JPH08121214A - 2サイクルエンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

2サイクルエンジンの燃焼制御装置

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JPH08121214A
JPH08121214A JP6253706A JP25370694A JPH08121214A JP H08121214 A JPH08121214 A JP H08121214A JP 6253706 A JP6253706 A JP 6253706A JP 25370694 A JP25370694 A JP 25370694A JP H08121214 A JPH08121214 A JP H08121214A
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JP
Japan
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fuel ratio
sensor
air
control device
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JP6253706A
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Masahiko Kato
雅彦 加藤
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Yamaha Marine Co Ltd
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Sanshin Kogyo KK
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1493Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン回転数が低い場合でも排気通路に配
設されたO2 センサのからの検出空燃比出力を安定化で
き、もって精度の良い空燃比制御を行うことができ、エ
ンジン性能を向上することができる2サイクルエンジン
の燃焼制御装置を提供する。 【構成】 排気通路7に配設されたO2 センサ8からの
出力を濾波処理するECU31を備える。この場合、エ
ンジン回転数が低いほど低い濾波周波数に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気通路内の排気ガス
の空燃比を検出するとともに、検出された空燃比が目標
空燃比となるよう燃料供給量を制御するようにした2サ
イクルエンジンの燃焼制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、4サイクルエンジンでは、排気通
路にO2 センサを取り付けて排気ガスの空燃比を検出
し、該検出空燃比が目標空燃比となるよう燃料供給量を
制御して、エンジン性能の向上を図ることが行われてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、一般に2サ
イクルエンジンでは掃気行程時に燃料ガスが排気通路に
排出される吹き抜け現象が発生する。そのため、上記従
来のように排気通路にセンサを取り付けた場合、エンジ
ン回転数が中速域以上では、既燃ガスと吹き抜けとの成
分が混合されて適正な空燃比が検出されるが、エンジン
回転数が所定回転数(例えば1500rpm)以下の低
速回転域では、上記排気通路のセンサ取付部を既燃ガス
と吹き抜けとが交互に流れることとなり、センサ出力の
振幅が大きく乱れて正確な空燃比を検出できないという
問題が発生する。
【0004】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、エンジン回転数が低い場合でもO2 センサ
の出力を安定化でき、正確な空燃比を検出でき、もって
精度の良い空燃比制御を行うことができ、エンジン性能
を向上することができる2サイクルエンジンの燃焼制御
装置を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、排気
ガスの空燃比を検出するとともに、検出された空燃比が
目標空燃比となるよう燃料供給量を制御するようにした
2サイクルエンジンの燃焼制御装置において、O2 セン
サからの出力に特定周波数の信号をカットする濾波処理
を施す信号処理手段を備えたことを特徴としている。
【0006】請求項2の発明は、請求項1において、上
記信号処理手段が、エンジン回転数が低いほど上記特定
周波数を低く設定することを特徴としている。
【0007】請求項3の発明は、排気ガスの空燃比を検
出するとともに、検出された空燃比が目標空燃比となる
よう燃料供給量を制御するようにした2サイクルエンジ
ンの燃焼制御装置において、O2 センサからの出力を平
均化処理する信号処理手段を備えたことを特徴としてい
る。
【0008】
【作用】請求項1の発明の2サイクルエンジンの燃焼制
御装置によれば、信号処理手段によりO2 センサからの
出力を濾波処理するようにしたので、O2 センサの出力
を安定化でき、精度の良い空燃比制御を行うことがで
き、もってエンジン性能を向上することができる。
【0009】請求項2の発明の2サイクルエンジンの燃
焼制御装置によれば、上記信号処理において、エンジン
回転数が低いほど上記特定周波数を低く設定したので、
特にセンサ出力の波形の乱れが発生する低速域での出力
信号の振幅を小さくでき、精度の良い空燃比制御を行う
ことができ、もってエンジン性能を向上することができ
る。
【0010】請求項3の発明の2サイクルエンジンの燃
焼制御装置によれば、信号処理手段によりO2 センサか
らの出力を平均化処理するようにしたので、O2 センサ
の出力を安定化でき、精度の良い空燃比制御を行うこと
ができ、もってエンジン性能を向上することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1ないし図6は請求項1,2の発明の第1実施例
の2サイクルエンジンの燃焼制御装置を説明するための
図であり、図1は上記実施例エンジンが適用された船外
機の左側面図、図2はセンサの取付構造を示す上記実施
例エンジンの一部断面後面図、図3は上記センサの取付
構造の変形例を示すエンジンの要部断面側面図、図4は
上記燃焼制御装置の構成を模式的に示す図、図5は上記
制御装置の制御方法を説明するための構成図、図6は本
実施例の作用効果を説明するための特性図である。
【0012】図において、1は船外機を示し、これは推
進機2が配設されたロアケース3の上部にアッパケース
4を接続し、これの上部に本実施例の3気筒2サイクル
船外機用エンジン5が収容されたカウリング6を接続し
て構成されている。また、上記船外機1のトリム角を検
出するトリム角センサ37が取り付けられている。
【0013】上記エンジン5は、シリンダブロック2の
シリンダボア3内にピストン4を摺動自在に配置し、該
ピストン4をコンロッド5aでクランク軸6に連結した
構造のものであり、クランク軸6を上下方向に向けて搭
載されている。
【0014】上記シリンダブロック2には各気筒用排気
通路7が形成されている。該各気筒用の排気通路7は集
合部4aで互いに集合されて、その下端部に接続された
排気管7aを介して上記ロアケース3底部から排気ガス
を水中に排出するようになっている。また、上記上端の
気筒用排気通路7には、図2に示すように排気ガスの空
燃比を検出するO2 センサ8が取り付けられている。な
お上記O2 センサ8は、図3に示すように上記集合部4
a部分に取り付けても良く、この場合、排ガス成分が混
合されて検出精度を向上できるため、より好ましい。
【0015】上記シリンダブロック2には掃気通路9が
形成されており、該掃気通路9の掃気ポート9aが、上
記排気通路7の排気ポート7aと所定の位相差でもって
上記ピストン4により開閉されるようになっている。な
お、10は、このエンジン5のノック状態を検出するノ
ックセンサである。
【0016】上記シリンダブロック2の合面にはシリン
ダヘッド11が装着されている。該シリンダヘッド11
に形成された燃焼凹部内には点火プラグ12が挿入され
ており、コイル13より高電圧が供給されて点火され
る。また、上記シリンダボア3内の圧力を検出する筒内
圧センサ14が設けられている。なお、15は上記コイ
ル13より点火プラグ12に供給される電流を制御する
CDIである。
【0017】上記シリンダブロック2の反ヘッド側には
クランク室16が設けられて、上記掃気通路9を介して
上記シリンダボア3と連通しており、クランク室内圧を
測定するためのクランク圧センサ17が、また、上記ク
ランク室内のクランク軸6にはクランク角度(エンジン
回転数)を検出するためのクランク角センサ18がそれ
ぞれ設けられている。
【0018】上記クランク室16には吸気通路19が接
続されている。該吸気通路19のクランク室側開口近傍
には、吸気の逆流を防止するためのリードバルブ20が
配設されている。また上記吸気通路19には該吸気通路
内に燃料を噴出するためのインジェクタ21が装着され
ている。また上記吸気通路19内にはスロットルバルブ
22が配設されており、該スロットルバルブ22の回転
量すなわちスロットル弁角はセンサ23により検出され
るようになっている。また、上記吸気通路19には吸気
温を検出する吸気温センサ24が取り付けられている。
【0019】上記インジェクタ21には、該インジェク
タ21に高圧燃料を供給する高圧燃料ポンプ25と上記
燃料の圧力を調節するプレッシャレギュレータ26とが
接続されている。そして、上記高圧燃料ポンプ25,プ
レッシャレギュレータ26が上記船外機1内に設けられ
たサブタンク27に接続されて、該サブタンク27内の
燃料が上記インジェクタ21に供給されるようになって
いる。
【0020】上記サブタンク27は、船体側の燃料タン
ク28の燃料が低圧燃料ポンプ29により水分離フィル
ター30を介して供給されて一旦貯溜されるものであ
る。なお、27aは上記サブタンク27内のフロートを
示しており、該フロート27aのレべルに応じて上記低
圧燃料ポンプ29が作動されて燃料が供給される。
【0021】上記ノックセンサ10,クランク圧センサ
17,クランク角センサ18,吸気温センサ24,スロ
ットル開度センサ23,筒内圧センサ14,O2 センサ
8,トリム角センサ37はECU31に接続されてい
る。そして、上記各センサからの信号が上記ECU31
に入力されて、エンジン状態に応じた燃焼制御がされる
ようになっている。また、上記ECU31には、上記エ
ンジン5のボディ温度,背圧,冷却水温度,大気圧,及
び図示しないカム軸のカム開度がそれぞれ入力されて、
これら各信号も燃焼制御に利用される。また、上記EC
U31は不揮発性メモリ(不図示)を備えており、該メ
モリに制御プログラム,データ等が記憶されている。
【0022】また、上記ECU31は、高圧燃料ポンプ
25,インジェクタ21,及びCDI15に接続されて
おり、これにより燃料噴射量,点火タイミングが制御さ
れるようになっている。
【0023】そして、上記ECU31内の制御プログラ
ムは、図5に示すように、上記O2センサ8からの信号
に対して、エンジン回転数が低いほど低い濾波周波数を
設定して信号処理するよう構成されている。即ち、上記
ECU31はO2 センサ8の出力信号波形(図6A)を
濾波波形(図6C)として出力する信号処理手段として
機能する。
【0024】上記濾波処理は、センサ取付部を既燃ガス
と吹き抜けとが交互に流れる回転域、すなわち、低回転
域で行われる。そして、この低回転域において、エンジ
ン回転数が低いほど低い濾波周波数が設定される。これ
は、既燃ガスと吹き抜けの交互の流れと、O2 センサか
らの信号を同期させてO2 センサの出力を安定化させる
ためである。つまりエンジン回転数が高いほど、既燃ガ
スと吹き抜けの交互の流れの周期が短いので、これに同
期するように、エンジン回転数が高いほど濾波周波数を
高くしている。
【0025】具体的には、エンジン回転数が1500r
pm以下においてはO2 センサ8からの7Hz以下の信
号のみを空燃比信号として出力し、同様に、1100r
pm以下においては5Hz以下の信号のみを、800r
pm以下においては3Hz以下の信号のみを、それぞれ
出力するよう構成されている。即ち、本発明でいう特定
周波数の信号とは、1500,1100,800rpm
以下の場合、それぞれ7,5,3HZ 以上の信号が該当
する。
【0026】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例エンジン5が始動されると、上記サブタン
ク27内の燃料が高圧燃料ポンプ25により高圧にされ
て図示矢印方向にインジェクタ21に供給される。該イ
ンジェクタ21により、上記吸気通路19に供給された
燃料は空気と混合しつつクランク室16に導入され、該
混合気が掃気通路9を通ってシリンダボア3内に供給さ
れ、点火プラグ12により点火されて、ピストン4によ
りクランク軸6が駆動される。その後、排気ガスが排気
通路7を通って外部に排出される。
【0027】このとき、上記排気通路7に取り付けられ
たO2 センサ8の出力信号は、エンジン回転数が中速以
上の場合は比較的安定しているものの、低速以下の場合
には既燃ガスと吹き抜けガスとが上記排気通路7のO2
センサ8取付部分を交互に通過することから、図6の信
号波形Aに示すように振幅が大きく乱れる傾向がある。
【0028】本実施例では、上記センサ8からの出力信
号は、ECU31内の信号処理回路により、エンジン回
転数が低いほど低い周波数により濾波処理されて、図6
の空燃比波形Cとして出力される。そして、この濾波処
理された空燃比が目標空燃比となるよう燃料供給量が制
御される。
【0029】このように、エンジン回転数が低いほど低
い濾波周波数を設定して、信号処理するようにしたの
で、上記センサ8の出力信号の振幅が大きく乱れた場合
でも、該出力信号の所定の周波数以下の部分を検出空燃
比として出力でき、検出空燃比を安定化でき、もって精
度の良いエンジンの空燃比制御を行うことができる。
【0030】次に、請求項2の発明による第2実施例の
2サイクルエンジンの燃焼制御装置を説明する。本第2
実施例装置は、上記第1実施例のECU31内の制御プ
ログラムを変更したものであるので構成の説明は省略す
る。
【0031】本実施例装置のECU31は、上記O2
ンサ8の出力信号波形(図6のA参照)を平均化するプ
ログラムが記憶されている。即ち、上記ECU31は上
記出力波形Aを平均化した平均波形Bとして出力する信
号処理手段として機能する。
【0032】本実施例装置では、O2 センサ8の出力信
号波形AがECU31で平均化処理されて、平均波形B
として出力され、これに基づいて空燃比制御が行われ
る。
【0033】このように、O2 センサ8の出力信号を平
均化処理して検出空燃比としたので、上記第1実施例と
同様に、エンジン回転数が低い時にO2 センサ8の出力
信号の振幅が大きい場合に、図6の曲線Bに示すように
検出空燃比を安定化でき、もって精度の良い空燃比制御
を行うことができる。
【0034】なお、上記実施例では、排気通路7内の排
気ガスの空燃比をO2 センサ8で検出する場合を説明し
たが、本発明は燃焼室から直接排気ガスを取り出して空
燃比を検出する場合にも適用可能である。
【0035】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明に係るエン
ジンの燃焼制御装置では、O2 センサからの出力を濾波
処理するようにしたので、該センサ出力を安定化でき、
精度の良い空燃比制御を行うことができる効果がある。
【0036】請求項2の発明の2サイクルエンジンの燃
焼制御装置では、上記信号処理においてエンジン回転数
が低いほど濾波周波数を低くしたので、特に低速域での
センサ出力を安定化でき、精度の良い空燃比制御を行う
ことができる効果がある。
【0037】請求項3の発明の2サイクルエンジンの燃
焼制御装置では、O2 センサの出力を平均化処理するよ
うにしたので、センサ出力を安定化でき、精度の良い空
燃比制御を行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例によるエンジンが適用され
た船外機の左側面図である。
【図2】上記実施例エンジンの一部断面後面図である。
【図3】上記実施例エンジンの変形例の要部断面側面図
である。
【図4】上記実施例燃焼制御装置を模式的に示す構成図
である。
【図5】上記実施例の制御方法を説明するための構成図
である。
【図6】上記実施例装置の時間とセンサ出力波形又は処
理波形との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
5 エンジン 7 排気通路 8 O2 センサ 31 ECU(信号処理手段)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気ガスの空燃比を検出するとともに、
    検出された空燃比が目標空燃比となるよう燃料供給量を
    制御するようにした2サイクルエンジンの燃焼制御装置
    において、O2 センサからの出力に特定周波数の信号を
    カットし、残りの信号のみを出力する濾波処理を施す信
    号処理手段を備えたことを特徴とする2サイクルエンジ
    ンの燃焼制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記信号処理手段
    が、エンジン回転数が低いほど上記特定周波数を低く設
    定することを特徴とする2サイクルエンジンの燃焼制御
    装置。
  3. 【請求項3】 排気ガスの空燃比を検出するとともに、
    検出された空燃比が目標空燃比となるよう燃料供給量を
    制御するようにした2サイクルエンジンの燃焼制御装置
    において、O2 センサからの出力を平均化処理する信号
    処理手段を備えたことを特徴とする2サイクルエンジン
    の燃焼制御装置。
JP6253706A 1994-10-19 1994-10-19 2サイクルエンジンの燃焼制御装置 Pending JPH08121214A (ja)

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