(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船外機付き船舶において用いられる電装品用電源回路であって、
船外機用エンジンの駆動力により発電する発電機の充電用コイルでバッテリを充電する充電回路と、
充電回路とエンジン用電装品とを直接接続するエンジン用電力供給回路と、
メインスイッチを介して前記充電回路から船体の電装品に電力を供給する船体用電力供給回路と、
エンジンの始動を検知する始動検知手段と、
前記始動検知手段の検知信号に基づいて前記エンジン用電力供給回路の導通又は遮断を行う無接点スイッチ回路と、
船体用電力供給回路におけるメインスイッチの下流側から、前記無接点スイッチ回路の下流側へ電力を供給するよう接続されたバックアップ回路と
を備え、
前記発電機、エンジン用電装品、エンジン用電力供給回路及び無接点スイッチ回路が船外機の内部に配置され、
前記バッテリ、メインスイッチ及び船体の電装品が船体に配置され、
エンジン始動時に前記無接点スイッチ回路が前記エンジン用電力供給回路を導通させてエンジン用電装品を動作させる
ことを特徴とする船外機付き船舶用の電装品用電源回路。
【請求項２】
前記発電機が、充電用コイルの発電した電力を整流し定電圧に制限する整流定電圧装置を備え、
前記エンジン用電装品と整流定電圧装置とが溶断式過電流防止手段を介さずにエンジン用電力供給回路で接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの船外機付き船舶用の電装品用電源回路。
【請求項３】
前記エンジン用電装品が、点火プラグ及び、前記充電回路の電圧を昇圧して充電コンデンサに点火エネルギを充電するように構成した点火回路を備え、
エンジン始動時に前記無接点スイッチ回路が前記エンジン用電力供給回路を導通させて点火回路に給電を行うように構成した
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機付き船舶用の電装品用電源回路。
【請求項４】
前記エンジン用電装品が、燃料噴射装置及び燃料噴射装置を駆動させる駆動回路を備え、
エンジン始動時に前記無接点スイッチ回路が前記電力供給回路を導通させて駆動回路に給電を行うように構成した
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の船外機付き船舶用の電装品用電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機付き船舶用の電装品用電源回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンの駆動力により発電する発電機の充電用コイルでバッテリを充電する充電回路から、充電コンデンサの点火エネルギを得る所謂ＤＣ−ＣＤＩ式の点火回路を備えたエンジンの点火装置は公知である。
前記充電回路は、通常、エンジンが搭載された車両や船舶等のライトやメータ等の電装品に電力を供給するよう構成されており、これら電装品への電力供給は使用者が操作可能な位置、例えば、運転席の周囲に設けられたメインスイッチのＯＮ／ＯＦＦにより行われ、これによりバッテリと電装品とが通電状態のまま放置されることがなく、バッテリが放電してしまうことを防止している。
前記ＤＣ−ＣＤＩ式の点火回路においてもエンジン停止時に充電コンデンサと充電回路とを通電状態のまま放置するわけにはいかないので、従来は、前記した電装品のメインスイッチの操作で点火回路への電力供給も操作できるように構成されていた。
図１３は、船外機付き船舶における従来の充電回路、点火回路、及び電装品との関係を示す概略配線図である。
船外機付き船舶の場合、エンジン（図示せず）、発電機（充電用コイル５１及び整流定電圧装置５２のみを示す）、及び点火回路５３が船外機５０に設けられ、バッテリ６１、ライト等の電装品６２、及びメインスイッチ６３は船体６０に設けられているため、充電回路は、船外機５０側にある充電用コイル５１及び整流定電圧装置５２を備えた船外機側回路５４と、船体６０側にあるバッテリ６１に接続された船体側回路６４とをコネクタ７０で接続することで構成されている。また、バッテリ６１の電流値が非常に高いため船外機側回路５４には点火回路５３やライト等の電装品６２の回路保護のためにメインヒューズ５５が介装されている。
前記充電回路における前記船外機側回路５４には点火回路５３及び電装品６２に電力を給電する給電回路７１が接続されている。この給電回路は、メインスイッチ６３及び電装品６２が船体６０側にあるため一度コネクタ７２を介して船体６０側に入り、メインスイッチ６３を介して船体２側で電装品６２に接続されており、また、点火回路５３には再度コネクタ７３を介して船外機５０側で接続されている。また、この給電回路７１におけるメインスイッチ６３の上流側には電装品６２を保護するためのアクセサリヒューズ７４が介装されている。
上記したように構成することにより、操船者が船体６０側でメインスイッチ６３を操作すると、船体６０の電装品６２や船外機５０の点火回路５３に充電回路から電力が供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＤＣ−ＣＤＩ式の点火回路を備えたエンジンの点火装置は、上記したように有接点スイッチであるメインスイッチ６３を介して点火回路に電力供給を行うように構成しているので、メインスイッチ６３でチャタリング等が発生すると点火回路５３における点火エネルギの充電レベルが不安定になりエンジンがハンチングを起こす可能性があるという欠点がある。
また、通常、点火回路５３に使用する配線はライト等の電装品６２に比べて、その許容電流値が高く設定されているが、メインスイッチ６３を共有するために給電回路７１が点火回路５３とライト等の電装品６２と共通になるので、給電回路７１に回路保護のために設けられるアクセサリヒューズ７４の溶断電流値は当然、許容電流値の低い電装品６２に合わせて設定される。従って、点火回路５３では十分許容できる電流値であっても、電装品６２の許容電流値に合わせてヒューズ７４が溶断してしまう等、点火回路５３に対する電源供給が電装品６２の影響を受けてしまうという問題もある。
さらに、図１３に示すように、船外機付き船舶の場合には、エンジン、発電機及び点火回路５３が船外機５０に設けられ、バッテリ６１、ライト等の電装品６２及びメインスイッチ６３が船体６０に設けられているため、点火回路５３とその他の電装品６２と給電操作をメインスイッチ６３で共用しようとすると、給電回路７１が船外機５０と船体６０との間を行き来するため給電回路にコネクタ等の接続部品が多く介装されてしまう。コネクタ等の接続部品は通常着脱可能に構成されているため完全なシールを確保することは困難な部品であり、特に船舶等ではコネクタの接触端子が腐食や錆等の危険に晒される可能性が高いため、上記したようにコネクタによる接続部が多いと点火回路５３に対する給電の信頼性が低下するため問題である。
上記した点火装置に対する電力供給に関する問題は、点火装置だけに限られず、燃料噴射装置を駆動する駆動回路等のエンジンの電装品全てに対して同じことが言え、エンジンの電装品に対する給電を向上させることが広く望まれている。
本発明は、上記したエンジンの電装品への給電に対する問題点を解決し、エンジンの電装品への給電の信頼性を著しく向上させることのできる船外機付き船舶用の電装品用電源回路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、本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路は、船外機用エンジンの駆動力により発電する発電機の充電用コイルでバッテリを充電する充電回路と、充電回路とエンジン用電装品とを直接接続するエンジン用電力供給回路と、メインスイッチを介して前記充電回路から船体の電装品に電力を供給する船体用電力供給回路と、エンジンの始動を検知する始動検知手段と、前記始動検知手段の検知信号に基づいて前記エンジン用電力供給回路の導通又は遮断を行う無接点スイッチ回路と、船体用電力供給回路におけるメインスイッチの下流側から、前記無接点スイッチ回路の下流側へ電力を供給するよう接続されたバックアップ回路とを備え、前記発電機、エンジン用電装品、エンジン用電力供給回路及び無接点スイッチ回路が船外機の内部に配置され、前記バッテリ、メインスイッチ及び船体の電装品が船体に配置され、エンジン始動時に前記無接点スイッチ回路が前記エンジン用電力供給回路を導通させてエンジン用電装品を動作させる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船外機付き船舶用の電装品用電源回路の実施の形態について説明していく。
図１は本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路を採用した船外機付き船舶の概略斜視図であり、また、図２は船外機と船体との配線関係を示す概略配線図である。
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１１、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に設けられた点火プラグ及び点火制御装置３０等を含むエンジン１１の電装品や船体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１９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等を含むエンジンの電装品に電力供給を行うエンジンの電装品用電力供給回路２０（以下、単にエンジン用電力供給回路と称する。）と、船体２の電装品に電力供給を行う船体の電装品用電力供給回路２１（以下、単に船体用電力供給回路と称する。）とが接続されており、エンジン用電力供給回路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、船体用電力供給回路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。
前記船体用電力供給回路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、この船体用電力供給回路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、エンジン用電力供給回路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、船体用電力供給回路２１から点火制御装置３０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３０と充電用コイル１６との間を接続するエンジン用電力供給回路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が導通して前記エンジン用電力供給回路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ＣＰＵ４０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３５〜３８、
・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、エンジン用電力供給回路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。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、本実施例の制御装置は、その回路を、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することにより、エンジン用電力供給回路２０にヒューズ、コネクタ、及び機械的スイッチ（例えば、メインスイッチ）を一つも介装せずに、無接点スイッチ回路３１によりＯＮ／ＯＦＦ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くなり、エンジン作動中に接触不良や振動による断線等の原因で点火制御装置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、エンジン用電力供給回路２０と船体用電力供給回路２１を設けることによりエンジン側の電装品と船体側の電装品とに電力を供給する電力供給回路を分けることができるため、エンジン側の電装品が船体側の電装品の回路保護に影響されることがない。また、前記エンジン用電力供給回路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り、また、バッテリ１０が故障した場合でも充電用コイル１６から電力が供給されるので電装品への電力供給の信頼性が向上している。さらに、船体用電力供給回路２１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、万一エンジン用電力供給回路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３２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、前記エンジン用電力供給回路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３２ａ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ＣＤＩ回路３２の第１及び第２サイリスタ３２ｂ及び３２ｃ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Ｐ３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ＣＰＵ４０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３２ｂ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１３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３２ｂ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３０におけるＣＰＵ４０の機能についてする。
このＣＰＵ４０は、上記したように二つのパルサーコイル１２，１３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Ｐ３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１２，１３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１２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１１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１０）。
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１１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Ｔmax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Ｔlim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２０００ｒｐｍ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４３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】
（その他）
船外機に搭載されるエンジンの形式は、上記した実施例に限定されるものではない。
また、上記した実施例では本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路を、エンジンの点火制御装置に適用した例について説明しているが、本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路を適用できる電装品は本実施例に限定されることなく、例えば、燃料噴射装置等、船外機用エンジンの電装品であれば任意のものでよい。
図１２は、本発明の係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路を適用する電装品の別の実施例として、上記した第１実施例の点火制御装置にさらに燃料噴射装置用の駆動回路１００を追加した例を示す図面である。この図面では、第１実施例の点火制御装置に対応する部分は第１実施例で用いた符号と同じ符号を用いている。
この第２実施例について簡単に説明すると、図中符号１１０は、点火プラグＰ１〜Ｐ４及び燃料噴射装置１１１の駆動制御を行う制御装置であり、この制御装置１１０には、エンジン用電力供給回路２０を介してライトコイル１６とバッテリ１０とから成る充電回路から電力が供給されるように構成されている。エンジン用電力供給回路２０は制御装置１１０に設けられた無接点スイッチ回路３１に接続され、この無接点スイッチ回路３１を介して制御装置１１０のＣＰＵ４０、ＣＤＩ回路３２、及び燃料噴射装置駆動回路１００に電力を供給するように構成されている。
前記燃料噴射装置駆動回路１００は、スイッチを構成するトランジスタ１０１を備えており、このトランジスタ１０１にＣＰＵ４０からの燃料噴射信号が信号切換回路３９を介して入力されると燃料噴射装置駆動回路１００が導通して燃料噴射装置１１１が燃料を噴射する。
尚、上記した説明以外の点火系等に関する構成は第１実施例と同じ構成なのでここでは詳細な説明は省略する。
この第２実施例のように、燃料噴射装置を備え、点火時期制御と燃料噴射量制御とを同じ制御装置で行うエンジンの場合でも、船体側の電装品への電力供給回路とは別にエンジン用電力供給回路を設けることにより点火系や燃料系への電力供給の信頼性が著しく向上するという効果を奏する。
また、以上説明した第１及び第２実施例では両方とも演算処理を行うＣＰＵを備えた制御装置にエンジン用電力供給回路が電力を供給するように構成されているが、制御装置の構成は本実施例に限定されることなく、制御装置は、単にパルサコイルからの信号に基づいて点火系及び／又は燃料噴射系を駆動させる機械的な制御装置であってもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路は、船外機用エンジンの駆動力により発電する発電機の充電用コイルでバッテリを充電する充電回路と、充電回路とエンジン用電装品とを直接接続するエンジン用電力供給回路と、メインスイッチを介して前記充電回路から船体の電装品に電力を供給する船体用電力供給回路と、エンジンの始動を検知する始動検知手段と、前記始動検知手段の検知信号に基づいて前記エンジン用電力供給回路の導通又は遮断を行う無接点スイッチ回路と、船体用電力供給回路におけるメインスイッチの下流側から、前記無接点スイッチ回路の下流側へ電力を供給するよう接続されたバックアップ回路とを備え、前記発電機、エンジン用電装品、エンジン用電力供給回路及び無接点スイッチ回路が船外機の内部に配置され、前記バッテリ、メインスイッチ及び船体の電装品が船体に配置され、エンジン始動時に前記無接点スイッチ回路が前記エンジン用電力供給回路を導通させてエンジン用電装品を動作させるように構成されているので、エンジンの電装品への電力供給が、メインスイッチ等の有接点スイッチの影響を受けることなく確実に行うことができ、信頼性が著しく向上するという効果を奏する。
また、本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路は、前記発電機、エンジン用電装品、エンジン用電力供給回路及び無接点スイッチ回路を船外機の内部に配置し、前記バッテリ、メインスイッチ及び船体の電装品を船体に配置しているので、船体側の回路に依存せずに船外機側だけて独立してエンジン用電装品への電力供給を確保することができるという効果を奏する。
さらに、本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路は、船体用電力供給回路におけるメインスイッチの下流側から、前記無接点スイッチ回路の下流側へ電力を供給するよう接続されたバックアップ回路を備えているので、例えば、エンジン用電力供給回路の断線や無接点スイッチ回路の故障が生じた場合でも、船体用電力供給回路を介してエンジン用電力供給回路へ電力供給を行うことができるという効果を奏する。
また、請求項２に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路は、前記発電機が、充電用コイルの発電した電力を整流し定電圧に制限する整流定電圧装置を備え、前記エンジン用電装品と整流定電圧装置とが溶断式過電流防止手段を介さずにエンジン用電力供給回路で接続されているので、通常、ライト等の船体側の電装品より許容電流値が高く設定されているエンジン側の電装品に対する給電が船体側の電装品の許容電流値の影響を受けて遮断されることがなくなるという効果を奏する。
また、請求項３及び４に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路によれば、エンジンの点火系及び燃料噴射系を構成するエンジン用電装品への電力供給の信頼性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路を採用した船外機付き船舶の概略斜視図である。
【図２】 船外機と船体との配線関係を示す概略配線図である。
【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。
【図１２】 本発明に係る船外機付き船舶用の電装品用電源回路を採用した船外機用エンジンの制御装置の別の実施例を示す図２に対応する概略配線図である。
【図１３】 船外機付き船舶における従来の充電回路、点火回路、及び電装品との関係を示す概略配線図である。
【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 エンジン用電力供給回路
２１ 船体用電力供給回路
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
１００ 燃料噴射装置用駆動回路
１０１ トランジスタ
１１０ 制御装置
１１１ 燃料噴射装置
【図１】
0003916299.tif 000002
【図２】
0003916299.tif 000003
【図３】
0003916299.tif 000004
【図４】
0003916299.tif 000005
【図５】
0003916299.tif 000006
【図６】
0003916299.tif 000007
【図７】
0003916299.tif 000008
【図８】
0003916299.tif 000009
【図９】
0003916299.tif 000010
【図１０】
0003916299.tif 000011
【図１１】
0003916299.tif 000012
【図１２】
0003916299.tif 000013
【図１３】
0003916299.tif 000014