JPH07145747A - エンジンの空燃比検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吹き抜け新気を含まない既燃ガスの空燃比を
検出する。 【構成】 位相の異なる２つの気筒同士を検出用配管３
９によって互いに連通させる。この検出検出用配管３９
に排気ガスセンサ３８を設けた。両気筒の位相差を利用
し検出用配管３９内に既燃ガスを流せる。このため、気
筒内の既燃ガスを排気通路１４内の脈動の影響を受けず
に検出用配管３９内にスムーズに導け、気筒内の既燃ガ
スの空燃比を正確に測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、既燃ガスの空燃比を検
出するエンジンの空燃比検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車や船外機などのエンジンにあって
は、あらゆる運転領域において空燃比を最適に設定し
て、燃料効率を良好に設定し、排ガスを低減することが
要請されている。そのために、エンジンに排気ガスセン
サを設置し、この検出値（主に酸素量）から空燃比を検
出している。

【０００３】ところが、２サイクルエンジンにあって
は、新気の吹き抜け現象が発生するため、正確な空燃比
を検出するには、吹き抜け新気を含まない既燃ガスのガ
ス成分を測定し、空燃比を検出しなければならない。

【０００４】特開平１−１９３０４３号公報記載の発明
（第１従来例）は、２サイクルエンジンにおいて、排気
ポートよりも上死点側のシリンダ内と排気通路とを連通
路にて連通させ、この連通路に排気ガスセンサを設置し
て吹き抜け新気を含まない既燃ガス中の酸素量を測定し
ている。ここで、上記シリンダ側の連通路は、エンジン
圧縮行程において新気の流出を防止するため、小口径に
絞られたオリフィス形状に構成されている。

【０００５】また、特開平２−２９４５３０号公報記載
の発明（第２従来例）では、２サイクルエンジンにおい
て、シリンダ内の排気ポート上死点側に通路を備え、こ
の通路途中にブローダウン圧でのみ開弁するバルブを設
置し、このバルブの下流側に排気ガスセンサを設置し
て、吹き抜け新気を含まない既燃ガス中の酸素量を測定
し、空燃比を検出している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記第１従
来例では、シリンダ側の連通路がオリフィス形状に形成
されているため、エンジンを極低速で長時間運転させた
場合（船外機におけるトローリング運転時）、不完全燃
焼により生じたカーボンやスラッジが上記オリフィス形
状の連通路を閉塞してしまう虞れがある。更に、この第
１従来例では、排気通路内は脈動が大きいので、連通路
の排気通路側から既燃ガスや吹き抜け新気が逆流してし
まう虞れもある。また、上記第２従来例では、通路内に
バルブが設置されているため、この通路も実質的に狭
く、第１従来例と同様に、カーボンやスラッジによって
通路が閉塞される虞れがある。更に、バルブ構成部品
（弁体やスプリングなど）が上記カーボンなどによって
固着される虞れもある。

【０００７】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、吹き抜け新気を含まない既燃ガスの空燃
比を検出できるとともに、検出用通路内でのカーボンや
スラッジによる閉塞などの発生を防止でき、更に検出用
通路内での逆流の発生も防止できるエンジンの空燃比検
出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るエンジ
ンの空燃比検出装置は、位相の異なる２つの気筒同士を
検出通路によって互いに連通させ、この検出通路に排気
ガスセンサを設けたものである。

【０００９】第２の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第１の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、検出通路の両端を、各気筒内のシリンダ壁におけ
るピストンによって開閉される部位に開口させ、これら
の開口位置を、これらが両方とも開いているときに２つ
の気筒の圧力に差が生じる位置に位置づけたものであ
る。

【００１０】第３の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第２の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、エンジンとして多気筒型２サイクルエンジンを用
い、検出通路の両端開口のうち、これらが両方とも開い
ているときに高圧となる方の気筒の開口を、略排気ポー
ト上縁より下方に配設したものである。

【００１１】第４の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第２の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、エンジンとして多気筒型２サイクルエンジンを用
い、検出通路の両端開口を、これらが両方とも開いてい
るときに高圧となる方の気筒が膨張行程の略排気ポート
開タイミングから略掃気ポート開タイミングの間である
ときのみに、検出通路を介して２気筒が連通される位置
に配設したものである。

【００１２】第５の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第１の発明ないし第４の発明のうち何れか１つの
エンジンの空燃比検出装置において、検出通路の途中に
容積部を介在させ、この容積部に排気ガスセンサの検出
部を臨ませたものである。

【００１３】第６の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第５の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、検出通路における一方の気筒から容積部に延びる
部分を容積部における排気ガスセンサの検出部と対向す
る部位に開口させるとともに、他方の気筒から容積部に
延びる部分を、前記開口とは対向しない部位に開口させ
たものである。

【００１４】第７の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は第１の発明ないし第６の発明のうち何れか１つのエ
ンジンの空燃比検出装置において、エンジンの各気筒の
シリンダ軸心を含む平面に対して一側に排気系部品を配
設するとともに他側に検出通路を配設したものである。

【００１５】

【作用】第１の発明によれば、２つの気筒の位相差を利
用して検出通路内に既燃ガスを流すようにしたので、気
筒内の既燃ガスは排気通路内の脈動の影響を受けること
なく検出通路内にスムーズに導かれる。

【００１６】第２の発明によれば、既燃ガスは両気筒を
連通する検出通路内を一方の気筒から他方の気筒へ向か
ってのみ流れる。第３の発明によれば、検出通路の両端
の開口のうちこれらが両方とも開いているときに高圧と
なる方の気筒の開口には、圧縮行程でシリンダ内の新気
が流出し難くなる。しかも、前記一方の気筒から検出通
路への新気の流出を防ぐためにオリフィスや特別なバル
ブを必要としない。

【００１７】第４の発明によれば、検出通路の両端の開
口が両方とも開いているときに高圧となる方の気筒に掃
気ポートから新気が流入するときには、検出通路は他方
の気筒のピストンによって閉ざされているので、高圧側
の気筒から検出通路への新気吹き抜けが防止できる。し
かも、一方の気筒から検出通路への新気の吹き抜けを防
ぐためにオリフィスや特別なバルブを必要としない。

【００１８】第５の発明によれば、排気ガスセンサの検
出部が臨む容積部内に既燃ガスを溜めて前記検出部にま
んべんなく当てることができる。第６の発明によれば、
検出通路における一方の気筒から容積部に延びて排気ガ
スセンサの検出部と対向する部位に開口する部分から容
積部内に流入した既燃ガスは、前記検出部に確実に当た
るようになる。また、容積部内に流入した既燃ガスは検
出通路の他方の部分に向かって直ちに吹き抜けることな
く、容積部内に滞留するから、排気ガスセンサの検出部
に既燃ガスをまんべんなく当てることができる。

【００１９】第７の発明によれば、検出通路は排気系部
品の存在しないエンジン一側に配置されるから、検出通
路が排気通路に干渉することがなく、検出通路をスムー
ズに配管できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図７に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るエンジンの
空燃比検出装置が適用された２サイクルエンジンを示す
側面図、図２は図１におけるII−II線断面図、図３は図
１の２サイクルエンジンの平面図である。図４は図１の
２サイクルエンジンを燃料噴射装置とともに示す構成
図、図５は排気ガスセンサの検出部を検出通路の容積部
に臨ませた状態を示す断面図である。図６は検出通路の
気筒への開口位置を示す構成図、図７は本発明に係るエ
ンジンの空燃比検出装置の動作を説明するためのタイム
チャートで、同図では１番気筒と２番気筒のクランク角
度に対するこれら両気筒の筒内圧と検出通路の採取孔、
流出孔の開閉時期との関係を示している。

【００２１】これらの図において、１は水冷式２サイク
ルエンジンで、このエンジン１は図４に示す船外機２に
設置された３気筒エンジンであり、燃料噴射式２サイク
ルエンジンである。このエンジン１のシリンダ３内には
ピストン４が設けられ、このピストン４は、クランクケ
ース５内のクランク室６を貫通し鉛直方向に延在するク
ランク軸７にコンロッド８を介して連結されている。

【００２２】前記クランクケース５の壁面には吸気ポー
ト９が設けられ、この吸気ポート９に、リード弁１０を
介して吸気管１１が接続されている。また、シリンダ３
の壁面には排気ポート１２および掃気ポート１３が形成
されている。前記排気ポート１２は、図２および図４に
示すように排気通路１４および排気マニホールド１５を
経て排気管１６に接続されている。前記排気通路１４は
エンジン１のシリンダ３に排気通路形成用カバー１４ａ
を取付けることによって形成されている。さらに、前記
掃気ポート１３は、掃気通路１７によってクランク室６
に連通されている。なお、燃焼室の頂部には点火プラグ
１８が設置されている。

【００２３】符号２１は燃料噴射装置である。この燃料
噴射装置２１は、燃料タンク２２と、燃料中の異物を除
去するストレーナ２３と、電磁式燃料供給ポンプ２４
と、燃料を吸気通路内に噴射するインジェクタ２５と、
前記燃料供給ポンプ２４からインジェクタ２５へ圧送さ
れる燃料圧を調整し、燃料圧が所定圧以上になった場合
に燃料の一部をパイプ２６を介して燃料タンク２２へ還
流する圧力調整器２７と、インジェクタ２５からの燃料
噴射量を制御する燃料噴射制御ユニット２８とから構成
されている。

【００２４】前記燃料噴射制御ユニット２８には、次の
各種のセンサから種々の検出信号が入力される。符号２
９は燃焼室内圧を検出する燃焼室内圧センサ、符号３０
はスロットル開度を検出するスロットル開度センサ、符
号３１はクランク室内圧を検出するクランク室内圧セン
サ、符号３２はクランク室６での吸気温を検出する吸気
温センサ、符号３３はクランク角センサ、符号３４はエ
ンジン１のシリンダブロック３５の温度を検出するエン
ジン温度センサ、符号３６は排気マニホールド１５下流
に設けられた排気マフラー３７内の背圧を検出する背圧
センサである。さらに、この燃料噴射制御ユニット２８
は、上記検出信号の他、大気圧、冷却水温度およびエン
ジン振動のそれぞれの検出値が入力されるように構成さ
れている。

【００２５】燃料噴射制御ユニット２８は、各種センサ
からの検出値および排気ガスセンサ３８にて検出された
既燃ガスの空燃比に基づき、あらゆる運転領域において
最適な空燃比となるように燃料噴射量を決定する。そし
て、燃料噴射制御ユニット２８は、この燃料噴射量に基
づきインジェクタ２５へインジェクション作動信号を出
力してこのインジェクタ２５から燃料を噴射させる。

【００２６】上記排気ガスセンサ３８は、エンジン１の
＃１気筒のシリンダ３内と、エンジンの１の＃２気筒の
シリンダ３内とを連通して本発明に係る検出通路を構成
する検出用配管３９に配設されており、図５に示すよう
に検出部３８ａにて既燃ガスの空燃比を検出するように
構成されている。なお、「空燃比を検出する」とは、空
燃比を直接検出する場合だけではなく、空燃比によって
変動する要因、例えばＯ2 ，ＨＣ，ＣＯ等の濃度を検出
することによって、空燃比を間接的に検出する場合もあ
る。本実施例では、既燃ガス中の成分、主に酸素の量を
測定し、この酸素量の値から空燃比を検出する構成にな
っている。

【００２７】ここで、検出用配管３９における排気ガス
センサ３８が取付けられる部分の構造を図５によって説
明する。検出用配管３９は、＃２気筒から延設された採
取管３９ａと、＃１気筒から延設された流出管３９ｂ
と、これら両管３９ａ，３９ｂの延設端部に接続された
蓄圧ケース３９ｃとから形成されている。この蓄圧ケー
ス３９ｃの内部には、ある程度の容積をもち本発明の容
積部を構成する蓄圧室４０が設けられている。そして、
この蓄圧ケース３９ｃに、前記排気ガスセンサ３８がそ
の検出部３８ａを蓄圧室４０に臨ませて固着されてい
る。なお、排気ガスセンサ３８は図１および図２に示す
ように、その検出部３８ａの延在方向がエンジン１のシ
リンダ軸方向と平行になるように蓄圧ケース３９ｃに取
付けられている。

【００２８】また、前記採取管３９ａの蓄圧ケース側端
部は、蓄圧ケース３９ｃにおける前記検出部３８ａと対
向する部位に開口されている。前記流出管３９ｂの蓄圧
ケース側端部は、蓄圧ケース３９ｃにおける前記採取管
３９ａの開口とは対向しない部位に開口されている。本
実施例では採取管３９ａの開口に対してエンジン１のシ
リンダ軸方向に偏在する位置に位置づけられている。

【００２９】前記検出用配管３９は図２に示すように、
エンジン１の各気筒のシリンダ軸を含む平面（図２中の
一点鎖線Ｃを通り紙面と直交する平面）に対して排気系
部品（排気通路形成用カバー１４ａ）とは反対側の一側
に配設されて＃１気筒と＃２気筒とを連通している。ま
た、この検出用配管３９の前記採取管３９ａおよび流出
管３９ｂは絞り部等がない均一な口径に形成されてい
る。

【００３０】＃２気筒に連通された採取管３９ａのシリ
ンダ３側端部となる採取孔４１と、＃１気筒に連通され
た流出管３９ｂのシリンダ３側端部となる流出孔４２
は、図６に示すように、＃２気筒、＃１気筒のシリンダ
内壁面におけるそれぞれの気筒のピストン４の移動経路
上に開口されている。本明細書では、採取孔４１、流出
孔４２と対向する位置にピストン４が位置して開口部が
塞がれた状態をこれらが閉状態であるとし、ピストン４
が採取孔４１、流出孔４２より下方に位置していて開口
部がシリンダ３内に連通されている状態をこれらが開状
態であるとする。すなわち、採取孔４１、流出孔４２は
それぞれの気筒のピストン４によって開閉される位置に
開口されている。

【００３１】前記採取孔４１の開口位置は、本実施例で
は排気ポート１２の上縁に対してシリンダ軸方向（上下
方向）に略同じ位置に設定されている。ここで「略同じ
位置」と記載したのは、図６中に排気ポート開・閉タイ
ミングとして排気ポート１２の上縁の上下位置を示す仮
想線Ａが、採取孔４１の中心を通っており、厳密にいう
と排気ポート上縁の位置より上方にも採取孔４１の開口
部分が延在しているからである。

【００３２】すなわち、採取孔４１は＃２気筒が略排気
ポート開・閉タイミングとなるような位置に開口されて
いる。なお、採取孔４１は、上述したように排気ポート
１２の上縁と上下略同じ位置に開口させる以外に、前記
位置（排気ポート開・閉タイミングＡ）と掃気ポート１
３の上縁に対して上下方向に略同じ位置（掃気ポート開
・閉タイミングＢ）との間に開口させることもできる。

【００３３】一方、流出孔４２の開口位置は本実施例で
は掃気ポート１３の上縁に対してシリンダ軸方向（上下
方向）に略同じ位置に設定されている。ここで「略同じ
位置」と記載したのは前記採取孔４１の場合と同様の理
由による。

【００３４】次に、前記採取孔４１と流出孔４２を上述
した位置に開口させた理由を図７によって説明する。図
７において筒内圧Ｐ１は＃１気筒のシリンダ内の圧力、
筒内圧Ｐ２は＃２気筒のシリンダ内の圧力、＃２クラン
ク角度は＃２気筒のクランク角度、＃１クランク角度は
＃１気筒のクランク角度を示す。また、排開および排閉
は排気ポート１２が開くタイミングと閉じるタイミング
を示し、掃開および掃閉は掃気ポート１３が開くタイミ
ングと閉じるタイミングを示す。さらに、ＴＤＣは上死
点位置を示し、ＢＤＣは下死点位置を示す。

【００３５】エンジン１は３気筒エンジンであるので、
＃１気筒は＃２気筒に対して位相が１２０°進むことに
なる。すなわち、＃２気筒のシリンダ３内圧力Ｐ２と、
＃１気筒のシリンダ３内圧力Ｐ１とは、図７に示すよう
に１２０°の位相差をもって変動する。

【００３６】本発明はこの位相差に起因する両気筒の圧
力差を利用して既燃ガスを高圧側気筒から排気ガスセン
サを介して低圧側気筒へ流すようにしたものである。す
なわち、図７中に左下がりの平行斜線を施したよう、膨
張行程で既燃ガスが充満する＃２気筒の圧力Ｐ２と、圧
縮行程初期となる＃１気筒の圧力Ｐ１との差があるとき
に両気筒が検出用配管３９を介して連通されるように採
取孔４１と流出孔４２の開口位置が定められている。こ
のようにすることで、＃２気筒の既燃ガスが検出用配管
３９を通って＃１気筒に流出することになり、検出用配
管３９の途中に介在する排気ガスセンサ３８に既燃ガス
が当たって空燃比が検出される。

【００３７】採取孔４１の開口位置としては、前記圧力
差が存在するタイミングに開けばよいので、＃２気筒の
排気ポート開タイミングに対して膨張行程初期側あるい
は終期側に位置づけることも可能である。本実施例で採
取孔４１を略排気ポート開タイミングとなる位置に開口
させたのは、これより早く開くようにした場合には圧縮
行程において排気ポート１２が閉じた後に採取孔４１が
閉じるようになってしまい、酸素を多く含む新気が採取
孔４１から蓄圧室４０へ押し込まれて空燃比を正確に検
出できなくなる虞れがあるからであり、遅く開くように
した場合には圧力差が小さくなるとともにこの圧力差の
存在する期間が短くなってしまうからである。なお、採
取孔４１が略掃気ポート開タイミングより遅く開くよう
にすると、＃２気筒の圧力Ｐ２が＃１気筒の圧力Ｐ１に
較べて充分に高くなくなり、既燃ガスが＃２気筒から＃
１気筒へ向かって流れなくなるので、採取孔４１は遅く
とも略掃気ポート開タイミングとなる位置に開口させ
る。

【００３８】流出孔４２の開口位置としては、前記採取
孔４１が開くときには開いており、かつ圧力差がなくな
る以前に閉じればよいので、＃１気筒の掃気ポート閉タ
イミングに対して圧縮行程初期側あるいは終期側に位置
づけることも可能である。本実施例で流出孔４２を掃気
ポート閉タイミングとなる位置に開口させたのは以下の
２つの理由による。

【００３９】（１）＃２気筒から＃１気筒へ向かって既
燃ガスが流れるときに多くの既燃ガスを流すことができ
ればできるほど、既燃ガスの性状の変化をレスポンスよ
く検出することができる。このため、採取孔４１が開い
てから流出孔４２が閉じるまでの期間を長くとることが
望ましい。すなわち、流出孔４２は、採取孔４１が開く
ときに対してなるべく遅く閉じるようにする。 （２）流出孔４２が排気ポート閉タイミングを過ぎても
開いていると、両気筒の圧力の大小関係が逆転して＃１
気筒の方が＃２気筒より高圧になってしまう関係から、
図６中に破線矢印で示したように＃１気筒の新気が検出
用配管３９を通って＃２気筒に流入するようになる。す
なわち、流出孔４２を排気ポート閉タイミングに対して
若干余裕をもってこれより早めに閉じるようにする。こ
の２つの理由を満足する流出孔４２の開口位置が本実施
例の開口位置になっている。

【００４０】要約すると、採取孔４１と流出孔４２は、
各気筒内のシリンダ壁におけるピストン４によって開閉
される部位に開口され、これら両孔が両方とも開いてい
るときに＃１気筒と＃２気筒の圧力に差が生じる位置に
位置づけられている。そして、これら両孔が両方とも開
いているときに高圧となる＃２気筒の採取孔４１が、略
排気ポート上縁より下方に配設されている。さらに、こ
の採取孔４１と流出孔４２は、＃２気筒が膨張行程の略
排気ポート開タイミングから略掃気ポート開タイミング
の間であるときのみに、検出用配管３９を介して２気筒
が連通される位置に開口されている。

【００４１】このように構成された空燃比検出装置で
は、＃２気筒のピストン４が膨張行程で排気ポート開タ
イミングに達し採取孔４１が開くと、このときには＃１
気筒の流出孔４２は既に開いているので、上記採取孔４
１の開と同時に、＃１気筒および＃２気筒間の圧力差に
よって、＃２気筒内の既燃ガスが採取孔４１から流出孔
４２へ向かって検出用配管３９内を流れ、蓄圧ケース３
９ｃ内の蓄圧室４０に流入した既燃ガスの主に酸素量を
排気ガスセンサ３８が測定する。

【００４２】その後、＃２気筒のピストン４がさらに下
降し、これが掃気ポート開タイミングに達する直前に流
出孔４２が＃１気筒のピストン４によって閉じられる。
このため、検出用配管３９内を流れる既燃ガス中には吹
き抜け新気は含まれないので、排気ガスセンサ３８は吹
き抜け新気を含まない既燃ガス中の酸素量を測定でき、
吹き抜け新気を含まない既燃ガスの空燃比を検出するこ
とができる。しかも、＃２気筒から検出用配管３９への
新気の吹き抜けを防ぐためにオリフィスや特別なバルブ
を必要としない。

【００４３】また、検出用配管３９は途中に蓄圧室４０
が設けられ、ここに排気ガスセンサ３８の検出部３８ａ
が臨んでいるので、検出部３８には既燃ガスがまんべん
なく当たるようになる。しかも、検出用配管３９の採取
管３９ａの蓄圧室４０側端部は前記検出部３８ａと対向
する部位に開口されているので、＃２気筒から流出した
既燃ガスが検出部３８ａに確実に当たることになる。そ
の上、採取管３９ａと流出管３９ｂとの蓄圧室４０側端
部は互いに対向しない位置に開口されているので、既燃
ガスが採取管３９ａから流出管３９ｂへ直ちに流れ込ま
ずに蓄圧室４０内に溜まるようになる。このため、排気
ガスセンサ３８の検出部３８ａには、より一層既燃ガス
がまんべんなく当たるようになる。

【００４４】さらに、＃１気筒と＃２気筒の位相差を利
用して検出用配管３９に既燃ガスを流すようにしたの
で、既燃ガスを排気通路内の脈動の影響を受けることな
く検出通路内にスムーズに導くことができる。その上、
既燃ガスは圧力差により＃２気筒から＃１気筒へ向かっ
てのみ流れるので、特別なバルブを設けることなく特定
の気筒（＃２気筒）内の既燃ガスの空燃比を検出するこ
とができる。

【００４５】上述したように流出孔４２が閉じた後も検
出孔４１は開状態に保たれ、＃２気筒の掃気ポート１３
が開く以前に検出用配管３９内に高圧の既燃ガスが押し
込まれる。このとき、検出用配管３９の途中に設けた蓄
圧室４０が昇圧され、ここに既燃ガスが蓄えられる。

【００４６】このように蓄圧室４０が昇圧された状態で
＃２気筒の掃気ポート１３が開口する。すなわち、掃気
がシリンダ３内に流入されたとしても、蓄圧室４０から
既燃ガスが図６中に破線矢印で示すように検出用配管３
９を通って＃２気筒へ逆流するので、新気が採取孔４１
へ流出することがない。

【００４７】前記逆流現象は、＃２気筒のピストン４が
さらに下降し、下死点を過ぎて上昇し採取孔４１を閉じ
るまで継続して起こる。すなわち、＃２気筒に流入した
新気は殆ど検出用配管３９へは流出しないことになる。
なお、蓄圧室４０内の圧力をもった既燃ガスは、採取孔
４１が閉じられることによって検出用配管３９中に略密
封される。

【００４８】その後、＃２気筒のピストン４がさらに上
昇して排気ポート１２を閉じると、採取孔４１も略同時
に閉じられる。このため、圧縮行程におけるシリンダ３
内の新気の検出用配管３９への流出が防止でき、新気を
含まない既燃ガスの空燃比を検出することができる。そ
の上、＃２気筒から検出用配管３９への新気の流出を防
ぐためにオリフィスや特別なバルブを必要としない。

【００４９】さらにクランク軸７が回転して＃２気筒が
圧縮行程終期に達すると、＃１気筒は膨張行程で排気ポ
ート開タイミングに達し、既燃ガスが排気ポート１２に
排出されるようになる。その後、＃１気筒のピストン４
が排気ポート開タイミングとなる位置より下降すると、
流出孔４２および掃気ポート１３が開く。このとき、採
取孔４１はピストン４によって閉ざされたままであるの
で、掃気ポート１３が開くことによって＃１気筒内に流
入した新気が流出孔４２から検出用配管３９を介して＃
２気筒へ流入することはない。また、流出孔４２が開く
と、検出用配管３９の蓄圧室４０内に蓄圧されていた高
圧な既燃ガスが流出管３９ｂを通って＃１気筒内に流入
するので、＃１気筒の既燃ガスあるいは新気が排気ガス
センサ３８に到達することもない。

【００５０】なお、蓄圧室４０の容積は、上述したよう
に流出孔４２が閉じてから＃２気筒の掃気ポート１３が
開く以前に検出用配管３９へ押し込まれた既燃ガスを蓄
え、この既燃ガスを採取孔４１が閉じられるまで＃２気
筒へ逆流させ、さらに流出孔４２が開いてからも＃１気
筒へ流入させることができるように設定されている。

【００５１】上述したように＃１気筒の掃気ポート１３
が開いた後、流出孔４２が開いた状態で＃２気筒が膨張
行程で排気ポート開タイミングに達して再び採取孔４１
が開き、＃２気筒の既燃ガスが＃１気筒へ流出される。
そして、上述した動作が繰り返し行われることになる。

【００５２】本実施例で示した構成を採ると、採取孔４
１と流出孔４２がそれぞれ開いている状態において、＃
２気筒のシリンダ３内の圧力Ｐ２が＃１気筒のシリンダ
３内の圧力Ｐ１よりも高くなるとともに、検出用配管３
９の採取孔４１、流出孔４２が＃２気筒、＃１気筒のそ
れぞれのピストン４により開閉操作されるので、流出孔
４２から検出用配管３９内へ＃１気筒内の既燃ガス等が
逆流することがない。

【００５３】また、図２に示したようにエンジン１の各
気筒のシリンダ軸心を含む平面に対して一側に排気系部
品を配設するとともに他側に検出用配管３９を配設した
ので、検出用配管３９は排気系部品の存在しないエンジ
ン一側に配置することができ、排気通路に干渉すること
なくスムーズに配管できる。このため、検出用配管３９
内を既燃ガスがスムーズに流れて排気ガスセンサ３８が
既燃ガスの空燃比を正確に検出できるようになる。特
に、本実施例のように吸気通路をクランクケース５に接
続すれば、検出用配管３９が吸気通路と干渉することも
防止でき、検出用配管３９を一層スムーズに配管するこ
とができる。

【００５４】さらに、検出用配管３９は絞り部がない均
一径に形成されているので、船外機２はトローリング運
転時のようなエンジン１の極低速運転時に、不完全燃焼
によってカーボンやスラッジ等が発生しても、これらの
カーボン等によって検出用配管３９内が閉塞されること
がない。その上、検出用配管３９はシンプルな構成であ
るため、流体抵抗が少なく、このため、例えば過渡運転
時においてもサイクル毎の空燃比を検出でき、過渡運転
時に最適な空燃比制御が実施できる。

【００５５】さらにまた、第２従来例のように排気ガス
センサの上流側にバルブを設置すると、このバルブが失
火時に開弁しないが、上記実施例では、検出用配管３９
がシンプルな構造であるため、失火の検知も可能とな
る。

【００５６】なお、上記実施例ではエンジン１が直列３
気筒の２サイクルエンジンの場合を述べたが、各気筒間
に位相差があり、検出用配管３９の採取孔４１および流
出孔４２を適切なタイミング位置に配置できればよいの
で、Ｖ型４気筒あるいはＶ型６気筒の２サイクルエンジ
ンについても適用できる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係るエ
ンジンの空燃比検出装置は、位相の異なる２つの気筒同
士を検出通路によって互いに連通させ、この検出通路に
排気ガスセンサを設けたため、２つの気筒の位相差を利
用して検出通路内に既燃ガスを流すことができ、気筒内
の既燃ガスを排気通路内の脈動の影響を受けることなく
検出通路内にスムーズに導くことができる。このため、
気筒内の既燃ガスの空燃比を正確に測定できる。

【００５８】第２の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第１の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、検出通路の両端を、各気筒内のシリンダ壁におけ
るピストンによって開閉される部位に開口させ、これら
の開口位置を、これらが両方とも開いているときに２つ
の気筒の圧力に差が生じる位置に位置づけたため、既燃
ガスは両気筒を連通する検出通路内を一方の気筒から他
方の気筒へ向かってのみ流れる。

【００５９】このため、特別なバルブを設けることなく
特定の気筒内の既燃ガスの空燃比を検出でき、検出通路
内でのカーボンやスラッジによる閉塞等の発生を防止で
きる。

【００６０】第３の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第２の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、エンジンとして多気筒型２サイクルエンジンを用
い、検出通路の両端開口のうち、これらが両方とも開い
ているときに高圧となる方の気筒の開口を、略排気ポー
ト上縁より下方に配設したため、検出通路の両端の開口
のうちこれらが両方とも開いているときに高圧となる方
の気筒の開口には、圧縮行程でシリンダ内の新気が流出
し難くなる。

【００６１】このため、新気を含まない既燃ガスの空燃
比を検出することができる。しかも、一方の気筒から検
出通路への新気の流出を防ぐためにオリフィスや特別な
バルブを必要とせず、検出通路内でのカーボンやスラッ
ジによる閉塞等の発生を防止できる。

【００６２】第４の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第２の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、エンジンとして多気筒型２サイクルエンジンを用
い、検出通路の両端開口を、これらが両方とも開いてい
るときに高圧となる方の気筒が膨張行程の略排気ポート
開タイミングから略掃気ポート開タイミングの間である
ときのみに、検出通路を介して２気筒が連通される位置
に配設したため、検出通路の両端の開口が両方とも開い
ているときに高圧となる方の気筒に掃気ポートから新気
が流入するときには、検出通路は他方の気筒のピストン
によって閉ざされているので、高圧側の気筒から検出通
路への新気吹き抜けが防止できる。

【００６３】このため、新気を含まない既燃ガスの空燃
比を検出できる。しかも、一方の気筒から検出通路への
新気の吹き抜けを防ぐためにオリフィスや特別なバルブ
を必要とせず、検出通路内でのカーボンやスラッジによ
る閉塞等の発生を防止できる。

【００６４】第５の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第１の発明ないし第４の発明のうち何れか１つの
エンジンの空燃比検出装置において、検出通路の途中に
容積部を介在させ、この容積部に排気ガスセンサの検出
部を臨ませたため、排気ガスセンサの検出部が臨む容積
部内に既燃ガスを溜めて前記検出部にまんべんなく当て
ることができる。このため、排気ガスセンサによる既燃
ガスの空燃比の検出を正確に行うことができる。

【００６５】第６に発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は、第５の発明に係るエンジンの空燃比検出装置にお
いて、検出通路における一方の気筒から容積部に延びる
部分を容積部における排気ガスセンサの検出部と対向す
る部位に開口させるとともに、他方の気筒から容積部に
延びる部分を、前記開口とは対向しない部位に開口させ
たため、検出通路における一方の気筒から容積部に延び
て排気ガスセンサの検出部と対向する部位に開口する部
分から容積部内に流入した既燃ガスは、前記検出部に確
実に当たるようになる。

【００６６】また、容積部内に流入した既燃ガスは検出
通路の他方の部分に向かって直ちに吹き抜けることな
く、容積部内に滞留するから、排気ガスセンサの検出部
に既燃ガスをまんべんなく当てて排気ガスセンサによる
既燃ガスの空燃比の検出を正確に行うことができる。

【００６７】第７の発明に係るエンジンの空燃比検出装
置は第１の発明ないし第６の発明のうち何れか１つのエ
ンジンの空燃比検出装置において、エンジンの各気筒の
シリンダ軸心を含む平面に対して一側に排気系部品を配
設するとともに他側に検出通路を配設したため、検出通
路は排気系部品の存在しないエンジン一側に配置される
から、検出通路が排気通路に干渉することがなく、検出
通路をスムーズに配管できる。

【００６８】このため、検出通路内を既燃ガスがスムー
ズに流れて排気ガスセンサによる既燃ガスの空燃比の検
出を正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るエンジンの空燃比検出装置が適
用された２サイクルエンジンを示す側面図である。

【図２】 図１におけるII−II線断面図である。

【図３】 図１の２サイクルエンジンの平面図である。

【図４】 図１の２サイクルエンジンを燃料噴射装置と
ともに示す構成図である。

【図５】 排気ガスセンサの検出部を検出通路の容積部
に臨ませた状態を示す断面図である。

【図６】 検出通路の気筒への開口位置を示す構成図で
ある。

【図７】 本発明に係るエンジンの空燃比検出装置の動
作を説明するためのタイムチャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、３…シリンダ、４…ピストン、１２…排
気ポート、１３…掃気ポート、１４…排気通路、１４ａ
…排気通路形成用カバー、３８…排気ガスセンサ、３８
ａ…検出部、３９…検出用配管、３９ａ…採取管、３９
ｂ…流出管、３９ｃ…蓄圧ケース、４０…蓄圧室、４１
…採取孔、４２…流出孔。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒エンジンに排気ガスセンサが設け
   られて気筒内の既燃ガスの空燃比を検出するエンジンの
   空燃比検出装置において、位相の異なる２つの気筒同士
   を検出通路によって互いに連通させ、この検出通路に前
   記排気ガスセンサを設けたことを特徴とするエンジンの
   空燃比検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエンジンの空燃比検出装
   置において、検出通路の両端を、各気筒内のシリンダ壁
   におけるピストンによって開閉される部位に開口させ、
   これらの開口位置を、これらが両方とも開いているとき
   に２つの気筒の圧力に差が生じる位置に位置づけたこと
   を特徴とするエンジンの空燃比検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のエンジンの空燃比検出装
   置において、エンジンとして多気筒型２サイクルエンジ
   ンを用い、検出通路の両端開口のうち、これらが両方と
   も開いているときに高圧となる方の気筒の開口を、略排
   気ポート上縁より下方に配設したことを特徴とするエン
   ジンの空燃比検出装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載のエンジンの空燃比検出装
   置において、エンジンとして多気筒型２サイクルエンジ
   ンを用い、検出通路の両端開口を、これらが両方とも開
   いているときに高圧となる方の気筒が膨張行程の略排気
   ポート開タイミングから略掃気ポート開タイミングの間
   であるときのみに、検出通路を介して２気筒が連通され
   る位置に配設したことを特徴とするエンジンの空燃比検
   出装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし請求項４のうち何れか１
   つのエンジンの空燃比検出装置において、検出通路の途
   中に容積部を介在させ、この容積部に排気ガスセンサの
   検出部を臨ませたことを特徴とするエンジンの空燃比検
   出装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のエンジンの空燃比検出装
   置において、検出通路における一方の気筒から容積部に
   延びる部分を容積部における排気ガスセンサの検出部と
   対向する部位に開口させるとともに、他方の気筒から容
   積部に延びる部分を、前記開口とは対向しない部位に開
   口させたことを特徴とするエンジンの空燃比検出装置。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項６のうち何れか１
   つのエンジンの空燃比検出装置において、エンジンの各
   気筒のシリンダ軸心を含む平面に対して一側に排気系部
   品を配設するとともに他側に検出通路を配設したことを
   特徴とするエンジンの空燃比検出装置