JPH1122608A - エンジンの点火制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の演算式点火制御装置及び機械式点火装
置に関する問題点を解決し、両者の効果的な機能を兼ね
備えたエンジンの点火制御装置を提供すること。 【解決手段】 本発明に係るエンジンの点火制御装置
は、点火タイミングを検出する検出手段と、前記点火タ
イミング検出手段からの検出信号に基づいて点火時期及
び点火タイミングを決定し点火回路に点火信号を出力す
る演算手段と、前記検出手段からの検出信号と演算手段
からの点火信号とを選択可能に点火回路に供給する切換
手段とを備え、前記切換手段で、検出手段の検出信号を
点火信号として直接点火回路に送り検出手段で検出した
点火タイミングで点火プラグを着火させるハード点火制
御と、演算手段で求めた点火信号を点火回路に供給して
点火プラグを着火させるソフト点火制御とを切り換える
ことができるようにしたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの点火制
御装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、クランク軸やカム軸にパルサ
コイルを設け、このパルサコイルのパルサ信号に基づい
て予め決められたプログラム等によってＣＰＵで最適な
点火時期を決定し、点火信号をＣＤＩ回路に出力する演
算式の点火制御装置は知られている。上記した従来の演
算式点火制御装置は、例えば、入力されるパルサコイル
の周期等から、加速中、減速中、又は定常運転中等のエ
ンジンの運転状態を予測して点火信号を出力することが
できるので、パルサコイルのパルサ信号をそのまま点火
信号として使用する所謂機械式の点火装置に比べて、点
火時期を細かく、より最適な時期に調整することができ
るという効果を奏する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の演算式点火制御装置は、エンジン運転中は次々にパル
サ信号が入力されるので問題はないが、パルサ信号を入
力してから演算を開始するため、エンジン始動時には演
算に時間が必要なため点火信号の出力が遅れる場合があ
り、機械式点火装置に比べてエンジンの始動性が悪いと
いう問題がある。特に二つのパルサ信号の周期に基づい
て点火信号の出力タイミングを演算するように構成され
ている場合には、少なくとも二つのパルサ信号を入力し
た後でなければ点火信号を出力することができず、例え
ば、パルサコイルがクランク軸に１８０度間隔で二つし
か設けられていないような場合には、少なくともクラン
キング時にクランク軸を１８０度以上回転させなければ
点火信号を得ることができないため始動性が悪い。上記
した始動性の問題は、特に従来の点火制御装置を４サイ
クルエンジンに点火制御装置を適用した時に問題とな
る。即ち、４サイクルエンジンは２サイクルエンジンに
比べて点火を行えるタイミングが半分しかないため始動
時に点火を失敗すると次の点火タイミングを得るために
２サイクルエンジンの２倍のクランキングが必要となり
クランキングを行う人又はモータに対する負担が大きく
なるという問題がある。また、この従来の演算式点火制
御装置の構成では、万一点火時期を演算するＣＰＵが故
障してしまった場合、パルサコイルが正常に機能してい
るにも関わらず点火信号を出力できなくなる可能性があ
るという問題もある。上記した問題は、パルサコイルの
パルサ信号をそのまま点火信号として使用する所謂機械
式点火装置では生じないが、この機械式点火装置では、
当然、点火時期を細かく制御したり、また、より最適な
点火時期を得るという従来の演算式点火制御装置の特有
の効果は得ることができない。本発明は、上記した従来
の演算式点火制御装置及び機械式点火装置に関する問題
点を解決し、両者の効果的な機能を兼ね備えたエンジン
の点火制御装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係るエンジンの点火制御装置は、点火
タイミングを検出する検出手段と、前記点火タイミング
検出手段からの検出信号に基づいて点火時期及び点火タ
イミングを決定し点火回路に点火信号を出力する演算手
段と、前記検出手段からの検出信号と演算手段からの点
火信号とを選択可能に点火回路に供給する切換手段とを
備え、前記切換手段で、検出手段の検出信号を点火信号
として直接点火回路に送り検出手段で検出した点火タイ
ミングで点火プラグを着火させるハード点火制御と、演
算手段で求めた点火信号を点火回路に供給して点火プラ
グを着火させるソフト点火制御とを切り換えることがで
きるようにしたことを特徴とするものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示した一実施例
を参照しながら本発明に係るエンジンの点火制御装置の
実施の形態について説明していく。図１は本発明に係る
エンジンの点火制御装置を適用したエンジンを搭載する
船外機付き船舶の概略斜視図であり、また、図２は前記
点火制御装置を含む船外機側の配線構造と船体側の配線
構造との関係を示す概略図である。図面に示すように船
外機１は、オープンデッキ型の船体２の船尾に搭載さ
れ、船体２の前部には操舵ハンドル３、シート４、スロ
ットル兼シフトレバー５、メインスイッチ６、ストップ
スイッチ７、メータパネル８、燃料タンク９、及びバッ
テリ１０が配置されている。船外機１には、エンジン１
１、交流発電機（図示せず）及びエンジン１１の点火時
期を制御する点火制御装置３０が設けられている。ま
た、船外機１には、図示していないが、上記したものの
他に推進プロペラ、エンジン１１の駆動力をプロペラに
伝達する動力伝達系、オイルポンプ、及び冷却水供給ポ
ンプ等も設けられている。前記エンジン１１は、各気筒
の位相が１８０゜ずれた直列４気筒の４サイクルエンジ
ンから成り、船外機１の上部にクランク軸を縦置きに搭
載され、その駆動力で船外機１の下方に設けられた推進
プロペラを回転駆動させて推進力を得るように構成され
ている。このエンジン１１は、周知の通りクランク軸の
回転から見て第１気筒と第４気筒、及び第２気筒と第３
気筒が同じ位相で作動する。前記エンジン１１のクラン
ク軸（図示せず）には二つのパルサコイル１２，１３が
１８０度間隔で設けられ、一方の（第１）パルサコイル
１２で第１気筒及び第４気筒の点火タイミングを検出
し、他方の（第２）パルサコイル１３で第２気筒及び第
３気筒の点火タイミングを検出するよう構成されてい
る。また、エンジン１１は、そのウォータジャケット
（図示せず）にウォータジャケット内の温度を監視する
サーモセンサ１４が、さらに、その潤滑油供給通路（図
示せず）のオイルポンプ（図示せず）の下流側に潤滑油
供給通路中の油圧を監視する油圧スイッチ１５が設けら
れており、これらパルサコイル１２，１３及び各スイッ
チ１４，１５からの信号に基づいて点火制御装置３０で
点火時期制御が行われる。尚、前記点火制御装置３０
は、好ましくはスロットル開度やスロットル変化率に関
する情報やシフトレバーのシフト状態に関する情報を入
力し、これらの情報に基づいてエンジンの運転状態に合
わせた点火遅角・点火進角制御やシフト状態に合わせた
点火制御が行われ得るが、ここではそれらの方法の詳細
な説明は省略する。

【０００６】（電源回路について）図２に示すように、
船体２側にあるバッテリ１０は、船外機１側にある交流
発電機の充電用コイル１６に整流定電圧装置１７（例え
ば、レクチファイヤ及びレギュレータ）を介して接続さ
れ、これらで充電回路を構成し、この充電回路で、船外
機１に設けられたエンジン１１の点火制御装置３０や船
体２に設けられたメータ等の電装品に電力供給を行うと
共に、バッテリ１０の充電を行うように構成されてい
る。尚、船体２側にあるバッテリ１０と船外機１側にあ
る充電用コイル１６とは適当なコネクタ１８及びメイン
ヒューズ１９を介して接続され、前記メインヒューズ１
９で、点火制御装置３０やメータ等を構成する回路がシ
ョートした時にバッテリ１０からこれらの回路に大電流
が流れないように回路保護が成されている。前記充電回
路の船外機１側には、点火制御装置３０に電力供給を行
う点火用電源回路２０と、船体２の電装品に電力供給を
行う船体用電源回路２１とが接続されており、点火用電
源回路２０は、点火制御装置３０に設けられた無接点ス
イッチ回路３１によりＯＮ／ＯＦＦされ、また、船体用
電源回路２１は船体２に設けられた有接点式のメインス
イッチ６によりＯＮ／ＯＦＦされる。前記船体用電源回
路２１の船外機１側の回路部分と船体２側の回路部分と
はコネクタ２２を介して接続され、また、その船外機１
側の回路部分には船体２側の電装品を保護するアクセサ
リヒューズ２３が設けられている。また、この船体用電
源回路２１におけるメインスイッチ７の下流側にはバッ
クアップ回路２１ａが接続されており、このバックアッ
プ回路２１ａは、コネクタ２４を介して再び船外機１側
に戻り点火制御装置３０におけるスイッチ回路３１より
下流側の接続され、例えば、点火用電源回路２０の断線
や前記スイッチ回路３１の故障が生じた場合でも、船体
用電源回路２１から点火制御装置３０の点火系に直流電
圧が供給できるように構成されている。尚、前記点火制
御装置３０は、その回路が、少なくとも整流定電圧装置
１７で制限されたライトコイル１６の最大電流値に耐え
得る強さの配線で構成されているため、点火制御装置３
０と充電用コイル１６との間を接続する点火用電源回路
２０には回路保護のヒューズは設けられていない。ま
た、図２に示すように、点火制御装置３０にはエンジン
停止回路２５が接続されており、船体２側に設けられた
ストップスイッチ７を操船者等が閉成するとこのエンジ
ン停止回路２５が導通して前記点火用電源回路２０及び
バックアップ回路２１ａから点火制御装置３０へ供給さ
れる電力を止めてエンジン１１を停止させるように構成
されている。

【０００７】（制御装置の構成について）前記点火制御
装置３０は、前記したスイッチ回路３１の他に、 ・各気筒の点火プラグＰ１〜Ｐ４の点火コイルＣ１及び
Ｃ２に磁束変化を生じさせ各点火プラグＰ１〜Ｐ４を着
火するＣＤＩ回路３２、 ・各気筒の点火時期を決定しＣＤＩ回路３２に対する点
火信号を出力するＣＰＵ４０、 ・充電回路からの直流電圧を約５Ｖの定電圧に変換しＣ
ＰＵ４０に供給する定電圧回路３４、 ・パルサコイル１２，１３や各スイッチ類１４，１５か
らの入力をデジタル信号に変換する入力回路３５〜３
８、 ・ＣＰＵ４０からの点火信号（以下、ソフト点火信号と
称する。）とパルサコイル１２，１３からの点火信号
（以下、ハード点火信号と称する。）の切換を行う点火
信号切換回路３９、 ・及びＣＰＵ４０の動作を監視し異常時にＣＰＵ４０に
リセット信号を出力するウォッチドック回路３３を備え
ている。 尚、図中符号１５ａは、船体２に設けられた警告ランプ
を示しており、この警告ランプ１５ａは、潤滑油供給路
中の油圧低下により油圧スイッチ１５が閉成した時に微
弱電流が流れて点灯して油圧異常を操船者に警告する。
また、油圧スイッチ１５は、前記警告ランプ１５ａを備
えた回路と並列に少なくとも前記警告ランプ１５ａより
高い電流を流すことが可能な負荷１５ｂを備えた回路が
接続されており、これにより、例えば、接点の酸化等に
より油圧スイッチ１５の接点抵抗が高くなった場合でも
確実に油圧スイッチ１５を導通させてＣＰＵ４０に油圧
異常情報を送れるようになる。

【０００８】（スイッチ回路について）前記スイッチ回
路３１には、図２に示すようにパルサコイル１２，１３
からの信号が入力される。スイッチ回路３１はこのパル
サコイル１２，１３からの信号が入ると導通して、点火
用電源回路２０からの１２Ｖ直流電圧をＣＤＩ回路３２
及び定電圧回路３４に供給する無接点スイッチ素子を備
えている。これにより、エンジン始動直後から点火制御
装置３０におけるＣＤＩ回路３２及びＣＰＵ４０に必要
な電力が確実に供給されるようになる。尚、通常コネク
タや機械的スイッチ類等の接続部品は接触不良等による
断線の可能性があり、また、ヒューズも振動等により断
線する可能性があるが、前記したように点火用電源回路
２０はヒューズ、コネクタ、及び機械的スイッチ（例え
ば、メインスイッチ）を一つも介さずに点火制御装置３
０に接続され、無接点スイッチ回路３１によりＯＮ／Ｏ
ＦＦされるように構成されているので、コネクタ、ヒュ
ーズ、及び機械的スイッチを介装した回路に比べて断線
の可能性が極めて低い。従って、エンジン作動中に接触
不良や断線等により点火制御装置３０への電力供給が遮
断される可能性が著しく低下する。また、前記点火用電
源回路２０は充電用コイル１６の他にバッテリ１０にも
接続されているため、万一充電用コイル１６が故障した
場合でも点火制御装置３０にはバッテリ１０から電力を
供給することが可能である。さらに、船体用電源回路２
１に、スイッチ回路３１の下流側に接続されるバックア
ップ回路２１ａを設けているので、万一点火用電源回路
２０が断線したり、また、スイッチ回路３１が故障した
場合でもＣＤＩ回路３２及びＣＰＵ４０への電力供給を
確実に確保することができる。

【０００９】（ＣＤＩ回路について）前記ＣＤＩ回路３
２は、エンジン１１の第１気筒及び第４気筒、又は第２
気筒及び第３気筒の点火プラグＰ１及びＰ４又はＰ２及
びＰ３を共通の点火コイルＣ１又はＣ２で同時に着火さ
せる同時着火方式の回路であり、 ・充電用コンデンサ３２ａ、 ・第１気筒及び第４気筒の点火プラグＰ１、Ｐ４共通の
第１点火コイルＣ１に充電用コンデンサ３２ａの点火エ
ネルギを放電させるための第１サイリスタ３２ｂ、 ・第２気筒及び第３気筒の点火プラグＰ２、Ｐ３共通の
第２点火コイルＣ２に充電用コンデンサ３２ａの点火エ
ネルギを放電させるための第２サイリスタ３２ｃを備え
ている。また、ＣＤＩ回路３２は、前記点火用電源回路
２０からの１２Ｖ直流電圧を３００Ｖ程度に昇圧させる
昇圧回路（Ｄ−Ｄ変換器）３２ｄを備え、この昇圧回路
３２ｄを介してバッテリ１０及び充電用コイル１６から
成る充電回路から点火エネルギを充電用コンデンサ３２
ａを充電するように構成されている。即ち、この点火制
御装置３０における前記ＣＤＩ回路３２は、前記充電回
路と共に、所謂ＤＣ−ＣＤＩ回路を構成しており、エン
ジン始動直後から十分な充電用コンデンサ３２ａに充電
が行えるように構成されている。

【００１０】（点火信号切換回路について）前記したＣ
ＤＩ回路３２の第１及び第２サイリスタ３２ｂ及び３２
ｃは、点火信号が入力されると導通し、充電用コンデン
サ３２ａに蓄えられていた電荷を急激に放電させて第１
点火コイルＣ１又は第２点火コイルＣ２に急激な磁束変
化を発生させ、点火プラグＰ１及びＰ４又はＰ２及びＰ
３の二次コイルに高電圧を誘起させて火花放電を起こさ
せる。前記点火信号は、基本的には第１及び第２パルサ
コイル１２，１３からのパルサ信号に基づいて決められ
るが、この点火制御装置３０では、パルサ信号を直接点
火信号として用いるハード点火信号又は、パルサ信号に
基づいてＣＰＵ４０で最適な点火時期に適合した点火信
号出力タイミングを演算し、より最適なタイミングでＣ
ＰＵ４０から出力されるソフト点火信号の何れかを選択
的に用いてサイリスタ３２ｂ，３２ｃを導通させること
ができるように構成されている。前記点火信号の切換は
点火信号切換回路３９によって行われる。この点火信号
切換回路３９は、ＣＰＵ４０からのソフト点火信号が出
力されている場合は、ソフト点火信号をサイリスタ３２
ｂ又は３２ｃに出力し、ＣＰＵ４０からソフト点火信号
が出力されていなければパルサコイル１２又は１３から
直接送られてくるハード点火信号（パルサ信号）をサイ
リスタ３２ｂ又は３２ｃに出力するよう構成されてい
る。ＣＰＵ４０は、パルサ信号の種類（即ち、第１パル
サコイル１２からのパルサ信号及び第２パルサコイル１
３からのパルサ信号）によって磁束変化を起こさせる点
火コイルＣ１又はＣ２を決め、対応するサイリスタ３２
ｂ又は３２ｃに点火信号を出力するが、各点火信号を出
力するタイミング（即ち点火時期）は、図３に示すよう
に連続する二つのパルサ信号の周期に基づいて演算す
る。従って、図３に示すように、ＣＰＵ４０は、少なく
ともパルサ信号が二回入力された後でなければ（即ち、
本実施例の場合には、パルサコイル１２，１３が１８０
度間隔で設けられているため、少なくともクランク軸が
１８０度以上回転しなければ）点火信号を出力しないた
め、前記点火信号切換回路３９は、エンジンがクランキ
ングされると直ぐにパルサコイル１２又は１３からのハ
ード点火信号（パルサ信号）をＣＤＩ回路３２のサイリ
スタ３２ｂ又は３２ｃに出力し、ＣＰＵ４０がソフト点
火信号を出力し始めると出力信号をソフト点火信号に切
り換える。また、点火信号切換回路３９にはウォッチド
ック回路３３からのリセット信号も入力され、このリセ
ット信号が入力されると、ソフト点火信号による制御中
であっても強制的にハード点火信号に出力を切り換え
る。このように点火信号切換回路３９で、ハード点火信
号とソフト点火信号の切換を行うことにより、パルサコ
イル１２，１３の数や間隔に関係なく、（本実施例の場
合にはクランク軸を１８０度以上回転させなくても）エ
ンジンがクランキングされたら直ぐにハード点火信号で
点火を行うことができるためエンジンの始動性能が向上
し、また、エンジン始動後はＣＰＵ４０で演算した最適
な点火タイミングで出力されるソフト点火信号により点
火制御を行うことができるのでエンジンの出力性能が向
上すると共に、後述する失火制御等も行えるようにな
る。また、上記したように点火信号切換回路３９はウォ
ッチドック回路３３からのリセット信号に基づいてソフ
ト点火信号からハード点火信号に強制的に切り換えるよ
うに構成しているので、万一ＣＰＵ４０が故障した場合
でもウォッチドック回路３３がＣＰＵ４０をリセットす
ると同時に自動的にハード点火信号に切り換えることが
できる。

【００１１】（ＣＰＵについて）次に、点火制御装置３
０におけるＣＰＵ４０の機能についてする。このＣＰＵ
４０は、上記したように二つのパルサーコイル１２，１
３からのパルサ信号に基づいて、磁束変化を起こさせる
点火コイルと点火信号の出力タイミングとを決定してサ
イリスタ３２ｂ又は３２ｃの何れかにソフト信号を出力
し、対応する点火プラグＰ１及びＰ４又はＰ２及びＰ３
に火花放電を起こさせる。これにより、同時に火花放電
を起こす二つの点火プラグＰ１及びＰ４又はＰ２及びＰ
３の一方は、対応する気筒は圧縮行程終期にあるので、
その火花放電が実際に混合気を燃焼させるが、他方は、
対応する気筒が排気行程終期にあるので単に火花放電を
生じるだけで混合気を燃焼させない。本明細書では、点
火プラグが火花放電することを「着火」と称し、また、
火花放電が実際に混合気を燃焼させることを「点火」と
称する。図４はＣＰＵ４０の各処理機能を表す概略図で
ある。この図４に示すように、このＣＰＵ４０は、 ・エンジン回転数やスロットル開度等のエンジンの運転
状態に基づいて予め用意された点火時期マップからその
時のエンジンの運転状態に適合した点火時期を決定し、
パルサ信号に基づいて着火すべき点火コイルと前記点火
時期に適合した点火信号の出力タイミングを決定する点
火時期決定部４１、 ・パルサ信号に基づいてエンジン回転数を演算するため
のエンジン回転数演算部４２、 ・サーモセンサ１４からの入力信号に基づいてエンジン
がオーバーヒート状態にあるか否かを判断するオーバー
ヒート判断部４３、 ・及びエンジン回転数演算部４２とオーバーヒート判断
部４３と油圧スイッチ１５からの入力信号に基づいてエ
ンジン回転数を落とす必要があるか否かを判断して失火
すべき気筒の数を決定し点火時期決定部４１に出力する
失火気筒数決定部４４を備えている。 また、前記点火時期決定部４１はパルサコイル１２，１
３からのパルサ信号が入力される毎に点火順番をカウン
トする点火順カウンタ４５を備え、この点火順カウンタ
４５でカウントした点火順番を仮の点火気筒番号（以
下、仮想点火気筒番号と称する。）として記憶する（図
５参照、本図はパルサ信号、点火順カウンタのカウント
数、仮想点火気筒番号、実際の点火気筒、着火される点
火プラグ、及び点火時期決定部４１から出力される点火
信号の関係を示す図である）。尚、これら各処理部４１
〜４５は便宜上、別個に独立して記載しているが、この
ＣＰＵ４０は実際にはメモリ（図示せず）に予め記憶さ
れた動作プログラムに従って各処理部の処理を行い点火
タイミングや失火気筒を決定しソフト点火信号を出力す
るものである。

【００１２】始めにこのＣＰＵ４０での各処理の概略を
簡単に説明する。エンジン１１が始動すると、パルサコ
イル１２又は１３からのパルサ信号が入力回路３５又は
３６を介してＣＰＵ４０に入力される。点火時期決定部
４１では、上記したようにパルサ信号の種類によって着
火すべき点火コイルＣ１又はＣ２を決めると共に、出力
すべきソフト点火信号のタイミング（即ち点火時期）
を、連続する二つのパルサ信号の周期に基づいて演算す
る。また、この点火時期決定部４１ではパルサコイル１
２又は１３からの信号が入力される毎に点火順カウンタ
４５で１番〜４番の点火順番を繰り返しカウントし、こ
れを仮想点火気筒番号として記憶する。一方、失火気筒
数決定部４４は、エンジン始動直後から、油圧スイッチ
１５の信号に基づいて潤滑油の供給状態を監視すると共
に、オーバーヒート判断部４３からのオーバーヒート信
号の入力があるか否かを監視し、さらにエンジン回転数
演算部４２で算出されたエンジン回転数に基づいてエン
ジン回転数が過回転か否かを監視している。そして、エ
ンジン１１が、潤滑不良状態、オーバーヒート状態、又
は過回転状態の何れかに陥ると、エンジン保護のために
必要な失火気筒数を決定して失火信号を点火時期決定部
４１に出力する。点火時期決定部４１は、失火信号が入
力されると仮想点火気筒番号に基づいて何番目の仮想点
火気筒を失火させるかを決定し、その順番に対応する点
火信号の出力を停止する。通常、同時着火を行う場合、
上記したように一つのパルサコイルからのパルサ信号に
基づいて同時に二つの気筒の着火を行う点火信号を出力
するため、入力されたパルサ信号からは同時着火されて
いる二つの点火プラグのどちらが実際に点火を行ってい
るかが分からないが、上記したようにパルサ信号が入力
される毎に点火順カウンタでカウントし、これを仮想点
火気筒番号として記憶しておくことにより、実際に点火
している点火プラグ（即ち、点火気筒）を、パルサ信号
から擬似的に認識することができるようになるので、点
火気筒を１気筒単位で認識できるようになり、１気筒単
位で失火を行うことが可能になる。

【００１３】次に、ＣＰＵ４０における点火時期決定部
４１、オーバーヒート判断部４３、及び失火気筒数決定
部４４における各処理の流れの一例を図６〜図１１を参
照して、さらに詳細に説明している。図６は点火時期決
定部４１のフローチャートである。図面に示すように、
この点火時期決定部４１は、エンジンが始動すると、気
筒設定カウンタを始動し（ステップ１）、パルサコイル
１２又は１３からのパルサ信号を入力する（ステップ
２）。点火順カウンタ４５ではパルサ信号が入力される
毎に点火順番を気筒数に応じてカウントし（本実施例の
場合は４気筒なので１〜４）、このカウント値を仮想点
火気筒番号として記憶する（ステップ３）。次いで失火
気筒数決定部４４から失火信号が入力されたか否かを判
断し（ステップ４）、失火信号の入力がなければ入力さ
れたパルサ信号に基づいて着火させる点火コイルＣ１又
はＣ２を決定すると共に二つのパルサ信号の周期から点
火信号を出力するタイミングを決定し、対応するサイリ
スタ３２ｂ又は３２ｃに点火信号を出力する（ステップ
５）。また、ステップ４の判断時に失火信号の入力があ
れば、記憶した仮想点火気筒番号に基づいて失火する仮
想点火気筒（以下、失火する仮想点火気筒のことを「仮
想失火気筒」と称する。）を設定し（ステップ６）、そ
の後、現在の仮想点火気筒がステップ６で設定した仮想
失火気筒か否かを判断して（ステップ７）、現在の仮想
点火気筒が仮想失火気筒ではない場合には点火信号を出
力し（ステップ５）、そうでない場合にはステップ５の
点火信号出力を行わずにステップ２の処理に戻る。尚、
前記仮想失火気筒の設定は、図７に示すように失火のタ
イミングが等間隔になるように設定するのが好ましい
が、これに限定されるものではなく、エンジンが使用さ
れる環境やエンジンの排気量、又は点火プラグの性能等
の様々な条件に応じて任意に設定することができ、例え
ば、失火する点火プラグが偏らないようにエンジンの挙
動に影響がでない程度にランダムになるよう仮想失火気
筒を設定してもよい。上記したステップ２以降の処理は
エンジン始動直後に開始され、ストップスイッチ７等の
操作によりエンジン１１が停止するまでの間繰り返し行
われる。

【００１４】図８は、失火気筒数決定部４４のメインフ
ローチャートである。図８に示すように、始めに油圧ス
イッチ１５がＯＮされたか否かを判断し（ステップ
１）、油圧スイッチ１５から信号が入力されると潤滑不
良と判断して、直ぐ全気筒を失火させる全気筒失火信号
を出力する（ステップ１０）。尚、この全気筒失火は油
圧スイッチ１５からの潤滑不良信号が無くなるまで解除
されない。油圧スイッチ１５からの潤滑不良信号が入力
されなければ、次にオーバーヒート判断部４３からのオ
ーバーヒート信号が入力されたか否か判断し（ステップ
２）、オーバーヒート信号が入力されたら、エンジン１
１がオーバーヒート状態にあると判断して後述するオー
バーヒート警告制御を開始する。尚、オーバーヒート判
断部４３におけるオーバーヒートの判断及び失火気筒数
決定部４４におけるオーバーヒート警告制御については
後で詳述することとし、先にメインフローチャートの処
理についてのみ説明する。ステップ２でオーバーヒート
信号の入力がなければ、エンジン回転数演算部４２から
入力されるエンジン回転数Ｎｅが６０００ｒｐｍより小
さいか否かの判断を行う（ステップ３）。ここでエンジ
ン回転数Ｎｅが６０００ｒｐｍより小さければ、再びス
テップ１のオーバーヒート信号の入力判断処理に戻り、
また、エンジン回転数Ｎｅが６０００ｒｐｍより大きけ
れば、次いでエンジン回転数が６１００ｒｐｍより小さ
いか否かの判断を行う（ステップ４）。ここで、エンジ
ン回転数Ｎｅが６１００ｒｐｍより小さければ点火時期
決定部４１に１気筒失火信号を出力し（ステップ５）、
また、６１００ｒｐｍより大きければ、エンジン回転数
Ｎｅが６２００ｒｐｍより小さいか否かの判断を行う
（ステップ６）。このステップ６の判断で、エンジン回
転数Ｎｅが６２００ｒｐｍより小さければ２気筒失火信
号を出力し（ステップ７）、また、６２００ｒｐｍより
大きければ次の判断処理に進む。この判断処理をさらに
６３００ｒｐｍについて行い（ステップ８）、エンジン
回転数Ｎｅが６３００ｒｐｍより小さければ３気筒失火
信号を出力し（ステップ９）、また、６３００ｒｐｍよ
り大きければ全気筒失火信号を出力する（ステップ１
０）。上記した処理は、エンジン始動時からエンジン停
止までの間繰り返し行われ、これにより、潤滑不良が生
じた場合にはエンジン１１の全気筒が失火され、また、
エンジン回転数Ｎｅが６０００ｒｐｍ以上の過回転にな
った場合にはエンジン１１が１気筒〜４気筒失火されエ
ンジン回転数が６０００ｒｐｍ以下に下げられる。これ
によりエンジン１１が潤滑不良のまま回転し続けたり、
過回転のままで回転し続けることがなくなりエンジン１
１が保護される。

【００１５】最後に、オーバーヒート警告制御について
図９はオーバーヒート判断部４３におけるオーバーヒー
ト判断処理のフローチャートを、また、図１０はウォー
タジャケット内の温度変化の一例を示すグラフを示す図
を各々示している。図９に示すように、オーバーヒート
判断部４３は、エンジン１１の始動と同時にサーモセン
サ１４から入力されるウォータジャケット内の温度（以
下、センサ温度）Ｔｓが上限温度Ｔmax以上か否かの判
断を行い（ステップ１）、センサ温度Ｔｓが上限温度Ｔ
max以上の場合には予め決められた所定の時間ｔ１以内
に所定の下限温度Ｔmin以下まで下がるか否かを監視し
（ステップ２）、図１０に一点鎖線で示すようにセンサ
温度Ｔｓが時間ｔ１以内に所定の温度Ｔmin以下まで下
がらなければオーバーヒート状態と判断して失火気筒数
決定部４４にオーバーヒート信号を出力する（ステップ
３）。また、図１０に実線で示すようにセンサ温度Ｔｓ
が時間ｔ１以内に下限温度Ｔmin以下まで下がると、そ
の後は、センサ温度Ｔｓが予め決めた限界温度上昇速度
以上の速さで温度上昇したか否かを監視し続け（ステッ
プ４）、図１０に二点鎖線で示すようにセンサ温度Ｔｓ
が限界温度上昇速度以上の速度で上昇すると、オーバー
ヒート状態にあると判断して失火気筒数決定部４４にオ
ーバーヒート信号を出力する（ステップ３）。尚、上記
した上限温度Ｔmaxは、一般的なオーバーヒート制御に
おけるしきい値としての温度Ｔlim、例えば、８５゜前
後の温度より高く設定され、下限温度Ｔminは前記上限
温度Ｔlimより低く設定され、また、時間ｔ１は、エン
ジンが停止してウォータジャケット内の冷却水が一度全
て排水された後、高温の潤滑油の影響で前記しきい値Ｔ
lim以上の上限温度Ｔmaxまで上がったウォータジャケッ
ト内の温度Ｔｓを、その温度がしきい値Ｔlim以下まで
自然冷却される前にエンジンを再始動しウォータジャケ
ット内に正常に冷却水が供給された時に、冷却水で下限
温度Ｔminまで下げるのに必要な時間を基準に、それよ
り若干長く設定される。これにより、エンジンが停止し
てウォータジャケット内の冷却水が一度全て排水された
後に高温の潤滑油の影響でウォータジャケット内の温度
が高温になっている状態で、エンジンを再始動させた時
に、ウォータジャケット内に冷却水が正常に供給されて
いるにもかかわらず、エンジン停止時に潤滑油の影響で
しきい値Ｔlim以上まで加熱されたウォータジャケット
内の温度を冷却系のトラブル、即ち、オーバーヒートと
誤判断することがなく、オーバーヒート警告制御が誤作
動することはなくなる。上記したオーバーヒート判断部
４３の処理はエンジン１１が始動した直後からエンジン
１１が停止するまでの間、エンジン１１がオーバーヒー
ト状態にならない限りは繰り返し行われ、エンジン１１
がオーバーヒート状態になると失火気筒数決定部４４に
オーバーヒート信号を出力して終了する。

【００１６】失火気筒数決定部４４は、オーバーヒート
判断部４３からオーバーヒート信号が入力されると、図
１１に示すオーバーヒート警告制御処理を行う。図１１
は失火気筒数決定部４４におけるオーバーヒート警告制
御中の処理のフローチャートである。このオーバーヒー
ト警告制御は、エンジン回転数Ｎｅが２０００ｒｐｍ以
上にならないように失火気筒を１気筒から４気筒まで順
次増やし（ステップ２〜ステップ９）、エンジン回転数
Ｎｅが２０００ｒｐｍ以下まで下がると失火を１気筒づ
つ中止する（ステップ１０及び１１）。これにより、オ
ーバーヒート状態にある間はエンジン回転数Ｎｅが２０
００ｒｐｍに収束され、冷却不良の状態でエンジン１１
が高回転で回転することはなくなる。尚、図９のフロー
チャートには示していないが、オーバーヒート判断部４
３はサーモセンサ１４からのセンサ温度Ｔｓが所定のオ
ーバーヒート状態解除温度以下まで下がったら、失火気
筒数決定部４４に解除信号を出力し、失火気筒数決定部
４４は、オーバーヒート警告制御中にこの解除信号が入
力されると、オーバーヒート警告制御を停止して、図８
に示した過回転及び潤滑不良を監視するメインフローチ
ャートの処理に戻る（ステップ１）。

【００１７】（実施例効果）上記した実施例では、充電
回路から直接ＣＤＩ回路の充電コンデンサに点火エネル
ギを充電させる所謂ＤＣ−ＣＤＩ回路に点火信号切換３
９を設け、始動直後はパルサ信号をそのまま点火信号と
して使用できるように構成しているので、エンジンをク
ランキングした直後から充電コンデンサに十分な点火エ
ネルギを充電することができ、しかも、確実に点火信号
を得ることができるのでエンジンの始動性能が非常に高
いという効果を奏する。

【００１８】（その他）本実施例では、充電回路から直
接ＣＤＩ回路の充電コンデンサに点火エネルギを充電さ
せる所謂ＤＣ−ＣＤＩ回路に本発明に係る点火制御装置
を適用した例を説明しているが、本発明に係る点火制御
装置を適用できる点火回路の構成は本実施例に限定され
ることなく、例えば、発電機から昇圧機を介さずに直接
充電コンデンサに充電を行う点火回路や又はトランジス
タ点火方式の点火回路等、任意の点火回路に適用できる
ことはいうまでもない。また、本実施例では、本発明に
係る点火制御装置を船外機用の４サイクルエンジンに適
用した例を示しているが、本発明に係る点火制御装置を
適用できるエンジンは本実施例に限定されることなく、
例えば、車両用又は２サイクルエンジン等任意のエンジ
ンに適用され得る。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るエンジ
ンの点火制御装置は、点火タイミングを検出する検出手
段と、前記点火タイミング検出手段からの検出信号に基
づいて点火時期を演算し点火回路に点火信号を出力する
演算手段と、前記検出手段からの検出信号と演算手段か
らの点火信号とを選択可能に点火回路に供給する切換手
段とを備え、前記切換手段で、検出手段の検出信号を点
火信号として直接点火回路して点火プラグを着火させる
ハード点火制御と、演算手段の点火信号を点火回路に供
給して点火プラグを着火させるソフト点火制御とを切り
換えることができるように構成されているので、エンジ
ン始動時から演算手段での点火信号出力準備ができるま
での間は点火タイミング検出手段からの点火信号で点火
を行うことができ、エンジンの始動性が向上するという
効果を奏し、また、エンジン始動後点火信号出力準備が
できた後は演算手段により、きめ細かい点火時期制御を
行うことが可能になりエンジンの出力や動作性能が向上
するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るエンジンの点火制御装置を適用
したエンジンを搭載する船外機付き船舶の概略斜視図で
ある。

【図２】 前記点火制御装置を含む船外機側の配線構造
と船体側の配線構造との関係を示す概略図である。

【図３】 パルサ信号、ソフト点火信号、ハード点火信
号、及び点火信号切換回路の出力信号の関係を示すタイ
ミングチャートである。

【図４】 ＣＰＵ４０の各処理機能を表す概略図であ
る。

【図５】 パルサ信号、点火順カウンタのカウント数、
仮想点火気筒番号、実際の点火気筒、着火される点火プ
ラグ、及び点火時期決定部４１から出力される点火信号
の関係を示す図である。

【図６】 点火時期決定部４１のフローチャートであ
る。

【図７】 実際の点火気筒及び仮想点火気筒と失火パタ
ーンの幾つかの例との関係を示す図である。

【図８】 失火気筒数決定部４４のメインフローチャー
トである。

【図９】 オーバーヒート判断部４３におけるオーバー
ヒート判断処理のフローチャートである。

【図１０】 ウォータジャケット内の温度変化の一例を
示すグラフを示す図である。

【図１１】 失火気筒数決定部４４におけるオーバーヒ
ート警告制御中の処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 船外機 ２ 船体 ３ ハンドル ４ シート ５ スロットル兼シフトレバー ６ メインスイッチ ７ ストップスイッチ ８ メータパネル ９ 燃料タンク １０ バッテリ １１ エンジン １２ 第１パルサコイル １３ 第２パルサコイル １４ サーモセンサ １５ 油圧スイッチ １６ ライトコイル １７ 整流定電圧装置 １８ コネクタ １９ メインヒューズ ２０ 点火用電源回路 ２１ 船体用電源回路 ２１ａ バックアップ回路 ２２ コネクタ ２３ アクセサリヒューズ ２４ コネクタ ２５ エンジン停止回路 ３０ 点火制御装置 ３１ スイッチ回路 ３２ ＣＤＩ回路 ３２ａ 充電用コンデンサ ３２ｂ 第１サイリスタ ３２ｃ 第２サイリスタ ３２ｄ 昇圧回路 ３３ ウォッチドック回路 ３４ 定電圧回路 ３５〜３８ 入力回路 ３９ 点火信号切換回路 ４０ ＣＰＵ ４１ 点火時期決定部 ４２ エンジン回転数演算部 ４３ オーバーヒート判断部 ４４ 失火気筒数決定部 ４５ 点火順カウンタ Ｐ１ 第１気筒点火プラグ Ｐ２ 第２気筒点火プラグ Ｐ３ 第３気筒点火プラグ Ｐ４ 第４気筒点火プラグ Ｃ１ 第１点火コイル Ｃ２ 第１点火コイル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点火タイミングを検出する検出手段と、 前記点火タイミング検出手段からの検出信号に基づいて
   点火時期及び点火タイミングを決定し点火回路に点火信
   号を出力する演算手段と、 前記検出手段からの検出信号と演算手段からの点火信号
   とを選択可能に点火回路に供給する切換手段とを備え、 前記切換手段で、検出手段の検出信号を点火信号として
   直接点火回路に送り検出手段で検出した点火タイミング
   で点火プラグを着火させるハード点火制御と、演算手段
   で求めた点火信号を点火回路に供給して点火プラグを着
   火させるソフト点火制御とを切り換えることができるよ
   うにしたことを特徴とするエンジンの点火制御装置。
2. 【請求項２】 前記演算手段が、少なくとも二つの検出
   信号の周期に基づいて点火時期を演算することを特徴と
   する請求項１に記載の点火制御装置。
3. 【請求項３】 前記点火回路が、バッテリ電源から充電
   コンデンサに直接充電を行うＤＣ−ＣＤＩ回路から成る
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の点火制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記エンジンが４サイクルエンジンであ
   ることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の
   点火制御装置。
5. 【請求項５】 前記切換手段が、エンジン始動後、演算
   手段から点火信号が出力されるまでの間、検出信号を点
   火信号として点火回路に供給し、 演算手段からの点火信号が出力されると前記検出手段の
   点火信号から演算手段の点火信号に切り換えることを特
   徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の点火制御装
   置。