JPH05195936A

JPH05195936A - エンジンのオーバーヒート抑制装置

Info

Publication number: JPH05195936A
Application number: JP30153492A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tobinaga; 紀飛永; Shigeo Okumura; 滋雄奥村; Kenichi Handa; 健一半田; Shinya Atsumi; 信也渥美
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd; Sanshin Kogyo KK
Current assignee: Yamaha Marine Co Ltd; Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1992-10-15
Filing date: 1992-10-15
Publication date: 1993-08-06
Anticipated expiration: 2010-10-09
Also published as: JPH0792043B2

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジン温度の異常上昇時に、エンジン回転
速度を段階的に従ってショックなく減速させ、オーバー
ヒートの発生を確実に抑制可能とすること。【構成】３以上の複数気筒からなるエンジン１１のオ
ーバーヒート抑制装置において、エンジン１１の温度が
所定値を越える状態下で、エンジン回転数が所定回転数
以上の場合は、一部気筒を除く他の複数気筒を、所定の
時間間隔で順次失火させる制御を開始可能とし、エンジ
ン回転数が前記所定回転数未満の場合は、前記制御を行
なわないようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船外機等に用いられて
好適なエンジンのオーバーヒート抑制装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンをオーバーヒート（過熱）状態
で運転すると、ピストン焼付等のトラブルが発生し、エ
ンジンを破損する虞れがある。特に船外機用エンジン
等、定速で連続運転するものでは、高速運転中にこれら
のトラブルが発生しても、運転者が即座に適切な処置を
とることができないことがある。

【０００３】そこで従来、エンジン温度の異常上昇を検
出して、点火気筒を失火させることによりエンジン回転
速度を減速させ、エンジンのオーバーヒートによる破損
を防止するオーバーヒート抑制装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、上記従来
のオーバーヒート抑制装置は、複数の点火気筒の全部を
同時に失火させるものであるから、オーバーヒートの発
生を確実に抑制可能とするようなエンジンの減速状態を
得るためには、エンジン回転速度及び船体速度の急激な
低下を招来する虞れがある。

【０００５】また、上記従来のオーバーヒート抑制装置
は、複数の点火気筒の全部を同時に失火させるものであ
るから、エンジンが完全停止してしまい、結果としてエ
ンジンの水冷もしくは空冷も停止してしまうため、エン
ジンが失火制御によって減速しても水冷もしくは空冷の
冷却作用を得ることができなくなり、オーバーヒートの
発生を確実に抑制することが困難となる。

【０００６】本発明は、エンジン温度の異常上昇時に、
エンジン回転速度をショックなく減速させ、オーバーヒ
ートの発生を確実に抑制可能とするオーバーヒート抑制
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、３以上の複数
気筒からなるエンジンのオーバーヒート抑制装置におい
て、エンジンの温度が所定値を越える状態下で、エンジ
ン回転数が所定回転数以上の場合は、一部気筒を除く他
の複数気筒を、所定の時間間隔で順次失火させる制御を
開始可能とし、エンジン回転数が前記所定回転数未満の
場合は、前記制御を行なわないようにしたものである。

【０００８】

【作用】エンジン温度の異常上昇時に、一部気筒を除く他の複
数気筒が所定の時間間隔で順次失火せしめられるから、
エンジン回転速度を段階的にショックなく減速させ、オ
ーバーヒートの発生を確実に抑制できる。

【０００９】上記の失火制御時に、複数気筒が順次
失火完了した後、最終的に一部気筒による運転を継続す
ることから、エンジンの完全停止によるエンジンの水冷
もしくは空冷もしくは空冷の停止を回避する状態下で、
エンジンを減速しながら冷却せしめることができ、オー
バーヒートの発生を確実に抑制できる。

【００１０】エンジン回転数が所定回転数以上の場合
は失火制御を開始可能とし、前記所定回転数未満の場合
は前記制御を行なわないため、たとえオーバーヒート状
態下であっても、所定回転数以下の回転持続力が弱い低
回転域では、失火制御を行なわない。よって、失火によ
る出力低下でエンジンが停止するようなことがなく、減
速状態を保持しつつオーバーヒートの発生を確実に抑制
することができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明を適用した60度等間隔点火の船
外機用Ｖ型６気筒２サイクルエンジンの一例を一部破断
して示す平面図、図２は同エンジンの正面図、図３は同
エンジンの点火制御系統図である。

【００１２】エンジン１１は90度バンクのＶ型 6気筒エ
ンジンとされ、第１気筒１１Ａと第２気筒１１Ｂ、第３
気筒１１Ｃと第４気筒１１Ｄ、第５気筒１１Ｅと第６気
筒１１ＦがそれぞれＶ型を形成している。エンジン１１
のクランク軸１２は縦置き配置され、クランク軸１２に
は連接棒１３を介して、横置き配置の各気筒内に収容さ
れるピストン１４が連結されている。エンジン１１の後
部には、各気筒に燃焼室１５を画成するシリンダヘッド
１６が固定されている。エンジン１１の前部には、各気
筒に対応する吸気路１７に備えられているリード弁１８
を介して、各気筒のクランク室１９に混合気を供給する
気化器２０、吸気箱２１が接続されている。尚、２２
（２２Ａ〜２２Ｆ）は点火栓を示し、２３はスロットル
弁を示している。

【００１３】上記エンジン１１は、その点火時期を電子
制御可能とすべく、マイクロコンピュータからなる制御
器２４を備えている。即ち、制御器２４は、後に詳述す
るように点火時期設定器２５（ＣＰＵ）、点火信号発生
器２６を有し、パルサコイル２７、クランク角度信号
（タイミング信号）発生器２８、スロットル検出器２
９、温度検出器３０Ａ、オーバーヒート検出器３０Ｂの
各出力信号に基づいて、エンジン１１の各運転状態に最
適な点火時期を設定し、ＣＤＩユニット３１を介して、
各気筒の点火栓２２Ａ〜２２Ｆにおける点火状態を制御
可能としている。尚、図３において３２は点火時期設定
器２５に対するサンプリング周期発生回路である。

【００１４】ここで、エンジン１１におけるクランク軸
１２の上端部には、図４に示すように、マグネトを形成
するロータ３３のボス部３４が、半月キー３５及びナッ
ト３６によって固定されている。ロータ３３の内面には
永久磁石３７が固定されている。３８は発電用コイルで
あり、永久磁石３７の内面に対応するように環状に複数
個配設されている。これらの発電用コイル３８はエンジ
ン１１に設けられた複数の脚部３９に固定されている。

【００１５】４０は永久磁石であり、そのＮ極とＳ極を
ロータ３３のボス部３４における直径方向の２位置に 1
80度間隔をなして位置するように固定されている。ま
た、２７（２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ）は 3個のパルサコ
イルであり、エンジン１１に支持されている支持台４１
に一体化されている環状の保持具４２の内面に 120度間
隔で固定されている。即ち、パルサコイル２７は、クラ
ンク軸１２が60度回転する毎に、そのいずれかのパルサ
コイル２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃが永久磁石４０のＮ極ま
たはＳ極と１回対向し、図５に示すように、パルサコイ
ル２７Ａには第１気筒１１Ａ及び第４気筒１１Ｄに対す
るパルスＰ₁ 、Ｐ₄ が誘起され、パルサコイル２７Ｂに
は第２気筒１１Ｂ及び第５気筒１１Ｅに対するパルスＰ
₂ 、Ｐ₅ が誘起され、パルサコイル２７Ｃには第３気筒
１１Ｃ及び第６気筒１１Ｆに対するパルスＰ₃ 、Ｐ₆ が
誘起される。

【００１６】また、ロータ３３の外周部にはエンジンの
始動時に図示されない始動モータの回転力を受けるリン
グギヤ４３が固定され、リングギヤ４３の外周部には、
エンジン１１に固定配置される前記クランク角度信号発
生器２８が対向配置されている。このクランク角度信号
発生器２８には、クランク軸１２の回転とともに、リン
グギヤ４３の各噛合歯に対向するパルスが誘起される。

【００１７】前記パルサコイル２７の各出力パルスＰ₁
〜Ｐ₆ は図３に示すように制御器２４の波形整形回路４
４を経てエンコーダ４５によって符号化され、相互に識
別可能な状態で順次点火時期設定器２５を介してプリセ
ットカウンタ４６に伝達される。また、前記クランク角
度信号発生器２８の出力パルスは、図３に示すように、
制御器２４の倍周期回路４７において図６にＰ_c で示す
細分化されたパルスとなってプリセットカウンタ４６に
伝達される。

【００１８】上記パルサコイル２７、クランク角度信号
発生器２８及びプリセットカウンタ４６は、本発明にお
けるクランク角度検出器を構成する。即ち、パルサコイ
ル２７は、クランク軸１２の１回転において、それぞれ
クランク軸１２の定角度位置に対応する気筒数分のパル
ス、即ちクランク軸１２の基準角度信号を発生する。従
って、パルサコイル２７はクランク軸の基準角度信号発
生器として機能し、パルサコイル２７のパルス発生時点
後におけるクランク角度信号発生器２８の発生パルス数
をプリセットカウンタ４６によって計数することにより
クランク軸１２の角度位置を検出可能としている。尚、
図６に示すように、クランク軸１２の角度位置を検出す
るに当たり、Ｎ気筒（例えば第２気筒１１Ｂ）のクラン
ク角度位置、例えばその上死点（ＴＤＣ）に対する進角
度θに対する基準角度信号として、Ｎ−１気筒（例えば
第１気筒１１Ａ）に対応するパルサコイル３２Ａの発生
パルスＰ₁ を用いて、そのＰ₁ 発生時点後におけるクラ
ンク角度信号発生器３３のパルス発生数ΣＰ_c を計数す
るものとすれば、当該基準角度信号としてＮ気筒に対応
するパルサコイル２７Ｂの発生パルスを用いる場合に 3
60度−θ分のパルス数を計数する必要があるのに比し
て、 6気筒であれば60度−θ分のΣＰ_c を計数すれば足
り、該Ｎ気筒に対応するパルサコイル２７Ｂのパルス発
生時点より以前の角度θをより小なるパルス数の計数で
高精度に割出し可能となる。

【００１９】また、パルサコイル２７は、エンジン速度
検出器としても機能する。即ち、パルサコイル２７はク
ランク軸１２の１回転毎に気筒数分のパルスを発生する
ものであるから、点火時期設定器２５において単位時間
内におけるパルサコイル２７の発生パルス数を計数する
ことにより、クランク軸１２の回転速度即ちエンジン速
度を検出することが可能となる。

【００２０】また、前記スロットル検出器２９は、気化
器２０のスロットル軸２３Ａに直結せしめられ、ポテン
ショメータ方式によって、気化器２０のスロットル開度
即ち各気筒への吸入空気量を検出可能としている。

【００２１】また、前記温度検出器３０Ａは、例えばサ
ーミスタ型からなり、第３気筒１１Ｃと第５気筒１１Ｅ
の間のシリンダヘッド１６に取付けられ、冷却水温の検
出を介して、エンジン１１の温度を検出可能としてい
る。尚、スロットル検出器２９と温度検出器３０Ａの検
出結果はバッファ２９Ａを介して交互にＡ／Ｄ変換器２
９Ｂに伝達され、Ａ／Ｄ変換器２９Ｂにおいてデジタル
化された状態で点火時期設定器２５に伝達されている。

【００２２】また、前記オーバーヒート検出器３０Ｂ
は、例えばバイメタル接点式の感温スイッチからなり、
第１気筒１１Ａと第２気筒１１Ｂの各シリンダヘッド１
６に取付けられ、シリンダヘッド１６内の冷却水温を検
出し、例えばｔ₁ ℃以上の検出結果を点火時期設定器２
５に伝達可能としている。

【００２３】以下、前記制御器２４の具体的点火制御手
順について説明する。まず、制御器２４の通常運転時の
制御について説明する。制御器２４の点火時期設定器２
５には、エンジン速度と、吸入空気量としてのスロット
ル開度の各組合わせに対する最適点火時期が、マップ
（または関数式）の型式で予め定められている。（尚、
本出願人は、上記点火時期設定器２５に定められるマッ
プの一例を、特願昭57-146268 号に添付した明細書及び
図面において既に明らかにしている。）従って、エンジ
ン１１の通常運転時に、点火時期設定器２５は、前述の
ようにパルサコイル２７の出力パルスを計数することに
よって得られたエンジン速度、スロットル検出器２９に
よって検出されたスロットル開度即ち吸入空気量、及び
上記マップに基づいて、その時点における運転状態に対
応する最適点火時期を設定する。このようにして、点火
時期設定器２５は、各気筒の上記最適点火時期を点火信
号発生器２６のプリセットカウンタ４６に伝達する。

【００２４】他方、上記プリセットカウンタ４６は、前
述のように、本発明におけるクランク角度検出器の一部
でもあり、基準角度信号発生器としてのパルサコイル２
７のパルス発生時点後におけるクランク角度信号発生器
２８の発生パルス数を計数し、クランク軸１２の角度位
置を検出している。

【００２５】そこで、本発明における点火信号発生器２
６の一部としてのプリセットカウンタ４６は、上記のよ
うにして計数したクランク角度が、点火時期設定器２５
から伝達された最適点火時期に位置する時点で、波形整
形回路４８に点火信号を伝達する。波形整形回路４８に
伝達された点火信号は、ＣＤＩユニット３１の各気筒に
対応するＣＤＩ点火装置に伝達される。ＣＤＩユニット
３１の上記各ＣＤＩ点火装置は、前記マグネトの発電用
コイル３８で発生した電圧を点火用コンデンサに充電を
開始した後、上記点火信号発生器２６において発生した
点火信号電流によりＳＣＲのゲートを導通させると同時
に、点火用コンデンサに蓄えていた電荷を急激に点火コ
イルの１次側に印加することによって、点火コイルの２
次側に高電圧を発生し、各気筒の点火栓２２Ａ〜２２Ｆ
に放電を発生可能としている。即ち、上記制御器２４に
よる進角制御によれば、点火時期設定器２５に予めマッ
プの型式で定められている点火時期の選定により、エン
ジンの通常運転状態で異常燃焼を生ずることのない最適
点火時期に点火可能となる。

【００２６】次に、制御器２４によるオーバーヒート抑
制制御について説明する。ここで、点火時期設定器２５
は、エンジン温度が所定温度、例えばｔ₁ ℃以上、スロ
ットル開度が所定開度例えばα₁ 度以上及びエンジン回
転速度が所定速度、例えばＮ₁ rpm 以上である場合に、
全気筒のうちの一部気筒を除く他の複数気筒を、所定の
時間間隔で順次失火させるべく、失火させたい気筒に対
する点火時期設定信号を点火信号発生器２６に伝達する
ことのないようになっている。図７は横軸に時間Ｈを、
縦軸にエンジン回転速度Ｎをとり、オーバーヒート抑制
制御による制御状態を示す線図であり、 6気筒１１Ａ〜
１１Ｆからなるエンジン１１において、第６気筒１１
Ｆ、第５気筒１１Ｅ、第３気筒１１Ｃ、第２気筒１１Ｂ
を順次例えばｈ₁ 〜ｈ₂ 秒の時間Ｈ₁ をおいて失火さ
せ、最終的に第１気筒１１Ａ及び第４気筒１１Ｄの２気
筒のみによってエンジン１１の運転を継続する状態を示
している。

【００２７】また、制御器２４には図８に示すオーバー
ヒート抑制プログラムが書込まれており、オーバーヒー
ト抑制制御はこのプログラムに基づいて以下のように実
行される。即ち、制御器２４は、オーバーヒート検出器
３０Ｂ即ち感温スイッチによって検出したエンジン温度
を点火時期設定器２５に入力し（ステップ）、その検
出結果がｔ₁ ℃以上であるかを判断する（ステップ
）。ステップの判断結果がＮＯであれば、ステップ
に戻り、その判断結果がＹＥＳであれば、スロットル
検出器２９が検出したスロットル開度がα₁ 度以上であ
るかを判断する（ステップ）。ステップの判断結果
がＮＯであればステップに戻り、その判断結果がＹＥ
Ｓであれば、パルサコイル２７の出力パルスの計数によ
って検出されているエンジン回転速度がＮ₁rpm以上であ
るかを判断する（ステップ）。ステップの判断結果
がＮＯであれば、ステップに戻り、その判断結果がＹ
ＥＳであれば、点火時期設定器２５は図７に示した失火
制御を実行し（ステップ−ａ）、エンジン回転速度を
Ｎ₁rpmに保持し（ステップ−ｂ）、その後、スロット
ル検出器２９が検出したスロットル開度がα₁ 度以下で
あるかを判断する（ステップ−ｃ）。ステップ−ｃ
の判断結果がＮＯであれば、ステップ−ｂに戻り、そ
の判断結果がＹＥＳであれば、失火を解除し（ステップ
−ｄ）、ステップに戻る。また、制御器２４は、ス
テップの判断結果がＹＥＳである場合に、運転者に警
告を与えるべくブザーを鳴動し（ステップ）、温度検
出器３０Ａが検出したエンジン温度がｔ₂ ℃以下である
かを判断する（ステップ）。ステップの判断結果が
ＮＯであれば、ステップに戻ってブザーの鳴動を続
け、その判断結果がＹＥＳであれば、ブザーの鳴動を停
止し（ステップ）、ステップに戻る。

【００２８】尚、上記オーバーヒート抑制プログラムの
ステップ−ｃにおいて、スロットル開度がα₁ 度以下
であるかを判断する理由は、ステップ−ａ、−ｂに
よる失火制御の作動後にエンジン温度が低下した場合
に、運転者の予告なくエンジンの低下状態が正常運転に
復帰して安全性を欠くことを防止するため、上記エンジ
ン温度の低下によっても失火制御状態を自動解除させ
ず、運転者の意志によるスロットル開度操作を伴う失火
制御状態のマニュアル解除を確保することにある。ま
た、上記オーバーヒート抑制プログラムのステップに
おいて、エンジン回転速度がＮ₁rpm以上であるかを判断
する理由は、エンジン１１がＮ₁rpm以下である状態下で
は、エンジン１１の運転を一部の気筒１１Ａ、１１Ｄの
みによっては継続困難であることに基づく。

【００２９】従って、前記制御器２４によるオーバーヒ
ート抑制制御によれば、エンジン温度の異常上昇時に、
ブザーを鳴動して運転者に警告を与えるとともに、３以
上の複数気筒のうちの一部気筒を除く他の複数気筒を所
定の時間間隔で順次失火させ、従ってエンジン回転速度
を段階的にショックなく減速させ、オーバーヒートの発
生が確実に抑制可能となる。即ち、減速状態が段階状に
進行されることから、エンジン回転速度及び船体速度の
急激な低下を伴うことなく、オーバーヒートを抑制する
に必要な減速状態を得ることが可能となる。また、この
オーバーヒート抑制制御においては、複数気筒が順次失
火完了した後、最終的に一部気筒による運転を継続する
ことから、エンジンの完全停止によるエンジンの水冷も
しくは空冷の停止を回避する状態下で、エンジンを減速
することによってオーバーヒートの発生を確実に抑制す
ることが可能となっている。

【００３０】尚、上記実施例は失火制御される各気筒を
一定の時間間隔Ｈ₁ で順次失火させる場合について説明
したが、上記失火制御の時間間隔は、後続気筒への失火
の進行とともに順次変化するものであってもよい。

【００３１】また、上記実施例は本発明をＶ型 6気筒エ
ンジンに適用する場合について説明したが、本発明は、
実質的に３以上の複数気筒からなるエンジンであれば適
用可能であり、他の形式のエンジンにも勿論適用可能で
ある。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、エンジ
ン温度の異常上昇時に、エンジン回転速度を段階的に従
ってショックなく減速させ、オーバーヒートの発生を確
実に抑制可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を適用した船外機用エンジンの一
実施例を一部破断して示す平面図である。

【図２】図２は同エンジンを示す平面図である。

【図３】図３は同エンジンの点火制御系統図である。

【図４】図４は同エンジンのクランク軸上部構造を示す
断面図である。

【図５】図５は同エンジンのパルサコイル配置状態を示
す説明図である。

【図６】図６はパルサコイル及びクランク角度信号発生
器の各出力パルスを示す波形図である。

【図７】図７はオーバーヒート抑制制御状態を示す線図
である。

【図８】図８はオーバーヒート抑制プログラムを示す流
れ図である。

【符号の説明】

１１エンジン１１Ａ〜１１Ｆ気筒２４制御器２５点火時期設定器２６点火信号発生器３０Ｂオーバーヒート検出器３１ＣＤＩユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渥美信也静岡県浜北市小林1281番地の１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３以上の複数気筒からなるエンジンのオ
ーバーヒート抑制装置において、エンジンの温度が所定
値を越える状態下で、エンジン回転数が所定回転数以上
の場合は、一部気筒を除く他の複数気筒を、所定の時間
間隔で順次失火させる制御を開始可能とし、エンジン回
転数が前記所定回転数未満の場合は、前記制御を行なわ
ないことを特徴とするエンジンのオーバーヒート抑制装
置。