JP4448785B2 - 燃料噴射システム - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの回転数を指示するスロットルと、このスロットルとは別の予備用（非常用）のスロットルとを備える燃料噴射システムに関する。

通常、舶用のエンジン等においては、燃料噴射ポンプにおけるガバナのラック位置や、スロットルバルブにおける吸入空気量が制御されることにより、エンジンの回転速度（回転数）が制御される。こうしたエンジンの回転数は、操縦席などに設けられるレバー式などの操作具であるスロットルにより遠隔操作される。近年、こうしたエンジンの制御については、電子制御ガバナや電子制御スロットルバルブをエンジンコントロールユニット等の制御手段で制御する構成とし、この制御手段に対して、前記スロットルからの指示信号がＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信方式により伝達される構成のものが実現されている。

こうしたＣＡＮ等の通信方式によるエンジン回転数の制御について、スロットルバルブに摩擦抵抗の増加や固着などの異常が発生し、スロットルバルブの正規のスロットル開度制御が行えない状態となったときに、必要なエンジン回転速度を得るための技術が特許文献１に開示されている。すなわち、特許文献１に開示されている技術は、スロットルバルブを備える船外機用エンジンについてのものであり、本文献にも示されているように、船外機の場合、海上で使用されるため、スロットルバルブに異常が発生した場合でも自力で帰港できることが必要とされる一方、船舶が帰港して接岸する際にはシフト動作を行う必要があり、このシフト動作を行うためにはエンジンの回転速度を低下させる必要がある。こうしたことから、エンジン回転数の制御は常に確保される必要がある。
特開２００４−９２６４０号公報

ところで、エンジン回転数の制御が確保されない状態としては、ＣＡＮ等の通信方式における通信異常や操作具としてのスロットル自体に異常が発生する場合が考えられる。このような場合に対処するため、通常使用されるスロットル（主スロットル）とは別の通信経路を介して、エンジンコントロールユニット等の制御手段に接続される予備用（非常用）のスロットル（副スロットル）を具備する構成のものがある。つまり、ＣＡＮ等の通信方式により通常使用される主スロットルの操作によるエンジン回転数の制御に異常が発生した場合に、予備用のスロットルである副スロットルによりエンジン回転数の制御を行うことを可能とするものである。

こうした構成を採用する場合、エンジン回転数の指示が有効なスロットルが、異常が発生した主スロットルから予備用の副スロットルに切り換わる際、エンジン回転数が急激に変化するという問題が発生することが考えられる。すなわち、それぞれのスロットルが指示するエンジン回転数が異なるため、各スロットルが指示するエンジン回転数が大きく異なる状態でスロットルが切り換わると、エンジン回転数が急激に変化して急激な減速や増速が発生することとなる。

そこで、本発明は、エンジンの回転数を指示する主スロットルと、該主スロットルについて異常が発生した場合にエンジンの回転数を指示する副スロットルとを備える構成であって、指示が有効なスロットルが主スロットルから副スロットルへ切り換わる際、エンジン回転数の急激な変化を防止して安全性を確保するとともに、操縦者の意図に即したスロットルの切換えを可能とする燃料噴射システムを提供することを目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、制御手段を介してエンジンの回転数を指示する主スロットルと、該主スロットルに代えて前記制御手段を介してエンジンの回転数を指示する副スロットルとを備える燃料噴射システムであって、前記主スロットルによるエンジン回転数指示に異常が発生した場合、該主スロットルからの指示値に基づき算出されていた目標回転数を、予め設定される最低設定回転数まで徐々に低下する目標回転数低下手段を具備し、前記目標回転数の低下中に、前記副スロットルの操作により、前記副スロットルからの指示値に基づき算出される目標回転数が、前記最低設定回転数から上昇された場合、該副スロットルからの指示値に基づき算出される目標回転数と、前記目標回転数低下手段により低下される目標回転数とが一致した時に、有効スロットルを前記主スロットルから前記副スロットルに切り換えるスロットル切換手段を具備するものである。

請求項２においては、前記目標回転数低下手段は、前記目標回転数を、予め設定される単位時間の経過ごとに増加する減速度で低下するものである。

請求項３においては、前記主スロットルによるエンジン回転数指示に異常が発生した時から、予め設定される所定時間の間、前記主スロットルからの指示値に基づき算出されていた目標回転数を保持する目標回転数保持手段を具備するものである。

請求項４においては、前記主スロットルによるエンジン回転数指示に異常が発生した時、その旨を報知する警報と、前記目標回転数低下手段による目標回転数の低下の開始を報知する警報とを発する警報発生手段を具備するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、主スロットルについて異常が発生した際に該主スロットルにより指示されていた目標回転数に関わらず実際の目標回転数が徐々に低下されることとなるので、船舶などの急激な減速や高速状態が維持されることが回避できるので、操縦者などにとって不快なショックを防止することができるとともに、安全性を確保することができる。

また、操縦者の意思により、かつ意図するタイミング及び意図するエンジン回転数にて有効スロットルの切換えを行うことができる。これにより、主スロットルについて異常が発生した際に、該主スロットルが指示していた目標回転数と副スロットルが指示する目標回転数とが大きく異なる場合にも、有効スロットルの切換えの際におけるエンジン回転数の変化を小さくすること可能となり、エンジン回転数の挙動を安定させることができるので、安全性を確保することができる。
また、有効スロットルを切り換えるための装置（例えば、切換えスイッチなど）を別途設ける必要もなく、既存のスロットルを用いて有効スロットルの切換えを行うことが可能となる。

請求項２においては、主スロットルについて異常が発生した場合の目標回転数の低下に際し、不快なショックを防止することができ、安定した運転フィーリングを得ることができる。

請求項３においては、主スロットルについて異常が発生してから目標回転数を低下させるまで、異常が発生した時の目標回転数が一定時間保持されることとなるので、異常が発生したことが操作部における警告等により操縦者に報知されてから、急にエンジン回転数の低下が開始されることがなくなる。これにより、主スロットルについて異常が発生してから所定の時間内は、異常が発生した際の操縦状態を維持することができるとともに、エンジン回転数の低下に事前に対処することが可能となるので、安全性を確保することができる。

請求項４においては、主スロットルについて異常が場合、主スロットルについて異常が発生した時及び目標回転数の低下が開始した時の二段階にそれぞれ警報が発せられることとなり、操縦者はそれぞれの事態に応じた対処を行うことができるので、主スロットルについて異常が発生した場合の操縦について安全性を確保することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の本発明を実施するための最良の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は燃料噴射システムの概略構成を示したブロック図、図２は燃料噴射ポンプ４０とそれに関連する装置等の概略構成図、図３は目標回転数の時間変化を示すグラフ、図４は有効スロットルが切り換わる際の一連の処理を示すフローチャート、図５は同じくタイムチャートである。

＜概略構成＞
先ず、図１を用いて本発明の燃料噴射システム１の概略構成について説明する。なお、ここで説明する燃料噴射システム１は、例えば船舶が具備するエンジンの燃料噴射ポンプの制御システムとして採用する場合について説明するが、本システムを利用することで同様の効果が得られるものであれば如何なるものに採用しても良い。燃料噴射システム１は、図１に示すように、操作部１０とエンジン２０とに大別される。操作部１０は、船舶の運転室に設けられるものであって、例えば表示部１１、主スロットル１２、副スロットル１３等が設けられるものである。表示部１１は、本システムを採用する船舶の状態や警告等を表示するものであり、スピーカ等を内蔵することによって音声による警告を発することも可能なものである。主スロットル１２は、例えばエンジン２０のスロットルバルブ２９を操作するものであって船舶が正常運転状態である場合に操作されるものであり、例えばレバー式のものである。副スロットル１３は、主スロットル１２と同様にスロットルバルブ２９を操作するものであるが、船舶が正常運転状態でない場合に操作されるものである点で、主スロットル１２とは使用態様が異なる。また、この副スロットル１３の形状は、例えばつまみ式（ボリューム式）のスイッチである。また、表示部１１及び主スロットル１２は各々独自の制御部を具備しており、エンジン２０側の制御部であるＥＣＭ２１（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）と通信することによって、操作部１０とエンジン２０との全体制御を行っている。なお、操作部１０とエンジン２０とでプロトコル等の通信方式が異なる場合には、図１に示すように通信方式の整合を図るための通信中継器１５を設ける。また、副スロットル１３は、エンジン２０側のＥＣＭ２１に直接接続される構成となっており、通信方式はエンジン２０側と同じである。エンジン２０は、例えばディーゼルエンジンであり、ＥＣＭ２１、クランク軸回転数センサ２２、カム軸回転数センサ２３、遅角用電磁弁２４、進角用電磁弁２５、ラック２８等が設けられるものである。ＥＣＭ２１は、エンジン２０に関するセンサや上述した操作部１０等の操作系の状態に基づいて、エンジン２０に関するアクチュエータ等を制御するものである。クランク軸回転数センサ２２は、エンジン２０のクランク軸の回転数を検出するものであって、その検出結果をクランク軸パルスとしてＥＣＭ２１に出力している。カム軸回転数センサ２３は、エンジン２０のカム軸の回転数を検出するものであって、その検出結果をカム軸パルスとしてＥＣＭ２１に出力している。また、クランク軸回転数センサ２２及びカム軸回転数センサ２３は光学センサで構成することが可能であり、例えばクランク軸やカム軸の軸自体又はギヤ等に予め製造時に所定間隔で所定数のマークを記しておくことで、このマークを上記光学センサ検出することによって、ＥＣＭ２１はクランク軸とカム軸４１の回転数を算出することができる。遅角用電磁弁２４及び進角用電磁弁２５は、図２に示すような燃料噴射ポンプ４０のカム軸の位相を変化させるための油圧式タイマユニットのタイマピストンを、進角側又は遅角側に摺動させる油圧を制御するための油圧制御弁である。ラック２８は、燃料噴射ポンプ４０から噴射する燃料の量を調節するものである。

＜燃料噴射ポンプ＞
次に、図２を用いて燃料噴射ポンプ４０とそれに関連する装置等の概略構成について説明する。なお、この図２における油圧式タイマユニット５０に関しては断面を示している。特に、タイマピストン５２に関しては便宜的に一点鎖線で上下に２分割した状態で示しており、遅角側位置に移動した状態をタイマピストン５２ａで示し、他方、進角側位置に移動した状態をタイマピストン５２ｂで示している。勿論、実際のタイマピストン５２は、上述のように一点鎖線で２分割されるものではなく一体的に形成されるものであって、図２においてはあくまでもタイマピストン５２の移動状態を説明するために一点鎖線で２分割しているのである。燃料噴射ポンプ４０は、燃料タンクに貯蔵される燃料をエンジン２０のシリンダに設けた噴射ノズルへ圧送するためのものであり、カム軸４１により駆動され、該カム軸４１の先端部分にはカム軸カップリング５１をカム軸４１に固定するためのカップリング固定部材４２が固設されている。また、燃料噴射ポンプ４０には、エンジン２０のシリンダへ燃料を供給するための供給口４３が気筒分設けられており、図２に示す例においては６気筒ある場合を示している。 更に、燃料噴射ポンプ４０には、ガバナ３０及び油圧式タイマユニット５０が一体的に設けられている。ガバナ３０は、上記ラック２８を具備し、該ラック２８はＥＣＭ２１によって駆動制御される比例ソレノイドによって駆動される構造となっている。油圧式タイマユニット５０は、カム軸カップリング５１の外周面にストレートでスプライン嵌合するタイマピストン５２が設けられており、更に該タイマピストン５２の外周面にヘリカルでスプライン嵌合するポンプ駆動歯車５３が設けられている。このポンプ駆動歯車５３は、エンジン２０のクランク軸からの回転力を受ける受歯車５５とボルト５６によって固設されている。このように構成されているので、クランク軸の回転によってカム軸４１を回転させることが可能となると共に、タイマピストン５２をカム軸カップリング５１のスプライン方向（図２に向って左右方向）に摺動させることによって、カム軸カップリング５１とポンプ駆動歯車５３との位相差を変化させることが可能となる。なお、ここでは既に上述したとおり、タイマピストン５２を５２ａ側へ摺動させることでカム軸は遅角し、５２ｂ側へ摺動させることで進角するようにスプライン嵌合のヘリカル形状を構成している。また、ポンプ駆動歯車５３と嵌合するタイマピストン５２の外周側にできる空間を遅角室５７ａ、他方、カム軸カップリング５１と嵌合するタイマピストン５２の内周側の空間を進角室５７ｂと各々称する。この場合に、遅角室５７ａに圧油を圧送することでタイマピストン５２を遅角側（５２ａ側）へ摺動させることができ、他方、進角室５７ｂに圧油を圧送することでタイマピストン５２を進角側（５２ｂ側）へ摺動させることができる。また、遅角室５７ａへ通じる遅角用圧油経路５８ａと、進角室５７ｂへ通じる進角用圧油経路５８ｂにはそれぞれ上述した遅角用電磁弁２４及び進角用電磁弁２５が配設されて、該遅角用電磁弁２４と進角用電磁弁２５をＥＣＭ２１で制御して作動し、圧油を送油してタイマピストン５２を摺動させるのである。このように構成されているので、ＥＣＭ２１は、エンジン２０の状況に応じてタイマピストン５２を油圧で制御する制御手段として機能し、エンジン２０のクランク軸とカム軸４１との位相差を自在に遅角又は進角させることが可能となる。

以上のように構成される燃料噴射システム１は、前述の如く、船舶が正常運転状態である場合は、操作部１０に設けられる主スロットル１２が有効スロットルとなり、該主スロットルが操作されることにより、ラック２８のラック位置の制御による燃料噴射量などが制御されてエンジン２０の回転数（前記クランク軸の回転数、以下「エンジン回転数」ともいう。）が制御される。一方、該主スロットル１２の操作によって船舶の正常運転が行えない状態の場合は、有効スロットルが主スロットル１２から副スロットル１３に切り換わり、該副スロットル１３が操作されることにより、エンジン２０の回転数が制御される。

また、主スロットル１２は、前記通信中継器１５を介する等してＥＣＭ２１と接続され、副スロットル１３は、ＥＣＭ２１に直接接続される構成となっており、各スロットル１２・１３のＥＣＭ２１に対する通信方式としては、例えば、主スロットル１２にはＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介する通信が用いられ、副スロットル１３にはアナログ通信が用いられる。この場合、主スロットル１２から出力される操作信号はＣＡＮを介してＥＣＭ２１に入力され、副スロットル１３から出力される操作信号は、ＥＣＭ２１にアナログ入力されることとなる。

そして、ＥＣＭ２１は、各スロットル１２・１３からの指示値に基づいて、目標回転数を算出する目標回転数算出手段としての機能を有しており、各スロットル１２・１３からの入力される操作信号（指示値）に基づいて算出した目標回転数のうち、いずれか一方のスロットルからの指示値に基づいて算出した目標回転数に基づき、エンジン回転数を制御する。つまり、ここで選択される目標回転数が、エンジン２０の回転数制御に用いられる実際の目標回転数となり、この実際の目標回転数の算出に用いられた操作信号を出力したスロットルが、その時点での有効スロットルということとなる。

すなわち、本発明に係る燃料噴射システム１は、制御手段としてのＥＣＭ２１を介してエンジン２０の回転数を指示する主スロットル１２と、該主スロットル１２について異常が発生した場合などに、主スロットル１２に代えてＥＣＭ２１を介して、エンジン２０の回転数を指示する副スロットル１３とを備えており、正常運転状態において有効スロットルとして機能する主スロットル１２によるエンジン回転数指示に異常が発生した場合、有効スロットルが主スロットル１２から副スロットル１３に切り換わる構成となっている。

そして、ＥＣＭ２１は、主スロットル１２によるエンジン回転数指示に異常が発生した場合、該主スロットル１２からの指示値に基づき算出していた目標回転数を、予め設定される最低設定回転数まで徐々に低下する。ここで、主スロットル１２によるエンジン回転数指示に異常が発生した場合とは、次のような場合が考えられる。すなわち、主スロットル１２とＥＣＭ２１との間の通信に何らかの異常が発生し、ＣＡＮ等の通信方式における通信エラーが発生した場合である。この場合、主スロットル１２から出力される操作信号がＥＣＭ２１に正常に入力されずＥＣＭ２１が認識できない状態となる。また、主スロットル１２自体にエラーが発生した場合である。この場合、主スロットル１２からエラー信号が出力されＥＣＭ２１に入力される。

このように、主スロットル１２について異常が発生した場合、ＥＣＭ２１は、スロットル切換要求が発生したと判断して、主スロットル１２からの指示値に基づき算出していた目標回転数を、予め設定される最低設定回転数まで徐々に低下する。つまり、ＥＣＭ２１は、主スロットル１２について異常が発生してスロットル切換要求が発生したと判断した時点で、それまで有効スロットルとしての主スロットル１２からの指示値に基づき算出していた実際の目標回転数を徐々に低下する。ここで、最低設定回転数とは、主スロットル１２及び副スロットル１３により指示される目標回転数のうち最低の回転数、即ちエンジン２０のアイドリング時の回転数であり、ＥＣＭ２１にて予め設定される。つまり、ＥＣＭ２１が、本発明に係る燃料噴射システム１に具備される目標回転数低下手段の一例である。

このように、主スロットル１２について異常が発生した場合、該主スロットル１２からの指示値に基づき算出されていた目標回転数が、予め設定される最低設定回転数まで徐々に低下されることにより、主スロットル１２に異常が発生した際に該主スロットル１２により指示されていた目標回転数に関わらず実際の目標回転数が徐々に低下されることとなるので、船舶などの急激な減速を回避することができ、操縦者などにとって不快なショックを防止することができる。また、例えば、主スロットル１２により指示される目標回転数が高速域にある状態で異常が発生した場合にも、その高速状態が維持されるようなことがなくなり、安全性を確保することができる。

また、主スロットル１２について異常が発生した場合、目標回転数低下手段としてのＥＣＭ２１による目標回転数の低下は、具体的には次のような態様によるのが好ましい。すなわち、ＥＣＭ２１は、目標回転数を、予め設定される単位時間の経過ごとに増加する減速度で低下する。図３に示すように、主スロットル１２によるエンジン回転数指示に異常が発生する前において該主スロットル１２が指示していた目標回転数をＮａとし、時刻ｔ１から目標回転数の低下を開始するとすると、目標回転数Ｎａを、予め設定される単位時間Δｔの経過ごとに増加する減速度で前記最低設定回転数まで低下する。つまり、横軸は時間、縦軸は目標回転数をそれぞれ示す図３に示すグラフにおいては、傾きが加速度を表すことから、負の傾きが減速度（負の加速度）を表すこととなり、目標回転数の低下を開始する時刻ｔ１から単位時間Δｔ経過ごとに、減速度が増加するように目標回転数を低下する。具体的には、時刻ｔ１から単位時間Δｔの間は、ある減速度α１で目標回転数を低下し、さらに次の単位時間Δｔの間は、前記減速度α１よりも増加した減速度α２で目標回転数を低下する。同様にして、減速度をα３・α４・・・と増加しながら目標回転数を徐々に低下する。ここで、単位時間Δｔの経過ごとの減速度の増加率は、例えば略一定とされる。

このように、主スロットル１２からの指示値に基づき算出されていた目標回転数を、単位時間Δｔの経過ごとに増加する減速度で徐々に低下させることにより、主スロットル１２について異常が発生した場合の目標回転数の低下に際し、不快なショックを防止することができ、安定した運転フィーリングを得ることができる。なお、ここで示した目標回転数の低下の態様は一例であり、これに限定されるものではなく、例えば、略一定または一定の減速度で低下させてもよい。

また、主スロットル１２について異常が発生した場合、ＥＣＭ２１は、主スロットル１２からの指示値に基づき算出していた目標回転数を、予め設定される所定時間保持する。つまり、ＥＣＭ２１は、主スロットル１２について異常が発生した時から、予め設定される所定時間の間、主スロットル１２からの指示値に基づき算出していた目標回転数を保持する目標回転数保持手段の一例であり、該所定時間はＥＣＭ２１にて予め設定される。

具体的に図３に示すグラフを用いて説明すると、例えば、主スロットル１２が指示する目標回転数がＮａの状態で船舶が運転されており、時刻ｔ０に主スロットル１２について異常が発生したとする。この場合、ＥＣＭ２１は、スロットル切換要求が発生したと判断してから、予め設定される所定時間Ｔａの間、主スロットル１２について異常が発生した時に該主スロットル１２が指示していた目標回転数Ｎａを保持する。そして、時刻ｔ０から所定時間Ｔａ経過後の時刻ｔ１から、前述の如く目標回転数をＮａから徐々に低下していく。

このように、主スロットル１２について異常が発生してから目標回転数を低下させるまで、異常が発生した時の目標回転数を一定時間保持することにより、異常が発生したことが操作部１０の表示部１１における警告等により操縦者に報知されてから、急にエンジン回転数の低下が開始されることがなくなる。これにより、主スロットル１２について異常が発生してから所定の時間内は、異常が発生した際の操縦状態を維持することができるとともに、エンジン回転数の低下に事前に対処することが可能となるので、安全性を確保することができる。つまり、主スロットル１２について異常が発生した際の操縦状態（例えば、操舵時など）のままエンジン回転数が低下されることがなく、その状態からエンジン回転数の低下に対応できる状態に事前に操作することが可能となるので、安全な運転操作が可能となる。

以下、有効スロットルが主スロットル１２から副スロットル１３に切り換わる際の一連の処理について、図３に加え、図４に示すフローチャート及び図５に示すタイムチャートに沿って説明する。船舶の正常運転状態においては、主スロットル１２により、ＥＣＭ２１を介してエンジン回転数が指示される。すなわち、この状態においては主スロットル１２が有効スロットルであり、操縦者により主スロットル１２が操作されることにより、ＥＣＭ２１は主スロットル１２からの操作信号を検出し、該主スロットル１２からの指示値に基づき目標回転数を算出する（Ｓ１００）。この状態では、主スロットル１２からの指示値に基づき算出される目標回転数がエンジン２０の回転数制御に用いられる実際の目標回転数となる。

そして、ＥＣＭ２１は、主スロットル１２よるエンジン回転数指示に異常が発生したか否かを判断する（Ｓ１１０）。ここで、主スロットル１２によるエンジン回転数指示に異常が発生したと判断された場合、処理はステップＳ１２０へと移行する。一方、主スロットル１２によるエンジン回転数指示に異常が発生したと判断されない場合は、前記ステップＳ１００へと移行する。つまり、主スロットル１２について異常が発生しない限り、ＥＣＭ２１は正常運転状態を継続する。

前記ステップＳ１１０において、時刻ｔ０に主スロットル１２について異常が発生したと判断されると、ＥＣＭ２１は、操作部１０の表示部１１などに主スロットル１２について異常が発生した旨を報知する警報を発する（Ｓ１２０）。そして、主スロットル１２ついて異常が発生した時刻ｔ０からは、前述の如く、異常が発生した時に主スロットル１２により指示されていた目標回転数Ｎａが所定時間Ｔａの間保持された後、時刻ｔ１に目標回転数の低下が開始する（Ｓ１３０）。すなわち、ＥＣＭ２１は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの所定時間Ｔａの間、主スロットル１２について異常が発生した時の目標回転数Ｎａを保持した後、時刻ｔ１から、目標回転数を予め設定される最低設定回転数Ｎｏまで徐々に低下する。この際、ＥＣＭ２１は、目標回転数低下手段として目標回転数の低下を開始するとともに、目標回転数の低下の開始を報知する警報を発する（同Ｓ１３０）。つまり、ＥＣＭ２１は、主スロットル１２によるエンジン回転数指示に異常が発生した時、その旨を報知する警報と、目標回転数の低下の開始を報知する警報とを発する警報発生手段の一例である。これらの警報を行う方法としては、その旨を表示することに限らず、ブザーや音声による警告、ランプ点灯による警告、またはこれらの組合せなどが考えられるが、例えば、主スロットル１２に異常が発生した時は、ランプを点灯したり点滅したりすることにより警報を発し、その後、目標回転数の低下を開始する時は、点灯しているランプを点滅させたり点滅しているランプの周期を変化させたりすることにより報知する構成とすることが考えられる。

このように、主スロットル１２について異常が場合、主スロットル１２について異常が発生した時及び目標回転数の低下が開始した時の二段階にそれぞれ警報が発せられることにより、操縦者はそれぞれの事態に応じた対処を行うことができるので、主スロットル１２について異常が発生した場合の操縦について安全性を確保することができる。

そして、前記ステップＳ１３０において、主スロットル１２が指示していた目標回転数の低下が開始してから、ＥＣＭ２１は、副スロットル１３からの指示値に基づき算出される目標回転数が、前記最低設定回転数Ｎｏであるか否かを判断する（Ｓ１４０）。ここで、副スロットル１３により指示される目標回転数が最低設定回転数Ｎｏであると判断される場合としては、主スロットル１２について異常が発生した際に、既に副スロットル１３が指示する目標回転数が最低設定回転数Ｎｏである場合と、主スロットル１２について異常が発生した後の操縦者による副スロットル１３の操作により、副スロットル１３が指示する目標回転数が最低設定回転数Ｎｏにされた場合とがある。

つまり、主スロットル１２について異常が発生した際に、既に副スロットル１３が指示する目標回転数が最低設定回転数Ｎｏである場合は、処理は自動的にステップＳ１４０を経てステップＳ１５０へと移行し、副スロットル１３が指示する目標回転数が最低設定回転数Ｎｏでない場合は、操縦者による副スロットル１３の操作により処理がステップＳ１５０へと移行する。後者の場合について図５を用いて説明すると、主スロットル１２について異常が発生した際における副スロットル１３が指示する目標回転数がＮｂであったとする。主スロットル１２について異常が発生し、時刻ｔ１から主スロットル１２が指示していた目標回転数の低下が開始され、この目標回転数の低下中に、操縦者により副スロットル１３の操作が行われることにより、副スロットル１３が指示していた目標回転数Ｎｂが低下される（点Ａ参照）。ここでの副スロットル１３の操作が、副スロットル１３が指示する目標回転数を最低設定回転数Ｎｏにするものである場合は、副スロットル１３が指示していた目標回転数Ｎｂは最低設定回転数Ｎｏに達する（点Ｂ参照）。

このようにして、いずれかの場合によって副スロットル１３が指示する目標回転数が最低設定回転数Ｎｏに達したと判断した場合、ＥＣＭ２１は、副スロットル１３について有効スロットルに切り換わる権利が発生したと認識し、処理はステップＳ１５０へと移行する。

前述の如く、副スロットル１３が指示する目標回転数が最低設定回転数Ｎｏにある状態から、ＥＣＭ２１は、該副スロットル１３により指示される目標回転数が、最低設定回転数Ｎｏから上昇したか否かを判断する（Ｓ１５０）。つまり、ここでは、操縦者により、副スロットル１３が指示する目標回転数を最低設定回転数Ｎｏから上昇させるための操作が行われたか否かが判断される。これにより、有効スロットルを副スロットル１３に切り換えようとする操縦者の意思を関与させる。このステップＳ１５０において、操縦者により副スロットル１３が操作され、該副スロットル１３により指示される目標回転数が最低設定回転数Ｎｏから上昇したと判断されると、処理はステップＳ１６０へと移行する。

操縦者による副スロットル１３の操作により、該副スロットル１３が指示する目標回転数が最低設定回転数Ｎｏから上昇を開始すると（図５点Ｃ参照）、ＥＣＭ２１は、副スロットル１３が指示する目標回転数と、前述の如く主スロットル１２に異常が発生し徐々に低下する実際の目標回転数とが一致したか否かを判断する（Ｓ１６０）。ここで、副スロットル１３が指示する目標回転数と低下中の実際の目標回転数とが一致したと判断した場合、ＥＣＭ２１は、副スロットル１３が指示する目標回転数と低下中の実際の目標回転数とが一致した時点（図５交点Ｄ参照）で、有効スロットルを副スロットル１３に切り換える（Ｓ１７０）。すなわち、この副スロットル１３が有効スロットルである状態においては、操縦者により副スロットル１３が操作されることにより、ＥＣＭ２１は副スロットル１３からの操作信号を検出し、該副スロットル１３からの指示値に基づき目標回転数を算出する。この状態では、副スロットル１３からの指示値に基づき算出される目標回転数が実際の目標回転数となる。つまり、ＥＣＭ２１は、実際の目標回転数Ｎａの低下中に、副スロットル１３からの指示値に基づき算出される目標回転数が、最低設定回転数Ｎｏから上昇された場合、副スロットル１３からの指示値に基づき算出される目標回転数と、該ＥＣＭ２１が低下する実際の目標回転数とが一致した時に、有効スロットルを主スロットル１２から副スロットル１３に切り換えるスロットル切換手段の一例である。

このように、有効スロットルを副スロットル１３に切り換える際に、該副スロットル１３により指示される目標回転数を最低設定回転数Ｎｏから上昇させることとするのは、操縦者の意思を関与させるためのほか、確実に有効スロットルが副スロットル１３に切り換わるようにするためである。すなわち、副スロットル１３により指示される目標回転数を最低設定回転数Ｎｏから上昇させることにより、例えば、主スロットル１２について異常が発生した際に、該主スロットル１２が指示していた目標回転数が最低設定回転数Ｎｏである場合であっても、有効スロットルが副スロットル１３に切り換わる条件としての、副スロットル１３が指示する目標回転数と低下中の実際の目標回転数とが一致する状態（図５交点Ｄ）を確実に生じさせることができるので、確実に有効スロットルが副スロットル１３に切り換わることとなる。

以上説明した、有効スロットルが副スロットル１３に切り換わる際の一連の処理において、エンジン２０の回転数制御に用いられる実際の目標回転数の指示は、次のように変化する。すなわち、図５に示すように、主スロットル１２について異常が発生する時刻ｔ０までは、主スロットル１２により指示される目標回転数が実際の目標回転数であり、時刻ｔ０からは、時刻ｔ１を経て徐々に低下される目標回転数が実際の目標回転数となる。そして、この実際の目標回転数の低下中に、有効スロットルが主スロットル１２から副スロットル１３に切り換わった時点（時刻ｔ２）からは、副スロットル１３により指示される目標回転数が実際の目標回転数となる。なお、この主スロットル１２に異常が発生した時刻ｔ０から、有効スロットルが副スロットル１３に切り換わる時刻ｔ２までの処理中において、例えば、何らかの原因で主スロットル１２とＥＣＭ２１との通信が回復する等して、主スロットル１２によるエンジン回転数指示が正常状態に復帰した場合、ＥＣＭ２１は、スロットル切換要求が解除されたとして、主スロットル１２を有効スロットルとした通常運転を継続する。

以上のような処理を経て、有効スロットルを主スロットル１２から副スロットル１３に切り換えることにより、操縦者の意思により、かつ意図するタイミング及び意図するエンジン回転数にて有効スロットルの切換えを行うことができる。つまり、操縦者は、主スロットル１２について異常が発生して実際の目標回転数の低下が開始してから、副スロットル１３の操作（具体的には、副スロットル１３が指示する目標回転数を最低設定回転数Ｎｏから上昇させるタイミングや、上昇のさせ方）を任意に行うことにより、意図するタイミングで意図する目標回転数で副スロットル１３を有効スロットルに切り換えることができる。これにより、主スロットル１２について異常が発生した際に、該主スロットル１２が指示していた目標回転数と副スロットル１３が指示する目標回転数とが大きく異なる場合にも、有効スロットルの切換えの際におけるエンジン回転数の変化を小さくすること可能となり、エンジン回転数の挙動を安定させることができるので、安全性を確保することができる。また、有効スロットルを切り換えるための装置（例えば、切換えスイッチなど）を別途設ける必要もなく、既存のスロットルを用いて有効スロットルの切換えを行うことが可能となる。

燃料噴射システムの概略構成を示したブロック図。 燃料噴射ポンプ４０とそれに関連する装置等の概略構成図。 目標回転数の時間変化を示すグラフ。 有効スロットルが切り換わる際の一連の処理を示すフローチャート。 同じくタイムチャート。

１ 燃料噴射システム
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 主スロットル
１３ 副スロットル
２０ エンジン
２１ ＥＣＭ

Claims (4)

1. 制御手段を介してエンジンの回転数を指示する主スロットルと、該主スロットルに代えて前記制御手段を介してエンジンの回転数を指示する副スロットルとを備える燃料噴射システムであって、前記主スロットルによるエンジン回転数指示に異常が発生した場合、該主スロットルからの指示値に基づき算出されていた目標回転数を、予め設定される最低設定回転数まで徐々に低下する目標回転数低下手段を具備し、前記目標回転数の低下中に、前記副スロットルの操作により、前記副スロットルからの指示値に基づき算出される目標回転数が、前記最低設定回転数から上昇された場合、該副スロットルからの指示値に基づき算出される目標回転数と、前記目標回転数低下手段により低下される目標回転数とが一致した時に、有効スロットルを前記主スロットルから前記副スロットルに切り換えるスロットル切換手段を具備することを特徴とする燃料噴射システム。
2. 前記目標回転数低下手段は、前記目標回転数を、予め設定される単位時間の経過ごとに増加する減速度で低下することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射システム。
3. 前記主スロットルによるエンジン回転数指示に異常が発生した時から、予め設定される所定時間の間、前記主スロットルからの指示値に基づき算出されていた目標回転数を保持する目標回転数保持手段を具備することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射システム。
4. 前記主スロットルによるエンジン回転数指示に異常が発生した時、その旨を報知する警報と、前記目標回転数低下手段による目標回転数の低下の開始を報知する警報とを発する警報発生手段を具備することを特徴とする請求項３記載の燃料噴射システム。

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