JP2947420B2 - ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置

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JP2947420B2 JP2256452A JP25645290A JP2947420B2 JP 2947420 B2 JP2947420 B2 JP 2947420B2 JP 2256452 A JP2256452 A JP 2256452A JP 25645290 A JP25645290 A JP 25645290A JP 2947420 B2 JP2947420 B2 JP 2947420B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異なる機構による複数の吸入空気量検出手
段で検出された吸入空気量に応じて燃料噴射量を制御す
るようにした２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置に
関し、特に燃料噴射量をエンジンの運転状態に対応して
精度良く制御でき、また上記一方の吸入空気量検出手段
に故障等が生じた場合でも他方の検出手段により燃料噴
射量を設定できるようにした制御装置に関する。
〔従来の技術〕
最近、２サイクルエンジンにおいても、燃費，排気ガ
ス浄化，及び出力の向上を図るために燃料噴射制御装置
が採用されている。この燃料噴射制御装置は、例えばス
ロットル開度センサ，及びクランク室圧センサ等から吸
入空気量を検出し、該検出値に対応した燃料噴射量，噴
射時期をMAP演算し、該所定量の燃料を所定時期に燃料
噴射弁により噴射するよう構成されている。このような
燃料噴射制御装置において燃料噴射量を決定する場合、
従来、第６図に示すように、スロットル開度センサ，ク
ランク室圧センサをエンジン運転領域に応じて切り換え
て使用し、例えば低速低負荷運転領域ではスロットル開
度センサからの検出値で、高速高負荷運転領域ではクラ
ンク室圧センサからの検出値で燃料噴射量を決定するよ
うにしている。また、特開平２−108826号公報には、通
常の運転領域ではスロットル開度センサ，及びクランク
室圧センサの両方の検出値から基本燃料噴射量を決定
し、高負荷運転領域ではクランク室圧センサとエンジン
回転数との両方の検出値から基本燃料噴射量を決定する
方法が提案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら上記第６図に示す従来の燃料噴射制御装
置では、スロットル開度センサ，クランク室圧センサの
各センサの有利な運転領域で独立して使用しているの
で、一方のセンサだけで基本噴射量が決定され、他方の
センサの情報は反映されないことから、燃料噴射量を精
度良く制御できないという問題点がある。また、上記従
来公報では、スロットル開度センサとクランク室圧セン
サとの両方で基本燃料噴射量を決定する方法であるか
ら、燃料噴射量の精度は良いものの、一方のセンサが何
らかの原因で故障した場合、燃料噴射量を制御できなく
なるという問題がある。
本発明は上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、各センサからの検出値を燃料噴射量に反映でき
るようにして噴射量の精度を向上できるとともに、一方
のセンサが故障した場合にも他方のセンサで燃料噴射量
を制御できる２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置を
提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、異なる機構により吸入空気量を検出する複
数の吸入空気量検出手段を備えた２サイクルエンジンの
燃料噴射制御装置において、上記吸入空気量検出手段と
して、低速・低負荷運転域での吸入空気量検出精度が高
速・高負荷運転域での吸入空気量検出精度より高い第１
吸入空気量検出手段と、高速・高負荷運転域での吸入空
気量検出精度が低速・低負荷運転域での吸入空気量検出
精度より高い第２吸入空気量検出手段とを設け、上記第
1,第２吸入空気量検出手段からの吸入空気量に対応した
仮燃料噴射量を設定する仮噴射量設定手段と、低速・低
負荷運転域では上記第１吸入空気量検出手段の寄与率が
第２吸入空気量検出手段の寄与率より大で、高速・高負
荷運転域では上記第２吸入空気量検出手段の寄与率が第
１吸入空気量検出手段の寄与率より大となるように寄与
率を設定する寄与率設定手段と、上記第1,第２吸入空気
量検出手段が正常状態にある時には各々の検出値から求
めた上記仮燃料噴射量と上記各寄与率とから実燃料噴射
量を決定し、一方何れかの吸入空気量検出手段が異常の
時には正常状態にある吸入空気量検出手段のみの検出値
から求めた仮燃料噴射量から実燃料噴射量を決定する実
燃料噴射量設定手段とを備えたことを特徴としている。
ここで上記第１吸入空気量検出センサとしては例えば
スロットル開度センサが、上記第２吸入空気量検出セン
サとしては例えばクランク室圧センサが採用できる。
〔作用〕
本発明に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置
によれば、低速・低負荷運転域では、該運転域での吸入
空気量検出精度の高い第１吸入空気量検出手段の寄与率
を大きく設定する一方、高速・高負荷運転域では該運転
域での吸入空気量検出精度の高い第２吸入空気量検出手
段の寄与率を大きく設定し、該各寄与率と仮燃料噴射量
とから実燃料噴射量を決定するようにしたので、各吸入
空気量検出手段からの検出値を該各検出手段の特性及び
エンジン運転状態に応じて実燃料噴射量に反映でき、運
転領域全体に渡って燃料噴射量を精度良く制御できる。
また、本発明では、第1,第２吸入空気量検出手段が正
常の時は各仮燃料噴射量と各寄与率とから実燃料噴射量
を決定する一方、仮に何れかの吸入空気量検出手段が異
常の時には、正常の吸入空気量検出手段のみからの仮燃
料噴射量から実燃料噴射量を決定するるようにしたの
で、仮に何れかの検出手段が故障した場合でも残りの検
出手段からの検出値による仮燃料噴射量から実燃料噴射
量を決定でき、必要最小限の燃料噴射量の制御は可能で
ある。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図ないし第５図は本発明の一実施例による２サイ
クルエンジンの燃料噴射制御装置を説明するための図で
ある。本実施例では、気筒内に燃料を直接噴射する主燃
料噴射弁と、吸気通路に燃料を噴射供給する副燃料噴射
弁とを備えた２サイクルエンジンの場合を例にとって説
明する。
第１図において、１は本実施例装置を備えた筒内噴射
式２サイクル２気筒エンジンであり、該エンジン１はク
ランクケース２上にシリンダボディ3,及びシリンダヘッ
ド４を締結し、上記シリンダボディ３内に挿入されたピ
ストン６をコンロッド７でクランク軸９のクランクアー
ム9aに連結した構造となっている。上記ピストン６の上
面と上記シリンダヘッド４の下面に凹設された燃焼凹部
4aとで燃焼室５が構成されている。また上記クランクア
ーム9aはクランクケース２のクランク室2a内に収容され
ており、このクランク室2aは上記シリンダボディ３に形
成された掃気通路3aを介して該シリンダボア内に連通し
ている。
上記シリンダヘッド４には点火プラグ８がその電極部
を上記燃焼室５内に臨ませて装着されている。また上記
シリンダヘッド４には燃料噴射装置10が装着されてお
り、該燃料噴射装置10の主燃料噴射弁11の噴射ノズル11
aは上記点火プラグ８付近にて上記燃焼室５内に臨んで
いる。さらに上記主燃料噴射弁11には燃料レール11b,空
気レール11cが接続されている。
また、上記クランクケース２にはクランク室2aに連通
する吸気通路12が接続されており、該吸気通路12の上流
端にはエアクリーナ13が接続され、クランク室2aを臨む
部分にはリード弁14が装着されている。また、上記吸気
通路12のリード弁14の上流側にはスロットル弁15が配設
されており、該スロットル弁15の開度によって吸入空気
量が調整される。さらに該スロットル弁15と上記リード
弁14との間には副燃料噴射弁16が装着されており、該副
燃料噴射弁16の噴射ノズル16aは上記クランク室2aに臨
んでいる。
上記クランク軸９の一端はクランクケース２から外方
に突出しており、該突出部には減速小歯車20が固着され
ている。この減速小歯車20には一対の駆動ギヤ21,22が
連結されており、この一方の駆動ギヤ21には一方向クラ
ッチ23を介してエアコンプレッサ24が連結されている。
また、上記他方の駆動ギヤ22には同じく一方向クラッチ
25を介して燃料ポンプ26が連結されている。さらに上記
両クラッチ23,25にはスタータモータ28のスタータギヤ2
7が歯合しており、このスタータモータ28は始動時にお
いて上記クランク軸９を回転駆動するとともに、上記エ
アコンプレッサ24,燃料ポンプ26を駆動し、エンジン１
の始動後は解除される。
そして、上記燃料ポンプ26の吸込口は燃料ホース30に
より燃料フィルタ30aを介して燃料タンク31に接続され
ており、吐出口は高圧燃料通路33によりパルセーション
ダンパ33a,蓄圧器33bを介して上記燃料レール11bに接続
されている。また上記エアコンプレッサ24の吸込口には
エアフィルタ24aが接続され、吐出口は高圧空気通路32
によって上記空気レール11cに接続されている。さら
に、上記燃料，空気レール11b,11cの下流側には主レギ
ュレータ35が接続されている。この主レギュレータ35
は、上記燃料ポンプ26からの燃料圧力を主燃料噴射に必
要な圧力で、かつ空気圧より一定の差圧だけ高い圧力に
保持するためのものである。またこれの二次側燃料は低
圧燃料通路36により上記副燃料噴射弁16に供給され、二
次側空気は排気管又はキャニスタに排気される。また、
上記副燃料噴射弁16の二次側燃料は燃料リターン管37に
よって副レギュレータ38を介して上記燃料タンク31に接
続されている。この副レギュレータ38は燃料圧力を副燃
料噴射に適した圧力に調整するためのものである。
50は、上記エンジン１の燃料噴射量，噴射時期を制御
するコントローラであり、これは上記シリンダヘッド４
に配設された冷却水温度センサ51,上記クランク軸９の
他端側に配設されたクランク角センサ52,上記吸気通路1
2に配設されたクランク室圧センサ53,上記スロットル弁
15に配設されたスロットル開度センサ54,及び上記エア
クリーナ13に配設された吸気温度センサ55の各センサか
らの検出値が入力され、該各検出値に応じて燃料噴射を
制御するとともに、電磁式オイルポンプ40等を駆動制御
するよう構成されている。
また、上記コントローラ50は、第２図ないし第４図に
示すように、第1,第２仮燃料噴射量設定手段61,62と、
寄与率設定手段63と、実燃料噴射量設定手段64とを備え
ている。上記第１仮燃料噴射量設定手段61は上記スロッ
トル開度センサ54からの検出値を読み込み、該検出値と
エンジン回転数とに対応した第１仮燃料噴射量を第４図
（ａ）の全運転領域におけるマップから演算し、この設
定された第１仮燃料噴射量を上記実燃料噴射量設定手段
64に出力するよう構成されている。また、上記第２仮燃
料噴射量設定手段62は上記クランク角センサ52からの検
出値に同期させてクランク室圧センサ53からの検出値を
読み込み、該検出値とエンジン回転数とに対応した第２
仮燃料噴射量を第４図（ｂ）の全運転領域におけるマッ
プから演算し、この設定された第２仮燃料噴射量を上記
実燃料噴射量設定手段64に出力するよう構成されてい
る。
さらに、上記寄与率設定手段63は上記スロットル開度
センサ54,クランク室圧センサ53からの検出値が入力さ
れるとともに、冷却水温度センサ51,吸気温度センサ55
からの検出値が入力され、上記各センサ54,53の特性，
及び上記各センサ51,55,及びエンジン回転数等によるエ
ンジン運転状態から上記スロットル開度センサ54,クラ
ンク室圧センサ53の寄与率を設定し、この寄与率を上記
実燃料噴射量設定手段64に出力するよう構成されてい
る。この寄与率は、第３図に示すように、低速低負荷運
転領域になるほど、この領域での検出精度の高いスロッ
トル開度センサ54の割合が大きくなるよう設定され、か
つ高速高負荷運転領域になるほど、この領域での精度の
高いクランク室圧センサ53の割合が大きくなる設定され
ている。例えば、中速中負荷運転領域では寄与率はスロ
ットル開度40％，クランク室圧60％に設定されている。
そして、上記実燃料噴射量設定手段64は、上記各寄与
率と、第1,第２の仮燃料設定値とから実燃料噴射量を設
定し、これにより所定量の燃料を所定のタイミングで上
記主燃料噴射弁11又は主，副燃料噴射弁11,16が噴射す
る。また、上記スロットル開度センサ54,クランク室圧
センサ53のどちらかに何らかの原因で故障が生じた場合
は、他方のセンサによる仮燃料噴射量から実燃料噴射量
を設定するよう構成されている。
次に本実施例の作用効果について説明する。
本実施例エンジン１では、通常は主燃料噴射弁11のみ
から燃料が噴射され、高速回転・高負荷領域では上記主
燃料噴射弁11に加えて副燃料噴射弁16からも燃料が供給
される。そして、上記主，副燃料噴射弁11,16からの燃
料噴射量は、スロットル開度センサ54,クランク室圧セ
ンサ53からの検出吸入空気量に対応した第1,第２仮燃料
噴射量と、上記各センサの特性とエンジン運転状態とか
ら設定された寄与率とから決定される。即ち、低速低負
荷運転領域になるほどスロットル開度センサ54からの吸
入空気量が、高速高負荷運転領域になるほどクランク室
圧センサ53からの吸入空気量が大きく反映される。
本実施例の燃料噴射制御装置の動作を第５図のフロー
チャートに沿って詳述する。
コントローラ50は、エンジン回転数N,スロットル開
度，クランク室圧及び冷却水温度，吸気温度等の各種の
検出値を読み込み（ステップS1）、エンジン回転数とス
ロットル開度とから第４図（ａ）のマップに基づいて第
１仮燃料噴射量を、エンジン回転数とクランク室内圧力
とから第４図（ｂ）のマップに基づいて第２仮燃料噴射
量をそれぞれ設定し（ステップS2,S3）、スロットル開
度センサ，クランク室圧力センサの機能が正常か否かを
判定し、例えばストットル開度センサが不正常の場合は
上記第２仮燃料噴射量を、クランク室圧センサが不正常
の場合は上記第１仮燃料噴射量を実燃料噴射量として出
力する。（ステップS6,S7）。一方、上記いずれのセン
サも正常の場合は、スロットル開度，クランク室圧及び
大気圧，水温，吸気温等から上記第３図のマップに基づ
いて各センサの寄与率を設定する（ステップS8）。そし
てこの各寄与率と上記第1,第２仮燃料噴射量の積を合計
することにより実燃料噴射量を設定し、該実燃料噴射量
を出力する（ステップS9）。
このように本実施例によれば、エンジン回転数とスロ
ットル開度センサ54又はクランク室圧センサ53からの検
出値に応じて第1,第２仮燃料噴射量を設定し、上記各セ
ンサ54,53の検出特性とエンジンの運転状態とから寄与
率を設定し、該各寄与率と上記各仮燃料噴射量とから実
燃料噴射量を設定したので、各センサの特性に応じた燃
料量が得られ、低負荷領域から高負荷領域にわたって燃
料噴射量を精度良く制御できる。
また、本実施例では、上記各センサ54,53からの検出
値に対応した仮燃料噴射量を演算するためのマップを独
立して備えたので、何らかの原因で一方のセンサが故障
しても、他方のセンサによる仮燃料噴射量から実燃料噴
射量を設定でき、優れたフェイルセーフ機能を持つこと
ができる。
なお、上記実施例では主燃料噴射弁，副燃料噴射弁の
両方を備えている２サイクルエンジンの場合を例にとっ
て説明したが、本発明は上記いずれか一方の燃料噴射弁
を備えた２サイクルエンジンにも勿論適用できる。
また、上記実施例では吸入空気量検出手段として、ス
ロットル開度センサ，クランク室圧センサを例にとって
説明したが、本発明の吸入空気量検出手段はこれらに限
られるものではなく、例えばエアフロメータ等の吸入空
気量を検出できるものであればいずれでも採用できる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明に係る２サイクルエンジンの燃料
噴射制御装置によれば、低速・低負荷運転域では該運転
域での検出精度の高い第１吸入空気量検出手段の寄与率
を大きく設定する一方、高速・高負荷運転域では該運転
域での検出精度の高い第２吸入空気量検出手段の寄与率
を大きく設定するようにしたので、各吸入空気量検出手
段からの検出値をそれぞれの特性及びエンジン運転状態
に応じて実燃料噴射量に反映でき、燃料噴射量の制御精
度を向上できる効果がある。
また第1,第２吸入空気量検出手段が正常の時は各仮燃
料噴射量と各寄与率とから実燃料噴射量を決定し、何れ
かの吸入空気量検出手段が異常の時には、正常の吸入空
気量検出手段のみからの仮燃料噴射量から実燃料噴射量
を決定するようにしたので、仮に何れかの検出手段が故
障した場合でも残りの検出手段からの検出値による仮燃
料噴射量から実燃料噴射量を決定でき、何れかの吸入空
気量検出手段が故障した場合でも必要最小限の燃料噴射
量の制御は可能であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図ないし第５図は本発明の一実施例による２サイク
ルエンジンの燃料噴射制御装置を説明するための図であ
り、第１図はそのエンジンの概略構成図、第２図はその
燃料噴射量の制御方法を説明するためのブロック図、第
３図は寄与率の設定方法を説明するための特性図、第４
図（ａ）はスロットル開度に対応した仮燃料噴射量を求
めるためのマップ図、第４図（ｂ）はクランク室圧力に
対応した仮燃料噴射量を求めるためのマップ図、第５図
はその燃料噴射制御装置の動作を説明するためのフロー
チャート図、第６図は従来の燃料噴射制御方法を説明す
るための特性図である。 図において、１は２サイクルエンジン、53はクランク室
圧センサ（吸入空気量検出手段）、54はスロットル開度
センサ（吸入空気量検出手段）、61,62は仮燃料噴射量
設定手段、63は寄与率設定手段、64は実施燃料噴射量設
定手段である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 41/04 - 41/14 F02D 41/34 F02D 45/00 366

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】異なる機構により吸入空気量を検出する複
    数の吸入空気量検出手段を備えた２サイクルエンジンの
    燃料噴射制御装置において、上記吸入空気量検出手段と
    して、低速・低負荷運転域での吸入空気量検出精度が高
    速・高負荷運転域での吸入空気量検出精度より高い第１
    吸入空気量検出手段と、高速・高負荷運転域での吸入空
    気量検出精度が低速・低負荷運転域での吸入空気量検出
    精度より高い第２吸入空気量検出手段とを設け、上記第
    1,第２吸入空気量検出手段からの吸入空気量に対応した
    仮燃料噴射量を設定する仮噴射量設定手段と、低速・低
    負荷運転域では上記第１吸入空気量検出手段の寄与率が
    第２吸入空気量検出手段の寄与率より大で、高速・高負
    荷運転域では上記第２吸入空気量検出手段の寄与率が第
    １吸入空気量検出手段の寄与率より大となるように寄与
    率を設定する寄与率設定手段と、上記第1,第２吸入空気
    量検出手段が正常状態にある時には各々の検出値から求
    めた上記仮燃料噴射量と上記各寄与率とから実燃料噴射
    量を決定し、一方何れかの吸入空気量検出手段が異常の
    時には正常状態にある吸入空気量検出手段のみの検出値
    から求めた仮燃料噴射量から実燃料噴射量を決定する実
    燃料噴射量設定手段とを備えたことを特徴とする２サイ
    クルエンジンの燃料噴射制御装置。
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