JP2008202448A - 船舶推進機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】船舶推進機の制御装置は、船舶推進機1のエンジン10に吸入空気を導入する
長管吸気通路Aと短管吸気通路Bとを切り替える切替手段Dと、切替手段Dを駆動する電動駆動手段Eと、管長切替時に切替手段Dの位置を検出する管長切替位置検出センサS1と、エンジン10に燃料を供給する燃料供給手段Cと、管長切替位置検出センサS1の出力に基づき管長切替位置検出センサS1の故障を検出するセンサ故障検出手段23と、管長切替時に検出された切替手段Dの位置に基づいて燃料の供給量を補正する制御手段25とを備え、制御手段25は、管長切替位置検出センサS1が故障した場合、長管吸気通路Aに切替える操作を行い、長管吸気通路切替時相当のセンサ出力擬似値を使用して燃料の供給量を補正する。
【選択図】図5
Description
転数との間にあるとき、長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える開閉弁の開閉状態を検出する開閉検出手段により開閉状態を検出し、エンジン回転数、スロットル開度及び開閉弁の開閉状態に対応して、予め設定された設定燃料噴射量に基づいて、そのときのエンジン回転数に対応する燃料噴射量を演算し、その噴射量でエンジンに燃料を噴射させるように燃料噴射装置を制御するものがある(特許文献2)。
ような負圧式アクチュエータでは、頻繁な切り替えに対応することができないことがある。また、特許文献2に開示される構成では、開閉弁の動作に応じた燃料補正が行われることが、開閉弁が故障した場合など異常時の制御については開示がない。
船舶推進機のエンジンに吸入空気を導入する長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える切替手段と、
前記切替手段を駆動する電動駆動手段と、
前記管長切替時に前記切替手段の位置を検出する管長切替位置検出センサと、
前記エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記管長切替位置検出センサの出力に基づき前記管長切替位置検出センサの故障を検出するセンサ故障検出手段と、
前記管長切替時に検出された前記切替手段の位置に基づいて前記燃料の供給量を補正する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記管長切替位置検出センサが故障した場合、前記長管吸気通路に切替える操作を行い、長管吸気通路切替時相当のセンサ出力擬似値を使用して燃料の供給量を補正することを特徴とする船舶推進機の制御装置である。
船舶推進機のエンジンに吸入空気を導入する長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える切替手段と、
前記切替手段を駆動する電動駆動手段と、
前記管長切替時に前記切替手段の位置を検出する管長切替位置検出センサと、
前記エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記管長切替位置検出センサの出力に基づき前記電動駆動手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記管長切替時に検出された前記切替手段の位置に基づいて前記燃料の供給量を補正する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電動駆動手段が故障した場合、前記電動駆動手段への通電を停止し、そのときの前記管長切替位置検出センサのセンサ出力値に基づいて燃料の供給量を補正することを特徴とする船舶推進機の制御装置である。
船舶推進機のクランク軸縦置きのV型エンジンの一方バンク側に配置された吸入空気を
導入する第1の吸気通路と他方バンク側に配置された第2の吸気通路と、
前記第1の吸気通路に形成された長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える第1の切替手段と前記第2の吸気通路に形成された長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える第2の切替手段と、
前記第1の切替手段を駆動する第1の電動駆動手段と前記第2の切替手段を駆動する第2の電動駆動手段と、
前記管長切替時に前記第1の切替手段の位置を検出する第1の切替位置検出手段と、
前記管長切替時に前記第2の切替手段の位置を検出する第2の切替位置検出手段と、
前記第1の切替位置検出手段と前記第2の切替位置検出手段のどちらか一方が故障した場合、前記第1の切替手段と前記第2の切替手段の両方を駆動し、それぞれ前記長管吸気通路に切替える制御手段を有することを特徴とする船舶推進機の制御装置である。
前記第1の切替位置検出手段の出力と前記第2の切替位置検出手段の出力を比較する故障検出手段を有し、
前記故障検出手段は、所定時間以上出力値が相違した場合、故障と判断することを特徴とする請求項3に記載の船舶推進機の制御装置である。
前記制御手段は、
前記第1の電動駆動手段と前記第2の電動駆動手段の一方が故障した場合、前記第1の電動駆動手段と前記第2の電動駆動手段の両方への通電を停止し、
前記第1の切替位置検出手段と前記第2の切替位置検出手段のそれぞれの出力値に基づいてそれぞれのバンクのシリンダへの燃料の供給量を補正することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の船舶推進機の制御装置である。
前記エンジンのエンジン回転数に応じて、前記所定時間の基準値または前記出力値の差の基準幅を変更することを特徴とする請求項4に記載の船舶推進機の制御装置である。
る。船舶推進機1は、ロアケース5上にドライブシャフト6が挿入されたアッパケース7を接続し、アッパケース7上にエキゾーストガイド8を介してエンジン10を搭載し、エンジン10の外周部をカウリング3により水密に囲んだ構造のものである。このカウリング3の後壁上部には外気導入口3a1が形成されており、この外気導入口3a1からカウリング3内に空気を導入するようになっている。
長切替バルブ18aが第1通路16bを全開とし、空気が第1通路16bと第2通路16cから下流の合流通路16dに流れ、この第1通路16bと第2通路16cから下流の合流通路16dで構成される短管吸気通路Bからもエンジン10に吸入空気を導入する。
情報に基づいて切替手段Dの目標位置を演算する。
置検出手段24からの管長切替時に検出される切替手段Dの位置とを比較し、演算された目標位置とフィードバックされる実際の切替手段Dの実位置の偏差を算出する。この位置の
偏差から駆動モータ19aの駆動デューティを選択し、この選択された駆動デューティに基
づく駆動信号を出力し、駆動モータ19aを駆動する。この駆動モータ19aの駆動によって切替手段Dを目標位置にする。
するマップから求めることができ、エンジン回転数と吸気圧が大きくなるに従って補正燃料噴射量マップ値が大きくなっている。短管補正マップ値は、図8(b)の縦軸にエンジン回転数、横軸に吸気圧を有するマップから求めることができ、エンジン回転数と吸気圧が大きくなるに従って補正燃料噴射量マップ値が大きくなっている。
全閉aでは、図3(a)に示す短管吸気通路Aから空気を導入し、管長切替位置検出センサ電圧がβであり、管長切替位置が全開bでは、図3(b)に示す長管吸気通路Bから空気を導入し、管長切替位置検出センサ電圧がαである。管長切替位置が全閉aで、管長切替位置検出センサ電圧がβであるときを係数「0」とし、管長切替位置が全開bで、管長切替位置検出センサ電圧がαであるときを係数「1」とする。
係数が「1」に近くなるため、長管補正マップ値に重みをおいて補正値を算出する計算式
となっている。逆に、管長切替位置が全開bの短管吸気通路に近ければ係数が「0」に近くなるため、短管補正マップ値に重みをおいて補正値を算出する計算式となっている。
多く、航走時に管長切り替えが頻繁に行なわれることがあるが、管長切替時に検出された切替手段40の位置に基づいて燃料の供給量を補正することで、切替途中でも燃料の供給を補正することができ、最適な空然比が得られる。
に移行する。
替バルブ18aを戻した後、全閉相当の長管吸気通路切替時相当の出力擬似値を燃料補正制
御に用いる。
らなくなるため、燃料補正ができなくなるが、アクアチュータを長管吸気通路Aに切替す
るように動作する。そして、長管吸気通路Aに切替するように動作させることで、長管吸気通路Aの吸気特性を使用し、長管吸気通路Aに切り替わったところで全閉相当の長管吸気通路切替時相当の出力擬似値を燃料補正制御に用いて予め設定された燃料の供給量を補正することで、管長切替位置検出センサS1の故障時でもエンジン性能をできるだけ保つことができる。
出センサS1のセンサ値)が固着判定偏差以上かの判断を行い、以上でない場合には繰り返しの判断を行い、以上の場合にはステップb2に移行する。
ステップb1に移行し、継続している場合にはステップb3に移行する。
型エンジンを説明するための図であり、図12は船舶推進機のエンジンの配置を示す側面
図、図13は船舶推進機のエンジンの配置を示す平面図、図14は船舶推進機のエンジンの配置を示す前面図、図15は吸気構造を示す横断面図、図16は吸気構造を示す縦断面図、図17は開閉弁の作動を説明する図、図18は開閉弁の作動速度を遅くする場合のエンジン出力を示す図、図19は開閉弁の停止位置を変化させる場合のエンジン出力を示す図であ
る。
て配置されている。
ド36Aが接続され、他方バンク側に第2の吸気マニホールド36Bが接続されている。こ
のようにして、吸気ポート32e及び第1の吸気マニホールド36A、吸気ポート32e及び第2の吸気マニホールド36Bにより、吸気弁開口32aから略円弧状をなすように船体前方に屈曲する屈曲部39が形成され、さらに屈曲部39はサージタンク200に接続され、これによりにより前方に延びる第1の吸気通路A1及び第2の吸気通路A2が構成されている。サージタンク200には、スロットルバルブ37aを内蔵するスロットルボディ37が接続され、スロットルボディ37の上流側には吸気サイレンサ38が接続されている。吸気サイレンサ38は、エンジン10の前方に配置されており、カウル3の略全幅に渡る大きさとなっており、空気取入れ口38aから空気が取り入れられる。
36Bの構成を、図15及び図16に基づいて詳細に説明する。サージタンク200は、第1サージタンク200aと2つの第2サージタンク200bからなり、アルミニウムダイカスト成形により吸気マニホールド36A, 36Bに対応して上下方向に長く所定容量に形成されている。このサージタンク200に接続される各吸気マニホールド36A, 36B に
は、長管吸気通路36aと短管吸気通路36bとが形成されている。
第1サージタンク200aとそれぞれの長管吸気通路36aが連通している。このそれぞ
れの長管吸気通路36aは各気筒群10bの吸気ポート32eと連通し、この吸気ポート32eは、V型のエンジン10の各シリンダ列の外側に設けられている。2つの第2サージタンク200bは、第1サージタンク200aと連通しており、長管吸気通路36aの内側、すなわちエンジン側に沿って設けられ、この両側に設けられる2つの第2サージタンク200bは、第2サージタンク200b同士で連通しており、より大きな容量を確保できる。また、V型のエンジン10では、長管吸気通路36aが各シリンダ列の外側に設けられ、シリンダ列とクランクケース31と長管吸気通路36aの間がデッドスペースとなるため、2つの第2サージタンク200bはクランクケースカバー31aからクランクケ
ース31の略中央部まで延びており、船舶推進機1を大型化させずに第2サージタンク200bの容量を確保できる。
段である開閉弁201Aが設けられ、他方側の短管吸気通路36bを開閉する第2の切替手段である開閉弁201Bが設けられている。それぞれの開閉弁201A,201Bは、上下方向
に連通して配置される弁軸202に設けられ、一方側の弁軸202の上端部には第1の電
動駆動手段であるアクチュエータ203が配置され、他方側の弁軸202の上端部には第2の電動駆動手段であるアクチュエータ203Bが配置され、アクチュエータ203A,203Bによって弁軸202を回転して開閉弁201A,201Bにより開口部200cを開閉する。
3aに囲まれたデッドスペースにアクチュエータ203A,203Bを配置でき、開閉弁201A,201Bの直上に配置する場合は、最下部の吸気マニホールド36A, 36B とボトムカウル3bの間のデッドスペースにアクチュエータ203A,203Bを配置でき、これらのカウル3の外形サイズを大きくすることなくアクチュエータ203A,203Bを装着することができる。
の検出値が入力され、これらの検出値の運転状況情報から内蔵する各種の運転制御マップなどに基づいて燃料噴射量、噴射時期及び点火時期を制御し、またアクチュエータ203A,203Bを制御して開閉弁201A,201Bにより開口部200cを開閉する。リレー、フューズなどの電装補機301は、サージタンク200の前側壁の右側上部に取り付けてカウル3内に配置されている。
ュエータ203A,203Bを制御し、左右一対の長管吸気通路36aと短管吸気通路36bとを切り換える左右一対の開閉弁201A,201Bを独立して駆動することで、左バンクと右バンクの各気筒群に応じて吸気管有効管長を異なるタイミングで変えることができ、左右の気筒群それぞれの最適な切り換えタイミングにおいてエンジン制御を行なうことができる。
える場合、切換誤差が生じる可能性がある。例えば、A点で示すエンジン回転数で切り換えると、切り換えが早すぎるためにトルクが急に低下し、またBで示すエンジン回転数で切り換えると、切り換えが遅すぎるためにトルクが急に上昇し、変速ショックが生じることになる。特に、スロットル全開時で使用することが多い船舶推進機1では、変速ショックが顕著になりやすい。
を遅くする。図18(a)に示すように、例えば、A点で示すエンジン回転数で切り換わ
った場合、切り換えが遅いためにトルクが緩やかに低下し、図18(b)に示すように、
例えば、B点で示すエンジン回転数で切り換わった場合、切り換えが遅いためにトルクが緩やかに上昇し、変速ショックが軽減される。
通路36aとの間には、上面視でそれぞれデットスペースK3,K4が形成され、デットスペースK3には、補機部品としてスタータモータなどの大型電装部品400が配置され、デットスペースK4には燃料系部品401が配置される。シリンダヘッド32の各気筒群における吸気ポート32e部分に燃料噴射弁40が挿入配置されている。燃料噴射弁40の噴射ノズルは燃焼室32dに臨んでおり、筒状の燃料供給レール41がクランク軸10a方向に向けて、かつシリンダヘッド32の外方に位置するよう配設されている。
30の左側にVバンクによって形成されるデットスペースK4に配置され、コンパクトな配置になっている。
10 エンジン
10a クランク軸
10b 気筒群
15 サージタンク
16 吸気マニホールド
16a 分岐管
16b 第1通路
16c 第2通路
16d 合流通路
17a 燃料噴射弁
17b 燃料供給レール
17d 燃料供給ホース
18a 管長切替バルブ
18b バルブ軸
18c スロットルバルブ
20 エンジン回転数検出手段
21 吸気圧検出手段
22 駆動故障検出手段
23 センサ故障検出手段
24 切替位置検出手段
25 制御手段
25a 管長切替目標値設定部
25b 管長切替制御部
25c 燃料噴射量マップ算出部
S1 管長切替位置検出センサ
S2 吸気圧センサ
S3 クランク軸センサ
A 長管吸気通路
B 短管吸気通路
C 燃料供給手段
D 切替手段
E 電動駆動手段
F 制御装置
36A 第1の吸気マニホールド
36B 第2の吸気マニホールド
36a 長管吸気通路
36b 短管吸気通路
37 スロットルボディ
38 吸気サイレンサ
40 燃料噴射弁 41 燃料供給レール
42 高圧の2次ポンプ
43 高圧の燃料配管
44 左,右分岐ホース
50 燃料供給装置
53 ベーパセパレータ
54a、54b 低圧の燃料配管
55 燃料タンク
56 燃料配管
57 燃料フィルタ
200 サージタンク
200a 第1サージタンク
200b 第2サージタンク
201A,201B 開閉弁
203A,203B アクチュエータ
800 制御手段
S1A 第1の切替位置検出手段
S1B 第2の切替位置検出手段
800A 故障検出手段
Claims (6)
- 船舶推進機のエンジンに吸入空気を導入する長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える切替手段と、
前記切替手段を駆動する電動駆動手段と、
前記管長切替時に前記切替手段の位置を検出する管長切替位置検出センサと、
前記エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記管長切替位置検出センサの出力に基づき前記管長切替位置検出センサの故障を検出するセンサ故障検出手段と、
前記管長切替時に検出された前記切替手段の位置に基づいて前記燃料の供給量を補正する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記管長切替位置検出センサが故障した場合、前記長管吸気通路に切替える操作を行い、長管吸気通路切替時相当のセンサ出力擬似値を使用して燃料の供給量を補正することを特徴とする船舶推進機の制御装置。 - 船舶推進機のエンジンに吸入空気を導入する長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える切替手段と、
前記切替手段を駆動する電動駆動手段と、
前記管長切替時に前記切替手段の位置を検出する管長切替位置検出センサと、
前記エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、
前記管長切替位置検出センサの出力に基づき前記電動駆動手段の故障を検出する故障検出手段と、
前記管長切替時に検出された前記切替手段の位置に基づいて前記燃料の供給量を補正する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記電動駆動手段が故障した場合、前記電動駆動手段への通電を停止し、そのときの前記管長切替位置検出センサのセンサ出力値に基づいて燃料の供給量を補正することを特徴とする船舶推進機の制御装置。 - 船舶推進機のクランク軸縦置きのV型エンジンの一方バンク側に配置された吸入空気を
導入する第1の吸気通路と他方バンク側に配置された第2の吸気通路と、
前記第1の吸気通路に形成された長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える第1の切替手段と前記第2の吸気通路に形成された長管吸気通路と短管吸気通路とを切り替える第2の切替手段と、
前記第1の切替手段を駆動する第1の電動駆動手段と前記第2の切替手段を駆動する第2の電動駆動手段と、
前記管長切替時に前記第1の切替手段の位置を検出する第1の切替位置検出手段と、
前記管長切替時に前記第2の切替手段の位置を検出する第2の切替位置検出手段と、
前記第1の切替位置検出手段と前記第2の切替位置検出手段のどちらか一方が故障した場合、前記第1の切替手段と前記第2の切替手段の両方を駆動し、それぞれ前記長管吸気通路に切替える制御手段を有することを特徴とする船舶推進機の制御装置。 - 前記第1の切替位置検出手段の出力と前記第2の切替位置検出手段の出力を比較する故障検出手段を有し、
前記故障検出手段は、所定時間以上出力値が相違した場合、故障と判断することを特徴とする請求項3に記載の船舶推進機の制御装置。 - 前記制御手段は、
前記第1の電動駆動手段と前記第2の電動駆動手段の一方が故障した場合、前記第1の電動駆動手段と前記第2の電動駆動手段の両方への通電を停止し、
前記第1の切替位置検出手段と前記第2の切替位置検出手段のそれぞれの出力値に基づいてそれぞれのバンクのシリンダへの燃料の供給量を補正することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の船舶推進機の制御装置。 - 前記エンジンのエンジン回転数に応じて、前記所定時間の基準値または前記出力値の差の基準幅を変更することを特徴とする請求項4に記載の船舶推進機の制御装置。
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