(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル開度の増加に応じて点火時期を進角する基本点火時期制御信号を出力する点火時期制御手段を備えたエンジンの燃焼制御装置において、暖機運転中でかつ所定のスロットル開度以上のとき暖機レーシング運転と判定する暖機レーシング運転判定手段と、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段と、暖機レーシング運転と判定されたとき、上記点火時期制御手段からの基本点火時期制御信号を、同一スロットル開度で比較して暖機完了後運転状態より遅角側に補正し、かつスロットル開度が大きいほどより大きく遅角側に補正する点火時期補正手段とを備えたことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】
スロットル開度の増加に応じて点火時期を進角する基本点火時期制御信号を出力する点火時期制御手段を備えたエンジンの燃焼制御装置において、暖機運転中でかつ所定のスロットル開度以上のとき暖機レーシング運転と判定する暖機レーシング運転判定手段と、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段と、エンジン温度を検出する温度検出手段と、暖機レーシング運転と判定されたとき、上記点火時期制御手段からの基本点火時期制御信号を、検出されたエンジン温度が低いほど遅角側に補正し、かつスロットル開度が大きいほどより大きく遅角側に補正する点火時期補正手段とを備えたことを特徴とするエンジンの燃焼制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スロットル開度の増加に応じて点火時期を進角させて燃焼を制御するようにしたエンジンの燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にエンジンでは始動直後に機関温度を所定温度に上昇させるための暖機運転が行われる。この暖機運転では、スロットル弁を略全閉位置に保持し、燃料を比較的増量するとともに点火時期を基本の点火時期より進角させるようにしている。またこの点火時期はエンジン温度が低いほどより大きく進角させるのが一般的である。
【０００３】
また、例えば船外機では、上記機関温度が上記所定温度に達するまでの暖機時間を短縮するためにレーシング（空ふかし）を行う場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来のエンジンでは、燃料増量やレーシングにより多量の燃料を消費した割りには暖機時間が短縮されないという問題がある。これは以下の理由によるものと考えられる。即ち、エンジンの燃焼制御においては、スロットル開度が増加するにつれて点火時期を進角させることにより、熱効率を向上するようにしている。従って、上記レーシングを行った場合にも、熱効率向上の観点から、スロットルを大きく開くほど点火時期が進角され、これにより燃焼ガスの膨張が十分行われ、燃料の持つエネルギーのうち運動エネルギーに変換される割合が増加し、それだけ熱エネルギーに変換される割合が減少し、その結果エンジン回転数は上昇するものの暖機が進みにくいものと考えられる。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、エンジンの暖機時間を短縮できる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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図４に示すように、請求項１の発明は、スロットル開度の増加に応じて点火時期を進角する基本点火時期制御信号ａを出力する点火時期制御手段６１を備えたエンジンの燃焼制御装置６０において、暖機運転中でかつ所定のスロットル開度以上のとき暖機レーシング運転と判定する暖機レーシング運転判定手段６２と、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段４１と、暖機レーシング運転と判定されたとき、上記点火時期制御手段６１からの基本点火時期制御信号ａを同一スロットル開度で比較して暖機完了後運転状態より遅角側に補正し、かつスロットル開度が大きいほどより大きく遅角側に補正する点火時期補正手段６３とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、スロットル開度の増加に応じて点火時期を進角する基本点火時期制御信号を出力する点火時期制御手段６１を備えたエンジンの燃焼制御装置６０において、暖機運転中でかつ所定のスロットル開度以上のとき暖機レーシング運転と判定する暖機レーシング運転判定手段６２と、スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段と、エンジン温度を検出する温度検出手段３７と、暖機レーシング運転と判定されたとき、上記点火時期制御手段６１からの基本点火時期制御信号ａを、検出されたエンジン温度が低いほど遅角側に補正し、かつスロットル開度が大きいほどより大きく遅角側に補正する点火時期補正手段６３とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
ここで本発明において、暖機レーシング運転中か否かの判定は、例えばエンジン温度，スロットル開度によって行われ、例えば船外機用２サイクルエンジンにおいては、エンジンボディ温度が５０℃以下で、スロットル開度が１０％以上の場合は暖機レーシング運転中と判定される。上記ボディ温度を５０℃以下としたのは、冷却水の循環の開始停止を制御するサーモスタット弁の設定温度５０℃に合わせたものである。
またスロットル開度を１０％以上としたのは以下の理由による。即ち従来、２サイクルエンジンでは、アイドル運転時においてもスロットルを７〜８％開けることによりエンジン回転を安定化する場合があり、このような場合よりもスロットル開度が大きいときに暖機レーシングと判定するために上述のとおり１０％以上とした。
【００１０】
また本発明において、スロットル開度の増加に応じて点火時期を概ね進角するとは、特定運転域においては点火時期を遅角させるようにしている場合も含む趣旨である。
【００１１】
【作用】
請求項１の発明のエンジンの燃焼制御装置では、暖機レーシング運転を行っている場合には、基本の点火時期制御信号ａを、遅角側に補正するようにしたので、燃料のもつエネルギーのうち熱に変換される割合が増加し、それだけ暖機時間が短縮される。
【００１２】
請求項２の発明のエンジンの燃焼制御装置では、暖機レーシング運転を行っている場合には、基本の点火時期制御信号ａを、エンジン温度が低いほど遅角側に補正するようにしたので、燃料のもつエネルギーのうち熱に変換される割合がエンジン温度が低いほど増加し、より効率の良い暖機運転が行われ、それだけ暖機時間が短縮される。
【００１３】
ここで上述のように、従来の暖機運転では、燃料を増量し、エンジン温度が低いほど点火時期を進角させることにより、失火を防止していたのであるが、本発明の場合、スロットル開度が所定値以上の暖機レーシング運転状態において遅角させるようにしたので、点火時期を遅角側に補正しても失火が生じることはない。
【００１４】
また請求項１，２の発明では、スロットル開度が大きいほど上記遅角量を大きくしたので、上記熱に変換されるエネルギーの割合が大きくなり、より一層暖機時間が短縮される。
【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３は本発明の一実施例の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は上記実施例装置の概略構成図、図２は上記実施例装置における点火時期制御を説明するためのスロットル開度と点火進角との関係をボディ温度ごとに示す特性図、図３は上記実施例装置における点火時期制御を説明するためのボディ温度と遅角量との関係をスロットル開度毎に示す特性図である。
【００１６】
図１において、５０は船外機、１は該船外機５０のカウリング５０ａ内に配置されたクランク軸縦置２サイクル３気筒エンジンであり、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。
【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。
【００１８】
また３５は既燃ガスの空燃比を検出するためのＯ２  センサであり、これは上端部の気筒と中間部の気筒とを連通する検出通路４０の途中に配設されている。
【００１９】
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出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。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の開度はスロットル開度センサ４１により検出される。さらに船外機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。
【００２０】
上記エンジン１は制御部としてのＥＣＵ３０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３７，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。
【００２１】
そして上記ＥＣＵ３０は、点火時期制御に当たって、以下の手段として機能する。即ち、スロットル開度の増加に応じて点火時期を進角する基本点火時期制御信号を出力する点火時期制御手段、暖機運転中でかつ所定のスロットル開度以上のとき暖機レーシング運転と判定する暖機レーシング運転判定手段、暖機レーシング運転と判定されたとき上記基本点火時期制御信号を同一スロットル開度で比較して暖機完了後運転状態より遅角側に補正し、またエンジン温度が低いほど遅角側に補正し、かつスロットル開度が大きいほどより大きく遅角側に補正する点火時期補正手段、として機能する。
【００２２】
まず暖機レーシング運転の判定は、エンジン温度センサ３７からの検出エンジン温度が例えば５０℃以下で、かつスロットル開度センサ４１からの検出スロットル開度が１０％以上のとき、暖機運転中でかつレーシングを行っていると判定する。
【００２３】
次に点火時期補正手段としての機能を、図２，図３に基づいて説明する。図２は点火進角量とスロットル開度との関係をエンジンボディ温度ごとに示すものであり、点火進角量は、何れの温度においても、スロットル開度の増加に伴って増加し、かつスロットル開度７０％以上では略一定となっている。
【００２４】
この場合、エンジンボディ温度が６０℃の特性カーブは暖機完了後の点火進角量を示しており、上述の基本点火時期制御信号に対応している。これに対し、エンジン温度が４５℃以下の特性カーブにおいてスロットル開度が１０％以上の場合は暖機レーシング運転状態であり、この運転状態では、同じスロットル開度で比較すると上記基本点火時期よりも進角量が小さくなっており、つまり遅角側に補正されていることが判る。そしてこの点火時期の遅角側への補正については、エンジンボディ温度が低いほど大きく遅角側に補正され、またスロットル開度７０％以下の範囲ではスロットル開度が大きくなるほど大きく遅角側に補正されている。
【００２５】
図３は、点火遅角量とボディ温度との関係をスロットル開度ごとに示すものであり、上記図２と同じ内容を書き換えたものである。本実施例では、スロットル開度が２５％以上の特性カーブにおいてボディ温度５０℃以下の暖機レーシング運転状態では、エンジンボディ温度が低いほど、かつスロットル開度が大きいほど遅角量を増加させている。
【００２６】
次に本実施例の作用効果について説明する。
以下、図２，図３に基づいて、具体的な数値を用いて説明するが、本発明はこの具体例に限定されるものでないことは言うまでもない。
本実施例エンジン１が始動すると、図２に示すように、ボディ温度が例えば０℃の場合には暖機運転中と判断され、例えばスロットル開度約２５％，点火進角量約１度に制御され、通常の暖機運転時の燃焼制御が行われる。この場合、暖機が進行してボディ温度が上昇するにつれて上記進角量が例えば２〜３度と僅かに増大するように制御される。
【００２７】
一方、上記ボディ温度０℃の暖機運転中において暖機時間の短縮を図る等のために、操船者がスロットル開度を例えば７０％に開くと、暖機レーシング運転中と判定され、進角量は約１４度に制御される。これは、暖機完了後（例えばボディ温度６０℃の場合）にスロットル開度を７０％に開いた場合には進角量が２２度となるのに対して８度だけ遅角側に補正されていることとなる。
【００２８】
また図３に示すように、スロットル開度を７０％に開ける場合に、暖機が進んでボディ温度が上昇すると上記遅角量は、１５℃で６度，３０℃で４度，４５℃で２度というように徐々に小さくなり、暖機終了後の点火時期制御に近くなる。なお、このボディ温度と遅角量との関係は換言すれば、ボディ温度が低いほど遅角量が大きくなるということになる。
【００２９】
このように本実施例によれば、暖機レーシング運転中においては、基本の点火時期を遅角側に補正したので、燃料の持つエネルギーのうち熱に変換する割合が多くなり、エンジンボディ温度を速やかに上昇させることができ、暖機時間を短縮できる。
【００３０】
また、上記遅角側への補正量を、スロットル開度が大きいほどまたボディ温度が低いほど大きくしたので、より一層暖機時間の短縮を図ることができる。逆に言えばボディ温度が上昇するにつれて上記遅角量を小さく設定したので、暖機の進行に伴ってエンジンの燃焼効率を向上することができる。
【００３１】
なお本発明では、点火時期を遅角させて燃料のエネルギーの熱エネルギーへの変換量を増加したので、それだけ運動エネルギーへの変換量が減少し、エンジン回転数のスムーズな上昇が得られなくなるおそれがある。この問題を解消するには、スロットル開度の初期値を、従来の５°程度から８°程度に大きくすることが有効である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明に係るエンジンの燃焼制御装置によれば、暖機レーシング運転を行っている場合には、基本の点火時期制御信号を、遅角側に補正するようにしたので、燃料のもつエネルギーのうち熱に変換される割合が増加し、それだけ暖機時間を短縮できる効果がある。
【００３３】
請求項２の発明のエンジンの燃焼制御装置によれば、暖機レーシング運転を行っている場合には、基本の点火時期制御信号を、エンジン温度が低いほど遅角側に補正するようにしたので、燃料のもつエネルギーのうち熱に変換される割合をボディ温度が低いほど増加することができ、効率的に暖機運転を行うことができ、暖機時間を短縮できる効果がある。
【００３４】
また請求項１，２の発明では、スロットル開度が大きいほど上記遅角量を大きくしたので、上記熱に変換されるエネルギーの割合が大きくなり、より一層暖機時間を短縮できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による船外機の燃焼制御装置の概略構成図である。
【図２】上記実施例装置の点火進角とスロットル開度との関係をボディ温度毎に示す特性図である。
【図３】上記実施例装置の遅角量とボディ温度との関係をスロットル開度ごとに示す特性図である。
【図４】本発明の構成を示すクレーム対応図である。
【符号の説明】
１  エンジン
１５  スロットルバルブ
３７  エンジン温度センサ（エンジン温度検出手段）
４１  スロットル開度センサ（スロットル開度検出手段）
６１  点火時期制御手段
６２  暖機レーシング判定手段
６３  点火時期補正手段
【図１】
0003634414.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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