JP5742269B2 - Outboard motor control device, learning method and program for optimum trim angle - Google Patents
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Description
本発明は、動力手段を用いて船外機をトリム操作する船外機の制御装置、船外機の制御装置が実行する最適トリム角の学習方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an outboard motor control device that trims an outboard motor using power means, and an optimum trim angle learning method and program executed by the outboard motor control device.
船体に取り付けられた船外機では、傾斜角を変更するチルト及びトリム操作が可能になっている。そして、このトリム及びトリム操作をパワートリム&チルト装置により油圧制御することも行われている。チルト操作とは、停船中や船体の陸揚げ時等に船外機を水面上に上昇させるものである。また、トリム操作とは、船外機の角度、即ちトリム角を調整するものである。船舶に搭載される船外機のトリム角を適切に調整することで、船体の姿勢角が変化して船体抵抗が低減し、結果として、同一のエンジン出力においても船体速度が増加し、燃費が向上することが知られている。 In an outboard motor attached to the hull, tilt and trim operations that change the tilt angle are possible. The trim and trim operations are hydraulically controlled by a power trim & tilt device. The tilt operation is to raise the outboard motor to the surface of the water when the ship is stopped or when the hull is landed. The trim operation is to adjust the angle of the outboard motor, that is, the trim angle. By appropriately adjusting the trim angle of the outboard motor mounted on the ship, the attitude angle of the hull changes and the hull resistance decreases, resulting in an increase in hull speed and fuel efficiency even at the same engine output. It is known to improve.
従来、燃費の向上のためには、航走時の姿勢角、乗員や積載物の重量や位置等の航走状態に応じて、操船者が、メータ類を確認しながら最適トリム角に調整する必要がある。しかしながら、波、風、潮流等の自然現象が時々刻々と変化する状況で、エンジン回転数や姿勢角の微妙な変化を感じ取ってトリム操作を行うことは、操船者に大きな負荷を強いることになる。そのため、熟練者でも煩わしさからトリム操作を頻繁に行うことは少ないのが実情である。また、初心者に至っては、トリム角を調整するといった知識や経験に乏しいため、トリム操作を行うことなく、燃費の悪い状態のまま航走することがほとんどである。 Conventionally, in order to improve fuel efficiency, the operator adjusts to the optimum trim angle while checking the meters according to the running angle such as the attitude angle at the time of sailing, the weight and position of the occupant and the load. There is a need. However, in situations where natural phenomena such as waves, winds, and tidal currents change from moment to moment, it is difficult to feel the slight changes in engine speed and attitude angle and perform trim operations, which imposes a heavy load on the operator. . For this reason, even in the case of an experienced person, it is rare that the trim operation is frequently performed. In addition, since beginners have little knowledge and experience of adjusting the trim angle, they often travel without a trim operation and in a state of poor fuel consumption.
上記のような点に鑑みて、例えば特許文献1には、感知手段により感知されるエンジン回転数あるいは船速の航走状態量の変化に基づいて、推進ユニットをアップさせるアップ信号又はダウンさせるダウン信号を制御する船舶推進機の自動トリム角調整装置が開示されている。 In view of the above points, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses an up signal for raising the propulsion unit or a down for lowering the propulsion unit based on a change in the running speed of the engine speed or the ship speed sensed by the sensing means. An automatic trim angle adjusting device for a marine vessel propulsion device that controls a signal is disclosed.
しかしながら、特許文献1にあるようにフィードバック制御を行って最適トリム角を演算し、フィードバック制御値を決定するシステムでは、風、波、潮流等の外乱によって航走状態量の計測誤差が生じるため、フィードバック制御値の決定に時間を要する。しかも、常にフィードバック制御を続けることにより、電気エネルギを消費してしまい、燃費の面でも不利となる。 However, in the system that performs feedback control and calculates the optimum trim angle and determines the feedback control value as described in Patent Document 1, a measurement error of the traveling state amount occurs due to disturbance such as wind, wave, and tidal current. It takes time to determine the feedback control value. Moreover, by always continuing the feedback control, electric energy is consumed, which is disadvantageous in terms of fuel consumption.
また、特許文献1では、最大速度を与える状態に自動制御することを目標としているが、最大速度だけを指標としてフィードバック制御するシステムでは、操舵安定性が低下するおそれもある。 Further, although Patent Document 1 aims at automatic control to a state in which the maximum speed is given, the steering stability may be lowered in a system that performs feedback control using only the maximum speed as an index.
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、予め設定されている最適トリム角に基づいて船外機を自動的にトリム操作する構成とする共に、その最適トリム角を学習により設定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is configured to automatically trim an outboard motor based on a preset optimum trim angle and to learn the optimum trim angle by learning. The purpose is to be able to set.
本発明の船外機の制御装置は、動力手段を用いて船外機をトリム操作する船外機の制御装置であって、スロットル開度を一定にした状態で実行する、最適トリム角を学習により設定するための学習モードを有し、前記学習モード時に、前記動力手段によりトリム角を変化させて、各トリム角でのエンジン回転数の変化率を検出し、エンジン回転数の変化率が所定の閾値よりも低くなったときのトリム角に基づいて最適トリム角を求める制御手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の船外機の制御装置の他の特徴とするところは、前記制御手段は、前記学習モード時に、前記動力手段によりトリム角を変化させて、各トリム角でのエンジン回転数の変化率を検出し、エンジン回転数の変化率が所定の条件に合致したときのトリム角に基づいて暫定の最適トリム角を求める処理を複数回繰り返し、複数回の暫定の最適トリム角の平均値、又は、最後の回の暫定のトリム角を最適トリム角とする点にある。
また、本発明の船外機の制御装置の他の特徴とするところは、前記制御手段は、前記学習モード時に、スロットル開度が所定の範囲を超えて変化したか否かを判定し、スロットル開度が所定の範囲を超えて変化した場合、最適トリム角の学習を中断する点にある。
また、本発明の船外機の制御装置の他の特徴とするところは、前記制御手段は、前記学習モード時に、エンジン回転数が所定の範囲を超えて変化したか否かを判定し、エンジン回転数が所定の範囲を超えて変化した場合、最適トリム角の学習を中断する点にある。
また、本発明の船外機の制御装置の他の特徴とするところは、前記学習モードにより求めた最適トリム角をスロットル開度に対応付けて記憶する記憶手段を備えた点にある。
本発明の最適トリム角の学習方法は、動力手段を用いて船外機をトリム操作する船外機の制御装置が実行する最適トリム角の学習方法であって、スロットル開度を一定にした状態で実行する、最適トリム角を学習により設定するための学習モード時に、前記動力手段によりトリム角を変化させて、各トリム角でのエンジン回転数の変化率を検出する手順と、前記検出したエンジン回転数の変化率が所定の閾値よりも低くなったときのトリム角に基づいて最適トリム角を求める手順とを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、動力手段を用いて船外機をトリム操作するコンピュータに実行させるためのプログラムであって、スロットル開度を一定にした状態で実行する、最適トリム角を学習により設定するための学習モードを有し、前記学習モード時に、前記動力手段によりトリム角を変化させて、各トリム角でのエンジン回転数の変化率を検出する処理と、エンジン回転数の変化率が所定の閾値よりも低くなったときのトリム角に基づいて最適トリム角を求める処理とをコンピュータに実行させる。
The outboard motor control apparatus according to the present invention is an outboard motor control apparatus that trims the outboard motor using power means, and learns the optimum trim angle that is executed with the throttle opening kept constant. A learning mode for setting the engine speed, and in the learning mode, the trim angle is changed by the power means to detect the change rate of the engine speed at each trim angle, and the change rate of the engine speed is predetermined. Control means for obtaining an optimal trim angle based on the trim angle when the threshold value is lower than the threshold value is provided.
Another feature of the control device for an outboard motor according to the present invention is that the control means changes the trim angle by the power means in the learning mode, and changes the engine speed at each trim angle. detecting a rate of change, the process of obtaining the optimum trim angle of the provisional based on the trim angle when the engine speed change rate matches the predetermined condition is repeated a plurality of times, the average value of the optimum trim angle of the plurality of times of interim Alternatively, the temporary trim angle of the last round is set as the optimum trim angle.
Another feature of the outboard motor control device of the present invention is that the control means determines whether or not the throttle opening has changed beyond a predetermined range during the learning mode. When the opening degree changes beyond a predetermined range, the learning of the optimum trim angle is interrupted.
Another feature of the outboard motor control apparatus according to the present invention is that the control means determines whether or not the engine speed has changed beyond a predetermined range during the learning mode. When the rotational speed changes beyond a predetermined range, the learning of the optimum trim angle is interrupted.
Another feature of the outboard motor control apparatus according to the present invention is that it includes storage means for storing the optimum trim angle obtained by the learning mode in association with the throttle opening.
The learning method of the optimum trim angle of the present invention is a learning method of the optimum trim angle that is executed by the outboard motor control device that trims the outboard motor using the power means, and the throttle opening is constant. In the learning mode for setting the optimum trim angle by learning, the procedure for changing the trim angle by the power means to detect the rate of change of the engine speed at each trim angle, and the detected engine And a procedure for obtaining an optimum trim angle based on the trim angle when the rate of change in the rotational speed is lower than a predetermined threshold value .
The program of the present invention is a program for causing a computer that trims an outboard motor using power means to execute the program with the throttle opening kept constant to set an optimum trim angle by learning. Learning mode, and in the learning mode, the trim angle is changed by the power means to detect the change rate of the engine speed at each trim angle, and the change rate of the engine speed is a predetermined threshold value. The computer is caused to execute a process for obtaining an optimum trim angle based on the trim angle when the angle becomes lower than .
本発明によれば、予め設定されている最適トリム角に基づいて船外機を自動的にトリム操作する構成にしたので、フィードバック制御を行って最適トリム角を演算し、フィードバック制御値を決定するシステムに比べて、トリム角の調整に時間がかかったり、電気エネルギの消費により燃費の面で不利となったりするのを避けることができる。そして、その最適トリム角を学習により設定できるようにしたので、船外機を搭載する船舶毎に、例えば燃費が向上する最適トリム角を随時設定することができる。 According to the present invention, since the outboard motor is automatically trimmed based on the preset optimum trim angle, feedback control is performed to calculate the optimum trim angle, and the feedback control value is determined. Compared with the system, it is possible to avoid the adjustment of the trim angle and the disadvantage of fuel consumption due to the consumption of electric energy. Since the optimum trim angle can be set by learning, for example, the optimum trim angle that improves the fuel efficiency can be set at any time for each ship equipped with the outboard motor.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明を適用可能な船舶を斜め後方から眺めた斜視図である。また、図2は、本発明を適用可能な船外機の左側面図である。図1及び図2に示すように、船舶1の船体2の後部に位置するトランサム2aに船外機3がブラケット装置4を介して取り付けられる。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a ship to which the present invention can be applied viewed obliquely from the rear. FIG. 2 is a left side view of an outboard motor to which the present invention can be applied. As shown in FIGS. 1 and 2, an outboard motor 3 is attached to a
船体2の略中央部は操舵室5であり、操舵席6が設置されると共に、操舵席6の前方には計器パネル7が配置される。計器パネル7にはタコメータ8等の計器類、不図示のモニタ、警告用のブザー9等が設けられると共に、操舵ハンドル10も設けられる。また、操舵席6の側方には例えばスロットルレバー11及びシフトレバー12を備えたリモコンボックス13が配置される。
A substantially central portion of the
図2に示すように、船外機3はエンジンホルダ14を備え、このエンジンホルダ14の上方にエンジン15が設置される。また、エンジンホルダ14の下方にはオイルパン16が配置されると共に、この船外機3のエンジン15、エンジンホルダ14及びオイルパン16の周囲はエンジンカバー17よって覆われる。エンジン15は、例えばシリンダヘッド29、シリンダブロック30及びクランクケース31等を組み合わせて構成された水冷4サイクル四気筒エンジンであり、クランクシャフト18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。
As shown in FIG. 2, the outboard motor 3 includes an
オイルパン16の下部にはドライブシャフトハウジング19が設置される。エンジンホルダ14、オイルパン16及びドライブシャフトハウジング19内にはドライブシャフト20が略垂直に配置され、その上端部がクランクシャフト18の下端部に連結される。ドライブシャフト20はドライブシャフトハウジング19内を下方に向かって延び、ドライブシャフトハウジング19の下部に設けられたギヤケース21内のベベルギヤ22及びプロペラシャフト23を介してプロペラ24を駆動するように構成される。
A
ギヤケース21内には遠隔操作によってプロペラシャフト23の回転方向を正・逆(フォワード・リバース)又は中立状態(ニュートラル)に切り換えるシフト装置25が設けられる。このシフト装置25からはシフトロッド26が上方に向かって延び、リンク27を介して操作ロッド28(又はケーブル)によって上記リモコンボックス13のシフトレバー12に連結される。
A
エンジン15の最前部、図2においては最も左側に配置されるクランクケース31の後方(右側)にはシリンダブロック30が配置される。また、シリンダブロック30の後方にはシリンダヘッド29が配置される。
A
ブラケット装置4は主にスイベルブラケット32及びトランサムブラケット33から構成され、スイベルブラケット32は船外機3に、トランサムブラケット33は船体2のトランサム2aにそれぞれ固定される。
The
スイベルブラケット32は左右一対のトランサムブラケット33間に架設されたチルト軸34を介して上下方向に傾動可能に軸支され、このスイベルブラケット32内にパイロットシャフト35が鉛直方向に、且つ回動自在に軸支される。また、このパイロットシャフト35の上下端にアッパーマウントブラケット36及びロアーマウントブラケット37がそれぞれ回動一体に設けられる。そして、アッパーマウントブラケット36にはステアリングブラケット38が設けられ、図示しないケーブル等によって操舵ハンドル10に連結される。
The
一方、エンジンホルダ14の前部には左右一対のアッパーマウントユニット39が設けられ、アッパーマウントブラケット36に連結される。また、ドライブシャフトハウジング19の両側部には一対のロアーマウントユニット40が設けられ、ロアーマウントブラケット37に連結される。そして、以上により船外機3は、操舵ハンドル10の操作によって、ブラケット装置4に対しパイロットシャフト35を中心に左右に操舵可能になると共に、チルト軸34を中心に上下向方にチルト及びトリム操作が可能になる。
On the other hand, a pair of left and right
ここで、チルト操作とは、停船中や船体2の陸揚げ時等に船外機3を水面上に上昇させるものである。また、トリム操作とは、船外機3の角度、即ちトリム角を調整するものである。図12(a)、(b)は、トリム角と、航走時の船体2の姿勢角との一例を示す図である。図12(a)は、トリム角が0°の状態、換言すれば船外機3がブラケット装置4のストッパに当接して船体2に最も近接した状態である。このとき、図示例では、水平面に対するプロペラシャフト23の軸方向の角度は−6°、水平面に対する船体2の角度は0°となる。そして、図12(b)は、トリムアップしてトリム角が11°の状態である。このとき、図示例では、水平面に対するプロペラシャフト23の軸方向の角度は2.5°、水平面に対する船体2の角度は2.5°となる。このようなトリム及びチルト操作はパワートリム&チルト装置41(以下、PTT装置と略す)により油圧制御される。
Here, the tilt operation is to raise the outboard motor 3 to the surface of the water when the ship is stopped or when the
図3は、本発明の実施形態に係るPTT装置41の回路図、図4は、ブラケット装置4の拡大側面図である。また、図5は、本発明の実施形態に係るPTT装置41を含む船外機3全体の制御装置52の構成を示すシステム図である。図3に示すように、リモコンボックス13や船外機3に設けられたPTTスイッチ46、47のUP側とDN(DOWN)側とはそれぞれPTTリレー53(UP及びDN)に結線され、船外機3を上下に傾動させる図示しない動力手段である油圧装置の動力源となるPTTモータ54を駆動する。なお、リモコンボックス13側のPTTスイッチ46はPTTモータ54とこのモータ54の動力源であるバッテリ55(制御装置52の電源も兼ねる)との間に配置される。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
船体2と船外機3との相対位置、一般的には相対角度、即ち船外機3のトリム角(及びチルト角)を検出する傾斜角検出器48が例えばブラケット装置4に設けられる。図4(a)は船外機3がDN(DOWN)状態、図4(b)は船外機3がUP状態をそれぞれ示す。図4(a)、(b)に示すように、傾斜角検出器48は主に例えば固定側であるトランサムブラケット33に設けられた可変抵抗やホール素子等の回動検出素子49と、この回動検出素子49に回動自在に設けられたレバー50と、可動側であるスイベルブラケット32に設けられた凸部51とから構成され、レバー50の自由端部が図示しないスプリング等で凸部51に常時付勢されて当接する。そして、船外機3が例えばトリムアップされることによりスイベルブラケット32がチルト軸34を介して上方向に傾動すると、この傾動に伴って凸部51が移動し、レバー50が回動検出素子49を軸に回動してその回動量、即ち船外機3の傾斜角信号が出力される。なお、この傾斜角検出器48は従来のトリムメータ45(トリム角度表示装置)に信号を出力するトリム角度検出器(図示せず)の信号を併用してもよい。
A
図5に示すように、制御装置52は、入力回路59、CPU、RAM及びROMにより構成される演算部60、メモリ78、出力回路71、点火装置75、電源回路76を備える。制御装置52には、船外機3内外の各機器から各種の情報が入力される。具体的には、船体速度検出器79から、例えばGPS機能により測定した船体速度が入力回路59を経由して制御装置52内の演算部60に入力される。
As shown in FIG. 5, the
同様に、カム軸信号検出器58から、エンジン15の図示しないカム軸の信号(カム角信号)が演算部60に入力される。また、クランク角信号検出器61(回転数検出器)からエンジン15の回転数信号が、スロットル開度検出器62から図示しないエンジン吸気装置を構成するスロットル開度が、吸気圧力検出器63及び大気圧力検出器64からそれぞれ吸気圧及び大気圧が、吸気温度検出器65、エンジン温度検出器66(冷却水温度検出器)及び排気通路温度検出器67からそれぞれ吸気の温度、エンジン15の温度(冷却水温度)及び排気通路の温度が演算部60に入力される。また、傾斜角検出器48から船外機3の傾斜角信号が、例えばシフト装置25に設けられるシフト(ニュートラル)スイッチ68からシフト位置信号が演算部60に入力される。さらに、ストップ(エマージェンシーストップ)スイッチ69、後述する学習モード選択スイッチ70及びPTTスイッチ46(47)からの信号も演算部60に入力される。
Similarly, a cam shaft signal (cam angle signal) (not shown) of the
制御装置52に入力された各機器からの情報は演算部60で適宜演算処理され、その演算結果が出力回路71を介して船外機3内外の各機器に出力される。具体的には、演算部60は、PTT装置41を操作してPTTモータ54を駆動する。また、演算部60は、燃料の噴射量情報をインジェクタ72に、吸気空気量の調整信号をアクチュエータ73の図示しないステップモータやソレノイドバルブ等に、エンジン回転数信号や各機器の異常を伝達する信号をモニタ44の警告灯42(LED)やブザー9、タコメータ8等に、燃料の供給量情報をフューエルポンプ74にそれぞれ出力する。さらに、演算部60は、出力回路71から点火装置75(電源回路76が接続される)を介してイグニッションコイル77に点火信号を出力する。
Information from each device input to the
ここで、既述したように、船外機3のトリム角を適切に調整することで、船体2の姿勢角が変化して船体抵抗が低減し、結果として、同一のエンジン出力においても船舶1の船体速度が増加し、燃費が向上することが知られている。一方で、船外機3は、自動車や自動二輪車等のエンジンとは異なり、一般的に、搭載される船舶は既定されておらず、様々の船舶に搭載されうる。船舶の大きさ、重量、船体や船底の形状が多種多様であるため、燃費が向上する最適トリム角を予め定めておくことは困難である。そこで、本実施形態に係る船外機3では、主に燃費を向上させることを目的として、船舶毎に最適トリム角を学習により設定する学習モードを有している。
Here, as described above, by appropriately adjusting the trim angle of the outboard motor 3, the attitude angle of the
学習モードは、例えば船外機3を船舶1に新たに搭載して試運転するときに実行されるものであり、学習モード選択スイッチ70を操作することにより学習モードに移行することができる。船外機3を船舶1に新たに搭載して試運転するときに、滑走状態(プレーニング)を維持できる速度域でスロットルを固定して、学習モード選択スイッチ70を操作して学習モードに移行する。このとき、トリム角は0°又は0°に近い角度としておく。
The learning mode is executed, for example, when the outboard motor 3 is newly mounted on the ship 1 and is subjected to a trial operation. The learning mode can be shifted to the learning mode by operating the learning
図6は、学習モード時における制御装置52内の演算部60の処理動作を示すフローチャートである。また、図9は、学習モード時における学習モード選択スイッチ70及びPTTスイッチ(UP、DN)46又は47の状態、エンジン回転数、船体速度、トリム角、スロットル開度を示すタイムチャートである。学習モードに移行した後、操船者は学習開始のための所定の操作、本例ではPTTスイッチ(UP)46又は47の2度押しを行う(ステップS1)。2度押しとしたのは、通常のPTT操作であるPTTスイッチ(UP)46又は47の1度押しとは異なる操作にして誤操作をなくすと共に、操船者の意思を確実に反映させるためである。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing operation of the
PTTスイッチ(UP)46又は47の2度押しが入力されると、演算部60は、学習開始条件が成立しているかどうかを判定する(ステップS2)。図7に、学習開始条件成立の可否を判定する処理のフローチャートを示す。演算部60は、スロットル開度検出器62で検出されるスロットル開度、クランク角信号検出器61で検出されるエンジン回転数及び傾斜角検出器48で検出されるトリム角がそれぞれ所定の範囲内にあれば(ステップS21、S22、S23)、条件成立として(ステップS24)、本処理を抜ける。それに対して、スロットル開度、エンジン回転数、トリム角のいずれかが所定の範囲から外れていれば(ステップS21、S22、S23)、条件不成立として本処理を抜ける。
When the PTT switch (UP) 46 or 47 is pressed twice, the
図6に説明を戻して、ステップS2で学習開始条件が成立している場合、ステップS3に進み、演算部60は、スロットル開度検出器62でスロットル開度を検出する。また、クランク角信号検出器61で検出したエンジン回転数の例えば所定の時間分の移動平均を算出することにより平均エンジン回転数を演算して(ステップS4)、平均エンジン回転数の変化率を演算する(ステップS5)。なお、ステップS2で学習開始条件が成立していない場合、ステップS20に進み、演算部60は、ブザー9を鳴らしたり、モニタに表示したりする等のエラーメッセージ通知を行った後、ステップS1に戻る。
Returning to FIG. 6, when the learning start condition is satisfied in step S <b> 2, the process proceeds to step S <b> 3, and the
ステップS5の後、演算部60は、学習継続条件が成立しているかどうかを判定する(ステップS6)。図8に、学習継続条件成立の可否を判定する処理のフローチャートを示す。演算部60は、スロットル開度検出器62で検出されるスロットル開度の変化率、ステップS5で演算した平均エンジン回転数の変化率がそれぞれ所定の範囲内にあり、操船者によるPTT操作がなければ(ステップS61、S62、S63)、条件成立として(ステップS64)、本処理を抜ける。それに対して、スロットル開度の変化率、エンジン回転数の変化率のいずれかが所定の範囲から外れている、又は操船者によるPTT操作があれば(ステップS61、S62、S63)、条件不成立として本処理を抜ける。スロットル開度の変化率が所定の範囲から外れているときは、操船者がスロットルレバー11を操作してスロットル開度が変化したと考えられるため、最適トリム角の学習を中断する。また、エンジン回転数の変化率が所定の範囲から外れているときは、以下の理由により最適トリム角の学習を中断する。即ち、船体2への負荷、例えば積載物の重量、高さ、位置、角度等によっては、あるトリム角を超えるとプロペラ24が水中で空回りして推力が低下する現象が発生する。この場合、図13の丸で囲んだ箇所に示すように、エンジン回転数が急上昇し、船体速度が低下する。図13は、時間と、トリム角、エンジン回転数及び船体速度との関係の例を示す特性図である。そこで、エンジン回転数の変化率が所定の範囲から外れているときは、このような現象が発生したと考えられるため、最適トリム角の学習を中断する。また、PTT操作があるときは、操船者による操作を優先させるため、最適トリム角の学習を中断する。なお、ステップS6で学習継続条件が成立していない場合、ステップS20に進み、演算部60は、ブザー9を鳴らしたり、モニタに表示したりする等のエラーメッセージ通知を行った後、ステップS1に戻る。また、最適トリム角の学習を中断した場合、そのときのトリム角を所定の角度だけトリムダウンさせる等してもよい。
After step S5, the
図6に説明を戻して、ステップS6で学習継続条件が成立している場合、ステップS7に進み、演算部60は、現在のトリム角θAが下限値、即ち0°でないかどうかを判定する。ステップS7で現在のトリム角θAが0°でない場合ステップS8に進み、0°である場合ステップS10に進む。
Returning to FIG. 6, if the learning continuation condition is satisfied in step S6, the process proceeds to step S7, and the
トリム角0°の状態で学習を開始した場合、学習開始直後はトリム角が0°であるので、ステップS10に進む。ステップS10で、演算部60は、PTT装置41を用いて予め設定されているトリム角θBだけトリムアップする。そして、演算部60は、現在のトリム角θAが予め設定されている上限値を達したかどうかを判定する(ステップS11)。ステップS11で現在のトリム角θAが上限値に達していない場合ステップS3に戻り、上限値に達した場合ステップS12に進む。
When learning is started in a state where the trim angle is 0 °, the trim angle is 0 ° immediately after the start of learning, and thus the process proceeds to step S10. In step S < b > 10, the
ステップS11からステップS3に戻り、ステップS4〜S6を経てステップS7に進むと、現在のトリム角θAは0°でないので、ステップS8に進む。ステップS8では、ステップS5で演算した平均エンジン回転数の変化率が所定の閾値gを下回ったかどうかを判定する。ステップS8で平均エンジン回転数の変化率が所定の閾値gを下回っていない場合ステップS10に進み、所定の閾値gを下回った場合ステップS9に進む。 When the process returns from step S11 to step S3 and proceeds to step S7 through steps S4 to S6, the current trim angle θ A is not 0 °, so the process proceeds to step S8. In step S8, it is determined whether or not the rate of change of the average engine speed calculated in step S5 has fallen below a predetermined threshold value g. If the change rate of the average engine speed is not less than the predetermined threshold g in step S8, the process proceeds to step S10, and if it is less than the predetermined threshold g, the process proceeds to step S9.
ここで、図10を参照して、学習モードで狙う最適トリム角について説明する。図10は、トリム角と、燃費向上率、エンジン回転数及び船体速度との関係の例を示す特性図である。図10に示すように、トリム角を大きくしていくと、燃費向上率、エンジン回転数及び船体速度が増加する。そして、トリム角θ1と達すると、エンジン回転数の変化率が小さくなり、それ以降は上限値で略安定する。また、トリム角θ2(>θ1)に達すると、船体速度がピークとなり、それ以降はエンジン回転数と共に減少傾向となる。このような特性において、船体速度及び燃費向上率の面からいえば、トリム角θ2を最適トリム角とするのが理論上最適である。しかしながら、トリム角θ2では水中翼部の舵の機能が低下し、操舵が不安定となることがある。そこで、トリム角θ2に比べると燃費向上率はやや低くなるが、十分な燃費の向上効果があり、且つ操舵安定性に優れたトリム角θ1を最適トリム角とする。 Here, the optimum trim angle targeted in the learning mode will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the trim angle, the fuel efficiency improvement rate, the engine speed, and the hull speed. As shown in FIG. 10, when the trim angle is increased, the fuel efficiency improvement rate, the engine speed and the hull speed increase. When the trim angle θ 1 is reached, the rate of change of the engine speed decreases, and after that, it becomes substantially stable at the upper limit value. Further, when the trim angle θ 2 (> θ 1 ) is reached, the hull speed reaches a peak, and thereafter, it tends to decrease with the engine speed. In such characteristics, it is theoretically optimal that the trim angle θ 2 is the optimum trim angle in terms of the hull speed and the fuel efficiency improvement rate. However, at the trim angle θ 2 , the function of the hydrofoil rudder deteriorates and steering may become unstable. Therefore, becomes improved fuel economy rate somewhat lower than the trim angle theta 2, there is a satisfactory improvement in fuel economy, and the steering stability superior trim angle theta 1 to the optimum trim angle.
ステップS3〜S8、S10、S11のループを繰り返して、トリム角θBずつ段階的にトリムアップさせた結果、ステップS8で平均エンジン回転数の変化率が所定の閾値を下回ったということは、図10に示すように、現在のトリム角θAがトリム角θ1を超え、エンジン回転数の変化が安定したと考えられる。そこで、ステップS9に進み、暫定の最適トリム角θCを演算する。ステップS9では、例えば暫定の最適トリム角θCを、
θC=現在のトリム角θA−トリム角θB
として求める。現在のトリム角θAをそのまま暫定の最適トリム角θCとしてもよいが、エンジン回転数の変化が安定した結果として、平均エンジン回転数の変化率が所定の閾値を下回ることから、その間に時間的な差がある。そこで、現在のトリム角θAからトリム角θBを減算する、即ちステップS10でトリムアップする一回前のトリム角を暫定の最適トリム角θCとしている。
Step S 3 to
θ C = current trim angle θ A − trim angle θ B
Asking. The current trim angle θ A may be used as it is as the temporary optimum trim angle θ C. However, since the change rate of the average engine speed falls below a predetermined threshold as a result of the stable change of the engine speed, the time between There is a difference. In view of this, the trim angle θ B is subtracted from the current trim angle θ A , that is, the trim angle just before trimming up in step S10 is set as the provisional optimum trim angle θ C.
なお、ステップS8で平均エンジン回転数の変化率が所定の閾値を下回ることなく、ステップS11で現在のトリム角θAが上限値に達することもありうる。その場合、ステップS12に進み、暫定の最適トリム角θCを演算する。ステップS12でも、ステップS9と同様、例えば暫定の最適トリム角θCを、
θC=現在のトリム角θA−トリム角θB
として求める。
Note that the current trim angle θ A may reach the upper limit value in step S11 without the change rate of the average engine speed falling below a predetermined threshold value in step S8. In that case, the process proceeds to step S12, and the temporary optimum trim angle θ C is calculated. In step S12, as in step S9, for example, the provisional optimum trim angle θ C is
θ C = current trim angle θ A − trim angle θ B
Asking.
ステップS9又はステップS12で暫定の最適トリム角θCが演算されたならば、演算部60はその暫定の最適トリム角θCをメモリ78に記憶する(ステップS13)。そして、演算部60は、ブザー9を鳴らしたり、モニタに表示したりする等して、今回の学習が終了したことを通知するメッセージ通知を行う(ステップS14)。メッセージ通知を受けた操船者は、学習終了の確認のための所定の操作、本例ではPTTスイッチ(DN)46又は47の2度押しを行う(ステップS15)。
If the provisional optimum trim angle θ C is calculated in step S9 or step S12, the
本実施形態では、ステップS1〜S15の学習を2回繰り返すようになっている。即ち、ステップS16で、ステップS1〜S15の学習が2回繰り返されたかどうかを判定する。ステップS16で学習が2回繰り返されていない場合、ステップS21に進み、演算部60は、PTT装置41を用いてトリム角を下限値0°にトリムダウンしてから、ステップS1に戻る。
In this embodiment, the learning in steps S1 to S15 is repeated twice. That is, in step S16, it is determined whether the learning in steps S1 to S15 has been repeated twice. When learning is not repeated twice in step S16, the process proceeds to step S21, and the
ステップS16で学習が2回繰り返されている場合、ステップS17に進み、1回目の暫定の最適トリム角θCと2回目の暫定の最適トリム角θCとが所定の閾値θDを超えて異なるかどうか判定する。ステップS17で所定の閾値θDを超えて異ならない場合、ステップS18に進み、演算部60は最適トリム角θC´をメモリ78に記憶する。最適トリム角θC´は、1回目の暫定の最適トリム角θCと2回目の暫定の最適トリム角θCとの平均値としてもよいし、最後の回(2回目)の暫定の最適トリム角θCとしてもよい。そして、演算部60は、ブザー9を鳴らしたり、モニタに表示したりする等して、最終的に学習が終了したことを通知するメッセージ通知を行う(ステップS19)。
If the learning is repeated twice in step S16, the process proceeds to step S17, where the first temporary optimum trim angle θ C and the second temporary optimum trim angle θ C exceed the predetermined threshold θ D. Determine whether or not. If it is determined in step S17 that the difference does not exceed the predetermined threshold θ D , the process proceeds to step S18, and the
一方、ステップS17で所定の閾値θDを超えて異なる場合、風(風速や風向き)、波、潮流等の影響のために、1回目の暫定の最適トリム角θCと2回目の暫定の最適トリム角θCとが大きく異なったものとする。そこで、学習条件が適当でないとし、最適トリム角θC´を求めることなく、ステップS20に進み、演算部60は、ブザー9を鳴らしたり、モニタに表示したりする等のエラーメッセージ通知を行った後、ステップS1に戻る。
On the other hand, if the difference exceeds the predetermined threshold θ D in step S17, the first temporary optimum trim angle θ C and the second temporary optimum are caused by the influence of wind (wind speed and direction), waves, tidal currents, and the like. It is assumed that the trim angle θ C is greatly different. Accordingly, assuming that the learning condition is not appropriate, the process proceeds to step S20 without obtaining the optimum trim angle θ C ′, and the
以上述べた学習を一定のスロットル開度T10で実行させ、スロットル開度T10での最適トリム角θC´(T10)を記憶させる。メモリ78には、例えば図11に示すように、エンジン回転数及びスロットル開度に対応付けられた最適トリム角のマップが構築されており、スロットル開度T10と、ステップS4で演算した平均エンジン回転数を含む所定のエンジン回転数域(図11の例ではエンジン回転数R12〜R15)との対応欄に、学習した最適トリム角θC´(T10)を記述する。エンジン回転数が大幅に異ならない限り、最適トリム角は同程度であるので、所定のエンジン回転数域R12〜R15にて、学習した最適トリム角θC´(T10)を利用するようにしている。
The learning described above is executed at a constant throttle opening T10, and the optimum trim angle θ C ′ (T10) at the throttle opening T10 is stored. In the
次に、以上述べた学習を一定のスロットル開度T14(>T10)で実行させ、スロットル開度T14と、ステップS4で演算した平均エンジン回転数を含む所定のエンジン回転数域(図11の例ではエンジン回転数R15〜R18)との対応欄に、学習した最適トリム角θC´(T14)を記述する。同様に、以上述べた学習を一定のスロットル開度T18(>T14)で実行させ、スロットル開度T18と、ステップS4で演算した平均エンジン回転数を含む所定のエンジン回転数域(図11の例ではエンジン回転数R18〜R20)との対応欄に、学習した最適トリム角θC´(T14)を記述する。このように複数のスロットル開度T10、T14、T18で学習を繰り返すことにより、それらの間の欄の最適トリム角(図11に斜線で示す欄の最適トリム角)は、スロットル開度T10、T14、T18での最適トリム角θC´(T10)、θC´(T14)、θC´(T18)を用いた補間演算により求めることができる。 Next, the learning described above is executed at a constant throttle opening T14 (> T10), and a predetermined engine speed range including the throttle opening T14 and the average engine speed calculated in step S4 (example in FIG. 11). Then, the learned optimum trim angle θ C ′ (T14) is described in the column corresponding to the engine speeds R15 to R18). Similarly, the learning described above is executed at a constant throttle opening T18 (> T14), and a predetermined engine speed range including the throttle opening T18 and the average engine speed calculated in step S4 (example in FIG. 11). Then, the learned optimum trim angle θ C ′ (T14) is described in the column corresponding to the engine speeds R18 to R20). Thus, by repeating learning at a plurality of throttle openings T10, T14, T18, the optimum trim angle in the column between them (the optimum trim angle in the shaded column in FIG. 11) is the throttle opening T10, T14. , T18 and the optimum trim angles θ C ′ (T 10), θ C ′ (T 14), and θ C ′ (T 18).
なお、学習を行うスロットル開度T10、T14、T18は操船者が任意に指定可能にしてもよいし、演算部60が、学習すべきスロットル開度T10、T14、T18を操船者に通知するようにしてもよい。学習すべきスロットル開度T10、T14、T18を操船者に通知する方式としては、学習すべきスロットル開度をモニタに表示したり、学習すべきスロットル開度近傍でブザー音を鳴らしたりすればよい。
The throttle opening T10, T14, T18 for learning may be arbitrarily specified by the operator, and the
以上のようにして各スロットル開度に対応させた最適トリム角θC´がメモリ78のマップに記述された状態において、トリム操作を自動制御する自動トリムモード時には、制御装置52は、スロットル開度検出器62で検出されるスロットル開度、クランク角信号検出器61で検出されるエンジン回転数に基づいて、マップから最適トリム角θC´を読み出して、その最適トリム角θC´になるようにPTT装置41を自動制御する。これにより、エンジン回転数や姿勢の微妙な変化を感じ取ってトリム操作を行うといった負荷を操船者に強いることなく、また、初心者であっても、操舵の安定性を確保しつつ、燃費を向上させた航走が可能になる。
In the state where the optimum trim angle θ C ′ corresponding to each throttle opening is described in the map of the
なお、本実施形態では、船外機3を船舶1に新たに搭載して試運転するときに学習モードを実行させる例を説明したが、それに限定されるものではない。通常の航走時でも、学習モードを随時実行させてよい。例えば乗員や積載物の重量等が普段と大きく異なる状態で航走するような場合に学習モードを実行させてもよい。航走の最初の段階で学習モードの実行のためにスロットル開度を一定にするという制約が課されるが、学習モードは数分程度で完了するので、それ以降の航走では、操舵の安定性を確保しつつ、燃費を向上させた航走が可能になる。 In the present embodiment, the example in which the learning mode is executed when the outboard motor 3 is newly mounted on the ship 1 and the test operation is performed is described, but the embodiment is not limited thereto. The learning mode may be executed at any time even during normal sailing. For example, the learning mode may be executed in the case where the occupant or the weight of the load is sailing in a state that is significantly different from usual. There is a restriction that the throttle opening is kept constant for the execution of the learning mode in the first stage of the cruising, but since the learning mode is completed in about several minutes, the steering is stable in the subsequent cruising. This makes it possible to sail with improved fuel efficiency while ensuring the performance.
また、船外機3のメーカ側で、ボートメーカの各種モデルに対する最適トリム角を既定したマップを制御装置52に予め保持させておくようにしてもよい。船外機3を船舶1に搭載する際に、当該船体2の製造メータ、モデル名を制御装置52に入力することで、船体2に適したマップを呼び出して利用することができる。また、制御装置52に通信機能を持たせ、船体2の製造メータ、モデル名に応じたマップを外部から取得するような形態としてもよい。
In addition, on the maker side of the outboard motor 3, a map in which optimum trim angles for various models of the boat maker are predetermined may be stored in the
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態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。例えば図6のステップS8では、所定の条件に合致するかどうかとして、ステップS5で演算した平均エンジン回転数の変化率が所定の閾値を下回ったかどうかを判定するようにしたが、船体速度検出器79で検出される船体速度がピークとなったかどうか、即ち図10に示すトリム角θ2に達したかどうかを判定するようにしてもよい。この場合、図10の説明で述べたように、トリム角θ2では水中翼部の舵の機能が低下し、操舵が不安定となることがあるので、ステップS9では、現在のトリム角θA(即ち、トリム角θ2)から所定のトリム角を減算し、トリム角θ2の手前のトリム角を暫定の最適トリム角θCとする。 As mentioned above, although this invention was demonstrated with various embodiment, this invention is not limited only to these embodiment, A change etc. are possible within the scope of the present invention. For example, in step S8 of FIG. 6, it is determined whether the change rate of the average engine speed calculated in step S5 is below a predetermined threshold as to whether or not a predetermined condition is met. It may be determined whether or not the hull speed detected in 79 has reached a peak, that is, whether or not the trim angle θ 2 shown in FIG. 10 has been reached. In this case, as described in the description of FIG. 10, the steering function of the hydrofoil portion may be degraded at the trim angle θ 2 and the steering may become unstable. Therefore, in step S9, the current trim angle θ A A predetermined trim angle is subtracted from (that is, the trim angle θ 2 ), and a trim angle before the trim angle θ 2 is set as a temporary optimum trim angle θ C.
また、本発明の船外機の制御装置は、具体的にはCPU、ROM、RAM等を備えたコンピュータシステムにより構成することができ、CPUがプログラムを実行することによって実現され、プログラム自体も本発明を構成することになる。 In addition, the outboard motor control device of the present invention can be specifically configured by a computer system including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and is realized by the CPU executing the program. It constitutes the invention.
1:船舶、2:船体、3:船外機、41:パワートリム&チルト装置、52:制御装置、60:演算部、61:クランク角信号検出器、62:スロットル開度検出器、70:学習モード選択スイッチ、78:メモリ、79:船体速度検出器 1: ship, 2: hull, 3: outboard motor, 41: power trim and tilt device, 52: control device, 60: calculation unit, 61: crank angle signal detector, 62: throttle opening detector, 70: Learning mode selection switch, 78: Memory, 79: Hull speed detector
Claims (7)
スロットル開度を一定にした状態で実行する、最適トリム角を学習により設定するための学習モードを有し、
前記学習モード時に、前記動力手段によりトリム角を変化させて、各トリム角でのエンジン回転数の変化率を検出し、エンジン回転数の変化率が所定の閾値よりも低くなったときのトリム角に基づいて最適トリム角を求める制御手段を備えたことを特徴とする船外機の制御装置。 A control device for an outboard motor that trims the outboard motor using power means,
It has a learning mode for setting the optimal trim angle by learning, which is executed with the throttle opening kept constant,
In the learning mode, the trim angle is changed by the power means to detect the change rate of the engine speed at each trim angle, and the trim angle when the change rate of the engine speed becomes lower than a predetermined threshold value. A control device for an outboard motor comprising control means for obtaining an optimum trim angle based on
スロットル開度を一定にした状態で実行する、最適トリム角を学習により設定するための学習モード時に、
前記動力手段によりトリム角を変化させて、各トリム角でのエンジン回転数の変化率を検出する手順と、
前記検出したエンジン回転数の変化率が所定の閾値よりも低くなったときのトリム角に基づいて最適トリム角を求める手順とを有することを特徴とする最適トリム角の学習方法。 A method for learning an optimum trim angle executed by an outboard motor control device that trims the outboard motor using power means,
In the learning mode to set the optimal trim angle by learning with the throttle opening kept constant,
A procedure for detecting a rate of change in engine speed at each trim angle by changing the trim angle by the power means;
And a procedure for obtaining an optimum trim angle based on a trim angle when the detected rate of change in engine speed is lower than a predetermined threshold value .
スロットル開度を一定にした状態で実行する、最適トリム角を学習により設定するための学習モードを有し、
前記学習モード時に、前記動力手段によりトリム角を変化させて、各トリム角でのエンジン回転数の変化率を検出する処理と、エンジン回転数の変化率が所定の閾値よりも低くなったときのトリム角に基づいて最適トリム角を求める処理とをコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer that performs trim operation of an outboard motor using power means,
It has a learning mode for setting the optimal trim angle by learning, which is executed with the throttle opening kept constant,
In the learning mode, the trim angle is changed by the power means to detect the change rate of the engine speed at each trim angle, and the change rate of the engine speed becomes lower than a predetermined threshold value. A program for causing a computer to execute processing for obtaining an optimum trim angle based on the trim angle .
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