(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブをバイパスするバイパス通路にアイドル吸気量調整弁を設け、実際のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて前記アイドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を制御するエンジンにおいて、前記スロットルバルブのアイドルスロットル開度を変更可能にし、変更されたアイドルスロットル開度に基づいて前記目標アイドル回転数を変更することを特徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項２】
予め設定されたアイドル判定スロットル開度以下でアイドル回転数制御を行う場合に、前記変更されたアイドルスロットル開度の増減に応じて前記アイドル判定スロットル開度を増減させることを特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のアイドル回転数制御装置を備えたエンジンを搭載したことを特徴とする船外機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのアイドル回転数制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スロットルバルブが全閉付近の状態にあるアイドリング運転時において、負荷や空気量のばらつきにより生じる回転変動を防止するため、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路にアイドル吸気量調整弁を設け、実際のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて前記アイドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を制御するアイドル回転数制御が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、船外機を備える小型船舶では、船体を低速走行させながら釣りを行ういわゆるトローリングを行う場合があり、このトローリングでは魚種によって極めて低い船速が要求されることがあり、エンジン回転数を例えばアイドル回転数より低い回転数に制御する必要がある。この場合、上記アイドル回転数制御を用いないエンジンの場合には、ユーザーがスロットルバルブのアイドル開度を調節することにより、アイドル回転数を増減することができるが、上記アイドル回転数制御を採用するエンジンにおいては、目標アイドル回転数が決まっているのでユーザーがスロットルバルブのアイドル開度を変更しても、目標アイドル回転数になるように吸気量を制御するのでアイドル回転数を増減することができないという問題を有している。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、ユーザーのニーズに応じて目標アイドル回転数を変更することができるエンジンのアイドル回転数制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１に記載のエンジンのアイドル回転数制御装置は、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路にアイドル吸気量調整弁を設け、実際のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて前記アイドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を制御するエンジンにおいて、前記スロットルバルブのアイドルスロットル開度を変更可能にし、変更されたアイドルスロットル開度に基づいて前記目標アイドル回転数を変更することを特徴とする。
また、本発明の請求項２に記載のエンジンのアイドル回転数制御装置は、予め設定されたアイドル判定スロットル開度以下でアイドル回転数制御を行う場合に、前記変更されたアイドルスロットル開度の増減に応じて前記アイドル判定スロットル開度を増減させることを特徴とする。
また、本発明の船外機は、請求項１または２に記載のアイドル回転数制御装置を備えエンジンを搭載したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図３は、本発明が適用される船外機の例を示し、図１は制御系の構成図、図２は図１のエンジンの側面図、図３は図２の平面図である。なお、各図面間で同一の構成については同一番号を付して説明を省略する場合がある。
【０００７】
図１において、船外機１は、船体２の船尾２ａにクランプブラケット３を介して上下、左右に揺動可能に支持されている。この船外機１は推進機４が配設された下部ケース５にエンジン６を搭載した構造のものである。前記推進機４は、垂直方向に延びるドライブシャフト８の下端に傘歯車機構１０を介して推進軸１１を連結し、該推進軸１１の後端にプロペラ１２を結合した構成となっている。前記傘歯車機構１０は、ドライブシャフト８に装着された駆動傘歯車１０ａと、推進軸１１に回転自在に装着され駆動傘歯車１０ａに噛合された前進傘歯車１０ｂ、後進傘歯車１０ｃとからなる。
【０００８】
推進機４には、前後進切換装置１５が配設されている。この切換装置１５は、前後方向に揺動可能に枢支された操作レバー１６にシフトケーブル１８ａを介してシフトロッド１８ｂを連結し、該シフトロッド１８ｂに連結されたドッグクラッチ１８ｃにより前、後進傘歯車１０ｂ、１０ｃの何れかを推進軸１１に結合し、又は両方とも結合しないように構成されている。なお、５２はスロットル開度センサである。
【０００９】
前記エンジン６は、水冷式４サイクル４気筒エンジンであり、クランク軸２０を走行時に略垂直をなすように縦向きに配置して構成されており、該クランク軸２０の下端に前記ドライブシャフト８の上端が連結されている。エンジン６は、シリンダブロック２１に形成された気筒２１ａ内にピストン２２を挿入配置するとともに、ピストン２２をコンロッド２３でクランク軸２０に連結した構造のものである。シリンダブロック２１の船体前後方向に見て後合面にはシリンダヘッド２４が締結されている。
【００１０】
気筒２１ａ及びシリンダヘッド２４に形成された燃焼室２４ａには点火プラグ２５が装着されている。また、各燃焼室２４ａに連通する排気ポート２６及び吸気ポート２７には、それぞれ排気バルブ２８及び吸気バルブ２９が配設されており、これら各バルブ２８、２９はクランク軸２０と平行に配設されたカム軸３０、３１により開閉駆動される。なお、２５ａは点火コイル、２５ｂはイグナイタである。前記排気ポート２６には排気マニホールド３２が接続されており、排気ガスは排気マニホールド３２から下部ケース５を通って推進機４の後端から排出されるようになっている。
【００１１】
各吸気ポート２７には吸気管３３が接続され、吸気管３３内にはスロットルバルブ１７が配設されている。吸気管３３には、スロットルバルブ１７の上流側と下流側とを連通するバイパス通路６１が設けられ、このバイパス通路６１にアイドル吸気量調整弁６２が配設されている。また、シリンダヘッド２４の各吸気ポート２７に望む部分には燃料噴射弁４０が挿入配置されており、該燃料噴射弁４０の噴射口は吸気ポート２７の開口を指向している。
【００１２】
エンジン６は運転制御装置としてのエンジンコントロールユニット４２を備えている。このエンジンコントロールユニット４２は、エンジン回転数センサ４３、吸気圧センサ４４、スロットル開度センサ５２、エンジン温度センサ４６、船体速度センサ４７及び気筒判別センサ４８からの検出値が入力され、これらの検出値から予め記憶された運転制御マップに基づいて、燃料噴射弁４０の燃料噴射量、噴射時期及び点火プラグ２５の点火時期およびアイドル吸気量調整弁６２の開度を制御するように構成されている。
【００１３】
前記切換装置１５のシフトロッド１８ｂには、シフトポジションセンサ５５が配設されている。このシフトポジションセンサ５５は、シフトロッド１８ｂの位置つまり操作レバーのシフト位置（前進、ニュートラル、後進位置）を検出してシフト位置に比例した電圧値をコントロールユニット４２に出力し、また、操作レバー１６にはこの回動速度を検出するレバー速度センサ５７が配設されており、該センサからの検出値をコントロールユニット４２に出力する。
【００１４】
図２および図３において、エンジン６はカウリング７で覆われ、クランク軸２０の上部には駆動プーリ１３およびフライホイール１４が固定されている。カム軸３０、３１には被駆動プーリ１６、１９が固定され、駆動プーリ１３の回転はベルト３４により被駆動プーリ１６、１９に伝達される。エンジン６には４つの気筒＃１〜＃４が上下方向に並設されており、各気筒＃１〜＃４には４本の吸気管３３が連結され、スロットルボディ３６を経てエンジン前方に配設されたサイレンサ３５に接続されている。＃１と＃２の吸気管３３および＃３と＃４の吸気管３３はそれぞれ合流されてそれぞれのスロットルボディ３６に接続されている。
【００１５】
各スロットルボディ３６には１本の共通の弁軸３７が上下方向に貫通されており、該弁軸３７には図１のスロットルバルブ１７が取り付けられ、弁軸３７の上端部にスロットル開度センサ５２が設けられている。弁軸３７の中間部には、ロッド３８、レバー３９、４０を介してスロットルワイヤー４１が連結されている。また、最上部の気筒＃１の吸気管３３の内側には、アイドル吸気量調整弁６２が配設され、図１のバイパス通路６１を構成する２本のゴムホース６１ａ、６１ｂが各吸気管３３の合流部に接続されている。シリンダヘッド２４には、燃料噴射弁４０が配設され、燃料噴射弁４０は燃料供給レール４３に連結されている。
【００１６】
図４は、本発明のアイドル回転数制御装置の１実施形態を示し、図４（Ａ）は目標アイドル回転数計算処理の流れを示す図、図４（Ｂ）は目標アイドル回転数基準値マップを示す図、図４（Ｃ）は目標アイドル回転数補正値マップを示す図、図４（Ｄ）はアイドル回転数制御を説明するための図である。
【００１７】
本実施形態においては、スロットルバルブ１７のアイドル時の開度が調整ネジ（図示せず）によって調整可能になっており、図４（Ｃ）に示すように、工場出荷段階ではイニシャル開度として例えば０．５(deg)に設定され、ユーザーが前記調整ネジを回すことによりアイドルスロットル開度を例えば、０、０．３、１．０(deg)に変更可能にしている。
【００１８】
図４（Ａ）において、先ず、エンジン温度を読み取り、エンジン温度に基づいて図４（Ｂ）に示すマップにより目標アイドル回転数基準値を計算する（各温度間の値については補間補正する）。次に、変更されたアイドルスロットル開度を読み取り、図４（Ｃ）に示すマップにより目標アイドル回転数補正値を計算する。次に、ステップＳ５において、前記目標アイドル回転数の基準値と補正値を加えて目標アイドル回転数を計算する。例えば、エンジン温度が４０℃で、アイドルスロットル開度を０．３(deg)と変更した場合には、目標アイドル回転数は６５０ｒｐｍとなり、アイドル回転数より低い回転数に制御することが可能となる。
【００１９】
図４（Ｄ）に示すように、本制御においては、予めアイドル判定スロットル開度Ｂが設定されており、通常モードではスロットル開度に比例してエンジン回転数が制御され、アイドル判定スロットル開度Ｂ以下になると、通常モードからアイドルモードに移行し、アイドルスロットル開度Ｔｈθに対応した目標アイドル回転数になるように制御される。この場合、アイドルスロットル開度Ｔｈθを、イニシャル開度ＴｈθＡからＴｈθＡａ〜ＴｈθＡｄに変更した場合に、目標アイドル回転数はＲｅｖＡａ〜ＴｈθＡｄに変更される。
【００２０】
図５は、図４（Ｃ）の補正マップの変形例を示している。図４（Ｃ）の補正マップにおいては、アイドルスロットル開度の変更に対して階段状に目標アイドル回転数を補正しているが、本例においては、アイドルスロットル開度に対して無断階に目標アイドル回転数を補正するようにしている。この場合、イニシャル開度付近においては、スロットル開度の変更に対して目標アイドル回転数が変化しないようにして誤作動を防止するようにしている。なお、図中、Ｂ点はアイドル判定スロットル開度である。
【００２１】
図６は、本発明のアイドル回転数制御装置の他の実施形態を示し、図６（Ａ）はアイドル回転数制御の流れを示す図、図６（Ｂ）は本制御を説明するための図である。
【００２２】
前記実施形態においては、図４（Ｄ）に示すように、アイドル判定スロットル開度Ｂが固定されているために、例えばイニシャル開度を閉じる方向のＴｈθＡｂに動かすとアイドル判定スロットル開度との差ΔＴが大きくなり、通常モードに移行するとこの運転フィーリングに違和感を覚えるという問題を生じ、また、逆にイニシャル開度を開く方向のＴｈθＡｄに動かすとアイドル判定スロットル開度との差ΔＴが小さくなってしまい、極端な場合はアイドルスロットル開度がアイドル判定スロットル開度を超えてしまう可能性も出てきてしまう。
【００２３】
本実施形態は、上記問題を解決するものであって、図６（Ａ）に示すように、ステップＳ１１で、現在のスロットル開度が、アイドル判定スロットル開度以下か否かを判定し、以下であれば、ステップＳ１２、Ｓ１３で前述の如く変更されたアイドルスロットル開度を読み込んで目標アイドル回転数を補正し、次いで、ステップＳ１４でアイドル判定スロットル開度を補正し、ステップＳ１５でアイドル回転数制御を行う。次いで、ステップＳ１１に戻り、補正されたアイドル判定スロットル開度に対して判定が行われ、アイドル判定スロットル開度を超えたと判定された場合に通常モードに移行する。
【００２４】
上記アイドル判定スロットル開度の補正は、図６（Ｂ）に示すように、アイドルスロットル開度を増減した分だけ、初期のアイドル判定スロットル開度を増減させ、アイドル判定スロットル開度とアイドル判定スロットル開度との差ΔＴが常に一定の値になるようにしている。例えば、アイドルスロットル開度をマイナスＡｂ(deg)にしてＴｈθＡｂにした場合には、アイドル判定スロットル開度ＴｈθＢｂもマイナスＡｂ(deg)に補正しΔＴを一定に保持するものである。従って、運転者がアイドル回転数を変更する目的でイニシャル開度（アイドルスロットル開度）を変更しても、運転フィーリングを損なうことがない。
【００２５】
次に、本発明のさらに他の実施形態について説明する。上記実施形態においては、アイドルスロットル開度を変更した場合に目標アイドル回転数を補正するようにしているが、図１に示すように、エンジンコントロールユニット４２内に記憶されている目標アイドル回転数基準値を変更可能にする可変抵抗器６３を設け、ユーザーが可変抵抗器６３を操作することにより、目標アイドル回転数の値を直接、変更するようにしてもよい。また、エンジンコントロールユニット４２にパソコン６４を接続可能にし、ユーザーがパソコン６４から目標アイドル回転数の値を入力、変更するようにしてもよい。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、４サイクル直列気筒エンジンに適用した例について説明しているが、Ｖ型エンジンに適用してもよく、また、２サイクルエンジンに適用してもよいことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１、２記載の発明によれば、スロットルバルブをバイパスするバイパス通路にアイドル吸気量調整弁を設け、実際のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて前記アイドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を制御するエンジンにおいて、前記目標アイドル回転数を変更することができ、ユーザーのニーズを満足させることができ、
また、請求項３記載の発明によれば、ユーザーの負担を軽減させると共に、他のエンジン制御に用いているスロットル開度センサを利用して低コストで目標アイドル回転数を変更することができ、
また、請求項４記載の発明によれば、運転者がアイドル回転数を変更する目的でアイドルスロットル開度を変更しても、運転フィーリングを損なうことがなく、
また、請求項５記載の発明によれば、船外機を備える小型船舶では、船体を低速走行させながら釣りを行ういわゆるトローリングを行う場合があり、このトローリングでは魚種によって極めて低い船速が要求されることがあり、エンジン回転数を初期の目標アイドル回転数より低い回転数に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の例を示す制御系の構成図である。
【図２】図１のエンジンの側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】本発明のアイドル回転数制御装置の１実施形態を示し、図４（Ａ）は目標アイドル回転数計算処理の流れを示す図、図４（Ｂ）は目標アイドル回転数基準値マップを示す図、図４（Ｃ）は目標アイドル回転数補正値マップを示す図、図４（Ｄ）はアイドル回転数制御を説明するための図である。
【図５】図４（Ｃ）の補正マップの変形例を示す図である。
【図６】本発明のアイドル回転数制御装置の他の実施形態を示し、図６（Ａ）はアイドル回転数制御の流れを示す図、図６（Ｂ）は本制御を説明するための図である。
【符号の説明】
１７…スロットルバルブ
６１…バイパス通路
６２…アイドル吸気量調整弁
６３…可変抵抗器
６４…パソコン
【図１】
0004232925.tif 000002
【図２】
0004232925.tif 000003
【図３】
0004232925.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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