JP2668597B2 - ２サイクル内燃機関の電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

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電子制御燃料噴射装置
に関し、詳しくは、可変制御される機関吸気系の開口面
積と機関回転速度とに基づいて燃料噴射量が設定される
よう構成された装置における失火時の燃料制御技術に関
する。

＜従来の技術＞ 内燃機関の電子制御燃料噴射装置として、スロットル
弁開度で代表される機関吸気系の開口面積と機関回転速
度とから燃料噴射量を設定し、該燃料噴射量に基づいて
燃料噴射弁を駆動制御するよう構成された装置が従来か
らある（特開昭63−29039号公報等参照）。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、機関の減速運転状態において壁面付着燃料
や燃料制御の遅れなどを原因として空燃比がリッチ化し
て失火したり、また、燃料噴射システムのバラツキによ
る気筒間の空燃比バラツキによって特定気筒の空燃比が
リッチ化して該気筒で失火が発生したりすることがあっ
た。

このように失火が発生しても、従来は、燃料が通常通
り噴射し続けられるので、点火栓が燃料で濡れてしまい
再度着火燃焼させるのが困難になることがあった。

特に２サイクル内燃機関では、失火によって掃気が良
好に行えなくなって吸入空気量が激減し、然も、上記の
ように吸気系の開口面積と機関回転速度とに基づいて燃
料噴射量が設定制御される装置では、上記のように失火
によって実際の吸入空気量が激減しても、開口面積と回
転速度の条件が変わらなければ、通常に燃焼していると
きと同様な燃料（燃焼による良好な掃気で得られる空気
量に見合った燃料）が噴射されてしまうので、失火が発
生するとオーバーリッチ化した混合気が吸引され、点火
栓が燃料で濡れて着火不能になる確率が高いという問題
があった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、吸気
系の開口面積と機関回転速度とに基づいて燃料噴射量が
設定される２サイクル内燃機関において、失火発生時の
点火栓の濡れを抑止して、失火状態を速やかに回復させ
ることができる電子制御燃料噴射装置を提供することを
目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ そのため本発明にかかる２サイクル内燃機関の電子制
御燃料噴射装置は、第１図に示すように構成される。

第１図において、機関回転速度検出手段は、機関回転
速度を検出し、開口面積検出手段は可変制御される機関
吸気系の開口面積を検出する。

そして、着火時用燃料噴射量設定手段は、前記各検出
手段により検出された機関回転速度と開口面積とに基づ
いて着火時用燃料噴射量を設定し、また、失火時用燃料
噴射量設定手段は、同じく回転速度と開口面積とに基づ
いて失火時用燃料噴射量を設定する。

排気温度検出手段は、機関の各気筒別に排気温度を検
出し、基準排気温度設定手段は、機関負荷と機関回転速
度とに基づいて基準の排気温度を設定する。そして、失
火検出手段は、前記排気温度検出手段で検出された各気
筒の排気温度と、前記基準排気温度設定手段で設定され
た基準の排気温度とを比較して、各気筒別に失火発生の
有無を検出する手段であって、排気温度が前記基準の排
気温度未満である状態が所定時間以上継続したときに失
火の発生を判定する。

ここで、燃料供給制御手段は、前記失火検出手段によ
る結果に基づいて各気筒別に前記着火時用燃料供給量又
は失火時用燃料供給量のいずれか一方を選択し、かかる
選択結果に基づいて各気筒別に設けられた燃料供給手段
をそれぞれに駆動制御する。

＜作用＞ かかる構成によると、機関回転速度と機関吸気系の開
口面積とに基づいて着火時用及び失火時用の燃料噴射量
がそれぞれに設定され、機関負荷と機関回転速度とに基
づく基準の排気温度と実際の排気温度との比較に基づい
て各気筒別に検出される失火発生の有無に応じて、失火
気筒に対しては失火時用燃料噴射量が選択され、非失火
気筒に対しては着火時用燃料噴射量が選択され、それぞ
れの気筒の選択結果に基づいて各気筒別に設けられた燃
料噴射弁が駆動制御されるから、失火気筒に対しては失
火による吸入空気量の減少に見合った燃料を噴射させる
ことができ、失火気筒における空燃比のオーバーリッチ
化による点火栓の濡れを抑止しつつ、真の空気量に見合
った燃料の噴射によって失火状態の回復を図ることがで
きるものである。また、各気筒の排気温度が、機関負荷
と機関回転速度とに基づいて設定された基準の排気温度
未満である状態が所定時間以上継続したときに、失火発
生を判定するから、運転条件に因らずに精度良く失火発
生を検出させて、失火時用燃料噴射量を適切に選択させ
ることができる。

＜実施例＞ 以下に本発明の実施例を説明する。

一実施例を示す第２図において、内燃機関１はクラン
ク室２内に圧縮された混合気をシリンダ３内に流入させ
て掃気を行うクランク室圧縮型の２サイクルガソリン機
関である。

ここで、前記シリンダ３の壁面には、吸気孔4,掃気孔
5,排気孔６が設けられており、圧縮行程でピストン７の
下部に生じた低圧によりクランク室２内に吸気孔４から
混合気を吸入し、仕事行程の終わりでピストン７が排気
孔６を通り越すとシリンダ３内の燃焼ガスが前記排気孔
６を介して排出され、更に、ピストン７が下がると掃気
孔５とクランク室２とが連通して、クランク室２に圧縮
された混合気がシリンダ３内に流入して排気を掃気する
ものである。

前記吸気孔４に連通する吸気マニホールド８の集合部
には、吸気マニホールド８の開口面積を可変制御するこ
とで吸入空気流量を制御するスロットル弁９が設けられ
ている。また、該スロットル弁９の下流側で各気筒別に
分岐して延設されるブランチ部には、各気筒別（本実施
例では♯1,♯２の２気筒）に電磁式の燃料噴射弁10が設
けられており、この燃料噴射弁10から噴射供給される燃
料によって混合気が形成されて吸気孔４からクランク室
２内に流入する。

前記各気筒別に設けられた燃料噴射弁10は、マイクロ
コンピュータを内蔵したコントロールユニット11から送
られる開弁駆動信号によって開弁し、所定圧力に調整さ
れた燃料を噴射供給するものであり、前記燃料噴射弁10
の開弁時間を介して燃料噴射量が制御できるようになっ
ている。

コントロールユニット11には、図示しないディストリ
ビュータに内蔵された機関回転速度検出手段としての回
転センサ12,前記スロットル弁９に付設されて該スロッ
トル弁９の開度αをポテンショメータによって検出する
開口面積検出手段としてのスロットルセンサ13,排気マ
ニホールド14の各ブランチ部にそれぞれ設けられて各気
筒別の排気温度Ｔ♯1,T♯２をそれぞれ検出する排気温
度検出手段としての排気温度センサ15などからの検出信
号がそれぞれ入力されるようになっている。

尚、第２図において、16は各気筒別に設けられる点火
栓である。

ここで、第３図のフローチャートに示すプログラムに
従って、前記コントロールユニット11による燃料噴射制
御の様子を説明する。

尚、本実施例において、着火時用燃料噴射量設定手
段，失火時用燃料噴射量設定手段，燃料噴射制御手段，
失火検出手段，基準排気温度設定手段としての機能は、
前記第３図のフローチャートに示すようにコントロール
ユニット11がソフトウェア的に備えている。

第３図のフローチャートにおいて、まず、ステップ１
（図中ではS1としてある。以下同様）では、スロットル
センサ13によって検出されるスロットル弁９の開度α
（可変制御される機関吸気系の開口面積）と、回転セン
サ12によって検出された機関回転速度Ｎとを入力する。

次のステップ２では、機関１が始動状態又は始動直後
であるか否かを判別する。ここで、始動状態又は始動直
後であると判別された場合には、運転状態が不安定であ
って後述する排気温度に基づく失火診断が精度良く行え
ないため、ステップ13へジャンプして進み、通常の燃料
噴射制御を実行させる。

ステップ13では、予めスロットル弁開度αと機関回転
速度Ｎとに基づいて複数に区分される運転領域毎に基本
燃料噴射量Tpを記憶したマップから今回ステップ１で入
力したスロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとに対応す
る基本燃料噴射量Tpを検索して求め、これを♯１気筒及
び♯２気筒に共通の基本燃料噴射量Tpとしてセットす
る。

ここで前記ステップ13でマップから検索される基本燃
料噴射量Tpは、失火なく正常燃焼している状態における
シリンダ吸入空気量に見合った燃料量として設定される
ようになっており、この基本燃料噴射量Tpに対して機関
冷却水温度などの運転条件に応じた各種補正を施して最
終的な燃料噴射量Tiを設定し、該燃料噴射量Tiに相当す
るパルス幅の開駆動パルス信号を所定タイミングで各燃
料噴射弁10にそれぞれ出力して燃料噴射を行わせる。

一方、ステップ２で始動又は始動直後でないと判別さ
れたときには、ステップ３へ進み、減速時の燃料カット
が行われている状態若しくはかかる燃料カット直後であ
るか否かを判別する。

減速時の燃料カット時又は燃料カット直後であるとき
には、始動時と同様に排気温度に基づく失火検出が精度
良く行えないので、この場合にもステップ13へ進んで通
常の燃料噴射制御を実行させる。

そして、始動時，始動直後，燃料カット中及び燃料カ
ット直後のいずれでもない場合にのみステップ４へ進
む。

ステップ４では、♯１気筒用に設けられた排気温度セ
ンサ15で検出された♯１気筒の排気温度をＴ♯１にセッ
トし、次のステップ５では♯２気筒用に設けられた排気
温度センサ15で検出された♯２気筒の排気温度をＴ♯２
にセットする。

ステップ６では、予め機関負荷を示す基本燃料噴射量
Tpと機関回転速度Ｎとにより複数に区分される運転領域
毎に排気温度に基づく失火検出のためのスライスレベル
温度Tm（基準の排気温度）を記憶したマップから、現在
の機関負荷と回転速度とに対応するスライスレベル温度
Tmを検索して求める。

尚、前記機関負荷を示す基本燃料噴射量Tpは、失火し
ないで燃焼しているときの吸入空気量に見合った基本燃
料噴射量Tpを記憶しているマップ（ステップ13,9,12で
参照するマップ）を参照して求めるようにする。

ステップ７では、♯１気筒の排気温度がセットされて
いるＴ♯１と、前記スライスレベル温度Tmを比較する。

ここで、♯１気筒の排気温度Ｔ♯１がスライスレベル
温度Tmを越えている場合には、♯１気筒が失火なく正常
に燃焼しているものと見做し、ステップ９へ進み、前記
ステップ13と同じく正常燃焼状態に対応した空気量に見
合った基本燃料噴射量Tpが記憶されているマップを参照
して、かかる参照結果を♯１気筒に対する基本燃料噴射
量Tpとする。

一方、♯１気筒の排気温度Ｔ♯１がスライスレベル温
度Tm未満である場合には、第４図に示すように失火によ
って排気温度が♯１気筒で低下したものであると見做
し、ステップ８へ進む。

尚、前述の排気温度がスライスレベル温度Tm未満であ
るか否かの判別においては、実際の排気温度がスライス
レベル温度Tm未満である状態が所定時間（例えば0.5m
s）継続したときに、初めて実際の排気温度がTmよりも
低下したと判別されるよう構成されるものとし、後述す
るステップ10においても、同様に、所定時間以上の継続
が失火判別の条件とされるものとする。

ステップ８では、予め失火状態における吸入空気量に
見合った基本燃料噴射量Tpを、スロットル弁開度αと機
関回転速度Ｎとによって複数に区分される運転領域毎に
記憶されているマップを参照し、現在のスロットル弁開
度αと機関回転速度Ｎとに対応する失火時用の燃料噴射
量Tpを検索して、これを♯１気筒用の基本燃料噴射量Tp
とする。

即ち、掃気を行う２サイクル内燃機関１においては、
失火が発生すると吸入空気量が激減するため、正常燃焼
状態における吸入空気量を見込んで基本燃料噴射量Tpが
記憶されているマップを参照すると、実際よりも多い空
気量に見合った基本燃料噴射量Tpが設定されてしまうの
で、予め失火して吸入空気量が激減したときの空気量が
スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとに基づいて求め
られるようにしておいて、失火時には、激減した空気量
に見合った基本燃料噴射量Tpが設定されるようにしたも
のである。

従って、同じスロットル弁開度α及び機関回転速度Ｎ
の条件であっても、気筒毎に失火が発生しているか否か
によって基本燃料噴射量Tpを参照するマップが切り換え
られることになる。これにより失火によって空気量が激
減しても吸入混合気の空燃比がオーバーリッチ化するこ
とが回避でき、以て、点火栓16の燃料による濡れを抑止
でき、また、吸気量に見合った燃料の噴射を続けること
によって失火状態を速やかに回復させることが可能であ
る。

同様な失火判別に基づく基本燃料噴射量Tpマップの切
り換えが、♯２気筒についても行われ、ステップ10で♯
２気筒の排気の排気温度Ｔ♯２とスライスレベル温度Tm
とを比較し、排気温度Ｔ♯２がスライスレベル温度Tmよ
りも低い♯２気筒の失火発生時には、ステップ11へ進
み、失火時に対応する基本燃料噴射量Tpが設定されてい
る失火時用のマップを参照して♯２気筒に対応する基本
燃料噴射量Tpを求める。

一方、ステップ10で♯２気筒の排気温度Ｔ♯２がスラ
イスレベル温度Tmを越えていると判別されたときには、
♯２気筒において正常に燃焼しているものと見做し、ス
テップ12へ進み、正常燃焼時に対応する基本燃料噴射量
Tpが設定されている着火時用のマップを参照して♯２気
筒に対応する基本燃料噴射量Tpを求める。

このように、各気筒別に検出される排気温度をそれぞ
れスライスレベルと比較することで、気筒別に失火発生
の有無を判別し、かかる判別に応じて各気筒別に基本燃
料噴射量Tpを参照するマップを切り換えることで、正常
燃焼時のスロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとに対応
する空気量に対して失火発生により実際の空気量が激減
しても、吸入混合気の空燃比がオーバーリッチ化するこ
とを回避でき、以て、点火栓16の燃料濡れを抑止して失
火状態の回復を図れるものである。

尚、本実施例では、スロットル弁開度αと機関回転速
度Ｎとから基本燃料噴射量Tpを求めるマップを、気筒別
の失火判別に基づいて切り換えるようにしたが、スロッ
トル弁開度αと機関回転速度Ｎとをパラメータとするマ
ップに吸入空気流量Ｑをデータを記憶させておき、かか
るマップを正常燃焼時用と失火時用との２つ備え、これ
らを失火判別に基づいて切り換えて参照するようにして
も良い。

更に、スロットル弁開度αと機関回転速度Ｎとから基
本燃料噴射量Tpは吸入空気流量Ｑを演算で求めるもので
あっても良く、この場合、演算式を失火判別に応じて切
り換えるようにすれば良い。

＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明によると、２サイクル内燃
機関における燃料噴射量を、機関吸気系の開口面積と機
関回転速度とに基づいて制御する電子制御燃料噴射装置
において、失火発生の有無を運転条件に因らずに高精度
に検出して、失火気筒に対して失火時用燃料噴射量に基
づく燃料制御を実行させることができるので、失火発生
により吸入空気量が正常燃焼時に比べて激減しても、該
空気量変化に略見合った燃料を噴射させることができ、
これにより、失火時の点火栓の燃料濡れを抑止して、失
火状態の回復を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の構成を示すブロック図、第２図は本
発明の一実施例を示すシステム概略図、第３図は同上実
施例における燃料制御の内容を示すフローチャート、第
４図は同上実施例における排気温度に基づく失火検出の
様子を示すタイムチャートである。 １……内燃機関（２サイクルガソリン機関） ９……スロットル弁、10……燃料噴射弁 11……コントロールユニット、12……回転センサ 13……スロットルセンサ、15……排気温度センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関回転速度を検出する機関回転速度検出
   手段と、 可変制御される機関吸気系の開口面積を検出する開口面
   積検出手段と、 前記検出された機関回転速度と開口面積とに基づいて着
   火時用燃料噴射量を設定する着火時用燃料噴射量設定手
   段と、 前記検出された機関回転速度と開口面積とに基づいて失
   火時用燃料噴射量を設定する失火時用燃料噴射量設定手
   段と、 機関の各気筒別に排気温度を検出する排気温度検出手段
   と、 機関負荷と機関回転速度とに基づいて基準の排気温度を
   設定する基準排気温度設定手段と、 前記排気温度検出手段で検出された各気筒の排気温度
   と、前記基準排気温度設定手段で設定された基準の排気
   温度とを比較して、各気筒別に失火発生の有無を検出す
   る手段であって、排気温度が前記基準の排気温度未満で
   ある状態が所定時間以上継続したときに失火の発生を判
   定する失火検出手段と、 該失火検出手段による結果に基づいて各気筒別に前記着
   火時用燃料噴射量又は失火時用燃料噴射量のいずれか一
   方を選択し、該選択結果に基づいて各気筒別に設けられ
   た燃料噴射弁をそれぞれに駆動制御する燃料噴射制御手
   段と、 を含んで構成されたことを特徴とする２サイクル内燃機
   関の電子制御燃料噴射装置。