JP2006118387A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンを破損させることなく、始動時におけるエンジン回転速度の上昇を抑制することができるエンジンの制御装置を提供すること。
【解決手段】 エンジン２２の回転速度ｎを回転速度センサ３１ａで検出し、回転速度センサ３１ａの検出値からエンジン２２の回転速度ｎが始動モードから通常モードに変わったことを判定するようにした。そして、エンジン２２の回転速度ｎが始動モードから通常モードに変わったことを判定すると、回転速度センサ３１ａの検出値と、予め設定された目標回転速度ｎ0との差分Δｎeを算出し、その算出値に基づいて、点火時期θ1を制御するようにした。また、その点火時期θの制御を、回転速度センサ３１ａの検出値が目標回転速度ｎ0よりも大きいときに行われる遅角制御とした。
【選択図】 図６

Description

本発明は、始動時におけるエンジン回転速度の上昇を抑制するエンジンの制御装置に関する。

エンジンを備えた小型船舶や自動車等の乗り物においては、始動時にエンジンの回転速度が急激に上昇して騒音を発したり振動したりすることがある。このため、始動時におけるエンジン回転速度の急上昇を抑制するために種々の装置や方法が開発されており、このような装置として、一部の気筒を休止させたり、エンジンに供給する燃料をカットしたりする方法を用いた装置がある（例えば、特許文献１参照）。

この装置は、小型滑走艇が備えるエンジンの始動時制御装置であって、エンジンの始動を検出する始動検出器と、エンジンの暖気状態を検出する暖気状態検出器と、制御器とを備えている。そして、始動検出器がエンジンの始動を検出したときに、暖気状態検出器が検出したエンジンの暖気状態に応じて、制御器がエンジンの一部の気筒が燃焼しないように制御する。これによって、始動時におけるエンジン回転速度の急上昇を抑制することができる。
特開２００４−１３７９２０号公報

しかしながら、このような一部の気筒を休止させることによってエンジン回転速度を抑制する方法を、エンジンから排出される排気ガスとエンジン等を冷却して外部に排出される冷却水とを混合させて外部に排出する小型船舶等において用いた場合、排気脈動による水戻りが生じるおそれがある。そして、最悪の場合には、エンジンが破損するおそれも生じる。

本発明は、前述した問題を解決するためになされたもので、その目的は、エンジンを破損させることなく、始動時におけるエンジン回転速度の上昇を抑制することができるエンジンの制御装置を提供することである。

前述した目的を達成するため、本発明に係るエンジンの制御装置の構成上の特徴は、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出装置と、回転速度検出装置の検出値からエンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定するモード判定手段と、モード判定手段が、エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定すると、回転速度検出装置の検出値と、予め設定されたエンジンの目標回転速度との差分を算出し、その算出値に基づいて、点火時期を制御する点火時期制御装置とを備えたことにある。

このように構成した本発明に係るエンジンの制御装置では、エンジン回転速度が始動モードから通常モードに変わったときのエンジンの始動時に、回転速度検出装置が検出するエンジンの回転速度と設定された目標回転速度との差分に応じて点火時期の制御が行われる。このため、エンジン回転速度を予め設定した適正状態に近い状態にすることができ、エンジン回転速度が急激に変化して騒音を発する等を防止することができる。なお、この場合の始動モードは、エンジン停止モード（エンジン回転速度が所定値（ｎ1）よりも小さい場合）と、通常モード（エンジン回転速度が所定値（ｎ2）よりも大きい場合）との間にあるモード（エンジン回転速度が所定値（ｎ1）よりも大きく所定値（ｎ2）よりも小さい）のことである。

また、本発明に係るエンジンの制御装置の他の構成上の特徴は、回転速度検出装置の検出値が、エンジンの目標回転速度よりも大きいときに、点火時期制御装置が行う制御が遅角制御であることにある。従来のエンジン制御においては、エンジン始動時に、エンジン回転速度が目標回転速度よりも上昇した場合に、点火時期は基本点火時期制御に移行するが、本発明では、その基本点火時期に対し、遅角制御するように補正した値を点火時期にすることにより効果的に、かつエンジンの破損のおそれが少なくなるようにエンジン回転を抑制することができる。

また、本発明に係るエンジンの制御装置のさらに他の構成上の特徴は、アイドル判定装置を備えており、前記アイドル判定装置が前記エンジンの回転状態がアイドル状態であることを判定しているときに、前記遅角制御が行われることにある。

この場合、アイドル判定装置がエンジンの回転状態がアイドル状態であることを判定しているときに、点火時期制御装置による点火時期の遅角制御が始まる。このアイドル状態とは、操作者が意図してエンジン駆動を最も出力が低い状態になるように操作したときの状態であり、これ以外の場合は、操作者が意識的にエンジン駆動を出力が高い状態になるように操作した場合である。このため、操作者の意図に応じてこの場合は遅角制御は行わない。また、アイドル判定装置としては、エンジンが設置される乗物等が一般的に備えており操作者によって操作される操作子の操作量を検出する操作量検出センサ、アイドル判定スイッチ、スロットルバルブの回転角度を検出するスロットルポジションセンサ等を用いることができる。

また、本発明に係るエンジンの制御装置のさらに他の構成上の特徴は、タイマを備えており、タイマが測定する時間が、エンジンが駆動を開始してから通常モードに変わるまでに要する所定時間を超えてから、遅角制御が行われることにある。この場合の所定時間は、クランキングしてからエンジンに初爆が生じるまでに要する時間とすることもできる。

また、本発明に係るエンジンの制御装置のさらに他の構成上の特徴は、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出装置と、回転速度検出装置の検出値からエンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定するモード判定手段と、モード判定手段が、エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定すると、エンジンに供給する燃料の噴射量を予め設定された燃料噴射上限値以下に制御する燃料噴射制御装置とを備えたことにある。

この場合、モード判定手段が、エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定すると、回転速度検出装置の検出値と、予め設定されたエンジンの目標回転速度との差分を算出し、その算出値に基づいて、点火時期を制御する点火時期制御装置を備えており、点火時期制御装置が点火時期を遅角制御している間に、燃料噴射制御装置が、燃料の噴射量を予め設定された燃料噴射上限値以下に制御することが好ましい。

通常、エンジンにおいては、エンジン回転速度の変化に応じて、燃料噴射量も変化するように制御され、始動直後は、通常運転時に比べて多くの燃料が要求される。また、エンジン始動時には、燃料噴射量は変動して安定しない。このため、燃料噴射量に上限値を設けることによって、燃料噴射量が過多になることを防止でき、効果的にかつエンジン破損のおそれを少なくするようエンジン回転速度を抑制することができる。

また、本発明に係るエンジンの制御装置のさらに他の構成上の特徴は、水ジェット推進艇に設けられていることにある。これによると、水ジェット推進艇の始動時のエンジン回転速度が設定した目標回転速度に近い値に制御される。この結果、水ジェット推進艇は、騒音や振動を発することなく安定した始動ができるようになる。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るエンジンの制御装置２０を備えた水ジェット推進艇１０を示している。この水ジェット推進艇１０では、船体１１がデッキ１１ａとハル１１ｂとで構成されており、その船体１１の上部における中央よりもやや前部側部分に操舵ハンドル１２が設けられ、船体１１の上部における中央部にシート１３が設けられている。操舵ハンドル１２は、図２に示したように、船体１１に設けられた操舵軸１２ａの上端部に取り付けられており、操舵軸１２ａを中心として回転可能になっている。

そして、操舵ハンドル１２の右側（右舷側）のグリップ１２ｂの近傍には、スロットルレバー２１が基端部側部分を中心として回転可能な状態で設けられている。スロットルレバー２１は、操船者の操作により、グリップ１２ｂ側に移動可能になっており、解放時には、図２に示したように、グリップ１２ｂから離れた状態になる。また、スロットルレバー２１の基部側部分には、スロットルレバー２１の操作量（回転量）を検出する操作量検出センサ２１ａが設けられ、操舵軸１２ａの近傍には、操舵軸１２ａ（操舵ハンドル１２）の回転角度を検出する操舵角センサ１２ｃが設けられている。

また、船体１１内の底部における前部側部分には燃料を収容するための燃料タンク１４が設置され、船体１１内の底部における中央部にエンジン２２が設置されている。エンジン２２には、燃料タンク１４から供給される燃料と空気との混合気をエンジン２２に送り込む吸気装置１８と、エンジン２２から排出される排気ガスを船体１１の後端部から外部に放出する排気装置１９とが接続されている。また、エンジン２２は、４サイクル４気筒エンジンからなっており、図３に示したように、各気筒を構成する吸気弁２２ａと排気弁２２ｂとの開閉駆動により、吸気弁２２ａ側に設けられた吸気装置１８から燃料と空気との混合気を取り込み、排気弁２２ｂ側に設けられた排気装置１９に排気ガスを送り出す。

その際、吸気弁２２ａ側からエンジン２２内に供給される混合気はエンジン２２が備える点火プラグ２３ａ等からなる点火装置の点火によって爆発し、この爆発によって、エンジン２２内に設けられたピストン２２ｃが上下に移動する。そして、そのピストン２２ｃの移動によってクランク軸２２ｄが回転駆動される。このクランク軸２２ｄはインペラ軸１６に連結されており、エンジン２２の回転力をインペラ軸１６に伝達してインペラ軸１６を回転駆動させる。

また、インペラ軸１６の後端部は、船体１１の後端部における幅方向の中央部に設置された推進機１５のインペラ（図示せず）に連結されており、このインペラの回転によって、水ジェット推進艇１０に推進力が生じる。すなわち、推進機１５は、船体１１の底部に開口する水導入口１５ａと船尾に開口する水噴射口（図示せず）とを備えており、水導入口１５ａから導入される海水をインペラの回転により水噴射口から噴射させることにより船体１１に推進力を生じさせる。そして、推進機１５の後端部には、操舵ハンドル１２の操作に応じて、後部側を左右に移動させることにより、水ジェット推進艇１０の進行方向を左右に変更させるステアリングノズル１７が取り付けられている。

吸気装置１８は、エンジン２２に接続された吸気管１８ａや、吸気管１８ａの上流端に接続されたスロットルボディ１８ｂ等で構成されている。そして、船外の空気を吸気ダクト１８ｃおよび吸気ボックス１８ｄを介して吸引し、その空気の流量を、スロットルボディ１８ｂ内に設けられたスロットルバルブ２４を開閉操作することにより調節して、エンジン２２に供給する。また、その際、エンジン２２に供給される空気に、燃料を混合させる。この燃料は、インジェクタ２５ａ等からなる燃料供給装置を介して燃料タンク１４から供給される。

排気装置１９は、エンジン２２に接続された屈曲した管からなる排気管１９ａと、排気管１９ａの後端部に接続されたタンク状のウォーターロック１９ｂと、ウォーターロック１９ｂの後部に接続された排気管１９ｃ等で構成されている。排気管１９ａは、エンジン２２の各気筒における排気弁２２ｂ側から延びて船体１１の右舷側で集合したのちに、前方に向かって延びている。そして、エンジン２２の前部側部分を囲うようにして船体１１の左舷側に向かって延びたのちにエンジン２２の側部近傍を通過して後方に向って延びている。

そして、排気管１９ａの後端部は、ウォーターロック１９ｂの前部に連通している。また、ウォーターロック１９ｂの後部上面からは、排気管１９ｃが後方に向って延びている。この排気管１９ｃは、ウォーターロック１９ｂの後部上面から一旦上方に延びたのちに下方後部に延びて、下流端部は船体１１の後端下部に開口している。排気装置１９は、外部の海水等が、エンジン２２側に浸入することを防止した状態で、排気ガスを外部に排出する。

また、スロットルバルブ２４は、円板状に形成されており、その中心部（直径方向）に回転軸２４ａが固定されている。この回転軸２４ａはスロットルボディ１８ｂ内で回転可能に支持されており、一方の端部にモータ２４ｂが連結されている。このため、スロットルバルブ２４はモータ２４ｂの回転駆動にしたがって回転軸２４ａを中心として正逆方向に回転してスロットルボディ１８ｂ内の吸気路を開閉する。また、スロットルバルブ２４には、図４に示したリンプホーム機構２６が設けられている。このリンプホーム機構２６は、モータ２４ｂに断線等による通電異常が発生する等によって、モータ２４ｂによるスロットル開度の調整が不能となったときにリンプホーム機能を発揮させるためのものである。

すなわち、このリンプホーム機構２６では、回転軸２４ａの外周面における所定部分に係合片２６ａが形成されており、この係合片２６ａはスロットルバルブ２４を開方向（図４の反時計周り方向）に付勢するばね２６ｂに連結されている。また、係合片２６ａの先端側部分におけるばね２６ｂが連結された面と反対側の面には、係合片２６ａに接触した状態で回転軸２４ａの接線方向（ばね２６ｂの伸縮方向に平行する方向）に移動可能になったＬ形の摺動部２７が設けられている。

この摺動部２７は、水平片２７ａと垂直片２７ｂとからなっており、垂直片２７ｂが、スロットルバルブ２４を閉方向（図４の時計回り方向）に付勢するばね２７ｃに連結されている。また、ばね２７ａのバネ定数は、ばね２６ｂのバネ定数より大きく設定されている。このため、ばね２７ｃは、ばね２６ｂの反発力に抗して、スロットルバルブ２４を時計回り方向に付勢する。

また、図４におけるスロットルバルブ２４の上方には、摺動部２７の移動方向と平行してねじ軸２８が配設され、このねじ軸２８に棒状の係合片２８ａがナット２８ｂを介して取り付けられている。この係合片２８ａは、ナット２８ｂに連結されており、ナット２８ｂは、ねじ軸２８に螺合してねじ軸２８の軸方向に移動可能になっている。このため、係合片２８ａの先端部を摺動部２７に接触させることにより摺動部２７を停止させて、スロットルバルブ２４の時計方向への回転を規制することができる。

また、ねじ軸２８の下方には、ねじ軸２８と平行して、係合片２８ａの回転を規制するガイドバー２９が設けられ、ねじ軸２８の一端には操作ハンドル２８ｃが設けられている。したがって、操作ハンドル２８ｃを回転操作することにより、係合片２８ａをガイドバー２９で回転防止した状態で、ねじ軸２８の軸方向に沿って移動させることができる。このように構成されたリンプホーム機構２６は、モータ２４ｂを非通電状態としたときのスロットルバルブ２４の開度がリンプホーム時に必要とする最小限の吸入空気量を確保できる角度になるように設定される。この場合のスロットル開度の調節は、操作ハンドル２８ｃを回転操作することによって行われる。

また、本実施形態に係るエンジンの制御装置２０は、前述した装置の外、電子制御装置３０（以下、ＥＣＵと称す）等の各種の装置や各種のセンサを備えており、燃料タンク１４内には、フィルター２５ｂ、燃料ポンプ２５ｃおよび圧力制御バルブ２５ｄが配設されている。圧力制御バルブ２５ｄは、インジェクタ２５ａに接続されており、フィルター２５ｂに濾過されて不純物が除去され、燃料ポンプ２５ｃの作動によって送られてくる燃料の圧力を調節してインジェクタ２５ａに送る。また、点火プラグ２３ａには、点火コイル２３ｂが接続されており、点火コイル２３ｂは、点火タイミングに合わせて電流を点火プラグ２３ａに送る。これによって、点火プラグ２３ａは、放電して燃料を着火する。

また、エンジン２２におけるクランク軸２２ｄの近傍にはクランク軸２２ｄの回転速度を検出する回転速度センサ３１ａが設けられ、エンジン２２の本体には、エンジン本体の温度を検出する温度センサ３１ｂが設けられている。そして、スロットルバルブ２４の回転軸２４ａの近傍には、スロットルバルブ２４の開度を検出するスロットル開度センサ３２（図５参照）が設けられている。さらに、吸気管１８ａには、吸気管１８ａ内の吸気圧力を検出する吸気圧力センサ３３ａと、吸気管１８ａ内の吸気温度を検出する吸気温度センサ３３ｂとが設けられ、排気管１９ａには、排気管１９ａ内の空燃比を検出する排気空燃比センサ３４が設けられている。

ＥＣＵ３０は、図５に示したように、ＣＰＵ３５ａ、ＲＡＭ３５ｂ、ＲＯＭ３５ｃ、タイマ３５ｄや各種の回路装置（図示せず）を含んでおり、スロットルレバー２１の操作状態を示す操作量検出センサ２１ａや、エンジン２２の回転状態等を示す回転速度センサ３１ａ等の各種センサからの検出信号が入力される。そして、ＥＣＵ３０は、これら各センサの検出信号をＲＯＭ３５ｃに記憶された制御マップに基づき演算処理し、制御信号をインジェクタ２５ａ、点火コイル２３ｂ、モータ２４ｂ、燃料ポンプ２５ｃ、圧力制御バルブ２５ｄ等に伝送して、燃料噴射や点火時期を制御するとともに、スロットルバルブ２４の開度を制御する。すなわち、ＥＣＵ３０は、本発明に係るモード判定手段、点火時期制御装置、燃料噴射制御装置としての機能を備えている。

また、ＥＣＵ３０は電源ラインＬを介してバッテリ３６に接続されており、この電源ラインＬには、イグニッションスイッチ３７が設けられている。このイグニッションスイッチ３７は、操船者の操作によりオンオフに切り替えられ、オン状態になったときに、ＥＣＵ３０に電源が供給される。また、バッテリ３６は、電源ラインＬ1を介してモータ２４ｂに接続されており、この電源ラインＬ1には、リレー３８が設けられている。このリレー３８は、ＥＣＵ３０から送信される信号に基づいてオンオフに切り替えられ、オフ状態になったときには、モータ２４ｂの電源供給路（電源ラインＬ1）が遮断され、モータ２４ｂへの通電は停止する。

つぎに、以上のように構成された水ジェット推進艇１０を始動させる場合にエンジンの制御装置２０が行う制御について説明する。まず、操船者がメインスイッチ（図示せず）をオン状態にするとともに、イグニッションスイッチ３７をオンに操作することによって、水ジェット推進艇１０は走行可能な状態になる。この場合、リレー３８はオン状態になるように設定されており、モータ２４ｂは作動可能な状態になっている。

また、エンジン２２の制御は、図６に示したフローチャートのプログラムにしたがって行われ、イグニッションスイッチ３７がオン状態になったのちに所定時間ごとに繰り返し実行される。プログラムは、まずステップ１００から開始される。そして、プログラムはステップ１０２に進み、ＣＰＵ３５ａはリンプホームフラグＬＨＦが“１”に設定されてないか“１”に設定されているかを判定する。このリンプホームフラグＬＨＦは、“１”のときにスロットル開度の制御に異常が発生していることを示し、“０”のときにスロットル開度の制御が正常に行われていることを示す。また、このリンプホームフラグＬＨＦは、プログラムの実行開始時においては、リセットされて“０”に設定されている。

したがって、ステップ１０２においては、「ＹＥＳ」と判定して、プログラムはステップ１０４に進む。ステップ１０４においては、回転速度センサ３１ａが検出したエンジン回転速度ｎを読込み、その値を一旦、ＲＡＭ３５ｂに記憶させる処理が行われる。ついで、プログラムは、ステップ１０６に進み、基本点火時期θの算出を行う。この基本点火時期θについては、例えば、図７に示した基本点火時期算出用マップが予め作成されてＲＯＭ３５ｃに記憶されており、この基本点火時期算出用マップにおけるエンジン回転速度ｎ（ｒｐｍ）の値に基づいて基本点火時期θが決定される。

この基本点火時期算出用マップによって、エンジン始動時におけるエンジン回転速度ｎを最適にできる基本点火時期θを算出することができる。ステップ１０６での処理において算出された基本点火時期θの値は、ＲＡＭ３５ｂに記憶される。なお、基本点火時期θは、エンジン２２に供給された混合気に点火プラグ２３ａが点火するタイミングをいい、ピストン２２ｃの上死点を０度として、その前側の角度で示している。

そして、プログラムは、ステップ１０８に進み、基本燃料噴射量Ｑの算出が行われる。この基本燃料噴射量Ｑについては、基本燃料噴射量算出用マップ（図示せず）が予め作成されてＲＯＭ３５ｃに記憶されており、この基本燃料噴射量算出用マップに基づいて基本燃料噴射量Ｑが決定される。この基本燃料噴射量Ｑは、インジェクタ２５ａからエンジン２２に供給される燃料の噴射量であり、基本燃料噴射量算出用マップは、スロットル開度センサ３２が検出するスロットル開度と回転速度センサ３１ａが検出するエンジン回転速度から求められる値をマップとして表したもので予め作成されている。このため、エンジン２２の状態からエンジン回転速度ｎを最適に設定できる基本燃料噴射量Ｑを算出することができる。なお、基本燃料噴射量算出用マップは、吸気吸入負圧とエンジン回転速度に基づいて作成することもでき、エンジン２２が吸入する空気量に応じた必要燃料量をマップとして表したものであればよい。

この基本燃料噴射量Ｑの算出値もＲＡＭ３５ｂに記憶される。また、この場合、図６のフローチャートには記載していないが、基本燃料噴射量Ｑの算出とともに燃料の噴射時期の算出も行われる。ついで、プログラムは、ステップ１１０に進み、ＣＰＵ３５ａは、スロットル開度の制御に異常が発生しているか否かの判定を行う。ここでは、スロットルバルブ２４の正規のスロットル開度制御が行われているか否かの判定が行われる。この異常の判定は、図５において実線でＥＣＵ３０に接続された操作量検出センサ２１ａ等の各装置に断線や故障等が生じてスロットル開度の制御が適正に行われなくなっているか、適正に行われているかを判定することにより行われる。

図６のフローチャートでは省略しているが、例えば、スロットル開度センサ３２が検出したスロットル開度の値から操作量検出センサ２１ａが検出したスロットルレバー２１の操作量の値を減算した値の絶対値を変化量として算出し、この変化量が予め設定された所定の異常判断閾値以上であるか否かによって判定する。そして、変化量が異常判断閾値以下であるときには、異常は発生していないと判定する。ここでは、異常は発生していないとして、「ＹＥＳ」と判定し、プログラムはステップ１１２に進む。

ステップ１１２では、所定時間Ｔが経過しているか否かの判定が行われる。ここでは、イグニッションスイッチ３７がオン状態になってプログラムが開始してからの時間の判定が行われ、所定時間Ｔは、エンジン２２が始動し、その回転速度が始動モードからから通常モードに変わるまでに要する時間として設定されたものである。ここで、所定時間Ｔが経過していなければ、「ＮＯ」と判定して、プログラムは、ステップ１１４に進む。

ステップ１１４では、ステップ１０８の処理において算出された基本燃料噴射量Ｑおよび基本燃料噴射時期の値に基づいて、インジェクタ２５ａから燃料を噴射させるとともに、ステップ１０６の処理において算出された基本点火時期θの値に基づいて、点火プラグ２３ａの点火時期を制御して点火する処理が行われる。これによって、エンジン２２は、始動モードによる回転駆動を開始する。そして、プログラムはステップ１１６に進み一旦終了する。

また、プログラムは、再度ステップ１００から開始されて、ステップ１０２に進み、ステップ１０２において、リンプホームフラグＬＨＦが“１”でないか“１”であるかを判定する。リンプホームフラグＬＨＦは、“０”に設定されたままであるため、ステップ１０２においては、「ＹＥＳ」と判定して、プログラムはステップ１０４に進む。そして、前述したステップ１０４〜１１２の処理と同様の処理を実行して、求めたエンジン回転速度ｎの値を更新するとともに、その値に応じた基本点火時期θ、基本燃料噴射量Ｑおよび基本燃料噴射時期の算出を行う。これらの更新された値は、ＲＡＭ３５ｂに記憶される。

つぎに、プログラムはステップ１１０に進み、スロットル開度の制御に異常が発生しているか否かの判定を行う。ここで、異常が発生してなく「ＹＥＳ」と判定すると、プログラムはステップ１１２に進み、所定時間Ｔが経過しているか否かの判定が行われる。所定時間Ｔが経過していなければ、「ＮＯ」と判定して、プログラムは、ステップ１１４に進み、以下、前述したステップ１１４，１１６の処理を実施して、再度ステップ１００から開始される。

この場合、ステップ１１４において実施される処理は、直前のプログラム実施におけるステップ１０８の処理において算出された基本燃料噴射量Ｑおよび基本燃料噴射時期の値に基づいて、インジェクタ２５ａから燃料を噴射させるとともに、ステップ１０６の処理において算出された基本点火時期θの値に基づいて、点火プラグ２３ａの点火時期を制御して点火する処理が行われる。そして、所定時間Ｔが経過して、ステップ１１２において「ＹＥＳ」と判定するまで前述した各処理が繰り返される。

所定時間Ｔが経過して、エンジン２２の回転速度が始動モードから通常モードに変わって、ステップ１１２において、「ＹＥＳ」と判定するとプログラムは、ステップ１１８に進み、エンジン２２の回転状態がアイドル状態であるか否かの判定が行われる。このアイドル状態は、操船者が操作するスロットルレバー２１の位置が最も出力を低くする位置になっているときの状態であり、この判定は、操作量検出センサ２１ａの出力値によって判定される。アイドル状態でなければ、操船者が意識的にスロットルレバー２１を操作しているときであるため、「ＮＯ」と判定して、プログラムは、ステップ１１４に進み、以下、前述したステップ１１４，１１６の処理を実施して、再度ステップ１００から開始される。そして、ステップ１１８において「ＹＥＳ」と判定するまで前述した各処理が繰り返される。

ステップ１１８において、「ＹＥＳ」と判定するとプログラムは、ステップ１２０に進み、ＲＡＭ３５ｂに記憶されている直前のエンジン回転速度ｎが、目標回転速度ｎ0よりも小さいか否かの判定が行われる。目標回転速度ｎ0は、エンジン２２の理想的な回転速度として予め設定されＲＯＭ３５ｃに記憶されているもので、ＣＰＵ３５ａは、エンジン回転速度ｎが、目標回転速度ｎ0を超えた場合には、目標回転速度ｎ0に近づくように制御する。ここで、エンジン回転速度ｎが、目標回転速度ｎ0よりも小さく、「ＹＥＳ」と判定するとプログラムは、ステップ１１４に進む。

そして、ＣＰＵ３５ａは、再度ステップ１１４での燃料噴射および点火の処理を行ったのちに、ステップ１１６に進んでプログラムを終了させる。以下、前述した各ステップにおける処理が繰り返され、エンジン回転速度ｎが、目標回転速度ｎ0よりも大きくなって、ステップ１２０において、「ＮＯ」と判定すると、プログラムはステップ１２２に進む。ステップ１２２においては、エンジン回転速度ｎの値と目標回転速度ｎ0の値の差分Δｎeを求める。そして、ステップ１２４において、差分Δｎeに応じた基本点火時期θの補正値θｎを算出する。この場合の補正値θｎの算出も予め作成されたマップ（図示せず）に基づいて行われる。

ついで、プログラムは、ステップ１２６に進み、直前の基本点火時期θ1から補正値θｎを減算した値をリタードされた点火時期θ1として更新したのちに、ステップ１２８に進む。ステップ１２８においては、更新された点火時期θ1に基づいて燃料噴射および点火が行われる。この場合、燃料噴射については、直前のステップ１０８の処理で求めた基本燃料噴射量Ｑおよび基本燃料噴射時期の値に基づいて行われる。

そして、燃料噴射と点火が終了すると、プログラムはステップ１１６に進み終了する。また、プログラムは、再度ステップ１００から開始され、ステップ１２０において、更新されたエンジン回転速度ｎが目標回転速度ｎ0よりも小さくなって、「ＮＯ」と判定するまで、ステップ１２２〜１２８の処理を繰り返して、点火時期θ1を補正値θｎづつ遅角して更新する処理が行われる。そして、その都度、直前のステップ１０８の処理で求めた基本燃料噴射量Ｑおよび基本燃料噴射時期の値に基づいて燃料噴射が行われるとともに、ステップ１２６の処理で更新された点火時期θ1に基づいて点火が行われる。

また、スロットル開度の制御に異常が発生して、ステップ１１０の処理の際に、「ＮＯ」と判定するとプログラムは、ステップ１３０に進む。ステップ１３０においては、リンプホームフラグＬＨＦを“１”に設定する処理が行われる。これによって、故障が確定する。また、この際、ＥＣＵ３０は、リレー３８がオフ状態になるように制御して、モータ２４ｂを作動不可の状態にする。これによって、スロットルバルブ２４の開度は、リンプホーム機構２６に設定された開度になる。

ついで、プログラムはステップ１３２に進み、リンプホーム時の処理として予め設定された燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期の値に基づいて、インジェクタ２５ａから燃料を噴射させるとともに、点火プラグ２３ａの点火時期を制御する処理が行われる。そして、燃料噴射と点火が終了したのち、プログラムはステップ１１６に進んで終了する。また、プログラムはステップ１００から開始され、ステップ１０２において、リンプホームフラグＬＨＦが“１”でないか“１”であるかの判定が行われるが、前回のプログラム実行の際に、ステップ１３０において、リンプホームフラグＬＨＦは“１”に設定されているため、ここでは、「ＮＯ」と判定してプログラムはステップ１３２に進む。

そして、リンプホーム時における燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期に基づいて、燃料噴射および点火が行われる。これによって、水ジェット推進艇１０は、スロットル開度の制御に異常が生じても、リンプホーム時に応じたエンジン制御により走行が可能になる。また、その後、イグニッションスイッチ３７がオフ状態にされエンジン２２が停止するまで、ステップ１３２の処理が繰り返される。

このように、本実施形態に係るエンジンの制御装置２０によれば、エンジン２２の回転速度が始動モードから通常モードになったときに、基本点火時期θを、遅角制御することによりエンジン回転速度ｎが急激に上昇することを防止している。その際、回転速度センサ３１ａが検出したエンジン回転速度ｎと設定された目標回転速度ｎ0との差分Δｎeに応じて点火時期θ1の制御が行われるため、エンジン回転速度ｎを予め設定した適正状態に近い状態にすることができ、エンジン回転速度ｎが急激に変化して騒音を発する等を防止することができる。また、気筒休止等を行わないため、エンジン２２の破損のおそれもなくなる。

また、図８のフローチャートには、点火時期の制御に代えて燃料噴射を制御することによりエンジン２２の回転速度を抑制する実施形態を示している。このプログラムは、まずステップ２００から開始される。そして、プログラムはステップ２０２に進み、ＣＰＵ３５ａはリンプホームフラグＬＨＦが“１”に設定されてないか“１”に設定されているかを判定する。ここでは、リンプホームフラグＬＨＦは“１”に設定されているため、「ＹＥＳ」と判定して、プログラムはステップ２０４に進み、回転速度センサ３１ａが検出したエンジン回転速度ｎを読込み、その値をＲＡＭ３５ｂに記憶させる。

ついで、プログラムは、ステップ２０６に進み、エンジン２２の回転速度が、通常モードであるか否かを判定する。この判定は、回転速度センサ３１ａが検出するエンジン回転速度ｎの値に基づいて行われ、エンジン回転速度ｎが所定値を超えたときに、始動モードから通常モードに変わったと判定する。ここで、エンジン回転速度ｎが所定値以下で、始動モードであれば、「ＮＯ」と判定してプログラムはステップ２０８に進み一旦終了する。そして、プログラムは、再度ステップ２００から開始され、エンジン回転速度ｎが所定値を超えて、始動モードから通常モードに変わるまで、ステップ２０２，２０４の処理を繰り返す。

エンジン回転速度ｎが通常モードになると、ステップ２０６において、「ＹＥＳ」と判定して、プログラムはステップ２１０に進み、基本燃料噴射量Ｑの算出を行う。このステップ２１０および次のステップ２１２における処理は、前述した図６のフローチャートにおけるステップ１０８，１１０での処理と同一であるため説明は省略する。そして、スロットル開度の制御に異常はなくステップ２１２において「ＹＥＳ」と判定して、プログラムがステップ２１４に進むと、ＣＰＵ３５ａは、ステップ２１０の処理で求めた基本燃料噴射量Ｑが、始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclpよりも大きいか否かを判定する。

この始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclpは、予め設定された上限値であり、始動時における基本燃料噴射量Ｑが始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclpを超えた場合には、過多の燃料噴射量が要求されていると判定する。基本燃料噴射量Ｑが始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclp以下であれば、ステップ２１４では、「ＮＯ」と判定してプログラムはステップ２１６に進む。ステップ２１６では、ステップ２１０の処理において算出された基本燃料噴射量Ｑの値に基づいて、インジェクタ２５ａから燃料を噴射させる処理が行われる。この場合、説明を省略したが、点火時期については、前述したステップ１０６と同様の処理によって基本点火時期θが求められ、基本点火時期θに基づいた点火が行われる。そして、プログラムはステップ２０８に進み一旦終了する。

また、プログラムは、再度ステップ２００から開始されて、ステップ２０２に進み、以下、ステップ２０２〜２０６，２１０〜２１４の処理を繰り返す。そして、求めたエンジン回転速度ｎおよび基本燃料噴射量Ｑの値を更新するとともに、これらの更新された値を、ＲＡＭ３５ｂに記憶させる。基本燃料噴射量Ｑが始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclpよりも大きくなって、ステップ２１４において、「ＹＥＳ」と判定すると、プログラムはステップ２１８に進む。以下、ステップ２１８〜２２２の処理は、図６のフローチャートにおけるステップ１１２，１１８，１２０での処理と同一であるため説明は省略する。

ステップ２１８，２２０で「ＮＯ」と判定するか、ステップ２２２で「ＹＥＳ」と判定した場合には、ステップ２１６において、直前のプログラム実行の際にステップ２１０で算出された基本燃料噴射量Ｑの値に基づいて、インジェクタ２５ａから燃料を噴射させる処理および点火が行われる。そして、プログラムはステップ２０８に進み一旦終了する。また、エンジン回転速度ｎが、目標回転速度ｎ0よりも大きくなって、ステップ２２２において、「ＮＯ」と判定すると、プログラムはステップ２２４に進む。

ステップ２２４においては、始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclpに基づいた燃料噴射が行われる。この場合も、点火時期については、基本点火時期θに基づいて行われる。そして、燃料噴射および点火が終了すると、プログラムはステップ２０８に進み終了する。また、プログラムは、再度ステップ２００から開始され、ステップ２２２において、更新されたエンジン回転速度ｎが目標回転速度ｎ0よりも小さくなって、「ＮＯ」と判定するまで、ステップ２２４の処理が繰り返される。

また、スロットル開度の制御に異常が発生して、ステップ２１２の処理の際に、「ＮＯ」と判定するとプログラムは、ステップ２２６に進む。ステップ２２６においては、リンプホームフラグＬＨＦを“１”に設定する処理が行われる。これによって、故障が確定する。ついで、プログラムはステップ２２８に進み、リンプホーム時の処理として予め設定された燃料噴射量および点火時期に基づいて、インジェクタ２５ａから燃料を噴射させる処理および点火が行われる。そして、燃料噴射と点火が終了したのち、プログラムはステップ２０８に進んで終了する。このステップ２２８の処理は、イグニッションスイッチ３７がオフ状態にされエンジン２２が停止するまで繰り返される。

このように、本実施形態によると、燃料噴射量に上限値を設けたため、燃料噴射量が過多になることを防止でき、効果的にかつエンジン破損のおそれを少なくするようエンジン回転速度を抑制することができる。また、このエンジンの制御装置２０を備えた水ジェット推進艇１０は、始動時のエンジン回転速度を設定した目標回転速度に制御できるため、騒音や振動を発することなく安定した始動ができるようになる。

また、本発明に係るエンジンの制御装置２０は、前述した実施形態に限らず適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、スロットルバルブを電子制御を用いた電子式スロットルバルブとして説明しているが、このスロットルバルブとしては、ケーブル等を用いてスロットルレバーに接続された機械式のスロットルバルブを用いることもできる。また、図６に示したプログラムの中に、図８のプログラムに示した基本燃料噴射量Ｑが始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclpよりも大きくなったときに、燃料噴射量を始動直後燃料噴射量上限閾値Ｑclpにする処理を含ませることもできる。これによると、点火時期の制御と燃料噴射量の制御との双方の制御によってエンジン回転速度を抑制できるためより効果的な制御が行える。

また、前述した実施形態では、エンジンの制御装置２０を水ジェット推進艇１０に設けているが、水ジェット推進艇１０に代えて、自動車や、自動二輪車等、エンジンを備えた他の乗物に用いることができる。さらに、本発明に係るエンジンの制御装置を構成する各部分の配置や構造、材質等も本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。

本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置を備えた水ジェット推進艇を示した側面図である。 操舵ハンドルを示した平面図である。 エンジンの制御装置を示した概略構成図である。 リンプホーム機構を示した概略構成図である。 エンジンの制御装置を示した構成ブロック図である。 ＣＰＵが実行する点火時期制御プログラムを示したフローチャートである。 エンジン回転速度と基本点火時期との関係を示したグラフである。 ＣＰＵが実行する燃料噴射量制御プログラムを示したフローチャートである。

符号の説明

１０…水ジェット推進艇、２０…エンジンの制御装置、２１…スロットルレバー、２１ａ…操作量検出センサ、２２…エンジン、２３ａ…点火プラグ、２３ｂ…点火コイル、２４…スロットルバルブ、２５ａ…インジェクタ、２５ｄ…圧力制御バルブ、２５ｃ…燃料ポンプ、３０…電子制御装置（ＥＣＵ）、３１ａ…回転速度センサ、３５ｄ…タイマ、ｎ…エンジン回転速度、ｎ0…目標回転速度、Ｑ…基本燃料噴射量、Ｑclp…始動直後燃料噴射量上限閾値、Ｔ…所定時間、Δｎe…差分、θ…基本点火時期、θ1…点火時期、θｎ…補正値。

Claims (7)

1. エンジンの回転速度を検出する回転速度検出装置と、
   前記回転速度検出装置の検出値から前記エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定するモード判定手段と、
   前記モード判定手段が、前記エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定すると、前記回転速度検出装置の検出値と、予め設定されたエンジンの目標回転速度との差分を算出し、その算出値に基づいて、前記点火時期を制御する点火時期制御装置と
   を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
2. 前記回転速度検出装置の検出値が、前記エンジンの目標回転速度よりも大きいときに、前記点火時期制御装置が行う制御が遅角制御である請求項１に記載のエンジンの制御装置。
3. アイドル判定装置を備えており、前記アイドル判定装置が前記エンジンの回転状態がアイドル状態であることを判定しているときに、前記遅角制御が行われる請求項２に記載のエンジンの制御装置。
4. タイマを備えており、前記タイマが測定する時間が前記エンジンが駆動を開始してから通常モードに変わるまでに要する所定時間を超えてから、前記遅角制御が行われる請求項２に記載のエンジンの制御装置。
5. エンジンの回転速度を検出する回転速度検出装置と、
   前記回転速度検出装置の検出値から前記エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定するモード判定手段と、
   前記モード判定手段が、前記エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定すると、前記エンジンに供給する燃料の噴射量を予め設定された燃料噴射上限値以下に制御する燃料噴射制御装置と
   を備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
6. 前記モード判定手段が、前記エンジンの回転速度が始動モードから通常モードに変わったことを判定すると、前記回転速度検出装置の検出値と、予め設定されたエンジンの目標回転速度との差分を算出し、その算出値に基づいて、前記点火時期を制御する点火時期制御装置を備えており、前記点火時期制御装置が点火時期を遅角制御している間に、前記燃料噴射制御装置が、燃料の噴射量を予め設定された燃料噴射上限値以下に制御する請求項５に記載のエンジンの制御装置。
7. 水ジェット推進艇に設けられている請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載のエンジンの制御装置。
   

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