JPH06221205A

JPH06221205A - 筒内噴射式エンジン

Info

Publication number: JPH06221205A
Application number: JP5028580A
Authority: JP
Inventors: Kimihiro Nonaka; 公裕野中
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】エンジン始動を短時間で円滑に行える筒内噴
射式エンジンを提供する。【構成】ＥＣＵ９がエンジンの始動を検出したとき
に、ＥＣＵ９の開閉弁停止期間演算装置９８は、エンジ
ン状態検出センサからのエンジンの状態検出情報を得
て、これらのうちの少なくとも一つから燃料噴射装置３
１の開閉弁の弁開サイクルの設定値を通常の運転時より
も少なく設定している。このように燃料噴射装置３１の
開閉弁を閉じたままにしたので、エアコンプレッサ３４
の吐出空気圧が短時間に高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダ内の燃焼室に
加圧空気とともに燃料を噴射して混合する燃料噴射装置
を備えた筒内噴射式エンジンに係わり、特にエンジン始
動を容易にした筒内噴射式エンジンに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の筒内噴射式エンジンは、例えば
２サイクルエンジン本体と、このエンジン本体に燃料を
加圧空気とともに噴射する燃料供給系と、２サイクルエ
ンジン本体に供給された燃料、空気の混合気に点火する
点火系と、前記エンジンの運転状態から前記燃料供給系
及び点火系の動作を制御する制御装置とから構成されて
いるのが一般的である。

【０００３】上記燃料供給系は、主に、加圧空気供給装
置及び燃料噴射装置から構成されている。この燃料供給
系において、前記加圧空気供給装置は、前記エンジンの
クランク軸回転数に連動するコンプレッサで高圧空気を
生成し、この加圧空気を所定の管路で燃料噴射装置に供
給している。また、上記燃料噴射装置は、前記コンプレ
ッサから開閉弁に至る空気通路の途中に燃料ノズルから
燃料を与え、ピストンの往復行程サイクルに同期して開
閉弁が弁開のときに、当該燃料を加圧空気とともに開閉
弁を介してエンジン本体のシリンダの燃焼室に噴射す
る。

【０００４】また、上記点火系は、点火プラグ及び点火
プラグに高電圧を供給する点火回路からなる。この点火
系において、前記点火回路は、前記クランク軸回転に同
期して点火プラグに高電圧を供給することにより、前記
シリンダの燃焼室に導入された混合気に点火し燃焼させ
ている。

【０００５】そして、上記制御装置は、上記エンジンの
ピストンの往復行程サイクル及びスロットル開度等のエ
ンジンの運転状態に応じて、上記燃料噴射装置の開閉弁
及び燃料ノズルの開閉時期、燃料噴射量、並びに上記点
火回路の点火時期等を制御し、エンジンの運転状態を制
御している。

【０００６】ところで、上述した筒内噴射式エンジンに
あっては、加圧空気供給装置のコンプレッサから燃料噴
射装置に加圧空気が供給され、燃料噴射装置内において
強い空気流が形成されることから燃料がより細かく霧化
されるので、低速においても着火性がよく、安定して回
転を持続させることができる利点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た筒内噴射式エンジンは、エンジンの始動時にクランク
軸回転数が低く、コンプレッサの吐出空気圧力そのもの
が低い状態にあるため、燃料噴射装置内において燃料を
シリンダ内に噴射させる空気流が弱く、燃料が霧化しに
くくなって、着火性が悪くなり、特に低温始動時に着火
性が悪く、エンジン始動が悪いという欠点があった。

【０００８】そこで、この発明は、エンジンの始動を円
滑に行える筒内噴射式エンジンを提供することを目的と
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成るため
に、本発明は、加圧空気を生成するコンプレッサを含む
加圧空気供給手段と、前記コンプレッサから開閉弁に至
る空気通路の途中に燃料を供給し、ピストンの往復行程
サイクルに同期して開閉弁が弁開のときに、当該燃料を
加圧空気とともに開閉弁を介してシリンダの燃焼室に噴
射する燃料噴射装置と、前記シリンダの燃焼室に導入さ
れた混合気に点火する点火装置と、前記点火装置の点
火、前記燃料噴射装置の開閉弁の弁開サイクル及び燃料
噴射を、エンジンの運転状態に応じて駆動制御する制御
装置と、を備えた筒内噴射式エンジンにおいて、前記制
御装置は、前記エンジンの始動を検出したときに、前記
燃料噴射装置の開閉弁の弁開サイクル数を、通常の運転
時より少なく設定する設定手段を設けたことを特徴とす
るものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、エンジン始動時において加圧
空気圧が十分でないときには、燃料噴射装置において燃
料の霧化が困難であること、逆にいえば加圧空気圧力が
燃料噴射装置において燃料霧化に十分な値であれば、燃
料噴射装置により燃料をシリンダの燃焼室に供給しても
よいという点に着目し、エンジン始動を検出したとき
に、制御装置の設定手段は、例えばクランク軸回転数の
積算、スタータ信号がオンからの経過時間、コンプレッ
サの吐出空気圧力、エンジン温度等のエンジン状態の情
報を得て、これらの内の少なくとも一つから、燃料噴射
装置の開閉弁の弁開サイクルを、始動期間（始動時点か
ら所定期間）、弁開サイクルの設定値を通常の運転時よ
りも少なく設定している。このようにエンジンの始動の
際、燃料噴射装置の開閉弁の弁開サイクルを通常運転時
より少なくすることにより、コンプレッサの吐出空気圧
力を短時間に高めて、燃料噴射装置における燃料の霧化
を増進して、エンジンを短時間かつ円滑に始動すること
ができる。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。図１
〜図１０は、本発明の筒内噴射式エンジンの実施例を説
明するための図であり、図１から図３までを参照しなが
ら本実施例の構成を説明する。図１は、本発明が適用さ
れた筒内噴射式エンジンの実施例を示す構成図であり、
筒内噴射式エンジンは、主に、例えば２サイクルエンジ
ン１と、このエンジン１に燃料を加圧空気とともに噴射
する燃料供給系３と、２サイクルエンジン１に供給され
た燃料及び空気の混合気に点火する点火系５と、前記エ
ンジン１の状態を検出するエンジン状態検出センサ７
と、前記エンジン１を始動を検出したときに、前記セン
サ７からの検出信号を基に演算処理して燃料供給系３の
加圧空気が所定の値に達するようにする演算手段を有
し、かつ前記エンジン１の運転状態から前記燃料供給系
３及び点火系５の動作を制御する制御装置（ＥＣＵ）９
とから構成されている。

【００１２】ここで、エンジン本体１１のシリンダブロ
ック１２の側壁には排気口１３及び掃気口１４が形成さ
れている。この排気口１３及び掃気口１４は、シリンダ
ブロック１２内に配設されたピストン１５が往復駆動さ
れることにより、それぞれ開閉されるようになってい
る。このピストン１５は、コネクティングロッド１６Ａ
及びクランクアーム１６Ｂを介してクランク軸１７に連
結されている。

【００１３】また、コネクティングロッド１６Ａ、クラ
ンクアーム１６Ｂ及びクランク軸１７を収容するクラン
ク室１８には吸気通路１９が臨み、かつ吸気通路１９に
はリード弁２０及びスロットル弁２１が配設されてい
る。

【００１４】シリンダブロック１２の図示上部に位置す
るシリンダヘッド２２には、燃料供給系３の燃料噴射装
置３１及び点火系５の点火プラグ５１が配設されてお
り、かつ点火プラグ５１及び燃料噴射装置３１はそれぞ
れ燃焼室２５に臨んでいる。

【００１５】次に、燃料供給系３について説明すると、
燃料供給系３は、燃料噴射装置３１と、加圧空気供給装
置３２と、燃料供給装置３３とからなる。ここで、加圧
空気供給装置３２は、エアコンプレッサ３４、管路３
５、レギュレータ３６を具備し、エンジン本体１１のク
ランク軸１７に連動するエアコンプレッサ３４で高圧空
気を生成し、この加圧空気を所定の管路３５を介して燃
料噴射装置３１及びレギュレータ３６に供給し、かつレ
ギュレータ３６で加圧空気を調圧し、余剰の空気を管路
３７を介して吸気通路１９に戻すようにしてある。

【００１６】また、燃料供給装置３３は、燃料タンク４
０、燃料ポンプ４１、ダンパー４２、管路４３、レギュ
レータ４４を具備し、燃料タンク４０に貯蔵される燃料
を燃料ポンプ４１で吸い込んで加圧吐出し、これの脈動
をダンパー４２によって抑制した後に管路４３を介して
燃料噴射装置３１に供給されるようにしてある。なお、
管路４３と燃料タンク４０を結ぶレギュレータ４４は、
燃料噴射装置３１に供給される燃料の圧力を調整すると
ともに、余剰の燃料を燃料タンク４０に戻すようになっ
ている。

【００１７】さらに、上記燃料噴射装置３１は、後に詳
説するが、燃焼室２５に臨む通路に空気用開閉弁を兼ね
る開閉弁が設けられ、かつこの主開閉弁の空気管路３５
側の空気通路に燃料を燃焼用開閉信号を通して噴射する
燃料ノズルが設けられており、前記両開閉弁の弁開サイ
クル及び燃料ノズルの燃料噴射タイミング及び燃料量が
ＥＣＵ９で制御されるようになっている。そして、燃料
噴射装置３１は、空気管路３５を介して送られてきた加
圧空気の管路に、燃料管路４３を介して送られてきた燃
料を燃料ノズルを介して噴射し、かつピストンの往復行
程サイクルに同期して主開閉弁が弁開のときに、当該燃
料を加圧空気とともに主開閉弁を介してエンジン本体１
１の燃焼室２５に噴射するようになっている。

【００１８】上記点火系５は、点火プラグ５１及び点火
プラグ５１に高電圧を供給する点火回路５２からなる。
点火回路５２は、ＥＣＵ９の制御下に、クランク軸１７
の回転に同期して点火プラグ５１に高電圧を供給するこ
とにより、前記燃焼室２５に導入された混合気に点火し
燃焼させている。

【００１９】上記エンジン状態検出センサ７としては、
例えば、回転数検出センサ７１、クランク室圧力検出セ
ンサ７２、温度検出センサ７３、空気圧検出センサ７
４、及び始動信号発生回路７５が考えられる。まず、回
転数検出センサ７１は、フライホイールのリンクギア２
７の外側に、非接触でエンジン本体１１に固定されてい
る。このリンクギア２７は、マグネットを形成するロー
タ（図示せず）に固定されており、ロータはクランク軸
１７に連結されている。そして、回転数検出センサ７１
は、リンクギア２７の回転数に応じたパルス信号を出力
するようになっている。この回転数検出センサ７１から
のパルス信号はＥＣＵ９に入力されており、ＥＣＵ９は
当該パルス信号を計数することによりピストン１５の位
置を認識することができる。

【００２０】上記クランク室圧力検出センサ７２はクラ
ンク室１８の外周部に固定されており、クランク室１８
の空気圧力がクランク室圧力検出センサ７２に供給され
るようになっている。このクランク室圧力検出センサ７
２からの検出信号はＥＣＵ９に入力されており、ＥＣＵ
９は当該検出信号を基に吸入空気量を認識することがで
きる。

【００２１】上記温度検出センサ７３は、例えばシリン
ダヘッド２２に固定されており、シリンダヘッド２２の
温度を検出できる。この温度検出センサ７３からの検出
信号はＥＣＵ９に入力されており、ＥＣＵ９は当該検出
信号を基にエンジン１の温度として認識できる。

【００２２】上記空気圧検出センサ７４は、エアコンプ
レッサ３４の吐出口から燃料噴射装置３１までの管路３
５に固定されており、管路３５の内部の加圧空気の圧力
を検出できる。この空気圧検出センサ７４からの検出信
号はＥＣＵ９に入力されており、ＥＣＵ９は当該検出信
号を基に加圧空気の圧力を認識できる。始動信号発生回
路７５は、スタータが駆動されたことを検出し、ＥＣＵ
９に供給する。

【００２３】上記ＥＣＵ９は、マイクロコンピュータ及
びその補助回路を含んで構成されている。このマイクロ
コンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポー
ト及びこれらを接続するデータバス、コントロールバス
等のバスから構成されている。また、補助回路は、図示
しないが波形整形回路、ＡＤ変換器等からなる。そし
て、上記回転数検出センサ７１は波形整形回路（図示せ
ず）を介して入出力ポートに接続され、クランク室圧力
検出センサ７２、温度検出センサ７３及び空気圧検出セ
ンサ７４はそれぞれＡＤ変換器（図示せず）を介して入
出力ポートに接続されており、これらセンサ７１，７
２，７３，７４からの検出信号が入出力ポートに供給さ
れている。さらに、入出力ポートには、始動信号発生回
路７５が接続されており、スタータが起動信号を入出力
ポートに供給する。加えて、入出力ポートには、噴射駆
動回路３８及び点火回路５２がそれぞれ接続されてお
り、出力ポートからの制御信号が噴射駆動回路３８及び
点火回路５２に供給されるようになっている。

【００２４】また、ＲＯＭには、上記噴射駆動回路３８
及び点火回路５２を制御するためのメインルーチンが記
憶されている。ＣＰＵは、上記ルーチンを処理すること
により、検出信号、例えば回転数検出センサ７１からの
パルス信号を計数し、ピストン１５の位置を認識し、所
定の燃料噴射タイミングで駆動信号を形成し、噴射駆動
回路３８に供給するとともに、所定の点火タイミングで
点火回路５２を駆動制御する。

【００２５】さらに、ＲＯＭには、エンジン始動時の燃
料噴射装置３１の開閉弁を弁開サイクルを通常動作時よ
り小さくするために必要な弁開処理ルーチンが記憶され
ており、ＣＰＵは、この弁開処理ルーチンを処理するこ
とにより、次の弁開処理装置を実現する。

【００２６】すなわち、ＥＣＵ９は、ＲＯＭに記憶され
た弁開処理ルーチンを処理することにより、空気圧検出
装置９０、温度検出装置９１、吸入空気検出装置９２、
回転数検出装置９３、始動検出装置９４、経過時間検出
装置９５、噴射信号演算装置９６、積算回転数演算装置
９７、開閉弁停止期間演算装置９８、噴射信号発生装置
９９を実現する。

【００２７】ここで、空気圧検出装置９０は、空気圧検
出センサ７４からの検出信号を取り込み、空気圧データ
Ｐを得る。この空気圧データＰは、開閉弁停止期間演算
装置９８に供給される。温度検出装置９１は、温度検出
センサ７３からの検出信号を取り込み、この検出信号か
らエンジン温度データｔを得る。このエンジン温度デー
タｔは、開閉弁停止期間演算装置９８に入力される。

【００２８】吸入空気検出装置９２は、クランク室圧力
検出センサ７２からの検出信号を取り込み、この検出信
号を基に吸入空気量データを得る。この吸入空気量デー
タは、噴射信号演算装置９６に入力される。噴射信号演
算装置９６では、吸入空気量データと下記する噴射タイ
ミングデータを基に、燃料量に関する駆動信号、すなわ
ち両開閉弁それぞれの弁開タイミングデータ信号と開時
間データ信号を形成し、噴射信号発生装置９９に入力さ
れる。

【００２９】回転数検出装置９３は、回転数検出センサ
７１からの検出信号を取り込み、この検出信号のパルス
を計数してピストン位置に対応する基準タイミングと回
転数を得る。この回転数信号は、積算回転数演算装置９
７に入力される。積算回転数演算装置９７は、回転数信
号を積算し、その積算結果を開閉弁停止期間演算装置９
８に入力する。

【００３０】始動検出装置９４は、始動信号発生回路７
５からの始動信号を取り込み、エンジンが始動されたこ
とを検出できる。この検出信号は、開閉弁停止期間演算
装置９８に供給されるとともに、経過時間検出装置９５
に供給される。経過時間検出装置９５は、始動されてか
らの経過時間を測定している。この経過時間信号は、開
閉弁停止期間演算装置９８に入力される。

【００３１】開閉弁停止期間演算装置９８は、上記空気
圧検出装置９０からの空気圧データＰ、温度検出装置９
１からのエンジン温度データｔ、経過時間検出装置９５
からの経過時間データＴｏ、積算回転数演算装置９７か
らの積算回転数データＮの何れか一つを用いて開閉弁停
止期間Ｔを演算し、その開閉弁停止期間Ｔを噴射信号発
生装置９９に入力する。

【００３２】噴射信号発生装置９９は、噴射信号演算装
置９６からの両開閉弁それぞれの弁開タイミングと開時
間データ信号に基づき、開指令信号と閉指令信号を所定
のタイミングで噴射駆動回路３８に与える。但し、上記
開閉弁停止期間Ｔの間、開閉弁の弁開を停止する。

【００３３】図２は、本実施例で使用する燃料噴射装置
の具体例の構造を示す断面図である。図２に示すよう
に、上記燃料噴射装置３１は、主として、空気噴射器３
１１と、燃料噴射器３１２とを、基体に組み付けること
により構成される。空気噴射器３１１には前記燃焼室に
臨む噴射ノズル３１３が連結されており、この噴射ノズ
ル３１３は基体から突出している。この噴射ノズル３１
３の口元部にポペット型の主開閉弁３１４が配設されて
おり、この主開閉弁３１４の弁棒３１５は噴射ノズル３
１３の内部を図示上方に延在し、空気噴射器３１１内の
上部で終端している。

【００３４】この弁棒３１５の上部にストッパ３１６及
び可動部材３１７が固定され、付勢されたコイルばね３
１８が可動部材３１７を介して弁棒３１５を上方に付勢
し、これによって主開閉弁３１４を閉じる方向に付勢し
ている。前記コイルばね３１８の外周にはソレノイドコ
イル３１９が配設されている。このソレノイドコイル３
１９がコネクタ３２０を介して励磁されることにより、
可動部材３１７はコイルばね３１８の付勢力に抗して図
示下方に下降し、弁棒３１５を介して開閉弁３１４を弁
開する。ここで、弁開時おいて、ストッパ３１６がプレ
ート３２１に当接することにより、主開閉弁３１４が最
大ストローク、すなわちリフト長が決定される。符号３
２２は、加圧空気の導入口であり、空気噴射器３１１本
体ならびに噴射ノズル３１３の内周と弁棒３１５の外周
との間の空気通路３２３に加圧空気を導入する。

【００３５】空気通路３２３の主開閉弁３１４よりも上
流側であって弁棒３１５の軸方向に所定の長さを有する
大径部３２４が一体的に形成されている。したがって、
この大径部３２４のリフト量に係わりのない通路断面積
を有する絞り部３２５が形成される。この絞り部３２５
の通路断面を決定すべく、大径部３２４の外周位置に筒
体３２６が配置されており、この筒体３２６は絞り部３
２５に向けて半径方向に開孔する燃料ポート３２７を有
している。ここで、絞り部３２５の通路断面積は、主開
閉弁３１４の開弁時期弁座よりも小さく決定されてい
る。

【００３６】なお、燃料噴射器３１２の燃料ノズル３２
８からの燃料は、燃料噴射器３１２の燃料ノズル３２９
から燃料ポート３２７に向けて噴射される。ここで、３
２９ａは燃料用開閉弁であり、噴射駆動回路３８からの
駆動制御信号で開閉し、開閉時間に応じて燃料噴射量が
決定されるようになっている。

【００３７】図３は本実施例で使用される始動信号発生
回路の構成例を示す図であり、図３（ａ）が同始動信号
発生回路を、図３（ｂ）が同回路のタイムチャートを示
す。図からも分かるように、電源ＢＴの＋極はスタータ
スイッチＳＷを介してスタータモータＭの一方の入力端
子に接続されいてるとともに、電源ＢＴの−極はアース
電極を介してスタータモータＭの他方の入力端子に接続
されている。始動信号Ｖｓは、スタータスイッチＳＷと
スタータモータＭの接続点から取り出している。そし
て、始動信号Ｖｓは、図３（ｂ）に示すように、スター
タスイッチＳＷがオフのときにアース電位であり、スタ
ータスイッチＳＷがオンとなったときのみ電源電位に達
する。

【００３８】このように構成された実施例の作用を図１
〜図３を基に、図４〜図１０を参照して説明する。ここ
で、図４は、本実施例の作用を説明するためのフローチ
ャートである。図５は、本実施例の動作を説明するため
のタイミングチャートである。図６はエンジン温度
（ｔ）に対する開閉弁停止期間（Ｔ）の関係を示す特性
図、図７は加圧空気圧力（Ｐ）に対する開閉弁停止期間
（Ｔ）の関係を示す特性図、図８は積算回転数（Ｎ）に
対する開閉弁停止期間（Ｔ）の関係を示す特性図、図９
はスタータ信号オンからの経過時間（Ｔｏ）に対する開
閉弁停止期間（Ｔ）の関係を示す特性図である。さら
に、図１０は、スタータオンとなった時点からの経過時
間に対する加圧空気圧力の関係を、開閉弁を弁開または
弁閉したときの状態をそれぞれ示す特性図である。

【００３９】まず、ＥＣＵ９のＣＰＵは、ＲＯＭに記憶
された弁開処理ルーチンを処理することにより、空気圧
検出装置９０から噴射信号発生装置９９までの装置を具
現化する。すると、ＥＣＵ９における始動検出装置９４
は、始動信号発生回路７５からの始動信号Ｖｓを取り込
み（図４のステップ４００）、この始動信号Ｖｓを監視
する（ステップ４０１）。ここで、始動検出装置９４
は、始動信号発生回路７５からの始動信号Ｖｓがオフな
らば（ステップ４０１；否定判定）、弁開処理をせずに
他の処理に移行する。

【００４０】一方、始動信号Ｖｓがオンのときには（ス
テップ４０１；肯定判定、及び図５の時刻Ｔ１）、積算
回転数演算装置９７は、回転数検出センサ７１からの検
出信号を基に回転数検出装置９３で得た回転数信号を積
算する（ステップ４０２）。また、経過時間検出装置９
５は、始動検出装置９４からの始動信号Ｖｓを基にスタ
ータスタート時点からの経過時間を求める（ステップ４
０３）。さらに、空気圧検出装置９０は、空気圧検出セ
ンサ７４からの検出信号を基に空気圧データＰを求める
（ステップ４０４）。ついで、温度検出装置９１は、温
度検出センサ７３からの検出信号を基にエンジン温度デ
ータｔを求める（ステップ４０５）。空気圧検出装置９
０で求めた空気圧データＰ、温度検出装置９１で求めた
エンジン温度データｔ、経過時間検出装置９５で求めた
経過時間データＴｏ、及び積算回転数演算装置９７で求
めた積算データＮは、開閉弁停止期間演算装置９８にそ
れぞれ供給される。

【００４１】開閉弁停止期間演算装置９８は、図６〜図
９に関する特性データを記憶テーブルの形で予め記憶し
ており、入力された各データから上記図面に示す特性デ
ータを使用して開閉弁停止期間Ｔを算出する。すなわ
ち、開閉弁停止期間演算装置９８は、上記各データｔ、
Ｔｏ、Ｐ、Ｎの内の少なくとも一つを用い、その選択し
たデータを基に当該データに関する特性図を使用し、す
なわち、エンジン温度データｔならば図６の特性を、ス
タータ信号オンからの経過時間Ｔｏならば図９の特性
を、空気圧データＰならば図７の特性を、あるいは積算
データＮならば図８の特性を、それぞれ使用することに
より開閉弁停止期間Ｔを決定する（ステップ４０６）。
この決定された開閉弁停止期間Ｔは、噴射信号発生装置
９９に入力される。

【００４２】噴射信号発生装置９９は、クランク室圧力
検出センサ７２から出力された検出信号を基に噴射信号
演算装置９６から得たデータに従って、図５に示すよう
にスタータがオン時点（時刻Ｔ１）からピストン１５の
往復動が一回毎に燃料用開閉弁開噴射信号Ｆｓ及び主開
閉弁開Ａｓを所定のタイミングで形成しているが、この
開閉弁停止期間Ｔの間、燃料用開閉弁開噴射信号Ｆｓ及
び主開閉弁開信号Ａｓを出力させない。このことを、開
閉弁停止期間Ｔの間、燃料噴射信号Ｆｓ及び空気噴射信
号Ａｓを点線で示すことによりあらわしている。

【００４３】このように、スタータがオンとなった時点
から燃料噴射装置３１の主開閉弁３１４を閉じておく
と、短時間に空気圧力を高くできる。このことを図１０
を参照してさらに詳細に説明する。図１０は、横軸にス
タータオンからの経過時間を、縦軸に空気圧力Ｐをと
り、燃料噴射装置３１の主開閉弁３１４を、スタータオ
ン時点から開いておいた場合と、スタータオン時点から
閉じておいた場合との、空気圧力の変化を示す特性図で
ある。図１０からも分かるように、従来のように燃料噴
射装置３１の主開閉弁３１４をスタータオン時点から弁
開にしておくと、特性Ｌのようにスタータがオンとなっ
た時点から時間が相当経過してもエアコンプレッサ３４
からの空気圧力は上昇しない。これに対して、本実施例
は、スタータがオンとなった時点から燃料噴射装置３１
の主開閉弁３１４を閉じておくので、特性Ｈのように経
過時間が短い間に空気圧力Ｐが高くなり、直ぐにレギュ
レート圧力に達することが分かる。

【００４４】このように燃料噴射装置３１に供給される
エアコンプレッサ３４からの空気圧が十分に高くなった
時点で、開閉弁停止期間演算装置９８からの開閉弁を閉
じる信号の出力を停止すれば（時刻Ｔ２）、燃料噴射装
置３１において、高い圧力の加圧空気で燃焼室２５の内
部に燃料を噴射できるので、燃料の霧化が向上し、着火
性が良好になる。したがって、エンジン１が低温等であ
っても、開閉弁の停止期間Ｔの経過後（図５の時刻Ｔ
２）、エンジン１が直ぐに始動を開始して回転を継続す
れば、スタータをオフとすることができる（図５の時刻
Ｔ３）。

【００４５】図１１は、上記実施例の具体例を説明する
ためのフローチャートである。まず、ＥＣＵ９におけ
る始動検出装置９４は、始動信号発生回路７５からの始
動信号Ｖｓを取り込み（図１１のステップ６００）、こ
の始動信号Ｖｓを監視する（ステップ６０１）。ここ
で、始動検出装置９４は、始動信号発生回路７５からの
始動信号Ｖｓがオフならば（ステップ６０１；否定判
定）、弁開処理をせずに他の処理に移行する。

【００４６】一方、始動信号Ｖｓがオンのときには（ス
テップ６０１；肯定判定、及び図５の時刻Ｔ１）、温度
検出装置９１は、温度検出センサ７３からの検出信号を
基にエンジン温度データｔを求める（ステップ６０
２）。この温度検出装置９１で求められたエンジン温度
データｔは、開閉弁停止期間演算装置９８に入力され
る。開閉弁停止期間演算装置９８は、そのエンジン温度
データｔを、予めＲＯＭ等に記憶しておいた図６の特性
に照らして、開閉弁の停止期間Ｔを算出する。そして、
開閉弁停止期間演算装置９８は、この開閉弁の停止期間
Ｔを噴射信号発生装置９９に入力する。噴射信号発生装
置９９は、このデータを基に期間Ｔの間、噴射駆動回路
３８に対して開弁信号を出力しない（ステップ６０
４）。これにより、燃料噴射装置３１の主開閉弁３１４
及び燃料用開閉弁３２９ａは、この期間Ｔ、閉じたまま
になる。したがって、エアコンプレッサ３４からの加圧
空気の圧力は、図１０の特性Ｈに示すように、短時間で
高くなる。この空気圧の加圧空気で燃料噴射装置３１
は、燃料を燃焼室２５に噴射するため、燃料の霧化が著
しく、着火特性もよくなる。主開閉弁３１４が閉じたま
まの間、ピストンが往復動、点火プラグがスパークして
も、着火燃焼を起こすことがない。また、燃料開閉弁３
２９ａも同時に閉じるので、余分に燃料が空浮き通路３
２３にたまることがない。

【００４７】図１２は、他の動作例を示すフローチャー
トである。この実施例は、上述したようにセンサからの
検出信号を基に開閉弁の停止信号を一定期間出力するよ
うにしたものではなく、始動に必要な空気の圧力を求め
ておき、現実にエアコンプレッサ３４から吐出される空
気圧力が始動に必要な空気圧に達したときに、開閉弁の
停止を解除するようにしたものである。以下詳説する。

【００４８】まず、ＥＣＵ９における始動検出装置９４
は、始動信号発生回路７５からの始動信号Ｖｓを取り込
み（図１４のステップ８００）、この始動信号Ｖｓを監
視する（ステップ８０１）。ここで、始動検出装置９４
は、始動信号発生回路７５からの始動信号Ｖｓがオフな
らば（ステップ８０１；否定判定）、弁開処理をせずに
他の処理に移行する。

【００４９】一方、始動信号Ｖｓがオンのときには（ス
テップ８０１；肯定判定、及び図５の時刻Ｔ１）、温度
検出装置９１は、温度検出センサ７３からの検出信号を
基にエンジン温度データｔを求める（ステップ８０
２）。この温度検出装置９１で求められたエンジン温度
データｔは、開閉弁停止期間演算装置９８に入力され
る。開閉弁停止期間演算装置９８は、そのエンジン温度
データｔを、予めＲＯＭ等に記憶しておいた図１３の特
性（横軸にエンジン温度ｔが、縦軸に始動に必要な空気
圧力がとられており、温度ｔが高くなるに従って始動に
必要な圧力が小さくなる特性）に照らして、始動に必要
な空気圧を算出する（ステップ８０３）。そして、開閉
弁停止期間演算装置９８は、この開閉弁の停止信号を噴
射信号発生装置９９に入力する。噴射信号発生装置９９
は、この停止信号により、噴射駆動回路３８に対して開
弁信号を出力しない（ステップ８０４）。これにより、
燃料噴射装置３１の主開閉弁３１４及び燃料用開閉弁３
２９ａは、閉じたままになる。したがって、エアコンプ
レッサ３４からの加圧空気の圧力は、図１０の特性Ｈに
示すように短時間で高くなる。この空気圧は空気圧検出
センサ７４で検出される。この空気圧検出センサ７４か
らの検出信号は、空気圧検出装置９０に入力される。空
気圧検出装置９０は、管路３５の内部の空気圧力を求め
（ステップ８０５）、圧力データＰとして開閉弁停止期
間演算装置９８に与える。開閉弁停止期間演算装置９８
では、前記特性（図１３）から求めた始動に必要な圧力
Ｐｏと、現在のエアコンプレッサ３４からの空気圧力Ｐ
とを比較する（ステップ８０６）。この開閉弁停止期間
演算装置９８は、Ｐｏ≦Ｐが成立するまでは（ステップ
８０６；否定判定）、圧力を検出処理と圧力の比較処理
を繰り返す（ステップ８０５〜８０６）。

【００５０】ここで、開閉弁停止期間演算装置９８は、
Ｐｏ≦Ｐが成立したときに（ステップ８０６；肯定判
定）、開閉弁の閉信号を解除する（ステップ８０７）。
これにより、エアコンプレッサ３４から吐出される空気
圧力は、所望の圧力値となることになる。したがって、
この空気圧の加圧空気で燃料噴射装置３１は、燃料を燃
焼室２５に噴射するため、燃料の霧化が著しく、着火特
性もよくなる。また、エンジン１が低温等であって
も、開閉弁の停止期間Ｔの経過後（図５の時刻Ｔ２）、
エンジン１が直ぐに始動を開始して回転を継続すること
によりスタータをオフとすることができる（図５の時刻
Ｔ３）。

【００５１】なお、この実施例の場合には、噴射信号発
生装置９９は、期間Ｔを基に時刻をカウントする必要が
なくなる。図１４は、さらに他の実施例を説明するため
のフローチャートである。この実施例は、一定の条件
が達したときに、開閉弁を閉じる期間を短くして、始動
を早くしたものである。

【００５２】まず、ＥＣＵ９における始動検出装置９４
は、始動信号発生回路７５からの始動信号Ｖｓを取り込
み（図１４のステップ２００）、この始動信号Ｖｓを監
視する（ステップ２０１）。ここで、始動検出装置９４
は、始動信号発生回路７５からの始動信号Ｖｓがオフな
らば（ステップ２０１；否定判定）、弁開処理をせずに
他の処理に移行する。

【００５３】一方、始動信号Ｖｓがオンのときには（ス
テップ２０１；肯定判定、及び図５の時刻Ｔ１）、温度
検出装置９１は、温度検出センサ７３からの検出信号を
基にエンジン温度データｔを求める（ステップ２０
２）。この温度検出装置９１で求められたエンジン温度
データｔは、開閉弁停止期間演算装置９８に入力され
る。開閉弁停止期間演算装置９８は、そのエンジン温度
データｔを、予めＲＯＭ等に記憶しておいた図６の特性
に照らして、開閉弁の停止期間Ｔを算出する（ステップ
２０３）。

【００５４】次に、積算回転数演算装置９７は、回転数
検出センサ７１からの検出信号を基に吸入空気検出装置
９２で得た回転数信号をカウントし、積算クランキング
回転数Ｎを求める（ステップ２０４）。この処理が終了
したところで、開閉弁停止期間演算装置９８は、この開
閉弁の停止信号を噴射信号発生装置９９に入力する。噴
射信号発生装置９９は、この停止信号により、噴射駆動
回路３８に対して開弁信号を出力しない（ステップ２０
５）。これにより、燃料噴射装置３１の主開閉弁３１４
及び燃料用開閉弁３２９ａは閉じたままになる。

【００５５】次いで、開閉弁停止期間演算装置９８は、
積算回転数演算装置９７からのデータＮを基に停止期間
Ｔの短縮時間ＴN を算出する（ステップ２０６）。そし
て、開閉弁停止期間演算装置９８は、停止期間Ｔが短縮
期間ＴN より大きいときには（ステップ２０７；否定判
定）、短縮期間ＴN を求める処理と比較処理を繰り返す
（ステップ２０７〜２０８）。つまり、当初求めた停止
期間Ｔで噴射信号発生装置９９を制御する。

【００５６】一方、開閉弁停止期間演算装置９８は、停
止期間Ｔが短縮期間ＴN より小さいと判定されたときに
は（ステップ２０７；肯定判定）、直ちに両両開閉弁の
閉信号を解除する（ステップ２０８）。すなわち、エア
コンプレッサ３４は、クランク軸１７の回転に同期して
いるので、一定回数を回転すれば、当然エアコンプレッ
サ３４の吐出空気圧力が高くなるため、その積算回転数
Ｎから短縮期間ＴN を求め、その短縮期間ＴN が当初の
期間Ｔより小さいときのみ、燃料噴射装置３１の両開閉
弁３１４及び３２９ａの閉止を止めるようにしている。
これにより、一定の条件の場合には両開閉弁３１４、３
２９ａの閉止期間を短くできるため、始動期間を短くで
きる。

【００５７】したがって、この空気圧の加圧空気で燃料
噴射装置３１は、燃料を燃焼室２５に噴射するため、燃
料の霧化が著しく、着火特性もよくなる。また、条件に
よって、開閉弁の閉じる期間が短くなる。図１５は、本
実施例で使用する始動信号発生回路の他の例を示す図で
ある。図１５（ａ）が同始動発生回路の回路図、図１５
（ｂ）が動作説明図である。始動信号発生回路７５’
は、コンパレータＣＰからなり、このコンパレータＣＰ
の一方の入力端子に回転数検出センサ７１からの検出信
号Ｖｃを入力し、他方の入力端子に基準電圧Ｖｏを与え
るように構成されている。なお、このコンパレータＣＰ
の電源用端子は電源Ｖccとアースとの間に接続されてお
り、このコンパレータＣＰには電源Ｖccから電力が供給
されるようになっている。

【００５８】いま、図１５（ｂ）に示すように時刻Ｔ１
０でスタータがオンとされたとすると、回転数検出セン
サ７１からの検出信号Ｖｃは、図１５（ｂ）に示すよう
に時刻の経過に伴ってゼロから一定電圧に立ち上がり、
以後所定の電圧を中心に正弦波的に変動する。ここで、
コンパレータＣＰは、エンジン状態検出センサ７からの
検出電圧Ｖｃが基準電圧Ｖｏより大きくなったところ
で、始動信号Ｖｓを出力する。この始動信号Ｖｓによ
り、スタータがオンとなったことを検出できる。この始
動信号発生回路７５’によれば、現実にクランク軸１７
が回転していることを検出できるため、スタータ等の異
常を発見できる。

【００５９】前記図５によれば開閉弁停止期間（Ｔ）、
燃料噴射信号（Ｆｓ）及び空気噴射信号（Ａｓ）のパル
スの出力を停止しているが、これの出力間隔をエンジン
の通常運転時よりも大きくするものであっても良い。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、始
動信号が検出されたときに、燃料噴射装置の開閉弁を弁
開サイクルを通常の運転時の弁開サイクルよりも小さく
しているので、始動時に短時間に加圧空気の圧力が高く
なり、この加圧空気を用いて燃料噴射装置により燃料を
噴射するから、燃料の霧化が向上し、かつ着火性が良好
になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の筒内噴射式エンジンを示す構成図であ
る。

【図２】燃料噴射装置の構成例を示す断面図である。

【図３】始動信号発生回路の構成例を示す図である。

【図４】実施例の全体動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図５】実施例の動作のタイミングチャートである。

【図６】実施例で使用するエンジン温度に対する停止期
間の関係を示す特性図である。

【図７】実施例で使用する加圧空気圧力に対する停止期
間の関係を示す特性図である。

【図８】実施例で使用する積算クランキング回転数に対
する停止期間の関係を示す特性図である。

【図９】実施例で使用するスタート信号オンからの経過
時間に対する停止期間の関係を示す特性図である。

【図１０】実施例の空気圧力の関係を、同実施例を適用
した場合と、しない場合の特性とを示す特性図である。

【図１１】実施例の具体例を示すフローチャートであ
る。

【図１２】実施例を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１３】他の実施例で使用する特性図である。

【図１４】さらに他の実施例を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１５】この実施例で使用する始動信号発生回路の他
の例を示す図である。

【符号の説明】

１エンジン３燃料供給系５点火系７エンジン状態検出センサ９ＥＣＵ１１エンジン本体３１燃料噴射装置３４エアコンプレッサ３８噴射駆動回路５１点火プラグ５２点火回路７１回転数検出センサ７２クランク室圧力検出センサ７３温度検出センサ７４空気圧検出センサ７５始動信号発生回路７５’ 始動信号発生回路９０空気圧検出装置９１温度検出装置９３回転数検出装置９４始動検出装置９５経過時間検出装置９６噴射信号演算装置９７積算回転数演算装置９８開閉弁停止期間演算装置９９噴射信号発生装置３１１空気噴射器３１２燃料噴射器３１４開閉弁３１９ソレノイドコイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｍ 69/00 69/04 Ｇ 7825−3Ｇ 69/10 7825−3Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧空気を生成するコンプレッサを含む
加圧空気供給手段と、前記コンプレッサから開閉弁に至
る空気通路の途中に燃料を供給し、ピストンの往復行程
サイクルに同期して開閉弁が開のときに、当該燃料を加
圧空気とともに開閉弁を介してシリンダの燃焼室に噴射
する燃料噴射装置と、前記シリンダの燃焼室に導入され
た混合気に点火する点火装置と、前記点火装置の点火、
前記燃料噴射装置の開閉弁の弁開サイクル及び燃料噴射
を、エンジンの運転状態に応じて駆動制御する制御装置
と、を備えた筒内噴射式エンジンにおいて、前記制御装
置は、前記エンジンの始動を検出したときに、前記燃料
噴射装置の開閉弁の弁開サイクル数を、通常の運転時よ
り少なく設定する設定手段を有する筒内噴射式エンジ
ン。