JPH11182282A - 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 - Google Patents
筒内燃料噴射式エンジンの制御装置Info
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- JPH11182282A JPH11182282A JP9346340A JP34634097A JPH11182282A JP H11182282 A JPH11182282 A JP H11182282A JP 9346340 A JP9346340 A JP 9346340A JP 34634097 A JP34634097 A JP 34634097A JP H11182282 A JPH11182282 A JP H11182282A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/401—Controlling injection timing
-
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】空燃比による燃料噴射量のフィードバック制御
を行う筒内燃料噴射式エンジンにおいて、リーン側に設
定した運転域での出力変動を低減させ、エンジンフィー
リングを向上させる。 【解決手段】エンジンの空燃比を検出し、検出された空
燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する筒
内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン運転域が少な
くともリーン設定域の場合には、少なくとも燃料噴射時
期を制御する。
を行う筒内燃料噴射式エンジンにおいて、リーン側に設
定した運転域での出力変動を低減させ、エンジンフィー
リングを向上させる。 【解決手段】エンジンの空燃比を検出し、検出された空
燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する筒
内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン運転域が少な
くともリーン設定域の場合には、少なくとも燃料噴射時
期を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内燃料噴射式エ
ンジンの技術分野に属する。
ンジンの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来、燃料を吸気管内に噴射する方式の
エンジンにおいて、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し、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
した燃料噴射制御方式が知られている。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、目標空燃比となるように燃料噴射量を制御する方式
である。
エンジンにおいて、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し、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
した燃料噴射制御方式が知られている。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、目標空燃比となるように燃料噴射量を制御する方式
である。
【０００３】一方、２サイクルエンジンにおいては、掃
気ポートと排気ポートが同時に連通するタイミングがあ
るためＨＣ等の未燃ガスが排気されやすく、また、低
速、低負荷で残留ガスが多いため失火を起こし未燃ガス
が排気されやすい。そこで、排気ポートが閉じた後、高
圧燃料を筒内に直接噴射することにより燃料を霧化して
燃焼を改善させると共に、低速、低負荷では新気を多く
供給するようにして失火を防ぐことにより未燃ガスの排
出を低減する方式が知られている。
気ポートと排気ポートが同時に連通するタイミングがあ
るためＨＣ等の未燃ガスが排気されやすく、また、低
速、低負荷で残留ガスが多いため失火を起こし未燃ガス
が排気されやすい。そこで、排気ポートが閉じた後、高
圧燃料を筒内に直接噴射することにより燃料を霧化して
燃焼を改善させると共に、低速、低負荷では新気を多く
供給するようにして失火を防ぐことにより未燃ガスの排
出を低減する方式が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、上記した筒内
燃料噴射式エンジンに、空燃比による燃料噴射量のフィ
ードバック制御を組み合わせる方式が考えられるが、燃
料噴射弁の装着が吸気管からシリンダヘッドに変更にな
るため、燃料噴射位置と空燃比センサとの距離が小さく
なり、制御系の応答性が敏感になる結果、従来の燃料噴
射量のみを増減させるフィードバック制御を行うと、出
力も敏感に変動してしまい、エンジンフィーリングを損
なうという問題を有している。特に、燃費および排ガス
性能を向上させるために、エンジン全体の空燃比を他の
運転域に比べリーン側に設定した運転域では、噴射量に
対する出力変動が大きいために顕著に現れてしまう。
燃料噴射式エンジンに、空燃比による燃料噴射量のフィ
ードバック制御を組み合わせる方式が考えられるが、燃
料噴射弁の装着が吸気管からシリンダヘッドに変更にな
るため、燃料噴射位置と空燃比センサとの距離が小さく
なり、制御系の応答性が敏感になる結果、従来の燃料噴
射量のみを増減させるフィードバック制御を行うと、出
力も敏感に変動してしまい、エンジンフィーリングを損
なうという問題を有している。特に、燃費および排ガス
性能を向上させるために、エンジン全体の空燃比を他の
運転域に比べリーン側に設定した運転域では、噴射量に
対する出力変動が大きいために顕著に現れてしまう。
【０００５】また、マリン用エンジンの場合には、排気
管の先端が水面下にあり背圧が変動するため、燃焼状態
が悪化しやすく、これを解消するためには正確な空燃比
制御が必要であり、リーン側に設定した運転域での出力
変動の問題を解決することが特に重要である。
管の先端が水面下にあり背圧が変動するため、燃焼状態
が悪化しやすく、これを解消するためには正確な空燃比
制御が必要であり、リーン側に設定した運転域での出力
変動の問題を解決することが特に重要である。
【０００６】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、空燃比による燃料噴射量のフィードバック制
御を行う筒内燃料噴射式エンジンにおいて、リーン側に
設定した運転域での出力変動を低減させ、エンジンフィ
ーリングを向上させることができる筒内燃料噴射式エン
ジンの制御装置を提供することを目的とする。
であって、空燃比による燃料噴射量のフィードバック制
御を行う筒内燃料噴射式エンジンにおいて、リーン側に
設定した運転域での出力変動を低減させ、エンジンフィ
ーリングを向上させることができる筒内燃料噴射式エン
ジンの制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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記載の発明は、エンジンの空燃比を検出し、
検出された空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量
を制御する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン
運転域が少なくともリーン設定域の場合には、少なくと
も燃料噴射時期を制御することを特徴とし、請求項２記
載の発明は、請求項１において、検出された空燃比がリ
ーン側またはリッチ側に変動したときに、最初に燃料噴
射時間を変動させ、次いで燃料噴射時期を変動させるこ
とを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１、２に
おいて、検出された空燃比がはりつき状態となって所定
時間後に燃料噴射時期の変動から燃料噴射時間による変
動に変えることを特徴とし、請求項４記載の発明は、請
求項１〜３において、前記エンジンがマリン用２サイク
ルエンジンであることを特徴とする。
に請求項１記載の発明は、エンジンの空燃比を検出し、
検出された空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量
を制御する筒内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン
運転域が少なくともリーン設定域の場合には、少なくと
も燃料噴射時期を制御することを特徴とし、請求項２記
載の発明は、請求項１において、検出された空燃比がリ
ーン側またはリッチ側に変動したときに、最初に燃料噴
射時間を変動させ、次いで燃料噴射時期を変動させるこ
とを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１、２に
おいて、検出された空燃比がはりつき状態となって所定
時間後に燃料噴射時期の変動から燃料噴射時間による変
動に変えることを特徴とし、請求項４記載の発明は、請
求項１〜３において、前記エンジンがマリン用２サイク
ルエンジンであることを特徴とする。
【０００８】
【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は、本発明の筒内燃料噴射
式エンジンの制御装置の１実施形態を示す船外機の模式
図であり、図（Ａ）はエンジンの平面図、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、図（Ｄ）は燃料供給系の構成図、図２は、図１
の船外機の縦断面図、図３（Ａ）は図２の気筒の断面
図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印
方向に見た断面図である。
を参照しつつ説明する。図１は、本発明の筒内燃料噴射
式エンジンの制御装置の１実施形態を示す船外機の模式
図であり、図（Ａ）はエンジンの平面図、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、図（Ｄ）は燃料供給系の構成図、図２は、図１
の船外機の縦断面図、図３（Ａ）は図２の気筒の断面
図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印
方向に見た断面図である。
【０００９】図１〜図３において、１は船外機であり、
クランク軸１２ｂが縦置状態で搭載されるエンジン２
と、エンジン２の下端面に接続されエンジン２を支持す
るガイドエキゾースト部３と、ガイドエキゾースト部３
の下端面に接続されるアッパケース４、ロアケース５及
びプロペラ６からなる。上記エンジン２は、筒内噴射式
Ｖ型６気筒２サイクルエンジンであり、６つの気筒７ａ
〜７ｆが平面視でＶバンクをなすように横置き状態で且
つ縦方向に配設されたシリンダボディ７に、シリンダヘ
ッド８が連結、固定されている。
クランク軸１２ｂが縦置状態で搭載されるエンジン２
と、エンジン２の下端面に接続されエンジン２を支持す
るガイドエキゾースト部３と、ガイドエキゾースト部３
の下端面に接続されるアッパケース４、ロアケース５及
びプロペラ６からなる。上記エンジン２は、筒内噴射式
Ｖ型６気筒２サイクルエンジンであり、６つの気筒７ａ
〜７ｆが平面視でＶバンクをなすように横置き状態で且
つ縦方向に配設されたシリンダボディ７に、シリンダヘ
ッド８が連結、固定されている。
【００１０】上記気筒７ａ〜７ｆ内には、ピストン１１
が摺動自在に嵌合配置され、各ピストン１１はクランク
軸１２ｂに連結されている。シリンダヘッド８には、燃
料噴射弁１３及び点火プラグ１４が挿入配置されてい
る。燃料噴射弁１３は磁力で開閉作動されるソレノイド
開閉式であり、その噴孔１３ａの軸線はシリンダボア軸
線と交叉するようにされている。なお、１３ｂは噴霧形
状を示している。
が摺動自在に嵌合配置され、各ピストン１１はクランク
軸１２ｂに連結されている。シリンダヘッド８には、燃
料噴射弁１３及び点火プラグ１４が挿入配置されてい
る。燃料噴射弁１３は磁力で開閉作動されるソレノイド
開閉式であり、その噴孔１３ａの軸線はシリンダボア軸
線と交叉するようにされている。なお、１３ｂは噴霧形
状を示している。
【００１１】気筒７ａ〜７ｆは、それぞれ掃気ポート１
７ａ、１７ｂ、１７ｃによりクランク室に連通され、ま
た、気筒７ａ〜７ｆには、排気ポート１８ａ〜１８ｆが
掃気ポート１７ａに対向するように接続されている。図
２の左バンクの排気ポート１８ａ〜１８ｃは左集合排気
通路１９ａに、右バンクの排気ポート１８ｄ〜１８ｆは
右集合排気通路１９ｂに合流されており、左右の集合排
気通路１９ａ及び１９ｂの下流端にはそれぞれガイドエ
キゾースト部３内の左排気通路３ａ及び右排気通路３ｂ
を介してアッパケース４内の左排気管２０ａ及び右排気
管２０ｂが接続されている。なお、図３の１０５ａは後
述する空燃比センサ１０５の燃焼ガス採取孔であり、掃
気ポート１７ａの上部に配設されている。
７ａ、１７ｂ、１７ｃによりクランク室に連通され、ま
た、気筒７ａ〜７ｆには、排気ポート１８ａ〜１８ｆが
掃気ポート１７ａに対向するように接続されている。図
２の左バンクの排気ポート１８ａ〜１８ｃは左集合排気
通路１９ａに、右バンクの排気ポート１８ｄ〜１８ｆは
右集合排気通路１９ｂに合流されており、左右の集合排
気通路１９ａ及び１９ｂの下流端にはそれぞれガイドエ
キゾースト部３内の左排気通路３ａ及び右排気通路３ｂ
を介してアッパケース４内の左排気管２０ａ及び右排気
管２０ｂが接続されている。なお、図３の１０５ａは後
述する空燃比センサ１０５の燃焼ガス採取孔であり、掃
気ポート１７ａの上部に配設されている。
【００１２】左右の排気管２０ａ、２０ｂは、アッパケ
ース４内のマフラー２１内に配置されており、このマフ
ラー２１は隔壁２２により左右の排気管２０ａ、２０ｂ
が開口する左膨張室２１ａ及び右膨張室２１ｂを備えて
いる。この膨張室２１ａ、２１ｂは、左右バンクの気筒
７ａ〜７ｃ、７〜７ｆからの排気ガスの圧力波が略大気
圧状態に解放されるのに必要な容積を有している。ま
た、マフラー２１の下端には、ロアケース５内に形成さ
れた排気通路５ａが接続されており、この排気通路５ａ
は、左右の排気管２０ａ、２０ｂからの排気を合流させ
ている。
ース４内のマフラー２１内に配置されており、このマフ
ラー２１は隔壁２２により左右の排気管２０ａ、２０ｂ
が開口する左膨張室２１ａ及び右膨張室２１ｂを備えて
いる。この膨張室２１ａ、２１ｂは、左右バンクの気筒
７ａ〜７ｃ、７〜７ｆからの排気ガスの圧力波が略大気
圧状態に解放されるのに必要な容積を有している。ま
た、マフラー２１の下端には、ロアケース５内に形成さ
れた排気通路５ａが接続されており、この排気通路５ａ
は、左右の排気管２０ａ、２０ｂからの排気を合流させ
ている。
【００１３】図１（Ａ）に示すように、エンジン２のク
ランクケース２３には、吸気マニホールドの分岐通路２
５ａが接続されており、該分岐通路２５ａのクランクケ
ース２３への接続部には、逆流防止用のリード弁２４が
配設され、また、リード弁２４の上流側には、エンジン
内にオイルを供給するためのオイルポンプ２７と、吸気
量を制御するためのスロットル弁２６が配設されてい
る。
ランクケース２３には、吸気マニホールドの分岐通路２
５ａが接続されており、該分岐通路２５ａのクランクケ
ース２３への接続部には、逆流防止用のリード弁２４が
配設され、また、リード弁２４の上流側には、エンジン
内にオイルを供給するためのオイルポンプ２７と、吸気
量を制御するためのスロットル弁２６が配設されてい
る。
【００１４】図１（Ｄ）に示すように、主燃料タンク３
０（船体側に設置されている。）内の燃料は、手動式の
第１の低圧燃料ポンプ３１によりフィルタ３３を経て第
２の低圧燃料ポンプ３４に送られる。この第２の低圧燃
料ポンプ３４は、エンジン２のクランク室のパルス圧に
より駆動されるダイヤフラム式ポンプであり、燃料を気
液分離装置であるベーパーセパレータタンク３５に送
る。該ベーパーセパレータタンク３５内には、電動モー
タにより駆動される燃料予圧ポンプ３６が配設されてお
り、燃料を加圧し予圧配管Ａを経て高圧燃料ポンプ３７
に送る。高圧燃料ポンプ３７の吐出側は、各気筒７ａ〜
７ｆに沿って縦方向に配設された燃料供給レール４０に
接続されるとともに、高圧圧力調整弁３８および燃料冷
却器４１、配管Ｂを介してベーパーセパレータタンク３
５に接続されている。また、予圧配管Ａとベーパーセパ
レータタンク３５間には予圧圧力調整弁４２が設けられ
ている。
０（船体側に設置されている。）内の燃料は、手動式の
第１の低圧燃料ポンプ３１によりフィルタ３３を経て第
２の低圧燃料ポンプ３４に送られる。この第２の低圧燃
料ポンプ３４は、エンジン２のクランク室のパルス圧に
より駆動されるダイヤフラム式ポンプであり、燃料を気
液分離装置であるベーパーセパレータタンク３５に送
る。該ベーパーセパレータタンク３５内には、電動モー
タにより駆動される燃料予圧ポンプ３６が配設されてお
り、燃料を加圧し予圧配管Ａを経て高圧燃料ポンプ３７
に送る。高圧燃料ポンプ３７の吐出側は、各気筒７ａ〜
７ｆに沿って縦方向に配設された燃料供給レール４０に
接続されるとともに、高圧圧力調整弁３８および燃料冷
却器４１、配管Ｂを介してベーパーセパレータタンク３
５に接続されている。また、予圧配管Ａとベーパーセパ
レータタンク３５間には予圧圧力調整弁４２が設けられ
ている。
【００１５】ベーパーセパレータタンク３５内の燃料
は、燃料予圧ポンプ３６により例えば３〜１０ｋｇ／ｃ
ｍ2程度に予圧され、加圧された燃料は、高圧燃料ポン
プ３７により５０〜１００ｋｇ／ｃｍ2程度若しくはそ
れ以上に加圧され、加圧された高圧燃料は、圧力調整弁
３８にて設定圧を越える余剰燃料がベーパーセパレータ
タンク３５に戻され、必要な高圧燃料分のみを燃料供給
レール４０に供給し、各気筒７ａ〜７ｆに装着した燃料
噴射弁１３に供給するようにしている。
は、燃料予圧ポンプ３６により例えば３〜１０ｋｇ／ｃ
ｍ2程度に予圧され、加圧された燃料は、高圧燃料ポン
プ３７により５０〜１００ｋｇ／ｃｍ2程度若しくはそ
れ以上に加圧され、加圧された高圧燃料は、圧力調整弁
３８にて設定圧を越える余剰燃料がベーパーセパレータ
タンク３５に戻され、必要な高圧燃料分のみを燃料供給
レール４０に供給し、各気筒７ａ〜７ｆに装着した燃料
噴射弁１３に供給するようにしている。
【００１６】制御装置２９には、エンジン２の駆動状
態、船外機１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
１２ｂ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２３内の圧力を検出するクランク
室内圧センサ９１、吸気通路２５ａ内の温度を検出する
吸気温センサ９３、シリンダボディ７の温度を検出する
エンジン温度センサ９４、各気筒７ａ〜７ｆ内の背圧を
検出する背圧センサ９５、スロットル弁２６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２の振動数を検出
するエンジン振動センサ９８、エンジン２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１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１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、さらに、最上段の
気筒７ｄ内の空燃比を検出するに空燃比センサ１０５、
高圧燃料配管内の圧力を検出する圧力センサ１０６が設
けられている。制御装置２９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１４、燃料
噴射弁１３、オイルポンプ２７、予圧燃料ポンプ３６に
伝送する。
態、船外機１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
１２ｂ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２３内の圧力を検出するクランク
室内圧センサ９１、吸気通路２５ａ内の温度を検出する
吸気温センサ９３、シリンダボディ７の温度を検出する
エンジン温度センサ９４、各気筒７ａ〜７ｆ内の背圧を
検出する背圧センサ９５、スロットル弁２６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２の振動数を検出
するエンジン振動センサ９８、エンジン２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１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１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、さらに、最上段の
気筒７ｄ内の空燃比を検出するに空燃比センサ１０５、
高圧燃料配管内の圧力を検出する圧力センサ１０６が設
けられている。制御装置２９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１４、燃料
噴射弁１３、オイルポンプ２７、予圧燃料ポンプ３６に
伝送する。
【００１７】図４は、図１の制御装置２９で演算処理さ
れる燃料噴射制御のブロック構成図である。エンジン回
転数検出手段２０１とスロットル開度等を検出するエン
ジン負荷検出手段２０２により燃料噴射量算出手段２０
５において、基本的な燃料噴射量が算出されるが、空燃
比検出手段２０３により最上段の気筒７ｄ内の燃焼後の
空燃比（酸素濃度）が検出され、理論空燃比となるよう
に燃料噴射量が算出され、燃料噴射弁１３にフィードバ
ック制御される。さらに、エンジン回転数検出手段２０
１とエンジン負荷検出手段２０２によりエンジン運転域
判断手段２０４において、図５に示すエンジン全体での
運転域が判断され、運転域が、リーンセット域Ｂにある
場合には、燃料噴射時期算出手段２０６において、理論
空燃比となるように燃料噴射時期が算出され、燃料噴射
弁１３にフィードバック制御される。
れる燃料噴射制御のブロック構成図である。エンジン回
転数検出手段２０１とスロットル開度等を検出するエン
ジン負荷検出手段２０２により燃料噴射量算出手段２０
５において、基本的な燃料噴射量が算出されるが、空燃
比検出手段２０３により最上段の気筒７ｄ内の燃焼後の
空燃比（酸素濃度）が検出され、理論空燃比となるよう
に燃料噴射量が算出され、燃料噴射弁１３にフィードバ
ック制御される。さらに、エンジン回転数検出手段２０
１とエンジン負荷検出手段２０２によりエンジン運転域
判断手段２０４において、図５に示すエンジン全体での
運転域が判断され、運転域が、リーンセット域Ｂにある
場合には、燃料噴射時期算出手段２０６において、理論
空燃比となるように燃料噴射時期が算出され、燃料噴射
弁１３にフィードバック制御される。
【００１８】本発明の燃料噴射制御においては、６気筒
全体で見た場合の空燃比を図５に示す目標空燃比とする
ように行われる。すなわち、アイドル回転状態、トロー
ル回転状態のような低回転低負荷運転域Ａでは、空燃比
（Ａ／Ｆ）＝１１〜１２のリッチ空燃比を、中回転中負
荷運転域Ｂでは、空燃比＝１５〜１６のリーン空燃比
を、高回転高負荷運転域Ｃでは、空燃比＝１１付近の過
リッチ空燃比を目標として空燃比制御が行われる。その
ために、最上段の気筒７ｄ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が制御さ
れ、残りの気筒については、気筒７ｄの燃料噴射量を基
にエンジン全体で上記目標空燃比となるように補正した
燃料量を供給するように制御する。
全体で見た場合の空燃比を図５に示す目標空燃比とする
ように行われる。すなわち、アイドル回転状態、トロー
ル回転状態のような低回転低負荷運転域Ａでは、空燃比
（Ａ／Ｆ）＝１１〜１２のリッチ空燃比を、中回転中負
荷運転域Ｂでは、空燃比＝１５〜１６のリーン空燃比
を、高回転高負荷運転域Ｃでは、空燃比＝１１付近の過
リッチ空燃比を目標として空燃比制御が行われる。その
ために、最上段の気筒７ｄ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が制御さ
れ、残りの気筒については、気筒７ｄの燃料噴射量を基
にエンジン全体で上記目標空燃比となるように補正した
燃料量を供給するように制御する。
【００１９】図６及び図７は、本発明の燃料噴射制御を
説明するための図であり、図６（Ａ）は空燃比センサ１
０５の検出信号（電圧値）を示す波形図、図６（Ｂ）
は、燃料噴射量、燃料噴射時期のフィードバック量を示
す図、図７は燃料噴射時間と空燃比センサ出力との関係
を示す図である。
説明するための図であり、図６（Ａ）は空燃比センサ１
０５の検出信号（電圧値）を示す波形図、図６（Ｂ）
は、燃料噴射量、燃料噴射時期のフィードバック量を示
す図、図７は燃料噴射時間と空燃比センサ出力との関係
を示す図である。
【００２０】空燃比制御は、図６（Ａ）の実線に示すよ
うに、ａ１点で空燃比がリーン側からリッチ側になる
と、図６（Ｂ）の実線に示すように、燃料噴射時間（噴
射量）ＰRL、ＩRLと減少させるように制御し、この制御
によりセンサ出力が図７に示すように低下、すなわち空
燃比がリーン側に変化してゆき、ａ２点で空燃比がリッ
チ側からリーン側になると逆に燃料噴射時間を増大さ
せ、空燃比がリッチ側に変化するように制御することに
より、気筒７ｄを理論空燃比（空気過剰率λ＝１）とな
るようにフィードバック制御している。なお、燃料噴射
時間の増減の方法は、最初にＰRLに示すように変化量を
多くし、その後はＩRLに示すように変化量を少なくして
応答時間を早めている。
うに、ａ１点で空燃比がリーン側からリッチ側になる
と、図６（Ｂ）の実線に示すように、燃料噴射時間（噴
射量）ＰRL、ＩRLと減少させるように制御し、この制御
によりセンサ出力が図７に示すように低下、すなわち空
燃比がリーン側に変化してゆき、ａ２点で空燃比がリッ
チ側からリーン側になると逆に燃料噴射時間を増大さ
せ、空燃比がリッチ側に変化するように制御することに
より、気筒７ｄを理論空燃比（空気過剰率λ＝１）とな
るようにフィードバック制御している。なお、燃料噴射
時間の増減の方法は、最初にＰRLに示すように変化量を
多くし、その後はＩRLに示すように変化量を少なくして
応答時間を早めている。
【００２１】ところで、上記のように燃料噴射時間によ
り空燃比制御を行う場合、燃費および排ガス性能を向上
させるために、図５に示すように、エンジン全体の空燃
比を他の運転域に比べリーン側に設定した運転域Ｂで
は、図８に示すように、燃料噴射量に対するエンジンの
出力変動が大きいために、燃料噴射量のみを増減させる
フィードバック制御を行うと、エンジンフィーリングを
損なうという問題を有している。特に、船外機を始めと
するマリン用エンジンの場合には、排気管の先端が水面
下にあり背圧が変動し、吸入空気量が変動し空燃比が変
動するため、燃焼状態が悪化しやすく、これを解消する
ためには正確な空燃比制御が必要であり、リーン側に設
定した運転域での出力変動の問題を解決することが重要
となっている。
り空燃比制御を行う場合、燃費および排ガス性能を向上
させるために、図５に示すように、エンジン全体の空燃
比を他の運転域に比べリーン側に設定した運転域Ｂで
は、図８に示すように、燃料噴射量に対するエンジンの
出力変動が大きいために、燃料噴射量のみを増減させる
フィードバック制御を行うと、エンジンフィーリングを
損なうという問題を有している。特に、船外機を始めと
するマリン用エンジンの場合には、排気管の先端が水面
下にあり背圧が変動し、吸入空気量が変動し空燃比が変
動するため、燃焼状態が悪化しやすく、これを解消する
ためには正確な空燃比制御が必要であり、リーン側に設
定した運転域での出力変動の問題を解決することが重要
となっている。
【００２２】そこで、本発明においては、運転域が少な
くともリーンセット域Ｂにある場合には、燃料噴射時期
算出手段２０６において、理論空燃比となるように燃料
噴射時期が算出され、燃料噴射弁１３にフィードバック
制御するようにしている。なお、必ずしもリーンセット
域にある必要はなく、リーンセット域外であってもこの
制御を適用してもよい。図９（Ａ）は本発明に係わる燃
料噴射時期を説明するための図、図９（Ｂ）は、燃料噴
射時期と空燃比センサ出力との関係を示す図である。
くともリーンセット域Ｂにある場合には、燃料噴射時期
算出手段２０６において、理論空燃比となるように燃料
噴射時期が算出され、燃料噴射弁１３にフィードバック
制御するようにしている。なお、必ずしもリーンセット
域にある必要はなく、リーンセット域外であってもこの
制御を適用してもよい。図９（Ａ）は本発明に係わる燃
料噴射時期を説明するための図、図９（Ｂ）は、燃料噴
射時期と空燃比センサ出力との関係を示す図である。
【００２３】図９（Ａ）において、ＴＤＣは上死点位
置、ＥXＯは排気ポート開位置、ＳCＯは掃気ポート開位
置、ＢＤＣは下死点位置、ＳCＣは掃気ポート閉位置、
ＥXＣは排気ポート閉位置を示している。本発明におい
ては、運転域がリーンセット域Ｂにある場合には、下死
点を過ぎて排気ポートが閉じる前の間に燃料を噴射する
ようにしている。そして、図９（Ａ）に示すように、燃
料噴射時期を進角させればさせるほど、掃気ポートと排
気ポートが開いている時間の燃料が増大し、排気に吹き
抜ける燃料が増大するため、空燃比はリーンの方向に変
動し、従って、燃料噴射時期の制御により空燃比を制御
することができる。
置、ＥXＯは排気ポート開位置、ＳCＯは掃気ポート開位
置、ＢＤＣは下死点位置、ＳCＣは掃気ポート閉位置、
ＥXＣは排気ポート閉位置を示している。本発明におい
ては、運転域がリーンセット域Ｂにある場合には、下死
点を過ぎて排気ポートが閉じる前の間に燃料を噴射する
ようにしている。そして、図９（Ａ）に示すように、燃
料噴射時期を進角させればさせるほど、掃気ポートと排
気ポートが開いている時間の燃料が増大し、排気に吹き
抜ける燃料が増大するため、空燃比はリーンの方向に変
動し、従って、燃料噴射時期の制御により空燃比を制御
することができる。
【００２４】図６に戻り説明すると、図６（Ａ）の点線
に示すように、ａ１点で空燃比がリーン側からリッチ側
になると、図６（Ｂ）の点線に示すように、燃料噴射時
間（噴射量）Ｐ′RLだけ減少させ、次いで燃料噴射時期
をＩ′RLだけ順次進角させるように制御し、この制御に
よりセンサ出力が図９（Ｂ）に示すように低下、すなわ
ち空燃比がリーン側に変化してゆき、ａ２′点で空燃比
がリッチ側からリーン側になると逆に燃料噴射時期を遅
角させ、空燃比がリッチ側に変化するように制御するこ
とにより、気筒７ｄを理論空燃比（空気過剰率λ＝１）
となるようにフィードバック制御している。なお、燃料
噴射時期を増減させる前に、最初に燃料噴射時間Ｐ′RL
で変化させるのは、最初に空燃比の変化量を多くして応
答時間を早めるためであるが、最初から燃料噴射時期を
制御するようにしてもよい。以上のように、燃料噴射時
期により空燃比の制御を行うと、図６（Ａ）の点線に示
すように、センサ出力の振幅ΔＶ′が小さく、周期Ｐ′
が長くなり、センサ出力を緩慢な出力にすることがで
き、その結果、リーン側に設定した運転域での出力変動
を低減させ、エンジンフィーリングを向上させることが
できる。
に示すように、ａ１点で空燃比がリーン側からリッチ側
になると、図６（Ｂ）の点線に示すように、燃料噴射時
間（噴射量）Ｐ′RLだけ減少させ、次いで燃料噴射時期
をＩ′RLだけ順次進角させるように制御し、この制御に
よりセンサ出力が図９（Ｂ）に示すように低下、すなわ
ち空燃比がリーン側に変化してゆき、ａ２′点で空燃比
がリッチ側からリーン側になると逆に燃料噴射時期を遅
角させ、空燃比がリッチ側に変化するように制御するこ
とにより、気筒７ｄを理論空燃比（空気過剰率λ＝１）
となるようにフィードバック制御している。なお、燃料
噴射時期を増減させる前に、最初に燃料噴射時間Ｐ′RL
で変化させるのは、最初に空燃比の変化量を多くして応
答時間を早めるためであるが、最初から燃料噴射時期を
制御するようにしてもよい。以上のように、燃料噴射時
期により空燃比の制御を行うと、図６（Ａ）の点線に示
すように、センサ出力の振幅ΔＶ′が小さく、周期Ｐ′
が長くなり、センサ出力を緩慢な出力にすることがで
き、その結果、リーン側に設定した運転域での出力変動
を低減させ、エンジンフィーリングを向上させることが
できる。
【００２５】図１０は、本発明の変形例を説明するため
の図であり、図１０（Ａ）は空燃比センサの検出信号を
示す波形図、図１０（Ｂ）は、燃料噴射量、燃料噴射時
期のフィードバック量を示す図である。
の図であり、図１０（Ａ）は空燃比センサの検出信号を
示す波形図、図１０（Ｂ）は、燃料噴射量、燃料噴射時
期のフィードバック量を示す図である。
【００２６】船外機用エンジンの場合には、排気管の先
端が水面下にあり背圧が変動するため、吸入空気量の変
化が大きくなり、図１０（Ａ）に示すように、空燃比セ
ンサの出力がリッチ側又はリーン側に、はりつき（固
定）状態となってしまう。このとき、上記のように、燃
料噴射時期により空燃比の制御を行うと、その状態が長
時間継続してしまうため正確な空燃比制御ができなくな
ってしまう。そこで、図１０（Ｂ）に示すように、はり
つき（固定）状態の検出後、所定のΔＴ時間後に燃料噴
射時期から燃料噴射時間による空燃比制御に変えること
により、センサ出力が大きく変動するようにして正確な
空燃比制御を可能にしている。
端が水面下にあり背圧が変動するため、吸入空気量の変
化が大きくなり、図１０（Ａ）に示すように、空燃比セ
ンサの出力がリッチ側又はリーン側に、はりつき（固
定）状態となってしまう。このとき、上記のように、燃
料噴射時期により空燃比の制御を行うと、その状態が長
時間継続してしまうため正確な空燃比制御ができなくな
ってしまう。そこで、図１０（Ｂ）に示すように、はり
つき（固定）状態の検出後、所定のΔＴ時間後に燃料噴
射時期から燃料噴射時間による空燃比制御に変えること
により、センサ出力が大きく変動するようにして正確な
空燃比制御を可能にしている。
【００２７】図１１は、本発明の筒内燃料噴射式エンジ
ンの制御装置の他の実施形態を示す船外機の模式図であ
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、４サイクルエンジンに適用
した例であり、最上段の気筒７ａの排気通路７９に空燃
比センサ１０５を設置している。
ンの制御装置の他の実施形態を示す船外機の模式図であ
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、４サイクルエンジンに適用
した例であり、最上段の気筒７ａの排気通路７９に空燃
比センサ１０５を設置している。
【００２８】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
外機に適用した例について説明しているが、エンジンを
船体側に設置するマリン用エンジンにも適用可能であ
る。
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
外機に適用した例について説明しているが、エンジンを
船体側に設置するマリン用エンジンにも適用可能であ
る。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、空燃比による燃料噴射量のフィ
ードバック制御を行う筒内燃料噴射式エンジンにおい
て、燃料噴射位置と空燃比センサの位置が接近したた
め、リーン側に設定した運転域での出力変動を低減さ
せ、エンジンフィーリングを向上させることができる。
１記載の発明によれば、空燃比による燃料噴射量のフィ
ードバック制御を行う筒内燃料噴射式エンジンにおい
て、燃料噴射位置と空燃比センサの位置が接近したた
め、リーン側に設定した運転域での出力変動を低減さ
せ、エンジンフィーリングを向上させることができる。
【００３０】また、請求項２記載の発明によれば、最初
に空燃比の変化量を多くして応答時間を早めることがで
きる。また、請求項３記載の発明によれば、吸入空気量
の変化が大きくなり、空燃比センサの出力がリッチ側又
はリーン側に、はりつき（固定）状態となってしまって
も、正確な空燃比制御を行うことができる。さらに、請
求項４記載の発明によれば、マリン用エンジンの場合に
は、排気管の先端が水面下にあり背圧が変動するため、
燃焼状態が悪化しやすく、これを解消するためには正確
な空燃比制御が必要であり、リーン側に設定した運転域
での出力変動の問題を解決することができる。
に空燃比の変化量を多くして応答時間を早めることがで
きる。また、請求項３記載の発明によれば、吸入空気量
の変化が大きくなり、空燃比センサの出力がリッチ側又
はリーン側に、はりつき（固定）状態となってしまって
も、正確な空燃比制御を行うことができる。さらに、請
求項４記載の発明によれば、マリン用エンジンの場合に
は、排気管の先端が水面下にあり背圧が変動するため、
燃焼状態が悪化しやすく、これを解消するためには正確
な空燃比制御が必要であり、リーン側に設定した運転域
での出力変動の問題を解決することができる。
【図１】本発明の筒内燃料噴射式エンジンの制御装置の
１実施形態を示す船外機の模式図であり、図（Ａ）はエ
ンジンの平面図、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、図（Ｄ）は燃料
供給系の構成図である。
１実施形態を示す船外機の模式図であり、図（Ａ）はエ
ンジンの平面図、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、図（Ｄ）は燃料
供給系の構成図である。
【図２】図１の船外機の縦断面図である。
【図３】図３（Ａ）は図２の気筒の断面図、図３（Ｂ）
は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面
図である。
は、図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って矢印方向に見た断面
図である。
【図４】図１の制御装置で演算処理される燃料噴射制御
のブロック構成図である。
のブロック構成図である。
【図５】エンジン全体での目標空燃比を説明するための
図である。
図である。
【図６】本発明の燃料噴射制御を説明するための図であ
り、図６（Ａ）は空燃比センサの検出信号を示す波形
図、図６（Ｂ）は、燃料噴射量、燃料噴射時期のフィー
ドバック量を示す図である。
り、図６（Ａ）は空燃比センサの検出信号を示す波形
図、図６（Ｂ）は、燃料噴射量、燃料噴射時期のフィー
ドバック量を示す図である。
【図７】燃料噴射時間と空燃比センサ出力との関係を示
す図である。
す図である。
【図８】燃料噴射量とエンジン出力との関係を示す図で
ある。
ある。
【図９】図９（Ａ）は本発明に係わる燃料噴射時期を説
明するための図、図９（Ｂ）は、燃料噴射時期と空燃比
センサ出力との関係を示す図である。
明するための図、図９（Ｂ）は、燃料噴射時期と空燃比
センサ出力との関係を示す図である。
【図１０】本発明の変形例を説明するための図であり、
図１０（Ａ）は空燃比センサの検出信号を示す波形図、
図１０（Ｂ）は、燃料噴射量、燃料噴射時期のフィード
バック量を示す図である。
図１０（Ａ）は空燃比センサの検出信号を示す波形図、
図１０（Ｂ）は、燃料噴射量、燃料噴射時期のフィード
バック量を示す図である。
【図１１】本発明の筒内燃料噴射式エンジンの制御装置
の他の実施形態を示す船外機の模式図である。
の他の実施形態を示す船外機の模式図である。
２…エンジン １３…燃料噴射弁 １０５…空燃比センサ
Claims (4)
- 【請求項１】エンジンの空燃比を検出し、検出された空
燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を制御する筒
内燃料噴射式エンジンにおいて、エンジン運転域が少な
くともリーン設定域の場合には、少なくとも燃料噴射時
期を制御することを特徴とする筒内燃料噴射式エンジン
の制御装置。 - 【請求項２】検出された空燃比がリーン側またはリッチ
側に変動したときに、最初に燃料噴射時間を変動させ、
次いで燃料噴射時期を変動させることを特徴とする請求
項１記載の筒内燃料噴射式エンジンの制御装置。 - 【請求項３】検出された空燃比がはりつき状態となって
所定時間後に燃料噴射時期の変動から燃料噴射時間によ
る変動に変えることを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の筒内燃料噴射式エンジンの制御装置。 - 【請求項４】前記エンジンがマリン用２サイクルエンジ
ンであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれかに記載の筒内燃料噴射式エンジンの制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9346340A JPH11182282A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 |
| US09/210,183 US6065445A (en) | 1997-12-16 | 1998-12-11 | Engine feedback control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9346340A JPH11182282A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182282A true JPH11182282A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18382756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9346340A Pending JPH11182282A (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6065445A (ja) |
| JP (1) | JPH11182282A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6698401B2 (en) | 2000-11-15 | 2004-03-02 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Fuel supply control system for an outboard motor |
| JP4019169B2 (ja) | 2001-10-04 | 2007-12-12 | ヤマハマリン株式会社 | 船舶推進機のエンジン制御装置 |
| JP4019170B2 (ja) | 2001-10-22 | 2007-12-12 | ヤマハマリン株式会社 | 船舶推進機のエンジン制御装置 |
| JP2004353598A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Keihin Corp | 内燃エンジンの空燃比制御装置 |
| JP5997790B2 (ja) * | 2015-02-09 | 2016-09-28 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の潤滑装置 |
| US11519352B2 (en) * | 2019-08-26 | 2022-12-06 | Kohler Co. | Spark ignited single cylinder engine derate for overheat |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5697353A (en) * | 1994-06-24 | 1997-12-16 | Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha | Feedback engine control system |
| JPH0814092A (ja) * | 1994-06-24 | 1996-01-16 | Sanshin Ind Co Ltd | ２サイクルエンジンの燃焼制御装置 |
| JP3602217B2 (ja) * | 1995-09-20 | 2004-12-15 | ヤマハマリン株式会社 | エンジンの燃焼制御装置 |
| JP3573841B2 (ja) * | 1995-09-22 | 2004-10-06 | ヤマハマリン株式会社 | エンジンの燃焼制御装置 |
| JP3576286B2 (ja) * | 1995-09-22 | 2004-10-13 | ヤマハマリン株式会社 | ２サイクルエンジンの燃焼制御装置 |
| JP3627881B2 (ja) * | 1996-04-30 | 2005-03-09 | ヤマハマリン株式会社 | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
| JPH1026039A (ja) * | 1996-07-08 | 1998-01-27 | Sanshin Ind Co Ltd | エンジン |
| JP3514049B2 (ja) * | 1996-09-10 | 2004-03-31 | 日産自動車株式会社 | 直噴式ガソリン内燃機関における燃料噴射制御装置 |
| JPH10103115A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-04-21 | Sanshin Ind Co Ltd | 筒内燃料噴射式２サイクルエンジン |
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1997
- 1997-12-16 JP JP9346340A patent/JPH11182282A/ja active Pending
-
1998
- 1998-12-11 US US09/210,183 patent/US6065445A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6065445A (en) | 2000-05-23 |
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