(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル弁と該スロットル弁の開度を変化させるためのアクセル操作子との間に、該操作子の操作量が所定値に達するまで上記スロットル弁の開度を一定値に保持し、所定値を越えると上記アクセル操作子の操作量とスロットル弁開度とを略比例させるアクセルカム機構を介在させた船外機の運転制御装置において、上記アクセルカム機構を、上記アクセル操作子の操作量の増減に伴ってその開度が増減するように構成するとともに、上記アクセル操作子の操作量が少なくとも上記所定値以下の場合における上記アクセルカム機構の開度を検出するアクセルカム開度検出手段を設け、該アクセルカム開度検出手段からの信号により点火時期を制御することを特徴とする船外機の運転制御装置。
【請求項２】
請求項１において、上記アクセルカム開度検出手段が、上記アクセル操作子の全操作領域においてアクセルカム開度を検出するようになっており、上記アクセル操作子の操作量が上記所定値に達したことを検出する検出スイッチを設けたことを特徴とする船外機の運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、船外機の運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船外機等に用いられる２サイクルエンジンにおいて、スロットル弁全閉のアイドル時のような低速回転域では、吸気量が少ないことから、掃気効率が悪く、燃焼室内の燃焼ガスが完全に排出されず、不整燃焼を生じやすい問題があった。
【０００３】
また、スロットル弁を全閉位置から急に開けた急加速時には、慣性により空気のシリンダへの導入遅れが生じるため、加速応答性が悪いという問題があった。
【０００４】
これらの問題を解決する方法として、例えばアイドル時のような低速回転時でもスロットル弁を比較的大きい所定角度だけ開けておき、これにより吸気量を多くし、掃気効率を向上させて、不整燃焼を防止するとともに、加速応答性を向上させる方法がある。
【０００５】
この方法を実現するための構造として、スロットル弁と、該スロットル弁の開度を変化させるためのアクセル操作子との間に、該操作子の操作量がスロットル弁の上記所定角度位置に対応したピックアップポイントに達するまで上記スロットル弁の開度を上記所定角度に保持し、ピックアップポイントを越えると上記アクセル操作子の操作量（アクセル開度）とスロットル弁開度とを略比例させるアクセルカム機構を介在させたものがある。なお、スロットル弁開度はスロットル弁の弁軸等に装着されたスロットル弁開度センサにより検出されるようになっている。この場合、スロットル弁開度センサの出力値は、上記ピックアップポイント以下の領域では一定となる。
【０００６】
しかし、スロットル弁を上記所定角度だけ開くと、そのままではエンジン回転数が高くなりアイドル回転数を保持できないので、アクセル操作量が上記ピックアップポイントに達するまでは点火時期を遅角させる方法を採用することが考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記方法では、アクセル開度が上記ピックアップポイントに達するまで点火時期の遅角量を一定に保持するようになっているため、上記ピックアップポイントに到達して通常の点火時期制御を開始すると、点火時期の進角度合いが急激になってエンジン回転数の上昇が急激になり、アクセル操作子の操作量とエンジン回転数の上昇との間に違和感が生じて操縦性（ドライバビリティ）が悪化する問題がある。また、急激な点火時期変化に伴うエンジン要求燃料量の急激な変化によってエンジンが不調となる問題もある。
【０００８】
そこで上記エンジン回転数の急激な上昇を抑制するために、上記ピックアップポイントに近づくにつれて上記遅角量を減少させることが考えられる。しかし、上述のように、ピックアップポイントに達するまでは、上記スロットル弁開度検出センサの出力は一定であることから、該センサの出力によって上記点火時期の制御を行うことはできない。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、ピックアップポイントまでのアクセル操作量（アクセル開度）を検出することができ、もって操縦性を向上できる船外機の運転制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スロットル弁と該スロットル弁の開度を変化させるためのアクセル操作子との間に、該操作子の操作量が所定値に達するまで上記スロットル弁の開度を一定値に保持し、所定値を越えると上記アクセル操作子の操作量とスロットル弁開度とを略比例させるアクセルカム機構を介在させた船外機の運転制御装置において、上記アクセルカム機構を、上記アクセル操作子の操作量の増減に伴ってその開度が増減するように構成するとともに、上記アクセル操作子の操作量が少なくとも上記所定値以下の場合における上記アクセルカム機構の開度を検出するアクセルカム開度検出手段を設け、該アクセルカム開度検出手段からの信号により点火時期を制御することを特徴としている。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１において、上記アクセルカム開度検出手段が、上記アクセル操作子の全操作領域においてアクセルカム開度を検出するようになっており、上記アクセル操作子の操作量が上記所定値に達したことを検出する検出スイッチを設けたことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
請求項１の発明の船外機の運転制御装置によれば、アクセルカム開度検出手段により、操作子の操作量が少なくともピックアップポイントに対応した所定値以下の場合のアクセルカム機構の開度を検出するようにしたので、ピックアップポイントに到達するまでのアクセル操作子の操作量を検出することができ、このアクセル操作量がピックアップポイントに近づくにつれて点火時期の遅角量を減少させる点火時期制御を行うことができ、エンジン回転数の急激な上昇を回避でき、操縦性を向上することができる。
【００１３】
また、点火時期を変化させると要求燃料量も変化することから燃料噴射量をフィードバック又はマップにより制御する必要が生じるが、本発明ではアクセル操作量を検出しているので、燃料噴射量を適正にする噴射量制御を行うことも可能である。
【００１４】
請求項２の発明の船外機の運転制御装置によれば、アクセルカム開度検出手段により操作子の全操作領域におけるアクセルカム開度を検出するとともに、検出スイッチにより操作子の操作量が上記所定値（ピックアップポイント）に達したことを検出するようにしたので、スロットル弁開度センサを不要にできるとともに、上記ピックアップポイントに到達するまで，及びピックアップポイント以降の点火時期制御を行うことができ、操縦性を向上することができる。
【００１５】
【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ないし図４は請求項１の発明に係る第１実施例の船外機の運転制御装置を説明するための図であり、図１は上記実施例装置の概略構成図、図２は上記船外機用エンジンの右側面を模式的に示す図、図３はスロットル弁部分の模式図、図４は上記制御装置のスロットル開度と点火時期との関係を示す特性図である。
【００１６】
図１において、１はクランク軸縦置き３気筒２サイクル船外機用エンジンであり、これはシリンダブロック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、図１のＡ−Ａ断面中、▲１▼〜▲３▼は爆発順序で見た気筒番号を示しており、各気筒▲１▼〜▲３▼の位相差は１２０°に設定されている。
【００１７】
上記シリンダブロック２の合面にはシリンダヘッド６が装着されており、該シリンダヘッド６に形成された燃焼凹部内には点火プラグ７が挿入されている。なお、２ａは排気ポート、２ｂは掃気ポートである。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が装着され、上記クランク軸５にはクランク角度（エンジン回転数）を検出するための角度センサ３３が設けられている。上記シリンダブロック２の反ヘッド側にはクランク室８が設けられている。該クランク室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とが設けられている。
【００１８】
また▲１▼番気筒と▲２▼番気筒との間にはバイパス通路（検出通路）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が設けられている。
【００１９】
上記各クランク室８には吸気通路１０がシリンダボア３ａを介して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出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。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の回転量すなわちスロットル弁角はセンサ４１により検出されるようになっている。さらに船外機本体５０には、トリム角βを検出するためのトリム角検出センサ４２が設けられている。
【００２０】
上記エンジン１は制御部としてのＥＣＵ３０を備えている。該ＥＣＵ３０には、上記筒内圧検出センサ３１，吸気温検出センサ３２，クランク角度検出センサ３３，クランク室内圧検出センサ３４，Ｏ2 センサ３５，背圧検出センサ３６，エンジン温度検出センサ３７，大気圧検出センサ，シフトスイッチ，冷却水温度検出センサ，及びエンジン振動センサの各検出信号が入力されている。
【００２１】
上記エンジン１の右側面には、図２に示すように、上記各気筒用スロットルバルブ１５と、図示しないアクセルレバー（アクセル操作子）とを連結するアクセルカム機構７１が配設されている。このアクセルカム機構７１は、上記スロットルバルブ１５の開度を、操船者によるアクセルレバーの操作量がピックアップポイントに対応した所定値に達するまでは所定角度（図３のα）に保持し、所定角度を越えるとアクセル操作量に比例させるためのものである。
【００２２】
上記アクセルカム機構７１は、上記アクセルレバーにスロットルワイヤ６０を介して連結され、軸６１ａを中心に回動可能に支持されたカムレバー６１と、該カムレバー６１にカムリンク６２を介して連結され、軸６３ａを中心に回動可能に支持されたアクセルカム６３と、上記軸６３ａ上に設けられ、該アクセルカム６３の回動角を検出するカム開度センサ（アクセルカム開度検出手段）６４とを備えている。なお、６５は、上記カム開度センサ６４をシリンダブロック等に取り付ける取付ボルトである。
【００２３】
また、６６ａ，６６ｂ，６６ｃは、上記３つの気筒１０内に取り付けられた各スロットルバルブ１５のスロットルバルブ軸を示しており、上記中側のバルブ軸６６ｂには、上記アクセルカム６３と当接して該カム６３によって揺動駆動されるスロットルレバー６８が取り付けられている。また、このバルブ軸６６ｂの回動はジョイント６７ａ，リンク６７ｂを介して上記上側，下側のスロットルバルブ軸６６ａ，６６ｃに伝達され、該両バルブ軸６６ａ，６６ｃは上記中側のバルブ軸６６ｂと共に回転するようになっている。また、上側のバルブ軸６６ａの紙面裏側には、スロットルバルブ１５の開度を検出するスロットルバルブ開度センサ４１が取り付けられている。
【００２４】
なお、上記スロットルレバー６８の先端部は球体６８ａが形成され、上記アクセルカム６３の上記球体６８ａとの当接面６３ｂは、図２に示すように曲面で構成されており、この曲面の形状は、上記当接直後はアクセルレバーの操作量に対するスロットルバルブ軸６６ｂの回転角が小さく、その後は上記アクセルレバーの操作量に対する上記バルブ軸６６ｂの回転角が徐々に大きくなるように設定されている。この構成により低速運転域でのスロットル開度の急変を回避して操縦性を向上することができる。
【００２５】
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例エンジン１では、操船者のアクセルレバー操作量が、零（図４（ｂ）のＡ点）から上記ピックアップポイントに対応する量（同図のＢ点）の間にある場合には、スロットルバルブ１５は全閉位置から角度α開いた所定のピックアップポイント開度に保持されている。これにより、不整燃焼を回避できる吸気量が確保されている。この場合、上記スロットルバルブ１５がピックアップポイント開度となっていることによるエンジン回転数の上昇を防止するため、本実施例では、点火時期は通常のアイドル回転時の点火時期（図４（ａ）のＣ点）に対して１０度程遅角されている（図４（ａ）のＡ点）。
【００２６】
操船者によりアクセルレバーが開かれると、上記スロットルワイヤ６０が図示矢印方向に作動し、上記カムレバー６１を介して上記アクセルカム６３が図示矢印方向に回動する。そして、アクセルカム６３が破線で示す位置に回動されると該アクセルカム６３が上記スロットルレバー６８の球体６８ａに当接し、これにより上記スロットルバルブ軸６６ａ，６６ｂ，６６ｃがスロットルバルブ１５を回動し、このスロットルバルブ１５の回動角が上記スロットルバルブ開度センサ４１により検出され、該検出値に基づいて燃料噴射制御及び点火時期制御が行われる。
【００２７】
この場合に、上記カムアクセル６３が上記スロットルレバー６８の球体６８ａに当接する前は、アクセルカム６３の軸６３ａに設けられたカム開度センサ６４によりアクセルカム開度、ひいては操船者によるアクセルレバー操作量が検出される。そして上記アクセルカム開度に基づいて、該開度がピックアップポイント開度に近づくにつれて上記遅角量を徐々に小さくする点火時期制御が行われるが、このピックアップポイント開度での点火時期は図４（ａ），（ｂ）にＢ点で示すように、従来の点火時期Ｄ点より遅角している。これは本実施例の場合、従来よりアクセル操作量零における遅角量が大きいことから、ピックアップポイント角度時の遅角量を従来程度にすると遅角量がＡからＤに変化することとなり、エンジン回転数の上昇が大きくなるおそれがあるので、これを防止するためである。一方、このようにピックアップポイント開度の遅角量をＢ点で示すように従来より大きくしたので、該開度よりスロットルバルブ開度の大きい領域で従来より遅角気味となっている。そのため、それだけ燃費が悪化する懸念があるが、本実施例では、気筒休止によりこの問題を回避している。
【００２８】
上記点火時制御により点火時期か進角側に移動するに伴い、燃料噴射量を減量する燃料噴射制御がフィードバック又はマップ制御により行われる。これは点火時期が進角側に移動するに伴いエンジンの要求燃料量がリーン側に変化することに対応し、安定した燃料が得られるようにするためである。なお、この噴射制御は、点火時期制御同様、アクセルカム開度検出手段からの信号に基づいて行われる。
【００２９】
このように本実施例では、アクセルレバー操作開始と同時に、即ち、上記アクセルカム６３とスロットルレバー６８とが当接するスロットル開度αに到達する以前から点火時期制御が行われる。
【００３０】
このように本実施例では、カム開度センサ６４によりピックアップポイント以下の時のアクセルカム開度ひいてはスロットル操作量を検出するようにしたので、該開度に基づいて、上記ピックアップポイントに到達するまでの点火時期を制御することができる。その結果、例えばピックアップポイントにおいて、遅角量を急激に減少させた場合と比べて、エンジン回転数の急激な上昇を回避でき、操縦性を向上することができる。
【００３１】
次に、図５に基づいて上記第１実施例の第１変形例を説明する。この第１の変形例は、上記第１実施例装置のカム開度センサ６４をカムレバー６１に取り付けたものである。なお、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
このように、カム開度センサ６４をカムレバー６１に設けたので、上記第１実施例と同様に、上記アクセルカム６３がスロットルレバー６８の球体６８ａに当接する以前のアクセルカム開度を検出することができ、該開度に基づいて点火時期の制御を行うことができ、もってエンジン回転数の急激な上昇を回避でき、操縦性を向上することができる。
【００３２】
次に、図６に基づいて上記第１実施例の第２変形例を説明する。この第２の変形例は、上記第１実施例装置のカム開度センサ６４を、図示しないアクセルレバーと上記カムレバー６１との間に取り付けたものである。なお、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
このように、カム開度センサ６４をアクセルレバーとカムレバー６１との間に設けたので、上記第１実施例と同様に、上記カムアクセル６３がスロットルレバー６８の球体６８ａに当接する以前のアクセルカム開度を検出することができ、該開度に基づいて点火時期及び燃料噴射の制御を行うことができ、もってエンジン回転数の急激な上昇を回避でき、操縦性を向上することができる。
【００３３】
次に、図７に基づいて上記第１実施例の第３変形例を説明する。この第３の変形例は、上記第１実施例装置と同様のカム開度センサ６４ａ，６４ｂを、カムレバー６１とアクセルカム６３との間と、上側，中側スロットルバルブ軸６６ａ，６６ｂの間との２箇所に取り付け、上記第１実施例装置におけるスロットルバルブ開度センサ４１を除いたものである。なお、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
このように、カム開度センサ６４ａ，６４ｂを、カムレバー６１とアクセルカム６３との間と、上側，中側スロットルバルブ軸６６ａ，６６ｂの間とに設けたので、上記第１実施例と同様に、カム開度センサ６４ａにより、上記アクセルカム６３がスロットルレバー６８の球体６８ａに当接する以前のアクセルカム開度を検出することができ、また、カム開度センサ６４ｂにより、上記当接後のスロットルバルブ１５の開度を検出することができ、もって上記各開度に基づいて点火時期及び燃料噴射の制御を行うことができ、エンジン回転数の急激な上昇を回避でき、操縦性を向上することができる。
【００３４】
次に、図８，９に基づいて請求項２の発明に係る第２実施例の船外機の運転制御装置を説明する。図８は上記船外機エンジンの右側面を模式的に示す図、図９は上記エンジンのアクセルカム７０部分の拡大図である。なお、図２と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３５】
本実施例装置では、上記中側のスロットルバルブ軸６６ｂにアクセルカム７０を同軸をなすように、かつ回転自在に取り付けている。このアクセルカム７０には、図９に示すように、上記スロットルレバー６８の端部の係合子６８ｂが摺動自在に係合する係合溝７２が形成されており、該溝７２の図示左端側に位置するようにピックアップスイッチ（検出スイッチ）７３が取り付けられている。この構成により、アクセルレバーが操作されて上記アクセルカム７０が図示矢印方向へ回動し、上記操作量が所定値に達すると上記係合子６８ｂにより上記スイッチ７３が作動されて、ピックアップポイントの検出がなされるようになっている。
【００３６】
次に、本実施例装置の作用効果を説明する。
本実施例装置においても、スロットルバルブ１５の開度は、アクセル操作量が上記ピックアップポイントに達するまでは上記開度αに保持される。そして、この場合、上記第１実施例と同様にカム開度センサ６４によりアクセルカム７０の回動角が検出され、該角に応じてピックアップポイントに達するまでの点火時期及び燃料噴射の制御が行われる。
【００３７】
そして、アクセルレバーが上記ピックアップポイントまで操作されると、上記係合子６８ｂにより上記スイッチ７３が作動されて、ピックアップポイントが検出され、その後、上記アクセルカム７０が上記係合子６８ｂ，スロットルレバー６８を介して中側スロットルバルブ軸６６ｂを回動させ、さらに上記第１実施例同様に、上記リンク６７ｂの図示上下動により上側，下側のスロットルバルブ軸６６ａ，６６ｃが回動される。従ってこの場合、アクセルカム７０の回動角によってスロットルバルブ１５の開度が上記カム開度センサ６４により検出される。
【００３８】
このように、本第２実施例では、アクセルレバーの全操作領域においてカム開度センサ６４によりアクセルカム７０の回動角を検出するとともに、ピックアップスイッチ７３を設けたので、上記第１実施例同様に、操縦性を向上できるとともに、上記第１実施例では必要であったスロットルバルブ開度を検出するセンサ４１を不要にできる。
【００３９】
ここで、上記実施例では、ピックアップポイントまでについてはアクセルカムセンサからの検出値を用いて、ピックアップポイント以降についてはスロットルセンサからの検出値を用いて点火時期，燃料噴射時期等の制御を行ったが、この方法の場合何れかのセンサが故障すると、該センサの検出域ではエンジンの制御が不能となり、エンジン回転が不安定となったり、エンジン停止してしまったりするおそれがある。
【００４０】
上記問題を解消するには、下記▲１▼，▲２▼の方法が有効である。
▲１▼  スロットルセンサ又はアクセルカムセンサの一方の出力電圧が通常使用域を外れた場合には、他方のデータを用いて制御を行う。
【００４１】
スロットルセンサが故障した場合には、カムセンサの出力から概略のスロットル開度が検出できる為、帰港するに十分な制御は可能である。またカムセンサが故障した場合には、スロットルセンサが動いている範囲においてはスロットルセンサの出力から概略のカム開度が検出でき、また動かない範囲においては、航走上安全な遅角値，噴射量とすることにより帰港が可能となる。
【００４２】
▲２▼  スロットルセンサとアクセルカムセンサの出力を比較し、両者の検出値が予め設定された値より一定値以上ずれた場合は異常と判断し、フェールセーフ制御や警告を行う。この場合、予めスロットル開度に対する実際の航走状態におけるエンジン回転数を記憶しておき、スロットル又はアクセルカムの検出開度，検出されたエンジン回転数と上記記憶値との間に一定以上の差が生じた場合にはセンサの故障と判断し、フェールセーフ制御や警告を行う。
【００４３】
スロットルセンサとアクセルカムセンサの値はある関係式によって相関があるので、この関係から大幅にずれた場合は、センサの故障と判断できる。どちらのセンサが故障しているかは、検出されたエンジン回転数と通常使用状態におけるエンジン回転数との比較で判断できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明に係る船外機の運転制御装置では、アクセル操作子の操作量が所定値以下の時のアクセルカム機構の開度を検出するアクセルカム開度検出手段を設けたので、ピックアップポイント前のアクセル操作量に基づいて点火時期及び燃料噴射の制御を行うことができる効果があり、操縦性を向上することができる効果がある。
【００４５】
請求項２の発明の船外機の運転制御装置では、上記アクセルカム開度検出手段により操作子の全操作領域においてアクセルカム機構の開度を検出するとともに、上記操作子の操作量が所定値に達したことを検出する検出スイッチを設けたので、スロットル弁の開度センサを不要にしながらピックアップポイント前，後のアクセルカム開度，スロットル弁開度を検出でき、該開度に基づいて点火時期制御を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第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実施例装置のアクセルカム機構を示す側面図である。
【図３】上記第１実施例装置のスロットルバルブの状態を示す模式図である。
【図４】上記第１実施例制御装置のスロットルバルブ開度，アクセルカム開度と点火時期との関係を示す特性図である。
【図５】上記第１実施例装置のアクセルカム機構の第１変形例を示す側面図である。
【図６】上記第１実施例装置のアクセルカム機構の第２変形例を示す側面図である。
【図７】上記第１実施例装置のアクセルカム機構の第３変形例を示す側面図である。
【図８】本発明の第２実施例による船外機の運転制御装置のアクセルカム機構示す側面図である。
【図９】上記第２実施例装置の要部拡大図である。
【符号の説明】
１５  スロットル弁
６４  カム開度センサ（アクセルカム開度検出手段）
７１  アクセルカム機構
７３  ピックアップスイッチ（検出スイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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