JP5961245B2

JP5961245B2 - 汎用エンジンの制御装置

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Publication number: JP5961245B2
Application number: JP2014254354A
Authority: JP
Inventors: 圭一朗豊後
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2034-12-16
Also published as: CN104727980B; EP2889468A1; US9410487B2; US20150176504A1; JP2015135109A; CN104727980A; EP2889468B1

Description

この発明は汎用エンジンの制御装置に関し、より詳しくはチョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構を備えた汎用エンジンの制御装置に関する。

従来より、チョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構と、チョークバルブ開閉機構によって開閉されたチョークバルブの開度を周囲温度に応じて自動的に調節するチョークバルブ開度調節機構とからなるオートチョーク機能を備えた汎用エンジンにおいて、エンジン始動時にチョークバルブの開閉を調節することで吸気路における空燃比をリッチ化してエンジンの始動性を向上させるようにした技術が提案されている（例えば特許文献１）。

ところで、汎用エンジンは、除雪機の動力源として例えば−１０度を超えるような極低温環境下で使用されることがあるが、このような極低温環境下での使用は、センサや電子部品、あるいはチョークバルブ付近の各種機構の動作不良の原因となる。そのため、極低温環境下では、上記したオートチョーク機能が正常に機能しないことがあり、極低温環境下で作業を行う機会の多いユーザからは、オートチョーク機能でなく、チョークレバーなどの手動開閉機構を操作して手動でチョークバルブを開閉できるマニュアルチョーク（手動チョーク）機能を備えた汎用エンジンを希望する声も多い。

しかしながら、オートチョーク機能を備えた汎用エンジンと、マニュアルチョーク機能を備えた汎用エンジンとでは、ＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）に格納されるプログラムが異なるため、オートチョーク機能を備えた汎用エンジンとマニュアルチョーク機能を備えた汎用エンジンの両方を市場に投入する場合、汎用エンジンのタイプごとにそれぞれ異なるＥＣＵを用意する必要がある。

特許第５０５８０５８号公報

しかし汎用エンジンのタイプによってＥＣＵを何種類も用意しなければならないとすると、その分製造設備が増加し、さらには製品管理も複雑になるという不都合が生じる。また、市場対応時の製品組違いの可能性も高まる。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、オートチョーク機能を備える汎用エンジンにおいて、マニュアルチョーク機能を備えると否とに関わらず、１種類のＥＣＵで対応できるようにした汎用エンジンの制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、吸気路に配置されたチョークバルブと、前記チョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構と、前記チョークバルブ開閉機構によって開閉されるチョークバルブの開度を調節する調節部材と前記調節部材を加熱可能なヒータとを有するチョークバルブ開度調節機構と、電源回路に前記ヒータを接続可能なヒータ接続端子とを備えた汎用エンジンの制御装置において、前記汎用エンジンの温度を検出する温度検出手段と、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されているか否か判定するヒータ接続判定手段と、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されるとき、前記検出された温度に基づいて前記チョークバルブ開閉機構の動作を制御して前記チョークバルブを開閉する一方、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されないとき、ユーザに手動開閉機構を介して前記チョークバルブを手動で開閉するように促すチョーク制御手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、前記ヒータ接続判定手段は、前記電源回路から前記ヒータ接続端子に印加される電圧を測定することによって前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されているか否か判定する如く構成した。

請求項３に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、前記ヒータ接続判定手段は、前記ヒータ接続端子に印加される電圧が所定値以上のとき、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定する如く構成した。

請求項４に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、前記チョーク制御手段は、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されるとき、前記検出された温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御する如く構成した。

請求項５に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、前記汎用エンジンは、寒冷地での動力源である如く構成した。

請求項１にあっては、吸気路に配置されたチョークバルブと、チョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構と、チョークバルブ開閉機構によって開閉されるチョークバルブの開度を調節する調節部材と調節部材を加熱可能なヒータとを有するチョークバルブ開度調節機構と、電源回路に前記ヒータを接続可能なヒータ接続端子とを備えた汎用エンジンの制御装置において、汎用エンジンの温度を検出し、ヒータ接続端子にヒータが接続されているか否か判定すると共に、ヒータ接続端子にヒータが接続されていると判定されるとき、検出された温度に基づいてチョークバルブ開閉機構の動作を制御してチョークバルブを開閉する一方、ヒータ接続端子にヒータが接続されていると判定されないとき、ユーザに手動開閉機構を介してチョークバルブを手動で開閉するように促す如く構成したので、ヒータ接続端子にヒータが接続されているか否かを判定することで汎用エンジンがオートチョーク機能を備えるものかマニュアルチョーク機能を備えるものかを判別できると共に、汎用エンジンのタイプに応じて制御内容を切り替えることが可能な１つの制御手段を備えることにより、オートチョーク機能を備える汎用エンジンにおいてマニュアルチョーク機能を備えると否とに関わらず１種類のＥＣＵで対応することができる。即ち、タイプの異なる汎用エンジンごとにＥＣＵを用意する必要がないため、製造設備が増加したり、製品管理が複雑になるという不都合が生じることはない。また、市場対応時の製品組違いも防止することができる。

請求項２に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、電源回路からヒータ接続端子に印加される電圧を測定することによってヒータ接続端子にヒータが接続されているか否か判定する如く構成したので、上記した効果に加え、ヒータ接続端子にヒータが接続されているか否かを精度良く判定することができる。

請求項３に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、ヒータ接続端子に印加される電圧が所定値以上のとき、ヒータ接続端子にヒータが接続されていると判定する如く構成したので、上記した効果に加え、ヒータ接続端子にヒータが接続されているか否かを一層精度良く判定することができる。

請求項４に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、ヒータ接続端子にヒータが接続されていると判定されるとき、検出された温度に基づいてヒータへの通電を制御する如く構成したので、上記した効果に加え、検出された温度に基づいてヒータへの通電を制御することで、暖機をスムーズに完了させることができる。

請求項５に係る汎用エンジンの制御装置にあっては、汎用エンジンは、寒冷地での動力源である如く構成したので、特に寒冷地においてオートチョーク機能を備える汎用エンジンにおいて、マニュアルチョーク機能を備えると否とに関わらず、１種類のＥＣＵで対応することができる。

この発明の実施例に係る汎用エンジンの制御装置を全体的に示す概略図である。図１に示す汎用エンジンのキャブレタの拡大断面図である。図２に示すキャブレタの、モータケースのカバーを取り外した状態を示す部分断面平面図である。図２に示すスロットルバルブとチョークバルブが全開位置の状態を示す、図３と同様の部分断面平面図である。図２に示すスロットルバルブが全開位置を所定開度だけ超えた位置、チョークバルブが全閉位置の状態を示す、図３と同様の部分断面平面図である。図２に示すスロットルバルブが全開位置を所定開度だけ超えた位置、チョークバルブが全開位置の状態を示す、図３と同様の部分断面平面図である。図１に示す電子制御ユニットの構成を示す説明図である。図７に示すヒータ検出回路の構成を示す説明図である。図１に示す電子制御ユニットの動作を示すフロー・チャートである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る汎用エンジンの制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る汎用エンジンの制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において、符号１０は汎用エンジン（汎用内燃機関。以下単に「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、ガソリンを燃料とする空冷４サイクルの単気筒ＯＨＶ型エンジンであり、例えば４４０ｃｃ程度の排気量を有し、除雪機など寒冷地での動力源として使用される。

エンジン１０のシリンダブロック１２の内部に形成されたシリンダ（気筒）には、単一のピストン１４が往復動自在に収容される。シリンダブロック１２の上部にはシリンダヘッド１６が取り付けられ、そこにはピストン１４の頂部を臨む位置に形成された燃焼室１８と、燃焼室１８に連通される吸気ポート２０および排気ポート２２が設けられる。吸気ポート２０の付近には吸気バルブ２４が設けられると共に、排気ポート２２の付近には排気バルブ２６が設けられる。

シリンダブロック１２の下部にはクランクケース３０が取り付けられ、その内部にはクランクシャフト３２が回転自在に収容される。クランクシャフト３２は、コンロッド３４を介してピストン１４に連結される。クランクシャフト３２の一端には負荷（例えば除雪機などの作業機）３６が接続され、エンジン１０は負荷３６に動力を出力する。

クランクシャフト３２の他端には、フライホイール３８と冷却ファン４０と始動用のリコイルスタータ４２が取り付けられる。フライホイール３８の内側においてクランクケース３０にはパワーコイル（発電コイル）４４が取り付けられると共に、フライホイール３８の裏面にはマグネット（永久磁石）４６が取り付けられる。パワーコイル４４とマグネット４６は多極発電機を構成し、クランクシャフト３２の回転に同期した出力を生じる。

フライホイール３８の外側においてクランクケース３０にはエキサイタコイル４８が取り付けられると共に、フライホイール３８の表面にはマグネット（永久磁石）５０が取り付けられる。エキサイタコイル４８はマグネット５０が通過するごとに出力を生じる。

クランクケース３０にはクランクシャフト３２の軸線と平行にカムシャフト５２が回転自在に収容され、ギヤ機構５４を介してクランクシャフト３２に連結されて駆動される。カムシャフト５２は吸気側カム５２ａと排気側カム５２ｂを備え、図示しないプッシュロッドとロッカーアーム５６，５８を介して吸気バルブ２４と排気バルブ２６を駆動する。

吸気ポート２０にはキャブレタ６０が接続される。

図２はキャブレタ６０の拡大断面図である。

図２に示す如く、キャブレタ６０は、吸気路６２と、モータケース６４と、キャブレタアセンブリ６６とを一体的に備える。吸気路６２は下流側がインシュレータ６８を介して吸気ポート２０に接続され、上流側がエアクリーナエルボ７０を介して図示しないエアクリーナに接続される。吸気路６２にはスロットルバルブ７２が配置されると共に、スロットルバルブ７２よりも上流側にはチョークバルブ７４が配置される。さらに、吸気路６２にはスロットルバルブ７２とチョークバルブ７４の間に縮径されたベンチュリ７６が形成される。

モータケース６４にはカバー７８が取り付けられると共に、モータケース６４とカバー７８によって形成される内部空間には、スロットルバルブ７２とチョークバルブ７４を駆動する電動モータ（アクチュエータ）８０が配置される。電動モータ８０はステッピングモータからなり、コイルが巻回されたステータとロータとを備える。電動モータ８０は、スロットルバルブ７２にスロットルバルブ開閉機構８２を介して接続される。

図３はキャブレタ６０の、カバー７８を取り外した状態を示す部分断面平面図である。尚、図３は、想像線で示す如く、スロットルバルブ７２が全閉位置、チョークバルブ７４が全開位置の状態を示す。

図２，３に示すように、スロットルバルブ開閉機構８２は４個のギヤ（各ギヤとも外歯車）を備える。具体的には、電動モータ８０の出力軸８０Ｓには第１のギヤ８４が取り付けられ、第１のギヤ８４はモータケース６４の内部に回動自在に支持された第２のギヤ８６と噛合される。第２のギヤ８６と同軸上には、第２のギヤ８６と一体的に回動する第３のギヤ（偏心ギヤ）８８が取り付けられる。第３のギヤ８８の歯は第３のギヤ８８の外周の一部にのみ形成される。

第３のギヤ８８は、スロットルバルブ７２を支持するスロットルシャフト９０に取り付けられた第４のギヤ（偏心ギヤ）９２と噛合される。これにより、電動モータ８０の出力は、各ギヤ８４，８６，８８，９２のギヤ比に応じて減速されつつスロットルシャフト９０に伝達され、スロットルバルブ７２を開閉する。

スロットルシャフト９０の外周には、スロットル用リターンスプリング９４（図２に示す）が配置される。スロットル用リターンスプリング９４は、ねじりコイルバネからなり、その一端はスロットルシャフト９０に取り付けられた第４のギヤ９２に接続され、他端はモータケース６４の内部に突設されたフックピン９６（図２に示す）に接続される。スロットル用リターンスプリング９４の巻き方向は、スロットルシャフト９０を介してスロットルバルブ７２を開弁する方向に設定される。

上記のように構成されたスロットルバルブ開閉機構８２には、チョークバルブ開閉機構１００を介してチョークバルブ７４が接続される。従って、電動モータ８０は、スロットルバルブ開閉機構８２を介してスロットルバルブ７２に接続されると共に、スロットルバルブ開閉機構８２とチョークバルブ開閉機構１００を介してチョークバルブ７４にも接続される。

チョークバルブ開閉機構１００は、チョークバルブ７４を支持するチョークシャフト１０２に取り付けられてチョークシャフト１０２を回動させるアーム１０４と、アーム１０４とスロットルバルブ開閉機構８２の第３のギヤ８８を連結するリンク１０６からなる。

リンク１０６は、モータケース６４の内部に回動軸１１０を中心に回動自在に支持される。リンク１０６においてアーム１０４側の端部（一端）１０６ａには、第１のピン１０６ｂが図２において上方に向けて伸びるように設けられる。第１のピン１０６ｂは、アーム１０４に穿設された長孔１０４ａに挿通される。

リンク１０６において第３のギヤ８８側の端部（他端）１０６ｃには、第２のピン１０６ｄが図２において上方に向けて突設される。第２のピン１０６ｄは、第３のギヤ８８の外周において歯が形成されない部位に当接される。第３のギヤ８８の外周において歯が形成されない部位は、略円盤状を呈すると共に、凹状に形成された部位を備える。以下、第３のギヤ８８の外周において凹状に形成された部位を「第１の当接部」といい、符号８８ａで示す。また、第３のギヤ８８の外周の歯が形成されない部位において第１の当接部８８ａ以外の残余の部位を「第２の当接部」といい、符号８８ｂで示す。

チョークシャフト１０２の外周には、図２に示す如く、チョーク用リターンスプリング１１２が配置される。チョーク用リターンスプリング１１２もスロットル用リターンスプリング９４と同様、ねじりコイルバネからなり、その一端はアーム１０４に接続され、他端はモータケース６４の内部に突設されたフックピン１１４に接続される。チョーク用リターンスプリング１１２の巻き方向は、チョークシャフト１０２を介してチョークバルブ７４を閉弁する方向に設定される。

チョークバルブ開閉機構１００にあっては、チョークバルブ７４を閉弁方向（全閉位置）に付勢するチョーク用リターンスプリング１１２を設けるように構成したので、その付勢力はアーム１０４を介してリンク１０６に伝達される。従って、リンク１０６には回動軸１１０を中心に反時計回りの力が作用し、リンク１０６の第２のピン１０６ｄは第３のギヤ８８の第１または第２の当接部８８ａ，８８ｂに押圧されつつ当接する。

モータケース６４の内部にはさらに、チョークバルブ７４の開度を調節するチョークバルブ開度調節機構１１６（図３に示す）が設けられる。チョークバルブ開度調節機構１１６はサーモワックス（調節部材）からなり、周囲温度に応じて膨張・収縮するワックス（具体的には、周辺温度が上昇するに連れて体積が膨張する一方、周辺温度が低下するに連れて収縮するワックス）が充填されるワックス部１１６ａと、ワックス部１１６ａに接続され、ワックスの膨張・収縮によって直線変位するロッド１１６ｂと、ワックス部１１６ａにロッド１１６ｂとフランジ１１６ｃを介して接続され、ロッド１１６ｂの変位に連動して直線変位する駆動ピン１１６ｄと、それらを収容するケース１１６ｅとからなる。尚、図３はワックスが収縮した状態のときのチョークバルブ開度調節機構１１６を示す。

駆動ピン１１６ｄの先端１１６ｄ１は、ケース１１６ｅに穿設された孔１１６ｅ１から外方に向けて突出させられると共に、チョークバルブ開閉機構１００のリンク１０６の側面１０６ｅに当接自在とされる。駆動ピン１１６ｄはリターンスプリング１１６ｆによって収縮する方向、即ち、先端１１６ｄ１の突出量（突出長さ）Ｌが短くなる方向（紙面下方）に付勢される。従って、駆動ピン１１６ｄの突出量Ｌは、図３に示すようにワックスが収縮しているとき、リターンスプリング１１６ｆの付勢力によって最小とされる。

チョークバルブ開度調節機構１１６は、ワックス部１１６ａを加熱するヒータ１１６ｇを備える。ヒータ１１６ｇは、図示は省略するが、ニクロム線などの発熱線と、それを被覆する絶縁材および保護管などからなり、パワーコイル４４から動作電流が供給されて通電されるときに発熱する電熱器である。

図２の説明に戻ると、キャブレタアセンブリ６６は、図示は省略するが、燃料タンクに接続されるフロートチャンバーと、フロートチャンバーにメインジェットとメイン燃料通路を介して接続されるメインノズルと、メイン燃料通路から分岐したスロー燃料通路に接続されるアイドルポートおよびスローポートとを備える。メインノズルはベンチュリ７６を臨む位置に配置される一方、アイドルポートとスローポートはスロットルバルブ７２付近を臨む位置に配置される。

また、同図に模式的に示す如く、チョークバルブ７４の付近にはユーザによって操作可能なチョークレバー（手動開閉機構）７５が設けられ、チョークバルブ７４はユーザの手動操作によって開閉自在に構成される。

スロットルバルブ７２の開度が大きいときは、ベンチュリ７６を通過する吸入空気の負圧によってメインノズルから燃料が噴射され、混合気が生成される。一方、スロットルバルブ７２の開度が小さいときは、スロットルバルブ７２を通過する吸入空気の負圧によってアイドルポートあるいはスローポートから燃料が噴射される。また、チョークバルブ７４が閉弁されると、ピストン１４の下降によって生じる吸気路６２内の負圧が増大するため、燃料噴射量が増加して空燃比がリッチ化される。以下、吸気路６２内の空燃比がリッチ化された状態を「リッチ空燃比状態」という。

図１の説明に戻ると、上記の如く生成された混合気は吸気ポート２０と吸気バルブ２４を通って燃焼室１８に吸入され、点火プラグ（図示せず）によって点火されて燃焼し、それよって生じた燃焼ガスは排気バルブ２６と排気ポート２２と図示しない消音器などを介してエンジン１０の外部に排出される。

シリンダブロック１２の適宜位置にはサーミスタなどからなる温度センサ（温度検出手段）１２０が配置され、エンジン１０の温度を示す出力を生じる。温度センサ１２０ならびにパワーコイル４４とエキサイタコイル４８の出力はＥＣＵ１２４に送られる。ＥＣＵ１２４は、ＣＰＵ，ＲＯＭ、メモリおよび入出力回路などを備えるマイクロ・コンピュータからなる。尚、ＥＣＵ１２４には、ＬＥＤなどからなる警告灯１２６が接続される。

次いで、スロットルバルブ７２とチョークバルブ７４の開閉動作について、電動モータ８０、スロットルバルブ開閉機構８２、チョークバルブ開閉機構１００およびチョークバルブ開度調節機構１１６の動作を中心に、図３から図６を参照して説明する。

図４から図６は、図３と同様、キャブレタ６０の、カバー７８を取り外した状態を示す部分断面平面図であるが、図４はスロットルバルブ７２とチョークバルブ７４が全開位置、図５はスロットルバルブ７２が全開位置を所定開度αだけ超えた位置（以下「オーバー全開位置」という）でチョークバルブ７４が全閉位置、図６はスロットルバルブ７２がオーバー全開位置でチョークバルブ７４が全開位置の状態を示す。

図３に示すように、スロットルバルブ７２を全閉位置にするため、電動モータ８０は、スロットルバルブ開閉機構８２の第１から第４のギヤ８４，８６，８８，９２を介してスロットルシャフト９０を回動させ、スロットルバルブ７２を全閉位置まで閉弁させる。このとき、リンク１０６の第２のピン１０６ｄは第３のギヤ８８の第２の当接部８８ｂに当接した状態であり、チョークバルブ７４は全開位置とされる。

図４に示すように、スロットルバルブ７２を全閉位置から全開位置に開弁するため、電動モータ８０は、第１から第４のギヤ８４，８６，８８，９２を、図４に矢印で示す方向に回転させることで、スロットルシャフト９０を反時計回りに回動させ、スロットルバルブ７２を全開位置まで開弁させる。このとき、第２のピン１０６ｄは、第１の当接部８８ａの近傍まで摺動するが、未だ第２の当接部８８ｂに当接した状態であるため、チョークバルブ７４は全開位置のまま保持される。このように、チョークバルブ開閉機構１００は、スロットルバルブ７２が全閉位置と全開位置の間にあるとき、チョークバルブ７４を全開位置に保持する。

また、エンジン１０の始動時などチョークバルブ７４を閉弁して空燃比をリッチ化させるとき、電動モータ８０は、各ギヤ８４，８６，８８，９２を、図５に矢印で示す方向に回転させてスロットルシャフト９０を反時計回りにさらに回動させ、スロットルバルブ７２をオーバー全開位置まで開弁させる。

このとき、第２のピン１０６ｄは第３のギヤ８８の回動によって第１の当接部８８ａまで摺動する。それにより、リンク１０６は回動軸１１０を中心に反時計回りに変位させられ、第１のピン１０６ｂは長孔１０４ａ内を摺動しつつアーム１０４を変位させる。アーム１０４の変位によってチョークシャフト１０２は図において時計回りに回動させられ、チョークバルブ７４は全閉位置まで閉弁される。

このように、第３のギヤ８８において第１、第２の当接部８８ａ，８８ｂが形成される位置は、第２のピン１０６ｄが第２の当接部８８ｂに当接するとき（図３，４に示す状態）、チョークバルブ７４は全開位置になると共に、第３のギヤ８８が電動モータ８０によって時計回りに回動させられ、第２のピン１０６ｄが第１の当接部８８ａに当接するとき（図５に示す状態）、チョークバルブ７４が全閉位置となるように設定される。

また、チョークバルブ開閉機構１００は、スロットルバルブ開閉機構８２の動作に連動してチョークバルブ７４を開閉し、スロットルバルブ７２が全閉位置と全開位置の間にあるとき、チョークバルブ７４を全開位置に保持する一方、スロットルバルブ７２が全開位置とオーバー全開位置の間にあるとき、チョークバルブ７４を全開位置と全閉位置の間で開閉するように構成される。

ここで、チョークバルブ開度調節機構１１６の動作について図３および図５，６を参照して説明する。図５は、図３と同様、ワックスが収縮した状態のときのチョークバルブ開度調節機構１１６を示すと共に、図６はワックスが膨張した状態のときのチョークバルブ開度調節機構１１６を示す。

チョークバルブ開度調節機構１１６において、周囲温度が比較的低く、サーモワックスであるチョークバルブ開度調節機構１１６の作動温度未満のときはワックス部１１６ａのワックスは収縮するため、駆動ピン１１６ｄの突出量Ｌは最小とされる。このときの駆動ピン１１６ｄは、図３や図５に示す如く、リンク１０６の側面１０６ｅに当接しない、または僅かに接触する程度とされる。

周囲温度がエンジン１０の排熱やヒータ１１６ｇの発熱によって上昇して作動温度以上になると、ワックスは膨張し、図６に示すように、ロッド１１６ｂとフランジ１１６ｃを紙面上方に押し出す。それに伴って駆動ピン１１６ｄはリターンスプリング１１６ｆの付勢力に抗して紙面上方に変位し、突出量Ｌが増加する。尚、作動温度は例えば約７０℃に設定される。

従って、チョークバルブ７４が全閉位置にあるとき（図５）、ワックスの膨張による駆動ピン１１６ｄの変位が生じると、図６に示す如く、駆動ピン１１６ｄがリンク１０６の側面１０６ｅを押圧し、リンク１０６は回動軸１１０を中心に時計回りに変位させられる。それによって第２のピン１０６ｄは第３のギヤ８８の外周面から離間する一方、第１のピン１０６ｂは長孔１０４ａ内を摺動しつつアーム１０４を変位させる。アーム１０４の変位によってチョークシャフト１０２は図において反時計回りに回動させられ、チョークバルブ７４は全開位置まで開弁される。このように、駆動ピン１１６ｄは、ワックスの膨張・収縮に応じてチョークバルブ開閉機構１００のリンク１０６やアーム１０４などを駆動してチョークバルブ７４の開度を調節する。

次いで、ＥＣＵ１２４の構成について説明する。

図７はＥＣＵ１２４の構成を示す説明図であり、図８はＥＣＵ１２４のヒータ検出回路の構成を示す説明図である。

図７に示すように、ＥＣＵ１２４は、パワーコイル４４の出力（交流電力）を直流電源（１２Ｖ）に変換する整流（ブリッジ）回路１３０と、整流回路１３０で生成された１２Ｖ電源を入力して５Ｖ電源に変換する電源回路１３２と、パワーコイル４４の出力に基づいてエンジン回転数ＮＥを検出するためのパルス信号を生成するＮＥ検出回路１３４と、ＥＣＵ全体を制御するＣＰＵ１３６と、電動モータ８０を制御するモータドライバ１３８等を備える。

パワーコイル４４の出力（交流電力）は整流回路１３０で全波整流されて１２Ｖの直流電源に変換され、電動モータ８０やヒータ１１６ｇなどの動作電源として使用される。また、整流回路１３０で生成された１２Ｖはさらに電源回路１３２で５Ｖの直流電源に変換され、ＣＰＵ１３６などの動作電源として使用される。

パワーコイル４４の出力はＮＥ検出回路１３４にも入力され、半波整流された後、適宜な値をスレッショルドレベルとするパルス信号に変換される。ＮＥ検出回路１３４で生成されたパルス信号はＣＰＵ１３６に入力されるが、パワーコイル４４が発電する交流電流の周波数はクランクシャフト３２の回転数に比例することから、ＣＰＵ１３６は入力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。

また、ＣＰＵ１３６には回転数設定ボリューム１４０が接続される。ＣＰＵ１３６は、回転数設定ボリューム１４０やＮＥ検出回路１３４などの出力に基づいてスロットルバルブ７２やチョークバルブ７４の目標開度を決定すると共に、決定した目標開度に応じた制御信号をモータドライバ１３８に出力して電動モータ８０を動作させ、スロットルバルブ７２やチョークバルブ７４を開閉させてエンジン回転数ＮＥを調節する電子ガバナ制御を実行する。

ＥＣＵ１２４は、ヒータ１１６ｇを接続するためのヒータ接続端子１４２を備える。ヒータ１１６ｇには電源回路１３２から１２Ｖ電源が供給されるが、ヒータ接続端子１４２のマイナス端子側にはヒータ駆動回路（スイッチング素子。図ではＭＯＳＦＥＴを示す）１４４を介してＣＰＵ１３６が接続される。従って、ＣＰＵ１３６によってヒータ駆動回路１４４（のゲート）への電圧を制御することで、ヒータ１１６ｇへの通電を制御することができる。

ヒータ接続端子１４２のマイナス端子側にはヒータ検出回路１５０が接続される。ヒータ検出回路１５０は、図８に示すように、分圧回路で構成され、抵抗Ｒ１とＲ２によって分圧された電圧がＣＰＵ１３６（のＡ／Ｄポート）に入力される。ＣＰＵ１３６は入力された電圧からヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否か判断する。例えば、入力された電圧値が所定値（例えば２Ｖ）以上の場合には、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていると判断する。但し、ヒータ駆動回路１４４がオン（ソースとドレインが導通）の状態では電圧値が常にＧＮＤレベルとなるため、ヒータ１１６ｇの接続の有無を検出することはできない。尚、上記したように、エンジン１０の温度を検出する温度センサ１２０の出力はＣＰＵ１３６に入力される。

以上が、この発明の実施例に係るエンジン１０の制御装置の構成であるが、次にＥＣＵ１２４の動作について説明する。

図９はＥＣＵ１２４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、リコイルスタータ４２が操作され、パワーコイル４４による通電によってＥＣＵ１２４が起動したときに実行される。

以下説明すると、Ｓ（ステップ）１０において検出されたエンジン回転数ＮＥが完爆回転数以上か否か判断する。完爆回転数はリコイルスタータ４２によってエンジン１０の始動が完了したと判断できる回転数であり、例えば８００ｒｐｍに設定される。

Ｓ１０で否定されるときはエンジン回転数ＮＥが完爆回転数以上と判断されるまで次の処理には進まない一方、肯定されるときはＳ１２に進み、イニシャライズ処理を実行する。イニシャライズ処理は、スロットル開度を全開または全閉位置にし（このとき、チョークバルブは全閉位置）、そのときの位置を基準として記憶し、それに基づいて現在のスロットル開度を検出する（ステップ位置の初期化）処理を意味する。

次いで、Ｓ１４に進み、ヒータ検出回路１５０からの出力値に基づいてヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否か判断（判定）する。ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否かは、上記したように、ヒータ検出回路１５０から出力された電圧値に基づいて判断するが、具体的には、ヒータ検出回路１５０から出力された電圧値が所定値（例えば２Ｖ）以上のとき、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていると判断し、電圧値が所定値未満のとき、ヒータ１１６ｇが接続されていないと判断する。

Ｓ１４で否定されるときはＳ１６に進み、ヒータ１１６ｇが接続されていない旨を報知、具体的には、例えば警告灯１２６を点灯させる、またはその旨のメッセージを図示しない表示手段から表示させる、あるいは図示しないスピーカから警告音を発するなどによってヒータ１１６ｇが接続されていない旨をユーザに対して報知する。尚、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていないということは、ＥＣＵ１２４にはマニュアルチョーク機能を備えるエンジンが接続されていると考えられるため、上記したヒータ１１６ｇが接続されていない旨の報知は、換言すると、実質的にチョークバルブ７４を手動操作するようにユーザに促すことを意味する。ユーザはこの報知をきっかけに手動開閉機構（チョークレバー）７５を操作して、チョークバルブ７４の開度を開閉（調節）することができる。

Ｓ１４で肯定、即ち、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていると判断されるときはＳ１８に進み、（オート）チョーク制御を実行する。チョーク制御は、温度センサ１２０の出力値等に基づいてチョークバルブ７４の開度を制御すること、具体的には、エンジン始動時、チョークバルブ７４の開閉を制御することで吸気路６２における空燃比をリッチ化してエンジン１０の始動性を向上させる制御を意味する。

次いで、Ｓ２０に進み、ヒータ１１６ｇへの通電が必要か否か判断する。通常、チョーク制御を行って暖機（運転）が完了するころにはエンジン１０からの受熱によってチョークバルブ開度調節機構１１６のワクックスは膨張し、駆動ピン１１６ｄが伸長して強制的にチョークバルブ７４は開かれる。しかしながら、暖機が完了しているにもかかわらず、エンジン１０の温度条件や使用条件等によってワックスの膨張が不十分となり、その結果、リッチ空燃比状態となって黒煙等を排出してしまうことがある。そこで、温度センサ１２０の出力値等から暖機完了と判断したにもかかわらず、ワックスの膨張が不十分な場合には、ワックスを加熱して膨張させる必要があることから、ヒータ１１６ｇへの通電が必要であると判断する。

Ｓ２０で肯定されるときはＳ２２に進んでヒータ１１６ｇへの通電を行う一方、否定されるときはＳ２２の処理をスキップしてＳ２４の処理に進む。

Ｓ２４では暖機が完了したか否か判断し、否定されるときはＳ１８の処理に戻る一方、肯定されるときはＳ２６に進み、電子ガバナ制御を実行する。電子ガバナ制御は、エンジン回転数ＮＥを目標回転数に保つようにスロットル開度を制御することを意味する。

次いで、Ｓ２８に進み、エンジン１０が停止したか否か、即ち、図示しないエンジンスイッチがオフされたことを検知したか否か判断する。Ｓ２８で否定されるときはＳ２６の処理に戻り電子ガバナ制御を継続する一方、肯定されるときはＳ３０に進んでスロットルバルブ７２が全開位置まで駆動（開弁）するように電動モータ８０の動作を制御して処理を終了する。

以上のように、ＥＣＵ１２４（ＣＰＵ１３６）は、エンジン始動後、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否か判断し（Ｓ１４）、ヒータ１１６ｇが接続されていると判断するときは（Ｓ１４で肯定）、チョーク制御を実行して暖機を行う（Ｓ１８からＳ２４）一方、ヒータ１１６ｇが接続されていないと判断するときは（Ｓ１４で否定）、チョーク制御は実行せずにヒータ１１６ｇが接続されていない旨の報知を行って電子ガバナ制御に移行する（Ｓ１６，Ｓ２６）。即ち、ＥＣＵ１２４は、ヒータ１１６ｇが接続されていると判断するとき、チョークバルブ開閉機構１００やチョークバルブ開度調節機構１１６等を備えたエンジン１０が接続されているとみなしてチョーク制御を実行する一方、ヒータ１１６ｇが接続されていないと判断するとき、チョークバルブ開閉機構１００やチョークバルブ開度調節機構１１６等を備えないマニュアルチョーク機能を備えたエンジンが接続されているとみなしてチョーク制御は実行せずにヒータ１１６ｇが接続されていない旨の報知を行って、チョークバルブ７４を手動操作するように促す。

ところで、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているにもかかわらず、ヒータ１１６ｇの断線によって、ヒータ１１６ｇが接続されていないと判断される場合が想定される。しかし、ヒータ１１６ｇが断線している状態でチョーク制御を行うと、チョーク制御中にリッチ空燃比状態となって黒煙が排出される可能性がある。そのため、ヒータ１１６ｇが断線しているときもヒータ１１６ｇが接続されていないと判断することによってチョーク制御を実行しないこととし、黒鉛の排出を抑えるようにした。但し、ヒータ１１６ｇの断線の場合にチョーク制御を行わないようにすると、例えば急に負荷３６が接続されたとき、エンジン１０が停止する可能性もある。しかしこのような状況でのエンジン１０の停止は、何らかの不具合（ヒータ１１６ｇの断線）が発生しているとの予見性を示唆するものであって、ユーザにとってはむしろ好ましい状態となる。

上記した如く、この発明の実施例にあっては、吸気路６２に配置されたチョークバルブ７４と、前記チョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構１００と、前記チョークバルブ開閉機構によって開閉されるチョークバルブの開度を調節する調節部材（ワックス部）１１６ａと、前記調節部材を加熱可能なヒータ１１６ｇとを有するチョークバルブ開度調節機構１１６と、電源回路１３２に前記ヒータを接続可能なヒータ接続端子１４２とを備えた汎用エンジン（エンジン）１０等の制御装置において、前記汎用エンジンの温度を検出する温度検出手段（温度センサ）１２０と、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されているか否か判定するヒータ接続判定手段（ＣＰＵ１３６、ヒータ検出回路１５０，Ｓ１４）と、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されるとき、前記検出された温度に基づいて前記チョークバルブ開閉機構の動作を制御して前記チョークバルブを開閉する一方、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されないとき、ユーザに手動開閉機構７５を介して前記チョークバルブを手動で開閉するように促すチョーク制御手段（ＣＰＵ１３６，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１８）とを備える如く構成したので、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否かを判定することで汎用エンジンがオートチョーク機能を備えるものかマニュアルチョーク機能を備えるものかを判別できると共に、汎用エンジンのタイプに応じて制御内容を切り替えることが可能な１つの制御手段を備えることにより、オートチョーク機能を備える汎用エンジンにおいてマニュアルチョーク機能を備えると否とに関わらず１種類のＥＣＵ１２４で対応することができる。即ち、タイプの異なるエンジンごとにＥＣＵを用意する必要がないため、製造設備が増加したり、製品管理が複雑になるという不都合が生じることはない。また、市場対応時の製品組違いも防止することができる。

また、前記ヒータ接続判定手段は、前記電源回路から前記ヒータ接続端子に印加される電圧を測定することによって前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されているか否か判定する（ＣＰＵ１３６、ヒータ検出回路１５０）如く構成したので、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否かを精度良く判定することができる。

また、前記ヒータ接続判定手段は、前記ヒータ接続端子に印加される電圧が所定値以上のとき、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定する（ＣＰＵ１３６、ヒータ検出回路１５０）如く構成したので、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否かを一層精度良く判定することができる。

また、前記チョーク制御手段は、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されるとき、前記検出された温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御する（ＣＰＵ１３６，Ｓ２０，Ｓ２２）如く構成したので、検出された温度に基づいてヒータ１１６ｇへの通電を制御することで、暖機をスムーズに完了させることができる。

また、前記汎用エンジン１０は、寒冷地での動力源である如く構成したので、特に寒冷地においてオートチョーク機能を備える汎用エンジンにおいて、マニュアルチョーク機能を備えると否とに関わらず、１種類のＥＣＵで対応することができる。

尚、実施例では、ヒータ検出回路１５０は分圧回路で構成したが、必ずしも分圧回路に限定されるものではなく、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていることが判定できるのであれば、その判定手段はいずれの方法であっても良い。

また、実施例では、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていないと判定されるとき、ヒータ１１６ｇが接続されていない旨の報知を行ってチョークバルブ７４を手動操作するように促すようにしたが、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていないと判定されるときは、これらの報知を行うことなく、単にチョーク制御のプログラムを実行しないだけの処理を行うようにしても良い。即ち、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていると判定されるときはチョーク制御のプログラムを実行し、その後、電子ガバナ制御のプログラムを実行するが、ヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されていないと判定されるときはチョーク制御のプログラムは実行せずに電子ガバナ制御のプログラムを実行するようにしても良い。

また、実施例では、チョークバルブ開度調節機構１１６の作動温度やヒータ接続端子１４２にヒータ１１６ｇが接続されているか否か判定するときの電圧所定値等について具体的な数値で示したが、これらの数値は例示であって限定されるものではない。

１０エンジン（汎用エンジン）、６２吸気路、７２スロットルバルブ、７４チョークバルブ、７５チョークレバー（手動開閉機構）、８０電動モータ、８２スロットルバルブ開閉機構、１００チョークバルブ開閉機構、１１６チョークバルブ開度調節機構、１０６ａワックス部、１１６ｇヒータ、１２０温度センサ、１２４ＥＣＵ（電子制御ユニット）、１３６ＣＰＵ，１４２ヒータ接続端子、１５０ヒータ検出回路

Claims

吸気路に配置されたチョークバルブと、前記チョークバルブを開閉するチョークバルブ開閉機構と、前記チョークバルブ開閉機構によって開閉されるチョークバルブの開度を調節する調節部材と前記調節部材を加熱可能なヒータとを有するチョークバルブ開度調節機構と、電源回路に前記ヒータを接続可能なヒータ接続端子とを備えた汎用エンジンの制御装置において、前記汎用エンジンの温度を検出する温度検出手段と、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されているか否か判定するヒータ接続判定手段と、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されるとき、前記検出された温度に基づいて前記チョークバルブ開閉機構の動作を制御して前記チョークバルブを開閉する一方、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されないとき、ユーザに手動開閉機構を介して前記チョークバルブを手動で開閉するように促すチョーク制御手段とを備えることを特徴とする汎用エンジンの制御装置。
前記ヒータ接続判定手段は、前記電源回路から前記ヒータ接続端子に印加される電圧を測定することによって前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されているか否か判定することを特徴とする請求項１記載の汎用エンジンの制御装置。
前記ヒータ接続判定手段は、前記ヒータ接続端子に印加される電圧が所定値以上のとき、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定することを特徴とする請求項２記載の汎用エンジンの制御装置。
前記チョーク制御手段は、前記ヒータ接続端子に前記ヒータが接続されていると判定されるとき、前記検出された温度に基づいて前記ヒータへの通電を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の汎用エンジンの制御装置。
前記汎用エンジンは、寒冷地での動力源として使用されることを特徴する請求項１から４のいずれかに記載の汎用エンジンの制御装置。