DE4214305C2 - Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor mit einem Trimmwinkelsensor zum Erzeugen eines Trimmwinkel-Sensorsignals gemäß einem Trimmwinkel zwischen einem Schiff und einem an dem Schiff befestigten Schiffsmotor, eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts des Schiffsmotors, und eine Kraftstoffzuführungs-Steuervorrichtung zum Steuern der dem Schiffsmotor zugeführten Kraftstoffmenge.

Eine derartige Steuervorrichtung ist aus US-A-4 955 831 bekannt. Insbesondere wird vorgeschlagen, zum Ausgleich von auftretenden Trimmeffekten eine Zündzeitpunktanpassung für den an einem Schiff befestigten Schiffsmotor durchzuführen.

Ferner ist in DE 41 12 192 A1 ein Steuersystem für eine Schiffsmotor beschrieben bei dem über einem Steuerhebel eine Propellerwellendrehzahl einstellbar ist. Eine Steuerelektronik definiert den momentanen Betriebszustand in Abhängigkeit von einzuhaltenden Betriebsparametern des Schiffsmotors und/oder des Getriebes. Das Steuersystem eignet sich insbesondere zur Anwendung bei Schiffen mit Mehrfachmotor-Antriebsanlagen.

Allgemein ist bei Außenbord-Schiffsmotoren für Schiffe zum Verbessern des Betriebswirkungsgrads einer betriebsgemäß durch den Schiffsmotor angetriebenen Schiffsschraube dann, wenn der Schiffsmotor schwenkbar an dem Schiffskörper befestigt ist, üblich, einen Trimmwinkel des Schiffsmotors oder der Schiffsmotoreinheit bezogen auf den Schiffskörper geeignet anzupassen, wobei die Schiffsmotoreinheit den eigentlichen Schiffsmotor umfaßt, sowie ein Getriebe und einen an einem Gehäuse vorgesehenen Propeller. Demnach wird bei Außenbord-Schiffsmotoren der Trimmwinkel des Schiffsmotors so eingestellt und geändert, daß der Fahrkomfort und das Beschleunigungsverhalten des Schiffs verbessert werden.

In Fig. 10 und 11 ist ein typisches Beispiel einer bekannter Steuervorrichtung für einen Außenbord-Schiffsmotor gezeigt. Die Fig. 10 zeigt einen Teil des Hecks eines Schiffs 2, an dem beispielsweise die aus US-A-4,955,831 bekannte Steuervorrichtung befestigt ist. Wie in der Fig. 10 gezeigt ist, ist ein durch das Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Schiffsmotor schwenkbar an einem Schiffskörper 2a und dessen Heck über eine Klemmhalterung 3 und eine Drehhalterung 5 befestigt. Die Klemmhalterung 3 ist fest mit dem Schiffskörper 2a verbunden, und die Drehhalterung 5 ist schwenkbar mit der Klemmhalterung 3 relativ um eine sich hierzu quer erstreckende Neigungs- oder Drehachse 4 verbunden. Die Schiffsmotoreinheit 1 enthält den eigentlicher Schiffsmotor 7, eine Antriebseinheit 6 mit einem nicht gezeigten Getriebe, das eine Antriebswelle aufweist, die an ihrem oberen Ende mit dem Schiffsmotor 7 und an ihrem unterer Ende mit einem Propeller 8 verbunden ist.

Ein Neigungszylinder 9 ist drehbar an dem unteren Ende mit der Klemmhalterung 3 und am oberen Ende mit der Drehhalterung 5 befestigt, damit die Drehhalterung zusammen mit der Schiffsmotoreinheit 1 auf- bzw. abwärts geneigt werden kann. Weiter ist ein Paar von Trimmzylindern 10 zwischen der Klemmhalterung 3 und der Antriebseinheit 6 zum Einstellen des Trimmwinkels der Schiffsmotoreinheit 1 vorgesehen. Der Trimmwinkel ist definiert als der Winkel zwischen der Längsmittellinie der Schiffsmotoreinheit 1 und der Vertikalen. Eine Steuerhalterung 11 ist zum Drehen der Antriebseinheit 6 um eine (nicht gezeigte) Drehachse relativ zu der Drehhalterung 6 mit dieser verbunden, um das Schiff 2 zu steuern.

Obwohl nicht gezeigt, werden der Neigungszylinder 9 und der Trimmzylinder 10 so angetrieben, daß sie sich unter Einwirkung eines mit Hilfe einer hydraulischen Pumpe gebildeten hydraulischen Drucks ausdehnen oder zusammenziehen. Die hydraulische Pumpe wird von einem Elektromotor angetrieben, um die Schiffsmotoreinheit 1 auf- oder abwärts zu schwenken und den Trimmwinkel einzustellen. Die Einstellung des Trimmwinkels erfolgt durch Steuerung der Drehrichtung und Drehzahl des Elektromotors. Hierdurch wird die Schubrichtung des Propellers 8 über die Einstellung des Trimmwinkels des Schiffsmotors 1 in Abhängigkeit von dem Neigungswinkel in Längsrichtung - insbesondere der Schiffslängsrichtung - des Schiffskörpers 2a und/oder Geschwindigkeit des Schiffs 2 gesteuert. Hierdurch wird eine optimale Geschwindigkeit und ein verbesserter Benzinverbrauch und ein verbessertes Beschleunigungsverhalten erreicht.

Die Fig. 11 zeigt ein Blockschaltbild einer allgemeinen Anordnung der bekannten Steuervorrichtung. Diese enthält einen Geschwindigkeitssensor 12 zum Erfassen der Drehzahl des Schiffsmotors, einen Ansaugluftsensor 13 zum Erfassen einer Strömungsmenge der Ansaugluft, die in den Schiffsmotor gesaugt wird, einen ersten Signalgenerator 14 zum Erzeugen eines Differenzkurbelwinkelsignals, das einen festgelegten Referenzkurbelwinkel des Schiffsmotors anzeigt, einen zweiten Signalgenerator 15 zum Erzeugen eines mit der Drehung des Schiffsmotors oder der Kurbelwelle synchronisierten Kurbelwinkelsignals, eine als Mikrocomputer ausgebildete Steuereinrichtung 16, eine Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung 17 zum Erfassen des Kurbelwinkels des Schiffsmotors oder der Kurbelwelle, und eine Kraftstoffzuführungs-Steuereinrichtung 18 zum Einstellen einer Kraftstoffmenge, die in dem Schiffsmotor über eine Kraftstoffeinspritzung 19 eingespritzt wird. Die Kurbelwinkel-Erfassungseinrichtung 17 und die Kraftstoffzuführungs-Steuereinrichtung 18 können durch zugeordnete Steuerprogramme verwirklicht werden.

Eine (nicht gezeigte) Schwingspule ist an dem eigentlichen Schiffsmotor 7 in der Schiffsmotoreinheit 1 befestigt und für jeden Zylinder des Schiffsmotors an der äußeren Umfangsfläche der Kurbelwelle derart befestigt, daß bei einer Umdrehung der Kurbelwelle jeder der Permanentmagneten vor der Schwingspule angeordnet ist. Demnach wird in der Schwingspule für jeden Zylinder des Schiffsmotors ein elektrischer Impuls während einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle induziert.

Ein (nicht gezeigtes) Ringzahnrad mit mehreren an dessen Innenfläche ausgebildeten Eingriffszähnen ist fest mit der Kurbelwelle derart verbunden, daß diese mit einem Rotor eines Startermotors in Eingriff kommen. Der zweite Signalgenerator ist fest mit dem eigentlichen Schiffsmotor 7 beabstandet und gegenüber der Außenumfangsfläche des Ringzahnrads derart angeordnet, daß vom zweiten Signalgenerator ein elektrischer Impuls jedesmal dann induziert wird, wenn einer der Eingriffszähne des Ringzahnrads während der Umdrehung der Kurbelwelle vor dem zweiten Signalgenerator 15 angeordnet ist. Demnach erzeugt während einer vollständigen Umdrehung der Kurbelwelle die Schwingspule mehrere elektrische Impulse im Form von Referenzkurbelwinkelsignalen, die zahlenmäßig der Zahl der Zylinder des Schiffsmotors und den festgelegten Winkelpositionen der Kurbelwelle entsprechen. Somit arbeitet die Schwingspule als erster Signalgenerator 14 zum Erzeugen eines Referenzkurbelwinkelsignals derart, daß die Winkelposition der Kurbelwelle durch das Zählen der Zahl der durch den zweiten Signalgenerator 15 generierten Impulse beginnend mit dem Zeitpunkt der Generierung eines Impulses durch die Schwingspule erfaßt werden kann.

Die Schwingspule arbeitet auch als Drehzahlsensor 12. Dies bedeutet, daß die Schwingspule eine festgelegte Zahl von Impulsen während einer Umdrehung der Kurbelwelle erzeugt, die der Zahl der Zylinder entspricht, so daß die Drehzahl der Kurbelwelle oder die Schiffsmotordrehzahl durch das Erfassen der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden und durch die Schwingspule erzeugten Impulse erfaßt werden kann.

Ein Drosselklappensensor in Form eines Potentiometers, der als Ansaugluftsensor 13 arbeitet, erzeugt eine zum Einstellwinkel eines Drosselventils proportionale Spannung. Das Drosselventil wird über ein Drosselkabel bewegt. Insgesamt wird der Öffnungsgrad des Drosselventils erfaßt, um die Ansaugmenge der in den Schiffsmotor angesaugten Ansaugluft zu erfassen.

Der Mikrocomputer 16 ist in den Schiffsmotor 1 eingebaut und enthält die Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17 und die Kraftstoffzuführungs-Steuereinrichtung 18 zum Steuern des Kraftstoffeinspritzers 19. Wie zuvor beschrieben, zählt die Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17 die Zahl der Impulse, die durch den zweiten Signalgenerator erzeugt wird, nachdem der erste Signalgenerator 14 in Form einer Schwingspule einen Impuls erzeugt hat, und er erfaßt so die Drehposition oder den Kurbelwinkel der Kurbelwelle.

Anhand der so erfaßten Drehzahl, der Menge der Ansaugluft und dem Kurbelwinkel des Schiffsmotors steuert die Kraftstoffzuführungs-Steuereinrichtung 18 die Menge des Kraftstoffs, der durch den Kraftstoffeinspritzer 19 im Schiffsmotor eingespritzt wird. Demnach steuert die Kraftstoffzuführungs-Steuereinrichtung 18 die Menge des Kraftstoffs durch Steuerung der Breite eines Impulses, der dem Kraftstoffeinspritzer 19 zugeführt wird.

Durch die oben beschriebene Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor wird der Trimmwinkel der Schiffsmotoreinheit 1 so gesteuert, daß das Fahrgefühl, der Fahrkomfort und das Beschleunigungsverhalten verbessert wird. Jedoch führt eine Änderung des Trimmwinkels zu einer geänderten Stellung oder Position der Schiffsmotoreinheit 1 und somit auch des Ansaugrohrs des Schiffsmotors 7. Entsprechend ändert sich die Menge des durch den Kraftstoffeinspritzer 19 in den Schiffsmotor 7 eingespritzten Kraftstoffs aufgrund der Lageänderung des Ansaugrohrs, unabhängig von der Tatsache, daß die Menge der in den Schiffsmotor 7 angesaugten Ansaugluft relativ unabhängig von einer Lageänderung des Schiffsmotors ist. Demnach führt eine Änderung des Trimmwinkels zu einer signifikanten Änderung des dem Schiffsmotor zugeführten Luft-Kraftstoffverhältnis, so daß die Ausgangsleistung des Schiffsmotors reduziert ist.

Weiterhin verändert sich auch der optimale Zündzeitpunkt des Schiffsmotors, da sich die Schiffsmotorlast während der Steuerung aufgrund des veränderten Trimmwinkels ändert. Bei der bekannten Steuervorrichtung wird in diesem Fall der Zündzeitpunkt jedoch nicht allgemein so gesteuert, daß eine Anpassung an eine Änderung der Schiffsmotorlast erfolgt. Demnach verschiebt sich der tatsächliche Zündzeitpunkt gegenüber dem optimalen Zündzeitpunkt nach vorne oder nach hinten aufgrund der veränderten Schiffsmotorlast, was eine nicht ausreichende Ausgangsleistung des Schiffsmotors zur Folge hat. Insbesondere in dem Fall, in dem der Zündzeitpunkt gegenüber dem optimalen Zündzeitpunkt verspätet ist, hält - besonders bei Zweitaktmotoren - die Verbrennung der Luft- Kraftstoffmischung auch nach dem Öffnen eines Auslaßventils noch an, so daß ein sogenanntes Nachzünden auftreten kann. Insbesondere kann ein Fehlzünden während der Zeit auftreten, in der die Drosselöffnung relativ begrenzt ist, wodurch der Lauf des Schiffsmotors instabil wird.

Somit besteht bei der bekannten Steuervorrichtung insgesamt das Problem, daß sie keine ausreichende Ausgangsleistung des Schiffsmotors und keine ausreichend stabile Drehzahl des Schiffsmotors gewährleisten kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach in der Schaffung einer Steuervorrichtung für die Steuerung eines Schiffsmotors derart, daß auch bei einer Änderung des Trimmwinkels des Schiffsmotors sich eine ausreichende Ausgangsleistung und/oder eine stabile Drehzahl erzielen läßt.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuervorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, indem der Trimmwinkelsensor mit der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung und der Kraftstoffzuführungs- Steuereinrichtung direkt verbunden ist, so daß der Zündzeitpunkt des Schiffsmotors und die diesem zugeführte Kraftstoffmenge simultan auf Grundlage des Trimmwinkels steuerbar sind.

Da bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung nicht nur der Zündzeitpunkt des Schiffsmotors richtig und genau in Übereinstimmung mit der Schiffsmotorlast gesteuert wird, sondern auch die Kraftstoffmenge, die dem Schiffsmotor zur Verfügung gestellt wird, ist es möglich, genügend Ausgangsleistung bei stabiler Drehzahl des Schiffsmotors unabhängig von der Lage oder Position des Schiffs und der Lastbedingung des Schiffsmotors zu erzeugen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm gemäß einer allgemeinen Anordnung einer Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 in teilweiser Querschnittsansicht die Art, wie die erfindungsgemäße Motorensteuervorrichtung und die Schiffsmotoreinheit drehbar an einem Schiffsrumpf befestigt ist.

Fig. 3 ein Flußdiagramm gemäß dem Betrieb der Motorensteuervorrichtung von Fig. 1;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Anwachsen der Menge der Kraftstoffeinspritzung und dem Trimmwinkel in der Motorensteuervorrichtung von Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 4, aber ein anderes Beispiel der Beziehung zwischen dem Anstieg in der Menge der Kraftstoffeinspritzung und dem Trimmwinkel in der Motorensteuervorrichtung von Fig. 1;

Fig. 6 ist eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, aber eine andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 ein Flußdiagramm gemäß dem Betrieb der Ausführungsform von Fig. 6;

Fig. 8 eine graphische Darstellung, die ein Beispiel der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Änderung des Zündzeitpunkts und dem Trimmwinkel in der Ausführungsform von Fig. 6 zeigt;

Fig. 9 eine Ansicht ähnlich wie Fig. 8, aber ein anderes Beispiel der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Änderung des Zündzeitpunkts und dem Trimmwinkel in der Ausführungsform von Fig. 6;

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Motoreneinheit, die drehbar an einem Schiffsrumpf befestigt und mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung verbunden ist, auf die eine bekannte Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor angewendet werden kann; und

Fig. 11 ein Blockschaltbild, das die allgemeine Anordnung der bekannten Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor illustriert.

In den Zeichnungen werden gleiche oder korrespondierende Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden jetzt detailliert unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Zunächst zeigen Fig. 1 bis 5 eine Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In der folgenden Beschreibung wird die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit der Steuerung einer Schiffsmotoreinheit 1 beschrieben, die, wie in Fig. 10 gezeigt ist, drehbar an dem Schiffsrumpf 2a angebracht ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die Steuervorrichtung zusätzlich zu den Elementen 12 bis 15, welche dieselben sind wie die der vorher erwähnten bekannten Steuervorrichtung, gemäß Fig. 11, einen Trimmwinkelsensor 20 zur Erfassung eines Trimmwinkels der Schiffsmotoreinheit 1 (nämlich einen Winkel einer Längsmittellinie (längsschiffs) der Schiffsmotoreinheit 1 bezüglich zur Vertikalen) und zum Erzeugen eines entsprechenden Ausgangssignals, und eine Kontrollvorrichtung 16A, die eine Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17 umfaßt, die dieselbe ist wie die in Fig. 11 gezeigte, und eine Kraftstoffzuführungs-Steuereinrichtung 18A zum Einstellen einer Kraftstoffmenge, welche dem Schiffsmotor 7 der Schiffsmotoreinheit 1 von einer Kraftstoffzuführungseinrichtung 19 zugeführt wird und zum Steuern der Kraftstoffzuführungseinrichtung 19 auf der Basis der so eingestellten Kraftstoffmenge. Im gezeigten Beispiel umfaßt die Kraftstoffzuführungseinrichtung 19 eine Kraftstoffeinspritzung zum Einspritzen einer Kraftstoffmenge in ein Ansaugrohr des Schiffsmotors 7. Es können auch andere Arten von Kraftstoffzuführungseinrichtungen angewandt werden.

Wie in Figur, 2 gezeigt ist, umfaßt der Trimmwinkelsensor 20 einen Hauptkörper, der fest an einer Klemmhalterung 3 angebracht ist, welche fest mit einem Heckteil des Schiffsrumpfes 2a verbunden ist, und einen drehbaren Hebel, der mit einer Spannvorrichtung, wie z. B. einer gewundenen Spannfeder gespannt ist, um sich um eine Drehachse in einer vertikalen Position zu drehen, um so gegen eine Drehhalterung 5 zu stoßen, die drehbar über eine Neigungs- oder Drehachse 4 mit der Klemmhalterung 3 verbunden ist, damit die Schiffsmotoreinheit 1 drehbar abgestützt wird, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Wenn die Schiffsmotoreinheit 1 durch den Schwenkzylinder 9 (siehe Fig. 10), welcher zwischen der Klemmhalterung 3 und der Drehhalterung 5 angebracht ist, hochgeschwenkt wird, wird die Drehhalterung 5 auch in Aufwärtsdrehung im Gegenuhrzeigersinn von Fig. 2 versetzt, so daß der drehbare Hebel 21, der aufwärts oder in Gegenuhrzeigerrichtung von Fig. 2 gespannt ist, von einer nicht gezeigten Spannvorrichtung, der Aufwärts- oder Gegenuhrzeigersinndrehung der Drehhalterung 5 folgt, unter Beibehaltung des Anlageeingriffs. Solch eine Bewegung oder Drehung des drehbaren Hebels 21 wird in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt, welches einen Trimmwinkel θ der Motoreneinheit 1 repräsentiert, und durch eine elektrische Vorrichtung erfaßt, welche in den Körper des Trimmwinkelsensors 20 eingebaut ist, was nicht neu ist, sondern bekannter Stand der Technik.

In dieser Ausführungsform umfaßt die Steuereinrichtung 16a zum Steuern der Kraftstoffzuführung zum Schiffsmotor einen Mikrocomputer einschließlich der Kraftstoffmengenzuführungs- Steuereinrichtung 18A und der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17.

Der Betrieb der oben erwähnten Ausführungsform wird jetzt detailliert unter Bezug auf das in Fig. 3 gezeigte Flußdiagramm beschrieben, das den Betrieb der Kraftstoffmengenzuführungs-Steuereinrichtung 18A illustriert, sowie unter Bezug auf die Fig. 4, die die Beziehung zwischen der gesteigerten Kraftstoffmenge, die dem Schiffsmotor zugeführt wird, und den Trimmwinkel illustriert. In Fig. 4 bezeichnet die Abszisse den Trimmwinkel (in Grad) und die Ordinate den Anstieg (in %) der Kraftstoffmenge.

Die Kraftstoffmengen-Zufuhr-Steuereinrichtung 18A des Mikrocomputers 16a berechnet eine Grundmenge von Kraftstoff, welche dem Schiffsmotor zugeführt wird, auf der Basis der Drehzahl des Schiffsmotors, der Menge von Ansaugluft, die in den Schiffsmoor angesaugt wird, und dem Kurbelwinkel des Schiffsmotors, und zwar auf die gleiche Art und Weise wie bei der zuvor erläuterten Motorensteuervorrichtung gemäß Fig. 11. Weiterhin berechnet sie auch eine Steigerung (nämlich einen Änderungsbetrag) der Kraftstoffzuführung in dem folgenden Vorgang und addiert ihn zur obigen Grundmenge von Kraftstoff, welcher für eine modifizierte optimale Kraftstoffmenge bestimmt wird, und sie erzeugt für die Kraftstoffzuführungseinrichtung 19 ein entsprechendes Signal in Form eines Impulses mit einer Impulsbreite entsprechend der geänderten optimalen Kraftstoffmenge.

Insbesondere bestimmt zunächst in Schritt 30 in Fig. 3 die Kraftstoffmengenzuführungs-Steuereinrichtung 18A den Trimmwinkel θ des Schiffes 2, basierend auf dem Ausgangssignal des Trimmwinkelsensors 20. Dann wird in Schritt 31 bestimmt, ob der Trimmwinkel θ, der so bestimmt wurde, gleich oder kleiner ist als ein vorherbestimmter Wert A in Grad (z. B. 15°). Falls die Antwort auf diese Frage JA ist (nämlich A ≧ θ), dann wird in Schritt 32 die Grundmenge von Kraftstoffzuführung angehoben, und zwar um ein vorherbestimmtes erstes Ausmaß oder einen Zuwachs a% (z. B. 2%) und darauf wird ein Rücksprung zum Schritt 30 durchgeführt. Wenn jedoch die Antwort in Schritt 31 NEIN ist (z. B. θ < A), geht das Programm zu Schritt 33, wo weiter bestimmt wird, ob der Trimmwinkel θ gleich oder kleiner als ein zweiter vorherbestimmter Wert B in Grad ist (z. B. 20°). Wenn die Antwort auf diese Frage JA ist (z. B. B ≧ θ < A), dann wird in Schritt 34 die Grundmenge von Kraftstoff angehoben, um ein zweites vorherbestimmtes Ausmaß oder einen Zuwachs b% (z. B. 5%) und hierauf wird ein Rücksprung zu Schritt 30 durchgeführt. Wenn andererseits die Antwort in Schritt 33 NEIN ist (nämlich θ < B), dann wird in Schritt 35 bestimmt, ob der Trimmwinkel θ gleich oder kleiner als ein dritter vorherbestimmter Wert C in Grad ist (z. B. 25°). Wenn die Antwort in Schritt 35 JA ist (nämlich C ≧ θ < B), dann wird in Schritt 36 die Kraftstoff-Grundmenge um ein drittes vorherbestimmtes Ausmaß oder einen Zuwachs c in % (z. B. 7%) angehoben, und danach wird ein Rücksprung zu Schritt 30 durchgeführt. Wenn im Gegenteil die Antwort in Schritt 35 NEIN ist (nämlich θ < C), dann wird in Schritt 37 die Menge von Kraftstoffzuführung angehoben, und zwar um ein vorherbestimmtes viertes Ausmaß oder einen Zuwachs d% (z. B. 10%) und ein Rücksprung wird hierauf ausgeführt zu Schritt 30.

Die Beziehung zwischen der gesteigerten Kraftstoffmengeneinspritzung und dem Trimmwinkel θ, die in der obenerwähnten Art und Weise gesteuert wird, ist in Fig. 4 abgebildet. Somit wird eingerichtet, daß A < B < C und a < b < c < d, wie aus dem Vorhergesagten klar wird.

Gemäß dieser Ausführungsform wird die Stellung oder Position der Schiffsmotoreinheit 1 in Bezug auf den Schiffsrumpf 2a durch den Trimmwinkelsensor 20 erfaßt, und die Grundkraftstoffmenge, die auf der Basis der Ausgangssignale vom Drehzahlsensor 12, Ansaugluftsensor 13 und ersten und zweiten Kurbelwinkelsensoren 14 und 15 festgelegt wird, kann in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal des Trimmwinkelsensors 20 geändert werden, um so ein optimales Luft-Kraftstoffverhältnis entsprechend dem momentanen Betriebszustand des Schiffes oder des Schiffsmotors zu bereiten. Dementsprechend kann eine ausreichende Ausgangsleistung und stabile Drehzahl des Schiffsmotors erreicht werden, unabhängig von der Stellung oder Position (nämlich des Trimmwinkels) der Schiffsmotoreneinheit 1, bezogen auf den Schiffsrumpf 2a.

Obwohl in der obigen Beschreibung die Menge des Zuwachses in der Kraftstoffzuführung in einer schrittweisen Art geändert wird, kann sie genauso linear oder kontinuierlich bezüglich des ansteigenden Trimmwinkels geändert werden, wie in Fig. 5 gezeigt ist, mit im wesentlichen den gleichen Resultaten. In diesem Fall kann die Schiffsmotoren-Ausgangsleistung präziser oder weicher gesteuert werden als mit der schrittweisen Steuerung von Fig. 4.

Fig. 6 bis 9 zeigen eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 6 illustriert, ist diese Ausführungsform im wesentlichen gleich zur Ausführungsform von Fig. 1 mit Ausnahme der Tatsache, daß eine Steuereinrichtung 16B zusätzlich zu einer Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17 und einer Kraftstoffmengenzuführungs-Steuereinrichtung 18A, eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 22A enthält, für die Einstellung des Zündzeitpunkts des Schiffsmotors basierend auf den Ausgangssignalen vom Drehzahlsensor 12, Ansaugluftsensor 13, und den Trimmwinkelsensor 20 sowie eine Zündsignalerzeugungseinrichtung 23 zum Erzeugen eines Zündsignals basierend auf den Ausgangssignalen von der Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 22A und der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17, um ein konventionelles Zündsystem 30 des Schiffsmotors zu steuern. Wie allgemein bekannter Stand der Technik, enthält das Zündsystem 30 eine leistungserzeugende Spule 24, eine Diode 25, einen Thyristor 26, einen Zündkondensator, eine Zündspule 28 mit einer Primärwicklung, welche an einem seiner Enden über den Zündkondensator 27 und die Diode 25 mit der leistungserzeugenden Spule 24 verbunden ist, und einer Sekundärwicklung, welche mit einer Zündkerze 29 verbunden ist. Ein Anschluß des Thyristors 26 ist mit einer Verbindung zwischen der Diode 25 und dem Kondensator 27 verbunden, und ein anderer Anschluß ist mit Masse verbunden. Ein Steuergate ist so verbunden, daß es ein Zündsignal von der Zündsignalerzeugungseinrichtung 23 empfängt, wodurch dieser beim Empfang des Zündsignals von der Zündsignalerzeugungseinrichtung 23 eingeschaltet oder leitend gemacht wird. Demnach entlädt sich die Ladung des Kondensators 27 durch die Primärwicklung der Zündspule 28, wodurch die Zündkerze 29 einen Funken erzeugt. In dieser Ausführungsform können die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 22A und die Kraftstoffmengenzuführungs-Steuereinrichtung 18A durch Steuerprogramm realisiert sein, welche durch den Mikrocomputer 16B ausgeführt werden.

Der Betrieb dieser Ausführungsform ist im wesentlichen gleich zu dem der vorherigen Ausführungsform von Fig. 1 mit der folgenden Ausnahme. Die Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17 und die Kraftstoffmengenzuführungs-Steuereinrichtung 18A arbeiten so, daß die Kraftstoffmenge, die dem Schiffsmotor zugeführt wird, richtig auf der Basis der Ausgangssignale vom ersten und zweiten Kurbelwinkelsensor 14 und 15 und dem Trimmwinkelsensor 20 gesteuert wird, in der gleichen Art und Weise wie im Flußdiagramm von Fig. 3 gezeigt ist. Andererseits arbeiten die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 22A und die Zündsignalerzeugungseinrichtungs 23 so, daß der Zündzeitpunkt des Schiffsmotors auf der Basis der Ausgangssignale vom Drehzahlsensor 12, dem Ansaugluftsensor 13 und der Kurbelwinkelerfassungseinrichtung 17 gesteuert wird, wobei die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung 22a hieraus einen Grundzündzeitpunkt berechnet, bei dem die Zündkerze 29 einen Funken erzeugt, wenn der Trimmwinkel θ gleich Null ist. Der Grundzündzeitpunkt, der so berechnet wird, wird dann korrigiert oder geändert, in Übereinstimmung mit dem Trimmwinkel θ der Schiffsmotoreinheit 1, der vom Trimmwinkelsensor 20 erfaßt wird. Eine derartige Korrektur oder Änderung des Grundzündzeitpunkts wird auf eine Art und Weise ausgeführt, wie sie im Flußdiagramm der Fig. 7 gezeigt ist.

In Fig. 7 wird zunächst in Schritt 40 der Trimmwinkel θ erfaßt durch den Trimmwinkelsensor 20, und dann wird in Schritt 41 bestimmt, ob der Trimmwinkel θ gleich oder kleiner als ein fünfter vorherbestimmter Winkel W (z. B. 20°) ist. Falls dies zutrifft (W ≧ θ), wird im Schritt 42 der Grundzündzeitpunkt t vorverstellt, um einen ersten vorherbestimmten Winkel von w Grad (z. B. 1°), und hierauf wird ein Rücksprung zum Schritt 40 ausgeführt. Wenn jedoch die Antwort in Schritt 41 negativ ausfällt (nämlich θ < W), wird in Schritt 43 weiter bestimmt, ob der Trimmwinkel θ gleich oder kleiner als ein sechster vorherbestimmter Winkel X (z. B. 25°) ist. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ausfällt (nämlich X ≧ θ < W), dann wird im Schritt 44 der Grundzündzeitpunkt vorverstellt um einen zweiten vorherbestimmten Winkel von x Grad (z. B. 3°), und hierauf wird ein Rücksprung zum Schritt 40 ausgeführt. Wenn andererseits die Antwort in Schritt 43 negativ ausfällt (nämlich θ < X), dann wird im Schritt 45 bestimmt, ob der Trimmwinkel θ gleich oder kleiner als ein siebter vorherbestimmter Winkel Y (z. B. 30°) ist. Wenn die Antwort auf diese Frage positiv ausfällt (nämlich Y < θ), dann wird im Schritt 46 der Grundzündzeitpunkt t um einen dritten vorherbestimmten Winkel von y Grad (z. B. 6°) vorverstellt, und hierauf wird ein Rücksprung zum Schritt 40 ausgeführt. Wenn die Antwort im Schritt 45 negativ ausfällt (nämlich θ < Y), dann wird im Schritt 47 der Grundzündzeitpunkt t vorverstellt, um einen vierten vorherbestimmten Winkel von z Grad (z. B. 8°). Danach wird ein Rücksprung zum Schritt 40 durchgeführt.

Die oben beschriebene Zündzeitpunktsteuerung gemäß der W < X < Y und w < x < y < z gilt, ist anhand der Darstellung der Fig. 8 erläutert. Was das betrifft, können W, X und Y jeweils A, B und C sein.

Entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform wird auf der Basis der Stellung oder Position der Schiffsmotoreinheit 1, erfaßt als Trimmwinkel vom Trimmwinkelsensor 20, nicht nur die Kraftstoffmenge, die dem Schiffsmotor zur Verfügung gestellt wird, gesteuert, um das Luft-Kraftstoffverhältnis einer Mischung zu optimieren, sondern es wird auch der Zündzeitpunkt des Schiffsmotors richtig gesteuert oder geändert in Übereinstimmung mit der Schiffsmotorenlast, wodurch der Schiffsmotor genügend Ausgangsleistung mit stabiler Drehzahl unabhängig von der Stellung oder Position des Schiffs und der Lastbedingung des Schiffsmotors produzieren kann. All das kann erreicht werden mit einem relativ einfachen und billigen Aufbau, wie z. B. durch Benutzung von Steuerprogrammen.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform der Grad der Korrektur oder Änderung (z. B. das Vorverstellen des Winkels) in der Zündzeitpunktsteuerung in einer schrittweisen Art geändert wird, kann er linear oder kontinuierlich geändert werden, wie in der Darstellung von Fig. 9 gezeigt ist, mit im wesentlichen den gleichen Resultaten. In diesem Fall jedoch kann die Motorenausgangsleistung präziser oder weicher gesteuert werden als mit der schrittweisen Steuerung von Fig. 8.

Weiterhin kann, obwohl in der Ausführungsform die Kraftstoffmenge und der Zündzeitpunkt beide änderungsmäßig gesteuert werden, auf der Basis des Trimmsignals der Schiffsmotoreinheit 1, nur einer der beiden - wie gewünscht - gesteuert werden, um im wesentlichen die gleichen Resultate zu erzielen.

Zusätzlich kann, obwohl in der obigen Beschreibung die vorliegende Erfindung angewendet wird, um einen Viertakt-Schiffsmotor zu steuern, diese gleichsam auf andere Typen von Brennkraftmotoren angewendet werden, beispielsweise Zweitaktmotoren.

Claims (7)

1. Steuervorrichtung für einen Schiffsmotor mit

• a) einem Trimmwinkelsensor (20) zum Erzeugen eines Trimmwinkel-Sensorsignals gemäß einem Trimmwinkel (θ) zwischen einem Schiff (2) und einem an dem Schiff (2) befestigten Schiffsmotors (1),
• b) eine Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung (22A) zum Steuern des Zündzeitpunkts des Schiffsmotors (1), und
• c) eine Kraftstoffzuführungs-Steuereinrichtung (18A) zum Steuern der dem Schiffsmotor (1) zugeführten Kraftstoffmenge,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Trimmwinkelsensor (20) mit der Zündzeitpunkt- Steuereinrichtung (22A) und der Kraftstoffzuführungs- Steuereinrichtung(18A) direkt verbunden ist, so daß der Zündzeitpunkt des Schiffsmotors (1) und die diesem zugeführte Kraftstoffmenge simultan auf Grundlage des Trimmwinkels (θ) steuerbar sind.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuführungs- Steuereinrichtung (18A) die Kraftstoffmenge steigert, wenn der Trimmwinkel (θ) ansteigt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuführungs- Steuereinrichtung (18A) die Kraftstoffmenge stufenweise steigert, wenn der Trimmwinkel (θ) ansteigt.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftstoffzuführungs- Steuereinrichtung (18A) die Kraftstoffmenge linear steigert, wenn der Trimmwinkel (θ) ansteigt.

5. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkt- Steuereinrichtung (22A) den Zündzeitpunkt vorverstellt, wenn der Trimmwinkel (θ) ansteigt.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung (22A) den Zündzeitpunkt schrittweise vorverstellt, wenn der Trimmwinkel (θ) ansteigt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündzeitpunkt-Steuereinrichtung (22A) den Zündzeitpunkt linear vorverstellt, wenn der Trimmwinkel (θ) ansteigt.