JPWO2006075357A1 - 船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置 - Google Patents

Abstract

リモコン操作位置検出手段からの信号に基づいてスロットルバルブを駆動させるバルブ駆動部を制御する制御部とを有し、制御部は、リモコン操作位置検出手段からの信号により、操作位置が、トローリング領域内であるか、ハンプ領域内であるかを判断し、トローリング領域内であると判断された時には、リモコンの操作量に対するスロットルバルブ開度の変化量を、ハンプ領域内であると判断された時よりも小さくした船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。

Description

この発明は、船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置、特に、トローリング状態とハンプ状態とのアクセル感度を適正に制御できるスロットルバルブ開度制御装置に関するものである。

一般に、船舶では、フィッシングを楽しむユーザは、漁場へは高速運転で航行し、漁場ではトローリング運転（低速運転）で航行するようしている。特に、トローリング運転では、目的の魚を釣り上げるのに、餌を流す速度を調整することが重要な要素の一つであることから、低速で、且つ、微妙な速度調整が必要となる。トローリング状態からハンプ状態に至るときには、低速状態から高速状態に機敏に変化することにより、船舶運転の応答性向上が望まれる。

しかし、従来の船舶用エンジンでは、アクセル動作は、カムによって、非線形特性を持たせ、スロットルの動きに機械的に変換させていたが、機械的構造の制約があることから、トローリング時には、アクセル感度を鈍く、トローリングからハンプに至るときにはアクセル感度を敏感にすることが困難であった。

一方、電動スロットル技術で先行している四輪自動車にあっては、特許文献１に記載のように、ペダル開度に対してスロットルバルブ開度を可変させる技術が開示されている。
特開２００４−３６５７４号公報。

しかしながら、船舶では、トローリング運転等、自動車では到底考えられないエンジン制御が必要となるため、上記自動車の技術を単に適用しただけでは、トローリング状態では、アクセル感度を鈍く、ハンプ状態では、アクセル感度を敏感にすることが困難であった。

そこで、この発明は、以上のような従来の問題点を解消するためになされたもので、トローリング状態ではアクセル感度を鈍く、ハンプ状態ではアクセル感度を敏感にしてアクセル感度を適正に制御できるスロットルバルブ開度制御装置を提供することを課題としている。

かかる課題を達成するため、請求項１に記載の発明は、リモコンを操作することにより、エンジンのスロットルバルブ開度が制御される船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置において、前記リモコンの操作位置を検出するリモコン操作位置検出手段と、該リモコン操作位置検出手段からの信号に基づいて前記スロットルバルブを駆動させるバルブ駆動部を制御する制御部とを有し、該制御部は、前記リモコン操作位置検出手段からの信号により、前記操作位置が、トローリング領域内であるか、ハンプ領域内であるかを判断し、前記トローリング領域内であると判断された時には、前記リモコンの操作量に対する前記スロットルバルブ開度の変化量を、ハンプ領域内であると判断された時よりも小さくした船舶用エンジンのスロットルバルブ開度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、記制御部は、前記リモコンの操作位置の値に特性変換係数を乗じて前記スロットルバルブ開度目標値を算出し、前記特性変換係数の値が、前記リモコン操作位置が前記トローリング領域内の時には、前記ハンプ領域内の時より、小さくなるように設定されることを特徴とする。

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、前記リモコン操作位置検出手段は、前記リモコンからケーブルが前記エンジン側に向けて延長され、該ケーブルの前記エンジン側に設けられたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記リモコン操作位置検出手段は、前記リモコン側に設けられたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記制御部は、前記リモコンが低回転側から高回転側に所定値以上操作された場合、前記所定値を前記リモコン操作位置検出手段の検出値の上限値とすることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記制御部は、前記リモコン操作位置検出手段が、前記リモコン側に配設されているか、前記エンジン側に配設されているかを検知する配設位置検知部を有し、該配設位置検知部からの信号により、前記特性変換係数値を、前記リモコン側に配設されているか、又は、前記エンジン側に配設されているかにより異ならせたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記制御部は、前記リモコン操作位置検出手段が、前記リモコン側に配設されているか、前記エンジン側に配設されているかを検知する配設位置検知部を有し、該配設位置検知部からの信号により、前記上限値を、前記リモコン側に配設されているか、又は、前記エンジン側に配設されているかにより異ならせたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の構成に加え、前記配設位置検知部は、切換スイッチからの信号が入力されることにより、前記リモコン操作位置検出手段の配設位置を検知可能としたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載の構成に加え、前記配設位置検知部は、前記リモコンからのＬＡＮ通信により、操作位置信号が入力されたときに、前記リモコン操作位置検出手段が、前記リモコン側に配設されていると判断し、それ以外の時には、前記リモコン操作位置検出手段が、前記エンジン側に配設されていると判断することを特徴とする。

上記請求項１に記載の発明によれば、制御部は、リモコン操作位置検出手段からの信号により、操作位置が、トローリング領域内であるか、ハンプ領域内であるかを判断し、トローリング領域内であると判断された時には、リモコンの操作量に対するスロットルバルブ開度の変化量を、ハンプ領域内であると判断された時よりも小さくしたため、トローリング状態ではアクセル感度を鈍く、ハンプ状態ではアクセル感度を敏感にしてアクセル感度を適正に制御できる。

してみれば、船舶でフィッシングを楽しむユーザにとっては、低回転時に微調整することができ、餌を流す速度を調整できると共に、ハンプ領域では、船舶運転のフィーリング向上を図ることができる。

また、この発明では、電気的にスロットルバルブ開度を調整することにより、上記のような制御ができるため、機械的な構造を組み込む必要がなく、小型の装置とすることができ、特に船外機のようにギヤボックスがコンパクトな装置においては、変速機構を持つことは困難であることから、この発明を適用すれば極めて効果的である。

請求項２に記載の発明によれば、特性変換係数の値を、リモコン操作位置に応じて所定値とすることにより、極めて簡単に制御することができる。

請求項３に記載の発明によれば、リモコン操作位置検出手段は、リモコンからケーブルがエンジン側に向けて延長され、ケーブルのエンジン側に設けられたため、既存のリモコン及びケーブルを備えた船舶にもこの発明を適用できる。

請求項５に記載の発明によれば、制御部は、リモコンが低回転側から高回転側に所定値以上操作された場合、所定値をリモコン操作位置検出手段の検出値の上限値としたため、ケーブルの遊び等がある場合でも、確実に、スロットルバルブを全開状態とすることができる。

請求項６，７に記載の発明によれば、制御部は、リモコン操作位置検出手段が、リモコン側に配設されているか、エンジン側に配設されているかを検知する配設位置検知部を有し、配設位置検知部からの信号により、特性変換係数値やリモコン操作位置上限値を、リモコン側に配設されているか、又は、エンジン側に配設されているかにより異ならせることにより、リモコン操作位置検出手段の配設位置の異なる船舶においても容易に対応させることができる。

請求項８，９によれば、切換スイッチやＬＡＮ通信信号とうから容易にリモコン操作位置検出手段の配設位置を検知できる。

この発明の実施の形態１に係る船体の概略平面図である。 同実施の形態１に係る船舶用エンジンの概略図である。 同実施の形態１に係るスロットルバルブ開度制御装置のブロック図である。 同実施の形態１に係るスロットルバルブを開閉する場合のフローチャート図である。 同実施の形態１に係る特性変換選択を行う場合のフローチャート図である。 同実施の形態１に係るアクセルポジションセンサがエンジン側に取り付けられている場合の特性変換係数を示すグラフ図である。 同実施の形態１に係るアクセルポジションセンサがリモコン側に取り付けられている場合の特性変換係数を示すグラフ図である。 同実施の形態１に係るアクセルポジションセンサがエンジン側に取り付けられている場合のスロットルバルブ開度特性を示すグラフ図である。 この発明の実施の形態２に係るアクセルポジションセンサがリモコン側に取り付けられている場合のスロットルバルブ開度特性を示すグラフ図である。

以下、この発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
［発明の実施の形態１］

図１乃至図８は、この発明の実施の形態１に係る図である。

まず構成を説明すると、図１中符号１０は船体で、この船体１０の船尾には、船外機１１が取り付けられ、この船外機１１には、エンジン１２がカウリング２０で覆われて配設されている。

このエンジン１２は、図２に示すように、シリンダブロック１３を有し、このシリンダブロック１３が構成するシリンダボア１４の内部には、コンロッド１５を介してクランクシャフト１６に連結されたピストン１７が往復移動自在に組み込まれ、このピストン１７の頂面と、シリンダボア１４の内面と、シリンダブロック１３に固定されたシリンダヘッド１８の凹部とによって燃焼室１９が形成されている。

そして、このシリンダヘッド１８には燃焼室１９に開口する吸気ポート２２及び排気ポート２３が設けられ、それら吸気ポート２２及び排気ポート２３に吸気弁２４及び排気弁２５が設けられている。また、そのシリンダヘッド１８には、凹部の略中央に点火プラグ２６が配設されている。

そのシリンダヘッド１８には、吸気ポート２２上流に吸気通路２７を構成する吸気管２８が接続され、又、排気ポート２３下流に排気通路を構成する排気管が接続されている。

そして、吸気通路２７中に、燃焼室１９への吸入空気量を調整するスロットルバルブ３３が配設され、このスロットルバルブ３３が「バルブ駆動部」としてのモータ３４により駆動（電子制御）されるようになっている。また、このスロットルバルブ３３の開度を検出する２つのスロットルポジションセンサ３５，３６が設けられている。このスロットルポジションセンサ３５，３６を２つ設けることにより、両者からの検出値が異なった場合には、小さい方の値を選択して、誤検出を防止すると共に安全性を確保するようにしている。

一方、その船体１０の船首側の運転席近くには、図１に示すように、リモコン３９が設けられ、このリモコン３９からケーブル４０が延長され、このケーブル４０のエンジン１２側の端部には、カウリング２０内において、リモコン３９の操作位置を検出する「リモコン操作位置検出手段」としてのアクセルポジションセンサ４３，４４が配設されている（図１及び図３参照）。このアクセルポジションセンサ４３，４４を２つ設けることにより、両者からの検出値が異なった場合には、小さい方の値を選択して、誤検出を防止すると共に安全性を確保するようにしている。

そして、これらアクセルポジションセンサ４３，４４及びスロットルポジションセンサ３５，３６が、図３に示すように、エンジン１２の各種制御を行うエンジンコントロールモジュール（以下、「ＥＣＭ」という）４５の制御部（以下、「ＣＰＵ」という）４６に入力されるように構成されている。

このＣＰＵ４６では、これら入力された信号に基づいて各種制御の演算が行われる。そして、ＣＰＵ４６から、モータ３４に信号が送られて、スロットルバルブ３３の開度が後述するように制御されると共に、このスロットルバルブ３３の開度がスロットルポジションセンサ３５，３６にて検出されてＣＰＵ４６にフィードバックされるように構成されている。

そのＣＰＵ４６は、前記アクセルポジションセンサ４３，４４からの信号により、リモコン３９の操作位置が、トローリング領域Ａ内であるか、ハンプ領域Ｂ内であるかを判断し、トローリング領域Ａ内であると判断された時には、リモコン３９の操作量に対するスロットルバルブ開度の変化量を、ハンプ領域Ｂ内であると判断された時よりも小さくするように設定されている。

より詳しくは、ＣＰＵ４６では、リモコン３９の操作位置の値に特性変換係数ｋを乗じてスロットルバルブ開度目標値を算出し、特性変換係数ｋの値が、リモコン操作位置がトローリング領域Ａ内の時には、ハンプ領域Ｂ内の時より、小さくなるように設定されている。

また、ＣＰＵ４６は、リモコン３９が低回転側から高回転側に所定値以上操作された場合、その所定値をアクセルポジションセンサ４３，４４の検出値の上限値とする。

さらに、ＣＰＵ４６は、アクセルポジションセンサ４３，４４が、リモコン３９側（例えばリモコンユニット内）に配設されているか、エンジン１２側（例えば船外機１１のカウリング２０内）に配設されているかを検知する配設位置検知部４８を有しており、この配設位置検知部４８からの信号により、特性変換係数値ｋ及び前記上限値を、リモコン３９側に配設されているか、又は、エンジン１２側に配設されているかにより異ならせた（詳細は後述する）。

その配設位置検知部４８は、切換スイッチからの信号が入力されることにより、アクセルポジションセンサ４３，４４の配設位置を検知可能としている。

また、他の手段として、配設位置検知部４８は、リモコン３９からのＬＡＮ通信により、操作位置信号が入力されたときに、アクセルポジションセンサ４３，４４が、リモコン３９側に配設されていると判断し、それ以外の時には、アクセルポジションセンサ４３，４４が、エンジン１２側に配設されていると判断することもできる。

次に、作用について説明する。

リモコン３９が操作されると、ケーブル４０が可動させられて、リモコン３９の操作位置が、２つのアクセルポジションセンサ４３，４４に検出され（ステップＳ１０１）、この操作位置信号がＣＰＵ４６に入力される。この場合には、２つのアクセルポジションセンサ４３，４４による操作位置の検出値が同じであればその値が、異なった場合には小さい方の値により操作位置が検出される。

そして、ステップＳ１０２で、アクセルポジションセンサ４３，４４の取付位置の違いにより、特性変換選択が行われる。

この特性変換選択は、図５に示すように、ステップＳ１０３で、配設位置検知部４８により、アクセルポジションセンサ４３，４４の取付位置の識別が行われる。この識別は、切換スイッチが操作されることにより、エンジン１２側にアクセルポジションセンサ４３，４４が取り付けられている旨の信号が送信された場合には、ステップＳ１０４へ進み。リモコン３９側にアクセルポジションセンサ４３，４４が取り付けられている旨の信号が送信された場合には、ステップＳ１０５へ進む。

なお、リモコン３９からのＬＡＮ通信により、操作位置信号が入力されたときに、アクセルポジションセンサ４３，４４が、リモコン３９側に配設されていると判断し、ステップＳ１０５へ進み、それ以外の時には、アクセルポジションセンサ４３，４４が、エンジン１２側に配設されていると判断してステップＳ１０４へ進めることもできる。

そのステップＳ１０４では、ケーブル４０等の遊びを考慮してＡＰＳ動作範囲（検出値の上限値）がΔＡＰＳａに設定され、特性変換係数Ｋｂが図６に示す特性に設定される。

また、ステップＳ１０５では、ケーブル等の遊びを殆ど考慮することなく、ＡＰＳ動作範囲（検出値の上限値）がΔＡＰＳｂに設定され、特性変換係数Ｋｂが図７に示す特性に設定される。このΔＡＰＳｂはΔＡＰＳａより大きく設定されている。これで、特性変換選択が行われる。

この実施の形態では、エンジン１２側にアクセルポジションセンサ４３，４４が設けられているため、ステップＳ１０４に進んで上記のような特性変換選択が行われる。

次いで、図４中ステップＳ１０６で、検出されたリモコン３９の検出値と、ステップＳ１０２で選択された上限値とが比較されて、小さい方の値が選択される。これにより、リモコン３９が低回転側から高回転側に操作され、操作限となった状態では、スロットルバルブ３３は必ず全開まで到達するように設定されている。換言すれば、そのようになるように、上限値が設定されている。

一方、ステップＳ１０７で、検出されたリモコン３９の操作位置の値から、操作位置が、トローリング領域内であるか、ハンプ領域内であるかを判断し、特性変換係数ｋの値が、リモコン操作位置がトローリング領域内の時には、ハンプ領域内の時より、小さくなるように決定される。

次いで、ステップＳ１０８で、リモコン３９の操作位置の値に、ステップＳ１０７で決定された特性変換係数ｋを乗じてスロットルポジション目標値（スロットルバルブ開度目標値）を算出する。

そして、ステップＳ１０９で、その目標値に到達するように駆動電流がモータ３４に出力されてスロットルバルブ３３が所定量駆動されて開閉される。ステップＳ１１０で、スロットルポジションセンサ３５，３６により、スロットルバルブ３３の開度が検出され、この検出値がＣＰＵ４６にフィードバックされてステップＳ１１１にて、この検出値が目標値か否か判断され、目標値である場合には、終了し、目標値でない場合には、ステップＳ１０９に戻る。

これにより、リモコン３９の操作位置がトローリング領域内であると判断された時には、リモコン３９の操作量に対するスロットルバルブ３３開度の変化量が、ハンプ領域内であると判断された時よりも小さくなる。

具体的には、図８に示すように、トローリング領域Ａ（低速領域）では、立ち上がり緩やかで、アクセル感度が鈍くなるため、低速で、且つ、微妙な速度調整が可能となる。

また、ハンプ領域Ｂでは、立ち上がりが急になり、アクセル感度が敏感になるため、低速状態から高速状態に機敏に変化することにより、船舶運転の応答性が向上することとなる。

さらに、リモコン３９が可動範囲の半分程度まで作動されると、ステップＳＳ１０４で設定された上限値により、リモコン３９が一定値以上操作されたら、スロットルバルブ３３は必ず全開まで到達することとなる（プレーニング領域Ｃ）。してみれば、ケーブル４０が長く、バックラッシュが大きい場合でも、スロットルバルブ３３を必ず全開まで到達させることができる。

また、配設位置検知部４８を設けることにより、ケーブル４０が設けられ、アクセルポジションセンサ４３，４４がエンジン１２側に設けられているものと、ケーブル４０が設けられておらず、アクセルポジションセンサ４３，４４がリモコン３９側に設けられているものとの何れにも対応させることができる。

さらに、この実施の形態では、リモコン３９からケーブル４０が延長され、このケーブル４０の動きをアクセルポジションセンサ４３，４４で検出するように構成されているため、電磁スロットル装置が設けられていなかった船舶の既存のリモコン３９やケーブル４０等を使用できる。
［発明の実施の形態２］

図９には、この発明の実施の形態２を示す。

この実施の形態２は、実施の形態１と比較すると、ケーブル４０が設けられておらず、リモコン３９側にアクセルポジションセンサ４３，４４が設けられている点で相違している。この場合には、図５中、ステップＳ１０５に進み、ＡＰＳ作動範囲ΔＡＰＳｂ（検出値の上限値）及び前記図７の特性変換係数ｋの特性が選択される。これにより、図９に示すようにリモコン操作に対してスロットルバルブ３３が制御される。

この場合には、ＡＰＳ作動範囲ΔＡＰＳｂ（検出値の上限値）はバックラッシュを考慮する必要がないため、実施の形態１の場合より大きい値に設定できることから、リモコン可動範囲の略全域に渡って、スロットルバルブ３３を制御できるため、操作性が向上することとなる。

符号の説明

１０ 船体
１１ 船外機
１２ エンジン
３３ スロットルバルブ
３４ モータ（バルブ駆動部）
３５，３６ スロットルポジションセンサ
３９ リモコン
４０ ケーブル
４３，４４ アクセルポジションセンサ
４６ 制御部
４８ 配設位置検知部
Ａ トローリング領域
Ｂ ハンプ領域

Claims (9)

1. リモコンを操作することにより、エンジンのスロットルバルブ開度が制御される船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置において、
   前記リモコンの操作位置を検出するリモコン操作位置検出手段と、
   該リモコン操作位置検出手段からの信号に基づいて前記スロットルバルブを駆動させるバルブ駆動部を制御する制御部とを有し、
   該制御部は、前記リモコン操作位置検出手段からの信号により、前記操作位置が、トローリング領域内であるか、ハンプ領域内であるかを判断し、前記トローリング領域内であると判断された時には、前記リモコンの操作量に対する前記スロットルバルブ開度の変化量を、ハンプ領域内であると判断された時よりも小さくしたことを特徴とする船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
2. 前記制御部は、前記リモコンの操作位置の値に特性変換係数を乗じて前記スロットルバルブ開度目標値を算出し、前記特性変換係数の値が、前記リモコン操作位置が前記トローリング領域内の時には、前記ハンプ領域内の時より、小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
3. 前記リモコン操作位置検出手段は、前記リモコンからケーブルが前記エンジン側に向けて延長され、該ケーブルの前記エンジン側に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
4. 前記リモコン操作位置検出手段は、前記リモコン側に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
5. 前記制御部は、前記リモコンが低回転側から高回転側に所定値以上操作された場合、前記所定値を前記リモコン操作位置検出手段の検出値の上限値とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
6. 前記制御部は、前記リモコン操作位置検出手段が、前記リモコン側に配設されているか、前記エンジン側に配設されているかを検知する配設位置検知部を有し、
   該配設位置検知部からの信号により、前記特性変換係数値を、前記リモコン側に配設されているか、又は、前記エンジン側に配設されているかにより異ならせたことを特徴とする請求項２に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
7. 前記制御部は、前記リモコン操作位置検出手段が、前記リモコン側に配設されているか、前記エンジン側に配設されているかを検知する配設位置検知部を有し、
   該配設位置検知部からの信号により、前記上限値を、前記リモコン側に配設されているか、又は、前記エンジン側に配設されているかにより異ならせたことを特徴とする請求項５に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
8. 前記配設位置検知部は、切換スイッチからの信号が入力されることにより、前記リモコン操作位置検出手段の配設位置を検知可能としたことを特徴とする請求項６又は７に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。
9. 前記配設位置検知部は、前記リモコンからのＬＡＮ通信により、操作位置信号が入力されたときに、前記リモコン操作位置検出手段が、前記リモコン側に配設されていると判断し、
   それ以外の時には、前記リモコン操作位置検出手段が、前記エンジン側に配設されていると判断することを特徴とする請求項６又は７に記載の船舶用エンジンのスロットルバルブ開度制御装置。

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