JPH0610745A - ２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置

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JPH0610745A
JPH0610745A JP4191393A JP19139392A JPH0610745A JP H0610745 A JPH0610745 A JP H0610745A JP 4191393 A JP4191393 A JP 4191393A JP 19139392 A JP19139392 A JP 19139392A JP H0610745 A JPH0610745 A JP H0610745A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 多気筒２サイクル内燃機関において、各気筒
の燃料噴射タイミングを最適化し、排ガス及び出力を向
上すること。 【構成】 多気筒２サイクル内燃機関１０の燃料噴射制
御装置７０において、各気筒１２の燃料噴射タイミング
を、予め気筒毎の運転条件に応じて気筒毎に定めてある
噴射タイミングデータに基づいて気筒毎に制御する手段
（基本噴射データメモリ７１、気筒別噴射タイミング補
正値データメモリ７２、気筒別噴射量補正値データメモ
リ７３）を備えてなるもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２サイクル内燃機関の燃
料噴射制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】船舶推進機用等の２サイクル内燃機関と
して、燃料噴射制御装置を備えた多気筒内燃機関があ
る。このような２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置
では、各気筒の燃料噴射タイミングを、予め全気筒に渡
って一律に定めてある噴射タイミングデータに基づいて
制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、２サイク
ル内燃機関では、掃気によるガス交換において、各気筒
の吹抜けが排気側の影響を受ける。この影響は、機関回
転数、気筒毎の温度、気筒毎の排気管長さ等の、気筒毎
の運転条件により変化する。
【０００４】従って、２サイクル内燃機関の燃料噴射制
御装置において、各気筒の吹抜け状態が気筒毎の運転条
件により変化することを考慮せず、全気筒に一律の燃料
噴射タイミングを設定して制御する場合には、各気筒の
吹抜け燃料量に差を生じ、排ガスの悪化、出力低下に至
る気筒が生ずる。
【０００５】本発明は、多気筒２サイクル内燃機関にお
いて、各気筒の燃料噴射タイミングを最適化し、排ガス
及び出力を向上することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、多気筒２サイ
クル内燃機関の燃料噴射制御装置において、各気筒の燃
料噴射タイミングを、予め気筒毎の運転条件に応じて気
筒毎に定めてある噴射タイミングデータに基づいて気筒
毎に制御する手段を備えてなるようにしたものである。
【０００７】
【作用】各気筒の燃料噴射タイミングは、気筒毎の運転
条件（機関回転数、各気筒の温度、各気筒の排気管長さ
等）の変化に応じて制御される。従って、各気筒の燃料
噴射タイミングを各気筒の吹抜け状態に応じて最適化す
る等により、排ガス及び出力を向上できる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す制御系統図、
図２は船外機を示す模式図、図３は各気筒の排気圧力波
形図、図４は本発明を用いた機関の制御流れ図、図５は
気筒毎の燃料噴射制御データを示す線図、図６は噴射タ
イミング変化が排ガス及び出力に及ぼす影響を示す線図
である。
【０００９】船外機１は、図２に示す如く、推進ケーシ
ング２の上部に下排気ガイド３Ａ、上排気ガイド３Ｂを
介して、クランク室予圧式の６気筒２サイクル内燃機関
１０を搭載している。そして、船外機１にあっては、機
関１０の出力によりプロペラ４を駆動可能としている。
【００１０】然るに、内燃機関１０は第１〜第６の各気
筒１２（１２Ａ〜１２Ｆ）を備えており、各気筒１２の
それぞれに、図１に示す如く、燃焼室１２Ａ、ピストン
１４、点火栓１６を備えている。尚、１８はクランクケ
ース、２０はクランク軸、２２はコンロッド、２４はク
ランク室である。
【００１１】また、機関１０は各気筒１２のそれぞれに
吸気管２６を備え、吸気管２６はリード弁２８を介して
吸気ポート３０に接続されている。
【００１２】また、機関１０は各気筒１２のそれぞれに
排気ポート３２を備えている。そして、第１〜第３の各
気筒１２Ａ〜１２Ｃの排気ポート３２を単一の排気通路
３２Ａに集合して、これに連なる排気管３３Ａを推進ケ
ーシング２の主膨張室５に開口している。また、第４〜
第６の各気筒１２Ｄ〜１２Ｆの排気ポート３２を単一の
排気通路３２Ｂに集合して、これに連なる排気管３３Ｂ
を主膨張室５に開口している。主膨張室５に排出せしめ
られた排ガスは、機関低速時には上下排気ガイド３Ａ、
３Ｂの副膨張室６から空中排気用アイドルポートを経て
空中排気され、機関高速時には推進ケーシング２の排気
通路７からプロペラボス部の水中排気放出口８を経て水
中排気される。尚、機関１０の排気通路３２Ａ、３２Ｂ
回りには、水ジャケット９が設けられている。
【００１３】また、機関１０は各気筒１２のそれぞれに
掃気ポート３６を開口し、この掃気ポート３６は掃気通
路３８によりクランク室２４へ連通している。即ち、機
関１０はクランク室２４に導いた新気により、燃料室１
２Ａの掃気を行なう。
【００１４】また、機関１０は燃料タンク４０を付帯的
に備えている。図１において、４２は燃料中のごみを除
去するためのストレーナ、４４は電磁式燃料ポンプであ
る。４６は各気筒１２の電磁式燃料噴射弁であり、この
噴射弁４６へは燃料ポンプ４４より圧送された燃料が供
給されている。４８は圧力調整器であって、燃料ポンプ
４４より噴射弁４６へ圧送される燃料圧を一定に保つ。
即ち、燃料ポンプ４４より噴射弁４６へ供給される燃料
圧が、所定の圧力以上になると圧力調整器４８が開き燃
料の一部をパイプ５０を介して前記燃料タンク４０へ還
流させる。
【００１５】以下、機関１０の燃料噴射制御回路につい
て説明する。５２はケース１８に取付けられたクランク
室圧力センサであり、クランク室内圧Ｐを検出する。
【００１６】５４はケース１８の上端部の外側において
クランク軸２０まわりに取付けられたクランク角度検出
装置であり、クランク軸２０の回転角度信号を検出す
る。
【００１７】５６は同様ケース１８の上端部の外側にお
いてクランク軸２０まわりに取付けられたパルサコイル
であり、クランク軸２０が基準回転角度位置にあること
を検出して基準タイミング信号を発生する。
【００１８】５８は機関回転数検出装置であり、パルサ
コイル５６の出力信号から機関回転数を検出する。
【００１９】機関１０は、クランク室圧力Ｐを入力と
し、センサ５２からの検出圧力データ信号ＰＳを出力と
するとき、入力に対する出力の遅れ（時間差）を補償す
るため、クランク室圧力取込タイミングデータメモリ６
０、クランク室圧力取込タイミング演算装置６２、クラ
ンク室圧力取込装置６４を有している。
【００２０】クランク室圧力取込タイミングデータメモ
リ６０は、センサ５２の検出圧力データ信号ＰＳの遅れ
が機関回転数によって定まるものであるため、機関回転
数の関数として作られたクランク室圧力取込タイミング
データ（デジタル情報のマップデータ）を記録されてい
る。尚、クランク室圧力取込タイミングデータはクラン
ク角基準にて作成されている。
【００２１】クランク室圧力取込タイミング演算装置６
２は、クランク角度検出装置５４が検出したクランク角
タイミング（掃気口開口付近時のクランク角タイミング
θＳ０、掃気口閉口付近時のクランク角タイミングθＳ
Ｃ）と、機関回転数検出装置５８が検出した機関回転数
と、クランク室圧力取込タイミングデータメモリ６０に
入っているクランク室圧力取込タイミングデータとに基
づいて、センサ５２の出力の遅れを補償するためのクラ
ンク室圧力取込タイミング（θＳ０’、θＳＣ’）を演
算する。
【００２２】クランク室圧力取込装置６４は、クランク
室圧力取込タイミング演算装置６２の演算結果を用い
て、上述した如くにセンサ５２の出力の遅れを補償する
クランク室圧力取込タイミング（θＳ０’、θＳＣ’）
にて、センサ５２の検出圧力データ信号ＰＳを取込む。
【００２３】６６は空気量演算装置である。空気量演算
装置６６は吸入空気量算出データメモリ６８に記録され
ている吸入空気量算出データを用いて、クランク角度検
出装置５４が検出したクランク角タイミング、機関回転
数検出装置５８が検出した機関回転数と、クランク室圧
力取込装置６４が上述のクランク室圧力取込タイミング
にて取込んだセンサ５２の補償済検出圧力データとか
ら、吸入空気量Ａを求める。即ち、空気量演算装置６６
は、掃気口開口付近時のクランク室内圧Ｐ１、掃気口閉
口付近時のクランク室内圧Ｐ２を用いて、掃気行程開始
時にクランク室２４にある空気重量Ｇ１、掃気行程終了
時にクランク室２４に残っている空気重量Ｇ２を求め、
ひいてはＡ＝Ｇ１−Ｇ２により、吸入空気量Ａを求める
のである。
【００２４】ここで、機関１０にあっては、各気筒１２
の運転条件により、下記(A) 〜(C)の如くに排ガス、出
力が変動する。
【００２５】(A) 単一の排気通路３２Ａ（又は３２Ｂ）
に集合されている第１〜第３の各気筒１２Ａ〜１２Ｃ
（又は第４〜第６の各気筒１２Ｄ〜１２Ｆ）の排気圧力
が、各排気ポート３２の開機関の重なりによって互いに
影響し合う（図３参照）。この結果、第３気筒１２Ｃ
（又は第６気筒１２Ｆ）には第１気筒１２Ａ（又は第４
気筒１２Ｄ）の排気が多量に入り込み、第３気筒１２Ｃ
（又は第６気筒１２Ｆ）のガス交換を悪くする。尚、第
１気筒１２Ａ（又は第４気筒１２Ｄ）に入り込む第２気
筒１２Ｂ（又は第５気筒１２Ｅ）の排気、第２気筒１２
Ｂ（又は第５気筒１２Ｅ）に入り込む第３気筒１２Ｃ
（又は第６気筒１２Ｆ）の排気は、それぞれ少量であ
り、第１気筒１２Ａ（又は第４気筒１２Ｄ）、第２気筒
１２Ｂ（又は第５気筒１２Ｅ）のガス交換は悪くならな
い。このため、全気筒１２Ａ〜１２Ｆに一律の燃料噴射
タイミングを設定して制御すると、排ガスの悪化、出力
低下を引き起こす。
【００２６】(B) ６気筒機関１０において、クランク室
圧力センサ５２を１つ或いは少なくとも全気筒数より少
なくすることがある。このとき、クランク室圧力も掃気
通路３８を介して排気側の影響を受けるので、全気筒数
より少ないセンサ５２に基づいて全気筒１２Ａ〜１２Ｆ
の燃料噴射量を制御すると、排ガスの悪化、出力低下を
起こすことがある。
【００２７】(C) 第３気筒１２Ｃ（又は第６気筒１２
Ｆ）の下気筒は第１気筒１２Ａ（又は第４気筒１２Ｄ）
等の上気筒に比べ、上気筒側の排気通路の影響で温度が
高くなる。また、下気筒は上気筒に比べ、排気管長さが
長い。このため、上下の全気筒１２Ａ〜１２Ｆに一律の
燃料噴射タイミングを設定して制御すると、排ガスの悪
化、出力低下を起こすことがある。
【００２８】そこで、機関１０では、上述の(A)-(C) の
如くの各気筒の運転条件の変化による排ガスの悪化、出
力低下を防止するため、各気筒１２の燃料噴射タイミン
グを、予め気筒毎の運転条件に応じて気筒毎に定めてあ
る噴射タイミングデータに基づいて気筒毎に制御する手
段として、噴射制御装置７０、基本噴射データメモリ７
１、気筒別噴射タイミング補正値データメモリ７２、気
筒別噴射量補正値データメモリ７３を有している。
【００２９】尚、図６は、噴射タイミングの変化による
排ガス性能と出力性能の変化を示す線図である。
【００３０】基本噴射データメモリ７１は、吸入空気量
と機関回転数に応じて、標準気筒（第２気筒１２Ｂ）の
基本噴射開始タイミングθ2 （基準クランク角に対する
噴射弁開タイミング）、及び基本噴射量Ｑを記録されて
いる。
【００３１】気筒別噴射タイミング補正値データメモリ
７２は、図５（Ａ）に示す如く、機関回転数と気筒番号
に応じて、気筒別噴射開始タイミング補正値データ△θ
を記録されている。
【００３２】気筒別噴射量補正値データメモリ７３は、
図５（Ｂ）に示す如く、機関回転数と気筒番号に応じ
て、気筒別噴射量補正値データ△Ｑを記録されている。
【００３３】噴射制御装置７０は、各メモリ７１〜７３
のデータを用いて、クランク角度検出装置５４が検出し
たクランク角タイミング、機関回転数検出装置５８が検
出した機関回転数、空気量演算装置６６が演算した吸入
空気量、その他吸気温度、機関温度、下限速度、運転状
況を示す種々の制御信号に基づき、各気筒１２毎に運転
状況に最適な噴射弁開タイミングと噴射弁閉タイミング
を求め、これらのタイミングを各気筒１２の噴射弁４６
へ出力する。噴射弁４６内のソレノイドは、上述のタイ
ミングによって作動して噴射弁４６を開閉し、燃料噴射
ノズルから最適燃料供給量を噴射する。
【００３４】２００は点火信号発生器、２０１は点火タ
イミングデータメモリである。点火タイミングデータメ
モリ２０１は点火タイミングデータを記録しており、点
火タイミングデータは、クランク角基準にて、機関回転
数、吸入空気量の関数として作成されている。点火信号
発生器２００は、点火タイミングデータメモリ２０１の
点火タイミングデータ、クランク角度検出装置５４が検
出したクランク角タイミング、パルサコイル５６が検出
した基準タイミング、機関回転数検出装置５８が検出し
た機関回転数、空気量演算装置６６が検出した吸入空気
量に基づき、点火開始タイミングを求め、このタイミン
グをＣＤＩ点火装置のＳＣＲ２０５へ出力する。
【００３５】尚、ＣＤＩ点火装置は、マグネトの発電用
コイル２０２で発生した電圧をダイオード２０３で整流
し点火用コンデンサ２０４に充電開始した後、点火信号
発生器２００で発生する信号電流によりＳＣＲ２０５の
ゲートが導通状態となると同時に、点火用コンデンサ２
０４に蓄えていた電荷を急激に点火コイル２０６の一次
側に印加することによって、点火コイル２０６の二次側
に高電圧を発生し、点火栓１６に放電を発生可能として
いる。
【００３６】以下、機関１０の制御動作について説明す
る（図４参照）。 (1) 機関回転数検出装置５８により機関回転数を求め
る。 (2) 空気量演算装置６６において、前述の如くにより吸
入空気量を求める。
【００３７】(3) 噴射制御装置７０において、基本噴射
データメモリ７１に書込まれている標準気筒（第２気筒
１２Ｂ）の基本噴射開始タイミングθ2 を用いて、各気
筒の基本噴射開始タイミングθｉを求める。ここで、パ
ルサコイル５６が検出信号を出力するとき、第２気筒１
２Ｂではピストンが上死点にあり、第ｉ気筒のθｉを以
下の如くにより求める。
【００３８】θ3 ＝θ2 ＋ 120度、θ4 ＝θ2 ＋ 300
度、θ5 ＝θ2 ＋60度、θ6 ＝θ2 ＋180度、θ1 ＝θ2
＋ 240度。
【００３９】(4) 噴射制御装置７０において、機関回転
数と気筒番号と気筒別噴射タイミング補正値データメモ
リ７２のデータを用いて、各気筒の噴射開始タイミング
補正値△θｉを求める。
【００４０】(5) 噴射制御装置７０において、上記(3)
、(4) のθｉ、△θｉを用いて、各気筒の噴射開始タ
イミングθｉ＋△θｉを求め、このタイミングで各気筒
１２の噴射弁４６を噴射開始する。
【００４１】(6) 噴射制御装置７０において、吸入空気
量と機関回転数と基本噴射データメモリ７１のデータを
用いて、標準気筒（第２気筒１２Ｂ）の基本燃料噴射量
Ｑを求める。
【００４２】(7) 噴射制御装置７０において、機関回転
数と気筒番号と気筒別噴射量補正値データメモリ７３の
データを用いて、各気筒の噴射量補正値△Ｑｉを求め、
各気筒の燃料噴射量Ｑ＋△Ｑｉを求める。
【００４３】(8) 噴射制御装置７０において、機関回転
数と、上記(7) の気筒別のＱ＋△Ｑｉにより、下記式に
より気筒毎に噴射弁４６が開いている管のクランク回転
角αｉを求める。 αｉ＝Ｃ（Ｑ＋△Ｑｉ）×機関回転数 但し、Ｃは噴射ノズル直径、燃料圧力、燃焼室の圧縮比
により定まる定数である。
【００４４】(9) 噴射制御装置７０において、上記(3)
の気筒別の基本噴射開始タイミングθｉと、上記(8) の
気筒別の噴射弁開のクランク回転角αｉを用いて、気筒
別の噴射終了タイミングβｉを求める。βｉ＝θｉ＋α
ｉである。
【００４５】(10)噴射制御装置７０により、上記(9) の
βｉのタイミングで各気筒１２の噴射弁４６の噴射を終
了する。
【００４６】次に、本実施例の作用について説明する。
各気筒１２の燃料噴射タイミングは、気筒１２毎の運転
条件（機関回転数、各気筒１２の温度、各気筒１２の排
気管長さ等）の変化に応じて制御される。また、クラン
ク室圧力検出センサ５２の設置数が全気筒数より少ない
場合にも、少ない圧力センサ５２のクランク室圧力検知
データ、クランク角検知データ、機関回転数検出データ
に基づき、気筒毎に燃料噴射タイミングを制御して、燃
料を噴射制御する。従って、各気筒１２の燃料噴射タイ
ミングを各気筒１２の吹抜け状態に応じて最適化する等
により、排ガス及び出力を向上できる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、多気筒２
サイクル内燃機関において、各気筒の燃料噴射タイミン
グを最適化し、排ガス及び出力を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例を示す制御系統図であ
る。
【図２】図２は船外機を示す模式図である。
【図３】図３は各気筒の排気圧力波形図である。
【図４】図４は本発明を用いた機関の制御流れ図であ
る。
【図５】図５は気筒毎の燃料噴射制御データを示す線図
である。
【図６】図６は噴射タイミング変化が排ガス及び出力に
及ぼす影響を示す線図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関 １２（１２Ａ〜１２Ｆ） 気筒 ７０ 噴射制御装置 ７１ 基本噴射データメモリ ７２ 気筒別噴射タイミング補正値データメモリ ７３ 気筒別噴射量補正値データメモリ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多気筒２サイクル内燃機関の燃料噴射制
    御装置において、各気筒の燃料噴射タイミングを、予め
    気筒毎の運転条件に応じて気筒毎に定めてある噴射タイ
    ミングデータに基づいて気筒毎に制御する手段を備えて
    なることを特徴とする２サイクル内燃機関の燃料噴射制
    御装置。
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