(57)【要約】  【課題】エンジン異常時にエンストや回転異常が起こりにくいリンプホーム運転を実現することができる火花点火式多気筒エンジンを提供する。  【解決手段】エンジン異常を検出する異常検出装置５を備え、異常検出装置５による所定の異常検出に基づいて、電子制御装置４で、運転制御モードがリンプホーム運転モードに設定され、リンプホーム運転モードでは、特定の気筒Ｃ１の燃焼のみが実施され、他の気筒Ｃ２への燃料インジェクタＩ２による燃料噴射が停止されて、その気筒Ｃ２の燃焼が停止される減筒運転がなされるように構成されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルバルブ(１)と、スロットルバルブ(１)を制御するメカニカルガバナ(２)と、吸気量検出装置(３)と、燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)と、吸気量検出装置(３)で検出された吸気量に応じて燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)からの燃料噴射量を制御する電子制御装置(４)を備えている火花点火式多気筒エンジンにおいて、
エンジン異常を検出する異常検出装置(５)を備え、異常検出装置(５)による所定の異常検出に基づいて、電子制御装置(４)で、運転制御モードがリンプホーム運転モード(Ｓ３)とされ、リンプホーム運転モード(Ｓ３)では、特定の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、他の気筒(Ｃ２)への燃料インジェクタ(Ｉ２)による燃料噴射が停止されて、その気筒(Ｃ２)の燃焼が停止される減筒運転がなされるように構成されている、ことを特徴とする火花点火式多気筒エンジン。
【請求項２】
請求項１に記載された火花点火式多気筒エンジンにおいて、
異常検出装置(５)は、機関壁温度を検出する機関温度検出センサ(５ａ)、エンジン冷却風温度を検出する冷却風温度検出センサ(５ｂ)、エンジンオイルの温度を検出する油温度検出センサ(５ｃ)、吸気温度を検出する吸気温度検出センサ(５ｄ)、エンジンオイルの循環油圧を検出する油圧検出センサ(５ｅ)の１種以上のセンサを備え、
上記いずれかのセンサの検出に基づいて、電子制御装置(４)で、前記所定の異常検出がなされるように構成されている、ことを特徴とする特徴とする火花点火式多気筒エンジン。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された火花点火式多気筒エンジンにおいて、
電子制御装置(４)の制御により、減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、燃焼が実施される気筒(Ｃ１)で、等間隔のクランク角度毎に点火がなされるように構成されている、ことを特徴とする火花点火式多気筒エンジン。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載された火花点火式多気筒エンジンにおいて、
２気筒エンジンに適用され、電子制御装置(４)の制御により、減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、特定の一方の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、他方の気筒(Ｃ２)の燃焼が停止されるように構成されている、ことを特徴とする火花点火式多気筒エンジン。
【請求項５】
請求項４に記載された火花点火式多気筒エンジンにおいて、
空冷エンジンに適用され、電子制御装置(４)の制御により、減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、通風上流側の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、通風下流側の気筒(Ｃ２)の燃焼が停止されるように構成されている、ことを特徴とする火花点火式多気筒エンジン。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載された火花点火式多気筒エンジンにおいて、
電子制御装置(４)の制御により、減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、燃焼が停止される気筒(Ｃ２)への燃料噴射が停止されることに加え、その気筒(Ｃ２)での点火プラグ(Ｐ２)からの火花の発生も停止されるように構成されている、ことを特徴とする火花点火式多気筒エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式多気筒エンジンに関し、詳しくは、エンジン異常時にエンストや回転異常が起こりにくいリンプホーム運転を実現することができる火花点火式多気筒エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スロットルバルブと、スロットルバルブを制御するメカニカルガバナと、吸気量検出装置と、燃料インジェクタと、吸気量検出装置で検出された吸気量に応じて燃料インジェクタからの燃料噴射量を制御する電子制御装置を備えている火花点火式多気筒エンジンがある(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
この種のエンジンによれば、メカニカルガバナによるスロットバルブの制御で、電子制御装置による電子制御の負担軽減を図ることができる利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２３５２５号公報(図１参照)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
《問題点》  リンプホーム運転でエンストや回転異常が起こりやすい。
特許文献１には、リンプホーム運転に対する言及はないが、エンジン異常時のリンプホーム運転で、出力制限のため、燃料噴射量を減少させる電子制御を行った場合、メカニカル制御のスロットルバルブでは、燃料噴射量の減少に合わせて吸気量を減少させることができず、空燃比が適正範囲から外れ、エンストや回転異常が起こりやすい。
【０００６】
本発明の課題は、エンジン異常時にエンストや回転異常が起こりにくいリンプホーム運転を実現することができる火花点火式多気筒エンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、スロットルバルブ(１)と、スロットルバルブ(１)を制御するメカニカルガバナ(２)と、吸気量検出装置(３)と、燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)と、吸気量検出装置(３)で検出された吸気量に応じて燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)からの燃料噴射量を制御する電子制御装置(４)を備えている火花点火式多気筒エンジンにおいて、
図１に例示するように、エンジン異常を検出する異常検出装置(５)を備え、異常検出装置(５)による所定の異常検出に基づいて、電子制御装置(４)で、図５に例示するように、運転制御モードがリンプホーム運転モード(Ｓ３)に設定され、リンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図１，図３に例示する特定の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、他の気筒(Ｃ２)への燃料インジェクタ(Ｉ２)による燃料噴射が停止されて、その気筒(Ｃ２)の燃焼が停止される減筒運転がなされるように構成されている、ことを特徴とする火花点火式多気筒エンジン。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明は、次の効果を奏する。
《効果》  エンジン異常時にエンストや回転異常が起こりにくいリンプホーム運転を実現することができる。
本願発明では、図５に例示するように、所定の異常検出に基づいて、運転モードがリンプホーム運転モード(Ｓ３)とされ、リンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図１，図３に例示する特定の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、他の気筒(Ｃ２)への燃料インジェクタ(Ｉ２)による燃料噴射が停止されて、その気筒(Ｃ２)の燃焼が停止される減筒運転で出力制限がなされるため、空燃比が適正な範囲から外れる不具合がなく、エンストや回転異常が起こりにくいリンプホーム運転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの縦断正面図である。
【図２】図１のエンジンの縦断側面図で、燃料噴射装置を省略した図である。
【図３】図１のエンジンの平面図で、メカニカルガバナと燃料噴射装置と上カバーを省略した図である。
【図４】図１のエンジンの正面図である。
【図５】図１のエンジンの電子制御装置による制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜図５は本発明の実施形態に係る火花点火式多気筒エンジンを説明する図で、この実施形態では、この実施形態では、燃料噴射式で火花点火式の空冷Ｖ形２気筒エンジンについて説明する。
【００１１】
このエンジンの概要は、次の通りである。
図２に示すように、クランク軸(１０)の架設方向を前後方向、その一方を前、他方を後、図１に示すように、前後方向と直交する水平方向を左右方向、後方から見て、左手側を左、右手側を右とする。
図１に示すように、このエンジンは、クランク軸(１０)の架設方向と平行な向きに見て、クランクケース(１１)の上部左右位置からそれぞれ左右斜め上に左右の気筒(Ｃ１)(Ｃ２)を突出させたシリンダブロック(１２)と、左右の気筒(Ｃ１)(Ｃ２)の突出端にそれぞれ取り付けられた左右のシリンダヘッド(１３)(１３)と、左右のシリンダヘッド(１３)(１３)の上部にそれぞれ取り付けられた左右のシリンダヘッドカバー(１４)(１４)と、図２に示すシリンダブロック(１２)の前方に配置されたエンジン冷却ファン(１５)と、図１〜図４に示すエンジン冷却ファン(１５)を覆うファンカバー(１６)と、図１〜図３に示す吸気装置(１７)と、図１に示すメカニカルガバナ(２)と、燃料噴射装置(１８)と、吸気装置(１７)の前部及び燃料噴射装置(１８)の前部を上方から覆う図１，図４に示す上カバー(１９)を備えている。エンジン冷却ファン(１５)で起こされたエンジン冷却風は、左右の気筒(Ｃ１)(Ｃ２)の間と、左右の気筒(Ｃ１)(Ｃ２)の横外側を通過して、各気筒(Ｃ１)(Ｃ２)を空冷する。
【００１２】
図１〜図３に示すように、吸気装置(１７)は、スロットルボディ(２０)と、スロットルボディ(２０)に吸気を導入する吸気導入パイプ(２１)と、スロットルボディ(２０)から左右の気筒(Ｃ１)(Ｃ２)に吸気を分配する吸気マニホルド(２２)を備えている。
メカニカルガバナ(２)は、エンジン回転数と負荷に応じ、ガバナウェイト(図示せず)のガバナ力とガバナスプリング(図示せず)のバネ力との不釣合い力で揺動するガバナレバー(図示せず)のメカニカル制御で、図１に示すスロットルボディ(２０)のスロットルバルブ(１)のバルブ開度を調節する。
【００１３】
図１に示すように、燃料噴射装置(１８)は、吸気量検出装置(３)と、燃料供給ポンプ(２３)と、燃料供給ポンプ(２３)からの燃料を分配するデリバリパイプ(２４)と、デリバリパイプ(２４)で分配された燃料を左右の気筒(Ｃ１)(Ｃ２)にそれぞれ噴射する左右の燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)と、吸気量検出装置(３)の検出に基づく吸入空気量に対応させて左右の燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)から噴射する燃料噴射量を調量制御する電子制御装置(４)を備えている。
電子制御装置(４)は、エンジンＥＣＵである。エンジンＥＣＵはエンジン電子制御ユニットの略称で、マイコンである。吸気量検出装置(３)は、エアフローセンサの検出値を電子制御装置(４)で演算して、吸気量を検出するものである。吸気量検出装置(３)は、吸気圧センサ(図示せず)とエンジン回転数検出センサ(２６)の検出値を電子制御装置(４)で演算して、吸気量を検出するものであってもよい。
【００１４】
図１に示すように、電子制御装置(４)は、左右の気筒(Ｃ１)(Ｃ２)の点火プラグ(Ｐ１)(Ｐ２)に高圧電流を供給する左右の点火コイル(２５)(２５)も制御し、エンジン回転数や負荷に応じた点火タイミングを設定する。
左右の点火コイル(２５)(２５)は、デリバリパイプ(２４)に取り付けられている。
【００１５】
図１に示すように、このエンジンは、スロットルバルブ(１)と、スロットルバルブ(１)を制御するメカニカルガバナ(２)と、吸気量検出装置(３)と、燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)と、吸気量検出装置(３)で検出された吸気量に応じて燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)からの燃料噴射量を制御する電子制御装置(４)を備えている。
【００１６】
図１に示すように、このエンジンは、エンジン異常を検出する異常検出装置(５)を備え、異常検出装置(５)による所定の異常検出に基づいて、電子制御装置(４)で、図５に示すように、運転制御モードがリンプホーム運転モード(Ｓ３)とされ、リンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図１，図３に示す特定の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、他の気筒(Ｃ２)への燃料インジェクタ(Ｉ２)による燃料噴射が停止されて、その気筒(Ｃ２)の燃焼が停止される減筒運転がなされるように構成されている。
【００１７】
図５に示すように、上記構成によれば、所定のエンジン異常検出に基づいて、運転モードがリンプホーム運転モード(Ｓ３)とされ、リンプホーム運転モード(Ｓ３)では、特定の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、他の気筒(Ｃ２)への燃料インジェクタ(Ｉ２)による燃料噴射が停止されて、その気筒(Ｃ２)の燃焼が停止される減筒運転による出力制限がなされるため、空燃比が適正な範囲から外れる不具合がなく、エンストや回転異常が起こりにくいリンプホーム運転を実現することができる。
【００１８】
この実施形態では、リンプホーム運転モード(Ｓ３)の減筒運転で燃焼が実施される特定の気筒(Ｃ１)は前側の第１気筒、燃焼が停止される他の気筒(Ｃ２)は後側の第２気筒、第１気筒(Ｃ１)の燃料インジェクタ(Ｉ１)は第１燃料インジェクタ、第２気筒(Ｃ２)の燃料インジェクタ(Ｉ２)は第２燃料インジェクタである。
【００１９】
図１に示すように、このエンジンでは、異常検出装置(５)は、機関壁温度を検出する機関壁温度検出センサ(５ａ)、エンジン冷却風温度を検出する冷却風温度検出センサ(５ｂ)、エンジンオイルの温度を検出する油温度検出センサ(５ｃ)、吸気温度を検出する吸気温度検出センサ(５ｄ)、エンジンオイルの循環油圧を検出する油圧検出センサ(５ｅ)を備え、いずれかのセンサの検出に基づいて、電子制御装置(４)で、前記所定の異常検出がなされる。
機関壁温度検出センサ(５ａ)は、シリンダブロック(１２)やシリンダヘッド(１３)の壁の温度を検出する。
【００２０】
上記構成により、エンジン機関温度の異常上昇や循環油圧の異常低下によるエンジン異常時にエンジン運転モードがリンプホーム運転モード(Ｓ３)とされ、出力制限により、オーバーヒートや摺動部の焼き付き等によるエンジンの致命的な損傷を抑制することができる。
【００２１】
この実施形態では、エンジン異常検出条件は、図１に示す各温度センサ(５ａ)〜(５ｄ)のいずれかの検出値が所定の基準値を超え、または、油圧検出センサ(５ｅ)の検出値が所定の基準値値未満となった場合である。
図５に示すリンプホーム運転モード(Ｓ３)の設定は、図１に示す所定のセンサ(５ａ)〜(５ｅ)の値がエンジン異常検出条件を満たし、かつ、エンジン異常検出条件を満たした値が、所定の値域に入るリンプホーム設定条件を満たした場合になされる。
エンジン異常検出条件を満たした値が、所定の値域よりも異常側に大きくずれている場合には、図５に示すエンジン停止処理(Ｓ６)がなされ、正常側にずれている場合には、警告処理(Ｓ７)がなされ、エンジン運転モードが通常運転モードとされ、全筒運転がなされる。
【００２２】
上記設定により、エンジン異常時に適正なリンプホーム運転が実現され、図５に示すように、リンプホーム運転モード(Ｓ３)でもエンジンが致命的損傷を受けるおそれがある程の異常である場合には、エンジン停止処理(Ｓ６)がなされ、エンジン異常ではあるが、緊急にリンプホーム運転モードを設定する程ではない小さい異常の場合には、警告処理(Ｓ７)がなされ、エンジン運転モードが通常運転モードとされる。
【００２３】
各種条件の具体例は、次の通りである。
温度がＴ１，Ｔ２，Ｔ３の順に高くなる場合に、エンジン異常検出の基準値をＴ１とし、リンプホーム設定の値域をＴ２〜Ｔ３の範囲とする。
この場合、図１に示すいずれかの温度検出センサ(５ａ)〜(５ｄ)の検出温度Ｔが基準温度Ｔ１を超えたことに基づいて、エンジン異常検出条件が満たされ、前記検出温度Ｔが更にＴ２〜Ｔ３の範囲に入っている場合には、図５に示すリンプホーム運転モード(Ｓ３)の設定条件が満たされる。
前記検出温度ＴがＴ３を超えている場合には、エンジン停止処理条件が満たされ、図５に示すエンジン停止処理(Ｓ６)がなされ、Ｔ１〜Ｔ２の範囲に入っている場合には、警告処理条件が満たされ、警告処理(Ｓ７)がなされる。
【００２４】
また、圧力がＰ３，Ｐ２，Ｐ１の順に低くなる場合に、エンジン異常検出の基準値をＰ３とし、リンプホーム設定の値域をＰ２〜Ｐ１の範囲とする。
この場合、図１に示す油圧検出センサ(５ｅ)の検出圧力Ｐが基準温度Ｐ３未満となったことに基づいて、エンジン異常検出条件が満たされ、前記検出圧力Ｐが更にＰ２〜Ｐ１の範囲に入っている場合には、図５に示すリンプホーム運転モード(Ｓ３)の設定条件が満たされる。
前記検出圧力ＰがＰ１未満となっている場合には、エンジン停止処理条件が満たされ、図５に示すエンジン停止処理(Ｓ６)がなされ、Ｐ３〜Ｐ２の範囲に入っている場合には、警告処理条件が満たされ、警告処理(Ｓ７)がなされる。
【００２５】
図５に示す警告処理(Ｓ７)の場合には、警告報知装置(図示せず)による報知がなされる。リンプホーム運転モード(Ｓ３)の設定、エンジン停止(Ｓ６)の処理の場合にも、エンジン停止報知装置(図示せず)や運転モード報知装置(図示せず)で、その旨の報知がなされる。これらの報知装置は、エンジン搭載機械のダッシュボードに設けたランプであり、ランプの点灯により、情報の報知を行う。これらの報知装置ダッシュボード等に設けた表示灯、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、警報ブザー等を用いることができる。ＬＥＤは発光ダイオード、ＥＬはエレクトロルミネッセンスの略称である。
【００２６】
電子制御装置(４)の制御により、図５に示す減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図１，図３に示す燃焼が実施される気筒(Ｃ１)で、等間隔のクランク角度毎に点火がなされるように構成されている。このエンジンでは、クランク角度７２０°毎に点火がなされる。
このため、爆発間隔が等間隔になり、振動が少なくなる。
【００２７】
このエンジンは、エンジン回転数を検出する回転数検出センサ(２６)と、クランク角度を検出するクランク角度検出センサ(２７)を備え、電子制御装置(４)は、回転数検出センサ(２６)で検出したエンジン回転数と、吸気量検出装置(３)で検出した吸気量と、クランク角度検出センサ(２７)で検出したクランク角度に基づいて、各気筒(Ｃ１)(Ｃ２)の燃料インジェクタ(Ｉ１)(Ｉ２)を所定のタイミングで所定時間開弁し、各気筒(Ｃ１)(Ｃ２)に所定の時期に所定量の燃料噴射を行うとともに、所定のタイミングで各気筒(Ｃ１)(Ｃ２)の点火プラグ(Ｐ１)(Ｐ２)に火花を発生させる。
【００２８】
図１〜図４に示すように、このエンジンは、２気筒エンジンであり、電子制御装置(４)の制御により、図５に示す減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図１，図３に示す特定の一方の気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、他方の気筒(Ｃ２)の燃焼が停止されるように構成されている。
【００２９】
図１〜図４に示すように、このエンジンは、空冷エンジンであり、電子制御装置(４)の制御により、図５に示す減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図３に示す通風上流側の第１気筒(Ｃ１)の燃焼のみが実施され、通風下流側の第２気筒(Ｃ２)の燃焼が停止されるように構成されている。
このため、リンプホーム運転モード(Ｓ３)でのエンジン空冷効率が高い。
【００３０】
図１に示す電子制御装置(４)の制御により、図５に示す減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図１，図３に示す燃焼が停止される気筒(Ｃ２)への燃料噴射が停止されることに加え、その気筒(Ｃ２)での点火プラグ(Ｐ２)からの火花の発生も停止される。
このため、無駄な火花の発生が停止され、点火プラグ(Ｐ２)の耐久性が高まる。
【００３１】
この実施形態では、リンプホーム運転モード(Ｓ３)の減筒運転で燃焼が実施される第１気筒(Ｃ１)の点火プラグ(Ｐ１)は第１点火プラグ、燃焼が停止される第２気筒(Ｃ２)の点火プラグ(Ｐ２)は第２点火プラグである。
【００３２】
電子制御装置(４)の制御により、図５に示す減筒運転がなされるリンプホーム運転モード(Ｓ３)では、図３に示す通風下流側の第２気筒(Ｃ２)の燃焼のみが実施され、通風上流側の第１気筒(Ｃ１)の燃焼が停止されるように構成してもよい。
【００３３】
この実施形態での電子制御装置(４)による制御の流れは次の通りである。
図５に示すように、ステップ(Ｓ１)ではエンジンの異常検出条件が満たされたかされたか否かが判定される。判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ２)に移行する。
ステップ(Ｓ２)では、リンプホーム運転モードの設定条件が満たされたか否かが判定される。判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ３)に移行する。
ステップ(Ｓ３)ではエンジン運転モードがリンプホーム運転モードとされ、減筒運転がなされ、ステップ(Ｓ１)に戻る。
【００３４】
ステップ(Ｓ１)での判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ４)に移行する。
ステップ(Ｓ４)では、エンジン運転モードが通常運転モードとされ、全筒運転がなされ、ステップ(Ｓ１)に戻る。
ステップ(Ｓ２)の判定が否定された場合には、ステップ(Ｓ５)に移行する。
ステップ(Ｓ５)ではエンジン停止条件が満たされたか否かが判定され、判定が肯定された場合には、ステップ(Ｓ６)に移行する。
ステップ(Ｓ６)ではエンジン停止処理がなされ、制御は終了される。
ステップ(Ｓ５)での判定が否定された場合、すなわち警告処理条件が満たされた場合には、ステップ(Ｓ７)に移行する。
ステップ(Ｓ７)では警告処理がなされ、ステップ(Ｓ４)に移行する。
【符号の説明】
【００３５】
(１)…スロットルバルブ、(２)…メカニカルガバナ、(３)…吸気量検出装置、(Ｉ１)…第１燃料インジェクタ、(Ｉ２)…第２燃料インジェクタ、(４)…電子制御装置、(５)…異常検出装置、(５ａ)…機関壁温度検出センサ、(５ｂ)…冷却風温度検出センサ、(５ｃ)…油温検出センサ、(５ｄ)…吸気温度検出センサ、(５ｅ)…油圧検出センサ、(Ｃ１)…第１気筒、(Ｃ２)…第２気筒、(Ｓ３)…リンプホーム運転モード、(Ｐ２)…第２点火プラグ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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