JP2004218477A

JP2004218477A - 電子制御駆動装置

Info

Publication number: JP2004218477A
Application number: JP2003004581A
Authority: JP
Inventors: Makoto Itoi; 誠糸井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-01-10
Filing date: 2003-01-10
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-01-10
Also published as: JP3833616B2; US20040142611A1; US6832940B2

Abstract

【課題】シフト急逆転操作時にプロペラ駆動軸の回転が十分に落ちてからシフトを接続してエンジンにかかる負荷を軽減し、エンスト等の不具合を防止することが可能な電子制御駆動装置を得る。
【解決手段】目標スロットル開度に従って内燃機関のスロットルを開閉するスロットルアクチュエータ１１と、目標シフト位置に従ってシフトを駆動するシフトアクチュエータ１２とが設けられ、目標シフト位置が開放された時のエンジン回転数を取得し保持するエンジン回転数保持手段（ステップＳ４）と、保持されたエンジン回転数に応じてシフト駆動待ち時間を演算する待ち時間演算手段（ステップＳ５）とを備え、目標シフト位置開放時から待ち時間のカウントを開始し（ステップＳ６，Ｓ７）、待ち時間が経過した後に（ステップＳ８）、シフトアクチュエータ駆動を許可する（ステップＳ９）。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子制御駆動装置に関し、特に、船舶等の移動車両に搭載されて、当該移動車両に設けられた内燃機関の駆動制御を行う電子制御駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
船舶分野において、船舶の後方に、エンジンを搭載した船外機を設け、当該船外機の下部に設けられたプロペラの回転方向により、船舶を前進または後退させる構造を有するものが一般的に用いられている。このような船舶の場合、船舶の駆動における非常時や着岸時等に際して前進航走状態から急停止させる場合、船舶にはブレーキを装備していないため、船舶操縦者はシフトレバーを「フォワード（Ｆ：前進）」→「ニュートラル（Ｎ）」→「リバース（Ｒ：後退）」の順で切り換える操作を行っていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２７８９４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法においては、前進速度が速いときは、シフトレバーを「ニュートラル」に切り換えてプロペラに対する駆動力を遮断したとしても、船舶はしばらくの間前進航走を継続し、プロペラは、船舶の前進航走に伴う水流によりゆっくりと正転し続けるため、この状態で船舶を急停止させるべく、シフトレバーを「リバース」に切り換えてプロペラを逆転させようとすると、エンジンに極めて大きな負荷が掛かり、エンジン回転数が一時的に急激に低下するため、特に低回転域のトルクが小さいエンジンではエンストを引き起こすため、船舶を的確に停止させることができないという問題点があった。
【０００５】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、シフト急逆転操作時にプロペラ駆動軸の回転が十分に落ちてからシフトを接続してエンジンにかかる負荷を軽減し、エンスト等の不具合を防止することが可能な電子制御駆動装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、移動車両に設けられた内燃機関の駆動制御を行う電子制御駆動装置であって、操作レバーを有する制御手段と、操作レバー位置が入力されて、目標スロットル開度および目標シフト位置を演算する目標値演算手段と、上記制御手段の制御により、上記目標スロットル開度に従って内燃機関のスロットルを開閉するスロットルアクチュエータと、上記制御手段の制御により、上記目標シフト位置に従ってシフトを駆動するシフトアクチュエータと、上記目標シフト位置が開放された時のエンジン回転数を取得し、保持するエンジン回転数保持手段と、上記保持されたエンジン回転数に応じてシフト駆動待ち時間を演算する待ち時間演算手段とを備え、上記制御手段は、目標シフト位置開放時から上記待ち時間のカウントを開始し、上記待ち時間が経過した後に、シフトアクチュエータ駆動を許可する電子制御駆動装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に沿って説明する。本実施の形態における電子制御駆動装置においては、リモコンとシフト機構とが電気的に接続されており、シフトアクチュエータによってシフト機構が駆動されるものを例に挙げて説明する。このとき、エンジンの回転力をプロペラ軸に伝達するための動力伝達系のシフトは、船内の操作レバーをニュートラルからフォワード側またはリバース側に移動させてクラッチを接合してトランスミッションをシフトさせ、さらにレバーを移動することによりスロットル開度を大きくして回転数を上げるものである。本実施の形態における電子制御駆動装置は、図１に示すように、シフトレバーとスロットルレバーとが一体に構成された船舶操縦者が操作するためのリモコン操作レバー（図示せず）が設けられているリモコン１が設けられ、当該リモコン操作レバー位置は電圧により、電線２を介して出力される。リモコン１には、電線２を介して、リモコンコントロールユニット３が接続されている。リモコンコントロールユニット３は、電線２より得たリモコン操作レバー位置より目標シフト位置と目標スロットル開度を演算し、通信線４を介して他ノードと通信を行う。通信線４はＣＡＮ等のＢＵＳ接続する通信線から構成されている。通信線４には、スロットルアクチュエータコントロールユニット５とシフトアクチュエータコントロールユニット６とがそれぞれ並列になるように接続されている。
【０００８】
スロットルアクチュエータコントロールユニット５は、通信線４を介してリモコンコントロールユニット３と通信を行い、電子制御スロットルアクチュエータ１１を制御する。すなわち、スロットルアクチュエータ１１より電線７を介してスロットルアクチュエータ開度を得るとともに、制御信号を信号線８を介して出力してスロットルアクチュエータ１１を駆動する。スロットルアクチュエータ１１は制御信号として受信した目標スロットル開度に従って内燃機関のスロットルを開閉する。
【０００９】
シフトアクチュエータコントロールユニット６は通信線４を介してリモコンコントロールユニット３と通信を行い、電子制御シフトアクチュエータ１２を制御する。すなわち、シフトアクチュエータ１２より電線９を介してシフトアクチュエータ位置を得るとともに、制御信号を信号線１０を介して出力してシフトアクチュエータ１２を駆動する。シフトアクチュエータ１２は制御信号として受信した目標シフト位置に従ってシフトを駆動する。なお、シフトアクチュエータコントロールユニット６は、後述するシフト駆動待ち時間ＫＷａｉｔを現在のエンジン回転数に基づいて決定するためのマップ等を格納しているメモリと、決定された当該シフト駆動待ち時間ＫＷａｉｔをダウンカウントするためのダウンカウンタＣＷａｉｔ（図示せず）とを有している。
【００１０】
次に、シフトアクチュエータコントロールユニット６の動作を図２のフローチャートに沿って説明する。ステップＳ１よりシフトアクチュエータの処理を開始する。このとき、リモコンコントロールユニット３はリモコンレバー位置より目標シフト位置と目標スロットル開度を演算し、通信線４を介して発信しているものとする。
【００１１】
従って、ステップＳ２にてシフトアクチュエータコントロールユニット６は、通信線４より目標シフト位置を受信する。
【００１２】
ステップＳ３で、ステップＳ２にて受信した目標シフト位置が開放されたかどうかを判定する。目標シフト位置が、シフトインの状態からニュートラルに切り換える（例：フォワード→ニュートラル）というのであれば、シフトレバーおよびスロットルレバーが操作され、それにより、目標シフト位置が開放されたと判定し、ステップＳ４に進む。一方、目標シフト位置開放と判定されなかった場合には、ステップＳ８に進む。
【００１３】
ステップＳ４に進んだ場合は、ステップＳ４で、現在のエンジン回転数を保持する。
【００１４】
次に、ステップＳ５で、ステップＳ４にて保持されたエンジン回転数に応じたシフト駆動待ち時間ＫＷａｉｔを演算する。演算はあらかじめ用意したマップなどにて行う。当該マップは、シフトアクチュエータコントロールユニット６に設けられたメモリ（図示せず）等に予め格納されているものとする。図３に、当該あらかじめ用意したシフト駆動時間マップの一例を示す。すなわち、各エンジン回転数に対するシフト駆動待ち時間ＫＷａｉｔの値が示されている。また、当該表をグラフ化したグラフを図４に示す。図４において、横軸が現在のエンジン回転数、縦軸がシフト駆動待ち時間である。これにより、例えば高回転時にシフトが開放された場合はシフト駆動待ち時間を長く設定し、十分にプロペラ駆動軸の回転落ちを待ち、低回転時にはシフト駆動待ち時間を短く設定し、プロペラ駆動軸の回転落ちをあまり待つ必要がない作用が期待できる。なお、ユーザが、当該マップの値を必要に応じて使用状況等に基づいて変更することが可能なように設計しておけば、より快適な駆動が期待でき、利便性も向上する。
【００１５】
ステップＳ６で、ステップＳ５にて得たシフト駆動待ち時間ＫＷａｉｔをダウンカウンタＣＷａｉｔに代入する。
【００１６】
ステップＳ７で、ダウンカウンタＣＷａｉｔをダウンカウントする。なお、本実施の形態においては、ダウンカウントは、目標シフト位置開放（シフトイン→ニュートラル）時直後（または、解放時）から開始する。
【００１７】
ステップＳ８で、ダウンカウンタＣＷａｉｔの値が０か否かを判定する。０であれば、シフト駆動待ち時間が経過したと判定し、ステップＳ９に進む。Ｏでなければ、ステップＳ１０に進み、処理を終了する。
【００１８】
ステップＳ９に進んだ場合は、ステップＳ９で、シフトアクチュエータを駆動する。
【００１９】
なお、船舶分野において、リモコン形状は、シフトレバーとスロットルレバーが一体化した形状と、シフトレバーとスロットルレバーが別体の形状のものが存在する。
【００２０】
シフトレバーとスロットルレバーが別体のリモコンの場合、シフトとスロットルが独立して操作可能であり、シフト開放後もスロットル操作が行われるとエンジン回転数が変化する。
【００２１】
シフトレバーとスロットルレバーが一体のリモコンであっても、例えば、フォワード（Ｆ）→ニュートラル（Ｎ）→リバース（Ｒ）というリモコン操作が短時間に為されたとき、シフトアクチュエータがＲ位置に入る前にスロットルが開き、エンジン回転数が高い状態でシフトがＲ位置に入る可能性がある。
【００２２】
上記の例のように、ここで、シフト駆動待ち時間中（ダウンカウンタＣＷａｉｔをダウンカウント中）にスロットルが駆動され、エンジン回転の変動があると、ステップＳ５にて得たシフト駆動待ち時間は無効になる。これを回避し、シフトイン（ニュートラル→リバースまたはニュートラル→フォワード）時にスムーズにシフトインできるようにスロットルを閉じておく。
【００２３】
以下に、図５に沿ってスロットルアクチュエータコントロールユニット５の動作を説明する。Ｓｌ０１よりスロットルアクチュエータの処理を開始する。
【００２４】
ステップＳｌ０２で、通信線４よりリモコンコントロールユニット３が発信している目標スロットル開度を受信する。
【００２５】
ステップＳｌ０３で、通信線４よりリモコンコントロールユニット３が発信している目標シフト位置を受信する。
【００２６】
ステップＳｌ０４で、通信線４よりシフトアクチュエータコントロールユニット６が発信している現在シフト位置を受信する。
【００２７】
ステップＳ１０５で、ステップＳｌ０３にて受信した目標シフト位置とステップＳｌ０４にて受信した現在シフト位置とが一致しているか否かを判定し、一致しているならば、スロットルアクチュエータ駆動が許可されているとし、ステップＳｌ０６に進む。不一致ならばステップＳｌ０７に進む。
【００２８】
ステップＳ１０６で、ステップＳ１０２にて受信した目標スロットル開度にスロットルアクチュエータを駆動する。
【００２９】
ステップＳ１０６における判定で目標シフト位置と現在シフト位置が不一致ならば、ステップＳｌ０７で、スロットルアクチュエータを全閉にする。
【００３０】
ステップＳ１０８で、一連のスロットルアクチュエータコントロールユニット５の処理を終了する。
【００３１】
図６に、本実施の形態における動作のタイミングチャートを示す。当該タイミングチャートにおいては、フォワード（Ｆ）→ニュートラル（Ｎ）→リバース（Ｒ）の操作を図示している。図において、６０はシフト駆動待ち時間（ＣＷａｉｔ）、６１はエンジン回転ン数、６２は現在スロットル開度、６３は現在シフト位置、６４は目標シフト位置及び目標スロットル開度の推移を示している。また、６０１は、目標シフト位置が開放（Ｆ→Ｎ）された時点、６０２はシフト駆動待ち時間が０になった（ＣＷａｉｔ＝０）時点、６０３は現在シフト位置が開放（Ｆ→Ｎ）された時点、６０４は現在シフト位置がシフトイン（Ｎ→Ｒ）した時点である。図６に示されるように、目標シフト位置及び目標スロットル開度（リモコン位置）が変化しても、図２に示したシフトアクチュエータのフローチャートに従って、シフト駆動待ち時間経過後に現在シフト位置、すなわち、シフトアクチュエータが動作する。この間現在スロットル開度すなわちスロットルアクチュエータは、図５に示したスロットルアクチュエータのフローチャートに従って、目標シフト位置と現在シフト位置が不一致の間は全閉としている。シフト駆動待ち時間経過後にシフトアクチュエータが動作し、エンジン回転数が十分に落ちた状態でシフトがＲ位置に入るので、逆転駆動力による負荷は小さく、エンスト等の不具合が生じる可能性が低くなる。
【００３２】
一方、上述した従来例においては、同じくＦ→Ｎ→Ｒ操作の場合、目標シフト位置及び目標スロットル開度（リモコン位置）にわずかな応答遅れ時間で現在シフト位置、すなわちシフトアクチュエータが動作する。しかし、現在スロットル開度すなわちスロットルアクチュエータの動作のほうがシフトアクチュエータより速く、また、エンジン回転数が十分に落ちていない状態でシフトがＲ位置に入ってしまうので、大きな逆転駆動力が伝達され、これにより、エンスト等の不具合が生じる可能性がある。
【００３３】
以上のように、本実施の形態においては、目標シフト位置開放（シフトイン→ニュートラル）時のエンジン回転数を保持し、保持されたエンジン回転数に応じて待ち時間を演算して、目標シフト位置開放（シフトイン→ニュートラル）時直後から待ち時間のカウントを開始し、待ち時間が経過した後に、シフトアクチュエータ駆動を許可するようにしたので、シフトレバー操作時にシフト駆動待ち時間を見込むことにより、プロペラ回転の減衰を十分に待ち、シフトレバー逆転操作時など、プロペラ軸とエンジン軸の回転が逆回転で、シフト接続時にエンジンに大きな負荷がかかるシフト接続時のエンストをも防ぐことができる。また、シフト機構の開放を目標シフト位置の開放より遅らせることにより、エンジンとプロペラ軸の接続期間が長くなり、プロペラに対するいわゆるエンジンブレーキ効果を期待できる。このように、本実施の形態においては、プロペラ駆動軸の回転が十分に落ちてからシフトを接続でき、エンジンにかかる負荷が軽減され、エンスト等の不具合を防止することができる。なお、本実施の形態においては、リモコン１、スロットルアクチュエータコントロールユニット５およびシフトアクチュエータコントロールユニット６とが別体で構成されている例を説明したが、その場合に限らず、これらを一体化させてもよく、その場合も、同様の効果が得られる。
【００３４】
実施の形態２．
上記の実施の形態１においては、シフト待ち時間のカウントを、目標シフト位置開放（シフトイン→ニュートラル）時から開始する例について説明したが、その場合に限らず、本実施の形態においては、シフト待ち時間のカウントを、シフトアクチュエータ開放（シフトイン→ニユートラル）時からとする。この場合にも、同様の効果を得ることができ、プロペラ駆動軸の回転が十分に落ちてからシフトを接続でき、エンジンにかかる負荷が軽減され、エンスト等の不具合を防止することができる。
【００３５】
実施の形態３．
上述の実施の形態２においては、エンジン回転数の保持を、目標シフト位置開放（シフトイン→ニュートラル）時とした例を説明したが、その場合に限らず、本実施の形態においては、エンジン回転数の保持を、シフトアクチュエータ開放（シフトイン→ニュートラル）時とする。この場合にも、同様の効果を得ることができ、プロペラ駆動軸の回転が十分に落ちてからシフトを接続でき、エンジンにかかる負荷が軽減され、エンスト等の不具合を防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明は、移動車両に設けられた内燃機関の駆動制御を行う電子制御駆動装置であって、操作レバーを有する制御手段と、操作レバー位置が入力されて、目標スロットル開度および目標シフト位置を演算する目標値演算手段と、上記制御手段の制御により、上記目標スロットル開度に従って内燃機関のスロットルを開閉するスロットルアクチュエータと、上記制御手段の制御により、上記目標シフト位置に従ってシフトを駆動するシフトアクチュエータと、上記目標シフト位置が開放された時のエンジン回転数を取得し、保持するエンジン回転数保持手段と、上記保持されたエンジン回転数に応じてシフト駆動待ち時間を演算する待ち時間演算手段とを備え、上記制御手段は、目標シフト位置開放時から上記待ち時間のカウントを開始し、上記待ち時間が経過した後に、シフトアクチュエータ駆動を許可する電子制御駆動装置であるので、シフト急逆転操作時にプロペラ駆動軸の回転が十分に落ちてからシフトを接続してエンジンにかかる負荷を軽減し、エンスト等の不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による電子制御駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態による電子制御駆動装置に設けられたシフトアクチュエータコントロールユニットの動作を示した流れ図である。
【図３】本発明の実施の形態による電子制御駆動装置におけるエンジン回転数に対して予め設定されたシフト駆動待ち時間を示すマップの一例を示した説明図である。
【図４】図３のマップをグラフ化したグラフを示した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態による電子制御駆動装置に設けられたスロットルアクチュエータコントロールユニットの動作を示した流れ図である。
【図６】本発明の実施の形態による電子制御駆動装置の動作タイミングを示したタイミング図である。
【符号の説明】
１リモコン、２電線、３リモコンコントロールユニット、４通信線、５スロットルアクチュエータコントロールユニット、６シフトアクチュエータコントロールユニット、７電線、８信号線、９電線、１０信号線、１１スロットルアクチュエータ、１２シフトアクチュエータ。

Claims

移動車両に設けられた内燃機関の駆動制御を行う電子制御駆動装置であって、
操作レバーを有する制御手段と、
操作レバー位置が入力されて、目標スロットル開度および目標シフト位置を演算する目標値演算手段と、
上記制御手段の制御により、上記目標スロットル開度に従って内燃機関のスロットルを開閉するスロットルアクチュエータと、
上記制御手段の制御により、上記目標シフト位置に従ってシフトを駆動するシフトアクチュエータと、
上記目標シフト位置が開放された時のエンジン回転数を取得し、保持するエンジン回転数保持手段と、
上記保持されたエンジン回転数に応じてシフト駆動待ち時間を演算する待ち時間演算手段と
を備え、
上記制御手段は、目標シフト位置開放時から上記待ち時間のカウントを開始し、上記待ち時間が経過した後に、シフトアクチュエータ駆動を許可することを特徴とする電子制御駆動装置。
移動車両に設けられた内燃機関の駆動制御を行う電子制御駆動装置であって、
操作レバーを有する制御手段と、
操作レバー位置が入力されて、目標スロットル開度および目標シフト位置を演算する目標値演算手段と、
上記制御手段の制御により、上記目標スロットル開度に従って内燃機関のスロットルを開閉するスロットルアクチュエータと、
上記制御手段の制御により、上記目標シフト位置に従ってシフトを駆動するシフトアクチュエータと、
上記目標シフト位置が開放された時のエンジン回転数を取得し、保持するエンジン回転数保持手段と、
上記保持されたエンジン回転数に応じてシフト駆動待ち時間を演算する待ち時間演算手段と
を備え、
上記制御手段は、シフトアクチュエータ開放時から上記待ち時間のカウントを開始し、上記待ち時間が経過した後に、シフトアクチュエータ駆動を許可することを特徴とする電子制御駆動装置。
移動車両に設けられた内燃機関の駆動制御を行う電子制御駆動装置であって、
操作レバーを有する制御手段と、
操作レバー位置が入力されて、目標スロットル開度および目標シフト位置を演算する目標値演算手段と、
上記制御手段の制御により、上記目標スロットル開度に従って内燃機関のスロットルを開閉するスロットルアクチュエータと、
上記制御手段の制御により、上記目標シフト位置に従ってシフトを駆動するシフトアクチュエータと、
上記シフトアクチュエータが開放された時のエンジン回転数を取得し、保持するエンジン回転数保持手段と、
上記保持されたエンジン回転数に応じてシフト駆動待ち時間を演算する待ち時間演算手段と
を備え、
上記制御手段は、シフトアクチュエータ開放時から上記待ち時間のカウントを開始し、上記待ち時間が経過した後に、シフトアクチュエータ駆動を許可することを特徴とする電子制御駆動装置。