JPH0460175A - エンジン点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エンジン点火時期制御装置に係り、とくにエ
ンジンの温度レベルに応じて始動時の点火タイミングを
変化させるように構成されたエンジン点火時期制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

最近のマリンエンジン、特に船外機のエンジンは、始動
性向上のため自動的に点火時期を最大遅角時よりも進め
る始動進角方式を採用している。

又この方式には、単に一定条件で進角させるということ
でなく、エンジン温度により進角時間又は点火時期その
ものを制御する機能が取り入れられている。一方、冷却
水揚水不良等でエンジンがオーバーヒートした場合、温
度センサにてその上昇過程のエンジン温度を検出し、ブ
ザー吹鳴、ランプ点燈等で運転者に警告を与えるオーバ
ーヒート警告機能が一般的に備えられている。

船外機の一般的な進角機構はマグネト−のステータをス
ロットル開度と連動し、機械的に摺動させて行っている
。しかし、最近この方式に代って、キャブレタのスロッ
トルシャフトにスロットルセンサを取付け、このセンサ
の開度信号を点火回路に入力し、スロントル開度に応じ
た点火時期を得る方式が採用されてきている。

又、船外機の場合、トローリング回転といわれる非常に
低速でスムースな回転を要求される為、爆発圧力を低く
する目的でスロットル全閉時の点火時期を上死点後のか
なり遅れた点火時期とすることが多い。しかし始動時は
燃焼スピードが遅い為、遅れたままでの点火時期では始
動性が悪く、上死点前の１０’近く迄進角させてやる必
要がある。

そこで上記したスロットルセンサ進角タイプは、始動時
は自動的に進角させる機能を採用することが多く、これ
等はシリンダーヘッド近傍に取付けたランプセンサ信号
により進角持続時間を変えたり又点火時期を段階的に変
化させたりしている。

一方、上記のオーバーヒート警告用のランプセンサは、
別に専用に設けて同しくシリンダーヘッド近傍に取付け
られている。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ しかしながら、上記従来例にあっては、始動進角制御用
の温度センサとオーバーヒート警告用の温度センサとが
当然のことながら独立して別々に装備されている。この
ため、取付上のレイアウトが複雑となり、又場所が異な
ると熱伝導率も変わり、動作温度設定のテストも厄介な
ものとなっている。また、センサが２個必要なことから
コスト的に高価となる。さらに、信号の入力が２系統と
なる為、回路構成が複雑となり、又コスト的にも高価と
なるという不都合があった。

〔発明の目的］ 本発明の目的は、かかる従来例の有する不都合を改善し
、特に温度センサ及びその回路構成を一系統に集約する
ことにより全体的な構造の単純化を図り、性能を低下さ
せることなく装置全体を安価に得ることのできるエンジ
ン点火時期制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、シリンダヘッド又はその近傍に装備された
温度センサと、この温度センサがエンジンの過熱状態を
検知した場合に外部に対し警報を発する警報手段と、温
度センサからの出力信号を入力すると共に必要に応して
前記警報手段を駆動しエンジンの回転数上昇を規制する
主制御部とを備えている。そして、主制御部が、更に、
温度センサからの出力信号をエンジン始動前より常時入
力すると共に、この温度センサから送られて来るエンジ
ン温度情報に基づいてエンジン始動時の進角制御を行う
始動時点火タイミング制御機能を備えている、という構
成を採っている。これによって前述した目的を達成しよ
うとするものである。

［発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づい
て説明する。

この第１図ないし第６図に示す実施例は、シリンダヘッ
ド１００上に装備された温度センサＳＥ１と、この温度
センサＳＥＩがエンジンの加熱状態を検知した場合に外
部に対し警告を発する警告手段としてのブザーＢ１と、
温度センサＳＥＩからの出力信号を入力すると共に必要
に応じてブザーＢｌを駆動しエンジンの回転数上昇を規
制する主制御部としてのマイコン回路５２とを備えてい
る。このマイコン回路５２は、更に、温度センサＳＥＩ
からの出力信号をエンジン始動前より常時入力すると共
に、この温度センサＳＥ１から送られてくるエンジン温
度情報に基づいてエンジン始動時の進角制御を行う始動
時点火タイミング制御機能を備えている。

これを更に詳述する。第１図は本発明を含む点火装置全
体の回路構成を示すものである。この実施例においては
、点火システムの電源部分となるマグネト−１このマグ
ネト−からの電源及び信号を受けて各種制御を行う為の
回路を構成するユニット、及びこのユニットと接続され
る各種センサー類、表示燈、ブザー等で成り立っている
。

マグネト−の構成は、第２図で示す様に磁石１Ｏを内側
に、リングギヤー９を外側に装着したロータ１１が、図
示しないエンジンクランクシャフトに取付けられている
。また、ロータ１１の外側にはトリガーボール８が取付
けられており、それと対向するようにパルサーコイル２
〜５が９０゜間隔で配置されている。更に、ロータ１１
の内側ニハ、コンテンサー充電コイル１とバッテリー充
電コイル７が、リングギヤー９の外側にはギヤーカウン
トコイル６が配置されている。

次に、ユニット部は第１図で示すように、バッテリーを
電源とし、ギヤーカウントコイル６の出力、スロットル
センサ１２からのスロットル開度信号と、エンジン温度
センサＳＥＩからのエンジン温度信号やオイルレベルセ
ンサＳＥ２、オイルレベルセンサＳＥ３等の信号を入力
する。そしてこのユニット部は、ノイズフィルタ５０を
介してパルサーコイル２乃至５と、トリガー出力バッフ
ァへ制御信号を出力するマイコン回路５２と、マイコン
回路５２の出力により点火回路部へ点火時期制御信号を
出力するトリガー出力バッファ５３と、パルサーコイル
出力の断絶を行うスインチ回路５４と、パルサーコイル
波形を整形する波形整形回路５１と、マイコンと各種セ
ンサー間で信号のやりとりを行うインターフェース回路
６０等で構成されている。符号６１はＡ／Ｄコンバータ
を示し、符号６２は回転数規制表示用のＬＥＤ点燈回路
を示す。

点火回路部は、コンデンサー充電コイル１にて発生した
電力を蓄えるコンデンサＣＩ、Ｃ２と、ノイズフィルタ
５０を介したパルサーコイル２〜５からの信号によりコ
ンデンサＣＩ、Ｃ２に蓄えられた電力をイグニッション
コイルに供給する為のサイリスター５ＣＲＩ〜５ＣＲ４
とから構成されている。

次に全体的な動作について説明する。

図示しないスタータモータによってエンジンを始動させ
ると、ビニオンギヤー（図示せず）がリングギヤーに噛
合し、これによってまずロータ１１が回転する。

ロータ１１が回転すると、コンデンサー充電コイル１に
起電力が発生する。第４図にこの場合の出力波形を示す
。

そして、このコンデンサー充電コイル１の正（±）側出
力で所定の電力がコンデンサＣ１に蓄えられ、又負（−
）側の出力で所定の電力がコンデンサＣ２に蓄えられる
。コンデンサＣ１が充電された後、トリガーボール８の
端面とパルサーコイル２とが対向すると、パルサーコイ
ル２の負極側出力が発生し、マイコン回路５２へ電流が
流れる。この場合、マイコン回路５２の制御により始動
後の数秒間は、この信号ではトリガー出力バッファ以降
には信号が出力されないようになっている。更にロータ
１１が回転し、トリガーボール８のもう一方の端面とパ
ルサーコイル２とが対向すると、今度はパルサーコイル
２の出力波形の正側に出力が発生する。この出力によっ
て電流が「パルサーコイル２→ノイズフイルター→ダイ
オードＤ３→サイリスター５ＣＲＩのゲート→イグニッ
ションコイルの１次Ｌ１１」と流れ、それ迄オフ（ＯＦ
Ｆ）状態であったサイリスター５ＣＲＩがターンオンす
る。そして、先に充電されていたコンデンサＣＩの電荷
が「コンデンサーＣ１→サイリスター５ＣＲＩ→イグニ
ツシヨンコイルの１次Ｌ１１」と急激に放電される。こ
れにより、イグニッションコイルの２次側に高電圧が発
生し、スパークプラグに飛火して燃焼室内の混合気に着
火する。これによってエンジンが始動する。

以後、同じ動作で次々と他のスパークプラグに飛火し、
着火していく。この時の点火時期が始動時点火時期とな
り、全閉時点火時期より数置進角した点火時期となって
おり、始動性の向上を計っている。

シリンダーヘッド或いはその近傍に装着したエンジン温
度センサＳＥＩは、サーミスタを使用しており、第４図
のように高温になるほど抵抗値が下がる特性を持ってい
る。シリンダの温度が低くｔｏ（”Ｃ）以下の場合は、
サーミスタの抵抗値が８０以上となり、始動進角時間が
Ｔ、（秒〕となるようにマイコンに設定する。一方、シ
リンダの温度が高＜ｔ＋（”ｃ）以上の場合は、サーミ
スタの抵抗値がＲｏ以下となり、始動進角時間がＴ２〔
秒〕となるようにマイコン回路に設定する。そして、こ
のＴ、、Ｔ２　（秒〕の関係は予めＴ、＞Ｔ２としてお
く。

始動点火時期設定時間Ｔ、又はＴ２　〔秒〕が経ａする
と、マイコン回路５２の制御でパルサーコイル出力波形
の負側出力をスタートとし、ギヤーカウントコイル６は
第４図に示すような出力を発生し、マイコン回路５２で
この波形をカウントする。そして、スロットルセンサ１
２の信号からギヤーカウントコイル６の出力を何パルス
かカウント後トリガー出力バッフア以降に信号を出力す
るか決定される。

また、始動進角時間がＴ１又はＴ、（秒〕経過後は、ス
イッチ回路５４がオン（ＯＮ）Ｌ、パルサーコイル２〜
５の正側出力をバイパスさせるので、点火時期決定には
同等影響しない。

トリガー出力バッファでは、その時ちょうど点火時期と
なるシリンダ用のサイリスタ５ＣＲＩ〜Ｓ　ＣＲ，４の
ゲートに出力し、そのサイリスタをターンオンさせ最終
的に飛火させる。そして、次々とマイコン回路５２から
の信号によりトリガー出力ハッファから各シリンダ用の
サイリスタのゲートに出力されていく。

これを第８図のフローチャート及び第３図、第６図の特
性曲線に基づいて説明する。

まずエンジン始動時、エンジン温度が低くｔ。

〔°Ｃ〕以下の場合、ランプセンサ（サーミスタ）ＳＥ
Ｌの抵抗値はＲＯ（０３以上となっている。

この時、第８図のフローチャートで説明すると、エンジ
ンが始動し、この時のエンジンの回転数がスタータモー
タのクランキング回転数の最低可能回転数ＮＩ（ｒｐｍ
　）以上か否か判断する。言い換えるとクランクが回転
しているか否かの判定を行う。Ｎ＋　　Ｃｒｐｍ　：ｌ
以下であれば、エンジン停止と判定して元に戻る。Ｎ＋
　　（ｒｐｍ　〕以上であれば、クランクが回転してい
ると判定し点火時期は始動進角にＩＴ、となる。但し、
この時スロットルバルブは全閉であるとする。

次に、エンジン温度がｔ（”ｃ）以上か否か判定する。

まずノーの場合、Ｔ１秒経過したか否か判定されイエス
になるまで元に戻り、判定を繰り返す。イエスになると
始動進角が終了となり、トローリング点火時期ＦＴ、に
移行する。

又エンジン温度がｔｏ（’Ｃａ１以上（イエス）の場合
にはＴ２秒経過したかの判断を行うが、ノーの場合は元
に戻り、判定を繰り返す。イエスの場合は、トローリン
グ点火時期ＩＴ、に移行する。

次に各種ウオーニング動作について説明する。

光測では、一般に船外機に使用されている２サイクルエ
ンジンの分離給油の場合の、オイルタンク内のオイルレ
ベル及びオイルが正常に流れているか否かをチエツクす
るオイルフローと、エンジンオーバーヒートの検出を行
っている。そして、これ等のチエツクで異常と判定され
た場合は、フザー吹鳴、ＬＥＤ点燈とともにエンジンの
回転数を設定回転数取上回さない様にする回転数制御機
能がマイコン回路５２に付されている。

ここで、まずオイルレベルが警告レベルに達した場合を
説明すると、オイルが警告レベルに達するとオイルレベ
ルセンサＳＥ２がオン（ＯＮ）する為、「バッテリ→ブ
ザー→ダイオードＤ１３→オイルレベルセンサ→アース
及びバッテリ→抵抗５→ＬＥＤＩ→オイルレベルセンサ
→アース」と電流が流れる。そしてブザー吹鳴、ＬＥＤ
Ｉ点燈とともにインターフェース回路６０からの電流が
［ダイオードＤ１４→オイルレベルセンサ→アースＪと
流れ、その時設定回転数以上で運転していた場合にエン
ジン回転規制が動作し、運転者にオイルレベルが警告レ
ベルに達したことを知らせる。

更に、回転規制が動作した時に、マイコンと接続されて
いるＬＥＤ点燈回路６２からＬＥＤ点燈出力が出力され
ＬＥＤ４を点燈させる。これにより、運転者は回転規制
が動作中であることを確認することが出来る。

次にオーバーヒート警告動作について説明する。

エンジンオーバーヒート検出用センサとして機能するエ
ンジン温度センサＳＥＩは、先に説明した始動時進角時
間の切換えに使用しているセンサ（サーミスタ）を共用
しているので、温度と抵抗値の関係は、第６図のように
なる。一方、エンジン温度上昇特性は第７図のようにな
る。又異常検出から警告動作に至るフローチャートを第
９図に示す。

まず、この第７図にてエンジン始動し、運転開始後、１
４点にて冷却水が何等かの異常にてシリンダに循環しな
くなったとすると、エンジン温度は急激に上昇し始める
。そして、ｔ＋（”ｃ〕に達する（この時センサのサー
ミスタの抵抗値はＲ１〔Ω〕と、マイコン回路５２がエ
ンジンの冷却系異常と判定し、第１図のインターフェー
ス回路のＡ点がハイレベルからローレベルとなるため、
「バッテリ→ブザー→ダイオードＤｌｌ→インターフェ
ース」及び「バッテリ→抵抗３→ＬＥＤ　１→インター
フエース」と電流が流れ、ブザー吹鳴と伴にＬＥＤＩが
点燈し、運転者にオーバーヒートの警告を行う。又、こ
の時のエンジンの回転数がＮｚ　　［ｒｐｍ　］以上か
以下か判定し、以下であれば、オーバーヒート警告解除
温度ｔ’＋　　〔”ｃ：＋（この時の抵抗値Ｒ゛、〔Ω
〕）以下か以上がを判定する。以上であれば、そのまま
ブザー吹鳴とＬＥＤＩ点燈を続ける。一方、以下となれ
ば、正常温度に戻ったと判断し、インターフェース回路
のＡ点がローレベルからハイレベルとなる為、ブザー吹
鳴、ＬＥＤＩ点燈がオフ（ＯＦＦ）する。

又エンジン回転数がＮ２　　［ｒｐｍ　：１以上の場合
、エンジン回転規制（これはスパークプラグの飛火をカ
ットする）が動作し、スロットル開度に関係なくエンジ
ン回転数をＮｚ　　（ｒｐｍ　）に規制し、エンジンの
温度上昇を防止する。そして、この時、ＬＥＤ４が点燈
して回転規制が動作していることを運転者に知らせる。

故に、ブザーＢ１吹鳴、ＬＥＤＩ及びＬＥＤ４が点燈す
ることになる。

この回転規制は、スロットルを戻し、エンジン回転がＮ
ｚ　　（ｒｐｍ　）以下となれば解除される。勿論、冷
却異常が直り、エンジン温度かも１′　〔”Ｃ）以下と
なれば、これ等の警告及び回転規制は解除する。

このように、本実施例にあっては、装置全体が上述した
如く作動するようになっている。このため、全体的な性
能には何ら影響を与えることなく、始動特進角制御用の
ランプセンサとオーバーヒート検出用センサとを共通化
することができ、このため、シンプルとなり、最適な場
所を選定することができ、検出感度も安定させることが
でき、さらには配線が単純化され、制御回路が簡素化さ
れるため、生産コスト上の利点は大きい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によると、始動特進角制御用とオ
ーバーヒート検出用の各温度センサを単一の温度センサ
でまかなうように構成したことから、始動時の点火性能
を高性能に維持するとともにオーバーヒート時の検出も
合わせて行うことができ、装備が簡素化され、従って装
置全体の原価低減を図ることができ、故障の発見等に対
する保守も容易となり、取扱い易いという従来にない優
れたエンジン点火時期制御装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第２図は
第１図中のパルサコイルを含むマグネト−を示す説明図
、第３図は第１図における始動進角パターンを示す説明
用線図、第４図は第１図における各コイルの出力波形を
示す線図、第５図は温度センサの取付位置の例を示す説
明図、第６図は第１図中の温度センサ（サーミスタ）の
特性を示す線図、第７図はエンジンの温度上昇特性に一
例を示す説明図、第８図はエンジン始動時の進角制御を
示すフローチャート、第９図はエンジンのオーバーヒー
トの警告動作の手順を示すフローチャートである。 Ｂ１・・・警告手段としてのブザー、ＳＥＩ・・・温度
センサ、５２・・・主制御部。 出願人　　鈴木自動車工業株式会社 代理人　　弁理士　　高　橋　　勇 第２図 （７クーネトーオ＾ｔぼ圓） 、３（ハ・／Ｌ１−　コイノＬ） ／′ Ａてノｒ／ｉリーコイノｌ） 第３図 （ｌｋｈＬａｌｗ　９−Ｑ） ［日ｆｆハ１１］ 第 図 （８コイＩＬ山力ン厘ｎ◇） 第 図 （湛）ｉｔｌ’二１２取イ丁イク９） 第６図 （ツーＳスタ勃Ｊ、！　’） （イＣ（ンーーー−−−・−（Ａに了）濁蔑 第 図 （督戸−走角フロー手セーＬン 第 ア 図 （エノノｙ７ユル上籐七１ユ） ｒ −−−−−−−−国関１ 第９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、シリンダヘッド又はその近傍に装備された温度
   センサと、この温度センサがエンジンの過熱状態を検知
   した場合に外部に対し警報を発する警報手段と、前記温
   度センサからの出力信号を入力すると共に必要に応じて
   前記警報手段を駆動しエンジンの回転数上昇を規制する
   主制御部とを備え、 前記主制御部が、更に、前記温度センサからの出力信号
   をエンジン始動前より常時入力すると共に、この温度セ
   ンサから送られて来るエンジン温度情報に基づいてエン
   ジン始動時の進角制御を行う始動時点火タイミング制御
   機能を備えていることを特徴としたエンジン点火時期制
   御装置。