JP2590560B2 - 2サイクル内燃機関のアイドリング回転速度制御装置 - Google Patents

2サイクル内燃機関のアイドリング回転速度制御装置

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JP2590560B2 JP1070372A JP7037289A JP2590560B2 JP 2590560 B2 JP2590560 B2 JP 2590560B2 JP 1070372 A JP1070372 A JP 1070372A JP 7037289 A JP7037289 A JP 7037289A JP 2590560 B2 JP2590560 B2 JP 2590560B2
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
    • F02B2075/025Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle two

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アイドリング回転速度
制御装置に関する。
〔従来の技術〕
機械式過給機によって新気を燃料室内に供給し、燃料
室内に燃料を圧縮空気と共にエアブラスト弁から噴射す
るようにした2サイクル内燃機関が公知である(特開昭
63−246411号公報参照)。
この2サイクル内燃機関ではアイドリング運転時に給
気弁を閉鎖状態に保持し、エアブラスト弁から供給され
た燃料と圧縮空気のみによって燃焼が行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこのようにアイドリング運転時にエアブ
ラスト弁から単に燃料と空気を噴射した場合にはアイド
リング回転数が変動するという問題がある。
〔課題を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明によれば燃焼室内
に燃料を圧縮空気と共に噴射するエアブラスト弁を具備
した2サイクル内燃機関において、機関回転数を検出す
る回転数センサを具備し、機関アイドリング運転時に機
関回転数が目標回転数となるようにエアブラスト弁の開
弁時間を制御するようにしている。
〔作 用〕
エアブラスト弁の開弁時間を制御することにより機関
回転数が目標回転数に維持される。
〔実施例〕
第1図に2サイクル内燃機関の全体図を示す。第1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は給気技管と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2図にエアブラスト弁9の拡大断面図を示す。第2
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の先端部には燃焼室4(第1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1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。
第3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Iを示す。第
3図に示されるように第1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
3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1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の全面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で示すように燃料室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1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。また、シリンダブロック1には機関冷却水温に比
例した出力電圧を発生する水温センサ24が取付けられ、
水温センサ24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、スロットル弁16にはスロット
ル弁16がアイドリング開度であることを検出するスロッ
トルスイッチ25が取付けられ、このスロットルスイッチ
25の出力信号が入力ポート55に入力される。更に入力ポ
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
59,60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。また、機械式過給機12は電
磁クラッチ27およびベルト28を介して機関クランクシャ
フトに連結れさている。従って電磁クラッチ27がオンと
されて係合状態になると機械式過給機12は機関によって
駆動され、電磁クラッチ27がオフとされて離脱状態にな
ると機械式過給機12が停止せしめられる。電磁クラッチ
27は駆動回路61を介して出力ポート56に接続され、従っ
て電磁クラッチ27は電子制御ユニット50の出力信号によ
って制御される。
機関運転時には機械式過給機12によって新気が給気ポ
ート6から燃焼室4内に押込まれ、この新気内に燃料と
圧縮空気がエアブラスト弁9から噴射される。しかしな
がら機関アイドリング運転時のように要求される新気量
が少ないときにはエアブラスト弁9から噴出する圧縮空
気で要求新気量をまかなうことができる。従って本発明
による実施例では機関アイドリング運転時に機械式過給
機12を停止させ、エアブラスト弁9から噴出される圧縮
空気のみによって燃焼させるようにしている。このよう
に機関アイドリング運転時に機械式過給機12を停止させ
ることによって機械式過給機12の駆動損失がなくなり、
斯くして燃料消費率を向上させることができる。また、
特に2サイクル内燃機関ではアイドリング運転時の機関
回転数が不安定となりやすい。そこで本発明による実施
例ではアイドリング回転数が目標回転数となるようにエ
アブラスト弁9から噴射される圧縮空気量が制御され
る。この場合、前述したようにエアブラスト弁9の圧縮
空気通路31,39内の圧縮空気圧は一定に維持されてお
り、従ってエアブラスト弁9から噴射される圧縮空気量
はエアブラスト弁9の開弁時間に比例することになる。
ところで第1図に示す実施例ではエアブラスト弁9の閉
弁時期IC(第3図)が固定されており、従ってエアブラ
スト弁9の開弁開始時期IO(第3図)を変えることによ
ってエアブラスト弁9の開弁時間を制御するようにして
いる。
次に第4図から第7図を参照して電磁クラッチ27およ
びエアブラスト弁9の制御について説明する。
第4図は電磁クラッチ27の制御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。
第4図を参照するとまず初めにステップ70においてス
ロットルスイッチ25の出力信号からスロットル弁16がア
イドリング開度であるか否かが判別される。スロットル
弁16がアイドリング開度であるときはステップ71に進ん
で回転数センサ26の出力信号から機関回転数Nが予め定
められた設定値No、例えば1000r.p.mよりも低いか否か
が判別される。N<Noのときにはステップ72に進んで電
磁クラッチ27がオフとされる。即ち、スロットル弁16が
アイドリング開度であり、N<Noのときはアイドリング
運転時と判断して電磁クラッチ27がオフとされ、その結
果機械式過給機12が停止せしめられる。次いでステップ
73においてクラッチフラグがリセットされる。
一方、スロットル弁16が開弁しているか、或いはN
Noのときはステップ74に進んで電磁クラッチ27がオンと
され、従ってこのときには機械式過給機12が作動せしめ
られる。次いでステップ75ではクラッチクフラグがセッ
トされる。
第5図はエアブラスト弁9の制御ルーチンを示してい
る。このルーチンは上死点後の予め定められたクランク
角で実行される。
第5図を参照するとまず始めにステップ80において吸
入空気量を表わすエアフローメータ14の出力信号および
機関回転数Nから燃料噴射弁41の燃料噴射時間TAUが計
算される。次いでステップ81ではクラッチフラグがセッ
トされているか否かが判別される。クラッチフラグがセ
ットされているとき、即ち機械式過給機12が作動せしめ
られているときにはステップ82に進んで制御フラグがリ
セットされる。次いでステップ83においてエアブラスト
弁9の開弁時間ITが予め定められた一定値ITOとされ
る。次いでステップ84ではエアブラスト弁9の開弁時間
ITに機関回転数Nおよび定数Kを乗算することによりク
ランク角で表したエアブラスト弁9の開弁期間I(第3
図)が計算される。次いでステップ85ではエアブラスト
弁9の閉弁時期ICから開弁期間Iを減算することによっ
てエアブラスト弁9の開弁開始時期IOが計算される。第
3図に示されるように下死点前には燃料噴射弁41から燃
料噴射時間TAUだけ燃料が噴射され、クランク角がエア
ブラスト弁9の開弁開始時期IOになるとエアブラスト弁
9が開弁して燃料が圧縮空気と共に噴射される。
一方、期間アイドリング運転状態になって機械式過給
機12が停止され、クラッチフラグがリセットされるとス
テップ81からステップ86に進んで制御フラグがセットさ
れているか否かが判別される。このとき制御フラグはリ
セットされているのでステップ87に進んで制御フラグが
セットされる。次いでステップ88では機関冷却水温Tを
表す水温センサ24の出力信号に基き第7図に示す関係か
らエアブラスト弁9の開弁時間ITの初期値が計算され
る。次いでステップ84,85においてエアブラスト弁9の
開弁開始時期IOが計算され、エアブラスト弁9が開弁時
間ITだけ開弁せしめられる。
次の処理サイクルではステップ86からステップ89に進
んで機関冷却水温Tを表す水温センサ24の出力信号に基
き第6図に示す関係から目標回転数Noが計算される。第
6図に示されるように機関冷却水温Tが予め定められて
いた設定温度、例えば80℃よりも高いときは目標回転数
Noが例えば600r.p.mとされ、機関冷却水温Tが80℃より
も低いときは機関冷却水温Tが低くなるにつれて目標回
転数Noが高くなる。次いでステップ90では機関回転数N
が目標回転数No+△N(ΔNは小さな一定値)よりも高
いか否かが判別される。N>No+△Nであればステップ
91に進んでエアブラスト弁9の開弁時間ITから一定値α
が減算される。その結果、エアブラスト弁9から噴射さ
れる燃料および圧縮空気量が減少せしめられるために機
関回転数Nが低下する。一方、NNo+αのときにはス
テップ92に進んでN<No−△Nであるか否かが判別され
る。N<No−ΔNのときにはステップ93に進んでエアブ
ラスト弁9の開弁時間ITに一定値αが加算される。その
結果、エアブラスト弁9から噴射される燃料および圧縮
空気量が増大せしめられるために機関回転数Nが上昇す
る。このようにして機関回転数Nが目標回転数No付近に
維持される。
なお、第7図に示すエアブラスト弁9の開弁時間ITの
初期値はその開弁時間ITでもってほぼ目標回転数Noとな
るように定められており、従って開弁時間ITの初期値は
目標回転数Noと似たような曲線となる。第6図および第
7図に示す関係は予めROM52内に記憶されている。
〔発明の効果〕
アイドリング回転数を目標回転数に維持することがで
きるので安定したアイドリング運転を確保することがで
きる。また、エアブラスト弁をアイドリング回転速度制
御に利用することによって特別なアイドリング回転速度
制御装置を別個に設ける必要がないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は2サイクル内燃機関の全体図、第2図はエアブ
ラスト弁の拡大側面断面図、第3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4図は
電磁クラッチを制御するためのフローチャート、第5図
はエアブラスト弁を制御するためのフローチャート、第
6図は目標回転数を示す線図、第7図はエアブラスト弁
の開弁時間の初期値を示す線図である。 5……給気弁、7……排気弁、 9……エアブラスト弁、12……機械式過給機、 27……電磁クラッチ。
フロントページの続き (72)発明者 館 隆雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 木戸 良男 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 増渕 匡彦 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 平2−238170(JP,A) 特開 昭63−246411(JP,A) 実開 平2−24067(JP,U) 実開 平1−166269(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃焼室内に燃料を圧縮空気と共に噴射する
    エアブラスト弁を具備した2サイクル内燃機関におい
    て、機関回転数を検出する回転数センサを具備し、機関
    アイドリング運転時に機関回転数が目標回転数となるよ
    うにエアブラスト弁の開弁時間を制御するようにした2
    サイクル内燃機関のアイドリング回転速度制御装置
JP1070372A 1989-03-24 1989-03-24 2サイクル内燃機関のアイドリング回転速度制御装置 Expired - Fee Related JP2590560B2 (ja)

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