JP2018071368A - エンジン制御装置およびエンジン制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プログラムを記憶するための記憶領域を大きくすることなく、エンジン制御装置の不正な組み替えを防止あるいは抑制することを目的とする。
【解決手段】エンジン制御装置70は、カムシャフト部30の回転を検出するセンサ47からの信号に基づいてエンジン13の機種情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された機種情報と、記憶された機種情報と、が一致するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により機種情報が一致しないと判定された場合には、ユーザに対して警告を行い、前記判定手段により機種情報が一致すると判定された場合には、記憶された機種情報に応じたエンジンの制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図7
【解決手段】エンジン制御装置70は、カムシャフト部30の回転を検出するセンサ47からの信号に基づいてエンジン13の機種情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された機種情報と、記憶された機種情報と、が一致するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により機種情報が一致しないと判定された場合には、ユーザに対して警告を行い、前記判定手段により機種情報が一致すると判定された場合には、記憶された機種情報に応じたエンジンの制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図7
Description
本発明は、エンジン制御装置およびエンジン制御方法に関するものである。
車両や船外機に搭載されるエンジンを製造する場合、基本的な諸元が同一のエンジンを、仕向地の排気ガスや最高速度の規制に適合するように、最大馬力や出力特性を変更する場合がある。例えば、エンジンの最大馬力を変更する一般的な方法として、エンジンの最高回転数を制限したり、点火時期、燃料噴射量、または、吸気量を制限したりする処理によって行われる。このような処理は、エンジン制御装置が記憶しているプログラムに基づいて制御される。したがって、低出力用に製造したエンジンに、高出力用プログラムを記憶したエンジン制御装置をユーザが不正に組み替えてしまうことで、高出力用エンジンに改造されてしまう問題がある。この場合、エンジンを仕向地の規制に適合させることができない。
特許文献1には、エンジン機種毎に異なる歯数を有した歯車の固有のパルス信号と、予め記録された歯数とを比較演算することで、エンジン機種を判別するエンジン機種判別装置が開示されている。特許文献1のエンジン機種判別装置は、演算結果によりエンジン機種を判別した後に、判別されたエンジン機種に適したエンジン制御プログラムが選択実行される。
特許文献1のエンジン機種判別装置を用いることで、エンジン機種判別装置を組み替えることによる改造の防止あるいは抑制を図ることができる。しかしながら、特許文献1のエンジン機種判別装置では本来、必要なプログラム以外にも、エンジンの機種の数に応じた分の複数のプログラムを記憶しておく必要がある。そのため、プログラムを記憶するために必要以上の記憶容量を確保しなければならず、エンジン機種の数が多いほどエンジンのコストが上昇してしまう。したがって、コストを低減するためには、エンジン機種に応じたプログラムを記憶して記憶容量を小さくする必要がある。このように、特許文献1では、コストの削減とエンジンの改造の防止との両立を図ることができない。
本発明は上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、プログラムを記憶するための記憶領域を大きくすることなく、エンジン制御装置の不正な組み替えを防止あるいは抑制することを目的とする。
本発明のエンジン制御装置は、カムシャフト部の回転を検出する検出手段からの信号に基づいてエンジンの機種情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された機種情報と、記憶された機種情報と、が一致するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により機種情報が一致しないと判定された場合には、ユーザに対して警告を行い、前記判定手段により機種情報が一致すると判定された場合には、記憶された機種情報に応じたエンジンの制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、プログラムを記憶するための記憶領域を大きくすることなく、エンジン制御装置の不正な組み替えを防止あるいは抑制することができる。
本発明に係る実施形態は、エンジン制御装置70は、カムシャフト部30の回転を検出するセンサ47からの信号に基づいてエンジン13の機種情報を取得し、取得された機種情報と記憶された機種情報とが一致するか否かを判定し、機種情報が一致しないと判定された場合には、ユーザに対して警告を行い、機種情報が一致すると判定された場合には、記憶された機種情報に応じたエンジンの制御を行う。本実施形態のエンジン制御装置70によれば、プログラムを記憶するための記憶領域を大きくすることなく、エンジン制御装置70の不正な組み替えを防止あるいは抑制することができる。
以下、本実施例について図面を参照して説明する。本実施例では、エンジンの一例として船舶に取り付けられる船外機のエンジンを例に挙げて説明する。ここでは、基本的な諸元が同一のエンジンであるが、それぞれエンジン制御装置が実行するプログラムが異なることで、最高出力が異なる複数の機種のエンジンが用意されている。本実施例では、例えば、低出力用エンジン、中出力用エンジン、高出力用エンジンの3つの異なる機種のエンジンが用意されているものとする。
図1は船外機10の左側面図である。図2は船外機10のエンジンカバー15を取り外した状態を示す斜視図である。なお、必要に応じて以下の図面には、船外機10の前方向を前側として矢印「前」で示し、その逆の方向を後側とする。また、船外機10の左側を矢印「左」で示し、その逆の方向を右側とする。また、船外機10の上側を矢印「上」で示し、その逆の方向を下側とする。
船外機10は、船体1の後部に位置するトランサム2にブラケット装置11を介して取り付けられる。
船外機10はエンジンホルダ12を備え、エンジンホルダ12の上側にエンジン(内燃機関)13が設置される。また、エンジンホルダ12の下側にはオイルパン14が配置される。船外機10のエンジン13、エンジンホルダ12およびオイルパン14の周囲はエンジンカバー15によって覆われる。エンジン13は、クランクケース16、シリンダブロック17、シリンダヘッド18およびシリンダヘッドカバー19を結合して構成される。エンジン13は、例えば水冷4サイクル四気筒DOHCエンジンであり、クランクシャフト20を略垂直に配置したバーティカル(縦)型のエンジンである。
船外機10はエンジンホルダ12を備え、エンジンホルダ12の上側にエンジン(内燃機関)13が設置される。また、エンジンホルダ12の下側にはオイルパン14が配置される。船外機10のエンジン13、エンジンホルダ12およびオイルパン14の周囲はエンジンカバー15によって覆われる。エンジン13は、クランクケース16、シリンダブロック17、シリンダヘッド18およびシリンダヘッドカバー19を結合して構成される。エンジン13は、例えば水冷4サイクル四気筒DOHCエンジンであり、クランクシャフト20を略垂直に配置したバーティカル(縦)型のエンジンである。
オイルパン14の下部にはドライブシャフトハウジング21が設置される。エンジンホルダ12、オイルパン14およびドライブシャフトハウジング21内にはドライブシャフト22が略垂直に配置され、その上端部がクランクシャフト20の下端部に連結される。ドライブシャフト22はドライブシャフトハウジング21内を下側に向かって延び、ドライブシャフトハウジング21の下部に設けられたギヤケース23内のベベルギヤ24およびプロペラシャフト25を介してプロペラ26を駆動するように構成される。
シリンダブロック17内には往復運動するピストン27がクランクシャフト20に連結されている。ピストン27の頂部には燃焼室が形成され、燃焼室には点火プラグが固定されている。また、シリンダヘッド18には、燃焼室に連通する吸気ポートおよび排気ポートが形成されている。
吸気ポート内には燃焼室に混合気を供給できるように開閉する吸気バルブが配設される。また、吸気ポートの上流側には、吸気に燃料を噴射するインジェクタが配置される。また、吸気管の途中には、スロットルボディが配設される。一方、排気ポート内には燃焼室から排気ガスを排気できるように開閉する排気バルブが配設される。
燃焼室内に供給された混合気は、点火プラグにより点火され燃焼されることで、ピストン27は往復運動を行う。ピストン27の往復運動は、クランクシャフト20の回転に変換される。
吸気ポート内には燃焼室に混合気を供給できるように開閉する吸気バルブが配設される。また、吸気ポートの上流側には、吸気に燃料を噴射するインジェクタが配置される。また、吸気管の途中には、スロットルボディが配設される。一方、排気ポート内には燃焼室から排気ガスを排気できるように開閉する排気バルブが配設される。
燃焼室内に供給された混合気は、点火プラグにより点火され燃焼されることで、ピストン27は往復運動を行う。ピストン27の往復運動は、クランクシャフト20の回転に変換される。
また、図2に示すように、クランクケース16の左側面には、エンジン制御装置70が取り付けられている。エンジン制御装置70は、ECU(Electronic Control Unit)を用いることができる。本実施例のエンジン制御装置70はメンテナンス性を向上させるために着脱可能である。本実施例では、後述するように、エンジン13の機種に応じたエンジン制御装置70が取り付けられている。
図3は、図2に示すエンジン13からシリンダヘッドカバー19を取り外した状態を示す斜視図である。図3に示すように、シリンダヘッド18は、各気筒の吸気バルブおよび排気バルブをそれぞれ駆動するためのカムを備えたカムシャフト部30を回転可能に軸支する。本実施例のカムシャフト部30は、第1のカムシャフトとしての排気側のカムシャフト31と、第2のカムシャフトとしての吸気側のカムシャフト32とを有する。排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32は、それぞれ左右に離れ、軸線方向がクランクシャフト20と平行に配置される。
排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32は、それぞれ気筒毎に一対のカム33および一対のカム34が設けられる。カム33およびカム34は、それぞれ排気バルブおよび吸気バルブを開閉駆動するためのタペットを押圧する。
排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32は、それぞれ気筒毎に一対のカム33および一対のカム34が設けられる。カム33およびカム34は、それぞれ排気バルブおよび吸気バルブを開閉駆動するためのタペットを押圧する。
排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32は、軸方向における一方側の端部である下端に、それぞれカムスプロケット35、36が軸着される。カムスプロケット35、36にはタイミングチェーン37の一方側が巻回される。タイミングチェーン37の他方側は、クランクシャフト20に軸着されたクランクスプロケットが巻回される。したがって、クランクシャフト20の回転よりタイミングチェーン37およびカムスプロケット35、36を介して排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32が回転する。排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32が回転することで、カム33およびカム34がそれぞれ排気バルブおよび吸気バルブを所定のタイミングで開閉駆動する。
また、エンジン13は可変バルブタイミング装置(VVT:Variable Valve Timing)40を備えている。可変バルブタイミング装置40は、カム33、34によって開閉駆動される排気バルブあるいは吸気バルブの開閉タイミングを変更して、クランク角度に対する開閉時の位相を変更する。本実施例の可変バルブタイミング装置40は、吸気側のカムシャフト32に装着され、吸気側のカムシャフト32の一方側の端部である下端に配置される。したがって、可変バルブタイミング装置40は、吸気側のカムシャフト32のカム34によって開閉駆動される吸気バルブの開閉タイミングを進角または遅角するように変更する。ただし、可変バルブタイミング装置40は、吸気バルブの開閉タイミングを変更する場合に限られず、排気側のカムシャフト31に装着することで、排気バルブの開閉タイミングを変更してもよい。
可変バルブタイミング装置40は、駆動部としてのコントロールバルブと、被駆動部としてのカム位相変換部41とを有する。コントロールバルブは、エンジン13が駆動することで発生する油圧をカム位相変換部41に送り込む。カム位相変換部41は、カムスプロケット35に一体的に設けられたハウジングと、ハウジング内で所定の角度の範囲内で回転可能であって吸気側のカムシャフト32に結合されるベーンとを有している。コントロールバルブがハウジングとベーンとの間に油圧を送り込むことで、所定の角度の範囲内においてベーンがハウジング内で進角側あるいは遅角側に回転する。すなわち、ベーンが結合された吸気側のカムシャフト32が、ハウジングを設けたカムスプロケット35に対して進角側あるいは遅角側に回転して、吸気バルブの開閉駆動のタイミングが変更される。なお、可変バルブタイミング装置40は、油圧式である場合に限られず、船外機10のバッテリで駆動する電動式であってもよい。
また、排気側のカムシャフト31は、軸方向における上端側に気筒判別用の形状が施されている。具体的に、排気側のカムシャフト31の上端に気筒判別用のセンサロータ43が軸着されている。センサロータ43はリング状であって、排気側のカムシャフト31の外周に嵌め込まれた状態で固定される。したがって、センサロータ43は排気側のカムシャフト31の回転と同期して回転する。センサロータ43は、外周面から径方向に向かって突出する複数の突起を有する。また、エンジン13は、センサロータ43に近接した位置にセンサロータ43を検出する第1の検出手段としての第1のセンサ44を有する。第1のセンサ44には例えばギャップセンサを用いることができる。第1のセンサ44は、回転するセンサロータ43を検出し、検出した信号をエンジン制御装置70に送信する。例えば、第1のセンサ44は、回転するセンサロータ43の突起を検出する毎にパルス信号をエンジン制御装置70に送信する。
エンジン制御装置70は、第1のセンサ44からの信号に基づいて各気筒が吸気、圧縮、燃焼および排気の何れのタイミングであるかを判別する。
エンジン制御装置70は、第1のセンサ44からの信号に基づいて各気筒が吸気、圧縮、燃焼および排気の何れのタイミングであるかを判別する。
一方、吸気側のカムシャフト32は、軸方向における上端側に可変バルブタイミングを制御するための形状が施されている。具体的には、吸気側のカムシャフト32の上端には可変バルブタイミング制御用のセンサロータ45が軸着されている。センサロータ45はリング状であって、吸気側のカムシャフト32の外周に嵌め込まれた状態で固定される。したがって、センサロータ45は吸気側のカムシャフト32の回転と同期して回転する。センサロータ45は、外周面から径方向に向かって突出する可変バルブタイミング制御用の複数の突起を有する。また、エンジン13は、センサロータ45を検出する第2の検出手段としての第2のセンサ47を有する。第2のセンサ47には例えばギャップセンサを用いることができる。第2のセンサ47は、回転するセンサロータ45を検出し、検出した信号をエンジン制御装置70に送信する。例えば、第2のセンサ47は、回転するセンサロータ45の可変バルブタイミング制御用の突起を検出する毎にパルス信号をエンジン制御装置70に送信する。
エンジン制御装置70は、第2のセンサ47からの信号に基づいて吸気側のカムシャフト32の実際の回転状態を検出できる。したがって、エンジン制御装置70は、検出した吸気側のカムシャフト32の実際の回転状態を検出しながら、吸気バルブの開閉タイミングを進角したり遅角したりして変更するように可変バルブタイミング装置40を介して制御する。
エンジン制御装置70は、第2のセンサ47からの信号に基づいて吸気側のカムシャフト32の実際の回転状態を検出できる。したがって、エンジン制御装置70は、検出した吸気側のカムシャフト32の実際の回転状態を検出しながら、吸気バルブの開閉タイミングを進角したり遅角したりして変更するように可変バルブタイミング装置40を介して制御する。
更に、本実施例のセンサロータ45には、可変バルブタイミングを制御するための形状に加えて、エンジンの機種を判別するための形状が施されている。具体的には、吸気側のカムシャフト32に軸着されたセンサロータ45は、機種判別用の突起を有する。機種判別用の突起は、可変バルブタイミング制御用の突起と同様、センサロータ45の外周面から径方向に向かって突出する。機種判別用の突起は、エンジンの機種に応じて配置あるいは数が異なっている。
ここで、エンジンの機種に応じて配置が異なる機種判別用の突起を有するセンサロータの一例について図4を参照して説明する。
図4は、吸気側のカムシャフト32をセンサロータが配置されている側から見た図である。
図4(a)は、低出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図4(b)は、中出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図4(c)は、高出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図4(a)〜図4(c)のカムシャフト32に軸着されたセンサロータ55a〜55cは、可変バルブタイミング制御用の突起46が何れも同一位置に配置されている。具体的には、2つの可変バルブタイミング制御用の突起46が、吸気側のカムシャフト32の軸線中心を挟んで対向する位置に配置されている。
図4は、吸気側のカムシャフト32をセンサロータが配置されている側から見た図である。
図4(a)は、低出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図4(b)は、中出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図4(c)は、高出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図4(a)〜図4(c)のカムシャフト32に軸着されたセンサロータ55a〜55cは、可変バルブタイミング制御用の突起46が何れも同一位置に配置されている。具体的には、2つの可変バルブタイミング制御用の突起46が、吸気側のカムシャフト32の軸線中心を挟んで対向する位置に配置されている。
一方、図4(a)〜図4(c)に示すように、機種判別用の突起56はそれぞれ異なる位置に配置されている。図4(a)では、2つの機種判別用の突起56が2つの可変バルブタイミング制御用の突起46の間に等間隔で配置されている。図4(b)では2つの機種判別用の突起56が、2つの可変バルブタイミング制御用の突起46のうち1つの突起46を挟んで等間隔に配置されている。図4(c)では2つの機種判別用の突起56が、図4(a)とは対称な位置に配置されている。
次に、エンジンの機種に応じて数が異なる機種判別用の突起を有するセンサロータの一例について図5を参照して説明する。
図5は、吸気側のカムシャフト32をセンサロータが配置されている側から見た図である。
図5(a)は、低出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図5(b)は、中出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図5(c)は、高出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図5(a)〜図5(c)のカムシャフト32に軸着されたセンサロータ65a〜65cは、可変バルブタイミング制御用の突起46が何れも同一位置に配置されている。具体的には、2つの可変バルブタイミング制御用の突起46が、カムシャフト32の軸線中心を挟んで対向する位置に配置されている。
図5は、吸気側のカムシャフト32をセンサロータが配置されている側から見た図である。
図5(a)は、低出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図5(b)は、中出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図5(c)は、高出力用エンジンの吸気側のカムシャフトの一例である。
図5(a)〜図5(c)のカムシャフト32に軸着されたセンサロータ65a〜65cは、可変バルブタイミング制御用の突起46が何れも同一位置に配置されている。具体的には、2つの可変バルブタイミング制御用の突起46が、カムシャフト32の軸線中心を挟んで対向する位置に配置されている。
一方、図5(a)〜図5(c)に示すように、機種判別用の突起66はそれぞれ異なる数である。図5(a)では機種判別用の突起が配置されていない。図5(b)では1つの機種判別用の突起66が配置されている。図5(c)では2つの機種判別用の突起66が配置されている。
このように機種毎に吸気側のカムシャフト32を変更して組み立てることで、機種に応じたエンジン13が製造される。
このように機種毎に吸気側のカムシャフト32を変更して組み立てることで、機種に応じたエンジン13が製造される。
図4および図5に示す機種判別用の突起56,66は、可変バルブタイミング制御用の突起46を検出する第2のセンサ47により検出される。すなわち、第2のセンサ47は、可変バルブタイミング制御用の突起46を検出するセンサと、機種判別用の突起56,66を検出するセンサとを兼ねている。第2のセンサ47は、回転するセンサロータ45の機種判別用の突起56,66を検出する毎にパルス信号をエンジン制御装置70に送信する。
したがって、エンジン制御装置70は、第2のセンサ47からの信号に基づいてエンジン13の機種情報を取得することができる。
したがって、エンジン制御装置70は、第2のセンサ47からの信号に基づいてエンジン13の機種情報を取得することができる。
次に、エンジン制御装置70の構成について図6を参照して説明する。
図6に示すように、エンジン制御装置70は、CPU71、メモリ72、入力回路73、出力回路74等を含んで構成されている。
CPU71は、いわゆるコンピュータであって、メモリ72に記憶されたプログラムを実行して、各センサ等から送信される信号に基づいてエンジン13を制御する。
図6に示すように、エンジン制御装置70は、CPU71、メモリ72、入力回路73、出力回路74等を含んで構成されている。
CPU71は、いわゆるコンピュータであって、メモリ72に記憶されたプログラムを実行して、各センサ等から送信される信号に基づいてエンジン13を制御する。
メモリ72は、ROM、RAM、および、EEPROM等が含まれる。
メモリ72には、エンジン13を制御するためにCPU71が実行するプログラムが記憶されている。本実施例のメモリ72には、エンジン13の機種に応じたプログラムが記憶されている。具体的には、低出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、低出力用エンジンを制御するためのプログラムが記憶される。また、中出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、中出力用エンジンを制御するためのプログラムが記憶される。また、高出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、高出力用エンジンを制御するためのプログラムが記憶される。すなわち、メモリ72には、異なる機種のエンジン13を制御するためのプログラムが記憶されていないために、記憶容量を小さくすることができ、エンジン制御装置70のコストを削減することができる。
メモリ72には、エンジン13を制御するためにCPU71が実行するプログラムが記憶されている。本実施例のメモリ72には、エンジン13の機種に応じたプログラムが記憶されている。具体的には、低出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、低出力用エンジンを制御するためのプログラムが記憶される。また、中出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、中出力用エンジンを制御するためのプログラムが記憶される。また、高出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、高出力用エンジンを制御するためのプログラムが記憶される。すなわち、メモリ72には、異なる機種のエンジン13を制御するためのプログラムが記憶されていないために、記憶容量を小さくすることができ、エンジン制御装置70のコストを削減することができる。
更に、メモリ72には、エンジン13の機種に応じた機種情報が記憶されている。ここでは、吸気側のカムシャフト32には図5に示すセンサロータ65a〜65cのようにエンジン13の機種に応じた数の機種判別用の突起66があるものとして説明する。
具体的には、低出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、図5(a)に示す機種判別用の突起66の数と同じ数である「0」の情報が記憶されている。また、中出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、図5(b)に示す機種判別用の突起66の数と同じ数である「1」の情報が記憶されている。また、高出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、図5(c)に示す機種判別用の突起66の数と同じ数である「2」の情報が記憶されている。
具体的には、低出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、図5(a)に示す機種判別用の突起66の数と同じ数である「0」の情報が記憶されている。また、中出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、図5(b)に示す機種判別用の突起66の数と同じ数である「1」の情報が記憶されている。また、高出力用エンジンに搭載されているエンジン制御装置70のメモリ72には、図5(c)に示す機種判別用の突起66の数と同じ数である「2」の情報が記憶されている。
入力回路73は、船外機10内外の各種センサ等から信号が入力される。具体的には、第1のセンサ44は、センサロータ43の気筒判別用の突起を検出したときに信号を出力する。また、第2のセンサ47は、センサロータ45の可変バルブタイミング制御用の突起を検出したときに信号を出力する。また、第2のセンサ47は、センサロータ45のエンジン13の機種判別用の突起を検出したときに信号を出力する。また、クランク角センサ75は、クランクシャフト20の角度に応じた信号を出力する。
出力回路74は、インジェクタ77、スロットルボディ78、モニタ79、ブザー80、点火プラグ81、および、可変バルブタイミング装置40を制御するための信号を送信する。CPU71は、入力回路73を介して入力された各センサからの信号に基づいて演算して、演算に基づいた信号を出力回路74を介して各機器に出力する。具体的には、CPU71は、燃料噴射量の信号をインジェクタ77に出力する。また、CPU71は、吸気量の信号をスロットルボディ78に出力する。また、CPU71は、表示する信号等をモニタ79に出力したり、発生させる音の信号等をブザー80に出力したりする。更に、CPU71は、点火プラグ81に点火信号を出力する。
出力回路74は、インジェクタ77、スロットルボディ78、モニタ79、ブザー80、点火プラグ81、および、可変バルブタイミング装置40を制御するための信号を送信する。CPU71は、入力回路73を介して入力された各センサからの信号に基づいて演算して、演算に基づいた信号を出力回路74を介して各機器に出力する。具体的には、CPU71は、燃料噴射量の信号をインジェクタ77に出力する。また、CPU71は、吸気量の信号をスロットルボディ78に出力する。また、CPU71は、表示する信号等をモニタ79に出力したり、発生させる音の信号等をブザー80に出力したりする。更に、CPU71は、点火プラグ81に点火信号を出力する。
このように、本実施例では少なくともエンジン制御装置70のメモリ72にはエンジン13の機種に応じたプログラムおよびエンジン13の機種に応じた機種情報が記憶されている。すなわち、エンジン制御装置70はエンジン13の機種に応じて用意され、エンジン13を製造するときにエンジン13の機種に応じたエンジン制御装置70が搭載される。
上述したように構成されるエンジン13では、低出力用エンジンに高出力用エンジンのエンジン制御装置70を取り付けることで、低出力用エンジンが高出力用のエンジンに改造されてしまう。そこで、本実施例のエンジン制御装置70は、異なる機種のエンジン13のエンジン制御装置70を組み替える改造を防止できるように構成されている。
上述したように構成されるエンジン13では、低出力用エンジンに高出力用エンジンのエンジン制御装置70を取り付けることで、低出力用エンジンが高出力用のエンジンに改造されてしまう。そこで、本実施例のエンジン制御装置70は、異なる機種のエンジン13のエンジン制御装置70を組み替える改造を防止できるように構成されている。
以下、異なる機種のエンジン13のエンジン制御装置70を組み替える改造を防止するエンジン制御装置70の処理について図7のフローチャートを参照して説明する。図7のフローチャートは、エンジン制御装置70のCPU71がメモリ72に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。なお、以下では、図5に示すように、吸気側のセンサロータ45がエンジン13の機種に応じて数が異なる機種判別用の突起66を有しているものとする。
S10では、エンジン制御装置70のCPU71はユーザによるエンジン始動の指示に応じてエンジン13を始動する。エンジン13が始動することでクランクシャフト20、排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32が回転する。第2のセンサ47は吸気側のカムシャフト32に軸着されたセンサロータ45の機種判別用の突起66の検出を開始する。
S10では、エンジン制御装置70のCPU71はユーザによるエンジン始動の指示に応じてエンジン13を始動する。エンジン13が始動することでクランクシャフト20、排気側のカムシャフト31および吸気側のカムシャフト32が回転する。第2のセンサ47は吸気側のカムシャフト32に軸着されたセンサロータ45の機種判別用の突起66の検出を開始する。
S11では、CPU71は第2のセンサ47からの信号に基づいてエンジン13の機種情報を取得する。この処理は、取得手段による処理の一例に対応する。具体的には、CPU71は機種情報として機種判別用の突起66の数を取得する。例えば、図5(a)に示すようにエンジン13が低出力用エンジンの場合には機種判別用の突起66の数が「0」である。したがって、第2のセンサ47が機種判別用の突起66を検出したときの信号はCPU71に入力されないために、CPU71は機種情報として「0」の情報を取得する。一方、図5(b)に示すようにエンジン13が中出力用エンジンの場合には機種判別用の突起66の数が「1」である。したがって、第2のセンサ47が機種判別用の突起66を検出したときの信号が吸気側のカムシャフト32の1回転する度に1回、CPU71に入力されるためにCPU71は機種情報として「1」の情報を取得する。エンジン13が高出力用エンジンの場合にはCPU71は機種情報として「2」の情報を取得する。
なお、第2のセンサ47からの信号には、可変バルブタイミング制御用の突起46を検出したときの信号と、機種判別用の突起66を検出したときの信号とがある。したがって、CPU71は、クランク角センサ75からの信号に基づいて第2のセンサ47からの信号が可変バルブタイミング制御用の突起46を検出したときの信号か、機種判別用の突起66を検出したときの信号かを判定する必要がある。例えば、CPU71はクランクシャフト20の1回転毎に等間隔で出力される信号を、可変バルブタイミング制御用の突起46を検出したときの信号であると判定する。一方、CPU71はクランクシャフト20の2回転毎に出力される信号を、機種判別用の突起66を検出したときの信号と判定する。
S12では、CPU71はメモリ72に予め記憶されているエンジン13の機種情報を取得する。具体的には、CPU71は機種判別用の突起66の数と同じ数である「0」〜「2」の何れかの情報を取得する。
S13では、CPU71はS11において第2のセンサ47からの信号に基づいて取得したエンジン13の機種情報と、S12において取得したメモリ72に記憶されているエンジン13の機種情報とが一致するか否かを判定する。この処理は、判定手段による処理の一例に対応する。通常、第2のセンサ47からの信号に基づいて取得したエンジン13の機種情報と、メモリ72に記憶されている機種情報とは一致する。しかしながら、エンジン制御装置70が組み替えられている場合、エンジン制御装置70にはエンジン13の機種情報とは異なる機種情報が記憶されているために機種情報は一致しない。例えば、低出力用エンジンに、高出力用エンジンのエンジン制御装置70を組み替えている場合、S11ではエンジン13の機種情報として「0」の情報が取得されるが、S12ではメモリ72に記憶されている「2」の情報が取得される。このように、エンジン制御装置70が組み替えられている場合には、第2のセンサ47からの信号に基づいて取得したエンジン13の機種情報と、メモリ72に記憶されている機種情報とが一致しない。
第2のセンサ47からの信号に基づいて取得したエンジン13の機種情報と、メモリ72に記憶されている機種情報とが一致する場合にはS14に進み、一致しない場合にはS15に進む。
第2のセンサ47からの信号に基づいて取得したエンジン13の機種情報と、メモリ72に記憶されている機種情報とが一致する場合にはS14に進み、一致しない場合にはS15に進む。
S14では、CPU71は一致すると判定した機種情報に応じたエンジンの制御を行う。この処理は、制御手段による処理の一例に対応する。すなわち、第2のセンサ47からの信号に基づいて取得したエンジン13の機種情報と、メモリ72に記憶されている機種情報とが一致する場合にはエンジン制御装置70が組み替えられていないので、CPU71は記憶されているプログラムに基づいてエンジン13を通常通りに制御する。
S15では、CPU71はユーザに警告する。この処理は、制御手段による処理の一例に対応する。すなわち、第2のセンサ47からの信号に基づいて取得したエンジン13の機種情報と、メモリ72に記憶されている機種情報とが一致しない場合には不正にエンジン制御装置70が組み替えられている可能性が高いために、CPU71は異なるエンジン制御装置70が取り付けられている旨をユーザに警告する。ここで、警告には、モニタ79への表示あるいは警告灯を表示したりブザー80等を介して音や音声を発したりする報知、エンジン13の始動を停止したりクランクシャフト20の回転数が所定の回転数以上にならないようなエンジン13の出力を制限することが含まれる。具体的にエンジン13の出力を制限するには、例えば、CPU71はスロットルボディ78のスロットルバルブを所定の角度以上開かないように制御する。なお、CPU71はモニタ79への表示とエンジンの出力の制限とを同時に行う等、上述した処理を複数、組み合せてもよい。
したがって、ユーザは異なるエンジン制御装置70が取り付けられていることを認識することができる。
したがって、ユーザは異なるエンジン制御装置70が取り付けられていることを認識することができる。
なお、ここでは、エンジン13の機種に応じて機種判別用の突起66の数が異なる場合について説明したが、この場合に限られず、機種判別用の突起56の配置が異なる場合でも同様にCPU71は機種情報を取得することができる。例えば、図4(a)に示すようにエンジン13が低出力用エンジンの場合には2つの可変バルブタイミング制御用の突起46の間に等間隔で2つの機種判別用の突起56が位置する。したがって、第2のセンサ47が可変バルブタイミング制御用の突起46を検出したときの信号の間に機種判別用の突起56を検出したときの信号が2回、CPU71に入力されると、CPU71は機種情報として「0」の情報を取得する。一方、図4(b)に示すようにエンジン13が中出力用エンジンの場合には2つの可変バルブタイミング制御用の突起46の間に1つの機種判別用の突起56が位置する。したがって、第2のセンサ47が可変バルブタイミング制御用の突起46を検出したときの信号の間に機種判別用の突起56を検出したときの信号が1回のみCPU71に入力されると、CPU71は機種情報として「1」の情報を取得する。エンジン13が高出力用エンジンの場合にはCPU71は機種情報として「2」の情報を取得する。なお、機種判別用の突起56を検出したときの信号の情報と、機種情報としての「0」〜「2」の情報とは関連付けてメモリ72に記憶されている。したがって、CPU71は機種判別用の突起56を検出したときの信号の情報に関連付けられた機種情報をメモリ72から読み出すことで、機種情報を取得することができる。
以上のように、本実施例のエンジン制御装置70は、カムシャフト部30の回転を検出する第2のセンサ47からの信号に基づいてエンジン13の機種情報を取得し、取得された機種情報と記憶されている機種情報とが一致するか否かを判定する。エンジン制御装置70は一致しない場合にユーザに対して警告を行い、一致する場合に記憶された機種情報に応じたエンジン13の制御を行う。したがって、エンジン制御装置70を不正に組み替えた場合には警告されるために、ユーザがエンジン制御装置70を組み替えることを防止あるいは抑制することができる。また、メモリ72にはエンジンの機種に対応した複数のプログラムを記憶する必要がないために、メモリ72の記憶容量を小さくでき、エンジン13およびエンジン制御装置70のコストを削減することができる。
なお、本実施例では、エンジン13がDOHCエンジンである場合について説明したが、この場合に限られず、SOHCエンジンであってもよい。SOHCエンジンの場合にはカムシャフトは一つであるために、一つのカムシャフトにエンジン13の機種に応じた形状を施すことができる。
なお、本実施例では、エンジン13がDOHCエンジンである場合について説明したが、この場合に限られず、SOHCエンジンであってもよい。SOHCエンジンの場合にはカムシャフトは一つであるために、一つのカムシャフトにエンジン13の機種に応じた形状を施すことができる。
また、本実施例のエンジン13は、気筒判別を行うためにカムシャフト部30の回転を検出する第1のセンサ44と、エンジン13の機種情報を取得するためにカムシャフト部30の回転を検出する第2のセンサ47とを有する。したがって、エンジン制御装置70は第1のセンサ44からの信号に基づいて精度よく気筒判別を行うことができ、第2のセンサ47からの信号に基づいて精度よくエンジン13の機種情報を取得することができる。
なお、SOHCエンジンの場合には一つのカムシャフトのうち異なる位置に気筒判別を行うための形状とエンジン13の機種に応じた形状とを施すことができる。この場合、第1のセンサ44および第2のセンサ47はカムシャフト部30のそれぞれ異なる部位の回転を検出する。
なお、SOHCエンジンの場合には一つのカムシャフトのうち異なる位置に気筒判別を行うための形状とエンジン13の機種に応じた形状とを施すことができる。この場合、第1のセンサ44および第2のセンサ47はカムシャフト部30のそれぞれ異なる部位の回転を検出する。
また、本実施例のエンジン13は、吸気側のセンサ44が気筒判別を行うための形状が施された排気側のカムシャフト31の回転を検出し、第2のセンサ47がエンジン13の機種に応じた形状が施された吸気側のカムシャフト32の回転を検出する。したがって、エンジン制御装置70は、エンジン13がDOHCエンジンの場合であっても、カムシャフトの回転を検出するそれぞれのセンサからの信号に基づいて、気筒判別を行うことができ、更にエンジン13の機種情報を取得することができる。
また、本実施例のエンジン13は、吸気側のカムシャフト32が第2のセンサ47により検出されるセンサロータ45を設け、センサロータ45はエンジン13の機種に応じて異なる配置あるいは異なる数の突起56,66を有する。したがって、エンジン13の機種に応じた形状を容易に施すことができる。なお、センサロータ45がエンジン13の機種毎に異なる数の突起66を有する場合には出力が低いエンジンほど突起66の数が少なくなるようにし、出力が高いエンジンほど突起66の数が多くなるようにすることが好ましい。このような突起66の数にすることで、突起66を削ってしまうことで高出力用エンジンに改造されることを防止することができる。
また、本実施例のエンジン13は、第2のセンサ47が可変バルブタイミング装置40を制御するために施された形状を検出するセンサと、エンジンの機種に応じて施された形状を検出するセンサとを兼ねている。したがって、複数のセンサを配置する場合よりもエンジン13のコストを削減することができる。
また、本実施例のエンジン制御装置70は、第2のセンサ47からの信号に基づいて取得した機種情報と、記憶されている機種情報とが一致しない場合の警告として、エンジン13の出力の制限、あるいは、エンジン13の始動を停止するように制御する。したがって、ユーザがエンジン制御装置70を組み替えることを防止あるいは抑制することができる。
また、本実施例のエンジン制御装置70は、第2のセンサ47からの信号に基づいて取得した機種情報と、記憶されている機種情報とが一致しない場合の警告として、エンジン13の出力の制限、あるいは、エンジン13の始動を停止するように制御する。したがって、ユーザがエンジン制御装置70を組み替えることを防止あるいは抑制することができる。
以上、本発明を上述した実施例を用いて説明したが、本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上述した実施例では船外機10のエンジン13の例を説明したが、自動二輪車、自動三輪車、四輪車等に搭載されるエンジンに適用してもよい。
また、上述した実施例では、四気筒エンジンの例を説明したが、その他の複数気筒エンジンあるいは単気筒エンジンであってもよい。
上述した実施例では船外機10のエンジン13の例を説明したが、自動二輪車、自動三輪車、四輪車等に搭載されるエンジンに適用してもよい。
また、上述した実施例では、四気筒エンジンの例を説明したが、その他の複数気筒エンジンあるいは単気筒エンジンであってもよい。
また、上述した実施例では、エンジン13の機種が、低出力用エンジン、中出力用エンジン、高出力用エンジンの3種類である場合について説明したが、2種類(低出力用エンジンおよび高出力用エンジン)あるいは4種類以上であってもよい。
また、上述した実施例では、エンジン13が可変バルブタイミング装置40を備える場合について説明したが、可変バルブタイミング装置40を備えていなくもよい。
また、上述した実施例では、吸気側のカムシャフト32にエンジン13の機種に応じた形状を施す場合について説明したが、排気側のカムシャフト31にエンジン13の機種に応じた形状を施してもよい。
また、上述した実施例では、エンジン13が可変バルブタイミング装置40を備える場合について説明したが、可変バルブタイミング装置40を備えていなくもよい。
また、上述した実施例では、吸気側のカムシャフト32にエンジン13の機種に応じた形状を施す場合について説明したが、排気側のカムシャフト31にエンジン13の機種に応じた形状を施してもよい。
10:船外機 13:エンジン 30:カムシャフト部 31:排気側のカムシャフト(第1のカムシャフト) 32:吸気側のカムシャフト(第2のカムシャフト) 40:可変バルブタイミング装置 43:気筒判別用のセンサロータ 44:第1のセンサ 45:可変バルブタイミング制御用のセンサロータ 46:可変バルブタイミング制御用の突起 47:第2のセンサ 55a〜55c:センサロータ 56:機種判別用の突起 65a〜65c:センサロータ 66:機種判別用の突起 70:エンジン制御装置 71:CPU 72:メモリ
Claims (7)
- カムシャフト部の回転を検出する検出手段からの信号に基づいてエンジンの機種情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された機種情報と、記憶された機種情報と、が一致するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により機種情報が一致しないと判定された場合には、ユーザに対して警告を行い、
前記判定手段により機種情報が一致すると判定された場合には、記憶された機種情報に応じたエンジンの制御を行う制御手段と、
を有することを特徴とするエンジン制御装置。 - 前記検出手段は、
気筒判別を行うために前記カムシャフト部の回転を検出する第1の検出手段と、
前記エンジンの機種情報を取得するために前記カムシャフト部の回転を検出する第2の検出手段と、を有し、
前記第2の検出手段は、前記カムシャフト部のうちエンジンの機種に応じた形状が施された部位の回転を検出し、
前記取得手段は、前記第2の検出手段からの信号に基づいてエンジンの機種情報を取得することを特徴とする請求項1に記載のエンジン制御装置。 - 前記カムシャフト部は、第1のカムシャフトと、第2のカムシャフトと、を有し、
前記第1の検出手段は、気筒判別を行うための形状が施された前記第1のカムシャフトの回転を検出し、
前記第2の検出手段は、前記エンジンの機種に応じた形状が施された前記第2のカムシャフトを検出することを特徴とする請求項2に記載のエンジン制御装置。 - 前記第2のカムシャフトは、前記第2の検出手段により検出されるセンサロータが設けられ、
前記センサロータは、エンジンの機種毎に異なる数あるいは異なる配置の突起を有することを特徴とする請求項3に記載のエンジン制御装置。 - 前記エンジンは、前記第2のカムシャフトに可変バルブタイミング装置を備え、
前記第2の検出手段は、前記可変バルブタイミング装置を制御するために前記第2のカムシャフトの回転を検出する検出手段を兼ねていることを特徴とする請求項3または4に記載のエンジン制御装置。 - 前記制御手段は、前記判定手段により機種情報が一致しないと判定された場合のユーザに対する警告として、前記エンジンの出力の制限、あるいは、前記エンジンの始動を停止するように制御することを特徴とする請求項1ないし5の何れか1項に記載のエンジン制御装置。
- カムシャフト部の回転を検出する検出手段からの信号に基づいてエンジンの機種情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにより取得された機種情報と、記憶された機種情報と、が一致するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより機種情報が一致しないと判定された場合には、ユーザに対して警告を行い、
前記判定ステップにより機種情報が一致すると判定された場合には、記憶された機種情報に応じたエンジンの制御を行う制御ステップと、
を有することを特徴とするエンジン制御方法。
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