(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ガバナ制御式内燃機関において、燃料噴射量調節用ラックの最大位置に関し、給気圧力に応じて設定したデータマップと、機関回転数に応じて設定したデータマップとを記憶しておき、機関運転中に給気圧力と機関回転数とを読み取って各データマップに基づく最大ラック位置を演算し、得られた演算値のうちいずれか低い方を実際の最大ラック位置として採用することを特徴とする内燃機関の加速時燃料噴射量制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の加速時燃料噴射量制御方法において、前記の燃料噴射量調節用ラックの最大位置に関する両データマップのうち、少なくとも給気圧力に応じて設定したデータマップについては、給気圧力に対する最大ラック位置の大きさの段階に基づいて複数個を用意し、その中から任意に選択可能であることを特徴とする内燃機関の加速時燃料噴射量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ガバナ制御式内燃機関、特に漁船等の舶用内燃機関についての加速運転時の燃料噴射量の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子ガバナ制御式の舶用内燃機関は公知となっているが、船舶の加速運転時においては、図４図示のラック特性マップＡ’（機関回転数Ｎに対応する燃料噴射量調節用ラックの最大位置Ｒを示したもの。）を使用するのであるが、機関回転数Ｎが一定値Ｎ0 に達するまでは、過度の燃料噴射を回避すべく機械式ブーストコンペンセータが作動し、最大ラック位置Ｒも低い位置Ｒ0 に抑えている。機関回転数Ｎが一定値Ｎ0 を超えれば、ブーストコンペンセータがＯＦＦすることで本来の機関回転数に対応するラック特性マップＡ’にて設定された最大ラック位置Ｒ1 に戻る。なお、Ｃは、舶用負荷時にラック特性マップＡ’に基づく定常航走運転にて得られる機関回転数Ｎに対応するトルクＴを示すグラフであり、機関回転数Ｎの増加とともに上昇し、ラック特性マップＡ’における定格トルク点Ｄ（定格回転数ＮD ・定格ラック位置ＲD ）にて定格トルクＴD を得る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来は加速開始時から一定回転数域においては最大ラック位置Ｒが低く抑えられているが、その値がＲ0 と一定値に限られ、また、ブーストコンペンセータのＯＦＦする機関回転数Ｎ0 までは、機関回転数Ｎの変化にかかわらず一律に最大ラック位置ＲがＲ0 に保持されているため、この内燃機関を搭載する船舶の状態（例えばその用途や排水量）によっては必ずしも適当な最大ラック位置とはならない。特に適当値よりも高く設定されてしまっている場合には、加速時に黒煙が発生する。遊漁船においてこの黒煙が釣り客にかかるような自体にでもなれば、以後の営業に支障をきたす。或いは一般漁船がこのように黒煙を発生して漁場に向かうようだと、黒煙が目印になって他の漁船に漁場を知らせるようなこととなり、漁獲に影響を及ぼす。その他、燃料消費の問題や環境問題も絡む。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上のような課題を解決すべく、次のような手段を用いる。まず、電子ガバナ制御式内燃機関において、燃料噴射量調節用ラックの最大位置に関し、給気圧力に応じて設定したデータマップと、機関回転数に応じて設定したデータマップとを記憶しておき、機関運転中に給気圧力と機関回転数とを読み取って各データマップに基づく最大ラック位置を演算し、得られた演算値のうちいずれか低い方を実際の最大ラック位置として採用する。
【０００５】
更に、前記の燃料噴射量調節用ラックの最大位置に関する両データマップのうち、少なくとも給気圧力に応じて設定したデータマップについては、給気圧力に対する最大ラック位置の大きさの段階に基づいて複数個を用意し、その中から任意に選択可能であるものとする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付の図面をもとに説明する。図１は舶用内燃機関の電子ガバナの最大トルク制御システムのブロック図、図２は本発明による舶用内燃機関の電子ガバナ制御用ラック特性マップを示す図、図３は本発明による舶用内燃機関の電子ガバナ制御フローチャート図である。
【０００７】
図１において、電子ガバナの最大トルク制御システムについて説明する。内燃機関１には燃料噴射量設定用のラックを有するガバナ２を付設しており、ラック位置はガバナアクチュエーター３により調節される。内燃機関の出力軸部分には回転数センサ４が付設されていて、内燃機関の出力軸の実際回転数を検出する。また、給気管部分には、給気圧センサ５が設けられていて、給気圧を検出する。
【０００８】
一方、船体に設置されたコントローラボックス６内に電子ガバナ用コントローラ７が内蔵されており、また、操縦部に機関回転数設定用のリモコンヘッド８が配設されていて、リモコンヘッド８の設定位置をコントローラボックス６付設のアクセルセンサ９にて検出する。更に、船舶のブリッジ等に設置した設定パネル１０には、加速時燃料噴射量選択スイッチ１１が付設されている。回転数センサ４、給気圧センサ５、アクセルセンサ９の検出信号、及び加速時燃料噴射量選択スイッチ１１の設定信号がコントローラ７に入力され、これらの入力信号に基づいて、ガバナアクチュエータ３に出力信号を送信し、ガバナ２のラック位置を制御して、燃料噴射量を調整する。
【０００９】
コントローラ７内のメモリー部には、機関回転数Ｎに対応して最大ラック位置Ｒを設定した回転数対応型ラック特性マップＡと、給気圧力Ｐに対応して最大ラック位置Ｒを設定した給気圧対応型ラック特性マップＢとをデータマップとして記憶させておく。そして、機関運転中は、回転数センサ４にて読み取られる機関回転数Ｎに対応して、回転数対応型ラック特性マップＡに基づき、最大ラック位置Ｒを演算するとともに、給気圧力センサ５にて読み取られる給気圧力Ｐに対応して、給気圧対応型ラック特性マップＢに基づき、最大ラック位置Ｒを演算し、両マップＡ・Ｂより演算された二つの最大ラック位置Ｒの演算値のうち、低い値を選択して、燃料噴射量制御を行うものとしている。
【００１０】
更に、給気圧対応型ラック特性マップＢに関しては、各給気圧力Ｐに対しての最大ラック位置Ｒについて何段階かに設定した複数のマップＢ１・Ｂ２・Ｂ３・・・を備えており、前記の加速時燃料噴射量選択スイッチ１１はこのマップＢ１・Ｂ２・Ｂ３・・・の中から一つを選択するためのものであり、船舶の用途や排水量等に応じて最適のマップを選択する。
【００１１】
図２図示のラック特性マップは、両マップＡ・Ｂ（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）を合成したものである。縦軸は最大ラック位置Ｒであり、一方、横軸には機関回転数Ｎと給気圧力Ｐとを１：１に対応させて取っており、回転数対応型ラック特性マップＡの選択時には横軸を機関回転数Ｎとし、給気圧対応型ラック特性マップＢの選択時には横軸を給気圧力Ｐとするものである。なお、図２では給気圧対応型ラック特性マップＢについて、Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３の三マップを設定しているが、三つには限定せず、二つ、或いは四以上のマップを設定してもよい。
【００１２】
図２図示のラック特性マップＡ・Ｂについて説明する。回転数対応型ラック特性マップＡに関しては、低回転（アイドル回転〜）域から定格トルク点Ｄの定格回転数Ｎ1 よりやや低い回転数までの回転数域では最大ラック位置Ｒは高い位置Ｒ1 に保持されている。定格トルク点Ｄでは、Ｒ1 よりも低い位置ＲD を定格最大ラック位置としている。一方、給気圧対応型ラック特性マップＢに関しては、マップＢ１・Ｂ２・Ｂ３においてそれぞれ低給気圧域で、Ｒ1 よりも低い一定の最大ラック位置Ｒａ・Ｒｂ・Ｒｃが保持され、一定圧以上の給気圧域で、給気圧力Ｐが高まるとともに比例して最大ラック位置Ｒを徐々に高くするようにしている。
【００１３】
加速時の低回転数での給気圧力Ｐは低いので、前記の如く、回転数対応型ラック特性マップＡと給気圧対応型ラック特性マップＢとにより演算される最大ラック位置Ｒの両演算値のうち低い値を選択するものとすれば、加速時の低回転数域では、給気圧対応型ラック特性マップＢによる最大ラック位置Ｒが選択されることとなる。これを具体的に説明すると、例えば図２中、加速時燃料噴射量選択スイッチ１１にて給気圧対応型ラック特性マップＢについてＢ２を選択し、加速運転中で、低回転数域の機関回転数Ｎ1 において、給気圧力Ｐが低い場合、回転数センサ４の読取と回転数対応型ラック特性マップＡとに基づいて演算された最大ラック位置ＲはＲ1 であり、給気圧力センサ５と給気圧対応型ラック特性マップＢ２とに基づいて演算された最大ラック位置ＲはＲｂであり、ＲｂはＲ1 より低い値なので、実際の最大ラック位置Ｒとしては、給気圧力に基づいて設定されたＲｂが選択される。
【００１４】
また、同じく加速時燃料噴射量選択スイッチ１１にて給気圧対応型ラック特性マップＢについてＢ２を選択した場合において、例えば、定格機関回転数ＮD では、回転数対応型ラック特性マップＡの定格トルク点Ｄに基づき、最大ラック位置Ｒは定格ラック位置ＲD が演算される。一方、定格機関回転数ＮD では給気圧力Ｐが十分に高まっていて、Ｐ2 の如く高い圧力値が検出された場合、給気圧対応型ラック特性マップＢ２に基づき、最大ラック位置Ｒ1 が演算される。この場合には、ＲD ＜Ｒ1 なので、機関回転数Ｎに基づいて設定された最大ラック位置ＲD が選択される。
【００１５】
図３は加速時燃料噴射量スイッチ１１の選択操作を含めて、電子ガバナのラック制御のフローチャートを示したものである。まず、加速時燃料噴射量スイッチ１１にて、給気圧対応型ラック特性マップＢであるＢ１・Ｂ２・Ｂ３・・・の中の一つが選択される（０１）。機関運転がなされると、コントローラ７にて、回転数センサ４の検出信号に基づく機関回転数Ｎの演算（０２）と、給気圧力センサ５の検出信号に基づく給気圧力Ｐの演算（０３）と、アクセルセンサ９からの信号に基づく目標回転数Ｎｓの演算（０４）とがなされる。そして、前記の機関回転数Ｎの演算値に基づき、回転数対応型ラック特性マップＡにより最大ラック位置ＲA を演算する（０５）とともに、給気圧力Ｐの演算値をもとに給気圧対応型ラック特性マップＢにより最大ラック位置ＲB を演算し（０６）、最大ラック位置の両演算値ＲA ・ＲB のうち小さい方の値を選択して実際の最大ラック位置Ｒとして設定し（０７）、これに基づいて電子ガバナ制御を行う。即ち、前記のアクセルセンサ９の読み込みによる目標回転数Ｎｓと、実際回転数Ｎと、前記の如く選択した最大ラック位置Ｒを含め選択したラック特性マップＡまたはＢに基づいて目標ラック位置を演算し（０８）、これによりラックアクチュエータ３の出力値を演算し、ラックアクチュエータ３に出力信号（例えばＰＷＭ信号）を発信する（０９）。機関運転中は常にコントローラ７にて回転数センサ４、給気圧力センサ５、アクセルセンサ９からの信号に基づいての演算がなされて、ラックアクチュエータ３が制御されるのである。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、電子ガバナ制御式内燃機関において、以上のような加速時燃料噴射量制御方法を採用することにより、次のような効果を奏する。まず、請求項１に記載の如く、燃料噴射量調節用ラックの最大位置に関し、給気圧力に応じて設定したデータマップと、機関回転数に応じて設定したデータマップとを記憶しておき、機関運転中に給気圧力と機関回転数とを読み取って各データマップに基づくラック目標位置を演算し、得られた演算値のうちいずれか低い方を実際の最大ラック位置として採用することにより、加速時の低回転数域で、給気圧力が低い状態においては、機関回転数に応じて設定した最大ラック位置よりも、給気圧力に応じて設定した最大ラック位置が低く設定されていて、これが実際の最大ラック位置として採用されることにより、過剰な燃料噴射を抑え、黒煙発生を低減する。
【００１７】
そして、請求項２記載の如く、前記の燃料噴射量調節用ラックの最大位置に関する両データマップのうち、少なくとも給気圧力に応じて設定したデータマップについては、給気圧力に対する最大ラック位置の大きさの段階に基づいて複数個を用意し、その中から任意に選択可能であるものとすることで、例えば、内燃機関を搭載する船舶の排気量や用途に応じて、最適のデータマップを選択することで、加速時に最適の最大ラック位置が設定され、即ち、燃料噴射量が最適のものとなり、黒煙が生じるような事態がなくなり、前記の従来技術で説明した黒煙発生による様々な弊害、例えば、遊漁船における釣り客からのクレームや一般漁船における操業への支障、燃費や環境問題への影響等が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】舶用内燃機関の電子ガバナの最大トルク制御システムのブロック図である。
【図２】本発明による舶用内燃機関の電子ガバナ制御用ラック特性マップを示す図である。
【図３】本発明による舶用内燃機関の電子ガバナ制御フローチャート図である。
【図４】従来の舶用内燃機関の電子ガバナ制御用ラック特性マップを示す図である。
【符号の説明】
１      （舶用）内燃機関
２      ガバナ
３      ガバナアクチュエーター
４      回転数センサ
５      給気圧力センサ
７      コントローラ
９      アクセルセンサ
１０    操作パネル
１１    加速時燃料噴射量選択スイッチ
Ａ      回転数対応型ラック特性マップ
Ｂ（Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３）  給気圧対応型ラック特性マップ
【図１】
0003809984.tif 000002
【図２】
0003809984.tif 000003
【図３】
0003809984.tif 000004
【図４】
0003809984.tif 000005