JP2646216B2 - ２サイクル内燃機関の点火時期制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、船外機用内燃機関において、エンジンの低
速回転時に遅角し、高速回転時に進角する点火時期制御
装置に関するものである。

［従来の技術］ エンジンの低速回転時すなわちスロットル弁開度小な
る時に遅角し、高速回転時スロットル弁開度大なる時に
進角する点火時期制御装置として、特開昭61−89978号
公報に示すようなものがある。この装置において、 1.始動後においては、混合気量を制御するスロットル弁
が開くのに連動して点火時期を進角側に変化させるべき
フラマグベースを回動する。スロットル弁が全閉側へ閉
じる場合には、開く場合におけるスロットル弁開度と点
火時期の相関関係を保ちつつ、点火時期を遅角側へ変化
させるべく、フラマグベースを逆方向に回動する。

2.この事により低速から高速にわたって燃焼が、排気ポ
ートが開く前に完了させるとともに、圧縮行程中点火着
火させることによる悪影響を少なくし、出力向上あるい
は燃料消費量の低減を果している。

一般に内燃機関における気化器調整は、シリンダ内で
の空燃比が可燃混合気とすべく、気化器を通る空気量に
見合った量の燃料が流出するよう設定される。シリンダ
内に供給される空気及び燃料の状態により詳細にみる
時、まず定常回転状態においては次の通りである。

スロットル弁開度大すなわちエンジン回転数大なる
時、空気流量及び流速が大であり、吸気通路中央部に開
口するメインノズルより供給される燃料の霧化良好、こ
のことによる気化も良好である。そして、吸気通路、ク
ランク室、掃気通路での未気化燃料も気化し易い。

以上により、空気と燃料はシリンダに入る前に均一に
混合される。

スロットル弁開度小すなわちエンジン回転数小なる
時、空気流量及び流速が小であり、吸気通路壁に開口す
る低速用ポートより流れ出る燃料は霧化しにくく、液膜
流として吸気通路を流れる。これは燃料の霧化が悪くな
る分、吸気通路、クランク室、掃気通路での液膜流の割
合が増えることを意味する。そして、燃料は一部未気化
のままシリンダ内に掃気され、圧縮行程による昇温によ
り気化し、この時点でシリンダ内での空燃比が可燃混合
気となり、火花点火により着火する。そして、スロット
ル弁全開時に比べ遅い火炎伝播スピードで火炎が伝播し
燃焼が終了する。しかし、エンジン回転数すなわちピス
トンスピードが遅いので、上死点より遅角した点火時期
すなわち圧縮行程終了後に点火しても、排気ポートが開
く前に燃焼が終了する。

［発明が解決しようとする課題］ 急減速時には、燃料の霧化、気化は急激に悪化し、液
膜流の量は気化による減量とバランスする定常回転数に
到るまでの間増加する。気化器において空気と燃料の割
合を正しく設定してあっても、燃料は液膜流の増加に使
われてしまい、シリンダ内に供給される混合気の空燃比
が薄くなるとともに、さらに混合気の濃淡は定常低速回
転状態によりさらに悪化する。そのため、点火プラグの
まわりの混合気が可燃状態から薄目側に外れ失火したり
する。この時はエンジン停止が起こる。また着火したと
しても、過薄のため可燃域より外れる部分、あるいは燃
料が未気化の部分が存在するので火炎の伝播スピードが
遅くなり、排気ポートさらには掃気ポートが開いてから
も燃焼が持続することがある。この時にはアフターファ
イヤーあるいはバックファイヤーが発生する。バックフ
ァイヤーが発生すれば、新気の供給が途絶えるのでやは
りエンジン停止が起こる。

本発明は、急減速時火炎の伝播スピードが遅くなった
としても、点火時期を早めることにより、排気ポート、
掃気ポートが開く前に燃焼を完結させることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明における船外機用
内燃機関の点火時期制御装置は、 フライホイールマグネトと、機関の回転速度に同期し
て点火信号を発生する点火信号発生機を有し、エンジン
回転数が大なる時点火信号時期を早め、エンジン回転数
が小なる時点火信号時期を遅くする船外機用内燃機関の
点火時期制御装置において、エンジン回転数を下げる減
速時、その急減速を検知した時には、急減速時点からス
ロットル全閉時点までの間の点火時期を緩減速時に比し
て点火時期を早い位置に設定したことを特徴とするもの
である。

また、前記急減速を検知した時に点火時期を早い位置
に設定するのに、その急減速の度合が大きい程、点火時
期を早い位置に設定する度合を大きくしたことを特徴と
するものである。

［作用］ 減速の度合が大きい時、火炎の伝播スピードが遅くな
るが、その時のエンジン回転数における定常回転状態に
おける点火時期よりは進角位置に点火時期を設定してい
るので排気ポートや掃気ポートが開く前に燃焼は完結す
る。

［実施例］ 添付の図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。

第１図は本発明が適用された船外機用エンジンを一部
破断して示す側面図、第２図は第１図のII−II線に沿っ
たコントロールリンクの断面図、第３図は急減速時の点
火時期制御装置の断面図、第４図は点火装置を示す電気
回路図、第５図は点火進角特性を示す線図、第６図は吸
気系の詳細な断面図である。

船外機エンジン10は、エンジン本体11に上下の吸気マ
ニホールド12、上下の気化器13、吸気箱14を備えてい
る。第６図に示すように、気化器13の吸気通路15には、
ベンチュリー部16が形成され、メインノズル20が配設さ
れている。ベンチュリー部16の上流側にチョーク弁21、
下流側にスロットル弁22が設けられている。なお、23は
フロート室、24は低速用燃料供給口としてのアイドルポ
ート、25は同じくバイパスポートである。26はクランク
室圧縮を可能とするため吸気通路30の途中に配設された
リード弁である。そして、第１図に示すように、スロッ
トル弁22には回動するローラー31が配設されている。

クランク軸32の上端にはフライホイール33が固着さ
れ、その内側にはエンジン本体11に取付けられたガイド
プレート34に沿って回動可能なフラマグベース35が配置
されている。このフラマグベース35に固着されたプレー
ト36にはパルサーコイル40が固定されている。一方、チ
ャージコイル41はエンジン本体11に取付けられている。
そして、それぞれのコイル40、41はフライホイール33の
固着された磁石42,43の回転によって起電される。

エンジン本体11の側面には、スロットル弁開度と点火
時期を相関制御するための機械式制御装置44が取付けら
れている。この機械式制御装置44は主に、スロットルワ
イヤー45が取付けられる第１コントロールレバー46と、
このレバー46に第１トーショナルスプリング50で連結さ
れた第２コントロールレバー51と、このレバー51に第２
トーショナルスプリング52で連結され、フラマグベース
35をリンク53を介して回動するベース回動レバー54と、
ダッシュポット55とからなっている。

なお、56はカラー、60は取付けボルト、61はブッシ
ュ、62はワッシャである。そして、第１トーショナルス
プリング50は第２トーショナルスプリング52よりバネ定
数が高く設定されている。また、各スプリング50、52は
圧縮されており、各レバーが回動に際して倒れが出ない
ようにしている。

図示しないスロットルグリップを全開側へ回動する
と、スロットルワイヤー45を介して第１コントロールレ
バー46が図上右回転する。この回転により第１コントロ
ールレバー46に固着されたボールジョイント63、ロッド
64を介してアクセルカム65がボルト66のまわりで回動す
る。これによりアクセルカム65のカム面65aはローラー3
1を押圧し、スロットル弁22が右回転して開度が大きく
なる。70は上下の気化器13のスロットル弁22を連結する
ロッドである。

一方同時に、第１トーショナルスプリング50により第
２コントロールレバー51が、そして第２コントロールレ
バー51の突起部51aにより押されて、ベース回転レバー5
4がストッパ71に当接するまで右回転する。と同時に、
ロッド53によってフラマグベース35が、フライホイール
33の頭上より見て左回転する。一方クランク軸32は右回
転している。すなわち、パルサーコイル40が起電される
時期が早まることになり、点火時期が進角する。なお、
ストッパ71により点火進角量が規制された状態で、第１
トーショナルスプリング50が撓むことにより第１コント
ロールレバー46は右回転可能であり、スロットル弁22は
全開となる。なおまた、この時第１コントロールレバー
46の回動は、該レバー46に設けられた突起部46aとスト
ッパ72の当接により規制される。

スロットルワイヤー45により第１コントロールレバー
46を図上左回転させると、カムアクセル65も左回転し、
スロットル弁22は図示しないばねにより閉側に回動す
る。突起部46aと、第２コントロールレバー51に設けら
れた突起部51bはスロットル弁22全開時には、ストッパ7
1の作用により離れているが、第１コントロールレバー4
6の左回転につれて、第１トーショナルスプリング50の
捩じり量が減少して当接し、以後第１コントロールレバ
ー46と第２コントロールレバー51は一体となって左回転
する。この時突起部51aとベース回動レバー54は、第２
トーショナルスプリング52の弱い弾発力とフライホイー
ル33の上方より見て右回転による電磁力により、当接し
たままである。すなわち、ベース回転レバー54も左回転
して遅角する。

スロットル弁開度が減少する途中、メインノズルから
の燃料供給の割合が、低速系燃料供給口からの燃料の割
合より小さくなる開度が存在する。この開度となるま
で、各レバー46,50,54が左回転すると、ダッシュポット
55のプッシュロッド73にベース回動レバー54が当接す
る。ダッシュポット55はベース回動レバー54の回動スピ
ードを遅くするよう作用する。すなわち、減速スピード
が速くなるほど、遅角のスピードを遅くするよう作用す
る。第１コントロールレバー46の回動は、突起部51aが
ストッパ74に当接するとともにより全閉位置にて停止す
る。一方ベース回動レバー54の回動は、ストッパ75に当
接することにより、最大遅角位置にて停止する。

ダッシュポット55の詳細を第３図に示す。80はオリフ
ィス、81は一方向弁82が取付けられたボデー、83はフィ
ルター、84は図示しない大気連通口を有するキャップ、
85はボデー81にダイヤフラム86と一緒にかしめられたボ
デーである。90はボデー85と互いに溶接結合されたステ
ー、91はステー90にかしめられたガイド、92はガイド91
に収容されプッシュロッド73を摺動可能に保持するプッ
シュである。93と94は、ダイヤフラム86とプッシュロッ
ド73を連結するための２つのプレートである。バネ95は
オリフィス80と一方向弁82の両方より空気をダイヤフラ
ム室96に吸引するとともに、プッシュロッド73を突出さ
せる。但し、バネ95のバネ荷重は第１トーショナルスプ
リング50のバネ荷重より小さく設定してある。97は取付
けボルト、100はバネ受け、101はサークリップ、102は
ゴムブーツである。103は大気連通孔、104は一方向弁通
路である。

点火装置は主に、上記したパルサーコイル40と、チャ
ージコイル41と、機械式制御装置44と、エンジン本体11
の側面に配置された点火制御装置105、点火コイル106、
点火栓110とよりなっている。点火制御装置105は、第４
図に示すようにCDI方式からなり、チャージコイル41で
発生した電圧をダイオード111で整流し、点火用コンデ
ンサー112に充電開始した後、パルサーコイル40（点火
時期検出部）が発生する点火時期信号によりSCR113のゲ
ートが導通状態になると同時に、コンデンサー112に蓄
えていた電荷を急激に点火コイル106の１次側を介して
放出することにより、２次側に高電圧を発生し、点火栓
110に火花を発生させる。上記機械式制御装置44はパル
サーコイル40のクランク軸まわりの位置を変化させるこ
とにより、所望の点火時期特性が与えられる。

第５図に示すように、スロットル開度と点火時期の関
係は、加速時あるいは緩減速時（ゆっくりとした減速）
には114のようになる。減速のスピードが速くなる急減
速すなわちスロットル弁22の閉スピードが速い時115
の、さらに速い時116という点火時期特性が与えられ
る。これはプッシュロッド73が速く移動しようとして
も、オリフィス80を通る空気量のスピードが追従しない
ためである。図上120の点はストッパ71とベース回動レ
バー54が当接する時の、122は全開側のストッパ72が作
用した時の、123は全閉側のストッパ75が作用した時
の、それぞれの点火時期を示したものである。なお、12
1の点は、ダッシュポット55のエンジン本体11への取付
け孔90aが長孔であることにより、第１図でダッシュポ
ット55を左右に移動させることにより、第５図上左右に
移動可能である。

砲お、第７図ではこの特性を可変にするためオリフィ
ス80の開口面積を変化可能とする調整ネジ142を配設し
たダッシュポットを示す。このことによりエンジンごと
の調整が可能となり汎用性が増す。

第８図は第２実施例として電気的に構成した急減速時
の点火時期制御装置を示す回路図である。

本実施例においては機械式制御装置44が取り払われ、
電気的に点火時期を設定しようとするものである。すな
わち、パルサーコイル40がエンジン本体11に固定され
る。すなわち、パルサーコイル40からは一定のクランク
軸角度の信号を拾う一方、130の回転数感知回路の信号
を受け、131の点火時期制御回路、及び調整回路132によ
って、エンジン回転数が高い程早い時期にSCR113のゲー
トを導通状態とする。また逆にエンジン回転数が低い程
遅い時期にSCR113のゲートを導通状態とする。点火時期
制御回路131は、減速のスピードも感知し、それにより
遅角のスピードを第５図に示すように制御する。

二点鎖線で示すものはスロットル弁軸にスロットル開
度感知センサー133をつけた第３の実施例を示すもので
あり、スロットル弁開度の変化によって減速を感知す
る。

第９図は第2,第３の実施例における他の一例としての
点火進角特性を示す線図である。これでは、急減速の程
度が大になる程、進んだ点火時期を保持するようにして
いる。その分定常状態に移るまでの遅角が遅れることと
なる。

第10図はさらに他の一例と点火進角特性を示す線図で
ある。これでは、急減速時にはかえって一時的に進角さ
せるようにしたものである。

以上のいずれの実施例においても、エンジン回転数を
下げる減速時、その急減速を検知した時には、急減速時
点からスロットル全閉時点までの間の点火時期を緩減速
時に比して点火時期を早い位置に設定されており、また
前記急減速を検知した時に点火時期を早い位置に設定す
るのに、その急減速の度合が大きい程、点火時期を早い
位置に設定する度合が大きくなされている。

なお、急減速の時、吸気通路の液膜流が増加し、その
分シリンダに到達する燃料が不足するのを補うため、特
開昭61−31649号公報に記載のようなエンジンの過渡燃
料増量装置を本実施例に追加しても良い。

［発明の効果］ 急減速時、シリンダに到達する空気と燃料のバランス
が崩れ、空燃比が薄くなり火炎の伝播スピードが遅くな
ったとしても、急減速時点からスロットル全閉時点まで
の間の点火時期を緩減速時に比して点火時期を早い位置
に設定しているので、排気ポートや掃気ポートが開く前
に燃焼を完結させることができ、アフターファイヤーや
バックファイヤーあるいはエンジン停止が防止可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された船外機用エンジンを一部破
断して示す側面図、第２図は第１図のII−II線に沿った
コントロールリンクの断面図、第３図は急減速時の点火
時期制御装置の断面図、第４図は点火装置を示す電気回
路図、第５図は点火進角特性を示す線図、第６図は吸気
系の詳細な断面図、第７図は他の実施例のダッシュポッ
トの部分断面図、第８図は第２実施例と第３実施例の急
減速時の点火時期制御装置を示す回路図、第９図は他の
例としての点火進角特性を示す線図、第10図さらに他の
例としての点火進角特性を示す線図である。 22……スロットル弁、33……フライホイール、35……フ
ラマグベース、40……パルサーコイル、44……機械式制
御装置、46……第１コントロールレバー、50……第１ト
ーショナルスプリング、51……第２コントロールレバ
ー、52……第２トーショナルスプリング、54……ベース
回動レバー、55……ダッシュポット、65……アクセルカ
ム、105……点火制御装置、106……点火コイル、110…
…点火栓、130……回転数感知回路、131……点火時期制
御回路、132……調整回路、133……スロットル開度感知
センサー。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フライホイールマグネトと、機関の回転速
   度に同期して点火信号を発生する点火信号発生機を有
   し、エンジン回転数が大なる時点火信号時期を早め、エ
   ンジン回転数が小なる時点火信号時期を遅くする船外機
   用内燃機関の点火時期制御装置において、エンジン回転
   数を下げる減速時、その急減速を検知した時には、急減
   速時点からスロットル全閉時点までの間の点火時期を緩
   減速時に比して点火時期を早い位置に設定したことを特
   徴とする船外機用内燃機関の点火時期制御装置。
2. 【請求項２】前記急減速を検知した時に点火時期を早い
   位置に設定するのに、その急減速の度合が大きい程、点
   火時期を早い位置に設定する度合を大きくしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の船外機用内燃機
   関の点火時期制御装置。