JP3069228B2 - 車両用火花点火式２サイクルエンジンの減速制御装置 - Google Patents

車両用火花点火式２サイクルエンジンの減速制御装置

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JP3069228B2 JP5321036A JP32103693A JP3069228B2 JP 3069228 B2 JP3069228 B2 JP 3069228B2 JP 5321036 A JP5321036 A JP 5321036A JP 32103693 A JP32103693 A JP 32103693A JP 3069228 B2 JP3069228 B2 JP 3069228B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも低負荷運転
時にてエンジンの運転に好ましい着火時期に燃焼室内の
新気を自己着火させることができる車両用火花点火式２
サイクルエンジンをエンジン急減速必要条件が成立した
場合に、活性熱雰囲気燃焼状態から通常燃焼状態に自動
的に切換えて急減速可能とした減速制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来技術】自動二輪車等に搭載される従来の車両用火
花点火式２サイクルエンジンにおいては、シリンダ孔の
内周面にピストンにより開閉される排気ポートおよび掃
気ポートを形成し、クランク室内で予圧された新気を掃
気ポートからシリンダ室内に供給するとともにシリンダ
室内の既燃ガスを排気ポートから排出し、シリンダ室内
で圧縮された新気を点火栓により着火させるようになっ
ており、アイドル運転時においても或る程度以上の新気
を気筒内に供給する必要上、吸気通路内の絞り弁を或る
絞り弁開度、具体的には全スロットル量の約10％以上開
放させなければならなかった。
【０００３】またこのような従来の火花点火式２サイク
ルエンジンでは、高速、高負荷運転域での出力および効
率を高い水準以上に設定すべく排気ポートを大きくする
と、低負荷運転域では、新気の吹抜けや燃焼不安定によ
り、排気ガス中の未燃炭化水素量が増大して、燃費が悪
化した。
【０００４】これを解消するために、エンジン回転数と
絞り弁開度とに応じた排気開口率に排気制御弁を駆動さ
せることにより、少なくとも低負荷運転領域において、
ピストンによる排気開口閉塞時の気筒内圧力を適正に制
御し、エンジンの運転に好ましい着火時期に燃焼室内の
新気を自己着火させることができる火花点火式２サイク
ルエンジンを開発して、本出願人は出願した（特願平 5
−187488号) 。このようにエンジンの運転に好ましい着
火時期を積極的に制御することにより活性熱雰囲気燃焼
を行なわせる燃焼を以下ＡＲ燃焼と称する。
【０００５】
【解決しようとする課題】ＡＲ燃焼可能な火花点火式２
サイクルエンジンにおいては、図６に図示されるよう
に、絞り弁開度θthを絞った低負荷運転域では、前サイ
クルの既燃ガスに含まれる熱エネルギーを充分に有効利
用して燃焼室内の新気を活性化し、完全燃焼に近い状態
でエンジンを運転することができるため、不整燃焼を伴
なう通常燃焼状態に比べて高い出力特性を有しており、
その結果、該エンジンを車両等に搭載した場合には、高
速・高負荷運転状態で運転している際に、絞り弁開度θ
thを大巾に絞っても、エンジンの急激な出力低下によ
る、いわゆるエンジンブレーキの効果が充分に期待でき
ないという不具合があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用効果】本発明
は、前記した難点を克服した花火点火式２サイクルエン
ジンの制御装置の改良に係り、少なくとも低負荷運転域
にてエンジンの運転に好ましい着火時期に燃焼室内の新
気を自己着火させることができる車両用火花点火式２サ
イクルエンジンにおいて、圧縮開始気筒内圧力を調整す
る圧縮開始気筒内圧力調整手段と、エンジン運転中にて
急減速必要条件を判別する急減速必要条件判別手段と、
該急減速必要条件判別手段からの出力信号によりエンジ
ンの運転に好ましい着火時期に活性熱雰囲気燃焼を行な
うＡＲ燃焼が不可能な気筒内圧力に前記圧縮開始気筒内
圧力調整手段を動作させる圧縮開始気筒内圧力制御手段
とを具備したことを特徴とするものである。
【０００７】本発明は前記したように構成されているの
で、或る車速以下で絞り弁開度θthを絞る、ブレーキを
かける、クラッチを切る、キルスイッチを切る、メイン
スイッチを切る、または制御信号にエラーが生じた場
合、もしくは異常信号（逆転等）が入力された場合に、
前記急減速必要条件判別手段がこれを判別して、前記圧
縮開始気筒内圧力制御手段に出力信号を発信し、該制御
手段によって前記圧縮開始気筒内圧力調整手段が動作
し、圧縮開始気筒内圧力がＡＲ燃焼不可能な気筒内圧力
に調整され、エンジンは出力の低い通常燃焼運転状態に
自動的に直ちに切換えられ、かくしてエンジンは急速に
減速される。
【０００８】また本発明は、少なくとも低負荷運転域に
てエンジンの運転に好ましい着火時期に燃焼室内の新気
を自己着火させることができる車両用火花点火式２サイ
クルエンジンにおいて、空燃比調整手段と、エンジン運
転中にて急減速必要条件を判別する急減速必要条件判別
手段と、該急減速必要条件判別手段からの出力信号によ
り理論空燃比より外れた空燃比に前記空燃比調整手段を
動作させる空燃比制御手段とを具備したことを特徴とす
るもので、このような構成により、前記したような急減
速を必要とする条件が成立した時に、空燃比調整手段が
動作し、燃焼室内の混合ガスがＡＲ燃焼不可能な空燃比
に調整され、エンジンは出力の低い通常燃焼運転状態に
自動的に直ちに切換えられ、この結果、エンジンは急速
に減速される。
【０００９】このように本発明においては、急減速を必
要とする状態になった場合には、ドライバーが何等の操
作を行なうことなく、ＡＲ燃焼を避けて通常燃焼でエン
ジンを運転させて、エンジンを急速に減速することがで
きるので、ドライバーは頗る容易にかつ適確に車両を運
転することができる。
【００１０】
【実 施 例】以下、図１ないし図４に図示された本発
明の一実施例について説明する。本発明の絞り弁制御装
置を備えた火花点火式２サイクルエンジン１は、図示さ
れない自動二輪車に搭載されるもので、該火花点火式２
サイクルエンジン１では、クランクケース２の上方にシ
リンダブロック３およびシリンダヘッド４が順次重ねら
れて相互に一体に結合されている。
【００１１】またシリンダブロック３に形成されたシリ
ンダ孔５にピストン６が上下に摺動自在に嵌装され、該
ピストン６とクランク８とは連接棒７によって相互に連
結されており、ピストン６の昇降に伴なってクランク８
が回転駆動されるようになっている。
【００１２】さらにクランクケース２内のクランク室９
に吸気通路10が接続され、該吸気通路10にバタフライ型
絞り弁12とリード弁13とが直列に介装され、該絞り弁12
とリード弁13との中間に燃焼噴射弁11が配設され、前記
絞り弁12は図示されないワイヤを介してスロットルグリ
ップに連結されており、スロットルグリップを一方向へ
捩ると、絞り弁12が開かれるようになっている。
【００１３】さらにまた吸気通路10はクランクケース２
にクランク室９に接続され、シリンダ孔５の内周面に掃
気ポート14と排気ポート15とが開口され、該掃気ポート
14は掃気通路16を介してクランク室９に連通されるとと
もに、排気ポート15は排気通路17に連通されている。
【００１４】またシリンダ孔５の上方の燃焼室18の凹部
は排気ポート15寄りにオフセットされ、該燃焼室18の凹
部に点火栓19が設けられており、燃焼噴射弁11から供給
された燃料と混合した新気は、上昇行程時で負圧となっ
たクランク室９内にリード弁13を介して吸入され、下降
行程時に圧縮されるとともに、掃気ポート14よりピスト
ン６が下降して掃気ポート14が開放された時に圧縮新気
が燃焼室18内に供給され、この圧縮新気の進入で燃焼室
18内の既燃ガスの一部は排気ポート15より排気通路17へ
排出され、ピストン６の上昇により掃気ポート14、次い
で排気ポート15が閉塞されると、燃焼室18内の混合気は
ピストン６の上昇でもって圧縮され、上死点近傍で点火
栓19による着火または前サイクルの残留ガスの熱エネル
ギーによる自己着火が行われるようになっている。
【００１５】さらに排気ポート15の近くには排気制御弁
20が設けられ、該排気制御弁20は、シリンダブロック３
に設けられた縦断面円弧状の凹部21と、該凹部21と略同
一の縦断面形状に形成された排気通路部材22との間に位
置した略同一間隔巾を有する間隙23に嵌装され、中心線
ｃを中心として上下に揺動自在に枢支されており、排気
制御弁20と一体の駆動軸24に、図２に図示の駆動レバー
25が一体に装着され、該駆動レバー25は駆動ケーブル26
を介して排気制御サーボモータ27のプーリ28に連結され
ており、該排気制御サーボモータ27でもって排気制御弁
20は上下に揺動駆動されて０から 100％の間の所要の排
気開口率θe に設定されうるようになっている。
【００１６】しかも排気制御弁20の水平横断面形状はコ
字状に形成され、その側面アーム部20ｂは排気通路17よ
り外方に位置した間隙部29に嵌装されており、排気ポー
ト15を閉塞する排気制御弁20の円弧状部20ａを除いた側
面アーム部20ｂは排気の流れに何等の悪影響を与えるこ
とがないようになっている。
【００１７】また火花点火式２サイクルエンジン１の要
部を図式的に示した図４において、手動操作された絞り
弁12の絞り弁開度θthは、ポテンシオメータ等からなる
絞り弁開度センサ30により検出され、排気制御弁ＣＰＵ
32に入力されるようになっている。
【００１８】さらにエンジン回転数センサ31により検出
されたエンジン回転数Ｎｅ、図示されない吸気圧力セン
サにより検出された吸気圧力Ｐi 、水温計により検出さ
れた冷却水温度ＴW 、指圧または光センサにより検出さ
れた指圧最大圧発生時期または着火時期もしくは圧縮開
始圧力ＰEC等も排気制御弁ＣＰＵ32に入力されるように
なっている。
【００１９】さらにまた排気制御弁ＣＰＵ32は、これら
各入力値により火花点火式２サイクルエンジン１の運転
状態を判断して各種の制御信号を発信するが、エンジン
回転数Ｎｅと絞り弁開度θthとに応じて排気開口率θｅ
を定めた図５の制御マップに従って動作し、該マップに
よる排気開口率θｅとなるような駆動信号Δθｅを排気
制御サーボモータ27に送信するようになっている。
【００２０】図５のマップにおける排気開口率θｅは、
気筒内充填ガスが火花点火式２サイクルエンジン１の運
転に最も好ましい着火時期に着火することができる値と
なっている。
【００２１】また車両の急減速を必要とする条件を判別
する急減速必要条件判別ＣＰＵ33は、絞り弁開度センサ
30からの検出信号の外に、車速センサ34、キルスイッチ
35、メインスイッチ36、ブレーキがかかったことを検出
するブレーキスイッチ37、クラッチが遮断されたことを
検出するクラッチスイッチ38、および変速操作位置が中
立に操作されたことを検出するギヤポジションスイッチ
39からの検出信号を受信し、急減速を必要とする条件が
成立した時に排気制御弁開度補正信号を排気制御弁ＣＰ
Ｕ32に送信するようになっている。
【００２２】さらに燃料噴射弁11には、燃料噴射制御Ｃ
ＰＵ40が付設され、該燃料噴射制御ＣＰＵ40は絞り弁開
度センサ30からの絞り弁開度および排気制御サーボモー
タ27に付設された排気開口率センサ41からの排気開口率
θｅおよび急減速必要条件判別ＣＰＵ33からの燃料噴射
量補正信号を受信し、燃料噴射弁11に適正な量の燃料を
噴射させるようになっている。
【００２３】図１ないし図４に図示の実施例は前記した
ように構成されているので、始動時では、クラッチは遮
断されるとともに変速操作位置は中立位置に設定され、
かつ車速も０であるので、急減速必要条件は成立してい
る結果、急減速必要条件判別ＣＰＵ33から排気制御弁Ｃ
ＰＵ32への排気制御弁開度補正信号は発信され、排気制
御弁20はＡＲ燃焼可能な排気開口率θｅより大きな排気
開口率θｅに設定され、燃焼室18内への新気の充分な供
給により、容易に始動される。
【００２４】そして、車両が走行し、絞り弁12の開度も
急激な変化のない状態で、低負荷運転を行なっている場
合には、急減速必要条件判別ＣＰＵ33では、急減速必要
条件が成立せず、排気制御弁ＣＰＵ32では、図５に図示
のマップに従った制御信号が発信され、排気制御弁20は
通常燃焼運転時の排気開口率θｅよりも小さな開度に絞
られ、燃焼室18内ではＡＲ燃焼が行なわれ、良好な燃費
で車両はさほど車速の低下を伴なわずに走行しうる。
【００２５】しかし、ドライバーが絞り弁12を急激に絞
ってエンジンブレーキをかけようとした場合や、急ブレ
ーキをかけようとした場合や、クラッチを遮断した場合
には、急減速必要条件が成立し、急減速必要条件判別Ｃ
ＰＵ33から排気制御弁ＣＰＵ32に排気制御弁開度補正信
号が発信され、その補正に基づいて開度が増加する方向
へ排気制御サーボモータ27が動作して、排気制御弁20が
開放されるので、燃焼室18内の充填ガスの自己着火が回
避されて、通常燃焼状態となり、火花点火式２サイクル
エンジン１の出力が大巾に低下し、かくして車両は急減
速される。
【００２６】またこれと同時に急減速必要条件判別ＣＰ
Ｕ33からの燃料噴射量補正信号により、燃料噴射制御Ｃ
ＰＵ40の制御信号により燃料噴射弁11の燃料噴射量が、
図７に図示されるように、理論空燃比から大きく離れる
方向へ増加または減少し、出力が大巾に低下し、急減速
する。
【００２７】このように図１ないし図４に図示の実施例
では、ドライバが火花点火式２サイクルエンジン１を急
減速しようと、各種操作すると、これを検知して、火花
点火式２サイクルエンジン１の燃焼室18の燃焼をＡＲ燃
焼させずに通常の燃焼をさせることができ、火花点火式
２サイクルエンジン１の出力を大巾に低下させることが
できるので、良好な制動性能で車両の減速を頗る容易に
かつ確実に遂行することができる。
【００２８】火花点火式２サイクルエンジン１の制御系
で制御信号にエラーが発生した場合に、急減速必要条件
判別ＣＰＵ33にこのエラー検出信号を送信するようにす
れば、車両はより安全に走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の減速制御装置を備えた火花点火式２サ
イクルエンジンのシリンダ部分を縦断して示した縦断側
面図である。
【図２】図１と同じ側の側面を示すシリンダ部分の側面
図である。
【図３】図１のIII −III 線に沿って截断した横断平面
図である。
【図４】本発明の車両用火花点火式２サイクルエンジン
の減速制御装置の一実施例を図示した概略図である。
【図５】制御マップを示した図面である。
【図６】ＡＲ燃焼と通常燃焼とにおける前記火花点火式
２サイクルエンジンの絞り弁開度θthと出力との関係を
図示した特性図である。
【図７】空燃比を変えた場合の出力発生範囲が変る状態
を図示した特性図である。
【符号の説明】
１…火花点火式２サイクルエンジン、２…クランクケー
ス、３…シリンダブロック、４…シリンダヘッド、５…
シリンダ孔、６…ピストン、７…連接棒、８…クラン
ク、９…クランク室、10…吸気通路、11…燃料噴射弁、
12…絞り弁、13…リード弁、14…掃気ポート、15…排気
ぽーと、16…掃気通路、17…排気通路、18…燃焼室、19
…点火栓、20…排気制御弁、21…凹部、22…排気通路部
材、23…間隙、24…駆動軸、25…駆動レバー、26…駆動
ケーブル、27…排気制御サーボモータ、28…プーリ、29
…間隙部、30…絞り弁開度センサ、31…エンジン回転数
センサ、32…排気制御弁ＣＰＵ、33…急減速必要条件判
別ＣＰＵ、34…車速センサ、35…キルスイッチ、36…メ
インスイッチ、37…ブレーキスイッチ、38…クラッチス
イッチ、39…ギヤポジションスイッチ、40…燃料噴射制
御ＣＰＵ、41…排気開口率センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/12 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/12 ３０５ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｆ (72)発明者 小薮 健 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平１−240727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−189314（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−11218（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−139030（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−61428（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−18332（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 11/00 F02B 25/20 F02D 9/04 F02D 13/02 F02D 41/02 351 F02D 41/12 305 F02D 45/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも低負荷運転域にてエンジンの
    運転に好ましい着火時期に燃焼室内の新気を自己着火さ
    せることができる車両用火花点火式２サイクルエンジン
    において、圧縮開始気筒内圧力を調整する圧縮開始気筒
    内圧力調整手段と、エンジン運転中にて急減速必要条件
    を判別する急減速必要条件判別手段と、該急減速必要条
    件判別手段からの出力信号によりエンジンの運転に好ま
    しい着火時期に活性熱雰囲気燃焼を行なうＡＲ燃焼が不
    可能な気筒内圧力に前記圧縮開始気筒内圧力調整手段を
    動作させる圧縮開始気筒内圧力制御手段とを具備したこ
    とを特徴とする車両用火花点火式２サイクルエンジンの
    減速制御装置。
  2. 【請求項２】 少なくとも低負荷運転域にてエンジンの
    運転に好ましい着火時期に燃焼室内の新気を自己着火さ
    せることができる車両用火花点火式２サイクルエンジン
    において、空燃比調整手段と、エンジン運転中にて急減
    速必要条件を判別する急減速必要条件判別手段と、該急
    減速必要条件判別手段からの出力信号により理論空燃比
    より外れた空燃比に前記空燃比調整手段を動作させる空
    燃比制御手段とを具備したことを特徴とする車両用火花
    点火式２サイクルエンジンの減速制御装置。
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