JPH0460150A

JPH0460150A - エンジン用オーバヒート検出装置

Info

Publication number: JPH0460150A
Application number: JP17231690A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Umehara; 梅原　和弘
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-26
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2817005B2

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、エンジン用オーバヒート検出装置に係り、と
くに船外機等のマリンエンジンに好適なエンジン用オー
バヒート検出装置に関する。

〔従来の技術〕

マリンエンジン等は一般的には水冷エンジンであり、ポ
ンプで水を吸い上げエンジン内循環後に排出する方式を
採用している。そこで冷却水異常等でオーバーヒートし
た場合の警告は、温度センサをシリンダーヘッド又はそ
の付近へ装着しておき、そのセンサが設定温度を感知す
ると信号を出力し、それによってブザーを吹鳴させ、更
にはエンジン回転規制等を動作させる方法が一般的に行
われている。

一方、冷却水異常に着目した場合には、圧力センサ又は
冷却水検出センサを同じくシリンダーヘッド又はその近
傍の水路に装着し、冷却水が流れなくなった場合又は減
少した場合にはこれを検出し、ブザー吹鳴及びエンジン
回転規制等を行ってエンジンの冷却水異常を運転者に警
告する（水冷エンジンの場合）、という手法が採られて
いる。

に基づいてエンジンの過熱状態の発生を迅速に検知する
とともに、これを有効に防止し得るエンジン用オーバヒ
ート検出装置を提供することにある。

〔発明が解決しようとする課題〕

温度センサをシリンダーヘッド又は近傍に装着しエンジ
ンのオーバーヒート時の温度を検出して警告する方式の
最も厄介な問題は、設定温度を何度にするかということ
である。検出温度は既にエンジンが異常をきたして温度
上昇中の途中となる為、設定温度が高過ぎると手遅れと
なる。又逆に低過ぎると、正常範囲内に於いても警告し
てしまう。故に、この温度設定の為の実験も非常に厄介
であり、更にセンサのバラツキや熱伝導も十分注意を払
わなければならない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、かかる従来技術の有する不都合を勘案
し、とくにエンジンが過熱状態に至る過程で生じる過激
な温度上昇の割合をとらえ、これ［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、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でいる。

そして、主制御部が、温度センサからの出力信号に基づ
いてエンジンの温度上昇率を演算する温度上昇率演算機
能と、これにより演算されたエンジンの温度上昇率の値
が予め定めた回転数及び温度の枠内において所定の値以
上と成った場合に警報手段を駆動してエンジンの回転数
上昇を規制する警報制御機能とを備える、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。

第１図に、本発明を含む点火装置全体の構成を示す。本
発明の機能をはたすためのシステムとしては、点火シス
テムの電源部分となるマグネト−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３図で示す様に磁石１０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”ｔｅｌ隔で配置されている。更にロータ１１
の内側には、コンデンサー充電コイル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、マイコン回路５２
の出力により作動し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ッチ回路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６
０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Ｃ１，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ク−３ＣＲＩ〜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、ピニオンギヤ−（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、コンデンサ充電コイル１に起
電力が発生する。第２図にこの場合の出力波形を示す。

そして、このコンデンサ充電コイル１の正（＋）側圧力
で所定の電力がコンデンサＣＩ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５３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ＬＩＩＪと流れ、それ迄
オフ（ＯＦＦ）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
Ｃ１の電荷が「コンデンサーＣ１→サイリスター５ＣＲ
Ｉ→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度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ＳＥ１は、サーミスタを使用しており、第４図
に示す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ｔ、（”Ｃ３以下の場合
は、サーミスタの抵抗値がＲ０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
、シリンダーの温度が高＜ｔ＋（”ｃ）以上の場合は、
サーミスタの抵抗値がＲ０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、、Ｔ、［秒〕の関係は予めＴ＋　＞Ｔ２
としてお（。

始動点火時期設定時間Ｔ１又はＴｔ　〔秒〕が経過する
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２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の信号がらギヤーカウントコイル６の出力を何パルス
がカウント後トリガー出力バッファ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Ｔ２　〔秒〕経過後ハ、
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
は何等影響しない。

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〜５ＣＲ４のゲー
トに出力し、そのサイリスク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カバ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。

次に、各種ウオーニング動作について説明する。

本実施例では、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、エンジンオーバーし一トの検出
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、ブザー吹鳴、ＬＥＤ点燈とともにエンジン
の回転数を設定回転数基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。オイルが警告レベルに達するとオイルレベル
センサＳＥ２がオンする。このため、「バッテリー→ブ
ザー→ダイオードＤ１３→オイルレベルセンサー→アー
ス及びバッテリー→抵抗５→ＬＥＤ　１→オイルレベル
センサー→アース」と電流が流れる。そして、ブザー吹
鳴、　　ＬＥＤ１点燈とともにインターフェース回路６
０からの電流が「ダイオードＤ１４→オイルレベルセン
サー→アース」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点燈回路からＬＥＤ点燈出力が出力されＬＥ
Ｄ４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。

オイルフローウオーニングについてもオイルレベルウオ
ーニングと同様の動作を行う。

次に、エンジン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４図のようにな
る。一方、エンジン温度上昇特性は第５図のようになる
。

エンジン回転数がＮ　＋　　（ｒ　ｐ　ｍ　）の時の正
常時の温度上昇カーブが曲線Ａ、冷却水異常時の温度上
昇カーブが曲線Ａ’　、ＮＺ　　（ｒｐｍ３時の正常時
温度上昇カーブが曲線Ｂ、冷却水異常時の温度上昇カー
ブが曲線Ｂ′、同じ＜Ｎ３　　（ｒｐｍ：１時では曲線
ｃ、ｃ’で示している。また、エンジン回転数ＮＩ、Ｎ
ｔ　、Ｎｓの関係は、’　Ｎ＋　＜　Ｎ　ｚ〈Ｎ、」で
あり、Ｎ１は低速域、Ｎ２は中速域、Ｎ、は高速域であ
る。

温度上昇の仕方としては、初期の段階で比較的上昇率が
大きく、温度が上がるに従い緩やかになる。これはエン
ジン回転数が高い程その傾向が強くなる。一方、冷却水
異常をきたしてオーバーヒートに至る状況では、異常状
態が始まると正常時に比べかなり急激な温度上昇率を示
し、温度が上がるに従い上昇率は鈍くなる。この時も正
常時と同様にエンジン回転数が高い程この傾向は強い。

そこで、このオーバーヒートの検出方式として、単に正
常時の最高温度より若干高い温度を警告温度として設定
しておくだけでなく、正常時と異常時の温度上昇カーブ
の違いを利用するものである。

以下、第６図のオーバーし一ト検出のフローチャートに
て具体的に説明する。

まず、エンジンスタートし、エンジン温度をチエツクし
、ｔ４（”Ｃ）以上か以下かを判定する。

そこで即ｔｉ（”ｃ）以上であれば警告に移行するか、
以下の場合は次のｔｚ（”ｃ）以上が以下かの判定をす
る。以下の場合はスタート時点に戻るが、以上の場合は
エンジン回転数がＮ、（ＲＰＭ）以上か以下かチエツク
を行う。Ｎ、（ＲＰＭ）以下の場合はスタート時点に戻
るが、以上の場合は次の判定に移る。

ここで、ｔａ　　（“Ｃ〕は正常時の最高温度より若干
高目に設定したオーバーヒート警告温度である。

ｔｚ（”ｃ）はエンジン温度がｔ４　（”ｃ）に達して
オーバーヒート警告が動作した場合、その警告が解除す
る温度である。又Ｎ、（ＲＰＭ）は低速で、この回転で
冷却水異常となり、エンジン温度が上昇してもエイシン
回転が低い為、温度上昇率で判定出来るか否か境界の回
転であり、Ｎ、（ＲＰＭ〕以下の場合はｔ、（”ｃ）以
上か以下かの判定のみでオーバーヒートの検出を行う。

Ｎ、（ＲＰＭ）以上の場合、エンジン回転数がＮｔ以上
か以下か判定し、以上の場合エンジン温度がｔｓ（”ｃ
）以上か以下か判定する。以上の場合、温度上昇率がα
２以上か以下か判定し、以下の場合は正常であるので、
スタート時点に戻って同じ判定を繰り返す。以上の場合
はオーバーヒートとなるので、警告動作に移行する。

一方、エンジン温度がｔ、（”ｃ）以下の場合、温度上
昇率がα１以上か以下か判定し、以下の場合は正常であ
るのでスタート時点に戻り、以上の場合はオーバーヒー
トとなるので警告動作に移行する。

ここで、エンジン回転数Ｎ、（ＲＰＭ）はＮ。

（ＲＰＭ）以上の成る回転数以下と以上では、冷却水異
常が発生してからの温度上昇率が異なる為、オーバーヒ
ート判定用の設定温度上昇率を変更する必要があり、こ
のＮ、［ＲＰＭ）が境界の回転数である。

なお、更に温度上昇率を細かく分けて判定したい場合は
、エンジン回転数範囲を何段かに分け、その回転数範囲
に相当する温度上昇率を適用してオーバーヒート有無の
判定を行うことも可能である。また、温度上昇率α２．
α３は一定時間Ｔ内に上昇した温度Ｌ″Ｃの割合（Ｔ）
であり、エンジンの温度上昇特性上、適切な値に決めれ
ば良い。

勿論これ等は正常時の温度上昇率に対して大きくなって
おり、オーバーヒートと判定出来る値を採用する。

一方、コンピュータでオーバーヒートの判定を行う場合
、α２．α３の１回のチエツクだけでなく、連続的に何
回かα２．α、を取り込み、その平均値がα２．α、を
満足した場合にオーバーヒートと判定する方式としても
良い。α２とα３の関係は、温度が高い状態の時よりも
低い状態から冷却水異常となった時の方が温度上昇率が
大きい為、「α２〈α３」となる。

エンジン回転数がＮ２　ＣＲＰＭ）以下の場合は同じ＜
ｔｓ（”ｃ）以上か以下か判定し、以上の場合、温度上
昇率がα１以上か以下かのチエツクでオーバーヒートの
検出を行う。α、以下の場合は正常である為スタート時
点に戻り、再びチエツクを繰り返す。一方α１以上の場
合はオーバーヒートとなり、警告動作に移行する。

又、ｔｓ　　（“Ｃ〕以下の場合、温度上昇率がα２以
上又は以下か判定し、以下の場合は正常でありスタート
時点に戻る。α２以上の場合はオーバーヒートとなる為
、警告動作に移行する。温度上昇率α１とα２の関係は
、先の説明と同じ理由にて「α、くα２」となり、全体
的には「α１〈α２〈α、」となる。

次に、警告動作について説明すると、オーバーヒートと
判定するとまずブザーとＬＥＤＩが吹鳴及び点燈する。

これは、第１図のインターフェース回路６０のＡ部がハ
イレベルからローレベルとなり、「バッテリー→抵抗Ｒ
５→ＬＥＤＩ→インターフェース」及び「バッテリー→
ブザー→ダイオ→インターフェース」と電流が流れ、Ｌ
ＥＤ　１点燈しブザーが吹鳴する。これにより運転者に
警告を与える。

さらに、その時のエンジン回転数をチエツクし、Ｎえ　
（Ｒ，ＰＭ）以上であれば飛火を失火させてＮえ　（Ｒ
ＰＭ）迄エンジン回転数を下げ、エンジンの温度上昇を
抑止する。逆に、Ｎ、ｌ　（ＲＰＭ）以下であれば回転
規制は動作しない。一方この場合、スロットルを開いて
エンジン回転を上げようとした場合には、Ｎ、（ＲＰＭ
）以上へは回転数は上昇しない。そしてこの回転規制が
動作している時は、第１図のマイコン回路５２からＬＥ
Ｄ点燈回路を介し出力が出てＬＥＤ４を点燈させ、運転
者に回転規制動作を知らせる。

一担オーハーヒートを検出した場合は、警告及び回転規
制開始後、エンジン温度がｔ＋［”ｃ）に下がる迄動作
を継続し、１＋　　［″Ｃ］以下となった時点で動作を
解除し、スタート時点に戻り再び判定動作を続ける。

又、万一これ等の温度上昇率の判定でオーバーヒートが
検出できなかった場合は、正常時の最高温度より若干高
目に設定したオーバーヒート警告温度ｔ４　［”ｃ）で
判定出来る。このｔａ（’ｃ）でオーバーヒートと判定
した場合は、同じくブザー吹鳴及びＬＥＤＩの点燈の警
告を行うとともに、エンジン回転数がＮ　ｌ　　（ＲＰ
　Ｍ　）以上の場合にエンジン回転規制を動作させる。

ｔ４　ビＣ］でオーバーヒートと判定し警告動作した場
合は、エンジン温度ｔ！（”Ｃ）以下で警告解除をする
。

以上の説明のように、冷却水異常が始まった場合に、エ
ンジン温度の上昇率をチエツクし、異常の有無を判定す
る為、単に正常時の最高温度より若干高目の温度を設定
しておき、その温度以下か以上かで判定していた従来技
術の場合よりも迅速に、又正確に判定出来、エンジンの
損傷を未然に防ぐことが可能である。

すなわち、上記実施例においては、■冷却異常が始まっ
てからのエンジンの温度上昇率を異常有無の判定に使用
する為、迅速な又正確な判定が可能となり、■エンジン
温度上昇率はエンジン回転側、温度別に細分化し各々の
条件での上昇率を設定判定することが可能となり、■セ
ンサーはサーミスターを使用する為、０Ｎ−ＯＦＦを行
うバイメタル式センサーに比べ安価で始動進角条件を決
定するセンサーと共用することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明においては、エンジンの冷却異常
時のエンジン温度上昇率を冷却異常有無の判定に使用す
るようにしたので、エンジンの冷却異常を迅速かつ的確
に検知することが可能となり、これがため基準設定温度
が高すぎたり低すぎたりして生じていた従来技術におけ
る装置の信鯨性欠如を、本発明ではほぼ完全に排除し安
定した信転性の高いエンジン用オーバヒート検出装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）は本発明の一実施例を示す斜視図、第１図
（２）は同図（１）の分解斜視図、第２図は第１回の動
作を示す説明図、第３図は第１図内のパルサコイルが装
備されるマグネト−を示す説明図、第４図は第１図の温
度センサとして使用されるサーミスタの特性を示す線図
、第５図はエンジンの温度上昇曲線の例を示す線図、第
６図は第１図中のマイコン回路の動作を示す説明図であ
る。Ｂ１・・・・・・警報手段としてのブザー、ＳＥＩ・・
・・・・温度センサとしてのサーミスタ、５２・・・・
・・主制御部としてのマイコン回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（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
主制御部とを備えたエンジン用オーバヒート検出装置に
おいて、前記主制御部が、前記温度センサからの出力信
号に基づいてエンジンの温度上昇率を演算する温度上昇
率演算機能と、これにより演算されたエンジンの温度上
昇率の値が予め定めた回転数及び温度の枠内において所
定の値以上と成った場合に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警報制御機能とを備えている
ことを特徴とするエンジン用オーバヒート検出装置。