JP2518057B2 - ２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents
２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置Info
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- JP2518057B2 JP2518057B2 JP1252392A JP25239289A JP2518057B2 JP 2518057 B2 JP2518057 B2 JP 2518057B2 JP 1252392 A JP1252392 A JP 1252392A JP 25239289 A JP25239289 A JP 25239289A JP 2518057 B2 JP2518057 B2 JP 2518057B2
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- oxygen concentration
- air
- engine
- valve
- fuel injection
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- 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
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置に関
する。
する。
２サイクル内燃機関では機関シリンダ内に供給された
吸入空気の全てが燃焼に寄与せず、一部の吸入空気は燃
焼に寄与することなく排気通路内に吹き抜ける。従って
機関シリンダ内に供給される吸入空気量を求めてこの吸
入空気量から空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射
量を決定すると一部の吸入空気が吹き抜けるために機関
シリンダ内の実際の空燃比は目標空燃比よりもリッチ側
となり、機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空燃比に
一致させることができない。
吸入空気の全てが燃焼に寄与せず、一部の吸入空気は燃
焼に寄与することなく排気通路内に吹き抜ける。従って
機関シリンダ内に供給される吸入空気量を求めてこの吸
入空気量から空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射
量を決定すると一部の吸入空気が吹き抜けるために機関
シリンダ内の実際の空燃比は目標空燃比よりもリッチ側
となり、機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空燃比に
一致させることができない。
ところで吸入空気の吹き抜け量は機関の運転状態に応
じて変化するが特定の定常運転状態における吹き抜け量
は一定となる。従って種々の定常運転状態における吹き
抜け量を予め実験により求めておけば現在の機関の運転
状態がわかれば吸入空気の吹き抜け量がわかることにな
る。
じて変化するが特定の定常運転状態における吹き抜け量
は一定となる。従って種々の定常運転状態における吹き
抜け量を予め実験により求めておけば現在の機関の運転
状態がわかれば吸入空気の吹き抜け量がわかることにな
る。
そこで種々の通常運転状態における機関シリンダ内に
供給される吸入空気量と吹き抜け量とを実測して新気捕
捉係数｛（吸入空気量−吹き抜け量／吸入空気量｝、即
ち機関シリンダ内に残存する新気の割合を予め実験によ
り求め、この実験により求めた新気捕捉係数を予め記憶
しておき、機関の運転状態を検出してこの運転状態に対
応する新気捕捉係数を求めると共に吸入空気量を測定
し、測定された吸入空気量と新気捕捉計数から実際に燃
焼に寄与する吸入空気量を求め、この吸入空気量から空
燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を決定するよ
うにした２サイクル内燃機関が公知である（特開昭63−
183231号公報から特開昭63−183236号公報までを参
照）。これらの２サイクル内燃機関では実際に燃焼に寄
与する吸入空気量に対して燃料噴射量が定められるので
機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空燃比にかなり一
致せしめることができる。
供給される吸入空気量と吹き抜け量とを実測して新気捕
捉係数｛（吸入空気量−吹き抜け量／吸入空気量｝、即
ち機関シリンダ内に残存する新気の割合を予め実験によ
り求め、この実験により求めた新気捕捉係数を予め記憶
しておき、機関の運転状態を検出してこの運転状態に対
応する新気捕捉係数を求めると共に吸入空気量を測定
し、測定された吸入空気量と新気捕捉計数から実際に燃
焼に寄与する吸入空気量を求め、この吸入空気量から空
燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を決定するよ
うにした２サイクル内燃機関が公知である（特開昭63−
183231号公報から特開昭63−183236号公報までを参
照）。これらの２サイクル内燃機関では実際に燃焼に寄
与する吸入空気量に対して燃料噴射量が定められるので
機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空燃比にかなり一
致せしめることができる。
ところでこのような新気捕捉係数を用いて燃料噴射時
間を制御しても機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空
燃比に維持するのに限度があり、機関シリンダ内の実際
の空燃比を目標空燃比に正確に維持するためには吸入空
気の吹き抜け量を実測してこの実測された吹き抜け量に
基いて燃料噴射時間を制御することが必要となる。従来
より４サイクル内燃機関では排気中の酸素濃度を検出す
る酸素濃度センサの出力信号に基いて空燃比が目標空燃
比となるようにフィードバック制御しているが２サイク
ル内燃機関では多量の吸入空気が排気通路内に吹き抜
け、しかも排気ブローダウンの強さによって酸素センサ
により検出された酸素濃度と実際の酸素濃度との間に差
異を生ずるので４サイクル内燃機関において用いられて
いるフィードバック制御をそのまま２サイクル内燃機関
に適用することができないという問題がある。
間を制御しても機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空
燃比に維持するのに限度があり、機関シリンダ内の実際
の空燃比を目標空燃比に正確に維持するためには吸入空
気の吹き抜け量を実測してこの実測された吹き抜け量に
基いて燃料噴射時間を制御することが必要となる。従来
より４サイクル内燃機関では排気中の酸素濃度を検出す
る酸素濃度センサの出力信号に基いて空燃比が目標空燃
比となるようにフィードバック制御しているが２サイク
ル内燃機関では多量の吸入空気が排気通路内に吹き抜
け、しかも排気ブローダウンの強さによって酸素センサ
により検出された酸素濃度と実際の酸素濃度との間に差
異を生ずるので４サイクル内燃機関において用いられて
いるフィードバック制御をそのまま２サイクル内燃機関
に適用することができないという問題がある。
上記問題点を解決するために本発明によれば第１図の
発明の構成図に示されるように排気ガス中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサ25と、酸素濃度センサ25により
検出された酸素濃度と排気ガス中の実際の酸素濃度との
機関運転状態に応じた関係を予め記憶している記憶手段
Ａと、記憶手段Ａに記憶された関係に基いて酸素濃度セ
ンサ25により検出された酸素濃度から実際の酸素濃度を
求める酸素濃度算出手段Ｂと、実際の酸素濃度に基いて
機関シリンダ内に残存する吸入空気の残存率を計算する
残存率計算手段Ｃと、吸入空気の残存率に基いて機関シ
リンダ内の実際の空燃比が目標空燃比となるように燃料
噴射時間を定める噴射時間計算手段Ｄとを具備してい
る。
発明の構成図に示されるように排気ガス中の酸素濃度を
検出する酸素濃度センサ25と、酸素濃度センサ25により
検出された酸素濃度と排気ガス中の実際の酸素濃度との
機関運転状態に応じた関係を予め記憶している記憶手段
Ａと、記憶手段Ａに記憶された関係に基いて酸素濃度セ
ンサ25により検出された酸素濃度から実際の酸素濃度を
求める酸素濃度算出手段Ｂと、実際の酸素濃度に基いて
機関シリンダ内に残存する吸入空気の残存率を計算する
残存率計算手段Ｃと、吸入空気の残存率に基いて機関シ
リンダ内の実際の空燃比が目標空燃比となるように燃料
噴射時間を定める噴射時間計算手段Ｄとを具備してい
る。
〔作 用〕 酸素濃度センサにより検出された酸素濃度と実際の酸
素濃度との機関運転状態に応じた関係は予め実験等によ
り求めておいて記憶しておく。従って酸素センサにより
検出された酸素濃度から実際の酸素濃度がわかる。実際
の酸素濃度がわかれば機関シリンダ内に残存する吸入空
気の残存率がわかり、残存率がわかれば機関シリンダ内
の実際の空燃比を目標空燃比とするのに必要な燃料噴射
時間を計算することができる。
素濃度との機関運転状態に応じた関係は予め実験等によ
り求めておいて記憶しておく。従って酸素センサにより
検出された酸素濃度から実際の酸素濃度がわかる。実際
の酸素濃度がわかれば機関シリンダ内に残存する吸入空
気の残存率がわかり、残存率がわかれば機関シリンダ内
の実際の空燃比を目標空燃比とするのに必要な燃料噴射
時間を計算することができる。
第２図に２サイクル内燃機関の全体図を示す。第２図
を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリンダブ
ロック１内において往復動するピストン、３はシリンダ
ブロック１上に固締されたシリンダヘッド、４はピスト
ン２とシリンダヘッド３間に形成された燃焼室、５は給
気弁、６は給気ポート、７は排気弁、８は排気ポート、
９は燃焼室４内に向けて燃料を圧縮空気と共に噴射する
エアブラスト弁を夫々示す。図面には示さないがシリン
ダヘッド３の内壁面中央部には点火栓が配置される。給
気ポート６は給気枝管10を介してサージタンク11に連結
され、サージタンク11は機関駆動の機械式過給機12、給
気ダクト13およびエアフローメータ14を介してエアクリ
ーナ15に連結される。給気ダクト13内にはスロットル弁
16が配置される。
を参照すると、１はシリンダブロック、２はシリンダブ
ロック１内において往復動するピストン、３はシリンダ
ブロック１上に固締されたシリンダヘッド、４はピスト
ン２とシリンダヘッド３間に形成された燃焼室、５は給
気弁、６は給気ポート、７は排気弁、８は排気ポート、
９は燃焼室４内に向けて燃料を圧縮空気と共に噴射する
エアブラスト弁を夫々示す。図面には示さないがシリン
ダヘッド３の内壁面中央部には点火栓が配置される。給
気ポート６は給気枝管10を介してサージタンク11に連結
され、サージタンク11は機関駆動の機械式過給機12、給
気ダクト13およびエアフローメータ14を介してエアクリ
ーナ15に連結される。給気ダクト13内にはスロットル弁
16が配置される。
第３図にエアブラスト弁９の拡大断面図を示す。第３
図を参照するとエアブラスト弁９のハウジング30内には
まっすぐに延びる圧縮空気通路31が形成され、この圧縮
空気通路31と先端部には燃焼室４（第２図）内に位置す
るノズル口32が形成される。圧縮空気通路31内には開閉
弁33が配置され、この開閉弁33の外端部にはノズル口32
の開閉制御をする弁体34が一体形成される。ハウジング
30内には開閉弁33と共軸的に配置されかつ圧縮ばね35に
よって開閉弁33に向けて付勢された可動コア36と、可動
コア36を吸引するためのソレノイド37が配置される。開
閉弁33の内端部は圧縮ばね38によって可動コア36の端面
に当接せしめられており、圧縮ばね38のばね力は圧縮ば
ね35のばね力よりも強いので通常ノズル口32は開閉弁33
の弁体34によって閉鎖されている。ソレノイド37が付勢
されると可動コア36が開閉弁33の方向に移動し、その結
果開閉弁33の弁体34がノズル口32を開口せしめる。一
方、圧縮空気通路31からは圧縮空気通路31から斜めに延
びる圧縮空気通路39が分岐され、この圧縮空気通路39は
圧縮空気供給口40に連結される。ハウジング30には燃料
噴射弁41が取付けられ、この燃料噴射弁41のノズル孔42
からは燃料が圧縮空気通路39内に向けて噴射される。
図を参照するとエアブラスト弁９のハウジング30内には
まっすぐに延びる圧縮空気通路31が形成され、この圧縮
空気通路31と先端部には燃焼室４（第２図）内に位置す
るノズル口32が形成される。圧縮空気通路31内には開閉
弁33が配置され、この開閉弁33の外端部にはノズル口32
の開閉制御をする弁体34が一体形成される。ハウジング
30内には開閉弁33と共軸的に配置されかつ圧縮ばね35に
よって開閉弁33に向けて付勢された可動コア36と、可動
コア36を吸引するためのソレノイド37が配置される。開
閉弁33の内端部は圧縮ばね38によって可動コア36の端面
に当接せしめられており、圧縮ばね38のばね力は圧縮ば
ね35のばね力よりも強いので通常ノズル口32は開閉弁33
の弁体34によって閉鎖されている。ソレノイド37が付勢
されると可動コア36が開閉弁33の方向に移動し、その結
果開閉弁33の弁体34がノズル口32を開口せしめる。一
方、圧縮空気通路31からは圧縮空気通路31から斜めに延
びる圧縮空気通路39が分岐され、この圧縮空気通路39は
圧縮空気供給口40に連結される。ハウジング30には燃料
噴射弁41が取付けられ、この燃料噴射弁41のノズル孔42
からは燃料が圧縮空気通路39内に向けて噴射される。
第２図に示されるようにエアフローメータ14とスロッ
トル弁16間の給気ダクト13からはエアブラスト用空気通
路17が分岐され、このエアブラスト用空気通路17は機関
駆動のベーンポンプ18および圧縮空気通路19を介して圧
縮空気分配室20に連結される。この圧縮空気分配室20は
各気筒に対して夫々設けられたエアブラスト弁９の圧縮
空気供給口40に連結される。圧縮空気通路19内には圧縮
空気分配室20内の圧縮空気圧を予め定められた一定圧に
維持するための調圧弁21が配置され、余分な圧縮空気は
圧縮空気返戻通路22を介して給気ダクト13内に返戻され
る。従ってエアブラスト弁９の圧縮空気通路31,39は一
定圧の圧縮空気によって満たされている。
トル弁16間の給気ダクト13からはエアブラスト用空気通
路17が分岐され、このエアブラスト用空気通路17は機関
駆動のベーンポンプ18および圧縮空気通路19を介して圧
縮空気分配室20に連結される。この圧縮空気分配室20は
各気筒に対して夫々設けられたエアブラスト弁９の圧縮
空気供給口40に連結される。圧縮空気通路19内には圧縮
空気分配室20内の圧縮空気圧を予め定められた一定圧に
維持するための調圧弁21が配置され、余分な圧縮空気は
圧縮空気返戻通路22を介して給気ダクト13内に返戻され
る。従ってエアブラスト弁９の圧縮空気通路31,39は一
定圧の圧縮空気によって満たされている。
第４図に給気弁５および排気弁７の開弁期間、燃料噴
射弁41からの燃料噴射期間および開閉弁33の弁体34の開
弁期間、即ちエアブラスト弁９の開弁期間を示す。第４
図に示されるように第２図に示す実施例では排気弁７が
給気弁５よりも先に開弁し、先に閉弁する。また、第４
図に示されるように開閉弁33の弁体34が開弁する前に、
即ちエアブラスト弁９が開弁する前に燃料噴射弁41から
圧縮空気通路39内の圧縮空気内に向けて燃料が噴射され
る。次いでエアブラスト弁９が開弁するとノズル口32か
ら噴射燃料が圧縮空気と共に燃焼室４内に噴射される。
一方、第２図に示されるように排気弁７側の給気弁５の
開口を給気弁５の全開弁期間に亘って覆うマスク壁23が
シリンダヘッド３の内壁面上に形成される。従って給気
弁５が開弁すると新気は給気ポート６から排気弁７と反
対側の給気弁５の開口を通って燃焼室４内に供給され
る。その結果新気は矢印Ｓで示すように燃焼室４の周壁
面に沿って流れ、斯くして良好なループ掃気が行なわれ
ることになる。第２図に示されるように排気ポート８は
排気マニホルド24に連結され、排気マニホルド24内には
酸素濃度センサ25が配置される。
射弁41からの燃料噴射期間および開閉弁33の弁体34の開
弁期間、即ちエアブラスト弁９の開弁期間を示す。第４
図に示されるように第２図に示す実施例では排気弁７が
給気弁５よりも先に開弁し、先に閉弁する。また、第４
図に示されるように開閉弁33の弁体34が開弁する前に、
即ちエアブラスト弁９が開弁する前に燃料噴射弁41から
圧縮空気通路39内の圧縮空気内に向けて燃料が噴射され
る。次いでエアブラスト弁９が開弁するとノズル口32か
ら噴射燃料が圧縮空気と共に燃焼室４内に噴射される。
一方、第２図に示されるように排気弁７側の給気弁５の
開口を給気弁５の全開弁期間に亘って覆うマスク壁23が
シリンダヘッド３の内壁面上に形成される。従って給気
弁５が開弁すると新気は給気ポート６から排気弁７と反
対側の給気弁５の開口を通って燃焼室４内に供給され
る。その結果新気は矢印Ｓで示すように燃焼室４の周壁
面に沿って流れ、斯くして良好なループ掃気が行なわれ
ることになる。第２図に示されるように排気ポート８は
排気マニホルド24に連結され、排気マニホルド24内には
酸素濃度センサ25が配置される。
第２図に示されるようにエアブラスト弁９は電子制御
ユニット50の出力信号に基いて制御される。この電子制
御ユニット50は双方向性バス51によって相互に接続され
たROM（リードオンリメモリ）52と、RAM（ランダムアク
セスメモリ）53と、CPU（マイクロプロセッサ）54と、
入力ポート55と、出力ポート56を具備する。エアフロー
メータ14は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、こ
の出力電圧はAD変換器57を介して入力ポート55に入力さ
れる。酸素濃度センサ25は排気中の酸素濃度（重量％）
に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はAD変換器
58を介して入力ポート55に入力される。また入力ポート
55には機関回転数を表す回転数センサ26の出力信号が入
力される。一方、出力ポート56は対応する駆動回路59,6
0を介してエアブラスト弁９のソレノイド37および燃料
噴射弁41に接続される。
ユニット50の出力信号に基いて制御される。この電子制
御ユニット50は双方向性バス51によって相互に接続され
たROM（リードオンリメモリ）52と、RAM（ランダムアク
セスメモリ）53と、CPU（マイクロプロセッサ）54と、
入力ポート55と、出力ポート56を具備する。エアフロー
メータ14は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、こ
の出力電圧はAD変換器57を介して入力ポート55に入力さ
れる。酸素濃度センサ25は排気中の酸素濃度（重量％）
に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はAD変換器
58を介して入力ポート55に入力される。また入力ポート
55には機関回転数を表す回転数センサ26の出力信号が入
力される。一方、出力ポート56は対応する駆動回路59,6
0を介してエアブラスト弁９のソレノイド37および燃料
噴射弁41に接続される。
本発明においては燃料噴射時間TAUは次式に基いて計
算される。
算される。
TAU＝Ｋ・TP・Ｆ・Ｃ ここでＫは定数 TPは基本燃料噴射時間 Ｆは機関シリンダ内に残存する吸入空気の残存率 Ｃは機関冷却水温等による補正係数である。
基本燃料噴射時間TPは機関負荷Q/N（機関シリンダ内
に供給される吸入空気量Q/機関回転数Ｎ）と機関回転数
Ｎの関数であり、機関シリンダ内に供給された吸入空気
全部が吹き抜けることなくシリンダ内に残存すると仮定
したときに機関シリンダ内の空燃比を目標空燃比とする
のに必要な燃料噴射時間を表わしている。この基本燃料
噴射時間TPは第５図に示されるように機関負荷Q/Nと機
関回転数Ｎとの関数としてマップの形で予めROM52内に
記憶されている。
に供給される吸入空気量Q/機関回転数Ｎ）と機関回転数
Ｎの関数であり、機関シリンダ内に供給された吸入空気
全部が吹き抜けることなくシリンダ内に残存すると仮定
したときに機関シリンダ内の空燃比を目標空燃比とする
のに必要な燃料噴射時間を表わしている。この基本燃料
噴射時間TPは第５図に示されるように機関負荷Q/Nと機
関回転数Ｎとの関数としてマップの形で予めROM52内に
記憶されている。
一方、吸入空気の残存率Ｆは次式に基いて計算され
る。
る。
Ｆ＝１−［O2］o/［O2］ｉ ここで［O2］ｏは排気ガス中の実際の酸素濃度 （重量％） ［O2］ｉは機関シリンダ内に供給される吸入空気の酸素
濃度（重量％）である。この吸入空気の酸素濃度［O2］
ｉはほぼ21重量％である。
濃度（重量％）である。この吸入空気の酸素濃度［O2］
ｉはほぼ21重量％である。
２サイクル内燃機関では吸入空気の一部が排気ポート
８内に吹き抜けるために排気ガスは既燃ガスと吹き抜け
た吸入空気からなる。従って排気ガスは或る重量％の既
燃ガスと或る重量％の吹き抜けた吸入空気からなる。一
方、既燃ガスは或る重量％の燃料と或る重量％の燃焼に
寄与した吸入空気からなるが燃料の重量は燃焼に寄与し
た吸入空気の重量に比べて無視できるので排気ガスは或
る重量％の燃焼に寄与した吸入空気と或る重量％の吹き
抜けた吸入空気からなるとみなすことができる。このよ
うに考えると［O2］o/［O2］ｉは吹き抜けた空気の割合
を表わしており、（１−［O2］o/［O2］ｉ）は燃焼に寄
与した吸入空気の割合、即ち機関シリンダ内に残存した
吸入空気の割合を表わしていることがわかる。従って上
述した吸入空気の残存率Ｆは機関シリンダ内に残存した
吸入空気の割合を表わしていることがわかる。基本燃料
噴射時間TPに残存率Ｆを乗算するとこのTP・Ｆは機関シ
リンダ内の実際の空燃比を目標空燃比とするのに必要な
燃料噴射時間を表わしており、また機関シリンダ内に供
給される吸入空気の酸素濃度［O2］ｉは一定であるので
排気ガス中の実際の酸素濃度［O2］ｏがわかれば燃料噴
射時間をTP・Ｆとすることにより機関シリンダ内の実際
の空燃比を目標空燃比とすることができる。
８内に吹き抜けるために排気ガスは既燃ガスと吹き抜け
た吸入空気からなる。従って排気ガスは或る重量％の既
燃ガスと或る重量％の吹き抜けた吸入空気からなる。一
方、既燃ガスは或る重量％の燃料と或る重量％の燃焼に
寄与した吸入空気からなるが燃料の重量は燃焼に寄与し
た吸入空気の重量に比べて無視できるので排気ガスは或
る重量％の燃焼に寄与した吸入空気と或る重量％の吹き
抜けた吸入空気からなるとみなすことができる。このよ
うに考えると［O2］o/［O2］ｉは吹き抜けた空気の割合
を表わしており、（１−［O2］o/［O2］ｉ）は燃焼に寄
与した吸入空気の割合、即ち機関シリンダ内に残存した
吸入空気の割合を表わしていることがわかる。従って上
述した吸入空気の残存率Ｆは機関シリンダ内に残存した
吸入空気の割合を表わしていることがわかる。基本燃料
噴射時間TPに残存率Ｆを乗算するとこのTP・Ｆは機関シ
リンダ内の実際の空燃比を目標空燃比とするのに必要な
燃料噴射時間を表わしており、また機関シリンダ内に供
給される吸入空気の酸素濃度［O2］ｉは一定であるので
排気ガス中の実際の酸素濃度［O2］ｏがわかれば燃料噴
射時間をTP・Ｆとすることにより機関シリンダ内の実際
の空燃比を目標空燃比とすることができる。
酸素濃度センサ25は第６図に示すように排気ガス中の
酸素濃度［O2］ｋに対応した出力電圧Ｖを発生するので
この酸素濃度［O2］ｋが排気ガス中の実際の酸素濃度
［O2］ｏを表わしていれば酸素濃度センサ25の出力電圧
Ｖから残存率Ｆを計算することによって機関シリンダ内
の実際の空燃比を目標空燃比とすることができる。
酸素濃度［O2］ｋに対応した出力電圧Ｖを発生するので
この酸素濃度［O2］ｋが排気ガス中の実際の酸素濃度
［O2］ｏを表わしていれば酸素濃度センサ25の出力電圧
Ｖから残存率Ｆを計算することによって機関シリンダ内
の実際の空燃比を目標空燃比とすることができる。
しかしながらこの酸素濃度センサ25により検出された
酸素濃度［O2］ｋは必ずしも実際の排気ガス中の酸素濃
度［O2］ｏを表わしておらず、従ってこの酸素濃度セン
サ25により検出された酸素濃度［O2］ｋに基いて残存率
Ｆを求めても機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空燃
比とすることはできない。
酸素濃度［O2］ｋは必ずしも実際の排気ガス中の酸素濃
度［O2］ｏを表わしておらず、従ってこの酸素濃度セン
サ25により検出された酸素濃度［O2］ｋに基いて残存率
Ｆを求めても機関シリンダ内の実際の空燃比を目標空燃
比とすることはできない。
即ち、２サイクル内燃機関では排気弁７が開弁すると
燃焼室４内の既燃ガスが急激に排気ポート８内に噴出
し、いわゆるブローダウンを発生する。このようなブロ
ーダウンを生じた後は燃焼室４内の既燃ガスが比較的ゆ
っくりと排気ポート８内に流出する。次いで給気弁５が
開弁すると新気、即ち吸入空気が燃焼室４内に流入を開
始し、この吸入空気の一部が排気ポート８内に吹き抜け
る。
燃焼室４内の既燃ガスが急激に排気ポート８内に噴出
し、いわゆるブローダウンを発生する。このようなブロ
ーダウンを生じた後は燃焼室４内の既燃ガスが比較的ゆ
っくりと排気ポート８内に流出する。次いで給気弁５が
開弁すると新気、即ち吸入空気が燃焼室４内に流入を開
始し、この吸入空気の一部が排気ポート８内に吹き抜け
る。
ところで酸素濃度センサ25は酸素濃度センサ25と接触
する排気ガスの平均的な酸素濃度［O2］ｋに対応した出
力電圧Ｖを発生する。即ち、排気弁８が開弁すると既燃
ガスが排出され、次いで吹き抜けた吸入空気が排出され
るが酸素濃度センサ25はこれら既燃ガスと吹き抜けた吸
入空気全体の平均的な酸素濃度［O2］ｋを検出する。し
かしながらこの場合、既燃ガス量および吹き抜けた吸入
空気量が一定であっても既燃ガスと酸素濃度センサ25の
接触時間および吹き抜けた吸入空気と酸素濃度センサ25
の接触時間が変化すると酸素濃度センサ25により検出さ
れた平均的な酸素濃度［O2］ｋが変化する。例えば酸素
濃度センサ25周りにおける既燃ガスの流速が吹き抜けた
吸入空気の流速よりも速いときは既燃ガスと酸素濃度セ
ンサ25の接触時間が短かくなるために酸素濃度センサ25
によって既燃ガス量が実際の既燃ガス量よりも少な目に
検出される。即ち、吹き抜けた吸入空気の量が多目に検
出され、従って酸素濃度センサ25により検出された酸素
濃度［O2］ｋは実際の酸素濃度［O2］ｏよりも高目にな
る。このような現象は酸素濃度センサ25周りの既燃ガス
の流速が早くなるほど激しくなる。酸素濃度センサ25周
りの既燃ガスの流速はブローダウンが強くなるほど速く
なり、従ってブローダウンが強くなるほど酸素濃度セン
サ25により検出された酸素濃度［O2］ｋは実際の酸素濃
度［O2］ｏよりも高目になる。
する排気ガスの平均的な酸素濃度［O2］ｋに対応した出
力電圧Ｖを発生する。即ち、排気弁８が開弁すると既燃
ガスが排出され、次いで吹き抜けた吸入空気が排出され
るが酸素濃度センサ25はこれら既燃ガスと吹き抜けた吸
入空気全体の平均的な酸素濃度［O2］ｋを検出する。し
かしながらこの場合、既燃ガス量および吹き抜けた吸入
空気量が一定であっても既燃ガスと酸素濃度センサ25の
接触時間および吹き抜けた吸入空気と酸素濃度センサ25
の接触時間が変化すると酸素濃度センサ25により検出さ
れた平均的な酸素濃度［O2］ｋが変化する。例えば酸素
濃度センサ25周りにおける既燃ガスの流速が吹き抜けた
吸入空気の流速よりも速いときは既燃ガスと酸素濃度セ
ンサ25の接触時間が短かくなるために酸素濃度センサ25
によって既燃ガス量が実際の既燃ガス量よりも少な目に
検出される。即ち、吹き抜けた吸入空気の量が多目に検
出され、従って酸素濃度センサ25により検出された酸素
濃度［O2］ｋは実際の酸素濃度［O2］ｏよりも高目にな
る。このような現象は酸素濃度センサ25周りの既燃ガス
の流速が早くなるほど激しくなる。酸素濃度センサ25周
りの既燃ガスの流速はブローダウンが強くなるほど速く
なり、従ってブローダウンが強くなるほど酸素濃度セン
サ25により検出された酸素濃度［O2］ｋは実際の酸素濃
度［O2］ｏよりも高目になる。
ところで機関負荷が高くなるほど燃焼圧が高くなり、
従って機関負荷が高くなるほどブローダウンが強くな
る。従って機関負荷が高くなるほど酸素濃度センサ25に
より検出された酸素濃度［O2］ｋは実際の酸素濃度
［O2］ｏよりも高めになる。従って［O2］o/［O2］ｋを
Ｈで表わすと第７図に示されるように機関負荷Q/N（機
関シリンダ内に供給される吸入空気量Q/機関回転数Ｎ）
が高くなるほどこのＨは小さくなる。上述したようにＨ
＝［O2］o/［O2］ｋであるから［O2］ｋにＨを乗算すれ
ば［O2］ｏが求まることになり、以下このＨを補正係数
と称する。
従って機関負荷が高くなるほどブローダウンが強くな
る。従って機関負荷が高くなるほど酸素濃度センサ25に
より検出された酸素濃度［O2］ｋは実際の酸素濃度
［O2］ｏよりも高めになる。従って［O2］o/［O2］ｋを
Ｈで表わすと第７図に示されるように機関負荷Q/N（機
関シリンダ内に供給される吸入空気量Q/機関回転数Ｎ）
が高くなるほどこのＨは小さくなる。上述したようにＨ
＝［O2］o/［O2］ｋであるから［O2］ｋにＨを乗算すれ
ば［O2］ｏが求まることになり、以下このＨを補正係数
と称する。
また、この補正係数Ｈは機関回転数Ｎの影響を受け
る。即ち、機関回転数Ｎが高くなると単位時間当りに排
気ポート８内に排出される既燃ガス量が増大するために
排気ポート８内の圧力、即ち背圧が上昇する。背圧が上
昇すると排気弁７が開弁したときに既燃ガスが流出しに
くくなるためにブローダウンが弱くなる。従って機関負
荷Q/Nが同一であれば機関回転数Ｎが高くなるほど補正
係数Ｈは大きくなる。従って補正係数Ｈは機関負荷Q/N
と機関回転数Ｎの関数となる。第８図の各曲線は同一補
正係数Ｈを示しており、従って第８図から機関負荷Q/N
が高くなるほど、機関回転数Ｎが低くなるほど補正係数
Ｈが大きくなることがわかる。この補正係数Ｈは予め実
験により求められており、この実験により求められた補
正係数Ｈは予めROM52内に記憶されている。
る。即ち、機関回転数Ｎが高くなると単位時間当りに排
気ポート８内に排出される既燃ガス量が増大するために
排気ポート８内の圧力、即ち背圧が上昇する。背圧が上
昇すると排気弁７が開弁したときに既燃ガスが流出しに
くくなるためにブローダウンが弱くなる。従って機関負
荷Q/Nが同一であれば機関回転数Ｎが高くなるほど補正
係数Ｈは大きくなる。従って補正係数Ｈは機関負荷Q/N
と機関回転数Ｎの関数となる。第８図の各曲線は同一補
正係数Ｈを示しており、従って第８図から機関負荷Q/N
が高くなるほど、機関回転数Ｎが低くなるほど補正係数
Ｈが大きくなることがわかる。この補正係数Ｈは予め実
験により求められており、この実験により求められた補
正係数Ｈは予めROM52内に記憶されている。
第９図は燃料噴射時間TAUを計算するためのルーチン
を示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによ
って実行される。
を示しており、このルーチンは一定時間毎の割込みによ
って実行される。
第９図を参照するとまず初めにステップ70においてエ
アフローメータ14および回転数センサ26の出力信号から
第５図に示す関係に基いて基本燃料噴射時間TPが計算さ
れる。次いでステップ71では酸素濃度センサ25の出力電
圧Ｖが読み込まれ、次いでステップ72ではこの出力電圧
Ｖから第６図に示す関係に基いて酸素濃度［O2］ｋが計
算される。次いでステップ73では第８図に示す関係に基
いて補正係数Ｈを求めると共にこの補正係数Ｈを［O2］
ｋに乗算することによって排気ガス中の実際の酸素濃度
［O2］ｏが算出される。次いでステップ74ではこの
［O2］ｏを用いて次式により吸入空気の残存率Ｆが計算
される。
アフローメータ14および回転数センサ26の出力信号から
第５図に示す関係に基いて基本燃料噴射時間TPが計算さ
れる。次いでステップ71では酸素濃度センサ25の出力電
圧Ｖが読み込まれ、次いでステップ72ではこの出力電圧
Ｖから第６図に示す関係に基いて酸素濃度［O2］ｋが計
算される。次いでステップ73では第８図に示す関係に基
いて補正係数Ｈを求めると共にこの補正係数Ｈを［O2］
ｋに乗算することによって排気ガス中の実際の酸素濃度
［O2］ｏが算出される。次いでステップ74ではこの
［O2］ｏを用いて次式により吸入空気の残存率Ｆが計算
される。
Ｆ＝１−［O2］o/［O2］ｉ なお、前述したように［O2］ｉはほぼ21重量％であ
る。
る。
次いでステップ75では機関冷却水温等による補正係数
Ｃが計算され、次いでステップ76では次式に基いて実際
の燃料噴射時間TAUが計算される。
Ｃが計算され、次いでステップ76では次式に基いて実際
の燃料噴射時間TAUが計算される。
TAU＝Ｋ・TP・Ｆ・Ｃ 〔発明の効果〕 ２サイクル内燃機関において機関シリンダ内の実際の
空燃比を確実に目標空燃比に維持することができる。
空燃比を確実に目標空燃比に維持することができる。
第１図は発明の構成図、第２図は２サイクル内燃機関の
全体図、第３図はエアブラスト弁の拡大側面断面図、第
４図は給排気弁の開弁期間、エアブラスト弁の開弁期間
等を示す線図、第５図は基本燃料噴射時間を示す図、第
６図は酸素温度センサの出力電圧を示す線図、第７図は
補正係数Ｈを示す線図、第８図は補正係数Ｈを示す図、
第９図は燃料噴射時間を計算するためのフローチャート
である。 ５……給気弁、７……排気弁、 ９……エアブラスト弁、25……酸素濃度センサ。
全体図、第３図はエアブラスト弁の拡大側面断面図、第
４図は給排気弁の開弁期間、エアブラスト弁の開弁期間
等を示す線図、第５図は基本燃料噴射時間を示す図、第
６図は酸素温度センサの出力電圧を示す線図、第７図は
補正係数Ｈを示す線図、第８図は補正係数Ｈを示す図、
第９図は燃料噴射時間を計算するためのフローチャート
である。 ５……給気弁、７……排気弁、 ９……エアブラスト弁、25……酸素濃度センサ。
フロントページの続き (72)発明者 野村 啓 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−183231（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度
センサと、酸素濃度センサにより検出された酸素濃度と
排気ガス中の実際の酸素濃度との機関運転状態に応じた
関係を予め記憶している記憶手段と、記憶手段に記憶さ
れた関係に基いて酸素濃度センサにより検出された酸素
濃度から実際の酸素濃度を求める酸素濃度算出手段と、
実際の酸素濃度に基いて機関シリンダ内に残存する吸入
空気の残存率を計算する残存率計算手段と、吸入空気の
残存率に基いて機関シリンダ内の実際の空燃比が目標空
燃比となるように燃料噴射時間を定める噴射時間計算手
段とを具備した２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252392A JP2518057B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | ２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1252392A JP2518057B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | ２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03117643A JPH03117643A (ja) | 1991-05-20 |
| JP2518057B2 true JP2518057B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=17236689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252392A Expired - Fee Related JP2518057B2 (ja) | 1989-09-29 | 1989-09-29 | ２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2518057B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4779757B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-09-28 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置及び制御方法 |
| JP4655980B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-03-23 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置及び制御方法 |
| US10914246B2 (en) | 2017-03-14 | 2021-02-09 | General Electric Company | Air-fuel ratio regulation for internal combustion engines |
-
1989
- 1989-09-29 JP JP1252392A patent/JP2518057B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03117643A (ja) | 1991-05-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |