JP4908305B2 - 船舶推進機のエンジン制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、船舶推進機のエンジンの燃料噴射量、空気量、及び点火時期を制御する船舶推進機のエンジン制御装置及び船舶に関するものである。

船舶に備えられる船舶推進機は、エンジンを備え、このエンジンの動力によりプロペラを回転して推進力を得ている。この船舶推進機には、エンジン制御装置を備え、エンジン回転速度、絞り弁下流の吸気圧、及びスロットル開度に基づき燃料噴射量、空気量、及び点火時期を制御するものがある。

特許文献１に開示されている内燃エンジンの作動状態制御装置によれば、エンジン作動状態の制御値を吸気圧の予測値に基づいて決定している。すなわち、吸気圧をサンプリング検出し、今回の検出値と今回より前の検出値との差に予測係数を乗算しかつその乗算結果値に今回の検出値を加算して予測値を演算し、その予測演算において予測係数をエンジンの加速状態と減速状態とで互いに異なる値に設定して吸気圧の予測値を決め、この吸気圧の予測値に基づいてエンジン作動状態の制御値を決定している。

また、特許文献２に開示されている内燃機関の急加減速制御方法および装置によれば、加速特性を向上し、また減速時のエンジンストールを防止するために、急加速または急減速中の速度変化に十分に追従できる燃料噴射量の制御と点火時期の調整を行うことが開示されている。この制御方法は、急加速のための点火時期の進角値又は遅角値及び増量値を書き込んだ補正テーブル（マップ）および急減速のための増量値を書き込んだ補正テーブル（マップ）を用いて増量補正した燃料噴射量の制御と点火時期の調整制御を行うものである。

一方、従来の他の船舶推進機のエンジン制御装置によれば、エンジンの回転速度と吸気圧とから決まる船速予測値マップを用意し、エンジンの回転速度と吸気圧を検出し、その値に基づいて船速予測値マップからマップ値を抽出し、このマップ値に応じて空気量と燃料噴射量と点火時期を決めている。すなわち、船の速度を検出する手段として回転と負荷により船速予測値マップのマップ値を抽出して決めていた。減速時船速予測値は、減速時にエンストさせないために空気量と燃料噴射量を多くなるように決める必要があり、そのためにマップ値を初期値ベースとして演算により決めている。従来では、マップ値を用いず、テーリング（＝船速を、漸減していき、その後漸増復帰していくこと）させ、このときのエンジンの回転速度と吸気圧とを検出し、ニュートラルスイッチのオン・オフを検出することにより負荷が異なるシフトＩＮとシフトＯＵＴを判別し、シフトＩＮとシフトＯＵＴとで異ならせた減衰係数（減衰時間と減衰量）をマップから抽出し、回転速度と吸気圧の検出値と減衰係数と周期とで船速予測値を決め、この船速予測値に応じた空気量と燃料噴射量を決めている。減速時の船の速度は、船の速度をシフトＩＮとシフトＯＵＴで制限時間を異ならせ、制限時間の間減衰させた予測値で船の速度を予測していた。また、減速→減速以外の状態（定速・加速）では回転速度と吸気圧から決まる船の速度に一定量ずつ復帰させていた。そのため、減速時と減速からの復帰の間に加速した場合、実際の船の速度と予測値が異なる値を取ることがあって、減速からの復帰の加速が効果的に行われていなかった。
特開平６−１１７３１５号公報 特開平９−００４４８８号公報

しかしながら、上記従来の船舶推進機のエンジン制御装置によれば、減速時のシフトＩＮとシフトＯＵＴの減衰係数と減衰時間を変更していたが、シフトＩＮの状態において運転負荷が異なるフォワードとリバースのシフトポジションの区別をせず、減衰係数と制限時間を同一としていたので、エンジンストールや回転変動が生じることがあった。

また、減速中は、減衰時間まで減衰し続けるため、着岸時等減速→加速→減速といった運転パターンでは船の速度が実速度と予測速度とで大きく異なり燃料噴射量と空気量が最適値を取れず、エンジンストールまたは回転変動することがあった。

そこで、この発明は、減速後のエンジン回転速度の減衰率を改善して船速予測値を実船速値と同レベルとして運転パターンに対しても、適切な燃料噴射量と空気量制御を行える船舶推進機のエンジン制御装置及び船舶を提供することを課題としている。

かかる課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、エンジン回転速度に関係する検出信号と絞り弁下流の吸気圧とレバーポジションとシフトポジションとスロットルポジションの各検出信号を入力して所要処理を行い船速予測値を出力する船速予測値生成部と、前記船速予測値生成部から船速予測値を入力し該船速予測値に応じて燃料噴射量、空気量、及び点火時期を決定してそれぞれの制御信号を出力するエンジン制御信号生成部とを備え、前記船速予測値生成部は、定速時及び加速時には、前記エンジン回転速度と前記吸気圧に基づいて船速予測値マップ検索を行い船速予測マップ値を抽出し出力する船速予測マップ値抽出制御を行うと共に、減速時には、船速予測値を演算する演算ルーチンの１周期前に演算した船速予測値に、シフトポジションに応じて異なる減衰係数を乗算した値を生成し、この値を船速予測値として前記エンジン制御信号生成部へ出力する減速時船速予測値出力制御を行う船舶推進機のエンジン制御装置としたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記船速予測値生成部による減速時船速予測値出力制御では、フォワード，ニュートラル及びリバースのシフトポジションに応じてそれぞれ前記減衰係数を設定されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記船速予測値生成部は、船速を減速状態から定速又は加速に移行するときは、該移行開始時の前記エンジン回転速度と前記吸気圧に基づいて船速予測値マップ検索を行い船速予測マップ値を抽出すると共に、船速予測値を演算する演算ルーチンの１周期前に演算した船速予測値に、シフトポジションに応じて異なる漸増係数を乗算した値と、前記漸増係数に１を加算した値を前記船速予測マップ値に乗算した値との加算値を生成し、この加算値を船速予測値として前記エンジン制御信号生成部へ出力する船速復帰時船速予測値出力制御を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一に記載の船舶推進機のエンジン制御装置を備えた船舶としたことを特徴とする。

各請求項に記載の発明によれば、減速後のエンジン回転速度の減衰率を改善して船速予測値を実船速値と同レベルとして運転パターンに対しても、適切な燃料噴射量と空気量制御を行える。すなわち、減速時にシフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースとでは、船速予測値の減衰の度合いが適切に相違し、しかも周期毎に反映することになり、シフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースの何れにあるときも、算出される船速予測値を実船速に近づけることができて、燃料噴射量と空気量とを的確に減少させられ、船を接岸させる際に、一定時間の間に、減速→チョン加速（微小時間加速すること）→減速、という接岸時のシフトレバー操作の運転パターンにおいても、船速予測値を実船速と略同等に予測できて、船の速度にあった駆動トルクを発生させ、スムーズな操船ができて、接岸するための円滑な操船が行える。

請求項２に記載の発明によれば、シフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースの何れにあるときも、算出される船速予測値を実船速に近づけることができ、周期毎に船速予測値が減衰して燃料噴射量と空気量とを的確に減衰することができてエンジン回転速度を滑らかに変化させることができ、ハンチングが起こらずエンジンストールが起きるのを回避できる。

請求項３に記載の発明によれば、シフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースとでは、船速予測値の漸増の度合いが適切に相違し、しかも周期毎に反映することになり、算出される船速予測値を実船速に近づけて、燃料噴射量と空気量とを的確に漸増させられ、ハンチングが起こらずエンジンストールが起きるのを回避しながら、船速を減速状態から定速又は加速に円滑に移行させられる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３に記載の発明の効果と同一の効果を奏する。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図４には、この発明の実施の形態１を示す。
まず構成を説明する。図１に船舶推進機のエンジン制御装置（以下、単にＥＣＵという。）１００のハードウエアの概略の回路構成図を示す。図２に、ＥＣＵ１００の船速予測値生成部１４について、情報データの処理と流れの機能ブロック図を示す。

ＥＣＵ１００は、エンジン制御信号生成部１０と、船速予測値生成部１４を備えている。

図１、図２から分かるように、船速予測値生成部１４には、クランク軸の回転信号を取り出すクランク軸センサ１５のセンサ値２０と、絞り弁の下流側の吸気圧を検出する吸気圧センサ１６のセンサ値２１と、スクリューを前進回転、回転停止、及び後進回転させる操作を行うレバーポジションのレバーポジションセンサ１７のセンサ値２２と、エンジンの出力軸の回転をスクリュー軸に伝達するドッグクラッチのフォワード、ニュートラル、及びリバースの位置を検出するシフトポジションセンサ１８のセンサ値２３と、及び絞り弁の開閉操作を行うスロットルレバーの位置を検出するスロットルポジションセンサ１９のセンサ値２４を入力するようになっている。レバーポジションセンサ１７は、フォワードとニュートラルとリバースとを区別できるセンサ値を入力するようになっている。

そして、船速予測値生成部１４は、後述する所要の演算を行うことによって、船速予測値をエンジン制御信号生成部１０に入力するようになっており、エンジン制御信号生成部１０は、船速予測値を入力し該船速予測値に基づいて、燃料噴射制御部１１と、空気量調整制御部１２と、点火時期制御部１３とでそれぞれ演算を行い、燃料噴射制御信号を、空気量調整制御信号を、及び点火時期制御信号を出力するように構成されている。

以下に、図２〜図４を参照して船速予測値の生成を説明する。図３は、船速予測値生成部（単数または複数のＣＰＵ）１４が実行する制御手順を示すフローチャート（メインルーチン）である。図４は、図３中のステップＳ１７の詳細な制御手順を示すフローチャート（サブルーチン）である。

まず、エンジンが起動したことをクランク信号の入力の有無により判断する（ステップＳ１１）。ここでは、クランク軸センサ値２０に基づいて回転速度算出の演算処理２５を行う（図２参照）。エンジンが起動しないときは、クランク信号の入力がなく、回転速度２６＝０Ｋｍ／ｈを算出し、船速予測値初期値２７として０Ｋｍ／ｈを生成してエンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ１２、図２の矢印ａ）。このため、エンジン制御信号生成部１０では、エンジン制御信号を出力しない。

エンジンが起動すると、クランク信号が入力するので、ステップＳ１１の判断はＹＥＳとなり、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、回転速度２６を算出し、回転速度２６が始動判定回転速度（閾値＝例えば１２００ｒ．ｐ．ｍ．）よりも大きいかを判断する。エンジンの起動失敗があるとＮＯの判断となり、このときも、船速予測値初期値２７として０ｋｍ／ｈを生成してエンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ１２）。ＹＥＳの判断のときは、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、吸気圧センサが正常であるかを判断し、ＹＥＳの判断のときは、ステップＳ１６に進み、吸気圧センサ値２１が正常であるかを判断する。ステップＳ１４とステップＳ１６は、図２の吸気圧センサの故障判定３２に対応している。ステップＳ１４の判断とステップＳ１６の判断においてそれぞれＮＯの判断のときは、船速予測値＝疑似船速予測値３３を生成してエンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ１５、図２の矢印ｂ）。このため、エンジン制御信号生成部１０では、疑似船速予測値３３に基づいて演算してエンジン制御信号（燃料噴射制御信号と空気量調整制御信号と点火時期制御信号）を出力する。

回転速度が始動判定回転速度（閾値）よりも大きく、かつ、吸気圧センサが正常であると判断すると、減速判定条件成立かを判断する（ステップＳ１７）。

このステップＳ１７について、図４を参照して説明する。

まず、新たに現在のエンジン回転速度を算出し、エンジン回転速度が始動判定回転速度（閾値）よりも大きいかを判断する（ステップＳ４１）。エンジン回転速度の方が大きい場合には、船速が定速（マップ値制御の船速）に達したことになり、ステップＳ４１の判断はＮＯになり減速判定条件不成立になる（ステップＳ５２）。

ステップＳ４１でＹＥＳの判断のときは、エンジン回転速度が判定回転速度（閾値）以上であるかを判断する（ステップＳ４２）。この判定回転速度は、減速制御に入るための下限値である。エンジンを起動して目標回転速度に向かって増速中で判定回転速度に到達していない段階では、ステップＳ４２はＮＯの判断になり、減速判定条件不成立になる（ステップＳ５２）。

ステップＳ４２でＹＥＳの判断のときは、ステップＳ４３に移る。ステップＳ４３では、現在のエンジン回転速度と吸気圧に基づいて船速予測値マップ値検索（図２の符号３０）により現在の船速予測値（ｎ）を抽出して、船速予測値（ｎ）が減速制御に入るための下限値である船速判定値（閾値）以上であるかを判断する。エンジンを起動して目標回転速度に向かって増速中で船速判定値に到達していない段階では、船速予測値（ｎ）の方が小さいので、ＮＯの判断となり、減速判定条件不成立になり（ステップＳ５２）、大きいときは、ＹＥＳの判断となり、ステップＳ４４に移る。

ステップＳ４４では、レバーポジションセンサ値２２を入力し、該センサ値２２が判定値（閾値）よりも小さいかを判断し、シフトレバーがフォワードギヤへ接続する位置を過ぎてさらに倒されてスロットル弁作動範囲に入るとき、並びに、シフトレバーがリバースギヤへ接続する位置を過ぎてさらに倒されてスロットル弁作動範囲に入るときは、該センサ値２２の方が大きくなり、ＮＯの判断となり、減速判定条件不成立になり（ステップＳ５２）、センサ値２２の方が小さいときは、ＹＥＳの判断となり、ステップＳ４５に移る。

ステップＳ４５では、アイドル判定不成立（ｎ−１）からアイドル判定成立（ｎ）になったかを判断する。アイドリング状態に操作を戻さないと、ＮＯの判断となり減速判定条件不成立になる（ステップＳ５２）。シフトレバーがフォワードに入ってもスロットルに入らない位置、シフトレバーがニュートラル位置、並びに、シフトレバーがリバースに入ってもスロットルに入らない位置にあるときは、エンジンはアイドリング状態に操作されているから、減速制御に入っていくＹＥＳの判断となり、この時点で減速判定成立時間をカウント開始し、続いて、シフトポジションセンサ値２３を入力し、センサ値２３からシフトクラッチがフォワードとニュートラルとリバースの何れのポジションに入ったかを判断する（ステップＳ４６、ステップＳ４８）。

シフトクラッチがフォワードのポジションに入ったとき（ステップＳ４６）は、それまでに経過したカウント時間を減速判定成立時間として、該減速判定成立時間が判定時間(F)T１secよりも小さいかを判断し、シフトレバー操作に時間がかかりすぎて減速判定成立時間が大きくなったときはＮＯの判断となり減速判定条件不成立になり（ステップＳ５２）、シフトレバー操作が素早く行われ減速判定成立時間が小さいときＹＥＳの判断となり減速判定条件が成立する（ステップＳ５１）。

同様に、シフトクラッチがニュートラルのポジションに入ったとき（ステップＳ４８）は、それまでに経過したカウント時間を減速判定成立時間として、該減速判定成立時間が判定時間(N)T２secよりも小さいかを判断し、シフトレバー操作に時間がかかりすぎて減速判定成立時間が大きくなったときはＮＯの判断となり減速判定条件不成立になり（ステップＳ５２）、シフトレバー操作が素早く行われ減速判定成立時間が小さいときＹＥＳの判断となり減速判定条件が成立する（ステップＳ５１）。

さらに同様に、シフトクラッチがリバースのポジションに入ったとき（ステップＳ５０）は、それまでに経過したカウント時間を減速判定成立時間として、該減速判定成立時間が判定時間(R)T３secよりも小さいかを判断し、シフトレバー操作に時間がかかりすぎて減速判定成立時間が大きくなったときはＮＯの判断となり減速判定条件不成立になり（ステップＳ５２）、シフトレバー操作が素早く行われ減速判定成立時間が小さいときＹＥＳの判断となり減速判定条件が成立する（ステップＳ５１）。

判定時間は、エンジンストールの回避、回転を安定させるという観点から予め決められる値であり、負荷が大きい程、成立時間を長くとることで、エンジンストールの回避、回転を安定させることができる。

また、船の構造やプロペラ構造、エンジンから供給されるトルクがシフトポジションにより異なることから、船の減速度合いが変わってくるので、該船の減速度合いに応じて減衰判定成立時間が変わってくる。

シフトポジションがフォワードでは、エンジンがプロペラを右回転駆動するトルクと、水流から受ける左回転方向の反力トルクから減衰判定成立時間の設定を行う。シフトポジションがリバースでは、エンジンがプロペラを左回転駆動するトルクが働くが、水のつかみ方や船の構造上、水流から受ける右回転方向の反力トルクがフォワードのときの反力トルクよりも大きい傾向にあるため、減衰判定成立時間は、フォワードのときよりも短くなるように時間設定を行う。シフトポジションがニュートラルでは、エンジンがプロペラを駆動するトルクはなく、水流からプロペラ回転を止める左回転方向のトルクを受けるから船速は最も落ちやすいので、減衰判定成立時間は、リバースのときよりも短くなる。

従って、減衰判定成立時間は、(F)T１sec＞(R)T３sec＞(N)T２secように時間設定を行う。

以上で、図４の説明を終え、引き続き図３のフローチャートのステップＳ１７のところに戻って説明を続行する。

ステップＳ１７で減速判定条件不成立であると、ステップＳ１８に移る。ステップＳ１８は、不図示の別のサブルーチンにより演算を行う。ステップＳ１８では、船速予測値マップ値と前回の船速予測値とを比較し、船速予測値マップ値の方が大きい場合、船速予測値をマップ値に復帰させることを行う（ステップＳ１９）。

船速予測値が船速予測値マップ値より小さい間は、ステップＳ１９→ステップＳ１７→ステップＳ１８→ステップＳ１９と循環し、マップ値によりエンジン制御が行われ、船速予測値と実船速とが近い状態で航行できる。

上記のように、マップ値によりエンジン制御が行われている状態から、シフトレバーがアイドリング状態に保たれると、ステップＳ１７で減速判定条件成立となり、シフトポジションセンサ値２３を入力し、センサ値２３からシフトクラッチがフォワードとニュートラルとリバースの何れのポジションに入ったかを判断する（ステップＳ２０、ステップＳ２２）。

シフトクラッチがフォワードのポジションに入ったときは、ステップＳ２０でＹＥＳの判断となり、ｃ１で示す船速予測値（ｎ）として、１周期前の船速予測値（ｎ−１）にフォワードポジションの減衰係数K1F（条件→０＜K1F＜1）を乗算した値を生成し、エンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ２１、図２の矢印ｃ１）。減速判定が行われる前では、船速予測値（ｎ−１）=船速予測値マップ値(回転速度−吸気圧)の値をとる。シフトクラッチがフォワードのポジションに維持されると、ステップＳ２１→ステップＳ１１〜ステップＳ１７→ステップＳ２０→ステップＳ２１と循環し、減衰係数K1Fが累乗で演算されるから、段階的な減速となるエンジン制御が行われ、船速予測値と実船速とが近い状態で減速できる。

ステップＳ２０で、シフトクラッチがフォワード以外のポジションに入ったときは、ＮＯの判断となり、ステップＳ２２に移る。シフトクラッチがニュートラルのポジションに入ったときは、ＹＥＳの判断となりステップＳ２３に移り、ｃ２で示す船速予測値（ｎ）として、１周期前の船速予測値（ｎ−１）にニュートラルポジションの減衰係数K1N（条件→０＜K1N＜１、K1N＜K1F）を乗算した値を生成し、エンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ２１、図２の矢印ｃ２）。ここで、減速制御に入るときの１周期前の船速予測値（ｎ−１）の初期値は、減速制御に入る時点のマップ値である。シフトクラッチがニュートラルのポジションに維持されると、ステップＳ２３→ステップＳ１１〜ステップＳ１７→ステップＳ２０→ステップＳ２２→ステップＳ２３と循環し、減衰係数K1Nが累乗で演算されるから、フォワードポジションよりも減衰率が小さい減速となるエンジン制御が行われ、船速予測値と実船速とが近い状態で減速できる。

ステップＳ２２で、シフトクラッチがリバースのポジションに入ったときは、ＮＯの判断となり、ｃ３で示す船速予測値（ｎ）として、１周期前の船速予測値（ｎ−１）にリバースポジションの減衰係数K1R（条件→０＜K1R＜１、K1R＜K1N）を乗算した値を生成し、エンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ２４、図２の矢印ｃ３）。ここで、減速制御に入るときの１周期前の船速予測値（ｎ−１）の初期値は、減速制御に入る時点のマップ値である。シフトクラッチがリバースのポジションに維持されると、ステップＳ２４→ステップＳ１１〜ステップＳ１７→ステップＳ２０→ステップＳ２２→ステップＳ２４と循環し、減衰係数K1Ｒが累乗で演算されるから、ニュートラルポジションよりも減衰率が小さい減速となるエンジン制御が行われ、船速予測値と実船速とが近い状態で減速できる。

そして、接岸時にシフトレバーを減速加速即減速という操作を行うと、加速時減衰係数K1Ｆ＞減速時減衰係数K1Rとなり、ｃ１の船速予測値とｃ３の船速予測値とが相違するので、チョン加速が効果的に行われ、接岸が容易になるようにシフトレバー操作が行える。

さらに上記のように、エンジンの減速制御が行われている状態から、シフトレバーがフォワードに入りスロットルに保たれると、ステップＳ１７の減速判定条件成立の判断は、図４のステップＳ４４でレバーポジションセンサ値が判定値よりも大きくなるのでＮＯの判断となって、減速判定条件不成立となり、ステップＳ１８に移る。ステップＳ１８に最初に移った段階では、船速予測値が船速予測値マップ値より大きいから、ステップＳ１８でＮＯの判断となり、シフトポジションセンサ値２３を入力し、センサ値２３からシフトクラッチがフォワードとニュートラルとリバースの何れのポジションに入ったかを判断する（ステップＳ２５、ステップＳ２７）。

シフトクラッチがフォワードのポジションに入ったときは、ステップＳ２５でＹＥＳの判断となり、ｃ４で示す船速予測値（ｎ）として、１周期前の船速予測値（ｎ−１）にフォワードポジションの漸増係数K2F（条件→０＜K2F＜１）を乗算した値とマップ値に（１＋K2F）を乗算した値との加算値を生成し、エンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ２６、図２の矢印ｃ４）。ここで、１周期前の船速予測値（ｎ−１）の初期値は、減速制御の終了時点の船速予測値であり、重み付けのためにマップ値に（１＋K2F）を乗算した値が加算される。シフトクラッチがフォワードのポジションに維持されると、ステップＳ２６→ステップＳ１１〜ステップＳ１７→ステップＳ１８→ステップＳ２５→ステップＳ２６と循環し、重み付けの値と漸増係数K2Fとが累乗で演算されるから、段階的な増速となるエンジン制御が行われ、船速予測値と実船速とが近い状態で加速できる。

ステップＳ２５で、シフトクラッチがフォワード以外のポジションに入ったときは、ＮＯの判断となり、ステップＳ２７の判断に移る。シフトクラッチがニュートラルポジションに入ったときは、ＹＥＳの判断となりステップＳ２８に移り、ｃ５で示す船速予測値（ｎ）として、１周期前の船速予測値（ｎ−１）にニュートラルポジションの漸増係数K2N（条件→０＜K2N＜１、K2N＜K2F）を乗算した値とマップ値に（１＋K2N）を乗算した値との加算値を生成し、エンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ２８、図２の矢印ｃ５）。ここで、１周期前の船速予測値（ｎ−１）の初期値は、減速制御の終了時点の船速予測値であり、重み付けのためにマップ値に（１＋K2N）を乗算した値が加算される。シフトクラッチがニュートラルポジションに維持されると、ステップＳ２８→ステップＳ１１〜ステップＳ１７→ステップＳ１８→ステップＳ２５→ステップＳ２７→ステップＳ２８と循環し、重み付けの値と減衰係数K2Nとが累乗で演算されるから、フォワードポジションのときよりもゆるやかな段階的な増速となるが、プロペラは回転しない。離岸するときのエンジン制御で利用される。

ステップＳ２７で、シフトクラッチがリバースのポジションに入ったときは、ＮＯの判断となり、ｃ６で示す船速予測値（ｎ）として、１周期前の船速予測値（ｎ−１）にリバースポジションの漸増係数K2Ｒ（条件→０＜K2Ｒ＜１、K2N＜K2Ｒ）を乗算した値とマップ値に（１＋K2Ｒ）を乗算した値との加算値を生成し、エンジン制御信号生成部１０へ出力する（ステップＳ２９、図２の矢印ｃ６）。ここで、この復帰制御における１周期前の船速予測値（ｎ−１）の初期値は、減速制御の終了時点の船速予測値であり、重み付けのためにマップ値に（１＋K2Ｒ）を乗算した値が加算される。シフトクラッチがリバースのポジションに維持されると、ステップＳ２９→ステップＳ１１〜ステップＳ１７→ステップＳ１８→ステップＳ２５→ステップＳ２７→ステップＳ２９と循環し、重み付けの値と減衰係数K2Ｒとが累乗で演算されるから、ニュートラルポジションのときよりもゆるやかな段階的な増速（後進）となり、離岸するときのエンジン制御で利用される。

以上説明してきたように、船速予測値生成部１４は、定速時及び加速時に船舶推進装置のエンジンに関する回転速度２６と絞り弁下流の吸気圧２１に基づいて船速予測値マップ検索３０を行い船速予測マップ値３１を抽出し出力する船速予測マップ値抽出制御を行い、また、減速時に直前の船速予測マップ値３１を入力しシフトポジションに応じて予め決められる大きい順にフォワードとニュートラルとリバースとした減衰係数(K1F，K1N，K1R)と前記船速予測マップ値３１とを乗算した値を初期船速予測値とし、以後周期毎に直前の船速予測マップ値を用いて同様に演算し、減衰する船速予測値を周期毎に出力する減速時船速予測値出力制御を行い、さらに、船速を減速状態から定速又は加速に移行するときは、該移行開始時の船舶推進装置のエンジンに関する回転速度２６と絞り弁下流の吸気圧に基づいて船速予測値マップ検索３０を行い船速予測マップ値３１を抽出すると共に、減速終了時の船速予測値を入力し、かつシフトポジションに応じて予め決められる大きい順にフォワードとニュートラルとリバースとした漸増係数(K2F，K2N，K2R)と該減速終了時の船速予測マップ値とを乗算した値を初期船速予測値とし、以後周期毎に直前の船速予測マップ値を用いて同様に演算し、漸増する船速予測値を周期毎に出力する船速復帰時船速予測値出力制御を行う。

この実施の形態によれば、船外機の様々な運転パターンに対して、船の予測速度を実際の船速値と同レベルとすることができて、適切な燃料噴射量と空気量制御を行えて、どんな運転環境でもスムーズな減速を実現できて、また減速後のエンジン回転速度を安定させられる。特に、減速時にシフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースとでは、船速予測値が適切に相違するので船速予測値の減衰の度合いが適切に相違することになり、船を接岸させる際に、一定時間の間に、減速→チョン加速（微小時間加速すること）→減速、という接岸時のシフトレバー操作の運転パターンにおいても、船速予測を実船速と略同等に予測できて、船速予測値を実船速と略同等に予測できて船の速度にあった駆動トルクを発生させ、スムーズな操船ができて回転が安定し、ハンチングが起こらずエンジンストールが起こらないように減速できて、接岸するための円滑な操船が行える。また、減速時は、シフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースの何れにあるときも、船速予測を実船速に近づけることができ、操船性が向上する。

またこの実施の形態によれば、船速を減速状態から定速又は加速に移行するときは、シフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースとでは、船速予測値が適切に相違するので船速予測値の漸増の度合いが適切に相違することになり、シフトポジションがフォワードとニュートラルとリバースの何れにあるときも、算出される船速予測値を実船速に近づけることができ、周期毎に船速予測値が漸増して燃料噴射量と空気量とを的確に漸増することができてエンジン回転速度が所定の定速になるまで滑らかに変化させることができ、ハンチングが起こらずエンジンストールが起きるのを回避できる。

そして、減速時の船の予測速度を運転負荷が異なるシフト状態に応じて減衰させる時間を個々に設定できるので、前進・後進・シフトが抜けている状態で船の推進力が異なり、各々において、プロペラを駆動させるトルクが変わってくる。シフト位置によって各々シフト位置の理想的な燃料噴射量と空気量を供給し駆動トルクを起こし、回転が安定し、スムーズな運転が実現できる。

漸増値は周期毎に反映され、周期はシフト位置により値が決まるので、前進・後進・シフトが抜けている状態で船の推進力が異なり、各々のシフト状態においてプロペラを駆動させるトルクが変わってくる。船が減速状態から加速状態へ移行し実船速と近づけるには減速→一定速度→加速へと過程があるため、回転速度と吸気圧の船速予測値へすぐに移行できない。減速→加速への移行時は、漸増を行い、シフトによる負荷状態を考慮し船速を予測することで、船速による最適な燃料噴射量と空気量を設定し、スムーズな操船が行えてかつ回転を安定させることができる。

さらにこの実施の形態によれば、定速又は加速状態から減速状態への移行、減速状態から定速又は加速状態への移行を判断しながら、減速時の周期毎に減衰する船速予測値の算出、復帰時の周期毎に漸増する船速予測値の算出が円滑に行えて、さらに、復帰時の船速予測値の算出を経由して船速予測マップ値を用いる定速又は加速状態へ復帰できるから、船の予測速度を実際の船速値と同レベルに近づけることができて、エンジンの様々な運転パターンに対しても、適切な燃料噴射量と空気量制御を行えて、どんな運転環境でもスムーズな減速を実現できて、また減速後のエンジン回転速度を安定させられる。また、どんな運転環境においても、実際の船の速度と同等の船の予測速度を得ることで操船環境（運転状況・負荷状況・環境等）に応じた船の推進力を得るために、船の速度を基に最適な空気量制御と燃料噴射制御を行い、スムーズな操船を行うことができる。

本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

この発明の実施の形態の船舶推進機のエンジン制御装置のハードウエアの概略の回路構成図である。 図１のエンジン制御装置の船速予測値生成部についての情報データの処理と流れを示す機能ブロック図である。 図１のエンジン制御装置の船速予測値生成部が実行する制御手順を示すフローチャート（メインルーチン）である。 図３中のステップＳ１７の詳細な制御手順を示すフローチャート（サブルーチン）である。

符号の説明

１００ ＥＣＵ（船舶推進機のエンジン制御装置）
１０ エンジン制御信号生成部
１１燃料噴射制御部
１２ 空気量調整制御部
１３ 点火時期制御部
１４ 船速予測値生成部
１５ クランク軸センサ
１６ 吸気圧センサ
２１ 吸気圧
２６ 回転速度
３０ 船速予測値マップ検索
３１ 船速予測マップ値

Claims (4)

1. エンジン回転速度に関係する検出信号と絞り弁下流の吸気圧とレバーポジションとシフトポジションとスロットルポジションの各検出信号を入力して所要処理を行い船速予測値を出力する船速予測値生成部と、
   前記船速予測値生成部から船速予測値を入力し該船速予測値に応じて燃料噴射量、空気量、及び点火時期を決定してそれぞれの制御信号を出力するエンジン制御信号生成部とを備え、
   前記船速予測値生成部は、
   定速時及び加速時には、前記エンジン回転速度と前記吸気圧に基づいて船速予測値マップ検索を行い船速予測マップ値を抽出し出力する船速予測マップ値抽出制御を行うと共に、
   減速時には、船速予測値を演算する演算ルーチンの１周期前に演算した船速予測値に、シフトポジションに応じて異なる減衰係数を乗算した値を生成し、この値を船速予測値として前記エンジン制御信号生成部へ出力する減速時船速予測値出力制御を行う
   ことを特徴とする船舶推進機のエンジン制御装置。
2. 前記船速予測値生成部による減速時船速予測値出力制御では、フォワード，ニュートラル及びリバースのシフトポジションに応じてそれぞれ前記減衰係数を設定された
   ことを特徴とする請求項１に記載の船舶推進機のエンジン制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の構成に加え、
   前記船速予測値生成部は、船速を減速状態から定速又は加速に移行するときは、該移行開始時の前記エンジン回転速度と前記吸気圧に基づいて船速予測値マップ検索を行い船速予測マップ値を抽出すると共に、船速予測値を演算する演算ルーチンの１周期前に演算した船速予測値に、シフトポジションに応じて異なる漸増係数を乗算した値と、前記漸増係数に１を加算した値を前記船速予測マップ値に乗算した値との加算値を生成し、この加算値を船速予測値として前記エンジン制御信号生成部へ出力する船速復帰時船速予測値出力制御を行う
   ことを特徴とする船舶推進機のエンジン制御装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一に記載の船舶推進機のエンジン制御装置を備えた
   ことを特徴とする船舶。

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