JPH0586922A - 筒内噴射式２サイクルエンジンの燃焼制御装置 - Google Patents

筒内噴射式２サイクルエンジンの燃焼制御装置

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JPH0586922A
JPH0586922A JP3277176A JP27717691A JPH0586922A JP H0586922 A JPH0586922 A JP H0586922A JP 3277176 A JP3277176 A JP 3277176A JP 27717691 A JP27717691 A JP 27717691A JP H0586922 A JPH0586922 A JP H0586922A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンの始動性を改善できる筒内噴射式２
サイクルエンジンの燃焼制御装置を提供する。 【構成】 燃料を噴射用空気と共に筒内に直接噴射する
空気燃料噴射弁１９と、排気口３ｃの上縁位置を実質的
に変化させることにより排気タイミングを制御する排気
制御弁１１とを備えた筒内噴射式２サイクルエンジンの
燃焼制御装置を構成する。この場合に、エンジン回転
数，スロットル開度等からエンジンの始動操作が行われ
ている始動モード，又はエンジンがアイドリング運転し
ているアイドルモードを判定するエンジン状態判定手段
２５と、上記排気制御弁１１を始動モードのとき全開
し、アイドルモードのとき全閉する排気弁制御手段２６
と、始動モードのときアイドルモードに比較して燃料噴
射時間を長く設定するとともに、燃料噴射開始時期を進
角させる燃料噴射制御手段２７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、筒内に燃料を噴射用圧
縮空気と共に直接噴射供給するようにした筒内噴射式２
サイクルエンジンの燃焼制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】筒内噴射式２サイクルエンジンは、シリ
ンダヘッドに装着された空気燃料噴射弁により、燃料を
圧縮空気と共にシリンダ内に直接噴射供給するようにし
たエンジンであり、この直接噴射により、燃料の吹き抜
けが多い，排気ガス中に炭化水素が多い等の２サイクル
エンジンの構造上の問題点の解消が期待されている。ま
た、この種の２サイクルエンジンにおいて、排気通路の
天井壁部分に排気制御弁を出没可能に配設し、排気口の
上縁位置を実質的に変化させることによって排気タイミ
ングを制御する場合がある。ここで上記排気制御弁を排
気口の上縁と面一になるよう没入させた場合を全開，最
も突出させた場合を全閉とする。
【０００３】このような排気制御弁を備えた筒内噴射式
２サイクルエンジンでは、アイドリング運転時には排気
制御弁を全閉し、燃料噴射時間を２msec程度に、噴射開
始時期を上死点前45度程度にそれぞれ設定するのが一般
的である。また、エンジンを始動させる場合の、上記排
気制御弁, 噴射時間等の設定についても上記アイドリン
グ運転時と特に変えることなく同様に設定するのが一般
的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記排気制御
弁，噴射時間等の設定をアイドリング時と始動時とで同
様に設定した従来の空気燃料噴射装置の場合、始動性が
あまり良くないという問題がある。
【０００５】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、エンジンの始動性を改善できる筒内噴射式２
サイクルエンジンの燃焼制御装置を提供することを目的
としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃料を筒内に
直接噴射する燃料噴射弁と、排気口の上縁位置を実質的
に変化させることにより排気タイミングを制御する排気
制御弁とを備えた筒内噴射式２サイクルエンジンの燃焼
制御装置において、エンジン回転数，スロットル開度等
からエンジンの始動操作が行われている始動モード，又
はエンジンがアイドリング運転しているアイドルモード
を判定するエンジン状態判定手段と、上記排気制御弁を
始動モードのとき全開し、アイドルモードのとき全閉す
る排気弁制御手段と、始動モードのときアイドルモード
に比較して燃料噴射時間を長く設定するとともに、燃料
噴射開始時期を進角させる燃料噴射制御手段とを備えた
ことを特徴としている。ここで燃料噴射時間とは、クラ
ンクの回転角度ではなく、実際に燃料噴射弁が開いてい
る時間のことである。
【０００７】
【作用】本発明に係る燃焼制御装置によれば、始動モー
ドの場合は、排気制御弁を全開したので、掃気が十分に
行われてそれだけ燃焼用の空気が掃気口を通ってスムー
ズに供給される。また、燃料噴射時間を長くしたので噴
射される燃料量が多くなるとともに、噴射開始時期を進
角したので筒内圧力が低い時点で噴射が行われ、それだ
け燃料が確実に筒内に供給されるとともに、十分に霧化
する。また上記排気制御弁を全開したので、この点から
も筒内圧力が低下し、多量の燃料が筒内に供給され、こ
れらの点からエンジンの始動性が向上する。さらにま
た、排気制御弁を全開したので、圧縮比が低下し、それ
だけスタータモータの負担が軽減され、この点からも始
動性が向上する。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図１ないし図６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燃焼制御装置を説明するた
めの図であり、図１は本実施例エンジンの断面正面図、
図２，図３は噴射時間，噴射時期をクランク角度で示す
図、図４はアイドル戻り制御特性図、図５は空気，燃料
の噴射時期，期間を示す波形図、図６は動作を説明する
ためのフローチャート図である。
【０００９】図において、１は空気及び燃料を気筒内に
直接噴射するように構成され水冷式２サイクル３気筒エ
ンジンであり、該エンジン１はクランクケース２上に、
３つのシリンダボア（気筒）３ａがクランク軸方向に並
列に配置形成されたシリンダブロック３を搭載してボル
ト締め固定するとともに、該シリンダブロック３上にシ
リンダヘッド４をボルト締め固定した構造のものであ
る。
【００１０】上記シリンダヘッド４の下面の上記各シリ
ンダボア３ａに対応する部分には、該各ボア３ａ内に挿
入されたピストン５の上面に形成された凹部５ａとで燃
焼室１７を構成する燃焼凹部４ａが形成されており、該
燃焼室１７内には点火プラグ１８の電極部１８ａが挿入
されている。そして上記シリンダヘッド４の上面の各燃
焼室１７上方部分には、それぞれ空気燃料噴射弁１９が
装着されている。該各空気燃料噴射弁１９は主として、
上記シリンダヘッド４内に挿入固定された噴射ボディ２
０と、該噴射ボディ２０内に配置され、燃焼室１７に開
口する噴射口を開閉するバルブ機構２１と、上記噴射ボ
ディ２０の外壁の後側部分に装着され、噴射ボディ２０
内に燃料を供給する燃料噴射弁２２とから構成されてい
る。なお、１４ａは燃料供給用フューエルレール、１４
ｂは圧縮空気供給用エアレールである。
【００１１】ここで上記空気燃料噴射弁１９は、燃焼室
１７内に空気と燃料を同時に噴射するいわゆる同時噴射
型のものであり、上記バルブ機構２１，燃料噴射弁２２
は、図５(a) に示すタイミングでオン，オフする。即
ち、先ず、バルブ機構２１が噴射口を期間ＴA だけ開
き、この開タイミングにギャップａだけ遅れて燃料噴射
弁２２が期間ＴF だけオンする。これにより燃料は圧縮
空気の流れに乗って気筒内に供給される。
【００１２】なお、図５（b)はいわゆるプリチャージ型
の噴射タイミングを示す。このタイプの場合、まず燃料
噴射弁を期間ＴF だけオンしてプリチャージ室内に燃料
を供給し、この噴射弁の閉タイミングにギャップｂだけ
遅れてプリチャージ室の気筒側に開口する噴射口を期間
ＴA だけオンする。
【００１３】上記各ピストン５はクランク軸６のクラン
クアーム６ａにコンロッド６ｂを介して連結されてお
り、該クランクアーム６ａはクランク室２ａ内に位置し
ている。また各クランク室２ａの背面側には外気導入用
吸気口２ｂが形成されている。該各吸気口２ｂにはこれ
を開閉するリード弁７が配設されており、さらに吸気マ
ニホールド８が接続されている。この吸気マニホールド
８にはスロットルバルブ９が接続されており、該バルブ
９は図示しないサーボモータで開閉制御される。なお１
３は上記スロットルバルブ９が所定開度以上のとき吸気
マニホールド８内に燃料を噴射する副燃料噴射弁であ
る。
【００１４】上記シリンダブロック３の上部に形成され
た排気通路３ｂには排気マニホールドの各分岐部１６が
接続されている。そして上記排気通路３ｂのシリンダボ
ア３ａに開口する排気口３ｃ近傍には、排気タイミング
可変機構１０を構成する排気制御弁１１が上下揺動可能
に配設されている。この排気制御弁１１を回動させると
これの先端部１１ａが排気通路３ｂの天井壁から出没
し、排気口３ｃの上縁位置を実質的に変化させる。例え
ば下方に回動させると上記排気口３ｃの上縁が実質的に
低くなり、排気口の開タイミングが遅くなり、かつ閉タ
イミングが早くなる。
【００１５】２８は燃焼制御装置であり、これは、エン
ジン回転数センサ２３，スロットル開度センサ２４等の
検出信号によりエンジン状態が始動モード，アイドルモ
ード，パートモード，全負荷モード，あるいはアイドル
戻りモード等の何れであるかを判定するエンジン状態判
定手段２５と、上記排気制御弁１１の開度を制御する排
気弁制御手段２６と、燃料噴射時間，噴射開始時期を制
御する燃料噴射制御手段２７とを実現できるように構成
されている。
【００１６】ここで上記排気弁制御手段２６は、上記排
気制御弁１１を、始動モードのとき全開とし、アイドル
モードのとき全閉とし、パートモード，全負荷モードの
ときエンジン回転数が高いほど、又はスロットル開度が
大きいほど全開側に回動させる。また上記燃料噴射制御
手段２７は、始動モードの場合の噴射時間，噴射開始時
期をアイドルモードよりそれぞれ長く設定するとともに
進角させる。ここで図２，図３はそれぞれ始動モード，
アイドルモードの場合の特性図であり、始動モードの場
合は角度で見るとアイドルモードと略同じであるが、エ
ンジン回転数が200rpmとアイドルモードの650rpmの１／
３以下であるから、実際の噴射時間は始動モードの方が
略３倍になっている。またパートモード，全負荷モード
では、エンジン回転数が高くなるほど、又はスロットル
開度が大きくなるほど噴射時間を長くし、かつ噴射開始
時期を進角させる。
【００１７】次に本実施例の作用効果について説明す
る。本実施例の燃焼制御装置２８は、エンジンの状態が
何れのモードであるかを判定し、該判定されたモードに
応じた排気弁制御，燃料噴射制御を行う。まず、モード
の判定について図６に沿って説明する。
【００１８】スタータモータが作動中の場合で、エンジ
ン回転数が500rpmより低い場合はスタート（始動）モー
ドと判定する（ステップS1〜S3) 。スタータモータが回
転していない場合でも、エンジン回転数が250rpmより低
い場合はスタートモードと判定する（ステップS1,S4,S
3) 。
【００１９】スタータモータが回転中であってもエンジ
ン回転が500rpmより高い場合、及びスタータモータが回
転しておらず、エンジン回転が250rpmより高い場合で、
かつスロットルが全閉で、エンジン回転数が1200rpm よ
り低い場合は、I.S.C(アイドル戻りモード)と判定する
( ステップS4〜S7) 。
【００２０】スロットルが全閉でないか、又はエンジン
回転が1200rpm より高い場合で、車速が3Km/Hrより低い
場合はアイドルモードと判定する( ステップS5,S6,S8,S
9)。そして上記車速が3Km/Hrより高い場合で、吸入空気
量が所定値より少ない場合はパート( 部分負荷) モー
ド、多い場合はWOT(全負荷) モードと判定する( ステッ
プS10 〜S12)。
【００２１】次に排気弁制御について説明する。上記燃
焼制御装置２８は、スタートモードと判定した場合は、
排気制御弁１１を全開位置に回動させる。これにより排
気口３ｃの開タイミングは、本実施例の場合上死点後９
７度となる。また燃焼制御装置２８が、上記空気噴射期
間ＴA,燃料噴射期間ＴF をそれぞれ3msec,4msec に設定
し、燃料噴射開始タイミングを上死点前105 度に設定す
る。これは後述するアイドルモードの場合に比較して、
空気, 燃料の噴射期間は長くなっており、また噴射開始
タイミングは進角している。
【００２２】また上記燃焼制御装置２８は、アイドルモ
ードと判定した場合は、排気制御弁１１を全閉位置に回
動させる。これにより排気口３ｃの開タイミングは、上
死点後１１２度となる。また上記空気噴射期間ＴA,燃料
噴射期間ＴF をそれぞれ1.6msec,1.8msec に設定し、燃
料噴射開始タイミングを上死点前47度に設定する。
【００２３】次に回転数制御について説明する。上記燃
焼制御装置２８は、アイドル戻りモードと判定した場合
は、図４に示すように、目標アイドル回転数を最終値
（650rpm) より高い初期値800,750,700rpmに段階的に設
定し、この各初期値を目標にして、燃料噴射量，噴射開
始時期等を制御し、空気燃料の噴射，及び排気制御弁の
開度制御を行う。
【００２４】このように本実施例に係る燃焼制御装置に
よれば、スタートモードの場合は、排気制御弁１１を全
開したので、掃気が十分に行われてそれだけ燃焼用の空
気が掃気口を通ってスムーズに供給される。また、燃料
噴射時間をアイドルモードより長くしたので噴射される
燃料量が多くなるとともに、噴射開始時期をアイドルモ
ードよりも進角したので筒内圧力が低い時点で噴射が行
われ、燃料が確実に筒内に供給されるとともに、十分に
霧化する。また上記排気制御弁１１を全開したので、こ
の点からも筒内圧力が低下し、多量の燃料が筒内に供給
され、これらの点からエンジンの始動性が向上する。さ
らにまた、排気制御弁１１を全開したので、圧縮比が低
下し、それだけスタータモータの負担が軽減され、この
点からも始動性が向上する。
【００２５】また、上記実施例では、アイドル戻りモー
ドのときは、目標アイドル回転数を最終値より高い初期
値に段階的に設定したので、特にエンジンが十分に暖機
されていない場合等に生じる、燃料噴射量の過度減少に
よるエンジンストールを回避できる。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明に係る筒内噴射式２
サイクルエンジンの燃焼制御装置によれば、スタートモ
ードのときは排気制御弁を全開し、燃料噴射時間，燃料
噴射開始時期をアイドルモードより長くするとともに進
角させたので、掃気が確実となって空気がスムーズに供
給され、かつ燃料が多量供給されるとともに十分に霧化
され、さらに圧縮比が低下してスタータモータの負担が
軽減されることから、エンジンの始動性を改善できる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による筒内噴射式２サイクル
エンジンの燃焼制御装置を説明するための断面正面図で
ある。
【図２】上記実施例の燃焼噴射時間，噴射開始時期をク
ランク角で示す特性図である。
【図３】上記実施例の燃焼噴射時間，噴射開始時期をク
ランク角で示す特性図である。
【図４】上記実施例のアイドル戻り制御を説明するため
のクランク回転数−目標アイドル回転数特性図である。
【図５】上記実施例の空気，燃料の噴射タイミングを示
す波形図である。
【図６】上記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。
【符号の説明】
１ エンジン ３ｃ 排気口 １１ 排気制御弁 １９ 空気燃料噴射弁 ２５ エンジン状態判定手段 ２６ 排気弁制御手段 ２７ 燃料噴射制御手段 ２８ 燃焼制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁
    と、排気口の上縁位置を実質的に変化させることにより
    排気タイミングを制御する排気制御弁とを備えた筒内噴
    射式２サイクルエンジンの燃焼制御装置において、エン
    ジン回転数，スロットル開度等からエンジンの始動操作
    が行われている始動モード，又はエンジンがアイドリン
    グ運転しているアイドルモードを判定するエンジン状態
    判定手段と、上記排気制御弁を始動モードのとき全開
    し、アイドルモードのとき全閉する排気弁制御手段と、
    始動モードのときアイドルモードに比較して燃料噴射時
    間を長く設定するとともに、燃料噴射開始時期を進角さ
    せる燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とする筒内
    噴射式２サイクルエンジンの燃焼制御装置。
JP3277176A 1991-09-27 1991-09-27 筒内噴射式２サイクルエンジンの燃焼制御装置 Expired - Fee Related JP2872842B2 (ja)

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