JP2008196359A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空燃比を，エンジンの始動時から負荷運転状態まで，エンジン温度の高低に応じて，きめ細かく制御し得る，オートチョーク装置付きのエンジン制御装置を提供する。
【解決手段】ガバナレバー７，遠心ガバナ１３，低速位置Ｌ及び高速位置Ｈ間を揺動操作されるコントロールレバー１２，並びにこのコントロールレバー１２及びガバナレバー７間に張設されるガバナばね１６を備え，気化器Ｃのチョーク弁４にはオートチョーク装置Ａを連結し，ガバナレバー７及びガバナばね１６間には，コントロールレバー１２が低速位置Ｌから高速位置Ｈ側へ所定角度α回動する間，ガバナばね１６を自由状態にする遊びｇを設ける一方，固定構造体１０及びガバナレバー７間には，ガバナレバー７を常時，スロットル弁３の開き方向に付勢する補助ばね１５を接続し，この補助ばね１５のばね定数をガバナばね１６のそれより小さく設定した。
【選択図】 図１

Description

本発明は，主として排気量が小さい汎用エンジンの回転数制御に用いられるエンジン制御装置に関し，特に，エンジン本体に揺動自在に軸支されて気化器のスロットル弁に連結されるガバナレバーと，エンジン回転数の上昇に応じてこのガバナレバーをスロットル弁の閉じ方向に回動する推力を増加させるガバナと，固定構造体に軸支されて低速位置及び高速位置間を揺動操作されるコントロールレバーと，このコントロールレバー及びガバナレバー間に張設され，コントロールレバーを低速位置側から高速位置側へ回動するのに応じてガバナレバーをスロットル弁の開き方向に回動する付勢力を増加させるガバナばねとを備え，気化器のチョーク弁には，これをエンジン温度の高・低に応じて自動的に開・閉するオートチョーク装置を連結してなるエンジン制御装置に関する。

従来，エンジン本体に揺動自在に軸支されて気化器のスロットル弁に連結されるガバナレバーと，エンジン回転数の上昇に応じてこのガバナレバーをスロットル弁の閉じ方向に回動する推力を増加させるガバナと，固定構造体及びガバナレバー間に張設されてガバナレバーをスロットル弁の開き方向に回動付勢するガバナばねとを備え，エンジンのチョーク弁には，これをエンジン温度の高・低に応じて自動的に開・閉するオートチョーク装置を連接したエンジン制御装置は，例えば特許文献１に開示されているように，既に知られている。
特開２００６−２４２１４３号公報

従来のかゝるエンジン制御装置では，固定構造体及びガバナレバー間に張設されてガバナレバーをスロットル弁の開き方向に回動付勢するガバナばねは，エンジンを始動時から高速運転状態にすべく，比較的大きいばね定数が付与されている。

しかしながら，オートチョーク装置を備えるものでも，エンジン始動時からエンジンの負荷運転を開始するまでは，エンジン回転数を極力低速にすることが，騒音低減の上から望ましく，そうした観点から，任意にガバナばねのセット荷重を大小切換可能にして，エンジン回転速度を少なくとも高低２段階に切換可能にする要求がある。

ところで，排気量が小さく，且つ低回転での始動を要求される汎用エンジンでは，エンジンの低温始動性を良好にすべく，気化器の調節により混合気の空燃比を低め（濃いめ）に設定すると，エンジンの高温運転時にその空燃比が低過ぎてしまい，運転に不調を来したり，燃料消費量が増加する不都合を招くことになる。

特に，オートチョーク装置を備えるものでは，空燃比を，始動時に低めに，始動後はやゝ高く，高温時には更に高くと，きめ細かい制御を行うことが困難であった。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，オートチョーク装置を備えるものでも，任意にガバナばねのセット荷重を大小切換可能にして，エンジン回転速度を少なくとも高低２段階に切換可能にして，エンジンの始動及び無負荷運転を低速で行い得るようにし，しかもエンジンに供給する混合気の空燃比を，始動時から負荷運転状態まで，エンジン温度の高低に応じて，きめ細かく制御することができて低燃費化に貢献し得る，構造簡単な前記エンジン制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，エンジン本体に揺動自在に軸支されて気化器のスロットル弁に連結されるガバナレバーと，エンジン回転数の上昇に応じてこのガバナレバーをスロットル弁の閉じ方向に回動する推力を増加させるガバナと，固定構造体に軸支されて低速位置及び高速位置間を揺動操作されるコントロールレバーと，このコントロールレバー及びガバナレバー間に張設され，コントロールレバーを低速位置側から高速位置側へ回動するのに応じてガバナレバーをスロットル弁の開き方向に回動する付勢力を増加させるガバナばねとを備え，気化器のチョーク弁には，これをエンジン温度の高・低に応じて自動的に開・閉するオートチョーク装置を連結してなるエンジン制御装置であって，コントロールレバー及びガバナばね間又はガバナレバー及びガバナばね間には，コントロールレバーが低速位置から高速位置側へ所定角度回動する間，ガバナばねを自由状態にする遊びを設ける一方，固定構造体及びガバナレバー間には，ガバナレバーを常時，スロットル弁の開き方向に付勢する補助ばねを接続し，この補助ばねのばね定数をガバナばねのそれより小さく設定したことを特徴とする。

本発明によれば，エンジンの冷間始動時には，コントロールレバーを低速位置にセットすることで，補助ばねのみの作用によりスロットル弁を全開状態にする一方，チョーク弁は，エンジンの低温状態を感知するオートチョーク装置により全閉状態に保持されるので，エンジンをクランキングすれば，エンジンの吸気負圧を気化器の燃料ノズルに充分に作用させ，比較的多量の燃料噴出を促し，エンジンが吸入する混合気の空燃比を低くし，エンジンをスムーズに始動することができる。

エンジンの始動後，エンジン回転数の上昇によりガバナのガバナレバーに対する推力の増加し，ガバナレバーにスロットル弁の閉じ方向へのモーメントを与えると共に，そのモーメントを増加させてスロットル弁を閉じていくが，そのモーメントが，補助ばねがガバナレバーに与えるスロットル弁の開き方向へのモーメントと釣り合うところでスロットル弁の閉じ動作は停止し，スロットル弁は微小開度位置に保持され，エンジンは低速運転状態となる。その際，補助ばねのばね定数は，ガバナばねより充分小さく設定されているから，この低速運転中，エンジンに多少の回転変動があっても，スロットル弁の開度変化を少なく抑えることができ，エンジンの低速運転の安定化を図ることができる。

次に，このエンジンにより，芝刈り機その他の作業機を駆動すべく，コントロールレバーを高速位置に回動すると，ガバナばねの，ガバナレバーに対する荷重が最大となり，ガバナレバーをスロットル弁の開き方向にするが，それに伴なうエンジン回転数の増加によるガバナの推力の増加により，ガバナレバーの，スロットル弁の開き方向への回動が適度に抑えられ，その結果，スロットルレバーは，半開状態に保持される。

エンジンＥの暖機運転の進行に伴なうエンジン温度の上昇により，オートチョーク装置は膨張作動して，チョークレバーを，チョーク弁の開き方向に回動するので，エンジンＥの吸気混合気の空燃比は更に高められ，低燃費化を更に進めることができる。

このように，エンジンの始動及び無負荷運転を低速で行うことができるので，エンジンの静粛性を保つことができ，しかも気化器からエンジンに供給する混合気の空燃比を，始動時から負荷運転状態まで，エンジン温度の高低に応じて，きめ細かく制御することができ，低燃費化を図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例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制御装置の概要図で，エンジンの冷間始動時の状態を示す。図２はエンジンの冷間始動後の状態を示す，図１との対応図，図３はエンジンの冷間負荷運転状態を示す，図１との対応図，図４はエンジン制御装置におけるばね特性線図である。

先ず，図１において，符号Ｅは，各種作業機の動力源となる４サイクル汎用エンジンを示す。このエンジンＥのシリンダヘッドの一側面に取り付けられる気化器Ｃは，エンジンＥの吸気ポートに連なる吸気道１を有しており，この吸気道１には，燃料ノズル２が開口する中央のベンチュリ部１ａを挟んで下流側にスロットル弁３，上流側にチョーク弁４が設けられる。

スロットル弁３の弁軸３ａの外端にはスロットルレバー５が固着され，このスロットルレバー５の回動によりスロットル弁３は開閉される。

一方，エンジンＥの，クランクケースその他のエンジン本体Ｅａには，三本のアーム，即ち第１，第２及び第３アーム７ａ，７ｂ，７ｃを持つガバナレバー７が枢軸８を介して取り付けられ，第１アーム７ａは，リンク９を介して前記スロットルレバー５に連接され，ガバナレバー７が図１で時計方向へ回動すると，スロットル弁３が開くようになっている。

エンジンＥその他の固定構造体（図示せず）にブラケット１０が固着され，このブラケット１０と前記第２アーム７ｂとの間に補助ばね１５が張設され，この補助ばね１５の引張力は，ガバナレバー７にスロットル弁３開き方向へのモーメントを常時与えるようになっている。

またブラケット１０には，低速位置Ｌ及び高速位置Ｈとの間を揺動するコントロールレバー１２が枢軸１１を介して取り付けられ，このコントロールレバー１２と前記第２アーム７ｂとの間にガバナばね１６が接続される。その際，ガバナばね１６とコントロールレバー１２，又はガバナばね１６と第２アーム７ｂの間には，ガバナレバー７が，コントロールレバー１２が低速位置Ｌから高速位置Ｈ側へ所定角度α（図４参照）回動するまでは，ガバナばね１６を自由状態にする一定の遊びｇが設けられる。

図示例では，ガバナレバー７の第２アーム７ｂのばね接続壁１８に穿設される透孔１９に，ガバナばね１６の一端部が摺動自在に嵌挿され，その端末に形成されるストッパ１６ａと，それに対向する上記接続壁１８との間に一定の遊びｇが設けられる。

上記遊びｇが無くなるように，即ちストッパ１６ａが接続壁１８に当接するようにコントロールレバー１２又はガバナレバー７が回動すると，ガバナばね１６の発生する引張力は，ガバナレバー７にスロットル弁３の開き方向へのモーメントを与えることになる。

而して，図４に示すように，補助ばね１５のばね定数は，ガバナばね１６のそれより充分小さく設定される。したがって，コントロールレバー１２が低速位置Ｌから所定角度α回動する間は，補助ばね１５の，ガバナレバー７に対する荷重は僅かしか変化しないが，コントロールレバー１２が所定角度α以上回動するようになると，補助ばね１５の荷重にガバナばね１６の荷重が加算され，ガバナレバー７に対する荷重は急増する。

前記第３アーム７ｃには，エンジンＥの回転軸により駆動される公知の遠心ガバナ１３が連接され，この遠心ガバナ１３はエンジン回転数の上昇に応じて増大する推力を発生するもので，この推力はガバナレバー７にスロットル弁３の閉じ方向へのモーメントを与えるようになっている。

前記チョーク弁４の弁軸４ａは，吸気道１の中心線から一側にオフセットして配置され，チョーク弁４は，その全閉状態では，チョーク弁４の半径の大きい側が，その半径の小さい側より吸気道１の下流側に来るように吸気道１の中心軸線に対して傾斜するようになっている。上記弁軸４ａの，気化器Ｃ外側に突出した外端部にはチョークレバー１４が取り付けられ，このチョークレバー１４は，弁軸４ａに相対回転可能に嵌合される中空円筒状をなしており，その内部において，公知のリリーフばね（図示せず）を介して弁軸４ａと連結される。チョーク弁４の全開及び全閉位置は，チョークレバー１４が気化器Ｃの外側壁に設けられるストッパ（図示せず）に当接することで規定される。

而して，チョーク弁４の全閉若しくは小開度時，エンジンＥの吸気負圧が所定値を超えると，チョーク弁４の半径の大きい側に作用する吸気負圧による回転モーメントと，チョーク弁４の半径の小さい側に作用する吸気負圧による回転モーメントとの差が上記リリーフばねによる回転モーメントとバランスするところまで，チョーク弁４を開くようになっている。

チョークレバー１４には，チョーク弁４の開度をエンジンＥの温度変化応じて自動的に制御するオートチョーク装置Ａがリンク１７を介して連接される。このオートチョーク装置Ａは，例えば簡便なワックス型に構成される。

次に，この実施例の作用について説明する。

エンジンＥの冷間始動時には，図１に示すように，先ず，コントロールレバー１２を低速位置Ｌにセットすることで，ガバナばね１６を非作動状態にしておく。コントロールレバー１２の低速位置Ｌでも，補助ばね１５がガバナレバー７を介してスロットル弁３を常時開き方向に付勢しているので，スロットル弁３は全開状態になっている。一方，チョーク弁４は，オートチョーク装置Ａがエンジンの低温状態を感知して収縮作動することにより保持される。

そこで，エンジンＥを始動すべく，例えばリコイルスタータを作動してエンジンＥをクランキングすれば，気化器Ｃにおいて，チョーク弁４より下流の吸気道１に大なる負圧が発生し，これがベンチュリ部１ａに開口する燃料ノズル２に充分に作用することで，比較的多量の燃料が噴出し，エンジンＥが吸入する混合気の空燃比を低くする，即ち混合気を濃厚にするので，エンジンＥをスムーズに始動することができる。

エンジンＥの始動後，エンジン回転数の上昇により遠心ガバナ１３のガバナレバー７に対する推力の増加し，ガバナレバー７にスロットル弁３の閉じ方向へのモーメントを与えると共に，そのモーメントを増加させてスロットル弁３を閉じていくが，そのモーメントが，補助ばね１５がガバナレバー７に与えるスロットル弁３の開き方向へのモーメントと釣り合うところでスロットル弁３の閉じ動作は停止する。これによりスロットル弁３は，図２に示すように微小開度位置に保持され，エンジンＥは低速運転状態となる。

ところで，補助ばね１５のばね定数は，前述のように極めて小さく設定されているから，この低速運転中，エンジンＥに多少の回転変動があっても，スロットル弁３の開度変化を少なく抑えることができ，エンジンＥの低速運転の安定化を図ることができる。

しかも，エンジンＥの始動後，吸気道１の下流に発生する吸気負圧が所定値を越えると，前述のように，チョーク弁４の半径の大きい側に作用する吸気負圧による回転モーメントと，チョーク弁４の半径の小さい側に作用する吸気負圧による回転モーメントとの差がチョークレバー１４内のリリーフばねによる回転モーメントとバランスするところまで，チョーク弁４を開くので，吸気道１内の燃料ノズル２上の負圧の過度の上昇を防ぎ，燃料ノズル２からの過度の燃料噴出を抑え，エンジンＥが吸入する混合気の空燃比を高め，即ち混合気の過濃化を防ぎ，低燃費化を図ることができる。

次に，このエンジンＥにより，芝刈り機その他の作業機を駆動すべく，コントロールレバー１２を高速位置Ｈへ回動していくと，所定角度α回動した時点からガバナばね１６の端部の遊びｇが無くなり，ガバナばね１６の作動が開始する。そしてコントロールレバー１２が高速位置Ｈに達したとき，ガバナばね１６の，ガバナレバー７に対する引張荷重が最大となり，ガバナレバー７をスロットル弁３の開き方向にするが，それに伴なうエンジン回転数の増加による遠心ガバナ１３の推力の増加により，ガバナレバー７の，スロットル弁３の開き方向への回動が適度に抑えられ，その結果，スロットルレバー５は，図３に示すように半開状態に保持されることになる。

エンジンＥの暖機運転の進行に伴なうエンジン温度の上昇により，オートチョーク装置Ａは膨張作動して，チョークレバー１４を，チョーク弁４の開き方向に回動するので，エンジンＥの吸気混合気の空燃比は更に高められ，低燃費化を更に進めることができる。

その後，エンジンＥの運転を停止した場合，エンジンＥの高温状態が続いている限り，オートチョーク装置Ａは膨張作動状態を維持するので，それによりチョーク弁４の開き状態は保持される。したがって，高温状態のエンジンＥを再始動するときには，チョーク弁４の開き状態を確保して，混合気の過濃化を防ぎ，再始動性を良好にすることができる。

以上のように，エンジンＥの始動及び無負荷運転を低速で行うことができるので，エンジンＥの静粛性を保つことができ，しかも気化器ＣからエンジンＥに供給する混合気の空燃比を，始動時から負荷運転状態まで，エンジン温度の高低に応じて，きめ細かく制御することができ，低燃費化に貢献することができる。

尚，本発明は前記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

本発明に係るエンジン制御装置の概要図で，エンジンの冷間始動時の状態を示す。 エンジンの冷間始動後の状態を示す，図１との対応図。 エンジンの冷間負荷運転状態を示す，図１との対応図。 エンジン制御装置におけるばね特性線図。

符号の説明

Ａ・・・・・オートチョーク装置
Ｃ・・・・・気化器
Ｅ・・・・・エンジン
Ｅａ・・・・エンジン本体
３・・・・・スロットル弁
４・・・・・チョーク弁
７・・・・・ガバナレバー
１０・・・・固定構造体（ブラケット）
１２・・・・コントロールレバー
１３・・・・ガバナ（遠心ガバナ）
１５・・・・補助ばね
１６・・・・ガバナばね

Claims (1)

1. エンジン本体（Ｅａ）に揺動自在に軸支されて気化器（Ｃ）のスロットル弁（３）に連結されるガバナレバー（７）と，エンジン回転数の上昇に応じてこのガバナレバー（７）をスロットル弁（３）の閉じ方向に回動する推力を増加させるガバナ（１３）と，固定構造体（１０）に軸支されて低速位置（Ｌ）及び高速位置（Ｈ）間を揺動操作されるコントロールレバー（１２）と，このコントロールレバー（１２）及びガバナレバー（７）間に張設され，コントロールレバー（１２）を低速位置（Ｌ）側から高速位置（Ｈ）側へ回動するのに応じてガバナレバー（７）をスロットル弁（３）の開き方向に回動する付勢力を増加させるガバナばね（１６）とを備え，気化器（Ｃ）のチョーク弁（４）には，これをエンジン温度の高・低に応じて自動的に開・閉するオートチョーク装置（Ａ）を連結してなるエンジン制御装置であって，
   コントロールレバー（１２）及びガバナばね（１６）間又はガバナレバー（７）及びガバナばね（１６）間には，コントロールレバー（１２）が低速位置（Ｌ）から高速位置（Ｈ）側へ所定角度（α）回動する間，ガバナばね（１６）を自由状態にする遊び（ｇ）を設ける一方，固定構造体（１０）及びガバナレバー（７）間には，ガバナレバー（７）を常時，スロットル弁（３）の開き方向に付勢する補助ばね（１５）を接続し，この補助ばね（１５）のばね定数をガバナばね（１６）のそれより小さく設定したことを特徴とするエンジン制御装置。

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