JPH11182288A - 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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- JPH11182288A JPH11182288A JP9349481A JP34948197A JPH11182288A JP H11182288 A JPH11182288 A JP H11182288A JP 9349481 A JP9349481 A JP 9349481A JP 34948197 A JP34948197 A JP 34948197A JP H11182288 A JPH11182288 A JP H11182288A
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- fuel injection
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Classifications
-
- 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
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/027—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1486—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
- F02D41/1487—Correcting the instantaneous control value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】過度に燃料噴射量を増量させることなくノック
の発生を防止し、運転フィーリングや排ガス性能を損な
うことがない。 【解決手段】エンジンのノック状態を検出する検出手段
を備え、ノックを検出した場合には、少なくとも燃料噴
射時期を変更する。エンジンの運転状態を判定する判定
手段を備え、定常時でノックが検出された場合には燃料
噴射時期を遅角させ、加速時でノックが検出された場合
には燃料噴射時期を進角させる。
の発生を防止し、運転フィーリングや排ガス性能を損な
うことがない。 【解決手段】エンジンのノック状態を検出する検出手段
を備え、ノックを検出した場合には、少なくとも燃料噴
射時期を変更する。エンジンの運転状態を判定する判定
手段を備え、定常時でノックが検出された場合には燃料
噴射時期を遅角させ、加速時でノックが検出された場合
には燃料噴射時期を進角させる。
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】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、ノックが発
生した場合の制御をどのようにするかの問題が生じる。
すなわち、従来のエンジンにおいてはノックが発生した
場合には、少なくとも燃料噴射量を過度に増量補正して
ノックが出にくいようにしているが、その場合の燃料補
正は空燃比制御を中止するため、エンジン要求に対して
ズレが生じ、ノック制御時の運転フィーリングや排ガス
性能が損なわれるという問題を有している。
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、ノックが発
生した場合の制御をどのようにするかの問題が生じる。
すなわち、従来のエンジンにおいてはノックが発生した
場合には、少なくとも燃料噴射量を過度に増量補正して
ノックが出にくいようにしているが、その場合の燃料補
正は空燃比制御を中止するため、エンジン要求に対して
ズレが生じ、ノック制御時の運転フィーリングや排ガス
性能が損なわれるという問題を有している。
【０００５】また、船外機をはじ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増
大してノックが発生し易やすく、この問題を解決するこ
とが特に重要である。
ジンの場合には、排気管の先端が水面下にあり背圧が増
大してノックが発生し易やすく、こ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、過度に燃料噴射量を増量させることなくノッ
クの発生を防止し、運転フィーリングや排ガス性能を損
なうことがない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、過度に燃料噴射量を増量させることなくノッ
クの発生を防止し、運転フィーリングや排ガス性能を損
なうことがない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、エンジンのノック状態を検出
する検出手段を備え、ノックを検出した場合には、少な
くとも燃料噴射時期を変更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、エンジンの運転状
態を判定する判定手段を備え、定常時でノックが検出さ
れた場合には燃料噴射時期を遅角させ、加速時でノック
が検出された場合には燃料噴射時期を進角させるととも
に燃料噴射時間を増大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、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。
に請求項１記載の発明は、エンジンのノック状態を検出
する検出手段を備え、ノックを検出した場合には、少な
くとも燃料噴射時期を変更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、エンジンの運転状
態を判定する判定手段を備え、定常時でノックが検出さ
れた場合には燃料噴射時期を遅角させ、加速時でノック
が検出された場合には燃料噴射時期を進角させるととも
に燃料噴射時間を増大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、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。
【０００８】請求項５記載の発明は、請求項１〜４にお
いて、前記エンジンが多気筒であり、下段気筒にいくほ
ど燃料噴射時期の変更量を増大させることを特徴とする
請求項１ないし請求項４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。
いて、前記エンジンが多気筒であり、下段気筒にいくほ
ど燃料噴射時期の変更量を増大させることを特徴とする
請求項１ないし請求項４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。
【０００９】請求項６記載の発明は、請求項５におい
て、前記エンジンが２サイクルエンジンであることを特
徴とし、請求項７記載の発明は、請求項５において、前
記エンジンが４サイクルエンジンであることを特徴とす
る。
て、前記エンジンが２サイクルエンジンであることを特
徴とし、請求項７記載の発明は、請求項５において、前
記エンジンが４サイクルエンジンであることを特徴とす
る。
【００１０】
【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。
【００１１】図１及び図２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７
ａ〜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。
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７
ａ〜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。
【００１２】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。
【００１３】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（Ａ）におい
て、１０５ａは、空燃比センサ１０５の燃料ガス採取孔
であり、掃気ポート１７ａの上部に設けられている。
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（Ａ）におい
て、１０５ａは、空燃比センサ１０５の燃料ガス採取孔
であり、掃気ポート１７ａの上部に設けられている。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】図１（Ｄ）に示すように、船体側の主燃料
タンク３０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３
４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３５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。
タンク３０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３
４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３５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。
【００１７】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。
【００１８】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、最下段の気筒７ｆのノック
状態を検出するノックセンサ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９
９、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１
０２、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１
０５、高圧燃料配管内の圧力を検出する圧力センサ１０
６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１
４、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、最下段の気筒７ｆのノック
状態を検出するノックセンサ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９
９、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１
０２、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１
０５、高圧燃料配管内の圧力を検出する圧力センサ１０
６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１
４、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。
【００１９】上記ノックセンサ９８は、本発明に係わる
エンジンの振動を検出するセンサであり、振動の振幅値
が所定の閾値を越え、且つその回数が所定回数に達した
場合にノック状態と判定するものである。船外機におい
ては、排気管の先端が水面下にあり背圧の影響を大きく
受ける最下段の気筒７ｆが最もノックし易いので、最下
段の気筒７ｆにセンサを設置するのが好ましい。なお、
ノックセンサとしては、エンジンの振動数を検出する他
に、気筒内圧を検出するセンサを採用してもよい。
エンジンの振動を検出するセンサであり、振動の振幅値
が所定の閾値を越え、且つその回数が所定回数に達した
場合にノック状態と判定するものである。船外機におい
ては、排気管の先端が水面下にあり背圧の影響を大きく
受ける最下段の気筒７ｆが最もノックし易いので、最下
段の気筒７ｆにセンサを設置するのが好ましい。なお、
ノックセンサとしては、エンジンの振動数を検出する他
に、気筒内圧を検出するセンサを採用してもよい。
【００２０】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２０２とエンジン負荷検出手段２０３によ
り燃料噴射量設定手段２０５において、基本的な燃料噴
射量が設定される。空燃比検出手段２０１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、空燃比制御手段２０６において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。また、ノック状態検出手段２０４に
おいて、最下段の気筒７ｆのノック状態が検出された場
合には、エンジン負荷検出手段２０３に基づいてエンジ
ン運転状態判定手段２０７において、エンジンが定常状
態か加速状態かが判定され、このエンジン運転状態に応
じてノック防止手段２０８において少なくとも燃料噴射
時期が補正され、燃料噴射弁１３に出力される。
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２０２とエンジン負荷検出手段２０３によ
り燃料噴射量設定手段２０５において、基本的な燃料噴
射量が設定される。空燃比検出手段２０１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、空燃比制御手段２０６において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。また、ノック状態検出手段２０４に
おいて、最下段の気筒７ｆのノック状態が検出された場
合には、エンジン負荷検出手段２０３に基づいてエンジ
ン運転状態判定手段２０７において、エンジンが定常状
態か加速状態かが判定され、このエンジン運転状態に応
じてノック防止手段２０８において少なくとも燃料噴射
時期が補正され、燃料噴射弁１３に出力される。
【００２１】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。
【００２２】図６は、本発明に係わる燃料噴射制御を説
明するための図であり、図６（Ａ）は空燃比センサ１０
５の検出信号（電圧値）を示す波形図、図６（Ｂ）は、
燃料噴射量のフィードバック量を示す図である。
明するための図であり、図６（Ａ）は空燃比センサ１０
５の検出信号（電圧値）を示す波形図、図６（Ｂ）は、
燃料噴射量のフィードバック量を示す図である。
【００２３】空燃比制御は、図６（Ａ）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）に示すように、燃料噴射量を減少させるように制
御し、この制御によりセンサ出力が低下、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量を増大させ、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。
a1点で空燃比がリーン側からリッチ側になると、図６
（Ｂ）に示すように、燃料噴射量を減少させるように制
御し、この制御によりセンサ出力が低下、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量を増大させ、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。
【００２４】図７〜図９は、本発明の燃料噴射制御の１
実施形態を示し、図７はフロー図、図８は噴射時期を説
明するための図、図９は作用を説明するための図であ
る。
実施形態を示し、図７はフロー図、図８は噴射時期を説
明するための図、図９は作用を説明するための図であ
る。
【００２５】図７において、ステップＳ１でスロットル
開度θおよびノック信号を読み込み、ステップＳ２でノ
ック状態を検出したか否かが判定される。ノック状態を
検出した場合には、次に、ステップＳ３でスロットル開
度の増加率Δθが所定値以下か否かが判定される。所定
値以下であれば、定常状態と判定してステップＳ４で噴
射時期を遅角する制御を行い、所定値を越えていれば、
加速状態と判定してステップＳ５で噴射時期を進角する
とともに噴射時間を増大する制御を行う。そして、ステ
ップＳ６でノックが終了と判定されればエンドとなる。
開度θおよびノック信号を読み込み、ステップＳ２でノ
ック状態を検出したか否かが判定される。ノック状態を
検出した場合には、次に、ステップＳ３でスロットル開
度の増加率Δθが所定値以下か否かが判定される。所定
値以下であれば、定常状態と判定してステップＳ４で噴
射時期を遅角する制御を行い、所定値を越えていれば、
加速状態と判定してステップＳ５で噴射時期を進角する
とともに噴射時間を増大する制御を行う。そして、ステ
ップＳ６でノックが終了と判定されればエンドとなる。
【００２６】上記制御を図８及び図９により詳述する。
図８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。定常時の燃料噴射（開始）時期ｔ1
は、実線矢印に示すように、下始点ＢＤＣを過ぎた位置
から掃気ポート閉位置ＳCＣを過ぎた位置の間である
が、定常時のノック発生時には、二重線矢印に示すよう
に、噴射時期を定常時より遅角させ、例えば掃気ポート
閉位置ＳCＣを過ぎた位置で開始するようにしている。
これは図９（Ａ）に示すように、噴射時期を遅角させる
ことにより、混合気の均一度合を悪化させて発生エネル
ギーを抑えてノックが出にくい状況を作ることによる。
ただし、若干の出力性能を犠牲にしている。また、加速
時のノック発生時には、点線矢印に示すように、噴射時
期を定常時よりも進角させるとともに噴射時間を増大さ
せるようにしている。これは図９（Ｂ）に示すように、
噴射時期を進角させることにより、噴霧を十分に気化さ
せシリンダ内のガス温度を低下させてノックが出にくい
状況を作ることによる。ただし、掃気ポートから排気ポ
ートに抜ける吹き抜け量が多くなる（その分だけ燃料噴
射量を増大させている）ため、若干の排ガス性能を犠牲
にしている。
図８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。定常時の燃料噴射（開始）時期ｔ1
は、実線矢印に示すように、下始点ＢＤＣを過ぎた位置
から掃気ポート閉位置ＳCＣを過ぎた位置の間である
が、定常時のノック発生時には、二重線矢印に示すよう
に、噴射時期を定常時より遅角させ、例えば掃気ポート
閉位置ＳCＣを過ぎた位置で開始するようにしている。
これは図９（Ａ）に示すように、噴射時期を遅角させる
ことにより、混合気の均一度合を悪化させて発生エネル
ギーを抑えてノックが出にくい状況を作ることによる。
ただし、若干の出力性能を犠牲にしている。また、加速
時のノック発生時には、点線矢印に示すように、噴射時
期を定常時よりも進角させるとともに噴射時間を増大さ
せるようにしている。これは図９（Ｂ）に示すように、
噴射時期を進角させることにより、噴霧を十分に気化さ
せシリンダ内のガス温度を低下させてノックが出にくい
状況を作ることによる。ただし、掃気ポートから排気ポ
ートに抜ける吹き抜け量が多くなる（その分だけ燃料噴
射量を増大させている）ため、若干の排ガス性能を犠牲
にしている。
【００２７】なお、船外機のように縦軸クランク方向に
複数気筒の排気が集合したエンジンにおいては、上段の
気筒の残留ガスが下段気筒に入りやすいため、下段気筒
にいくほどノックが発生し易く、従って、噴射時期の変
更量を下段気筒に向かう程多くなるように制御してもよ
い。
複数気筒の排気が集合したエンジンにおいては、上段の
気筒の残留ガスが下段気筒に入りやすいため、下段気筒
にいくほどノックが発生し易く、従って、噴射時期の変
更量を下段気筒に向かう程多くなるように制御してもよ
い。
【００２８】図１０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。
【００２９】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、船体側にエ
ンジンを設置するマリン用エンジンや定置式エンジンな
ど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、船体側にエ
ンジンを設置するマリン用エンジンや定置式エンジンな
どにも適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１、２記載の発明によれば、過度に燃料噴射量を増量さ
せることなくノックの発生を防止し、運転フィーリング
や排ガス性能を損なうことがない筒内燃料噴射式エンジ
ンの制御装置を提供することができる。
１、２記載の発明によれば、過度に燃料噴射量を増量さ
せることなくノックの発生を防止し、運転フィーリング
や排ガス性能を損なうことがない筒内燃料噴射式エンジ
ンの制御装置を提供することができる。
【００３１】また、請求項３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とくに有効な対策となる。
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とくに有効な対策となる。
【００３２】また、請求項４〜７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、ノックが発生しやすくその問
題を解決することができる。また、請求項６記載の発明
によれば、２サイクルエンジンにおいては、燃料の吹き
抜け量が多いためとくに有効な対策とすることができ
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
あり背圧が変動するため、ノックが発生しやすくその問
題を解決することができる。また、請求項６記載の発明
によれば、２サイクルエンジンにおいては、燃料の吹き
抜け量が多いためとくに有効な対策とすることができ
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】本発明に係わる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）は燃料噴射量のフィードバック量を
示す図である。
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）は燃料噴射量のフィードバック量を
示す図である。
【図７】本発明の燃料噴射制御の１実施形態を示すフロ
ー図である。
ー図である。
【図８】図７の噴射時期を説明するための図である。
【図９】図７における作用を説明するための図である。
【図１０】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 ９８…ノックセンサ １０５…空燃比センサ
Claims (7)
- 【請求項１】エンジンのノック状態を検出する検出手段
を備え、ノックを検出した場合には、少なくとも燃料噴
射時期を変更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】エンジンの運転状態を判定する判定手段を
備え、定常時でノックが検出された場合には燃料噴射時
期を遅角させ、加速時でノックが検出された場合には燃
料噴射時期を進角させるとともに燃料噴射時間を増大さ
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】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こ
とを特徴とする請求項１または請求項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。 - 【請求項５】前記エンジンが多気筒であり、下段気筒に
いくほど燃料噴射時期の変更量を増大させることを特徴
とする請求項１ないし請求項４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。 - 【請求項６】前記エンジンが２サイクルエンジンである
ことを特徴とする請求項５記載の筒内燃料噴射式エンジ
ンの制御装置。 - 【請求項７】前記エンジンが４サイクルエンジンである
ことを特徴とする請求項５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 |
|---|---|---|---|
| JP9349481A JPH11182288A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 |
| US09/211,782 US6067956A (en) | 1997-12-18 | 1998-12-15 | Knock control for engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9349481A JPH11182288A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11182288A true JPH11182288A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18404044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9349481A Pending JPH11182288A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 筒内燃料噴射式エンジンの制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6067956A (ja) |
| JP (1) | JPH11182288A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100507066B1 (ko) * | 2002-05-31 | 2005-08-08 | 현대자동차주식회사 | 가솔린 직접 분사 엔진의 연비 제어방법 |
| US7246600B2 (en) | 2004-12-27 | 2007-07-24 | Nippon Soken, Inc. | Control device for internal combustion engine |
| JP2021134710A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 株式会社デンソー | ノック判定装置及びノック制御装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3883025B2 (ja) | 1998-03-26 | 2007-02-21 | ヤマハマリン株式会社 | 筒内燃料噴射式エンジン |
| JP3587097B2 (ja) * | 1999-08-26 | 2004-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の燃焼制御装置 |
| US6796291B2 (en) | 2000-07-14 | 2004-09-28 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Intake pressure sensor arrangement for engine |
| US6886540B2 (en) * | 2000-07-14 | 2005-05-03 | Yamaha Marine Kabushiki Kaisha | Sensor arrangement for engine |
| JP4094936B2 (ja) * | 2002-11-15 | 2008-06-04 | ヤマハマリン株式会社 | 船外機用４サイクルエンジンのノッキング回避制御システム |
| JP4353216B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2009-10-28 | トヨタ自動車株式会社 | 筒内噴射式火花点火内燃機関 |
| US7637248B2 (en) * | 2007-01-25 | 2009-12-29 | Andreas Stihl Ag & Co. Kg | Method for operating an internal combustion engine by determining and counteracting a pre-ignition state |
| US9080521B2 (en) * | 2010-03-01 | 2015-07-14 | Southwest Research Institute | Method and related system of using crankcase pressure to to detect pre-ignition in spark ignition engine |
| US9453439B2 (en) * | 2010-08-31 | 2016-09-27 | Ford Global Technologies, Llc | Approach for variable pressure oil injection |
| US10167784B2 (en) * | 2012-10-26 | 2019-01-01 | Pratt & Whitney Canada Corp. | System for detecting shaft shear event |
| US10605179B2 (en) * | 2018-08-20 | 2020-03-31 | Caterpillar Inc. | Engine misfire mitigation |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01125532A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-18 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
| US5630395A (en) * | 1994-03-10 | 1997-05-20 | Sanshin Kogyo Kabushiki Kaisha | Feedback control system for marine propulsion engine |
| JPH08114166A (ja) * | 1994-10-18 | 1996-05-07 | Hitachi Ltd | エンジン制御装置 |
| JP3494740B2 (ja) * | 1995-03-07 | 2004-02-09 | ヤマハマリン株式会社 | エンジンの燃料供給装置 |
| JPH08291755A (ja) * | 1995-04-19 | 1996-11-05 | Sanshin Ind Co Ltd | エンジンの運転制御装置 |
| 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 |
| JP3924015B2 (ja) * | 1995-11-30 | 2007-06-06 | ヤマハマリン株式会社 | 船外機用２サイクルエンジンの燃焼制御装置 |
| JPH09291844A (ja) * | 1996-04-30 | 1997-11-11 | Sanshin Ind Co Ltd | 内燃機関の燃料噴射制御装置 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP9349481A patent/JPH11182288A/ja active Pending
-
1998
- 1998-12-15 US US09/211,782 patent/US6067956A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100507066B1 (ko) * | 2002-05-31 | 2005-08-08 | 현대자동차주식회사 | 가솔린 직접 분사 엔진의 연비 제어방법 |
| US7246600B2 (en) | 2004-12-27 | 2007-07-24 | Nippon Soken, Inc. | Control device for internal combustion engine |
| JP2021134710A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 株式会社デンソー | ノック判定装置及びノック制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6067956A (en) | 2000-05-30 |
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