DE4443562A1

DE4443562A1 - Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomotor

Info

Publication number: DE4443562A1
Application number: DE4443562A
Authority: DE
Inventors: Takaharu Kurosaki; Yuji Tsushima; Kenichi Noda; Yoichi Ishibashi; Ryutaro Yamazaki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2014-12-08
Also published as: US5507263A; KR0144107B1; KR950019084A; ITTO941002A0; ITTO941002A1; CN1109945A; DE4443562C2; AU8033694A; FR2713711A1; FR2713711B1; IT1267643B1; CN1055520C; AU690153B2; TW319321U

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomotor, der in der Lage ist, eine Verbrennung aufgrund aktiver thermischer Umgebung auszufüh ren, d. h. zumindest in einem Niederlast-Betriebsbereich frisches Gemisch in einer Brennkammer zu einem für den Be trieb des Motors erwünschten Zündzeitpunkt selbst zünden zu lassen.

Ein herkömmlicher Zweitakt-Ottomotor ist derart aufgebaut, daß eine Auslaßöffnung und eine Spülöffnung, die in der Innenumfangsfläche einer Zylinderbohrung ausgebildet sind, von einem Kolben betätigt/geschlossen werden. Bei diesem Aufbau wird in einer Kurbelkammer vorkomprimiertes frisches Gemisch von der Spülöffnung in eine Zylinderkammer einge leitet, während verbranntes Gas in der Zylinderkammer aus der Auslaßöffnung ausgestoßen wird. Das in der Zylinder kammer komprimierte frische Gemisch wird mittels einer Zündkerze gezündet.

Ein derartiger herkömmlicher Zweitakt-Ottomotor ist dahin gehend nachteilig, daß der Gehalt an unverbranntem Kohlen wasserstoff in dem Abgas aufgrund des Durchblasens und in stabiler Verbrennung des frischen Gemischs in einem Nieder last-Betriebsbereich ansteigt, wenn man die Auslaßöffnung vergrößert, um die Ausgangsleistung und den Wirkungsgrad in einem Hochdrehzahl-/Hochlast-Betriebsbereich auf höhere Werte einzustellen. Dies führt zu höherem Kraftstoffver brauch.

Zur Lösung dieses Nachteils wurde von der Anmelderin ein Motor entwickelt, wie er in der japanischen Patentanmeldung Nr. 187488/1993 offenbart ist. Bei diesem Motor wird ein Auslaßsteuerventil angetrieben, um ein Auslaß-Öffnungsver hältnis auf einen der Motordrehzahl und einem Drosselven til-Öffnungsverhältnis entsprechenden Wert zu steuern, so daß wenigstens in einem Niederlast-Betriebsbereich der Druck im Zylinder nach dem Verschließen der Auslaßöffnung durch den Kolben in geeigneter Weise gesteuert wird und das frische Gemisch in der Brennkammer durch die thermische Energie des in der Brennkammer verleibenden verbrannten Gases aktiviert wird. Dies ermöglicht es, das frische Ge misch in der Brennkammer zu dem für den Betrieb des Motors erwünschten Zündzeitpunkt selbst zünden zu lassen.

Die von der positiven Steuerung des für den Betrieb des Mo tors erwünschten Zündzeitpunkts durchgeführte Verbrennung aufgrund aktiver thermischer Umgebung wird nachfolgend als AR-Verbrennung (AR - Aktive Radikale) bezeichnet.

In dem herkömmlichen Zweitakt-Ottomotor zur Durchführung normaler Verbrennung tritt abnormale Verbrennung hauptsäch lich bei hoher Temperatur und hohem Druck auf. Als Gegen maßnahmen gegen diese abnormale Verbrennung wurden das Er höhen des Kühlungsvermögens des Motors oder das Spätver stellen des Zündzeitpunkts oder das Absenken der Position der Auslaßöffnung ergriffen, um den in der Figur darge stellten mittleren effektiven Druck herabzusetzen.

In dem vorstehend beschriebenen von der Anmelderin offen barten Zweitakt-Ottomotor können dann, wenn in einem Nor malverbrennungs-Betriebszustand abnormale Verbrennung auf tritt, die gleichen Gegenmaßnahmen ergriffen werden wie bei dem herkömmlichen Motor. Wenn jedoch in einem AR-Verbren nungs-Betriebsbereich oder einem Übergangs-Betriebsbereich des AR-Verbrennungs-Betriebsbereichs und des anderen Ver brennungs-Betriebsbereichs, wie sie in Fig. 9 dargestellt sind, der Zündzeitpunkt spätverstellt ist oder das Auslaß- Öffnungsverhältnis vermindert ist, dann besteht der Nach teil, daß die abnormale Verbrennung ziemlich verstärkt ist.

In dem mittels AR-Verbrennung betreibbaren Zweitakt-Ottomo tor kann, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, das frische Gemisch in einem Niederlast-Betriebsbereich, in welchem das Drossel-Öffnungsverhältnis θ_th begrenzt ist, in der Brenn kammer aktiviert werden, indem man die in dem verbrannten Gas des vorhergehenden Zyklus enthaltene thermische Energie effektiv einsetzt. Der Motor kann in dem Zustand nahe der perfekten Verbrennung betrieben werden, und demgemäß ist die Ausgangsleistungscharakteristik in diesem Zustand höher als in dem von irregulärer Verbrennung begleiteten Normal verbrennungs-Zustand. Folglich kann in dem Fall, daß man den in einem Fahrzeug eingebauten Motor in einem Hochdreh zahl-/Hochlast-Betriebszustand betreibt, die Wirkung der von der abrupten Minderung der Ausgangsleistung des Motors herrührenden, sogenannten Motorbremse sogar dann nicht in ausreichendem Maße erwartet werden, wenn man das Drossel ventil-Öffnungsverhältnis θ_th stark beschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, abnormale Verbrennung für den Fall zu vermeiden, daß ein mittels AR-Verbrennung betreib barer Motor in einem AR-Verbrennungs-Betriebsbereich oder in einem Übergangs-Betriebsbereich des AR-Verbrennungs- Betriebsbereichs und eines Normalverbrennungs-Betriebsbe reichs betrieben wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen mittels AR-Verbrennung betreibbaren Motor bereitzustellen, der durch die AR-Verbrennung in einem Niederlast-Betriebsbe reich eine relativ hohe Ausgangsleistungscharakteristik aufweist und der die Ausgangsleistung des Motors abrupt reduzieren kann, wenn die Öffnung eines Drosselventils beschränkt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einem ersten Gesichts punkt der Erfindung eine Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomotor mit Auslaßleitungs-Öffnungsver hältnis-Einstellmitteln zum Einstellen eines Auslaßlei tungs-Öffnungsverhältnisses bereitgestellt, wobei die Aus laßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstellmittel wenigstens in einem Niederlast-Betriebsbereich angetrieben werden, um das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis auf einen einer Motor drehzahl und einem Drosselventil-Öffnungsverhältnis ent sprechenden Wert einzustellen, und dadurch frisches Gemisch in einer Brennkammer zu einem für den Betrieb des Motors erwünschten Zündzeitpunkt selbst zünden zu lassen, die Verbrennungssteuereinrichtung umfassend:
Zündzeitpunkt-Einstellmittel zum Einstellen eines Zündzeitpunkts;
Abnormalverbrennungs-Erfassungsmittel zum Erfassen abnorma ler Verbrennung in der Brennkammer; und
Steuermittel zum Steuern des Auslaßleitungs-Öffnungs verhältnisses und des Zündzeitpunkts auf Grundlage des Er fassungssignals der Abnormalverbrennungs-Erfassungsmittel auf jeweilige zum Eliminieren der abnormalen Verbrennung geeignete Werte.

Bei der Erfindung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird die Steuereinrichtung dann, wenn in einem AR-Verbren nungs-Betriebszustand abnormale Verbrennung erfaßt wird, auf Grundlage eines von der Abnormalverbrennungs-Erfas sungsvorrichtung erfaßten Abnormalverbrennungs-Erfassungs signals derart betrieben, daß das Auslaßleitungs-Öffnungs verhältnis erhöht wird und der Zündzeitpunkt frühverstellt wird, d. h. das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis und der Zündzeitpunkt auf entsprechende Werte gesteuert werden, die zum Eliminieren der abnormalen Verbrennung geeignet sind.

Somit wird die abnormale Verbrennung automatisch verhin dert.

Obgleich die Gegenmaßnahmen gegen die abnormale Verbrennung sich im Normalverbrennungs-Betriebsbereich und im AR-Ver brennungs-Betriebsbereich unterscheiden, kann die abnormale Verbrennung erfindungsgemäß automatisch vermieden werden, ohne jegliche Beurteilung durch eine Bedienungsperson zu erfordern, und somit wird ein Motorschaden und die Erzeu gung abnormaler Verbrennungsgeräusche verhindert.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomotor bereitgestellt, in welchem frisches Gemisch in einer Brenn kammer zumindest in einem Niederlast-Betriebsbereich selbst zünden kann, die Verbrennungssteuereinrichtung umfassend:
Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstellmittel zum Einstellen eines Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnisses zum Steuern eines Kompressionsbeginn-Drucks in einem Zylinder; und
Steuermittel zum Antreiben der Auslaßleitungs-Öff nungsverhältnis-Einstellmittel und Einstellen des Auslaß leitungs-Öffnungsverhältnisses auf einen zumindest der Mo tordrehzahl und dem Drosselventil-Öffnungsverhältnis ent sprechenden Wert, um dadurch den Kompressionsbeginn-Druck in einem Zylinder auf einen Sollwert zu steuern, bei dem das frische Gemisch in der Brennkammer zu einem für den Be trieb des Motors erwünschten Zeitpunkt selbst zünden kann;
wobei das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis über den Bereich des Drosselventil-Öffnungsverhältnisses, der von einem minimalen Wert bis zu einem bestimmten Wert reicht, auf einen größeren Wert eingestellt wird als das Auslaßlei tungs-Öffnungsverhältnis bei dem Drosselventil-Öffnungsver hältnis in der Nähe des minimalen Drosselventil-Öffnungs verhältnisses.

Bei der Erfindung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau werden die Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstellmittel dann, wenn das Drosselventil auf den Zustand mit großem Drosselventil-Öffnungsverhältnis beschränkt ist, durch die Steuerung der Steuermittel derart betrieben, daß das Aus laßleitungs-Öffnungsverhältnis auf das minimale Drosselven til-Öffnungsverhältnis erhöht wird. Demgemäß wird der AR- Verbrennungs-Betriebszustand, in welchem man das frische Gemisch in der Brennkammer zu einem für den Betrieb des Mo tors erwünschten Zündzeitpunkt selbst zünden läßt, in einen Normalverbrennungs-Betriebszustand umgeschaltet.

Wenn eine Bedienungsperson (in dem Fall, in dem der Motor in ein Fahrzeug eingebaut ist, der Fahrer) das Drosselven til im Sinne einer Begrenzung des Drosselventil-Öffnungs verhältnisses betätigt, kann auf diese Weise erfindungsge mäß der AR-Verbrennungs-Betriebszustand mit hoher Ausgangs leistungscharakteristik in einen Normalverbrennungs-Be triebszustand mit niedriger Ausgangsleistungscharakteristik umgeschaltet werden, so daß eine deutliche Minderung der Ausgangsleistung des Motors und somit eine abrupte Verzöge rung des Motors möglich wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es stellt dar:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Zylinderabschnitts eines Zweitakt-Ottomotors mit einer Verbrennungs steuereinrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Zylinderabschnitts in Ansicht von der gleichen Seite wie in Fig. 1;

Fig. 3 eine geschnittene Draufsicht längs der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Ansicht der in Fig. 1 darge stellten Ausführungsform;

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform;

Fig. 6 ein Diagramm, das das Kennfeld zur Auslaßöffnungs steuerung darstellt;

Fig. 7 ein Diagramm, das das Kennfeld zur Zündzeitpunkts steuerung darstellt;

Fig. 8 ein Diagramm, das das Steuerkennfeld einer weite ren Ausführungsform darstellt;

Fig. 9 eine den Betriebszustand eines Motors darstellende Charakteristik, in welcher auf der Abszisse die Motordrehzahl und auf der Ordinate der mittlere effektive Druck aufgetragen sind; und

Fig. 10 eine Charakteristik, welche für einen Zweitakt- Ottomotor die Beziehung zwischen dem Drosselven til-Öffnungsverhältnis und dem mittleren effek tiven Druck in einem Normalverbrennungs-Betriebs zustand und einem AR-Verbrennungs-Betriebszustand darstellt.

Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 eine erfindungsgemäße Ausführungsform beschrieben werden.

Ein Zweitakt-Ottomotor 1 mit einer erfindungsgemäßen Dros selventil-Steuereinrichtung ist zur Montage an einem (nicht dargestellten) Kraftrad geeignet. In diesem Motor 1 sind nacheinander ein Zylinderblock 3 und ein Zylinderkopf 4 auf einem Kurbelgehäuse 2 angebracht und mit diesem zur Bildung einer Einheit verbunden.

Ein Kolben 6 ist in eine in dem Zylinderblock 3 ausgebil dete Zylinderbohrung 5 derart eingesetzt, daß er sich glei tend aufwärts und abwärts bewegen kann. Der Kolben 6 ist mittels eines Pleuels 7 mit einer Kurbel 8 verbunden, so daß die Kurbel 8 durch die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kolbens 6 gedreht wird.

Eine Einlaßleitung 10 ist an eine Kurbelkammer 9 in dem Kurbelgehäuse 2 angeschlossen. Ein Vergaser 11 und ein Blattventil 13, die zueinander in Reihe angeordnet sind, sind in die Einlaßleitung 10 eingesetzt. Ein kolbenartiges Drosselventil 12 in dem Vergaser 11 ist mit einer Drossel trommel 16 mittels einer Stange 14 und eines Hebels 15 ver bunden. Die Drosseltrommel 16 ist mittels eines (nicht dar gestellten) Seils bzw. Zugs mit einem Gasgriff verbunden, so daß das Drosselventil 12 durch Verdrehen des Gasgriffs in einer Richtung aufwärts bewegt werden kann, um sein Öff nungsverhältnis zu erhöhen.

Die Einlaßleitung 10 ist an die Kurbelkammer 9 in dem Kur belgehäuse 2 angeschlossen. Eine Spülöffnung 17 und eine Auslaßöffnung 18 öffnen sich in die Innenumfangsfläche der Zylinderbohrung 5. Die Spülöffnung 17 steht mit der Kurbel kammer 9 über eine Spülleitung 19 in Verbindung, während die Auslaßöffnung 18 mit einer Auslaßleitung 20 in Verbin dung steht.

Eine Zündkerze 22 ist in einer in einer Brennkammer 21 aus gebildeten Ausnehmung vorgesehen. Frisches, mit Kraftstoff gemischtes und von dem Vergaser 11 zugeführtes Gemisch wird durch einen Unterdruck beim Aufwärtshub über das Blattven til 13 in die Kurbelkammer 9 gesaugt. Das frische Gemisch wird beim Abwärtshub komprimiert und der Brennkammer 21 zu geführt, wenn der Kolben 6 unter die Position der Spülöff nung 17 bewegt worden ist und somit die Spülöffnung 17 ge öffnet ist. Bei diesem Vorschub des komprimierten frischen Gemischs wird ein Teil des verbrannten Gases in der Brenn kammer 21 aus der Auslaßöffnung 18 in die Auslaßleitung 20 ausgestoßen. Wenn die Spülöffnung 17 und die Auslaßöffnung 18 nacheinander durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 verschlossen worden sind, wird das gemischte Gas in der Brennkammer 21 durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 6 komprimiert. Dann wird in der Nähe des oberen Totpunkts das Mischgas durch die Zündkerze 22 gezündet oder zündet durch die thermische Energie des Restgases des vorhergehenden Zyklus selbst.

In der Nähe der Auslaßöffnung 18 ist ein Auslaßsteuerventil 23 derart vorgesehen, daß es in einen Zwischenraum 26 paßt. Der Zwischenraum 26 weist im wesentlichen das gleiche In tervall wie das Ventil 23 auf und ist zwischen einer im Zylinderblock 3 vorgesehen Ausnehmung 24 mit im vertikalen Schnitt gesehen bogenförmiger Gestalt und einem Auslaßlei tungselement 25 angeordnet, das im vertikalen Schnitt gese hen im wesentlichen mit der gleichen Gestalt ausgebildet ist wie die Ausnehmung 24. Das Auslaßsteuerventil 23 ist um die Mittellinie "c" in dem Zwischenraum 26 schwenkbar ge halten, um vertikal verkippt werden zu können. Ein in Fig. 2 dargestellter Antriebshebel 28 ist einheitlich an einer in dem Auslaßsteuerventil 23 integrierten Antriebswelle 27 angebracht. Der Antriebshebel 28 ist mit einer Rolle 31 eines Auslaßsteuer-Servomotors 30 über ein Antriebsseil 29 verbunden. Das Auslaßsteuerventil 23 wird durch den Auslaß steuer-Servomotor 30 vertikal verkippt und auf ein ge wünschtes Auslaß-Öffnungsverhältnis θ_e zwischen 0 und 100% eingestellt.

Das Auslaßsteuerventil 23 ist im horizontalen Querschnitt gesehen U-förmig ausgebildet, und sein Seitenarmabschnitt 23b ist in einen Zwischenraumabschnitt 32 eingepaßt, der außerhalb der Auslaßleitung 20 angeordnet ist. So übt der Seitenarmabschnitt 23b, mit Ausnahme eines Bogenabschnitts 23a des Auslaßsteuerventils 23 zum Verschließen der Auslaß öffnung 18, keinen nachteiligen Effekt auf die Abgasströ mung aus.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht eines Hauptteils des Zweitakt-Ottomotors 1. In dieser Figur wird das Drosselven til-Öffnungsverhältnis θ_th des von Hand betätigten Drossel ventils 12 von einem Drosselventil-Öffnungssensor 45 er faßt, der aus einem Potentiometer oder dergleichen besteht, und wird einer CPU 40 (CPU - central processing unit - zentrale Verarbeitungseinheit) eingegeben.

Ferner werden der CPU 40 eine von einem Motordrehzahl-Sen sor 34 erfaßte Motordrehzahl N_e, ein von einem Einlaßdruck- Sensor 35 erfaßter Einlaßdruck P_i, eine von einem Wasser temperaturaufnehmer 36 erfaßte Kühlwassertemperatur T_W, eine Anzeige für den maximalen Druck erzeugenden Zeitpunkt, Zündzeitpunkt und Kompressionsbeginn-Druck P_EC, der von ei nem Indikator oder einem optischen Sensor 37 erfaßt wird, die Schaltstellung einer Kupplung und die Schaltstellung eines Getriebes eingegeben.

Zusätzlich ist eine Meßdose 39 an einem Verbindungsbolzen 38 zum Verbinden des Zylinderkopfs 4 mit dem Zylinderblock 3 vorgesehen. Die Meßdose 39 erfaßt die Belastung des Ver bindungsbolzens 38, die der Kraft des Zylinderkopfs 4 wi dersteht, der von dem Druck in der Brennkammer 21 von dem Zylinderblock 3 getrennt werden soll. Wenn in der Brennkam mer 21 abnormale Verbrennung auftritt, wird dies von der Meßdose 39 erfaßt und der CPU 40 übermittelt.

Die CPU 40 beurteilt den Betriebszustand des Zweitakt-Otto motors 1 auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Ein gangswerte und übermittelt verschiedene Steuersignale. In diesem Fall arbeitet die CPU 40 gemäß dem in Fig. 6 darge stellten Auslaßöffnungs-Kennfeld, welches das Auslaß-Öff nungsverhältnis θ_e in Abhängigkeit von der Motordrehzahl N_e und dem Drosselventil-Öffnungsverhältnis θ_th bestimmt, und einem in Fig. 7 dargestellten Zündzeitpunkts-Kennfeld, welches einen Zündzeitpunkt θ_ig der Zündkerze 22 in Abhän gigkeit von der Drehzahl N_e und dem Drosselventil-Öffnungs verhältnis θ_th bestimmt, und übermittelt ein Antriebssignal Δθ_e an den Auslaßsteuer-Servomotor 30, um das mittels des Auslaßöffnungs-Kennfelds erhaltene Auslaß-Öffnungsverhält nis θ_e einzustellen, und ermöglicht gleichzeitig die Zün dung der Zündkerze 22 zu dem aus dem Zündzeitpunkts-Kenn feld erhaltenen Zündzeitpunkt θ_ig.

Das Auslaß-Öffnungsverhältnis θ_e im Auslaßöffnungs-Kennfeld in Fig. 6 ist derart bestimmt, daß das in den Zylinder ge füllte Gas zu einem für den Betrieb des Zweitakt-Ottomotors erwünschtesten Zeitpunkt selbst zündet.

In dem Kennfeld der Fig. 6 ist ein Auslaßleitungs-Öff nungsverhältnis θ_e0 zwischen dem minimalen Drosselventil- Öffnungsverhältnis θ_th0 und einem Öffnungsverhältnis θ_th1, das geringfügig größer ist als das minimale Drossel-Öff nungsverhältnis θ_th0, auf einen größeren Wert festgesetzt als ein Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis θ_e2 eines Dros selventil-Öffnungsverhältnisses θ_th2, das größer ist als das Öffnungsverhältnis θ_th1.

Wenn die Meßdose 39 in dem Normalverbrennungs-Betriebsbe reich die Erzeugung abnormaler Verbrennung erfaßt, vermin dert die CPU 40 das Auslaß-Öffnungsverhältnis θ_th um die positive Korrektur und spätverstellt gleichzeitig den Zünd zeitpunkt θ_ig. Erfaßt die Meßdose 39 in dem AR-Verbren nungs-Betriebsbereich oder dem Übergangs-Betriebsbereich von dem AR-Verbrennungs-Betriebsbereich zu dem anderen Ver brennungs-Betriebsbereich die Erzeugung abnormaler Verbren nung, so erhöht die CPU 40 das Auslaß-Öffnungsverhältnis θ_e um die negative Korrektur und frühverstellt gleichzeitig den Zündzeitpunkt θ_ig.

Gemäß der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungs form mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird das Aus laßsteuerventil 23 in einem Betriebsbereich, in welchem die Motordrehzahl N_e groß ist, nach oben verkippt und im we sentlichen vollständig geöffnet, und das Auslaßleitungs- Öffnungsverhältnis θ_e wird etwa 100%, so daß der Zweitakt- Ottomotor 1 im Normalverbrennungs-Betriebszustand arbeitet.

Im Normalverbrennungs-Betriebsbereich, in dem die Motor drehzahl N_e groß ist, wird das Auslaßsteuerventil 23 dann, wenn abnormale Verbrennung auftritt und von der Meßdose 39 erfaßt wird, durch die Steuerung der CPU 40 geschlossen und das Auslaß-Öffnungsverhältnis θ_e wird vermindert und gleichzeitig der Zündzeitpunkt θ_ig der Zündkerze 22 spät verstellt und somit wird es möglich, die abnormale Verbren nung zu vermeiden.

Wenn in einem Niederlast-Betriebsbereich mit niedriger Mo tordrehzahl N_e und insbesondere kleiner Drosselventilöff nung θ_th der AR-Verbrennungsbetrieb durchgeführt wird, wird bei Auftreten abnormaler Verbrennung - anders als im Nor malverbrennungs-Betriebsbereich - das Auslaßsteuerventil 23 durch die Steuerung der CPU 40 geöffnet, so daß das Auslaß- Öffnungsverhältnis θ_e erhöht wird und gleichzeitig der Zündzeitpunkt θ_ig der Zündkerze 22 frühverstellt wird, wo durch die abnormale Verbrennung verhindert werden kann. Das gleiche gilt ferner für den Übergangs-Betriebsbereich.

In einem Normalverbrennungs-Betriebszustand mit weiterhin hoher Motordrehzahl N_e wird das Auslaßsteuerventil 23 nach unten verkippt, was mit einer Abnahme der Motordrehzahl N_e einhergeht, um die Auslaßöffnung 18 zu beschränken. Hier durch wird das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis θ_e herab gesetzt, so daß das frische Gemisch in der Brennkammer 21 zu dem für den Betrieb des Motors erwünschtesten Zündzeit punkt selbst zündet, und führt somit zu dem AR-Verbren nungszustand.

Da das Drosselventil-Öffnungsverhältnis θ_th des Drosselven tils 12 insbesondere in einem Niederdrehzahlbereich vermin dert wird, wird die Auslaßöffnung durch das Nach-unten-Ver kippen des Auslaßsteuerventils 23 beschränkt und das Aus laßleitungs-Öffnungsverhältnis θ_e wird vermindert; wenn je doch das Drosselventil-Öffnungsverhältnis θ_th des Drossel ventils 12 auf einen niedrigeren Wert als den Wert θ_th3 verringert wird, wird das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis θ_e abrupt vermindert und dann abrupt wieder erhöht, nachdem das Drosselventil-Öffnungsverhältnis θ_th den Wert θ_th2 an genommen hat. Somit nimmt das Auslaßleitungs-Öffnungsver hältnis θ_e im Bereich des Drosselventil-Öffnungsverhältnis ses θ_th zwischen θ_th1 und θ_th0 einen hohen Wert an, so daß der Verbrennungszustand von dem AR-Verbrennungs-Zustand in den Normalverbrennungs-Zustand zurückgeführt wird, was zu einer abrupten Minderung der Ausgangsleistung des Zweitakt- Ottomotors 1 und somit zum abrupten Verzögern bzw. Verlang samen des Zweitakt-Ottomotors 1 führt.

Durch Begrenzen des Drosselventils 12 auf das minimale Öff nungsverhältnis kann so eine Motorbremsung bewirkt werden, und das Kraftrad wird zum Anhalten abrupt verzögert.

In der Ausführungsform mit dem Vergaser 11 kann durch Ein stellen des Auslaß-Öffnungsverhältnisses θ_e und des Zünd zeitpunkts θ_ig abnormale Verbrennung vermieden werden. In einem Zweitaktmotor mit Kraftstoffeinspritzung kann jedoch zusätzlich eine von einem Kraftstoff-Einspritzventil einge spritzte Kraftstoffeinspritzmenge eingestellt werden, um ein Kraftstoff-Luft-Verhältnis derart zu ändern, daß es bei abnormaler Verbrennung außerhalb des theoretischen Werts liegt, was die abnormale Verbrennung zusätzlich verhindern kann.

In der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform wird die Meßdose 39 zur Erfassung abnormaler Verbrennung verwendet. Sie kann jedoch durch einen Beschleunigungs- Sensor 42, einen Indikator-Sensor 43 oder eine Meßdose 44 des Typs mit Stopfen und Dichtung ersetzt werden.

Selbst wenn die Motordrehzahl N_e und das Drosselventil-Öff nungsverhältnis θ_th entsprechend eingestellt sind, variiert häufig zufällig ein Kompressionsbeginn-Druck in dem Zylin der aufgrund einer Änderung der Lufttemperatur und des von einer Höhendifferenz hervorgerufenen Atmosphärendrucks. Zur Lösung dieses Problems kann ein Abgastemperatur-Sensor 41 in der Auslaßleitung 20 vorgesehen sein. In diesem Fall vergleicht die CPU 40 eine Bezugs-Abgastemperatur, welche gemäß der Motordrehzahl N_e und dem Drosselventil-Öffnungs verhältnis θ_th aus einer Temperaturkorrekturtabelle, wie sie in Tabelle 1 dargestellt ist, bestimmt wurde mit einer von dem Abgastemperatur-Sensor 41 erfaßten Abgastemperatur. Wenn die Differenz zwischen diesen beiden beispielsweise mehr als 50°C beträgt, insbesondere wenn erfaßt wird, daß die von dem Abgastemperatursensor 41 erfaßte Abgastempera tur niedriger als die Bezugs-Abgastemperatur ist, wird das Auslaß-Öffnungsverhältnis θ_e des Auslaßsteuerventils 23 er höht; während dann, wenn die erfaßte Abgastemperatur größer als die Bezugs-Abgastemperatur ist, das Auslaß-Öffnungsver hältnis θ_e des Auslaßsteuerventils 23 vermindert wird.

Tabelle 1

Korrekturtabelle für die Abgastemperatur

Wenn eine von dem Wassertemperaturaufnehmer 36 erfaßte Kühlwassertemperatur unter 20°C liegt, kann die Bezugs- Abgastemperatur in Tabelle 1 gemäß Tabelle 2 korrigiert werden. Anstelle der von dem Wassertemperaturaufnehmer 36 erfaßten Kühlwassertemperatur kann die Sitztemperatur der Zündkerze 22 erfaßt werden, und auf Grundlage des Meßwerts kann die Bezugs-Abgastemperatur in Tabelle 1 korrigiert werden.

Tabelle 2

Korrekturtabelle für die Wassertemperatur

In der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform wird das in Fig. 6 dargestellte Kennfeld verwendet; jedoch kann auch ein in Fig. 8 dargestelltes Kennfeld verwendet werden.

Wenn die Motordrehzahl N_e einen bestimmten Wert aufweist oder unter diesem liegt, ist die Ausgangsleistung des Mo tors geringer, was die Notwendigkeit einer abrupten Erhö hung des Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnisses θ_e herab setzt, so daß in dem in Fig. 8 dargestellten Kennfeld das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis θ_e in diesem Bereich so niedrig belassen wird, wie es ist, jedoch die Verzögerung in einem mittleren/hohen Drehzahlbereich erhalten werden kann.

In der vorstehenden Ausführungsform wird das Auslaßsteuer ventil als Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstellmittel verwendet; jedoch könnte auch ein Klappenventil als die Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstellmittel in der Auslaßleitung 20 eingesetzt werden.

In einer Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt- Ottomotor mit Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstell mitteln zum Einstellen eines Auslaßleitungs-Öffnungsver hältnisses, werden die Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis- Einstellmittel zumindest im Niederlast-Betriebsbereich angetrieben, um das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis auf einen der Motordrehzahl und dem Drosselventil-Öffnungsver hältnis entsprechenden Wert einzustellen, um dadurch fri sches Gemisch in einer Brennkammer zu einem für den Betrieb des Motors erwünschten Zündzeitpunkt selbst zünden zu las sen. In diesem Motor umfaßt die Verbrennungssteuereinrich tung Zündzeitpunkts-Einstellmittel zum Einstellen eines Zündzeitpunkts, Abnormalverbrennungs-Erfassungsmittel zum Erfassen abnormaler Verbrennung in der Brennkammer und Steuermittel, um das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis und den Zündzeitpunkt auf Grundlage des Erfassungssignals von den Abnormalverbrennungs-Erfassungsmitteln auf entspre chende zum Eliminieren der abnormalen Verbrennung geeignete Werte zu steuern.

Claims

1. Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomo tor (1) mit Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstell mitteln (23) zum Einstellen eines Auslaßleitungs-Öff nungsverhältnisses (θ_e) wobei die Auslaßleitungs-Öff nungsverhältnis-Einstellmittel (23) wenigstens in einem Niederlast-Betriebsbereich angetrieben werden, um das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis (θ_e) auf einen einer Motordrehzahl (N_e) und einem Drosselventil-Öffnungsver hältnis (θ_th) entsprechenden Wert einzustellen, und da durch frisches Gemisch in einer Brennkammer (21) zu ei nem für den Betrieb des Motors erwünschten Zündzeitpunkt (θ_ig) selbst zünden zu lassen, die Verbrennungssteuereinrichtung umfassend:
Zündzeitpunkt-Einstellmittel (40) zum Einstellen eines Zündzeitpunkts (θ_ig);
Abnormalverbrennungs-Erfassungsmittel (39) zum Erfassen abnormaler Verbrennung in der Brennkammer (21); und
Steuermittel (40) zum Steuern des Auslaßleitungs- Öffnungsverhältnisses (θ_e) und des Zündzeitpunkts (θ_ig) auf Grundlage des Erfassungssignals der Abnormalverbren nungs-Erfassungsmittel (39) auf jeweilige zum Eliminie ren der abnormalen Verbrennung geeignete Werte.

2. Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomo tor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel (40) im Falle der Erfassung abnor maler Verbrennung durch die Abnormalverbrennungs-Erfas sungsmittel (39) in einem Normalverbrennungs-Betriebsbe reich das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis (θ_e) verrin gern und den Zündzeitpunkt (θ_ig) spätverstellen; und
die Steuermittel (40) im Falle der Erfassung abnor maler Verbrennung durch die Abnormalverbrennungs-Erfas sungsmittel (39) in einem AR-Verbrennungs-Betriebsbe reich das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis (θ_e) erhöhen und den Zündzeitpunkt (θ_ig) frühverstellen.

3. Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomo tor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnormalverbrennungs-Erfassungsmittel eine Meß dose (39) umfassen, die zusätzlich an einem Bolzen (38) zum Verbinden des Zylinderblocks (3) mit einem Zylinder kopf (4) vorgesehen ist, oder eine Meßdose des Typs mit Stopfen und Dichtung.

4. Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomo tor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnormalverbrennungs-Erfassungsmittel einen Beschleunigungs-Sensor (42) zum Erfassen von Beschleuni gung oder einen Indikator-Sensor (43) zum Erfassen eines Drucks in der Brennkammer umfassen.

5. Verbrennungssteuereinrichtung für einen Zweitakt-Ottomo tor (1), in welchem frisches Gemisch in einer Brennkam mer (21) zumindest in einem Niederlast-Betriebsbereich selbst zünden kann, die Verbrennungssteuereinrichtung umfassend:
Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis-Einstellmittel (23) zum Einstellen eines Auslaßleitungs-Öffnungsver hältnisses (θ_e) zum Steuern eines Kompressionsbeginn- Drucks (P_EC) in einem Zylinder; und
Steuermittel (40) zum Antreiben der Auslaßleitungs- Öffnungsverhältnis-Einstellmittel (23) und Einstellen des Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnisses (θ_e) auf einen zumindest der Motordrehzahl (N_e) und dem Drosselventil- Öffnungsverhältnis (θ_th) entsprechenden Wert, um dadurch den Kompressionsbeginn-Druck (P_EC) in einem Zylinder auf einen Sollwert zu steuern, bei dem das frische Gemisch in der Brennkammer (21) zu einem für den Betrieb des Mo tors (1) erwünschten Zeitpunkt (θ_ig) selbst zünden kann;
wobei das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis (θ_e) über den Bereich des Drosselventil-Öffnungsverhältnis ses (θ_th), der von einem minimalen Wert bis zu einem bestimmten Wert reicht, auf einen größeren Wert einge stellt wird als das Auslaßleitungs-Öffnungsverhältnis (θ_e) bei dem Drosselventil-Öffnungsverhältnis (θ_th) in der Nähe des minimalen Drosselventil-Öffnungsverhältnis ses (θ_th).