(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に連動して駆動されているオイルポンプが潤滑オイルを供給しているとともに、制御装置が、このオイルポンプの供給流路の油圧が予め設定されている警告圧よりも低くなると警告装置に警告信号を出力している船外機用エンジンにおいて、
前記制御装置は、エンジン回転数が予め設定されている即警告回転数よりも高い時に、油圧が警告圧よりも低くなると警告信号を略即時に出力する手段と、エンジン回転数が前記即警告回転数よりも低い時に、予め設定されている判断時間の間、油圧が警告圧よりも低い状態を略維持している際に警告信号を出力している手段と、エンジン回転数が即警告回転数よりも低い時に、警告装置作動後、油圧センサの検出した油圧が警告圧以上か否かを判断する判断手段と、前記判断手段の結果が警告圧よりも低い場合には、警告装置の作動を持続させる手段と、前記判断手段の結果が警告圧以上の場合には、設定されている維持時間が経過するのを待った後に、警告装置の作動を解除する手段とを具備していることを特徴とする船外機用エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランク軸に連動して駆動されているオイルポンプが潤滑オイルを供給している船外機用エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
オイルポンプから潤滑オイルがエンジンに必要量供給されないと、エンジンが焼きつくことがある。そこで、油圧センサ、制御装置および警告装置が設けられている。この油圧センサはスイッチ構造で、オイルポンプの供給流路の油圧が予め設定されている警告圧よりも低くなると、ＯＮまたはＯＦＦしている。この油圧センサからのＯＮ／ＯＦＦ信号が制御装置に入力されている。そして、制御装置は、ＯＮ／ＯＦＦ信号が入力されると、ランプや警報機などの警告装置に警告信号を出力している。この警告信号を受けて警告装置は作動し、オイルの供給が不調であることを警告している。前記警告圧は、一番過酷な条件であるスロットル弁が略全開の際に、エンジンが焼きつかない値に設定されている。また、警告装置は、オイルポンプの供給流路の油圧が警告圧よりも低くなっている時のみ作動している。したがって、警告装置は一旦作動しても、供給流路の油圧が警告圧よりも高くなると、即座に停止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に図示するように、オイルポンプの吐出圧は、上側変動ラインと下側変動ラインとの間の範囲を変動しており、両ラインはエンジン回転数が増大するにつれて吐出圧が高圧となるように傾斜しているとともに、両ラインの間隔は、エンジン回転数が増大するにつれて小さくなっている。そして、船外機などの小型船舶用エンジンなどにおいては、トローリングなどに使用されることがあるが、この様なエンジン回転数が低い（たとえば、約 1000rpm以下）際には、オイルポンプの吐出圧の変動率が大きくなっているとともに、オイルポンプの吐出効率が低下している。したがって、オイルポンプの吐出量が正常でも、吐出圧が警告圧Ｋよりも瞬間的に低下することがある。すると、潤滑オイルの供給は正常であるにもかかわらず、警告装置が作動して警告を発する。そのため、潤滑オイル供給異常の警告の誤報（すなわち、正常であるにもかかわらず異常であると警告すること）が発生する。通常、この誤報の発生は瞬間的であるので、警告が断続的に発生することになる。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、オイルポンプがクランク軸に連動して駆動されているエンジンにおいて、潤滑オイル供給異常の警告の誤報を極力防止していることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の船外機用エンジン（２）は、クランク軸（３）に連動して駆動されているオイルポンプ（２８）が潤滑オイルを供給しているとともに、制御装置（９１）が、このオイルポンプの供給流路（７７ａ）の油圧が予め設定されている警告圧（Ｋ）よりも低くなると警告装置（９６）に警告信号を出力している。
【０００６】
そして、前記制御装置は、エンジン回転数が予め設定されている即警告回転数（Ｒ）よりも高い時に、油圧が警告圧よりも低くなると警告信号を略即時に出力する手段と、エンジン回転数が前記即警告回転数よりも低い時に、予め設定されている判断時間の間、油圧が警告圧よりも低い状態を略維持している際に警告信号を出力している手段と、エンジン回転数が即警告回転数よりも低い時に、警告装置作動後、油圧センサの検出した油圧が警告圧以上か否かを判断する判断手段と、前記判断手段の結果が警告圧よりも低い場合には、警告装置の作動を持続させる手段と、前記判断手段の結果が警告圧以上の場合には、設定されている維持時間が経過するのを待った後に、警告装置の作動を解除する手段とを具備している。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明におけるエンジンの実施の一形態を図１ないし図５を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態のエンジンを搭載した船外機の基本構成を示す模式的構成図である。図２は吸気管およびＩＳＣバルブの配置の模式図である。図３は警告装置を作動させる方法のフローチャートである。図４はオイルポンプの吐出圧とエンジン回転数との関係を示すグラフである。図５はエンジンコントロールユニット９１の機能の要部ブロック図である。
【０００８】
船外機１の上部には、内燃機関である燃料噴射式４サイクル多気筒エンジン２がカウリング内に搭載されており、このエンジン２のクランク軸３は、縦置き状態である。また、船外機１の下部には、プロペラ４が回転可能に設けられている。このプロペラ４は、ドライブシャフト５やプロペラシャフト６などを介して、エンジン２のクランク軸３に連結されており、クランク軸３により、プロペラ４を回転駆動できる。このエンジン２はＬ型４気筒で、各シリンダ７は略水平に配置されているとともに、上下に４段設けられている。各シリンダ７には、ピストン８が往復動自在に配置され、コンロッド９を介してクランク軸３に連結されている。また、ドライブシャフト５により、冷却水ポンプ２７が駆動され、船外機外の水を吸い込んで、エンジン２などに冷却水として供給している。
【０００９】
前記シリンダ７が形成されているシリンダボディ２９には、エンジン温度センサ３２が設けられており、シリンダボディ２９の温度すなわちエンジン温度を検出している。また、クランク軸３の周囲には、パルス発生手段としてのパルサコイル３６が設けられ、クランク軸３が回転すると、このパルサコイル３６が、クランク軸３の回転数（すなわちエンジン回転数）に応じた周波数のパルス信号を出力している。このパルサコイル３６がエンジン回転数センサ４０を構成しており、パルスの数をカウントすることによりエンジン回転数が分かる。そして、エンジン回転数センサ４０から、後述するエンジンコントロールユニット９１にエンジン回転数信号が出力されている。また、パルスの発生する際のクランク軸３の回転角度は略一定であるので、パルスが発生した際には、クランク軸３が特定の回転角度（パルス発生角度）になったことが分かる。
【００１０】
シリンダボディ２９の燃焼室４５側はシリンダヘッド４６で覆われている。このシリンダヘッド４６には、各シリンダ７毎に、シリンダ７に空気を供給する吸気流路４７と、燃焼室４５の燃焼ガスを排気する排気流路４８とが設けられている。吸気流路４７の吸気孔を吸気弁４９が開閉し、また、排気流路４８の排気孔を排気弁５１が開閉している。吸気弁４９は吸気弁用カムシャフト４９ａで駆動され、排気弁５１は排気弁用カムシャフト５１ａで駆動されている。このカムシャフト４９ａ，５１ａは、クランク軸３とタイミングベルトなどを介して連動しており、クランク軸３が２回転すると、カムシャフト４９ａ，５１ａは１回転している。さらに、シリンダヘッド４６には点火プラグ５０が着脱自在に取り付けられている。
【００１１】
シリンダヘッド４６の吸気流路４７には各々、吸気管５２が接続され、この４本の吸気管５２の端部はサイレンサー５３に接続されて集合している。吸気管５２には、各々スロットル弁５４が設けられ、このスロットル弁５４が、各気筒への吸気量を調整しており、所謂独立スロットル形式となっている。また、詳細は後述するバイパス流路５５がスロットル弁５４をバイパスしている。そして、スロットル弁５４は、互いに連動しており、スロットル弁５４の開度（すなわち、スロットル開度）は、スロットル開度センサ５６が検出している。このスロットル開度センサ５６は、スロットル弁５４の開度を正常に検出している際には、出力電圧は０よりも大きな値となっており、故障などをした際には、略０電圧となっている。また、吸気管５２の一本には、スロットル弁５４の下流側に、吸気圧センサ５７が設けられており、吸気管５２内の気圧を検出している。さらに、吸気管５２には、スロットル弁５４の下流側に、各々インジェクター５８が設けられている。
【００１２】
このインジェクター５８への燃料系について説明する。船外機１が搭載されているボート等の船体５９側には主燃料タンク６１が設けられており、この主燃料タンク６１の燃料たとえばガソリンなどは、手動式の第１の低圧ポンプ６２によりフィルター６３を経て、第２の低圧ポンプ６４に送られている。フィルター６３およびそれよりも下流の部材は、船外機１内に配置されている。そして、第２の低圧ポンプ６４は、第１の低圧ポンプ６２から送られた燃料を、気液分離装置であるベーパーセパレータータンク６５に送る。このベーパーセパレータータンク６５内には、燃料ポンプ６６が配設され、この燃料ポンプ６６が、供給配管６７を介してインジェクター５８にベーパーセパレータータンク６５内の燃料を供給している。そして、この燃料はインジェクター５８から吸気管５２内に噴射されている。また、インジェクター５８で余った燃料は戻り配管６８を通ってベーパーセパレータータンク６５に戻ってきている。
【００１３】
また、排気流路４８には、O2センサ７１が設けられ、燃焼ガスの酸素濃度を検出している。そして、クランク軸３やドライブシャフト５と連動して稼働されるオイルポンプ２８は、アッパーケーシング１８内のオイルパン７６から潤滑オイルを吸い込み、オイル流路７７の供給流路７７ａを介してクランク軸３の軸受けなどに供給している。そして、クランク軸３の軸受けなどを潤滑した潤滑オイルは、オイル流路７７の戻り流路７７ｂを通ってオイルパン７６に戻っている。オイル流路７７の供給流路７７ａには、油温センサ７８および油圧センサ７９が設けられており、油温センサ７８は潤滑オイルの温度を検出している。また、油圧センサ７９はスイッチ構造で、オイルパン７６からの供給流路７７ａの油圧が予め設定されている警告圧Ｋよりも低くなると、ＯＮ（またはＯＦＦ）している。この油圧センサ７９のＯＮ／ＯＦＦ信号が、後述するエンジンコントロールユニット９１に入力されている。
【００１４】
ところで、前述のバイパス流路５５は、上流側がサイレンサー５３に、下流側が、各吸気管５２におけるスロットル弁５４よりも下流側の部分に接続されている。そして、バイパス流路５５の中間部には、ＩＳＣバルブ８１が設けられ、このＩＳＣバルブ８１を駆動装置としてのステップモーター８２が駆動して、開閉している。
【００１５】
また、船外機１内には、ＩＳＣバルブ８１の開度、点火プラグ５０の点火時期や、インジェクター５８の燃料噴射量や噴射時期などのエンジン稼働状態を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）９１が設けられている。このエンジンコントロールユニット９１は、内蔵されているプログラムなどで作動するマイコンなどの制御装置で、入力側に、エンジン回転数センサ４０、大気圧センサ９２、船外機の傾動の角度を検出するトリムセンサ９３、油温センサ７８、油圧センサ７９、O2センサ７１、スロットル開度センサ５６、吸気圧センサ５７およびエンジン温度センサ３２などが、また、出力側に点火プラグ５０の点火回路、インジェクター５８の駆動部、ステップモーター８２や、警告装置９６などが接続されている。この警告装置９６はブザー、警報ランプや表示部などで構成されている。また、エンジンコントロールユニット９１の内部には、ＣＰＵ、タイマー、およびＲＡＭやＲＯＭなどからなる記憶部などが設けられている。
【００１６】
そして、エンジンコントロールユニット９１の記憶部には、警告信号を略即時に出力するエンジン回転数（たとえば、約 1000rpm以下）が、即警告回転数Ｒとして設定されて記憶されており、エンジン回転数がこの即警告回転数Ｒ以上で、かつ、油圧センサ７９の検知する吐出圧が警告圧Ｋよりも低くなった時には、警告信号が警告装置９６に略即時に出力されている。一方、エンジン回転数が即警告回転数Ｒよりも低く、かつ、油圧センサ７９の検知する吐出圧が警告圧Ｋよりも低くなった時には、判断時間が経過後、警告信号が出力されている。この判断時間は、エンジンコントロールユニット９１の記憶部に予め設定されて記憶されている。また、警告装置９６が作動後、吐出圧が警告圧Ｋ以上になった際に、警告装置９６の警告を維持する時間が維持時間として、エンジンコントロールユニット９１の記憶部に予め設定されて記憶されている。
【００１７】
この様に構成されている船外機１のエンジン２が稼働すると、空気がサイレンサー５３から吸気管５２を流れ、インジェクター５８からガソリンなど燃料が供給されて混合されている。空気は吸気管５２を流れている際に、スロットル弁５４で流量が調整されているとともに、このスロットル弁５４をバイパスし、バイパス流路５５を通ってスロットル弁５４の下流側に流れ込んでいる。そして、吸気弁４９が開いている際に、吸気流路４７を通って、燃焼室４５に流入している。ピストン８は上死点と下死点との間を往復動しており、クランク軸３が２回転する間に、略上死点から略下死点への吸気工程と、略下死点から略上死点への圧縮工程と、次の略上死点から略下死点への燃焼工程と、略下死点から略上死点への排気工程との４工程を行っている。この４工程の間に、カムシャフト４９ａ，５１ａは１回転しており、吸気工程の際に吸気弁４９が開き、排気工程の際に排気弁５１が開いている。また、燃焼工程の始めの上死点付近で点火プラグ５０が点火され、吸気工程の初期の付近で、インジェクター５８から燃料が噴射されている。そして、エンジンコントロールユニット９１は、入力側に接続されている種々のセンサから入力される種々のデータに基づいて、点火プラグ５０の点火時期、インジェクター５８の噴射時期および噴射時間（すなわち、燃料噴射量）、並びにＩＳＣバルブ８１の開度などを決定し、制御しているとともに、警告装置９６に警告信号を出力している。
【００１８】
エンジン２の油圧警告装置９６の制御方法は、エンジンコントロールユニット９１により図３のフローに基づいて行われている。
図３において、ステップ１で、エンジンコントロールユニット９１は、油圧センサ７９からの信号で、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋ以上であるか否かを判断する〔判断手段としての吐出圧判別部１０１（図５参照）〕。そして、警告圧Ｋ以上の場合には、ステップ１に戻っている。また、警告圧Ｋよりも低い場合には、ステップ２に行く。ステップ２において、エンジン回転数センサ４０が検出したエンジン回転数が即警告回転数Ｒ以上か否かを判断している〔判断手段としてのエンジン回転数判別部１０２（図５参照）〕。そして、即警告回転数Ｒ以上の場合にはステップ９に行き、ステップ９において、エンジンコントロールユニット９１は警告装置９６に警告信号を出力し、警告装置９６はこの警告信号を受けて作動し、音、光や表示などで異常を知らせ、エンジン回転数の低下を促す。一方、即警告回転数Ｒ未満の場合にはステップ３に行く。ステップ３において、記憶部に設定されている判断時間が経過するのを待ち〔判断時間待ち手段としての判断時間用タイマ１０３（図５参照）〕、ステップ４に行く。ステップ４において、エンジンコントロールユニット９１は、油圧センサ７９からの信号で、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋ以上であるか否かを判断する（吐出圧判別部１０１）。そして、警告圧Ｋ以上の場合には、潤滑オイルの供給は正常であると判断して、ステップ１に戻っている。一方、警告圧Ｋよりも低い場合には、ステップ５に行く。ステップ５において、エンジンコントロールユニット９１は警告装置９６に警告信号を出力し、警告装置９６を作動させる。この際には、警告装置９６は自己保持回路などを作動させて、警告解除信号が入力されるまで警告を持続させる。そして、ステップ６に行く。ステップ６において、エンジンコントロールユニット９１は、油圧センサ７９からの信号で、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋ以上であるか否かを判断する（吐出圧判別部１０１）。そして、警告圧Ｋよりも低い場合には、ステップ５に戻っている。一方、警告圧Ｋ以上の場合には、ステップ７に行く。ステップ７において、記憶部に設定されている維持時間が経過するのを待ち〔維持時間待ち手段としての維持時間用タイマ１０４（図５参照）〕、ステップ８に行く。ステップ８において、エンジンコントロールユニット９１は警告装置９６に警告解除信号を出力し、警告装置９６を停止させる。そして、ステップ１に戻っている。この様に、エンジンコントロールユニット９１は、各ステップを実行するとともに、実質的に図５に図示する括弧書きで示す各種手段（吐出圧判別部１０１、エンジン回転数判別部１０２、判断時間用タイマ１０３および維持時間用タイマ１０４など）を具備している。
【００１９】
この様に構成されているので、エンジン回転数が即警告回転数Ｒ以上の時には、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋよりも低下すると、即座に警告装置９６が作動している。一方、エンジン回転数が即警告回転数Ｒよりも低い時には、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋよりも低下しても、警告装置９６は即座には作動せず、判断時間の間、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋよりも低下した状態を略維持している場合に、潤滑オイルの供給が異常と判断して警告装置９６を作動させている。なお、この実施の形態では、判断時間の開始時と終了時に、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋよりも低下していることが判明した際に、判断時間の間、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋよりも低下した状態を略維持していることにしている。また、別の実施の形態として、判断時間の間常時、油圧が警告圧Ｋよりも低下しているか否かを判断することも可能である。
【００２０】
ところで、エンジン回転数の高い状態では、オイルポンプ２８の吐出能力が高く、油圧が警告圧Ｋまで低下することは生じないとともに、オイルポンプ２８や供給流路７７ａなどの異常で油圧が低下するとエンジン２の焼付けが発生し易い。そこで、この実施の形態のように、警告装置９６は即座に作動することが好ましい。
【００２１】
一方、エンジン回転数の低い状態では、オイルポンプ２８の吐出能力が低く、かつ、吐出圧の変動が大きいので、正常な状態でも油圧が警告圧Ｋまで低下することがあるとともに、油圧が低下してもエンジン２の焼付けが直ちに発生することはない。したがって、この実施の形態のように、油圧が警告圧Ｋよりも低下しても警告装置９６を即座に作動させずに、油圧が警告圧Ｋよりも低下した状態を略維持している場合に、警告装置９６を作動させることが好ましい。すなわち、油圧が警告圧Ｋよりも低下した際に警告装置９６を即座に作動させると、正常な場合にも、警告装置９６が作動することになり、誤報が発生する。
【００２２】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）エンジンの気筒数は適宜変更可能である。さらに、４サイクルエンジンの形式はＬ型でも、Ｖ型でも、また、筒内噴射式でも可能である。
（２）油圧センサ７９は、供給流路７７ａの油圧が警告圧Ｋよりも低くなると、ＯＮしているが、警告圧Ｋよりも低くなるとＯＦＦする構造でも可能である。また、スイッチ構造以外のものでも可能である。ただし、スイッチ構造にした方が、構造が簡単となる。
（３）制御装置は、マイコンなどで構成されているが、他のハードウェア（制御部品）で構成することも可能である。
（４）警告装置９６は、操縦者に油圧の低下を警告できるならば、その構造は適宜選択可能である。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジン回転数が予め設定されている即警告回転数よりも高い時には、警告信号を略即時に出力し、一方、エンジン回転数が前記即警告回転数よりも低い時には、警告圧よりも低い状態を略維持している際に警告信号を出力している。したがって、オイルポンプや供給流路などの異常により油圧が低下するとエンジンの焼付けが発生し易い高回転時には、警告を速やかに発して注意を促すことができる。一方、正常な状態でも油圧が警告圧まで低下することがあるとともに、油圧が低下してもエンジンの焼付けが直ちに発生することはない低回転時には、油圧が警告圧よりも低下した状態を略維持している際に警告を発しており、正常であるにも係わらず警告を発する誤報を極力防止することができる。
【００２４】
また、エンジン回転数が即警告回転数よりも低い時には、警告装置作動後、油圧センサの検出した油圧が警告圧よりも高くなっても、一定時間以上警告装置の作動を持続させているので、警告装置の作動を継続することにより、この警告が誤報でないことを認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の実施の形態のエンジンを搭載した船外機の基本構成を示す模式的構成図である。
【図２】  図２は吸気管およびＩＳＣバルブの配置の模式図である。
【図３】  図３は警告装置を作動させる方法のフローチャートである。
【図４】  図４はオイルポンプの吐出圧とエンジン回転数との関係を示すグラフである。
【図５】  図５はエンジンコントロールユニット９１の機能の要部ブロック図である。
【符号の説明】
Ｋ  警告圧
Ｒ  即警告回転数
２  エンジン
３  クランク軸
２８  オイルポンプ
７７ａ  供給流路
９１  エンジンコントロールユニット（制御装置）
９６  警告装置
【図１】
0004269024.tif 000002
【図２】
0004269024.tif 000003
【図３】
0004269024.tif 000004
【図４】
0004269024.tif 000005
【図５】
0004269024.tif 000006