JP3529891B2 - エンジンのスロットル開度検出装置、およびエンジンの運転制御装置 - Google Patents
エンジンのスロットル開度検出装置、およびエンジンの運転制御装置Info
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Description
る上で、本来必要とされる既設の装置を利用して、スロ
ットル開度を検出するようにした船外機等に搭載される
エンジンのスロットル開度検出装置、およびこのスロッ
トル開度検出装置を用いたエンジンの運転制御装置に関
する。
ンにオーバーヒート、冷却水の水圧低下、もしくは、潤
滑油量不足など、異常が発生した場合において、これに
対処するため、従来、次のように構成されたものがあ
る。
ラグによる点火動作のうちのいくらかを自動的に失火さ
せるなどして、エンジンの回転数を制限する回転数の制
限制御が行われる。また、その後に、上記異常が解消さ
れれば、上記回転数の制限制御が自動的に解除される。
れた吸気通路のスロットル開度が大きく開けられたまま
になっていると、上記解除の直後に、急激に多くの燃料
がエンジンに供給されて、その回転数が急上昇するおそ
れがある。
トル開度センサーが設けられており、これによる検出信
号で、スロットル開度が所定開度以下であることを条件
として、上記解除が許容されることとされ、もって、解
除前から解除後に続く運転が円滑になされるようになっ
ている。
成によれば、エンジンの運転を制御するために、スロッ
トル開度センサーを別途に設けており、このため、この
制御のための構成が複雑になっている。また、このこと
から、スロットル開度の大きさに基づきエンジン回転数
が制御されるエンジン運転制御装置の構成も複雑になっ
ている。
てなされたもので、エンジンのスロットル開度検出装置
や、この装置を用いるエンジン運転制御装置の構成を簡
単にさせることを目的とする。
の請求項1の発明のエンジンのスロットル開度検出装置
は、エンジン本体6側にクランク軸8をその軸心7回り
に回転自在に支承させると共に、同上エンジン本体6内
に連通する吸気通路17の開度を可変とするスロットル
バルブ19を同上エンジン本体6側に支承させ、同上エ
ンジン本体6側に固定されて上記クランク軸8のクラン
ク角θを検出するクランク角検出センサー40を設け、
放電部が上記エンジン本体6内に臨む点火プラグ24を
設け、上記クランク軸8の軸心7回りで位置変更自在と
なるよう同上エンジン本体6側にパルサーコイル30を
支承させ、このパルサーコイル30に上記クランク軸8
側の周方向の一部分36がその回転中に対向したとき、
上記パルサーコイル30が上記点火プラグ24での放電
のためのトリガー信号68を上記一部分36に誘起され
て発生させられるようにし、かつ、上記スロットルバル
ブ19とパルサーコイル30とを互いに連動連結させる
連動手段45を設けたエンジンにおいて、上記クランク
角検出センサー40の検出信号を入力すると共に、上記
パルサーコイル30によるトリガー信号68を入力し
て、このトリガー信号68の発生時のクランク角θを検
出し、この検出値から上記スロットルバルブ19により
定められた吸気通路17のスロットル開度Vを演算する
制御装置66を設けたものである。
御装置は、エンジン回転数が大きくなることを制限する
ための制限制御が可能なエンジン2において、請求項1
に記載のエンジンのスロットル開度検出装置により検出
されたスロットル開度Vが、所定開度V0未満であるこ
とを上記制限制御の解除条件としたものである。
スロットルバルブ19、およびパルサーコイル30はい
ずれもエンジン本体6側に支承されて、上記パルサーコ
イル30はクランク軸8の軸心7回りに位置変更自在で
あると共に、同上パルサーコイル30は、これにクラン
ク軸8側の周方向の一部分36が対向したときにトリガ
ー信号68を発生させられるようになっており、かつ、
上記スロットルバルブ19とパルサーコイル30とは連
動手段45によって互いに連動連結されている。
ンク軸8の軸心7回りのいずれかに移動したとき、上記
軸心7回りに位置変更したパルサーコイル30に対向す
るクランク軸8側の一部分36の位置、つまり、トリガ
ー信号68が発生させられるときのクランク角θも変更
させられる。このことから、上記パルサーコイル30の
位置変更後に、上記パルサーコイル30がいずれの位置
に達しているかは、上記トリガー信号68が発生したと
きのクランク角θによって検出される。
には連動手段45を介してスロットルバルブ19が連動
するため、上記スロットルバルブ19とパルサーコイル
30との相対的な位置は、ある一定の関係に保たれ、つ
まり、上記パルサーコイル30の位置変更に応じたスロ
ットル開度となる。
ときのクランク角θと、スロットル開度Vとの間には、
一定の関係があり、これは、例えば、図6で示されるよ
うなものである。
ときのクランク角θと、スロットル開度Vとの関係(図
6のようなもの)を予め制御装置66にメモリーしてお
けば、トリガー信号68の発生時のクランク角θの検出
により、そのときのスロットル開度Vが演算される。
ルブ19、パルサーコイル30、および連動手段45
は、いずれもエンジン2を運転させる上で、本来必要と
される既設のものであり、これらの利用によって、スロ
ットル開度が検出される。
エンジン回転数が大きくなることを制限するための制限
制御が可能なエンジン2において、請求項1に記載のエ
ンジン2のスロットル開度検出装置により検出されたス
ロットル開度Vが、所定開度V0未満であることを上記
制限制御の解除条件としてある。
き、図7における(P‐4)で示すように、スロットル
開度は所定開度V0未満であってある程度小さくされて
いるため、上記解除の直後に、エンジン2の回転数が急
上昇することは回避され、上記回転数の制限制御の解除
前から解除後に続くエンジン2の運転が円滑になされる
こととなる。
る。
の船体推進用の駆動装置であり、この駆動装置1は内燃
機関であるエンジン2を備えている。また、図中矢印F
rは船の推進方向の前方を示している。
ジンで、第1気筒3と第2気筒4とを備えている。上記
エンジン2の各気筒3,4におけるエンジン本体6は、
軸心7がほぼ垂直に延びるクランク軸8をその軸心回り
に回転自在に支承するクランクケース9と、このクラン
クケース9からほぼ水平な前方に向って突出するシリン
ダ本体10と、このシリンダ本体10の突出端に取り付
けられるシリンダヘッド11とで構成され、上記両エン
ジン本体6,6の各クランクケース9、シリンダ本体1
0、およびシリンダヘッド11は互いに一体成形されて
いる。
それぞれ吸気管14を介して気化器15の下流端が取り
付けられ、これら両気化器15,15の上流端にはこれ
らに共通の空気取入箱16が取り付けられている。
取入箱16の内部は互いに連通させられてこれが吸気通
路17とされ、これら各吸気通路17は、エンジン2の
外部を各エンジン本体6内であるクランクケース9内に
連通させている。
タフライ弁式のスロットルバルブ19が設けられ、この
スロットルバルブ19はエンジン本体6側である気化器
15のケースに支承されている。
ジン2の外部の空気20が、上記各エンジン本体6のク
ランクケース9内の負圧で吸気通路17内に吸入され
る。一方、上記各気化器15に供給された燃料が、これ
ら各気化器15を介して上記各吸気通路17内の空気2
0に供給され、これにより混合気21が生成される。こ
の場合、スロットルバルブ19の開閉動作により定めら
れる吸気通路17のスロットル開度を大きくすれば、よ
り多くの空気20と、より多くの燃料とによる混合気2
1が生成されるようになっている。
内の負圧で、これに吸入されて予圧縮され、これが上記
エンジン2の各エンジン本体6内の燃焼室に送り込まれ
て、ここで、点火装置23によって各サイクル毎に点火
させられ、燃焼させられる。このときの熱エネルギーが
動力に変換されて、上記クランク軸8を介し出力され船
の推進に供される。この場合、上記クランク軸8は図中
矢印Aの方向に向って回転駆動する。
シリンダヘッド11に取り付けられる点火プラグ24,
25を有し、これら点火プラグ24,25の放電部は、
第1気筒3と第2気筒4の各エンジン本体6内の燃焼室
に臨んでいる。また、上記点火装置23は、フライホイ
ールマグネトー26を有している。このフライホイール
マグネトー26は、上記クランク軸8の一端たる上端に
取り付けられる椀状のフライホイール27と、このフラ
イホイール27の内周面に固定されてこのフライホイー
ル27と共に上記クランク軸8の軸心7回りに回転する
永久磁石28と、上記エンジン本体6側であるクランク
ケース9に固定されて上記永久磁石28の回転軌跡に、
この回転軌跡の径方向内方から対向して設けられる一対
のチャージコイル29,29と、上記フライホイール2
7の外周面に対向して設けられるパルサーコイル30と
を備えている。
て、エンジン本体6側に支承されている。即ち、上記エ
ンジン本体6に上記クランク軸8の軸心7回りに回動自
在に支承される回動アーム32が設けられている。この
回動アーム32の回動端に、上記パルサーコイル30が
締結具33によって着脱自在に取り付けられている。そ
して、上記回動アーム32の回動に伴って、上記パルサ
ーコイル30は、上記クランク軸8の軸心7回りで位置
変更自在とされている。
軸心7を中心とした円弧状の一般外周面34と、この一
般外周面34からその径方向外方に突出してその外周面
が同上軸心7を中心とした円弧状の突出外周面35とで
構成されている。
回転方向(矢印A)における突出外周面35の前端部が
クランク軸8側の周方向の一部分36であり、同上突出
外周面35の後端部が同上クランク軸8側の周方向の他
部分37となっている。上記一部分36と他部分37
は、軸心7を中心として径方向で対称位置に設けられて
いる。
するとき(矢印A)、上記一部分36と他部分37が、
上記軸心7の径方向で上記パルサーコイル30に交互に
対向するようになっている。
転位置を、数値的に求めるためのクランク角θを検出す
るクランク角検出センサー40が設けられている。上記
フライホイール27に、上記軸心7と同軸上で歯車41
が取り付けられている。この歯車41はその外周部に多
数の歯部42を有し、この歯部42は互いに同形、同大
でその周方向に等間隔に配置されている。上記クランク
角検出センサー40は、上記歯車41の歯部42に対向
するようエンジン本体6側に固定され、より具体的に
は、ブラケット43を介し吸気管14、もしくは気化器
15のケースに固定されている。
ル30とを互いに連動連結させる連動手段45が設けら
れている。この連動手段45は、エンジン本体6に対
し、共通の枢支軸46によりその軸心回りに回動自在に
枢支される第1連動アーム47と第2連動アーム48を
有している。これら両連動アーム47,48はつる巻き
ばね49で互いに連結されて互いに連動して回動する。
上記第1連動アーム47よりも第2連動アーム48の方
が十分に長い形状とされている。
ぞれこのスロットルバルブ19と共に回動する第3連動
アーム51を有し、これら両第3連動アーム51,51
は第1リンク52によって互いに連動連結されている。
そして、上記連動によって上記各スロットルバルブ1
9,19は互いにほぼ同じスロットル開度を採ることと
されている。
動アーム51,51のうちの一方の第3連動アーム51
とが第2リンク53とカム手段54とを介して連動連結
されている。また、上記第2連動アーム48と、前記回
動アーム32とが第3リンク55を介して連動連結され
ている。
させて、上記吸気通路17を所望のスロットル開度にさ
せるための操作手段58が設けられている。上記操作手
段58は、上記連動手段45の第1連動アーム47と、
手動の操作レバーなどの操作部59とを連結させるケー
ブルやアームで構成される連結手段60を有している。
すれば、操作手段58と、連動手段45を介して各スロ
ットルバルブ19が所定のスロットル開度を採り、これ
と同時に、上記回動アーム32の回動に伴って、パルサ
ーコイル30がクランク軸8の軸心7回りで所定の位置
に位置変更することとなっている。
第2連動アーム48の動作位置(回動位置)を検出する
位置検出手段62が設けられ、この位置検出手段62
は、上記エンジン本体6側に固定される開閉スイッチ6
3で構成されている。
5、チャージコイル29、パルサーコイル30、クラン
ク角検出センサー40、開閉スイッチ63、およびスイ
ッチ手段64を電気的に接続させて、これらを電子的に
制御する制御装置66が設けられている。
運転状態を説明する。
8が回転すると、これに伴って回転する永久磁石28が
各チャージコイル29に対向する毎に、これら各チャー
ジコイル29が起電力67を出力する。このチャージコ
イル29の出力は制御装置66が有するコンデンサに一
旦充電される。
回転するフライホイール27の外周面の周方向の一部分
36がパルサーコイル30に対向したとき、上記パルサ
ーコイル30が、上記一部分36に誘起されて上記第1
気筒3の点火プラグ24を放電させるための正のトリガ
ー信号68を出力する。これに続いて、同上パルサーコ
イル30が、上記他部分37に誘起されて上記第2気筒
4の点火プラグ25を放電させるための負のトリガー信
号69を出力する。
よって、上記制御装置66のコンデンサに充電されてい
た電流が放出される。この場合、正のトリガー信号68
に対応して、第1気筒3の点火プラグ24が放電71し
て、第1気筒3の燃焼室に吸入されていた混合気21が
点火、燃焼させられる。また、負のトリガー信号69に
対応して、第2気筒4の点火プラグ25が放電72し
て、第2気筒4の燃焼室に吸入されていた混合気21が
着火、燃焼させられる。
サー40の検出信号を入力して、クランク軸8が軸心7
回りのいずれの位置、つまり、いずれのクランク角にあ
るかを検出している。上記クランク角検出センサー40
は、クランク軸8に伴って歯車41が回転するとき、そ
の各歯部42が上記クランク角検出センサー40に対向
する毎にパルスを発生するもので、これを入力した上記
制御装置66がそのパルス数をカウントして、クランク
角を求めるようになっている。
1気筒3のピストンが上死点のときに、0°とされてい
る。このため、これに続く下死点では180°となり、
次の上死点で再び0°となる。
8は、クランク角0°の前後(上死点の前後)のある範
囲(例えば、±10°)で発生するよう定められてい
る。図例では、クランク角θのところで、発生すること
となっており、この発生の直後で、点火プラグ24によ
る放電71が行われるようになっている。
クランク角が180°分、位相差をもって、作動するよ
うになっており、その内容は上記第1気筒3と同じであ
る。
ン2の出力を上昇(もしくは低下)させようとする場合
には、操作手段58を図1中矢印Bの方向(もしくはこ
れと逆の方向)に移動させる。
手段45を介して、図1中矢印Cで示す方向(もしくは
これと逆方向)にスロットルバルブ19が回動させられ
てスロットル開度が大きくされる(もしくは小さくされ
る)。これによって、より多くの(もしくは、より少な
い)混合気21がエンジン本体6内に供給され、出力が
上昇(もしくは低下)する。また、これと同時に、上記
連動手段45に連動してパルサーコイル30が、図3中
矢印Dで示す方向(もしくはこれと逆の方向)にクラン
ク軸8の軸心7回りで位置変更させられる。
はこれと逆の方向)に各トリガー信号68,69の発生
時期が変化し、つまり、点火時期が早くされて(もしく
は遅くされて)、上記出力上昇(もしくは出力低下)に
合致した状態とされ、良好なエンジン性能が得られる。
は、トリガー信号68,69の発生時のクランク角θの
検出値により、スロットル開度を演算するよう構成され
ている。
ルバルブ19、およびパルサーコイル30はいずれもエ
ンジン本体6側に支承されて、上記パルサーコイル30
はクランク軸8の軸心7回りに位置変更自在であると共
に、同上パルサーコイル30は、これにクランク軸8側
の周方向の一部分36が対向したときにトリガー信号6
8を発生させられるようになっており、かつ、上記スロ
ットルバルブ19とパルサーコイル30とは連動手段4
5によって互いに連動連結されている。
ンク軸8の軸心7回りのいずれかに移動したとき、上記
軸心7回りに位置変更したパルサーコイル30に対向す
るクランク軸8側の一部分36の位置、つまり、トリガ
ー信号68が発生させられるときのクランク角θも変更
させられる。このことから、上記パルサーコイル30の
位置変更後に、上記パルサーコイル30がいずれの位置
に達しているかは、上記トリガー信号68が発生したと
きのクランク角θによって検出される。
には連動手段45を介してスロットルバルブ19が連動
するため、上記スロットルバルブ19とパルサーコイル
30との相対的な位置は、ある一定の関係に保たれ、つ
まり、上記パルサーコイル30の位置変更に応じたスロ
ットル開度となる。
ときのクランク角θと、スロットル開度Vとの間には、
一定の関係があり、これは、例えば、図6で示されるよ
うなものである。
ときのクランク角θと、スロットル開度Vとの関係(図
6のようなもの)を予め制御装置66にメモリーしてお
けば、トリガー信号68の発生時のクランク角θの検出
により、そのときのスロットル開度Vが演算される。
ロットルバルブ19とパルサーコイル30とは連動手段
45によって互いに連動連結されており、上記連動手段
45の動作位置を検出する位置検出手段62が設けられ
ている。
ば、スロットルバルブ19の開閉動作状態と、パルサー
コイル30の位置(クランク角)が共に検出され、つま
り、位置検出手段62はトリガー信号68の発生時期
(クランク角)だけでなく、スロットル開度をも検出す
ることとなる。
ョメータ等であってもよく、これにより、スロットル開
度等をアナログ的に検出するようにしてもよい。
置をエンジンの運転制御装置に用いた例につき説明す
る。
ムのフローチャートを示し、図中(P‐1)〜(P‐
6)はプログラムの各ステップを示している。
は、前記スイッチ手段64はスイッチオンされた状態で
上記運転が続けられる(P‐2)。
が発生すると、前記スイッチ手段64がスイッチオフす
る(P‐2)。すると、点火装置23によりいくつかの
点火の後に1つ、もしくはいくつかの失火が自動的にな
されて、エンジン2の回転数があまりに大きくなるとい
うことを制限する制限制御が行われる(P‐3)。これ
により、このエンジン2が自動的にある速度まで減速さ
せられ、エンジン2が、高速回転することにより急激に
損傷してしまうということが防止される。
信号68が生じるクランク角θによって、スロットル開
度Vが演算され、このスロットル開度Vが上記スイッチ
手段64をスイッチオンさせてもよいという、予め制御
装置66にてプログラムされている所定開度V0未満で
あると判断されれば、(P‐5)が実行される。
されるなど、他の条件がスイッチ手段64をスイッチオ
ンさせてもよいと判断されれば、(P‐6)において上
記スイッチ手段64がスイッチオンされて、回転数の制
限制御が解除され、エンジン2は通常の運転状態に戻
る。
‐4)で、スロットル開度は所定開度V0未満とされて
ある程度小さくされているため、上記解除の直後に、エ
ンジン2の回転数が急上昇することは回避され、上記回
転数の制限制御の解除前から解除後に続くエンジン2の
運転が円滑になされることとなる。つまり、上記したよ
うに、スロットル開度Vが所定開度V0未満であること
が、上記制限制御の解除条件とされている。
におけるスロットル開度の検出に、従来のような別途の
スロットル開度センサーを設けないで済む分、このエン
ジン2の運転制御のための運転制御装置の構成が簡単に
なる。
トル開度との関係は直線的に変化するようになっている
が、これは曲線的に変化するものであってもよい。
側にクランク軸をその軸心回りに回転自在に支承させる
と共に、同上エンジン本体内に連通する吸気通路の開度
を可変とするスロットルバルブを同上エンジン本体側に
支承させ、同上エンジン本体側に固定されて上記クラン
ク軸のクランク角を検出するクランク角検出センサーを
設け、放電部が上記エンジン本体内に臨む点火プラグを
設け、上記クランク軸の軸心回りで位置変更自在となる
よう同上エンジン本体側にパルサーコイルを支承させ、
このパルサーコイルに上記クランク軸側の周方向の一部
分がその回転中に対向したとき、上記パルサーコイルが
上記点火プラグでの放電のためのトリガー信号を上記一
部分に誘起されて発生させられるようにし、かつ、上記
スロットルバルブとパルサーコイルとを互いに連動連結
させる連動手段を設けたエンジンにおいて、上記クラン
ク角検出センサーの検出信号を入力すると共に、上記パ
ルサーコイルによるトリガー信号を入力して、このトリ
ガー信号の発生時のクランク角を検出し、この検出値か
ら上記スロットルバルブにより定められた吸気通路のス
ロットル開度を演算する制御装置を設けてある。このた
め、次の効果が生じる。
よびパルサーコイルはいずれもエンジン本体側に支承さ
れて、上記パルサーコイルはクランク軸の軸心回りに位
置変更自在であると共に、同上パルサーコイルは、これ
にクランク軸側の周方向の一部分が対向したときにトリ
ガー信号を発生させられるようになっており、かつ、上
記スロットルバルブとパルサーコイルとは連動手段によ
って互いに連動連結されている。
軸の軸心回りのいずれかに移動したとき、上記軸心回り
に位置変更したパルサーコイルに対向するクランク軸側
の一部分の位置、つまり、トリガー信号が発生させられ
るときのクランク角も変更させられる。このことから、
上記パルサーコイルの位置変更後に、上記パルサーコイ
ルがいずれの位置に達しているかは、上記トリガー信号
が発生したときのクランク角によって検出される。
連動手段を介してスロットルバルブが連動するため、上
記スロットルバルブとパルサーコイルとの相対的な位置
は、ある一定の関係に保たれ、つまり、上記パルサーコ
イルの位置変更に応じたスロットル開度となる。
ランク角と、スロットル開度との間には、一定の関係が
ある。
のクランク角と、スロットル開度との関係を予め制御装
置にメモリーしておけば、トリガー信号の発生時のクラ
ンク角の検出により、そのときのスロットル開度が演算
される。
ブ、パルサーコイル、および連動手段は、いずれもエン
ジンを運転させる上で、本来必要とされる既設のもので
あり、これらの利用によって、スロットル開度が検出さ
れることから、この発明のスロットル開度検出装置によ
れば、従来、これをエンジンの構成部品を利用すること
なく、スロットル開度の専用として別途に設けていたこ
とに比べて、構成が極めて簡単になる。
が大きくなることを制限するための制限制御が可能なエ
ンジンにおいて、請求項1に記載のエンジンのスロット
ル開度検出装置により検出されたスロットル開度が、所
定開度未満であることを上記制限制御の解除条件として
ある。
き、スロットル開度は所定開度未満であってある程度小
さくされているため、上記解除の直後に、エンジンの回
転数が急上昇することは回避され、上記回転数の制限制
御の解除前から解除後に続くエンジンの運転が円滑にな
されることとなる。
おけるスロットル開度の検出に、従来のような別途のス
ロットル開度センサーを設けないで済む分、このエンジ
ンの運転制御のための運転制御装置の構成が簡単にな
る。
す図である。
フ図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 エンジン本体側にクランク軸をその軸心
回りに回転自在に支承させると共に、同上エンジン本体
内に連通する吸気通路の開度を可変とするスロットルバ
ルブを同上エンジン本体側に支承させ、同上エンジン本
体側に固定されて上記クランク軸のクランク角を検出す
るクランク角検出センサーを設け、放電部が上記エンジ
ン本体内に臨む点火プラグを設け、上記クランク軸の軸
心回りで位置変更自在となるよう同上エンジン本体側に
パルサーコイルを支承させ、このパルサーコイルに上記
クランク軸側の周方向の一部分がその回転中に対向した
とき、上記パルサーコイルが上記点火プラグでの放電の
ためのトリガー信号を上記一部分に誘起されて発生させ
られるようにし、かつ、上記スロットルバルブとパルサ
ーコイルとを互いに連動連結させる連動手段を設けたエ
ンジンにおいて、 上記クランク角検出センサーの検出信号を入力すると共
に、上記パルサーコイルによるトリガー信号を入力し
て、このトリガー信号の発生時のクランク角を検出し、
この検出値から上記スロットルバルブにより定められた
吸気通路のスロットル開度を演算する制御装置を設けた
エンジンのスロットル開度検出装置。 - 【請求項2】 エンジン回転数が大きくなることを制限
するための制限制御が可能なエンジンにおいて、 請求項1に記載のエンジンのスロットル開度検出装置に
より検出されたスロットル開度が、所定開度未満である
ことを上記制限制御の解除条件としたエンジンの運転制
御装置。
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