JP2947421B2 - ２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、気筒内に燃料を直接噴射する主燃料噴射
弁，及びクランク室に連通する吸気通路に燃料を噴射供
給する副燃料噴射弁を備え、上記主燃料噴射弁のみによ
る単独噴射と主，副燃料噴射弁の両方による重複噴射と
をエンジン運転状態に応じて切り換えるようにした２サ
イクルエンジンの燃料噴射制御装置に関し、特に上記単
独噴射から重複噴射に、又は重複噴射から単独噴射に切
り換える場合のハンチングを防止するためのヒステリシ
スを自由に設定できるようにした制御装置に関する。

〔従来の技術〕

気筒内に燃料を直接噴射するようにした筒内噴射式２
サイクルエンジンは、排気ガス浄化対策，燃費率，及び
出力の向上、等において有利であり、この点から最近注
目されている。また、この種のエンジンでは、高速回
転，高負荷時等の所定運転領域において燃料不足を生じ
る場合があり、この点を改善するために、上記気筒内に
燃料を直接噴射する主燃料噴射弁に加えて、クランク室
に連通する吸気通路に所定運転領域において燃料を噴射
供給する副燃料噴射弁を備えたものがある。このような
主，副燃料噴射弁を備えたエンジンでは、エンジン回転
数及び吸入空気量に応じて燃料噴射量を設定し、この設
定された量の燃料をエンジンの運転状態に応じて上記主
燃料噴射弁のみによる単独噴射と、両方の噴射弁による
重複噴射とに切り換えて噴射するようにしている。

ところで、上記単独噴射，重複噴射にそれぞれ切り換
える場合、この切り換えポイントにおいてハンチングを
防止する必要があり、そのために従来、第８図に示すよ
うに、単独噴射から重複噴射に切り換えるポイントａと
重複噴射から単独噴射に切り換えるポイントｂとの間に
幅、つまりヒシテリシスを持たせるようにしている。こ
のヒシテリシスは、例えばエンジン回転数，あるいは吸
入空気量をパラメータとするある条件式によって計算す
るのが一般的である。上記ヒステリシスを持たせたこと
により、エンジン回転数がR1を越えた時点で単独噴射か
ら重複噴射に切り換わるが、この回転より若干低下して
も直ちに単独噴射に切り換わることはなく、また逆にエ
ンジン回転数がR2より低下した時点で重複噴射から単独
噴射に切り換わるが、この回転より若干上昇しても直ち
に重複噴射に切り換わることはない。従ってハンチング
を防止できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上記従来の燃料噴射制御装置を備えた２
サイクルエンジンでは、ヒステリシスを計算式によって
持たせたていることから、このヒシテリシスをエンジン
の運転状態に自由に対応させようとしても上記計算式が
極度に複雑になることから困難であり、結局ヒステリシ
スの特性，大きさの設定上の自由度が低いという問題点
がある。

本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、
単独噴射，重複噴射の一方から他方に切り換える場合の
ヒステリシスを自由に設定できる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、気筒内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁
と、クランク室に連通する吸気通路に燃料を噴射する副
燃料噴射弁とを備え、エンジン回転数及び吸入空気量に
応じた燃料噴射量を設定するとともに、燃料を上記主燃
料噴射弁のみにより噴射する単独噴射又は主，副燃料噴
射弁の両方により噴射する重複噴射にエンジンの運転状
態に応じて切り換えるようにした２サイクルエンジンの
燃料噴射制御装置において、上記単独噴射射から重複噴
射に切り換える場合の燃料噴射量を設定する主燃料噴射
弁用，副燃料噴射弁用上がりマップと、重複噴射から単
独噴射に切り換える場合の燃料噴射量を設定する主燃料
噴射弁用，副燃料噴射弁用下がりマップとを備え、上記
主燃料噴射弁用上がりマップ，下がりマップ、副燃料噴
射弁用上がりマップ，下がりマップは、それぞれ燃料噴
射量マップ値が同一の領域と異なる領域とを有し、該異
なる領域の両マップ値の差によってヒステリシスを持た
せたことを特徴としている。

〔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、単独噴射から重複噴射に切り換える場合の上
がりマップと、重複噴射から単独噴射に切り換える場合
の下がりマップとを使用し、この両マップ値によってヒ
ステリシスを構成したので、エンジンの運転状態が低速
領域側から高速領域側に移行する場合は上がりマップに
基づいて単独噴射から重複噴射に切り換わるポイントに
おける燃料噴射量を設定し、高速領域側から低速領域側
に下がる場合は下がりマップに基づいて切り換えポイン
トにおける燃料噴射量を設定することとなる。この上が
りマップ，下がりマップのマップ値間にはヒステリシス
を持たせてあることから、例えばエンジン回転数が上昇
して重複噴射に切り換わった場合に多少エンジン回転数
が低下しても直ちに単独噴射に切り換わることはない。
また逆に重複噴射から単独噴射に切り換わった場合に多
少エンジン回転数が上昇しても、直ちに重複噴射に切り
換わることはなく、ハンチングを防止できる。

そして本発明では、上がりマップと下がりマップとを
マップ値が同一の領域と異なる領域とを有するものと
し、マップ値の異なる領域のマップ値同士の差でもって
ヒステリシスを持たせるようにしたので、上記ヒステリ
シスの特性，大きさを上記上がり，下がりマップのマッ
プ値を適宜選定することによって任意に設定でき、エン
ジン回転数，吸入空気量等に対応した任意のヒステリシ
スを得ることができる。

〔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。

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、上記地方の駆動ギヤ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12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噴射時期，噴射量を制
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、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
の検出値を読み込むとともに、上記スロットル開度セン
サ54からの検出値，及びエンジン回転数を読み込み、こ
れらのデータに対応した燃料噴射量及び噴射時期をマッ
プ演算し、燃料噴射を通常は主燃料噴射弁11のみによる
単独噴射で行い、高速回転・高負荷領域の場合は、主，
副燃料噴射弁11,16の両方による重複噴射に切り換えて
行うよう構成されている。

そして、本実施例のコントローラ50は、第２図及び第
３図に示すように、単独噴射から重複噴射に切り換える
場合の燃料噴射量を設定する上がりマップと、上記重複
噴射から単独噴射に切り換える場合の下がりマップとを
内蔵している。上記上がりマップ，下がりマップはそれ
ぞれ主燃料噴射用と副燃料噴射用とからなり、各マップ
にはエンジン回転数及びスロットル開度センサ54,ある
いはクランク室圧センサ53からの吸入空気量に応じた燃
料噴射量を設定するマップ値（A,B）が表示されてい
る。

また、上記各上がりマップには、上記エンジンの運転
状態に応じて単独噴射から重複噴射に切り換える切り換
えポイントPaが、また各下がりマップには重複噴射から
単独噴射に切り換える切り換えポイントPbがそれぞれ設
定されており、各ポイントPa,Pb間のずれがヒステリシ
スとなっている。

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、エンジン回転数及び吸入空
気量に対応した燃料噴射量を演算し、該演算された量の
燃料を主燃料噴射弁11のみによる単独噴射により、又は
主，副燃料噴射弁11,16の両方による重複噴射によって
噴射する。この場合、エンジン運転状態が低速側から高
速側に移行する場合の燃料噴射量は上がりマップで設定
し、高速側から低速側に移行する場合の燃料噴射量は下
がりマップで設定する。例えばエンジン運転状態が上昇
過程にある場合は、切り換えポイントPaまでは主燃料噴
射弁11のみによる単独噴射を行い、この切り換えポイン
トPaを越えると副燃料噴射弁16を加えた重複噴射に切り
換えられる（第２図（ａ），第３図（ａ）参照）。そし
て一旦切り換えポイントPaを越えた後、エンジン運転状
態が下降過程に変化すると、今度は下がりマップから
主，副燃料噴射弁11,16への燃料噴射量を読み取ること
となり、切り換えポイントPbより低速側になってはじめ
て単独噴射に切り換えられ、PaとPbとの間に下降しても
直ちに単独噴射に切り換わることはない（第２図
（ｂ），第３図（ｂ）参照）。

ここで第４図、第５図はエンジン回転数−燃料噴射量
特性曲線において、上記切り換えポイントを表示したも
のである。第４図は、スロットル開度を低，中，高開度
とした場合の切り換えポイントを示しており、高開度に
なるほど低速領域で切り換えている。第５図は主，副燃
料噴射弁からの噴射量の割合を変化させた場合を示して
おり、第５図（ａ）では副燃料噴射弁からの吸気管噴射
の割合を高速側ほど大きくすることにより高出力化を図
るようにしている。第５図（ｂ）では、筒内噴射量につ
いては主燃料噴射弁の高温化を防止できる最小量を確保
し、残りを吸気管噴射とすることによって高出力化を図
るようにしている。一方、第５図（ｃ）では吸気管噴射
量を最小とし、残りを筒内噴射とすることによって排気
ガスの浄化をより優先させている。

このように本実施例によれば、単独噴射から重複噴射
に切り換える場合の燃料噴射量を設定する上がりマップ
と、重複噴射から単独噴射に切り換える場合の燃料噴射
量を設定する下がりマップとを独立して備え、この両マ
ップ値の差によってヒステリシスを持たせたので、上記
各マップ値を適宜選定することによってヒステリシスの
特性，大きさを自由に設定でき、エンジン回転数，吸入
空気量に対応できる。

なお、上記実施例では第２図，第３図に示すように、
切り換えポイントPa,Pbが直線をなし、かつヒステリシ
ス幅が一定の場合を説明したが、第６図に示すように切
り換えポイントPa′,Pb′を曲線にすることもでき、ま
た第７図に示すように切り換えポイントPa″,Pb″をヒ
ステリシスの幅がエンジン回転数，吸入空気量に応じて
変化するように設定することもできる。この第７図の例
ではヒステリシス幅をエンジン回転数，吸入空気量に対
して同一％となるように設定しており、エンジン回転数
が高いほど、また吸入空気量が多いほどマップ値自体を
粗く設定しており、ヒステリシス幅が大きくなってい
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
噴射装置によれば、単独噴射から重複噴射に切り換える
場合の上がりマップと、重複噴射から単独噴射に切り換
える場合の下がりマップとを備え、該上がりマップと下
がりマップを、マップ値が同一の領域と異なる領域とを
有するものとし、異なる領域におけるマップ値同士の差
によってヒステリシスを持たせたので、ヒステリシスの
特性，大きさ等をエンジン回転数，吸入空気量に対応し
て自由に設定できる効果がある。

【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２サイクルエンジンの概略構成図、第
２図（ａ），第２図（ｂ）はそれぞれ主燃料噴射弁への
燃料噴射量を設定する上がりマップ図，下がりマップ
図、第３図（ａ），第３図（ｂ）はそれぞれ副燃料噴射
弁への燃料噴射量を設定する上がりマップ図，下がりマ
ップ図、第４図，第５図（ａ）ないし（ｃ）はエンジン
回転数と燃料噴射量との関係を示す特性図、第６図，第
７図はヒステリシス特性の変形例を示す図、第８図は従
来のヒステリシス特性を示す図である。 図において、１は２サイクルエンジン、2aはクランク
室、11は主燃料噴射弁、12は吸気通路、16は副燃料噴射
弁である。

───────────────────────────────────────────────────── 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 45/00 312 F02D 45/00 376

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気筒内に燃料を直接噴射する主燃料噴射弁
   と、クランク室に連通する吸気通路に燃料を噴射する副
   燃料噴射弁とを備え、エンジン回転数及び吸入空気量に
   応じた燃料噴射量を設定するとともに、燃料を上記主燃
   料噴射弁のみにより噴射する単独噴射又は主，副燃料噴
   射弁の両方により噴射する重複噴射にエンジンの運転状
   態に応じて切り換えるようにした２サイクルエンジンの
   燃料噴射制御装置において、上記単独噴射射から重複噴
   射に切り換える場合の燃料噴射量を設定する主燃料噴射
   弁用，副燃料噴射弁用上がりマップと、重複噴射から単
   独噴射に切り換える場合の燃料噴射量を設定する主燃料
   噴射弁用，副燃料噴射弁用下がりマップとを備え、上記
   主燃料噴射弁用上がりマップ，下がりマップ、副燃料噴
   射弁用上がりマップ，下がりマップは、それぞれ燃料噴
   射量マップ値が同一の領域と異なる領域とを有し、該異
   なる領域の両マップ値の差によってヒステリシスを持た
   せ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。