JPH07217518A - 内燃機関の異常燃焼防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、急減速時に制御手段によって少な
くとも一の気筒の点火カットを行うことができ、アフタ
バーン等の異状燃焼を確実に防止し得るとともに、急減
速時の判断を電気的に行い、作動の確実性及び耐久性を
良好とすることを目的としている。 【構成】 このため、スロットルバルブのスロットル開
度を検出するスロットルセンサを設け、このスロットル
センサからの検出信号を入力し急減速時であると判断し
た際には少なくとも一の気筒の点火カットを行い異常燃
焼を防止すべく制御する制御手段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の異常燃焼防
止装置に係り、特に内燃機関の減速状態を検出した減速
時に気筒の点火カットを行い、異常燃焼を防止する内燃
機関の異常燃焼防止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関において、減速時の異状燃焼と
して一般的な現象は、アフタバーン（後燃え）である
が、この対策としては燃料カットやキャブレタセッティ
ング等の対応がなされている。

【０００３】また、排気干渉等による減速時の異状燃焼
に対しては、従来、特別な対策が行われていないのが現
状である。

【０００４】前記内燃機関の異常燃焼防止装置として
は、特開平１−３１８７６２号公報に開示されるものが
ある。この公報に開示される２サイクル内燃機関は、一
対の点火プラグが燃焼室の中心部から距離を異にして設
けられ、最大トルク発生回転数以下の回転領域でき少な
くとも燃焼室の中心部に近い点火プラグを点火させ、最
大トルク発生回転数以上の回転領域では燃焼室の中心部
から離れた点火プラグのみを点火させ、最大トルク発生
回転数以上の回転領域での混合気の燃焼時間を伸ばし、
排気ガスの温度を高温としている。

【０００５】また、特開平２−７５７６３号公報に開示
されるものがある。この公報に開示される内燃機関の点
火制御方法は、内燃機関の状況に応じた警告信号に基
き、機関の点火制御により機関回転速度を制御する方法
において、警告信号中に冷却水流量の低下警告信号が含
まれている場合に失火および間引点火の組合せによる点
火制御を行い、警告信号中に冷却水流量の低下警告信号
が含まれていない場合に失火、間引点火および遅角点火
の組合せによる点火制御を行っている。

【０００６】更に、特開平３−１０７５７０号公報に開
示されるものがある。この公報に開示される船外機用内
燃機関点火装置は、１個の電磁ピックアップコイルの一
方の端の信号をある１気筒の点火信号とし、他端の信号
は他の気筒の点火信号とし、それ以外の気筒には、始動
時は点火させないようにし、電磁ピックアップコイル１
個で始動時、エマージェンシ時にも点火可能で、エンジ
ン駆動でき、且つ通常時には全気筒の最適な点火時期で
の制御を可能とし、エンジンの装着性を向上させてい
る。

【０００７】更にまた、特開平３−１３４２６２号公報
に開示されるものがある。この公報に開示される筒内噴
射式内燃機関の第１の発明は、燃焼室内に臨むノズル
を、加圧気体貯留手段に連通し、燃焼室で加圧された気
体を抜き取って貯留手段に導入し得るように構成し、燃
料噴射時に貯留手段の加圧気体が燃焼とともにノズルか
ら燃焼室内に噴射されるように構成している。また、第
２の発明は、２サイクル筒内噴射式内燃機関のクランク
軸が３６０度回転する毎に点火と無点火を繰り返す点火
プラグと、点火プラグが点火行程にある際に燃料と加圧
気体の混合物を燃焼室に噴射するノズルと、点火プラグ
が無点火行程にある際に燃焼室内で加圧された気体を抜
き取り貯留する加圧気体貯留手段とを備え、燃料と混合
されて燃焼室に噴射される加圧気体は加圧気体貯留手段
から供給されるように構成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内燃
機関の異常燃焼防止装置において、例えば２サイクル３
気筒船外機エンジン２００は、図５に示す如く、シリン
ダブロック２０２と、このシリンダブロック２０２の一
面に配置されるシリンダヘッド２０４と、シリンダブロ
ック２０２の他面に装着されるクランクケース２０６と
により構成される。

【０００９】そして、クランクケース２０６内にクラン
ク軸２０８を回動可能に軸支し、このクランク軸２０８
にはコンロッド２１０を介してピストン２１２が装着さ
れている。

【００１０】また、前記シリンダブロック２０２とシリ
ンダヘッド２０４とにより形成される燃焼室２１４にス
パークプラグ２１６を配設するとともに、シリンダヘッ
ド２０４にイグニションコイル２１８を配設している。

【００１１】更に、前記クランク軸２０８の一端にフラ
イホイールマグネト２２０が配設されている。

【００１２】前記クランクケース２０６にキャブレタ２
２２が配設され、このキャブレタ２２２近傍にはスロッ
トルセンサ２２４が配設されている。

【００１３】そして、前記２サイクル３気筒船外機エン
ジン２００の基本回路は、図６に示す如く、コントロー
ルユニットたる制御手段２２６にパルサコイル２２８を
介してフライホイールマグネト２２０を接続するととも
に、イグニションコイル２１８を介してスパークプラグ
２１６を接続している。

【００１４】しかし、従来の２サイクル３気筒船外機エ
ンジンにおいては、１２０度間隔にて爆発行程が実施さ
れており、排気干渉が生じ易く、実用上不利であるとい
う不都合がある。

【００１５】また、船外機の如く、構造上、排気マニホ
ルドを気筒毎に分離し難い場合に、特に干渉によって他
気筒の高圧排気ガスが燃焼室内へ逆流し、異状燃焼を発
生させる惧れがあるという不都合がある。

【００１６】更に、運転時の特に減速時には、燃焼室内
への給気量が少なくなることにより、燃焼室内の室内圧
力が低く、排気干渉による逆流ガス量が増加する。この
結果、逆流した高温の排気ガスが、燃焼室内の混合気の
正規点火時期よりも早期に発火させることとなり、いわ
ゆる過早着火の原因となる場合があり、実用上不利であ
るという不都合がある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明は、上
述不都合を除去するために、複数の気筒を有する内燃機
関の減速状態を検出し減速時の異常燃焼を防止する内燃
機関の異常燃焼防止装置において、スロットルバルブの
スロットル開度を検出するスロットルセンサを設け、こ
のスロットルセンサからの検出信号を入力し急減速時で
あると判断した際には少なくとも一の気筒の点火カット
を行い異常燃焼を防止すべく制御する制御手段を設けた
ことを特徴とする。

【００１８】

【作用】上述の如く発明したことにより、スロットルセ
ンサからの検出信号を入力して急減速時であると判断し
た際には制御手段によって少なくとも一の気筒の点火カ
ットを行い、異常燃焼を防止している。

【００１９】

【実施例】以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２０】図１はこの発明の第１実施例を示すもので
ある。図１において、２は図示しない内燃機関の異常燃
焼防止装置のコントロールユニットたる制御手段、４は
スロットルセンサである。

【００２１】このスロットルセンサ４は、図示しないス
ロットルバルブのスロットル開度を検出するものである
が、実際にはキャブレタ（図示せず）のスロットルバル
ブと連動し、スロットル開度により通常抵抗値が変化す
る構造としている。そして、抵抗値の変化は、電圧値の
変化に置換される。

【００２２】前記制御手段２に、ＣＤＩ（コンデンサ・
ディスチャージ・イグニション）ユニット６と、イグニ
ションコイル８とを接続するとともに、このイグニショ
ンコイル８にスパークプラグ１０を接続して設ける。

【００２３】また、前記スロットルセンサ４からの検出
信号を入力し急減速時であると判断した際には少なくと
も一の気筒の点火カットを行い異常燃焼を防止すべく制
御する前記制御手段２を設ける構成とする。

【００２４】詳述すれば、制御手段２は、演算回路１２
と点火スイッチ１４とにより形成され、演算回路１２
は、内燃機関の急減速時、つまり図示しないスロットル
バルブのスロットル開度を高開度から急速に低開度に戻
した時のスロットルセンサ４の高電圧（高開度時の電
圧）から低電圧（低開度時の電圧）への電圧変化を時間
によって微分し、ｄＶ／ｄｔとして出力する。

【００２５】そして、このｄＶ／ｄｔの出力値が予め設
定される設定値以上となり、急減速時であると判断した
際にのみ前記点火スイッチ１４をＯＮ動作させ、スパー
クプラグ１０の点火を一時的にカットするものである。

【００２６】このとき、前記制御手段２からの点火カッ
ト信号を、図１に実線で示す如く、ＣＤＩユニット６に
出力すべく構成する。

【００２７】また、前記制御手段２は、少なくとも一
の、予め設定した気筒のみの点火カットを行うべく制御
する機能を有する。

【００２８】つまり、図示しない内燃機関を、上部から
下部に３個の気筒を配列させた２サイクル３気筒内燃機
関とした際に、中間部位の第２気筒と下部の第３気筒と
の点火カットを行うべく設定される。

【００２９】次に作用について説明する。

【００３０】前記スロットルセンサ４によって図示しな
いスロットルバルブのスロットル開度を検出し、検出し
た抵抗値の変化を電圧値の変化に置換した後に、信号を
制御手段２の演算回路１２に入力させる。

【００３１】この演算回路１２は、スロットルセンサ４
の高電圧（高開度時の電圧）から低電圧（低開度時の電
圧）への電圧変化を時間によって微分し、微分後のｄＶ
／ｄｔの出力値が予め設定される設定値以上である場合
に、内燃機関の急減速時であると判断し、前記点火スイ
ッチ１４をＯＮ動作させ、ＣＤＩユニット６及びイグニ
ションコイル８を介してスパークプラグ１０の点火を一
時的にカットする。

【００３２】そしてこのとき、図示しない内燃機関を、
２サイクル３気筒内燃機関とした際の中間部位の第２気
筒と下部の第３気筒との点火カットを前記制御手段２に
よって行い、急減速時の異常燃焼を防止する。

【００３３】これにより、急減速時に制御手段２によっ
て中間部位の第２気筒と下部の第３気筒との点火カット
を行うことができ、アフタバーン等の異状燃焼を確実に
防止し得るとともに、バックファイヤの防止にも寄与し
得る。

【００３４】また、急減速時の判断を電気的に行うこと
ができることにより、作動の確実性及び耐久性に優れ、
実用上有利である。

【００３５】更に、例えば点火時期の制御に使用するス
ロットルセンサ、つまり既設のスロットルセンサを使用
することができることにより、部品の新設が不要とな
り、制御手段内のプログラムの変更のみで対処でき、構
成が複雑化せず、コストを低廉に維持し得て、経済的に
有利である。

【００３６】更にまた、急減速時に特定、つまり中間部
位の第２気筒と下部の第３気筒との点火カットを行うこ
とにより、気筒の点火カット時のショックが少なく、体
感上、失火による不快感を少なくすることができ、フィ
ーリングを良好とし得るものである。

【００３７】図２〜図４はこの発明の第２実施例を示す
ものである。この第２実施例において、上述第１実施例
と同一機能を果たす箇所には同一符号を付して説明す
る。

【００３８】この第２実施例の特徴とするところは、気
筒の点火カットの解除をエンジン回転数にて行う機能を
制御手段２０に付加した点にある。

【００３９】すなわち、図２に示す如く、コントロール
ユニットである制御手段２０に、スロットルセンサ４
と、エンジン回転数信号を出力するエンジン回転数セン
サ２２と、ＣＤＩユニット６とを夫々接続して設け、こ
のＣＤＩユニット６にはイグニションコイル８を介して
スパークプラグ１０を接続して設ける。

【００４０】また、前記制御手段２０は、図４に示す如
く、演算処理回路（ＣＰＵ）２４と、リード・オンリ・
メモリ（ＲＯＭ）２６と、ランダム・アクセス・メモリ
（ＲＡＭ）２８と、入力信号の判断用入力Ｉ／Ｆ３０と
を有する。

【００４１】更に、前記制御手段２０は、エンジン回転
数が３０００ｒｐｍ未満となった際に、点火カットを解
除し、通常点火に移行すべく制御するものである。

【００４２】さすれば、図３に示す点火カット制御用フ
ローチャートに沿って説明すると、図示しない内燃機関
の駆動により制御用プログラムがスタート（１００）
し、スロットル開度が検出（１０２）され、検出信号が
制御手段２０の入力Ｉ／Ｆ３０から入力される。

【００４３】そして、急減速時であるか否かの判断（１
０４）を行い、この判断（１０４）がＮＯの場合には、
通常点火（１０６）に移行させ、スロットル開度の検出
（１０２）を繰り返し行い、逆に判断（１０４）がＹＥ
Ｓの場合には、気筒の点火カットを開始する（１０
８）。

【００４４】気筒の点火カットの開始後に、エンジン回
転数センサ２２からの検出信号を入力し、エンジン回転
数が３０００ｒｐｍ以上であるか否かの判断（１１０）
を行う。

【００４５】この判断（１１０）がＹＥＳの場合に、点
火カットを継続（１１２）させ、この判断（１１０）が
ＮＯとなるまで繰り返し行い、判断（１１０）がＮＯと
なった場合には、点火カットの制御を解除し、上述の通
常点火（１０６）に移行させる。

【００４６】これにより、急減速時に制御手段２０によ
って特定の気筒の点火カットを行うことができ、上述第
１実施例のものと同様に、アフタバーン等の異状燃焼を
確実に防止し得るとともに、バックファイヤの防止にも
寄与し得る。

【００４７】また、急減速時の判断を電気的に行うこと
ができることにより、上述第１実施例のものと同様に、
作動の確実性及び耐久性に優れ、実用上有利である。

【００４８】更に、例えば点火時期の制御に使用するス
ロットルセンサ、つまり既設のスロットルセンサを使用
することができることにより、上述第１実施例のものと
同様に、部品の新設が不要となり、制御手段内のプログ
ラムの変更のみで対処でき、構成が複雑化せず、コスト
を低廉に維持し得て、経済的に有利である。

【００４９】更にまた、急減速時に特定気筒の点火カッ
トを行うことにより、点火カット時のショックが少な
く、体感上、失火による不快感を少なくすることがで
き、フィーリングを良好とし得るものである。

【００５０】また、点火カットの解除をエンジン回転数
にて判断することにより、運転状態に合致した制御が可
能となり、運転状態が悪化する等の不具合を確実に解消
し得て、効率の良い点火カットを果たし得る。

【００５１】更に、前記制御手段２０を、演算処理回路
（ＣＰＵ）２４と、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）
２６と、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）２８
と、入力信号の判断用入力Ｉ／Ｆ３０とによって構成し
たことにより、スロットル開度の変化率の指定や点火カ
ットが作動するスロットル開度の範囲の指定、そして点
火カットを行うエンジン回転数の範囲を指定を行うこと
ができ、制御の汎用性を大とし得る。

【００５２】なお、この発明は上述第１、第２実施例に
限定されるものではなく、種々の応用改変が可能であ
る。

【００５３】例えば、この発明の第１実施例において
は、上部から下部に３個の気筒を配列させた２サイクル
３気筒内燃機関の中間部位の第２気筒と下部の第３気筒
との点火カットを行うべく制御手段を設定したが、少な
くとも一の気筒の点火カットを行う構成であればよく、
特定の１気筒のみの点火カットを行い、体感上、失火に
よる不快感を少なくし、ショックを減少させることもで
きる。

【００５４】また、この発明の第１実施例においては、
前記制御手段２からの点火カット信号を、図１に実線で
示す如く、ＣＤＩユニット６に出力すべく構成したが、
ＣＤＩユニット６を介さずに、図１に破線で示す如く、
イグニションコイル８に直接出力する構成とし、スロッ
トルセンサからの検出信号により急減速時であると判断
した際に、スパークプラグ１０への通電をカットして点
火カットを行い異常燃焼を防止することも可能である。

【００５５】更に、この発明の第１実施例において、制
御手段によって点火カットを行う際に、気筒の点火カッ
トを解除するタイマを設け、点火カットが開始された後
にタイマを作動させ、タイマによって点火カットの持続
時間を２〜３秒間延長させ、点火カットの解除を行う構
成とすることもできる。さすれば、タイマの作動中に点
火カットを確実に行い得るとともに、点火カット後の解
除をも確実に行い得るものである。

【００５６】更にまた、この発明の第１、第２実施例に
おいては、内燃機関を、２サイクル３気筒内燃機関とし
て説明したが、３気筒内燃機関に限定されるものではな
く、２気筒あるいは４気筒以上の内燃機関とすることも
可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上詳細に説明した如くこの発明によれ
ば、スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロ
ットルセンサを設け、このスロットルセンサからの検出
信号を入力し急減速時であると判断した際には少なくと
も一の気筒の点火カットを行い異常燃焼を防止すべく制
御する制御手段を設けたので、急減速時に制御手段によ
って少なくとも一の気筒の点火カットを行うことがで
き、アフタバーン等の異状燃焼を確実に防止し得る。ま
た、急減速時の判断を電気的に行うことができることに
より、作動の確実性及び耐久性に優れ、実用上有利であ
る。更に、既設のスロットルセンサを使用することがで
きることにより、部品の新設が不要となり、制御手段内
のプログラムの変更のみで対処でき、構成が複雑化せ
ず、コストを低廉に維持し得て、経済的に有利である。
更にまた、急減速時に少なくとも一の気筒との点火カッ
トを行うことにより、点火カット時のショックが少な
く、体感上、失火による不快感を少なくすることがで
き、フィーリングを良好とし得るものである。

【００５８】また、前記制御手段は、スロットルセンサ
からの検出信号により急減速時であると判断した際にス
パークプラグへの通電をカットして点火カットを行い異
常燃焼を防止する機能を制御手段に付加すれば、急減速
時にスパークプラグへの通電を直接カットすることがで
き、点火カットの回路を簡略化でき、製作が容易とな
り、コストを低廉とし得て、経済的に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す内燃機関の異状燃
焼防止装置の概略ブロック図である。

【図２】この発明の第２実施例を示す内燃機関の異状燃
焼防止装置の概略ブロック図である。

【図３】内燃機関の異状燃焼防止装置の点火カット制御
用フローチャートである。

【図４】制御手段の概略構成図である。

【図５】この発明の従来の技術を示す２サイクル３気筒
船外機エンジンの概略断面図である。

【図６】内燃機関の異状燃焼防止装置の基本回路の概略
ブロック図である。

【符号の説明】

２ 制御手段 ４ スロットルセンサ ６ ＣＤＩ（コンデンサ・ディスチャージ・イグニショ
ン）ユニット ８ イグニションコイル １０ スパークプラグ １２ 演算回路 １４ 点火スイッチ

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【手続補正書】

【提出日】平成６年４月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図６】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒を有する内燃機関の減速状態
   を検出し減速時の異常燃焼を防止する内燃機関の異常燃
   焼防止装置において、スロットルバルブのスロットル開
   度を検出するスロットルセンサを設け、このスロットル
   センサからの検出信号を入力し急減速時であると判断し
   た際には少なくとも一の気筒の点火カットを行い異常燃
   焼を防止すべく制御する制御手段を設けたことを特徴と
   する内燃機関の異常燃焼防止装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、スロットルセンサから
   の検出信号により急減速時であると判断した際にスパー
   クプラグへの通電をカットして点火カットを行い異常燃
   焼を防止すべく制御する制御手段である特許請求の範囲
   の請求項１に記載の内燃機関の異常燃焼防止装置。