JP3119363B2 - 燃料噴射式2サイクルエンジン - Google Patents

燃料噴射式2サイクルエンジン

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JP3119363B2 JP02115796A JP11579690A JP3119363B2 JP 3119363 B2 JP3119363 B2 JP 3119363B2 JP 02115796 A JP02115796 A JP 02115796A JP 11579690 A JP11579690 A JP 11579690A JP 3119363 B2 JP3119363 B2 JP 3119363B2
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    • F02B75/02Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
    • F02B2075/022Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke having less than six strokes per cycle
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • 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、クランク室内圧の変動から吸気量を検出し
て燃料噴射量を決定するようにしたクランク室予圧式の
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) クランク室内圧の変動から吸気量を求め、燃料噴射量
を決定するようにしたクランク室予圧式2サイクルエン
ジンの燃料噴射装置を、本願の出願人は既に提案した
(特願昭58−98632号、同59−5875号等参照)。ここに
これら既提案のものではクランク室の圧力を検出する圧
力センサをクランクケースに直接固定したり、車体ボデ
ー側に固定してクランク室を導圧管で連通させたもので
あった。前者のように圧力センサをクランクケースなど
エンジンに直接固定する場合には、圧力センサがエンジ
ンの温度変化の影響を大きく受け、圧力検出の精度が低
下するという問題があった。特に圧力センサとして、ク
ランク室に臨むステンレス薄板で閉空間を画成し、この
閉空間にシリコンオイルを充填し、このオイルによって
クランク室内圧の変化を半導体センサに伝えるように構
成したシールダイヤフラム型、あるいはメタルダイヤフ
ラム・シリコンオイル封入型と呼ばれる構造の圧力セン
サを用いる場合には、温度変化による検出値の変動が大
きくなるのでこのエンジン温度の影響を一層大きく受け
る。このため例えばエンジン始動時の噴射量の誤差が大
きくなり、始動不良となったりアイドリングが不安定に
なるという問題があった。
また車体ボデー側に圧力検出センサを取付け、クラン
ク室と導圧管で連通させた場合には、この導圧管内に潤
滑油が入るばかりでなく、この導圧管内の容積のために
応答性が悪くなり、やはり高精度な圧力検出ができない
という問題があった。
(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、
シールダイヤフラム型あるいはメタルダイヤフラム・シ
リコンオイル封入型の圧力センサにより検出したクラン
ク室内圧に基づいて燃料噴射量を制御する場合に、エン
ジンの温度変化の影響を受けにくくし、クランク室内圧
の検出精度を高めることにより始動不良やアイドリング
の不安定化を防止できるようにした燃料噴射式2サイク
ルエンジンを提供することを目的とする。
(発明の構成) 本発明によればこの目的は、クランク室内圧から吸気
量を検出して燃料噴射量を決定する燃料噴射式2サイク
ルエンジンにおいて、クランクケースに断熱材を介して
取り付けられ前記クランク室内に臨むステンレス薄板で
画成された閉空間に充填したシリコンオイルを介してク
ランク室内圧の変動を直接半導体圧力センサに伝え検出
する圧力センサと、この圧力センサを加熱するヒータ
と、少なくともエンジンの冷間始動時に前記圧力センサ
の温度を前記圧力センサの出力電圧の変差が小さくなる
温度範囲になるように略一定温度に制御する温度制御装
置とを備えることを特徴とする燃料噴射式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図は圧
力センサ取付部付近の断面図、第3図は圧力センサを示
す図、第4図は制御回路図である。
第1、2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26
b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、結局弁体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37
が装着され、この排気制御弁37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、サーボモータによって制御さ
れる。
38は掃気ポートであり、この掃気ポート38は掃気通路
40によってクランク室24に連通している。
42は燃料タンク、44は燃料中のごみを除去するための
ストレーナ、46は電動式燃料ポンプである。48は電磁式
燃料噴射弁であり、この噴射弁48へは燃料ポンプ46より
圧送された燃料が供給される。50は圧力調整器であっ
て、燃料ポンプ46より噴射弁48へ圧送される燃料圧を一
定に保つ。すなわち燃料ポンプ46より噴射弁48へ供給さ
れる燃料圧が所定圧以上になると、圧力調整器50が開き
燃料の一部をパイプ52を介して燃料タンク42へ環流させ
る。
56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56は、第3図に示すよ
うに、クランク室24に臨むステンレス薄板156aにより閉
空間156bを画成し、この閉空間156b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156c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
フラム・シリコンオイル封入型と呼ばれるものである。
この圧力センサ56にはニクロム線あるいはセラミック
ヒータなどからなるヒータ156dが巻き付けられている。
また圧力センサ56内には正特性サーミスタなどの温度セ
ンサ156eが埋設されている。ヒータ156dは第4図に示す
温度制御装置156fにより制御され、圧力センサ56をほぼ
一定の設定温度に保つ。
この第4図において、156gは電池、156hはNPNトラン
ジスタであり、これらとヒータ156dとが直列閉回路を形
成する。156iと156jとは電池電圧を分圧してトランジス
タ156hのベース電圧を得るための分圧抵抗である。抵抗
156iには温度センサ156eが並列接続されている。
従って圧力センサ56の温度が上昇すると温度センサ15
6eの抵抗が増加してトランジスタ156hのベース電圧が下
がる。このためヒータ156dの電流が減少し、圧力センサ
56の温度がほぼ一定に保たれる。
各圧力センサ56は第2図に示すように、その圧力を検
出するステンレス薄板156aがクランクケース18の各気筒
のクランク室24、24に臨むように断熱材56aを介して取
付けられている。すなわちこの圧力センサ56は、ホルダ
56bに螺入されロックナット56cで固定された後、このホ
ルダ56bを断熱材56aを挟んでクランクケース18にボルト
56dで固定される。ここにボルト56dの座金56eも断熱材
で作られている。この結果圧力センサ56はクランクケー
ス18からは熱的に遮断された状態となる。
この圧力センサ56は、ステンレス薄板156aの変位をシ
リコンオイル156bを介して半導体圧力センサ156cに伝え
ることによりクランク室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。58はスロットル弁開度Θ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Θを検出するものである。
60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60は、運転条件に応じた燃料噴射量Mを予
めメモリに記憶しておき、圧力検出器56が出力する圧力
信号pとクランク軸20の回転速度Nとを用いて運転状態
に最適な燃料噴射量Mをメモリのデータを用いて演算す
るものである。そしてこの噴射量Mに対応する噴射時間
幅を示す噴射信号Iをクランク軸20の回転角度θに同期
して噴射弁48に送る。噴射弁48の電磁ソレノイドはこの
信号Iにより所定の時間幅だけ所定のタイミングに開
き、噴射量Mの燃料を噴射するものである。
ここに制御装置60は、スロットルボデー26に設けた温
度センサ74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76で求めた機関温度Tb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48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56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。制御装置60は、この時の運転状況に応じた噴
射量Mをメモリのデータを用いて求め、燃料噴射弁48か
らこの噴射量Mの燃料を噴射させる。
第5図は圧力センサ56の温度特性図であり、横軸に温
度を等間隔目盛で付したものである。この図は温度tの
変化に対する出力電圧Vの変化ΔVを、多数の製品に対
して求めたものである。このように出力電圧Vのバラツ
キは低温時(t0〜t1)において拡大し、高温時(t2
t3)に小さくなっている。またこの図5から明らかなよ
うに、出力電圧Vの偏差ΔVは中間温度(t1〜t2)にお
いて小さくなっている。本発明によればピーク156dが圧
力センサ56の温度を出力電圧の偏差ΔVが小さくなる温
度範囲(t1〜t2)になるように制御する。すなわち圧力
センサ56の温度が低ければ温度センサ156eの抵抗が小さ
くなりベース電圧が上昇してヒータ156dの電流が増加す
る。反対に温度が高くなれば温度センサ156eの抵抗が増
大してヒータ電流が減少する。この結果圧力センサ56は
抵抗156i、j等で設定される温度に保たれる。このため
エンジン冷間時においても高精度な検出が可能になり、
始動不良やアイドル不安定などの不都合が解消される。
この実施例はヒータ156dを圧力センサ56のケースに巻
き付けたものであるが、ヒータはこのケース内に収納す
るものであってもよい。またヒータはトランジスタなど
で制御することなくほぼ一定電流を供給するものであっ
てもよい。
(発明の効果) 請求項(1)の発明は以上のように、クランク室内に
臨むステンレス薄板で画成された閉空間に充填したシリ
コンオイルを介してクランク室内圧の変動を直接半導体
圧力センサに伝え検出するようにした圧力センサを用い
る場合に、圧力センサにヒータを設けて圧力センサを加
熱し、特にシリコンオイルを加熱してこの圧力センサの
温度をその出力電圧の偏差ΔVが小さくなる温度範囲に
なるように略一定温度に制御するものであるから、特に
冷間時において、エンジン温度変化の影響によるクラン
ク室内圧の変動の検出精度の低下を防ぐことができる。
このためエンジン始動時やアイドリング時などにおける
燃料噴射量の誤差を少なくして運転を安定化することが
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図は圧力
センサ取付部付近の断面図、第3図は圧力センサの断面
図、第4図は温度制御装置の回路図、第5図は圧力セン
サの温度特性図である。 10……エンジン、18……クランクケース、 24……クランク室、56……圧力センサ、 56a……断熱材、156a……ステンレス薄板、 156b……閉空間、156c……半導体圧力センサ、 156d……ヒータ、156e……温度センサ、 156f……温度制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−76431(JP,A) 特開 昭61−175537(JP,A) 特開 昭59−5875(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02B 77/08 F02D 41/02,45/00 F02M 69/10 G01L 9/00 - 9/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クランク室内圧から吸気量を検出して燃料
    噴射量を決定する燃料噴射式2サイクルエンジンにおい
    て、 クランクケースに断熱材を介して取り付けられ前記クラ
    ンク室内に臨むステンレス薄板で画成された閉空間に充
    填したシリコンオイルを介してクランク室内圧の変動を
    直接半導体圧力センサに伝え検出する圧力センサと、こ
    の圧力センサを加熱するヒータと、少なくともエンジン
    の冷間始動時に前記圧力センサの温度を前記圧力センサ
    の出力電圧の変差が小さくなる温度範囲になるように略
    一定温度に制御する温度制御装置とを備えることを特徴
    とする燃料噴射式2サイクルエンジン。
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