JPH0510168A - 複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関 - Google Patents

複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関

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JPH0510168A
JPH0510168A JP3190668A JP19066891A JPH0510168A JP H0510168 A JPH0510168 A JP H0510168A JP 3190668 A JP3190668 A JP 3190668A JP 19066891 A JP19066891 A JP 19066891A JP H0510168 A JPH0510168 A JP H0510168A
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JP
Japan
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intake air
fuel injection
pressure
air amount
engine speed
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JP3190668A
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English (en)
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Masahiko Kato
雅彦 加藤
Seiichi Tanaka
誠一 田中
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
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    • F02B75/00Other engines
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    • F02D2400/00Control systems adapted for specific engine types; Special features of engine control systems not otherwise provided for; Power supply, connectors or cabling for engine control systems
    • F02D2400/04Two-stroke combustion engines with electronic control

Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に正確な吸入空気量を求めることができ、
その結果、燃料噴射量を適切に制御して良好な動力性能
を発揮することができる複数気筒型燃料噴射式2サイク
ル内燃機関を提供すること。 【構成】 クランク室24内圧を圧力センサにより検出
するとともに、クランク角78により掃気開始時のタイ
ミングおよびエンジン回転数を検出する。そして、EC
U56は、エンジン回転数と掃気開始直前のクランク室
内圧とから吸入空気量を決定し、この吸入空気量に基づ
いてインジェクタ46から噴射される燃料噴射量を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、クランク室内圧から
吸入空気量を求め、この空気量に基づいて燃料噴射量を
制御する複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の燃料噴射式内燃機関では、燃料噴
射量を吸入空気量に応じて制御するため、吸入空気量を
検出することが行われてきた。従来、吸入空気量の検出
には、空気流量計を用いる方法が採用されてきたが、吸
気抵抗が増大する、特性変化が生じる等の理由から、最
近では、空気流量計を用いることなくクランク室内圧の
変動から吸入空気量を演算することが行われている。こ
のような従来例として、例えば、特公平2−4785号
に記載されているように、掃気ポート開孔直前のクラン
ク室内圧(以下、「PSO」という)と掃気ポート閉孔付
近のクランク室内圧(以下、「PSC」という)との差圧
から吸入空気量を求め、この吸入空気量に基づいて燃料
噴射量を制御するものが存在する。
【0003】この従来例によれば、掃気ポート開孔直後
におけるクランク室内圧の急変による影響を受けずに、
正確に吸入空気量を検出でき、混合気濃度を最適に維持
することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数気
筒型内燃機関において、その排気系の形状によっては、
掃気ポート開孔から掃気ポート閉孔迄の間に他気筒のブ
ローダウン圧、自気筒のブローダウン圧によりクランク
室内への圧力の戻りや、排気通路内での圧力波の脈動お
よび背圧の変化が生じ、PSCにこれらの影響が残ってし
まって、PSOとPSCとの正確な差圧を得ることができな
い場合や、また、これらの影響により、シリンダー内か
ら既燃ガスの排出の度合いが全運転領域で一定せず、吸
入空気量が変動してしまう場合がある。
【0005】したがって、前記従来例では、正確な吸入
空気量を検知することができないことがあるという問題
があった。そこで、この発明は、常に正確な吸入空気量
を求めることができ、その結果、燃料噴射量を適切に制
御して良好な動力性能を発揮することができる複数気筒
型燃料噴射式2サイクル内燃機関を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、第1図のクレーム対応図に示すように、ク
ランク室内圧から吸入空気量を求め、この吸入空気量に
基づいて燃料噴射手段から噴射される燃料量を制御する
複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関において、ク
ランク室内圧を検出する圧力検出手段と、掃気開始時の
タイミングを検出するタイミング検出手段と、エンジン
回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジン
回転数と掃気開始直前のクランク室内圧とから吸入空気
量を決定する吸入空気量決定手段と、を備えることを特
徴とするものである。
【0007】
【作用】前記PSOはブローダウン圧による影響、排気通
路内での圧力波の脈動による影響等を受け難く、そし
て、これらの影響による吸入空気量の変動の程度は、エ
ンジン回転数の大きさによって影響される。
【0008】そこで、PSO,PSCを用いたクランク室内
圧の差圧から吸入空気量を求めるのでなく、これらの影
響を受け難いPSO及びエンジン回転数と吸入空気量との
関係を予め求めておき、PSOとエンジン回転数との検出
値に基づいて吸入空気量を決定することにより、常に正
確な吸入空気量を求めることができる。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図2は、本実施例に係わる複数気筒型燃料噴射式2
サイクル内燃機関10を模式的に示すものである。シリ
ンダ12内にはピストン14が設けられ、このピストン
はクランクケース18内のクランク室24を貫通するク
ランク軸20にコンロッド22を介して連結している。
【0010】前記シリンダ12の壁面には吸気ポート3
0が設けられ、この吸気ポートには、リード弁28を介
して吸気管26が接続されている。また、シリンダ12
の壁面には排気ポート32及び掃気ポート36が形成さ
れ、排気ポート32に排気管34が接続されており、ま
た、掃気ポート36は掃気通路38によってクランク室
24に連通されている。尚、燃焼室の頂部には点火栓1
6が固定されている。
【0011】符号60は燃料噴射系統であり、この燃料
噴射系統は、燃料タンク40と、燃料中の異物を除去す
るストレーナ42と、電磁式燃料供給ポンプ44と、燃
料を吸気通路内に噴射するインジェクタ46と、燃料ポ
ンプ44からインジェクタ46に圧送される燃料圧を調
整し、燃料圧が所定圧以上になった場合は燃料の一部を
パイプ50を介して前記燃料タンク40へ還流する圧力
調整器48と、から構成される。
【0012】符号56は、前記PSOとエンジン回転数と
に基づいて吸入空気量を決定し最適な燃料噴射量を決定
するECU(エレクトリック コントロール ユニッ
ト)であり、このECUには、次の各種のセンサから種
々の検出信号が入力される。
【0013】符号70は、燃焼室内圧を検出する圧力セ
ンサ、符号72はスロットル角度を検出するスロットル
角度センサ、符号74はクランク室内圧を検出する圧力
センサ、符号76はクランク室24での吸気温を検出す
る吸気温センサ、符号78はクランク角センサ、符号8
0はシリンダボディ62の温度を検出するエンジン温度
センサ、符号82は排気マニホールド64内の背圧を検
出する背圧センサである。
【0014】また、ECU56にはこれらの検出信号の
他、大気圧、冷却水温度、及びエンジン振動の各々の検
出値が入力されている。
【0015】ECUはROMに予め設定されたプログラ
ムに従い、これら各種の検出信号から吸入空気量を決定
して燃料噴射量を求め、この燃料噴射量に基づいて前記
インジェクタ46への通電時間を決定し、この通電時間
の間インジェクタ作動信号H1を当該インジェクタ46
に出力する。
【0016】ここで、PSOとエンジン回転数とから正確
な吸入空気量を決定できる理由について説明する。機関
運転中クランク室の内圧は、図3の実線に示すように変
化する。図3はクランク回転角とクランク室内圧との関
係を示すものであり、符号SOとSCはそれぞれ掃気ポ
ート36の開孔、閉孔のタイミングを示す。本発明者が
鋭意検討したところ、複数気筒型の内燃機関では、掃気
ポート開孔から掃気ポート閉孔迄の間に他気筒のブロー
ダウン圧、自気筒のブローダウン圧によりクランク室内
への圧力の戻りや、排気通路内での圧力波の脈動および
背圧の変化が生ずると、クランク室内圧は破線のように
変動し、掃気ポートの付近でこれらの影響が斜線で図示
する如く残ってしまいPSCが変動することが分かった。
【0017】次に、これらの影響を受け難いPSOと吸入
空気量(体積値)の関係について検討した。図4はこの
関係を示すものであるが、吸入空気量は排気脈動等によ
り斜線で示す如く変動し、PSOのみからでは吸入空気量
を一義的に決定することができない。しかしながら、排
気脈動等の度合は、エンジン回転数の大きさによって影
響されることから、PSOと同時にエンジン回転数(RP
M)を決めれば、吸入空気量を一義的に決定することが
できる。
【0018】そこで、PSOとエンジン回転数に対する吸
入空気量の関係を調べたところ、図5に示すような特性
図が得られた。従って、この特性図に従うと、PSOと共
にエンジン回転数を決めることにより、一義的に吸入空
気量を正確に決定できることになる。
【0019】図6は、図5に示す特性図を三次元マップ
にしたものであり、このものは前記ECU56のROM
の所定記憶領域に予め設定されている。
【0020】次に、本実施例の動作を前記ECU56の
ROMに設定された処理プログラムに従って説明する。
図7はこの処理プログラムを示すものであり、所定時間
毎に繰り返し実行される。
【0021】先ずS1において、クランク角センサ20
からの角度信号を読み込みクランク角を検出する。S2
においては、圧力センサ24から圧力信号を読み込み、
クランク室内圧力を検出する。S3では、S1で読み込
まれたクランク角度信号のパルス間隔を計測することに
より、エンジン回転数N(RPM)を検出する。
【0022】次いでS4に移行し、S1において検出さ
れたクランク角から各サイクルにおける掃気ポートが開
孔する直前のタイミングSO(図3参照)を決定し、こ
の時のクランク室の内圧であるPSOおよびエンジン回転
数(N)を検出し、これらの値をCPUに一時記憶す
る。尚、エンジンが高回転になるとクランク角の検出値
と実際のクランク角との間にずれが発生し、このずれに
より前記PSOの値が変動することになるので、予めこの
ずれ量を補償して掃気ポートが開孔する直前のタイミン
グ(SO)を決定することが好ましい。
【0023】次いでS5に移行し、前記PSOが正常値の
範囲内にあるか否かが判定される。PSOは逆火等により
あるサイクルでのみ異常な値を示すことがある。従っ
て、異常なPSOからは正確な吸入空気量を決定できない
ので、異常なPSOをカットすることが好ましい。
【0024】S5において、PSOが正常値であると判定
されると、S6において、このPSOおよびエンジン回転
数(N)がRAMの所定記憶領域に設定記憶される。こ
の記憶領域は、PSOおよびエンジン回転数(N)のデー
タを4サイクル分記憶するように構成され、最も古いサ
イクルのデータが最新のサイクルのデータによって順次
更新されるようになっている。
【0025】S5において、異常値と判定されたP
SOは、S6において、RAMの所定記憶領域に設定記憶
されることなくS8に移行し、単位時間あたりの異常値
の取り込み回数(X/min)がカウントされる。次い
で、異常値の発現頻度(X/N)が演算され、X/Nが
0.015未満の場合は異常値の発現頻度は低くエンジ
ンは正常状態にあるものと判定して、S10以降の処理
が実行される。一方、X/Nが0.015以上の場合は
異常値の発現頻度が高くエンジンは異常状態にあるか、
またはセンサに異常があると判定され、S9において異
常状態に対応した吸入空気量決定処理が実行される。エ
ンジンが正常状態になり、X/Nが0.015未満にな
った後は、S10以降の処理にリターンする。
【0026】S10においては、S5において記憶され
た4サイクル分のPSOの平均値Pj 、エンジン回転数の
平均値Nj を演算する。ここで、複数のPSOの平均値を
演算するのは、エンジンが定常運転状態であってもPSO
の値は若干変動し、高精度にPSOの平均値を求めるため
には数サイクル程度のデータを用いることが好ましいか
らである。尚、平均値を求めるためのPSOの数が少ない
と精度が低下し、多すぎると応答性が低下するので、数
サイクル分程度が好適である。
【0027】次いでS11に移行し、4サイクル分のP
SOの平均値Pj とエンジン回転数(Nj )とから前記図
6の三次元マップに基づいて基本吸入空気量Qjjを決定
する。この吸入空気量は、大気圧、吸気温等より若干変
動するため、S12において各種センサからの検出信号
の値により定められる補正係数(C)を前記基本吸入空
気量Qjjに乗じて補正空気量QMを演算する。
【0028】次いで、S13に移行し、補正空気量QM
から最適な空燃比となるように燃料噴射量を決定し、前
記インジェクタからこの燃料量が噴射されるようにイン
ジェクタへの通電時間を制御する。この通電時間は、エ
ンジン温度、冷却水温度、筒内圧、大気圧、エンジン振
動、背圧等の検出値により補正される。
【0029】そして、前記インジェクタへの通電信号H
1はECUに予め設定された所定プログラムにしたが
い、運転状況にとって最適な間隔でクランク角θに周期
して間欠的に出力される。
【0030】以上の結果、ECUは常に正確に空気量を
決定し、これに基づいて燃料噴射が行われるため、この
ようなECUを備えた内燃機関は良好な動力性能を発揮
することができる。
【0031】尚、前記実施例では、掃気開始直前のタイ
ミングをクランク角検出値に基づいて決定したが、前記
特公平2−4785号に記載されるように、ピストンが
掃気ポートを開く位置の直前で互い連通する連通孔をシ
リンダとピストンに設け、これにより開孔のタイミング
を決定して、この時のクランク室内圧を検出するように
しても良い。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はPSOとエ
ンジン回転数との検出値に基づいて吸入空気量を決定す
る構成となっているから、常に正確な吸入空気量を求め
ることができ、その結果、燃料噴射量を適切に制御して
良好な動力性能を発揮可能な燃料噴射式2サイクル内燃
機関を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクレーム対応図。
【図2】本発明の実施例の構成図。
【図3】クランク角とクランク室内圧との関係を特性
図。
【図4】PSOと吸入空気量との関係を示す特性図。
【図5】PSOとエンジン回転数とに対する吸入空気量と
の関係を示す特性図。
【図6】図5に基づいて作成された三次元マップ。
【図7】図2の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
10 複数気筒型内燃機関 24 クランク室 56 ECU(吸入空気量決定手段) 74 圧力センサ(圧力検出手段) 78 クランク角センサ(タイミング検出手段、エンジ
ン回転数検出手段)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 クランク室内圧から吸入空気量を求め、
    この吸入空気量に基づいて燃料噴射手段から噴射される
    燃料量を制御する複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃
    機関において、クランク室内圧を検出する圧力検出手段
    と、掃気開始時のタイミングを検出するタイミング検出
    手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出
    手段と、エンジン回転数と掃気開始直前のクランク室内
    圧とから吸入空気量を決定する吸入空気量決定手段と、
    を備える複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関。
JP3190668A 1991-07-04 1991-07-04 複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関 Pending JPH0510168A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3190668A JPH0510168A (ja) 1991-07-04 1991-07-04 複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関
US07/907,540 US5261376A (en) 1991-07-04 1992-07-02 Two cycle internal combuston engine with multiple cylinder fuel injection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3190668A JPH0510168A (ja) 1991-07-04 1991-07-04 複数気筒型燃料噴射式2サイクル内燃機関

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US5261376A (en) 1993-11-16

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