JPH06185380A - 多気筒内燃機関の燃料制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一部気筒の運転を休止可能に構成したエンジ
ンにおいて、その一部気筒の吸排気分枝管が活動中の気
筒の空燃比に与える影響を排除することにある。 【構成】 少なくとも吸気通路と排気通路との一方を分
岐管によって結合された複数の気筒を有し、低速低負荷
運転時に一部の気筒へ供給する燃料を一時的に停止して
その気筒を休止させ、その休止動作に伴い、活動してい
る残余の気筒に対する混合気の供給を増量する形式の多
気筒内燃機関において、前記混合気を増量する動作を燃
料噴射特性の変更と併せて行うよう設定したものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の燃料供給装
置に関するもので、特に、船外機用のエンジンのように
非常に狭い場所に吸排気系を組み込まれたエンジンのた
めの燃料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、２行程の多気筒エンジンでは低
負荷運転時の不整燃焼を防止すべく、低速低負荷運転時
に１個または数個の気筒へ供給する燃料を停止して休止
させ、継続して活動している残余の気筒の負荷を増す運
転方法が知られている。すなわち、それによって休止気
筒へ供給せられるべきであった燃料と空気とを活動して
いる気筒へ供給することが可能となり、その気筒の給気
比が増して失火が防止される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発明者は、このような
一部休止気筒を持つ２行程エンジンを研究するうち、前
記した船外機のように、一般のエンジン（図６）に比し
て燃焼室に連結される吸気管、あるいは排気管が非常に
短い分枝管を介して分岐あるいは集合されているような
場合（例えば、図１）、一部の気筒を休止させると、そ
の影響が単に残余の気筒の負荷を変化させるに止まら
ず、吸排気の脈動（一般にパルセーションと呼ばれる）
が変化して空燃比や吸気量にまで影響を及ぼすことを発
見した。

【０００４】この発明は、かかる事情に鑑みなされたも
ので、その目的は、休止する気筒を持つエンジンにおい
て、一部の気筒を休止させたとき、その影響が継続して
活動する残余の気筒に及ぼす影響を可及的に回避するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、少なくとも吸気通路と排気通路との一
方を分岐管によって結合された複数の気筒を有し、低速
低負荷運転時に一部の気筒へ供給する燃料を一時的に停
止してその気筒を休止させ、その休止動作に伴い、継続
して活動している残余の気筒に対する混合気の供給を補
正する形式の多気筒内燃機関において、前記混合気を補
正する動作を燃料噴射特性の変更と併せて行うよう設定
したことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】所定の燃料噴射特性によって運転されている多
気筒エンジンが、低速低負荷運転時には一部の気筒へ供
給される燃料の供給を停止し、その気筒を休止させる。
残余の気筒はそのまゝ活動を続けるが、そのとき活動し
ている気筒には休止した気筒へ送られるべき混合気が供
給され、その給気比が改善される。そして、そのときの
燃料供給量は当初の特性とは別の予め設定した他の燃料
噴射特性によって設定される。なお、こゝでいう混合気
の補正とは、エンジンへ供給される混合気の総量が増す
ことを意味せず、一部気筒を休止したとき、運転を継続
する気筒へ供給される新気の量が補正していれば足りる
意である。すなわち、活動を継続する気筒へ供給される
新気の量が給気比を改善する程度に補正されゝば足りる
意である。これはまた、休止していた気筒へ供給される
べき新気の全量が運転を継続する気筒へ分配されるとも
限らず、全気筒運転時より少ない混合気量が活動を継続
する残余の気筒へ供給される場合も含むことを意味す
る。

【０００７】

【実施例】以下、図示の実施例によって、この発明を説
明する。図３は船外機１０に用いられるエンジン１１の
制御システム図である。エンジン１１はクランク室予圧
縮形の２行程３気筒形であり、シリンダ１２内に燃焼室
１３が形成されている。１４はピストンであり、シリン
ダ１２の壁面に開口する掃気口１５と排気口１６を上縁
で開閉し、吸気口１７を下縁で開閉する。１８は点火栓
であり、燃焼室１３の頂部に設けられている。ピストン
１４は従来のエンジンと同様にコンロッド１９を介して
クランク軸２１に連結されており、クランク軸２１を駆
動すると共に、その昇降に伴って前記掃気口１５他の開
口１６、１７を開閉する。

【０００８】掃気口１５は掃気通路２２を通してクラン
クケース２３内に連通しており、ピストン１４が下降し
たとき、クランクケース２３内の混合気を燃焼室１３内
へ押し込む。ピストン１４が上昇し上面の混合気を圧縮
すると点火栓１８による点火が行われる。混合気が点火
され爆発する頃、ピストン１４は反転して下降に入り、
爆発圧力によってクランク軸２１を駆動する。ピストン
１４が上死点から少し下降すると排気口１６が開いて燃
焼室１３内を排気通路２４へ連通し、内部の既燃ガスが
そこを通して水中へ排出される。

【０００９】ピストン１４が上昇している間に、その下
側ではシリンダ１２に開口する吸気口１７がクランクケ
ース２３内へ連通し、吸気通路２５から混合気が導入さ
れる。２６はリード弁、２７は燃料噴射ノズル、２８は
吸気の絞り弁である。リード弁２６はシリンダ方向へ向
かう気流を許容し逆流を阻止して、ピストン１４が下降
するときクランクケース２３内の混合気が吸気通路２５
へ逆流するのを防止する。

【００１０】吸気通路２５に設けられた燃料噴射ノズル
２７は電磁作動式でありエンジン制御コンピュータＥＣ
Ｕからの作動信号によって作動時期と作動時間との信号
を受けて動作する。燃料噴射ノズル２７と燃料系４０を
なす燃料タンク４１とは燃料回路４２を介して連結され
ている。燃料回路４２にはエンジンの運転中、燃料ポン
プとストレーナ３４とを通して燃料が環流され、燃料噴
射ノズル２７はその環流する燃料の一部を取り込んで吸
気通路２５内へ噴射供給する。

【００１１】前記エンジン制御コンピュータＥＣＵは絞
り弁２８の開度とクランク軸２１の速度とが与えられ、
この二つの変数からエンジンの負荷を算出し、供給燃料
の量を算出する、いわゆる、スピードデンシティ方式が
採用されている。そのようにして算出された供給燃料の
量は、外気条件やエンジンの状態によって種々に補正さ
れる。すなわち、船外機が標高の高い気圧の低い地域で
使用される場合に備えて、絞り弁２８のアイドル開度を
増したり、遅角傾向に設定されている低負荷運転時の点
火進角を早めるなどの補正を行う。また、外気温や機関
温度の上下により吸気密度の変化や吸気中へ噴霧された
燃料が気化せず液化してクランクケース２３から燃焼室
１３内へ移動しないことによる空燃比の変動を防止する
ための補正を行う。そして、この目的のため吸気や冷却
水などの温度を計測する温度センサ３１、あるいは、燃
焼室１３への新気の充填量を計測するためのクランクケ
ース２３、燃焼室１３、および排気通路２４などの圧力
を計測するための圧力センサ３２が用いられる。

【００１２】エンジン制御コンピュータＥＣＵは前記し
たように、外気の気象条件やエンジンの状態によって燃
焼室１３へ供給される混合気の空燃比を正確に制御する
が、この実施例では、分枝管によって相互に連結された
複数個の燃焼室１３、１３のうち、一部への燃料供給を
絶って活動を休止させることができる。すなわち、エン
ジン１１は３個のシリンダ１２を備え、アイドル運転時
やトローリング運転時に生じ勝ちな不整燃焼を防止する
べく、その内の１個を休止するようになっている。な
お、トローリング運転とは、漁船がトローリング漁法を
用いるときの運転法であり、絞り弁２８を最小開度に維
持しエンジンに負荷をかけてアイドリング速度より低い
速度で行うエンジンの運転状態をいう。

【００１３】そして、エンジン制御コンピュータＥＣＵ
には少なくとも全ての気筒が活動しいる運転状態（以
下、全気筒運転という）と、一部の気筒が休止し残部の
気筒によって継続されている運転状態（休止運転とい
う）とのため、通常は少なくとも２個のエンジン制御マ
ップを持ち、両運転の切り替え時に切り換えて使用して
いる。すなわち、少なくとも２つのエンジン制御方式が
採用されている。

【００１４】次に、そのエンジン制御コンピュータＥＣ
Ｕの作動を図４によって説明する。まず、エンジンが始
動電動機（図示してない）によってクランキングされる
と、クランク軸２１に設けられた回転センサ３３からエ
ンジンの回転速度が読み込まれ、機関が運転中か否かが
判断される。引き続き、クランク室ケース２３に設けた
圧力センサ３２により掃気行程におけるクランクケース
２３内の圧力、すなわち、吸入された新規の多寡と絞り
弁２８の開度とが逐次に読み込まれ、運転条件設定のた
めの諸条件の入力を終える。

【００１５】まず、エンジンが定常運転中か始動開始中
か、あるいは暖機運転中かが判断され、更に、絞り弁２
８の開度が３°を基準として、それ以下の低開度にある
か、それを越える開度にあるかが判定される。すなわ
ち、始動時あるいは暖機運転中かの条件が”ＹＥＳ”と
判定されゝば休止運転の必要性が否定され、”ＮＯ”と
判定されゝば、絞り弁２８の開度条件の判定に進む。始
動時あるいは暖機運転中でない場合も絞り弁２８の開度
が３°を越えるか否かの条件が”ＹＥＳ”と判定されゝ
ば、過大な負荷状態だから同様に休止運転の必要性が否
定される。”ＮＯ”と判定されたときは、エンジンがア
イドリング運転またはトローリング運転中であるとし
て、運転の安定を確保するため休止運転が実行される。
すなわち、フラグがセットされる。

【００１６】フラグが設定された後も引き続いて運転条
件の設定が進行する。すなわち、エンジン制御コンピュ
ータＥＣＵは引き続き先に読み込まれたエンジン速度と
絞り弁開度から制御マップにより、基本噴射量Ｆ’を読
み込む。そして、その基本噴射量Ｆ’に対して気象条件
や運転条件による種々の補正Ｃ₁ 〜Ｃ₃ が積算され、各
気筒ごとに実噴射量Ｆが決定される。 Ｆ＝ Ｆ’×（Ｃ₁ 〜Ｃ₃ ）

【００１７】この実噴射量Ｆの演算を終えた処でエンジ
ン休止の確認が行われる。そして、前記したフラグを設
定する状況が継続されているか否かが再確認され、その
状況が無くなっておれば、すなわち、フラグ確認が”Ｎ
Ｏ”と判定されゝばフラグはクリアされて、先の実噴射
量Ｆの計算に基づいて所定の時期に噴射信号が噴射ノズ
ル２７へ出力され燃料供給が行われる。逆に、フラグを
設定する状況が継続され条件が”ＹＥＳ”と判定されゝ
ば、＃３気筒への燃料供給が停止され、エンジンは休止
運転に入る。すなわち、＃３気筒へ供給すべき燃料が継
続して活動する＃１気筒と＃２気筒に対して配分され、
＃３気筒は燃料を絶たれて停止する。

【００１８】その結果、休止した＃３気筒に連なる吸排
気通路はそこを通過する流量が変化するので、単に、＃
３気筒の休止に伴って単に活動を継続する気筒への燃料
の配分を増すだけでなく、吸排気干渉による吸気特性の
変化に応じて燃料の供給量に対して補正が行われる。す
なわち、図２で示すように、全気筒運転時にはグラフ中
に下側の３本の線で示される３個の気筒への燃料噴射
量、それぞれ破線Ｆ₂ ’、一点鎖線Ｆ₁ ’、および細線
で示される量が供給されていたものが、＃３気筒の休止
時には上側の破線Ｆ₂ ”と太い実線Ｆ₁ ”との２本で示
されるように変化する。これは図４で示すように、基本
噴射量Ｆに補正値αおよびβが追加されることを示して
いる。よって、休止運転中に継続して活動する２個の気
筒へ供給される燃料の量およびその供給特性は必ずし
も、全気筒運転していたときの燃料の総量とは同一でな
くなっている。なお、基本噴射量Ｆに対する補正値αお
よびβは図５で示すように、エンジン速度の増加に応じ
て増量するよう調整される。

【００１９】その原因は休止運転時には＃３気筒の吸気
分枝管や排気分枝管が＃１気筒と＃２気筒の排気通路や
吸気通路に対してサイドブランチとして作用し、その吸
気特性に影響が及ぶためと思われる。なお、この補正演
算はその都度行ってもよいが、補正された別のマップと
切り換えて使用してもよいことは勿論である。また、こ
の発明が燃料噴射式の燃料供給装置に限らず、気化器
式、特にフィードバック式気化器にも利用できることも
勿論である。

【００２０】逆に、フラグを設定する状況が消滅し条件
が”ＮＯ”と判定されゝば、＃３気筒への燃料供給が継
続され、修正噴射量Ｆが実際の噴射量Ｆ”と等しくな
る。

【００２１】

【発明の効果】この発明は以上のように、一部の気筒が
休止したとき、その吸気や排気の分枝管が活動中の吸気
管や排気管のサイドブランチとして作用することによ
る、空燃比の変動が補正によって消去され、休止気筒の
有無に拘かわらず残余の気筒へ供給される混合気の空燃
比変動を最小に抑制できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るエンジンの吸排気構成を概念的
に示す断面図である。

【図２】吸気の空燃比変動特性を示す特性図である。

【図３】図１に示すエンジンの使用例を示すシステム図
である。

【図４】その制御方法を示す流れ図である。

【図５】その燃料供給特性を示す特性図である。

【図６】自動二輪車用エンジンの吸排気構成例を示す図
１相当の断面図である。

【符号の説明】

２４・・・・排気通路 ２５・・・・吸気通路 ２７・・・・燃料噴射ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも吸気通路と排気通路との一方
   が分岐管によって結合された複数の気筒を有し、低速低
   負荷運転時に一部の気筒へ供給する燃料を一時的に停止
   してその気筒を休止させ、その休止動作に伴い、継続し
   て活動している残余の気筒に対する混合気の供給を補正
   する形式の多気筒内燃機関において、前記混合気を補正
   する動作を燃料噴射特性の変更と併せて行うよう設定し
   てなる燃料制御方法。