JP4275793B2 - 燃料噴射式４サイクルエンジン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒の吸気圧を吸気圧センサーで検出し、制御装置がこの吸気圧センサーの検出値をサンプリングして、燃料噴射量を制御している燃料噴射式４サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この様な燃料噴射式４サイクルエンジンにおいて、気筒の吸気圧を検出する際には、複数の吸気管を計測管で連結し、この計測管に吸気圧センサーを取り付けている。この吸気圧センサーでは、エンジン間のバラツキが生じやすく、燃料を濃い目に供給する必要がある。その結果、燃料消費量が増大するおそれが生じやすい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、エンジン間のバラツキを小さくするために、一本の吸気管の吸気圧を検出する吸気圧センサーを設け、この吸気圧センサーが検出する吸気圧の極小値を用いることが検討されている。そして、吸気圧の極小値を検出するための方法として、サンプリングの時間間隔を小さくして、前後の検出値を比較して極小値を求めることが考えられるが、サンプリングの時間間隔を小さくすると、マイコンなどの制御装置に負担がかかり、高い能力の制御装置を用いる必要がある。そのため、制御装置の値段が高くなり、コストが上昇する。
【０００４】
また、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、エンジン回転数との関係を前もって調べておいて、クランク軸の回転数からピーク吸気圧位置を判断し、クランク軸の回転位置がピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーの吸気圧をサンプリングすることも考えられる。この様にすると、クランク軸が一回転する毎に一回サンプリングすれば済み、サンプリングの時間間隔を長くすることができ、安価な制御装置を採用することができる。しかしながら、確かにクランク軸の回転数により、ピーク吸気圧位置は略確定するが、エンジンの稼働状態により、ピーク吸気圧位置がズレていることがあり、吸気圧の極小値を必ずしも正確に検出することができなかった。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、比較的長い時間間隔のサンプリングでも、吸気圧センサーの吸気圧の極小値を極力正確に検出することができる燃料噴射式４サイクルエンジンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料噴射式４サイクルエンジン（２）は、気筒の吸気圧を吸気圧センサー（５７）で検出し、制御装置（８１）がこの吸気圧センサーの検出値をサンプリングして、燃料噴射量を制御している。そして、前記課題を解決するために、シリンダ（７）への吸気量を調整するスロットル弁（５４）と、このスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサー（５６）と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサー（４０）と、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸（３）の回転位置であるピーク吸気圧位置（Ｄ）とスロットル弁の開度およびエンジン回転数（Ｎ）との関係を記憶している３次元マップとが設けられている。前記制御装置は、前記スロットル開度センサーの検出したスロットル弁の開度、及び、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、前記３次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている。
【０００７】
また、入力された吸気圧センサーからの検出信号が前回の検出信号よりも小さい際に、前記制御装置が、入力された吸気圧センサーからの検出信号を正規の吸気圧のピーク値として判断している場合がある。
【０００８】
さらに、前記制御装置が、入力された吸気圧センサーからの検出信号と、前回の検出信号とを比較して、カムシャフト（４９ａ，５１ａ）の回転位置を判断している場合がある。
【０００９】
そして、吸気圧センサーからの検出信号の極小値を略維持してボトムホールドするボトムホールド回路（８７）が設けられ、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置はボトムホールド回路の出力信号を吸気圧の極小値の信号として取り扱っている場合がある。
【００１０】
また、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、エンジン回転数との関係を記憶する２次元マップが、前記３次元マップとは別に設けられ、この２次元マップは、エンジン稼働中に、エンジン回転数毎のピーク吸気圧位置を書き込まれて記憶しており、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置は、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、２次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている場合がある。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における燃料噴射式４サイクルエンジンの実施の第１の形態を図１ないし図６を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンを搭載した船外機の基本構成を示す模式的構成図である。図２は吸気管の配置の模式図である。図３は３次元マップの説明図である。図４はタイムチャートである。図５は制御装置の説明図で、（ａ）が概略図、（ｂ）がボトムホールド回路の回路図である。図６は吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【００１３】
船外機１の上部には、内燃機関である燃料噴射式４サイクル多気筒エンジン２が搭載されており、このエンジン２のクランク軸３は、縦置き状態である。また、船外機１の下部には、プロペラ４が回転可能に設けられている。このプロペラ４は、ドライブシャフト５やプロペラシャフト６などを介して、エンジン２のクランク軸３に連結されており、クランク軸３により、プロペラ４を回転駆動できる。このエンジン２はＬ型４気筒で、各シリンダ７は略水平に配置されているとともに、上下に４段設けられている。各シリンダ７には、ピストン８が往復動自在に配置され、コンロッド９を介してクランク軸３に連結されている。
【００１４】
前記シリンダ７が形成されているシリンダボディ２９には、エンジン温度センサー３２が設けられており、シリンダボディ２９の温度すなわちエンジン温度を検出している。また、クランク軸３の周囲には、パルス発生手段としてのパルサコイル３６が設けられ、クランク軸３が回転すると、このパルサコイル３６が、クランク軸３の回転数（すなわちエンジン回転数）に応じた周波数のパルス信号を出力している。このパルサコイル３６がエンジン回転数センサー４０を構成しており、パルスの数をカウントすることによりエンジン回転数が分かる。また、パルスの発生する際のクランク軸３の回転角度は略一定であるので、パルスが発生した際には、クランク軸３が特定の回転角度（パルス発生角度）になったことが分かる。
【００１５】
シリンダボディ２９の燃焼室４５側はシリンダヘッド４６で覆われている。このシリンダヘッド４６には、各シリンダ７毎に、シリンダ７に空気を供給する吸気流路４７と、燃焼室４５の燃焼ガスを排気する排気流路４８とが設けられている。吸気流路４７の吸気孔を吸気弁４９が開閉し、また、排気流路４８の排気孔を排気弁５１が開閉している。吸気弁４９は吸気弁用カムシャフト４９ａで駆動され、排気弁５１は排気弁用カムシャフト５１ａで駆動されている。このカムシャフト４９ａ，５１ａは、クランク軸３とタイミングベルトなどを介して連動しており、クランク軸３が２回転すると、カムシャフト４９ａ，５１ａは１回転している。さらに、シリンダヘッド４６には点火プラグ５０が着脱自在に取り付けられている。
【００１６】
シリンダヘッド４６の吸気流路４７には各々、吸気管５２が接続され、この４本の吸気管５２の端部はサージタンク５３に接続されて集合している。吸気管５２には、各々スロットル弁５４が設けられ、このスロットル弁５４が、各気筒への吸気量を調整している。スロットル弁５４は、互いに連動しており、スロットル弁５４の開度（すなわちスロットル開度）は、スロットル開度センサー５６が検出している。このスロットル開度センサー５６は、スロットル弁５４の開度を正常に検出している際には、出力電圧は０よりも大きな値となっており、故障などをした際には、略０電圧となっている。また、吸気管５２の一本には、スロットル弁５４の下流側に、吸気圧センサー５７が設けられており、吸気管５２内の気圧を検出している。さらに、吸気管５２には、スロットル弁５４の下流側に、各々インジェクター５８が設けられている。
【００１７】
このインジェクター５８への燃料系について説明する。船外機１が搭載されているボート等の船体５９側には主燃料タンク６１が設けられており、この主燃料タンク６１の燃料たとえばガソリンなどは、手動式の第１の低圧ポンプ６２によりフィルター６３を経て、第２の低圧ポンプ６４に送られている。フィルター６３およびそれよりも下流の部材は、船外機１内に配置されている。そして、第２の低圧ポンプ６４は、第１の低圧ポンプ６２から送られた燃料を、気液分離装置であるベーパーセパレータータンク６５に送る。このベーパーセパレータータンク６５内には、燃料ポンプ６６が配設され、この燃料ポンプ６６が、供給配管６７を介してインジェクター５８にベーパーセパレータータンク６５内の燃料を供給している。そして、この燃料はインジェクター５８から吸気管５２内に噴射されている。また、インジェクター５８で余った燃料は戻り配管６８を通ってベーパーセパレータータンク６５に戻ってきている。
【００１８】
また、排気流路４８には、O2センサー７１が設けられ、燃焼ガスの酸素濃度を検出している。そして、オイルポンプ２８は、アッパーケーシング１８内のオイルパン７６から潤滑オイルを吸い込み、オイル流路７７を介してクランク軸３の軸受けなどに供給している。オイル流路７７には、油温センサー７８および油圧センサー７９が設けられており、油温センサー７８は潤滑オイルの温度を、また、油圧センサー７９は潤滑オイルの圧力を検出している。
【００１９】
また、船外機１内には、点火プラグ５０の点火時期や、インジェクター５８の燃料噴射量や噴射時期などのエンジン稼働状態を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）８１が設けられている。このエンジンコントロールユニット８１は、マイコンなどの制御装置で、入力側に、エンジン回転数センサー４０、大気圧センサー８０、トリムセンサー８２、油温センサー７８、油圧センサー７９、O2センサー７１、スロットル開度センサー５６、吸気圧センサー５７およびエンジン温度センサー３２などが、また、出力側に点火プラグ５０の点火回路やインジェクター５８の駆動部などが接続されている。また、エンジンコントロールユニット８１の内部には、ＣＰＵ８３、タイマー８４、ＲＡＭやＲＯＭなどからなる記憶部８６およびボトムホールド回路８７などが設けられている。図５（ｂ）に図示するように、ボトムホールド回路８７は、吸気圧センサー５７の検出信号をそのままＣＰＵ８３に入力する回路８９から分岐して接続されており、コンデンサー９１、ダイオード９２，９３や抵抗９４，９５などから構成され、出力側はＣＰＵ８３に接続されている。そして、ボトムホールド回路８７の出力電圧であるボトムホールド電圧は、吸気圧センサー５７からの信号が降下している時には速やかに追随し、吸気圧センサー５７からの信号が上昇している時には緩慢に追随し、漸増している。
【００２０】
さらに、記憶部８６には、図３に図示する３次元マップが前もって記録されている。この３次元マップで、エンジン回転数センサー４０が検出するエンジン回転数および、スロットル開度センサー５６が検出するスロットル開度と、吸気圧センサー５７が検出している吸気圧が極小値となる際のクランク軸３の回転位置すなわちピーク吸気圧位置との関係が判明する。３次元マップは、縦軸にピーク吸気圧位置が、横軸にスロットル開度が、曲線または折れ線でエンジン回転数が示されている。
【００２１】
この様に構成されている船外機１のエンジン２が稼働すると、空気がサージタンク５３から吸気管５２を流れ、インジェクター５８からガソリンなど燃料が供給されて混合されている。そして、吸気弁４９が開いている際に、吸気流路４７を通って、燃焼室４５に流入している。ピストン８は上死点と下死点との間を往復動しており、クランク軸３が２回転する間に、略上死点から略下死点への吸気工程と、略下死点から略上死点への圧縮工程と、次の略上死点から略下死点への燃焼工程と、略下死点から略上死点への排気工程との４工程を行っている。この４工程の間に、カムシャフト４９ａ，５１ａは１回転しており、吸気工程の際に吸気弁４９が開き、排気工程の際に排気弁５１が開いている。また、燃焼工程の始めの上死点付近で点火プラグ５０が点火され、吸気工程の初期の付近で、インジェクター５８から燃料が噴射されている。そして、エンジンコントロールユニット８１は、入力側に接続されている種々のセンサーから入力される種々のデータに基づいて、点火プラグ５０の点火時期およびインジェクター５８の噴射時期および噴射時間などを決定し、制御している。
【００２２】
ところで、エンジンコントロールユニット８１は、吸気圧センサー５７からの検出信号は、常時サンプリングしているのではなく、クランク軸３の１回転毎に１回サンプリングしている。そのサンプリングの方法を、図４のタイムチャートおよび図６のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１において、エンジン回転数センサー４０からのパルス信号をカウントして、エンジン回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出する。ついで、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からスロットル開度を入力し、ステップ３に行く。なお、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からの出力電圧が略０の場合には、故障であるので、ステップ７に行く。ステップ３において、エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて、図３の３次元マップからピーク吸気圧位置Ｄ（度）を決定する。ステップ４において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生から、クランク軸３がピーク吸気圧位置Ｄになるのに要する時間すなわちタイミング時間Ｔ（秒）を下記式で算出する。
Ｔ＝Ｄ×６０÷（３６０×Ｎ）
そして、ステップ５において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生からタイマー８４のカウントを開始し、タイミング時間Ｔが経過すると、吸気圧センサー５７の検出信号をサンプリングしている。ステップ６において、今回検出した信号と、前回検出した信号とを比較して、低い方を吸気圧センサー５７の正規の吸気圧信号とする。ところで、カムシャフト４９ａ，５１ａは、クランク軸３が２回転する毎に１回転しており、クランク軸３の回転位置を検出しても、このクランク軸３の回転位置に対応するカムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置は、１８０度異なる２か所の回転位置があり、何れの回転位置か不明である。しかしながら、正規の吸気圧信号があった場合に、吸気圧センサー５７が取り付けられている吸気管５２に接続されている気筒が吸気工程付近であると判断しているので、カムシャフト４９ａ，５１ａが、１８０度異なる２か所の回転位置の何れであるかが分かる。そして、ステップ１に戻る。
【００２３】
また、ステップ７において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生があると、直ちに、ボトムホールド回路８７の出力信号すなわちボトムホールド電圧をサンプリングしている。そして、ステップ６に行く。
【００２４】
次に、本発明における燃料噴射式４サイクルエンジンの実施の第２の形態について説明する。図７は本発明の実施の第２の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンにおける２次元マップの説明図である。図８は実施の第２の形態の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【００２５】
実施の第１の形態においては、エンジンコントロールユニット８１にボトムホールド回路８７が設けられていたが、この実施の第２の形態においては、ボトムホールド回路８７は設けられていない。そして、記憶部８６には、実施の第１の形態と同様に３次元マップが設けられているが、さらに、書き込み及び読み出しが可能な２次元マップが設けられている。この２次元マップは、図７に図示するように、エンジン回転数Ｎ毎にピーク吸気圧位置Ｄが記憶される。
【００２６】
そして、エンジンコントロールユニット８１における吸気圧センサー５７からの検出信号のフローチャートを、図８のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１において、エンジン回転数センサー４０からのパルス信号をカウントして、エンジン回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出する。ついで、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からスロットル開度を入力し、ステップ３に行く。なお、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からの出力電圧が略０の場合には、故障であるので、ステップ８に行く。ステップ３において、エンジン回転数Ｎおよびスロットル開度に基づいて、図３の３次元マップからピーク吸気圧位置Ｄ（度）を決定する。ステップ４において、決定されたピーク吸気圧位置Ｄを、２次元マップにおけるエンジン回転数Ｎに対応するピーク吸気圧位置Ｄとして上書きで書き込み記憶させる。ステップ５において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生から、クランク軸３がピーク吸気圧位置Ｄになるのに要する時間すなわちタイミング時間Ｔ（秒）を下記式で算出する。
Ｔ＝Ｄ×６０÷（３６０×Ｎ）
そして、ステップ６において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生からタイマー８４のカウントを開始し、タイミング時間Ｔが経過すると、吸気圧センサー５７の検出信号をサンプリングしている。ステップ７において、今回検出した信号と、前回検出した信号とを比較して、低い方を吸気圧センサー５７の正規の吸気圧信号とする。また、正規の吸気圧信号があった場合に、吸気圧センサー５７が取り付けられている吸気管５２に接続されている気筒が吸気工程付近であると判断し、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置が分かる。そして、ステップ１に戻る。
また、ステップ８において、エンジン回転数に基づいて、２次元マップからピーク吸気圧位置Ｄ（度）を決定する。そして、ステップ５に行く。
【００２７】
この様にして、スロットル開度センサー５６からの検出信号がエンジンコントロールユニット８１に入力されている場合には、エンジン２の稼働中は、クランク軸３の一回転毎に、検出されたエンジン回転数に対応する２次元マップのデータすなわちピーク吸気圧位置Ｄは更新されている。そして、スロットル開度センサー５６などが故障して、スロットル開度センサー５６からの検出信号がエンジンコントロールユニット８１に入力されなくなると、エンジン回転数に基づいて２次元マップからピーク吸気圧位置Ｄが決定されている。この場合には、ピーク吸気圧位置Ｄの精度は、３次元マップから読み出した場合と比して低下するが、緊急時には十分に対応することができる。なお、他の構成および作用は、略実施の第１の形態と同じである。
【００２８】
次に、本発明における燃料噴射式４サイクルエンジンの参考例について説明する。図９は参考例におけるボトムホールド回路の回路図である。図１０は参考例におけるタイムチャートである。図１１は参考例の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【００２９】
この参考例のボトムホールド回路８７ｂは、実施の第１の形態におけるボトムホールド回路８７とは異なり、リセット回路１０１を具備している。このリセット回路１０１は、抵抗器１０２とトランジスタ１０３とからなっており、ＣＰＵ８３からリセット信号が入力されると、トランジスタ１０３が導通し、５Ｖの電源電圧からの電流がコンデンサー９１に流入し、ボトムホールド電圧を略即時に吸気圧センサー５７の出力電圧すなわち検出信号まで上昇させている。そして、抵抗９５の抵抗値は、参考例の方が、実施の第１の形態よりも大きく設定されており、参考例におけるボトムホールド電圧は、実施の第１の形態と同様に、吸気圧センサー５７からの信号が降下している時には速やかに追随しているが、吸気圧センサー５７からの信号が上昇している時には、実施の第１の形態と異なり、殆ど上昇せずに略フラットとなっている。また、吸気圧センサー５７の検出信号をそのままＣＰＵ８３に入力する回路８９は設けられていない。また、参考例においては、記憶部８６には、実施の第１の形態および実施の第２の形態の３次元マップや２次元マップは設けられていない。
【００３０】
そして、エンジンコントロールユニット８１における吸気圧センサー５７からの検出信号のフローチャートを、図１１のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１において、エンジン回転数センサー４０からのパルス信号を検出する。ステップ２において、パルス信号を検出すると、ボトムホールド回路８７ｂの出力電圧であるボトムホールド電圧をサンプリングする。ついで、ステップ３において、リセット信号をボトムホールド回路８７ｂに出力して、ボトムホールド回路８７ｂをリセットする。ステップ４において、今回検出した信号と、前回検出した信号とを比較して、低い方を吸気圧センサー５７の正規の吸気圧信号とする。また、正規の吸気圧信号があった場合に、吸気圧センサー５７が取り付けられている吸気管５２に接続されている気筒が吸気工程付近であると判断し、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置が分かる。そして、ステップ１に戻る。
【００３１】
この様にして、エンジンコントロールユニット８１は、エンジン回転数センサー４０から信号が入力されると、ボトムホールド回路８７ｂの信号をサンプリングするとともに、ボトムホールド回路８７ｂをリセットしている。この様に構成されているので、スロットル開度センサー５６の出力に関係なく、吸気圧を検出することができる。
また、実施の形態においては、クランク軸３の一回転毎に一回、吸気圧センサー５７の信号をサンプリングし、前回の値と比較して、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置を検出することができる。そのため、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置を検出するカムシャフトセンサーが不要となり、部品点数を削減することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）燃料噴射式４サイクルエンジンは、船外機以外の用途たとえば、水上オートバイやスノーモービルなどにも用いることができる。また、気筒数は適宜変更可能である。ただし、多気筒であることが好ましい。さらに、エンジンの形式はＬ型でも、Ｖ型でも、また、筒内噴射式でも可能である。
（２）参考例において、記憶部８６に３次元マップや２次元マップを設けることも可能である。
（３）ボトムホールド回路の具体的構成は適宜変更可能である。
（４）ピーク吸気圧位置はエンジンの状態により移動するが、参考例におけるエンジン回転数センサー４０のパルスの発生位置は、図１０において、ピーク吸気圧位置の移動範囲の最後部よりも少し下流側が好ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、制御装置は、スロットル開度センサーの検出したスロットル弁の開度、及び、エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、３次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置がピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている。したがって、クランク軸の一回転毎に一回サンプリングをしており、サンプリングの時間間隔を比較的長くすることができる。しかも、３次元マップは、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置とスロットル弁の開度およびエンジン回転数との関係を記憶しており、ピーク吸気圧位置をエンジン回転数のみで判断しているものよりも、ピーク吸気圧位置を正確に判断することができ、吸気圧の極小値をより正確に検出することができる。
【００３４】
ところで、カムシャフトは、クランク軸が２回転する毎に１回転しており、クランク軸の回転位置を検出しても、このクランク軸の回転位置に対応するカムシャフトの回転位置は、１８０度異なる２か所の回転位置があり、何れの回転位置か不明である。しかしながら、前記制御装置が、入力された吸気圧センサーからの検出信号と、前回の検出信号とを比較して、カムシャフトの回転位置を判断していると、カムシャフトセンサーを別途設置する必要がなくなる。その結果、部品点数を削減することができる。
【００３５】
また、吸気圧センサーからの検出信号の極小値を略維持してボトムホールドするボトムホールド回路が設けられ、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置はボトムホールド回路の出力信号を吸気圧の極小値の信号として取り扱っている場合には、吸気圧センサーが故障した際にも、吸気圧の極小値をサンプリングすることが可能となる。
【００３６】
さらに、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、エンジン回転数との関係を記憶する２次元マップが、前記３次元マップとは別に設けられ、この２次元マップは、エンジン稼働中に、エンジン回転数毎のピーク吸気圧位置を書き込まれて記憶しており、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置は、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、２次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている場合がある。この様な場合には、吸気圧センサーが故障した際にも、吸気圧の極小値をサンプリングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンを搭載した船外機の基本構成を示す模式的構成図である。
【図２】 図２は吸気管の配置の模式図である。
【図３】 図３は３次元マップの説明図である。
【図４】 図４はタイムチャートである。
【図５】 図５は制御装置の説明図で、（ａ）が概略図、（ｂ）がボトムホールド回路の回路図である。
【図６】 図６は吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【図７】 図７は本発明の実施の第２の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンにおける２次元マップの説明図である。
【図８】 図８は実施の第２の形態の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【図９】 図９は参考例におけるボトムホールド回路の回路図である。
【図１０】 図１０は参考例におけるタイムチャートである。
【図１１】 図１１は参考例の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【符号の説明】
Ｄ ピーク吸気圧位置
Ｎ エンジン回転数
２ エンジン
３ クランク軸
７ シリンダ
４０ エンジン回転数センサー
４９ａ，５１ａ カムシャフト
５４ スロットル弁
５６ スロットル開度センサー
５７ 吸気圧センサー
８１ エンジンコントロールユニット（制御装置）
８７，８７ｂ ボトムホールド回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、気筒の吸気圧を吸気圧センサーで検出し、制御装置がこの吸気圧センサーの検出値をサンプリングして、燃料噴射量を制御している燃料噴射式４サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この様な燃料噴射式４サイクルエンジンにおいて、気筒の吸気圧を検出する際には、複数の吸気管を計測管で連結し、この計測管に吸気圧センサーを取り付けている。この吸気圧センサーでは、エンジン間のバラツキが生じやすく、燃料を濃い目に供給する必要がある。その結果、燃料消費量が増大するおそれが生じやすい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、エンジン間のバラツキを小さくするために、一本の吸気管の吸気圧を検出する吸気圧センサーを設け、この吸気圧センサーが検出する吸気圧の極小値を用いることが検討されている。そして、吸気圧の極小値を検出するための方法として、サンプリングの時間間隔を小さくして、前後の検出値を比較して極小値を求めることが考えられるが、サンプリングの時間間隔を小さくすると、マイコンなどの制御装置に負担がかかり、高い能力の制御装置を用いる必要がある。そのため、制御装置の値段が高くなり、コストが上昇する。
【０００４】
また、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、エンジン回転数との関係を前もって調べておいて、クランク軸の回転数からピーク吸気圧位置を判断し、クランク軸の回転位置がピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーの吸気圧をサンプリングすることも考えられる。この様にすると、クランク軸が一回転する毎に一回サンプリングすれば済み、サンプリングの時間間隔を長くすることができ、安価な制御装置を採用することができる。しかしながら、確かにクランク軸の回転数により、ピーク吸気圧位置は略確定するが、エンジンの稼働状態により、ピーク吸気圧位置がズレていることがあり、吸気圧の極小値を必ずしも正確に検出することができなかった。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、比較的長い時間間隔のサンプリングでも、吸気圧センサーの吸気圧の極小値を極力正確に検出することができる燃料噴射式４サイクルエンジンを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の燃料噴射式４サイクルエンジン（２）は、気筒の吸気圧を吸気圧センサー（５７）で検出し、制御装置（８１）がこの吸気圧センサーの検出値をサンプリングして、燃料噴射量を制御している。そして、前記課題を解決するために、シリンダ（７）への吸気量を調整するスロットル弁（５４）と、このスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサー（５６）と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサー（４０）と、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸（３）の回転位置であるピーク吸気圧位置（Ｄ）とスロットル弁の開度およびエンジン回転数（Ｎ）との関係を記憶している３次元マップとが設けられている。前記制御装置は、前記スロットル開度センサーの検出したスロットル弁の開度、及び、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、前記３次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている。
【０００７】
また、入力された吸気圧センサーからの検出信号が前回の検出信号よりも小さい際に、前記制御装置が、入力された吸気圧センサーからの検出信号を正規の吸気圧のピーク値として判断している場合がある。
【０００８】
さらに、前記制御装置が、入力された吸気圧センサーからの検出信号と、前回の検出信号とを比較して、カムシャフト（４９ａ，５１ａ）の回転位置を判断している場合がある。
【０００９】
そして、吸気圧センサーからの検出信号の極小値を略維持してボトムホールドするボトムホールド回路（８７）が設けられ、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置はボトムホールド回路の出力信号を吸気圧の極小値の信号として取り扱っている場合がある。
【００１０】
また、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、エンジン回転数との関係を記憶する２次元マップが、前記３次元マップとは別に設けられ、この２次元マップは、エンジン稼働中に、エンジン回転数毎のピーク吸気圧位置を書き込まれて記憶しており、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置は、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、２次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている場合がある。
【００１１】
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における燃料噴射式４サイクルエンジンの実施の第１の形態を図１ないし図６を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンを搭載した船外機の基本構成を示す模式的構成図である。図２は吸気管の配置の模式図である。図３は３次元マップの説明図である。図４はタイムチャートである。図５は制御装置の説明図で、（ａ）が概略図、（ｂ）がボトムホールド回路の回路図である。図６は吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【００１３】
船外機１の上部には、内燃機関である燃料噴射式４サイクル多気筒エンジン２が搭載されており、このエンジン２のクランク軸３は、縦置き状態である。また、船外機１の下部には、プロペラ４が回転可能に設けられている。このプロペラ４は、ドライブシャフト５やプロペラシャフト６などを介して、エンジン２のクランク軸３に連結されており、クランク軸３により、プロペラ４を回転駆動できる。このエンジン２はＬ型４気筒で、各シリンダ７は略水平に配置されているとともに、上下に４段設けられている。各シリンダ７には、ピストン８が往復動自在に配置され、コンロッド９を介してクランク軸３に連結されている。
【００１４】
前記シリンダ７が形成されているシリンダボディ２９には、エンジン温度センサー３２が設けられており、シリンダボディ２９の温度すなわちエンジン温度を検出している。また、クランク軸３の周囲には、パルス発生手段としてのパルサコイル３６が設けられ、クランク軸３が回転すると、このパルサコイル３６が、クランク軸３の回転数（すなわちエンジン回転数）に応じた周波数のパルス信号を出力している。このパルサコイル３６がエンジン回転数センサー４０を構成しており、パルスの数をカウントすることによりエンジン回転数が分かる。また、パルスの発生する際のクランク軸３の回転角度は略一定であるので、パルスが発生した際には、クランク軸３が特定の回転角度（パルス発生角度）になったことが分かる。
【００１５】
シリンダボディ２９の燃焼室４５側はシリンダヘッド４６で覆われている。このシリンダヘッド４６には、各シリンダ７毎に、シリンダ７に空気を供給する吸気流路４７と、燃焼室４５の燃焼ガスを排気する排気流路４８とが設けられている。吸気流路４７の吸気孔を吸気弁４９が開閉し、また、排気流路４８の排気孔を排気弁５１が開閉している。吸気弁４９は吸気弁用カムシャフト４９ａで駆動され、排気弁５１は排気弁用カムシャフト５１ａで駆動されている。このカムシャフト４９ａ，５１ａは、クランク軸３とタイミングベルトなどを介して連動しており、クランク軸３が２回転すると、カムシャフト４９ａ，５１ａは１回転している。さらに、シリンダヘッド４６には点火プラグ５０が着脱自在に取り付けられている。
【００１６】
シリンダヘッド４６の吸気流路４７には各々、吸気管５２が接続され、この４本の吸気管５２の端部はサージタンク５３に接続されて集合している。吸気管５２には、各々スロットル弁５４が設けられ、このスロットル弁５４が、各気筒への吸気量を調整している。スロットル弁５４は、互いに連動しており、スロットル弁５４の開度（すなわちスロットル開度）は、スロットル開度センサー５６が検出している。このスロットル開度センサー５６は、スロットル弁５４の開度を正常に検出している際には、出力電圧は０よりも大きな値となっており、故障などをした際には、略０電圧となっている。また、吸気管５２の一本には、スロットル弁５４の下流側に、吸気圧センサー５７が設けられており、吸気管５２内の気圧を検出している。さらに、吸気管５２には、スロットル弁５４の下流側に、各々インジェクター５８が設けられている。
【００１７】
このインジェクター５８への燃料系について説明する。船外機１が搭載されているボート等の船体５９側には主燃料タンク６１が設けられており、この主燃料タンク６１の燃料たとえばガソリンなどは、手動式の第１の低圧ポンプ６２によりフィルター６３を経て、第２の低圧ポンプ６４に送られている。フィルター６３およびそれよりも下流の部材は、船外機１内に配置されている。そして、第２の低圧ポンプ６４は、第１の低圧ポンプ６２から送られた燃料を、気液分離装置であるベーパーセパレータータンク６５に送る。このベーパーセパレータータンク６５内には、燃料ポンプ６６が配設され、この燃料ポンプ６６が、供給配管６７を介してインジェクター５８にベーパーセパレータータンク６５内の燃料を供給している。そして、この燃料はインジェクター５８から吸気管５２内に噴射されている。また、インジェクター５８で余った燃料は戻り配管６８を通ってベーパーセパレータータンク６５に戻ってきている。
【００１８】
また、排気流路４８には、O2センサー７１が設けられ、燃焼ガスの酸素濃度を検出している。そして、オイルポンプ２８は、アッパーケーシング１８内のオイルパン７６から潤滑オイルを吸い込み、オイル流路７７を介してクランク軸３の軸受けなどに供給している。オイル流路７７には、油温センサー７８および油圧センサー７９が設けられており、油温センサー７８は潤滑オイルの温度を、また、油圧センサー７９は潤滑オイルの圧力を検出している。
【００１９】
また、船外機１内には、点火プラグ５０の点火時期や、インジェクター５８の燃料噴射量や噴射時期などのエンジン稼働状態を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）８１が設けられている。このエンジンコントロールユニット８１は、マイコンなどの制御装置で、入力側に、エンジン回転数センサー４０、大気圧センサー８０、トリムセンサー８２、油温センサー７８、油圧センサー７９、O2センサー７１、スロットル開度センサー５６、吸気圧センサー５７およびエンジン温度センサー３２などが、また、出力側に点火プラグ５０の点火回路やインジェクター５８の駆動部などが接続されている。また、エンジンコントロールユニット８１の内部には、ＣＰＵ８３、タイマー８４、ＲＡＭやＲＯＭなどからなる記憶部８６およびボトムホールド回路８７などが設けられている。図５（ｂ）に図示するように、ボトムホールド回路８７は、吸気圧センサー５７の検出信号をそのままＣＰＵ８３に入力する回路８９から分岐して接続されており、コンデンサー９１、ダイオード９２，９３や抵抗９４，９５などから構成され、出力側はＣＰＵ８３に接続されている。そして、ボトムホールド回路８７の出力電圧であるボトムホールド電圧は、吸気圧センサー５７からの信号が降下している時には速やかに追随し、吸気圧センサー５７からの信号が上昇している時には緩慢に追随し、漸増している。
【００２０】
さらに、記憶部８６には、図３に図示する３次元マップが前もって記録されている。この３次元マップで、エンジン回転数センサー４０が検出するエンジン回転数および、スロットル開度センサー５６が検出するスロットル開度と、吸気圧センサー５７が検出している吸気圧が極小値となる際のクランク軸３の回転位置すなわちピーク吸気圧位置との関係が判明する。３次元マップは、縦軸にピーク吸気圧位置が、横軸にスロットル開度が、曲線または折れ線でエンジン回転数が示されている。
【００２１】
この様に構成されている船外機１のエンジン２が稼働すると、空気がサージタンク５３から吸気管５２を流れ、インジェクター５８からガソリンなど燃料が供給されて混合されている。そして、吸気弁４９が開いている際に、吸気流路４７を通って、燃焼室４５に流入している。ピストン８は上死点と下死点との間を往復動しており、クランク軸３が２回転する間に、略上死点から略下死点への吸気工程と、略下死点から略上死点への圧縮工程と、次の略上死点から略下死点への燃焼工程と、略下死点から略上死点への排気工程との４工程を行っている。この４工程の間に、カムシャフト４９ａ，５１ａは１回転しており、吸気工程の際に吸気弁４９が開き、排気工程の際に排気弁５１が開いている。また、燃焼工程の始めの上死点付近で点火プラグ５０が点火され、吸気工程の初期の付近で、インジェクター５８から燃料が噴射されている。そして、エンジンコントロールユニット８１は、入力側に接続されている種々のセンサーから入力される種々のデータに基づいて、点火プラグ５０の点火時期およびインジェクター５８の噴射時期および噴射時間などを決定し、制御している。
【００２２】
ところで、エンジンコントロールユニット８１は、吸気圧センサー５７からの検出信号は、常時サンプリングしているのではなく、クランク軸３の１回転毎に１回サンプリングしている。そのサンプリングの方法を、図４のタイムチャートおよび図６のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１において、エンジン回転数センサー４０からのパルス信号をカウントして、エンジン回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出する。ついで、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からスロットル開度を入力し、ステップ３に行く。なお、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からの出力電圧が略０の場合には、故障であるので、ステップ７に行く。ステップ３において、エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて、図３の３次元マップからピーク吸気圧位置Ｄ（度）を決定する。ステップ４において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生から、クランク軸３がピーク吸気圧位置Ｄになるのに要する時間すなわちタイミング時間Ｔ（秒）を下記式で算出する。
Ｔ＝Ｄ×６０÷（３６０×Ｎ）
そして、ステップ５において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生からタイマー８４のカウントを開始し、タイミング時間Ｔが経過すると、吸気圧センサー５７の検出信号をサンプリングしている。ステップ６において、今回検出した信号と、前回検出した信号とを比較して、低い方を吸気圧センサー５７の正規の吸気圧信号とする。ところで、カムシャフト４９ａ，５１ａは、クランク軸３が２回転する毎に１回転しており、クランク軸３の回転位置を検出しても、このクランク軸３の回転位置に対応するカムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置は、１８０度異なる２か所の回転位置があり、何れの回転位置か不明である。しかしながら、正規の吸気圧信号があった場合に、吸気圧センサー５７が取り付けられている吸気管５２に接続されている気筒が吸気工程付近であると判断しているので、カムシャフト４９ａ，５１ａが、１８０度異なる２か所の回転位置の何れであるかが分かる。そして、ステップ１に戻る。
【００２３】
また、ステップ７において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生があると、直ちに、ボトムホールド回路８７の出力信号すなわちボトムホールド電圧をサンプリングしている。そして、ステップ６に行く。
【００２４】
次に、本発明における燃料噴射式４サイクルエンジンの実施の第２の形態について説明する。図７は本発明の実施の第２の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンにおける２次元マップの説明図である。図８は実施の第２の形態の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【００２５】
実施の第１の形態においては、エンジンコントロールユニット８１にボトムホールド回路８７が設けられていたが、この実施の第２の形態においては、ボトムホールド回路８７は設けられていない。そして、記憶部８６には、実施の第１の形態と同様に３次元マップが設けられているが、さらに、書き込み及び読み出しが可能な２次元マップが設けられている。この２次元マップは、図７に図示するように、エンジン回転数Ｎ毎にピーク吸気圧位置Ｄが記憶される。
【００２６】
そして、エンジンコントロールユニット８１における吸気圧センサー５７からの検出信号のフローチャートを、図８のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１において、エンジン回転数センサー４０からのパルス信号をカウントして、エンジン回転数Ｎ（ｒｐｍ）を算出する。ついで、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からスロットル開度を入力し、ステップ３に行く。なお、ステップ２において、スロットル開度センサー５６からの出力電圧が略０の場合には、故障であるので、ステップ８に行く。ステップ３において、エンジン回転数Ｎおよびスロットル開度に基づいて、図３の３次元マップからピーク吸気圧位置Ｄ（度）を決定する。ステップ４において、決定されたピーク吸気圧位置Ｄを、２次元マップにおけるエンジン回転数Ｎに対応するピーク吸気圧位置Ｄとして上書きで書き込み記憶させる。ステップ５において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生から、クランク軸３がピーク吸気圧位置Ｄになるのに要する時間すなわちタイミング時間Ｔ（秒）を下記式で算出する。
Ｔ＝Ｄ×６０÷（３６０×Ｎ）
そして、ステップ６において、エンジン回転数センサー４０のパルス信号の発生からタイマー８４のカウントを開始し、タイミング時間Ｔが経過すると、吸気圧センサー５７の検出信号をサンプリングしている。ステップ７において、今回検出した信号と、前回検出した信号とを比較して、低い方を吸気圧センサー５７の正規の吸気圧信号とする。また、正規の吸気圧信号があった場合に、吸気圧センサー５７が取り付けられている吸気管５２に接続されている気筒が吸気工程付近であると判断し、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置が分かる。そして、ステップ１に戻る。
また、ステップ８において、エンジン回転数に基づいて、２次元マップからピーク吸気圧位置Ｄ（度）を決定する。そして、ステップ５に行く。
【００２７】
この様にして、スロットル開度センサー５６からの検出信号がエンジンコントロールユニット８１に入力されている場合には、エンジン２の稼働中は、クランク軸３の一回転毎に、検出されたエンジン回転数に対応する２次元マップのデータすなわちピーク吸気圧位置Ｄは更新されている。そして、スロットル開度センサー５６などが故障して、スロットル開度センサー５６からの検出信号がエンジンコントロールユニット８１に入力されなくなると、エンジン回転数に基づいて２次元マップからピーク吸気圧位置Ｄが決定されている。この場合には、ピーク吸気圧位置Ｄの精度は、３次元マップから読み出した場合と比して低下するが、緊急時には十分に対応することができる。なお、他の構成および作用は、略実施の第１の形態と同じである。
【００２８】
次に、本発明における燃料噴射式４サイクルエンジンの参考例について説明する。図９は参考例におけるボトムホールド回路の回路図である。図１０は参考例におけるタイムチャートである。図１１は参考例の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【００２９】
この参考例のボトムホールド回路８７ｂは、実施の第１の形態におけるボトムホールド回路８７とは異なり、リセット回路１０１を具備している。このリセット回路１０１は、抵抗器１０２とトランジスタ１０３とからなっており、ＣＰＵ８３からリセット信号が入力されると、トランジスタ１０３が導通し、５Ｖの電源電圧からの電流がコンデンサー９１に流入し、ボトムホールド電圧を略即時に吸気圧センサー５７の出力電圧すなわち検出信号まで上昇させている。そして、抵抗９５の抵抗値は、参考例の方が、実施の第１の形態よりも大きく設定されており、参考例におけるボトムホールド電圧は、実施の第１の形態と同様に、吸気圧センサー５７からの信号が降下している時には速やかに追随しているが、吸気圧センサー５７からの信号が上昇している時には、実施の第１の形態と異なり、殆ど上昇せずに略フラットとなっている。また、吸気圧センサー５７の検出信号をそのままＣＰＵ８３に入力する回路８９は設けられていない。また、参考例においては、記憶部８６には、実施の第１の形態および実施の第２の形態の３次元マップや２次元マップは設けられていない。
【００３０】
そして、エンジンコントロールユニット８１における吸気圧センサー５７からの検出信号のフローチャートを、図１１のフローチャートに基づいて説明する。ステップ１において、エンジン回転数センサー４０からのパルス信号を検出する。ステップ２において、パルス信号を検出すると、ボトムホールド回路８７ｂの出力電圧であるボトムホールド電圧をサンプリングする。ついで、ステップ３において、リセット信号をボトムホールド回路８７ｂに出力して、ボトムホールド回路８７ｂをリセットする。ステップ４において、今回検出した信号と、前回検出した信号とを比較して、低い方を吸気圧センサー５７の正規の吸気圧信号とする。また、正規の吸気圧信号があった場合に、吸気圧センサー５７が取り付けられている吸気管５２に接続されている気筒が吸気工程付近であると判断し、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置が分かる。そして、ステップ１に戻る。
【００３１】
この様にして、エンジンコントロールユニット８１は、エンジン回転数センサー４０から信号が入力されると、ボトムホールド回路８７ｂの信号をサンプリングするとともに、ボトムホールド回路８７ｂをリセットしている。この様に構成されているので、スロットル開度センサー５６の出力に関係なく、吸気圧を検出することができる。
また、実施の形態においては、クランク軸３の一回転毎に一回、吸気圧センサー５７の信号をサンプリングし、前回の値と比較して、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置を検出することができる。そのため、カムシャフト４９ａ，５１ａの回転位置を検出するカムシャフトセンサーが不要となり、部品点数を削減することができる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例を下記に例示する。
（１）燃料噴射式４サイクルエンジンは、船外機以外の用途たとえば、水上オートバイやスノーモービルなどにも用いることができる。また、気筒数は適宜変更可能である。ただし、多気筒であることが好ましい。さらに、エンジンの形式はＬ型でも、Ｖ型でも、また、筒内噴射式でも可能である。
（２）参考例において、記憶部８６に３次元マップや２次元マップを設けることも可能である。
（３）ボトムホールド回路の具体的構成は適宜変更可能である。
（４）ピーク吸気圧位置はエンジンの状態により移動するが、参考例におけるエンジン回転数センサー４０のパルスの発生位置は、図１０において、ピーク吸気圧位置の移動範囲の最後部よりも少し下流側が好ましい。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、制御装置は、スロットル開度センサーの検出したスロットル弁の開度、及び、エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、３次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置がピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている。したがって、クランク軸の一回転毎に一回サンプリングをしており、サンプリングの時間間隔を比較的長くすることができる。しかも、３次元マップは、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置とスロットル弁の開度およびエンジン回転数との関係を記憶しており、ピーク吸気圧位置をエンジン回転数のみで判断しているものよりも、ピーク吸気圧位置を正確に判断することができ、吸気圧の極小値をより正確に検出することができる。
【００３４】
ところで、カムシャフトは、クランク軸が２回転する毎に１回転しており、クランク軸の回転位置を検出しても、このクランク軸の回転位置に対応するカムシャフトの回転位置は、１８０度異なる２か所の回転位置があり、何れの回転位置か不明である。しかしながら、前記制御装置が、入力された吸気圧センサーからの検出信号と、前回の検出信号とを比較して、カムシャフトの回転位置を判断していると、カムシャフトセンサーを別途設置する必要がなくなる。その結果、部品点数を削減することができる。
【００３５】
また、吸気圧センサーからの検出信号の極小値を略維持してボトムホールドするボトムホールド回路が設けられ、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置はボトムホールド回路の出力信号を吸気圧の極小値の信号として取り扱っている場合には、吸気圧センサーが故障した際にも、吸気圧の極小値をサンプリングすることが可能となる。
【００３６】
さらに、吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、エンジン回転数との関係を記憶する２次元マップが、前記３次元マップとは別に設けられ、この２次元マップは、エンジン稼働中に、エンジン回転数毎のピーク吸気圧位置を書き込まれて記憶しており、スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置は、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、２次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしている場合がある。この様な場合には、吸気圧センサーが故障した際にも、吸気圧の極小値をサンプリングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンを搭載した船外機の基本構成を示す模式的構成図である。
【図２】 図２は吸気管の配置の模式図である。
【図３】 図３は３次元マップの説明図である。
【図４】 図４はタイムチャートである。
【図５】 図５は制御装置の説明図で、（ａ）が概略図、（ｂ）がボトムホールド回路の回路図である。
【図６】 図６は吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【図７】 図７は本発明の実施の第２の形態の燃料噴射式４サイクルエンジンにおける２次元マップの説明図である。
【図８】 図８は実施の第２の形態の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【図９】 図９は参考例におけるボトムホールド回路の回路図である。
【図１０】 図１０は参考例におけるタイムチャートである。
【図１１】 図１１は参考例の吸気圧のサンプリングのフローチャートである。
【符号の説明】
Ｄ ピーク吸気圧位置
Ｎ エンジン回転数
２ エンジン
３ クランク軸
７ シリンダ
４０ エンジン回転数センサー
４９ａ，５１ａ カムシャフト
５４ スロットル弁
５６ スロットル開度センサー
５７ 吸気圧センサー
８１ エンジンコントロールユニット（制御装置）
８７，８７ｂ ボトムホールド回路
Claims (5)
- 気筒の吸気圧を吸気圧センサーで検出し、制御装置がこの吸気圧センサーの検出値をサンプリングして、燃料噴射量を制御している燃料噴射式４サイクルエンジンにおいて、
シリンダへの吸気量を調整するスロットル弁と、
このスロットル弁の開度を検出するスロットル開度センサーと、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサーと、
吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、スロットル弁の開度およびエンジン回転数との関係を記憶している３次元マップとが設けられ、
制御装置は、前記スロットル開度センサーの検出したスロットル弁の開度、及び、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、前記３次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしていることを特徴とする燃料噴射式４サイクルエンジン。 - 前記制御装置は、入力された吸気圧センサーからの検出信号が、前回の検出信号よりも小さい際に、入力された吸気圧センサーからの検出信号を正規の吸気圧のピーク値として判断していることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射式４サイクルエンジン。
- 前記制御装置は、入力された吸気圧センサーからの検出信号と、前回の検出信号とを比較して、カムシャフトの回転位置を判断していることを特徴とする請求項１または２記載の燃料噴射式４サイクルエンジン。
- 前記吸気圧センサーからの検出信号の極小値を略維持してボトムホールドするボトムホールド回路が設けられ、
前記スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置はボトムホールド回路の出力信号を吸気圧の極小値の信号として取り扱っていることを特徴とする請求項１，２または３記載の燃料噴射式４サイクルエンジン。 - 吸気圧センサーの検出する吸気圧が略極小値となるクランク軸の回転位置であるピーク吸気圧位置と、エンジン回転数との関係を記憶する２次元マップが、前記３次元マップとは別に設けられ、
この２次元マップは、エンジン稼働中に、エンジン回転数毎のピーク吸気圧位置を書き込まれて記憶しており、
前記スロットル開度センサーから制御装置への検出信号が途絶えた際には、制御装置は、前記エンジン回転数センサーの検出したエンジン回転数により、前記２次元マップからピーク吸気圧位置を読み出し、クランク軸の回転位置が前記ピーク吸気圧位置になった際に、吸気圧センサーからの検出信号をサンプリングしていることを特徴とする請求項１，２または３記載の燃料噴射式４サイクルエンジン。
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