JP4553956B2 - アイドル回転速度制御装置 - Google Patents
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Description
つ多大な適合工数が必要となる。
必要なトルク率の算出を行い基本トルク率の算出を行う。
図1はこの発明を適用した船舶を示す概略図である。船外機10は、内燃機関(以下「エンジン」という)、プロペラシャフト、プロペラなどが一体化された推進機関であり、船舶(小型船)11の船尾に装着される。操縦席の右側には運転者により操作されるリモコン5が設けられ、スロットルレバー12にて推進力と推進方向を設定することができる。リモコン5からスロットルケーブル13を介して船外機10内のスロットルリンク機構を経てスロットルバルブの開度量(TH)(吸入空気量)を調整する。また、リモコン5からシフトケーブル14を介して船外機10内のシフトリンク機構7及びギア機構8を経てシフト位置(ニュートラルN、前進F、後進R)を設定する。シフト位置は信号線17を介してECU(Electronic Control Unit)30に送られる。操縦席付近には、トロー
リングスイッチ15が配置される。トローリングスイッチ15は、UP(回転速度上昇)
/DOWN(回転速度下降)の2つのスイッチで構成され、それぞれのボタンを押すごとに小刻みに回転速度上昇/下降指令を出す。トローリングスイッチ15の出力は信号線16を通してECU30に送られる。
図4は目標回転速度を維持するために必要な基本トルク率(TQB)を設定するフローチャートである。図4において、S401で、シフトリンク機構の位置が、シフト位置=“F”(前進)と判断されると、基本トルク“F”マップTIQB(F)を検索して基本トルク率(TQB)を設定する。S402で、シフトリンク機構の位置が、シフト位置=“R”(後進)と判断されると、基本トルク“R”マップTIQB(R)を検索して基本トルク率(TQB)を設定する。
図6は目標回転速度(NOBJ)を設定するフローチャート、図7は基本目標回転速度マップTINOBJの特性を示す説明グラフである。S601は基本目標回転速度マップTINOBJを検索して基本目標回転速度(NB)を設定する。基本目標回転速度マップはシリンダ壁温(WT)での2次元マップにて構成される。S605はエンスト状態の判定を行い、エンスト状態であればS608にてトロール回転速度(NTRL)を0(リセット)とする。S606はシフトリンク機構のシフト位置の判定を行い、F以外(つまり後進RかニュートラルN)であればS608にてトロール回転速度(NTRL)を0(リセット)とする。
てアイドル状態でなければ、トロール目標回転速度(NTRL)の前回値を保持する。S609は、トロールUP-SWがオンされた時、S610にてトロール回転速度(NTR
L)の前回値(NTRL[i−1])にトローリングスイッチ15で設定された調整回転速度の設定値(XTRLSTEP1)分加算した値をトロール回転速度(NTRL)とする。S611は、トロールDOWN-SWがオンされた時、S612にてトロール回転速度
(NTRL)の前回値(NTRL[i−1])にトローリングスイッチ15で設定された調整回転速度の設定値(XTRLSTEP2)分減算した値をトロール回転速度(NTRL)とする。
たトロール回転速度(NTRL)が下限値(XTRLMIN)未満かの判定を行い、下限値未満の場合は、S623でトロール回転速度(NTRL)を下限値(XTRLMIN)に固定する。S630は、上記にて設定された基本目標回転速度(NB)とトロール回転速度(NTRL)すなわちトローリングスイッチ15で設定される調整回転速度とを加算し目標回転速度(NOBJ)とする。
図8は目標トルク率補正機能を設定するフローチャート、図9は回転偏差マップTIFBNの特性を示す説明グラフである。S801は、スロットル開度センサ31の出力によりアイドル状態の判定を行い、アイドル状態であればS802を実行する。アイドル状態でなければ、S810にて目標トルク率補正量(TQFB)=0[%](リセット)にする。S802では目標回転速度(NOBJ)と回転速度(NE)との回転偏差(NDEF)を算出する。S803は回転偏差マップTIFBNを検索して補正ゲイン(I)を設定する。回転偏差マップTIFBNは回転速度偏差(NDEF)での2次元マップにて構成される。
図10は目標トルク率算出機能を説明するフローチャートである。S101は上記で算出した基本トルク率(TQB)と目標トルク率補正値(TQFB)を加算し、目標トルク率(TQ)とする。
図11は充填効率を設定する充填効率算出機能を説明するフローチャートである。S111は充填効率補正マップTITQTQを検索して補正ゲイン(KT)を設定する。充填効率補正マップTITQTQは目標点火時期(ADV)での2次元マップにて構成される。S112では、上記で算出した目標トルク率(TQ)と充填効率補正ゲイン(KT)を乗算して充填効率(QB)を算出する。図12は充填効率補正マップTITQTQの特性を示す説明グラフである。アイドル時の目標点火時期(例:0CA)を基準(1.0)と
し、点火時期の変化に対して充填効率が一定となる補正値を設定する。通常(AF値が一定の場合)は、点火時期が進角すればトルクが上昇するため、充填効率を一定にさせるには基準値より小さい値を設定する。逆に点火時期が遅角すればトルクが減少するため、充填効率を一定にさせるには基準値より大きい値を設定する。AF値は空燃比を示すもので、混合気における空気質量を燃料質量で割った値である。ガソリンエンジンでは、この値は14.7で、空気中の酸素と燃料が過不足なく反応し、このときの空燃比を理論空燃比
という。今日のガソリンエンジンでは排気ガス浄化のために三元触媒が使われており、これが有効に機能するためには理論空燃比近傍の空燃比で燃焼させることが必要である。理論空燃比よりも濃い混合器の状態を混合気がリッチであるといい、薄い状態をリーンであるという。理論空燃比のことをストイキオメトリー(ストイキ)ともいう。
図13は目標空気量算出機能を設定するフローチャートである。S131では、充填効率(QB)[%]及び目標回転速度(NOBJ)[r/min]及び標準大気密度[g/l]及び排気量[cc]及び単位換算調整値を乗算し目標空気量(QOBJ)[g/s]を算出する。
図14は吸入空気量(IDTY)を設定する吸入空気量調整機能を説明するフローチャートである。S141はISCバルブ流量特性マップTIVSTEPと目標空気量(QOBJ)からISCバルブ26の開度を算出する。ISCバルブ流量特性マップTIVSTEPは目標空気量QOBJとの2次元マップにて構成される。図15はISCバルブ特性マップの特性を示す説明グラフである。マップ値は吸入空気量[g/s]に相当するISCバルブ開度値が予め設定されている。なお、吸気量調整機能は、本実施の形態のようにISCバルブ26を用いてスロットルバルブ21をバイパスする形態の構成だけでなく、アイドル制御機能を持った電子スロットルアクチュエータを用いた構成でも同様に有効である。
4 シフトロッド、
5 リモコン、
6 スロットルリンク機構、
7 シフトリンク機構、
8 ギア機構、
10 船外機、
12 スロットルレバー、
13 スロットルケーブル、
14 シフトケーブル、
15 トローリングスイッチ、
16 信号線、
17 信号線、
20 吸気管、
21 スロットルバルブ、
22 インテークマニホールド、
23 インジェクタ、
24 スパークプラグ、
25 エキゾーストマニホールド、
26 ISCバルブ、
27 分岐路、
28 フライホイール、
30 ECU、
31 スロットル開度センサ、
32 絶対圧センサ、
33 吸気温センサ、
34 オーバーヒートセンサ、
35 壁温センサ、
36 クランク角センサ、
37 シフト位置センサ、
38 シリンダブロック。
Claims (6)
- 船舶に搭載する船外機エンジンのアイドル回転速度制御装置において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、上記エンジンの暖機状態を検出するエンジン温度検出手段と、上記エンジンのアイドル運転状態を検出するアイドル運転状態検出手段と、上記エンジンのシフト位置状態がニュートラルか、前進か、後進かに応じて変わるエンジン負荷を検出する負荷検出手段と、アイドル運転状態において上記エンジンに供給される吸入空気量を調整する吸入空気量調整手段と、エンジンがアイドル運転状態のときに上記検出手段にて検出したエンジン状態を基にエンジン回転速度を目標回転速度に収束させるように上記吸入空気量調整手段を制御するコントロールユニット(ECU)から構成され、上記ECUは、アイドル運転時に上記エンジンを目標回転速度にて定常運転させるために必要な、エンジンの最大トルクに対する、発生させるトルクの割合を算出する基本トルク率算出機能と、上記エンジンのシリンダ壁温と上記船舶のトローリング走行を行うトローリングスイッチ位置(UP/DOWN)から目標回転速度を算出する機能と、上記目標回転速度とエンジン回転速度との偏差に応じ上記基本トルク率に対して補正を行い、目標トルク率を算出する機能と、上記目標トルク率を発生させるために必要な空気量を算出する目標空気量算出機能と、上記目標空気量に基づき上記吸気量調整手段を制御する吸入空気量調整機能を有し、さらに、上記基本トルク率算出機能により算出される基本トルク率は、予め上記ECU内部メモリに設定されたマップデータであり、このマップデータ値に基づき、目標回転速度とエンジンの温度及びシフト位置状態により算出されるものであることを特徴とするアイドル回転速度制御装置。
- 上記目標回転速度にてエンジンを定常運転させる場合に必要な目標トルク率から空気量を算出するにあたり、所定の点火時期を基準に基本充填効率を算出するとともに、エンジンの点火時期を検出し、点火時期が遅角側の場合はこの基本充填効率を大きくするように補正し、また、点火時期が進角側の場合は小さくするように補正して目標充填効率を算出し、この目標充填効率に基づき空気量を算出することを特徴とする請求項1に記載のアイドル回転速度制御装置。
- 上記アイドル時の目標回転速度は、エンジン温度より算出する基本目標回転速度と、外部SWから手動にて設定される調整回転速度との和で算出することを特徴とする請求項1に記載のアイドル回転速度制御装置。
- 上記調整回転速度は、上記シフト状態が前進で、かつアイドル状態のときのみ、外部SWからの設定が可能となるようにしたことを特徴とする請求項3に記載のアイドル回転速度制御装置。
- 上記調整回転速度は、上記シフト状態が前進からニュートラルとなった場合に、設定されていた値がリセットされるようにしたことを特徴とする請求項3に記載のアイドル回転速度制御装置。
- 上記外部SWは、上記調整回転速度を上昇させるUP-SWと下降させるDOWN-SWで構成し、各SWのオン操作にて調整回転速度を所定量小刻みに上昇または下降させる操作ができ、また、上記調整回転速度は、所定の回転速度で上限または下限制限されることを特徴とする請求項3に記載のアイドル回転速度制御装置。
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