JP2000291470A - エンジンのアイドル回転数制御装置 - Google Patents

エンジンのアイドル回転数制御装置

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JP2000291470A JP11113310A JP11331099A JP2000291470A JP 2000291470 A JP2000291470 A JP 2000291470A JP 11113310 A JP11113310 A JP 11113310A JP 11331099 A JP11331099 A JP 11331099A JP 2000291470 A JP2000291470 A JP 2000291470A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ユーザーのニーズに応じて目標アイドル回転数
を変更する。 【解決手段】スロットルバルブ１７をバイパスするバイ
パス通路６１にアイドル吸気量調整弁６２を設け、実際
のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基づ
いて前記アイドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を制
御するエンジンにおいて、予め設定されたアイドル判定
スロットル開度以下のアイドルモードで前記目標アイド
ル回転数を変更可能にする。例えば、スロットルバルブ
１７のアイドル開度を変更可能にし、変更されたアイド
ル開度に基づいて前記目標アイドル回転数を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのアイド
ル回転数制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来、スロットルバルブが全閉付近の状
態にあるアイドリング運転時において、負荷や空気量の
ばらつきにより生じる回転変動を防止するため、スロッ
トルバルブをバイパスするバイパス通路にアイドル吸気
量調整弁を設け、実際のエンジン回転数と目標アイドル
回転数との偏差に基づいて前記アイドル吸気量調整弁を
作動させて吸気量を制御するアイドル回転数制御が知ら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、船外機を備え
る小型船舶では、船体を低速走行させながら釣りを行う
いわゆるトローリングを行う場合があり、このトローリ
ングでは魚種によって極めて低い船速が要求されること
があり、エンジン回転数を例えばアイドル回転数より低
い回転数に制御する必要がある。この場合、上記アイド
ル回転数制御を用いないエンジンの場合には、ユーザー
がスロットルバルブのアイドル開度を調節することによ
り、アイドル回転数を増減することができるが、上記ア
イドル回転数制御を採用するエンジンにおいては、目標
アイドル回転数が決まっているのでユーザーがスロット
ルバルブのアイドル開度を変更しても、目標アイドル回
転数になるように吸気量を制御するのでアイドル回転数
を増減することができないという問題を有している。
【０００４】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、ユーザーのニーズに応じて目標アイドル回転
数を変更することができるエンジンのアイドル回転数制
御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載の本発明は、スロットルバルブ１７をバ
イパスするバイパス通路６１にアイドル吸気量調整弁６
２を設け、実際のエンジン回転数と目標アイドル回転数
との偏差に基づいて前記アイドル吸気量調整弁を作動さ
せて吸気量を制御するエンジンにおいて、前記目標アイ
ドル回転数を変更可能にしたことを特徴とし、請求項２
記載の発明は、請求項１において、前記目標アイドル回
転数の値を外部（６３、６４）から直接、変更可能にす
ることを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１に
おいて、スロットルバルブのアイドル開度を変更可能に
し、変更されたアイドル開度に基づいて前記目標アイド
ル回転数を変更することを特徴とし、請求項４記載の発
明は、請求項３において、予め設定されたアイドル判定
スロットル開度以下でアイドル回転数制御を行う場合
に、前記変更されたアイドルスロットル開度の増減に応
じて前記アイドル判定スロットル開度を増減させること
を特徴とし、請求項５記載の発明は、請求項１〜４にお
いて、前記エンジンを船外機に搭載したことを特徴とす
る。なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を
容易にするために図面と対比させるもので、これにより
本発明が何ら限定されるものではない。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１〜図３は、本発明が適用さ
れる船外機の例を示し、図１は制御系の構成図、図２は
図１のエンジンの側面図、図３は図２の平面図である。
なお、各図面間で同一の構成については同一番号を付し
て説明を省略する場合がある。
【０００７】図１において、船外機１は、船体２の船尾
２ａにクランプブラケット３を介して上下、左右に揺動
可能に支持されている。この船外機１は推進機４が配設
された下部ケース５にエンジン６を搭載した構造のもの
である。前記推進機４は、垂直方向に延びるドライブシ
ャフト８の下端に傘歯車機構１０を介して推進軸１１を
連結し、該推進軸１１の後端にプロペラ１２を結合した
構成となっている。前記傘歯車機構１０は、ドライブシ
ャフト８に装着された駆動傘歯車１０ａと、推進軸１１
に回転自在に装着され駆動傘歯車１０ａに噛合された前
進傘歯車１０ｂ、後進傘歯車１０ｃとからなる。
【０００８】推進機４には、前後進切換装置１５が配設
されている。この切換装置１５は、前後方向に揺動可能
に枢支された操作レバー１６にシフトケーブル１８ａを
介してシフトロッド１８ｂを連結し、該シフトロッド１
８ｂに連結されたドッグクラッチ１８ｃにより前、後進
傘歯車１０ｂ、１０ｃの何れかを推進軸１１に結合し、
又は両方とも結合しないように構成されている。なお、
５２はスロットル開度センサである。
【０００９】前記エンジン６は、水冷式４サイクル４気
筒エンジンであり、クランク軸２０を走行時に略垂直を
なすように縦向きに配置して構成されており、該クラン
ク軸２０の下端に前記ドライブシャフト８の上端が連結
されている。エンジン６は、シリンダブロック２１に形
成された気筒２１ａ内にピストン２２を挿入配置すると
ともに、ピストン２２をコンロッド２３でクランク軸２
０に連結した構造のものである。シリンダブロック２１
の船体前後方向に見て後合面にはシリンダヘッド２４が
締結されている。
【００１０】気筒２１ａ及びシリンダヘッド２４に形成
された燃焼室２４ａには点火プラグ２５が装着されてい
る。また、各燃焼室２４ａに連通する排気ポート２６及
び吸気ポート２７には、それぞれ排気バルブ２８及び吸
気バルブ２９が配設されており、これら各バルブ２８、
２９はクランク軸２０と平行に配設されたカム軸３０、
３１により開閉駆動される。なお、２５ａは点火コイ
ル、２５ｂはイグナイタである。前記排気ポート２６に
は排気マニホールド３２が接続されており、排気ガスは
排気マニホールド３２から下部ケース５を通って推進機
４の後端から排出されるようになっている。
【００１１】各吸気ポート２７には吸気管３３が接続さ
れ、吸気管３３内にはスロットルバルブ１７が配設され
ている。吸気管３３には、スロットルバルブ１７の上流
側と下流側とを連通するバイパス通路６１が設けられ、
このバイパス通路６１にアイドル吸気量調整弁６２が配
設されている。また、シリンダヘッド２４の各吸気ポー
ト２７に望む部分には燃料噴射弁４０が挿入配置されて
おり、該燃料噴射弁４０の噴射口は吸気ポート２７の開
口を指向している。
【００１２】エンジン６は運転制御装置としてのエンジ
ンコントロールユニット４２を備えている。このエンジ
ンコントロールユニット４２は、エンジン回転数センサ
４３、吸気圧センサ４４、スロットル開度センサ５２、
エンジン温度センサ４６、船体速度センサ４７及び気筒
判別センサ４８からの検出値が入力され、これらの検出
値から予め記憶された運転制御マップに基づいて、燃料
噴射弁４０の燃料噴射量、噴射時期及び点火プラグ２５
の点火時期およびアイドル吸気量調整弁６２の開度を制
御するように構成されている。
【００１３】前記切換装置１５のシフトロッド１８ｂに
は、シフトポジションセンサ５５が配設されている。こ
のシフトポジションセンサ５５は、シフトロッド１８ｂ
の位置つまり操作レバーのシフト位置（前進、ニュート
ラル、後進位置）を検出してシフト位置に比例した電圧
値をコントロールユニット４２に出力し、また、操作レ
バー１６にはこの回動速度を検出するレバー速度センサ
５７が配設されており、該センサからの検出値をコント
ロールユニット４２に出力する。
【００１４】図２および図３において、エンジン６はカ
ウリング７で覆われ、クランク軸２０の上部には駆動プ
ーリ１３およびフライホイール１４が固定されている。
カム軸３０、３１には被駆動プーリ１６、１９が固定さ
れ、駆動プーリ１３の回転はベルト３４により被駆動プ
ーリ１６、１９に伝達される。エンジン６には４つの気
筒＃１〜＃４が上下方向に並設されており、各気筒＃１
〜＃４には４本の吸気管３３が連結され、スロットルボ
ディ３６を経てエンジン前方に配設されたサイレンサ３
５に接続されている。＃１と＃２の吸気管３３および＃
３と＃４の吸気管３３はそれぞれ合流されてそれぞれの
スロットルボディ３６に接続されている。
【００１５】各スロットルボディ３６には１本の共通の
弁軸３７が上下方向に貫通されており、該弁軸３７には
図１のスロットルバルブ１７が取り付けられ、弁軸３７
の上端部にスロットル開度センサ５２が設けられてい
る。弁軸３７の中間部には、ロッド３８、レバー３９、
４０を介してスロットルワイヤー４１が連結されてい
る。また、最上部の気筒＃１の吸気管３３の内側には、
アイドル吸気量調整弁６２が配設され、図１のバイパス
通路６１を構成する２本のゴムホース６１ａ、６１ｂが
各吸気管３３の合流部に接続されている。シリンダヘッ
ド２４には、燃料噴射弁４０が配設され、燃料噴射弁４
０は燃料供給レール４３に連結されている。
【００１６】図４は、本発明のアイドル回転数制御装置
の１実施形態を示し、図４（Ａ）は目標アイドル回転数
計算処理の流れを示す図、図４（Ｂ）は目標アイドル回
転数基準値マップを示す図、図４（Ｃ）は目標アイドル
回転数補正値マップを示す図、図４（Ｄ）はアイドル回
転数制御を説明するための図である。
【００１７】本実施形態においては、スロットルバルブ
１７のアイドル時の開度が調整ネジ（図示せず）によっ
て調整可能になっており、図４（Ｃ）に示すように、工
場出荷段階ではイニシャル開度として例えば０．５(de
g)に設定され、ユーザーが前記調整ネジを回すことによ
りアイドルスロットル開度を例えば、０、０．３、１．
０(deg)に変更可能にしている。
【００１８】図４（Ａ）において、先ず、エンジン温度
を読み取り、エンジン温度に基づいて図４（Ｂ）に示す
マップにより目標アイドル回転数基準値を計算する（各
温度間の値については補間補正する）。次に、変更され
たアイドルスロットル開度を読み取り、図４（Ｃ）に示
すマップにより目標アイドル回転数補正値を計算する。
次に、ステップＳ５において、前記目標アイドル回転数
の基準値と補正値を加えて目標アイドル回転数を計算す
る。例えば、エンジン温度が４０℃で、アイドルスロッ
トル開度を０．３(deg)と変更した場合には、目標アイ
ドル回転数は６５０ｒｐｍとなり、アイドル回転数より
低い回転数に制御することが可能となる。
【００１９】図４（Ｄ）に示すように、本制御において
は、予めアイドル判定スロットル開度Ｂが設定されてお
り、通常モードではスロットル開度に比例してエンジン
回転数が制御され、アイドル判定スロットル開度Ｂ以下
になると、通常モードからアイドルモードに移行し、ア
イドルスロットル開度Ｔｈθに対応した目標アイドル回
転数になるように制御される。この場合、アイドルスロ
ットル開度Ｔｈθを、イニシャル開度ＴｈθＡからＴｈ
θＡａ〜ＴｈθＡｄに変更した場合に、目標アイドル回
転数はＲｅｖＡａ〜ＴｈθＡｄに変更される。
【００２０】図５は、図４（Ｃ）の補正マップの変形例
を示している。図４（Ｃ）の補正マップにおいては、ア
イドルスロットル開度の変更に対して階段状に目標アイ
ドル回転数を補正しているが、本例においては、アイド
ルスロットル開度に対して無断階に目標アイドル回転数
を補正するようにしている。この場合、イニシャル開度
付近においては、スロットル開度の変更に対して目標ア
イドル回転数が変化しないようにして誤作動を防止する
ようにしている。なお、図中、Ｂ点はアイドル判定スロ
ットル開度である。
【００２１】図６は、本発明のアイドル回転数制御装置
の他の実施形態を示し、図６（Ａ）はアイドル回転数制
御の流れを示す図、図６（Ｂ）は本制御を説明するため
の図である。
【００２２】前記実施形態においては、図４（Ｄ）に示
すように、アイドル判定スロットル開度Ｂが固定されて
いるために、例えばイニシャル開度を閉じる方向のＴｈ
θＡｂに動かすとアイドル判定スロットル開度との差Δ
Ｔが大きくなり、通常モードに移行するとこの運転フィ
ーリングに違和感を覚えるという問題を生じ、また、逆
にイニシャル開度を開く方向のＴｈθＡｄに動かすとア
イドル判定スロットル開度との差ΔＴが小さくなってし
まい、極端な場合はアイドルスロットル開度がアイドル
判定スロットル開度を超えてしまう可能性も出てきてし
まう。
【００２３】本実施形態は、上記問題を解決するもので
あって、図６（Ａ）に示すように、ステップＳ１１で、
現在のスロットル開度が、アイドル判定スロットル開度
以下か否かを判定し、以下であれば、ステップＳ１２、
Ｓ１３で前述の如く変更されたアイドルスロットル開度
を読み込んで目標アイドル回転数を補正し、次いで、ス
テップＳ１４でアイドル判定スロットル開度を補正し、
ステップＳ１５でアイドル回転数制御を行う。次いで、
ステップＳ１１に戻り、補正されたアイドル判定スロッ
トル開度に対して判定が行われ、アイドル判定スロット
ル開度を超えたと判定された場合に通常モードに移行す
る。
【００２４】上記アイドル判定スロットル開度の補正
は、図６（Ｂ）に示すように、アイドルスロットル開度
を増減した分だけ、初期のアイドル判定スロットル開度
を増減させ、アイドル判定スロットル開度とアイドル判
定スロットル開度との差ΔＴが常に一定の値になるよう
にしている。例えば、アイドルスロットル開度をマイナ
スＡｂ(deg)にしてＴｈθＡｂにした場合には、アイド
ル判定スロットル開度ＴｈθＢｂもマイナスＡｂ(deg)
に補正しΔＴを一定に保持するものである。従って、運
転者がアイドル回転数を変更する目的でイニシャル開度
（アイドルスロットル開度）を変更しても、運転フィー
リングを損なうことがない。
【００２５】次に、本発明のさらに他の実施形態につい
て説明する。上記実施形態においては、アイドルスロッ
トル開度を変更した場合に目標アイドル回転数を補正す
るようにしているが、図１に示すように、エンジンコン
トロールユニット４２内に記憶されている目標アイドル
回転数基準値を変更可能にする可変抵抗器６３を設け、
ユーザーが可変抵抗器６３を操作することにより、目標
アイドル回転数の値を直接、変更するようにしてもよ
い。また、エンジンコントロールユニット４２にパソコ
ン６４を接続可能にし、ユーザーがパソコン６４から目
標アイドル回転数の値を入力、変更するようにしてもよ
い。
【００２６】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変
更が可能である。例えば、上記実施形態においては、４
サイクル直列気筒エンジンに適用した例について説明し
ているが、Ｖ型エンジンに適用してもよく、また、２サ
イクルエンジンに適用してもよいことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１、２記載の発明によれば、スロットルバルブをバイパ
スするバイパス通路にアイドル吸気量調整弁を設け、実
際のエンジン回転数と目標アイドル回転数との偏差に基
づいて前記アイドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を
制御するエンジンにおいて、前記目標アイドル回転数を
変更することができ、ユーザーのニーズを満足させるこ
とができ、また、請求項３記載の発明によれば、ユーザ
ーの負担を軽減させると共に、他のエンジン制御に用い
ているスロットル開度センサを利用して低コストで目標
アイドル回転数を変更することができ、また、請求項４
記載の発明によれば、運転者がアイドル回転数を変更す
る目的でアイドルスロットル開度を変更しても、運転フ
ィーリングを損なうことがなく、また、請求項５記載の
発明によれば、船外機を備える小型船舶では、船体を低
速走行させながら釣りを行ういわゆるトローリングを行
う場合があり、このトローリングでは魚種によって極め
て低い船速が要求されることがあり、エンジン回転数を
初期の目標アイドル回転数より低い回転数に制御するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される船外機の例を示す制御系の
構成図である。
【図２】図１のエンジンの側面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】本発明のアイドル回転数制御装置の１実施形態
を示し、図４（Ａ）は目標アイドル回転数計算処理の流
れを示す図、図４（Ｂ）は目標アイドル回転数基準値マ
ップを示す図、図４（Ｃ）は目標アイドル回転数補正値
マップを示す図、図４（Ｄ）はアイドル回転数制御を説
明するための図である。
【図５】図４（Ｃ）の補正マップの変形例を示す図であ
る。
【図６】本発明のアイドル回転数制御装置の他の実施形
態を示し、図６（Ａ）はアイドル回転数制御の流れを示
す図、図６（Ｂ）は本制御を説明するための図である。
【符号の説明】
１７…スロットルバルブ ６１…バイパス通路 ６２…アイドル吸気量調整弁 ６３…可変抵抗器 ６４…パソコン
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G093 AA05 AA19 AB04 BA15 CA04 DA01 DA03 DA05 DA06 DA07 DB05 DB11 DB12 EA07 FA07 FA11 3G301 HA03 HA08 HA26 JA03 KA07 LA04 LC01 MA11 NA08 NC02 ND02 PA07Z PA11Z PA14Z PA15A PE01A PE01Z PE05Z PE08Z PF01Z PF08Z PF10Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スロットルバルブをバイパスするバイパス
    通路にアイドル吸気量調整弁を設け、実際のエンジン回
    転数と目標アイドル回転数との偏差に基づいて前記アイ
    ドル吸気量調整弁を作動させて吸気量を制御するエンジ
    ンにおいて、前記目標アイドル回転数を変更可能にした
    ことを特徴とするエンジンのアイドル回転数制御装置。
  2. 【請求項２】前記目標アイドル回転数の値を外部から直
    接、変更可能にすることを特徴とする請求項１記載のエ
    ンジンのアイドル回転数制御装置。
  3. 【請求項３】前記スロットルバルブのアイドルスロット
    ル開度を変更可能にし、変更されたアイドルスロットル
    開度に基づいて前記目標アイドル回転数を変更すること
    を特徴とする請求項１記載のエンジンのアイドル回転数
    制御装置。
  4. 【請求項４】予め設定されたアイドル判定スロットル開
    度以下でアイドル回転数制御を行う場合に、前記変更さ
    れたアイドルスロットル開度の増減に応じて前記アイド
    ル判定スロットル開度を増減させることを特徴とする請
    求項３記載のエンジンのアイドル回転数制御装置。
  5. 【請求項５】前記エンジンを船外機に搭載したことを特
    徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のエンジン
    のアイドル回転数制御装置。
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