JP2022123253A - 船外機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高い内燃機関の制御を実現する船外機の制御装置を提供する。【解決手段】クランク信号（Ｂ）とカム信号（Ｃ）とが入力され、クランク信号（Ｂ）に基づいてクランクロータ（１４）の回転を検出すると共に、検出したクランクロータ（１４）の１回転ごとに入力されたカム信号（Ｃ）のパターンを検出し、検出したカム信号（Ｃ）のパターンが予め設定したパターンに連続して予め設定した回数一致したときに内燃機関の気筒位置を検出し、内燃機関の燃料噴射と点火を制御するように構成した船外機の制御装置。【選択図】図１

Description

本願は、船外機の制御装置に関するものである。

船外機を備えた船舶において、快適な船舶の航走を行なうためには、船外機に搭載される内燃機関が状況に応じて適切に制御される必要がある。船外機に搭載された内燃機関を適切に制御するためには、その内燃機関を制御する制御装置において、内燃機関の複数の気筒のうちのどの気筒に何れのタイミングで燃料噴射と点火を行なうかのタイミング制御が重要である。

従来、内燃機関の前述のタイミング制御に関して様々な技術が提案されているが、一般的には、たとえば、内燃機関のカムロータの回転位置をカム角センサにより検出し、カム角センサからのカム信号に基づいて内燃機関の複数の気筒をＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｏｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により演算して識別し、識別した気筒への燃料噴射タイミングと点火タイミングの制御とをＥＣＵからの指令に基づいて行なうように構成されている。

特許文献１に開示された従来の内燃機関の制御装置は、一つの計測手段からの計測値に基づいて、予め定められた角度位置から点火時期までの時間を演算し，この演算信号により点火装置を制御すると共に、比較手段により周期の相異を判別して気筒を識別して内燃機関を制御するように構成されている。

特許２５５０３９７号公報

従来の船外機の制御装置における内燃機関の気筒識別は、クランクロータの突起による欠け歯から欠け歯までの間に、カム角センサからのカム信号がどのようなパターンで存在するかにより判定する。したがって、カム信号へのノイズの重なり、あるいはカム角センサの誤検出、などにより気筒識別が正確に行なわれなくなると、内燃機関の性能が低下し、最悪の場合には突発的な内燃機関の停止（エンジンストップ）、あるいは内燃機関の故障、などが発生する場合がある。

本願は、前述のような課題を解決するための技術を開示するものであり、精度の高い内燃機関の制御を実現する船外機の制御装置を提供することを目的とする。

本願に開示される船舶の制御装置は、
船舶に搭載された船外機を制御する船外機の制御装置であって、
前記船外機に搭載された内燃機関の燃料噴射と点火を制御するＥＣＵと、
前記内燃機関のクランク軸と連動して回転するクランクロータと、前記クランクロータの回転角に対応するクランク信号を生成するクランク角センサと、を備えたクランク角検出手段と、
前記内燃機関の排気弁の開閉を制御するカム軸と連動して回転するカムロータと、前記カムロータの回転角に対応するカム信号を生成するカム角センサと、を備えたカム角検出手段と、
を備え、
前記ＥＣＵは、
前記クランク信号と前記カム信号とが入力され、前記クランク信号に基づいて前記クランクロータの回転を検出すると共に、前記検出した前記クランクロータの１回転ごとに前記入力された前記カム信号のパターンを検出し、
前記検出したカム信号のパターンが予め設定したパターンに連続して予め設定した回数一致したときに前記内燃機関の気筒位置を検出し、
前記検出した気筒位置に基づいて前記燃料噴射と前記点火を制御する、
ように構成されたものである。

本願に開示される船外機の制御装置によれば、精度の高い内燃機関の制御を実現する船外機の制御装置が得られる。

実施の形態１による船外機の制御装置を船舶に適用した場合の全体構成を示す構成図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、気筒識別制御の全体を示すフローチャート図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、カム信号入力処理を示すフローチャート図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、クランク信号入力処理を示すフローチャート図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、クランク信号とカム信号とを説明する説明図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、始動時気筒識別処理を示すフローチャート図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、通常時気筒識別処理を示すフローチャート図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、カム角センサ摩耗判定回数処理を示すフローチャート図である。 実施の形態１による船外機の制御装置における、カム角センサ摩耗判定処理を示すフローチャート図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による船外機の制御装置を船舶に適用した場合の全体構成を示す構成図である。図１において、船舶２０の船尾に搭載された船外機１０は、内燃機関と、内燃機関により駆動されるプロペラ、などが一体化されて構成されている。船外機１０には、内燃機関を制御する制御手段としてのＥＣＵ１１が搭載されている。船舶２０には、ＥＣＵ１１との間でゲージ信号Ａを介して通信を行なうゲージ２１が備えられている。ユーザは、ゲージ２１により、船外機１０と船舶２０の状態を確認し、ＥＣＵ１１を介して船外機１０を操作することができる。

船舶２０には、スロットルレバー２２が設けられており、ユーザは、このスロットルレバー２２を操作することにより、スロットル制御信号ＥをＥＣＵ１１に送信し、ＥＣＵ１１を介して船外機１０に搭載されている内燃機関のスロットルボディ１６のスロットル弁１６１の開度を制御し、内燃機関の吸入空気量を調節して内燃機関の出力を制御することができる。

船外機１０に搭載されている内燃機関のクランク軸には、クランク軸と連動して回転するクランクロータ１４が連結されている。クランクロータ１４の外周面には、予め定められた数のたとえば磁性材料で構成された複数の突起１４１が、予め定められた間隔で配列されている。クランク角センサ１５は、クランクロータ１４の周面に対向するように配置されており、クランクロータ１４の突起１４１の通過を電気信号に変換し、クランク信号ＢとしてＥＣＵ１１に入力する。ここで、クランク角検出手段１５０は、クランクロータ１４と、突起１４１と、クランク角センサ１５、とにより構成されている。

また、内燃機関の排気弁を開閉させる排気カム軸には、排気カム軸と連動して回転するカムロータ１２が連結されている。排気カム軸は、クランク軸の２回転ごとに１回転するので、カムロータ１２はクランクロータ１４の２回転ごとに１回転する。カムロータ１２の外周面には、予め定められた数のたとえば磁性材料で構成された突起１２１が、カムロータ１２の周方向に予め定められた間隔で配列さられている。カム角センサ１３は、カムロータ１２の周面に対向するように配置されており、カムロータ１２の突起１２１の通過を電気信号に変換し、カム信号ＣとしてＥＣＵ１１に入力する。ここで、カム角検出手段１３０は、カムロータ１２と、突起１２１と、カム角センサ１３と、により構成されている。

スロットルセンサ１７は、スロットルボディ１６におけるスロットル弁１６１の開度を検出し、検出したスロットル弁の開度値に対応するスロットル信号ＤとしてＥＣＵ１１に入力する。ＥＣＵ１１は、入力されたスロットル信号Ｄに基づいて、内燃機関に対する燃料噴射に最適な空気量を得るためのスロットル弁開度を演算し、その演算値に基づくスロットル駆動信号Ｆによりスロットル弁１６１の開度を制御する。また、ＥＣＵ１１は、後述するように、クランク角検出手段１５０からのクランク信号Ｂとカム角検出手段１３０からのカム信号Ｃとに基づいて、内燃機関の気筒を識別し、識別した各気筒に対して最適なタイミングで燃料噴射と点火制御を行う。"

ＥＣＵ１１には、カム角検出手段の交換時期と、船舶の航走時間と、船舶の航走パターンと、のうちの少なくとも一つの情報が記憶されており、ゲージ２１は、ＥＣＵ１１に記憶されているこれらの情報に基づいて、カム角検出手段１３０の交換時期を判定し、ゲージ２１にその交換についての表示を行う。また、記憶した内容が予め定められた条件に達したときに、船舶に設けられたゲージ２１に表示して、ユーザに通知し得るように構成されている、

図２は、実施の形態１による船外機の制御装置における、気筒識別制御の全体を示すフローチャート図であって、ＥＣＵ１１による処理を示している。ＥＣＵ１１による気筒識別制御の処理は、クランク角検出手段１５０からのクランク信号Ｂが検出されたときに実行される。図２において、ステップＳ２０１では、カム角検出手段１３０から入力されるカム信号Ｃの入力処理を行ない、ステップＳ２０２では、クランク角検出手段１５０から入力されるクランク信号Ｂの入力処理を行なう。

つぎに、ステップＳ２０３において、内燃機関の始動時における気筒識別処理としての始動時気筒識別処理を行ない、ステップＳ２０４では、内燃機関の通常運転時における気筒識別処理としての通常時気筒識別処理を行なう。つぎに、ステップＳ２０５では、カム角検出手段１３０の摩耗を判定するカム角検出手段の摩耗判定回数を判断するカム角検出手段摩耗判定回数処理を行ない、ステップＳ２０６において、カム角検出手段の摩耗を最終的に判定するカム角検出手段摩耗判定処理を行ない、気筒識別処理制御を終了する。

前述のクランクロータ１４の突起１４１は、予め定められた一定の間隔でクランクロータ１４の周面に配置されているが、予め定められた位置では突起が存在しないように構成されており、その突起が存在しない位置を「欠け歯」と称する。ＥＣＵ１１は、クランク角センサ１５により送信されたクランク信号Ｂに基づき、クランクロータ１４が１回転しているか否かの判定を行う。

ここで、クランク角検出手段１５０からＥＣＵ１１に入力されるクランク信号Ｂと、カム角検出手段１３０からＥＣＵに入力されるカム信号Ｃについて説明する。図５は、実施の形態１による船外機の制御装置における、クランク信号とカム信号とを説明する説明図である。図５において、（ａ）はクランク信号Ｂ、（ｂ）はカム信号Ｃ、を夫々示している。横軸は時間である。

クランク信号Ｂは、クランクロータ１４の突起１４１による磁束変化をクランク角センサ１５が電気信号に変換することで生成され、たとえば、クランクロータ１４の欠け歯Ｍの終了時点ｔ1からつぎに欠け歯Ｍが終了する時点ｔ２まで、がクランクロータ１４の１回転を示し、ＥＣＵ１１は、時点t１から時点ｔ２までをクランクロータ１４の１回転と判定する。

カム信号Ｃは、カムロータ１２の突起１２１による磁束変化をカム角センサ１３が電気信号に変換することで生成され、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、つまりクランクロータ１４の１回転の期間で２個のカム信号Ｃ１、Ｃ２を発生し、時刻ｔ２からつぎの欠け歯Ｍが終了する時点（図示せず）までの期間、つまりクランクロータ１４のつぎの１回転の期間で１個のカム信号Ｃ３を発生する。このように、クランクロータ１４が１回転するごとに、カム信号Ｃが、２個、１個、２個、・・・というように順次繰り返してＥＣＵ１１に入力される。

ＥＣＵ１１は、クランクロータ１４が１回転するごとに、カム信号Ｃの入力回数を更新し、それまでの「今回値」を「前回値」に更新し、それまでの「前回値」を「前々回値」に更新する。すなわち、クランク角検出手段１５０にて検出されたクランク信号Ｂの欠け歯Ｍから欠け歯Ｍの間に、カム角検出手段１３０にて検出されたカム信号Ｃが何個存在するかをＥＣＵ１１にて判定する。より具体的には、欠け歯Ｍと判定された次のクランク信号Ｂ１の検出時（時刻ｔ１）に、クランクロータ１４が１回転したこと、およびカム信号Ｃの入力回数の更新を行う。カム信号Ｃのパターンは、実施の形態１では、一例として、欠け歯Ｍで区切られる期間ごとに、順次、２個、１個、２個・・・となるパターンとしているが、クランク信号Ｃのパターンはこれに限られるものではない。

つぎに、図２のステップＳ２０１からステップＳ２０６におけるＥＣＵ１１での処理について、詳細に説明する。図３は、実施の形態１による船外機の制御装置における、カム信号入力処理を示すフローチャート図であって、図２におけるステップＳ２０１での処理の詳細を示している。図３において、カム信号入力処理の初回起動時には、ステップＳ３０１での判定により、内燃機関がエンジンストップ（以下、エンストと称する）している（Ｙｅｓ）状態からスタートし、ステップＳ３０５において、［カム信号入力回数（前々回値）＝「０」］、[カム信号入力回数（前回値）＝「０」]、［カム信号入力回数（今回値）＝「０」］、に設定して処理を終了する。

つぎに、内燃機関が始動すれば、ステップＳ３０１における判定が（Ｎｏ）となり、ステップＳ３０２に移行し、クランクロータ１４が1回転しているか否かを判定する。ステップＳ３０２での判定は、クランク角センサ１５によりクランク信号Ｂが前述の図５に示すように、たとえば、欠け歯Ｍが終了した時点ｔ１からつぎに欠け歯Ｍが終了した時点ｔ２を検出することで、クランクロータ１４が１回転したと判定することができる。

ステップＳ３０２でクランクロータ１４が１回転していると判定すれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ３０３に移行し、カム信号入力回数（前回値）をカム信号入力回数（前々回値）に更新し、カム信号入力回数（今回値）をカム信号入力回数（前回値）に更新し、今回のカム信号入力回数をカム信号入力回数（今回値）として、処理を終了する。ここで、内燃機関の始動直後であれば、前々回値は「０」、前回値は「０」、今回値は「１」、に更新される。ステップＳ３０２での判定に用いるカム信号Ｃの入力回数に関しては、実施の形態１では前々回値まで記載しているが、何個まででも増やすことは可能である。ただ、判定数が多くなるほど起動時のドライバビリティが悪くなるため、判定数はパラメータで増減できるようにすればよい。

一方、ステップＳ３０２での判定の結果が不成立の場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３０４に移行し、カム信号入力回数は前回値に保持される。すなわち、［カム信号入力回数（前々回値）＝前回値］、［カム信号入力回数（前回値）＝前回値］、［カム信号入力回数（今回値）＝前回値］、として処理を終了する。

つぎに、図４は、実施の形態１による船外機の制御装置における、クランク信号入力処理を示すフローチャート図であって、図２におけるステップＳ２０２での処理の詳細を示している。図４において、クランク信号入力処理の初回起動時には、ステップＳ４０１での判定により、内燃機関がエンストしている（Ｙｅｓ）状態からスタートし、ステップＳ４０２において、［クランク信号入力回数＝「０」］、として、処理を終了する。

つぎに、内燃機関が始動すれば、ステップＳ４０１における判定が（Ｎｏ）となり、ステップＳ４０３に移行し、クランクロータ１４が１回転しているか否かを判定する。ステップＳ４０３での判定は、クランク角センサ１５によりクランク信号Ｂが前述の図５に示すように、たとえば、欠け歯Ｍが終了した時点ｔ１からつぎに欠け歯Ｍが終了した時点ｔ２を検出することで、クランクロータ１４が１回転したと判定することができる。

一方、ステップＳ４０３での判定の結果、クランクロータ１４が1回転していない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ４０５に移行し、図５に示すクランク角センサにより検出した、気筒位置を示すクランク信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、の入力回数の数を順次加算する。すなわち、［気筒位置入力回数＝クランク信号］とし、処理を終了する。ステップＳ４０３でクランクロータ１４の欠け歯Ｍを検出してクランクロータ１４が１回転していると判定すれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ４０４に移行し、クランク信号入力回数を「１」に更新する。一方、ステップＳ４０１でエンストを検出すれば、ステップＳ４０２にてクランク信号入力回数を「０」にクリアして処理を終了する。

図６は、実施の形態１による船外機の制御装置における、始動時気筒識別処理を示すフローチャート図であって、図２におけるステップＳ２０３での処理の詳細を示している。図６において、ステップＳ６０１では、クランク信号が検出されたか否かの判定を行い、クランク信号が検出された場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０２に移行する。

ステップＳ６０２において、クランクロータが１回転したか否か、又は、［クランク信号入力回数＞ＸＣＲＮＫＮ］が成立するか否かの判定を行う。ここで、ＸＣＲＮＫＮは、予め定められたパラメータ値である。ステップＳ６０２での判定の結果、クランクロータが1回転していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０３に移行する。ただし、［クランク信号入力回数＞ＸＣＲＮＫＮ］が成立していない場合は、クランクロータが１回転していると判定した場合でもステップＳ６０３に移行しない。これは、始動時の内燃機関の回転変動が大きいため、ある程度安定した回転が得られたところから以降の判定を行うようにするためである。

ステップＳ６０１、又はステップＳ６０２が不成立（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ６１２に移行し、内燃機関の始動時の気筒位置として前回値を保持する。図６における処理の起動時において、内燃機関の始動時の気筒位置は「０」が代入されている。この［気筒位置（始動時）＝０］をＥＣＵ１１が判定し、その場合、燃料噴射として、複数の気筒のシリンダに同時に燃料を噴射させるグループ噴射を行う。

ステップＳ６０２からステップＳ６０３に移行すると、［カム信号入力回数（今回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ１］が成立するか否かの判定を行う。ここで、ＸＣＡＭＰＯＳ１は、予め定められたパラメータ値である。ステップＳ６０３での判定の結果、［カム信号入力回数（今回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ１］が成立していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０４に移行し、［カム信号入力回数（前回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ２］が成立しているか否かを判定する。ここで、ＸＣＡＭＰＯＳ２は、予め定められたパラメータ値である。

ステップＳ６０４での判定の結果、［カム信号入力回数（前回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ２］が成立していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０５に移行し、［カム信号入力回数（前々回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ３］が成立するか否かの判定を行う。ここで、ＸＣＡＭＰＯＳ３は、予め定められたパラメータ値である。ステップＳ６０５での判定の結果、［カム信号入力回数（前々回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ３］が成立していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０６に移行し、気筒位置（始動時）としてパラメータ値ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ１を代入する。

すなわち、カム角センサ１３から入力されたカム信号入力回数（今回値）、カム信号入力回数（前回値）、カム信号入力回数（前々回値）が、夫々のステップＳ６０３，Ｓ６０４、Ｓ６０５で設定されているパラメータ値と同一である場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６０６に移行し、気筒位置（始動時）に、パラメータ値ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ１を代入して、処理を終了する。

一方、ステップＳ６０３、ステップＳ６０４、ステップＳ６０５のうちの少なくとも何れかのステップでの判定結果が不成立（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ６１２に移行し、気筒位置（始動時）は前回値に保持される。

ステップＳ６０３での判定の結果が不成立（Ｎｏ）であった場合には、ステップＳ６０７に移行し、［カム信号入力回数（今回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ４］が成立するか否かの判定を行う。ここで、ＸＣＡＭＰＯＳ４は、予め定められたパラメータ値である。ステップＳ６０７での判定の結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０８に移行し、［カム信号入力回数（前回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ５］が成立するか否かの判定を行う。ここで、ＸＣＡＭＰＯＳ５は、予め定められたパラメータ値である。

ステップＳ６０８での判定結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６０９へ移行し、［カム信号入力回数（前々回値）＝ＸＣＡＭＰＯＳ６］が成立するか否かの判定を行う。ここで、ＸＣＡＭＰＯＳ６は、予め定められたパラメータ値である。ステップＳ６０９での判定結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ６１０に移行し、気筒位置（始動時）としてパラメータ値ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ２を代入する。

もし、ステップＳ６０７、ステップＳ６０８、ステップＳ６０９のうちの少なくとも何れかのステップでの判定結果が不成立であれば（Ｎｏ）、ステップＳ６１１にて気筒位置（始動時）は前回値に保持される。

図７は、実施の形態１による船外機の制御装置における、通常時気筒識別処理を示すフローチャート図であって、図２におけるステップＳ２０４での処理の詳細を示している。図7において、ステップＳ７０１にてクランク信号を検出したか否かの判定を行い、その判定結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０２に移行して［クランク信号回数＝ＸＤＣＲＮＫＮＯ］が成立か否かの判定を行う。ここで、ＸＤＣＲＮＫＮＯは、予め定められたパラメータ値である。

ステップＳ７０２での判定の結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０３に移行し、［気筒位置（始動時）≠０］が成立するか否かを判定し、成立であれば（Ｙｅｓ）ステップＳ７０４へ移行する。ステップＳ７０４では、［気筒位置（始動時）＝ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ１］、又は、［気筒位置（始動時）＝ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ２］で、かつ、［初回検出ラッチフラグ＝０］が成立するか否かを判定する。ここで、ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ１、ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ２は、前述の図６の処理により気筒位置（始動時）に設定したパラメータ値である。

ステップＳ７０４での判定結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０７に移行し、［気筒位置＝ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ１＋１］、又は、［気筒位置＝ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ２＋１］、［初回検出ラッチフラグ＝１］を設定し、処理を終了する。

ステップＳ７０１、ステップＳ７０２、ステップＳ７０３のうちの少なくとも何れかのステップでの判定結果が不成立であれば（Ｎｏ）、ステップＳ７０６に移行し、［気筒位置＝気筒位置(前回値)］を維持して、処理を終了する。

一方、ステップＳ７０４での判定結果が不成立であれば（Ｎｏ）、ステップＳ７０５へ移行し、［気筒位置＝ＸＤＰＯＳＭＡＸ］が成立するか否かの判定を行う。ここで、ＸＤＰＯＳＭＡＸは、気筒位置が最大気筒数を示すパラメータ値であり、予め定められた値である。ステップＳ７０５での判定結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ７０８へ移行して［気筒位置＝１］を設定する。

ステップＳ７０５での判定結果が不成立であれば（Ｎｏ）、ステップＳ７０９へ移行して［気筒位置＝気筒位置（前回値）＋１］を設定し、処理を終了する。

前述のように、ステップＳ７０２からステップＳ７０４の条件がすべて成立（Ｙｅｓ）、およびステップＳ７０５が不成立（Ｎｏ）の場合に、気筒位置を１つ進める。ステップＳ７０１からステップＳ７０３の何れかが不成立（Ｎｏ）の場合は、気筒位置は前回値のまま保持する。また、ステップＳ７０４にて気筒位置（始動時）がパラメータ値ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ１、又はパラメータ値ＸＰＯＳＩＴＩＯＮ２であり、初回ラッチフラグが「０」(気筒位置を初めて判定する場合)の時、気筒位置（始動時）の値に「１」を加算したものを気筒位置とする。それ以降は、ステップＳ７０９にて気筒位置を前回値に「１」を加算し、あるいはステップＳ７０５にて気筒位置が最大気筒数（ＸＤＰＯＳＭＡＸ）になった場合には、気筒位置を「１」にクリアする。

図８は、実施の形態１による船外機の制御装置における、カム角検出手段摩耗判定回数処理を示すフローチャート図であって、図２におけるステップＳ２０５での処理の詳細を示している。図８において、ステップＳ８０１では、内燃機関がエンストしているか否かを判定し、判定結果が不成立であれば（Ｎｏ）、ステップＳ８０２へ移行し、クランクロータが１回転しているか否かの判定を行う。

ステップＳ８０２での判定結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ８０３へ移行し、［カム角信号入力回数（前回値）＝カム角信号バッファ２］であり、かつ、［カム角信号入力回数（前々回値）＝カム角信号バッファ３］であり、かつ、［カム角信号入力（今回値）＝カム角信号バッファ１］が成立するか否かの判定を行う。すなわち、ステップＳ８０３では、カム信号の入力パターンが正常時のカム信号の入力パターンと同じであるか否かの判定を行う。ステップＳ８０３での判定結果が成立であれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ８０４へ移行し、カム摩耗判定回数を「０」として処理を終了する。

ここで、カム信号入力バッファは、図８に示すように、欠け歯Ｍから欠け歯Ｍの間にあるカム信号Ｃの数を記憶したものであり、カム信号入力バッファは、クランクロータの１回転ごとに、カム信号の入力回数を今回値、前回値、前々回値・・・として記憶する。バッファ数は、過去のどのパターンまで判定として用いるかにより異なる数となる。このバッファを用いて、ノイズなどにより異常パターンが入っていないかを確認する。

ステップＳ８０３にて判定の結果、カム信号入力パターンがカム信号入力バッファに保管されている正常時のカム入力パターンと異なる場合には（Ｎｏ）、ステップＳ８０５へ移行し、前回値に「１」を加算してカム摩耗判定回数とし、処理を終了する。

一方、ステップＳ８０１でエンストであると判定されると（Ｙｅｓ）、ステップＳ８０６にてカム摩耗判定回数は「０」にクリアされ、処理を終了する。

図９は、実施の形態１による船外機の制御装置における、カム角検出手段摩耗判定処理を示すフローチャート図であって、図２におけるステップＳ２０６での処理の詳細を示している。図９において、ステップＳ９０１では、［カム摩耗判定回数＞ＸＤＦＡＩＬＣＡＭＣ］が成立するか否かを判定する。ここで、ＸＤＦＡＩＬＣＡＭＣは、予め定められたパラメータ値である。ステップＳ９０１での判定結果が成立した場合（Ｙｅｓ）、すなわち、カム摩耗判定回数が任意の回数であるパラメータ値ＸＤＦＡＩＬＣＡＭＣより多くなった場合に、ステップＳ９０２に移行し、カム摩耗判定フラグを「１」に設定し、ステップＳ９０４へ移行する。

ステップＳ９０４では、［カム摩耗判定フラグ＝１］であるか否かの判定を行い、カム摩耗判定フラグが「１」で成立している場合（Ｙｅｓ）には、カム角検出手段１３０が摩耗していると判定し、ステップＳ９０５へ移行する。ステップＳ９０５では、スロットル弁１６１の開度を徐々に閉じ側に制御する。すなわち、［スロットル開度＝ｍａｘ（前回値－ＸＤＴＰＳＤＬＹ）、ＸＤＣＬＰＣＡＮ）］として処理を終了する。ここで、ｍａｘ（前回値－ＸＤＴＰＳＤＬＹ）、ＸＤＣＬＰＣＡＮ）は、（前回値－ＸＤＴＰＳＤＬＹ）と、ＸＤＣＬＰＣＡＮと、のうちの大きい方を採用することを意味する。このように、カム摩耗判定フラグが「１」で成立している場合は、車両のキーオフを行なうまでスロットル閉じ側の状態が保持される。

一方、カム摩耗判定回数がＸＤＦＡＩＬＣＡＭＣ以下であって、ステップＳ９０１での判定の結果が不成立であれば（Ｎｏ）、カム角センサの摩耗は発生していないと判定し、ステップＳ９０３へ移行し、［カム摩耗判定フラグ＝０］とし、ステップＳ９０４へ移行する。ステップＳ９０４での判定結果が不成立であれば（Ｎｏ）であれば、処理を終了する。

周知のように、船外機を搭載した船舶は、自動車などの陸上移動車両と比べて、波などの環境的な振動があること、内燃機関の使用回転域が自動車に比べて高いこと、さらには、シフトレバーのシフト位置が、フォワード、ニュートラル、およびリバース、の３つしか存在しないこと、などの相違が存在する。そしてユーザによっては、船速を下げるためにフォワードからリバース、又はリバースからフォワードへと、急激なギアチェンジ操作を行う可能性がある。そのため、陸上移動車両に比べて内燃機関の振動が大きく、カム角センサを構成するカムロータの摩耗が激しくなる場合があるが、本願の実施の形態１による船外機の制御装置によれば、継続した航走によりカム角検出手段の摩耗によりカム信号にノイズが重なったり、カム角検出手段の誤検出により気筒識別の精度が低下することによる内燃機関の性能低下、場合によっては突発的なエンジンストップ、によりユーザが帰港できなくなるなどの不具合を防止することが可能となる。

本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。

１０ 船外機、１１ ＥＣＵ、１２ カムロータ、１３ カム角センサ、１４ クランクロータ、１５ クランク角センサ、１６ スロットルボディ、１７ スロットルセンサ、２０ 船舶、２１ ゲージ、２２ スロットルレバー、１２１，１４１ 突起、１３０ カム角検出手段、１５０ クランク角検出手段、１６１ スロットル弁

本願に開示される船舶の制御装置は、
船舶に搭載された船外機を制御する船外機の制御装置であって、
前記船外機に搭載された内燃機関の燃料噴射と点火を制御するＥＣＵと、
前記内燃機関のクランク軸と連動して回転するクランクロータと、前記クランクロータの回転角に対応するクランク信号を生成するクランク角センサと、を備えたクランク角検出手段と、
前記内燃機関の排気弁の開閉を制御するカム軸と連動して回転するカムロータと、前記カムロータの回転角に対応するカム信号を生成するカム角センサと、を備えたカム角検出手段と、
を備え、
前記ＥＣＵは、
前記クランク信号と前記カム信号とが入力され、前記クランク信号に基づいて前記クランクロータの回転を検出すると共に、前記検出した前記クランクロータの１回転ごとに前記入力された前記カム信号のパターンを検出し、
前記検出したカム信号のパターンが予め設定したパターンに連続して予め設定した回数一致したときに前記内燃機関の気筒位置を検出し、
前記検出した気筒位置に基づいて前記燃料噴射と前記点火を制御し、かつ、
前記カム信号の入力回数を、前記クランクロータの１回転ごとにバッファに記憶させ、
前記検出したカム信号のパターンが、前記バッファに記憶された前記カム信号のパターンと同一でなければ、前記カムロータが摩耗しているとのカム摩耗判定を行ない、
前記カム摩耗判定の回数が予め定められた値を超えたときは、前記内燃機関のスロットル弁を閉じる側に制御する、
ように構成されたものである。

Claims (5)

1. 船舶に搭載された船外機を制御する船外機の制御装置であって、
   前記船外機に搭載された内燃機関の燃料噴射と点火を制御するＥＣＵと、
   前記内燃機関のクランク軸と連動して回転するクランクロータと、前記クランクロータの回転角に対応するクランク信号を生成するクランク角センサと、を備えたクランク角検出手段と、
   前記内燃機関の排気弁の開閉を制御するカム軸と連動して回転するカムロータと、前記カムロータの回転角に対応するカム信号を生成するカム角センサと、を備えたカム角検出手段と、
   を備え、
   前記ＥＣＵは、
   前記クランク信号と前記カム信号とが入力され、前記クランク信号に基づいて前記クランクロータの回転を検出すると共に、前記検出した前記クランクロータの１回転ごとに前記入力された前記カム信号のパターンを検出し、
   前記検出したカム信号のパターンが予め設定したパターンに連続して予め設定した回数一致したときに前記内燃機関の気筒位置を検出し、
   前記検出した気筒位置に基づいて前記燃料噴射と前記点火を制御する、
   ように構成されている、
   ことを特徴とする船外機の制御装置。
2. 前記クランクロータは、その周面に、予め間隔を介して周方向に配列された複数の突起と、前記突起が存在しない欠け歯と、を備え、
   前記ＥＣＵは、前記欠け歯を検出することにより前記クランクロータの回転を検出し、前記欠け歯を検出してからつぎに前記欠け歯を検出するまでの期間に検出した前記クランク信号に基づいて、前記内燃機関の気筒位置を検出するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の船外機の制御装置。
3. 前記ＥＣＵは、前記欠け歯の検出に基づいて前記クランクロータの１回転を検出するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の船外機の制御装置。
4. 前記ＥＣＵは、
   前記検出した気筒位置を記憶しておき、前記カム信号のパターンが予め設定したパターンと相違したとき、前記記憶した気筒位置に基づいて前記燃料噴射と前記点火を制御するように構成されている、
   ことを可能とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の船外機の制御装置。
5. 前記カム角検出手段の交換時期と、前記船舶の航走時間と、前記船舶の航走パターンと、のうちの少なくとも一つが記憶されており、前記記憶された内容が予め定められた条件に達したときに、前記船舶に設けられたゲージに表示するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか一項に記載の船外機の制御装置。

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