| 【発明の名称】 |
船舶用内燃機関の遠隔制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】設楽 貞文
【氏名】木全 隆一
【氏名】高橋 信広
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| 【要約】 |
【課題】プッシュプルケーブルを除去し、船外機として構成しつつ、操縦者のスロットルレバー操作に応じて電子制御ユニットでアクチュエータを介してスロットル開度を制御するようにした船舶用内燃機関の遠隔制御装置を提供する。
【解決手段】スロットルバルブを収容するスロットルボディにアクチュエータを取り付けると共に、エンジン１６、クラッチ３６およびプロペラ４０を一体化して船外機１０として構成し、その内部にエンジン１６に近接させてＥＣＵ２２を配置する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 船舶に搭載され、クラッチを介してプロペラに接続されると共に、前記クラッチの位置に応じて前記船舶を前進あるいは後進させる内燃機関を備え、ａ．前記船舶の操縦席付近に配置され、操縦者によって操作されるスロットルレバー、ｂ．前記操縦者によって操作されるスロットルレバーの位置に応じた信号を出力するスロットルレバー位置信号出力手段、およびｃ．マイクロコンピュータからなると共に、前記スロットルレバー位置信号出力手段に信号線を介して接続され、前記出力された信号に応じてアクチュエータを駆動して前記内燃機関のスロットルバルブを開閉させる電子制御ユニット、を備えた船舶用内燃機関の遠隔制御装置において、前記スロットルバルブを収容するスロットルボディに前記アクチュエータを取り付けると共に、前記内燃機関、クラッチおよびプロペラを一体化して船外機として構成し、前記船外機の内部に前記内燃機関に近接させて前記電子制御ユニットを配置したことを特徴とする船外機の遠隔制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は船舶用内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】船外機、即ち、内燃機関、プロペラシャフト、プロペラなどを一体化して推進機関として船体外部に装着したものにおいては、一般に、操縦者がステアリングハンドル兼用のスロットルグリップ（バーハンドル）を操作して手動でスロットル開度を簡易に調節している。
【０００３】また、船内機にあっては、電動モータなどのアクチュエータをプッシュプルケーブルを介して内燃機関のスロットルバルブに接続し、操縦者のスロットルレバー操作に応じて電子制御ユニットでアクチュエータの駆動を制御している。その例として、特許公報第２９０９２３２号記載の技術を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、プッシュプルケーブルを用いてアクチュエータとスロットルバルブを接続しているため、その間の離間距離が長くなると、配置スペースも増大すると共に、応答性あるいは操作性も低下する。また、取り付け位置の関係からケーブルの中途に湾曲部位があるときはフリクションが増大するなどしてさらに応答性あるいは操作性が低下する不都合があった。
【０００５】また、プッシュプルケーブルのみならず、電子制御ユニットやアクチュエータの配置にもスペースを要するため、上記した構成を船外機で実現しようとするとき、スペースが限られていることから、困難であった。
【０００６】従って、この発明の目的は、プッシュプルケーブルを除去して上記した不都合を解消すると共に、船外機として構成しつつ操縦者のスロットルレバー操作に応じて電子制御ユニットでアクチュエータを介してスロットル開度を制御するようにした船舶用内燃機関の遠隔制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するために、この発明は請求項１項において、船舶に搭載され、クラッチを介してプロペラに接続されると共に、前記クラッチの位置に応じて前記船舶を前進あるいは後進させる内燃機関を備え、前記船舶の操縦席付近に配置され、操縦者によって操作されるスロットルレバー、前記操縦者によって操作されるスロットルレバーの位置に応じた信号を出力するスロットルレバー位置信号出力手段、およびマイクロコンピュータからなると共に、前記スロットルレバー位置信号出力手段に信号線を介して接続され、前記出力された信号に応じてアクチュエータを駆動して前記内燃機関のスロットルバルブを開閉させる電子制御ユニットを備えた船舶用内燃機関の遠隔制御装置において、前記スロットルバルブを収容するスロットルボディに前記アクチュエータを取り付けると共に、前記内燃機関、クラッチおよびプロペラを一体化して船外機として構成し、前記船外機の内部に前記内燃機関に近接させて前記電子制御ユニットを配置する如く構成した。
【０００８】スロットルバルブを収容するスロットルボディに前記アクチュエータを取り付ける、換言すればプッシュプルケーブルを使用することなく、取り付ける如く構成したので、アクチュエータの駆動に対するスロットルバルブの応答性あるいは操作性が向上すると共に、ケーブルの配置スペースも節約することができる。
【０００９】さらに、内燃機関などを一体化して船外機として構成し、その内部に内燃機関に近接させて電子制御ユニットを配置する如く構成したので、スペースが限られる船外機においても遠隔制御装置を容易に実現することができる。
【００１０】さらに、電子制御ユニットとして内燃機関の制御ユニットと兼用すれば、一層構成を簡易することができる。また、船外機として一体化することで、船外機を搭載するときの調整作業が容易となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る船舶用内燃機関の遠隔制御装置を説明する。
【００１２】図１はその船舶用内燃機関の遠隔制御装置を全体的に示す概略図であり、図２は図１の部分説明側面図である。
【００１３】図１および図２において符合１０は前記した機関、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（以下「船外機」という）を示す。船外機１０は、図１に示す船舶（小型船）１２の船尾にクランプユニット１４（図２に示す）を介して装着される。
【００１４】図２に示す如く、船外機１０は内燃機関（以下「エンジン」という）１６を備える。エンジン１６は火花点火式のＶ型６気筒ガソリンエンジンからなる。エンジン１６は水面上に位置し、エンジンカバー２０で覆われる。エンジンカバー２０で被覆されたエンジン１６の付近には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２２が配置される。
【００１５】図１に示す如く、船舶１２の操縦席付近にはステアリングホイール２４が配置される。操縦者によって入力されたステアリングホイール２４の回転は、図示しないステアリング機構を介して船尾に取り付けられたラダー（図示せず）に伝えられ、進行方向を決定する。
【００１６】また、操縦席の右側にはスロットルレバー２６が配置されると共に、その付近にはスロットルレバー位置センサ３０が配置され、操縦者によって操作されるスロットルレバー２６の位置に応じた信号を出力する。
【００１７】さらに、スロットルレバー２６に隣接してシフトレバー３２が配置されると共に、その付近にはニュートラルスイッチ３４が配置され、操縦者によって操作（シフト）されたシフトレバー３２がニュートラル位置にあるときオン信号を、前進（あるいは後進）位置にあるときオフ信号を出力する。
【００１８】上記したスロットルレバー位置センサ３０およびニュートラルスイッチ３４の出力は、信号線３０ａ，３４ａを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００１９】エンジン１６の出力は、クランクシャフトおよびドライブシャフト（共に図示せず）を介して船外機１０の水面下位置に配置されたクラッチ３６に接続される。クラッチ３６は、プロペラシャフト（図示せず）を介してプロペラ４０に接続される。
【００２０】クラッチ３６は公知のギヤ機構からなり、図示は省略するが、エンジン１６が回転するときにドライブシャフトと一体に回転するドライブギヤと、ドライブギヤと噛合してプロペラシャフト上で相反する方向に空転する前進ギヤと後進ギヤ、およびその間をプロペラシャフトと一体に回転するドッグ（スライドクラッチ）と備える。
【００２１】ＥＣＵ２２は、信号線３４ａを通じて送られたニュートラルスイッチ３４の出力に応じ、図示しない駆動回路を通じてアクチュエータ（電動モータ）４２を意図されたシフト位置を実現するように駆動する。アクチュエータ４２の駆動は、シフトロッド４４を介してドッグに伝えられる。
【００２２】シフトレバー３２がニュートラル位置に操作されると、エンジン１６とプロペラシャフトとの回転は絶たれると共に、前進あるいは後進位置に操作（シフト）されると、ドッグは前進ギヤあるいは後進ギヤに噛合させられ、エンジン１６の回転はプロペラシャフトを介してプロペラ４０に伝達され、プロペラ４０を前進方向あるいはそれと反対の後進方向に回転させて船舶１２を前進あるいは後進させる。
【００２３】次いで図３および図４を参照してエンジン１６について説明する。
【００２４】図３に示すように、エンジン１６は吸気管４６を備え、エアクリーナ（図示せず）を介して吸入された空気は、スロットルバルブ５０を介して流量を調整されつつ、正面視Ｖ字状を呈する左右バンクごとに設けられたインテークマニホルド５２を流れ、インテークバルブ（図示せず）に達する。インテークバルブの付近にはインジェクタ５４（図３で図示省略）が配置され、ガソリン燃料を噴射する。
【００２５】インジェクタ５４は、左右バンクごとに設けられた２本の燃料供給管５６を介してガソリン燃料を貯蔵する燃料タンク（図示せず）に接続される。２本の燃料供給管５６の中途にはそれぞれ燃料ポンプ５８ａ，５８ｂが介挿され、リレー回路６０を介して電動モータ（図示せず）で駆動されてガソリン燃料をインジェクタに圧送する。尚、符合６２は、蒸発燃料分離装置を示す。
【００２６】流入空気は噴射されたガソリン燃料と混合して混合気を形成し、各気筒燃焼室（図示せず）に流入し、点火プラグ６４（図３で図示省略）で点火されて燃焼し、ピストン（図示せず）を下方に駆動する。よって生じたエンジン出力は、前記したクランクシャフトを介して取り出される。
【００２７】他方、燃焼後の排気ガスはエキゾーストバルブ６６を通って左右バンクごとにエキゾーストマニホルド７０を流れ、エンジン外に放出される。
【００２８】図示の如く、吸気管４６はスロットルバルブ５０の配置位置の上流で分岐すると共に、スロットルバルブ５０の下流位置で吸気管４６に再び接続される、二次空気供給用の分岐路（通路）７２を形成する。分岐路７２は二次空気制御バルブ（以下「ＥＡＣＶ」という）７４を備える。ＥＡＣＶ７４は、アクチュエータ（電磁ソレノイド）７６に接続される。
【００２９】アクチュエータ７６は前記したＥＣＵ２２に接続される。ＥＣＵ２２は後述するように通電指令値を演算してアクチュエータ７６に供給し、ＥＡＣＶ７４を駆動し、分岐路７２の開度を調整する。このように、分岐路（通路）７２とＥＡＣＶ７４（およびアクチュエータ７６）からなり、二次空気制御バルブの開度に応じた二次空気を供給する二次空気供給装置８０が設けられる。
【００３０】さらに、スロットルバルブ５０は、アクチュエータ（パルスモータ）８２に接続される。アクチュエータ８２はＥＣＵ２２に接続される。ＥＣＵ２２は前記したスロットルレバー位置センサ３０の出力に応じて通電指令値を演算し、図示しない駆動回路を介してアクチュエータ８２に供給し、スロットル開度ＴＨを調節する。
【００３１】より具体的には、アクチュエータ８２はスロットルボディ５０ａに、その回転シャフト（図示せず）がスロットルバルブシャフトと同軸となるように、直接取り付けられる。即ち、アクチュエータ８２をスロットルボディ５０ａに、リンク機構などを介することなく、直接取り付けるように構成し、機構を簡略化すると共に、取り付けスペースを省略するようにした。
【００３２】このように、この実施の形態においては、プッシュプルケーブルを除去し、アクチュエータ８２をスロットルボディ５０ａに直接とりつけてスロットルバルブ５０を動作させるようにした。
【００３３】エンジン１６においてインテークバルブおよびエキゾーストバルブ６６の付近には可変バルブタイミング機構８４が設けられる。可変バルブタイミング機構８４は、エンジン回転数および負荷が比較的高いときバルブタイミングおよびリフト量を比較的大きい値（ＨｉＶ／Ｔ）に切り替えると共に、エンジン回転数および負荷が比較的低いとき、バルブタイミングおよびリフト量を比較的小さい値（ＬｏＶ／Ｔ）に切り替える。
【００３４】さらに、エンジン１６の排気系と吸気系とはＥＧＲ通路８６で接続されると共に、その中途にはＥＧＲ制御バルブ９０が介挿され、所定の運転状態において排気ガスの一部を吸気系に還流させる。
【００３５】アクチュエータ８２にはスロットル開度センサ９２が接続され、スロットルバルブシャフトの回転に応じてスロットル開度ＴＨに比例した信号を出力する。また、スロットルバルブ５０の下流には絶対圧センサ９４が配置され、吸気管内絶対圧ＰＢＡ（エンジン負荷）に応じた信号を出力する。また、エンジン１６の付近には大気圧センサ９６が配置され、大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００３６】さらに、スロットルバルブ５０の下流には吸気温センサ１００が配置され、吸入空気温度ＴＡに比例した信号を出力する。また、左右バンクのエキゾーストマニホルド７０には３個のオーバーヒートセンサ１０２が配置され、エンジン温度に比例した信号を出力すると共に、その付近のシリンダブロック１０４の適宜位置には水温センサ１０６が配置され、エンジン冷却水温ＴＷに比例した信号を出力する。
【００３７】また、エキゾーストマニホルド７０にはＯ2 センサ１１０が配置され、排気ガス中の酸素濃度に応じた信号を出力する。また、シリンダブロック１０４の適宜位置にはノックセンサ１１２が配置され、ノックに応じた信号を出力する。
【００３８】図４を参照してセンサおよびＥＣＵ２２の入出力の説明を続ける。尚、図３ではセンサおよびその信号線などの図示を一部省略した。
【００３９】搭載バッテリ１１４に接続された２個の燃料ポンプ５８ａ，５８ｂのモータ通電回路の途中には検出抵抗１１６ａ，１１６ｂが介挿され、その両端電圧は信号線１１８ａ，１１８ｂを介してＥＣＵ２２に入力される。ＥＣＵ２２は電圧降下を検知して通電電流を検出し、燃料ポンプ５８ａ，５８ｂの異常を判断する。
【００４０】また、クランクシャフトの付近にはＴＤＣセンサ１２０，１２２およびクランク角センサ１２４が配置され、シリンダ判別信号、各ピストン上死点付近の角度信号および３０度ごとのクランク角度信号を出力し、ＥＣＵ２２に送出する。ＥＣＵ２２は、クランク角センサ出力からエンジン回転数ＮＥを算出する。
【００４１】さらに、ＥＧＲ制御バルブ９０の付近にはリフトセンサ１３０が配置され、ＥＧＲ制御バルブ９０のリフト量（バルブ開度）に応じた信号を出力してＥＣＵ２２に送出する。
【００４２】さらに、ＡＣジェネレータ（図示せず）のＦ端子（ＡＣＧＦ）１３４の出力はＥＣＵ２２に入力されると共に、可変バルブタイミング機構２２の油圧回路（図示せず）には３個の油圧スイッチ１３６が配置され、検出油圧に応じた信号を出力してＥＣＵ２２に送出する。また、エンジン１６の油圧回路（図示せず）には油圧スイッチ１４０が配置され、検出油圧に応じた信号を出力してＥＣＵ２２に送出する。
【００４３】ＥＣＵ２２は前記したようにマイクロコンピュータからなり、バックアップ用のＥＥＰＲＯＭ２２ａを備える。ＥＣＵ２２はスロットルレバー位置センサ３０の出力に応じてアクチュエータ（パルスモータ）８２を駆動させ、操縦者によって要求されるエンジン出力を生じさせると共に、ＰＧＭ（ＥＣＵ）異常時、オーバーヒート時、油圧異常時、およびＡＣＧジェネレータ異常時、ＰＣＧランプ１４６、オーバーヒートランプ１４８、油圧ランプ１５０、およびＡＣＧランプ１５２を点灯すると共に、ブザー１５４を鳴動させて警告する。
【００４４】尚、図４において、この発明の要旨に直接関係しない残余の部位の説明は省略する。
【００４５】この実施の形態においては上記の如く、プッシュプルケーブルを除去し、スロットルバルブ５０を収容するスロットルボディ５０ａにアクチュエータ（パルスモータ）８２を取り付けるように構成したので、アクチュエータの駆動に対するスロットルバルブの応答性あるいは操作性が向上すると共に、ケーブルの配置スペースも節約することができる。
【００４６】さらに、エンジン１６などを一体化して船外機１０として構成し、エンジンカバー２０で被覆しつつエンジン１６に近接させてＥＣＵ２２を配置する如く構成したので、スペースが限られる船外機においても遠隔制御装置を容易に実現することができる。
【００４７】さらに、電子制御ユニットとしてエンジン１６の制御用のＥＣＵ２２と兼用するようにしたので、一層構成を簡易することができる。また、船外機として一体化することで、船外機を搭載するときの調整作業が容易となる。
【００４８】以上の如く、この実施の形態にあっては、船舶１２に搭載され、クラッチ３６を介してプロペラ４０に接続されると共に、前記クラッチの位置に応じて前記船舶を前進あるいは後進させる内燃機関（エンジン１６）を備え、前記船舶の操縦席付近に配置され、操縦者によって操作されるスロットルレバー２６、前記操縦者によって操作されるスロットルレバーの位置に応じた信号を出力するスロットルレバー位置信号出力手段（スロットルレバー位置センサ３０）、およびマイクロコンピュータからなると共に、前記スロットルレバー位置信号出力手段に信号線を介して接続され、前記出力された信号に応じてアクチュエータ（パルスモータ）８２を駆動して前記内燃機関のスロットルバルブ５０を開閉させる電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２を備えた船舶用内燃機関の遠隔制御装置において、前記スロットルバルブを収容するスロットルボディ５０ａに前記アクチュエータを取り付けると共に、前記内燃機関、クラッチおよびプロペラを一体化して船外機１０として構成し、前記船外機の内部に前記内燃機関に近接させて前記電子制御ユニットを配置する如く構成した。
【００４９】尚、この発明の実施の形態を船外機を例にとって説明したが、それに限られるものではなく、この発明は船内機関にも妥当する。
【００５０】また、スロットルバルブをアクチュエータで駆動するＤＢＷ方式を採用すると共に、アイドル回転数制御用に二次空気供給装置を設けたが、二次空気供給装置を除去し、スロットル開度制御を通じてアイドル回転数制御などを行っても良い。
【００５１】
【発明の効果】請求項１項にあっては、スロットルバルブを収容するスロットルボディに前記アクチュエータを取り付ける、換言すればプッシュプルケーブルを使用することなく、取り付ける如く構成したので、アクチュエータの駆動に対するスロットルバルブの応答性あるいは操作性が向上すると共に、ケーブルの配置スペースも節約することができる。
【００５２】さらに、内燃機関などを一体化して船外機として構成し、その内部に内燃機関に近接させて電子制御ユニットを配置する如く構成したので、スペースが限られる船外機においても遠隔制御装置を容易に実現することができる。
【００５３】さらに、電子制御ユニットとして内燃機関の制御ユニットと兼用すれば、一層構成を簡易することができる。また、船外機として一体化することで、船外機を搭載するときの調整作業が容易となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５３２６
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
【識別番号】０００１４１９０１
【氏名又は名称】株式会社ケーヒン
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１７日（２０００．３．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８１９７２
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 豊
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２６０９８６（Ｐ２００１−２６０９８６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２６日（２００１．９．２６） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７７０６３（Ｐ２０００−７７０６３） |
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