(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン始動及びエンジン運転機能部品用の第１バッテリと、補機類作動用の第２バッテリと、上記該第１バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、上記バッテリ電圧検出手段からのバッテリ電圧が所定値以下でかつ上記シフト位置検出手段からのシフト位置が動力遮断位置のときエンジン回転数を増加するエンジン回転数制御手段と、上記第１バッテリの電圧が所定値以下に低下したとき上記第２バッテリをエンジン始動用回路に切り換え接続する切換手段とを備えたことを特徴とする船舶用エンジンの運転制御装置。
【請求項２】
請求項１において、上記シフト検出位置が動力遮断位置から動力伝達位置に切り換えられたとき、上記エンジン回転数増加制御を停止するよう上記エンジン回転数制御手段が構成されていることを特徴とする船舶用エンジンの運転制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、バッテリ電圧が所定値以下に低下した場合には補機類への電力供給を停止する電力供給制御手段を設けたことを特徴とする船舶用エンジンの運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、船外機等の船舶用エンジンにおける運転制御装置に関し、特にバッテリの残存容量の低下時の運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば船外機等の船舶用エンジンでは、バッテリ電源からの電力により、セルモータでエンジンをクランキングするとともに、点火系，燃料供給系を作動させることによりエンジンを始動し、また点火系，燃料供給系に電力を継続して供給することによりエンジンの運転を継続し、一方、エンジンの回転により発電機を駆動して上記バッテリを充電するように構成されている。
【０００３】
また船舶では、仮に１つのバッテリの残存容量が低下した場合にもエンジンの停止を回避して確実に帰港することができるように、２つのバッテリを備えるのが一般的である。この場合、１つのバッテリは上記セルモータ及び燃料供給系，点火系等のエンジン運転機能部品用用とし、他の１つは各種インジケータ，照明灯等の補機類用とするのが一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では従来の気化器式燃料供給系に代えて燃料噴射弁（インジェクタ）式燃料供給系が採用されるようになっているが、この燃料噴射弁式燃料供給系の場合には消費電力が気化器式の場合より多いことから、極低速運転では消費電力が発電量より多くなる場合がある。このような消費電力が発電量より多くなるような低速運転を長時間継続すると、バッテリの残存容量が低下し、ついにはエンジンが停止するおそれがある。
【０００５】
またエンジンの始動時（クランキング時）にはセルモータが大電流を必要とすることから、一時的にバッテリ電圧が燃料噴射弁，燃料供給ポンプ等エンジン運転機能部品の作動電圧より低下する場合があり、このような状態になると、補機類用バッテリについては残容量が十分にあってもエンジンが始動不能となるおそれがある。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、エンジンの低速運転により発電量が減少してバッテリが充電不良となったり、あるいはクランキングによりバッテリ電圧が低下した場合でもエンジンを確実に始動できるとともに運転を継続できる船舶用エンジンの運転制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、エンジン始動及びエンジン運転機能部品用の第１バッテリと、補機類作動用の第２バッテリと、上記該第１バッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、シフト位置を検出するシフト位置検出手段と、上記バッテリ電圧検出手段からのバッテリ電圧が所定値以下でかつ上記シフト位置検出手段からのシフト位置が動力遮断位置のときエンジン回転数を増加するエンジン回転数制御手段と、上記第１バッテリの電圧が所定値以下に低下したとき上記第２バッテリをエンジン始動用回路に切り換え接続する切換手段とを備えたことを特徴とする船舶用エンジンの運転制御装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、上記シフト検出位置が動力遮断位置から動力伝達位置に切り換えられたとき、上記エンジン回転数増加制御を停止するよう上記エンジン回転数制御手段が構成されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、バッテリ電圧が所定値以下に低下した場合には補機類への電力供給を停止する電力供給制御手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
【作用】
請求項１の発明によれば、バッテリ電圧が所定値以下に低下した場合には、シフト位置が動力遮断状態であることを前提にエンジン回転数を増加させるようにしたので、発電量が増加し、バッテリ電圧が早期に所定値以上に回復し、エンジンの停止等のトラブルを回避できる。
【００１１】
また、エンジン始動用の第１バッテリの電圧が低下したときには、切換手段により第２バッテリがエンジン始動用回路に切り換え接続されるようにしたので、第１バッテリの電圧が低下した場合にもエンジンの始動が可能であり、またエンジンの停止を防止できる。
【００１２】
また請求項２の発明によれば、上記エンジン回転数の増加制御を行っている場合にも、シフト位置が動力遮断位置から動力伝達位置に切り換えられると、上記増加制御を停止するようにしたので、例えばドッククラッチ機構等への負担を軽減できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、バッテリ電圧が低下した場合には補機類への電力供給を停止するようにしたので、電力消費量が減少し、バッテリ電圧の回復がより一層早くなる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１〜図３は、請求項１ないし３の発明に係る一実施例（第１実施例）による船外機の運転制御装置を説明するための図であり、図１は本装置が適用された船外機の概略構成図、図２，図３は本実施例装置の回路構成図である。
【００１５】
図１において、５０は内部に２サイクルクランク軸縦置き３気筒エンジン１を収容した船外機であり、該エンジン１はシリンダブロック２の下合面にクランクケース８を、上合面にシリンダヘッド６を接続し、シリンダブロック２のシリンダボア３ａ内にピストン３を摺動自在に挿入配置し、該ピストン３をコンロッド４でクランク軸５に連結した構造のものである。なお、Ａ−Ａ断面中、(1) 〜(3) は気筒番号を示しており、それぞれ上段，中段，下段に位置している。また２ａは排気ポート，２ｂは掃気ポート，７は点火プラグである。
【００１６】
また上記エンジン１は各種のセンサを備えている。即ち、上記シリンダヘッド６には筒内圧を測定するための圧力センサ３１が、シリンダブロック２にはエンジン温度検出センサ３７が、上記クランク軸５にはクランク角度（エンジン回転数）を検出するためのクランク角検出センサ３３が、またクランク室８には吸気温または機関の温度を測定するための温度センサ３２と、クランク室内圧を測定するための圧力センサ３４とが、さらにまた排気膨張管には背圧を検出するための背圧センサ３６がそれぞれ装着されている。
【００１７】
また(1) 番気筒と(2) 番気筒との排気ポート２ａより燃焼室寄り部分同士を連通するバイパス通路４０が配設されており、該通路４０の途中部分に、既燃ガスの空燃比を検出するためのＯ2 センサ３５が接続されている。なお、一般に２サイクルエンジンの場合には新気吹き抜けの現象があり、このため導入された新気の一部が燃焼ガスとともに排出されるので、従来のようにＯ2 センサを単に排気管に取り付けるだけでは正確な空燃比を検出できなかった。本実施例では、上述のバイパス通路４０にＯ2 センサを配置したので、正確な空燃比を検出できる。
【００１８】
上記各気筒のクランク室８には各吸気通路１０がシリンダボア３ａを介して又は直接連通するようにそれぞれ接続されている。該各吸気通路１０のクランク室側開口近傍には、吸気の逆流を防止するためのリードバルブ１１が配設されている。また上記各吸気通路１０には該吸気通路内に燃料を噴射するためのインジェクタ１２が装着されており、該インジェクタ１２には燃料供給装置１３が接続されている。なお、インジェクタを全気筒共通としてもよい。この場合には吸気マニホールドの集合部に設けることになる。また上記吸気通路１０内にはスロットルバルブ１５が配設されており、該スロットルバルブ１５の回動量すなわちスロットル角はセンサ４１により検出されるようになっている。
【００１９】
また図２において、５１はバッテリであり、該バッテリ５１は上記エンジン１の始動用セルモータ，及び点火プラグ７用イグニッションコイル５７，上記インジェクタ１２，燃料ポンプ（図示せず）等のエンジン運転機能を実現するための部品、及び各種インジケータ，照明灯等の補機類５８に電力を供給する。なお、このバッテリ５１は通常２個搭載されており、またバッテリ電圧検出手段（センサ）５２によってその残存容量が検出される。
【００２０】
また５３はシフト機構であり、該シフト機構５３は、シフトレバーを回動操作することにより、エンジン動力の推進機への伝達が遮断された位置（ニュートラル位置）と、動力が伝達される位置（前進位置，後進位置）とを選択するためのものであり、シフト位置検出手段（センサ）５４によってそのシフト位置が検出される。
【００２１】
そして上記エンジン１は制御部としてのＥＣＵ３０を備えている。該ＥＣＵ３０は、上記各種のセンサからの各検出信号が入力され、スロットル開度に応じて、燃料噴射量及び点火時期を制御する。
【００２２】
また、上記ＥＣＵ３０は、上記バッテリ電圧検出手段５２からのバッテリ電圧検出値が所定値以下である場合で、かつシフト位置検出手段５４からの検出シフト位置がニュートラルである場合には、エンジン回転数をスロットル開度に応じた回転数より高い充電促進回転数に増量するエンジン回転数制御手段５５として機能する。
【００２３】
また上記エンジン回転数制御手段５５は、上記エンジン回転数制御において上記シフト位置がニュートラル位置から前進位置又は後進位置等の動力伝達位置に切り換えられた場合には、上記回転数の増量制御を停止し、通常どおり、スロットル開度に応じてインジェクタ１２による燃料噴射量を制御し、またイグニッションコイル５７から点火プラグ７への点火時期を制御するよう構成されている。
【００２４】
さらにまた上記ＥＣＵ３０は、上記バッテリ電圧の検出値が所定値以下である場合には、上記エンジンの運転継続に支障のない範囲で、上記補機類５８への電力供給を停止する電流供給制御手段５６としても機能する。
【００２５】
次に本実施例の作用効果について説明する。本実施例では、シフト位置検出手段５４からの検出シフト位置，及びスロットル開度検出センサ４１からのスロットル開度に応じて、ＥＣＵ３０が燃料噴射量，点火時期を制御し、これによりエンジン回転数がスロットルレバーの開度に応じた回転数となる。
【００２６】
一方、バッテリ電圧検出手段５２によるバッテリ電圧検出値が所定値以下の異常時電圧に低下した場合には、異常警告灯が点灯され、またシフト位置がニュートラルである場合には、エンジン回転数制御手段５５により、エンジン回転数が上記スロットル開度に対応したエンジン回転数より高い所定の充電促進回転数に増加するように燃料噴射量，点火時期等が制御される。
【００２７】
これにより、発電機の回転速度が高くなってそれだけ発電量が増加し、バッテリ電圧が正常電圧に復帰し、その結果エンジン停止等の事態を回避できる。
【００２８】
また、上記エンジン回転数を増加する充電促進運転中において、上記シフト位置が上記ニュートラル位置から動力伝達位置に切り換えられた場合には、直ちに上記エンジン回転数の増量制御は停止され、通常のスロットル開度に応じたエンジン回転数に制御される。これにより、クラッチ等にかかる負荷が軽減され、耐久性が向上する。
【００２９】
さらにまた本実施例装置では、上記バッテリ電圧検出値が異常電圧に低下した場合には、電流供給制御手段５６により、上記補機類５８の電源供給が停止される。これにより消費電力が減少し、上記エンジン回転数の増量制御とあいまってバッテリ電圧がより一層早期に正常電圧に復帰する。
【００３０】
本実施例では、バッテリ電圧が低下した場合には、エンジン回転数を高めて発電量を増加し、また補機類への電力供給を停止することにより、できるだけ早期にバッテリ電圧を正常時電圧に復帰させるようにしたが、バッテリ電圧低下時の対策としては以下の方法も有効であり、該以下の方法に上記第１実施例方法が付加されている。
【００３１】
図３において、上記バッテリ５１が対応している第１バッテリ６１の電力は、エンジン始動用回路６２を介して、エンジン始動用セルモータ６３、及び上述のＥＣＵ３０，イグニッションコイル５７，インジェクタ１２，燃料供給ポンプ等のエンジン運転機能部品６４に供給されている。
【００３２】
また第２バッテリ６５の電力は、切替手段６６を介して、上記エンジンの始動，運転継続に支障の無い各種インジケータ，照明灯等の補機類５８に供給されるようになっている。そして上記切替手段６６は、バッテリ電圧検出手段６７からの第１バッテリ６１のバッテリ電圧検出値が入力され、該検出値がエンジン始動電圧あるいはエンジン運転継続電圧より低い場合には、上記第２バッテリ６５を上記エンジン始動用回路６２側に切替接続するように構成されている。
【００３３】
このように本実施例では、エンジン始動用の第１バッテリ６１の電圧が異常時電圧に低下した場合には、補機類用第２バッテリ６５の電力もエンジン始動回路側に供給するようにしたので、第１バッテリ電圧が低下した場合にもエンジン始動、及びエンジンの継続運転を行うことができ、確実な帰港が可能となる。
【００３４】
図４は第１バッテリ７３の電圧低下時の対応策を説明するための図であり、図において、７１はエンジン１で駆動され、該エンジン回転数に応じて発電量が増減する発電機、７２はバッテリへの充電量を調整するレギュレータである。また本第３実施例装置の第１バッテリ７３はエンジン始動用セルモータ７５に電力を供給するためのもであり、第２バッテリ７４は各種インジケータ等のエンジン始動，エンジン運転継続に影響を与えない補機類７６に電力を供給するようになっている。なお、８０，８１は過大電流が流れると溶断するヒューズである。
【００３５】
そして本装置では、燃料供給ポンプ，インジェクタ等の燃料供給系，イグニッションコイル等の点火系，及びその動作を制御するＥＣＵ等からなり、エンジン運転を継続するのに必要なエンジン運転機能部品７７は、逆流防止用ダイオード７８，７９を介して上記第１，第２バッテリ７３，７４の両方に接続されている。
【００３６】
エンジン始動時にはセルモータ７５によりクランク軸を回転駆動するクランキングを行うのであるが、このクランキングには大電流が必要であることから、バッテリの残存電圧の如何によっては、図５に示すように、第１バッテリ７３のバッテリ電圧Ｖ１が上記エンジン運転機能部品７７の作動電圧Ｖより低下する場合が考えられる。このような場合には、クランキングが可能であっても例えば燃料ポンプ，インジェクタが作動不良となり、結局エンジン始動が不能となる。
【００３７】
このような場合、第２バッテリ７４からの電力がダイオード７８を介してエンジン運転機能部品７７に供給される。この場合第２バッテリ７４の電圧Ｖ２は上記作動電圧Ｖより高いと考えられるので、上記燃料ポンプ等が正常に作動し、その結果仮に第１バッテリ７３の電圧Ｖ１がクランキングによって作動電圧Ｖより低下した場合でもエンジンの始動が可能となり、確実に帰港できる。
【００３８】
また上記第１，第２バッテリ７３，７４の両方をエンジン運転機能部品７７に接続したので、エンジン運転中に、仮に一方のヒューズが溶断した場合にもエンジン運転機能部品７７への電力供給は継続され、エンジンの停止を防止できる。
【００３９】
また、逆流防止用ダイオード７８，７９を介設したので、第１，第２バッテリ７３，７４の一方から他方に電流が流れるのを防止でき、バッテリの破損を防止できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、バッテリ電圧が所定値以下に低下した場合には、シフト位置が動力遮断状態であることを前提にエンジン回転数を増加させるようにしたので、発電量が増加してバッテリ電圧が早期に正常電圧に回復し、エンジンの停止等のトラブルを回避できる効果がある。
【００４１】
また、エンジン始動用の第１バッテリの電圧が低下したときには、切換手段により第２バッテリがエンジン始動用回路に切り換え接続されるようにしたので、第１バッテリの電圧が低下した場合にもエンジンの始動が可能であり、またエンジンの停止を防止できる効果がある。
【００４２】
また請求項２の発明によれば、上記エンジン回転数の増量制御を行っている場合に、シフト以下が動力遮断位置から動力伝達位置に切り換えられると、上記増量制御を停止するようにしたので、例えばドグクラッチ機構等への負担を軽減して耐久性を向上できる効果がある。
【００４３】
請求項３の発明によれば、バッテリ電圧が低下した場合には補機類への電力供給を停止するようにしたので、電力消費量が減少し、バッテリ電圧をより一層早期に回復できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  請求項１〜３の発明に係る第１実施例による船外機の運転制御装置の概略構成図である。
【図２】  上記第１実施例制御装置のブロック構成図である。
【図３】  上記第１実施例装置のブロック構成図である。
【図４】  第１バッテリの電圧低下時の対応策を示すブロック構成図である。
【図５】  上記図４の対応策の作用効果を説明するための電圧特性図である。
【図６】  上記図４の対応策の作用効果を説明するための電圧特性図である。
【符号の説明】
１    エンジン
５３  シフト機構
５４  シフト位置検出手段
５５  エンジン回転数制御手段
５６  電力供給制御手段
６１  第１バッテリ
６２  エンジン始動用回路
６５  第２バッテリ
６６  切換手段
６７  バッテリ電圧検出手段
７３  第１バッテリ
７４  第２バッテリ
７７  エンジン運転機能部品
７８，７９  ダイオード
【図１】
0003687753.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003687753.tif 000005
【図５】
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【図６】
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