JP2000064933A - 2サイクル筒内噴射エンジンの始動方法 - Google Patents
2サイクル筒内噴射エンジンの始動方法Info
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料噴射弁により筒内直接噴射を行う2サイ
クルエンジンにおいて、低温で燃料圧力の低い始動時に
燃料の霧化を促進して始動性を向上させた2サイクル筒
内噴射エンジンの始動方法を提供する。 【解決手段】 ピストン12が摺動するシリンダ5の一
方の端部にクランク室8を有し、他方の端部に燃焼室7
が形成され、前記クランク室8に連通する吸気通路18
を有し、前記燃焼室またはシリンダに臨む燃料噴射弁1
7を有する2サイクル筒内噴射エンジンの始動方法にお
いて、始動時に燃料の少なくとも一部を前記クランク室
8又はその上流の吸気通路18に噴射する。
クルエンジンにおいて、低温で燃料圧力の低い始動時に
燃料の霧化を促進して始動性を向上させた2サイクル筒
内噴射エンジンの始動方法を提供する。 【解決手段】 ピストン12が摺動するシリンダ5の一
方の端部にクランク室8を有し、他方の端部に燃焼室7
が形成され、前記クランク室8に連通する吸気通路18
を有し、前記燃焼室またはシリンダに臨む燃料噴射弁1
7を有する2サイクル筒内噴射エンジンの始動方法にお
いて、始動時に燃料の少なくとも一部を前記クランク室
8又はその上流の吸気通路18に噴射する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は2サイクル筒内噴射
エンジンの始動方法に関する。
エンジンの始動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】2サイクルエンジンにおいて、シリンダ
に燃料噴射弁を臨ませ、燃料を直接シリンダ内に噴射す
る筒内噴射エンジンが開発されている。この筒内噴射エ
ンジンは、燃料を吹き抜けの生じないタイミングでシリ
ンダ内に噴射することにより、燃費の向上および有害排
気ガスの低減を図るものである。この燃料噴射弁の燃料
噴射圧力は、電磁燃料ポンプあるいはエンジン駆動のポ
ンプにより発生させている。
に燃料噴射弁を臨ませ、燃料を直接シリンダ内に噴射す
る筒内噴射エンジンが開発されている。この筒内噴射エ
ンジンは、燃料を吹き抜けの生じないタイミングでシリ
ンダ内に噴射することにより、燃費の向上および有害排
気ガスの低減を図るものである。この燃料噴射弁の燃料
噴射圧力は、電磁燃料ポンプあるいはエンジン駆動のポ
ンプにより発生させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
筒内噴射エンジンにおいては、エンジンが低温で燃料が
霧化しにくい始動時に、吸気が絞られた状態で多量の燃
料が直接シリンダ内に全量噴射されるため、噴射燃料が
液体状態で点火プラグに付着する所謂かぶりを起こして
点火プラグの汚損や失火の原因となり、また混合気の形
成が不十分となり燃焼状態が悪化して黒煙を排出し排気
ガスエミッションを悪化させていた。
筒内噴射エンジンにおいては、エンジンが低温で燃料が
霧化しにくい始動時に、吸気が絞られた状態で多量の燃
料が直接シリンダ内に全量噴射されるため、噴射燃料が
液体状態で点火プラグに付着する所謂かぶりを起こして
点火プラグの汚損や失火の原因となり、また混合気の形
成が不十分となり燃焼状態が悪化して黒煙を排出し排気
ガスエミッションを悪化させていた。
【0004】また、高圧で燃料を噴射する高圧燃料系に
おいては、燃料噴射に伴う脈動を低減させるため、燃料
系全体が一定量以上の大きな容積をもつ必要がある。し
たがって、エンジンの始動時には、電磁ポンプあるいは
エンジン駆動ポンプのいずれにおいても、燃料圧力が要
求値に達するまでに一定の時間経過が必要になる。また
電磁ポンプにおいては、始動時にはセルモータ駆動のた
めに電流が消費されるため、ポンプに充分な電流が確保
しにくいという問題がある。またエンジン駆動ポンプで
は、回転数が低いときには圧力が上がりにくいという問
題がある。したがって、いずれのポンプの場合にも、始
動時に燃料圧力が規定の要求値に達するまでにはかなり
の長時間を要していた。
おいては、燃料噴射に伴う脈動を低減させるため、燃料
系全体が一定量以上の大きな容積をもつ必要がある。し
たがって、エンジンの始動時には、電磁ポンプあるいは
エンジン駆動ポンプのいずれにおいても、燃料圧力が要
求値に達するまでに一定の時間経過が必要になる。また
電磁ポンプにおいては、始動時にはセルモータ駆動のた
めに電流が消費されるため、ポンプに充分な電流が確保
しにくいという問題がある。またエンジン駆動ポンプで
は、回転数が低いときには圧力が上がりにくいという問
題がある。したがって、いずれのポンプの場合にも、始
動時に燃料圧力が規定の要求値に達するまでにはかなり
の長時間を要していた。
【0005】このような、始動時における燃料圧力の不
足により、燃料が良好に霧化せず、噴霧粒径が大きくな
り、低いエンジン温度と相まって混合気形成を遅らせ
て、前述の点火プラグのかぶりや黒煙の排出という問題
をさらに大きくしていた。
足により、燃料が良好に霧化せず、噴霧粒径が大きくな
り、低いエンジン温度と相まって混合気形成を遅らせ
て、前述の点火プラグのかぶりや黒煙の排出という問題
をさらに大きくしていた。
【0006】従来このような始動時において、燃料の噴
射時期を早め、また噴射量を多くしたり、あるいは点火
時期を進角させて始動性を高めるための始動制御が行わ
れているが、前述の問題を充分に解決するには至ってい
ない。
射時期を早め、また噴射量を多くしたり、あるいは点火
時期を進角させて始動性を高めるための始動制御が行わ
れているが、前述の問題を充分に解決するには至ってい
ない。
【0007】本発明は上記従来技術を考慮したものであ
って、燃料噴射弁により筒内直接噴射を行う2サイクル
エンジンにおいて、低温で燃料圧力の低い始動時に燃料
の霧化を促進して始動性を向上させた2サイクル筒内噴
射エンジンの始動方法の提供を目的とする。
って、燃料噴射弁により筒内直接噴射を行う2サイクル
エンジンにおいて、低温で燃料圧力の低い始動時に燃料
の霧化を促進して始動性を向上させた2サイクル筒内噴
射エンジンの始動方法の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、ピストンが摺動するシリンダの一方の
端部にクランク室を有し、他方の端部に燃焼室が形成さ
れ、前記クランク室に連通する吸気通路を有し、前記燃
焼室またはシリンダに臨む燃料噴射弁を有する2サイク
ル筒内噴射エンジンの始動方法において、始動時に燃料
の少なくとも一部を前記クランク室又はその上流の吸気
通路に噴射することを特徴とする2サイクル筒内噴射エ
ンジンの始動方法を提供する。
め、本発明では、ピストンが摺動するシリンダの一方の
端部にクランク室を有し、他方の端部に燃焼室が形成さ
れ、前記クランク室に連通する吸気通路を有し、前記燃
焼室またはシリンダに臨む燃料噴射弁を有する2サイク
ル筒内噴射エンジンの始動方法において、始動時に燃料
の少なくとも一部を前記クランク室又はその上流の吸気
通路に噴射することを特徴とする2サイクル筒内噴射エ
ンジンの始動方法を提供する。
【0009】この構成によれば、始動時には燃料の一部
または全部がクランク室またはその上流側に噴射される
ため、このクランク室またはその上流側に噴射された燃
料がシリンダ内に流入するまでの間に、吸入空気と充分
接触するとともにその流動作用により、燃料が充分に霧
化して着火性の高い混合気が形成される。
または全部がクランク室またはその上流側に噴射される
ため、このクランク室またはその上流側に噴射された燃
料がシリンダ内に流入するまでの間に、吸入空気と充分
接触するとともにその流動作用により、燃料が充分に霧
化して着火性の高い混合気が形成される。
【0010】好ましい構成例では、前記燃料噴射弁は前
記シリンダに臨んで設けられ、前記ピストンの側面に連
通孔を形成し、この連通孔を通して前記燃料噴射弁から
燃料をクランク室に噴射することを特徴としている。
記シリンダに臨んで設けられ、前記ピストンの側面に連
通孔を形成し、この連通孔を通して前記燃料噴射弁から
燃料をクランク室に噴射することを特徴としている。
【0011】この構成によれば、ピストンの側面のスカ
ート部に、シリンダ側面に取付けられた燃料噴射弁に整
合する連通孔が形成され、ピストンが上昇して連通孔が
燃料噴射弁に整合したときに燃料を噴射して連通孔を通
してピストンの内側からクランク室に燃料が供給され
る。
ート部に、シリンダ側面に取付けられた燃料噴射弁に整
合する連通孔が形成され、ピストンが上昇して連通孔が
燃料噴射弁に整合したときに燃料を噴射して連通孔を通
してピストンの内側からクランク室に燃料が供給され
る。
【0012】この場合、始動時にはスロットルが最小限
に絞られた状態であり、かつピストンは上死点方向に移
動中であるため、クランク室内は強い負圧状態となる。
したがって、燃料噴射弁からの燃料圧力とクランク室内
の圧力差は、シリンダ内に噴射するときの燃料圧力とシ
リンダ内との圧力差より大きくなり、この大きな圧力差
により燃料の微粒化が促進される。
に絞られた状態であり、かつピストンは上死点方向に移
動中であるため、クランク室内は強い負圧状態となる。
したがって、燃料噴射弁からの燃料圧力とクランク室内
の圧力差は、シリンダ内に噴射するときの燃料圧力とシ
リンダ内との圧力差より大きくなり、この大きな圧力差
により燃料の微粒化が促進される。
【0013】また、このように噴射された燃料圧力とク
ランク室内との圧力差が大きいため、噴射パルス幅が小
さくてすみ、電磁ポンプを用いた場合の消費電力が低減
する。
ランク室内との圧力差が大きいため、噴射パルス幅が小
さくてすみ、電磁ポンプを用いた場合の消費電力が低減
する。
【0014】別の好ましい構成例では、前記燃焼室また
はシリンダに臨む第1の燃料噴射弁を設けるとともに、
前記クランク室または吸気通路に臨んで第2の燃料噴射
弁を設け、この第2の燃料噴射弁により前記クランク室
又は吸気通路に燃料を噴射することを特徴としている。
はシリンダに臨む第1の燃料噴射弁を設けるとともに、
前記クランク室または吸気通路に臨んで第2の燃料噴射
弁を設け、この第2の燃料噴射弁により前記クランク室
又は吸気通路に燃料を噴射することを特徴としている。
【0015】この構成によれば、筒内噴射用の第1の燃
料噴射弁の他にクランク室またはその上流側の吸気通路
に臨んで第2の燃料噴射弁が設けられ、始動時には、こ
の第2の燃料噴射弁からクランク室または吸気通路に燃
料が噴射される。これにより、前述のように、クランク
室またはその上流側に噴射された燃料がシリンダ内に流
入するまでの間に吸入空気と充分接触するとともにその
流動作用により、燃料が充分に霧化して着火性の高い混
合気が形成される。
料噴射弁の他にクランク室またはその上流側の吸気通路
に臨んで第2の燃料噴射弁が設けられ、始動時には、こ
の第2の燃料噴射弁からクランク室または吸気通路に燃
料が噴射される。これにより、前述のように、クランク
室またはその上流側に噴射された燃料がシリンダ内に流
入するまでの間に吸入空気と充分接触するとともにその
流動作用により、燃料が充分に霧化して着火性の高い混
合気が形成される。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
る2サイクル筒内噴射エンジンの構成図であり、図2は
そのピストンの側面図である。2サイクルエンジン1
は、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とクランク
ケース4とを図示しないボルト等により連結して構成さ
れる。シリンダブロック3は、シリンダボア5が形成さ
れたシリンダ部6を有し、シリンダボア5の上端部に燃
焼室7が形成され、下端部にクランク室8が形成され
る。クランク室8内にはクランク軸9が軸芯10廻りに
回転可能に装着される。
る2サイクル筒内噴射エンジンの構成図であり、図2は
そのピストンの側面図である。2サイクルエンジン1
は、シリンダヘッド2とシリンダブロック3とクランク
ケース4とを図示しないボルト等により連結して構成さ
れる。シリンダブロック3は、シリンダボア5が形成さ
れたシリンダ部6を有し、シリンダボア5の上端部に燃
焼室7が形成され、下端部にクランク室8が形成され
る。クランク室8内にはクランク軸9が軸芯10廻りに
回転可能に装着される。
【0017】クランク軸9に連接棒11およびピストン
ピン22を介してピストン12が連結される。ピストン
12には、ピストンリング21が装着され、シリンダボ
ア5内で、実線で図示した上死点位置と二点鎖線で示し
た下死点位置間を往復動作する。上死点位置のピストン
12の上部に燃焼室7が形成され、この燃焼室7の頂部
のシリンダヘッド2に点火プラグ13が装着される。ピ
ストン12の側面を構成するスカート部12aには、ピ
ストン12の上死点近傍の位置で燃料噴射口16と整合
する連通孔23が形成される。
ピン22を介してピストン12が連結される。ピストン
12には、ピストンリング21が装着され、シリンダボ
ア5内で、実線で図示した上死点位置と二点鎖線で示し
た下死点位置間を往復動作する。上死点位置のピストン
12の上部に燃焼室7が形成され、この燃焼室7の頂部
のシリンダヘッド2に点火プラグ13が装着される。ピ
ストン12の側面を構成するスカート部12aには、ピ
ストン12の上死点近傍の位置で燃料噴射口16と整合
する連通孔23が形成される。
【0018】シリンダブロック3には、ピストン12の
下死点近傍でシリンダボア5に開口してクランク室8と
シリンダボア5とを連通する掃気通路14が形成され
る。また、シリンダボア5には排気ポート15が開口す
る。排気ポート15と対向する側のシリンダ部6には燃
料噴射口16が形成され、この燃料噴射口16を介して
シリンダボア5に臨む燃料噴射弁17が設けられる。
下死点近傍でシリンダボア5に開口してクランク室8と
シリンダボア5とを連通する掃気通路14が形成され
る。また、シリンダボア5には排気ポート15が開口す
る。排気ポート15と対向する側のシリンダ部6には燃
料噴射口16が形成され、この燃料噴射口16を介して
シリンダボア5に臨む燃料噴射弁17が設けられる。
【0019】クランク室9にはリード弁19を介して吸
気通路18が連通する。この吸気通路18のリード弁1
9の上流側にはスロットル弁(図示しない)が取付けら
れ、エアクリーナ(図示しない)を通した空気の吸入量
を調整する。リード弁19は、クランク室9内の負圧に
応じて開閉し、これによりスロットル弁で絞られた空気
がクランク室内に吸引される。
気通路18が連通する。この吸気通路18のリード弁1
9の上流側にはスロットル弁(図示しない)が取付けら
れ、エアクリーナ(図示しない)を通した空気の吸入量
を調整する。リード弁19は、クランク室9内の負圧に
応じて開閉し、これによりスロットル弁で絞られた空気
がクランク室内に吸引される。
【0020】このような構成の2サイクルエンジン1に
おいて、暖機後の通常運転時には、ピストン12が上昇
してシリンダ内を圧縮する行程で、排気ポート15が閉
じられた後ピストンがさらに上死点に向けて上昇中に、
または排気ポートが開いている間で吹き抜けが生じない
所定のタイミングで、噴射時間に対応した所定量の燃料
がピストン12の頂面より上側のシリンダ内に噴射され
る。噴射された燃料はシリンダ内の空気とともに混合気
を形成して圧縮され、上死点直前で点火プラグ13によ
り所定のタイミングで点火され爆発する。爆発により燃
焼室7内の圧力が高まりピストンが下降する。ピストン
の下降によりクランク室8内が圧縮される。ピストンが
下降して排気ポート15が開くと燃焼ガスの排気が始ま
る。
おいて、暖機後の通常運転時には、ピストン12が上昇
してシリンダ内を圧縮する行程で、排気ポート15が閉
じられた後ピストンがさらに上死点に向けて上昇中に、
または排気ポートが開いている間で吹き抜けが生じない
所定のタイミングで、噴射時間に対応した所定量の燃料
がピストン12の頂面より上側のシリンダ内に噴射され
る。噴射された燃料はシリンダ内の空気とともに混合気
を形成して圧縮され、上死点直前で点火プラグ13によ
り所定のタイミングで点火され爆発する。爆発により燃
焼室7内の圧力が高まりピストンが下降する。ピストン
の下降によりクランク室8内が圧縮される。ピストンが
下降して排気ポート15が開くと燃焼ガスの排気が始ま
る。
【0021】ピストンがさらに下降して掃気通路14が
開くと、この掃気通路14を通して、クランク室内で圧
縮された空気がシリンダ内に流入し燃焼ガスを押出す。
ピストン12は下死点に達した後クランク軸9の回転の
慣性により上昇し、再び圧縮行程が開始される。この圧
縮行程ではクランク室8が負圧になるため、吸気通路1
8のリード弁19が開いてスロットルで絞られた空気が
クランク室内に吸入される。この圧縮吸入行程中に前述
のようにシリンダ内に燃料が噴射される。このようにし
て、2サイクルの筒内直接噴射によるエンジン動作が繰
り返される。
開くと、この掃気通路14を通して、クランク室内で圧
縮された空気がシリンダ内に流入し燃焼ガスを押出す。
ピストン12は下死点に達した後クランク軸9の回転の
慣性により上昇し、再び圧縮行程が開始される。この圧
縮行程ではクランク室8が負圧になるため、吸気通路1
8のリード弁19が開いてスロットルで絞られた空気が
クランク室内に吸入される。この圧縮吸入行程中に前述
のようにシリンダ内に燃料が噴射される。このようにし
て、2サイクルの筒内直接噴射によるエンジン動作が繰
り返される。
【0022】このような2サイクル筒内噴射エンジンに
おいて、本発明の第1の実施形態では、エンジン始動時
に始動性を向上させるために、ピストン12のスカート
部12aに設けた連通孔23を通してクランク室8内に
燃料を噴射する。すなわち、燃料噴射弁17の噴射タイ
ミングの制御により、エンジンの圧縮吸入行程で上昇す
るピストン頂面が燃料噴射口16を越えて上死点に近接
し、燃料噴射口16がピストン12のスカート部12a
に形成した連通孔23と重なって連通した状態で、図1
に示すように燃料24を噴射する。このとき、ピストン
12は上昇動作中の上死点近傍であるため、ピストン内
側およびこれに連通するその下側のシリンダボアおよび
クランク室内は強い負圧状態であり、噴射した燃料との
圧力差が極めて大きくなるとともに、クランク室内の空
気の流動による攪拌作用とも相まって、燃料の霧化およ
びクランク室内の空気との混合気形成が促進される。
おいて、本発明の第1の実施形態では、エンジン始動時
に始動性を向上させるために、ピストン12のスカート
部12aに設けた連通孔23を通してクランク室8内に
燃料を噴射する。すなわち、燃料噴射弁17の噴射タイ
ミングの制御により、エンジンの圧縮吸入行程で上昇す
るピストン頂面が燃料噴射口16を越えて上死点に近接
し、燃料噴射口16がピストン12のスカート部12a
に形成した連通孔23と重なって連通した状態で、図1
に示すように燃料24を噴射する。このとき、ピストン
12は上昇動作中の上死点近傍であるため、ピストン内
側およびこれに連通するその下側のシリンダボアおよび
クランク室内は強い負圧状態であり、噴射した燃料との
圧力差が極めて大きくなるとともに、クランク室内の空
気の流動による攪拌作用とも相まって、燃料の霧化およ
びクランク室内の空気との混合気形成が促進される。
【0023】この圧縮吸入行程における、クランク室へ
の燃料噴射量とシリンダ内への燃料噴射量の割合につい
ては後述する。
の燃料噴射量とシリンダ内への燃料噴射量の割合につい
ては後述する。
【0024】このようにしてクランク室内で形成された
混合気は、前回の行程のシリンダ内混合気の爆発排気行
程でピストンが下降して掃気通路が開くとシリンダ内に
供給され、続く圧縮行程で圧縮され、上死点直前で点火
され爆発する。このように燃料を一旦クランク室に噴射
し、クランク室から掃気通路を通してシリンダ内に供給
することにより、燃料の流通経路が長くなり噴射してか
ら点火されるまでの時間が長くなるため燃料の霧化およ
び混合気形成がさらに促進される。
混合気は、前回の行程のシリンダ内混合気の爆発排気行
程でピストンが下降して掃気通路が開くとシリンダ内に
供給され、続く圧縮行程で圧縮され、上死点直前で点火
され爆発する。このように燃料を一旦クランク室に噴射
し、クランク室から掃気通路を通してシリンダ内に供給
することにより、燃料の流通経路が長くなり噴射してか
ら点火されるまでの時間が長くなるため燃料の霧化およ
び混合気形成がさらに促進される。
【0025】このようにして充分に霧化され良好な混合
気となった燃料は、点火による着火性が向上し、エンジ
ンを速やかに始動させることができる。
気となった燃料は、点火による着火性が向上し、エンジ
ンを速やかに始動させることができる。
【0026】次に、本発明の第2の実施の形態について
述べる。上記第1の実施形態では、筒内噴射用の燃料噴
射弁をシリンダ側壁に設け、ピストンスカート部に連通
孔を形成して、燃料噴射弁の噴射タイミングの制御によ
りピストンスカート部の連通孔を通してクランク室に燃
料を噴射していたが、このような構成に代えて、筒内噴
射用の燃料噴射弁とは別にクランク室またはその上流側
に燃料を噴射するための別の燃料噴射弁を設けてこの別
に設けた燃料噴射弁により、所定のタイミングでクラン
ク室またはその上流側に燃料を噴射してもよい。すなわ
ち、シリンダに臨む筒内噴射用の第1の燃料噴射弁17
をシリンダ側壁に設けるとともに、図1のAで示すよう
に、クランク室8に直接臨む位置に、又はBで示すよう
に、吸気通路18上でリード弁19の上流でスロットル
弁の下流側の位置に第2の燃料噴射弁を設ける。この場
合、ピストン12のスカート部12aには連通孔23を
形成する必要はない。
述べる。上記第1の実施形態では、筒内噴射用の燃料噴
射弁をシリンダ側壁に設け、ピストンスカート部に連通
孔を形成して、燃料噴射弁の噴射タイミングの制御によ
りピストンスカート部の連通孔を通してクランク室に燃
料を噴射していたが、このような構成に代えて、筒内噴
射用の燃料噴射弁とは別にクランク室またはその上流側
に燃料を噴射するための別の燃料噴射弁を設けてこの別
に設けた燃料噴射弁により、所定のタイミングでクラン
ク室またはその上流側に燃料を噴射してもよい。すなわ
ち、シリンダに臨む筒内噴射用の第1の燃料噴射弁17
をシリンダ側壁に設けるとともに、図1のAで示すよう
に、クランク室8に直接臨む位置に、又はBで示すよう
に、吸気通路18上でリード弁19の上流でスロットル
弁の下流側の位置に第2の燃料噴射弁を設ける。この場
合、ピストン12のスカート部12aには連通孔23を
形成する必要はない。
【0027】エンジン始動時には、ピストン上昇時の圧
縮吸入行程における所定のタイミングで第2の燃料噴射
弁から燃料をクランク室8内に直接噴射、あるいはクラ
ンク室の上流側の吸気通路に噴射する。これにより、ク
ランク室内に直接噴射された又は吸気通路からクランク
室に吸引された燃料は、前述の実施形態の場合と同様
に、クランク室内で燃料の霧化および混合気形成が促進
され、燃料の着火性が向上しエンジンが速やかに始動す
る。
縮吸入行程における所定のタイミングで第2の燃料噴射
弁から燃料をクランク室8内に直接噴射、あるいはクラ
ンク室の上流側の吸気通路に噴射する。これにより、ク
ランク室内に直接噴射された又は吸気通路からクランク
室に吸引された燃料は、前述の実施形態の場合と同様
に、クランク室内で燃料の霧化および混合気形成が促進
され、燃料の着火性が向上しエンジンが速やかに始動す
る。
【0028】なお、このように第2の燃料噴射弁を設け
る場合には、第1の燃料噴射弁はシリンダ側壁に設けな
いで、燃焼室に臨むシリンダヘッドに設けてもよい。
る場合には、第1の燃料噴射弁はシリンダ側壁に設けな
いで、燃焼室に臨むシリンダヘッドに設けてもよい。
【0029】また、いずれの実施形態においても、エン
ジンが始動し、さらに暖機状態になった後は、低負荷か
ら中負荷にかけて筒内噴射を実施するとともに、高負荷
域において筒内噴射に併用してクランク室にも燃料を噴
射して出力の向上を図ることができる。即ち、燃料噴射
弁をシリンダ側壁に設け、ピストンスカート部に連通孔
を形成した構成においては、エンジンの高速高負荷時
に、シリンダ内へ直接燃料を噴射するとともに、連通孔
を通してクランク室内にも燃料を噴射して短時間のタイ
ミングで多量の燃料を霧化や混合気形成の悪化を起こす
ことなく供給し出力および燃費の向上を図ることができ
る。
ジンが始動し、さらに暖機状態になった後は、低負荷か
ら中負荷にかけて筒内噴射を実施するとともに、高負荷
域において筒内噴射に併用してクランク室にも燃料を噴
射して出力の向上を図ることができる。即ち、燃料噴射
弁をシリンダ側壁に設け、ピストンスカート部に連通孔
を形成した構成においては、エンジンの高速高負荷時
に、シリンダ内へ直接燃料を噴射するとともに、連通孔
を通してクランク室内にも燃料を噴射して短時間のタイ
ミングで多量の燃料を霧化や混合気形成の悪化を起こす
ことなく供給し出力および燃費の向上を図ることができ
る。
【0030】また、筒内噴射用の第1の燃料噴射弁とク
ランク室内または吸気通路内噴射用の第2の燃料噴射弁
を備えた構成においても同様に、エンジンの高速高負荷
時に、第1の燃料噴射弁からシリンダ内へ直接燃料を噴
射するとともに、第2の燃料噴射弁からクランク室内ま
たは吸気通路内にも燃料を噴射して短時間のタイミング
で多量の燃料を霧化や混合気形成の悪化を起こすことな
く供給し出力および燃費の向上を図ることができる。
ランク室内または吸気通路内噴射用の第2の燃料噴射弁
を備えた構成においても同様に、エンジンの高速高負荷
時に、第1の燃料噴射弁からシリンダ内へ直接燃料を噴
射するとともに、第2の燃料噴射弁からクランク室内ま
たは吸気通路内にも燃料を噴射して短時間のタイミング
で多量の燃料を霧化や混合気形成の悪化を起こすことな
く供給し出力および燃費の向上を図ることができる。
【0031】図3は、上記各実施形態に係る燃料噴射方
法を実施する制御系のブロック構成図である。エンジン
運転状態を検出する複数のセンサ、図の例では、スロッ
トル開度センサ30、エンジン回転数センサ31、クラ
ンク角度センサ32、エンジン温度センサ33、大気温
度センサ34および大気圧センサ35の各センサからの
検出データが制御装置(ECU)36に入力される。制
御装置36は、これらのデータに応じて、予め作成した
マップに基づいて、点火装置37および燃料噴射弁38
(前記第2の実施形態の場合にはこれとともに第2の燃
料噴射弁39を)を駆動して点火時期制御および燃料噴
射量およびタイミングの制御を行う。マップは例えば、
スロットル開度とエンジン回転数に応じた3次元のマッ
プを点火時期、燃料噴射時期および噴射時間のそれぞれ
について備え、制御装置は、スロットル開度およびエン
ジン回転数に基づいてマップ演算を行うとともに、エン
ジン温度や大気圧等のデータに基づいて補正演算を行っ
て点火時期および燃料噴射制御を行う。
法を実施する制御系のブロック構成図である。エンジン
運転状態を検出する複数のセンサ、図の例では、スロッ
トル開度センサ30、エンジン回転数センサ31、クラ
ンク角度センサ32、エンジン温度センサ33、大気温
度センサ34および大気圧センサ35の各センサからの
検出データが制御装置(ECU)36に入力される。制
御装置36は、これらのデータに応じて、予め作成した
マップに基づいて、点火装置37および燃料噴射弁38
(前記第2の実施形態の場合にはこれとともに第2の燃
料噴射弁39を)を駆動して点火時期制御および燃料噴
射量およびタイミングの制御を行う。マップは例えば、
スロットル開度とエンジン回転数に応じた3次元のマッ
プを点火時期、燃料噴射時期および噴射時間のそれぞれ
について備え、制御装置は、スロットル開度およびエン
ジン回転数に基づいてマップ演算を行うとともに、エン
ジン温度や大気圧等のデータに基づいて補正演算を行っ
て点火時期および燃料噴射制御を行う。
【0032】本発明においては、始動時におけるマップ
を、暖機後の通常運転時のマップとは別に備え、始動時
には始動時用のマップによりスロットル開度およびエン
ジン回転数に基づいて点火時期および燃料噴射の制御を
行う。この場合、燃料噴射のタイミングは、第1の実施
形態では、前述のように、燃料噴射弁からピストンスカ
ート部の連通孔を通してクランク室内に噴射できるタイ
ミングとし、第2の実施形態では、第2燃料噴射弁が圧
縮吸入行程でクランク室内に噴射できるタイミングまた
はリード弁の開閉に合わせて燃料が最大効率でクランク
室内に吸引されるように吸気通路に噴射するタイミング
となるマップを作成しておく。また、点火時期および噴
射量(時間)についても始動性を高めるために最適な値
を設定したマップを作成しておく。さらに、前述のよう
に、高速高負荷時に筒内噴射に加えてクランク室内に追
加噴射を行うために、エンジン高回転およびスロットル
高開度の領域における追加マップを備えてもよい。
を、暖機後の通常運転時のマップとは別に備え、始動時
には始動時用のマップによりスロットル開度およびエン
ジン回転数に基づいて点火時期および燃料噴射の制御を
行う。この場合、燃料噴射のタイミングは、第1の実施
形態では、前述のように、燃料噴射弁からピストンスカ
ート部の連通孔を通してクランク室内に噴射できるタイ
ミングとし、第2の実施形態では、第2燃料噴射弁が圧
縮吸入行程でクランク室内に噴射できるタイミングまた
はリード弁の開閉に合わせて燃料が最大効率でクランク
室内に吸引されるように吸気通路に噴射するタイミング
となるマップを作成しておく。また、点火時期および噴
射量(時間)についても始動性を高めるために最適な値
を設定したマップを作成しておく。さらに、前述のよう
に、高速高負荷時に筒内噴射に加えてクランク室内に追
加噴射を行うために、エンジン高回転およびスロットル
高開度の領域における追加マップを備えてもよい。
【0033】エンジンの始動時の判断は、例えばメイン
スイッチがオンになったときからの時間やエンジン温度
等により判断することができる。
スイッチがオンになったときからの時間やエンジン温度
等により判断することができる。
【0034】図4は、シリンダおよびクランク室内の圧
力と各ポートの開口期間を示すグラフである。横軸はク
ランク角度、縦軸は圧力を表わし、aはシリンダ内の圧
力、bはクランク室内の圧力を示す。Aで示すように、
下死点近傍で掃気ポートが開き、またBで示すように排
気ポートがこれより広い範囲で開く。Cは燃料噴射口が
シリンダに開口している期間を示す。この期間Cは燃料
噴射口がピストン頂面より上側にある期間であり、燃料
噴射口が排気ポートより高い位置にあるため開口期間は
排気ポート開口期間Bより長い。Dは燃料噴射口がピス
トンスカート部の連通孔に連通してクランク室に開口す
る期間であり、連通孔の位置や大きさに対応して上死点
近傍で開口する。前述のように、第1の実施形態では、
始動時に、この期間Dの間にピストンスカート部の連通
孔を通してクランク室に燃料噴射が行われる。
力と各ポートの開口期間を示すグラフである。横軸はク
ランク角度、縦軸は圧力を表わし、aはシリンダ内の圧
力、bはクランク室内の圧力を示す。Aで示すように、
下死点近傍で掃気ポートが開き、またBで示すように排
気ポートがこれより広い範囲で開く。Cは燃料噴射口が
シリンダに開口している期間を示す。この期間Cは燃料
噴射口がピストン頂面より上側にある期間であり、燃料
噴射口が排気ポートより高い位置にあるため開口期間は
排気ポート開口期間Bより長い。Dは燃料噴射口がピス
トンスカート部の連通孔に連通してクランク室に開口す
る期間であり、連通孔の位置や大きさに対応して上死点
近傍で開口する。前述のように、第1の実施形態では、
始動時に、この期間Dの間にピストンスカート部の連通
孔を通してクランク室に燃料噴射が行われる。
【0035】図5は、本発明における始動時の燃料噴射
割合の説明図である。横軸は始動開始からの時間を表わ
し、縦軸はクランク室とシリンダ内への噴射燃料の割合
を表わす。斜線の領域Kはクランク室に噴射する領域で
あり、白の領域Sはシリンダ内に噴射する領域である。
図示したように、始動開始から時間t1までは全量をク
ランク室に噴射し、時間t1からシリンダ内への噴射を
開始して徐々にその割合を増やし、時間t2でクランク
室への噴射を終了して全量をシリンダ内に噴射する。こ
の噴射割合は、E線で示すように、始動開始時点からシ
リンダ内にも幾分噴射させ徐々にシリンダ内噴射の割合
を増加させてもよい。また、エンジン高温時には、始動
性が良好であるため、F線で示すように、クランク室へ
の噴射期間を短くして早めにシリンダ内噴射に切換え
る。一方、始動性が悪いエンジン低温時には、G線で示
すように、クランク室内への噴射期間を長くする。
割合の説明図である。横軸は始動開始からの時間を表わ
し、縦軸はクランク室とシリンダ内への噴射燃料の割合
を表わす。斜線の領域Kはクランク室に噴射する領域で
あり、白の領域Sはシリンダ内に噴射する領域である。
図示したように、始動開始から時間t1までは全量をク
ランク室に噴射し、時間t1からシリンダ内への噴射を
開始して徐々にその割合を増やし、時間t2でクランク
室への噴射を終了して全量をシリンダ内に噴射する。こ
の噴射割合は、E線で示すように、始動開始時点からシ
リンダ内にも幾分噴射させ徐々にシリンダ内噴射の割合
を増加させてもよい。また、エンジン高温時には、始動
性が良好であるため、F線で示すように、クランク室へ
の噴射期間を短くして早めにシリンダ内噴射に切換え
る。一方、始動性が悪いエンジン低温時には、G線で示
すように、クランク室内への噴射期間を長くする。
【0036】図6は、燃料噴射口がクランク室およびシ
リンダに開口する期間および排気ポートの開口期間を示
す円グラフである。Dは燃料噴射口がピストン側壁の連
通孔を介してクランク室と連通する期間を示し、Cは燃
料噴射口がシリンダ内に開口する期間を示し、Bは排気
ポートが開口する期間を示す。これらの期間D、C、B
はそれぞれ、図4の同じ期間D、C、Bに対応してい
る。
リンダに開口する期間および排気ポートの開口期間を示
す円グラフである。Dは燃料噴射口がピストン側壁の連
通孔を介してクランク室と連通する期間を示し、Cは燃
料噴射口がシリンダ内に開口する期間を示し、Bは排気
ポートが開口する期間を示す。これらの期間D、C、B
はそれぞれ、図4の同じ期間D、C、Bに対応してい
る。
【0037】図7は、図5の時間〜におけるクラン
ク室とシリンダへの燃料噴射の割合を図6と同様の円グ
ラフに示したものである。斜線部分が燃料噴射範囲を示
し、Kはクランク室内への噴射、Sはシリンダ内への噴
射を示している。
ク室とシリンダへの燃料噴射の割合を図6と同様の円グ
ラフに示したものである。斜線部分が燃料噴射範囲を示
し、Kはクランク室内への噴射、Sはシリンダ内への噴
射を示している。
【0038】時間においては、燃料噴射口がピストン
側壁の連通孔により開口したと同時に燃料噴射を開始し
て全量をクランク室に噴射する。時間経過とともにエン
ジン温度が上昇する。このエンジン温度の上昇に伴い燃
料噴射量を減少させ、時間では、時間よりも燃料噴
射量が減少している。時間では、クランク室への噴射
量がさらに減少しているとともに、シリンダへの噴射が
所定のタイミングで開始されている。この場合、通常の
噴射タイミングより早く噴射して点火までの時間を多く
して霧化の促進が図られる。時間では、シリンダ噴射
の割合が増えるとともに、エンジン温度上昇に伴い全体
の噴射量を減少させる。時間では、クランク室への噴
射が終了し、全量がシリンダへ噴射される。時間で
は、エンジン温度上昇に伴い、噴射量を減少させるとと
もに、霧化促進のために早めていた噴射時期を通常のタ
イミングに戻して吹き抜けを防止する。
側壁の連通孔により開口したと同時に燃料噴射を開始し
て全量をクランク室に噴射する。時間経過とともにエン
ジン温度が上昇する。このエンジン温度の上昇に伴い燃
料噴射量を減少させ、時間では、時間よりも燃料噴
射量が減少している。時間では、クランク室への噴射
量がさらに減少しているとともに、シリンダへの噴射が
所定のタイミングで開始されている。この場合、通常の
噴射タイミングより早く噴射して点火までの時間を多く
して霧化の促進が図られる。時間では、シリンダ噴射
の割合が増えるとともに、エンジン温度上昇に伴い全体
の噴射量を減少させる。時間では、クランク室への噴
射が終了し、全量がシリンダへ噴射される。時間で
は、エンジン温度上昇に伴い、噴射量を減少させるとと
もに、霧化促進のために早めていた噴射時期を通常のタ
イミングに戻して吹き抜けを防止する。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、低温
で燃料圧力が低い始動時において、燃料の少なくとも一
部を強い負圧状態のクランク室またはその上流側に噴射
するため、クランク室から燃焼室までの流通時間やクラ
ンク室内の流動により燃料の霧化および混合気形成が促
進され、始動性が向上して始動時の点火プラグの汚損や
黒煙の発生を防止することができる。
で燃料圧力が低い始動時において、燃料の少なくとも一
部を強い負圧状態のクランク室またはその上流側に噴射
するため、クランク室から燃焼室までの流通時間やクラ
ンク室内の流動により燃料の霧化および混合気形成が促
進され、始動性が向上して始動時の点火プラグの汚損や
黒煙の発生を防止することができる。
【図1】 本発明の実施の形態に係る2サイクルエンジ
ンの構成図。
ンの構成図。
【図2】 図1のエンジンのピストン部分の側面図。
【図3】 本発明に係るエンジンの制御系のブロック構
成図。
成図。
【図4】 2サイクルエンジンのシリンダ内圧力とクラ
ンク室内圧力を示すグラフ。
ンク室内圧力を示すグラフ。
【図5】 本発明に係るエンジンのクランク室とシリン
ダへの噴射割合を示す説明図。
ダへの噴射割合を示す説明図。
【図6】 燃料噴射口および排気ポートの開口期間を示
す円グラフ。
す円グラフ。
【図7】 図5の時間〜における噴射割合を示す円
グラフ。
グラフ。
1:2サイクルエンジン、2:シリンダヘッド、3:シ
リンダブロック、4:クランクケース、5:シリンダボ
ア、6:シリンダ部、7:燃焼室、8:クランク室、
9:クランク軸、10:軸芯、11:連接棒、12:ピ
ストン、12a:スカート部、13:点火プラグ、1
4:掃気通路、15:排気ポート、16:燃料噴射口、
17:燃料噴射弁、18:吸気通路、19:リード弁、
21:ピストンリング、22:ピストンピン、23:連
通孔、24:燃料。
リンダブロック、4:クランクケース、5:シリンダボ
ア、6:シリンダ部、7:燃焼室、8:クランク室、
9:クランク軸、10:軸芯、11:連接棒、12:ピ
ストン、12a:スカート部、13:点火プラグ、1
4:掃気通路、15:排気ポート、16:燃料噴射口、
17:燃料噴射弁、18:吸気通路、19:リード弁、
21:ピストンリング、22:ピストンピン、23:連
通孔、24:燃料。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02D 41/02 301 F02D 41/02 301A 41/06 325 41/06 325 (72)発明者 前橋 耕生 静岡県磐田市新貝2500番地 ヤマハ発動機 株式会社内 Fターム(参考) 3G023 AA02 AA07 AA08 AB01 AC02 AC04 AD03 AF02 3G066 AA02 AA08 AB02 AD09 AD10 AD12 BA03 BA14 BA16 BA17 BA24 CC01 CD26 DA04 DB01 DB09 DB13 DC04 DC05 DC09 DC13 DC14 DC17 3G301 HA01 HA03 HA04 JA01 JA02 JA23 JA24 KA01 KA09 KA25 LB01 LB04 MA11 MA18 NC04 ND03 ND04 PA09Z PA10Z PA11Z PB03A PB03Z PB05A PB05Z PE01Z PE03Z PE08Z
Claims (3)
- 【請求項1】ピストンが摺動するシリンダの一方の端部
にクランク室を有し、他方の端部に燃焼室が形成され、
前記クランク室に連通する吸気通路を有し、前記燃焼室
またはシリンダに臨む燃料噴射弁を有する2サイクル筒
内噴射エンジンの始動方法において、 始動時に燃料の少なくとも一部を前記クランク室又はそ
の上流の吸気通路に噴射することを特徴とする2サイク
ル筒内噴射エンジンの始動方法。 - 【請求項2】前記燃料噴射弁は前記シリンダに臨んで設
けられ、前記ピストンの側面に連通孔を形成し、この連
通孔を通して前記燃料噴射弁から燃料をクランク室に噴
射することを特徴とする請求項1に記載の2サイクル筒
内噴射エンジンの始動方法。 - 【請求項3】前記燃焼室またはシリンダに臨む第1の燃
料噴射弁を設けるとともに、前記クランク室または吸気
通路に臨んで第2の燃料噴射弁を設け、この第2の燃料
噴射弁により前記クランク室又は吸気通路に燃料を噴射
することを特徴とする請求項1に記載の2サイクル筒内
噴射エンジンの始動方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10232785A JP2000064933A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 2サイクル筒内噴射エンジンの始動方法 |
EP99116142A EP0980969A3 (en) | 1998-08-19 | 1999-08-19 | Method for operating a two-stroke in-cylinder injection engine and such an engine |
US09/377,449 US6109223A (en) | 1998-08-19 | 1999-08-19 | Operating method of two stroke direct injected engine |
US09/393,247 US6594649B2 (en) | 1998-08-19 | 1999-09-10 | Interactive artificial intelligence |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10232785A JP2000064933A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 2サイクル筒内噴射エンジンの始動方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000064933A true JP2000064933A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16944714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10232785A Pending JP2000064933A (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 2サイクル筒内噴射エンジンの始動方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6109223A (ja) |
EP (1) | EP0980969A3 (ja) |
JP (1) | JP2000064933A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001048689A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Sony Corporation | Systeme de transmission d'informations, procede de transmission d'informations, robot, support d'enregistrement d'informations, systeme de vente en ligne, procede de vente en ligne et serveur de vente |
JP3632607B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2005-03-23 | トヨタ自動車株式会社 | 乗物の表現動作制御システム及び乗物のコミュニケーションシステム、表現動作を行う乗物 |
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