JP3705390B2

JP3705390B2 - 船舶用エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP3705390B2
Application number: JP04190297A
Authority: JP
Inventors: 昭彦干場; 恵介井口
Original assignee: ヤマハマリン株式会社
Priority date: 1997-02-26
Filing date: 1997-02-26
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2017-02-26
Also published as: JPH10238378A; US6174264B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船舶用エンジンの制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、船外機を備えた小型船舶においては、操作レバーの回動によりシフト位置を前進、中立、後進の何れかに切り換えるとともに、操作レバーを前進位置、後進位置からさらに回動することによりスロットル弁開度を調整するようにしている。このような小型船舶においては、前進走行中から制動する場合、スロットル弁を閉じるとともに、シフト位置を前進から後進に切り換えてプロペラを逆転させることにより、後進推力を発生させて減速するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記前進走行中からの急減速時には、船体が慣性力により前進しているためプロペラ側からエンジンが回転されてエンジンブレーキ状態になるとともに、特に４サイクルエンジンにおいては、スロットル弁の急閉により吸気負圧が増大し吸気管内の燃料の壁膜流の影響で混合気がオーバーリッチになる結果、燃焼が悪化してしまい、この状態で後進位置にシフトチェンジを行うとエンジンを逆回転させる力がプロペラ側より加わりエンストが発生してしまうという問題を有している。
【０００４】
この問題を解決するために実開平３−２１５５１号公報においては、スロットル急閉時には、スロットル弁が急に閉じず徐々に閉じるような付加機構を設けるようにしているが、応答が充分ではなく確実にエンストを防止することができず、また、付加機構の構造が複雑でありコスト増になるという問題を有している。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであって、エンジンの急減速後にシフトチェンジする場合に、簡単な構成で確実にエンストを防止することができる船舶用エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、操作レバーによりシフト位置を前進、中立、後進の何れかに切り換えるとともに吸気量を変化させるスロットル弁を開閉するようにした船舶用エンジンの制御装置において、アイドル時の点火時期を通常より意図的に遅角させておき、レバー速度センサ又は船体速度センサにより急減速か否かを判定するとともに、シフトポジションセンサにより中立位置か否かを判定し、急減速でかつニュートラル位置であれば次にシフトチェンジがあったか否かを判定し、シフトチェンジがあればアイドル点火時期を進角させることを特徴とし、
請求項２記載の発明は、請求項１において、上記シフトチェンジが中立から後進であることを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１又は２において、上記エンジンが４サイクルエンジンであり、スロットルアクチュエータによりスロットル弁を開閉し、通常の点火時期と同じ回転量になるようにスロットル開度を制御して空気量を上げることを特徴とする。
以上
【０００７】
【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４は、本発明が適用される小型船舶として船外機の例を示し、図１は船外機の全体構成を示す模式図、図２は図１のエンジン部の模式的側面図、図３は操作レバーのシフト位置を説明するための図、図４はシフトポジションセンサの特性を示す図である。
【０００８】
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、左右に揺動可能に枢支されている。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、該エンジン６をカウリング７（図２）で囲んだ概略構造のものである。
【０００９】
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。
【００１０】
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。また、操作レバー１６を所定開度以上に回動させることにより、スロットルアクチュエータ４５がスロットル弁１７を開閉する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。
【００１１】
上記操作レバー１６は、図３に示すように、ドッグクラッチ１８ｃにより前、後進傘歯車１０ｂ、１０ｃの両方ともを推進軸１１に対してニュートラル位置（領域）Ａと、該ニュートラル位置Ａからさらに前方に回動させることにより前進傘歯車１０ｂを推進軸１１に結合させる前進クラッチイン位置Ｂ１と、該前進クラッチイン位置Ｂ１からさらに前方に回動させることにより、スロットル弁１７を回動量に応じて開く前進走行位置（領域）Ｂ２との間で回動する。また、前記ニュートラル位置Ａから後方に回動させることにより後進傘歯車１０ｃを推進軸１１に結合させる後進クラッチイン位置Ｃ１と、該後進クラッチイン位置Ｃ１からさらに後方に回動させることにより、スロットル弁１７を回動量に応じて開く後進走行位置（領域）Ｃ２との間で回動するようになっている。
【００１２】
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に形成されたシリンダボア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。図２に示すように、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、また、前合面にはクランク軸２０を収容するクランクケース３４がそれぞれ締結されている。
【００１３】
シリンダボア２１ａ及びシリンダヘッド２４に形成された各気筒毎の燃焼室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。
【００１４】
各吸気ポート２７には吸気マニホールド３３が接続されている。各吸気マニホールド３３は、クランクケース３４のオイルパン３４ａの側部に配設された合流部３５に接続されており、該合流部３５には各気筒共通のスロットル弁１７を内蔵するスロットルボディ３６が連結されている。このスロットルボディ３６はオイルパン３４ａの後方に配設されたサージタンク３７に接続されている。サージタンク３７には吸気ダクト３８が接続されており、該吸気ダクト３８はエンジン６の上方に配置されている。この吸気ダクト３８には空気流入口３８ａが形成されており、カウリング７の後壁に形成された外気導入口７ａから空気を取り入れるようになっている（図２の矢印参照）。
【００１５】
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。各燃料噴射弁４０にはクランク軸２０と平行に配置され加圧燃料を供給する燃料供給レール４１が連結されており、該燃料供給レール４１はベーパーセパレータタンク（図示せず）に接続されている。
【００１６】
エンジン６は運転制御装置としてのコントロールユニット４２を備えている。この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、冷却水温度センサ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の点火時期を制御するように構成されている。
【００１７】
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）を検出して図４に示すように、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、この値に応じてスロットルアクチュエータ４５によりスロットル弁１７を開閉する。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。
【００１８】
図５〜図７は、本発明における制御装置の１実施形態を示し、図５は処理のフローを示す図、図６は制御用データを説明するための図、図７は制御の方法を説明するための図である。
【００１９】
図５において、先ず、ステップＳ１で通常のアイドル点火時期ｃを意図的にａ（例えば、上死点後５度）に遅角しておき、ステップＳ２で、レバー速度センサ５７又は船体速度センサ４７により急減速か否かを判定するとともに、シフトポジションセンサ５５により中立位置か否かを判定し、急減速でかつニュートラル位置であれば、次に、ステップＳ３でシフトチェンジ（ニュートラルから後進又は前進）があったか否かを判定し、シフトチェンジがあればステップＳ４でアイドル点火時期をｂに進角（例えば上死点前１０度）させる。その後、ステップＳ５で所定時間経過すると、アイドル点火時期をｂからａに徐々に戻す。なお、ステップＳ５の判定はエンジン回転数が所定値以上になったことを判定するようにしてもよい。
【００２０】
図６に示すように、本来、ｃのポイントでアイドリングの空気量は充分であるが、本発明においては、これを意図的に遅角してｃと同じ回転量になるように空気量を上げて（スロットル開度θ₂→θ₁）、ａとする。図７に示すように、急減速してアイドル状態の点火時期はａのままであるがシフトチェンジ後は点火時期がｂとなり、低下しようとするエンジン回転数を増大させることができるため、エンストを回避できる。
【００２１】
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サイクルエンジンに適用した例について説明しているが、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。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、アイドル時の点火時期を通常より意図的に遅角させておき、エンジン回転が急減速しかつシフトチェンジがあった場合に点火時期を進角させるため、簡単な構成で確実にエンストを防止することができる。
【００２３】
また、請求項２記載の発明によれば、シフトチェンジが中立から後進である場合に特に有効であり、さらに、請求項３記載の発明によれば、４サイクルエンジンに適用した場合により効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第１の実施形態を示す制御系の全体構成図である。
【図２】図１の制御装置で演算処理される燃料噴射制御の構成図である。
【図３】操作レバーのシフト位置を説明するための図である。
【図４】シフトポジションセンサの特性を示す図である。
【図５】本発明における制御装置の１実施形態を示す処理のフローを示す図である。
【図６】制御用データを説明するための図である。
【図７】制御の方法を説明するための図である。
【符号の説明】
６…エンジン、１５…切換装置、１６…操作レバー、１７…スロットル弁
５５…シフトポジションセンサ、５７…レバー速度センサ

Claims

操作レバーによりシフト位置を前進、中立、後進の何れかに切り換えるとともに吸気量を変化させるスロットル弁を開閉するようにした船舶用エンジンの制御装置において、アイドル時の点火時期を通常より意図的に遅角させておき、レバー速度センサ又は船体速度センサにより急減速か否かを判定するとともに、シフトポジションセンサにより中立位置か否かを判定し、急減速でかつニュートラル位置であれば次にシフトチェンジがあったか否かを判定し、シフトチェンジがあればアイドル点火時期を進角させることを特徴とする船舶用エンジンの制御装置。
上記シフトチェンジが中立から後進であることを特徴とする請求項１記載の船舶用エンジンの制御装置。
上記エンジンが４サイクルエンジンであり、スロットルアクチュエータによりスロットル弁を開閉し、通常の点火時期と同じ回転量になるようにスロットル開度を制御して空気量を上げることを特徴とする請求項１又は２記載の船舶用エンジンの制御装置。