JPH03222842A - 筒内噴射式２サイクルエンジン - 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、空気燃料噴射量２サイクルエンジンのアイド
リング′ＭＩ御装置に関５、特にアイドリング中におけ
る電気的負荷の増大等によるエンジン停止（ストール）
を防止できるようにした装置に関する。

〔従来の技術〕

燃料噴射量２サイクルエンジンにおいてアイドリング回
転数を制御するために、コントロールユニット等の燃料
噴射制御手段によって目標アイドリング回転数に対応し
た燃料噴射量及び噴射時期を設定し、゛これをバルブ機
構、燃料噴射弁等に出力することが考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで上記アイドリング制御装置において、燃料噴射
量、噴射時期を、目標アイドリング回転数に対応して設
定された噴射量、噴射時期に制御するだけでは、例えば
補器類の作動により電気的負荷が急に増大した場合等は
エンジン回転が不安定となり、極端な場合はエンジンが
ストールするという問題がある。なおこの問題は、各エ
ンジン自体の個体差によっても生じる場合が考えられる
。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、電
気的負荷が増大した場合、あるいはエンジン自体の個体
差によって上記目標アイドリング回転数に対応して設定
された噴射！、噴射時期が適正でない場合にるエンジン
のストールを防止できるアイドリング制御ＷＩを提供す
ることを目的としている。

ｃ問題点を解決するための手段〕 本発明；よ、燃料を気筒内に直接噴射するようにした燃
料噴射式２サイクルエンジンのアイドリング制４１１１
　’Ａ　Ｉにおいて、エンジン回転数を検出する回転数
検出手段と、エンジンのフィトリングミ魁を検出するア
イドリング検出手段と、アイドリング状態において検出
エンジン回転数が目標アイドリング回転数より低下した
とき噴射時期を進角させ、かつ該進角値を所定期間保持
した後、目標アここで本発明は、空気と燃料を別々に、
かつ同時にシリンダ内に噴射し、この時点で両者を混合
させるいわゆる同時噴射タイプのエンジン、あるいは燃
料のみを噴射するタイプのエンジン、及びチャンバ内に
空気と燃料を予め噴射して混合させておき、この混合気
をシリンダ内に噴射するいわゆるプリチャージタイプの
エンジンのいずれにも適用できる。

そして本発明における噴射時期を進角させるとは、少な
くとも噴射開始時期を進角させればよく、必ずしも噴射
終了時期については進角させる必要はない、また、上記
各タイプのエンジンにおける噴射時期とは、シリンダ内
への噴射開始時期の意味である。

さらにまた本発明における目標アイドリング凹転数につ
いては予め安定的に回転し得るエンジン回転数を各エン
ジン毎に実験により求めておき、また燃料噴射時期につ
いては燃料の充分な霧化を確保し得る燃料噴射時期を、
実験等によって求めておくことが好ましい。

また噴射時期の進角値については、目標アイドリング回
転数との差に対応した値を求めておくことが好ましい。

、作用：１ 本発明に係るアイドリングＩＩ　ｉＢ　ｇ置では、アイ
ドリング状領になると、現時点でのエンジン回転数か目
標アイドリング回転数と比較され、上記電気的負荷の増
大等によってエンジン回転数が目標値より低下すると直
ちに、噴射時期が、燃料が充分に霧化しうるよう進角さ
れ、これによりエンジン回転数が復帰し、エンジンのス
トールを防止できる。

これは、噴射開始時期を進角させた場合は、シリンダ内
圧力がより低い時点で燃料が噴射されることとなり、燃
料の噴射速度が速くなり、空気的貫通力が大きくなる。

この点から霧化が良好となり、エンジン回転数が上昇す
る。

一方、上記進角によりエンジン回転数が目標より高くな
った場合に、噴射時期を直ちに元の状態に戻すと、上記
電気的負荷がかかったままの場合はエンジンがストール
する懸念がある。そこで、上記進角の状世を所定時間保
持した後、直ちに元の状笛↓こ戻すので：よなく、段階
的に戻すようにしたので、上記ストールの発生を回避で
きる。つまり遅角がゆるやかであるので、負荷がかかっ
たままであってもエンジン回転数が急激に低下すること
はなく、直ちにストールすることはない。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図〜第６図は本発明の一実施例による空気燃料噴射
式２サイクルエンジンのアイドリング制御装置を説明す
るための図であり、第１図はその全体構成を示すブロッ
ク図、第２図は本実施例の進角量の復帰状態を示す図、
第３図はアイドリング領域を説明するための図、第４図
は噴射時期を各ポートタイミングととともに示す図、第
５図は空気燃料噴射装置本体を示す断面図、第６図は本
実施例の動作を説明するためのフローチャート図である
。

まず、空気燃料噴射装置本体の構造について第５図を参
照して詳述する。

該空気燃料噴射装置本体２は王として、シリンダヘッド
８に挿入固着された噴射ボディ９と、該噴射ボディ９内
に形成された空気室支び燃料室の噴射口を開閉するバル
ブｍ横ｌＯと、上記噴射ボディ９の外壁の後側部分に装
着され、上記燃料室に燃料を供給する燃料噴射弁１１と
から構成されている。

上３己噴肘ボディ９は、ノリンタ′ヘッド８の燃焼室１
２に臨む取付孔８ｂ内に挿入されたハウジング１３と、
咳ハウジング１３をノリンダヘノド８上に押圧固定する
とともに、上記バルブ機ｆｌｌ。

及び上記燃料噴射弁１１を保持するボディ本体１４とか
ら構成されており、該ボディ本体１４のフラッジ（図示
せず）がフリツプへノド８にボルト締め固定されている
。

上記ハウジング１３は、円筒状の胴部１５ａの上端にフ
ランジ部１５ｂを一体形成してなる外側ハウジング１５
内に同しく円筒状の胴部１６ａの上端にフランジ部１６
ｂを一体成形してなる内側ハウジング１６を上側から挿
入した２分割構造のもので、外側ハウジング１５のフラ
ンツ部１５ｂが１記ボディ本体１４によってノ゛ノンダ
ヘノド８上に押圧固定されている。

ここで上記内側ハウジング１６の軸心を貫通する孔内が
空気室１７になっており、該貫通孔の下端開口が燃焼室
１２に臨む空気噴射口１６ｃとなっている。また上記内
側ハウジング１６の外周面の上部、及び下部には上、下
横凹溝１６ｄ、１６ｅがリング状に凹設されており、核
上、下種口溝１６ｄ、ｔ６ｅ同士は上記外周面に軸方向
に延びるよう形成された一対の縦凹溝１６ｆで連通され
ている。そして上記各横凹溝１６ｄ、１６ｅ及び縦凹溝
１６ｆ内が燃料室１日になっており、該燃料室１８は内
側ハウジング１６の下端に形成された燃料噴射口１６ｇ
によって燃焼室１２内に連通している。なお、１９はノ
ールリングである。

また上記ボディ本体１４の車載時後側に位置する部分の
点火プラグ３５上方に、上記燃料噴射弁１１を取り付け
るため取付凹部１４ａが該点火プラグと略平行に凹設さ
れている。この取付凹部１４ａ内は、該ボディ本体１４
．上記外側ハウジング１５のフランツ部１５ｂに斜め下
方に延びるよう形成された燃料ｄ路１４ｂ、１５ｃによ
って上記燃料室１８の上側の横凹溝＋ｂｄに連１してい
る。そじて上記取付四部１４ａ内に上記燃料噴射弁１１
の噴射ノズル側端部が挿入されており、該噴射弁１１の
先端面１１ａが取付凹部１４ａの底面１４　Ｃ４こ若干
の隙間を開けて対向し、かつ該先端部と底面１４ｃとの
間にはゴム類の緩衝部材２０が介在されている。

また上記各燃料噴射弁１１の上端の燃料供給口ｚｂ＝１
本のフューエルレール２１内に挿入され、該レール２１
内の燃料通路２１ａに連通している。このフューエルレ
ール２１はアルミ合金弓き抜き材からなり、ステー２２
によって上記シリンダへノド８の上面にポル）［め固定
されている。

また上記内側ハウジング１６の貫通孔には、上記バルブ
機構ｌＯを構成するバルブ２３が下側から挿入されてい
る。このバルブ２３は弁軸２３ａの下端に立状の弁板２
３ｂを一体形成してなり、この弁板２３ｂによって上記
空気噴射口１６Ｃ及び燃料噴射口１６ｇを開閉する。ま
た上記弁軸２３ａは、ボディ本体１４の上面かり突出し
、該突出部２３Ｃには円盤状の”リテーナ２４か螺装さ
れ、ロックナツト２５で固定されており、該リテーナ２
４はキャップ２６で囲まれている。また上記リテーナ２
４の下方にユよ通電時に励磁されて該リテーナ２４を下
方に吸引する電磁コイル２７が埋設されている。さらに
該電磁コイル２７の軸心には円筒状のばね座２８がその
上下位１を可変に螺挿されており、該ばね座２８と上記
リテーナ２４との間には該バルブ２３を閉方向に付勢す
る付勢バ２２９が介設されている。なお、３０は上記ば
ね座を所定位置に固定するためのセットボルトである。

さらにまた上記ボディ本体１４には、空気導入口１４ｄ
が形成されており、該導入口１４ｄは上記ばね座２８に
形成された連通孔２ｆｌａを介して上記内側ハウジング
１６内の空気室１７に連通している。また該空気燃料噴
射装置本体２の前側には、上記空気導入口１４ｄを覆う
ようにエアレール３１が配設されている。このエアレー
ル３１はアルミ合金引き抜き材からなるものであり、こ
れに貫通形成された空ス通路３１ａ：よ、分岐通路３１
ｂにより上記ボディ本体１４例の空気導入口１４ｄに連
１している。なδ３２は分岐通路３１ｂ形成時の加工孔
を閉塞するプラグであり、また図示していないが上記空
気１ｆｆｉ路３１ａの一端は圧縮空気源に、他端は圧力
ｉ？二こ接続されており、これにより該空気通路３１ａ
内、ひいては上記内側ハウジング１６の空気室１７内は
所定空気圧に調整されている。

次に上記空気ｔｐ！料噴射装置本体２の制御系を第１図
ないし第４図を参照して説明する。

第１図において、４０はエンジン回転数を検出する回転
数検出センサ、４１はスロットルバルブの開度位置を電
圧として取り出すボテンンヨナからなるスロットル開度
検出センサ、４３はエンジンの運転状嘘全触を制御する
コントロールユニットであり、該ユニット４３の空気燃
料噴射Ｉｆ　Ｊ’Ｂ部４３ａは、空気燃料噴射量、及び
噴射時期を、目標アイドリング回転数に対応した噴射量
、噴射時期にｆｉｌｌ　２Ｂするとともに、検出エンジ
ン回転数が目標アイドリング回転数より低下すると、上
記噴射量、噴射時期を増量、進角させ、該増１．進角状
態を所定時間保持した後、段階的に元の噴射量噴射時期
に復帰するように構成されている。なお、ここで上記噴
射量、噴射時期の増量値、進角値は、検出回転数と目標
アイドリング回転数との差に対応させて予め実験等によ
って求め、マ／ブ値として該コントロールユニット４３
のメモリに記憶されている。

次に第６図のフローチャートに沿ってアイドリング制御
動作を説明する。

まず、ステップＳ１において、スロットル開度検出セン
サ４１からのスロットル開度を読み込み、該検出開度を
第３図のアイドリング開度と比較することによりアイド
リング状態か否かの判定を行う（ステ、プＳ２）、検出
開度の方が大きい場合は非アイドリング状態であるとし
て動作を終了し、アイドリング制？Ｔｊは行わない、一
方、小さい場合はアイドリング状態であるとして、目標
アイト回転数回転敬（第２図上）のエンジン回転数ａ）
を実現する空電燃料の基準噴射量、及び該噴射燃料量の
霧化時間を確保し得る基準噴射時期を設定し、上記バル
ブ機構１０．燃料噴射弁１１に出力する（ステップ５３
） 一定時間経過後上記回転数検出センサ４０からのエンジ
ン回転数を読み込み、この検出回転数と上記目標アイド
リング回転数とを比較しくステップＳ４．Ｓ５）　、検
出回転数が目標アイドリング回転数より高い場合は、ス
トールの恐れはないとして動作を終了する。一方、例え
ば空調装置のエアコツブレフサの起動により負荷が増大
してエンジン回転数が目標アイドリング回転数より低下
した場合（第２図上）のｂ参照）はステップＳ６に進ん
で、この低下回転数に応じて設定された空気燃料噴射量
の増量値、噴射時期の進角値（例えばクランク角度で３
″）を設定して上記バルブ機構ｌＯ１燃料噴射弁１１に
出力する。この場合、エンジン回転数が目標値より低い
ほど増！値、ａ角値を大きく設定する。これにより第４
図に示すように、噴射開始タイミングは通常アイドリン
グ時のタイミングａから回転低下時のタイミングａ゛に
進角される。そしてこの進角させた際に、終了時期はそ
のままにして噴射期間を長くすることにより、噴射量を
増量させている。このような増量進角状態で所定期間ｔ
　（例えばエンジンが７０回転する期間）経過後、上記
増量、進角値を予め設定された４ｔＬ（例えばクランク
角度で１″）だけ減量、遅角させた値を設定し、出力す
る（ステップ５７．３８）。

そして再びエンジン回転数を読み込み、この検出回転数
と目標アイドリング回転数とを比較しくステップ３９，
５１０）、エンジン回転数が低下した場合（第２図ｃｂ
）のＣ参照）はステップＳ６に戻って直ちに第２図（ａ
）に二点Ｍ線で示すように上記増量、進角状態に戻し、
高い場合はステップ３１１で、噴射量、噴射時期が上記
基準値に戻ったか否か判定し、戻っている場合は動作を
終了し、戻っていない場合はステップ８７〜Ｓ８で再び
減量、遅角を繰り返す。これにより、第２図ｆａ＋に示
すように、及び第４図に破線で示すように進角量は、３
°の状悩から２°、ｌｏ、基準噴射時期に段階的に戻る
こととなる。

このように本実施例では、アイドリング制御において、
目標アイドリング回転数に対応した空気燃料噴射看、噴
射時期によりアイドリングｍ？Ｉｌを行うとともに、常
時エンジン回転数を目標アイドリング回転数と比較し、
エンジン回転数が低下した場合は、直ちに燃料噴射量を
増量するとともに噴射時期を進角するようにしたので、
安定して回転し得る燃料量が得られるとともに必要な霧
化時間が得られ、電気的負荷の増大等によるエンジンの
ストールを防止することができる。

また噴射開始時期を進角させたので、シリンダ内圧力が
より低い時点で燃料が噴射されることとなり、燃料の噴
射速度が速くなり、空気内貫通力が大きくなる。この点
からも霧化が良好となり、エンジン回転数が上昇する。

また上記増量、進角の状態を所定時間保持した後、進角
値（クランク角度３°）を直ちに元の基準値に戻すので
はなく、例えば１′″づつ段階的に戻すようにしたので
、仮に上記電気的負荷の増大が続いている場合でもエン
ジンのストールを防止できる。つまり、減量、遅角が段
階的であるので、エンジン回転数の低下もゆるやかであ
り、従って負荷が続いてもストールに至ることはほとん
どない、また、上記進角値を１０戻した場合にエンジン
回転が第２図（ｂｌのＣに低下してもこの低下期間は第
２図ｉａｌにｔ′で示すように橿短期間であり、この点
からもストールを回避できる。

また本実施例では噴射時期によりエンジン回転数を制御
しているので、エンジン回転数を増減するにあたり、燃
料噴射弁の噴射時間を調整する必要がないか、あるいは
少なくて済む、このためアイドリング時はダイナミック
レンジぎりぎりの不安定領域であるにもかかわらすアイ
ドリング回転数が安定する。

なお、噴射時期の進角のみで燃料が十分に霧化され、エ
ンジン回転数を上昇できる場合は噴射量は必ずしも増や
す必要はない、噴射時期を十分に進角できない場合は、
本実施例と同様に、同時に燃料噴射量を増加しても良い
。

ここで、燃料噴射量を増量させる手段としては以下のも
のが採用できる。

本実施例のように同時噴射タイプで、かつ燃料通路が空
気通路開閉弁近傍に開口している場合は、噴射期間はそ
のままで噴射開始時期を進角させることによっても噴射
量を増量できる。これは噴射開始時期の進角によって噴
射圧力とシリンダ内圧力との差圧力が大きくなり、その
結果噴射量が増大するものである。なお、進角量を大幅
に大きくした場合は噴射期間を短くしても噴射量の増大
が可能となる場合がある。

なお、同時噴射タイプの場合は、噴射開始時期を進角し
て噴射時間を長くする。この場合、噴射終了時期はその
ままでも、又は遅角あるいは進角させても良い。

またプリチャージタイプの場合はチャンバ内への噴射期
間を長くすることによって噴射量の増大を図ることがで
きる。なお、この場合、シリンダへの開口を開閉するバ
ルブの開タイミングを早める必要があるが、該バルブの
開期間自体は長くする必要は必ずしもない。

また、いずれのタイプの場合も、燃料圧力を変化させて
燃料噴射量を制御しても良い。

なお、噴射量を減量させる手段は増量の場合の逆であり
、噴射期間を短くする、噴射開始時期を遅角させること
で実現できる。

また、上記実施例では燃料、空気を別個に供給するよう
にしたが、本発明は燃料、空気をチャンバ内に予め噴射
して混合させ、この混合気をシリンダ内に噴射供給する
プリチャージ方式のものにも通用できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明に係る燃料噴射式２サイクルエンジ
ンのアイドリング刷部装置によれば、目標アイドリング
回転数に対応した噴射時期に設定している場合に、電気
的負荷の増大等によりエンジン回転数が目標アイドリン
グ回転数より低下した場合は燃料の噴射時期を進角させ
るようにしたので、エンジンのストールを防止できる効
果があり、また上記進角状態を所定時間保持した後、段
階的に目標アイドリング回転数に対応した噴射時期に遅
角させるようにしたので、このへからもエンジンのスト
ールを防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の一実施例による空気燃料噴射
式２サイクルエンジンのアイドリング制？ｉｌ装置を説
明するための図であり、第１図はその全体構成を示すブ
ロック図、第２図ｆａｔは本実施例の進角量の制Ｊ状嘘
を示す図、第２図（ｂｌはエンジン回転数の変化状態を
示す図、第３図はフィトリング領域を説明するための図
、第４図は噴射時期を各ポートタイミングとともに示す
図、第５図は空気燃料噴射袋！本体を示す断面図、第６
図は本実施例の動作を説明するためのフローチャート図
である。 図において、４０は回転数検出センサ（回転数検出手段
）、４１はスロットル開度検出センサ（アイドリング検
出手段）、４３ａは空気燃料噴射制御部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃料を気筒内に直接噴射するようにした燃料噴射
   式２サイクルエンジンのアイドリング制御装置において
   、エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、エンジ
   ンのアイドリング状態を検出するアイドリング検出手段
   と、アイドリング状態において検出エンジン回転数が目
   標アイドリング回転数より低下したとき噴射時期を進角
   させ、かつ該進角値を所定期間保持した後、目標アイド
   リング回転数に対応した噴射時期に段階的に遅角させる
   ようにした燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とす
   る燃料噴射式２サイクルエンジンのアイドリング制御装
   置。