JPH1089100A - 筒内噴射式２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数気筒を備えた筒内噴射式２エンジンの場
合の排気制御弁の最適配置構造を提供する。 【解決手段】 燃料を燃料噴射弁４９により複数気筒の
各燃焼室内に噴射供給し点火プラグ２７により点火し燃
焼させるとともに、排気ガスを各気筒の排気ポート４１
に連通する排気通路４０から排出するようにした筒内噴
射式２サイクルエンジンにおいて、半数以上の気筒から
の排気ガスが排気通路面積を可変制御する排気制御弁を
通過した後に排出されるよう上記排気通路４０の途中に
上記排気制御弁４３を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に燃料
（ガソリン）を噴射供給するようにした筒内噴射式２サ
イクルエンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、新気をスロットル弁を備えた吸気
通路を経てクランク室内に導いて一次圧縮し、該一次圧
縮された新気により筒内を掃気する一方、燃焼室壁に配
置された燃料噴射弁から燃料（ガソリン）を、掃気，排
気行程から圧縮行程の期間の途中に噴射するとともに、
圧縮行程を経て点火プラグにより着火し燃焼させ、次の
掃気行程に先行して燃焼室から既燃ガスを排気通路に排
出するようにした筒内噴射式２サイクルエンジンが提案
されている。

【０００３】ところで２サイクルエンジンでは、特に低
速回転，低負荷運転域においては、掃気のための新気量
自体が少ない、それに伴い筒内圧が低下して排気通路内
の既燃焼ガスが筒内に逆流する、噴射された燃料が拡散
して燃料濃度が低下する、筒内温度が低いため火炎伝播
が起きにくい、等の理由から不整燃焼が発生し易いとい
う問題がある。

【０００４】そこで本発明者等は、筒内噴射式２サイク
ルエンジンにおいて、排気通路面積を可変制御する排気
制御弁を配設し、上記低速回転，低負荷運転域では排気
制御弁により排気通路面積を絞ることにより、圧縮始め
の圧力，筒内温度を高く保ち、不整燃焼の発生を抑制で
きるようにしたものを開発している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで複数気筒を有
する筒内噴射式エンジンの場合、上記排気制御弁の配置
位置，数量，及びその具体的構造ををどのように設定す
るかが問題となる。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、複数気筒を備えた筒内噴射式２エンジンの場合の排
気制御弁の最適配置構造を提供することを課題としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、燃料
を燃料噴射弁により複数気筒の各燃焼室内に噴射供給し
点火プラグにより点火し燃焼させるとともに、排気ガス
を各気筒の排気ポートに連通する排気通路から排出する
ようにした筒内噴射式２サイクルエンジンにおいて、半
数以上の気筒からの排気ガスが排気通路面積を可変制御
する排気制御弁を通過した後に排出されるよう上記排気
通路の途中に１つ又は複数の上記排気制御弁を配置した
ことを特徴としている。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記排気通路が各排気ポートに連通する独立通路及び各独
立通路が合流する合流通路を備えており、該合流通路
の、半数以上の独立通路の合流点より下流側部分に１つ
の上記排気制御弁を配設したことを特徴としている。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１において、上
記排気通路が各排気ポートに連通する独立通路を備えて
おり、半数以上の独立通路のそれぞれに上記排気制御弁
を配設したことを特徴としている。

【００１０】請求項４の発明は、請求項３において、全
ての独立通路に排気制御弁が配設されており、該排気制
御弁は、排気ポートの直後に弁軸を気筒軸と略直角に向
けて配設されたバタフライ式のものであり、かつ上記弁
軸は同一軸線を有する棒体で構成されていることを特徴
としている。

【００１１】請求項５の発明は、請求項３において、全
ての独立通路に排気制御弁が配設されており、該排気制
御弁は、排気ポートの直後に弁軸を気筒軸と略平行に向
けて配設されたバタフライ式のものであり、かつ上記各
弁軸は連結機構を介して共通の駆動源により駆動される
ことを特徴としている。

【００１２】

【発明の作用効果】請求項１の発明によれば、複数気筒
の各排気ポートに連通し排気ガスを排出する排気通路を
備えている場合に、半数以上の気筒からの排気ガスが排
気通路面積を可変制御する排気制御弁を通過した後に排
出されるよう上記排気通路の途中に１つ又は複数の上記
排気制御弁を配置したので、複数気筒を備えている場合
に、少なくとも半数以上の気筒における圧縮始めの圧
力，筒内温度を高く保ち、不整燃焼の発生を抑制でき、
燃焼安定性を向上できる。

【００１３】請求項２の発明によれば、半数以上の上記
独立通路のそれぞれに上記排気制御弁を配設したので、
また請求項３の発明によれば、上記合流通路の半数以上
の上記独立通路の合流点より下流側部分に１つの上記排
気制御弁を配設したので、上述の半数以上の気筒におけ
る圧縮始めの圧力，筒内温度の保持、不整燃焼の発生の
抑制を実現できる。

【００１４】そして請求項２の発明では、半数以上の独
立通路に排気制御弁を配設したので、半数以上の気筒に
おける排気通路抵抗を独立に制御可能であり、各気筒の
排気ガス排出抵抗の特性に応じた制御が可能である。特
に、例えば船外機用エンジンのようにクランク軸を垂直
に配置し、各気筒を縦方向に並列配置したエンジンで
は、気筒の位置によって排気通路抵抗は一様ではなく、
従って半数以上の気筒の排気通路抵抗を独立に制御でき
る効果は大きい。なお、この観点からは、請求項４，５
の発明のように、全ての気筒の独立通路に排気制御弁を
配設するのが望ましい。

【００１５】また請求項３の発明では、半数以上の独立
通路の合流点より下流側に１つの排気制御弁を配設した
ので、最小限の排気制御弁により排気通路抵抗の制御が
可能である。この観点からは、合流通路の、全気筒用独
立通路の合流点より下流側部分に排気制御弁を配設する
のが望ましい。

【００１６】請求項４，５の発明では、全気筒に排気制
御弁を設けたので、各気筒の排気通路抵抗を独立に制御
可能であり、気筒の排気ガス排出特性に応じた制御が可
能である。また、請求項４の発明では、各排気制御弁の
弁軸を連結機構で連結したので、また請求項５の発明で
は各排気制御弁の弁軸を同一軸線を有する棒体で構成し
たので、多数の排気制御弁を設けながら駆動源を共通に
でき、構造の複雑化，コストの増大を回避できる。

【００１７】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面に
基づいて説明する。図１ないし図１９は、請求項１，２
の発明の第１実施形態による筒内噴射式２サイクルガソ
リンエンジンを説明するための図であり、図１，図２は
本実施形態エンジンが採用された船外機の左側面図，断
面平面図、図３は該エンジンの断面背面図、図４は排気
制御弁を示す図、図５は運転制御装置のブロック構成
図、図６〜図８は制御動作を説明するためのフローチャ
ート図、図９〜図１９は制御用データの概念図である。

【００１８】図において、１は本実施形態エンジンが採
用された船外機であり、スイベルアーム９及びクランプ
ブラケット８を介して船体２の船尾２ａにおいて支持軸
１００のまわりに上下揺動可能に枢支されており、航走
時にはクランク軸２０が略垂直をなすよう縦置きに位置
決めされる。

【００１９】上記船外機１は、推進用プロペラ３が配設
されたロアケース４の上部にアッパケース５を接続し、
該アッパーケース５の上部にエンジン６を搭載し、該エ
ンジン６の周囲をトップカウル７で囲んだ概略構造のも
のである。上記エンジン６のの回転はクランク軸２０に
接続された出力軸６ａ，垂直方向に延びる駆動シャフト
１２，かさ歯車機構１０，及び水平に延びる推進軸１１
を介して上記プロペラ３に伝達される。

【００２０】上記エンジン６は、水冷式Ｖ型６気筒筒内
噴射式２サイクルエンジンであり、上記クランク軸２０
を収容するクランクケース２２に、６つの気筒（シリン
ダボア）２１がＶバンクをなすように配置形成されたシ
リンダボディ２３を結合し、該シリンダボディ２３にシ
リンダヘッド２４を装着し、上記シリンダボディ２３の
各気筒２１内に摺動自在に挿入されたピストン２５をコ
ンロッド２６を介して上記クランク軸２０に連結した概
略構造のものである。

【００２１】また上記シリンダヘッド２４には点火プラ
グ２７が螺挿されており、該点火プラグ２７の電極はシ
リンダヘッド２４，シリンダボディ２３の気筒２１，ピ
ストン２５で囲まれた燃焼室内に臨んでいる。この点火
プラグ２７は点火回路６３（図５参照）により駆動さ
れ、所定タイミングで上記燃焼室内にスパークを発生さ
せる。

【００２２】上記エンジン６の吸気系は以下のように構
成されている。上記クランクケース２２に各気筒に対応
して画成された各クランク室２２ａ内に連通するよう各
開口２２ｂを形成し、該各開口２２ｂにリード弁３２を
介在させて吸気通路３０を接続し、該吸気通路３０の上
流側にスロットル弁３１を内蔵するスロットルボディ３
３を接続する。このスロットル弁３１はスロットルアク
チュエータ６１（図５参照）によって開閉駆動される。

【００２３】また上記シリンダボディ２３に各クランク
室２２ａと各気筒２１とを連通する１つの対向掃気通路
３５ａと２つの主掃気通路３５ｂ，３５ｃを形成し、該
各掃気通路３５ａ〜３５ｃの掃気ポート３５を気筒２１
内に開口させる。

【００２４】そして上記シリンダボディ２３の側壁には
各気筒２１毎に燃料噴射弁４９が装着されている。図示
していないが、該燃料噴射弁４９には先端部に戻り通路
を有する調圧弁が設けられた燃料供給レールが接続され
ており、該燃料供給レールには燃料ポンプから高圧の燃
料が供給されている。上記燃料噴射弁４９は内蔵する電
磁コイル６２（図５参照）により弁体を移動させて噴射
ノズルを開くと、該ノズルが開いている期間、上記高圧
の燃料が気筒２１内に噴射供給される。

【００２５】上記エンジン６の排気系は以下のように構
成されている。上記シリンダボディ２３に各気筒２１に
開口する排気ポート４１に連通する排気分岐通路（独立
通路）４２を形成し、該各排気分岐通路４２をクランク
軸２０と略平行に上下方向に延びるように形成された各
バンク毎の排気合流通路４０に合流させ、該各排気合流
通路４０の下端排気口６ｂをシリンダボディ２３の下面
に開口させる。

【００２６】そして上記シリンダボディ２３の下面にエ
キゾーストガイド１３を接続し、該エキゾーストガイド
１３に上記各下端排気口６ｂに連通する一対の排気孔１
３ａ，１３ａを形成し、該各排気孔１３ａに連通し下方
に延びる排気管１４を接続し、さらに該排気管１４を囲
み排気膨張室を形成するマフラ１６を上記エキゾースト
ガイド１３に接続し、該マフラ１６の下端を上記ロアケ
ース４内に開口させる。

【００２７】上記エキゾーストガイド１３内、即ち、上
記各バンク毎の全ての独立通路４２が合流した点より下
流側部分内に排気通路断面積を可変制御する排気制御弁
４３が配設されている。この排気制御弁４３は、排気管
１４の軸線と直交するように形成された弁孔１３ｂ内に
配設されており、図４に示すように、ステンレス鋼から
なる丸棒の一部を切り欠くことにより形成され上記両排
気孔１３ａを開閉する弁部４３ｂ，４３ｂを有し、該両
弁部４３ｂは同軸をなしている。また上記弁部４３ｂの
一端には駆動軸４３ａが、他端には支持軸４３ｃが一体
形成されている。

【００２８】そして上記排気制御弁４３は、各弁部４３
ｂが排気孔１３ａの内面と面一となる全開位置と、該弁
部４３ｂが排気孔１３ａ内に起立して該排気孔１３ａを
絞り込む全閉位置との間で回動するようになっている。

【００２９】なお、上記エキゾーストガイド１３の弁孔
１３ｂの周囲には冷却ジャケット１３ｃが形成されてお
り、該ジャケット１３ｃにより上記排気制御弁４３を冷
却するようになっている。また上記弁孔１３ｂの開口部
には排気制御弁４３を回転自在に支持し、かつ該弁孔１
３ｂの開口を閉塞する蓋部材４５が挿着されている。

【００３０】上記排気制御弁４３は、上記エキゾースト
ガイド１３の外部に突出した駆動軸４３ａに固定された
プーリ４６，図示しない駆動ケーブルを介して駆動アク
チュエータ６４（図５参照）により開閉駆動される。

【００３１】また上記マフラ１６には排気通路内圧力を
検出するための排気圧センサ５５が装着されている。該
排気圧センサ５５は上記アッパケース５の外側からマフ
ラ１６内に貫通するように配設されており、該センサ５
５の検知部は上記マフラ１６内の上記排気管１４の下流
端開口近傍に位置している。

【００３２】図５において、５０は上記エンジン６の運
転制御を行うＥＣＵであり、該ＥＣＵ５０には各種のセ
ンサからエンジン運転状態等を表す検出信号が入力され
る。例えば、回転数センサ５１からのエンジン回転数信
号ＲＥＶ、アクセル開度センサ５２からのアクセル開度
（例えばアクセルペダルの踏み込み量）信号ＡＣＣ、水
温センサ５３からのエンジン冷却水温度信号ＴＷ、クラ
ンク角センサ５４からのクランク角（ピストン位置）信
号ＣＡ、上記排気圧センサ５５からの排気管内圧力（背
圧）ＰＥ、クランク室圧力センサ５６からのクランク室
圧力信号、大気圧力センサ５７からの大気圧力信号、大
気温度センサ５８からの大気温度信号等が入力される。

【００３３】そして上記ＥＣＵ５０は、上記各センサか
ら入力されたエンジン運転状態を表す各検出信号に基づ
いて、予め設定されたプログラムに従って、またデータ
記憶装置に記憶する各種の制御マップを利用して各種の
演算を行い、各種の制御信号を各種のアクチュエータに
出力する。例えば、スロットル弁３１を開閉駆動するス
ロットルアクチュエータ６１へのスロットル弁開度信号
ＴＨ、燃料噴射弁４９を開閉駆動する電磁コイル６２へ
の燃料噴射期間（量）信号ＦＤ，及び燃料噴射開始時期
信号ＩＮＪ、点火プラグ２７に高圧電流を供給する点火
回路６３への点火信号ＩＧＮ、排気制御弁４３を開閉駆
動するアクチュエータ６４への排気制御弁開度信号ＥＸ
Ｖ等を出力する。

【００３４】また、上記スロットル弁３１の開度，排気
制御弁４３の開度は図示しないスロットル開度センサ，
排気制御弁開度センサにより検出され、該検出開度は上
記ＥＣＵ５０にフィードバックされる。

【００３５】ここで上記ＥＣＵ５０による各種の制御は
基本的には以下の要領で行われる。まず、図１６にその
制御データを概念的に示すように、エンジン回転数ＲＥ
Ｖとアクセル開度ＡＣＣに基づいて、スロットル弁開度
ＴＨ，点火時期ＩＧＮ，燃料噴射時期ＩＮＪ，噴射量Ｆ
Ｄ，排気制御弁開度ＥＸＶ等の制御パラメータの値が設
定される。なお、上記ＲＥＶとＡＣＣによりＴＨを定
め、該ＴＨとＲＥＶとによりＩＧＮ，ＩＮＪ，ＦＤ，Ｅ
ＸＶを定めるようにすることもでき、このようにすれば
エンジン負荷の管理が容易となる。

【００３６】またスロットル開度ＴＨとアクセル開度Ａ
ＣＣとは以下の関係に制御される。通常は上記スロット
ル開度ＴＨとアクセル開度ＡＣＣとは同じ傾きに設定さ
れるが、図１７（ａ）に示すように、途中でスロットル
弁開度ＴＨの傾きをアクセル開度ＡＣＣより大きくする
ことにより加速重視設定としたり、同図（ｂ）に示すよ
うに、エンジン回転数によって傾き及びアイドル開度を
変えたりしても良い。

【００３７】また点火時期ＩＧＮについては、エンジン
回転数ＲＥＶとアクセル開度ＡＣＣで定まるエンジン運
転ポイントにおいて、出力，燃費，排気ガス浄化，乗り
心地の何れを重視するかによって設定された点火時期が
選択される。

【００３８】燃料噴射開始時期ＩＮＪについては、図１
８に示すように、エンジン回転数が高いほど又はエンジ
ン負荷が大きいほど進角され、燃料噴射期間ＦＤは、ア
クセル開度ＡＣＣが大きいほど、高速回転ほど長く制御
される。

【００３９】排気制御弁開度ＥＸＶは、図１９に示すよ
うに、低速回転ほど、また低負荷ほど小さく設定され
る。また中負荷以上では、回転数によらず全開となる。

【００４０】ここで上記ＥＣＵ５０は本実施形態特有の
以下の制御機能を有している。 〔排気制御弁開度制御機能〕 アクセル開度が所定アイドリング開度以上であり、
アクセル開度の変化率が所定値以下である通常（定常）
運転状態では、上記排気制御弁４３の開度ＥＸＶを、ア
クセル開度ＡＣＣ，エンジン回転数ＲＥＶの一方又は両
方に基づいて設定されるアクセル・回転数基準排気制御
弁開度ＥＸＶｏに制御する。なお、外部負荷が大きい時
（例えばエンジンを車両の動力として利用する場合にお
ける登坂運転時）、エンジン回転数は小さいがアクセル
開度は、所定アイドル開度より大きくする運転状態があ
る。この運転状態も本通常（定常）運転状態の一部とし
て同様の制御を行う。

【００４１】 始動運転状態又は暖機運転状態では、
排気制御弁開度ＥＸＶを上記アクセル基準排気制御弁開
度ＥＸＶｏより大きい開度に増量制御する。この場合、
該排気制御弁開度ＥＸＶの増分ΔＥＸＶをエンジン冷却
水温度ＴＷが低いほど大きく制御し（図９（ａ）参
照）、かつ暖機運転時の排気制御弁開度ＥＸＶはアクセ
ル・回転数基準排気制御弁開度ＥＸＶｏと上記始動時排
気制御弁開度との間の大きさに制御する。

【００４２】 アクセル開度が所定アイドル開度より
小さいアイドリング運転状態では、上記排気制御弁開度
ＥＸＶを、エンジン回転数ＲＥＶが目標アイドリング回
転数ＲＥＶｏより高いときには上記アクセル基準排気制
御弁開度ＥＸＶｏより小さく制御し、低いときには大き
く制御する。なお、外部負荷が小さい時（例えばエンジ
ンを車両の動力として利用する場合における降坂運転
時）、エンジン回転数は大きいがアクセル開度は、所定
アイドル開度より小さくする運転状態がある。この運転
状態も本アイドリング運転状態の一部として同様の制御
を行う。

【００４３】 過渡運転状態では、排気制御弁開度Ｅ
ＸＶを、アクセル・回転数基準排気制御弁開度ＥＸＶｏ
より大きい開度に制御する。過渡運転状態（急加速状
態）では、アクセル開度の時間増加率ｄＡ／ｄｔ，エン
ジン回転数の時間増加率ｄＲ／ｄｔの一方又は両方が大
きいほど排気制御弁開度の増分ΔＥＸＶを大きく制御す
る。この場合、アルセル開度，エンジン回転数が小さい
運転域であるほど上記排気制御弁開度の増分を大きく制
御する（図１３，１４参照）。

【００４４】 急減速状態では、アクセル開度，エン
ジン回転数の時間減少率の一方又は両方が大きいほど排
気制御弁の閉じ速度を遅くすることにより該排気制御弁
開度ＥＸＶをアクセル・回転数基準排気制御弁開度ＥＸ
Ｖｏより大きくする。

【００４５】〔燃料噴射量補正機能〕 始動運転状態又は暖機運転状態では、燃料噴射量Ｆ
Ｄをアクセル開度に応じたアクセル基準噴射量ＦＤｏよ
り増量する。

【００４６】 上記アイドリング運転状態では、燃料
噴射量ＦＤをエンジン回転数ＲＥＶが目標アイドリング
回転数ＯＲＥＶより高いときには減量し、低いときには
増量する。

【００４７】〔スロットル弁開度補正機能〕 始動運転状態又は暖機運転状態では、スロットル弁
開度ＴＨをアクセル開度ＡＣＣに応じたアクセル基準ス
ロットル弁開度ＴＨｏより増量する。

【００４８】次に上記ＥＣＵ５０による各種の制御動作
を説明する。 〔始動モード制御〕図６において、メインスイッチのオ
ンにより制御が開始されると、水温センサ５３からの水
温ＴＷが読み込まれ、内蔵する図９に示すマップから、
点火時期ＩＧＮ，燃料噴射開始時期ＩＮＪ，燃料噴射量
ＦＤ，排気制御弁開度ＥＸＶ，スロットル弁開度ＴＨ等
の水温ＴＷに対応した初期値が読み込まれ、排気制御弁
開度ＥＸＶ，スロットル弁開度ＴＨが上記初期値となる
よう各アクチュエータが作動する（ステップＳ１〜
４）。なお、図９から判るように、上記各初期値のうち
点火時期ＩＧＮは水温に係わらず一定であるが、ＥＸ
Ｖ，ＩＮＪ，ＦＤ，ＴＨは水温が低いほど大きい値、進
角値が選択される。

【００４９】そしてイグニッションキーがセルモータの
オン位置に回動されると、セルモータが作動開始すると
ともに、燃料噴射弁駆動用電磁コイル６２，点火プラグ
用点火回路６３，スロットル弁用アクチュエータ６１，
排気制御弁用アクチュエータ６４が、上記初期値を目標
にして作動し（ステップＳ５〜７）、上記イグニッショ
ンキーがセルモータのオン位置に保持されセルスイッチ
がオンしている間、水温読み込み，点火時期，燃料噴射
開始時期・・・の読み込み，設定作動が行われる（ステ
ップＳ８，９，６，７）。

【００５０】そしてステップＳ７において上記イグニッ
ションキーが戻され、セルスイッチがオフすると、エン
ジン回転数ＲＥＶが読み込まれ（ステップＳ１０）、該
エンジン回転数ＲＥＶが予め設定された始動完了回転数
ＲＥＶｏを越えるまで始動モードにおける水温の検出，
点火時期等の読み込み，及びアクチュエータの作動が繰
り返され（ステップＳ１１〜１４，１０）、エンジン回
転数ＲＥＶが始動完了回転数ＲＥＶｏを越えると始動モ
ードは終了する。

【００５１】〔アイドルモード〕図７において、アクセ
ル開度に基づいてオンオフするアイドルスイッチにより
アイドリング運転域であると判断されると、水温ＴＷが
読み込まれ、図１０のマップより水温ＴＷに応じた目標
アイドリング回転数ＯＲＥＶが読み込まれる（ステップ
Ｓ２１〜２３）。この場合、上記目標アイドリング回転
数ＯＲＥＶは、図１０に示すように、エンジン温度（水
温）ＴＷが所定の低温度範囲にある場合には、該水温が
低い程高く設定されされる。これによりアイドルモード
においてエンジン温度が低い場合には、アイドリング回
転数を高くしてよりに早急にエンジン温度を上昇させ、
エンジン回転を安定化できる。

【００５２】続いて図１１に示すマップから上記目標ア
イドリング回転数ＯＲＥＶに応じた排気制御弁開度ＥＸ
Ｖ，点火時期ＩＧＮ，燃料噴射開始時期ＩＮＪ，燃料噴
射量ＦＤ，スロットル弁開度ＴＨの目標値が読み込まれ
（ステップＳ２４）、この目標排気制御弁開度ＥＸＶ等
に応じて排気制御弁用アクチュエータ６４，点火回路６
３，燃料噴射弁駆動用電磁コイル６２，スロットル弁用
アクチュエータ６１が作動する（ステップＳ２５）。

【００５３】ここで図１１から判るように、上記各制御
値のうち点火時期ＩＧＮは目標アイドリング回転数ＯＲ
ＥＶが高くなるにつれて僅かに遅角され、ＥＸＶ，ＩＮ
Ｊ，ＦＤ，ＴＨは目標アイドリング回転数が高いほど、
つまりエンジン水温ＴＷが低いほど大きく又は進角側に
設定される。

【００５４】そしてエンジンがアイドリング状態を継続
している場合には、再び水温ＴＷに応じた目標アイドリ
ング回転数ＯＲＥＶが読み込まれ（ステップＳ２６〜２
８）、エンジン回転数ＲＥＶが読み込まれ（ステップＳ
２９）、該回転数ＲＥＶと目標アイドリング回転数ＯＲ
ＥＶとの差ΔＲＥＶが求められ、図１２のマップから上
記差ΔＲＥＶに応じた排気制御弁開度補正量ΔＥＸＶ，
スロットル弁開度補正量ΔＴＨ，燃料噴射量補正量ΔＦ
Ｄ等が求められ（ステップＳ３０，３１）、該補正量に
より補正された値を新しい制御目標値として上記排気制
御弁開度ＥＸＶ，スロットル開度ＴＨ，燃料噴射量ＦＤ
等が制御される（ステップＳ３２，３３）。

【００５５】ここで上記各補正量は、図１２に示すよう
に、上記エンジン回転数ＲＥＶの目標アイドリング回転
数ＯＲＥＶとの差ΔＲＥＶが負側に大きい（同図右側）
ほど正側に大きく設定され、逆に正側に大きい（同図左
側）ほど負側に大きく設定される。即ち、エンジン回転
数ＲＥＶが目標値ＯＲＥＶより低いほど排気制御弁開
度，スロットル弁開度が開側に補正されて排気ガスの流
出抵抗，及び吸気の流入抵抗が小さくなり、燃料噴射量
が多い側に補正されてエンジン回転数が目標値に向けて
増加する。

【００５６】上記ステップＳ２６において、アクセル開
度が開かれる等によりアイドリング運転域を脱したと判
断されると、エンジン回転数ＲＥＶ，アクセル開度ＡＣ
Ｃ，水温ＴＷ等が読み込まれ、該アクセル開度，エンジ
ン回転数に応じた点火時期，排気制御弁開度，燃料噴射
量等の各制御目標値が通常運転状態用マップから読み込
まれ、該読み込み値に応じて上記各アクチュエータが作
動する（ステップＳ３５〜３６）。

【００５７】〔急加速モード〕ステップＳ２１あるいは
Ｓ２６においてアイドル状態にないと判断されると、図
７のステップＳ３４〜ステップＳ３６の替わりに図８の
制御が行われ、通常運転に応じた運転制御に加え、急加
速運転に応じた運転制御が実施される。即ち、エンジン
回転数ＲＥＶ，アクセル開度ＡＣＣが読み込まれ、該エ
ンジン回転数ＲＥＶ，アクセル開度ＡＣＣに応じた点火
時期ＩＧＮ，排気制御弁開度ＥＸＶ，燃料噴射開始時期
ＩＮＪ，噴射量ＦＤ，スロットル開度ＴＨ等が通常運転
用マップから読み込まれる（ステップＳ４１，４２）と
ともに、エンジン回転数ＲＥＶの増加速度ｄＲ／ｄｔ，
アクセル開度ＡＣＣの増加速度ｄＡ／ｄｔを求め、該両
演算値と増加速度の基準値Ｘ，Ｙとの比較により通常運
転状態か、急加速運転状態かが判断される（ステップＳ
４３，４４）。

【００５８】上記両演算値の少なくとも何れか一方が基
準値より小さい場合には通常運転状態であると判断さ
れ、ステップＳ４７に移行して、上記エンジン回転数，
スロットル開度に応じて読み込まれた点火時期，排気制
御弁開度，燃料噴射時期，噴射量，スロットル開度とな
るように上記各アクチュエータが作動する。このステッ
プＳ４７では、図７に示したステップＳ３７と同一動作
が実施される。ステップＳ４１からステップＳ４４、そ
してジャンプしてステップＳ４７が通常運転モードとな
る。

【００５９】一方、上記両演算値が上記両基準値より大
きい場合には急加速運転状態と判断され、図１３〜図１
５のマップに基づいて上記エンジン回転数増加速度ｄＲ
／ｄｔ，アクセル開度増加速度ｄＡ／ｄｔに応じた排気
制御弁開度補正量ΔＥＸＶ，燃料噴射量補正量ΔＦＤ，
スロットル開度補正量ΔＴＨ等が求められ、該補正量を
上記ステップＳ４２で求められた排気制御弁開度等に加
えることにより新しい制御目標値が求められ、該目標値
となるように上記各アクチュエータが作動し（ステップ
Ｓ４５〜４７）、図７のステップＳ２１に進む。すなわ
ち、ステップＳ４１からステップＳ４４（通常モードを
兼ねる）に加え、ステップＳ４５からステップＳ４７ま
でが急加速モードとなる。なお、イグニッションキーが
オフされると、始動モード、アイドルモード、通常モー
ド及び急加速モードのいずれのモード状態にあっても、
直ちにエンジンが停止する。

【００６０】ここで上記排気制御弁開度補正量ΔＥＸＶ
は、図１３に示すように、アクセル開度増加速度ｄＡ／
ｄｔが大きくなるほど二次関数的に増加される。より詳
しくは、ΔＥＸＶはアクセル開度ＡＣＣが小さい状態か
らの急加速（図示破線参照）であるほど急激に増加され
る。

【００６１】また上記排気制御弁開度補正量ΔＥＸＶ
は、図１４に示すように、エンジン回転数増加加速度ｄ
Ｒ／ｄｔが大きくなるほど増加される。より詳しくは、
ΔＥＸＶはエンジン回転数ＲＥＶが低い状態からの急加
速（図示破線参照）であるほど急激に増加される。

【００６２】なお、図１５に示すように、燃料噴射量補
正量ΔＦＤ，及びスロットル開度補正量ΔＴＨは、上記
排気制御弁開度補正量ΔＥＸＶが大きいほど大きい値に
設定される。これにより、排気制御弁開度ＥＸＶの増加
により排気ガスの排出抵抗が減少するとともにＴＨ弁開
度ＴＨの増加により新気の流入抵抗が小さくなり燃料噴
射量ＦＤが増加するので、エンジン回転数が直ちに増加
する。

【００６３】上記したように本実施形態では、排気制御
弁４３を、合流通路４０の、全ての独立通路４２の合流
点より下流側に配置したので、全ての気筒からの排気ガ
スが排気制御弁４３を通過した後に排出されることとな
り、上述の始動モード，アイドルモード，急加速モー
ド，急減速モードにおいて、１つの排気制御弁４３によ
り全ての気筒における排気通路抵抗を可変制御でき、全
気筒における圧縮始めの圧力，筒内温度を高く保ち、不
整燃焼の発生を抑制でき、燃焼安定性を向上できる。

【００６４】また本実施形態では、アイドリング運転状
態において、上記排気制御弁開度ＥＸＶを、エンジン回
転数ＲＥＶが目標アイドリング回転数ＯＲＥＶより高い
ときには、上記アクセル開度を基準として設定されたア
クセル基準排気制御弁開度より小さくし、低いときには
大きくするようにしたので、エンジン回転数を目標アイ
ドリング回転数に保持できる。

【００６５】即ち、例えばエンジン回転数ＲＥＶが目標
アイドリング回転数ＯＲＥＶより高い場合には、排気制
御弁開度ＥＸＶがアクセル基準排気制御弁開度より狭め
られ、排気ガスの流路抵抗が増加し、これにより吸気量
が減少し、またこれに伴って燃料噴射量ＦＤが減量され
るので、熱発生量が減少してエンジン回転数が低下す
る。逆に、エンジン回転数ＲＥＶが目標アイドリング回
転数ＯＲＥＶより低い場合には、排気制御弁開度ＥＸＶ
がアクセル基準排気制御弁開度より開かれ、排気ガスの
流路抵抗が減少し、これにより吸気量が増加し、またこ
れに伴って燃料噴射量ＦＤが増量されるので、熱発生量
が増加してエンジン回転数が高くなる。このようにして
エンジン回転数が目標アイドリング回転数に保持れさ
る。

【００６６】また過渡運転状態では排気制御弁開度ＥＸ
Ｖをアクセル開度及びエンジン回転数を基準にして設定
されたアクセル・回転数基準排気制御弁開度より大きい
開度に制御するようにしたので、通常運転では排気制御
弁による燃費の良い安定性の高い燃焼状態が得られ、過
渡運転では、より高い加速性能を得ることができ、又は
エンジンの異常昇温，ストールを回避できる。

【００６７】即ち、急加速時には排気制御弁４３が通常
運転時における同じアクセル開度，エンジン回転数に対
する排気制御弁開度よりもより大きく開かれるので、排
気ガスの流路抵抗が小さくなって吸入空気量が増加し、
エンジン回転数が直ちに増加し、加速性能が向上する。
また急減速時には排気制御弁が定常運転時における同じ
アクセル開度，エンジン回転数に対する排気制御弁開度
よりも大きく開かれるので、高温の排気ガスの排出が阻
害されることによる温度上昇あるいはエンジンストール
が回避される。

【００６８】また、本実施形態では、急加速状態におけ
るアクセル開度ＡＣＣ，エンジン回転数ＲＥＶの時間増
加率ｄＡ／ｄｔ，ｄＲ／ｄｔが大きいほど排気制御弁開
度ＥＸＶの増分ΔＥＸＶを大きくしたので、さらにまた
急加速状態がアクセル開度ＡＣＣ，エンジン回転数ＲＥ
Ｖが小さい運転域におけるものであるほど上記排気制御
弁開度の増分ΔＥＸＶを大きくしたので、上記急加速性
能をより一層向上できる。

【００６９】さらにまた、急減速状態におけるアクセル
開度ＡＣＣ，エンジン回転数ＲＥＶの時間減少率ｄＡ／
ｄｔ，ｄＲ／ｄｔが大きいほど排気制御弁の閉じ速度を
遅くしたので、該排気制御弁開度をアクセル・回転数基
準排気制御弁開度より大きくすることができ、高温の排
気ガスの排出が阻害されることによる温度上昇あるいは
エンジンストールをより一層確実に回避できる。

【００７０】始動運転状態及び暖機運転状態では、排気
制御弁の開度ＥＸＶを、上記アクセル開度，エンジン回
転数を基準とするアクセル・回転数基準排気制御弁開度
より大きい開度にしたので、通常運転状態での低負荷運
転時には排気制御弁により排気通路面積が絞られること
から、圧縮始めの圧力，筒内温度を高く保って不整燃焼
の発生を抑制でき、かつ始動運転状態，暖機運転状態で
は排気制御弁の開度が大きい分だけ排気通路面積が大き
くなり、新気量が増加し、またこれに応じて燃料噴射量
が増量されるので、エンジン回転数が速やかに上昇し、
スタータモータ，バッテリの負担を軽減でき、又は暖機
時間を短縮できる。

【００７１】さらにまた、上記始動運転状態，暖機運転
状態における排気制御弁開度の増分ΔＥＸＶをエンジン
冷却水温度ＴＷが低いほど大きくしたので、エンジン温
度が低い場合でもエンジン回転数をすみやかに上昇で
き、暖機時間を短縮できる。

【００７２】また始動運転状態，暖機運転状態では、ス
ロットル弁開度をアクセル開度に応じたアクセル基準ス
ロットル弁開度より大きくするようにしたので、上記排
気制御弁の開度増加とスロットル弁開度の増加が互いに
協働し、新気量が確実に増加し、始動運転時のエンジン
回転数の上昇をより一層確実にすることができ、又暖機
運転時の暖機時間をより一層確実に短縮できる。

【００７３】ここで、上記第１実施形態では、排気制御
弁４３を合流通路４０の全ての独立通路の合流点より下
流側に配設したが、本発明の排気制御弁の配置位置，数
量等には各種の態様が採用できる。図２０，２１は、請
求項１，３，及び４の発明の第２実施形態を説明するた
めの図である。

【００７４】本実施形態では、全ての独立通路４２の排
気ポート４１直後にバタフライ式排気制御弁７０を配設
している。該各排気制御弁７０は、各独立通路４２内に
配置された弁板７１を、各バンク毎に１本配置された共
通の弁軸７２に固定した構造のものであり、該弁軸７２
は回転軸が気筒軸と直角の同一直線をなすように挿入配
置されている。なお、上記各弁板７１には、全閉時の排
気ガスのリーク通路となる連通孔７１ａが形成されてい
る。この連通孔７１ａは、各気筒の配置位置，冷却条件
等に起因する排気ガス排出抵抗の差異を軽減できるよう
にその開口面積が設定されている。

【００７５】そして上記各弁軸７２，７２の上端部同士
は回転プーリ７３ａ，７３ｂ，及びリンク７３ｃからな
る連結機構７３で連結されており、かつ回転プーリ７３
ａ，ケーブル７４を介して駆動モータ７５で回転駆動さ
れる。

【００７６】ここで上記合流通路４０は、Ｖバンク内に
おいてクランク軸方向に延びる蓋部材４０ａにより開閉
可能となっており、該蓋部材４０ａ上に上記駆動モータ
７５が取り付けられている。また上記蓋部材４０ａを取
り外すと、上記各弁板７１が外方に臨むようになってお
り、該弁板７１の弁軸７２への着脱はこの蓋部材４０ａ
を取り外すことにより容易に行うことができる。

【００７７】本実施形態では、全ての独立通路４２に排
気制御弁７０を配置したので、弁板７１の連通孔７１ａ
の大きさを適宜設定することにより、各気筒の排気通路
抵抗を独立に調整でき、より確実に全気筒における圧縮
始めの圧力，筒内温度を高く保ち、不整燃焼の発生を抑
制でき、燃焼安定性を向上できる。

【００７８】そして全気筒に排気制御弁７０を設けるに
あたり、各バンク毎に１本の共通の弁軸７２を設け、両
バンクの弁軸７２，７２を連結機構７３で連結するとと
もに共通の駆動モータ７５で駆動するようにしたので、
多気筒エンジンの場合の各気筒毎の排気制御を簡単な構
造により行うことができ、コスト上昇を抑制できる。

【００７９】図２２，２３は請求項１，３，及び５の発
明の第３実施形態を説明するための図であり、本実施形
態においても全ての独立通路４２にバタフライ式の排気
制御弁８０を配設している。この排気制御弁８０は、独
立通路４２の排気ポート４１直後に弁板８１を配置し、
各気筒毎に１本の弁軸８２をその回転軸が気筒軸と平行
になるなすように挿入配置し、該各弁軸８２に各弁板８
１を固定し、該各弁軸８２の外端部をプーリ８３，ケー
ブルを介して共通の駆動モータで回転駆動するように構
成されている。

【００８０】なお、上記各弁板８１には、上記第２実施
形態と同様に、全閉時の排気通路となる連通孔８１ａが
形成されている。この連通孔８１ａは、各気筒の配置位
置，冷却条件等に起因する排気ガス排出抵抗の差異が小
さくなるようにその開口面積が設定されている。

【００８１】本実施形態においても、上記第２実施形態
と同様に、全ての独立通路４２に排気制御弁８０を配置
したので、弁板８１の連通孔８１ａの大きさを適宜設定
することにより、各気筒の排気通路抵抗を独立に調整で
き、より確実に全気筒における圧縮始めの圧力，筒内温
度を高く保ち、不整燃焼の発生を抑制でき、燃焼安定性
を向上でき、また、多気筒エンジンの場合の各気筒毎の
排気制御を簡単な構造により行うことができ、コスト上
昇を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２の発明に係る第１実施形態の筒内
噴射式２サイクルエンジンを備えた船外機の左側面図で
ある。

【図２】上記第１実施形態船外機の断面平面図である。

【図３】上記第１実施形態エンジンの断面背面図であ
る。

【図４】上記第１実施形態エンジンの排気制御弁を示す
図である。

【図５】上記第１実施形態エンジンの運転制御装置のブ
ロック構成図である。

【図６】上記第１実施形態エンジンの動作を説明するフ
ローチャート図である。

【図７】上記第１実施形態エンジンの動作を説明するフ
ローチャート図である。

【図８】上記第１実施形態エンジンの動作を説明するフ
ローチャート図である。

【図９】上記第１実施形態エンジンの制御データを概念
的に示すマップ図である。

【図１０】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１１】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１２】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１３】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１４】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１５】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１６】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１７】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１８】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図１９】上記第１実施形態エンジンの制御データを概
念的に示すマップ図である。

【図２０】請求項１，３，４の発明に係る第２実施形態
エンジンを備えた船外機の断面平面図である。

【図２１】上記第２実施形態船外機の断面背面図であ
る。

【図２２】請求項１，３，５の発明に係る第３実施形態
エンジンを備えた船外機の断面平面図である。

【図２３】上記第３実施形態船外機の断面背面図であ
る。

【符号の説明】

６ 筒内噴射式２サイクルエンジン ２１ 気筒 ２７ 点火プラグ ４１ 排気ポート ４２ 独立通路 ４０ 合流通路 ４３ 排気制御弁 ４９ 燃料噴射弁 ４３，７０，８０ 排気制御弁 ７１，８１ 弁板 ７２，８２ 弁軸 ７３ 連結機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料を燃料噴射弁により複数気筒の各燃
   焼室内に噴射供給し点火プラグにより点火し燃焼させる
   とともに、排気ガスを各気筒の排気ポートに連通する排
   気通路から排出するようにした筒内噴射式２サイクルエ
   ンジンにおいて、半数以上の気筒からの排気ガスが排気
   通路面積を可変制御する排気制御弁を通過した後に排出
   されるよう上記排気通路の途中に１つ又は複数の上記排
   気制御弁を配置したことを特徴とする筒内噴射式２サイ
   クルエンジン。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記排気通路が各排
   気ポートに連通する独立通路及び各独立通路が合流する
   合流通路を備えており、該合流通路の、半数以上の独立
   通路の合流点より下流側部分に１つの上記排気制御弁を
   配設したことを特徴とする筒内噴射式２サイクルエンジ
   ン。
3. 【請求項３】 請求項１において、上記排気通路が各排
   気ポートに連通する独立通路を備えており、半数以上の
   独立通路のそれぞれに上記排気制御弁を配設したことを
   特徴とする筒内噴射式２サイクルエンジン。
4. 【請求項４】 請求項３において、全ての独立通路に排
   気制御弁が配設されており、該排気制御弁は、排気ポー
   トの直後に弁軸を気筒軸と略直角に向けて配設されたバ
   タフライ式のものであり、かつ上記弁軸は同一軸線を有
   する棒体で構成されていることを特徴とする筒内噴射式
   ２サイクルエンジン。
5. 【請求項５】 請求項３において、全ての独立通路に排
   気制御弁が配設されており、該排気制御弁は、排気ポー
   トの直後に弁軸を気筒軸と略平行に向けて配設されたバ
   タフライ式のものであり、かつ上記各弁軸は連結機構を
   介して共通の駆動源により駆動されることを特徴とする
   筒内噴射式２サイクルエンジン。