JPH02259238A - ２サイクルエンジンの掃気装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、車両用２サイクルエンジンの掃気装置に関し
、詳しくは、速度型ブロワをモータ駆動して掃気作用す
る方式に関する。

〔従来の技術〕

２サイクルエンジンとして、シリンダの途中にピストン
により開閉するように掃、排気ポートを設け、掃気ポー
トには掃気ポンプを連設する。そしてピストン上昇時の
掃、排気ポートが開いている期間には掃気ポンプで新気
をシリンダに加圧して導入し、掃気作用を向上し、燃料
の吹き抜けを低減する方式がある。ここで、掃気ポンプ
としてルーツブロワ等の容積型を使用すると、回転速度
に対し略一定の掃気圧を生じ得る利点はあるが、高速域
ではエンジン本体側のフリクション増加を補うように新
気量を増すことが難しい。また、容積型掃気ポンプの場
合はサイズが大きく、重量もかさむ等の不都合がある。

一方、掃気ポンプとして遠心式の速度型ブロワを使用す
ることが考えられ、この速度型は小型。

軽量の利点がある。しかし、掃気圧が回転の２乗に比例
するため、低速域の掃気圧が低くて掃気不良を生じ、低
速トルク不足などの不都合が生じたリする。また、始動
時には掃気できないことで始動不良を生じるおそれもあ
る。

こうして、容積型または速度型のブロワはそれぞれ一長
一短はあるが、近年車両用エンジンは高回転、高出力化
の傾向にあるので、この点で高速に向いている速度型が
適している。そこで速度型ブロワを掃気ポンプに使用し
、この場合の構造および制御により不都合を解消するこ
とが望まれる。

従来、車両用の過給制御に関しては、例えば特開昭６０
−１５９３４０号公報の先行技術がある。

ここで、排気ターボ式過給機にモータを電磁クラッチを
介して連結し、始動初期の所定時間だけモータにより過
給機を駆動することが示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものは、始動時に補助的にモ
ータ駆動する構成であるから、速度型ブロワをエンジン
運転中常にモータ駆動する方式には適用できない。また
、速度型ブロワをモータ駆動する場合は、種々の運転条
件に応じ適切に制御する必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、速度型ブロワのモータ駆動による掃気
作用を各運転条件で最適に行うことが可能な２サイクル
エンジンの掃気装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の掃気装置は、２サイ
クルエンジン本体のシリンダの掃気ポートに、少なくと
もモータ駆動される速度型ブロワを連設し、上記モータ
の回転を各運転条件に応じて制御する制御ユニットを設
けたものである。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、２サイクルエンジン運転時には、速
度型ブロワがモータ駆動により回転して掃気圧を生じ、
この掃気圧により新気が掃気ポートを介しシリンダに流
入して常に確実に掃気作用する。また、モータと共にブ
ロワの回転が各運転条件に応じ制御されることで、シリ
ンダには最適に新気等が供給されて負荷に応じた出力を
生じるように制御される。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、２サイクルエンジンの全体の構成につ
いて述べると、符号１は２サイクルエンジンの本体であ
り、シリンダ２にピストン３が往復動可能に挿入され、
クランク室４のクランク軸５に対し偏心したコンロッド
６によりピストン３が連結し、クランク軸５にはピスト
ン３の往復動慣性力を相殺するようにバランサ７が設け
られる。

燃焼室８の頂部には点火プラグ９と筒内直接噴射式のイ
ンジェクタ１０とが取付けられている。

シリンダ２にはピストン３によって所定のタイミングで
開閉される排気ポート１１が開口し、この排気ポート１
１と連通ずる排気管１２に触媒装置１３゜排気チャンバ
１４．マフラー１５が配設される。また、シリンダ２の
排気ポート１１の位置から略９０度ずれた位置（または
排気ポート１１に対向した位置）には、ピストン３によ
って所定のタイミングで開閉する掃気ポート１Ｂが開口
する。

次いで、吸気系について述べると、エアクリーナ２０か
らの吸気管２１に、掃気ポンプとして遠心式の速度型ブ
ロワ２２が連通し、この速度型ブロワ２２はモータ２３
により駆動するように連結している。

そして速度型ブロワ２２の吐出側が、掃気ポート１６開
閉時の掃気圧力波を吸収する掃気チャンバ２４を介して
掃気ポート１６に連通する。また、負荷制御系として吸
気管２■とチャンバ２４との間にバイパス通路２５が連
通し、このバイパス通路２５中に制御弁２６が設けられ
る。制御弁２Ｂは、アクセルペダル２７に対しストロー
ク変換機構２８を介して連結されており、アクセル開放
時は制御弁２Ｂを開いて新気の戻し量を多くし、アクセ
ル踏込みに応じ制御弁２６を閉じて新気の掃気量を増す
ようになっている。

制御系について述べると、アクセル開度ψを検出するア
クセル開度センサ３０とエンジン回転数Ｎを検出するエ
ンジン回転数センサ３■とを有し、これらのセンサ信号
が制御ユニット３５の運転条件判定部３Ｇに入力し、ア
クセル開度ψ、エンジン回転数Ｎにより各運転条件が判
断されるのであり、この判定信号がモータ回転数設定部
３７に入力する。

ここで目標回転数設定部３８では、各運転条件に応じた
モータ回転数Ｎｍが予め設定されており、このモータ回
転数Ｎ１１は、エンジン回転数Ｎ、エンジン回転数Ｎに
対する係数ｋＮ、アクセル開度φに対する係数にψを用
いて以下のように設定される。

ＮＩＩ　−Ｎ　−ｒ（ｋＮ　、　　ｋψ）係数ｋＮはエ
ンジン回転数Ｎに対し第２図（ａ）に示すように反比例
的に設定され、低速域の掃気圧を確保する。係数にψは
アクセル開度ψ対し第２図（ｂ）のように比例的に設定
され、負荷に応じた掃気圧を得るようになっている。そ
してかかるモータ回転数Ｎｖｉがマツプ検索され、この
モータ信号が駆動部３９を介してモータ２３に出力され
る構成である。

なおスタータ始動時には、モータ回転数Ｎｍがそれに適
したものに各別に設定される。また冷態時の水温、高地
での大気圧等によりモータ回転数Ｎｌ１１が最適に補正
される。

次いで、かかる構成の２サイクルエンジンの作用につい
て述べる。

先ず、エンジン運転時にモータ２３が制御ユニット３５
からのモータ信号により駆動し、このモータ２３で速度
型ブロワ２２が回転されて新気を吸入かつ加圧して吐出
することで掃気圧を生じる。また、速度型ブロワ２２か
ら吐出する新気は、チャンバ２４゜バイパス通路２５に
より吸入側に循環し、制御弁２Ｂにより戻り量が制御さ
れるのであり、こうしてポンプ損失を生じることなくア
クセル開度に応じた掃気量に調整される。

そこでエンジンの爆発、膨張行程でピストン３が下降し
、第１図のように掃気ポート１Ｂ、排気ポートｔｉを開
くと、速度型ブロワ２２により加圧された新気が掃気ポ
ートＩＢからシリンダ２の内部に流入する。そしてこの
掃気により排気ポート１■から残留ガスを押出しながら
短時間で有効に掃気作用し、シリンダ２に新気のみが供
給される。その後、ピストン８の上昇により掃気ポート
１Ｂ、排気ポート１１が閉じた以降にシリンダ２の空気
が圧縮され、かつインジェクタｌＯにより燃料が噴射さ
れて混合気を生成するのであり、更に上死点直前で点火
プラグ９により着火されて燃焼する。

ここで、制御ユニット３５の運転条件判定部３Ｂでエン
ジン回転数Ｎとアクセル開度ψとにより各運転条件が判
断され、これに基づきモータ回転数設定部３７でモータ
回転数Ｎｍが、目標回転数設定部３８のマツプ検索によ
り設定される。そこでアイドリング時等の低速域では、
アクセル開度ψに対する係数にψは小さいが、エンジン
回転数Ｎに対する係数ｋＮは大きく設定されているので
、モータ回転数Ｎｍは比較的大きい値になる。このため
速度型ブロワ２２は、高速回転して高い掃気圧を生じる
ようになり、掃気量が制御弁２Ｂにより制限されても掃
気は確実に行われ、これにより安定的に低速運転される
。そしてアクセル開度ψが増すと、係数にψの値により
モータ回転数Ｎｍ＋の値も順次大きくなり、速度型ブロ
ワ２２の回転の上昇に伴う掃気圧と制御弁２６により掃
気量とが共に漸増する。

一方、インジェクタ■０による燃料も負荷に応じて制御
されることで、常に確実に掃気されながら空燃比が略一
定の混合気は負荷に応じて供給され、良好に燃焼する。

ここで高負荷時には、モータ２３により速度型ブロワ２
２が高速回転して充分高い掃気圧が生じ、これによりシ
リンダ２に過給作用して出力アップするようになる。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されない。

例えば、ポペット式の動弁機構をもっ２サイクルエンジ
ンにも適用可能である。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、２サイクルエ
ンジンの掃気ポンプに遠心式の速度型ブロワがモータ駆
動により使用されるので、小型、軽量化し、高回転、高
出力エンジンに適用し得る。

さらに、モータと共に速度型ブロワの回転数を運転条件
に応じ電子制御するので、掃気と共に良好に燃焼して燃
費、エミッションを低減し、出力アップすることができ
る。

また、低速域では速度型ブロワの高速回転で運転を安定
化でき、高負荷では速度型ブロワにより掃気圧が上昇し
て過給により出力アップできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２サイクルエンジンの掃気装置の実施
例を示す構成図、 第２図（ａ）　、　（ｂ）は係数ｋＮ、にψの特性図で
ある。 ■・・・２サイクルエンジン本体、２・・・シリンダ、
１Ｂ・・・掃気ポート、２２・・・速度型ブロワ、２３
・・・モータ、３５・・・制御ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　２サイクルエンジン本体のシリンダの掃気ポー
   トに、少なくともモータ駆動される速度型ブロワを連設
   し、 上記モータの回転を各運転条件に応じて制御する制御ユ
   ニットを設けたことを特徴とする２サイクルエンジンの
   掃気装置。
2. （２）　上記モータの回転はエンジン回転数とアクセル
   開度とに対する係数で定め、 エンジン回転数に対する係数は反比例的に定め、アクセ
   ル開度に対する係数は比例的に定めることを特徴とする
   請求項（１）記載の２サイクルエンジンの掃気装置。