JP3617739B2 - 船外機用筒内噴射式２サイクルエンジン - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼室内に燃料（ガソリン）を噴射供給するようにした船外機用筒内噴射式２サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、新気をスロットル弁を備えた吸気通路を経てクランク室内に導いて一次圧縮し、該一次圧縮された新気により筒内を掃気する一方、燃焼室壁に配置された燃料噴射弁から燃料（ガソリン）を、掃気，排気行程の途中，さらには圧縮行程中に噴射するとともに、圧縮行程を経て点火プラグにより着火し燃焼させ、次の掃気行程に先行して燃焼室から既燃ガスを排気通路に排出するようにした筒内噴射式２サイクルエンジンが提案されている。
【０００３】
ところで２サイクルエンジンでは、特に低速回転，低負荷運転域においては、掃気のための新気量自体が少ない、それに伴い筒内圧が低下して排気通路内の既燃焼ガスが筒内に逆流する、噴射された燃料が拡散して燃料濃度が低下する、筒内温度が低いため火炎伝播が起きにくい、等の理由から不整燃焼が発生し易いという問題がある。
【０００４】
そこで本発明者等は、筒内噴射式２サイクルエンジンにおいて、排気通路面積を可変制御する排気制御弁を配設し、上記低速回転，低負荷運転域では排気制御弁により排気通路面積を絞ることにより、圧縮始めの圧力，筒内温度を高く保ち、不整燃焼の発生を抑制できるようにしたものを開発している。そしてこの排気制御弁を、燃料を燃料噴射弁により燃焼室内に噴射供給し、点火プラグにより点火し燃焼させるとともに、排気ガスを気筒に開口する排気ポートに連通し水中に開口する排気通路を介して水中に排出するようにした船外機用筒内噴射式２サイクルエンジンに配置することが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記排気制御弁は、排気通路の流路抵抗を増加させることによりシリンダからの排気ガスの流出を制限する機能を有するものであり、該機能を充分に確保するには該排気制御弁を排気通路のシリンダ開口近傍に配設することが有効であると考えられる。しかし排気通路のシリンダ開口近傍に配置しようとすると、高温に耐え得る構造が必要であり、また配置位置上の自由度が小さく、構造が複雑になり易いといった問題がある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、耐熱要求度が低くてすみ、排気制御弁の配置位置上の自由度が高く、構造が複雑になることのない船外機用筒内噴射式２エンジンを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、燃料を燃料噴射弁により燃焼室内に噴射供給し、点火プラグにより点火し燃焼させるとともに、排気ガスを気筒に開口する排気ポートに連通し水中に開口する排気通路を介して水中に排出するようにした船外機用筒内噴射式２サイクルエンジンにおいて、上記排気通路の途中に大気に連通する補助排気通路を接続し、該補助排気通路内に通路面積を変化させる排気制御弁を配置し、該排気制御弁４３の開度を、アイドリング運転状態においてエンジン回転数が、目標アイドリング回転数より高いときには通常運転状態におけるアクセル・回転数基準排気制御弁開度より小さく制御し、低いときには上記アクセル・回転数基準排気制御弁開度より大きく制御する排気制御弁開度制御手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、上記排気通路内の、上記排気ポートより下流側でかつ実質的に上記排気制御弁より上流側における圧力を検出する排気圧検知手段と、該排気圧検知手段により検出された検出排気圧値が運転状態に対応して設定された基準排気圧値より大きいときは上記排気制御弁の開度を大きくし、上記検出排気圧値が上記基準排気圧値より小さいときは上記排気制御弁の開度を小さくする排気制御弁開度制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記排気通路の水中に位置する開口を、上記船外機の航行時水中に浸漬される水中浸漬部材の前進航行時後側となる部位に配置したことを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１ないし３の何れかにおいて、上記排気通路の途中に排気膨張室を形成し、該排気膨張室に上記補助排気通路を接続したことを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項４において、上記船外機は推進用のプロペラへの空気巻き込み防止のためのアンチキャピテーションプレートを有する一方、上記補助排気通路の上記アンチキャピテーションプレートより上方で、且つ上下方向に見て船外機の揺動軸となるチルト軸寄りの部分に上記排気制御弁を配置したことを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用効果】
上述のように排気制御弁は、排気通路の流路抵抗を変化させてシリンダからの排気ガスの流出の難易を変化させる機能を発揮するためのものであるが、排気制御弁を排気通路の何れの位置に配置してもその絞り度合いを最適化することにより上記機能を確保することは可能である。一方、排気制御弁の作動が有効である運転域は、アイドリング運転域を含む低速・低負荷運転域であり、水中排気方式の船外機用エンジンの場合この運転域では、排気ガスの大部分は補助排気通路から空中に排出される。
【００１３】
請求項１の発明によれば、水中に開口する排気通路の途中に大気に連通する補助排気通路を接続し、該補助排気通路内に該通路の面積を可変制御する排気制御弁を配置したので、つまり上記排気制御弁を、補助排気通路という、一般に排気通路のシリンダ開口近傍の高温部位から離れた部分に配置したので、排気制御弁の耐熱度を高くする必要がなく、また配置位置上の自由度が大きくなるとともに排気制御弁及びその周囲の構造を簡素化できる効果がある。
【００１４】
請求項２の発明によれば、上記排気通路内の検出排気圧値が基準排気圧値より大，小のときは上記排気制御弁の開度を大，小に制御するようにしたので、特に低速回転低負荷運転域での排気ガスの排出抵抗を大きくでき、圧縮始めの圧力，筒内温度を高く保ち、不整燃焼の発生を抑制できる効果がある。
【００１５】
また、気象条件などの運転環境が変化したり、積載量が変化し船外機の水没量が変化し水中の開口位置の変化に伴う排気通路への背圧が変化しても、排気ポートからの既燃焼ガスの流出を最も望ましい状態に常に保ことができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、排気通路の水中開口を前進航行時水中浸漬部材の後側となる位置に設けたので、水中開口部分は水中浸漬部材の陰となり、高速航行時負圧となるため、排気通路に負圧が作用し補助排気通路の接続部の圧力が低下する。このため、補助排気通路に流れる温度の高い既燃焼ガス流が低下するか、大気が補助排気通路に流入する。これにより、排気制御弁の耐熱度を高くする必要性が低下する。
【００１７】
請求項４の発明によれば、補助排気通路を排気膨張室に接続したので、低負荷あるいは低速航行時において補助排気通路を通過する既燃焼ガスは排気膨張室で温度低下していることから、排気制御弁の耐熱度を高くする必要性が低下する。
【００１８】
請求項５の発明によれば、排気制御弁を水面より上方位置とすることができるので、海上で船外機を使用する場合において、排気制御弁が海水中に没することがなくなる。これにより、排気制御弁が塩分による腐食作用により作動不良を起こす不具合を避けることができる。
【００１９】
【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８は、本発明の第１実施形態による筒内噴射式２サイクルエンジンを説明するための図であり、図１，図２は本実施形態エンジンが採用された船外機の左側面図，断面平面図、図３は該エンジンの断面背面図、図４は運転制御装置のブロック構成図、図５は該エンジンの概念図、図６は制御動作を説明するためのフローチャート図、図７は制御用マップデータの概念図、図８は基準排気圧値のマップデータの概念図である。
【００２０】
図において、１は本実施形態エンジンが採用された船外機であり、スイベルアーム９及びクランプブラケット８を介して船体２の船尾２ａにおいてチルト軸１００回わりに上下揺動可能に枢支されており、航走時にはクランク軸２０が略垂直をなすよう縦置きに位置決めされる。
【００２１】
上記船外機１は、推進用プロペラ３が配設されたロアケース４の上部にアッパケース５を接続し、該アッパーケース５の上部にエンジン６を搭載し、該エンジン６の周囲をトップカウル７で囲んだ概略構造のものである。上記エンジン６のの回転はクランク軸２０に接続された出力軸６ａ，垂直方向に延びる駆動シャフト１２，かさ歯車機構１０，及び水平に延びる推進軸１１を介して上記プロペラ３に伝達される。
【００２２】
１０１はプロペラ３への空気の巻き込みを防止するためのアンチキャピテーションプレートであり、これはロワケース４の上部に設けられている。船外機１の船尾２への取り付け位置は、上記アンチキャピテーションプレート１０１が船底より僅かに（例えば数センチメートル）下方となるように、設定される。これにより、高速航行時においても、アンチキャピテーションプレート１０１は常に水没し、大気がプロペラ３の前方負圧部に巻き込まれることがないように、プロペラ３の前方上方を覆う形状とされる。
【００２３】
上記エンジン６は、水冷式Ｖ型６気筒筒内噴射式２サイクルエンジンであり、上記クランク軸２０を収容するクランクケース２２に、６つの気筒（シリンダボア）２１がＶバンクをなすように配置形成されたシリンダボディ２３を結合し、該シリンダボディ２３にシリンダヘッド２４を装着し、上記シリンダボディ２３の各気筒２１内に摺動自在に挿入されたピストン２５をコンロッド２６を介して上記クランク軸２０に連結した概略構造のものである。
【００２４】
また上記シリンダヘッド２４には点火プラグ２７が螺挿されており、該点火プラグ２７の電極はシリンダヘッド２４，シリンダボディ２３の気筒２１，ピストン２５で囲まれた燃焼室内に臨んでいる。この点火プラグ２７は点火回路６３（図４参照）により駆動され、所定タイミングで上記燃焼室内にスパークを発生させる。
【００２５】
上記エンジン６の吸気系は以下のように構成されている。上記クランクケース２２に各気筒に対応して画成された各クランク室２２ａ内に連通するよう各開口２２ｂを形成し、該各開口２２ｂにリード弁３２を介在させて吸気通路３０を接続し、該吸気通路３０の上流側にスロットル弁３１を内蔵するスロットルボディ３３を接続する。このスロットル弁３１はスロットルアクチュエータ６１（図４参照）によって開閉駆動される。
【００２６】
また上記シリンダボディ２３に各クランク室２２ａと各気筒２１とを連通する１つの対向掃気通路３５ａと２つの主掃気通路３５ｂ，３５ｃを形成し、該各掃気通路３５ａ〜３５ｃの掃気ポート３５を気筒２１内に開口させる。
【００２７】
そして上記シリンダボディ２３の側壁には各気筒２１毎に燃料噴射弁４９が装着されている。図示していないが、該燃料噴射弁４９には先端部に戻り通路を有する調圧弁が設けられた燃料供給レールが接続されており、該燃料供給レールには燃料ポンプから高圧の燃料が供給されている。上記燃料噴射弁４９は内蔵する電磁コイル６２（図４参照）により弁体を移動させて噴射ノズルを開くと、該ノズルが開いている期間、上記高圧の燃料が気筒２１内に噴射供給される。
【００２８】
上記エンジン６の排気系は以下のように構成されている。上記シリンダボディ２３に各気筒２１に開口する排気ポート４１に連通する排気分岐通路（独立通路）４２を形成し、該各排気分岐通路４２をクランク軸２０と略平行に上下方向に延びるように形成された各バンク毎の排気合流通路４０に合流させ、該各排気合流通路４０の下端排気口６ｂをシリンダボディ２３の下面に開口させる。
【００２９】
上記シリンダボディ２３の下面にエキゾーストガイド１３を接続し、該エキゾーストガイド１３に上記各下端排気口６ｂに連通する一対の排気孔１３ａ，１３ａを形成し、該各排気孔１３ａに連通し下方に延びる排気管１４を接続し、さらに該排気管１４を囲み排気膨張室を形成するマフラ１６を上記エキゾーストガイド１３に接続し、該マフラ１６の下端を上記ロアケース４内にて水中に開口させる。このようにして、各気筒からの排気ガスを水中に排出する排気通路が構成されている。
【００３０】
そして上記マフラ１６には、主としてアイドリング回転時等の低負荷，低回転運転域において、上記排気通路内の排気ガスを大気に排出する補助排気通路４５が接続されている。該排気通路４５の途中には、バルブ室４５ａが形成され、該バルブ室４５ａ内には、補助排気通路面積を可変制御するバタフライ式排気制御弁４３が配設されている。また上記排気制御弁４３はサーボモータからなるアクチュエータ６４（図４参照）により開閉駆動される。
【００３１】
上記補助排気通路４５のマフラ１６側の端部及び大気開放側の端部は両方とも水面上となる位置に設けられている。すなわち、両端部の位置のチルト軸１００までの高さ方向の距離Ｌ１より、両端部の位置のアンチキャピテーションプレート１０１までの高さ方向の距離Ｌ２の方を大きくしている。このため、船への積載量が増加しても両端部は外水面より上方に位置することとなり、両端部から補助排気通路４５内へ外水が進入することはない。なお、両端部の高さをアンチキャピテーションプレート１０１寄りとした場合においても、排気制御弁４３の位置を、Ｌ１＜Ｌ２となるように設定すれば、排気制御弁４３が外水面以下となり水没することはない。
【００３２】
すなわち、上記した通り、アンチキャピテーションプレート１０１は船底より僅かに（例えば数センチメートル）下方とされる一方、チルト軸１００は船尾２ａの上端より僅かに（例えば０〜数センチメートル）上方とされる。船の積載量が増加すると水面から船体２の上端までの高さは減少する。航行時の波浪が船体２の上端を越えないように最大積載量は決められる。最大積載量を搭載した時の水面から船体２の上端すなわち、水面から船尾２ａの上端までの概略高さは、船底から船尾２ａの上端までの高さの半分とされるので、Ｌ１＜Ｌ２を満足する位置は、積載量に拘らず常に水面上となることから、上記排気制御弁４３の水没を防止できるのである。
【００３３】
また上記マフラ１６には、上記排気通路内の、上記排気ポート４１より下流側でかつ実質的に上記排気制御弁４３より上流側の排気圧力（背圧）を検出するための排気圧センサ５５が装着されている。該排気圧センサ５５は上記アッパケース５の外側からマフラ１６内に貫通するように配設されており、該センサ５５の検知部は上記マフラ１６内の上記排気管１４の下流端開口近傍に位置している。
【００３４】
なお、上記補助排気通路４５の接続位置については、既燃焼ガスの圧力及び温度が低下するマフラ１６に限定されるものではなく、要は、低回転低負荷運転域において排気通路内の圧力が運転状態からみて異常に高くなるのを回避することのできる位置であればよく、例えば図５に二点鎖線で示す合流通路４０に接続しても良い。
【００３５】
また、上記排気圧サンサ５５の接続位置については、マフラ１６に限定されるものではなく、要は上記排気通路内の圧力が検出可能の位置であればよく、例えば図５に二点鎖線で示す合流通路４０に接続しても良い。
【００３６】
図４において、５０は上記エンジン６の運転制御を行うＥＣＵであり、該ＥＣＵ５０には各種のセンサからエンジン運転状態等を表す検出信号が入力される。例えば、回転数センサ５１からのエンジン回転数信号ＲＥＶ、アクセル開度センサ５２からのアクセル開度（アクセルレバーの押込み量）信号ＡＣＣ、水温センサ５３からのエンジン冷却水温度信号ＴＷ、クランク角センサ５４からのクランク角（ピストン位置）信号ＣＡ、上記排気圧センサ５５からの排気管内圧力（背圧）ＰＥ、クランク室圧力センサ５６からのクランク室圧力信号、大気圧力センサ５７からの大気圧力信号、大気温度センサ５８からの大気温度信号等が入力される。
【００３７】
そして上記ＥＣＵ５０は、上記各センサから入力されたエンジン運転状態を表す各検出信号に基づいて、予め設定されたプログラムに従って、またデータ記憶装置に記憶する各種の制御マップを利用して各種の演算を行い、各種の制御信号を各種のアクチュエータに出力する。例えば、スロットル弁３１を開閉駆動するスロットルアクチュエータ６１へのスロットル弁開度信号ＴＨ、燃料噴射弁４９を開閉駆動する電磁コイル６２への燃料噴射期間（量）信号ＦＤ，及び燃料噴射開始時期信号ＩＮＪ、点火プラグ２７に高圧電流を供給する点火回路６３への点火信号ＩＧＮ、排気制御弁４３を開閉駆動するアクチュエータ６４への排気制御弁開度信号ＥＸＶ等を出力する。
【００３８】
なお、上記スロットル弁３１の開度，排気制御弁４３の開度は図示しないスロットル開度センサ，排気制御弁開度センサにより検出され、該検出開度は上記ＥＣＵ５０にフィードバックされる。
【００３９】
ここで上記ＥＣＵ５０は以下の機能を有している。
〔排気制御弁開度制御機能〕
[1] エンジンの通常（定常）運転状態では、上記排気制御弁４３の開度ＥＸＶを、アクセル開度ＡＣＣ，エンジン回転数ＲＥＶの一方又は両方に基づいて設定されるアクセル・回転数基準排気制御弁開度ＥＸＶｏに制御する。
【００４０】
[2] 始動運転状態又は暖機運転状態では、上記アクセル・回転数基準排気制御弁開度ＥＸＶｏより大きい開度に増量制御する。この場合、該排気制御弁開度の増分をエンジン冷却水温度が低いほど大きく制御し、かつ暖機運時排気制御弁開度はアクセル・回転数基準排気制御弁開度と上記始動時の排気制御弁開度との間の大きさに制御する。
【００４１】
[3] アクセル開度が所定のアイドリング開度より小さいアイドリング運転状態では、上記排気制御弁開度を、エンジン回転数が目標アイドリング回転数より高いときには上記アクセル・回転数基準排気制御弁開度より小さく制御し、低いときには大きく制御する。
【００４２】
[4] 過渡運転状態では、排気制御弁の開度を、アクセル・回転数基準排気制御弁開度より大きい開度に制御する。過渡運転状態（急加速状態）では、アクセル開度，エンジン回転数の時間増加率の一方又は両方が大きいほど排気制御弁の増分を大きく制御する。この場合、アクセル開度，エンジン回転数が小さい運転域であるほど上記排気制御弁開度の増分を大きく制御する。
【００４３】
[5] 急減速状態では、アクセル開度，エンジン回転数の時間減少率の一方又は両方が大きいほど排気制御弁の閉じ速度を遅くすることにより該排気制御弁開度をアクセル・回転数基準排気制御弁開度より大きくする。
【００４４】
〔燃料噴射量補正機能〕
[1] 始動運転状態又は暖機運転状態では、燃料噴射量をアクセル開度に応じたアクセル基準噴射量より増量する。
【００４５】
[2] 上記アイドリング運転状態では、燃料噴射量をエンジン回転数が目標アイドリング回転数より高いときには減量し、低いときには増量する。
【００４６】
〔スロットル弁開度補正機能〕
[1] 始動運転状態又は暖機運転状態では、スロットル弁開度をアクセル開度に応じたアクセル基準スロットル弁開度より増量する。
【００４７】
次に上記ＥＣＵ５０による排気制御弁開度の制御動作を主として図６に沿って説明する。
メインスイッチのオンにより制御が開始されると、エンジン回転数ＲＥＶ，アクセル開度ＡＣＣが読み込まれ、図７に示す如き構造を有するエンジン回転数−アクセル開度−制御パラメータマップから、エンジン運転状態に応じた点火時期ＩＧＮ，燃料噴射開始時期ＩＮＪ，燃料噴射量ＦＤ，排気制御弁開度ＥＸＶ，スロットル弁開度ＴＨの初期値が読み込まれ、燃料噴射弁駆動用電磁コイル６２，点火プラグ用点火回路６３，スロットル弁用アクチュエータ６１，排気制御弁用アクチュエータ６４が、上記読み込まれた各制御値が得られるよう作動する（ステップＳ１〜３）。
【００４８】
続いてエンジン回転数ＲＥＶ，アクセル開度ＡＣＣ，排気圧センサ５５からの排気圧値（検出背圧値）ＰＥが読み込まれ、ＲＥＶ，ＡＣＣが前回に比較して変化していな場合には、該エンジン回転数ＲＥＶ，アクセル開度ＡＣＣに対応した基準背圧値ＰＥｏが、図８に示す構造を有するＲＥＶ−ＡＣＣ−ＰＥｏマップから読み込まれる（ステップＳ４〜６）。
【００４９】
そして上記検出背圧値ＰＥが基準背圧値ＰＥｏと同じ場合には、排気制御弁の開度を変化させることなく上記ステップＳ２にて読み込まれた点火時期ＩＧＮ，燃料噴射量ＦＤ，等を目標値として各アクチュエータが作動する（ステップＳ８）。一方、検出背圧値ＰＥが基準背圧値ＰＥｏより大の場合には、上記排気制御弁４３の開度ＥＸＶが増加され（ステップＳ１０）、逆にＰＥがＰＥｏより小さい場合には、排気制御弁４３の開度ＥＸＶが減少され（ステップＳ１１）、その後に上記ステップＳ２にて読み込まれた点火時期ＩＧＮ，燃料噴射量ＦＤ，等を目標値として各アクチュエータが作動する（ステップＳ８）。
【００５０】
このように本実施形態では、マフラ（排気通路）１６の途中に補助排気通路４５を接続し、該補助排気通路４５内に該通路の面積を可変制御する排気制御弁４３を配置したので、つまり上記排気制御弁４３を、補助排気通路４５という、排気通路のシリンダ開口（排気ポート４１）の近傍の高温部位から離れた部分に配置したので、排気制御弁４３は単純なバタフライ式のものでよく、その耐熱度を高くする必要がないとともに簡単な構造で済む。また、図５に概念的に示したように、その配置位置上の自由度が大きく、この点からも構造の簡素化を図ることができる。
【００５１】
また、上記排気制御弁４３を、検出背圧値ＰＥが基準背圧値ＰＥｏより大，小のときは上記排気制御弁４３の開度ＥＸＶを大，小に制御するようにしたので、特に低速回転低負荷運転域での排気ガスの排出抵抗を大きくして、圧縮始めの圧力，筒内温度を高く保ち、不整燃焼の発生を抑制できる。また、気象条件などの運転環境が変化したり、積載量が変化し船外機の水没量が変化し水中の開口位置の変化に伴う排気通路への背圧が変化しても、排気ポートからの既燃焼ガスの流出を最も望ましい状態に常に保ことができる。
【００５２】
ここで上記第１実施形態では、上記検出背圧値ＰＥが基準背圧値ＰＥｏより大か小かにより排気制御弁開度ＥＸＶを所定開度ずつ段階的に増加，減少するようにしたが、両背圧値の差ΔＰＥの大きさに応じて排気制御弁開度ＥＸＶを制御してもよく、さらにΔＰＥの大きさに応じて燃料噴射量ＦＤ，燃料噴射開始時期ＩＮＪ，スロットル開度ＴＨも可変制御するのが望ましい。図９，図１０はこのような制御を行うようにした本発明の第２実施形態を示す。
【００５３】
図９において、制御が開始されると、回転数センサ５１，アクセル開度センサ５２，排気圧センサ５５により検出されたエンジン回転数ＲＥＶ，アクセル開度ＡＣＣ，及び排気通路内圧力（背圧）ＰＥが読み込まれ（ステップＳ１）、内蔵する各種マップからエンジン回転数，アクセル開度に対応した各種の基準値、例えば基準背圧値ＰＥｏ（図８参照），基準燃料噴射量ＦＤｏ，及び基準燃料噴射開始時期ＩＮＪｏ、基準スロットル弁開度ＴＨｏ、基準排気制御弁開度ＥＸＶｏ、及び基準点火時期ＩＧＮｏ等が求められる（ステップＳ２）。
【００５４】
次に上記検出背圧値ＰＥと上記基準背圧値ＰＥｏとの差ΔＰＥ＝ＰＥｏ−ＰＥが求められ（ステップＳ３）、該ΔＰＥを図１０（ａ）〜図１０（ｄ）に当てはめることにより、燃料噴射量補正値ΔＦＤ、燃料噴射開始時期補正値ΔＩＮＪ、スロットル弁開度補正値ΔＴＨ，及び排気制御弁開度補正値ΔＥＸＶが求められる（ステップＳ４）。
【００５５】
続いて上記燃料噴射量ＦＤ，燃料噴射開始時期ＩＮＪ，スロットル弁開度ＴＨ，及び排気制御弁開度ＥＸＶが、上記各基準値ＦＤｏ，ＩＮＪｏ，ＴＨｏ，及びＥＸＶｏから上記各補正値ΔＦＤ，ΔＩＮＪ，ΔＴＨ，ΔＥＸＶを差し引くことにより算出され（ステップＳ５）、そしてこれらの値が得られるように各アクチュエータが制御される（ステップＳ６）。
【００５６】
例えば、図１０（ａ）の左側領域に示すように、上記ΔＰＥが負（背圧が高い）の場合は燃料噴射量補正値ΔＦＤが正となり、燃料噴射量ＦＤは基準値ＦＤｏよりΔＦＤだけ減量される。その結果、背圧が基準より高いことに起因して燃焼室内に導入される新気量が減少した場合はこの新気量の減少に応じて燃料噴射量が減少され、新気量の減少に起因する空燃比の目標値からリッチ側へのずれが抑制される。
【００５７】
また図１０（ａ）の右側領域に示すように、逆に上記ΔＰＥが正（背圧が低い）の場合は燃料噴射量補正値ΔＦＤが負となり、燃料噴射量ＦＤは基準値ＦＤｏよりΔＦＤだけ増量される。その結果、背圧が基準より低いことに起因して燃焼室内に導入される新気量が増加した場合はこの新気量の増加に応じて燃料量が増加されるので、この場合も空燃比のずれが抑制される。
【００５８】
図１０（ｂ）の左側領域に示すように、上記ΔＰＥが負（背圧が高い）の場合は燃料噴射開始時期補正値ΔＩＮＪが正となり、燃料噴射開始時期ＩＮＪは基準値ＩＮＪｏよりΔＩＮＪだけ遅角される。このように燃料噴射開始時期が遅角された結果、燃料の吹き抜け量が減少し、排気ガス中の未燃焼成分（ＨＣ）が減少して排気ガス性状が良好になるとともに、燃費が向上する。
【００５９】
この場合、図１０（ａ）で説明したように、背圧が基準より高いことから燃料噴射量が減量されているので、燃料噴射開始時期を遅角しても燃焼に必要な混合気の形成は可能である。
【００６０】
図１０（ｂ）の右側領域に示すように、上記ΔＰＥが正（背圧が低い）の場合は燃料噴射開始時期補正値ΔＩＮＪが負となり、燃料噴射開始時期ＩＮＪは基準値ＩＮＪｏよりΔＩＮＪだけ進角される。その結果、図１０（ａ）で説明したように、背圧が基準より低いことから燃料噴射量が増量された場合、該増量された燃料に必要な霧化時間を確保できる。
【００６１】
図１０（ｃ）の左側領域に示すように、上記ΔＰＥが負（背圧が高い）の場合はスロットル弁開度補正値ΔＴＨが負となり、スロットル弁開度ＴＨは基準値ＴＨｏよりΔＴＨだけ大きくなる。その結果、背圧が基準より高いことに起因して燃焼室内に導入される新気量が減少するのがスロットル弁開度の増加により抑制され、新気量の減少に起因する空燃比の目標値からのずれが抑制される。
【００６２】
また図１０（ｃ）の右側領域に示すように、逆に上記ΔＰＥが正（背圧が低い）の場合はスロットル弁開度補正値ΔＴＨが正となり、スロットル弁開度ＴＨは基準値ＴＨｏよりΔＴＨだけ小さくなる。その結果、背圧が基準より低いことに起因して燃焼室内に導入される新気量が増加するのがスロットル弁開度の減少により抑制され、新気量の増加に起因する空燃比の目標値からのずれが抑制される
。
【００６３】
図１０（ｄ）の左側領域に示すように、上記ΔＰＥが負（背圧が高い）の場合は排気制御弁開度補正値ΔＥＸＶが負となり、排気制御弁開度ＥＸＶは基準値ＥＸＶｏよりΔＥＸＶだけ大きくなる。その結果、背圧が基準より高いことに起因して燃焼室内に導入される新気量が減少するのがこの排気制御弁開度の増加により抑制され、新気量の減少に起因する空燃比の目標値からのずれが抑制される。
【００６４】
また図１０（ｄ）の右側領域に示すように、逆に上記ΔＰＥが正（背圧が低い）の場合は排気制御弁開度補正値ΔＥＸＶが正となり、排気制御弁開度ＥＸＶは基準値ＥＸＶｏよりΔＥＸＶだけ小さくなる。その結果、背圧が基準より低いことに起因して燃焼室内に導入される新気量が増加するのがこの排気制御弁開度の減少により抑制され、新気量の増加に起因する空燃比の目標値からのずれが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による筒内噴射式２サイクルエンジンを備えた船外機の左側面図である。
【図２】上記第１実施形態船外機の断面平面図である。
【図３】上記第１実施形態エンジンの断面背面図である。
【図４】上記第１実施形態エンジンの制御装置のブロック構成図である。
【図５】上記第１実施形態エンジンの模式図である。
【図６】上記第１実施形態エンジンの制御動作を示すフローチャート図である。
【図７】上記第１実施形態エンジンの制御データを概念的に示す図である。
【図８】上記第１実施形態エンジンの制御データを概念的に示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態エンジンの制御動作を示すフローチャート図である。
【図１０】上記第２実施形態エンジンの制御データを概念的に示す図である。
【符号の説明】
６ 船外機用筒内噴射式２サイクルエンジン
１６ マフラ（排気通路）
２１ 気筒
２７ 点火プラグ
４１ 排気ポート
４３ 排気制御弁
４５ 補助排気通路
４９ 燃料噴射弁
５０ ＥＣＵ（排気制御弁開度制御手段）
５５ 排気圧検出センサ
ＥＸＶ 排気制御弁開度
ＰＥ 検出排気圧値
ＰＥｏ 基準排気圧値

Claims (5)

1. 燃料を燃料噴射弁により燃焼室内に噴射供給し、点火プラグにより点火し燃焼させるとともに、排気ガスを気筒に開口する排気ポートに連通し水中に開口する排気通路を介して水中に排出するようにした船外機用筒内噴射式２サイクルエンジンにおいて、上記排気通路の途中に大気に連通する補助排気通路を接続し、該補助排気通路内に通路面積を変化させる排気制御弁を配置し、該排気制御弁の開度を、アイドリング運転状態においてエンジン回転数が目標アイドリング回転数より高いときには通常運転状態におけるアクセル・回転数基準排気制御弁開度より小さく制御し、低いときには上記アクセル・回転数基準排気制御弁開度より大きく制御する排気制御弁開度制御手段を設けたことを特徴とする船外機用筒内噴射式２サイクルエンジン。
2. 請求項１において、上記排気通路内の、上記排気ポートより下流側でかつ実質的に上記排気制御弁より上流側における圧力を検出する排気圧検知手段と、該排気圧検知手段により検出された検出排気圧値が運転状態に対応して設定された基準排気圧値より大きいときは上記排気制御弁の開度を大きくし、上記検出排気圧値が上記基準排気圧値より小さいときは上記排気制御弁の開度を小さくする排気制御弁開度制御手段を備えたことを特徴とする船外機用筒内噴射式２サイクルエンジン。
3. 請求項１又は２において、上記排気通路の水中に位置する開口を、上記船外機の航行時水中に浸漬される水中浸漬部材の前進航行時後側となる部位に配置したことを特徴とする船外機用筒内噴射式２サイクルエンジン。
4. 請求項１ないし３の何れかにおいて、上記排気通路の途中に排気膨張室を形成し、該排気膨張室に上記補助排気通路を接続したことを特徴とする船外機用筒内噴射式２サイクルエンジン。
5. 請求項４において、上記船外機は推進用のプロペラへの空気巻き込み防止のためのアンチキャピテーションプレートを有する一方、上記補助排気通路の上記アンチキャピテーションプレートより上方で、且つ上下方向に見て船外機の揺動軸となるチルト軸寄りの部分に上記排気制御弁を配置したことを特徴とする船外機用筒内噴射式２サイクルエンジン。

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