JP2016217241A

JP2016217241A - 多気筒エンジン及び船外機

Info

Publication number: JP2016217241A
Application number: JP2015102667A
Authority: JP
Inventors: 暁裕野間; Akihiro Noma
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-12-22
Anticipated expiration: 2035-05-20
Also published as: US20160341164A1; JP6473045B2; US10240538B2

Abstract

【課題】本発明の課題は、直噴射式の多気筒エンジンにおいて、不等間隔点火による燃料圧力の差異を低減することにある。
【解決手段】複数の気筒の点火間隔は、不等間隔である。制御部は、複数の気筒の点火間隔のうち、少なくとも最も長い点火間隔において、プランジャによる加圧室内の加圧タイミングと電磁バルブが開いているタイミングとをオーバーラップさせる。
【選択図】図９

Description

本発明は、多気筒エンジン及び船外機に関する。

多気筒エンジンには、点火間隔が不等間隔であるものがある。例えば、特許文献１に示すようなＶ型８気筒エンジンでは、７２０度のクランク角の間に８回の点火が等間隔で行われるが、２つのバンクの一方のみに着目すると、点火間隔が不等間隔となっている。

特開２００８−３１８９７

近年、直噴射式エンジンでは、プランジャタイプの高圧燃料ポンプが用いられている。プランジャタイプの燃料ポンプは、カムによりプランジャを駆動し、プランジャによって燃料を圧縮することで、高圧の燃料を吐出させる。カムには複数のカム山が設けられており、カムが回転することで、カム山がプランジャを押圧する。これにより、プランジャが駆動される。

ここで、カム山は、強度上、等間隔に配置されることが好ましい。カム山が等間隔に配置されると、ポンプによる燃料の吐出は等間隔に行われる。

一方、上述のエンジンのように点火間隔が不等間隔である場合には、燃焼室に燃料を噴射するタイミングも不等間隔となる。ポンプによる燃料の吐出が等間隔で行われる一方で、燃焼室への燃料の噴射が不等間隔で行われると、各気筒に燃料を噴射する際の燃料圧力に差異が生じてしまう。例えば、点火間隔が長いときには燃料圧力が高くなり、点火間隔が短いときには燃料圧力が低くなる。このような燃料圧力の差異は、気筒間に性能差を生じさせ、適合工数の増大、或いはドライバビリティの低下を招くため、好ましくない。

本発明の課題は、直噴射式の多気筒エンジンにおいて、不等間隔点火による燃料圧力の差異を低減することにある。

本発明の一態様に係る多気筒エンジンは、複数の気筒と、複数の燃料噴射装置と、燃料供給管と、燃料ポンプと、制御部と、を備える。複数の燃料噴射装置は、複数の気筒ごとに設けられ、気筒の燃焼室に燃料を直接的に噴射する。燃料供給管は、複数の燃料噴射装置に接続され、複数の燃料噴射装置に燃料を供給する。燃料ポンプは、燃料供給管に燃料を供給する。制御部は、燃料ポンプを制御する。

燃料ポンプは、ポンプ本体と、プランジャと、電磁バルブと、ワンウェイバルブと、カムと、を有する。ポンプ本体は、吸入口と加圧室と吐出口とを含む。プランジャは、加圧室内の圧力を変動させる。電磁バルブは、吸入口と加圧室との間の通路を開閉する。ワンウェイバルブは、加圧室から吐出口に向かう方向への燃料の流出を許容する。カムは、プランジャを駆動する複数のカム山を含む。カム山は周方向に等間隔に配置されている。

複数の気筒の点火間隔は、不等間隔である。制御部は、複数の気筒の点火間隔のうち、少なくとも最も長い点火間隔において、プランジャによる加圧室内の加圧タイミングと電磁バルブが開いているタイミングとをオーバーラップさせる。

本発明の他の態様に係る船外機は、上述した多気筒エンジンと、ドライブシャフトと、プロペラシャフトと、を備える。ドライブシャフトは、エンジンによって駆動され、鉛直方向に延びる。プロペラシャフトは、ドライブシャフトに接続され、ドライブシャフトと直交する方向に延びる。

多気筒エンジンにおいて、最も長い点火間隔では、燃料噴射が行われない時間が長いため、燃料圧力が高くなりやすい。しかし、本発明では、少なくとも最も長い点火間隔において、プランジャによる加圧タイミングで電磁バルブが開かれていることにより、燃料の一部を吸込口方向へ戻すことができる。これにより、最も長い点火間隔での燃料圧力の増大を抑えることができ、燃料圧力の差異を低減することができる。

実施形態に係る船外機の側面図である。エンジンの平面図である。排気系の構成を示す模式図である。クランクシャフトの斜視図である。エンジンの燃料供給系を示す模式図である。第１ポンプの構造を示す模式図である。第１ポンプの動作を説明するための図である。燃料噴射装置の駆動タイミング信号のタイミングチャートである。第１バンクの燃料噴射装置への駆動タイミング信号等のタイミングチャートである。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る船外機１の側面図である。船外機１は、エンジンカバー２と、エンジン３と、動力伝達機構４と、アッパーケース５と、ロワーケース６とを含む。エンジンカバー２は、エンジン３を覆っている。エンジン３は、クランクシャフト１１を含む。クランクシャフト１１は、鉛直方向に延びている。

動力伝達機構４は、エンジン３からの駆動力をプロペラ１２に伝達する。動力伝達機構４は、ドライブシャフト１３と、プロペラシャフト１４と、シフト機構１５とを含む。ドライブシャフト１３は、鉛直方向に延びている。ドライブシャフト１３は、クランクシャフト１１に連結されており、エンジン３によって回転する。

プロペラシャフト１４は、シフト機構１５を介してドライブシャフト１３の下部に連結されている。プロペラシャフト１４は、前後方向に延びている。プロペラシャフト１４は、ドライブシャフト１３に対して垂直に延びる。プロペラシャフト１４の後端にはプロペラ１２が取り付けられる。プロペラシャフト１４は、ドライブシャフト１３からの駆動力をプロペラ１２に伝達する。

プロペラ１２は、船外機１の下部に配置されている。プロペラ１２は、エンジン３からの駆動力により回転駆動される。シフト機構１５は、ドライブシャフト１３からプロペラシャフト１４へ伝達される動力の回転方向を切り換える。

アッパーケース５は、エンジンカバー２の下方に配置される。アッパーケース５は、ドライブシャフト１３を覆っている。ロワーケース６は、アッパーケース５の下方に配置される。ロワーケース６は、プロペラシャフト１４を覆っている。

次に、エンジン３について詳細に説明する。図２は、エンジン３の平面図である。図３は、エンジン３の構成を示す模式図である。エンジン３は、複数の気筒Ｃ１−Ｃ８を有する多気筒エンジンである。エンジン３は、第１バンク２１と第２バンク２２とを含む。図３に示すように、第１バンク２１は、４つの気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７を有する。第２バンク２２は、４つの気筒Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８を有し、第１バンク２１とＶ字型に並んで配置される。すなわち、エンジン３は、Ｖ型８気筒エンジンである。

第１バンク２１は、第１気筒Ｃ１と第３気筒Ｃ３と第５気筒Ｃ５と第７気筒Ｃ７とを有する。第１バンク２１において、第１気筒Ｃ１と第３気筒Ｃ３と第５気筒Ｃ５と第７気筒Ｃ７との順に並んで配置されている。第２バンク２２は、第２気筒Ｃ２と第４気筒Ｃ４と第６気筒Ｃ６と第８気筒Ｃ８とを有する。第２バンク２２において、第２気筒Ｃ２と第４気筒Ｃ４と第６気筒Ｃ６と第８気筒Ｃ８との順にならんで配置されている。

これら８つの気筒Ｃ１−Ｃ８間の点火間隔は９０度である。従って、上述したクランクシャフト１１は、図４に示すようなクロスプレーン型のクランクシャフトであり、４つのクランクピン１１１−１１４が９０度間隔で配置されている。

図２に示すように、各気筒Ｃ１―Ｃ８は、燃焼室２３と吸気ポート２４と排気ポート２５とを含む。吸気ポート２４と排気ポート２５とは、燃焼室２３に接続されている。吸気ポート２４は、吸気バルブ１８によって開閉される。排気ポート２５は、排気バルブ１９によって開閉される。

図３に示すように、エンジン３は、排気通路２６を含む。排気通路２６は、第１集合部２７と第２集合部２８とを含む。第１集合部２７は、第１バンク２１の４つの気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７の排気ポート２５に接続されている。第１集合部２７は、第１バンク２１の４つの気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７からの排気を合流させる。第２集合部２８は、第２バンク２２の４つの気筒Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８の排気ポート２５に接続されている。第２集合部２８は、第２バンク２２の４つの気筒Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８からの排気を合流させる。第１集合部２７と第２集合部２８とは、第１バンク２１と第２バンク２２との間に配置されている。

排気通路２６は、第３集合部２９を含む。第３集合部２９は、第１集合部２７と第２集合部２８とに接続されている。第３集合部２９は、第１集合部２７と第２集合部２８とを合流させる。第３集合部２９は、第１バンク２１と第２バンク２２との間に配置される。第３集合部２９内には触媒３１が配置されている。触媒３１は、排気通路２６を通る排気を浄化する。

次に、エンジン３の燃料供給系について説明する。図５は、エンジン３の燃料供給系を示す模式図である。図５に示すように、エンジン３は、複数の燃料噴射装置４１−４８と、燃料供給管３２と、燃料ポンプ３３とを含む。

複数の燃料噴射装置４１−４８は、複数の気筒Ｃ１−Ｃ８ごとに設けられている。複数の燃料噴射装置４１−４８は、各気筒Ｃ１−Ｃ８の燃焼室２３に燃料を直接的に噴射する。すなわち、エンジン３は、燃料直噴射式のエンジン３である。複数の燃料噴射装置４１−４８は、第１〜第８燃料噴射装置４１−４８を有する。第１〜第８燃料噴射装置４１−４８は、それぞれ第１〜第８気筒Ｃ１−Ｃ８に設けられている。

燃料供給管３２は、第１〜第８燃料噴射装置４１−４８に燃料を供給する。燃料供給管３２は、第１バンクの４つの気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７に接続される第１供給管３４と、第２バンクの４つの気筒Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８に接続される第２供給管３５と、を含む。第１供給管３４と第２供給管３５とは、第１バンク２１と第２バンク２２との間に配置される。

第１供給管３４と第２供給管３５とは互いに接続されていない。これにより、第１供給管３４と第２供給管３５との配置の自由度を向上させることができる。例えば、第１供給管３４と第２供給管３５とを互いに離して配置することで、これらの間に上述した触媒３１を含む第３集合部２９を配置することができる。

燃料ポンプ３３は、燃料供給管３２に燃料を供給する。燃料ポンプ３３は、第１供給管３４に接続される第１ポンプ３６と、第２供給管３５に接続される第２ポンプ３７と、を含む。第１ポンプ３６は、燃料を昇圧して第１供給管３４に吐出する。第２ポンプ３７は、燃料を昇圧して第２供給管３５に吐出する。このように、２つのポンプが設けられることにより、ポンプが１つのみである場合と比べて、各ポンプ３６，３７を小型化することができる。

第１ポンプ３６及び第２ポンプ３７は、ベーパーセパレータータンク３８及び燃料フィルタ３９を介して、図示しない燃料タンクに接続されている。燃料は、燃料タンクから燃料フィルタ３９及びベーパーセパレータータンク３８を通って第１ポンプ３６と第２ポンプ３７とに吸い込まれる。第１ポンプ３６に吸い込まれた燃料は、第１ポンプ３６によって昇圧されて第１供給管３４に供給される。第２ポンプ３７に吸い込まれた燃料は、第２ポンプ３７によって昇圧されて第２供給管３５に供給される。

第１ポンプ３６と第２ポンプ３７とは、リターンレス方式のポンプである。すなわち、第１ポンプ３６から吐出された燃料の全量が、第１供給管３４に供給される。第２ポンプ３７から吐出された燃料の全量が、第２供給管３５に供給される。第１ポンプ３６と第２ポンプ３７とがリターンレス方式のポンプであることにより、必要な燃料を吐出する分だけの仕事量で済むので、エンジン効率を向上することができる。

次に、燃料ポンプ３３の構造について説明する。図６は、第１ポンプ３６の構造を示す模式図である。第１ポンプ３６は、ポンプ本体５１と、プランジャ５２と、電磁バルブ５３と、ワンウェイバルブ５４と、カム５５と、を有する。ポンプ本体５１は、吸入口５６と、加圧室５７と、吐出口５８とを含む。

プランジャ５２は、カム５５によって駆動されることで、加圧室５７内の燃料の圧力を変動させる。電磁バルブ５３は、吸入口５６と加圧室５７との間の通路を開閉する。電磁バルブ５３は、駆動電流が入力されると、吸入口５６と加圧室５７との間の通路を閉じる。ワンウェイバルブ５４は、加圧室５７から吐出口５８に向かう方向への燃料の流出を許容する。ワンウェイバルブ５４は、吐出口５８から加圧室５７に向かう方向への燃料の流出を禁止する。

カム５５は、プランジャ５２を駆動する複数のカム山５９を含む。カム山５９は周方向に等間隔に配置されている。プランジャ５２は、カム山５９によって押圧されることで加圧位置に移動する（図７（Ｃ）参照）。プランジャ５２が加圧位置に移動することによって、加圧室５７内の燃料が圧縮される。それにより、燃料の圧力が昇圧される。プランジャ５２は、カム山５９によって押圧されていない状態では、弾性部材６０の弾性力によって待機位置に移動する（図７（Ａ）参照）。

カム山５９の数は、第１ポンプ３６に接続されている燃料噴射装置４１，４３，４５，４７の数と同じである。従って、本実施形態において、カム山５９の数は４つであり、４つのカム山５９が９０度間隔で配置されている。ただし、カム山５９の数は、４つに限らない。すなわち、カム山５９の数は、第１ポンプ３６に接続されている燃料噴射装置４１，４３，４５，４７の数と異なってもよい。

カム５５は、図示しない伝達機構を介して上述したクランクシャフト１１に接続されており、クランクシャフト１１の回転によって回転駆動される。従って、カム５５の回転速度は、エンジン回転速度に応じて変化する。

次に、第１ポンプ３６の動作について説明する。図７（Ａ）では、プランジャ５２は、カム山５９によって押圧されておらず、加圧位置から待機位置に移動する。また、この状態では、電磁バルブ５３に駆動電流が入力されていない。そのため、吸入口５６から流入する燃料と加圧室５７内の燃料との差圧によって、電磁バルブ５３が開かれ、燃料が加圧室５７に流入する。

次に、図７（Ｂ）に示すように、電磁バルブ５３に駆動電流が入力されると、電磁バルブ５３は、吸入口５６と加圧室５７との間の通路を閉じる。そして、図７（Ｃ）に示すように、カム山５９がプランジャ５２を押圧して加圧位置に移動させる。これにより、加圧室５７内の燃料がプランジャ５２によって圧縮されることで昇圧する。所定の圧力まで昇圧した燃料は、ワンウェイバルブ５４及び吐出口５８を通って第１ポンプ３６から吐出され、第１供給管３４に供給される。

第２ポンプ３７の構造は第１ポンプ３６の構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。

次に、エンジン３の制御について説明する。図５に示すように、エンジン３は、制御部６１を含む。制御部６１は、燃料噴射装置４１−４８による燃料噴射のタイミングと、燃料ポンプ３３の駆動タイミングとを制御する。詳細には、制御部６１は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）６２と、第１ＥＤＵ（Electric Driver Unit）６３と、第２ＥＤＵ６４とを含む。

第１ＥＤＵ６３と第２ＥＤＵ６４とは、各気筒Ｃ１−Ｃ８の燃料噴射装置４１−４８に駆動電流を出力する。ＥＣＵ６２は、燃料噴射装置４１−４８の駆動タイミング信号を第１ＥＤＵ６３と第２ＥＤＵ６４とに出力する。第１ＥＤＵ６３と第２ＥＤＵ６４とは、ＥＣＵ６２からの駆動タイミング信号を受けたときに、燃料噴射装置４１−４８に駆動電流を出力する。これにより、燃料噴射装置４１−４８による燃料噴射のタイミングが制御される。

図８は、ＥＣＵ６２から出力される燃料噴射装置４１−４８の駆動タイミング信号（ＩＮＪ駆動パルス）のタイミングチャートである。燃料噴射装置４１−４８による燃料噴射は、各気筒Ｃ１−Ｃ８での点火タイミングに合わせて行われる。従って、図８は、各気筒Ｃ１−Ｃ８での点火タイミングを示している。

図８に示すように、本実施形態において、エンジン３における点火順序は、第１気筒Ｃ１、第８気筒Ｃ８、第４気筒Ｃ４、第３気筒Ｃ３、第６気筒Ｃ６、第５気筒Ｃ５、第７気筒Ｃ７、第２気筒Ｃ２の順である。

従って、第１バンク２１において、第１気筒Ｃ１と第３気筒Ｃ３との点火間隔は２７０度である。第３気筒Ｃ３と第５気筒Ｃ５との点火間隔は１８０度である。第５気筒Ｃ５と第７気筒Ｃ７との点火間隔は９０度である。第７気筒Ｃ７と第１気筒Ｃ１との点火間隔は１８０度である。このように、第１バンク２１において、４つの気筒Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７間の点火間隔は、第１気筒Ｃ１の点火から見て、２７０度、１８０度、９０度、１８０度の順であり、不等間隔である。

第２バンク２２においては、第６気筒Ｃ６と第２気筒Ｃ２との点火間隔は２７０度である。第２気筒Ｃ２と第８気筒Ｃ８との点火間隔は１８０度である。第８気筒Ｃ８と第４気筒Ｃ４との点火間隔は９０度である。第４気筒Ｃ４と第６気筒Ｃ６との点火間隔は１８０度である。このように、第２バンク２２において、４つの気筒Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８間の点火間隔は、第６気筒Ｃ６の点火から見て、２７０度、１８０度、９０度、１８０度の順であり、不等間隔である。

なお、図５に示すように、第１ＥＤＵ６３は、第１気筒Ｃ１と第４気筒Ｃ４と第６気筒Ｃ６と第７気筒Ｃ７との燃料噴射装置４１，４４，４６，４７に駆動電流を出力する。これにより、上述した点火順序において、第１ＥＤＵ６３からの駆動電流の出力間隔が１８０度で一定となる。また、第２ＥＤＵ６４は、第２気筒Ｃ２と第３気筒Ｃ３と第５気筒Ｃ５と第８気筒Ｃ８との燃料噴射装置４２，４３，４５，４８に駆動電流を出力する。これにより、上述した点火順序において、第２ＥＤＵ６４からの駆動電流の出力間隔が１８０度で一定となる。

次に、燃料ポンプ３３の駆動タイミングの制御について説明する。第１ＥＤＵ６３は、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３に駆動電流を出力する。第２ＥＤＵ６４は、第２ポンプ３７の電磁バルブに駆動電流を出力する。ＥＣＵ６２は、燃料ポンプ３３の駆動タイミング信号を第１ＥＤＵ６３と第２ＥＤＵ６４とに出力する。第１ＥＤＵ６３は、ＥＣＵ６２から燃料ポンプ３３の駆動タイミング信号を受けたときに、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３に駆動電流を出力する。これにより、第１ポンプ３６からの燃料の吐出タイミングが制御される。第２ＥＤＵ６４は、ＥＣＵ６２から燃料ポンプ３３の駆動タイミング信号を受けたときに、第２ポンプ３７の電磁バルブに駆動電流を出力する。これにより、第２ポンプ３７からの燃料の吐出タイミングが制御される。

図９は、ＥＣＵ６２から出力される第１バンク２１の燃料噴射装置４１，４３，４５，４７への駆動タイミング信号（ＩＮＪ駆動パルス）と、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号（Ｐｕｍｐ駆動パルス）と、カムプロフィールと、燃料圧力の変化を示すタイミングチャートである。カムプロフィールは、プランジャ５２の位置に対応しており、第１ポンプ３６の吸い込み状態と加圧状態とを示している。燃料圧力は、第１供給管３４における燃料の圧力である。燃料圧力は、第１供給管３４に設けられた圧力センサからの出力値により得られる。

図９において、Ｓｉ１，Ｓｉ３，Ｓｉ５，Ｓｉ７は、本実施形態における燃料噴射装置４１，４３，４５，４７への駆動タイミング信号を示している。駆動タイミング信号Ｓｉ１によって、第１気筒Ｃ１の燃料噴射装置４１が駆動される。駆動タイミング信号Ｓｉ３によって、第３気筒の燃料噴射装置４３が駆動される。駆動タイミング信号Ｓｉ５によって、第５気筒の燃料噴射装置４５が駆動される。駆動タイミング信号Ｓｉ７によって、第１気筒Ｃ１の燃料噴射装置４７が駆動される。

また、図９において、Ｓｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３，Ｓｐ４は、本実施形態における第１ポンプ３６への駆動タイミング信号を示している。すなわち、Ｓｐ１，Ｓｐ２，Ｓｐ３，Ｓｐ４が出力された時点で電磁バルブ５３が閉じられる。Ｓｐ２’，Ｓｐ３’は、比較例における第１ポンプ３６への駆動タイミング信号を示している。比較例では、駆動タイミング信号Ｓｐ１，Ｓｐ２’，Ｓｐ３’，Ｓｐ４が１８０度ごとに等間隔で出力される。

例えば、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ１が出力されることにより、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３が閉じられる。これにより、昇圧された燃料が第１ポンプ３６から吐出される。このとき、燃料噴射装置４１への駆動タイミング信号Ｓｉ１によって第１気筒Ｃ１の燃料噴射装置４１から燃料が噴射される。その後、プランジャ５２が待機位置に向けて移動すると（図９の吸い込み状態）加圧室内が負圧となるため、電磁バルブ５３が開方向へ移動する。

ただし、図９に示すように、燃料噴射装置４１，４３，４５，４７への駆動タイミング信号Ｓｉ１，Ｓｉ３，Ｓｉ５，Ｓｉ７は、不等間隔で出力される。そのため、比較例に係る第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ２’が出力されたときには、第３気筒Ｃ３の燃料噴射装置４３への駆動タイミング信号Ｓｉ３が出力されない。すなわち、第１ポンプ３６が加圧状態で、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３が閉じられているにも関らず、第３気筒Ｃ３での燃料噴射が行われない。このため、図９においてＰｆ１’で示すように、第１供給管３４における燃料圧力に大きな脈動が生じる。従って、第３気筒Ｃ３の燃料噴射装置４３への駆動タイミング信号Ｓｉ３が出力されたときには、第１供給管３４における燃料圧力が高くなっている。そのため、第３気筒Ｃ３での燃料噴射圧が、第１気筒Ｃ１での燃料噴射圧よりも高くなってしまう。

同様に、比較例に係る第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ３’が出力されたときには、第５気筒Ｃ５の燃料噴射装置４５への駆動タイミング信号Ｓｉ５が出力されない。すなわち、第１ポンプ３６が加圧状態で、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３が閉じられているにも関らず、第５気筒Ｃ５での燃料噴射が行われない。このため、図９においてＰｆ２’で示すように、第１供給管３４における燃料圧力に大きな脈動が生じる。従って、第５気筒Ｃ５の燃料噴射装置４５への駆動タイミング信号Ｓｉ５が出力されたときには、第１供給管３４における燃料圧力が高くなっているため、第５気筒Ｃ５での燃料噴射圧が、第１気筒Ｃ１での燃料噴射圧よりも高くなってしまう。

これに対して、本実施形態では、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ２は、比較例に係る第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ２’と比べてリタードされている。すなわち、比較例に係る第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ２’の発生時点は、カムリフト量が最小となる時点と概ね一致しているが、本実施形態では、カムリフト量が最小となる時点よりも、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ２の発生時点を遅らせている。言い換えれば、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ１及びＳｐ２の発生間隔を、カムリフト量が最小となる時間間隔よりも長くしている。

それにより、本実施形態では、電磁バルブ５３の閉弁タイミングが遅れるため、図９のＯｖ１のように、第１ポンプ３６が加圧状態となっているタイミングと、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３が開いているタイミングとがオーバーラップする。このため、加圧室５７内の燃料の一部が吸込口５６へ戻ることで、第１ポンプ３６からの燃料の吐出量が低減される。

このように、本実施形態では、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３を閉じるタイミングを制御することにより、第１ポンプ３６からの燃料の吐出量を制御することができる。それにより、図９においてＰｆ１で示すように燃料圧力の上昇が抑えられることで、第３気筒Ｃ３での燃料噴射圧が、第１気筒Ｃ１での燃料噴射圧よりも高くなることが抑えられる。

同様に、本実施形態では、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ３は、比較例に係る第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ３’と比べてリタードされている。そのため、電磁バルブ５３の閉弁タイミングが遅れ、図９のＯｖ２のように、第１ポンプ３６が加圧状態となっているタイミングと、第１ポンプ３６の電磁バルブ５３が開いているタイミングとがオーバーラップする。それにより、第１ポンプ３６からの燃料の吐出量が低減されることで、図９においてＰｆ２で示すように燃料圧力の上昇が抑えられる。その結果、第５気筒Ｃ５での燃料噴射圧が、第１気筒Ｃ１での燃料噴射圧よりも高くなることが抑えられる。

以上のように、本実施形態に係る多気筒エンジン３では、２７０度の点火間隔（Ｓｉ１とＳｉ３との間）において、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ２をリタードさせる。また、１８０度の点火間隔（Ｓｉ３とＳｉ５との間）において、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号Ｓｐ３をリタードさせる。このように、大きな脈動が生じ易い２７０度と１８０度の点火間隔において、燃料噴射圧の増大が抑えられる。そのため、不等間隔点火による燃料圧力の差異を低減することができる。

なお、上記の説明では、第１バンク２１の燃料噴射装置４１，４３，４５，４７と第１ポンプ３６の制御について説明したが、第２バンク２２の燃料噴射装置４２，４４，４６，４８と第２ポンプ３７についても同様の制御が行われてもよい。すなわち、２７０度の点火間隔（第６気筒Ｃ６と第２気筒Ｃ２との点火間隔との間）において、第２ポンプ３７への駆動タイミング信号をリタードさせてもよい。また、１８０度の点火間隔（第２気筒Ｃ２と第８気筒Ｃ８との点火間隔）において、第２ポンプ３７への駆動タイミング信号をリタードさせてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

エンジン３は、Ｖ型８気筒エンジンに限られない。エンジン３は、直列型や水平対向型などであってもよい。エンジン３の気筒数は、７つ以下であってもよく、９つ以上であってもよい。気筒の点火順序及び点火間隔は、上述したものに限らず、変更されてもよい。

プランジャ５２による加圧室５７内の加圧タイミングと電磁バルブ５３が開いているタイミングとのオーバーラップは、駆動タイミング信号のリタード以外の手段によって行われてもよい。

プランジャ５２による加圧室５７内の加圧タイミングと電磁バルブ５３が開いているタイミングとのオーバーラップは、上述した２７０度及び１８０度の点火間隔に限られず、他の点火間隔で行われてもよい。

制御部６１は、電磁バルブ５３が開かれているタイミングをエンジン回転速度に応じて変更してもよい。すなわち、制御部６１は、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号のリタード量をエンジン３の回転速度に応じて変更してもよい。例えば、制御部６１は、エンジン３の回転速度が高くなるほど、リタード量を大きくしてもよい。制御部６１は、エンジン３の回転速度とリタード量との関係を規定するマップ等の情報を記憶していてもよい。制御部６１は、この情報に基づいて、駆動タイミング信号のリタード量を決定してもよい。

或いは、制御部６１は、第１ポンプ３６への駆動タイミング信号のリタード量を燃料圧力に応じて変更してもよい。例えば、制御部６１は、燃料圧力が大きくなるほど、リタード量を大きくしてもよい。制御部６１は、燃料圧力とリタード量との関係を規定するマップ等の情報を記憶していてもよい。制御部６１は、この情報に基づいて、駆動タイミング信号のリタード量を決定してもよい。

本発明によれば、直噴射式の多気筒エンジンにおいて、不等間隔点火による燃料圧力の差異を低減することができる。

３エンジン
１３ドライブシャフト
１４プロペラシャフト
Ｃ１−Ｃ８気筒
４１−４８燃料噴射装置
３２燃料供給管
３３燃料ポンプ
６１制御部
５１ポンプ本体
５２プランジャ
５３電磁バルブ
５４ワンウェイバルブ
５５カム
２１第１バンク
２２第２バンク
３４第１供給管
３５第２供給管
３６第１ポンプ
３７第２ポンプ

Claims

複数の気筒と、
前記複数の気筒ごとに設けられ、前記気筒の燃焼室に燃料を直接的に噴射する複数の燃料噴射装置と、
前記複数の燃料噴射装置に接続され、前記複数の燃料噴射装置に燃料を供給する燃料供給管と、
前記燃料供給管に燃料を供給する燃料ポンプと、
前記燃料ポンプを制御する制御部と、
を備え、
前記燃料ポンプは、
吸入口と加圧室と吐出口とを含むポンプ本体と、
前記加圧室内の圧力を変動させるプランジャと、
前記吸入口と前記加圧室との間の通路を開閉する電磁バルブと、
前記加圧室から前記吐出口に向かう方向への燃料の流出を許容するワンウェイバルブと、
前記プランジャを駆動する複数のカム山を含み、前記カム山は周方向に等間隔に配置されているカムと、
を有し、
前記複数の気筒の点火間隔は、不等間隔であり、
前記制御部は、前記複数の気筒の点火間隔のうち、少なくとも最も長い点火間隔において、前記プランジャによる前記加圧室内の加圧タイミングと前記電磁バルブが開いているタイミングとをオーバーラップさせる、
多気筒エンジン。
４つの前記気筒を有する第１バンクと、
４つの前記気筒を有し、前記第１バンクとＶ字型に並んで配置される第２バンクと、
を備える請求項１に記載の多気筒エンジン。
８つの前記気筒の点火間隔は９０度間隔である、
請求項２に記載の多気筒エンジン。
前記第１バンクにおける気筒の点火順序は、２７０度、１８０度、９０度の順であり、
前記第２バンクにおける気筒の点火順序は、２７０度、１８０度、９０度の順であり、
前記制御部は、少なくとも前記２７０度の点火間隔において、前記プランジャによる前記加圧室内の加圧タイミングと前記電磁バルブが開いているタイミングとをオーバーラップさせる、
請求項３に記載の多気筒エンジン。
前記燃料供給管は、
前記第１バンクの４つの気筒に接続される第１供給管と、
前記第２バンクの４つの気筒に接続される第２供給管と、
を含み、
前記燃料ポンプは、
前記第１供給管に接続される第１ポンプと、
前記第２供給管に接続される第２ポンプと、
を含む、
請求項３又は４に記載の多気筒エンジン。
前記第１供給管と前記第２供給管とは互いに接続されていない、
請求項５に記載の多気筒エンジン。
前記燃料ポンプは、リターンレス方式のポンプである、
請求項１から６のいずれかに記載の多気筒エンジン。
前記加圧タイミングと前記電磁バルブが開いているタイミングとのオーバーラップは、前記電磁バルブを閉じるための駆動パルスをリタードさせることによって行う、
請求項１から７のいずれかに記載の多気筒エンジン。
前記制御部は、前記最も長い点火間隔において、前記複数のカム山によるカムリフト量が最小となる時点よりも、前記駆動パルスの発生時点を遅らせる、
請求項８に記載の多気筒エンジン。
前記制御部は、前記最も長い点火間隔において、前記駆動パルスの発生間隔を、前記複数のカム山によるカムリフト量が最小となる時間間隔よりも長くする、
請求項８又は９に記載の多気筒エンジン。
前記制御部は、前記電磁バルブが開かれているタイミングを前記エンジンの回転速度に応じて変更する、
請求項１から１０のいずれかに記載の多気筒エンジン。
請求項１から１１のいずれかに記載の多気筒エンジンと、
前記エンジンによって駆動され、鉛直方向に延びるドライブシャフトと、
前記ドライブシャフトに接続され、前記ドライブシャフトと直交する方向に延びるプロペラシャフトと、
を備える船外機。