JPH02108826A - ２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クランク室予圧式の２サイクル内燃機関への
燃料噴射弁からの燃料供給を制御する燃料噴射制御装置
に間する。

［従来の技術］ 近年、２サイクル内燃機関においても、燃費。

出力、排ガス浄化性等の向上を図るために、燃料噴射弁
からの燃料噴射により燃料を供給する構成が提案されて
いる（例えば特開昭５８−９８６３２号公報の「内燃機
関の燃料噴射装置」等）６　こうした装置では、スロッ
トル開度αと内燃機関回転数Ｎｅとの二次元マツプに、
あるいはクランク室ピーク圧力ＰＰＣと内燃機関回転数
Ｎｅとの二次元マツプに基づいて、２サイクル内燃機関
の基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）を求めている（
例えば、特開昭５９−４９３３７号公報の「２サイクル
内燃機関の電子制御式燃料噴射装置」等）。

１サイクル当りの吸入空気量を直接求めるエアフロメー
タ等の吸入空気量検出手段を用いないのは、２サイクル
内燃機関は、元来二輪車や船外機、あるいは発電機のよ
うに小型内燃機関として用いられており、吸気系にこう
した検出手段を搭載する余裕が得られないからである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる燃料噴射制御装置には次の問題が
あり、なお−層の改善が求められていた。

（１）　第１０図（Ａ）に示すように、スロットル開度
αと回転数Ｎｅとに基づいて燃料噴射量を制御する燃料
噴射制御装置では、低スロツトル開度領域では、スロッ
トル開度αの変化に対する燃料噴射量ｑの制御量が大き
いため、同図（Ｂ）に示す領域［１］での燃料噴射量の
制御精度が不十分になるという問題があった。こうした
問題は、回転数Ｎｅとクランク室ピーク圧力ＰＰＣとか
ら燃料噴射量ｑを求めるものでも、第１１図（Ｂ）に示
すように避けられなかった。尚、第１０図（Ｂ）におけ
る縦軸εは、スロットル開度αが通常の分解能程度、即
ち１／１００ずれた場合の燃料噴射量の誤差［％］であ
り、第１１図（Ｂ）の縦軸εは、クランク室ピーク圧力
ＰＰＣが通常の検出精度である１　０　［ｍｍＨｇ］ず
れた場合の燃料噴射量の誤差［％コである。

（２）　また、回転数Ｎｅを利用して燃料噴射量ｑを制
御する場合には、第１０図（Ａ）、第１１図（Ａ）に示
すように、回転数Ｎｅが漸次増加するのに対して（Ｎｅ
小→Ｎｅ中→Ｎｅ大）、燃料噴射量ｑの制御計量との関
係は複雑な挙動を示すので、データの補間計算が困難で
あるという問題があった。

本発明の２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置は上記
課題を解決し、２サイクル内燃機関の燃料噴射制御を精
度良く行なうことを目的とする。

光匪９１式 ［課題を解決するための手段］ 本発明の２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置は、第
１図に例示するように、 クランク室予圧式の２サイクル内燃機関ＥＣに設けられ
た燃料噴射弁ＩＪを駆動して、燃料噴射により該内燃機
関ＥＧに燃料を供給する２サイクル内燃機関の燃料噴射
制御装置において、前記２サイクル内燃機関ＥＣのクラ
ンク室内圧を反映したパラメータを検出するクランク室
内圧検出手段Ｍ１と、 前記２サイクル内燃機関ＥＧの吸入空気量を調整する手
段の作動量を検出する作動量検出手段Ｍ２と、 前記検出されたパラメータと作動量とに基づいて、前記
２サイクル内燃機関ＥＧの基本燃料噴射量を算出し、燃
料噴射弁ＩＪを駆動する燃料噴射実施手段Ｍ３と を備えたことを特徴とする。

尚、この２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置におい
て、第１図に破線で示すように、２サイクル内燃機関Ｅ
Ｇの回転数を検出する回転数検出手段Ｍ４を設けると共
に、 燃料噴射実施手段Ｍ３は、吸入空気量を調整する手段の
作動量が所定量以上の場合には、クランク室内圧を反映
したパラメータと該検出された回転数とに基づいて基本
燃料噴射量を算出する高負荷噴射量算出手段Ｍ５を備え
、 高負荷時における基本燃料噴射量の算出を、内燃機関Ｅ
Ｃの回転数に応じて行なうものとしてもよい。

［作用］ 上記構成を有する本発明の２サイクル内燃機関燃料噴射
制御装置は、燃料噴射実施手段Ｍ３により、燃料噴射量
を算出し、クランク室予圧式の２サイクル内燃機関ＥＧ
に設けられた燃料噴射弁■Ｊを駆動して、燃料噴射によ
り内燃機関ＥＧに燃料を供給する。基本燃料噴射量は、
クランク室内圧検出手段Ｍ１により検出された２サイク
ル内燃機関ＥＧのクランク室内圧と、作動量検出手段Ｍ
２により検出された吸入空気量を調整する手段の作動量
とに基づいて、燃料噴射実施手段Ｍ３より算出される。

［実施例コ 以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするた
めに、以下本発明の２サイクル内燃機関の燃料噴射制御
装置の好適な実施例を挙げて説明する。第２図は、実施
例としての２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置を示
す概略構成図である。

この２サイクル内燃機関１は、２気筒を有するが、第２
図では他の気筒は省略しである。

図示するように、２サイクル内燃機関１の吸気系には、
吸入空気量を調整するスロ・ントルバルブ３が備えられ
、その下流には燃料を供給する燃料噴射弁５が設けられ
ている。吸入空気と噴射燃料とによって形成された混合
気は、リードバルブ７を介してクランク室１０に吸入さ
れ、クランク室１０内で予圧される。ピストン１２は、
クランク室１０内の混合気を、その往復動によって気筒
１５に送り込み圧縮する。圧縮された混合気は、点火プ
ラグ１７に形成される電気火花により点火されて爆発燃
焼した後、排ガスとなって掃気され、排気ボート１日か
ら排出される。尚、内燃機関１には、吸気温を測定する
吸気温センサ２０、スロ・ソトルバルブ３の開度αを検
出するスロットル開度センサ２２、クランク室１０の内
圧ＰＣを測定するクランク室内圧センサ２５、内燃機関
１の冷却水温を測定する水温センサ２７、クランク軸２
８の回転から内燃機関１０回転数ＮＥを検出する回転数
センサ２９等が設けられている。

燃料噴射を行なう燃料噴射弁５には、フューエルタンク
３０からフューエルポンプ３２により、フューエルフィ
ルタ３３を介して燃料が供給される。燃料噴射弁５にお
ける燃料の圧力はプレ・ンシャレギュレータ３５により
調整され、余剰の燃料は、リターン配管３７を通ってフ
ューエルタンク３０に返戻される。

２サイクル内燃機関１への燃料噴射は、電子制御装置（
以下ＥＣＵと呼ぶ）４０により制御される。ＥＣ，Ｕ３
Ｏは、周知のＣＰＵ４１．ＲＯＭ４３、ＲＡＭ４４．　
　タイマ４５をバス４６により相互に接続した算術論理
演算回路として構成されており、更に人力ボート４日、
出力ボート４９を備える。人力ボート４８に人力される
信号のうち、クランク室内圧センサ２５からの信号線に
は、ピークホールド回路５０が設けられている。このピ
ークホールド回路５０は、第１気筒への点火信号に同期
してリセットされる構成となっている。従って、ＣＰＵ
４１は、内燃機関１の１回転間におけるクランク室内圧
のピーク値を読み取ることができる。尚、ＥＣＵ４０に
は、イグニッションキー５１を介してバッテリ５２から
電力の供給を受け、安定化された電源電圧をＥＣＵ４０
全体に供給する電源回路５５も備えられている。

次に、ＥＣＵ４０において実行される燃料噴射制御につ
いて説明する。第３図は、この燃料噴射制御ルーチンを
示すフローチャートである。かかる制御ルーチンは、ク
ランク軸２８の３０度毎に実行され、まず最初に点火信
号が人力された直後のタイミングか否かの判断を行なう
（ステップ１００）。２つの気筒で交互に点火・燃焼が
行なわれるから、点火信号は、第４図に示すように、ク
ランク軸２８の半回転に１回の割合で出力される。

点火信号が出力された直後のタイミングでなければ、Ｅ
ＣＵ４０は、他の制御、例えば内燃機関１の回転数Ｎｅ
の計算等の処理を実行しくステップ１１０）、「ＲＴＮ
」に抜けて本制御ルーチンを一旦終了する。これに対し
、点火信号が出力された直後のタイミング（第４図タイ
ミング■１またはＩ２）であれば、ステップ１２０以下
で、点火信号が出された気筒でない方の気筒についての
燃料噴射制御を実行する。

ステ・リプ１２０以下では、クランク室内圧Ｐｃを人力
する処理を行ない、更にスロットル開度αを人力する処
理を行なう（ステップ１３０）。尚、本実施例では、ク
ランク室内圧Ｐｃとして、ビークホールド回路５０によ
って保持されたクランク室内圧センサ２５からの信号に
基づくクランク室内圧のピーク値を用いたが、クランク
室内圧の平均値やクランク室内圧の変動値を用いること
も可能である。

こうして求めたクランク室内圧Ｐｃとスロットル開度α
とに基づいて、基本燃料噴射時間ＴＡＵを求める処理を
行なう（ステップ１４０）。基本燃料噴射時間ＴＡＵの
演算は、クランク室内圧Ｐｃとスロットル開度αとの二
次元マツプから４点補間することにより求められる。第
５図に示すように、スロットル開度αをパラメータとし
た場合、クランク室内圧Ｐｃと（実際には、クランク室
内圧ピーク（ｆｉＰＰＣ）と内燃機関１サイクル当りの
燃料噴射量とは、制御に適したよい関係を示す。従って
、二次元マツプからの補間は容易であり、充分な精度が
得られる。

続いて、内燃機関１の冷却水温や吸気温等を人力しくス
テ・ンブ１５０）、これらのパラメータに基づいて燃料
噴射量制御における補正係数に、ＴＶ等を算出する処理
を行なう（ステップ１６０）。

ここで係数Ｔｖは、燃料噴射弁５の無効燃料噴射時間に
相当するものである。こうして求めた係数を用い、 Ｔ　ｉ　＝に−ＴＡＵ＋Ｔ　ｖ として、最終的な燃料噴射時間（燃料噴射量）Ｔｉを求
める処理を行ない（ステップ１７０）、この燃料噴射時
間Ｔｉに従って燃料噴射弁５を駆動する（ステップ１８
０）。その後、「ＲＴＮ」に抜けて本制御ルーチンを一
旦終了する。

以上のように構成された本実施例の２サイクル内燃機関
の燃料噴射制御装置では、燃料噴射量を内燃機関のクラ
ンク室ピーク圧力ＰＰＣであるクランク室内圧Ｐｃとス
ロ・ントル開度αとから定める。

従って、第５図に示すように、スロットル３の低開度領
域でもクランク室内圧Ｐｃに対する燃料噴射量変化の割
合が小さいことから、低負荷領域でも燃料噴射を高精度
に行なうことができる。また、補間計算の精度も高いか
ら、運転状態の全範囲に亘って、従来より精度の良い燃
料噴射制御が可能となる。この結果、２サイクル内燃機
関１の燃費やドライブフィーリングを向上することがで
きる。

しかも、スロットル開度αは運転者の車両出力に対する
要求を直接反映しているので、クランク室内圧Ｐｃと内
燃機関１の回転数Ｎｅとから燃料噴射量を求める構成と
較べて、燃料噴射制御の応答性に優れるという効果も得
られる。

更に、クランク室内圧Ｐｃと内燃機関１のスロットル開
度αとに基づいて燃料噴射量を算出する構成では、経時
的な変化や排気系の変更などに対１′、することが容易
である。また、内燃機関１の吸気系に吸入空気量を測定
する手段を設ける必要がなく、装置の小型化、吸気抵抗
の低減による出力の向上部の効果も得られる。

次に、本発明の第２実施例について説明する。

第２実施例としての２サイクル内燃機関の燃料噴射制御
装置の構成は、第１実施例のそれと同一であり、第６図
に示すように、ＥＣＵ４０における燃料噴射制御の一部
のみが異なっている。即ち、第１実施例では、第３図ス
テップ１４０に示したように、基本燃料噴射時間ＴＡＬ
Ｉをクランク室内圧Ｐｃおよびスロットル開度αのみか
ら求めたのに対して、第２実施例では、第６図ステップ
１４０ａに示すように、内燃機関１の特性によっては燃
料噴射量の制御制度を上げるために、条件に応じて、ク
ランク室内圧Ｐｃと回転数Ｎｅとから決定するのである
。

この２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置では、第１
実施例と同様、内燃機関１の運転条件であるクランク室
内圧Ｐｃやスロットル開度α、或は回転数Ｎｅ等を人力
した後（第３図ステップ１００ないし１３０）、スロッ
トル開度αが予め定めた所定開度αＸ来満か否かの判断
（第４図ステップ２４０）と、クランク室内圧Ｐｃが所
定圧力Ｐｘ未溝であるか否かの判断（ステップ２４２）
とを行ない、共に所定値αｘ、Ｐｘ未満であれば、第１
実施例と同様、スロットル開度αとクランク室内圧Ｐｃ
とから基本燃料噴射時間ＴＡＵを決定する（ステップ２
４４）。一方、スロットル開度αもしくはクランク室内
圧Ｐｃが所定値αｘ、Ｐｘを以上であれば、内燃機関１
の回転数Ｎｅとクランク室内圧Ｐｃとにより基本燃料噴
射時間ＴＡＵを決定するのである（ステップ２４６）。

この結果、本実施例の２サイクル内燃機関の燃料噴射制
御装置では、内燃機関１の運転条件の全範囲に亘って高
精度で燃料噴射を実施することができる。クランク室内
圧Ｐｃ（本実施例では、実際にはクランク室ピーク圧力
ＲＰＣ）の条件により、所定圧力Ｐｘ未満ではスロット
ル開度αを用いて噴射量を求め（以下、Ｐｃ−α制御と
呼ぶ）、−方、所定圧力Ｐｘ以上では回転数Ｎｅを用い
て燃料噴射制御める（以下、Ｐｃ−Ｎｅ制御と呼ぶ）様
子を第７図のグラフに示した。スロットル開度α−クラ
ンク室内圧ＰＣによる制御では、高負荷となるにつれて
噴射量の誤差は一般に大きくなるから、高負荷状態では
、高負荷はど誤差の小さな制御に切り換えることは極め
て有効である。第８図は、Ｐｃ−α制御とＰｃ−Ｎｅ制
御との噴射量誤差εを示すグラフであるが、図示するよ
うに、本実施例によれば、単にＰｃ−α制御を行なう場
合と較べて、運転条件の全範囲に亘る誤差をおよそ１／
２にできることが分かる。従って、本実施例によれば、
第１実施例と同様の効果を奏する上、更に内燃機関１の
全運転状態に亘って燃料噴射制御の精度を高めることが
可能となる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に同等限定されるものではなく、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得
ることは勿論である。例えは、上述した実施例ではクラ
ンク室内圧Ｐｃとして、クランク室ピーク圧力ＰＰＣを
用いたが、クランク室平均圧力ＰＭＣやクランク室圧力
垢幅ＰＣＷを用いてよい。第９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ
）に示すように、クランク室ピーク圧力ＰＰＣのみなら
ず、クランク室平均圧力ＰＭＣやクランク室圧力振輻Ｐ
ＣＷもスロットル開度αあるいは内燃機関回転数Ｎｅを
パラメータとして、燃料噴射量と良い相関を示すからで
ある。また、クランク室ピーク圧力ＰＰＣ９平均圧力Ｐ
ＭＣ，圧力振幅ＰＣＷの何れかひとつとスロットル開度
αとの絹合せのうち、内燃機関の運転状態に基づいて最
適と判断されるものに基づいて、燃料噴射ｆｆ１ｑを決
定する構成とし、燃料噴射制御を一層高精度に行なうも
のとしてもよい。

更に、第２実施例に示したように、高負荷領域では、ク
ランク室内圧Ｐｃと回転数Ｎｅとに基づいて算出する構
成を付加してもよい。

発明の効果 以上詳述したように、２サイクル内燃機関のクランク室
内圧とスロットル開度にとに基づいて燃料噴射量を決定
する本発明の２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置に
よれば、吸気系に吸入空気型を検出する特別の装置を設
ける必要がなく、簡易な構成によフて燃料噴射量を゛精
度良く制御することができるという優れた効果を奏する
。また、本発明の２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装
置では、運転者の車両出力に対する要求が直ちに反映さ
れスロットル開度を用いることから、燃料噴射制御の応
答性に優れるという効果が得られる。

更に、クランク室内圧とスロットル開度に基づいて燃料
噴射量を算出する場合、スロットルの開度が大きくなる
に従ってクランク室内圧に対する燃料噴射量も増大する
関係にあるので、燃料噴射量の計算が容易となり、補間
計算等による算出の精度も高く維持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装
置の基本的構成を例示するブロック図、第２図は実施例
としての２サイクル内燃機関の燃料噴射量（ｍ装置の概
略構成図、第３図は第１実施例における燃料噴射制御ル
ーチンを示すフローチャート、第４図はクランク室圧力
と燃料噴射弁開弁信号との関係を例示するグラフ、第５
図はフロ・ントル開度αをパラメータとして示したクラ
ンク室ピーク圧力とＰＰＣと燃料噴射量ｑとの関係を示
すグラフ、第６図は本発明の第２の実施例における燃料
噴射制御ルーチンの要部を示すフローチャート、第７図
は第２実施例における制御の切換の様子を示すグラフ、
第８図は第２実施例における燃料噴射制御の誤差を例示
するグラフ、第９図（Ａ）、　　（Ｂ）、　　（Ｃ）は
異なる運転条件におけるクランク室ピーク圧力、クラン
ク室平均圧力、クランク室圧力振幅と燃料噴射量との関
係を各々例示するグラフ、第１０図（Ａ）、　　（Ｂ）
は回転数Ｎｅをパラメータとしてスロットル開度αと燃
料噴射量ｑとの関係およびその場合の誤差を例示するグ
ラフ、第１１図（Ａ）、　　（Ｂ）は回転数Ｎｅをパラ
メータとしてクランク室ピーク圧力ＰＰＣと燃料噴射量
ｑとの関係およびその場合の誤差を例示するグラフ、で
ある。 １・・・２サイクル内燃機関 ５・・・燃料噴射弁　　１０・・・クランク室２２・・
・スロットル開度センサ ２５・・・クランク室内圧センサ ２９・・・回転数センサ ４０・・・電子制御装置（ＥＣＵ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　クランク室予圧式の２サイクル内燃機関に設けられ
   た燃料噴射弁を駆動して、燃料噴射により該内燃機関に
   燃料を供給する２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置
   において、 前記２サイクル内燃機関のクランク室内圧を反映したパ
   ラメータを検出するクランク室内圧検出手段と、 前記２サイクル内燃機関の吸入空気量を調整する手段の
   作動量を検出する作動量検出手段と、前記検出されたパ
   ラメータと作動量とに基づいて、前記２サイクル内燃機
   関の基本燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁を駆動する燃
   料噴射実施手段と を備えたことを特徴とする２サイクル内燃機関の燃料噴
   射制御装置。 ２　請求項１に記載の２サイクル内燃機関の燃料噴射制
   御装置において、 ２サイクル内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段
   を設けると共に、 燃料噴射実施手段は、吸入空気量を調整する手段の作動
   量が所定量以上の場合には、クランク室内圧を反映した
   パラメータと該検出された回転数とに基づいて基本燃料
   噴射量を算出する高負荷噴射量算出手段を備えたこと を特徴とする２サイクル内燃機関の燃料噴射制御装置。