JP3730286B2

JP3730286B2 - エンジン停止装置

Info

Publication number: JP3730286B2
Application number: JP17613895A
Authority: JP
Inventors: 麻夫佐々木; 真一岡崎; 昌生峯岸
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2015-07-12
Also published as: JPH0932594A; US5730098A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料カット及び点火カットを行ってエンジンを強制的に停止させるエンジン停止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、排気ガスエミッション改善のため、エンジンの空燃比が薄めの方向にセッティングされる傾向にあり、エンジンを停止させるときに、ランオンやアフターバーンが発生し易くなっている。
【０００３】
このため、エンジン停止時には、燃料供給をカットすることが多く、通常、この燃料カットは、気化器等の燃料通路に介装したソレノイドバルブをエンジンの停止操作に伴って閉弁させるようにしており、この燃料カットに係わる先行技術としては、例えば、特開平３−３９１８１号公報がある。
【０００４】
上記先行技術では、出力軸に発電機が接続されたエンジンにあって、発電機の出力に並列にコンデンサ回路を接続し、エンジンのストップ操作後の発電機の慣性回転エネルギによる電力を燃料カット用ソレノイドに供給して付勢することによりバルブを閉成するとともに、燃料カット用ソレノイドバルブの付勢状態終了のタイミングをコンデンサ回路の放電電力によって遅らせることにより、エンジンが停止するまで燃料カット用ソレノイドバルブを閉性状態に保持する技術が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンを停止すべく燃料カット用ソレノイドバルブを閉弁させても、燃料カット用ソレノイドバルブの下流側には燃料が残留しているため、この残留燃料がエンジンに吸入されることになり、高温、高負荷時等のようにエンジンの運転条件如何によっては、ランオンやアフターバーンが発生する虞がある。
【０００６】
また、マグネトー点火方式を採用する汎用エンジン等においては、燃料カット用ソレノイドバルブ駆動用の電源や制御回路の電源として、点火用電源とは接地電位の異なる別の電源を用意しなければならない場合があり、このような場合には、点火系で発生する高周波ノイズによる誤動作を回避するための対策が必要となる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、点火系の高周波ノイズに影響されることなく、ランオンやアフターバーンの発生を防止してエンジンを停止させることのできるエンジン停止装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、エンジンへの燃料供給を停止する燃料カット弁と、マグネトーに内蔵された点火コイルの一次側を点火回路によりＯＮ，ＯＦＦして点火プラグによる点火を行うイグニッションユニットと、点火系と分離した電源をエンジン装備品に供給するため上記マグネトーに内蔵された電源コイルとを備えたエンジンの停止装置において、エンジンを停止させるための操作用スイッチ及びエンジン運転状態を検出するセンサの少なくとも一方からなり、エンジン停止指令信号を供給するエンジン停止手段と、上記燃料カット弁を動作してエンジンへの燃料供給を停止する燃料カットドライブ回路と、上記点火コイルの一次側を短絡して点火を停止させるエンジン停止回路と、上記エンジン停止指令信号に応じて上記燃料カットドライブ回路に燃料カット信号を出力すると共に、該燃料カット信号が出力されてから所定時間経過したときに、上記エンジン停止回路にエンジン停止信号を出力する制御回路部と、上記電源コイルで発生する交流電圧出力を整流、平滑化して、上記制御回路部及び上記燃料カットドライブ回路に制御用電源を与える電源回路とを備え、上記イグニッションユニット及び上記エンジン停止回路を動作するため上記点火コイルの一次側による点火用電源に上記イグニッションユニット及び上記エンジン停止回路を接続構成し、点火を停止させる上記エンジン停止回路への上記エンジン停止信号が点火系で発生する高周波ノイズによる影響を受けないように、上記エンジン停止回路から上記制御回路部を電気的に分離する停止信号出力回路を、上記制御回路部に設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記エンジン停止指令信号は上記点火用電源に基づいて生成され、上記エンジン停止指令信号を電気的に分離して上記制御回路部に入力する停止指令信号入力回路を、上記制御回路部に設けたことを特徴とする。
【００１４】
すなわち、請求項１記載の発明は、点火系と分離した電源出力を発生する電源コイルからの交流電圧出力を電源回路により整流、平滑化した制御用電源によって、燃料カット弁を動作してエンジンへの燃料供給を停止する燃料カットドライブ回路と、制御回路部とを動作する。一方、点火コイルの一次側による点火用電源により、点火コイルの一次側を短絡して点火を停止させるエンジン停止回路と、イグニッションユニットとを動作する。そして、制御回路部は、エンジンを停止させるための操作用スイッチ及びエンジン運転状態を検出するセンサの少なくとも一方からなるエンジン停止手段からのエンジン停止指令信号に応じ、上記燃料カットドライブ回路に燃料カット信号を出力して、燃料カット弁を動作させエンジンへの燃料供給を停止すると共に、燃料カット信号が出力されてから所定時間経過したときに、上記エンジン停止回路にエンジン停止信号を出力し、点火コイルの一次側を短絡させて点火を停止させる。ここで、制御回路部に設けた停止信号出力回路によって、エンジン停止回路から制御回路部が電気的に分離され、点火を停止させるエンジン停止回路へのエンジン停止信号が点火系で発生する高周波ノイズによる影響を受けない。これにより、点火系からのノイズの混入を防止して回路の誤動作を防止しつつ、燃料カット弁下流側の残留燃料によるランオンやアフターバーンの発生を防止する。
【００１５】
この場合、請求項２記載の発明は、点火用電源に基づいて生成されたエンジン停止指令信号を、停止指令信号入力回路によって電気的に分離し、制御回路部に入力することで、入力側と出力側で点火系からのノイズの混入を防止する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の実施の形態の一例を示し、図１はエンジン停止装置の全体構成図、図２はエンジン停止回路と燃料カット・停止処理回路とのインターフェースを示す説明図である。
【００１８】
図１において、符号１は、エンジン停止を指令する停止指令信号の入力によってエンジンへの燃料供給を遮断するとともに点火カットを行い、エンジンを強制的に停止させるエンジン停止装置であり、本形態においては、リコイルスタータを索引して始動を行うマグネトー点火方式の汎用エンジンで、マグネトー内にバッテリあるいは灯火等のための電源コイル２を備えるものに適用される例を示す。
【００１９】
すなわち、本形態のエンジン停止装置１では、常開形のエンジン停止用操作スイッチ３が操作され、あるいは、エンジンの運転状態を検出するセンサとして、図示しないクランクケースに貯溜された潤滑オイルのレベルを検出する常開形のフロートスイッチ等からなるオイルセンサ４により、潤滑オイル不足が検知されてエンジン停止指令信号が入力されると、図示しない気化器に装着された燃料カット用ソレノイドバルブ（燃料カット弁）５を閉弁させてエンジンへの燃料供給を遮断し、さらに、マグネトーに内蔵される点火コイル６と、この点火コイル６の一次側をＯＮ，ＯＦＦするトランジスタあるいは機械式接点等からなる点火回路７とを備えたイグニッションユニット８に対し、点火コイル６の一次側を短絡させて点火プラグ９を失火させ、エンジンを強制的に停止させるようになっている。
【００２０】
このため、上記エンジン停止装置１には、上記電源コイル２で発生する交流電圧出力を整流、平滑（必要に応じて電圧安定化）する電源回路１０、上記エンジン停止用操作スイッチ３あるいは上記オイルセンサ４からのエンジン停止指令信号により、燃料カット及び点火カットを実行させる制御回路部としての燃料カット・停止処理回路１１、及び、上記燃料カット用ソレノイドバルブ５を駆動するためのパワートランジスタ等からなる燃料カットドライブ回路１２、上記制御回路部からの信号により上記点火コイル６の一次側を短絡させるエンジン停止回路１３が備えられている。
【００２１】
さらに、上記燃料カット・停止処理回路１１には、エンジン停止を指令する停止指令信号が入力されたとき、燃料供給通路に介装された燃料カット用ソレノイドバルブ５を閉弁させて燃料供給を停止させる燃料供給停止回路と、上記停止指令信号を遅延し、上記燃料カット用ソレノイドバルブ５を閉弁させてから設定時間経過後に、上記エンジン停止回路１３へ作動信号を出力する点火停止処理回路とが備えられている。
【００２２】
詳細には、上記燃料供給停止回路には、上記エンジン停止用操作スイッチ３あるいは上記オイルセンサ４からのエンジン停止指令信号を入力する停止指令信号入力回路１４、この停止指令信号入力回路１４からの信号をエンジンが停止するまで（上記電源コイル２からの電源供給がなくなるまで）保持し、上記燃料カットドライブ回路１２へ駆動制御信号（燃料カット信号）を出力する停止信号保持回路１５が備えられ、上記点火停止処理回路には、上記停止信号保持回路１５で保持された信号を遅延して所定時間後に出力する停止信号遅延回路１６、この停止信号遅延回路１６で遅延された信号を上記エンジン停止回路１３へ出力する停止信号出力回路１７が備えられている。
【００２３】
すなわち、上記停止指令信号入力回路１４、上記停止信号保持回路１５、及び、上記燃料カットドライブ回路１２によって形成される燃料供給停止手段により、エンジン停止を指令する停止指令信号が入力されたとき、燃料供給通路に介装された燃料カット用ソレノイドバルブ５を閉弁させて燃料供給を停止させ、上記停止信号遅延回路１６、上記停止信号出力回路１７、及び、上記エンジン停止回路１３によって形成される点火停止処理手段により、停止指令信号を遅延し、上記燃料カット用ソレノイドバルブ５を閉弁させてから設定時間経過後に、点火をカットしてエンジンを停止させるようになっている。
【００２４】
尚、本形態では、上記燃料カット用ソレノイドバルブ５は、非通電状態で開弁、通電状態で閉弁する形式のものであるが、バッテリを備えたエンジン等では、上記燃料カット用ソレノイドバルブ５を非通電状態で閉弁、通電状態で開弁する形式のものとしても良く、上記燃料カットドライブ回路１２へ燃料カット信号が入力されていない状態で、上記燃料カット用ソレノイドバルブ５が通電されて開弁状態になっているような構成としても良い。
【００２５】
ここで、上記エンジン停止装置１においては、上記電源回路１０から上記燃料カット・停止処理回路１１、及び、上記燃料カットドライブ回路１２へ制御用電源が供給されるようになっており、上記電源回路１０、上記燃料カット・停止処理回路１１、及び、上記燃料カットドライブ回路１２が上記電源コイル２に対して共通なグランド（接地電位）Ｇ１を有する一方、上記エンジン停止用操作スイッチ３、上記オイルセンサ４、及び、上記エンジン停止回路１３が点火系と共通でエンジンに接地されるグランドＧ2を有している。
【００２６】
従って、上記エンジン停止装置１内には接地電位の異なる回路が混在することになり、回路間の信号伝達に不具合を生じるばかりでなく、点火系で発生する高周波ノイズが混入して誤動作を起こす虞があるため、上記燃料カット・停止処理回路１１では、停止指令信号入力回路１４及び停止信号出力回路１７において、電源コイル２の電源系と点火用電源系とを電気的に絶縁するようにしている。
【００２７】
すなわち、図２に示すように、上記停止指令信号入力回路１４には、発光ダイオードＰD1及びフォトトランジスタＰTRからなるフォトカプラ１８が備えられており、上記フォトダイオードＰD1のカソード側を点火用電源ＶIG（点火コイル６の一次側）に接続し、アノード側を抵抗Ｒ1を経て上記エンジン停止用操作スイッチ３あるいは上記オイルセンサ４を介してグランドＧ2に接地する一方、上記フォトトランジスタＰTRのコレクタ側を抵抗Ｒ2を介して上記電源回路１０からの電源ＶCCに接続することで、点火用電源ＶIGによるエンジン停止指令信号を光アイソレートし、上記フォトトランジスタＰTRのエミッタ側から制御用電源ＶCCに基づく信号を上記停止信号保持回路１５へ出力するようになっている。
【００２８】
尚、上記エンジン停止用操作スイッチ３及び上記オイルセンサ４に電源回路１０から制御用電源ＶCCを供給し、エンジンから絶縁して接地する場合には、上記停止指令信号入力回路１４のフォトカプラ１８は必ずしも必要でないが、入力信号を電気的に分離することにより、いかなる電源系からのいかなる形式の入力信号にも柔軟に対応することができる。
【００２９】
また、上記停止信号出力回路１７には、発光ダイオードＰD2及びフォトサイリスタＰSCRからなるフォトカプラ１９が備えられ、上記発光ダイオードＰD2のアノード側を抵抗Ｒ3を介して制御用電源ＶCCに接続し、カソード側をトランジスタＴR1を経てグランドＧ1に接地する一方、上記フォトサイリスタＰSCRを上記エンジン停止回路１３に接続することで、上記トランジスタＴR1のベースにバイアス抵抗Ｒ4,Ｒ5を介して入力される上記停止信号遅延回路１６からの制御用電源ＶCCに基づく信号を光アイソレートし、上記エンジン停止回路１３へのエンジン停止信号を出力するようになっている。
【００３０】
上記エンジン停止回路１３は、周知のサイリスタ式停止回路が適用可能であり、上記点火コイル６の一次側を短絡するための電源短絡用サイリスタＳＣＲのカソード側が短絡用抵抗Ｒ6を介して点火用電源ＶIGに接続され、アノード側がダイオードＤ1のカソード側に接続され、このダイオードＤ1のアノード側がグランドＧ2（エンジン接地）に接続されている。
【００３１】
また、上記電源短絡用サイリスタＳＣＲのゲート側には、一度エンジン停止信号が入力されるとエンジンの回転が停止するまで上記電源短絡用サイリスタＳＣＲを自動的に再トリガしてターンオン状態に維持する自己保持回路１３ａが接続されている。
【００３２】
上記自己保持回路１３ａは、上記電源短絡用サイリスタＳＣＲがターンオンしたときに電荷を蓄え、蓄えた電荷を上記電源短絡用サイリスタＳＣＲがターンオフしたときゲート側に環流する保持コンデンサＣ2を中心として構成されており、上記停止信号出力回路１７のフォトサイリスタＰSCRは、カソード側とゲート側との間にコンデンサＣ1及び抵抗Ｒ7を並列接続した上でカソード側とゲート側とが上記保持コンデンサＣ2に共通接続され、アノード側が上記ダイオードＤ1のカソード側に接続されている。
【００３３】
尚、上記自己保持回路１３ａに係わる機能については、先に本出願人によって提出された実開平６−２８２６５号等に詳述されている。
【００３４】
次に、以上のエンジン停止装置１の動作について説明する。通常、エンジンが稼働中は、マグネトー内の電源コイル２からエンジン回転に同期した交流電圧が出力され、電源回路１０によって整流、平滑されて燃料カット・停止処理回路１１、燃料カットドライブ回路１２に制御電源ＶCCが供給されているが、燃料カット・停止処理回路１１からは燃料カットドライブ回路１２への燃料カット信号、及び、エンジン停止回路１３へのエンジン停止信号は出力されておらず、図示しない気化器に装着された燃料カット用ソレノイドバルブ５は開弁状態で、エンジン停止回路１３も非作動状態となっている。
【００３５】
この状態では、マグネトー内の点火コイル６の一次側が点火回路７で断続され、点火コイル６の一次側に自己誘導されるマイナスの点火用電源ＶIGによって点火コイル６の二次側に点火プラグ９の電極間の絶縁破壊電圧以上の高圧電圧が発生するようになっており、点火プラグ９が周期的にスパークして気化器からの混合気が燃焼し、エンジンの回転が継続している。
【００３６】
ここで、エンジン停止用操作スイッチ３の操作、あるいは、オイルセンサ４による潤滑オイル不足の検知がなされると、該当するスイッチ接点が閉じ、図２に示すように、点火用電源ＶIGのマイナス側の期間で停止指令信号入力回路１４のフォトダイオードＰD1にグランドＧ2から電流Ｉａが流れ、フォトダイオードＰD1が発光する。
【００３７】
その結果、フォトダイオードＰD1に光結合されるフォトトランジスタＰTRがＯＮして制御電源ＶCCから電流が流れ、点火用電源ＶIGに基づいて生成された停止指令信号を電気的に分離して電源コイル２からの電源ＶCCに基づく信号に変換し、次段の停止信号保持回路１５へ出力される。
【００３８】
停止信号保持回路１５では、停止指令信号入力回路１４からの信号を自己保持するとともに、燃料カットドライブ回路１２へ燃料カット信号を出力し、この信号が燃料カットドライブ回路１２で増幅されて燃料カット用ソレノイドバルブ５が作動させられる。これにより、燃料カット用ソレノイドバルブ５が閉弁して気化器の燃料通路が遮断され、燃料供給がカットされる。
【００３９】
一方、停止信号保持回路１５からは、自己保持動作と同時に、停止信号遅延回路１６へ信号が出力され、この信号が停止信号遅延回路１６で遅延されて所定の遅延時間経過後、停止信号出力回路１７へ遅延信号が出力される。この停止信号遅延回路１６での遅延時間は、燃料カット用ソレノイドバルブ５が閉弁してからバルブ下流側に残留する燃料がエンジン内に吸入されて燃焼され尽くす迄の時間を考慮し、例えば、アイドル時の無負荷状態で約１ｓｅｃ程度となっており、実際のエンジンの燃料系に応じて最適値が設定される。
【００４０】
そして、停止信号出力回路１７では、停止信号遅延回路１６からの信号を受けてフォトカプラ１９のトランジスタＴR1がＯＮし、制御電源ＶCCからフォトダイオードＰD2に電流が流れて発光する。これにより、フォトダイオードＰD2に光結合されるフォトサイリスタＰSCRがターンオンし、停止信号遅延回路１６からの遅延信号が電気的に分離されて点火用電源ＶIGに基づく信号に変換され、エンジン停止回路１３に作動信号として出力されることになり、このフォトサイリスタＰSCRの導通によってエンジン停止回路１３の自己保持回路１３ａ内の保持コンデンサＣ2がマイナスの点火用電源ＶIGによって充電される。そして、電源短絡用サイリスタＳＣＲのゲートに印加される保持コンデンサＣ2の端子電圧がターンオン電圧に達すると、電源短絡用サイリスタＳＣＲがターンオンする。
【００４１】
すると、電源短絡用サイリスタＳＣＲの導通によって点火コイル６の一次側が短絡され、点火回路７による点火コイル６一次側の遮断を無効として点火プラグ７を失火させるとともに、マイナスの点火用電源ＶIGによって保持コンデンサＣ2が充電される。そして、以後、停止信号出力回路１７からのエンジン停止信号の有無に拘わらず、電源短絡用サイリスタＳＣＲのＯＮ，ＯＦＦが繰り返され、エンジンが停止する。
【００４２】
これにより、燃料カットの実行に対し、時差をもってエンジン停止回路１３が作動させられ、いかなるエンジン運転条件下においても、燃料カット用ソレノイドバルブ５下流側の残留燃料によってエンジンのランオンやアフターバーン発生を回避することができる。
【００４３】
さらに、点火用電源ＶIGによるエンジン停止指令信号を電気的に分離して制御回路部に入力し、この制御回路部から点火用電源ＶIGを短絡するエンジン停止回路に作動信号を出力するため、点火系で発生する高周波ノイズの混入を回避し、制御信頼性を向上することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、燃料カット弁を閉弁させて設定時間経過後に点火を停止させる際に、点火系と分離した電源出力を発生する電源コイルからの電源に基づく信号と、点火系の電源に基づく信号とを分離し、点火系で発生する高周波ノイズの混入を回避するため、誤動作を防止してエンジン停止時にランオンやアフターバーンの発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン停止装置の全体構成図
【図２】エンジン停止回路と燃料カット・停止処理回路とのインターフェースを示す説明図
【符号の説明】
１ … エンジン停止装置
３ … エンジン停止用操作スイッチ
４ … オイルセンサ
５ … 燃料カット用ソレノイドバルブ（燃料カット弁）
１１ … 燃料カット・停止処理回路（制御回路部）
１３ … エンジン停止回路
１４ … 停止指令信号入力回路
１６ … 停止信号遅延回路
１７ … 停止信号出力回路

Claims

エンジンへの燃料供給を停止する燃料カット弁と、マグネトーに内蔵された点火コイルの一次側を点火回路によりＯＮ，ＯＦＦして点火プラグによる点火を行うイグニッションユニットと、点火系と分離した電源をエンジン装備品に供給するため上記マグネトーに内蔵された電源コイルとを備えたエンジンの停止装置において、
エンジンを停止させるための操作用スイッチ及びエンジン運転状態を検出するセンサの少なくとも一方からなり、エンジン停止指令信号を供給するエンジン停止手段と、
上記燃料カット弁を動作してエンジンへの燃料供給を停止する燃料カットドライブ回路と、
上記点火コイルの一次側を短絡して点火を停止させるエンジン停止回路と、
上記エンジン停止指令信号に応じて上記燃料カットドライブ回路に燃料カット信号を出力すると共に、該燃料カット信号が出力されてから所定時間経過したときに、上記エンジン停止回路にエンジン停止信号を出力する制御回路部と、
上記電源コイルで発生する交流電圧出力を整流、平滑化して、上記制御回路部及び上記燃料カットドライブ回路に制御用電源を与える電源回路とを備え、
上記イグニッションユニット及び上記エンジン停止回路を動作するため上記点火コイルの一次側による点火用電源に上記イグニッションユニット及び上記エンジン停止回路を接続構成し、
点火を停止させる上記エンジン停止回路への上記エンジン停止信号が点火系で発生する高周波ノイズによる影響を受けないように、上記エンジン停止回路から上記制御回路部を電気的に分離する停止信号出力回路を、上記制御回路部に設けたことを特徴とするエンジン停止装置。
上記エンジン停止指令信号は上記点火用電源に基づいて生成され、
上記エンジン停止指令信号を電気的に分離して上記制御回路部に入力する停止指令信号入力回路を、上記制御回路部に設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジン停止装置。