JP2000337194A - 船外機の運転制御装置 - Google Patents

船外機の運転制御装置

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JP2000337194A JP11151478A JP15147899A JP2000337194A JP 2000337194 A JP2000337194 A JP 2000337194A JP 11151478 A JP11151478 A JP 11151478A JP 15147899 A JP15147899 A JP 15147899A JP 2000337194 A JP2000337194 A JP 2000337194A
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準 本瀬
Kyoji Hakamata
亨二 袴田
Kimihiro Nonaka
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの運転状態が変化した場合にも、目
標とする空燃比を実現できる船外機の運転制御装置を提
供する。 【解決手段】 酸素センサから出力された既燃焼ガス中
の酸素濃度に応じた検出電圧値が目標空燃比に対応した
目標電圧値となるように燃料供給量をフィードバック制
御するようにした船外機の運転制御装置において、上記
目標電圧値をエンジン回転数及びエンジン負荷を含むエ
ンジン運転状態に対応した補正目標電圧値に補正設定す
る目標電圧値補正設定手段と、上記酸素センサからの検
出電圧値が上記補正目標電圧値となるよう燃料供給量を
制御する燃料供給量制御手段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出空燃比（検出
電圧値）が目標空燃比（目標電圧値）となるように燃料
供給量をフィードバック制御するようにした船外機の運
転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、燃料噴射弁を備えた船外機用エ
ンジンにおいては、運転中の空燃比が目標空燃比（理論
空燃比）となるように燃料供給量を制御することによ
り、排気ガス浄化，燃費性能，ドライバビリティの向上
を図るようにしている。このような空燃比制御では、具
体的には、酸素センサにからの既燃焼ガス中の酸素濃度
に対応した検出電圧値が、目標空燃比に対応した目標電
圧値となるように燃料噴射弁からの燃料供給量をフィー
ドバック制御するのが一般的である。なお、２サイクル
エンジンの場合、上記既燃焼ガスの酸素濃度を検出する
にあたっては、気筒内の燃焼室近傍と酸素センサを取り
付ける室とを採取通路で連通接続することにより燃焼室
近傍から既燃焼ガスを採取するようにしている。
【０００３】また従来の吸気管噴射式エンジンでは、酸
素センサのフィードバック制御目標電圧（目標空燃比）
はエンジン回転数に対する２次元マップで構成するのが
一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特に、筒内
に燃料を直接噴射供給する直噴式エンジンの場合、エン
ジンの運転状態、特に吸入空気量の変化にともなって、
同じ空燃比に対する空気センサの出力電圧値が変化する
傾向があることが判明した。そのため、目標電圧値をエ
ンジンの運転状態に係わらず一定にした場合には、目標
空燃比が得られないおそれがある。
【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、エンジンの運転状態が変化した場合にも、目標とす
る空燃比を実現できる船外機の運転制御装置を提供する
ことを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、酸素
センサから出力された既燃焼ガス中の酸素濃度に応じた
検出電圧値が目標空燃比に対応した目標電圧値となるよ
うに燃料供給量をフィードバック制御するようにした船
外機の運転制御装置において、上記目標電圧値をエンジ
ン回転数及びエンジン負荷を含むエンジン運転状態に対
応した補正目標電圧値に補正設定する目標電圧値補正設
定手段と、上記酸素センサからの検出電圧値が上記補正
目標電圧値となるよう燃料供給量を制御する燃料供給量
制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、上
記目標電圧値補正設定手段は、上記エンジン負荷をスロ
ットルバルブ開度から求めることを特徴としている。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１において、上
記目標電圧値補正設定手段は、上記エンジン負荷を吸入
空気量の測定値から求めることを特徴としている。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１において、上
記目標電圧値補正設定手段は、上記エンジン負荷を吸入
空気の負圧測定値から求めることを特徴としている。
【００１０】
【発明の作用効果】本発明に係る運転制御装置によれ
ば、目標空燃比に対応した目標電圧値が、エンジン回転
数及びエンジン負荷を含むエンジン運転状態に対応した
補正目標電圧値に補正設定され、酸素センサからの検出
電圧値が上記補正目標電圧値となるよう燃料供給量がフ
ィードバック制御される。
【００１１】これにより、目標空燃比に対する検出電圧
値が酸素センサの特性によりエンジンの運転状態に基づ
いて変化する場合でも、該変化分を見込んだ空燃比制御
を行うことができ、目標とする空燃比を実現できる。
【００１２】なお、エンジン負荷は、請求項２，３，４
に示すように、スロットルバルブ開度，吸入空気量，吸
入空気の負圧測定値から求められる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１ないし図３は本発明の一
実施形態による船外機の運転制御装置を説明するための
図であり、図１は船外機全体の構成を示す概略図、図２
は酸素センサの特性を説明するための図、図３は運転制
御装置の補正目標電圧値を示す三次元マップである。
【００１４】図１において、１は船体１ａの船尾１ｂに
クランプブラケット１ｃを介して上下揺動可能にかつ
左, 右旋回可能に枢支された船外機であり、該船外機１
は推進機５０が配設されたロアケース５１の上部にアッ
パケース５２を結合し、該アッパケース５２の上部にエ
ンジン２を搭載するとともに該エンジン２の周囲をトッ
プカウル５３で覆った概略構造を有している。
【００１５】上記推進機５０は、エンジン動力が伝達さ
れる垂直方向に延びるドライブシャフト５４の下端に傘
歯車機構５５を介して推進軸５６を連結し、該推進軸５
６の後端にスクリュウ５７を結合した構成となってい
る。
【００１６】上記推進機５０には前後進切り換え機構６
０が配設されている。この切り換え機構６０は、シフト
ケース６１ａに前後方向に揺動可能に枢支された操作レ
バー６１にシフトケーブル６２を介してシフトロッド６
３を連結し、該シフトロッド６３に連結されたドックク
ラッチ６４により上記傘歯車機構５５を前進段，後進段
の何れかに切り換えるものである。
【００１７】上記操作レバー６１は、傘歯車機構５５を
推進軸５６に対してフリーにするニュートラル位置Ｎ
と、該ニュートラル位置Ｎから前方に揺動させることに
より傘歯車機構５５を前進側に切り換えて推進軸５６に
噛合させる前進段ギヤイン位置Ａと、上記ニュートラル
位置Ｎから後方に揺動させることにより傘歯車機構５５
を後進側に切り換えて推進軸５６に噛合させる後進段ギ
ヤイン位置Ｂとの間で回動するようになっている。
【００１８】上記エンジン２は、水冷式２サイクルＶ型
６気筒クランク軸縦置きエンジンであり、Ｖバンクをな
すように形成されたシリンダブロック３の前側（船首
側）合面にクランクケース４を結合し、後側（船尾側）
合面にシリンダヘッド５，及びヘッドカバー６を積層し
て結合し、上記シリンダブロック３に形成された〜
番シリンダボア３ａ（気筒）内にピストン７を摺動自在
に挿入配置し、該ピストン７をコンロッド８によりクラ
ンク軸９に連結した概略構造のものである。なお、上記
〜番は燃焼順序を示しており、上記クランク軸９は
船外機１が通常の航走状態にあるときには略垂直をなし
ている。
【００１９】上記クランクケース４の各クランク室９ａ
には逆流防止用リード弁４５ａを介してスロットルバル
ブ４５ｂを内蔵するスロットルボディ４５が接続されて
おり、該スロットルボディ４５の上流側には吸気サイレ
ンサ４６が接続されている。このスロットルボディ４５
のスロットルバルブ４５ｂの下流側には吸気燃料噴射弁
４７が装着され、該吸気燃料噴射弁４７の噴射口は上記
リード弁４５ａに指向している。
【００２０】上記スロットルバルブ４５ｂのアイドル位
置は、全閉位置から少し開いた位置に設定されている。
このスロットル角度は通常の全閉角度である２〜３度よ
り大きく、具体的には７度程度に設定されている。この
ようにスロットルバルブ４５ｂのアイドル位置を全閉位
置より少し開いた中間位置に設定することにより、アイ
ドル回転時でも不整燃焼を回避できる吸気量が確保され
ている。
【００２１】上記シリンダヘッド５のシリンダブロック
３側合面の各シリンダボア３ａに臨む部分には燃焼凹部
（不図示）が形成されており、各燃焼凹部には点火プラ
グ１１の電極部が挿入されている。また上記シリンダブ
ロック３には各シリンダボア３ａに開口する各排気ポー
ト３ｂを左, 右バンク毎に合流させる排気合流通路３
ｃ，３ｃが形成されており、各シリンダボア３ａからの
排気ガスは各排気合流通路３ｃから排気管１０，１０を
通って上記ロアケース５１から水中に排出される。この
各排気管１０の水面より上方に位置する部分にはアイド
ル運転時の排気ガスを外部に排出するためのアイドルホ
ール１０ａ，１０ａが形成されている。
【００２２】上記シリンダヘッド５には、燃料をシリン
ダボア３ａ内に直接噴射供給する筒内燃料噴射弁１２が
各気筒毎に装着されている。この筒内燃料噴射弁１２に
は燃料供給装置１３が配設され、該燃料供給装置１３は
該各燃料噴射弁１２に高圧燃料を供給する高圧燃料供給
系１４と、該高圧燃料供給系１４に予圧燃料を供給する
予圧燃料供給系１５と、該予圧燃料供給系１５に低圧燃
料を供給する低圧燃料供給系１６とを備えている。この
燃料供給装置１３は上記吸気燃料噴射弁４７にも所定圧
の燃料を供給する。
【００２３】上記低圧燃料供給系１６は、船体側に搭載
された燃料タンク１７内の燃料を低圧燃料ポンプ１８に
よりドレンフィルタ２０を介して上記予圧燃料供給１５
のベーパーセパレータ２１に供給するように構成されて
いる。また、上記予圧燃料供給系１５は、上記ベーパセ
パレータ２１内の燃料を内蔵する予圧ポンプ２２で所定
圧に昇圧させて上記高圧燃料供給系１４の高圧ポンプユ
ニット２４に供給し、該高圧燃料供給系１４の筒内燃料
噴射弁１２への供給燃料圧力を調整するためのレギュレ
ータ２５からの戻り燃料を上記ベーパセパレータ２１内
に戻すように構成されている。なお、２６は予圧ポンプ
２２の吐出側圧力を所定圧に調整するレギュレータであ
り、２７は戻り燃料を冷却する燃料クーラである。
【００２４】上記高圧燃料供給系１４は、予圧燃料供給
系１５から供給された燃料を高圧ポンプユニット２４に
より所定圧に昇圧し、該高圧燃料を水平方向に配置され
たデリバリパイプ２８，及びクランク軸９と平行に配置
された燃料供給レール２９，２９を介して上記各筒内燃
料噴射弁１２に供給するように構成されている。上記高
圧ポンプユニット２４の高圧ポンプ３３はクランク軸９
に連結された伝動ベルト３７により回転駆動される。な
お、３１は高圧レギュレータ２５のバイパス通路２５ａ
を開閉する電磁開閉弁であり、後述するコントロールユ
ニット３２により開閉制御され、エンジン停止後に所定
時間が経過すると開き、これにより高圧燃料供給系１４
及び予圧燃料供給系１５内の燃料圧力を略大気圧とする
機能を有している。
【００２５】上記酸素センサ７３は、シリンダブロンク
３の外壁に取付けられたセンサケース（不図示）に収納
され、該センサケース内に導入された気筒内の既燃焼ガ
ス中の酸素濃度に応じた検出電圧値を上記コントロール
ユニット３２に出力する。該コントロールユニット３２
は、酸素センサ７３からの検出電圧値が目標電圧値（目
標空燃比）となるように燃料供給量をフィードバック制
御する。
【００２６】ここで上記酸素センサ７３は、同じ空燃比
における検出電圧値がエンジン運転状態に基づいて僅か
に変動する傾向があり、図２はこの傾向を誇張して示し
ている。即ち、上記酸素センサ７３の検出電圧はある運
転域では同図に実線で示す特性を示すのに対し、別の運
転域では破線で示す特性を示す。
【００２７】表１は酸素センサ７３の特性を求めた実験
結果を示す。本発明者の実験によれば、該実験に用いた
酸素センサ７３の場合、理論空燃比時の既燃焼ガス中の
酸素濃度に対する検出電圧値は、表１に示すように、低
中速回転・低中負荷運転域（第１運転域）でａｖ、低中
速回転・中高負荷運転域（第２運転域）でｃｖ、中高速
回転・低中高負荷運転域（第３運転域）でｂｖであっ
た。なお、ａ＜ｂ＜ｃの関係にある。
【００２８】
【表１】
【００２９】そこで本実施形態では、理論空燃比に対す
る目標電圧値を、図３に示すように、上記第１，第２，
第３運転域に応じて第１，第２，第３目標電圧値に補正
設定し、酸素センサ７３からの検出電圧値が上記補正設
定された第１〜第３補正目標電圧値となるように燃料噴
射量の制御を行う。
【００３０】具体的にはスロットル開度センサからの電
圧値（スロットル開度）が０．５ｖ（全閉）〜１．２ｖ
（中間開度）の間で、かつエンジン回転数がアイドル回
転数（５００ｒｐｍ）から中速回転数（３５００ｒｐ
ｍ）の間の場合には、酸素センサ７３からの検出電圧値
がａｖとなるように燃料噴射量を制御する。またスロッ
トル開度が１．２ｖ（中間開度）から４ｖ（全開）の間
で、かつエンジン回転数がアイドル回転数から３５００
ｒｐｍの間の場合には、酸素センサ７３からの検出電圧
値がｃｖとなるように、さらにエンジン回転数が４００
０ｒｐｍを越えるとスロットル開度に関係なく検出電圧
値がｂｖとなるように燃料噴射量を制御する。これによ
り空燃比が理論空燃比に制御される。
【００３１】このように本実施形態によれば、予め酸素
センサの理論空燃比に対する検出電圧値をエンジン運転
状態を変化させて求めておき、該エンジン運転状態に応
じた電圧を補正目標電圧値として燃料噴射量の制御を行
うようにしたので、エンジン運転状態の変化に伴う酸素
センサの検出変動を燃料供給量に反映させることがで
き、エンジン運転状態により酸素センサ７３からの検出
電圧値に変動があっても目標とする空燃比に適した燃料
供給量を実現でき、空燃比制御の精度を高めることがで
きる。
【００３２】なお、上記実施形態では、エンジン運転状
態を表すエンジン負荷をスロットル開度から求めたが、
このエンジン負荷を例えばホットワイヤ，エアフローメ
ータ等により検出した吸入空気量から求めるようにして
もよく、また吸入空気の負圧測定値から求めるようにし
ても良い。
【００３３】また上記実施形態では、筒内燃料噴射式の
２サイクルエンジンの場合を説明したが、本発明は筒内
噴射式４サイクルエンジン及び吸気管噴射式２サイク
ル，４サイクルエンジンにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による船外機の運転制御装
置を説明するための全体構成を示す概略図である。
【図２】上記運転制御装置の酸素センサの空燃比−検出
電圧特性図である。
【図３】上記運転制御装置のエンジン回転数−スロット
ル開度電圧−フィードバック制御目標電圧３次元マップ
である。
【符号の説明】
１ 船外機 ２ ２サイクルエンジン ３２ コントロールユニット（目標電圧値補正設定手
段，燃料供給量制御手段） ７３ 酸素センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 公裕 静岡県浜松市新橋町1400番地 三信工業株 式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA19 AB04 BA19 BA20 DA01 DA03 DA06 DA09 DA11 EA04 EA05 FA04 3G301 HA03 HA04 HA26 JA02 JA03 JA21 LB04 MA01 MA11 ND01 PA01Z PA07Z PA11Z PD03A PD03Z PE01Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 酸素センサから出力された既燃焼ガス中
    の酸素濃度に応じた検出電圧値が目標空燃比に対応した
    目標電圧値となるように燃料供給量をフィードバック制
    御するようにした船外機の運転制御装置において、上記
    目標電圧値をエンジン回転数及びエンジン負荷を含むエ
    ンジン運転状態に対応した補正目標電圧値に補正設定す
    る目標電圧値補正設定手段と、上記酸素センサからの検
    出電圧値が上記補正目標電圧値となるよう燃料供給量を
    制御する燃料供給量制御手段とを備えたことを特徴とす
    る船外機の運転制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、目標電圧値補正設定
    手段は、上記エンジン負荷をスロットルバルブ開度から
    求めることを特徴とする船外機の運転制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１において、目標電圧値補正設定
    手段は、上記エンジン負荷を吸入空気量の測定値から求
    めることを特徴とする船外機の運転制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、目標電圧値補正設定
    手段は、上記エンジン負荷を吸入空気の負圧測定値から
    求めることを特徴とする船外機の運転制御装置。
JP11151478A 1999-05-31 1999-05-31 船外機の運転制御装置 Pending JP2000337194A (ja)

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