JP3492751B2 - 水上走行船用エンジンの運転制御装置 - Google Patents

水上走行船用エンジンの運転制御装置

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JP3492751B2
JP3492751B2 JP04006894A JP4006894A JP3492751B2 JP 3492751 B2 JP3492751 B2 JP 3492751B2 JP 04006894 A JP04006894 A JP 04006894A JP 4006894 A JP4006894 A JP 4006894A JP 3492751 B2 JP3492751 B2 JP 3492751B2
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雅彦 加藤
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    • Y02T10/40Engine management systems

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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、水上走行船用エンジン
の運転制御装置に関し、詳細には、排気パルスや背圧変
化による出力低下,燃費の低下を防止できるようにした
エンジンの運転制御方法の改良に関する。 【0002】 【従来の技術及びその課題】多気筒からなる水上走行船
用エンジンにおいて、各気筒が上下方向に積層配設され
るとともに、該各気筒の排気を集合させて排気させる形
式のエンジンが提案されている。このようなエンジンで
は、一般に、合流部までの各気筒の排気通路長が異なる
ため、自気筒または他気筒からの排気パルスの戻るタイ
ミングが気筒毎に異なる。この結果、気筒毎の吸入空気
量に差が生じて空燃比にずれが生じ、エンジン出力の低
下,燃費の低下等を招くことになる。 【0003】また水上走行船においては、水中に排気ガ
スを排出する関係上、特に高速域においてプロペラ推力
により大きな背圧変化が生じ、排気が多く吸い出される
ので、上述のような気筒間の吸入空気量の差すなわち空
燃比のずれが助長されることになる。 【0004】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、各気筒の吸入空気量に差が生じた場合においても、
各気筒に対して常に適正な量の燃料供給及び適正な時期
の点火を行える船外機用エンジンの運転制御装置を提供
することを目的としている。 【0005】 【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る船
外機用エンジンの運転制御装置は、複数の気筒を有し、
該各気筒の排気通路を異なる長さで合流させたクランク
軸縦置型水上走行船用エンジンの運転制御装置におい
て、エンジン低中速回転域では、排気合流部から最も遠
い上端気筒への第1燃料供給量補正量を排気合流部に最
も近い下端気筒への第2燃料供給量補正量より大きく
し、エンジン高速回転域では上記第1燃料供給量補正量
を第2燃料供給量補正量より小さくするように構成され
た燃料供給量補正手段と、エンジン低速回転域では、排
気合流部から最も遠い上端気筒に対する第1点火進角量
より排気合流部に最も近い下端気筒に対する第2点火進
角量を大きくし、エンジン高速回転域では上記第1点火
進角量より第2点火進角量を小さくするように構成され
た点火進角量補正手段との少なくともいずれか一方を
けたことを特徴としている。 【0006】 【作用】本発明によれば、補正制御手段により、各気筒
に対する燃料供給量,点火進角の少なくともいずれか一
方が該各気筒間で補正されつつ運転制御が行われる。従
って、排気パルスのタイミングのずれや背圧の変化によ
り、各気筒の吸入空気量に差が生じた場合でも、燃料供
給量等の気筒間補正により、各気筒に対して常に適正な
量の燃料供給,適正な時期の点火を行うことができ、こ
れによりエンジン出力の低下,燃費の低下等を防止でき
る。 【0007】ところで、合流部までの各気筒の排気通路
長さが異なる船外機用3気筒クランク軸縦置エンジンに
ついて各気筒の空燃比を測定したところ、図2に示すよ
うになった。同図において、〜は図1の各気筒番号
に対応しており、は排気集合部から最も遠い上端気筒
を、は排気集合部に最も近い下端気筒を示している。
図2から明らかなように、番気筒と番気筒の中間に
位置する番気筒の空燃比は14近辺で推移している。
これに対して番気筒の空燃比はスロットル全開でのエ
ンジン回転数が約3,750rpmまではリーン側でそれ以降は
リッチ側に移行しており、また番気筒の空燃比は約5,
400rpmまではリッチ側でそれ以降はリーン側に移行して
いる。そして番気筒,番気筒の空燃比は約4,500rpm
で逆転している。このような現象は、高速回転域すなわ
ち(4,500rpm近辺)で,番気筒に対する排気パルス
の戻るタイミング、及び背圧が大きく変化し、この結
果、各気筒の吸入空気量に差が生じ、空燃比にずれが生
じるためである。 【0008】そこで、本発明では、排気合流部から最も
遠い気筒への燃料供給量補正量と、排気合流部に最も近
い気筒への燃料供給量補正量とを、エンジン低中速回転
域と高速回転域とで逆転するように補正するようにして
いる。この結果、排気パルスの戻るタイミング、及び背
圧の変化等が原因で上記各気筒の吸入空気量に差が生じ
た場合においても、各気筒に対する燃料供給量が吸入空
気量に応じて気筒間で補正され、各気筒に対して常に適
正な量の燃料供給を行うことができ、これによりエンジ
ン出力の低下,燃費の低下等を防止できる。 【0009】また、上記番気筒ないし番気筒からな
る船外機用3気筒クランク軸縦置エンジンについて各気
筒の要求進角のばらつきを測定したところ、図3に示す
ようになった。なお、上記要求進角とは、爆発圧力が最
高となる点火時期を上死点からの進角量で示したもので
ある。同図から明らかなように、各気筒の点火進角はほ
ぼ同様に変化しているが、エンジン全開回転数が3,250r
pm近辺すなわち中速回転時において、番気筒の点火進
角が番気筒の点火進角に対して逆転していることが分
かる。 【0010】そこで、本発明では、排気合流部から最も
遠い気筒に対する点火進角と、排気合流部に最も近い気
筒に対する点火進角とを、エンジン低速回転域と高速回
転域とで逆転するように点火進角を補正するようにして
いる。この結果、排気パルスの戻るタイミング、及び背
圧の変化等が原因で上記各気筒の吸入空気量に差が生じ
た場合においても、各気筒に対する点火進角が気筒間で
補正され、各気筒に対して常に適正な時期に点火を行う
ことができ、これによりエンジン出力の低下,燃費の低
下等を防止できる。 【0011】 【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1ないし図6は、本発明の一実施例による船外機
用エンジンの運転制御装置を説明するための図であり、
図1は本装置が適用された船外機用3気筒2サイクルエ
ンジンの概略構成図、図2,図3はエンジン回転数と空
燃比,点火進角との関係を示す図、図4は燃料噴射量の
補正量をエンジン全開回転数との関係で示す図、図5は
点火進角の補正量をエンジン全開回転数との関係で示す
図、図6は機能ブロック図である。 【0012】図1において、1はクランク軸縦置き3気
筒2サイクル船外機用エンジンであり、これはシリンダ
ブロック2のシリンダボア3a内にピストン3を摺動自
在に挿入配置し、該ピストン3をコンロッド4でクラン
ク軸5に連結した構造のものである。なお、図1のA−
A断面中、〜は気筒番号を示している。 【0013】上記シリンダブロック2の合面にはシリン
ダヘッド6が装着されており、該シリンダヘッド6に形
成された燃焼凹部内には点火プラグ7が挿入されてい
る。なお、2aは排気ポート、2bは掃気ポートであ
る。上記シリンダヘッド6には筒内圧を測定するための
圧力センサ31が装着され、上記クランク軸5にはクラ
ンク角度(エンジン回転数)を検出するための角度セン
サ33が設けられている。上記シリンダブロック2の反
ヘッド側にはクランク室8が設けられている。該クラン
ク室8には吸気温または機関の温度を測定するための温
度センサ32と、クランク室内圧を測定するための圧力
センサ34とが設けられている。 【0014】また番気筒と番気筒との間にはバイパ
ス通路40が配設されており、該通路40の途中部分
に、既燃ガスの空燃比を検出するためのO2 センサ35
が設けられている。なお、一般に2サイクルエンジンの
場合には新気吹き抜けの現象があり、このため導入され
た新気の一部が燃焼ガスとともに排出されるので、従来
のようにO2 センサを単に排気管に取り付けるだけでは
正確な空燃比を検出できなかったが、上述のようにO2
センサを背圧の影響を受けにくい位置に配置することに
より、正確な空燃比を検出できるようになる。さらに、
背圧を検出するための圧力センサ36及びエンジン温度
を検出するための温度センサ37とが設けられている。 【0015】上記各クランク室8には吸気通路10がシ
リンダボア3aを介して連通するようにそれぞれ接続さ
れている。該各吸気通路10のクランク室側開口近傍に
は、吸気の逆流を防止するためのリードバルブ11が配
設されている。また上記各吸気通路10には該吸気通路
内に燃料を噴射するためのインジェクタ12が装着され
ており、該インジェクタ12には燃料供給装置13が接
続されている。なお、インジェクタを全気筒共通として
もよい。この場合には吸気マニホールドの集合部に設け
ることになる。また上記吸気通路10内にはスロットル
バルブ15が配設されており、該スロットルバルブ15
の回動量すなわちスロットル角はセンサ41により検出
されるようになっている。さらに船外機本体50には、
トリム角βを検出するためのトリム角検出センサ42が
設けられている。 【0016】上記エンジン1は制御部としてのECU3
0を備えている。該ECU30には、上記筒内圧検出セ
ンサ31,吸気温検出センサ32,クランク角度検出セ
ンサ33,クランク室内圧検出センサ34,O2 センサ
35,背圧検出センサ36,エンジン温度検出センサ3
7,スロットル角検出センサ41,大気圧検出センサ,
シフトスイッチ,冷却水温度検出センサ,及びエンジン
振動センサの各検出信号が入力されている。またECU
30は、図6に示すように気筒間補正を行うための補正
制御手段60として機能する。該補正制御手段60の出
力制御信号は、上記点火プラグ7及びインジェクタ12
にそれぞれ入力されており、これにより燃料噴射量及び
点火進角が以下のように制御される。 【0017】まず燃料噴射量を補正する場合について図
2,図4を用いて説明する。図4は上述の図2に対応さ
せて作成したものであり、各気筒の空燃比をいずれも理
論空燃比である14とするための各気筒に対する燃料噴
射量の補正量を示している。すなわち、図2の結果か
ら、空燃比が14より大きいリーン側にある場合には燃
料噴射量の補正量を1より大きな値にし、また空燃比が
14より小さなリッチ側にある場合には燃料噴射量の補
正値を1より小さな値にしている。この結果、図から明
らかなように、約4,500rpmで番気筒,番気筒の補正
曲線が逆転しており、また約5,400rpmで番気筒,番
気筒の補正曲線が逆転している。 【0018】このような補正曲線を用いて各気筒の燃料
噴射量の補正を行うことにより、排気パルスや背圧変化
により各気筒の吸入空気量に差が生じた場合において
も、各気筒に対して常に理論空燃比とするための適正な
量の燃料供給を行え、この結果、出力低下,燃費の低下
を防止できる。 【0019】次に点火時期を補正する場合について図
3,図5を用いて説明する。図5は上述の図3に対応さ
せて作成したものであり、番気筒の進角量に比較した
場合の各気筒の点火進角の補正量(度)を示している。
すなわち、図3の結果から、点火進角が番気筒より大
きい場合には補正量を+側にとり、また点火進角が番
気筒より小さな場合には補正量を−側にとっている。例
えば3,000rpmで見ると気筒は+1度、気筒は+3度
である。この結果、図から明らかなように、約3,250rpm
で番気筒の補正曲線が基準線(補正量0の線)と交差
している。 【0020】このような補正曲線を用いて各気筒の点火
進角を補正することにより、排気パルスや背圧変化によ
り各気筒の吸入空気量に差が生じた場合においても、各
気筒に対して常に適正な時期で点火進角の制御を行え、
この結果、出力低下,燃費の低下を防止できる。 【0021】なお、上記実施例では、燃料噴射量,点火
進角をそれぞれ別個に制御した場合について示したが、
本発明は燃料噴射量,点火進角を同時に制御する場合に
ついても同様に適用できる。 【0022】 【発明の効果】以上のように本発明に係る船外機用エン
ジンの運転制御装置によれば、補正制御手段を設けたの
で、各気筒に対する燃料供給量,点火進角の少なくとも
いずれか一方が該各気筒間で補正されつつ運転制御が行
われる。従って、排気パルスのタイミングのずれや背圧
の変化により、各気筒の吸入空気量に差が生じた場合で
も、燃料供給量等の気筒間補正により、各気筒に対して
常に適正な量の燃料供給,適正な時期の点火を行うこと
ができ、これによりエンジン出力の低下,燃費の低下等
を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例による運転制御装置が適用さ
れた船外機用3気筒2サイクルエンジンの概略構成図で
ある。 【図2】従来の船外機用3気筒2サイクルエンジンにお
ける気筒間の空燃比のばらつきをエンジン全開回転数と
の関係で示す図である。 【図3】上記従来のエンジンにおける気筒間の要求進角
のばらつきをエンジン全開回転数との関係で示す図であ
る。 【図4】上記実施例エンジンにおける気筒間の燃料噴射
量の補正量をエンジン全開回転数との関係で示す図であ
る。 【図5】上記実施例エンジンにおける気筒間の点火進角
の補正量をエンジン全開回転数との関係で示す図であ
る。 【図6】本発明の構成を示すブロック構成図である。 【符号の説明】 1 2サイクル船外機用エンジン 7 点火プラグ 12 インジェクタ 30 ECU 60 補正制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F02P 5/15 C (56)参考文献 特開 平5−332155(JP,A) 特開 平6−185380(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 45/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数の気筒を有し、該各気筒の排気通路
    を異なる長さで合流させたクランク軸縦置型水上走行船
    用エンジンの運転制御装置において、エンジン低中速回
    転域では、排気合流部から最も遠い上端気筒への第1燃
    料供給量補正量を排気合流部に最も近い下端気筒への第
    2燃料供給量補正量より大きくし、エンジン高速回転域
    では上記第1燃料供給量補正量を第2燃料供給量補正量
    より小さくするように構成された燃料供給量補正手段
    と、エンジン低速回転域では、排気合流部から最も遠い
    上端気筒に対する第1点火進角量より排気合流部に最も
    近い下端気筒に対する第2点火進角量を大きくし、エン
    ジン高速回転域では上記第1点火進角量より第2点火進
    角量を小さくするように構成された点火進角量補正手段
    との少なくともいずれか一方を設けたことを特徴とする
    水上走行船用エンジンの運転制御装置。
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