JP2912420B2 - ポート掃気・燃料噴射式2サイクルエンジン - Google Patents

ポート掃気・燃料噴射式2サイクルエンジン

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JP2912420B2 JP11579590A JP11579590A JP2912420B2 JP 2912420 B2 JP2912420 B2 JP 2912420B2 JP 11579590 A JP11579590 A JP 11579590A JP 11579590 A JP11579590 A JP 11579590A JP 2912420 B2 JP2912420 B2 JP 2912420B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、排気タイミングを可変としたポート掃気・
燃料噴射式2サイクルエンジンに関するものである。
(発明の背景) ポート掃気式2サイクルエンジンにおいて、排気ポー
トに近接して排気タイミングを変化させる排気制御弁を
設け、この排気タイミングを運転状態、例えばエンジン
回転速度に応じて変化させるようにしたものが公知であ
る。また近年4サイクルエンジンにおいても、排気弁を
開閉するカム軸の位相を運転状態に対応して変化させた
りして排気タイミングを変化できるようにしたものが公
知である。
このように排気タイミングを運転状態により変化させ
る場合には、新気の充填効率がこの排気タイミングによ
り変化する。ここに充填効率Aは: で定義され、シリンダ内に残る新気の量あるいは新気の
吹き抜け量の目途を示すものである。
第4図はポート掃気式2サイクルエンジンにおける充
填効率Aの変化を示す実測例である。この図から明らか
なように、低速域では排気タイミングαを遅角させるの
が望ましく、高速域では進角させるのが望ましいことが
解る。実際の排気タイミング可変としたエンジンでは、
このようにエンジン回転速度Nにより排気タイミングを
変えて出力向上を図っている。
一方、従来のエンジンでは燃料噴射量Mは基本的には
新気の吸入量により決定している。このため新気の吹き
抜けが増えて充填効率Aが低下すると、燃焼室内の混合
気が過濃になり、反対に充填効率Aが高くなると過薄に
なる。
また燃料の噴射タイミングは噴射された燃料ができる
だけ多く燃焼室内に残るように決めるのが望ましいが、
従来のエンジンではその開タイミングはほぼ一定であ
り、閉じるタイミングのみが変わるものであった。この
ため新気の吹き抜けが多くなると燃料の一部も吹き抜け
て燃費の低下や排気の汚染を招くという問題も生じ得
る。
(発明の目的) 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
排気タイミングの変化により燃焼室内の混合気濃度が大
きく変動するのを防ぎ、常に好ましい混合気濃度を得る
ことができるポート掃気・燃料噴射式2サイクルエンジ
ンを提供することを第1の目的とする。
またこの第1の目的に加え、燃料の一部が燃焼室を吹
き抜ける新気と共に排出されるのを防ぎ、燃費の向上と
排気の清浄化に適するポート掃気・燃料噴射式2サイク
ルエンジンを提供することを第2の目的とするものであ
る。
(発明の構成) 本発明によればこの目的は、排気ポートの上縁に設け
た排気制御弁をエンジン回転速度に対応して開閉制御す
ることにより排気タイミングおよびピストン上昇による
燃焼室の圧縮開始タイミングを可変としたポート掃気・
燃料噴射式2サイクルエンジンにおいて、リード弁の下
流側でクランク室および燃焼室に開口する吸気ポートを
有する吸気通路と、前記リード弁の上流側で前記吸気通
路内に斜めに進退動する板状の弁体を有するスロットル
弁と、前記弁体の下流側で前記リード弁の上流側から前
記リード弁に向って前記弁板と略平行に燃料を噴射する
電磁式燃料噴射弁と、クランク室内圧とエンジン回転速
度とに基づいて吸入空気量を求める吸入空気量検出手段
と、排気制御弁の開度に対応する噴射補正量と噴射タイ
ミング補正量とを決める補正手段と、吸入空気量および
運転状況に応じた基準噴射量と基準噴射タイミングを求
めこれらを前記噴射補正量と噴射タイミング補正量とで
それぞれ補正する主演算手段と、を備え、排気制御弁の
開度に基づいて燃料噴射量と噴射タイミングとを補正す
ることを特徴とするポート掃気・燃料噴射式2サイクル
エンジン、により達成される。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図は本
発明の機能ブロック図、第3図はその動作流れ図であ
る。
これらの図において、符号10はクランク室予圧式2サ
イクル2気筒エンジン、12はシリンダ、14はピストン、
16は点火栓、18はクランクケース、20はクランク軸、22
はコンロッドである。クランクケース18内にはクランク
室24が形成される。
26はスロットルボデーであり、この下流側は一方向弁
としてのリード弁28を介して吸気ポート30に接続されて
いる。ここに吸気ポート30は第1図から明らかなように
クランク室24と燃焼室とに開口する。すなわち吸気ポー
ト30は、ピストン14の上昇位置付近でクランク室24に開
口し、下降位置付近で燃焼室に開口する。このスロット
ルボデー26にはスロットル弁としての板状の弁体26aが
取付けられ、この弁体26aは吸気通路32内に斜めに進退
動する。この弁体26aの上部は、レバー26bの回動端にリ
ンク26cで連結されている。レバー26bは、アクセルペダ
ルやアクセルグリップなどのスロットル操作機構に連動
して回動し、終局弁体26aはスロットル操作機構によっ
て開閉される。
34は排気ポート、36は排気通路である。排気通路36の
上縁には、一部を切り欠いた略糸巻き形の排気制御弁38
が装着され、この排気制御弁38の回動により排気タイミ
ングが可変となっている。例えばエンジンの回転速度の
増減に対応して排気ポート34の開くタイミングを進めた
り遅らせたりするように、サーボモータ40によって制御
される。
42は掃気ポートであり、この掃気ポート42は掃気通路
44によってクランク室24に連通している。
46は燃料タンク、48は燃料中のごみを除去するための
ストレーナ、50は電動式燃料ポンプである。52は電磁式
燃料噴射弁であり、この噴射弁52へは燃料ポンプ50より
圧送された燃料が供給される。54は圧力調整器であっ
て、燃料ポンプ50より噴射弁52へ圧送される燃料圧を一
定に保つ。すなわち燃料ポンプ50より噴射弁52へ供給さ
れる燃料圧が所定圧以上になると、圧力調整器54が開き
燃料の一部をパイプ56を介して燃料タンク46へ環流させ
る。
60はクランクケース18に取付けられた圧力センサであ
る。ここに使用される圧力センサ60は、クランク室24に
臨むステンレス薄板により閉空間を画成し、この閉空間
にシリコンオイルを充填し、このシリコンオイルを介し
てステンレス薄板の変位を半導体圧力センサで検出する
構造を有するものであり、シールダイヤフラム型、ある
いはメタルダイヤフレーム・シリコンオイル封入型等と
呼ばれるものである。
この圧力センサ60は、ステンレス薄板の変位をシリコ
ンオイルによって半導体圧力センサに伝え、ここでクラ
ンク室24の内圧Pを検出し、この内圧Pの変化に対応し
て電圧が変化する電気信号、すなわち圧力信号pを出力
する。62はスロットル弁開度βを検出するポテンショメ
ータであり、レバー26bの回転角度からスロットル弁開
度βを検出するものである。
66はデジタル演算装置で構成された制御装置である。
この制御装置66は、運転条件に応じた基準燃料噴射量m
と、排気制御弁38の開度Θに対応した噴射補正量m′と
を求め、これらにより噴射量M=m+m′を求めるもの
である。また噴射タイミングΘの補正量θ′も求め、噴
射タイミングΘ=θ+θ′を求めるものである。
ここに制御装置66は、スロットルボデー26に設けた温
度センサ68より求めた吸気温度Taや、シリンダヘッドに
設けた温度センサ70で求めた機関温度Tb、加減速度、失
火の有無など、他の運転状態を示す情報によりこの噴射
量Mを補正するようにしてもよい。
次にこの実施例の動作を説明する。ピストン14の上昇
によりクランク室24の内圧が下がると、吸気通路32から
吸気がリード弁28を介してクランク室24内へ流入する。
燃料噴射弁52からはクランク軸20の回転に同期して所定
量の燃料が噴射されるから、吸気には燃料が混入して混
合気が形成され、この混合気がクランク室24内に流入す
る。ピストン14が下降するとクランク室24内でこの混合
気は予圧される。ここにクランク室24の内圧Pは吸入空
気量に対応し、かつクランク軸20の回転にほぼ同期して
変化する。この内圧Pは圧力センサ60で検出され、1サ
イクル中におけるこの出力pのピーク値pmあるいは変動
量Δpを求める一方、回転速度Nも検出して吸入空気量
を求める(吸入空気量検出手段66A、第3図ステップ10
0)。主演算手段66Bは、この時の運転状況に応じた基準
噴射量mと基準噴射タイミングθとをメモリ66Cのデー
タを用いて求める(ステップ102)。一方、補正手段66D
は排気制御弁38の開くタイミングαに基づき、(ステッ
プ104)、燃料噴射量の補正量m′と噴射タイミング補
正量θ′とを求める(ステップ106)。主演算手段66Bは
これを用いて M=m+m′、Θ=θ+θ′ の演算を行い、噴射量Mと噴射タイミングΘとを求める
(ステップ108)。
(発明の効果) 請求項(1)の発明は以上のように、排気ポートの上
縁に設けた排気制御弁をエンジン回転速度に対応して開
閉制御することにより排気タイミングを可変とした場合
に、この排気制御弁の開度に対応して燃料噴射量と噴射
タイミングを補正するものであるから、排気タイミング
およびピストン上昇による燃焼室の圧縮開始タイミング
の変化により充填効率が変動しても混合気濃度を常に好
適な状態に維持でき、運転を安定化させることができる
と共に、噴射された燃料の吹き抜けも防止して燃費の向
上と排気の清浄化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の全体構成図、第2図は本発
明の機能ブロック図、第3図はその動作流れ図である。
第4図は充填効率変化の実測例を示す図である。 10……エンジン、 38……排気制御弁、52……燃料噴射弁、 56……圧力センサ、 66……制御装置、 66A……吸入空気量検出手段、 66B……主演算手段、 66C、66E……メモリ、 66D……補正手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02D 43/00 301 F02D 43/00 301H 301J 301Z (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02D 41/02,41/04,41/34 F02B 25/20 F02D 13/02 F02D 43/00 301

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気ポートの上縁に設けた排気制御弁をエ
    ンジン回転速度に対応して開閉制御することにより排気
    タイミングおよびピストン上昇による燃焼室の圧縮開始
    タイミングを可変としたポート掃気・燃料噴射式2サイ
    クルエンジンにおいて、 リード弁の下流側でクランク室および燃焼室に開口する
    吸気ポートを有する吸気通路と、前記リード弁の上流側
    で前記吸気通路内に斜めに進退動する板状の弁体を有す
    るスロットル弁と、前記弁体の下流側で前記リード弁の
    上流側から前記リード弁に向って前記弁板と略平行に燃
    料を噴射する電磁式燃料噴射弁と、クランク室内圧とエ
    ンジン回転速度とに基づいて吸入空気量を求める吸入空
    気量検出手段と、排気制御弁の開度に対応する噴射補正
    量と噴射タイミング補正量とを決める補正手段と、吸入
    空気量および運転状況に応じた基準噴射量と基準噴射タ
    イミングを求めこれらを前記噴射補正量と噴射タイミン
    グ補正量とでそれぞれ補正する主演算手段と、を備え、
    排気制御弁の開度に基づいて燃料噴射量と噴射タイミン
    グとを補正することを特徴とするポート掃気・燃料噴射
    式2サイクルエンジン。
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