JPH0814087A - ２サイクルエンジンの燃焼制御装置 - Google Patents
２サイクルエンジンの燃焼制御装置Info
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- JPH0814087A JPH0814087A JP14367194A JP14367194A JPH0814087A JP H0814087 A JPH0814087 A JP H0814087A JP 14367194 A JP14367194 A JP 14367194A JP 14367194 A JP14367194 A JP 14367194A JP H0814087 A JPH0814087 A JP H0814087A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B61/00—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
- F02B61/04—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
- F02B61/045—Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers for marine engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
- F02B2075/022—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
- F02B2075/025—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two
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- 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】
【目的】 運転状態が変化した場合は検出センサの
応答性の変動に応じた制御することによりエンジンの燃
焼状態を安定化できる２サイクルエンジンの燃焼制御装
置を提供する。 【構成】 位相差を有する一方の気筒と他方の気
筒とを連通する検出通路４０の途中に既燃ガスの酸素
濃度を検出するＯ2 センサ３５を介設し、該Ｏ2センサ
３５より検出された既燃ガスの空燃比が、ＥＣＵ３０に
よりエンジンの運転状態に応じて求められた目標空燃比
となるよう、エンジンの運転状態に応じた制御係数でも
って燃料供給を上記ＥＣＵ３０によりフィードバック制
御する。この場合、上記ＥＣＵ３０が制御係数演算手
段，帰還制御手段として機能する。
応答性の変動に応じた制御することによりエンジンの燃
焼状態を安定化できる２サイクルエンジンの燃焼制御装
置を提供する。 【構成】 位相差を有する一方の気筒と他方の気
筒とを連通する検出通路４０の途中に既燃ガスの酸素
濃度を検出するＯ2 センサ３５を介設し、該Ｏ2センサ
３５より検出された既燃ガスの空燃比が、ＥＣＵ３０に
よりエンジンの運転状態に応じて求められた目標空燃比
となるよう、エンジンの運転状態に応じた制御係数でも
って燃料供給を上記ＥＣＵ３０によりフィードバック制
御する。この場合、上記ＥＣＵ３０が制御係数演算手
段，帰還制御手段として機能する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２サイクルエンジンの
燃焼制御装置に関する。
燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車や船外機等のエンジンにあって
は、空燃比を制御することにより、エンジンの燃焼状態
を良好にし、もってエンジン出力の向上を図るとともに
排気ガス中の有害成分を低減するようにしている。この
空燃比の制御では、排ガスセンサを設置して排ガス中の
酸素量を検出し、該検出値から空燃比を求め、これが目
標空燃比に一致するように燃料供給量を制御するのが一
般的である。
は、空燃比を制御することにより、エンジンの燃焼状態
を良好にし、もってエンジン出力の向上を図るとともに
排気ガス中の有害成分を低減するようにしている。この
空燃比の制御では、排ガスセンサを設置して排ガス中の
酸素量を検出し、該検出値から空燃比を求め、これが目
標空燃比に一致するように燃料供給量を制御するのが一
般的である。
【０００３】一方、２サイクルエンジンは、新気により
既燃ガスを排出する掃気行程を備えており、そのため２
サイクルエンジンでは排気ガス中に新気が混合する吹き
抜け現象がある。従って排気管内を流れる排気ガス中の
酸素濃度を検出した場合、正確な空燃比を求めることは
できない。そこで、２サイクルエンジンの空燃比制御で
は、燃焼室内の既燃ガスの酸素濃度を検出し、これによ
り空燃比を求めるようにしている。この酸素濃度の検出
においては、位相差を有する隣接気筒同士を検出通路で
連通接続し、該通路にＯ2 センサを介設し、一方の気筒
から他方の気筒に既燃ガスを流動させることにより被検
出ガスを採取することが考えられる。なお、本発明にお
いて、既燃ガスとは吹き抜けガスを含まない燃焼ガスの
みのガス、又は吹き抜けガスの含有量が酸素濃度検出に
それほど支障とならない程度である場合のガスの意味で
あり、排気ガスとは吹き抜けガスと燃焼ガスとの混合ガ
スの意味である。また、混合気とは、新気と燃料との混
合ガスの意味である。
既燃ガスを排出する掃気行程を備えており、そのため２
サイクルエンジンでは排気ガス中に新気が混合する吹き
抜け現象がある。従って排気管内を流れる排気ガス中の
酸素濃度を検出した場合、正確な空燃比を求めることは
できない。そこで、２サイクルエンジンの空燃比制御で
は、燃焼室内の既燃ガスの酸素濃度を検出し、これによ
り空燃比を求めるようにしている。この酸素濃度の検出
においては、位相差を有する隣接気筒同士を検出通路で
連通接続し、該通路にＯ2 センサを介設し、一方の気筒
から他方の気筒に既燃ガスを流動させることにより被検
出ガスを採取することが考えられる。なお、本発明にお
いて、既燃ガスとは吹き抜けガスを含まない燃焼ガスの
みのガス、又は吹き抜けガスの含有量が酸素濃度検出に
それほど支障とならない程度である場合のガスの意味で
あり、排気ガスとは吹き抜けガスと燃焼ガスとの混合ガ
スの意味である。また、混合気とは、新気と燃料との混
合ガスの意味である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記既燃ガ
スの酸素濃度検出方法を採用した場合、エンジンの運転
状態、例えばエンジン回転数のいかんによっても検出セ
ンサの出力が安定するまでの時間が異なる。つまり、Ａ
／Ｆ検出センサの応答性がエンジン運転状態によって異
なることが判明した。
スの酸素濃度検出方法を採用した場合、エンジンの運転
状態、例えばエンジン回転数のいかんによっても検出セ
ンサの出力が安定するまでの時間が異なる。つまり、Ａ
／Ｆ検出センサの応答性がエンジン運転状態によって異
なることが判明した。
【０００５】これは、上記既燃ガスの空燃比を検出する
方法では、エンジンの運転状態に応じて、上記検出セン
サに供給される採取ガス量が異なることから検出センサ
の検出値が収束安定するまでの応答時間が異なるものと
考えられる。具体的には、例えば図５に示すように、時
間Ｔ０の時点で燃料噴射量を減少した場合、検出センサ
の遅れ時間（Ｔ１）と、検出値が収束するための整定時
間（Ｔ２）との和（Ｔ）だけ応答時間を要する。このと
き、上記検出センサに供給されるガス量はエンジン回転
数によって変化するため、上記Ｔ１，Ｔ２は図６に示す
ようにエンジン回転数の低下にともなって増加する傾向
がある。
方法では、エンジンの運転状態に応じて、上記検出セン
サに供給される採取ガス量が異なることから検出センサ
の検出値が収束安定するまでの応答時間が異なるものと
考えられる。具体的には、例えば図５に示すように、時
間Ｔ０の時点で燃料噴射量を減少した場合、検出センサ
の遅れ時間（Ｔ１）と、検出値が収束するための整定時
間（Ｔ２）との和（Ｔ）だけ応答時間を要する。このと
き、上記検出センサに供給されるガス量はエンジン回転
数によって変化するため、上記Ｔ１，Ｔ２は図６に示す
ようにエンジン回転数の低下にともなって増加する傾向
がある。
【０００６】その結果、検出Ａ／Ｆが単に目標Ａ／Ｆに
一致するように一定の固定されたフィードバック係数で
制御すると、エンジン回転数がハンチングする問題が発
生する。
一致するように一定の固定されたフィードバック係数で
制御すると、エンジン回転数がハンチングする問題が発
生する。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、運転状態が変化した場合は検出センサの応答性の
変動に応じて制御することによりエンジンの燃焼状態を
安定化できる２サイクルエンジンの燃焼制御装置を提供
することを目的としている。
ので、運転状態が変化した場合は検出センサの応答性の
変動に応じて制御することによりエンジンの燃焼状態を
安定化できる２サイクルエンジンの燃焼制御装置を提供
することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、２サ
イクルエンジンの燃焼制御装置において、既燃ガスの性
状から混合気の空燃比を求める空燃比検出手段と、エン
ジンの運転状態に応じた制御係数を演算する制御係数演
算手段と、上記空燃比検出手段によって求められた空燃
比が目標空燃比と一致するように、上記制御係数演算手
段によって求められた制御係数でもって燃料供給量をフ
ィードバック制御する帰還制御手段とを備えたことを特
徴としている。
イクルエンジンの燃焼制御装置において、既燃ガスの性
状から混合気の空燃比を求める空燃比検出手段と、エン
ジンの運転状態に応じた制御係数を演算する制御係数演
算手段と、上記空燃比検出手段によって求められた空燃
比が目標空燃比と一致するように、上記制御係数演算手
段によって求められた制御係数でもって燃料供給量をフ
ィードバック制御する帰還制御手段とを備えたことを特
徴としている。
【０００９】請求項２の発明は、請求項１において、上
記制御係数演算手段が、制御係数を、エンジン回転数が
低いほど大きく、高いほど小さく設定するよう構成され
ていることを特徴としている。
記制御係数演算手段が、制御係数を、エンジン回転数が
低いほど大きく、高いほど小さく設定するよう構成され
ていることを特徴としている。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、上記空燃比検出手段が、既燃ガスの酸素濃度を検出
するＯ2 センサを有しており、該Ｏ2 センサは位相差を
有する一方の気筒と他方の気筒とを連通する検出通路の
途中に介設されており、該検出通路の導入口は上記一方
の気筒の排気ポートと掃気ポートとの間に位置してお
り、排出口は上記他方の気筒の上記排気ポートより下死
点側に位置しており、上記導入口，排出口が、一方の気
筒の排気行程開始後の一定期間と上記他方の気筒の圧縮
行程開始前の一定期間とにおいて同時に開き、この期間
において一方の気筒内の既燃ガスが他方の気筒に向かっ
て流れるように上記位相差が設定されていることを特徴
としている。
て、上記空燃比検出手段が、既燃ガスの酸素濃度を検出
するＯ2 センサを有しており、該Ｏ2 センサは位相差を
有する一方の気筒と他方の気筒とを連通する検出通路の
途中に介設されており、該検出通路の導入口は上記一方
の気筒の排気ポートと掃気ポートとの間に位置してお
り、排出口は上記他方の気筒の上記排気ポートより下死
点側に位置しており、上記導入口，排出口が、一方の気
筒の排気行程開始後の一定期間と上記他方の気筒の圧縮
行程開始前の一定期間とにおいて同時に開き、この期間
において一方の気筒内の既燃ガスが他方の気筒に向かっ
て流れるように上記位相差が設定されていることを特徴
としている。
【００１１】ここで、本発明における制御係数とは、例
えばＰ１制御における比例成分Ｐ，及び積分成分Ｉの値
の意味である。なお、ＰＩ制御では、例えば検出Ａ／Ｆ
がリッチ側から目標Ａ／Ｆに達すると、燃料噴射幅をＰ
だけ一気に増加させ、その後、検出Ａ／Ｆがリーン側か
ら目標Ａ／Ｆに到達するまで上記燃料噴射幅をＩずつ徐
々に増加させて行き、リーン側から目標Ａ／Ｆに達する
と今度は燃料噴射幅をＰだけ一気に減少し、その後、Ｉ
ずつ徐々に減少する。
えばＰ１制御における比例成分Ｐ，及び積分成分Ｉの値
の意味である。なお、ＰＩ制御では、例えば検出Ａ／Ｆ
がリッチ側から目標Ａ／Ｆに達すると、燃料噴射幅をＰ
だけ一気に増加させ、その後、検出Ａ／Ｆがリーン側か
ら目標Ａ／Ｆに到達するまで上記燃料噴射幅をＩずつ徐
々に増加させて行き、リーン側から目標Ａ／Ｆに達する
と今度は燃料噴射幅をＰだけ一気に減少し、その後、Ｉ
ずつ徐々に減少する。
【００１２】
【作用】請求項１の発明の２サイクルエンジンの燃焼制
御装置によれば、エンジンの運転状態に応じた制御係数
を求め、該制御係数でもって燃料供給量を帰還制御する
ようにしたので、エンジンの運転状態が変化しても常に
該運転状態に応じた制御係数を得られ、空燃比を短時間
で収束させることができ、エンジンの燃焼状態を常に安
定化できる。
御装置によれば、エンジンの運転状態に応じた制御係数
を求め、該制御係数でもって燃料供給量を帰還制御する
ようにしたので、エンジンの運転状態が変化しても常に
該運転状態に応じた制御係数を得られ、空燃比を短時間
で収束させることができ、エンジンの燃焼状態を常に安
定化できる。
【００１３】請求項２の発明の２サイクルエンジンの燃
焼制御装置によれば、エンジン回転数が低い運転域では
検出通路に導入される既燃ガス量が少なく、センサの応
答性が低いので、例えばセンサ出力がリッチから目標空
燃比を越えてリーンに変化した時点では実際の空燃比は
既にかなり大きくリーン側に変化していると考えられ
る。従って、制御係数をより大きくして燃料量をより多
くすることにより、目標空燃比により早く反転させるこ
とができる。一方、エンジン回転数が高い運転域では検
出通路に導入される既燃ガス量が多くセンサの応答性が
高いので、例えばセンサ出力がリッチからリーンに変化
した時点では実際の空燃比はまだ目標空燃比近傍にある
と考えられる。従って制御係数をあまり大きくすること
なく燃料の増加量を控え目にすることにより、目標空燃
比により早く反転させることができる。
焼制御装置によれば、エンジン回転数が低い運転域では
検出通路に導入される既燃ガス量が少なく、センサの応
答性が低いので、例えばセンサ出力がリッチから目標空
燃比を越えてリーンに変化した時点では実際の空燃比は
既にかなり大きくリーン側に変化していると考えられ
る。従って、制御係数をより大きくして燃料量をより多
くすることにより、目標空燃比により早く反転させるこ
とができる。一方、エンジン回転数が高い運転域では検
出通路に導入される既燃ガス量が多くセンサの応答性が
高いので、例えばセンサ出力がリッチからリーンに変化
した時点では実際の空燃比はまだ目標空燃比近傍にある
と考えられる。従って制御係数をあまり大きくすること
なく燃料の増加量を控え目にすることにより、目標空燃
比により早く反転させることができる。
【００１４】請求項３の発明の２サイクルエンジンの燃
焼制御装置によれば、位相差を有する気筒同士を一方の
気筒が排気行程開始時で、他方の気筒が圧縮行程開始前
の所定期間のみ連通する検出通路で接続し、該通路の途
中に既燃ガスの酸素濃度を検出するＯ2 センサを設けた
ので、吹き抜け新気を含まない既燃ガスのみの空燃比を
検出でき、フィードバック制御の精度を向上することが
でき、エンジンの燃焼状態を常に安定化できる。
焼制御装置によれば、位相差を有する気筒同士を一方の
気筒が排気行程開始時で、他方の気筒が圧縮行程開始前
の所定期間のみ連通する検出通路で接続し、該通路の途
中に既燃ガスの酸素濃度を検出するＯ2 センサを設けた
ので、吹き抜け新気を含まない既燃ガスのみの空燃比を
検出でき、フィードバック制御の精度を向上することが
でき、エンジンの燃焼状態を常に安定化できる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１ないし図９は本発明の一実施例による２サイク
ルエンジンの燃焼制御装置を説明するための図であり、
図１は本実施例装置が適用された船外機用３気筒２サイ
クルエンジンの概略構成図、図２はＯ2 センサの取り付
け構造を説明するための模式図、図３は番気筒クラン
ク角度と筒内圧との関係を示す特性図、図４はＯ2 セン
サの出力と目標Ａ／Ｆ値との関係を示す特性図、図５は
時間と燃料噴射幅，Ａ／Ｆ値との関係を示す特性図、図
６はエンジン回転数と遅れ時間，整定時間との関係を示
す特性図、図７は時間と燃料噴射幅，Ａ／Ｆ値との関係
を示す特性図、図８はエンジン回転数とフィードバック
係数との関係を示す特性図、図９は機能ブロック図であ
る。
る。図１ないし図９は本発明の一実施例による２サイク
ルエンジンの燃焼制御装置を説明するための図であり、
図１は本実施例装置が適用された船外機用３気筒２サイ
クルエンジンの概略構成図、図２はＯ2 センサの取り付
け構造を説明するための模式図、図３は番気筒クラン
ク角度と筒内圧との関係を示す特性図、図４はＯ2 セン
サの出力と目標Ａ／Ｆ値との関係を示す特性図、図５は
時間と燃料噴射幅，Ａ／Ｆ値との関係を示す特性図、図
６はエンジン回転数と遅れ時間，整定時間との関係を示
す特性図、図７は時間と燃料噴射幅，Ａ／Ｆ値との関係
を示す特性図、図８はエンジン回転数とフィードバック
係数との関係を示す特性図、図９は機能ブロック図であ
る。
【００１６】図１において、１はクランク軸縦置き３気
筒２サイクル船外機用エンジンであり、これはシリンダ
ブロック２のシリンダボア３ａ内にピストン３を摺動自
在に配置し、該ピストン３をコンロッド４でクランク軸
５に連結した構造のものである。なお、図１のＡ−Ａ断
面中、〜は気筒番号を示しており、各気筒〜の
位相差は１２０°に設定されている。
筒２サイクル船外機用エンジンであり、これはシリンダ
ブロック２のシリンダボア３ａ内にピストン３を摺動自
在に配置し、該ピストン３をコンロッド４でクランク軸
５に連結した構造のものである。なお、図１のＡ−Ａ断
面中、〜は気筒番号を示しており、各気筒〜の
位相差は１２０°に設定されている。
【００１７】上記シリンダブロック２の合面にはシリン
ダヘッド６が装着されており、該シリンダヘッド６に形
成された燃焼凹部内には点火プラグ７が挿入されてい
る。なお、２ａは排気ポート、２ｂは掃気ポートであ
る。上記シリンダヘッド６には筒内圧を測定するための
圧力センサ３１が装着され、上記クランク軸５にはクラ
ンク角度（エンジン回転数）を検出するための角度セン
サ３３が設けられている。上記シリンダブロック２の反
ヘッド側にはクランク室８が設けられている。該クラン
ク室８には吸気温または機関の温度を測定するための温
度センサ３２と、クランク室内圧を測定するための圧力
センサ３４とが設けられている。
ダヘッド６が装着されており、該シリンダヘッド６に形
成された燃焼凹部内には点火プラグ７が挿入されてい
る。なお、２ａは排気ポート、２ｂは掃気ポートであ
る。上記シリンダヘッド６には筒内圧を測定するための
圧力センサ３１が装着され、上記クランク軸５にはクラ
ンク角度（エンジン回転数）を検出するための角度セン
サ３３が設けられている。上記シリンダブロック２の反
ヘッド側にはクランク室８が設けられている。該クラン
ク室８には吸気温または機関の温度を測定するための温
度センサ３２と、クランク室内圧を測定するための圧力
センサ３４とが設けられている。
【００１８】また番気筒（他方の気筒）と番気筒
（一方の気筒）との間にはバイパス通路（検出通路）４
０が配設されており、該通路４０の途中部分に、既燃ガ
スの空燃比を検出するためのＯ2 センサ３５が設けられ
ている。この場合、図２に示すように、上記バイパス通
路４０の導入口６５は、番気筒の排気ポート２ａの開
タインミング位置Ｈ１と掃気ポート２ｂの開タイミング
位置Ｈ２との間に、例えば排気ポート２ａと同時に開閉
されるように配設されている。また、上記通路４０の排
出口６８は、番気筒の上記排気ポート２ａの閉タイミ
ング位置Ｈ１より進角側（下死点側）位置に、例えば掃
気ポート２ｂの開直前に開き、閉直後に閉じるように配
設されており、上記各導入口６５，排出口６８はそれぞ
れの気筒のピストン３により開閉される。
（一方の気筒）との間にはバイパス通路（検出通路）４
０が配設されており、該通路４０の途中部分に、既燃ガ
スの空燃比を検出するためのＯ2 センサ３５が設けられ
ている。この場合、図２に示すように、上記バイパス通
路４０の導入口６５は、番気筒の排気ポート２ａの開
タインミング位置Ｈ１と掃気ポート２ｂの開タイミング
位置Ｈ２との間に、例えば排気ポート２ａと同時に開閉
されるように配設されている。また、上記通路４０の排
出口６８は、番気筒の上記排気ポート２ａの閉タイミ
ング位置Ｈ１より進角側（下死点側）位置に、例えば掃
気ポート２ｂの開直前に開き、閉直後に閉じるように配
設されており、上記各導入口６５，排出口６８はそれぞ
れの気筒のピストン３により開閉される。
【００１９】ここで、図３に示すように、番気筒のシ
リンダ内圧力Ｐ２と、番気筒のシリンダ内圧力Ｐ１と
は、両気筒の位相差 120°をもって変動する。また上記
導入口６５は、番気筒において、上記排気ポート２ａ
の開タインミングクランク角Ａから閉タイミングクラン
ク角Ｂまで開となる。一方、上記排出口６８は、番気
筒の掃気ポート２ｂの開タイミングクランク角（図示せ
ず）から閉タイミング直後クランク角Ｄまで開となる。
従って、上記導入口６５と排出口６８とは上記クランク
角Ａ〜Ｄの期間は同時に開き、この間は圧力差によって
ガスが番気筒から番気筒に向かって流動する。な
お、符号Ｅは番気筒の排気ポート２ａの閉タイミング
クランク角を示す。
リンダ内圧力Ｐ２と、番気筒のシリンダ内圧力Ｐ１と
は、両気筒の位相差 120°をもって変動する。また上記
導入口６５は、番気筒において、上記排気ポート２ａ
の開タインミングクランク角Ａから閉タイミングクラン
ク角Ｂまで開となる。一方、上記排出口６８は、番気
筒の掃気ポート２ｂの開タイミングクランク角（図示せ
ず）から閉タイミング直後クランク角Ｄまで開となる。
従って、上記導入口６５と排出口６８とは上記クランク
角Ａ〜Ｄの期間は同時に開き、この間は圧力差によって
ガスが番気筒から番気筒に向かって流動する。な
お、符号Ｅは番気筒の排気ポート２ａの閉タイミング
クランク角を示す。
【００２０】ここで上記導入口６５を番気筒の排気ポ
ート２ａと掃気ポート２ｂとの間に配置したのは排気ポ
ート２ａより上死点側に配置すると、番気筒の圧縮過
程で、圧縮されるべき新気が上記通路４０を通って逃
げ、圧縮効率が低下してしまうからである。また、掃気
ポート２ｂより下死点側に配置すると導入口６５と排出
口６８が同時に開き、既燃ガスが番気筒から番気筒
に向かって流れる期間が短くなってしまうからである。
ート２ａと掃気ポート２ｂとの間に配置したのは排気ポ
ート２ａより上死点側に配置すると、番気筒の圧縮過
程で、圧縮されるべき新気が上記通路４０を通って逃
げ、圧縮効率が低下してしまうからである。また、掃気
ポート２ｂより下死点側に配置すると導入口６５と排出
口６８が同時に開き、既燃ガスが番気筒から番気筒
に向かって流れる期間が短くなってしまうからである。
【００２１】通路４０の導入口６５，排出口６８の位置
を上述のように設定したので、番気筒のピストン３に
よって導入口６５が排気行程開始直後に開いたときに
は、番気筒の流出口６８は圧縮行程開始直前位置に位
置するピストン３によってまだ開いているので、上記導
入口６５の開と同時に、番気筒及び番気筒間のシリ
ンダ内圧力の圧力差によって、番気筒内の既燃ガスが
導入口６５から排出口６８へ向かって上記通路４０内を
流れ、上記センサ３５がこの既燃ガスの中の酸素量を測
定する。なお、排出口６８が、番気筒において掃気ポ
ート２ｂが開く直前に閉じるので、上記通路４０内を流
れる既燃ガス中に吹き抜け新気が含まれない。このた
め、上記センサ３５は、吹き抜け新気を含まない既燃ガ
ス中の酸素量を測定でき、吹き抜け新気を含まない既燃
ガスの空燃比を検出できる。
を上述のように設定したので、番気筒のピストン３に
よって導入口６５が排気行程開始直後に開いたときに
は、番気筒の流出口６８は圧縮行程開始直前位置に位
置するピストン３によってまだ開いているので、上記導
入口６５の開と同時に、番気筒及び番気筒間のシリ
ンダ内圧力の圧力差によって、番気筒内の既燃ガスが
導入口６５から排出口６８へ向かって上記通路４０内を
流れ、上記センサ３５がこの既燃ガスの中の酸素量を測
定する。なお、排出口６８が、番気筒において掃気ポ
ート２ｂが開く直前に閉じるので、上記通路４０内を流
れる既燃ガス中に吹き抜け新気が含まれない。このた
め、上記センサ３５は、吹き抜け新気を含まない既燃ガ
ス中の酸素量を測定でき、吹き抜け新気を含まない既燃
ガスの空燃比を検出できる。
【００２２】また、上記通路４０は絞り部がない均一径
に形成されているので、船外機のトローリング運転時の
ようなエンジン１の極低速運転時に、不完全燃焼によっ
てカーボンやスラッジ等が発生しても、これらのカーボ
ン等によって上記通路４０内が閉塞されることはない。
に形成されているので、船外機のトローリング運転時の
ようなエンジン１の極低速運転時に、不完全燃焼によっ
てカーボンやスラッジ等が発生しても、これらのカーボ
ン等によって上記通路４０内が閉塞されることはない。
【００２３】更に、上記通路４０の導入口６５，排出口
６８は番気筒，番気筒のそれぞれのピストン３によ
り開閉操作され、上述のようにクランク角Ａ〜Ｄの期間
のみ同時に開くようになっており、つまりいずれかの開
口がほとんど常時閉じているので、導入口６５又は排出
口６８から上記通路４０内へいずれかの気筒内の既燃ガ
スが逆流することはない。
６８は番気筒，番気筒のそれぞれのピストン３によ
り開閉操作され、上述のようにクランク角Ａ〜Ｄの期間
のみ同時に開くようになっており、つまりいずれかの開
口がほとんど常時閉じているので、導入口６５又は排出
口６８から上記通路４０内へいずれかの気筒内の既燃ガ
スが逆流することはない。
【００２４】また、上記通路４０はシンプルな構成であ
るため、流体抵抗が少なく、このため、例えば過度運転
時においてもサイクル毎の空燃比を検出でき、過度運転
時に最適な空燃比制御が実施できる。
るため、流体抵抗が少なく、このため、例えば過度運転
時においてもサイクル毎の空燃比を検出でき、過度運転
時に最適な空燃比制御が実施できる。
【００２５】なお、上記実施例ではエンジン１が３気筒
２サイクルエンジンの場合を説明したが、各気筒間に位
相差があり、上記通路４０の導入口６５，排出口６８を
適切なタイミング位置に配置できれば良いので、Ｖ型４
気筒あるいはＶ型６気筒の２サイクルエンジンについて
も適用できる。
２サイクルエンジンの場合を説明したが、各気筒間に位
相差があり、上記通路４０の導入口６５，排出口６８を
適切なタイミング位置に配置できれば良いので、Ｖ型４
気筒あるいはＶ型６気筒の２サイクルエンジンについて
も適用できる。
【００２６】また、上記Ｏ2 センサ３５の出力は、図４
の特性線７−１に示すように、Ａ／Ｆが理論空燃比近傍
のａ〜ｂのときにａ´〜ｂ´となる。本実施例では、目
標Ａ／Ｆ値をエンジン運転状態に応じて上記（ａ〜ｂ）
の範囲で可変制御するものである。なお、上記Ｏ2 セン
サとして図４の特性線７−２に示すような直線的な出力
特性を備えるリニア型のセンサを用いても良い。このリ
ニヤ型センサを用いた場合には目標Ａ／Ｆの可変範囲を
大幅に拡大できる。
の特性線７−１に示すように、Ａ／Ｆが理論空燃比近傍
のａ〜ｂのときにａ´〜ｂ´となる。本実施例では、目
標Ａ／Ｆ値をエンジン運転状態に応じて上記（ａ〜ｂ）
の範囲で可変制御するものである。なお、上記Ｏ2 セン
サとして図４の特性線７−２に示すような直線的な出力
特性を備えるリニア型のセンサを用いても良い。このリ
ニヤ型センサを用いた場合には目標Ａ／Ｆの可変範囲を
大幅に拡大できる。
【００２７】上記各クランク室８には吸気通路１０がシ
リンダボア３ａを介して連通するようにそれぞれ接続さ
れている。該各吸気通路１０のクランク室側開口近傍に
は、吸気の逆流を防止するためのリードバルブ１１が配
設されている。また上記各吸気通路１０には該吸気通路
内に燃料を噴射するためのインジェクタ１２が装着され
ており、該インジェクタ１２には燃料供給装置１３が接
続されている。なお、インジェクタを全気筒共通として
もよい。この場合には吸気マニホールドの集合部に設け
ることになる。また上記吸気通路１０内にはスロットル
バルブ１５が配設されており、該スロットルバルブ１５
の回転量すなわちスロットル角はセンサ４１により検出
されるようになっている。さらに船外機本体５０には、
トリム角βを検出するためのトリム角検出センサ４２が
設けられている。
リンダボア３ａを介して連通するようにそれぞれ接続さ
れている。該各吸気通路１０のクランク室側開口近傍に
は、吸気の逆流を防止するためのリードバルブ１１が配
設されている。また上記各吸気通路１０には該吸気通路
内に燃料を噴射するためのインジェクタ１２が装着され
ており、該インジェクタ１２には燃料供給装置１３が接
続されている。なお、インジェクタを全気筒共通として
もよい。この場合には吸気マニホールドの集合部に設け
ることになる。また上記吸気通路１０内にはスロットル
バルブ１５が配設されており、該スロットルバルブ１５
の回転量すなわちスロットル角はセンサ４１により検出
されるようになっている。さらに船外機本体５０には、
トリム角βを検出するためのトリム角検出センサ４２が
設けられている。
【００２８】上記エンジン１は制御部としてのＥＣＵ３
０を備えている。該ＥＣＵ３０には、上記筒内圧検出セ
ンサ３１，吸気温検出センサ３２，クランク角度検出セ
ンサ３３，クランク室内圧検出センサ３４，Ｏ2 センサ
３５，背圧検出センサ３６，エンジン温度検出センサ３
７，スロットル角検出センサ４１，大気圧検出センサ，
シフトスイッチ，冷却水温度検出センサ，及びエンジン
振動センサの各検出信号が入力されている。
０を備えている。該ＥＣＵ３０には、上記筒内圧検出セ
ンサ３１，吸気温検出センサ３２，クランク角度検出セ
ンサ３３，クランク室内圧検出センサ３４，Ｏ2 センサ
３５，背圧検出センサ３６，エンジン温度検出センサ３
７，スロットル角検出センサ４１，大気圧検出センサ，
シフトスイッチ，冷却水温度検出センサ，及びエンジン
振動センサの各検出信号が入力されている。
【００２９】上記ＥＣＵ３０は、図９に示すように、上
記Ｏ2 センサ３５の検出値から混合気の空燃比を求め、
これが目標空燃比となるように燃料噴射弁１２からの燃
料噴射量をフィードバック制御する帰還制御手段６０と
して、また、上記フィードバック制御する際に検出空燃
比を運転状態に応じて短時間で収束安定させるための制
御係数（Ｐ，Ｉ）を演算する制御係数演算手段７１とし
て機能する。そして、上記ＥＣＵ３０には、図８のエン
ジン回転数とフィードバック係数との関係を示す特性図
がマップとして格納されている。この場合、エンジン回
転数が小さくなるほどフィードバック係数が大きくなる
よう設定されている。
記Ｏ2 センサ３５の検出値から混合気の空燃比を求め、
これが目標空燃比となるように燃料噴射弁１２からの燃
料噴射量をフィードバック制御する帰還制御手段６０と
して、また、上記フィードバック制御する際に検出空燃
比を運転状態に応じて短時間で収束安定させるための制
御係数（Ｐ，Ｉ）を演算する制御係数演算手段７１とし
て機能する。そして、上記ＥＣＵ３０には、図８のエン
ジン回転数とフィードバック係数との関係を示す特性図
がマップとして格納されている。この場合、エンジン回
転数が小さくなるほどフィードバック係数が大きくなる
よう設定されている。
【００３０】このように設定した理由を図５，６に基づ
いて説明する。エンジン回転数が低い運転域では検出通
路に導入される既燃ガス量が少なく、図６に示すように
上記Ｔ２が大きくなり、センサの応答性が低下するの
で、例えばセンサ出力がリッチから目標空燃比を越えて
リーンに変化した時点では実際の空燃比は既にかなり大
きくリーン側に変化していると考えられる。従って、制
御係数をより大きくして燃料量をより多くすることによ
り、目標空燃比により早く反転させることができる。一
方、エンジン回転数が高い運転域では検出通路に導入さ
れる既燃ガス量が多く、図６に示すように上記Ｔ２が小
さくなり、センサの応答性が高くなるので、例えばセン
サ出力がリッチからリーンに変化した時点では実際の空
燃比はまだ目標空燃比近傍にあると考えられる。従って
制御係数をあまり大きくすることなく燃料の増加量を控
え目にすることにより、目標空燃比により早く反転させ
ることができる。
いて説明する。エンジン回転数が低い運転域では検出通
路に導入される既燃ガス量が少なく、図６に示すように
上記Ｔ２が大きくなり、センサの応答性が低下するの
で、例えばセンサ出力がリッチから目標空燃比を越えて
リーンに変化した時点では実際の空燃比は既にかなり大
きくリーン側に変化していると考えられる。従って、制
御係数をより大きくして燃料量をより多くすることによ
り、目標空燃比により早く反転させることができる。一
方、エンジン回転数が高い運転域では検出通路に導入さ
れる既燃ガス量が多く、図６に示すように上記Ｔ２が小
さくなり、センサの応答性が高くなるので、例えばセン
サ出力がリッチからリーンに変化した時点では実際の空
燃比はまだ目標空燃比近傍にあると考えられる。従って
制御係数をあまり大きくすることなく燃料の増加量を控
え目にすることにより、目標空燃比により早く反転させ
ることができる。
【００３１】次に、本実施例の動作について説明する。
本実施例装置では、上記Ｏ2 センサ３５による検出Ａ／
Ｆ値が目標空燃比となるよう燃料供給量がフィードバッ
ク制御される。その際、図８に示すマップ図よりエンジ
ン回転数に応じたフィードバック係数（Ｐ値，Ｉ値）が
設定される。
本実施例装置では、上記Ｏ2 センサ３５による検出Ａ／
Ｆ値が目標空燃比となるよう燃料供給量がフィードバッ
ク制御される。その際、図８に示すマップ図よりエンジ
ン回転数に応じたフィードバック係数（Ｐ値，Ｉ値）が
設定される。
【００３２】具体的には、例えば、エンジン回転数の如
何に関わらず一定の制御係数Ｐ０，Ｉ０で制御した場
合、検出Ａ／Ｆがリッチ側から目標Ａ／Ｆを越えてリー
ン側に移行し再び目標Ａ／Ｆをリッチ側に移行するまで
の時間はＴであるのに対し、本実施例では、エンジン回
転数がｒ１と小さくなると、図８の特性図よりフィード
バック係数がより大きいＰ１，Ｉ１に設定される。そし
て、図７に示すように、時間Ｔ０において燃料噴射幅が
Ｐ１だけ増加された後、傾きＩ１の変化量でもって制御
され、検出Ａ／Ｆ値の反転に要する時間はＴ３と短くな
る。このように、エンジン回転数が低いときには制御係
数Ｐ，Ｉを大きく設定するよう構成したので、検出され
るＡ／Ｆ値のハンチングを従来例の場合より小さくで
き、もって低速回転によるセンサの応答性の低下に起因
するハンチングの増加を回避できることとなる。
何に関わらず一定の制御係数Ｐ０，Ｉ０で制御した場
合、検出Ａ／Ｆがリッチ側から目標Ａ／Ｆを越えてリー
ン側に移行し再び目標Ａ／Ｆをリッチ側に移行するまで
の時間はＴであるのに対し、本実施例では、エンジン回
転数がｒ１と小さくなると、図８の特性図よりフィード
バック係数がより大きいＰ１，Ｉ１に設定される。そし
て、図７に示すように、時間Ｔ０において燃料噴射幅が
Ｐ１だけ増加された後、傾きＩ１の変化量でもって制御
され、検出Ａ／Ｆ値の反転に要する時間はＴ３と短くな
る。このように、エンジン回転数が低いときには制御係
数Ｐ，Ｉを大きく設定するよう構成したので、検出され
るＡ／Ｆ値のハンチングを従来例の場合より小さくで
き、もって低速回転によるセンサの応答性の低下に起因
するハンチングの増加を回避できることとなる。
【００３３】このように、エンジン回転数が低い運転域
では制御係数Ｐ，Ｉを大きく設定して燃料噴射量を制御
したので、Ａ／Ｆ値の収束安定に要する時間を短縮で
き、それだけフィードバック制御を正確に行うことがで
きる。
では制御係数Ｐ，Ｉを大きく設定して燃料噴射量を制御
したので、Ａ／Ｆ値の収束安定に要する時間を短縮で
き、それだけフィードバック制御を正確に行うことがで
きる。
【００３４】また、上記Ｏ2 センサ３５を上記既燃ガス
を採取する検出通路４０に配置したので、既燃ガスのみ
の空燃比を正確に検出でき、もってフィードバック制御
の精度を向上することができる。
を採取する検出通路４０に配置したので、既燃ガスのみ
の空燃比を正確に検出でき、もってフィードバック制御
の精度を向上することができる。
【００３５】なお、上記実施例では、一方の気筒と他方
の気筒を連通する検出通路の途中にＯ2 センサを設けた
場合を示したが、これ以外のＯ2 センサの設置方法も採
用可能である。すなわち、２番気筒に連結された通路の
一端を、該通路の断面積よりも大きな断面積を有する蓄
圧室に連結し、この蓄圧室にＯ2 センサを臨ませ、蓄圧
室内に蓄えられた既燃ガスの酸素濃度を検出する方法が
採用できる。ここで蓄圧室に導かれた既燃ガスを排出す
る通路の設け方としては、他気筒に接続する、排気
通路に接続する、既燃ガスが入ってくる入口側通路を
そのまま使い、自気筒（２番気筒）に戻す、等の方法が
採用できる。このようにすることによって、排出通路を
設ける自由度、すなわちレイアウトの自由度を拡大でき
る。
の気筒を連通する検出通路の途中にＯ2 センサを設けた
場合を示したが、これ以外のＯ2 センサの設置方法も採
用可能である。すなわち、２番気筒に連結された通路の
一端を、該通路の断面積よりも大きな断面積を有する蓄
圧室に連結し、この蓄圧室にＯ2 センサを臨ませ、蓄圧
室内に蓄えられた既燃ガスの酸素濃度を検出する方法が
採用できる。ここで蓄圧室に導かれた既燃ガスを排出す
る通路の設け方としては、他気筒に接続する、排気
通路に接続する、既燃ガスが入ってくる入口側通路を
そのまま使い、自気筒（２番気筒）に戻す、等の方法が
採用できる。このようにすることによって、排出通路を
設ける自由度、すなわちレイアウトの自由度を拡大でき
る。
【００３６】
【発明の効果】以上のように請求項１の発明に係る２サ
イクルエンジンの燃焼制御装置では、エンジンの運転状
態に応じた制御係数でもって燃料噴射量を帰還制御する
ようにしたので、エンジンの運転状態が変化しても常に
短時間で空燃比を収束させることができる効果があり、
エンジンの燃焼状態を常に安定化することできる効果が
ある。
イクルエンジンの燃焼制御装置では、エンジンの運転状
態に応じた制御係数でもって燃料噴射量を帰還制御する
ようにしたので、エンジンの運転状態が変化しても常に
短時間で空燃比を収束させることができる効果があり、
エンジンの燃焼状態を常に安定化することできる効果が
ある。
【００３７】請求項２の発明の２サイクルエンジンの燃
焼制御装置では、制御係数を、エンジン回転数が低いほ
ど大きく、高いほど小さく設定したので、検出空燃比を
より早く目標空燃比に収束させることができる効果があ
る。
焼制御装置では、制御係数を、エンジン回転数が低いほ
ど大きく、高いほど小さく設定したので、検出空燃比を
より早く目標空燃比に収束させることができる効果があ
る。
【００３８】請求項３の発明の２サイクルエンジンの燃
焼制御装置では、位相差を有する一方，他方の気筒を、
一方が排気行程開始時で、他方が圧縮行程開始前の所定
期間のみ連通する検出通路で接続し、該検出通路の途中
に、既燃ガスの酸素濃度を検出するＯ2 センサを設けた
ので、吹き抜け新気を含まない既燃ガスのみの空燃比を
検出できる効果があり、もって上記既燃ガスのみの空燃
比によりフィードバック制御することでエンジンの運転
状態を常に安定化できる効果がある。
焼制御装置では、位相差を有する一方，他方の気筒を、
一方が排気行程開始時で、他方が圧縮行程開始前の所定
期間のみ連通する検出通路で接続し、該検出通路の途中
に、既燃ガスの酸素濃度を検出するＯ2 センサを設けた
ので、吹き抜け新気を含まない既燃ガスのみの空燃比を
検出できる効果があり、もって上記既燃ガスのみの空燃
比によりフィードバック制御することでエンジンの運転
状態を常に安定化できる効果がある。
【図１】本発明の一実施例による２サイクルエンジンの
燃焼制御装置の概略構成図である。
燃焼制御装置の概略構成図である。
【図２】上記実施例装置の検出通路の取り付け位置を説
明するための模式図である。
明するための模式図である。
【図３】上記実施例装置の，番気筒のクランク角
度，筒内圧及び検出通路の開閉の関係を示す特性図であ
る。
度，筒内圧及び検出通路の開閉の関係を示す特性図であ
る。
【図４】上記実施例装置のＯ2 センサの出力と目標Ａ／
Ｆ値との関係を示す特性図である。
Ｆ値との関係を示す特性図である。
【図５】上記実施例装置の時間と燃料噴射幅，Ａ／Ｆ値
との関係を示す特性図である。
との関係を示す特性図である。
【図６】上記実施例装置のエンジン回転数と遅れ時間，
整定時間との関係を示す特性図である。
整定時間との関係を示す特性図である。
【図７】上記実施例装置の時間と燃料噴射幅，Ａ／Ｆ値
との関係を示す特性図である。
との関係を示す特性図である。
【図８】上記実施例装置のエンジン回転数とフィードバ
ック係数との関係を示す特性図である。
ック係数との関係を示す特性図である。
【図９】上記実施例装置の機能ブロック図である。
１ ２サイクルエンジン ２ａ 排気ポート ２ｂ 掃気ポート ３０ ＥＣＵ（制御係数演算手段，帰還制御手段） ４０ 検出通路 ３５ Ｏ2 センサ（空燃比検出手段） ６５ 導入口 ６８ 排出口 他方の気筒 一方の気筒
Claims (3)
- 【請求項１】 ２サイクルエンジンの燃焼制御装置にお
いて、既燃ガスの性状から混合気の空燃比を求める空燃
比検出手段と、エンジンの運転状態に応じた制御係数を
演算する制御係数演算手段と、上記空燃比検出手段によ
って求められた空燃比が目標空燃比と一致するように、
上記制御係数演算手段によって求められた制御係数でも
って燃料供給量をフィードバック制御する帰還制御手段
とを備えたことを特徴とする２サイクルエンジンの燃焼
制御装置。 - 【請求項２】 請求項１において、上記制御係数演算手
段が、制御係数を、エンジン回転数が低いほど大きく、
高いほど小さく設定するよう構成されていることを特徴
とする２サイクルエンジンの燃焼制御装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、上記空燃比検
出手段が、既燃ガスの酸素濃度を検出するＯ2 センサを
有しており、該Ｏ2 センサは位相差を有する一方の気筒
と他方の気筒とを連通する検出通路の途中に介設されて
おり、該検出通路の導入口は上記一方の気筒の排気ポー
トと掃気ポートとの間に位置しており、排出口は上記他
方の気筒の上記排気ポートより下死点側に位置してお
り、上記導入口，排出口が、一方の気筒の排気行程開始
後の一定期間と上記他方の気筒の圧縮行程開始前の一定
期間とにおいて同時に開き、この期間において一方の気
筒内の既燃ガスが他方の気筒に向かって流れるように上
記位相差が設定されていることを特徴とする２サイクル
エンジンの燃焼制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14367194A JP3559811B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | ２サイクルエンジンの燃焼制御装置 |
| US08/481,846 US5697353A (en) | 1994-06-24 | 1995-06-07 | Feedback engine control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14367194A JP3559811B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | ２サイクルエンジンの燃焼制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814087A true JPH0814087A (ja) | 1996-01-16 |
| JP3559811B2 JP3559811B2 (ja) | 2004-09-02 |
Family
ID=15344236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14367194A Expired - Fee Related JP3559811B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | ２サイクルエンジンの燃焼制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3559811B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4578734B2 (ja) * | 2001-08-27 | 2010-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP14367194A patent/JP3559811B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4578734B2 (ja) * | 2001-08-27 | 2010-11-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3559811B2 (ja) | 2004-09-02 |
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