(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子制御燃料噴射装置の設けられた船外機エンジンにおいて、
船外機エンジンのクランクシャフトで回転されて発電する自己発電装置と、
自己発電装置の出力電圧が所定電圧以上のときに第１の電源経路への供給電圧を一旦低下させその後復帰させる調整器と、
調整器の出力電圧をバッテリへ伝導する第１の電源経路と、
第１の電源経路から電子制御ユニットに電圧を伝導する第２の電源経路と、
第２の電源経路の電圧低下時に電子制御ユニットの作動を補償するためのコンデンサとを有すると共に、
第２の電源経路では電源リレーを介して電子制御ユニットに電源電圧を供給するようにし、
コンデンサは、第２の電源経路の電源リレー作動コイルの一次側に接続されて第１の電源経路の電圧低下時に電源リレーのＯＮ作動を補償する容量とする一方、船外機エンジンの回転数が所定回転数より低いときに電子制御ユニットの作動補償電圧以下になる容量としたことを特徴とする船外機エンジンの電源装置。
【請求項２】
上記所定回転数は、２０００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の船外機エンジンの電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機エンジンの電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、船外機のエンジンでは、排気ガスと燃費向上等の要請から中央処理ユニットの制御指令にしたがってインジェクターから吸気通路内に燃料を噴射する電子制御燃料噴射装置（ＥＦＩ）の採用が考えられる。
【０００３】
通常中型以上の船外機エンジンにおいては、スタータモータが標準装備されており、それに伴って船内にバッテリが設置されている。また、船内のバッテリは、船外機用のみならず、航海灯、魚探等の電源としても活用されている。
ここで、バッテリは、船外機のフライホイールマグネトに設けられたコイルによる発電を利用し、船外機運転中に常時充電を行っている。
ＥＦＩ等のバッテリを使用するシステムを有した船外機では、バッテリの電圧が低下した場合を想定し、自己消費する部品（インジェクター、フューエルポンプ等）のために、専用にマグネトー内に電源コイルを装備していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の船外機エンジンでは、ＥＦＩの採用により、バッテリが外れてもエンジンが停止せぬよう、上記のようにマグネト内に専用の電源を設け、インジェクターの電源としていた。しかるに、このような専用の電源の採用は、マグネト内に充電コイルの構成が複雑となってしまう不都合があった。また、その電源用のために、電圧制御部品、配線が必要となり、コイルの作り難さによって非常にコストアップの原因となっていた。
【０００５】
また、上述のようにインジェクター等の電源をマグネトでまかなってしまうと、バッテリ充電系に異常があった場合、エンジンに異常が見られないため、そのまま運転してしまい、バッテリの充電が出来ないまま航海灯等の補機類で消費され、知らないうちにバッテリ電圧低下を招き、バッテリ上がりによって再始動が困難となる恐れがあった。
また、バッテリ点火のエンジンでは、接触不良やバッテリ外れが生じるとエンジンが停止してしまうので、そのような停止状態の生じない制御が必要になる。さらに、調整器の電圧短絡制御により、電源回路にノイズが乗ってしまい、エンジンの動作への影響の恐れがある。
【０００６】
なお、バッテリに何らかの不具合の生じたときの対策のために、特開平１０−３７７８０号が提案されている。しかしながら、この技術では、予備のバッテリや燃料噴射系専用のコイルをマグネトに設けているものであり、コスト上昇という問題点が残る。また、特開平９−１３０９９０号では、バッテリの消耗が激しい場合には、発電機の負荷を燃料噴射系と燃料ポンプに制限するものである。しかしながら、この技術では低回転時にも運転は継続しエンジンがストールするとバッテリが完全に上がった状態になって、再始動不能の恐れがある。
【０００７】
本発明は、前記の問題点を解消するためなされたものであって、調整器による電圧低下時にも一定レベル以上の電圧を保持できるとともにバッテリ外れによるエンジンストールを防止できる船外機エンジンの電源装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、次の構成を有する。
請求項１の本発明は、電子制御燃料噴射装置の設けられた船外機エンジンにおいて、船外機エンジンのクランクシャフトで回転されて発電する自己発電装置と、自己発電装置の出力電圧が所定電圧以上のときに第１の電源経路への供給電圧を一旦低下させその後復帰させる調整器と、調整器の出力電圧をバッテリへ伝導する第１の電源経路と、第１の電源経路から電子制御ユニットに電圧を伝導する第２の電源経路と、第２の電源経路の電圧低下時に電子制御ユニットの作動を補償するためのコンデンサとを有すると共に、第２の電源経路では電源リレーを介して電子制御ユニットに電源電圧を供給するようにし、コンデンサは、第２の電源経路の電源リレー作動コイルの一次側に接続されて第１の電源経路の電圧低下時に電源リレーのＯＮ作動を補償する容量とする一方、船外機エンジンの回転数が所定回転数より低いときに電子制御ユニットの作動補償電圧以下になる容量としたことを特徴とする船外機エンジンの電源装置である。
請求項２の発明は、上記所定回転数は、２０００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１に記載の船外機エンジンの電源装置である。
【０００９】
本発明によれば、電子制御燃料噴射装置の設けられた船外機エンジンにおいて、自己発電装置の出力電圧が所定電圧以上のときに第１の電源経路への供給電圧を一旦低下させその後復帰させる調整器を有しているので、そのままでは、バッテリ外れ（瞬間的あるいは長期的）のときに調整器により一瞬電圧が低下して、電子制御ユニット等で使用する電源リレー（請求項２）が保持できなくなる。そのため、コンデンサにより第２の電源経路が例えばバッテリ外れ時に調整器による瞬間的な電圧低下が生じたときでも自己発電機の出力平滑が可能な容量として電子制御ユニットの作動を補償するので、電子制御ユニットの電源は確保され、バッテリ外れにより不用意にエンジンストールが生じることがない。
【００１０】
また、コンデンサは、船外機エンジンが所定回転数より低いときに電子制御ユニットの作動補償電圧以下になる容量であるので、バッテリ外れ時に、ある回転以下ではエンジンは停止するようになり、他の負荷によるバッテリあがりを防止できる。また、この停止によって、乗員に対してバッテリの外れなどの異常を知らせることができる。
例えば、コンデンサの容量は４７０（μＦ）未満とすれば、図８に示すように、２０００（ｒｐｍ）以下の低回転時では電源リレーが保持されずエンジンが確実にストールするので、バッテリ上がりが生じない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１〜図２は実施形態にかかる電子制御燃料噴射式エンジン（内燃機関）１を搭載した船外機２の説明図、図３は該エンジン１の電源装置の説明図、図４〜図７はバッテリ接続状態に関連した電源電圧の各例の説明図、図８は該電源装置のコンデンサ容量とエンジン回転数の関係説明図である。
【００１２】
図１に示すように、船外機２は、船体３のトランザム（船尾梁）４にブラケット５を介して装着される。また、船外機２は、該ブラケット５の後部に上下方向に延びる中空体であって、かつ、水平方向断面が概略紡錘形のドライブシャフトハウジング６を有しており、このドライブシャフトハウジング６の上部にエンジンホルダ７が形成されて、このホルダ７上部にエンジン１が設置される。そして、前記ドライブシャフトハウジング６の下部には、ギアケース８が連接されており、このギアケース８には水平後方にプロペラ９を向けたプロペラシャフトが回転自在に支持される。
【００１３】
図２に示すように、このエンジン１は、シリンダヘッド１０、シリンダブロック１１およびクランクケース１２を有してなる２サイクル４気筒のもの（４サイクルエンジンでも、あるいは４気筒以外の気筒数でもよい）であって、クランケース１２内にクランクシャフト１３がほぼ鉛直方向に沿って回転自在に軸支される。エンジン１は外面がエンジンカバー１４（図１参照）で覆われる。
【００１４】
前記船外機２のエンジン１の電源装置について説明する。
実施形態の電源装置は、図２に示すように各機器がエンジン各部に配設される。
船外機２には自己発電装置（フライホイールマグネト１５）がクランクシャフト１３一端に装備されている。すなわち、フライホイールマグネト１５の概略椀状のロータ１７がクランクシャフト１４の上端に締着されており、エンジン１の回転にあわせて回転する。そして、ロータ１７で被せられたその内側空間にはフライホイールマグネト１５のステータコイル１６がクランクケース１２側に固定されている。エンジン１のクランクシャフト１３の回転に応じて、ロータ１７内周部に取り付けられた磁石１７ａによりステータコイル１６から発電を行っている。
【００１５】
フライホイールマグネト１５は交流電力を出力するものであるため、通常別に整流器１８ａを装備し、出力された交流を直流に変換している。また、過充電を防止するため調整器１８ｂも装備している。前述の整流器、調整器には別体型の他に一体型のものもあり、船外機が中型以上のもでは標準的に一体型品を使用している。フライホイールマグネト１５の出力は、上記の整流器１８ａ、調整器１８ｂにより充電用電圧が制御され、バッテリケーブル１９を介してバッテリ（２０）に充電を行っている。
【００１６】
通常は、回転変動が大きいエンジン１においては調整器１８ｂは短絡タイプが使用されており、充電および消費に使用されない出力は熱となり消費される仕組みとなっている。上記の場合、調整器１８ｂの出力波形は調整される電圧に到達した瞬間に短絡され、再度充電を行うよう制御される。
【００１７】
なお、前記エンジン１では、シリンダヘッドカバー１０に隣接してイグニッションコイル２１からケーブルにより点火プラグのプラグキャップ２２が接続され、そのプラグキャップ２２よりもクランクケース１２寄りにエキゾーストマニホールド２３がクランクケースに平行に配設されている。さらにエキゾーストマニホールド２３に平行にウォータリターンホース２４が配設されている。また、フライホイールマグネト１５の後方にはフューズ２５と電装品ホルダー２６が配設されて、その下方には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２７が配設されている。各ケーブルはワイヤーハーネス２８により電源や信号が伝導される。
【００１８】
実施形態の電源装置は、図３の回路図で示すことができる。図３の回路に示すように、電源装置は、船外機エンジン１で駆動されて発電するフライホイールマグネト（自己発電装置）１５の出力電圧を整流する整流器１８ａと、該出力電圧が所定電圧（例えば１４．５Ｖ）以上のときに第１の電源経路３０への供給電圧を瞬間的に短絡して一旦低下させ、その後再度充電を行うよう復帰させる調整器１８ｂと、調整器１８ｂの出力電圧をバッテリ２０へ伝導する第１の電源経路３０と、第１の電源経路３０から電子制御ユニット２７に電圧を伝導する第２の電源経路３２と、第２の電源経路３２の電圧低下時に電子制御ユニット２７およびその他の負荷の作動を補償するためのコンデンサ３４とを有する。
【００１９】
また、第２の電源経路３２では、電源リレー３６を介して電子制御ユニット２７に電源電圧を供給するようにし、コンデンサ３４は、第２の電源経路３２の電源リレー３６作動コイル３６ａの１次側に接続されて第１の電源経路３０の電圧低下時に電源リレー３６のＯＮ動作を補償する容量のものである。なお、電源リレー３６の一時側でコンデンサ３４の下流側にはイグニッションスイッチ３５が介装されて、エンジン１の停止運転の切替えをするようになっている。
【００２０】
上記の調整器１８ｂの場合、出力波形は調整される電圧に到達した瞬間に短絡され、再度充電を行うよう制御される。ここで、バッテリ２０が外れた場合、調整電圧に電圧が達すると数msの短絡が発生し、電子制御ユニット２７等で使用する電源リレー３６を保持することが出来なくなり、システムがダウンしてしまう。
このようなシステムダウンの不具合を解消するため、上記電源回路上にコンデンサ３４を装着したものである。コンデンサ３４を装着することにより、調整器１８ｂによる短絡時においても一定レベル以上の電圧を保持することが可能となり、電源リレー３６を保持することができる。そのため、エンジン運転中のバッテリ２０外れ時の急激なストール発生を防止することができる。また、コンデンサ３４は、適当な容量にすることにより、バッテリ２０外れ時に他の負荷によるバッテリ２０の上がりを防止するよう、船外機エンジン１が所定回転数より低いときに電子制御ユニット２７の作動補償電圧以下になる容量として、ある回転数以下ではエンジンを停止させて異常を知らせることが可能となる。
【００２１】
また、コンデンサ３４自体は点火、噴射、大電流制御のノイズ（各種サージノイズ）を吸収することができ、エンジン制御の保護の役目も果たしている。バッテリ２０端子が外れかけた状態では、端子のＯＮ，ＯＦＦ（接触、離脱）がノイズとなって電子制御ユニット２７に侵入してくるが、これもコンデンサ３４により低減することが可能である。
【００２２】
上記の目的のため使用するコンデンサ３４は、実施形態では電源回路のハーネス２８上に装着しているが、電源回路上であれば、どの位置に装着しても良い。例えば、図３の電子制御ユニット２７の電源入力基板２７ａ上でもよい。
前述のように船外機等で使用している電圧の調整器１８ｂは、通常ＳＣＲ（サイリスタ）タイプであり、発電電圧が調整電圧に達した時点で、回路を短絡させる仕組みとなっている。
【００２３】
また、船外機エンジン１が極低回転では、図４に示すように、発電が十分でなく、調整電圧まで電圧が達せず、電圧が短絡することはなく電源リレー３６が保持される。ただ、回転数は３００ｒｐｍ等の実用域ではない。
【００２４】
バッテリ２０がある場合、バッテリ２０電圧より高くなる部分が充電に使用され、これも調整電圧に達した後、短絡されるが、図５に示すように、バッテリ２０があるため見かけ上０Ｖにはならない。
【００２５】
一方、バッテリ２０が無い場合、上記のバッテリ１３．５Ｖがないため、図６に示すように、電圧が０Ｖ付近となり、電源リレー３６を保持することができず、エンジンのストールを発生させる。
【００２６】
上記にコンデンサ３４を付与した場合、図７に示すように、コンデンサ３４に蓄えられた電荷により、各発電電圧の谷をコンデンサの放電によってなまらせ、電圧の低下を防止することが可能である。ただ、これは発電電圧に依存した今回のシステムではバッテリ２０あがりを防止するため、低回転時全体のレベルが下がる用コンデンサを選定している。船外機２の一例では、図８のようにコンデンサ容量とエンジンストール回転数との関係とすると、コンデンサの容量を４７０（μＦ）未満にすると２０００ｒｐｍ以下ではエンジンストールさせることができる。
【００２７】
前記実施形態においては、調整器１８ｂによる短絡時においても一定レベル以上の電圧を保持することが可能となる。
また、エンジン１運転中のバッテリ２０外れ時の急激なストール発生を防止することができる。
また、コンデンサ３４の容量を適当な大きさとする事により、バッテリ２０外れ時に他の負荷によるバッテリ２０あがりを防止するよう、ある回転数以下ではエンジンを停止させ異常を知らせることが可能となる。
また、コンデンサ３４自体は点火、噴射、大電流制御のノイズを吸収することができ、エンジン１制御の保護の役目が発揮できる。
【００２８】
なお、前記の実施形態では本発明の好適例を説明したが、本発明はこれに限定されないことはもちろんである。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、調整器による短絡時においても一定レベル以上の電圧を保持することが可能となる。
また、エンジン運転中のバッテリ外れ時の急激なストール発生を防止することができる。
また、コンデンサの容量を適当な大きさとする事により、バッテリ外れ時に他の負荷によるバッテリあがりを防止するよう、ある回転数以下ではエンジンを停止させ異常を知らせることが可能となる。
また、コンデンサ自体は点火、噴射、大電流制御のノイズを吸収することができ、エンジン制御の保護の役目が発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る船外機エンジンの外観説明図である。
【図２】船外機のエンジンの側面図である。
【図３】電源装置の回路説明図である。
【図４】電源装置の低回転時の充電電圧波形例の説明図である。
【図５】電源装置の充電電圧波形例の説明図である。
【図６】コンデンサのない場合のバッテリ外れ時の電圧波形の説明図である。
【図７】コンデンサのある場合のバッテリ外れ時の電圧波形の説明図である。
【図８】コンデンサの容量とエンジンストール回転数の関係例の説明図ある。
【符号の説明】
１  エンジン
２  船外機
１５  自己発電装置（フライホイールマグネト）
１６  ステータコイル
１７  ロータ
１８ａ  整流器
１８ｂ  調整器
２０  バッテリ
２７  電子制御ユニット
３０  第１の電源回路
３２  第２の電源回路
３４  コンデンサ
３６  電源リレー
【図１】
0003840799.tif 000002
【図２】
0003840799.tif 000003
【図３】
0003840799.tif 000004
【図４】
0003840799.tif 000005
【図５】
0003840799.tif 000006
【図６】
0003840799.tif 000007
【図７】
0003840799.tif 000008
【図８】
0003840799.tif 000009