JP4278076B2 - Marine marine engine fuel injection control system and marine engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システム及び船舶用マリンエンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
船舶に搭載される船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システムには、エンジンの運転状態に応じて燃料の噴射量を制御するものがある。しかし、出荷時において、エンジンのインジェクタの固体バラツキ(例えば、口径、設定バネ力等)により設定された燃料の噴射量では、目標空燃比が得られない場合がある。目標空燃比を得るため、A/Fセンサ等を用いて排気ガスの状態を検出し、運転状態に合わせて燃料の噴射量を変化させるフィードバック制御を行う場合がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば船外機では、A/Fセンサは通常海水等が浸入するケージング内の排気通路に取り付けられるため、早期に劣化する可能性がある。また、A/Fセンサをエンジンに常時装備することはコストアップの原因となる。
【0004】
また、エンジンルーム内にも水が進入することがあり、エンジンコントロールユニットの耐水性が問題となることがある。
【0005】
この発明は、かかる事情を考慮してなされたもので、出荷検査の運転時にA/Fセンサを用いるだけで、その後推進機にA/Fセンサが不要となり、低コストで耐水性の高いエンジンに応じた適切な空燃比を維持可能な船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システム及び船舶用マリンエンジンを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【0007】
請求項1に記載の発明は、
『エンジンの運転状態に応じて燃料の噴射量を制御する船舶に搭載される船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システムにおいて、
前記エンジンと、このエンジンの運転状態に応じて燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御装置を備え、
前記燃料噴射制御装置は、択一的に着脱可能な単一のセンサ入力ポートを有し、
前記センサ入力ポートに永続的に取り付けられるA/Fセンサ以外のセンサと、
前記A/Fセンサ以外のセンサを一時的に取り外して前記センサ入力ポートに取り付けられるA/Fセンサと、を有し、
前記A/Fセンサ以外のセンサと前記A/Fセンサは出力領域が異なり、
前記センサ入力ポートは、ローレベル領域、ハイレベル領域、ローレベルとハイレベルの中間領域により入力を判別可能であり、
前記センサ入力ポートでは、前記A/Fセンサ以外のセンサが接続されていると前記ローレベル領域の出力で、前記A/Fセンサ以外のセンサが接続されていないと前記ハイレベル領域の出力で、前記A/Fセンサが接続されていると前記ローレベルとハイレベルの間の中間領域の出力であり、
出荷検査の運転時に前記センサ入力ポートから前記A/Fセンサ以外のセンサを取り外して前記センサ入力ポートに前記A/Fセンサを取り付け、
前記燃料噴射制御装置は、前記A/Fセンサからの入力で排気ガスの状態を検出する フィードバック制御を行い、目標の空燃比に対する噴射量の補正値を決定して記憶し、
前記A/Fセンサ以外のセンサによる制御中に、前記記憶された補正値に応じて燃料噴射量を制御する手段を有し、
前記補正記憶後に前記A/Fセンサを取り外して前記A/Fセンサ以外のセンサを前記センサ入力ポートに接続することを特徴とする推進機の燃料噴射制御システム。』である
【0008】
この請求項1に記載の発明によれば、出荷検査の運転時に、A/Fセンサ以外のセンサを取り外してセンサ入力ポートにA/Fセンサを取り付けて排気ガスの状態を検出するフィードバック制御を行い、目標の空燃比に対する噴射量の補正値を決定して記憶するから、出荷検査の運転時において、別途A/Fセンサの取付部を設けなくても、A/Fセンサ以外のセンサ取付部を利用してA/Fセンサを取り付けることができる。また、空燃比測定後は、A/Fセンサを取り外し、A/Fセンサ以外のセンサを取り付けるが、その補正された燃料の噴射量より燃料噴射制御されるため、低コストでエンジンに応じた適切な空燃比を維持することができる。
【0009】
また、出荷後の通常使用時にA/Fセンサ専用ポートの防水が不要のため耐水性が向上する。また、センサ入力ポートは、ローレベル領域、ハイレベル領域及ローレベルとハイレベルの間の中間領域により入力を判別可能であり、特別にA/F制御の作動を指示するためのセンサ入力ポートを設けることなく単一のセンサ入力ポートを利用することができ、部品点数が少なく低コストであり、センサ入力ポートの防水が不要のため耐水性が向上する。
【0012】
請求項2に記載の発明は、
『前記A/Fセンサは、リニアセンサを用いることを特徴とする請求項1に記載の船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システム。』である。
【0013】
この請求項2に記載の発明によれば、A/Fセンサにリニアセンサを用いることで、全開等ストイキ点よりリッチ側で噴射する条件でも、補正が容易で、かつ高精度な噴射量の補正を行なうことができる。
【0014】
請求項3に記載の発明は、
『スロットル開度と噴射量の補正割合との噴射量マップを作成して記憶することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システム。』である。
【0015】
この請求項3に記載の発明によれば、スロットル開度と噴射量の補正割合との噴射量マップを作成して記憶することで、出荷検査の運転時にA/Fセンサを用いるだけで、その後船外機にA/Fセンサが不要となり、低コストでエンジンに応じた適切な空燃比を維持可能な船外機の燃料噴射制御システムを得ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図1乃至図3は、この発明が適用される推進機として船外機の例を示し、図1は制御系の構成図、図2は図1のエンジンの側面図、図3は図2の平面図である。なお、各図面間で同一の構成については同一番号を付して説明を省略する場合がある。
【0024】
小型船舶に搭載される船外機1は、船体2の船尾2aにクランプブラケット3を介して上下、左右に揺動可能に支持されている。この船外機1はプロペラ12が配設された下部ケース5にエンジン6を搭載した構造のものである。
【0025】
エンジン6及びエンジンコントロールユニット42は、アッパーカウリング7aとボトムカウリング7bで構成されたカウリング7で画成されるエンジンルーム7c内に配置される。アッパーカウリング7aはボトムカウリング7bに対して着脱自在に構成されている。また、カウリング7の上部には、水の進入を抑制するように構成された外気導入口7dが形成されている。エンジンコントロールユニット42はエンジン前面に固着されており、外気導入口7dから離間している。
【0026】
また、エンジン側面に形成された上下方向に伸びる排気通路の下端部には、A/Fセンサの取付部(不図示)が形成されている。
【0027】
エンジン6に連結された垂直方向に延びるドライブシャフト8の下端には、傘歯車機構10を介してプロペラ軸11を連結し、このプロペラ軸11の後端にプロペラ12を結合した構成となっている。傘歯車機構10は、ドライブシャフト8に装着された駆動傘歯車10aと、プロペラ軸11に回転自在に装着され駆動傘歯車10aに噛合された前進傘歯車10b、後進傘歯車10cとからなる。
【0028】
船外機1には、前後進切換装置15が配設されている。この前後進切換装置15は、前後方向に揺動可能に枢支された操作レバー16にシフトケーブル18aを介してシフトロッド18bを連結し、このシフトロッド18bに連結されたドッグクラッチ18cにより前、後進傘歯車10b、10cの何れかをプロペラ軸11に結合し、または両方とも結合しないように構成されている。
【0029】
エンジン6は、水冷式4サイクル4気筒エンジンであり、クランク軸20を走行時に略垂直をなすように縦向きに配置して構成されており、クランク軸20の下端にドライブシャフト8の上端が連結されている。エンジン6は、シリンダブロック21に形成された気筒21a内にピストン22を挿入配置するとともに、ピストン22をコンロッド23でクランク軸20に連結した構造のものである。シリンダブロック21の船体前後方向に見て後合面にはシリンダヘッド24が締結されている。気筒21a及びシリンダヘッド24に形成された燃焼室24aには点火プラグ25が装着されている。
【0030】
また、各燃焼室24aに連通する排気ポート26及び吸気ポート27には、それぞれ排気バルブ28及び吸気バルブ29が配設されており、これら各バルブ28、29はクランク軸20と平行に配設されたカム軸30、31により開閉駆動される。なお、25aは点火コイル、25bはイグナイタである。
【0031】
排気ポート26には排気マニホールド32が接続されており、排気ガスは排気マニホールド32から下部ケース5の中でエンジン冷却水の一部と混合させられて冷却された後、プロペラ12の後端から水中に排出されるようになっている。各吸気ポート27には吸気管33が接続され、吸気管33内にはスロットルバルブ17が配設されている。吸気管33には、スロットルバルブ17の上流側と下流側とを連通するバイパス通路61が設けられ、このバイパス通路61にアイドル吸気量調整弁62が配設されている。吸気管33には、スロットル開度センサ52が配置されている。
【0032】
また、シリンダヘッド24の各吸気ポート27に望む部分には燃料噴射弁400が挿入配置されており、燃料噴射弁400の噴射口は吸気ポート27の開口を指向している。エンジン6は運転制御装置としてのエンジンコントロールユニット42を備えている。このエンジンコントロールユニット42は、エンジン回転数センサ43、吸気圧センサ44、スロットル開度センサ52、エンジン温度センサ46、吸気温度センサ93、船体速度センサ47及び気筒判別センサ48からの検出値が入力され、これらの検出値から予め記憶された運転制御マップに基づいて、燃料噴射弁400の燃料噴射量、噴射時期及び点火プラグ25の点火時期及びアイドル吸気量調整弁62の開度を制御するように構成されている。
【0033】
前後進切換装置15のシフトロッド18bには、シフトポジションセンサ55が配設されている。このシフトポジションセンサ55は、シフトロッド18bの位置つまり操作レバーのシフト位置(前進、ニュートラル、後進位置)を検出してシフト位置に比例した電圧値をコントロールユニット42に出力し、また、操作レバー16にはこの回転速度を検出するレバー速度センサ57が配設されており、レバー速度センサ57からの検出値をコントロールユニット42に出力する。
【0034】
図2及び図3において、エンジン6はカウリング7で覆われ、クランク軸20の上部には駆動プーリ13及びフライホイール14が固定されている。カム軸30、31には被駆動プーリ18、19が固定され、駆動プーリ13の回転はベルト34により被駆動プーリ18、19に伝達される。エンジン6には4つの気筒#1〜#4が上下方向に並設されており、各気筒#1〜#4には4本の吸気管33が連結され、スロットルボディ36を経てエンジン前方に配設されたサイレンサ35に接続されている。#1と#2の吸気管33及び#3と#4の吸気管33はそれぞれ合流されてそれぞれのスロットルボディ36に接統されている。各スロットルボディ36には1本の共通の弁軸37が上下方向に貫通されており、弁軸37には図1のスロットルバルブ17が取り付けられ、弁軸37の上端部にスロットル開度センサ52が設けられている。弁軸37の中間部には、ロッド38、レバー39、40を介してスロットルワイヤー41が連結されている。また、最上部の気筒#1の吸気管33の内側には、アイドル吸気量調整弁62が配設され、図1のバイパス通路61を構成する2本のゴムホース6la、6lbが各吸気管33の合流部に接統されている。シリシダヘッド24には、燃料噴射弁400が配設され、燃料噴射弁400は燃料供給レール401に連結されている。
【0035】
次に、図4乃至図7に基づいて船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システムを説明する。図4は制御系の構成図、図5は噴射量マップを作成するフローチャート、図6はセンサ入力ポートの入力判別を説明する図、図7は噴射量の補正を説明する図である。
【0036】
この船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システムでは、図4に示すように、出荷検査の運転時に、既存のセンサであるシフトポジションセンサ55のリード線55aをエンジンコントロールユニット42のセンサ入力ポート42aから取り外し、このセンサ入力ポート42aに、A/Fセンサ100のリード線100aを取り付ける。
【0037】
エンジンコントロールユニット42は、燃料噴射制御装置を構成し、排気ガスの状態に応じて所定範囲の値を出力するA/Fセンサ100と、それとは異なる値を出力する別のセンサを着脱可能な単一の入力ポートと、入力ポートに入力されたセンサからの値に応じて、A/Fセンサ100による制御と別のセンサによる制御を切り換える切り換え手段と、A/Fセンサ100による制御中に、A/Fセンサ100の出力値に応じて、目標空燃比に対する燃料噴射量の補正値を算出し、その補正値を記憶する手段とを有し、別のセンサによる制御中に、記憶された補正値に応じて燃料噴射量を制御する手段を有し、A/Fセンサ100を接続した状態で、図5に示す制御を行なう。
【0038】
図5のステップa1でA/Fセンサ100の接続状態を判別する。センサ入力ポート42aの電圧が、0.5Vと4.5Vの間の範囲の場合には、スロットル開度が一定か否かの判断を行なう(ステップa2)。
【0039】
センサ入力ポート42aでは、ローレベル領域L1、ハイレベル領域L2及ローレベルとハイレベルの間の中間領域L3により入力を判別可能であり、シフトポジションセンサ55のリード線55aが接続されているとローレベル領域L1の出力であり、接続されていないとハイレベル領域L2の出力であり、A/Fセンサ100のリード線100aが接続されているとローレベルとハイレベルの間の中間領域L3の出力である。このように特別にセンサ入力ポートを設けることなく既存のセンサ入力ポート42aを利用することができ、部品点数が少なく低コストである。
【0040】
ステップa2でスロットル開度が一定であると所定回転か否かの判断を行ない(ステップa3)、所定回転の場合には空燃比が目標空燃比か否かの判断を行なう(ステップa4)。空燃比が目標空燃比でない場合には、ステップa4へ移行して空燃比が目標空燃比より大きいか否かの判断を行なう(ステップa5)。
【0041】
ステップa5で空燃比が目標空燃比より小さい場合には、ステップa6で燃料の噴射量を−A%補正してステップa4へ移行する。ステップa5で空燃比A/Fが目標空燃比より大きい場合には、ステップa7で燃料の噴射量を+A%補正してステップa4へ移行する。
【0042】
ステップa4で空燃比と目標空燃比が同じの場合には、噴射量補正値とスロットル開度を記憶し(ステップa8)、ブザー、ランプを短時間ONして警報を行ない(ステップa9)、ステップa8へ移行して所定回転が全て終了するまで繰り返す(ステップa110)。このように噴射量の補正は、1箇所の補正毎に警報を行なうことから、作業者は時間を無駄にすることなく補正作業を行なうことができる。
【0043】
ステップa10で所定回転の補正制御が全て終了すると、ブザー、ランプを長時間ONして警報を行なう(ステップa11)。このように噴射量の補正は、全部の補正が終了すると1箇所の補正毎の警報より長い時間警報を行なうから、作業者は時間を無駄にすることなく補正作業を終了することができる。
【0044】
ステップa12でA/Fセンサ100の接続状態を判別し、センサ入力ポート42aの電圧が、0.5Vより小さいか、あるいは4.5Vより大きい場合には、制御を終了する。
【0045】
このように出荷検査の運転時に、アッパーカウリング7aをボトムカウリング7bから取り外して、既存のセンサを取り外してセンサ入力ポート42aにA/Fセンサ100のリード線100aを取り付け、アッパーカウリング7aをボトムカウリング7bに取り付けて、このA/Fセンサ100で排気ガスの状態を検出するフィードバック制御を行い、目標の噴射量に対する噴射量の補正値を決定して記憶し、この補正記憶後にA/Fセンサ100を取り外して既存のセンサのシフトポジションセンサ55のリード線55aをセンサ入力ポート42aに接続する。このため出荷検査の運転時において、別途A/Fセンサ取付部を設けなくても、既存のセンサ取付部を利用してA/Fセンサ100を取り付けることができる。また、空燃比測定後は、アッパーカウリング7aをボトムカウリング7bから取り外して、A/Fセンサ100を取り外し、既存のセンサを取り付けるが、その補正された燃料の噴射量より燃料噴射制御されるため、低コストでエンジンに応じた適切な空燃比を維持することができる。
【0046】
また、噴射量の補正は、図7に示すように、数箇所の所定回転で行い、その間は直線補間する。このように噴射量の補正が直線補間であるため、補正回数が少なくなり、迅速に補正でき作業効率が向上する。
【0047】
また、A/Fセンサ100はリニアセンサであり、別のセンサは、多段階の値を出力するセンサであり、A/Fセンサ100は、リニアセンサを用いることで、全開等ストイキ点よりリッチ側で噴射する条件でも、補正が容易で、かつ高精度な噴射量の補正を行なうことができる。
【0048】
さらに、スロットル開度と噴射量の補正割合との噴射量マップを作成して記憶することで、出荷検査の運転時にA/Fセンサ100を用いるだけで、船外機にA/Fセンサが不要となり、低コストでエンジンに応じた適切な噴射量を維持可能な船外機の燃料噴射制御システムを得ることができる。
【0049】
なお、この発明では、A/Fセンサを取り付ける既存のセンサとしてシフトポジションセンサ50を用いたが、これに限定されることなくオーバーヒートセンサを用いることができ、エンジンの燃料噴射の情報を得ることに用いないセンサであれば、そのセンサを取り外してA/Fセンサを取り付けることができる。
【0050】
センサ入力ポート42aとA/Fセンサ取付部は、いずれもエンジンルーム7c内に形成されており、A/Fセンサによる制御中もエンジンルーム7cの耐水性を低下させることはない。また、センサ入力ポート42aとA/Fセンサ取付部は、いずれも、アッパーカウリング7aを取り外すことによりその開口からアクセスできる位置に形成されており、作業性が高い。
【0051】
次に、小型滑走艇に搭載される船舶用マリンエンジンの燃料噴射制御システムの実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0052】
図8及び図9に示すように、小型滑走艇301は、ハル部材302とデッキ部材303とがその周緑部で接合されて艇体304が構成されて、この艇体304の内部の前後方向のほぼ中央位置に形成されたエンジンルーム305にはエンジン306及びエンジンコントロールユニット350が搭載されている。エンジン306の前方には燃料タンク307が設置され、このエンジン306の後方にはジェット推進機308が設置されている。
【0053】
デッキ部材303の両側にはフートステップ303aがそれぞれ形成される一方、デッキ部材303の前上部にはカバー部材310が設けられ、このカバー部材310の前部にはハッチカバー311が取付けられるとともに、後部には操舵ハンドル312が設けられている。なお、309は、水の進入を抑制するように構成されている外気導入口(ベンチレーションダクト)である。尚、エンジンコントロールユニット350は外気導入口309から離間したところに配置され、船体に固定されている。
【0054】
デッキ部材303の後上部にはシート台313が設けられ、このシート台313の上部には前後方向の跨座式シート314が着脱可能に取付けられて、このシート台313の上面には、跨座式シート314を取外したときに、エンジンルーム305内のエンジン306を点検するために点検用開口313aが形成されるとともに、この点検用開口313aの後側には物品収納ボックス315が設けられている。
【0055】
エンジン306のクランク軸316にはカップリング317を介してインペラ軸318が連結され、このインペラ軸318には、ジェット推進機308のインペラハウジング308aに収容されたインペラ(不図示)が取付けられ、このインペラハウジング308aの後端部に噴射ノズル319aが設けられ、この噴射ノズル319aにディフレクター319bが取付けられている。
【0056】
エンジン306で駆動されるジェット推進機308のインペラで発生した噴流を噴射ノズル319aから後方に噴射することにより艇体304が推進されるとともに、跨座式シート314に跨った乗員が操舵ハンドル312を操作して噴射ノズル319aのディフレクター319bを左右に揺動させることにより旋回されるようになる。
【0057】
また、ジェット推進機308のポンプ作用によってインペラハウジング308aのインペラの下流部位から海水が冷却水として圧送されて、この冷却水がエンジン306等のウォータージャケットに供給されることにより、エンジン306等が水冷されるようになる。また、冷却水の一部は排気に混合されて船体外に排出される。
【0058】
エンジン306は、水冷式の直列4気筒4サイクルエンジンであって、図10及に図11に示すように、クランク軸316が艇体前後方向に延在するようにエンジンルーム305のハル部材302にエンジンマウント320を介して搭載されて、このエンジン306のシリンダブロック325には、前から後に向かって順に第1気筒S1、第2気筒S2、第3気筒S3、第4気筒S4がそれぞれ設けられている。
【0059】
シリンダブロック325の上部にはシリンダヘッド326が取付けられ、このシリンダブロック325の下部にはクランクケース327が取付けられている。シリンダヘッド326の上方には吸気ボックス336が配置され、この吸気ボックス336の下方の空間には、二次空気導入装置(AIS)(不図示)が配置されて、吸気ボックス336の空気を二次空気導入装置に導くとともに、この二次空気導入装置から排気マニホールド329,330内の各排気通路に導くことにより、未燃焼ガスが燃焼されるようになる。
【0060】
シリンダヘッド326の右舷側の側面には、第1気筒S1と第4気筒S4に接続される鋳造製の第1排気マニホールド329と、第2気筒S2と第3気筒S3に接続される鋳造製第2排気マニホールド330とがそれぞれ取付けられ、この両排気マニホールド329,330は右舷側へ斜め下方に延在されている。
【0061】
この両排気マニホールド329,330の他端部には、鋳造製の第1排気管331一端部が接続され、この第1排気管331は一端部付近から前方へ斜め上方に延在されている。この第1排気管331の他端部には、第2排気管332が接続され、この第2排気管332は、第1排気管331と同様に前方へ斜め上方に延在されながら大きく湾曲してエンジン306の前方を左舷方向に横切って幅方向のほぼ中間部分まで延在されている。
【0062】
第2排気管332の外周囲はゴムジャケット343で覆われ、第2排気管332には、第3排気管333の一端部が接続され、この第3排気管333は、エンジン306の前方の幅方向のほぼ中間部分からエンジン306の前方を左舷方向に横切って大きく湾曲しながらエンジン306の左舷側を後方に延在されている。
【0063】
第3排気管333には、第2排気管332の内部排気管の4本の独立排気通路340a〜340dが集合する1本の集合排気通路344が形成される。第2排気管332のゴムジャケット343の他端部343fは、第3排気管333の一端部外周面に水密に差し込み接続されてバンドにより結束されている。
【0064】
第3排気管333の他端部には、ゴムホース345の一端部が差し込み接続されてバンドにより結束され、このゴムホース345の他端部は、エンジン306の後方に配置されたウォーターロック337に差し込み接続されてバンドにより結束されている。
【0065】
ウォータージャケットを備えた第3排気管333には、図12及び図13に示すように、取付ボス350が形成されている。この取付ボス350の取付孔350aには、図12に示すように、A/Fセンサ351が取り付けられる。A/Fセンサ351を取り外した後には、図13に示すように、ボルト352を取付ボス350の取付孔350aに螺着して塞ぐ。
【0066】
この図8乃至図13に示す小型滑走艇においても同様に、マリンエンジンの燃料噴射制御システムが備えられ、図5乃至図7の実施の形態と同様に、出荷検査の運転時に、点検用開口313aを開けてA/Fセンサ351を取付ボス350の取付孔350aに螺着し、既存のセンサ、例えばオーバーヒートセンサを取り外して、エンジンコントロールユニットのセンサ入力ポートにA/Fセンサ351を取り付け、点検用開口313aを閉じた状態でこのA/Fセンサ351で排気ガスの状態を検出するフィードバック制御を行い、目標の空燃比に対する噴射量の補正値を決定して記憶し、この補正記憶後に点検用開口313aを開けてA/Fセンサ351を取り外してボルト352を取付孔350aに螺着して塞ぐ。そして、エンジンコントロールユニットのセンサ入力ポートに、既存のセンサを接続する。
【0067】
A/Fセンサ351及びエンジンコントロールユニット350の入力ポートは、エンジン306を点検するための点検用開口313aから作業者が手の届く位置に配置される。工場では、実際の艇体304にエンジン306を搭載してから排気ガスの状態を検出するフィードバック制御を行い、目標の空燃比に対する噴射量の補正値を決定して記憶してもよいが、上方に開閉可能な開口を有する模擬艇体のような部材にエンジン306を仮通搭載して実施してもよい。
【0068】
尚、この実施の形態では、工場内での検査時の例を示したが、ディーラーなどで同様の作業を行ってもよい。
【0069】
【発明の効果】
前記したように、請求項1に記載の発明では、出荷検査の運転時に、A/Fセンサ以外のセンサを取り外してセンサ入力ポートにA/Fセンサを取り付けて排気ガスの状態を検出するフィードバック制御を行い、目標の空燃比に対する噴射量の補正値を決定して記憶するから、出荷検査の運転時において、別途A/Fセンサの取付部を設けなくても、A/Fセンサ以外のセンサ取付部を利用してA/Fセンサを取り付けることができる。また、空燃比測定後は、A/Fセンサを取り外し、A/Fセンサ以外のセンサを取り付けるが、その補正された燃料の噴射量より燃料噴射制御されるため、低コストでエンジンに応じた適切な空燃比を維持することができる。
【0070】
また、出荷後の通常使用時にA/Fセンサ専用ポートの防水が不要のため耐水性が向上する。また、センサ入力ポートは、ローレベル領域、ハイレベル領域及ローレベルとハイレベルの間の中間領域により入力を判別可能であり、特別にA/F制御の作動を指示するためのセンサ入力ポートを設けることなく単一のセンサ入力ポートを利用することができ、部品点数が少なく低コストであり、センサ入力ポートの防水が不要のため耐水性が向上する。
【0072】
請求項2に記載の発明では、A/Fセンサにリニアセンサを用いることで、全開等ストイキ点よりリッチ側で噴射する条件でも、補正が容易で、かつ高精度な噴射量の補正を行なうことができる。
【0073】
請求項3に記載の発明では、スロットル開度と噴射量の補正割合との噴射量マップを作成して記憶することで、出荷検査の運転時にA/Fセンサを用いるだけで、その後船外機にA/Fセンサが不要となり、低コストでエンジンに応じた適切な空燃比を維持可能な船外機の燃料噴射制御システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御系の構成図である。
【図2】図1のエンジンの側面図である。
【図3】図2の平面図である。
【図4】A/Fセンサの接続を示す図である。
【図5】噴射量マップを作成するフローチャートである。
【図6】センサ入力ポートの入力判別を説明する図である。
【図7】噴射量の補正を説明する図である。
【図8】小型滑走艇の側面図である。
【図9】小型滑走艇の平面図である。
【図10】エンジンを左斜め前方から見た斜視図である。
【図11】エンジンの概略平面図である。
【図12】ウォータージャケットを備えた第3排気管に形成した取付ボスにA/Fセンサを取り付けた状態を示す断面図である。
【図13】ウォータージャケットを備えた第3排気管に形成した取付ボスをボルトで塞ぐ状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 船外機
6,306 エンジン
42 エンジンコントロールユニット
42a センサ入力ポート
100,351 A/Fセンサ
301 小型滑走艇[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a marine engine fuel injection control system and a marine marine engine.
[0002]
[Prior art]
Some marine engine fuel injection control systems mounted on ships control the fuel injection amount in accordance with the operating state of the engine. However, at the time of shipment, the target air-fuel ratio may not be obtained with the fuel injection amount set by the solid variation of the injector of the engine (for example, the aperture, the set spring force, etc.). In order to obtain a target air-fuel ratio, an exhaust gas state may be detected using an A / F sensor or the like, and feedback control may be performed to change the fuel injection amount in accordance with the operating state.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an outboard motor, for example, the A / F sensor is usually attached to an exhaust passage in the casing where seawater or the like enters, and therefore, there is a possibility that the A / F sensor deteriorates early. In addition, always mounting the A / F sensor on the engine causes an increase in cost.
[0004]
In addition, water may enter the engine room, and the water resistance of the engine control unit may be a problem.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and only requires the use of an A / F sensor at the time of operation for shipping inspection. After that, the propulsion device does not require an A / F sensor, resulting in a low-cost and highly water-resistant engine. It is an object of the present invention to provide a marine marine engine fuel injection control system and a marine marine engine that can maintain an appropriate air-fuel ratio.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
[0007]
The invention described in
“In a fuel injection control system for a marine marine engine mounted on a ship that controls the fuel injection amount according to the operating state of the engine,
A fuel injection control device that controls the amount of fuel injection according to the engine and the operating state of the engine;
The fuel injection control device has a single sensor input port that is alternatively removable.
A sensor other than the A / F sensor permanently attached to the sensor input port;
An A / F sensor that is temporarily attached to the sensor input port by removing a sensor other than the A / F sensor,
The sensor other than the A / F sensor and the A / F sensor have different output areas,
The sensor input port is capable of discriminating an input by a low level region, a high level region, an intermediate region between a low level and a high level,
At the sensor input port, when a sensor other than the A / F sensor is connected, the output of the low level region is output. When a sensor other than the A / F sensor is not connected, the output of the high level region is output. When the A / F sensor is connected, it is an output in an intermediate region between the low level and the high level,
A sensor other than the A / F sensor is removed from the sensor input port during operation for shipping inspection, and the A / F sensor is attached to the sensor input port.
The fuel injection control device performs feedback control to detect the state of exhaust gas by an input from the A / F sensor, determines and stores a correction value of the injection amount with respect to a target air-fuel ratio,
Means for controlling the fuel injection amount in accordance with the stored correction value during control by a sensor other than the A / F sensor;
A fuel injection control system for a propulsion unit, wherein after the correction storage, the A / F sensor is removed and a sensor other than the A / F sensor is connected to the sensor input port. Is
[0008]
According to the first aspect of the present invention, at the time of shipping inspection operation,Sensor other than A / F sensorIs removed and the A / F sensor is attached to the sensor input port to perform feedback control to detect the exhaust gas state, and the correction value of the injection amount with respect to the target air-fuel ratio is determined and stored. Separate A / F sensorofEven without a mounting partOther than A / F sensorThe A / F sensor can be mounted using the sensor mounting portion. After measuring the air / fuel ratio, remove the A / F sensor,Sensor other than A / F sensorHowever, since the fuel injection is controlled based on the corrected fuel injection amount, an appropriate air-fuel ratio corresponding to the engine can be maintained at a low cost.
[0009]
Also,After shipmentWater resistance is improved because the A / F sensor port is not required to be waterproof during normal use.In addition, the sensor input port can discriminate the input by a low level region, a high level region, and an intermediate region between the low level and the high level, and a sensor input port for instructing the operation of the A / F control specially. A single sensor input port can be used without providing it, the number of parts is low, the cost is low, and the water resistance of the sensor input port is not required, and the water resistance is improved.
[0012]
Claim2The invention described in
“The A / F sensor uses a linear sensor.1The marine engine fuel injection control system described. ].
[0013]
This claim2According to the invention described in the above, by using a linear sensor for the A / F sensor, it is possible to easily correct the injection amount with high accuracy even under the condition of injecting on the rich side from the fully open stoichiometric point. it can.
[0014]
Claim3The invention described in
2. An injection amount map of a throttle opening and an injection amount correction ratio is created and stored.OrClaim2The marine engine fuel injection control system described. ].
[0015]
This claim3According to the invention described in the above, the injection amount map of the throttle opening and the injection amount correction ratio is created and stored, so that only the A / F sensor is used during the operation of the shipping inspection, and then the outboard motor is An A / F sensor becomes unnecessary, and an outboard motor fuel injection control system capable of maintaining an appropriate air-fuel ratio corresponding to the engine can be obtained at low cost.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 show an example of an outboard motor as a propulsion device to which the present invention is applied, FIG. 1 is a configuration diagram of a control system, FIG. 2 is a side view of the engine of FIG. 1, and FIG. It is a top view. In addition, about the same structure between each drawing, the same number may be attached | subjected and description may be abbreviate | omitted.
[0024]
An
[0025]
The
[0026]
In addition, an A / F sensor is provided at the lower end portion of the exhaust passage formed in the side surface of the engine and extending in the vertical direction.ofA mounting portion (not shown) is formed.
[0027]
A propeller shaft 11 is connected to a lower end of a vertically extending
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
In addition, an
[0031]
An
[0032]
Further, a
[0033]
A
[0034]
2 and 3, the
[0035]
Next, a fuel injection control system for a marine marine engine will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a configuration diagram of the control system, FIG. 5 is a flowchart for creating an injection amount map, FIG. 6 is a diagram for explaining input discrimination of the sensor input port, and FIG. 7 is a diagram for explaining injection amount correction.
[0036]
In this marine engine fuel injection control system, as shown in FIG. 4, the
[0037]
The
[0038]
In step a1 in FIG. 5, the connection state of the A /
[0039]
In the
[0040]
In step a2, if the throttle opening is constant, it is determined whether or not it is a predetermined rotation (step a3). If it is the predetermined rotation, it is determined whether or not the air-fuel ratio is a target air-fuel ratio (step a4). If the air-fuel ratio is not the target air-fuel ratio, the routine proceeds to step a4, where it is determined whether the air-fuel ratio is greater than the target air-fuel ratio (step a5).
[0041]
If the air-fuel ratio is smaller than the target air-fuel ratio in step a5, the fuel injection amount is corrected by -A% in step a6, and the process proceeds to step a4. If the air-fuel ratio A / F is larger than the target air-fuel ratio in step a5, the fuel injection amount is corrected by + A% in step a7, and the process proceeds to step a4.
[0042]
If the air-fuel ratio and the target air-fuel ratio are the same in step a4, the injection amount correction value and the throttle opening are stored (step a8), the buzzer and the lamp are turned on for a short time to give an alarm (step a9), and step The process proceeds to a8 and is repeated until all the predetermined rotations are completed (step a110). As described above, since the injection amount is corrected every time correction is performed at one location, the operator can perform the correction operation without wasting time.
[0043]
When all of the predetermined rotation correction control is completed in step a10, the buzzer and the lamp are turned on for a long time to give an alarm (step a11). As described above, when the correction of the injection amount is completed, the warning is performed for a longer time than the warning for each correction at one place, so that the operator can finish the correction work without wasting time.
[0044]
In step a12, the connection state of the A /
[0045]
Thus, during the operation of the shipping inspection, the
[0046]
Further, as shown in FIG. 7, the injection amount is corrected by several predetermined rotations, and linear interpolation is performed during that time. As described above, since the injection amount is corrected by linear interpolation, the number of corrections is reduced, and correction can be made quickly and work efficiency is improved.
[0047]
In addition, the A /
[0048]
Further, by creating and storing an injection amount map of the throttle opening and the injection amount correction ratio, the A / F sensor is not required for the outboard motor only by using the A /
[0049]
In the present invention, the shift position sensor 50 is used as an existing sensor to which an A / F sensor is attached. However, the present invention is not limited to this, and an overheat sensor can be used to obtain information on engine fuel injection. If the sensor is not used, the A / F sensor can be attached by removing the sensor.
[0050]
Both the
[0051]
Next, an embodiment of a fuel injection control system for a marine marine engine mounted on a personal watercraft will be described in detail with reference to the drawings.
[0052]
As shown in FIGS. 8 and 9, the
[0053]
Foot steps 303 a are formed on both sides of the
[0054]
A
[0055]
An
[0056]
The
[0057]
Also, seawater is pumped as cooling water from the downstream portion of the impeller of the
[0058]
The
[0059]
A
[0060]
On the starboard side of the
[0061]
One end of a cast
[0062]
The outer periphery of the
[0063]
The
[0064]
One end of a
[0065]
As shown in FIGS. 12 and 13, a mounting
[0066]
Similarly, the small planing boat shown in FIGS. 8 to 13 is also provided with a fuel injection control system for a marine engine. Similar to the embodiment shown in FIGS. Is opened, the A /
[0067]
The input ports of the A /
[0068]
In this embodiment, an example at the time of inspection in a factory is shown, but a similar operation may be performed at a dealer or the like.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, in the invention according to
[0070]
Also,After shipmentWater resistance is improved because the A / F sensor port is not required to be waterproof during normal use.In addition, the sensor input port can discriminate the input by a low level region, a high level region, and an intermediate region between the low level and the high level, and a sensor input port for instructing the operation of the A / F control specially. A single sensor input port can be used without providing it, the number of parts is low, the cost is low, and the water resistance of the sensor input port is not required, and the water resistance is improved.
[0072]
Claim2In the invention described in (1), by using a linear sensor for the A / F sensor, it is possible to easily correct the injection amount with high accuracy even under the condition of injecting on the rich side from the fully open stoichiometric point.
[0073]
Claim3In the invention described in the above, by creating and storing an injection amount map of the throttle opening and the injection amount correction ratio, the A / F sensor is used only during the operation of the shipping inspection, and then the A / F An F sensor is not required, and a fuel injection control system for an outboard motor that can maintain an appropriate air-fuel ratio corresponding to the engine at low cost can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a control system.
FIG. 2 is a side view of the engine of FIG.
FIG. 3 is a plan view of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating connection of an A / F sensor.
FIG. 5 is a flowchart for creating an injection amount map;
FIG. 6 is a diagram for explaining input determination of a sensor input port.
FIG. 7 is a diagram illustrating correction of an injection amount.
FIG. 8 is a side view of a personal watercraft.
FIG. 9 is a plan view of a personal watercraft.
FIG. 10 is a perspective view of the engine as viewed obliquely from the left front.
FIG. 11 is a schematic plan view of an engine.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state where an A / F sensor is attached to an attachment boss formed on a third exhaust pipe having a water jacket.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state where a mounting boss formed on a third exhaust pipe having a water jacket is closed with a bolt.
[Explanation of symbols]
1 Outboard motor
6,306 engine
42 Engine control unit
42a Sensor input port
100,351 A / F sensor
301 Small planing boat
Claims (3)
前記エンジンと、このエンジンの運転状態に応じて燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御装置を備え、
前記燃料噴射制御装置は、択一的に着脱可能な単一のセンサ入力ポートを有し、
前記センサ入力ポートに永続的に取り付けられるA/Fセンサ以外のセンサと、
前記A/Fセンサ以外のセンサを一時的に取り外して前記センサ入力ポートに取り付けられるA/Fセンサと、を有し、
前記A/Fセンサ以外のセンサと前記A/Fセンサは出力領域が異なり、
前記センサ入力ポートは、ローレベル領域、ハイレベル領域、ローレベルとハイレベルの中間領域により入力を判別可能であり、
前記センサ入力ポートでは、前記A/Fセンサ以外のセンサが接続されていると前記ローレベル領域の出力で、前記A/Fセンサ以外のセンサが接続されていないと前記ハイレベル領域の出力で、前記A/Fセンサが接続されていると前記ローレベルとハイレベルの間の中間領域の出力であり、
出荷検査の運転時に前記センサ入力ポートから前記A/Fセンサ以外のセンサを取り外して前記センサ入力ポートに前記A/Fセンサを取り付け、
前記燃料噴射制御装置は、前記A/Fセンサからの入力で排気ガスの状態を検出するフィードバック制御を行い、目標の空燃比に対する噴射量の補正値を決定して記憶し、
前記A/Fセンサ以外のセンサによる制御中に、前記記憶された補正値に応じて燃料噴射量を制御する手段を有し、
前記補正記憶後に前記A/Fセンサを取り外して前記A/Fセンサ以外のセンサを前記センサ入力ポートに接続することを特徴とする推進機の燃料噴射制御システム。In a marine engine fuel injection control system mounted on a ship that controls the fuel injection amount according to the operating state of the engine,
A fuel injection control device that controls the amount of fuel injection according to the engine and the operating state of the engine;
The fuel injection control device has a single sensor input port that is alternatively removable.
A sensor other than the A / F sensor permanently attached to the sensor input port;
An A / F sensor that is temporarily attached to the sensor input port by removing a sensor other than the A / F sensor,
The sensor other than the A / F sensor and the A / F sensor have different output areas,
The sensor input port is capable of discriminating an input by a low level region, a high level region, an intermediate region between a low level and a high level,
At the sensor input port, when a sensor other than the A / F sensor is connected, the output of the low level region is output. When a sensor other than the A / F sensor is not connected, the output of the high level region is output. When the A / F sensor is connected, it is an output in an intermediate region between the low level and the high level,
A sensor other than the A / F sensor is removed from the sensor input port during operation for shipping inspection, and the A / F sensor is attached to the sensor input port.
The fuel injection control device performs feedback control to detect the state of exhaust gas by an input from the A / F sensor, determines and stores a correction value of an injection amount for a target air-fuel ratio,
Means for controlling the fuel injection amount in accordance with the stored correction value during control by a sensor other than the A / F sensor;
A fuel injection control system for a propulsion unit, wherein after the correction storage, the A / F sensor is removed and a sensor other than the A / F sensor is connected to the sensor input port.
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