JP3195147B2 - 火花点火式２サイクルエンジンの絞り弁制御装置 - Google Patents
火花点火式２サイクルエンジンの絞り弁制御装置Info
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
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- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも低負荷運転
時にて圧縮開始圧力を適正に制御することにより燃焼室
内の新気を自己着火させて活性熱雰囲気燃焼を行なわせ
るＡＲ燃焼可能な火花点火式２サイクルエンジンを、通
常の燃焼状態とＡＲ燃焼状態とに容易に切換ることがで
きる絞り弁制御装置に関するものである。
時にて圧縮開始圧力を適正に制御することにより燃焼室
内の新気を自己着火させて活性熱雰囲気燃焼を行なわせ
るＡＲ燃焼可能な火花点火式２サイクルエンジンを、通
常の燃焼状態とＡＲ燃焼状態とに容易に切換ることがで
きる絞り弁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、具体的には全開時の約10％以上開放させな
ければならなかった。
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、具体的には全開時の約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。
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、低負荷運転域にお
いて、排気ポートまたは排気通路を運転状態に対応して
適正に絞り、前サイクルの既燃ガスに含まれる熱エネル
ギーによって燃焼室内の新気を活性化し、エンジンの運
転に好ましいタイミングで自己着火させることにより、
ＡＲ燃焼させた火花点火式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) 。
いて、排気ポートまたは排気通路を運転状態に対応して
適正に絞り、前サイクルの既燃ガスに含まれる熱エネル
ギーによって燃焼室内の新気を活性化し、エンジンの運
転に好ましいタイミングで自己着火させることにより、
ＡＲ燃焼させた火花点火式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) 。
【０００５】
【解決しようとする課題】低負荷運転域でＡＲ燃焼させ
るようにした火花点火式２サイクルエンジンにおいて、
従来の火花点火式２サイクルエンジンの絞り弁制御機構
を適用しようとすると、絞り弁操作部材に何等の操作力
を加えない状態では、絞り弁の開度をＡＲ燃焼に適合し
た開度迄減少させることができなかった。
るようにした火花点火式２サイクルエンジンにおいて、
従来の火花点火式２サイクルエンジンの絞り弁制御機構
を適用しようとすると、絞り弁操作部材に何等の操作力
を加えない状態では、絞り弁の開度をＡＲ燃焼に適合し
た開度迄減少させることができなかった。
【０００６】また絞り弁操作部材に何等の操作力を加え
ない位置で絞り弁をＡＲ燃焼に適合した開度に設定する
と、通常の火花点火によるアイドル運転状態では、絞り
弁操作部材に操作力を加えて絞り弁を所要の開度に保持
しなければならず、絞り弁操作部材を放置した状態でア
イドル運転させることができなかった。
ない位置で絞り弁をＡＲ燃焼に適合した開度に設定する
と、通常の火花点火によるアイドル運転状態では、絞り
弁操作部材に操作力を加えて絞り弁を所要の開度に保持
しなければならず、絞り弁操作部材を放置した状態でア
イドル運転させることができなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用効果】本発明は
このような難点を克服したＡＲ燃焼可能な火花点火式２
サイクルエンジンの絞り弁制御装置の改良に係り、少な
くとも低負荷運転域にて圧縮開始圧力を適正に制御する
ことにより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て活性熱雰囲気燃焼を行なわせ
るＡＲ燃焼可能な火花点火式２サイクルエンジンにおい
て、吸気通路中に配設された絞り弁と、該絞り弁を手動
により操作できる絞り弁操作部材と、該絞り弁操作部材
の操作量に対して前記絞り弁の開度を多段階に切換える
絞り弁切換手段と、火花点火による通常の燃焼でもって
エンジンを運転させる状態と制御された着火時期に自己
着火させるＡＲ燃焼でもってエンジンを運転させる状態
とを判別しＡＲ燃焼判別時における前記絞り弁操作部材
による前記絞り弁の開度の下限値を通常燃焼判別時の該
絞り弁開度の下限値に比べて小さくするように前記絞り
弁切換手段を動作させる絞り弁開度切換制御手段とを備
えたことを特徴とするものである。
このような難点を克服したＡＲ燃焼可能な火花点火式２
サイクルエンジンの絞り弁制御装置の改良に係り、少な
くとも低負荷運転域にて圧縮開始圧力を適正に制御する
ことにより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て活性熱雰囲気燃焼を行なわせ
るＡＲ燃焼可能な火花点火式２サイクルエンジンにおい
て、吸気通路中に配設された絞り弁と、該絞り弁を手動
により操作できる絞り弁操作部材と、該絞り弁操作部材
の操作量に対して前記絞り弁の開度を多段階に切換える
絞り弁切換手段と、火花点火による通常の燃焼でもって
エンジンを運転させる状態と制御された着火時期に自己
着火させるＡＲ燃焼でもってエンジンを運転させる状態
とを判別しＡＲ燃焼判別時における前記絞り弁操作部材
による前記絞り弁の開度の下限値を通常燃焼判別時の該
絞り弁開度の下限値に比べて小さくするように前記絞り
弁切換手段を動作させる絞り弁開度切換制御手段とを備
えたことを特徴とするものである。
【０００８】本発明は前記したように構成されるので、
エンジン回転速度、絞り弁操作部材の操作位置、操作方
向、クラッチ断続位置、変速機の操作位置等の情報に基
づき、火花点火による通常燃焼運転または自己着火によ
るＡＲ燃焼運転かの判別がなされ、通常燃焼運転に判別
された場合には、前記絞り弁操作部材による前記絞り弁
の開度の下限値が大きく設定され、該絞り弁操作部材に
何等の操作力を加えなくてもアイドル運転状態が保持さ
れ、またＡＲ燃焼運転に判別された場合には、前記絞り
弁操作部材による前記絞り弁の開度の下限値が小さく設
定され、該絞り弁操作部材による前記絞り弁の開度が小
さくなって、ＡＲ燃焼運転が低い負荷領域迄も実行可能
となる。
エンジン回転速度、絞り弁操作部材の操作位置、操作方
向、クラッチ断続位置、変速機の操作位置等の情報に基
づき、火花点火による通常燃焼運転または自己着火によ
るＡＲ燃焼運転かの判別がなされ、通常燃焼運転に判別
された場合には、前記絞り弁操作部材による前記絞り弁
の開度の下限値が大きく設定され、該絞り弁操作部材に
何等の操作力を加えなくてもアイドル運転状態が保持さ
れ、またＡＲ燃焼運転に判別された場合には、前記絞り
弁操作部材による前記絞り弁の開度の下限値が小さく設
定され、該絞り弁操作部材による前記絞り弁の開度が小
さくなって、ＡＲ燃焼運転が低い負荷領域迄も実行可能
となる。
【０００９】このように本発明においては、運転者が通
常燃焼運転を行なうべきかまたはＡＲ燃焼運転を行なう
べきかを判断することを必要とせずに、前記絞り弁操作
部材を操作するだけで、最適の運転状態で火花点火式２
サイクルエンジンを頗る容易に運転制御することができ
る。
常燃焼運転を行なうべきかまたはＡＲ燃焼運転を行なう
べきかを判断することを必要とせずに、前記絞り弁操作
部材を操作するだけで、最適の運転状態で火花点火式２
サイクルエンジンを頗る容易に運転制御することができ
る。
【００１０】また本発明は、少なくとも低負荷運転域に
て圧縮開始圧力を適正に制御することによりエンジンの
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
せて活性熱雰囲気燃焼を行なわせるＡＲ燃焼可能な火花
点火式２サイクルエンジンにおいて、吸気通路中に配設
された絞り弁と、該絞り弁を手動により操作できる絞り
弁操作部材と、前記絞り弁を所定の開度以下に閉塞でき
ないように選択的に制限する絞り弁閉方向制限手段と、
火花点火による通常の燃焼でもってエンジンを運転させ
る状態と制御された着火時期に自己着火させるＡＲ燃焼
でもってエンジンを運転させる状態とを判別し、通常燃
焼判別時において前記絞り弁閉方向制限手段を動作させ
て所定開度以下に閉塞できないよう制御させるとともに
ＡＲ燃焼判別時において前記絞り弁閉方向制限手段を非
動作にさせて前記所定開度以下に閉塞させることができ
るように制御する絞り弁開度制限制御手段とを備えたこ
とを特徴とするものであり、このような構成により専用
アイドリング吸気通路を形成する必要がないので、構造
が簡単となってコストダウンが可能となり、しかも通常
燃焼とＡＲ燃焼との切換時に、混合気量や空燃比が略一
定に保持され、不整燃焼や失火が発生する惧れがなく、
安定した運転状態を維持することができる。
て圧縮開始圧力を適正に制御することによりエンジンの
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
せて活性熱雰囲気燃焼を行なわせるＡＲ燃焼可能な火花
点火式２サイクルエンジンにおいて、吸気通路中に配設
された絞り弁と、該絞り弁を手動により操作できる絞り
弁操作部材と、前記絞り弁を所定の開度以下に閉塞でき
ないように選択的に制限する絞り弁閉方向制限手段と、
火花点火による通常の燃焼でもってエンジンを運転させ
る状態と制御された着火時期に自己着火させるＡＲ燃焼
でもってエンジンを運転させる状態とを判別し、通常燃
焼判別時において前記絞り弁閉方向制限手段を動作させ
て所定開度以下に閉塞できないよう制御させるとともに
ＡＲ燃焼判別時において前記絞り弁閉方向制限手段を非
動作にさせて前記所定開度以下に閉塞させることができ
るように制御する絞り弁開度制限制御手段とを備えたこ
とを特徴とするものであり、このような構成により専用
アイドリング吸気通路を形成する必要がないので、構造
が簡単となってコストダウンが可能となり、しかも通常
燃焼とＡＲ燃焼との切換時に、混合気量や空燃比が略一
定に保持され、不整燃焼や失火が発生する惧れがなく、
安定した運転状態を維持することができる。
【００１１】さらに本発明は、少なくとも低負荷運転域
にて圧縮開始圧力を適正に制御することによりエンジン
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
させて活性熱雰囲気燃焼を行なわせるＡＲ燃焼可能な火
花点火式２サイクルエンジンにおいて、吸気通路中に配
設された全閉または全閉に近い開度迄閉塞可能な絞り弁
と、該絞り弁を手動により操作できる絞り弁操作部材
と、前記吸気通路中の絞り弁を迂回して該吸気通路の上
流側と下流側とを連通するバイパス吸気通路と、該バイ
パス吸気通路を開閉する開閉弁と、火花点火による通常
の燃焼でもってエンジンを運転させる状態と制御された
着火時期に自己着火させるＡＲ燃焼でもってエンジンを
運転させる状態とを判別し通常燃焼判別時において前記
開閉弁を開放させＡＲ燃焼判別時において前記開閉弁を
閉塞させるよう制御する開閉弁開閉制御手段とを備えた
ことを特徴とするものであり、このような構成により、
ＡＲ燃焼状態から通常燃焼状態に切換える時に、前記開
閉弁を瞬時に開放して通常燃焼状態への切換えを実行す
ることができ、応答性を大巾に向上させることができ
る。
にて圧縮開始圧力を適正に制御することによりエンジン
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
させて活性熱雰囲気燃焼を行なわせるＡＲ燃焼可能な火
花点火式２サイクルエンジンにおいて、吸気通路中に配
設された全閉または全閉に近い開度迄閉塞可能な絞り弁
と、該絞り弁を手動により操作できる絞り弁操作部材
と、前記吸気通路中の絞り弁を迂回して該吸気通路の上
流側と下流側とを連通するバイパス吸気通路と、該バイ
パス吸気通路を開閉する開閉弁と、火花点火による通常
の燃焼でもってエンジンを運転させる状態と制御された
着火時期に自己着火させるＡＲ燃焼でもってエンジンを
運転させる状態とを判別し通常燃焼判別時において前記
開閉弁を開放させＡＲ燃焼判別時において前記開閉弁を
閉塞させるよう制御する開閉弁開閉制御手段とを備えた
ことを特徴とするものであり、このような構成により、
ＡＲ燃焼状態から通常燃焼状態に切換える時に、前記開
閉弁を瞬時に開放して通常燃焼状態への切換えを実行す
ることができ、応答性を大巾に向上させることができ
る。
【００１２】
【実 施 例】以下、図１ないし図５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。
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。
【００１３】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。
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。
【００１４】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に気化器11とリ
ード弁13とが直列に介装され、気化器11のピストン型絞
り弁12は、ロッド14およびレバー15を介してスロットル
ドラム16に連結され、該スロットルドラム16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
上昇して絞り弁開度が増大するようになっている。
に吸気通路10が接続され、該吸気通路10に気化器11とリ
ード弁13とが直列に介装され、気化器11のピストン型絞
り弁12は、ロッド14およびレバー15を介してスロットル
ドラム16に連結され、該スロットルドラム16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
上昇して絞り弁開度が増大するようになっている。
【００１５】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17と排気ポート18とが開口され、該掃気ポート
17は掃気通路19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18は排気通路20に連通されている。
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17と排気ポート18とが開口され、該掃気ポート
17は掃気通路19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18は排気通路20に連通されている。
【００１６】またシリンダ孔５の上方の燃焼室21の凹部
は排気ポート18寄りにオフセットされ、該燃焼室21の凹
部に点火栓22が設けられており、気化器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17よりピストン６
が下降して掃気ポート17が開放された時に圧縮新気が燃
焼室21内に供給され、この圧縮新気の進入で燃焼室21内
の既燃ガスの一部は排気ポート18より排気通路20へ排出
され、ピストン６の上昇により掃気ポート17、次いで排
気ポート18が閉塞されると、燃焼室21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22
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。
は排気ポート18寄りにオフセットされ、該燃焼室21の凹
部に点火栓22が設けられており、気化器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17よりピストン６
が下降して掃気ポート17が開放された時に圧縮新気が燃
焼室21内に供給され、この圧縮新気の進入で燃焼室21内
の既燃ガスの一部は排気ポート18より排気通路20へ排出
され、ピストン６の上昇により掃気ポート17、次いで排
気ポート18が閉塞されると、燃焼室21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22
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。
【００１７】さらに排気ポート18の近くには排気制御弁
23が設けられ、該排気制御弁23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24と、該凹部24と略同
一の縦断面形状に形成された排気通路部材25との間に位
置した略同一間隔巾を有する間隙26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23と一体の駆動軸27に、図２に図示の駆動レバー
28が一体に装着され、該駆動レバー28は駆動ケーブル29
を介して排気制御サーボモータ30のプーリ31に連結され
ており、該排気制御サーボモータ30でもって排気制御弁
23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。
23が設けられ、該排気制御弁23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24と、該凹部24と略同
一の縦断面形状に形成された排気通路部材25との間に位
置した略同一間隔巾を有する間隙26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23と一体の駆動軸27に、図２に図示の駆動レバー
28が一体に装着され、該駆動レバー28は駆動ケーブル29
を介して排気制御サーボモータ30のプーリ31に連結され
ており、該排気制御サーボモータ30でもって排気制御弁
23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。
【００１８】しかも排気制御弁23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23ｂは排気通路20よ
り外方に位置した間隙部32に嵌装されており、排気ポー
ト18を閉塞する排気制御弁23の円弧状部23ａを除いた側
面アーム部23ｂ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。
字状に形成され、その側面アーム部23ｂは排気通路20よ
り外方に位置した間隙部32に嵌装されており、排気ポー
ト18を閉塞する排気制御弁23の円弧状部23ａを除いた側
面アーム部23ｂ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。
【００１９】また図１と同じ側から見た図４において、
スロットルドラム16と一体のアーム33の先端に調節ネジ
34が螺着され、該調節ネジ34に当接しうる位置にカム35
が枢支され、該カム35と一体のプーリ36にケーブル36ａ
が巻付けられ、ケーブル36ａは該絞り弁制御サーボモー
タ37に連結されており、火花点火による通常の燃焼時で
は、カム35が起立して、絞り弁12の絞り弁開度θthは例
えば17％程度のスロットル開度以下には減少しないよう
になっている。
スロットルドラム16と一体のアーム33の先端に調節ネジ
34が螺着され、該調節ネジ34に当接しうる位置にカム35
が枢支され、該カム35と一体のプーリ36にケーブル36ａ
が巻付けられ、ケーブル36ａは該絞り弁制御サーボモー
タ37に連結されており、火花点火による通常の燃焼時で
は、カム35が起立して、絞り弁12の絞り弁開度θthは例
えば17％程度のスロットル開度以下には減少しないよう
になっている。
【００２０】さらに火花点火式２サイクルエンジン１の
要部を図式的に示した図５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38により検出され、ＣＰＵ43に入力
されるようになっている。
要部を図式的に示した図５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38により検出され、ＣＰＵ43に入力
されるようになっている。
【００２１】さらにまたエンジン回転数センサ39により
検出されたエンジン回転数Ｎe 、吸気圧力センサ40によ
り検出された吸気圧力Ｐi 、水温計41により検出された
冷却水温度ＴW 、指圧または光センサ42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、クラッチの断続、変速機の変速位置等もＣＰ
Ｕ43に入力されるようになっている。
検出されたエンジン回転数Ｎe 、吸気圧力センサ40によ
り検出された吸気圧力Ｐi 、水温計41により検出された
冷却水温度ＴW 、指圧または光センサ42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、クラッチの断続、変速機の変速位置等もＣＰ
Ｕ43に入力されるようになっている。
【００２２】ＣＰＵ43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、ＡＲ燃焼を行う運転領域におい
ては、火花点火による通常燃焼で絞り弁制御サーボモー
タ37によるカム35の起立でもって絞り弁12がスロットル
開度以下に絞られないように阻止されている状態から、
絞り弁制御サーボモータ37を動作させて、カム35を回転
させ、絞り弁12の絞り弁開度θthがスロットル開度θ
thi 以下に手動制御可能とし、しかもエンジン回転数Ｎ
e と絞り弁開度θthとに応じて排気開口率θe を定めた
図６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30に送信するようになっている。
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、ＡＲ燃焼を行う運転領域におい
ては、火花点火による通常燃焼で絞り弁制御サーボモー
タ37によるカム35の起立でもって絞り弁12がスロットル
開度以下に絞られないように阻止されている状態から、
絞り弁制御サーボモータ37を動作させて、カム35を回転
させ、絞り弁12の絞り弁開度θthがスロットル開度θ
thi 以下に手動制御可能とし、しかもエンジン回転数Ｎ
e と絞り弁開度θthとに応じて排気開口率θe を定めた
図６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30に送信するようになっている。
【００２３】図６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
転に最も好ましいタイミングで着火することができる値
となっている。
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
転に最も好ましいタイミングで着火することができる値
となっている。
【００２４】そしてＣＰＵ43におけるＡＲ燃焼運転と火
花点火による通常燃焼運転の判別は、クラッチ接続で、
変速機の変速位置が中立以外の位置にあり、絞り弁12の
絞り弁開度θthが所定値以下でかつ絞り弁開度θthの単
位時間当の変化量が或る値より小さく、ＡＲ燃焼運転を
行なうに適した低負荷運転領域にある条件を満足した時
に、ＡＲ燃焼運転とし、その他の場合には、火花点火に
よる通常燃焼運転とするようになっている。
花点火による通常燃焼運転の判別は、クラッチ接続で、
変速機の変速位置が中立以外の位置にあり、絞り弁12の
絞り弁開度θthが所定値以下でかつ絞り弁開度θthの単
位時間当の変化量が或る値より小さく、ＡＲ燃焼運転を
行なうに適した低負荷運転領域にある条件を満足した時
に、ＡＲ燃焼運転とし、その他の場合には、火花点火に
よる通常燃焼運転とするようになっている。
【００２５】火花点火式２サイクルエンジンにおける自
己着火時期を人為的に制御して燃焼させるＡＲ燃焼が可
能な要件について、図７を参照して説明する。排気ポー
ト18が閉じた時の気筒内圧力である圧縮開始圧力ＰECを
適正に設定し、かつその時の気筒内の圧縮開始温度ＴEC
が決定されれば、気筒内の断熱圧縮により気筒内温度が
上昇して燃料が自己着火する温度に達した時の着火時期
が一義的に決まり、この着火時期から気筒内の所定量燃
料の燃焼所要時間経過した後の燃焼終了時期も決まる。
この燃焼終了時期がクランク角で何度であるかにより、
排気開始体積に対する燃焼終了体積の比である膨張比が
決まるとともに膨張終了温度ＴEEも決まり、これが圧縮
開始温度ＴECに影響を与える。
己着火時期を人為的に制御して燃焼させるＡＲ燃焼が可
能な要件について、図７を参照して説明する。排気ポー
ト18が閉じた時の気筒内圧力である圧縮開始圧力ＰECを
適正に設定し、かつその時の気筒内の圧縮開始温度ＴEC
が決定されれば、気筒内の断熱圧縮により気筒内温度が
上昇して燃料が自己着火する温度に達した時の着火時期
が一義的に決まり、この着火時期から気筒内の所定量燃
料の燃焼所要時間経過した後の燃焼終了時期も決まる。
この燃焼終了時期がクランク角で何度であるかにより、
排気開始体積に対する燃焼終了体積の比である膨張比が
決まるとともに膨張終了温度ＴEEも決まり、これが圧縮
開始温度ＴECに影響を与える。
【００２６】また圧縮開始圧力ＰECに対応した充填比Cr
el＝Vg/Vh(Vg＝Vf＋Vr：圧縮開始時の気筒内全ガス量、
Vf：吸入新気ガス量、Vr：圧縮開始時の気筒内残留既燃
ガス量、Vh：気筒内行程容積) と、適正な吸気比Ｌ＝Vs
/Vh 略５％＜Ｌ＜略40％ (Vs：吸入ガス容積）との比L/
Crelでもって掃気効率ηs ＝Vf/Vg が例えば約20％以上
で約70％以下の値の場合に、前記膨張終了温度ＴEEに達
した燃焼ガスの内の一部の残留ガスと新気ガスとが適正
に混合してその混合気の温度が予め設定された圧縮開始
温度ＴECとなり、ＡＲ系が成立し、本実施例では、排気
制御弁23の開口率を変えることによって、掃気効率ηs
を変更することができる。
el＝Vg/Vh(Vg＝Vf＋Vr：圧縮開始時の気筒内全ガス量、
Vf：吸入新気ガス量、Vr：圧縮開始時の気筒内残留既燃
ガス量、Vh：気筒内行程容積) と、適正な吸気比Ｌ＝Vs
/Vh 略５％＜Ｌ＜略40％ (Vs：吸入ガス容積）との比L/
Crelでもって掃気効率ηs ＝Vf/Vg が例えば約20％以上
で約70％以下の値の場合に、前記膨張終了温度ＴEEに達
した燃焼ガスの内の一部の残留ガスと新気ガスとが適正
に混合してその混合気の温度が予め設定された圧縮開始
温度ＴECとなり、ＡＲ系が成立し、本実施例では、排気
制御弁23の開口率を変えることによって、掃気効率ηs
を変更することができる。
【００２７】そしてこのＡＲ系では、外乱により、圧縮
開始温度ＴECが低くなると、着火時期が遅れるとともに
燃焼終り時期も遅れ、気筒内の燃焼ガスが充分に膨張し
えないまま膨張終了時期を迎えて膨張終了温度ＴEEが上
昇し、これに対応して圧縮開始温度ＴECが上昇するた
め、安定した自己制御系を維持することができる。
開始温度ＴECが低くなると、着火時期が遅れるとともに
燃焼終り時期も遅れ、気筒内の燃焼ガスが充分に膨張し
えないまま膨張終了時期を迎えて膨張終了温度ＴEEが上
昇し、これに対応して圧縮開始温度ＴECが上昇するた
め、安定した自己制御系を維持することができる。
【００２８】図１ないし図５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、カム35が起立
して絞り弁12がアイドル絞り開度θthi 以下に絞られな
いように機械的にロックされており、また図６のマップ
で明らかなように、排気制御弁23はアイドル回転数に近
い回転域における排気開口率θe よりも大きく設定され
ており、その結果、新気が燃焼室21内に充分に供給さ
れ、始動性は良好である。
ように構成されているので、始動時では、カム35が起立
して絞り弁12がアイドル絞り開度θthi 以下に絞られな
いように機械的にロックされており、また図６のマップ
で明らかなように、排気制御弁23はアイドル回転数に近
い回転域における排気開口率θe よりも大きく設定され
ており、その結果、新気が燃焼室21内に充分に供給さ
れ、始動性は良好である。
【００２９】そして絞り弁12がアイドル絞り開度θthi
以下に絞られないように設定された状態は、始動時の外
に、急加速時、急減速時、高速回転時である。
以下に絞られないように設定された状態は、始動時の外
に、急加速時、急減速時、高速回転時である。
【００３０】また火花点火式２サイクルエンジン１が低
速、低負荷で急激な加減速のない状態で運転され、自動
二輪車が低速で走行した場合、即ち、クラッチが接続状
態で、変速機が中立以外の変速位置に操作され、火花点
火式２サイクルエンジン１が所定回転数以下で回転して
いる状態では、ＣＰＵ43からの制御信号で絞り弁制御サ
ーボモータ37が動作し、カム35が起立状態から倒伏状態
に回転するため、絞り弁12は図９の破線に図示されるよ
うにアイドル絞り開度θthi 以下に閉じることができ、
ＡＲ燃焼運転で要求される絞り弁開度θthに絞り弁12が
設定可能となり、図８に図示されるように、負荷領域Ａ
でＡＲ燃焼運転が可能であるのみならず、負荷領域Ｂで
もＡＲ燃焼運転が可能となり、絞り弁開度θthがアイド
ル絞り開度θthi であっても、負荷Ｄで自動二輪車を走
行させることができる。
速、低負荷で急激な加減速のない状態で運転され、自動
二輪車が低速で走行した場合、即ち、クラッチが接続状
態で、変速機が中立以外の変速位置に操作され、火花点
火式２サイクルエンジン１が所定回転数以下で回転して
いる状態では、ＣＰＵ43からの制御信号で絞り弁制御サ
ーボモータ37が動作し、カム35が起立状態から倒伏状態
に回転するため、絞り弁12は図９の破線に図示されるよ
うにアイドル絞り開度θthi 以下に閉じることができ、
ＡＲ燃焼運転で要求される絞り弁開度θthに絞り弁12が
設定可能となり、図８に図示されるように、負荷領域Ａ
でＡＲ燃焼運転が可能であるのみならず、負荷領域Ｂで
もＡＲ燃焼運転が可能となり、絞り弁開度θthがアイド
ル絞り開度θthi であっても、負荷Ｄで自動二輪車を走
行させることができる。
【００３１】さらに吸気通路10は単一であるので、通常
燃焼運転とＡＲ燃焼運転との切換時でも、混合気量や空
燃比を適正に制御して、切換時での不整燃焼や、失火を
防止することができる。
燃焼運転とＡＲ燃焼運転との切換時でも、混合気量や空
燃比を適正に制御して、切換時での不整燃焼や、失火を
防止することができる。
【００３２】図１ないし図５に図示の実施例では、絞り
弁12の絞り弁開度θthの下限値を絞り弁制御サーボモー
タ37の動作によりカム35を適宜回転させることにより、
連続的に変化させることができるが、図10に図示するよ
うに、カム35を突起44に代え、突起44と一体の回転体45
をロッド46を介してダイアフラム47の可動片48に連結
し、該ダイアフラム47をソレノイドバルブ49を介してア
キュムレータ50に接続し、ソレノイドバルブ49を開閉す
ることにより、オン・オフ式に突起44を起立させるよう
にしてもよい。
弁12の絞り弁開度θthの下限値を絞り弁制御サーボモー
タ37の動作によりカム35を適宜回転させることにより、
連続的に変化させることができるが、図10に図示するよ
うに、カム35を突起44に代え、突起44と一体の回転体45
をロッド46を介してダイアフラム47の可動片48に連結
し、該ダイアフラム47をソレノイドバルブ49を介してア
キュムレータ50に接続し、ソレノイドバルブ49を開閉す
ることにより、オン・オフ式に突起44を起立させるよう
にしてもよい。
【００３３】またピストン型絞り弁の下部側面に下方に
位置するに従って側面からの切欠き深さが次第に深くな
るように下方に向って斜めに傾斜した切欠きを形成し、
サーボモータの回転で該切欠きへの突出長さが連続的に
調整可能に構成することにより、図１ないし図５に図示
の実施例と同様な作用効果を奏するものに構成してもよ
い。
位置するに従って側面からの切欠き深さが次第に深くな
るように下方に向って斜めに傾斜した切欠きを形成し、
サーボモータの回転で該切欠きへの突出長さが連続的に
調整可能に構成することにより、図１ないし図５に図示
の実施例と同様な作用効果を奏するものに構成してもよ
い。
【００３４】さらに前記実施例では、気化器により燃料
を火花点火式２サイクルエンジン１に供給していたが、
図11に図示するように、バタフライ型絞り弁51と燃料噴
射弁52を備えた燃料噴射式の火花点火式２サイクルエン
ジンにも適用することができる。
を火花点火式２サイクルエンジン１に供給していたが、
図11に図示するように、バタフライ型絞り弁51と燃料噴
射弁52を備えた燃料噴射式の火花点火式２サイクルエン
ジンにも適用することができる。
【００３５】さらにまた図12に図示するように、アイド
ル絞り開度θthi よりも小さな絞り開度迄閉塞できるピ
ストン型絞り弁53の外に、該絞り弁53と並列に接続され
るとともに独立した燃料軽量吐出ノズルを内蔵したアイ
ドルポート54を設け、該アイドルポート54の出口をソレ
ノイドバルブ55で開閉させるようにしてもよく、このよ
うな実施例では、スロットルグリップ操作量と絞り弁開
度θthとの関係は、図13に示されるような特性を有し、
前記した実施例と同様に、ＡＲ燃焼運転領域では、ＣＰ
Ｕ43の制御信号により、ソレノイドバルブ55を閉塞させ
るようになっており、低負荷運転時でＡＲ燃焼運転を行
なっている場合、ソレノイドバルブ55を動作させるだけ
で瞬時にアイドルポート54を開放させ、通常燃焼状態に
直ちに切換えることができ、応答性を向上させることが
できる。
ル絞り開度θthi よりも小さな絞り開度迄閉塞できるピ
ストン型絞り弁53の外に、該絞り弁53と並列に接続され
るとともに独立した燃料軽量吐出ノズルを内蔵したアイ
ドルポート54を設け、該アイドルポート54の出口をソレ
ノイドバルブ55で開閉させるようにしてもよく、このよ
うな実施例では、スロットルグリップ操作量と絞り弁開
度θthとの関係は、図13に示されるような特性を有し、
前記した実施例と同様に、ＡＲ燃焼運転領域では、ＣＰ
Ｕ43の制御信号により、ソレノイドバルブ55を閉塞させ
るようになっており、低負荷運転時でＡＲ燃焼運転を行
なっている場合、ソレノイドバルブ55を動作させるだけ
で瞬時にアイドルポート54を開放させ、通常燃焼状態に
直ちに切換えることができ、応答性を向上させることが
できる。
【００３６】しかも燃料噴射式の花火点火２サイクルエ
ンジンにおいて、エンジン回転数Ｎe と絞り弁開度θth
に基づいて排気制御弁の開度を設定したが、この排気制
御弁の動作遅れを検出し、燃料噴射量を補正するとよ
い。
ンジンにおいて、エンジン回転数Ｎe と絞り弁開度θth
に基づいて排気制御弁の開度を設定したが、この排気制
御弁の動作遅れを検出し、燃料噴射量を補正するとよ
い。
【００３７】この補正は、図14および図15のフローチャ
ートに実行するようになっている。前記フローチャート
でARCVM とは、絞り弁開度θthとエンジン回転数Ｎe の
マップにより決定される排気弁開口位置で、ARCVは排気
制御弁の実際の開口位置で、KARCV は排気制御弁位置の
ずれを補正する補正係数であり、両者の差を求めて、正
または負の場合、それぞれの補正マップで排気制御弁の
ずれ補正係数KARCVを検索し、絞り弁開度θthとエンジ
ン回転数Ｎe のマップにより決定された燃料の基本噴射
量Ｔi に前記ずれ補正係数KARCV を乗じて、燃料噴射量
を補正するようになっている。
ートに実行するようになっている。前記フローチャート
でARCVM とは、絞り弁開度θthとエンジン回転数Ｎe の
マップにより決定される排気弁開口位置で、ARCVは排気
制御弁の実際の開口位置で、KARCV は排気制御弁位置の
ずれを補正する補正係数であり、両者の差を求めて、正
または負の場合、それぞれの補正マップで排気制御弁の
ずれ補正係数KARCVを検索し、絞り弁開度θthとエンジ
ン回転数Ｎe のマップにより決定された燃料の基本噴射
量Ｔi に前記ずれ補正係数KARCV を乗じて、燃料噴射量
を補正するようになっている。
【図１】本発明の絞り弁制御装置を備えた火花点火式２
サイクルエンジンのシリンダ部分を縦断して示した縦断
側面図である。
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。
図である。
【図４】本発明の絞り弁制御装置の一実施例を図示した
側面図である。
側面図である。
【図５】本発明の火花点火式２サイクルエンジンの絞り
弁および排気制御弁の駆動制御系を示す概略図である。
弁および排気制御弁の駆動制御系を示す概略図である。
【図６】制御マップを示した図面である。
【図７】本発明の対象となる火花点火式２サイクルエン
ジンの原理を図示した説明図である。
ジンの原理を図示した説明図である。
【図８】前記火花点火式２サイクルエンジンの絞り弁開
度θthと負荷との関係における燃焼状態を図示した特性
図である。
度θthと負荷との関係における燃焼状態を図示した特性
図である。
【図９】前記実施例におけるスロットルグリップ操作量
と絞り弁開度θthとの関係を図示した特性図である。
と絞り弁開度θthとの関係を図示した特性図である。
【図１０】本発明の他の実施例を図示した側面図であ
る。
る。
【図１１】さらに他の実施例を図示した側面図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施例を図示した側面図
である。
である。
【図１３】図12に図示の実施例におけるスロットルグリ
ップ操作量と絞り弁開度との関係を図示した特性図であ
る。
ップ操作量と絞り弁開度との関係を図示した特性図であ
る。
【図１４】本発明のさらに他の実施例における排気制御
弁の補正を実行するフローチャートである。
弁の補正を実行するフローチャートである。
【図１５】図14の実施例で燃料噴射量を補正するフロー
チャートである。
チャートである。
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…気化器、12…
絞り弁、13…リード弁、14…ロッド、15…レバー、16…
スロットルドラム、17…掃気ポート、18…排気ポート、
19…掃気通路、20…排気通路、21…燃焼室、22…点火
栓、23…排気制御弁、24…凹部、25…排気通路部材、26
…間隙、27…駆動軸、28…駆動レバー、29…駆動ケーブ
ル、30…排気制御サーボモータ、31…プーリ、32…間隙
部、33…アーム、34…調節ネジ、35…カム、36…プー
リ、37…絞り弁制御サーボモータ、38…絞り弁開度セン
サ、39…エンジン回転数センサ、40…吸気圧力センサ、
41…水温計、42…指圧または光センサ、43…ＣＰＵ、44
…突起、45…回転体、46…ロッド、47…ダイアフラム、
48…可動片、49…ソレノイドバルブ、50…アキュムレー
タ、51…絞り弁、52…燃料噴射弁、53…絞り弁、54…ア
イドルポート、55…ソレノイドバルブ。
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…気化器、12…
絞り弁、13…リード弁、14…ロッド、15…レバー、16…
スロットルドラム、17…掃気ポート、18…排気ポート、
19…掃気通路、20…排気通路、21…燃焼室、22…点火
栓、23…排気制御弁、24…凹部、25…排気通路部材、26
…間隙、27…駆動軸、28…駆動レバー、29…駆動ケーブ
ル、30…排気制御サーボモータ、31…プーリ、32…間隙
部、33…アーム、34…調節ネジ、35…カム、36…プー
リ、37…絞り弁制御サーボモータ、38…絞り弁開度セン
サ、39…エンジン回転数センサ、40…吸気圧力センサ、
41…水温計、42…指圧または光センサ、43…ＣＰＵ、44
…突起、45…回転体、46…ロッド、47…ダイアフラム、
48…可動片、49…ソレノイドバルブ、50…アキュムレー
タ、51…絞り弁、52…燃料噴射弁、53…絞り弁、54…ア
イドルポート、55…ソレノイドバルブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｂ 25/20 Ｆ０２Ｂ 25/20 Ａ Ｆ０２Ｄ 11/10 Ｆ０２Ｄ 11/10 Ｎ 41/02 ３５１ 41/02 ３５１ (72)発明者 益田 昭二 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 (72)発明者 阿部 正彦 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 昭54−87311（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−113736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−165551（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−28916（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−36319（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−38766（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 9/00 - 11/10 F02B 1/12 - 1/14 F02B 11/00 - 11/02 F02B 19/10
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも低負荷運転域にて圧縮開始圧
力を適正に制御することにより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て活性熱雰
囲気燃焼を行なわせるＡＲ燃焼可能な火花点火式２サイ
クルエンジンにおいて、吸気通路中に配設された絞り弁
と、該絞り弁を手動により操作できる絞り弁操作部材
と、該絞り弁操作部材の操作量に対して前記絞り弁の開
度を多段階に切換える絞り弁切換手段と、火花点火によ
る通常の燃焼でもってエンジンを運転させる状態と制御
された着火時期に自己着火させるＡＲ燃焼でもってエン
ジンを運転させる状態とを判別しＡＲ燃焼判別時におけ
る前記絞り弁操作部材による前記絞り弁の開度の下限値
を通常燃焼判別時の該絞り弁開度の下限値に比べて小さ
くするように前記絞り弁切換手段を動作させる絞り弁開
度切換制御手段とを備えたことを特徴とする火花点火式
２サイクルエンジンの絞り弁制御装置。 - 【請求項２】 少なくとも低負荷運転域にて圧縮開始圧
力を適正に制御することにより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て活性熱雰
囲気燃焼を行なわせるＡＲ燃焼可能な火花点火式２サイ
クルエンジンにおいて、吸気通路中に配設された絞り弁
と、該絞り弁を手動により操作できる絞り弁操作部材
と、前記絞り弁を所定の開度以下に閉塞できないように
選択的に制限する絞り弁閉方向制限手段と、火花点火に
よる通常の燃焼でもってエンジンを運転させる状態と制
御された着火時期に自己着火させるＡＲ燃焼でもってエ
ンジンを運転させる状態とを判別し、通常燃焼判別時に
おいて前記絞り弁閉方向制限手段を動作させて所定開度
以下に閉塞できないよう制限させるとともにＡＲ燃焼判
別時において前記絞り弁閉方向制限手段を非動作にさせ
て前記所定開度以下に閉塞させることができるよう制御
する絞り弁開度制限制御手段とを備えたことを特徴とす
る火花点火式２サイクルエンジンの絞り弁制御装置。 - 【請求項３】 少なくとも低負荷運転域にて圧縮開始圧
力を適正に制御することにより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て活性熱雰
囲気燃焼を行なわせるＡＲ燃焼可能な火花点火式２サイ
クルエンジンにおいて、吸気通路中に配設された全閉ま
たは全閉に近い開度迄閉塞可能な絞り弁と、該絞り弁を
手動により操作できる絞り弁操作部材と、前記吸気通路
中の絞り弁を迂回して該吸気通路の上流側と下流側とを
連通するバイパス吸気通路と、該バイパス吸気通路を開
閉する開閉弁と、火花点火による通常の燃焼でもってエ
ンジンを運転させる状態と制御された着火時期に自己着
火させるＡＲ燃焼でもってエンジンを運転させる状態と
を判別し通常燃焼判別時において前記開閉弁を開放させ
ＡＲ燃焼判別時において前記開閉弁を閉塞させるよう制
御する開閉弁開閉制御手段とを備えたことを特徴とする
火花点火式２サイクルエンジンの絞り弁制御装置。
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