JP3627881B2 - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関において、燃焼後の排気の空燃比を検出する空燃比センサを設け、目標空燃比になるように気筒内に吸入される燃料噴射量をフィードバック制御する方式、すなわち、空燃比がリーン側からリッチ側になると燃料噴射量を減少させるように制御し、この制御により次第に空燃比がリーン側に変化してゆき、空燃比がリッチ側からリーン側になると燃料噴射量を増大させるように制御することにより、平均的に目標空燃比となるように燃料噴射量を制御する方式が知られており、これによりエンジン性能や排ガス特性、燃費の向上を図るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空燃比による燃料噴射制御においては、特定の気筒内の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することが重要である。しかしながら、空燃比センサ素子部に実際に既燃ガスが接触するのは、連続的ではなく断続的であるために、１つの特定気筒の空燃比を検知する場合には、以下の問題が生じる。すなわち、既燃ガスが接触していない期間は、気筒の集合部に空燃比センサが設けられる４サイクルエンジンでは他の気筒の既燃ガスを検知してしまう可能性がある。また、特定気筒の既燃ガスを検知するように特定気筒の近傍に空燃比センサが設けられた２サイクルエンジンの場合には、掃気行程で濃度拡散により既燃ガス以外の成分が混じる可能性がある。
【０００４】
また、１つの空燃比センサで２つ以上の特定気筒の空燃比を検知する場合には、どの気筒の空燃比を検知しているのかが分からない問題があり、空燃比の検知精度をより高めていくことに無理があり、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることに限界が生じている。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであって、その第１の目的は、特定気筒の空燃比を正確に検出することであり、第２の目的は、１つの空燃比検出装置で複数の特定気筒の空燃比を検出可能にすることであり、もって正確な空燃比制御を達成させることにより、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の本発明は、排気中の空燃比を検出し目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置において、既燃ガスが導入される空燃比検出装置を気筒の近傍に配設し、排気ポートが開くタイミングで所定の時間、空燃比検出装置の検出信号を入力可能にすることを特徴とし、
また、請求項２記載の本発明は、複数の気筒の近傍に空燃比検出装置を配設し、各気筒の排気ポートが開くタイミングで所定の時間、空燃比検出装置の検出信号を入力可能にすることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図９は、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第１の実施形態を示し、図１〜図４は本発明の燃料噴射制御を説明するための図、図５〜図９は、図１の船外機及びエンジンを説明するための図である。なお、以下の例では、吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射式について説明しているが、無論、クランクケース内に燃料を噴射する直接噴射式に適用してもよい。
【０００８】
先ず、図５〜図９により本発明に係わる船外機及びエンジンについて説明する。図７は船外機を取り付けた船の側面図である。船１は水面２に浮かべられており、矢印Ｆｒは船１の前進方向を示し、以下の説明で左右とは前進方向に向かっていうものとする。船１の船体３の後部には船の駆動装置である船外機４が着脱自在に装着されている。船外機４は、船体３の後部に着脱自在に取り付けられるクランプブラケット６と、クランプブラケット６に枢支軸７を介して上下回動自在に枢支されるスイベルブラケット８と、このスイベルブラケット８を上下方向に回動させる油圧シリンダ９と、スイベルブラケット８に支持される推進ユニット１０とを備えている。
【０００９】
前記推進ユニット１０は、スイベルブラケット８に支持されるケース１２を有し、このケース１２の上部に内燃機関であるエンジン１３が取り付けられ、エンジン１３をその上方から覆うカウリング１４が設けられている。エンジン１３の下方でケース１２内には軸心がほぼ垂直の動力伝達軸１５（図７）が設けられ、また、ケース１２の下端部には軸心が前後方向に延び、前記動力伝達軸１５に連結されたプロペラ軸１６が回転自在に支持されており、プロペラ軸１６にプロペラ１７が取り付けられている。船体３には燃料タンク４１が配設されており、燃料タンク４１は、手動の低圧燃料ポンプ４８、チューブ５０を介して燃料供給装置３９（図７）に接続されている。
【００１０】
図６は図５のエンジンの水平断面図である。エンジン１３は、燃料噴射式水冷２サイクルＶ型６気筒クランク軸縦置きエンジンで、ケース１２（図５）に支持されるクランクケース２０を有し、クランクケース２０には軸心がほぼ垂直のクランク軸２１が回転自在に支持されている。クランクケース２０には、各気筒を構成するシリンダ本体２２がＶ字型をなすように突設されている。シリンダ本体２２には各気筒毎にシリンダ穴２３が形成され、各シリンダ穴２３にそれぞれピストン２４が摺動自在に嵌合され、これら各ピストン２４はコンロッド２５によりクランク軸２１に連結されている。また、クランクケース２０にはその内外を連通させる吸気ポート２７が各気筒毎に形成されている。
【００１１】
吸気ポート２７には、カウリング１４内の大気に開口する吸気装置２６が接続されている。この吸気装置２６は、吸気ポート２７に連通する吸気管２８と、この吸気管２８の上流側端部に取り付けられる吸気取入ハウジング３２を備え、吸気取入ハウジング３２には吸気口３３が形成されている。吸気管２８と吸気取入ハウジング３２の内部は互いに連通して吸気通路３０を形成しており、吸気取入ハウジング３２の外部から外気Ａが吸気口３３、吸気通路３０、吸気ポート２７を経てクランクケース２０の内部に流入可能とされている。各吸気ポート２７にはそれぞれリード弁２９が設けられ、また、各吸気管２８には吸気通路３０の断面積を手動操作により調節するスロットル弁３１が設けられている。
【００１２】
各シリンダ本体２２内で、シリンダ本体２２とピストン２４とで囲まれた空間が燃焼室３４であり、この燃焼室３４に対向して点火プラグ３５が配設されている。各吸気管２８には、各気筒毎に燃料噴射弁３７が取り付けられ、各燃料噴射弁３７は磁力で開閉作動されるソレノイド開閉式であり、リード弁２９よりも上流側の吸気通路３０内に燃料３６を噴射可能にしている。
【００１３】
図７は図６のエンジンの模式的側面図である。各燃料噴射弁３７には燃料３６を供給する燃料供給装置３９が設けられている。燃料供給装置３９は、各燃料噴射弁３７の各上流端を互いに連通させる燃料レール３８を有し、シリンダ本体２２の側壁にはベーパセパレータタンク４２が取り付けられ、ベーパセパレータタンク４２のタンク本体４３内に燃料３６を供給可能とする手動の低圧燃料ポンプ４８（図５）、ダイヤフラム式の低圧燃料ポンプ４９とが設けられ、これら低圧燃料ポンプ４８、４９の間にはチューブ５０とフィルタ５１とが介設されている。
【００１４】
燃料供給装置３９には、ベーパセパレータタンク４２内の燃料３６を加圧し高圧にして燃料レール３８に供給する高圧燃料ポンプ５２が設けられている。高圧燃料ポンプ５２は、配管５３により燃料レール３８に連結され、高圧燃料ポンプ５２の駆動により、タンク本体４３内の燃料３６が加圧されて配管５３と燃料レール３８を経て各燃料噴射弁３７に供給される。また、燃料レール３８は、配管５４及びレギュレータ弁５９を介してタンク本体４３の上部に連結され、レギュレータ弁５９により、各燃料噴射弁３７に供給される燃料圧力が所定の高圧に調圧され、そして、燃料噴射弁３７はこの圧力に基づいて燃料３６を噴射する。
【００１５】
クランク軸２１には、これに連動する電気部品であるフライホイールマグネット６０が設けられ、このフライホイールマグネット６０は、クランク軸２１の上端部に支持された椀状のフライホイール６１と、フライホイール６１の内周面に固定された永久磁石６２と、この永久磁石６２の回転軌跡に対向するようにシリンダ本体２２に取り付けられるチャージコイル６３及びライトコイル６４と、フライホイール６１の外周面の凸部に対向してシリンダ本体２２に取り付けられるパルサーコイル６５と、フライホイール６１をその上方から覆うホイールカバー６６とを備えている。なお、図７において、６８は制御装置、６９は外気導入口である。
【００１６】
図６に戻り、シリンダ本体２２の近傍にオイルタンク７５が配設されており、オイルタンク７５内のオイルは、オイルポンプ７６によりベーパセパレータタンク４２内に供給されここで燃料と混合されて、燃料噴射弁３７を通って燃焼室３４に供給され、エンジン１３の潤滑を行うようにしている。また、シリンダ本体２２の６つの気筒の内、１つの気筒▲１▼の近傍に空燃比検出装置７０が取り付けられている。
【００１７】
図８は図６の空燃比検出装置７０の断面図、図９は図８の酸素濃度センサの断面図である。図８において、空燃比検出装置７０は、気筒▲１▼の取付面２２ｄ上に既燃ガスが導入される既燃ガスケース７１をボルト７２で取り付け、該ケース７１に酸素濃度センサ７３を螺合、装着してセンサ７３の検知部７３ａをケース７１の反応室７１ａ内に位置させ、酸素濃度センサ７３を既燃ガスケース７１ごと保温ケース７４で囲んだ構造としている。ここで酸素濃度センサ７３は、細長い棒状のもので上下方向、つまり気筒軸と直角方向に配設されており、その上端部から検出信号用リード線、ヒータ電源供給用電源線等からなるハーネス７３ｂが引き出されており、ハーネス７３ｂはバッテリ電源及び制御装置６８（図７）に接続されている。
【００１８】
図９に示すように、酸素濃度センサ７３は、外筒７３ｃを有し、外筒７３ｃの一端に締結具７３ｄが取り付けられ、また、外筒７３ｃ内にジルコニア製のセンサ素子７３ｅが装着されている。センサ素子７３ｅの内部には空洞部７３ｆ及びヒータ７３ｇが設けられ、空洞部７３ｆは大気に連通されている。また、センサ素子７３ｅの内外表面に白金電極がメッキされており、センサ素子７３ｅ内外の酸素濃度差に応じて発生する起電力により酸素濃度が検出される。センサ素子７３ｅの先端部には複数の通気孔７３ｈを有する保護筒７３ｉが設けられている。
【００１９】
図８において、前記既燃ガスケース７１の反応室７１ａは、絞り部７１ｂ、ガス通路７１ｃ及び保温パイプ７５の排ガス導入通路７５ａを介して気筒▲１▼内に連通している。ここで、保温パイプ７５は、アルミ合金よりも熱伝導率の小さい材料、例えばステンレス鋼、セラミックス、ニッケル合金等により形成されており、気筒▲１▼の水冷ジャケット７６を貫通するように形成されたボス肉部２２ｃ内に埋設されている。これにより前記反応室７１ａ内に導入される既燃ガスの温度降下を抑制している。また、例えば始動直後のように既燃ガスケース７１の温度が低い状況下において、既燃ガス中のオイル分が液化しセンサ検知部７３ａに付着するとセンサ出力が異常になるおそれがあるが、絞り部７１ｂを設けることにより、オイル分が液化しても反応室７１ａには入り難い構造にしている。また、保温ケース７４とシリンダ本体２２の取付面２２ｄとの間には、ガスケット７７が介設されており、これにより既燃ガスケース７１からエンジンへの伝熱を抑制している。また、保温ケース７４の内面には保温材７４ａが貼設されており、これにより既燃ガスケース７１内の温度降下を抑制できる。
【００２０】
次に、本発明の燃料噴射制御について説明する。図１は、燃料噴射制御装置の制御系の全体構成図であり、図（Ａ）はエンジンの側面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図、図（Ｃ）は船外機の側面図を示し、上述で説明した主要な構成が示されている。すなわち、４は船外機、１３はエンジン、２０はクランクケース、２１はクランク軸、２２はシリンダ本体、２４はピストン、３５は点火プラグ、２９はリード弁、３０は吸気通路、３１はスロットル弁、３７は燃料噴射弁、４１は燃料タンク、４８は手動の低圧燃料ポンプ、５１はフィルタ、４２はベーパセパレータタンク、５２は高圧燃料ポンプ、５９はレギュレータ弁、▲１▼〜▲６▼は気筒、７９は排気通路、７９ｂは集合排気通路、７９ｃは排気管、８０は動力伝達装置、６８は制御装置である。
【００２１】
制御装置６８には、エンジン１３の駆動状態、船外機や船の状態を示す各種センサからの検出信号が入力される。すなわち、センサとして、クランク軸２１の回転角（回転数）を検出するクランク角センサ９０、クランクケース２０内の圧力を検出するクランク室内圧センサ９１、各気筒▲１▼〜▲６▼内の圧力を検出する筒内圧センサ９２、吸気通路３０内の温度を検出する吸気温センサ９３、シリンダ本体２２の温度を検出するエンジン温度センサ９４、各気筒▲１▼〜▲６▼内の背圧を検出する背圧センサ９５、スロットル弁３１の開度を検出するスロットル開度センサ９６、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ９７、エンジン１３の振動数を検出するエンジン振動センサ９８、エンジン１３のマウント高さを検出するエンジンマウント高さ検出センサ９９、船外機４の動力伝達装置８０のニュートラル状態を検出するニュートラルセンサ１００、船外機４の上下回動位置を検出するトリム角検出センサ１０１、船速を検出する船速センサ１０２、船の姿勢を検出する船姿勢センサ１０３、大気圧を検出する大気圧センサ１０４が設けられ、そして、気筒▲１▼の近傍に空燃比検出装置７０が設けられている。制御装置６８は、これら各種センサの検出信号を演算処理し、制御信号を点火プラグ３５、燃料噴射弁３７、スロットル弁３１及びＩＳＣ８９に伝送する。
【００２２】
図２は、本発明における空燃比制御を説明するための図であり、図２（Ａ）は空燃比検出装置７０の検出信号（電圧値）を示す波形図、図２（Ｂ）は、フィードバック制御による燃料噴射量の波形図である。図２（Ａ）に示すように、空燃比がリーン側からリッチ側になると図２（Ｂ）に示すように燃料噴射量を減少させるように制御し、この制御により次第に空燃比がリーン側に変化してゆき、空燃比がリッチ側からリーン側になると燃料噴射量を増大させるように制御することにより、平均的に理論空燃比（空気過剰率λ＝１）となるように燃料噴射量を制御する。本実施形態では、気筒▲１▼についてはフィードバック制御により理論空燃比となるように燃料噴射量を制御すると共に、残りの気筒▲２▼〜▲６▼については、気筒▲１▼の空燃比を用い、各気筒▲２▼〜▲６▼の状態に応じて燃料噴射量を補正するように制御する。
【００２３】
図３は、図８に示したガス検出装置７０の排ガス導入ポート８１の位置を説明するための模式図である。図中、２２はシリンダ本体、２４はピストン、３５は点火プラグ、７１ａは反応室、７３は酸素濃度センサ、７８は掃気ポート、７９は排気通路、７９ａは排気ポートを示している。排ガス導入ポート８１は、気筒▲１▼の排気ポート７９ａの図中左端近傍より上死点側に配設される。但し、あまり上死点側に近づくと燃焼ガス温度が高いため、酸素濃度センサ７３がこわれてしまうので、排気ポート７９ａの左端近傍の位置が好ましい。
【００２４】
図４は、本発明における空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。これを図３とともに説明する。気筒▲１▼においては、ピストン２４が上死点に達する直前で点火プラグ３５の点火により、筒内の混合気が着火、燃焼させられて膨張し、ピストン２４が上死点を越えた後、下死点側に押し戻され、その途中で、排気ポート７９ａ及び排ガス導入ポート８１が開かれ、排気が排気通路７９を通って排出される。次に、ピストン２４の移動により掃気ポート７８が開き、クランクケース内で予圧縮されていた混合気が掃気ポート７８から筒内に流入し、この混合気が筒内に残留している既燃ガスの一部を排気通路７９に押し出すとともに筒内に充満する。ピストン２４が下死点から上死点に向かうと、掃気ポート７８、排気ポート７９ａ及び排ガス導入ポート８１の順に閉じ、吸入、圧縮行程に移る。
【００２５】
図４に示すように、排ガス導入ポート８１が開いた後、反応室７１ａ内の圧力は急上昇し最高圧に達した後、掃気ポート７８が開く付近より急下降する。このとき、圧力がさがるので掃気行程での新気は排ガス導入ポート８１には直接は入りにくいが、筒内と反応室７１ａ間で濃度差が生じ、これに伴い平衡状態になろうとして既燃ガス以外の成分が反応室７１ａに拡散し、その結果、酸素濃度センサ７３は既燃ガスの酸素濃度を正確に検出できなくなってしまう。そこで、本発明においては、クランク角度信号を用い、排ガス導入ポート８１が開くタイミングＡで、センサ検出信号の読み込みを開始し、掃気ポート７８が開くタイミングＢで終了するようにし、所定時間Ｔの間、ハイレベルの信号を出力をするようにしている。従って、掃気の影響を受けないタイミングで特定気筒の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することができるので、正確な空燃比制御を行うことができ、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることができる。なお、タイミングの検出は、特定基準信号からのクランク角度及び経過時間のうち少なくとも１つを採用すればよい。
【００２６】
図１０及び図１１は、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第２の実施形態を示し、図１０は図１（Ｂ）に示したエンジンの拡大断面図、図１１は図１０の空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。
【００２７】
図１の実施形態においては、気筒▲１▼についてはフィードバック制御により理論空燃比となるように燃料噴射量を制御すると共に、残りの気筒▲２▼〜▲６▼については、気筒▲１▼の空燃比を用い、各気筒▲２▼〜▲６▼の燃焼状態に応じて燃料噴射量を補正するようにしている。しかし、気筒▲１▼と▲２▼は、排気管長が略同じであり、燃焼特性が近似しているので、燃料噴射量の補正は容易であるが、その他の気筒、特に気筒▲１▼から離れた気筒▲３▼と▲５▼については、燃料噴射量の補正は簡単ではない。但し、気筒▲３▼と▲４▼、気筒▲５▼と▲６▼は排気管長が略同じであり、燃焼特性が近似しているので、気筒▲３▼と▲５▼の燃料噴射量の補正ができれば気筒▲４▼と▲６▼の補正は容易である。
【００２８】
そこで、本実施形態は、気筒▲１▼の空燃比検出装置７０を用いて気筒▲３▼の空燃比をも検出できるようにしたことを特徴としている。そのために、図１０において、気筒▲１▼と気筒▲３▼にそれぞれ排ガス導入ポート８１、８２を設け、これをガス導入パイプ８３、８４を介して空燃比検出装置７０に接続している。
【００２９】
図１１により、複数の気筒▲１▼と▲３▼の検出タイミングについて説明する。各気筒▲１▼〜▲６▼を例えばクランク角６０゜間隔でこの順序で駆動し、クランク軸１回転で各気筒▲１▼〜▲６▼において６回の爆発を起こすものとすると、気筒▲１▼と▲３▼の位相差は１２０゜である。また、気筒▲１▼と▲３▼の排気ポート７９ａ、掃気ポート７８及び排ガス導入ポート８１、８２の位置は同一の位置とする。その結果、反応室７１ａには、気筒▲１▼の排ガス導入ポート８１から既燃ガスが導入された後、１２０゜遅れて気筒▲３▼の排ガス導入ポート８２から既燃ガスが導入される。そして、クランク角度信号を用い、気筒▲１▼の排ガス導入ポート８１が開くタイミングＡで、センサ検出信号の読み込みを開始し、気筒▲１▼の掃気ポート７８が開くタイミングＢで終了するようにし、所定時間Ｔ１の間、ハイレベルの信号を出力をするようにする。これに加えて、気筒▲３▼の排ガス導入ポート８２が開くタイミングＣで、センサ検出信号の入力を開始し、気筒▲３▼の掃気ポート７８が開くタイミングＤで終了するようにし、所定時間Ｔ３の間、ハイレベルの信号を出力をするようにする。その結果、１つの空燃比検出装置７０で複数の気筒▲１▼と気筒▲３▼の空燃比を独立して正確に検出することができ、それぞれの気筒の正確な空燃比制御を行うことができ、エンジン性能や排ガス特性、燃費をより向上させることができる。
【００３０】
なお、気筒▲３▼の近傍に空燃比検出装置７０を設け、３つの気筒▲１▼、▲３▼、▲５▼の空燃比を検出することも無論可能であり、その場合には、さらに正確な空燃比制御が可能となる。
【００３１】
図１２及び図１３は、本発明が適用される内燃機関の燃料噴射制御装置の第３及び第４の実施形態を示す制御系の構成図である。なお、図１と同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する。本実施形態は、気筒内に燃料を噴射する直接噴射式４サイクルエンジンを備える船外機に適用したものであるが、無論、吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射式にも適用可能である。図中、１０５は油温センサである。
【００３２】
図１２の第３の実施形態においては、４サイクルエンジンの場合、掃気の影響を受けないので空燃比検出装置７０をエンジン１３の最上部の気筒▲１▼の排気通路７９に設けている。４サイクルエンジンの場合、排気バルブが排ガス導入ポートの役割も兼ねることになる。
【００３３】
通常、自動車用エンジンでは、気筒▲１▼〜▲６▼の排気集合部８５に空燃比検出装置８６を設けている。しかしながら、船外機においては、排気管７９ｃ先端が水面下にあるため、水滴が飛散して空燃比検出装置８６内のセンサに入り込でしまう。この水滴がセンサに付着すると、センサ素子部がセラミックスでありヒータにより高温に加熱されているため、センサ素子部が壊れてしまう。そこで、本実施形態では、空燃比検出装置７０をエンジン１３の最上部の気筒▲１▼の排気通路７９に設けている。そして、クランク角度信号を用い、排気バルブ（図示せず）が開くタイミングでセンサ検出信号の入力を開始し、排気バルブが閉じるタイミングで終了するようにすれば、特定気筒▲１▼の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することができる。
【００３４】
図１３の第４の実施形態においては、空燃比検出装置７０をエンジン１３の中間部にある気筒▲３▼と気筒▲４▼の排気集合部８７に設けている。そして、クランク角度信号を用い、各気筒▲１▼〜▲４▼の各排気バルブが開くタイミングでセンサ検出信号の入力を開始し、次の気筒の排気バルブが開くタイミングで終了するようにすれば、１つの空燃比検出装置７０で、複数の気筒▲１▼〜▲４▼の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、船外機用エンジンに適用した例について説明しているが、自動車用エンジンに適用してもよいことは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、特定気筒の空燃比を正確に検出することができると共に、１つの空燃比検出装置で複数の特定気筒の空燃比を検出することができ、もって正確な空燃比制御を達成させることにより、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第１の実施形態を示す制御系の全体構成図である。
【図２】本発明に係わる空燃比制御を説明するための図である。
【図３】本発明に係わる空燃比検出装置の排ガス導入ポートの位置を説明するための模式図である。
【図４】本発明における空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。
【図５】図１の船外機を取り付けた船の側面図である。
【図６】図５のエンジンの水平断面図である。
【図７】図６のエンジンの模式的側面図である。
【図８】図６の空燃比検出装置の断面図である。
【図９】図８の酸素濃度センサの断面図である。
【図１０】本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第２の実施形態を示し、図１（Ｂ）に示したエンジンの拡大断面図である。
【図１１】図１０の空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。
【図１２】本発明が適用される内燃機関の燃料噴射制御装置の第３の実施形態を示す制御系の構成図である。
【図１３】本発明が適用される内燃機関の燃料噴射制御装置の第４の実施形態を示す制御系の構成図である。
【符号の説明】
▲１▼〜▲６▼…気筒、４…船外機、１３…エンジン、２１…クランク軸
２２…シリンダ本体、２４…ピストン、３１…スロットル弁
３５…点火プラグ、３７…燃料噴射弁、４１…燃料タンク、６８…制御装置
７０…空燃比検出装置、７９…排気通路、７９ａ…排気ポート
８１、８２…排ガス導入ポート
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関において、燃焼後の排気の空燃比を検出する空燃比センサを設け、目標空燃比になるように気筒内に吸入される燃料噴射量をフィードバック制御する方式、すなわち、空燃比がリーン側からリッチ側になると燃料噴射量を減少させるように制御し、この制御により次第に空燃比がリーン側に変化してゆき、空燃比がリッチ側からリーン側になると燃料噴射量を増大させるように制御することにより、平均的に目標空燃比となるように燃料噴射量を制御する方式が知られており、これによりエンジン性能や排ガス特性、燃費の向上を図るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、空燃比による燃料噴射制御においては、特定の気筒内の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することが重要である。しかしながら、空燃比センサ素子部に実際に既燃ガスが接触するのは、連続的ではなく断続的であるために、１つの特定気筒の空燃比を検知する場合には、以下の問題が生じる。すなわち、既燃ガスが接触していない期間は、気筒の集合部に空燃比センサが設けられる４サイクルエンジンでは他の気筒の既燃ガスを検知してしまう可能性がある。また、特定気筒の既燃ガスを検知するように特定気筒の近傍に空燃比センサが設けられた２サイクルエンジンの場合には、掃気行程で濃度拡散により既燃ガス以外の成分が混じる可能性がある。
【０００４】
また、１つの空燃比センサで２つ以上の特定気筒の空燃比を検知する場合には、どの気筒の空燃比を検知しているのかが分からない問題があり、空燃比の検知精度をより高めていくことに無理があり、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることに限界が生じている。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであって、その第１の目的は、特定気筒の空燃比を正確に検出することであり、第２の目的は、１つの空燃比検出装置で複数の特定気筒の空燃比を検出可能にすることであり、もって正確な空燃比制御を達成させることにより、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の本発明は、排気中の空燃比を検出し目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置において、既燃ガスが導入される空燃比検出装置を気筒の近傍に配設し、排気ポートが開くタイミングで所定の時間、空燃比検出装置の検出信号を入力可能にすることを特徴とし、
また、請求項２記載の本発明は、複数の気筒の近傍に空燃比検出装置を配設し、各気筒の排気ポートが開くタイミングで所定の時間、空燃比検出装置の検出信号を入力可能にすることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１〜図９は、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第１の実施形態を示し、図１〜図４は本発明の燃料噴射制御を説明するための図、図５〜図９は、図１の船外機及びエンジンを説明するための図である。なお、以下の例では、吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射式について説明しているが、無論、クランクケース内に燃料を噴射する直接噴射式に適用してもよい。
【０００８】
先ず、図５〜図９により本発明に係わる船外機及びエンジンについて説明する。図７は船外機を取り付けた船の側面図である。船１は水面２に浮かべられており、矢印Ｆｒは船１の前進方向を示し、以下の説明で左右とは前進方向に向かっていうものとする。船１の船体３の後部には船の駆動装置である船外機４が着脱自在に装着されている。船外機４は、船体３の後部に着脱自在に取り付けられるクランプブラケット６と、クランプブラケット６に枢支軸７を介して上下回動自在に枢支されるスイベルブラケット８と、このスイベルブラケット８を上下方向に回動させる油圧シリンダ９と、スイベルブラケット８に支持される推進ユニット１０とを備えている。
【０００９】
前記推進ユニット１０は、スイベルブラケット８に支持されるケース１２を有し、このケース１２の上部に内燃機関であるエンジン１３が取り付けられ、エンジン１３をその上方から覆うカウリング１４が設けられている。エンジン１３の下方でケース１２内には軸心がほぼ垂直の動力伝達軸１５（図７）が設けられ、また、ケース１２の下端部には軸心が前後方向に延び、前記動力伝達軸１５に連結されたプロペラ軸１６が回転自在に支持されており、プロペラ軸１６にプロペラ１７が取り付けられている。船体３には燃料タンク４１が配設されており、燃料タンク４１は、手動の低圧燃料ポンプ４８、チューブ５０を介して燃料供給装置３９（図７）に接続されている。
【００１０】
図６は図５のエンジンの水平断面図である。エンジン１３は、燃料噴射式水冷２サイクルＶ型６気筒クランク軸縦置きエンジンで、ケース１２（図５）に支持されるクランクケース２０を有し、クランクケース２０には軸心がほぼ垂直のクランク軸２１が回転自在に支持されている。クランクケース２０には、各気筒を構成するシリンダ本体２２がＶ字型をなすように突設されている。シリンダ本体２２には各気筒毎にシリンダ穴２３が形成され、各シリンダ穴２３にそれぞれピストン２４が摺動自在に嵌合され、これら各ピストン２４はコンロッド２５によりクランク軸２１に連結されている。また、クランクケース２０にはその内外を連通させる吸気ポート２７が各気筒毎に形成されている。
【００１１】
吸気ポート２７には、カウリング１４内の大気に開口する吸気装置２６が接続されている。この吸気装置２６は、吸気ポート２７に連通する吸気管２８と、この吸気管２８の上流側端部に取り付けられる吸気取入ハウジング３２を備え、吸気取入ハウジング３２には吸気口３３が形成されている。吸気管２８と吸気取入ハウジング３２の内部は互いに連通して吸気通路３０を形成しており、吸気取入ハウジング３２の外部から外気Ａが吸気口３３、吸気通路３０、吸気ポート２７を経てクランクケース２０の内部に流入可能とされている。各吸気ポート２７にはそれぞれリード弁２９が設けられ、また、各吸気管２８には吸気通路３０の断面積を手動操作により調節するスロットル弁３１が設けられている。
【００１２】
各シリンダ本体２２内で、シリンダ本体２２とピストン２４とで囲まれた空間が燃焼室３４であり、この燃焼室３４に対向して点火プラグ３５が配設されている。各吸気管２８には、各気筒毎に燃料噴射弁３７が取り付けられ、各燃料噴射弁３７は磁力で開閉作動されるソレノイド開閉式であり、リード弁２９よりも上流側の吸気通路３０内に燃料３６を噴射可能にしている。
【００１３】
図７は図６のエンジンの模式的側面図である。各燃料噴射弁３７には燃料３６を供給する燃料供給装置３９が設けられている。燃料供給装置３９は、各燃料噴射弁３７の各上流端を互いに連通させる燃料レール３８を有し、シリンダ本体２２の側壁にはベーパセパレータタンク４２が取り付けられ、ベーパセパレータタンク４２のタンク本体４３内に燃料３６を供給可能とする手動の低圧燃料ポンプ４８（図５）、ダイヤフラム式の低圧燃料ポンプ４９とが設けられ、これら低圧燃料ポンプ４８、４９の間にはチューブ５０とフィルタ５１とが介設されている。
【００１４】
燃料供給装置３９には、ベーパセパレータタンク４２内の燃料３６を加圧し高圧にして燃料レール３８に供給する高圧燃料ポンプ５２が設けられている。高圧燃料ポンプ５２は、配管５３により燃料レール３８に連結され、高圧燃料ポンプ５２の駆動により、タンク本体４３内の燃料３６が加圧されて配管５３と燃料レール３８を経て各燃料噴射弁３７に供給される。また、燃料レール３８は、配管５４及びレギュレータ弁５９を介してタンク本体４３の上部に連結され、レギュレータ弁５９により、各燃料噴射弁３７に供給される燃料圧力が所定の高圧に調圧され、そして、燃料噴射弁３７はこの圧力に基づいて燃料３６を噴射する。
【００１５】
クランク軸２１には、これに連動する電気部品であるフライホイールマグネット６０が設けられ、このフライホイールマグネット６０は、クランク軸２１の上端部に支持された椀状のフライホイール６１と、フライホイール６１の内周面に固定された永久磁石６２と、この永久磁石６２の回転軌跡に対向するようにシリンダ本体２２に取り付けられるチャージコイル６３及びライトコイル６４と、フライホイール６１の外周面の凸部に対向してシリンダ本体２２に取り付けられるパルサーコイル６５と、フライホイール６１をその上方から覆うホイールカバー６６とを備えている。なお、図７において、６８は制御装置、６９は外気導入口である。
【００１６】
図６に戻り、シリンダ本体２２の近傍にオイルタンク７５が配設されており、オイルタンク７５内のオイルは、オイルポンプ７６によりベーパセパレータタンク４２内に供給されここで燃料と混合されて、燃料噴射弁３７を通って燃焼室３４に供給され、エンジン１３の潤滑を行うようにしている。また、シリンダ本体２２の６つの気筒の内、１つの気筒▲１▼の近傍に空燃比検出装置７０が取り付けられている。
【００１７】
図８は図６の空燃比検出装置７０の断面図、図９は図８の酸素濃度センサの断面図である。図８において、空燃比検出装置７０は、気筒▲１▼の取付面２２ｄ上に既燃ガスが導入される既燃ガスケース７１をボルト７２で取り付け、該ケース７１に酸素濃度センサ７３を螺合、装着してセンサ７３の検知部７３ａをケース７１の反応室７１ａ内に位置させ、酸素濃度センサ７３を既燃ガスケース７１ごと保温ケース７４で囲んだ構造としている。ここで酸素濃度センサ７３は、細長い棒状のもので上下方向、つまり気筒軸と直角方向に配設されており、その上端部から検出信号用リード線、ヒータ電源供給用電源線等からなるハーネス７３ｂが引き出されており、ハーネス７３ｂはバッテリ電源及び制御装置６８（図７）に接続されている。
【００１８】
図９に示すように、酸素濃度センサ７３は、外筒７３ｃを有し、外筒７３ｃの一端に締結具７３ｄが取り付けられ、また、外筒７３ｃ内にジルコニア製のセンサ素子７３ｅが装着されている。センサ素子７３ｅの内部には空洞部７３ｆ及びヒータ７３ｇが設けられ、空洞部７３ｆは大気に連通されている。また、センサ素子７３ｅの内外表面に白金電極がメッキされており、センサ素子７３ｅ内外の酸素濃度差に応じて発生する起電力により酸素濃度が検出される。センサ素子７３ｅの先端部には複数の通気孔７３ｈを有する保護筒７３ｉが設けられている。
【００１９】
図８において、前記既燃ガスケース７１の反応室７１ａは、絞り部７１ｂ、ガス通路７１ｃ及び保温パイプ７５の排ガス導入通路７５ａを介して気筒▲１▼内に連通している。ここで、保温パイプ７５は、アルミ合金よりも熱伝導率の小さい材料、例えばステンレス鋼、セラミックス、ニッケル合金等により形成されており、気筒▲１▼の水冷ジャケット７６を貫通するように形成されたボス肉部２２ｃ内に埋設されている。これにより前記反応室７１ａ内に導入される既燃ガスの温度降下を抑制している。また、例えば始動直後のように既燃ガスケース７１の温度が低い状況下において、既燃ガス中のオイル分が液化しセンサ検知部７３ａに付着するとセンサ出力が異常になるおそれがあるが、絞り部７１ｂを設けることにより、オイル分が液化しても反応室７１ａには入り難い構造にしている。また、保温ケース７４とシリンダ本体２２の取付面２２ｄとの間には、ガスケット７７が介設されており、これにより既燃ガスケース７１からエンジンへの伝熱を抑制している。また、保温ケース７４の内面には保温材７４ａが貼設されており、これにより既燃ガスケース７１内の温度降下を抑制できる。
【００２０】
次に、本発明の燃料噴射制御について説明する。図１は、燃料噴射制御装置の制御系の全体構成図であり、図（Ａ）はエンジンの側面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う縦断面図、図（Ｃ）は船外機の側面図を示し、上述で説明した主要な構成が示されている。すなわち、４は船外機、１３はエンジン、２０はクランクケース、２１はクランク軸、２２はシリンダ本体、２４はピストン、３５は点火プラグ、２９はリード弁、３０は吸気通路、３１はスロットル弁、３７は燃料噴射弁、４１は燃料タンク、４８は手動の低圧燃料ポンプ、５１はフィルタ、４２はベーパセパレータタンク、５２は高圧燃料ポンプ、５９はレギュレータ弁、▲１▼〜▲６▼は気筒、７９は排気通路、７９ｂは集合排気通路、７９ｃは排気管、８０は動力伝達装置、６８は制御装置である。
【００２１】
制御装置６８には、エンジン１３の駆動状態、船外機や船の状態を示す各種センサからの検出信号が入力される。すなわち、センサとして、クランク軸２１の回転角（回転数）を検出するクランク角センサ９０、クランクケース２０内の圧力を検出するクランク室内圧センサ９１、各気筒▲１▼〜▲６▼内の圧力を検出する筒内圧センサ９２、吸気通路３０内の温度を検出する吸気温センサ９３、シリンダ本体２２の温度を検出するエンジン温度センサ９４、各気筒▲１▼〜▲６▼内の背圧を検出する背圧センサ９５、スロットル弁３１の開度を検出するスロットル開度センサ９６、冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ９７、エンジン１３の振動数を検出するエンジン振動センサ９８、エンジン１３のマウント高さを検出するエンジンマウント高さ検出センサ９９、船外機４の動力伝達装置８０のニュートラル状態を検出するニュートラルセンサ１００、船外機４の上下回動位置を検出するトリム角検出センサ１０１、船速を検出する船速センサ１０２、船の姿勢を検出する船姿勢センサ１０３、大気圧を検出する大気圧センサ１０４が設けられ、そして、気筒▲１▼の近傍に空燃比検出装置７０が設けられている。制御装置６８は、これら各種センサの検出信号を演算処理し、制御信号を点火プラグ３５、燃料噴射弁３７、スロットル弁３１及びＩＳＣ８９に伝送する。
【００２２】
図２は、本発明における空燃比制御を説明するための図であり、図２（Ａ）は空燃比検出装置７０の検出信号（電圧値）を示す波形図、図２（Ｂ）は、フィードバック制御による燃料噴射量の波形図である。図２（Ａ）に示すように、空燃比がリーン側からリッチ側になると図２（Ｂ）に示すように燃料噴射量を減少させるように制御し、この制御により次第に空燃比がリーン側に変化してゆき、空燃比がリッチ側からリーン側になると燃料噴射量を増大させるように制御することにより、平均的に理論空燃比（空気過剰率λ＝１）となるように燃料噴射量を制御する。本実施形態では、気筒▲１▼についてはフィードバック制御により理論空燃比となるように燃料噴射量を制御すると共に、残りの気筒▲２▼〜▲６▼については、気筒▲１▼の空燃比を用い、各気筒▲２▼〜▲６▼の状態に応じて燃料噴射量を補正するように制御する。
【００２３】
図３は、図８に示したガス検出装置７０の排ガス導入ポート８１の位置を説明するための模式図である。図中、２２はシリンダ本体、２４はピストン、３５は点火プラグ、７１ａは反応室、７３は酸素濃度センサ、７８は掃気ポート、７９は排気通路、７９ａは排気ポートを示している。排ガス導入ポート８１は、気筒▲１▼の排気ポート７９ａの図中左端近傍より上死点側に配設される。但し、あまり上死点側に近づくと燃焼ガス温度が高いため、酸素濃度センサ７３がこわれてしまうので、排気ポート７９ａの左端近傍の位置が好ましい。
【００２４】
図４は、本発明における空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。これを図３とともに説明する。気筒▲１▼においては、ピストン２４が上死点に達する直前で点火プラグ３５の点火により、筒内の混合気が着火、燃焼させられて膨張し、ピストン２４が上死点を越えた後、下死点側に押し戻され、その途中で、排気ポート７９ａ及び排ガス導入ポート８１が開かれ、排気が排気通路７９を通って排出される。次に、ピストン２４の移動により掃気ポート７８が開き、クランクケース内で予圧縮されていた混合気が掃気ポート７８から筒内に流入し、この混合気が筒内に残留している既燃ガスの一部を排気通路７９に押し出すとともに筒内に充満する。ピストン２４が下死点から上死点に向かうと、掃気ポート７８、排気ポート７９ａ及び排ガス導入ポート８１の順に閉じ、吸入、圧縮行程に移る。
【００２５】
図４に示すように、排ガス導入ポート８１が開いた後、反応室７１ａ内の圧力は急上昇し最高圧に達した後、掃気ポート７８が開く付近より急下降する。このとき、圧力がさがるので掃気行程での新気は排ガス導入ポート８１には直接は入りにくいが、筒内と反応室７１ａ間で濃度差が生じ、これに伴い平衡状態になろうとして既燃ガス以外の成分が反応室７１ａに拡散し、その結果、酸素濃度センサ７３は既燃ガスの酸素濃度を正確に検出できなくなってしまう。そこで、本発明においては、クランク角度信号を用い、排ガス導入ポート８１が開くタイミングＡで、センサ検出信号の読み込みを開始し、掃気ポート７８が開くタイミングＢで終了するようにし、所定時間Ｔの間、ハイレベルの信号を出力をするようにしている。従って、掃気の影響を受けないタイミングで特定気筒の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することができるので、正確な空燃比制御を行うことができ、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることができる。なお、タイミングの検出は、特定基準信号からのクランク角度及び経過時間のうち少なくとも１つを採用すればよい。
【００２６】
図１０及び図１１は、本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第２の実施形態を示し、図１０は図１（Ｂ）に示したエンジンの拡大断面図、図１１は図１０の空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。
【００２７】
図１の実施形態においては、気筒▲１▼についてはフィードバック制御により理論空燃比となるように燃料噴射量を制御すると共に、残りの気筒▲２▼〜▲６▼については、気筒▲１▼の空燃比を用い、各気筒▲２▼〜▲６▼の燃焼状態に応じて燃料噴射量を補正するようにしている。しかし、気筒▲１▼と▲２▼は、排気管長が略同じであり、燃焼特性が近似しているので、燃料噴射量の補正は容易であるが、その他の気筒、特に気筒▲１▼から離れた気筒▲３▼と▲５▼については、燃料噴射量の補正は簡単ではない。但し、気筒▲３▼と▲４▼、気筒▲５▼と▲６▼は排気管長が略同じであり、燃焼特性が近似しているので、気筒▲３▼と▲５▼の燃料噴射量の補正ができれば気筒▲４▼と▲６▼の補正は容易である。
【００２８】
そこで、本実施形態は、気筒▲１▼の空燃比検出装置７０を用いて気筒▲３▼の空燃比をも検出できるようにしたことを特徴としている。そのために、図１０において、気筒▲１▼と気筒▲３▼にそれぞれ排ガス導入ポート８１、８２を設け、これをガス導入パイプ８３、８４を介して空燃比検出装置７０に接続している。
【００２９】
図１１により、複数の気筒▲１▼と▲３▼の検出タイミングについて説明する。各気筒▲１▼〜▲６▼を例えばクランク角６０゜間隔でこの順序で駆動し、クランク軸１回転で各気筒▲１▼〜▲６▼において６回の爆発を起こすものとすると、気筒▲１▼と▲３▼の位相差は１２０゜である。また、気筒▲１▼と▲３▼の排気ポート７９ａ、掃気ポート７８及び排ガス導入ポート８１、８２の位置は同一の位置とする。その結果、反応室７１ａには、気筒▲１▼の排ガス導入ポート８１から既燃ガスが導入された後、１２０゜遅れて気筒▲３▼の排ガス導入ポート８２から既燃ガスが導入される。そして、クランク角度信号を用い、気筒▲１▼の排ガス導入ポート８１が開くタイミングＡで、センサ検出信号の読み込みを開始し、気筒▲１▼の掃気ポート７８が開くタイミングＢで終了するようにし、所定時間Ｔ１の間、ハイレベルの信号を出力をするようにする。これに加えて、気筒▲３▼の排ガス導入ポート８２が開くタイミングＣで、センサ検出信号の入力を開始し、気筒▲３▼の掃気ポート７８が開くタイミングＤで終了するようにし、所定時間Ｔ３の間、ハイレベルの信号を出力をするようにする。その結果、１つの空燃比検出装置７０で複数の気筒▲１▼と気筒▲３▼の空燃比を独立して正確に検出することができ、それぞれの気筒の正確な空燃比制御を行うことができ、エンジン性能や排ガス特性、燃費をより向上させることができる。
【００３０】
なお、気筒▲３▼の近傍に空燃比検出装置７０を設け、３つの気筒▲１▼、▲３▼、▲５▼の空燃比を検出することも無論可能であり、その場合には、さらに正確な空燃比制御が可能となる。
【００３１】
図１２及び図１３は、本発明が適用される内燃機関の燃料噴射制御装置の第３及び第４の実施形態を示す制御系の構成図である。なお、図１と同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する。本実施形態は、気筒内に燃料を噴射する直接噴射式４サイクルエンジンを備える船外機に適用したものであるが、無論、吸気管内に燃料を噴射する燃料噴射式にも適用可能である。図中、１０５は油温センサである。
【００３２】
図１２の第３の実施形態においては、４サイクルエンジンの場合、掃気の影響を受けないので空燃比検出装置７０をエンジン１３の最上部の気筒▲１▼の排気通路７９に設けている。４サイクルエンジンの場合、排気バルブが排ガス導入ポートの役割も兼ねることになる。
【００３３】
通常、自動車用エンジンでは、気筒▲１▼〜▲６▼の排気集合部８５に空燃比検出装置８６を設けている。しかしながら、船外機においては、排気管７９ｃ先端が水面下にあるため、水滴が飛散して空燃比検出装置８６内のセンサに入り込でしまう。この水滴がセンサに付着すると、センサ素子部がセラミックスでありヒータにより高温に加熱されているため、センサ素子部が壊れてしまう。そこで、本実施形態では、空燃比検出装置７０をエンジン１３の最上部の気筒▲１▼の排気通路７９に設けている。そして、クランク角度信号を用い、排気バルブ（図示せず）が開くタイミングでセンサ検出信号の入力を開始し、排気バルブが閉じるタイミングで終了するようにすれば、特定気筒▲１▼の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することができる。
【００３４】
図１３の第４の実施形態においては、空燃比検出装置７０をエンジン１３の中間部にある気筒▲３▼と気筒▲４▼の排気集合部８７に設けている。そして、クランク角度信号を用い、各気筒▲１▼〜▲４▼の各排気バルブが開くタイミングでセンサ検出信号の入力を開始し、次の気筒の排気バルブが開くタイミングで終了するようにすれば、１つの空燃比検出装置７０で、複数の気筒▲１▼〜▲４▼の既燃ガスの酸素濃度を正確に検出することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、船外機用エンジンに適用した例について説明しているが、自動車用エンジンに適用してもよいことは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、特定気筒の空燃比を正確に検出することができると共に、１つの空燃比検出装置で複数の特定気筒の空燃比を検出することができ、もって正確な空燃比制御を達成させることにより、エンジン性能や排ガス特性、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第１の実施形態を示す制御系の全体構成図である。
【図２】本発明に係わる空燃比制御を説明するための図である。
【図３】本発明に係わる空燃比検出装置の排ガス導入ポートの位置を説明するための模式図である。
【図４】本発明における空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。
【図５】図１の船外機を取り付けた船の側面図である。
【図６】図５のエンジンの水平断面図である。
【図７】図６のエンジンの模式的側面図である。
【図８】図６の空燃比検出装置の断面図である。
【図９】図８の酸素濃度センサの断面図である。
【図１０】本発明の内燃機関の燃料噴射制御装置の第２の実施形態を示し、図１（Ｂ）に示したエンジンの拡大断面図である。
【図１１】図１０の空燃比検出装置のセンサ検出タイミングを説明するための図である。
【図１２】本発明が適用される内燃機関の燃料噴射制御装置の第３の実施形態を示す制御系の構成図である。
【図１３】本発明が適用される内燃機関の燃料噴射制御装置の第４の実施形態を示す制御系の構成図である。
【符号の説明】
▲１▼〜▲６▼…気筒、４…船外機、１３…エンジン、２１…クランク軸
２２…シリンダ本体、２４…ピストン、３１…スロットル弁
３５…点火プラグ、３７…燃料噴射弁、４１…燃料タンク、６８…制御装置
７０…空燃比検出装置、７９…排気通路、７９ａ…排気ポート
８１、８２…排ガス導入ポート
Claims (8)
- 排気中の空燃比を検出し目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する燃料噴射制御装置において、既燃ガスが導入される空燃比検出装置を気筒の近傍に配設し、空燃比検出装置へ既燃ガスが導入される排ガス導入ポートが開くタイミングで空燃比検出装置の検出信号の読み込みを開始し、所定の時間、空燃比検出装置の検出信号を読み込むことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 内燃機関が２サイクルエンジンであり、前記排ガス導入ポートが開き、掃気ポートが開くまでのタイミングで空燃比検出装置の検出信号を読み込むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 複数の気筒を有する２サイクルエンジンであり、空燃比検出装置には複数の気筒の既燃ガスが導入され、それぞれの気筒の排ガス導入ポートが開き、掃気ポートが開くまでのタイミングで空燃比検出装置の検出信号を読み込むことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 直接噴射式を含む燃料噴射式２サイクルエンジンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 内燃機関が４サイクルエンジンであり、排気バルブにより排ガス導入ポートが開き、排気バルブが閉じるまでのタイミングで空燃比検出装置の検出信号を読み込むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 複数の気筒を有する４サイクルエンジンであり、排気バルブにより排ガス導入ポートが開き、次の気筒の排気バルブが開くまでのタイミングで空燃比検出装置の検出信号を読み込むことを特徴とする請求項５記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 直接噴射式を含む燃料噴射式４サイクルエンジンであることを特徴とする請求項５又は６記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
- 前記タイミングの検出は、特定基準信号からのクランク角度及び経過時間のうち少なくとも１つを採用することを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
以上
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