(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、スロットルバルブ開度を検出するスロットルバルブ開度検出手段と、前記エンジン回転数と前記スロットルバルブ開度に基づき吸入空気量を間接的に求める吸入空気量演算手段と、前記吸入空気量に基づき燃料噴射量を制御する制御手段とを備える船舶推進機のエンジン制御装置において、
前記スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差を補正する補正タイミングを指令する補正時期指令手段と、
前記指令された補正タイミングでスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力する基準位置出力手段と、
前記基準位置の出力に基づき組付誤差を補正する組付誤差補正手段とを有し、
前記補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であることを特徴とする船舶推進機のエンジン制御装置。
【請求項２】
前記補正時期指令手段は、通常運転でない信号の入力または外部からの通信等から入力を補正タイミングとすることを特徴とする請求項１記載の船舶推進機のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記基準位置出力手段は、スロットルバルブ開度が全閉のときにスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力することを特徴とする請求項１記載の船舶推進機のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記組付誤差補正手段は、前記スロットルバルブ開度検出手段の基準位置の実測値と予め設定された設定値とを比較し、この比較した差を記憶し、この差を補正値として前記スロットルバルブ開度の補正を行なうことを特徴とする請求項１記載の船舶推進機のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記スロットルバルブ開度の補正は、エンジン回転数とスロットルバルブ開度と点火時期、インジェクタ駆動時間等の所定のデータの３次元マップまたはスロットルバルブ開度と所定データの２次元マップの参照前に実施し、またはスロットルバルブ開度の実測時に実施することを特徴とする請求項４記載の船舶推進機のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記補正制御開始後、補正値の記憶、または前記スロットルバルブ開度の比較した差が基準外の判定で補正制御を終了する補正解除手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の船舶推進機のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、燃料を加圧してエンジンに燃料を供給する燃料噴射量及び点火時期を制御する船舶推進機のエンジン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの要求する燃料噴射量は、エンジンの吸入空気量によって一義的に決まり、吸入空気量を定めるために、直接吸入空気量を検出する方式がある。例えば、船舶推進機に搭載されるエンジンでは、エアフロメータで直接吸入空気量を検出して燃料噴射量を制御する方式では、エアフロメータが海水に含まれる塩分等の影響で腐食し、誤動作したり、耐久性が低下するため、エンジン回転数とスロットルバルブ開度を検出し、これらに基づき吸入空気量を間接的に求めて燃料噴射量を制御するスロットルスピード方式が採用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、スロットルスピード方式では、スロットルバルブ開度検出手段によりスロットルバルブ開度を検出しているが、スロットルバルブ開度から吸入空気量を間接的に求めるために、精度が低下する。さらに、スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差が加味されるために、その分精度が一層低下する。
【０００４】
とくに、エンジンの点火時期と燃料噴射量の両方を、エンジン回転数、スロットルバルブ開度及び吸入空気量の３次元マップに基づき制御するものでは、スロットルバルブ開度のズレは点火時期及び燃料噴射量のズレとなる。
【０００５】
従って、スロットルスピード方式のエンジン制御装置では、スロットルバルブ開度を検出の精度によって、特に低開度の点火時期、燃料噴射量の精度が決まる。この点火時期、燃料噴射量の精度が悪い、即ち、ズレが生じると、アイドル回転数のバラツキが大きく、またエンジンの回転変動幅が大きくなり、回転フィーリングが悪い。
【０００６】
この発明は、かかる点に鑑みなされたもので、自動的にスロットルバルブ開度の検出精度を向上させ、これにより点火時期及び燃料噴射量の適切な制御を可能にする船舶推進機のエンジン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】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
請求項１記載の発明は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、スロットルバルブ開度を検出するスロットルバルブ開度検出手段と、前記エンジン回転数と前記スロットルバルブ開度に基づき吸入空気量を間接的に求める吸入空気量演算手段と、前記吸入空気量に基づき燃料噴射量を制御する制御手段とを備える船舶推進機のエンジン制御装置において、
前記スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差を補正する補正タイミングを指令する補正時期指令手段と、
前記指令された補正タイミングでスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力する基準位置出力手段と、
前記基準位置の出力に基づき組付誤差を補正する組付誤差補正手段とを有し、
前記補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であることを特徴としている。
【０００８】
このように、スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差を補正する補正タイミングを指令し、この指令された補正タイミングでスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力し、この基準位置の出力に基づき組付誤差を自動的に補正し、自動的にスロットルバルブ開度の検出精度を向上させ、これにより点火時期及び燃料噴射量の適切な制御を可能にしている。
また、補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であり、補正を行なう範囲を設定することで、そもそも誤った組付までも補正することを防止する。
【０００９】
請求項２記載の発明の船舶推進機のエンジン制御装置は、前記補正時期指令手段が、通常運転でない信号の入力または外部からの通信等から入力を補正タイミングとすることを特徴としている。
【００１０】
このように、通常運転でない信号の入力または外部からの通信等からの入力を補正タイミングとすることにより、エンジンの運転に影響を与えることなく補正を開始することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明の船舶推進機のエンジン制御装置は、前記基準位置出力手段が、スロットルバルブ開度が全閉のときにスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力することを特徴としている。
【００１４】
このように、スロットルバルブ開度が全閉のときにスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力し、特別に基準位置を出力する構造にすることなく、しかも全閉のときとすることが作業としても例えばアイドルスクリューを回すだけであり簡単且つ容易である。
【００１５】
請求項５記載の発明の船舶推進機のエンジン制御装置は、前記組付誤差補正手段が、補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であることを特徴としている。
【００１６】
このように、補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であり、補正を行なう範囲を設定することで、そもそも誤った組付までも補正することを防止する。
【００１７】
請求項４記載の発明の船舶推進機のエンジン制御装置は、前記組付誤差補正手段が、前記スロットルバルブ開度検出手段の基準位置の実測値と予め設定された設定値とを比較し、この比較した差を記憶し、この差を補正値として前記スロットルバルブ開度の補正を行なうことを特徴としている。
【００１８】
このように自動的にスロットルバルブ開度検出手段の基準位置の実測値と予め設定された設定値とを比較し、この比較した差を補正値としてマップ参照や制御用しきい値判定を行ない、簡単な構造でスロットルバルブ開度の補正を行なう。
【００１９】
請求項５記載の発明の船舶推進機のエンジン制御装置は、前記スロットルバルブ開度の補正が、エンジン回転数とスロットルバルブ開度と点火時期、インジェクタ駆動時間等の所定のデータの３次元マップまたはスロットルバルブ開度と所定データの２次元マップの参照前に実施し、またはスロットルバルブ開度の実測時に実施することを特徴としている。
【００２０】
このように、スロットルバルブ開度の実測値に対し補正値を所定の計算方法により補正する。所定の計算はエンジン回転数とスロットルバルブ開度と点火時期、インジェクタ駆動時間等の所定データの３次元マップまたはスロットルバルブ開度と所定データの２次元マップの参照前に実施し、あるいは前記スロットルバルブ開度の実測時に実施し、補正を組付時だけに行なうことなく、自動的に適切な時期に行ない、正確な補正ができる。
【００２１】
請求項６記載の発明の船舶推進機のエンジン制御装置は、前記補正制御開始後、補正値の記憶、または前記スロットルバルブ開度の比較した差が基準外の判定で補正制御を終了する補正解除手段を備えることを特徴としている。
【００２２】
このように、補正制御開始後、補正値の記憶し、自動的にスロットルバルブ開度の補正可能な状態にして制御が終了し、またはスロットルバルブ開度の比較した差が基準外の判定で補正制御を終了し、再度スロットルバルブの適正な組付を行なうようにする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の船舶推進機のエンジン制御装置について説明する。図１乃至図４はエンジン制御装置燃を船外機に搭載した実施例を示し、図１は燃料噴射式エンジンを船外機に搭載した実施例の１気筒分を主体とした概略構成図、図２はスロットル開度と出力との関係を示す図である。
【００２４】
図１において、符号１は乗り物である船舶で、矢印Ｆｒは船舶１の進行方向前方を示している。船舶１は船体２を有し、この船体２の船尾には船舶推進機としての船外機３が着脱自在に取り付けられている。船外機３は、船尾に取り付けられるブラケット４と、このブラケット４に対し枢支軸５（Ｆｒ方向に直角水平に配置される）により枢支される船外機本体６とで構成されている。船外機本体６は燃料噴射式内燃機関である２サイクルのエンジン７を有し、このエンジン７の動力は図示しない動力伝達装置からプロペラ８に伝達される。
【００２５】
エンジン７は、第１気筒１０、第２気筒１１及び第３気筒１２の複数（３つ）の気筒を備え、これらは上下に積み重ねられている。エンジン７は、各気筒１０〜１２に共通のクランクケース１３及びシリンダボディ１４を有し、このクランクケース１３とシリンダボディ１４の合わせ部には軸心がほぼ垂直の縦向きのクランク軸１５が収容され、このクランク軸１５はクランクケース１３及びシリンダボディ１４に対しその軸心回りに回転自在に支承されている。
【００２６】
シリンダボディ１４は、その内部にそれぞれ軸心が互いに平行に前後に延びるシリンダ孔１４ａを有し、これら各シリンダ孔１４ａにピストン１６が前後に摺動自在に嵌入されている。これら各ピストン１６は、それぞれクランク軸１５にコンロッド１７により連結されている。シリンダ１４ａ内でシリンダヘッド１８とピストン１６とで囲まれた空間が「気筒内」に相当し、ピストン１６がシリンダヘッド１８にある程度接近した状態の「気筒内」が燃焼室１９となる。シリンダヘッド１８には、各燃焼室１９に対応して各１つの点火プラグ２０が取り付けられ、これら各点火プラグ２０の放電部が燃焼室１９に臨んでいる。シリンダボディ１４とクランクケース１３とで各気筒ごとにクランク室２１が形成される。
【００２７】
シリンダボディ１４には、各クランク室２１とそれぞれ連通する吸気通路２２が３つ形成され、これら各吸気通路２２にそれぞれリード弁２３が取り付けられている。また、これらリード弁２３には、吸気マニホールド２４が接続され、さらに上流側にスロットルバルブ２５が設けられている。リード弁２３とスロットルバルブ２５との間に、インジェクタ２６が設けられ、各インジェクタ２６に船体２に配置される燃料タンク２７内に溜められた燃料は、燃料ポンプ２８の駆動により吸引され、燃料配送管２９を介して供給される。燃料配送管２９にはインジェクタ２６に供給される燃料の圧力を所定圧に調整する調圧器３０が設けられ、噴射されない燃料は燃料戻し管３１により燃料タンク２７に戻される。
【００２８】
各シリンダ孔１４ａの周りのシリンダボディ１４には、各シリンダ孔１４ａについてそれぞれ掃気通路３２が形成されている。これら各掃気通路３２は、クランク室２１内を燃焼室１９に連通させている。
【００２９】
シリンダボディ１４には排気マニホールド３３が取り付けられ、この排気マニホールド３３は、各シリンダボディ１４に形成された排気ポート３４を介し各燃焼室１９内に開口している。排気マニホールド３３から排出される排気は、船外機本体６に配置される排気通路３５を通り、排出口から水中に排出される。
【００３０】
エンジン７の運転状態を検出する各種センサが設けられ、これらはいずれもＥＣＵ５０に電気的に接続されている。即ち、センサとして、クランク軸１５のクランク角及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ５１、クランク室２１内の吸気流を検出する流速センサ５２、各気筒１０〜１２のいずれかの気筒の圧力を検出する筒内圧センサ５３、スロットルバルブ２５のスロットルバルブ開度を検出するスロットルバルブ開度センサ５４が設けられている。
【００３１】
また、１つのシリンダボディ１４の温度を検出するシリンダ温度センサ５５、大気圧を検出する大気圧センサ５６、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ５７、前進、中立、後退の間のシフト動作あるいは変速状態を検出するシフトセンサ５８、枢支軸５回りの船外機３の上下回動位置を検出するトリム角センサ５９が設けられている。また、各気筒１０〜１２には、Ｏ２センサ６０が設けられている。
【００３２】
船舶推進機としての船外機のエンジン制御装置は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段としてのクランク角センサ５１、スロットルバルブ開度を検出するスロットルバルブ開度検出手段してのスロットルバルブ開度センサ５４と、このエンジン回転数とスロットルバルブ開度に基づき吸入空気量を間接的に求める吸入空気量演算手段７０と、この吸入空気量に基づき燃料噴射量を制御する制御手段６１とを備えている。このように、エアフロメータ等で直接吸入空気量を検出すると、エアフロメータ等が海水に含まれる塩分等の影響で腐食し、誤動作したり、耐久性が低下するため、エンジン回転数とスロットルバルブ開度を検出し、これらに基づき吸入空気量を間接的に求めて燃料噴射量を制御するスロットルスピード方式が採用されている。
【００３３】
このエンジン制御装置では、図２に示すようなスロットルバルブ開度による出力電圧特性Ａと、１行程の吸入空気量特性Ｂとを有しており、出力電圧特性Ａはスロットルバルブ開度に対して出力電圧が正比例し、１行程の吸入空気量特性Ｂはスロットルバルブ開度が低開度の時には吸入空気量の変化が急峻である。
【００３４】
このエンジン制御装置には、スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差を補正する補正タイミングを指令する補正時期指令手段６２と、この指令された補正タイミングでスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力する基準位置出力手段６３と、この基準位置の出力に基づき組付誤差を補正する組付誤差補正手段６４と、補正制御開始後、補正値の記憶、またはスロットルバルブ開度の比較した差が基準外の判定で補正制御を終了する補正解除手段６５とが備えられている。
【００３５】
即ち、スロットルスピード方式では、スロットルバルブ開度検出手段によりスロットルバルブ開度を検出しているが、スロットルバルブ開度から吸入空気量を間接的に求めるために、精度が低下する。さらに、スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差が加味されるために、その分精度が一層低下する。
【００３６】
とくに、エンジンの点火時期と燃料噴射量の両方を、エンジン回転数、スロットルバルブ開度及び吸入空気量の３次元マップに基づき制御するものでは、スロットルバルブ開度のズレは点火時期及び燃料噴射量のズレとなる。
【００３７】
従って、補正時期指令手段６２により、スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差を補正する補正タイミングを指令し、この指令された補正タイミングで基準位置出力手段６３によりスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力し、この基準位置の出力に基づき組付誤差補正手段６４により組付誤差を自動的に補正し、自動的にスロットルバルブ開度の検出精度を向上させ、これにより点火時期及び燃料噴射量の適切な制御を可能にしている。
【００３８】
補正時期指令手段６２は、通常運転でない信号の入力または外部からの通信等から入力を補正タイミングとしており、通常運転でない信号の入力または外部からの通信等からの入力を補正タイミングとすることにより、エンジンの運転に影響を与えることなく補正を開始することができる。
【００３９】
通常運転でない信号の入力は、例えば複数のオイルレベルスイッチが同時に作動するときであり、また、外部からの通信等からの入力は、例えば外部ダイアグツール等から通信等によりの実行指令であり、このように、通常運転でない信号の入力が、複数のオイルレベルスイッチが同時に作動するときであることで、特別な組付誤差の補正構造にすることなく、共通の部材を用い、しかもエンジンの運転に影響を与えることなく補正を開始することができる。
【００４０】
基準位置出力手段６３は、スロットルバルブ開度が全閉のときにスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力し、このように、スロットルバルブ開度が全閉のときにスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力することで、特別に基準位置を出力する構造にすることなく、しかも全閉のときとすることが作業としても例えばアイドルスクリューを回すだけであり簡単且つ容易である。
【００４１】
組付誤差補正手段６４は、補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であり、このように、補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であり、補正を行なう範囲を設定することで、そもそも誤った組付までも補正することを防止する。
【００４２】
そして、組付誤差補正手段６４は、スロットルバルブ開度検出手段の基準位置の実測値と予め設定された設定値とを比較し、この比較した差を記憶し、この差を補正値としてスロットルバルブ開度の補正を行なう。このように、自動的に、スロットルバルブ開度検出手段の基準位置の実測値と予め設定された設定値とを比較し、この比較した差を補正値として、簡単な構造でスロットルバルブ開度の補正を行なう。
【００４３】
このスロットルバルブ開度の補正は、エンジン回転数とスロットルバルブ開度と点火時期、インジェクタ駆動時間等の所定のデータの３次元マップまたはスロットルバルブ開度と所定データの２次元マップの参照前に実施し、またはスロットルバルブ開度の実測時に実施する。このように、スロットルバルブ開度の補正をエンジン回転数とスロットルバルブ開度と点火時期、インジェクタ駆動時間等の所定のデータの３次元マップまたはスロットルバルブ開度と所定データの２次元マップの参照前に実施し、またはスロットルバルブ開度の実測時に実施することで、補正を組付時だけに行なうことなく、自動的に適切な時期に行ない、正確な補正ができる。
【００４４】
また、補正解除手段６５が、補正制御開始後、補正値の記憶し、自動的にスロットルバルブ開度の補正可能な状態にして制御が終了し、またはスロットルバルブ開度の比較した差が基準外の判定で補正制御を終了することで、再度スロットルバルブの適正な組付を行なうようにする。
【００４５】
次に、スロットルバルブ開度検出手段の補正を、図３及び図４に基づいて、さらに具体的に説明する。図３は補正値計算ルーチンのフローチャートである。
【００４６】
ステップＳ１１において、スロットルバルブ開度検出手段の電圧値ＴＨｖ（Ｖ）を読み込み、ステップＳ１２で電圧値ＴＨｖ（Ｖ）が０．５±０．１（Ｖ）の範囲にあるか否かを判断し、電圧値ＴＨｖ（Ｖ）が０．５±０．１（Ｖ）の範囲にある場合には、ステップＳ１３で補正値を計算するために、電圧値ＴＨｖ（Ｖ）−０．５（Ｖ）を計算する。この計算結果を、ステップＳ１４で記憶して保存し、終了する。また、ステップＳ１２で電圧値ＴＨｖ（Ｖ）が０．５±０．１（Ｖ）の範囲外である場合には、ダイアグノーシスコードとしてスロットルバルブ開度検出手段の電圧値補正範囲外を記録して保存し、終了する。
【００４７】
図４は補正実行ルーチンのフローチャートである。
【００４８】
図４（ａ）の補正実行ルーチンでは、電源が投入されると、ステップＳ２１において、補正値が０以外、±０．１以内か否かを判断し、補正値が０以外、±０．１以内の場合には、ステップＳ２２で補正計算許可フラグをセットして終了する。ステップＳ２１において、補正値が０以外、±０．１以内でない場合には、そのまま終了する。
【００４９】
図４（ｂ）の補正実行ルーチンでは、マップ計算ルーチンが開始されると、ステップＳ３１において、スロットルバルブ開度検出手段の電圧値ＴＨｖ（Ｖ）を読み込み、ステップＳ３２で補正計算許可フラグがセットされているか否かを判断する。補正計算許可フラグがセットされている場合には、ステップＳ３３で補正計算を実行し、電圧値ＴＨｖ（Ｖ）から補正値を減算して補正後の補正電圧値ＴＨｖ（Ｖ）を求め、ステップＳ３４で補正電圧値ＴＨｖ（Ｖ）を用いてマップサーチを行なう。ステップＳ３２で補正計算許可フラグがセットされていない場合には、ステップＳ３５で補正をしないで電圧値ＴＨｖ（Ｖ）を用いてマップサーチを行なう。
【００５０】
【発明の効果】
前記したように、請求項１記載の発明は、スロットルバルブ開度検出手段の組付誤差を補正する補正タイミングを指令し、この指令された補正タイミングでスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力し、この基準位置の出力に基づき組付誤差を自動的に補正することで、自動的にスロットルバルブ開度の検出精度を向上させ、これにより点火時期及び燃料噴射量の適切な制御を行なうことができる。
また、補正を行なう範囲が製造組付け公差に所定値を加えた所定値以内であり、補正を行なう範囲を設定することで、そもそも誤った組付までも補正することを防止する。
【００５１】
請求項２記載の発明は、通常運転でない信号の入力または外部からの通信等からの入力を補正タイミングとすることにより、エンジンの運転に影響を与えることなく補正を開始することができる。
【００５３】
請求項３記載の発明は、スロットルバルブ開度が全閉のときにスロットルバルブ開度検出手段の基準位置を出力するから、特別に基準位置を出力する構造にすることなく、しかも全閉のときとすることが作業としても例えばアイドルスクリューを回すだけであり簡単且つ容易である。
【００５５】
請求項４記載の発明は、自動的に、スロットルバルブ開度検出手段の基準位置の実測値と予め設定された設定値とを比較し、この比較した差を補正値とすることで、簡単な構造でスロットルバルブ開度の補正を行なうことができる。
【００５６】
請求項５記載の発明は、スロットルバルブ開度の補正をエンジン回転数とスロットルバルブ開度と点火時期、インジェクタ駆動時間等の所定データの３次元マップまたはスロットルバルブ開度と所定データの２次元マップの参照前に実施し、またはスロットルバルブ開度の実測時に実施することで、補正を組付時だけに行なうことなく、自動的に適切な時期に行ない、正確な補正ができる。
【００５７】
請求項６記載の発明は、補正制御開始後、補正値の記憶し、自動的にスロットルバルブ開度の補正可能な状態にして制御が終了し、またはスロットルバルブ開度の比較した差が基準外の判定で補正制御を終了し、再度スロットルバルブの適正な組付を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃料噴射式エンジンを船外機に搭載した実施例の１気筒分を主体とした概略構成図である。
【図２】スロットル開度と出力との関係を示す図である。
【図３】補正値計算ルーチンのフローチャートである。
【図４】補正実行ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
５１  エンジン回転数検出手段を構成するクランク角センサ
５４  スロットルバルブ開度検出手段を構成するスロットルバルブ開度センサ
７０  吸入空気量演算手段
６１  制御手段
６２  補正時期指令手段
６３  基準位置出力手段
６４  組付誤差補正手段
【図１】
0003594147.tif 000002
【図２】
0003594147.tif 000003
【図３】
0003594147.tif 000004
【図４】
0003594147.tif 000005