JP4553956B2 - アイドル回転速度制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、船舶に搭載される内燃機関のアイドル時のエンジン回転速度を制御するアイドル回転速度制御装置に関するものである。

従来、電子制御式のエンジンでは、例えば特許文献１に開示されているように、アイドル時のエンジンに供給する空気量を制御してエンジン回転速度を所定値に制御するアイドル回転速度制御方法が提案されている。しかし、モーターボートや漁船などの小型船舶においては、アイドル近辺の低速度域において定速走行を行うトローリング走行が必要であり、通常は操船者の微小なスロットル操作が必要となってくる。船体のゆれや振動により微小なスロットル操作が難しい場合も有り、このため外部抵抗にて、トローリング走行中のエンジン回転速度の調整機能を持たせ、トロール走行中のみの空気量制御を行う特許文献２のような制御装置なども提案されている。
特公平７−３３７９７号公報 特開平１１−２１８０４６号公報

エンジンのアイドル回転速度制御装置は、エンジンを目標回転速度に定常運転するためにエンジン負荷に見合った空気量を適合にてデータ設定を行い、また併行して目標回転速度と実回転速度の偏差に基づき供給空気量を直接的にフィードバックしアイドル回転速度の制御を行っているものが一般的である。

船外機エンジンのアイドル回転速度は、シフト位置がニュートラルか前進かあるいは後進か、またはエンジン温度にて要求値が異なる。また、船舶特有のトロール走行は、シフト位置が前進の場合に操船者の操作量によりエンジン回転速度を６００〜１５００回転域で一定に保つ必要があり、一般的には操船者のスロットルレバー操作にて運転されている。船舶のエンジンはこのようなトロール走行のような使われ方をするため、アイドル時のエンジンにかかる負荷は運転状態により大きく異なり、かつ目標回転速度も異なるため、船外機のアイドル回転速度制御において空気量データを直接的に増減させて回転速度を制御するためには、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)内の設定データ数が膨大となり、か
つ多大な適合工数が必要となる。

また、アイドル制御装置開発時にエンジントルク出力特性が変わるような点火時期などの設定変更が発生した場合は、エンジンを目標回転速度に定常運転するために必要な空気量が変わってしまうため、再度適合を行う必要がある。また、目標回転速度と実回転速度との偏差に応じて空気量をフィードバックし制御する場合でも、制御する目標回転速度の高低や運転状態におけるエンジンにかかる負荷の高低によりフィードバックゲインの設定が異なるため、制御プログラムも極めて煩雑となる。また、排気量などの仕様が異なる場合などもエンジンごとに膨大なデータが必要である。

以上のように、高精度の船外機のアイドル回転速度制御装置を構築する場合には膨大な工数が必要であり、また適合データの流用ができないため、エンジンごとの設定が必要であった。また、トロール走行時の操船者の操船負荷を軽減するため、アイドル回転速度制御装置にてトロール走行を行い、ゆれる船舶上であってもより容易かつ正確にトロール回転速度の設定が行える必要がある。

この発明は上記問題を解消するため、開発工数・コストの低減を図り、またトロール走行時の操船者の操作を容易にでき、アイドル無負荷時（ニュートラル）とトロール走行などのアイドル有負荷時の回転速度を目標値に制御できる船舶用エンジンのアイドル回転速度制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係るアイドル回転速度制御装置は、船舶に搭載する船外機エンジンのアイドル回転速度制御装置において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、上記エンジンの暖機状態を検出するエンジン温度検出手段と、上記エンジンのアイドル運転状態を検出するアイドル運転状態検出手段と、上記エンジンのシフト位置状態がニュートラルか、前進か、後進かに応じて変わるエンジン負荷を検出する負荷検出手段と、アイドル運転状態において上記エンジンに供給される吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、エンジンがアイドル運転状態のときに上記検出手段にて検出したエンジン状態を基にエンジン回転速度を目標回転速度に収束させるように上記吸入空気量調整手段を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）から構成され、上記ＥＣＵは、アイドル運転時に上記エンジンを目標回転速度にて定常運転させるために必要な、エンジンの最大トルクに対する、発生させるトルクの割合を算出する基本トルク率算出機能と、上記エンジンのシリンダ壁温と上記船舶のトローリング走行を行うトローリングスイッチ位置（ＵＰ／ＤＯＷＮ）から目標回転速度を算出する機能と、上記目標回転速度とエンジン回転速度との偏差に応じ上記基本トルク率に対して補正を行い、目標トルク率を算出する機能と、上記目標トルク率を発生させるために必要な空気量を算出する目標空気量算出機能と、上記目標空気量に基づき上記吸気量調整手段を制御する吸入空気量調整機能を有し、さらに、上記基本トルク率算出機能により算出される基本トルク率は、予め上記ＥＣＵ内部メモリに設定されたマップデータであり、このマップデータ値に基づき、目標回転速度とエンジンの温度及びシフト位置状態により算出されるものであることを特徴とするものである。

この発明によれば、エンジンがアイドル状態である場合はシフト位置の状態やトローリング速度に関係なく、トルク率で適合データを設定することができ、供給空気量の算出においては目標回転速度や点火時期、またエンジン排気量などの相違を自動補償するため、容易に適合設定ができる。また、制御ロジックが簡素化でき、開発工数が削減でき、また他のエンジンへの適合データの流用が可能となる。また、トロール走行時の操船者の負荷が軽減でき、かつ高精度にトロール回転速度が制御可能であり、また、トロール走行状態とニュートラル状態のつながりをなめらかにでき、より高精度の、船舶エンジンのアイドル回転速度制御装置を提供することができる。

アイドル時にエンジン回転速度を目標回転速度に制御するためには、シフト位置や定常運転する回転速度などのエンジン負荷と、エンジンから発生させるトルクをつり合わせる必要がある。エンジン発生トルクはエンジンが吸気する空気量により増減するため、従来はエンジンにかかる負荷と発生するトルクがつり合う空気量を適合データなどにて直接的に制御していた。

請求項１および２の船舶のアイドル回転速度制御装置によれば、空気量ではなくエンジンにて発生させるトルク、具体的にはエンジンが発生できる最大トルクに対する発生させたいトルクの割合（以下、トルク率という）にて適合データを設定し制御するものである。ニュートラル位置でエンジンを所定回転速度で定常運転するために必要なトルク率はエンジンのフリクションにより変わり、エンジンのフリクションはエンジンの温度と定常運転する回転速度により決まるものである。

よって目標回転速度とエンジン温度をパラメータとした適合マップデータを設け、エンジン負荷に見合ったトルク率データをＥＣＵ内メモリに適合設定する。また、シフト位置状態でも必要トルク率は異なるため、ニュートラル、前進、後進位置ごとに必要なトルク率のマップを用意し、シフト位置状態、エンジン温度、目標回転速度を基にマップ演算に
必要なトルク率の算出を行い基本トルク率の算出を行う。

また、エンジンの機差ばらつきや永年使用後の特性変化を吸収するために、目標回転速度と実回転速度の偏差に基づき偏差がなくなるように基本トルク率をフィードバック補正して目標トルク率を算出し、エンジンより発生させるトルクの算出を行う。

次に、アイドル時の点火時期を所定値とした場合に「目標トルク率＝エンジンの充填効率」と仮定し、目標トルク率から基本充填効率を求める。次に、このときのエンジンの実点火時期により基本充填効率の補正を行う。実点火時期と所定値の偏差に基づき予め設定されたマップデータにより、進角側の場合は小さくなるように、また遅角側の場合は大きくなるように補正して目標充填効率の算出を行う。この目標充填効率から、目標回転速度とエンジン排気量と空気密度よりエンジンに供給すべき空気量を算出し、この空気量が供給できるように吸入空気量調整手段の制御を行うことで目標のエンジン回転速度に制御する。

請求項３のアイドル回転速度制御装置では、エンジン温度から算出される基本目標回転速度と、これに外部からの回転速度調整すなわちトローリングスイッチによるトロール回転速度設定手段を設け、アイドル時の目標回転速度を算出するように構成する。このため、トロール走行時のエンジン回転速度を操船者が自由に設定でき、スロットルレバーの操作が不要となる。

請求項４のアイドル回転速度制御装置では、上記外部からの調整回転速度の設定はアイドル状態でかつシフト位置が前進時のみに設定できるように構成する。これにより誤操作によるトロール走行以外での調整回転速度の誤設定が防止できる。

請求項５のアイドル回転速度制御装置では、シフト位置が前進からニュートラル状態となったときに上記外部からの調整回転速度をリセットするように構成する。これによりニュートラル時は自動的に基本目標回転速度となるため不要に回転速度が高くなることがない。また、調整回転速度がリセットにより目標回転速度が低いため再度ニュートラルから前進にシフトした場合の船体の飛び出しが防止できる。

請求項６のアイドル回転速度制御装置では、上記外部からの調整回転速度の設定を上昇させるＳＷと下降させるＳＷの２つのＳＷで構成することにより、容易かつ正確に回転速度の設定が可能となり、また設定値には上限または下限制限値を設け、極端な設定に対しては制限を行う。

以下、図に基づいてこの発明に係るアイドル回転速度制御装置をより具体的かつ詳細に説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明を適用した船舶を示す概略図である。船外機１０は、内燃機関（以下「エンジン」という）、プロペラシャフト、プロペラなどが一体化された推進機関であり、船舶（小型船）１１の船尾に装着される。操縦席の右側には運転者により操作されるリモコン５が設けられ、スロットルレバー１２にて推進力と推進方向を設定することができる。リモコン５からスロットルケーブル１３を介して船外機１０内のスロットルリンク機構を経てスロットルバルブの開度量（ＴＨ）（吸入空気量）を調整する。また、リモコン５からシフトケーブル１４を介して船外機１０内のシフトリンク機構７及びギア機構８を経てシフト位置（ニュートラルＮ、前進Ｆ、後進Ｒ）を設定する。シフト位置は信号線１７を介してＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０に送られる。操縦席付近には、トロー
リングスイッチ１５が配置される。トローリングスイッチ１５は、ＵＰ（回転速度上昇）
／ＤＯＷＮ（回転速度下降）の２つのスイッチで構成され、それぞれのボタンを押すごとに小刻みに回転速度上昇／下降指令を出す。トローリングスイッチ１５の出力は信号線１６を通してＥＣＵ３０に送られる。

図２は船外機１０内に搭載されているエンジンを示す概略図である。このエンジンは、吸気管２０を介して空気を吸入する。吸入された空気はスロットルバルブ２１を介して流量が調整されつつ、インテークマニホールド２２を流れる。インテークマニホールド２２の燃焼室直前にはインジェクタ２３が配置され、ガソリン燃料を噴射する。吸入空気は噴射されたガソリン燃料と混合して混合気を形成し、各気筒燃焼室に流入し、スパークプラグ２４で点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスはエキゾーストマニホールド２５を流れ、エンジン外に放出される。

スロットルバルブ２１の下流位置に別経路の空気を供給するアイドル回転速度制御（以下ＩＳＣという）バルブ２６を備える。ＩＳＣバルブ２６はＥＣＵ３０に接続され、ＥＣＵ３０からの通電指令値に基づいて駆動され、分岐路２７の開度を調整する。スロットルバルブ２１にはスロットル開度センサ３１が接続され、スロットルバルブシャフトの回転に応じてスロットル開度（ＴＨ）に比例した信号を出力し、ＥＣＵ３０に送る。

スロットルバルブ２１の下流には絶対圧センサ３２が配置され、吸気管内絶対圧（ＰＢ）（エンジン負荷）に応じた信号を出力する。スロットルバルブ２１の上流には吸気温センサ３３が配置され、吸入空気温度（ＡＴ）に比例した信号を出力する。エキゾーストマニホールド２５にはオーバーヒートセンサ３４が配置され、エンジン排気温度に比例した信号を出力すると共に、その付近のシリンダブロック３８の適宜位置には壁温センサ３５が配置され、エンジン冷却壁温（ＷＴ）に比例した信号を出力する。

クランクシャフトからの推進力をドライブシャフト３及びギア機構８を介してプロペラ９に伝えている。ギア機構８にはニュートラル、前進、後進の切換が行えて、その選択はリモコン５よりシフトケーブル１４を介してシフトリンク機構７に伝えられ、さらに、シフトリンク機構よりシフトロッド４を介して選択される。シフトリンク機構７近傍にはシフト位置センサ３７が配置され、操作されたシフト位置（ＳＰＳ）（ニュートラル、前進、後進）に応じた信号を出す。上記した各種センサの出力は各信号線を介してＥＣＵ３０に送られる。また、クランクシャフトを介して取り付けているフライホイール２８の付近にはクランク角センサ３６が配置され、クランク角度信号を出力してＥＣＵ３０に送出する。ＥＣＵ３０はクランク角センサ３６の出力からエンジン回転速度（ＮＥ）を算出する。

次に実施の形態１に係るアイドル回転速度制御装置の動作を説明する。図３はＥＣＵ３０における演算機能を示すブロック図である。図３において、３０１はクランク角センサ３６から得られた出力によりＥＣＵ３０で算出されるエンジン回転速度（ＮＥ）、３０２は壁温センサ３５から得られたシリンダ壁温（ＷＴ）、３０３はシフト位置（ＳＰＳ）、３０４はトローリングスイッチ１５のトロールＳＷ位置（ＵＰ／ＤＯＷＮ）である。

３１０は目標回転速度（ＮＯＢＪ）とシリンダ壁温（ＷＴ）及びシフト位置（ＳＰＳ）から基本トルク率（ＴＱＢ）を算出する基本トルク率算出機能である。３１１はシリンダ壁温（ＷＴ）とトロールＳＷ位置（ＵＰ／ＤＯＷＮ）から目標回転速度（ＮＯＢＪ）を算出する目標回転速度算出機能である。３１２は目標回転速度（ＮＯＢＪ）とエンジン回転速度（ＮＥ）との偏差から目標トルク率補正量（ＴＱＦＢ）を算出する目標トルク率補正機能である。３１３は基本トルク率算出機能３１０で算出された基本トルク率（ＴＱＢ）と目標トルク率補正機能３１２で算出された目標トルク率補正量（ＴＱＦＢ）から目標トルク率（ＴＱ）を算出する目標トルク率算出機能である。

３１５は上記各種入力値（ＮＥ／ＰＢ／ＴＨ／ＳＰＳ／ＷＴ／ＡＴ等）からＥＣＵ３０内で演算された目標点火時期（ＡＤＶ）である。３１４は目標トルク率算出機能３１３で算出された目標トルク率（ＴＱ）と目標点火時期（ＡＤＶ）３１５から充填効率（ＱＢ）を算出する充填効率算出機能である。３１９は充填効率算出機能３１４で算出された充填効率（ＱＢ）と目標回転速度算出機能３１１で算出された目標回転速度（ＮＯＢＪ）と排気量データ３１７の予め設定されている排気量（ＸＤＩＳＰＬＡＣＥ）と空気密度３１８の予め設定されている標準大気密度（ＸＤＥＮＳＩＴＹ）から目標空気量（ＱＯＢＪ）を算出する目標空気量算出機能である。３２０は目標空気量算出機能３１９で算出した目標空気量がエンジンに供給できるようなＩＳＣバルブ２６の開度設定を行う吸入空気量調整機能である。以下上記各機能をフローチャートで説明する。

（基本トルク率算出機能）
図４は目標回転速度を維持するために必要な基本トルク率（ＴＱＢ）を設定するフローチャートである。図４において、Ｓ４０１で、シフトリンク機構の位置が、シフト位置＝“Ｆ”（前進）と判断されると、基本トルク“Ｆ”マップＴＩＱＢ（Ｆ）を検索して基本トルク率（ＴＱＢ）を設定する。Ｓ４０２で、シフトリンク機構の位置が、シフト位置＝“Ｒ”（後進）と判断されると、基本トルク“Ｒ”マップＴＩＱＢ（Ｒ）を検索して基本トルク率（ＴＱＢ）を設定する。

Ｓ４０１とＳ４０２でない場合、シフト位置は“Ｎ”（ニュートラル）なので、基本トルク“Ｎ”マップＴＩＱＢ（Ｎ）を検索して基本トルク率（ＴＱＢ）を設定する。基本トルクマップＴＩＱＢ（Ｆ）／ＴＩＱＢ（Ｒ）／ＴＩＱＢ（Ｎ）は目標回転速度（ＮＯＢＪ）とシリンダ壁温（ＷＴ）との３次元マップにて構成される。図５は基本トルク率マップＴＩＱＢ（Ｆ/Ｎ/Ｒ）の特性を示す説明グラフである。

（目標回転速度算出機能）
図６は目標回転速度（ＮＯＢＪ）を設定するフローチャート、図７は基本目標回転速度マップＴＩＮＯＢＪの特性を示す説明グラフである。Ｓ６０１は基本目標回転速度マップＴＩＮＯＢＪを検索して基本目標回転速度（ＮＢ）を設定する。基本目標回転速度マップはシリンダ壁温（ＷＴ）での２次元マップにて構成される。Ｓ６０５はエンスト状態の判定を行い、エンスト状態であればＳ６０８にてトロール回転速度（ＮＴＲＬ）を０（リセット）とする。Ｓ６０６はシフトリンク機構のシフト位置の判定を行い、Ｆ以外（つまり後進ＲかニュートラルＮ）であればＳ６０８にてトロール回転速度（ＮＴＲＬ）を０（リセット）とする。

Ｓ６０７は、スロットル開度センサ３１の出力によりアイドル状態の判定を行い、アイドル状態であればトロールＵＰ-ＳＷをオンにするＳ６０９を実行する。Ｓ６０７におい
てアイドル状態でなければ、トロール目標回転速度（ＮＴＲＬ）の前回値を保持する。Ｓ６０９は、トロールＵＰ-ＳＷがオンされた時、Ｓ６１０にてトロール回転速度（ＮＴＲ
Ｌ）の前回値（ＮＴＲＬ[ｉ−１]）にトローリングスイッチ１５で設定された調整回転速度の設定値（ＸＴＲＬＳＴＥＰ１）分加算した値をトロール回転速度（ＮＴＲＬ）とする。Ｓ６１１は、トロールＤＯＷＮ-ＳＷがオンされた時、Ｓ６１２にてトロール回転速度
（ＮＴＲＬ）の前回値（ＮＴＲＬ[ｉ−１]）にトローリングスイッチ１５で設定された調整回転速度の設定値（ＸＴＲＬＳＴＥＰ２）分減算した値をトロール回転速度（ＮＴＲＬ）とする。

Ｓ６２０は、上記で設定されたトロール回転速度（ＮＴＲＬ）が上限値（ＸＴＲＬＭＡＸ）を超えているかの判定を行い、上限値を超えている場合は、Ｓ６２１でトロール回転速度（ＮＴＲＬ）を上限値（ＸＴＲＬＭＡＸ）に固定する。Ｓ６２２は、上記で設定され
たトロール回転速度（ＮＴＲＬ）が下限値（ＸＴＲＬＭＩＮ）未満かの判定を行い、下限値未満の場合は、Ｓ６２３でトロール回転速度（ＮＴＲＬ）を下限値（ＸＴＲＬＭＩＮ）に固定する。Ｓ６３０は、上記にて設定された基本目標回転速度（ＮＢ）とトロール回転速度（ＮＴＲＬ）すなわちトローリングスイッチ１５で設定される調整回転速度とを加算し目標回転速度（ＮＯＢＪ）とする。

（目標トルク率補正機能）
図８は目標トルク率補正機能を設定するフローチャート、図９は回転偏差マップＴＩＦＢＮの特性を示す説明グラフである。Ｓ８０１は、スロットル開度センサ３１の出力によりアイドル状態の判定を行い、アイドル状態であればＳ８０２を実行する。アイドル状態でなければ、Ｓ８１０にて目標トルク率補正量（ＴＱＦＢ）＝０［％］（リセット）にする。Ｓ８０２では目標回転速度（ＮＯＢＪ）と回転速度（ＮＥ）との回転偏差（ＮＤＥＦ）を算出する。Ｓ８０３は回転偏差マップＴＩＦＢＮを検索して補正ゲイン（Ｉ）を設定する。回転偏差マップＴＩＦＢＮは回転速度偏差（ＮＤＥＦ）での２次元マップにて構成される。

Ｓ８０４は目標回転速度（ＮＯＢＪ）と回転速度（ＮＥ）と比較し、目標回転速度（ＮＯＢＪ）に対し回転速度（ＮＥ）が小さければ、Ｓ８０５を実行する。目標回転速度（ＮＯＢＪ）に対し回転速度（ＮＥ）が大きければＳ８０６を実行する。Ｓ８０５では目標トルク率補正量（ＴＱＦＢ）の前回値ＴＱＦＢ[ｎ−１]に補正ゲイン（Ｉ）を加算し目標トルク率補正量（ＴＱＦＢ）とする。Ｓ８０６では目標トルク率補正量（ＴＱＦＢ）の前回値ＴＱＦＢ[ｎ−１]から補正ゲイン（Ｉ）を減算し目標トルク率補正量（ＴＱＦＢ）とする。

（目標トルク率算出機能）
図１０は目標トルク率算出機能を説明するフローチャートである。Ｓ１０１は上記で算出した基本トルク率（ＴＱＢ）と目標トルク率補正値（ＴＱＦＢ）を加算し、目標トルク率（ＴＱ）とする。

（充填効率算出機能）
図１１は充填効率を設定する充填効率算出機能を説明するフローチャートである。Ｓ１１１は充填効率補正マップＴＩＴＱＴＱを検索して補正ゲイン（ＫＴ）を設定する。充填効率補正マップＴＩＴＱＴＱは目標点火時期（ＡＤＶ）での２次元マップにて構成される。Ｓ１１２では、上記で算出した目標トルク率（ＴＱ）と充填効率補正ゲイン（ＫＴ）を乗算して充填効率（ＱＢ）を算出する。図１２は充填効率補正マップＴＩＴＱＴＱの特性を示す説明グラフである。アイドル時の目標点火時期（例：０ＣＡ）を基準（１.０）と
し、点火時期の変化に対して充填効率が一定となる補正値を設定する。通常（ＡＦ値が一定の場合）は、点火時期が進角すればトルクが上昇するため、充填効率を一定にさせるには基準値より小さい値を設定する。逆に点火時期が遅角すればトルクが減少するため、充填効率を一定にさせるには基準値より大きい値を設定する。ＡＦ値は空燃比を示すもので、混合気における空気質量を燃料質量で割った値である。ガソリンエンジンでは、この値は１４.７で、空気中の酸素と燃料が過不足なく反応し、このときの空燃比を理論空燃比
という。今日のガソリンエンジンでは排気ガス浄化のために三元触媒が使われており、これが有効に機能するためには理論空燃比近傍の空燃比で燃焼させることが必要である。理論空燃比よりも濃い混合器の状態を混合気がリッチであるといい、薄い状態をリーンであるという。理論空燃比のことをストイキオメトリー（ストイキ）ともいう。

（目標空気量算出機能）
図１３は目標空気量算出機能を設定するフローチャートである。Ｓ１３１では、充填効率（ＱＢ）［％］及び目標回転速度（ＮＯＢＪ）［ｒ/ｍｉｎ］及び標準大気密度［ｇ/ｌ］及び排気量［ｃｃ］及び単位換算調整値を乗算し目標空気量（ＱＯＢＪ）［ｇ/ｓ］を算出する。

（吸入空気量調整機能）
図１４は吸入空気量（ＩＤＴＹ）を設定する吸入空気量調整機能を説明するフローチャートである。Ｓ１４１はＩＳＣバルブ流量特性マップＴＩＶＳＴＥＰと目標空気量（ＱＯＢＪ）からＩＳＣバルブ２６の開度を算出する。ＩＳＣバルブ流量特性マップＴＩＶＳＴＥＰは目標空気量ＱＯＢＪとの２次元マップにて構成される。図１５はＩＳＣバルブ特性マップの特性を示す説明グラフである。マップ値は吸入空気量［ｇ／ｓ］に相当するＩＳＣバルブ開度値が予め設定されている。なお、吸気量調整機能は、本実施の形態のようにＩＳＣバルブ２６を用いてスロットルバルブ２１をバイパスする形態の構成だけでなく、アイドル制御機能を持った電子スロットルアクチュエータを用いた構成でも同様に有効である。

この発明を適用した船舶を示す概略図である。 この発明の実施の形態１に係るアイドル回転速度制御装置を示す概略図である。 実施の形態１の動作を示すブロック図である。 図３に示した基本トルク率（ＴＱＢ）の算出機能を示すフローチャートである。 図４フローチャートで触れる基本トルク率マップの特性を示す説明グラフである。 図３に示した目標回転速度（ＮＯＢＪ）の算出機能を示すフローチャートである。 図６フローチャートで触れる基本目標回転速度マップの特性を示す説明グラフである。 図３に示した基本トルク率補正量（ＴＱＦＢ）の算出機能を示すフローチャートである。 図８フローチャートで触れる回転速度偏差マップの特性を示す説明グラフである。 図３に示した目標トルク率（ＴＱ）の算出機能を示すフローチャートである。 図３に示した充填効率（ＱＢ）の算出機能を示すフローチャートである。 図１１フローチャートで触れる充填効率補正マップの特性を示す説明グラフである。 図３に示した目標空気量（ＱＯＢＪ）の算出機能を示すフローチャートである。 図３に示した吸入空気量（ＩＤＴＹ）の算出機能を示すフローチャートである。 図１４フローチャートで触れるＩＳＣバルブ流量特性マップの特性を示す説明グラフである。

符号の説明

３ ドライブシャフト、
４ シフトロッド、
５ リモコン、
６ スロットルリンク機構、
７ シフトリンク機構、
８ ギア機構、
１０ 船外機、
１２ スロットルレバー、
１３ スロットルケーブル、
１４ シフトケーブル、
１５ トローリングスイッチ、
１６ 信号線、
１７ 信号線、
２０ 吸気管、
２１ スロットルバルブ、
２２ インテークマニホールド、
２３ インジェクタ、
２４ スパークプラグ、
２５ エキゾーストマニホールド、
２６ ＩＳＣバルブ、
２７ 分岐路、
２８ フライホイール、
３０ ＥＣＵ、
３１ スロットル開度センサ、
３２ 絶対圧センサ、
３３ 吸気温センサ、
３４ オーバーヒートセンサ、
３５ 壁温センサ、
３６ クランク角センサ、
３７ シフト位置センサ、
３８ シリンダブロック。

Claims (6)

1. 船舶に搭載する船外機エンジンのアイドル回転速度制御装置において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、上記エンジンの暖機状態を検出するエンジン温度検出手段と、上記エンジンのアイドル運転状態を検出するアイドル運転状態検出手段と、上記エンジンのシフト位置状態がニュートラルか、前進か、後進かに応じて変わるエンジン負荷を検出する負荷検出手段と、アイドル運転状態において上記エンジンに供給される吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、エンジンがアイドル運転状態のときに上記検出手段にて検出したエンジン状態を基にエンジン回転速度を目標回転速度に収束させるように上記吸入空気量調整手段を制御するコントロールユニット（ＥＣＵ）から構成され、上記ＥＣＵは、アイドル運転時に上記エンジンを目標回転速度にて定常運転させるために必要な、エンジンの最大トルクに対する、発生させるトルクの割合を算出する基本トルク率算出機能と、上記エンジンのシリンダ壁温と上記船舶のトローリング走行を行うトローリングスイッチ位置（ＵＰ／ＤＯＷＮ）から目標回転速度を算出する機能と、上記目標回転速度とエンジン回転速度との偏差に応じ上記基本トルク率に対して補正を行い、目標トルク率を算出する機能と、上記目標トルク率を発生させるために必要な空気量を算出する目標空気量算出機能と、上記目標空気量に基づき上記吸気量調整手段を制御する吸入空気量調整機能を有し、さらに、上記基本トルク率算出機能により算出される基本トルク率は、予め上記ＥＣＵ内部メモリに設定されたマップデータであり、このマップデータ値に基づき、目標回転速度とエンジンの温度及びシフト位置状態により算出されるものであることを特徴とするアイドル回転速度制御装置。
2. 上記目標回転速度にてエンジンを定常運転させる場合に必要な目標トルク率から空気量を算出するにあたり、所定の点火時期を基準に基本充填効率を算出するとともに、エンジンの点火時期を検出し、点火時期が遅角側の場合はこの基本充填効率を大きくするように補正し、また、点火時期が進角側の場合は小さくするように補正して目標充填効率を算出し、この目標充填効率に基づき空気量を算出することを特徴とする請求項１に記載のアイドル回転速度制御装置。
3. 上記アイドル時の目標回転速度は、エンジン温度より算出する基本目標回転速度と、外部ＳＷから手動にて設定される調整回転速度との和で算出することを特徴とする請求項１に記載のアイドル回転速度制御装置。
4. 上記調整回転速度は、上記シフト状態が前進で、かつアイドル状態のときのみ、外部ＳＷからの設定が可能となるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のアイドル回転速度制御装置。
5. 上記調整回転速度は、上記シフト状態が前進からニュートラルとなった場合に、設定されていた値がリセットされるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のアイドル回転速度制御装置。
6. 上記外部ＳＷは、上記調整回転速度を上昇させるＵＰ-ＳＷと下降させるＤＯＷＮ-ＳＷで構成し、各ＳＷのオン操作にて調整回転速度を所定量小刻みに上昇または下降させる操作ができ、また、上記調整回転速度は、所定の回転速度で上限または下限制限されることを特徴とする請求項３に記載のアイドル回転速度制御装置。

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