路51に並列に接続されたサイリスタ52と、からなる誘導放電型点火回路である。
トランジスタ回路51は、例えばダーリントン回路からなる。
サイリスタ52のアノードは、抵抗53を介してトランジスタ回路51のコレクタに接続されるとともに、トランジスタ回路51のベースに接続されている。サイリスタ52のカソードは、トランジスタ回路51のエミッタに接続されている。
サイリスタ52のゲートは、(1)可変抵抗54及び抵抗55の直列回路を介して、トランジスタ回路51のコレクタに接続されるとともに、(2)抵抗56及びダイオード57の直列回路を介して、トランジスタ回路51のエミッタに接続されている。ダイオード57は、サイリスタ52のゲート電圧の温度補償用に介在したものである。
サイリスタ52のアノードは、抵抗53を介してトランジスタ回路51のコレクタに接続されるとともに、トランジスタ回路51のベースに接続されている。サイリスタ52のカソードは、トランジスタ回路51のエミッタに接続されている。
サイリスタ52のゲートは、(1)可変抵抗54及び抵抗55の直列回路を介して、トランジスタ回路51のコレクタに接続されるとともに、(2)抵抗56及びダイオード57の直列回路を介して、トランジスタ回路51のエミッタに接続されている。ダイオード57は、サイリスタ52のゲート電圧の温度補償用に介在したものである。
なお、トランジスタ回路51のエミッタ・ベース間に接続された逆姿勢のダイオード61と抵抗62との直列回路は、点火回路31における過早着火防止回路である。ダーリントン回路を構成する2つのトランジスタのベース・エミッタ間には、それぞれ抵抗63,64が接続されている。
この点火回路31によれば、リコイルスタータ21(図1参照)によってクランク軸11を回したときに、永久磁石22aも回るので、永久磁石22aの磁気に感応した一次コイル32aに順方向の正電圧(図3の矢印Or方向の正電圧。以下「順電圧」と言う。)が立ち上がり始めると、トランジスタ回路51は導通状態になる(オンになる)。この結果、トランジスタ回路51を通して一次コイル32aに一次短絡電流が流れる。このとき、サイリスタ52は順バイアスされる。
その後、一次コイル32aにおける誘起電圧が上昇して、一次短絡電流が増大することにより、サイリスタ52のゲート電位がトリガゲート電位に達して、サイリスタ52をトリガする。つまり、サイリスタ52をオン作動させる。
サイリスタ52がオンになると、トランジスタ回路51のベース電位がエミッタ電位に対して、トランジスタ回路51の導通状態を維持できない値まで低下する。この結果、トランジスタ回路51はオフになる。これにより、一次コイル32aを流れていた一次短絡電流は急激に遮断される。この一次短絡電流の遮断により、二次コイル32bに高電圧が誘起されるので、点火プラグ33に火花放電が発生して点火動作が行われる。
このような点火回路31は、一次コイル32aによる順電圧が加わる方の第1端子31aと、一次コイル32aによる逆方向の正電圧(図3の矢印Re方向の正電圧。以下「逆電圧」と言う。)が加わる方の第2端子31bとを備える。第1端子31aはプラス側の端子であり、制御部26の第1端子26aに接続されるとともに、アースされる。第2端子31bはマイナス側の端子であり、制御部26の第2端子26bに接続されるとともに、メインスイッチ25を介してアースされる。
なお、第2端子31bには、トランジスタ回路51のコレクタと、サイリスタ52のアノードが接続されることになる。
なお、第2端子31bには、トランジスタ回路51のコレクタと、サイリスタ52のアノードが接続されることになる。
当然のことながら、メインスイッチ25がオフの場合における、点火回路31の第1・第2端子31a、31bの電位は、次のようになる。第1端子31aに順電圧が加わったときには、第1端子31aの電位はアース電位であり、第2端子31bの電位はマイナス電位である。一方、第2端子31bに逆電圧が加わったときには、第1端子31aの電位はアース電位であり、第2端子31bの電位はプラス電位である。
制御部26は、第1充電回路70と第1スイッチング素子81と第2充電回路90と第2スイッチング素子101とを備えている。
第1充電回路70は、一次コイル32aによる逆電圧を充電する第1充電コンデンサ71と、フロート式オイルレベル検出センサ24(より詳しくは、常開接点42a)と、2つの逆流阻止用の第1ダイオード72,73とが、直列接続された構成である。
より詳しく述べると、第1充電回路70は、第2端子26bから第1端子26a(アース端子26a)までの間に、逆流阻止用のダイオード72、第1充電コンデンサ71、電流制限用の抵抗74、逆流阻止用のダイオード73、フロート式オイルレベル検出センサ24が、この順に直列接続された構成である。
より詳しく述べると、第1充電回路70は、第2端子26bから第1端子26a(アース端子26a)までの間に、逆流阻止用のダイオード72、第1充電コンデンサ71、電流制限用の抵抗74、逆流阻止用のダイオード73、フロート式オイルレベル検出センサ24が、この順に直列接続された構成である。
第1スイッチング素子81は、第1充電コンデンサ71の充電によるトリガでオン作動して、点火回路31の点火動作を不能にするものであり、例えばサイリスタからなる。
サイリスタ81のゲートは、ゲート保護用の抵抗82と放電回路形成用の抵抗83とを介して第1充電コンデンサ71のプラス側電極に接続される。サイリスタ81のアノードは、第1端子26aに接続される。サイリスタ81のカソードは、第2端子26bに接続される。さらにサイリスタ81のカソードは、放電回路形成用の抵抗84を介して第1充電コンデンサ71のマイナス側電極に接続される。
サイリスタ81のゲートは、ゲート保護用の抵抗82と放電回路形成用の抵抗83とを介して第1充電コンデンサ71のプラス側電極に接続される。サイリスタ81のアノードは、第1端子26aに接続される。サイリスタ81のカソードは、第2端子26bに接続される。さらにサイリスタ81のカソードは、放電回路形成用の抵抗84を介して第1充電コンデンサ71のマイナス側電極に接続される。
このように、サイリスタ81は、第1充電コンデンサ71の放電回路中に設けられることにより、第1充電コンデンサ71の充電電圧が一定以上になることでトリガされて、このトリガにより点火回路31の点火動作を不能にするものである。
なお、サイリスタ81と並列接続されたコンデンサ85は、パルス状サージ電圧によるサイリスタ81の誤動作防止用のものである。サイリスタ81のゲート・カソード間に接続されたコンデンサ86は、サイリスタ81のゲート安定化のものである。
なお、サイリスタ81と並列接続されたコンデンサ85は、パルス状サージ電圧によるサイリスタ81の誤動作防止用のものである。サイリスタ81のゲート・カソード間に接続されたコンデンサ86は、サイリスタ81のゲート安定化のものである。
第2充電回路90は、一次コイル32aによる順電圧を充電する第2充電コンデンサ91と第2ダイオード92とが直列接続された構成である。
より詳しく述べると、第2充電回路90は、第1端子26aから第2端子26bまでの間に、電流制限用の抵抗93、逆流阻止用のダイオード92、第2充電コンデンサ91が、この順に直列接続された構成である。
より詳しく述べると、第2充電回路90は、第1端子26aから第2端子26bまでの間に、電流制限用の抵抗93、逆流阻止用のダイオード92、第2充電コンデンサ91が、この順に直列接続された構成である。
第2スイッチング素子101は、第2充電コンデンサ91の充電によるトリガで作動して、第1スイッチング素子81のオン作動を不能にするものであり、例えばNPN型トランジスタからなる。
トランジスタ101のベースは、ベース保護用の抵抗102を介して第2充電コンデンサ91のプラス側電極に接続される。トランジスタ101のコレクタは、抵抗82を介してサイリスタ81のゲートに接続される。トランジスタ101のエミッタは、第2端子26b接続される。さらにトランジスタのエミッタは、第2充電コンデンサ91のマイナス側電極に接続される。
トランジスタ101のベースは、ベース保護用の抵抗102を介して第2充電コンデンサ91のプラス側電極に接続される。トランジスタ101のコレクタは、抵抗82を介してサイリスタ81のゲートに接続される。トランジスタ101のエミッタは、第2端子26b接続される。さらにトランジスタのエミッタは、第2充電コンデンサ91のマイナス側電極に接続される。
このようにトランジスタ101は、第2充電コンデンサ91の放電回路中に設けられることにより、第2充電コンデンサ91の充電電圧が一定以上になることでトリガされて、このトリガによりサイリスタ81のオン作動を不能にとするものである。
なお、トランジスタ101のベース・エミッタ間に接続された抵抗103は、トランジスタ101の動作安定化のためのものである。第2充電コンデンサ91と並列に接続されたツェナーダイオード104は、第2充電コンデンサ91の充電電圧設定用のものである。
なお、トランジスタ101のベース・エミッタ間に接続された抵抗103は、トランジスタ101の動作安定化のためのものである。第2充電コンデンサ91と並列に接続されたツェナーダイオード104は、第2充電コンデンサ91の充電電圧設定用のものである。
次に、上記構成のエンジン始動制御装置20の作用について説明する。
図2(b)に示すように、オイルLuの実際のレベルLrが低下している(オイルLuが不足している)場合には、フロート式オイルレベル検出センサ24はオン状態にある。この状態において、図1に示すように、メインスイッチ25を始動操作した(オフにした)後に、リコイルスタータ21を始動操作する。この始動操作に応じてクランク軸11は回り始める。
図2(b)に示すように、オイルLuの実際のレベルLrが低下している(オイルLuが不足している)場合には、フロート式オイルレベル検出センサ24はオン状態にある。この状態において、図1に示すように、メインスイッチ25を始動操作した(オフにした)後に、リコイルスタータ21を始動操作する。この始動操作に応じてクランク軸11は回り始める。
フロート式オイルレベル検出センサ24がオン状態なので、図3に示す第1充電回路70は閉路状態となっている。一次コイル32aに誘起された逆電圧の一部が、第1充電コンデンサ71に図示極性で充電されるので、サイリスタ81はトリガされてオンになる。このオン作動したサイリスタ81により、順電圧を誘起している第1コイル32aの両端子間が短絡状態となるので、点火回路31は点火動作を行うことができず、エンジン10の始動は阻止される。
このように、オイルLuが不足しているので、点火プラグ33は点火しない。リコイルスタータ21(図1参照)による始動操作を止めると、クランク軸11は停止する。このように、オイルLuが不足している状態で、エンジン10が始動することはない。
また、サイリスタ81が第1コイル32aの両端子間を短絡している状態では、第1・第2端子26a,26b間の順電圧は低く抑えられることになる。例え順電圧の一部が第2充電コンデンサ91に充電されるようなことがあっても、その充電電圧はきわめて小さい。このため、第2充電コンデンサ91によるトランジスタ101のトリガは不可能であり、また例えトランジスタ101をトリガできたとしても、きわめて短時間である。従って、トランジスタ101によってサイリスタ81をトリガ不能とすることはない。
その後、メインスイッチ25を停止操作した(オンにした)後、図2に示すように、クランクケース12にオイルLuを補充することにより、実際のレベルLrは適正レベルに達する。このため、フロート式オイルレベル検出センサ24はオフ状態になる。
その後、図1に示すように、メインスイッチ25を始動操作した(オフにした)後に、リコイルスタータ21を始動操作する。この始動操作に応じてクランク軸11は回り始める。
その後、図1に示すように、メインスイッチ25を始動操作した(オフにした)後に、リコイルスタータ21を始動操作する。この始動操作に応じてクランク軸11は回り始める。
図3に示すように、フロート式オイルレベル検出センサ24がオフ状態なので、第1充電回路70は開路状態となっている。第1充電コンデンサ71に逆電圧の一部が充電されないので、サイリスタ81はトリガされない、オフ状態となっている。このため、第1コイル32aには正常に順電圧が誘起されるので、点火回路31が点火動作を行ってエンジン10が始動される。この第1コイル32aの順電圧の一部が、第2充電回路90を通って第2充電コンデンサ91に充電されるので、トランジスタ101はトリガされてオンになる。
エンジン10の始動が完了した後、例えば、エンジン10が無負荷時のアイドリング状態に至った後に、図2(b)のようにオイルLuの実際のレベルLrが低下した場合には、フロート式オイルレベル検出センサ24は再びオン状態となる。フロート式オイルレベル検出センサ24がオン状態となると、第1充電回路70は閉路し、第1充電コンデンサ71に逆電圧が充電される。
しかし、トランジスタ101がオン状態を維持しているので、第1充電コンデンサ71に充電された逆電力は、トランジスタ101から第2端子26bへ流れる。このため、サイリスタ81はトリガされない、オフ状態を維持する。従って、オイルLuの実際のレベルLrにかかわらず、点火プラグ33は点火作用を継続する。エンジン10の作動状態は支障なく継続する。
その後、メインスイッチ25を停止操作すると(オンにすると)、点火プラグ33は点火作用を停止する。この結果、エンジン10は停止する。
その後、メインスイッチ25を停止操作すると(オンにすると)、点火プラグ33は点火作用を停止する。この結果、エンジン10は停止する。
以上の説明をまとめると、次の通りである。
本発明では、エンジン10の停止中と作動中とでは、オイルLuの油面の状況が異なるので、これに応じて、フロート43の挙動も異なることに着目したものである。つまり、エンジン10の停止中においては油面が変動せず、エンジン10の作動中においては油面の変動が大きい。
本発明では、エンジン10の停止中と作動中とでは、オイルLuの油面の状況が異なるので、これに応じて、フロート43の挙動も異なることに着目したものである。つまり、エンジン10の停止中においては油面が変動せず、エンジン10の作動中においては油面の変動が大きい。
エンジン10の始動時に、フロート式オイルレベル検出センサ24がオイルLuのレベル低下を検出した場合には、第1充電コンデンサ71の充電によるトリガで第1スイッチング素子81がオン作動する。このため、第1スイッチング素子81は点火回路31の点火動作を不能にする。この結果、エンジン10の始動を阻止することができる。オイルLuが足りているときだけ始動するので、エンジン10の各摺動部分を円滑に潤滑することができ、この結果、エンジン10の耐久性を確保することができる。
一方、オイルLuのレベルが適切であってエンジン10が始動した後においては、第2充電コンデンサ91の充電によるトリガで第2スイッチング素子101がオン作動する。第2スイッチング素子101は、第1スイッチング素子81のオン作動を不能にする。第1スイッチング素子81は、点火回路31の点火動作を不能にすることができない。この結果、エンジン10は作動状態を維持する。
このように、クランクケース12内にオイルLuが十分に溜められているので、作業中にオイルLuの油面が激しく且つ大きく変動したり一時的に傾くことによって、エンジン10が停止してしまうことはない。従って、このエンジン10を搭載した作業機等の各種負荷の作業性を高めることができる。
このように、クランクケース12内にオイルLuが十分に溜められているので、作業中にオイルLuの油面が激しく且つ大きく変動したり一時的に傾くことによって、エンジン10が停止してしまうことはない。従って、このエンジン10を搭載した作業機等の各種負荷の作業性を高めることができる。
このように、エンジン10の回転とオイルLuのレベル低下との、2つの条件に基づいて、確実に且つ容易にエンジン10の始動、停止を行うことができる。
さらには、エンジン10が停止しているときだけ、給油口を開けてからオイルレベルをチェックすればよい。従って、給油口を開ける頻度を大幅に減らすことができるので、給油口から塵埃や異物が入りやすい使用環境下であっても、塵埃や異物の侵入を大幅に減らすことができる。
しかも、2つの充電回路70,90及び2つのスイッチング素子81,101の組合せ構造からなる制御部26を、フロート式オイルレベル検出センサ24及び点火回路31だけに接続する構成としたので、簡単な構成のエンジン始動制御装置20にすることができる。
さらには、エンジン10が停止しているときだけ、給油口を開けてからオイルレベルをチェックすればよい。従って、給油口を開ける頻度を大幅に減らすことができるので、給油口から塵埃や異物が入りやすい使用環境下であっても、塵埃や異物の侵入を大幅に減らすことができる。
しかも、2つの充電回路70,90及び2つのスイッチング素子81,101の組合せ構造からなる制御部26を、フロート式オイルレベル検出センサ24及び点火回路31だけに接続する構成としたので、簡単な構成のエンジン始動制御装置20にすることができる。
なお、本発明の実施の形態において、スタータは、リコイルスタータ21に限定されるものではなく、セルスタータであってもよい。
本発明のエンジン始動制御装置20は、(1)エンジン10の停止中に、オイルLuが不足しているときには、エンジン10の始動を阻止し、(2)エンジン10の運転中においては、オイルLuのレベルにかかわらず、エンジン10の運転状態を継続するように、制御するものである。
従って、作業中にオイルLuの油面が激しく且つ大きく変動したり一時的に傾く作業機、例えばランマー(rammer)等の土木作業機や刈払機等の各種農・作業機に搭載される、エンジン10を制御するのに好適である。
また、ユーティリティビークルや遊園地のレ−シングカート等の各種走行負荷に搭載される、エンジン10を制御するのに好適である。
従って、作業中にオイルLuの油面が激しく且つ大きく変動したり一時的に傾く作業機、例えばランマー(rammer)等の土木作業機や刈払機等の各種農・作業機に搭載される、エンジン10を制御するのに好適である。
また、ユーティリティビークルや遊園地のレ−シングカート等の各種走行負荷に搭載される、エンジン10を制御するのに好適である。
10…エンジン、12…クランクケース、20…エンジン始動制御装置、21…リコイルスタータ、24…フロート式オイルレベル検出センサ、26…制御部、31…点火回路、32…点火コイル、32a…一次コイル、32b…二次コイル、33…点火プラグ、51…トランジスタ回路、52…サイリスタ、70…第1充電回路、71…第1充電コンデンサ、72,73…第1ダイオード、81…第1スイッチング素子(サイリスタ)、90…第2充電回路、91…第2充電コンデンサ、92…第2ダイオード、101…第2スイッチング素子(トランジスタ)、Lm…下限レベル、Lr…オイルのレベル(実際のレベル)、Lu…オイル。
Claims (4)
- エンジンのクランクケース内に溜められているオイルのレベルが予め設定された下限レベルまで低下したときにレベル低下の検出信号を発するフロート式オイルレベル検出センサと、
点火プラグに接続された点火コイルを制御することで点火プラグに火花放電を発生させて点火動作を行う点火回路と、
前記フロート式オイルレベル検出センサの検出信号に応じて前記点火回路の制御を行う制御部とを備えたエンジン始動制御装置であって、
前記制御部は、
前記点火コイルの一次コイルによる逆電圧を充電する第1充電コンデンサと前記フロート式オイルレベル検出センサと第1ダイオードとが直列接続された構成の第1充電回路と、
前記第1充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、前記点火回路の点火動作を不能にする第1スイッチング素子と、
前記一次コイルによる順電圧を充電する第2充電コンデンサと第2ダイオードとが直列接続された構成の第2充電回路と、
前記第2充電コンデンサの充電によるトリガでオン作動して、前記第1スイッチング素子のオン作動を不能にする第2スイッチング素子と、
を備えていることを特徴としたエンジン始動制御装置。 - 前記第1スイッチング素子は、前記点火回路と並列に接続されていることを特徴とした請求項1記載のエンジン始動制御装置。
- 前記点火回路は、前記一次コイルに並列に接続されたトランジスタ回路と、このトランジスタ回路のベースに接続されたサイリスタとを備え、
前記第1スイッチング素子は、前記サイリスタに並列に接続されていることを特徴とした請求項1又は請求項2記載のエンジン始動制御装置。 - 前記第2スイッチング素子は、前記第1スイッチング素子のゲート・カソード間に接続されたトランジスタからなることを特徴とした請求項1、請求項2又は請求項3記載のエンジン始動制御装置。
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