JPH08177471A - ２サイクルエンジン - Google Patents

２サイクルエンジン

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JPH08177471A
JPH08177471A JP6328739A JP32873994A JPH08177471A JP H08177471 A JPH08177471 A JP H08177471A JP 6328739 A JP6328739 A JP 6328739A JP 32873994 A JP32873994 A JP 32873994A JP H08177471 A JPH08177471 A JP H08177471A
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air
fuel ratio
passage
scavenging
cylinder
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JP6328739A
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Takeshi Motoyama
雄 本山
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N13/008—Mounting or arrangement of exhaust sensors in or on exhaust apparatus
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 混合気の空燃比を正確に検知して触媒への２
次空気の導入量をエンジンの運転状態に応じた最適値に
制御することができる２サイクルエンジンを提供するこ
と。 【構成】 排気管に触媒を配置し、排気管の触媒よりも
上流側に接続された２次空気導入路に２次空気導入量調
整手段を設けた２サイクルエンジンにおいて、燃焼室Ｓ
から外部に既燃ガスを導く副排気通路２９の途中に設け
られたＯ2 センサー３０と、該Ｏ2 センサー３０からの
信号に基づいて混合気の空燃比を求めるＥＣＵ（空燃比
検知手段）１５を含んで構成される空燃比検知装置と、
エンジン回転数又は／及びスロットル開度に基づいて設
定される目標空燃比と前記空燃比検知装置によって検知
される空燃比検知値とを比較して両者の差に基づいて前
記２次空気導入量調整手段を制御する制御手段（ＥＣ
Ｕ）１５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、既燃ガスのＯ2 濃度か
ら混合気の空燃比を検知してその値と目標空燃比とを比
較し、両者の差に基づいて触媒への２次空気導入量を制
御するようにした２サイクルエンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジンにあっては、混合気の空燃比を
検知してその値に基づいてエンジンの運転状態を最適状
態に補正することは、エンジン性能の向上、燃費の改
善、排気対策等の点から望ましい。
【０００３】ところで、混合気の空燃比を検知する方法
としては、排気通路にＯ2 センサーを配置し、該Ｏ2 セ
ンサーによって検出された排気ガス（既燃ガス）中のＯ
2 濃度に基づいて混合気の空燃比を算出する方法が４サ
イクルエンジンにおいて従来から実施されている。
【０００４】而して、２サイクルエンジンにおいても、
上記方法によって混合気の空燃比を検知する方法が考え
られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２サイ
クルエンジンにあっては、掃・排気行程時には掃気口と
排気口が共に開くため、掃気に供される未気化燃料を含
む新気が燃焼室から排気通路に流出する所謂吹き抜け現
象が発生して排気ガス中に２０％近くの酸素を含む新気
が含まれ、排気通路に設置されたＯ2 センサーでそこを
流れる排気ガスのＯ2 濃度を検出しても、燃焼室に供給
される混合気の空燃比を正確に検知することができな
い。このため、２サイクルエンジンでは、４サイクルエ
ンジンのようにはエンジンの運転状態を正確に制御する
ことができなかった。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、混合気の空燃比を正確に検知
して触媒への２次空気の導入量をエンジンの運転状態に
応じた最適値に制御することができる２サイクルエンジ
ンを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、排気管に触媒を配置し、排
気管の触媒よりも上流側に接続された２次空気導入路に
２次空気導入量調整手段を設け、排気口が開いたときに
掃気口からシリンダ内に導入される掃気によって既燃ガ
スと新気とのガス交換を行う２サイクルエンジンに、燃
焼室から外部に既燃ガスを導く副排気通路の途中に設け
られたＯ2 センサーと、該Ｏ2 センサーからの信号に基
づいて混合気の空燃比を求める空燃比検知手段を含んで
構成され、点火から掃気流が前記副排気通路の入口に到
達するまでの期間のみ前記副排気通路の導入口から既燃
ガスを導入可能とした空燃比検知装置と、エンジン回転
数又は／及びスロットル開度に基づいて設定される目標
空燃比と前記空燃比検知装置によって検知される空燃比
検知値とを比較して両者の差に基づいて前記２次空気導
入量調整手段を制御する制御手段と、を設けたことを特
徴とする。
【０００８】又、請求項２記載の発明は、排気管に触媒
を配置し、排気管の触媒よりも上流側に接続された２次
空気導入路に２次空気導入量調整手段を設け、ピストン
の摺動に位相差のある少なくとも２つの気筒を有し、各
気筒において排気口が開いたときに掃気口からシリンダ
内に導入される掃気によって既燃ガスと新気とのガス交
換を行う２サイクルエンジンに、隣接する２つの気筒を
連通する連通路の途中に設けられたＯ2 センサーと、該
Ｏ2 センサーからの信号に基づいて混合気の空燃比を求
める空燃比検知手段を含んで構成され、隣接する２つの
気筒のうち膨張行程にある一方の気筒の点火から掃気口
が開くまでの期間のみ前記連通路の両端を開口可能とし
た空燃比検知装置と、エンジン回転数又は／及びスロッ
トル開度に基づいて設定される目標空燃比と前記空燃比
検知装置によって検知される空燃比検知値とを比較して
両者の差に基づいて前記２次空気導入量調整手段を制御
する制御手段と、を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明によれば、新気を含まない
既燃ガスのＯ2 濃度が空燃比検知装置によって正確に検
知される。つまり、点火から掃気流が副排気通路の導入
口に到達するまでの期間内に限って既燃ガスが副排気通
路に導入されるため、該副排気通路を流れる既燃ガスに
は未気化燃料を含む新気が含まれず、この既燃ガス中の
Ｏ2 濃度がＯ2 センサーによって検出され、燃焼室に供
給される混合気の空燃比が空燃比検知手段によってＯ2
濃度の検出値に基づいて正確に求められる。従って、２
サイクルエンジンにおいても、４サイクルエンジンと同
様に混合気の空燃比を正確に検知して触媒への２次空気
の導入量をエンジンの運転状態に応じた最適値に制御す
ることができ、排気後処理（ＨＣ，ＣＯの２次酸化）を
効率的に行って排気の浄化を促進することができる。
【００１０】又、請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明と同様に、新気を含まない既燃ガスのＯ2
濃度が空燃比検知装置によって正確に検知される。つま
り、膨張行程にある一方の気筒の既燃ガスは連通路を通
って圧縮行程にある他方の気筒へ流れ、この場合、膨張
行程にある気筒の掃気口は閉じているため、連通路を流
れる既燃ガスには未気化燃料を含む新気が含まれず、従
って、この既燃ガスのＯ2 濃度がＯ2 センサーによって
検出され、各気筒の燃焼室に供給される混合気の空燃比
が空燃比検知手段によってＯ2 濃度の検出値に基づいて
正確に求められる。このため、２サイクルエンジンにお
いても、４サイクルエンジンと同様に混合気の空燃比を
正確に検知して触媒への２次空気の導入量をエンジンの
運転状態に応じた最適値に制御することができ、排気後
処理を効率的に行って排気の浄化を促進することができ
る。
【００１１】
【実施例】
［第１発明］以下に第１発明の実施例を添付図面に基づ
いて説明する。
【００１２】＜第１実施例＞図１は本発明に係る２サイ
クルエンジンを示す自動二輪車要部の破断側面図、図２
は同２サイクルエンジン要部の拡大断面図、図３は２次
空気供給装置の構成を示す断面図、図４は点火と掃・排
気口及び副排気通路の開閉のタイミングチャート、図５
は制御系の構成を示すブロック図、図６は目標空燃比マ
ップを示す図である。
【００１３】本発明に係る２サイクルエンジン（タイプ
１）は、排気管に触媒を配置し、排気管の触媒よりも上
流側に接続された２次空気導入路に２次空気導入量調整
手段を設け、排気口が開いたときに掃気口からシリンダ
内に導入される掃気によって既燃ガスと新気とのガス交
換を行う２サイクルエンジンであって、掃気を含まない
既燃ガスのＯ2 濃度を検出するＯ2 センサーと該Ｏ2 セ
ンサーからの信号に基づいて混合気の空燃比を求める空
燃比検知手段とから成る空燃比検知装置と、エンジン回
転数又は／及びスロットル開度に基づいて設定される目
標空燃比と前記空燃比検知装置によって検知される空燃
比検知値とを比較して両者の差に基づいて前記２次空気
導入量調整手段を制御する制御手段とを設けて構成され
るものである。
【００１４】図１に示す２サイクルエンジン１は水冷単
気筒エンジンであって、これは自動二輪車のメインフレ
ーム５１とダウンチューブ５２で囲まれる空間に配置さ
れており、これのシリンダボディ２に形成された吸気通
路３には車体後方（図１の右方）に連なる吸気管４、キ
ャブレタ５及びエアクリーナ６が接続されており、同じ
くシリンダボディ２に形成された主排気通路７には排気
管８が接続されている。そして、前記吸気通路３にはリ
ード弁９が、前記排気管８には排気弁開閉アクチュエー
タ１０によって開閉される排気弁１１がそれぞれ設けら
れており、前記キャブレタ５には、これに設けられた不
図示のスロットル弁を開閉するとともに、その開度を検
知するためのセンサー兼スロットル弁駆動アクチュエー
タ１２と、不図示のメインジェットを駆動するソレノイ
ドで構成される可変メインジェット駆動アクチュエータ
１３及び不図示のエアジェットを駆動するソレノイド構
成される可変エアジェット駆動アクチュエータ１４がそ
れぞれ設けられている。
【００１５】而して、前記排気弁開閉アクチュエータ１
０、センサー兼スロットル弁駆動アクチュエータ１２、
可変メインジェット駆動アクチュエータ１３及び可変エ
アジェット駆動アクチュエータ１４はエンジン制御装置
（以下、ＥＣＵと称す）１５に電気的に接続されてい
る。尚、図１において、５３はリヤアーム、５４はチェ
ーンスプロケット、５５は駆動チェーンである。
【００１６】ここで、２サイクルエンジン１の構成につ
いて説明する。
【００１７】２サイクルエンジン１の前記シリンダボデ
ィ２に形成されたシリンダ２ａにはピストン１６が摺動
自在に嵌装されており、該ピストン１６はクランクケー
ス１７内のクランク室１７ａに回転自在に収納されたク
ランク軸１８にコンロッド１９を介して連結されてい
る。尚、クランクケース１７の底部には、エンジン回転
数を検出するための回転センサー２０が取り付けられて
おり、該回転センサー２０は前記ＥＣＵ１５に電気的に
接続されている。
【００１８】又、シリンダボディ２の上部に被着される
シリンダヘッド２１には、前記ピストン１６の頂面との
間に燃焼室Ｓを形成する凹部２１ａが形成されており、
同シリンダヘッド２１の中央部には点火プラグ２２が螺
着されている。尚、点火プラグ２２は点火制御回路２３
によって点火時期が制御され、点火制御回路２３は前記
ＥＣＵ１５に電気的に接続されている。
【００１９】更に、前記シリンダボディ２には、図２に
示すように、前記吸気通路３、主排気通路７の他に主掃
気通路２４と副掃気通路２５が形成されており、吸気通
路３は吸気口３ａを介してクランク室１７ａ内に連通
し、主排気通路７は主排気口７ａを介してシリンダ２ａ
内に開口している。又、前記主掃気通路１４の一端は主
掃気口２４ａを介してシリンダ２ａ内に開口しており、
他端は主掃気通路入口２４ｂを介してクランク室１７ａ
内に開口している。そして、吸気通路３に連なる前記副
掃気通路２５は副掃気口２５ａを介してシリンダ２ａ内
に開口している。尚、図示のように、主排気口７ａの開
口上縁は主掃気口２４ａ及び副掃気口２５ａよりも上方
に位置している。
【００２０】次に、２サイクルエンジン１の排気系に設
けられる２次空気供給装置４０を図３に基づいて説明す
る。
【００２１】図３に示すように、前記排気管８に接続さ
れたマフラー４１内には排気ガスを浄化するための触媒
４２が設置されており、マフラー４１の触媒４２よりも
上流側には２次空気導入路４３が接続されており、該２
次空気導入路４３の一端は図示のようにマフラー４１内
の触媒４２の上流に開口している。又、２次空気導入路
４３の他端にはブロアー４４が接続されており、同２次
空気導入路４３の途中には、２次空気のマフラー４１方
向への流れのみを許容するリード式逆止弁４５と２次空
気流量調整切換弁４６が設けられている。尚、２次空気
流量調整切換弁４６は前記ＥＣＵ１５に電気的に接続さ
れており、ＥＣＵ１５によってその作動が制御されて２
次空気の前記触媒４２への導入量が調整される。
【００２２】而して、エンジン１の運転中にブロアー４
４が駆動されると、２次空気は２次空気入口４７からブ
ロアー４４に吸引され、２次空気導入路４３内を流れ
て、途中前記リード弁式逆止弁４５を通って２次空気流
量調整切換弁４６に至り、ここで触媒４２への導入量が
調整され、マフラー４１内に供給されない２次空気は大
気中に放出される。そして、触媒４２においては、排気
ガス中に含まれるＨＣ，ＣＯの酸化効率が２次空気によ
って高められ、排気後処理がなされて排気ガスの浄化が
促進される。
【００２３】ここで、前記空燃比検知装置について説明
する。
【００２４】図２に詳細に示すように、シリンダボディ
２の主排気通路７の上方にはチャンバー２６が形成され
ており、該チャンバー２６は第１通路２７を介してシリ
ンダ２ａ内に連するとともに、第２通路２８を介して主
排気通路７に連通している。従って、シリンダボディ２
には第１通路２７とチャンバー２６及び第２通路２８に
よって副排気通路２９が構成されている。
【００２５】そして、上記チャンバー２６にはＯ2 セン
サー３０が取り付けられており、第１通路２７には第１
チェック弁３１が、第２通路２８には第２チェック弁３
２がそれぞれ設けられている。
【００２６】尚、上記Ｏ2 センサー３０は前記ＥＣＵ１
５に電気的に接続されている。又、前記第１チェック弁
３１はシリンダ２ａからチャンバー２６方向への既燃ガ
スの流れを許容するものであって、これは掃・排気行程
後の圧縮圧力では開かないが点火燃焼完了後の燃焼圧力
で開くように、そのバネ荷重が設定されている。これに
対して、第２チェック弁３２はチャンバー２６から主排
気通路７方向への既燃ガスの流れを許容するものであっ
て、第１チェック弁３１の開弁圧よりも低い圧力で開く
が主排気通路７に発生する負圧では開かないように、そ
のバネ荷重が設定されている。
【００２７】更に、前記第１通路２７の導入口２７ａ
は、主排気口７ａよりも上方であって、且つ、燃焼室Ｓ
での混合気の燃焼中にはピストン１６によって閉じら
れ、混合気の燃焼が完了したタイミングよりも後に開く
ような位置に開口している。
【００２８】而して、本発明に係る空燃比検知装置は、
副排気通路２９、該副排気通路２９の途中（チャンバー
２６）に設けられたＯ2 センサー３０、第１及び第２チ
ェック弁３１，３２及び空燃比検知手段としても機能す
るＥＣＵ１５を含んで構成されるが、次に、その作用を
図４を参照しながら以下に説明する。
【００２９】前記ピストン１６がシリンダ２ａ内で上動
する圧縮工程においてクランク室１７ａ内に発生する負
圧に引かれて新気がエアクリーナ６から吸引され、キャ
ブレタ５において新気に燃料が混合されて混合気が形成
され、この混合気は吸気管４及びリード弁９を通って吸
気通路３からクランク室１７ａ内に導入される。尚、ク
ランク室１７ａ内に導入された混合気は、膨張行程にお
いて下動するピストン１６によって１次圧縮される。
【００３０】一方、圧縮工程において主掃気口２４ａと
副掃気口２５ａ及び主排気口７ａがピストン１６によっ
て閉じられると、シリンダ２ａ内に供給された混合気は
ピストン１６によって圧縮され、ピストン１６が上死点
（ＴＤＣ）に到達する直前に燃焼室Ｓ内の混合気が点火
プラグ２２によって点火されて着火燃焼せしめられる
（図４参照）。尚、前述のように第１通路２７の第１チ
ェック弁３１は圧縮圧力では開かないため、未燃混合気
が副排気通路２９側へ流れることがない。
【００３１】而して、燃焼室Ｓでの混合気の燃焼によっ
て生じた高い燃焼圧力によってピストン１６が下動する
膨張行程に移動すると、先ず、副排気通路２９を構成す
る第１通路２７の導入口２７ａが混合気の燃焼が完了す
るタイミングよりも後に開き（図４参照）、該第１通路
２７の第１チェック弁３１が燃焼圧力によって押し開か
れる。すると、混合気の燃焼によって生じた既燃ガスが
第１通路２７からチャンバー２６内に流入し、該既燃ガ
スはその圧力で第２チェック弁３２を押し開いて第２通
路２８から主排気通路７へと流れ、このとき、Ｏ2 セン
サー３０は副排気通路２９（チャンバー２６）を流れる
既燃ガスのＯ2 濃度を検出する。
【００３２】その後、更にピストン１６が下動すると、
次に主排気口７ａが開き、既燃ガスは主排気口７ａから
主排気通路７へと吹き出し、排気管８を通って大気中に
排出されるが、その後、主掃気口２４ａと副掃気口２５
ａが開くと（図４参照）、前のサイクルにおいて１次圧
縮されたクランク室１７ａ内の混合気が主掃気通路２４
と副掃気通路２５を通って主掃気口２４ａと副掃気口２
５ａからシリンダ２ａ内に流入し、シリンダ２ａ内に残
留する既燃ガスを主排気通路７へ押し出す掃気作用をな
し、その一部は主排気通路７へ吹き抜ける。
【００３３】而して、主掃気口２４ａと副掃気口２５ａ
から混合気がシリンダ２ａ内に流入してこれが第１通路
２７の導入口２７ａに到達するまでの間にはシリンダ２
ａ内に残留する既燃ガスの圧力は十分低下し、又、シリ
ンダ２ａに流入する混合気の圧力は低く、既燃ガスと混
合気は第１通路２７の第１チェック弁３１を開くまでに
は至らないため、少なくとも混合気が第１通路２７の導
入口２７ａに到達する以前にＯ2 センサー３０による既
燃ガスの2 濃度の検出が終了する。従って、副排気通路
２９を流れる既燃ガスには混合気（新気）が含まれず、
Ｏ2 センサー３０は混合気（新気）を含まない既燃ガス
のＯ2 濃度を検出する。
【００３４】尚、図４において、Ａ３は混合気の燃焼が
完了してから副排気通路２９の導入路２７ａに掃気流が
到達するまでの期間であり、この期間Ａ３に導入口２７
ａを開として既燃ガスをＯ2 センサー３０に導くことに
より、混合気（新気）を含まない既燃ガスのＯ2 濃度を
検出可能とすることができる。
【００３５】本実施例においては、シリンダ２ａの側面
に形成された導入口２７ａがピストン１６によって開か
れるクランク角はＡ３の期間にあり、且つ、第１チェッ
ク弁３１の開弁圧Ｐ１は、導入口２７ａに掃気流が到達
するときのシリンダ２ａの内圧ｐ1 及び圧縮行程におい
てピストン１６が導入口２７ａを閉じるときのシリンダ
２ａの内圧ｐ2 よりも大きく設定されている。
【００３６】そして、ｐ1 ≧ｐ2 となるエンジンにおい
ては、Ｐ１＝ｐ1 とすることにより、図４に示すａ1 の
期間に既燃ガスを副排気通路２９に導入する方法が可能
となる。Ｐ１＞ｐ1 とする場合、ａ1 の導入期間の終了
期が進角したものが既燃ガスの導入期間となる。又、ｐ
1 ＞ｐ2 となるエンジンにおいては、Ｐ１≧ｐ3 とする
必要があり、同様にａ1 の導入期間の終了期を進角させ
たものが既燃ガスの導入期間となる。尚、主排気口７ａ
が開弁を開始するときのシリンダ２ａの内圧ｐ3 は、通
常、ｐ1 ，ｐ2 よりも大きくなるため、Ｐ１＝ｐ3 とす
ることによりａ2 の期間に既燃ガスを導入する方法が可
能となる。導入期間を長くする程、Ｏ2センサー３０が
既燃ガスのＯ2 濃度を検出する期間が長くなるため望ま
しいが、Ｏ2 センサー３０の検出性能を上げることによ
ってＰ１＞ｐ3 とし、より確実に混合気（新気）を含ま
ない既燃ガスを副排気通路２９に導くことができる。こ
こで、第１チェック弁３１の開弁圧Ｐ１は第２チェック
弁３２の開弁圧Ｐ２より常に大きく（Ｐ１＞Ｐ２）設定
されている。
【００３７】以上のようにしてＯ2 センサー３０によっ
て既燃ガスのＯ2 濃度が検出されると、その信号はＥＣ
Ｕ１５に入力され、ＥＣＵ１５はＯ2 濃度の検出値から
混合気の空燃比を求める。従って、本実施例では、ＥＣ
Ｕ１５が前記空燃比検知手段として機能している。
【００３８】又、本実施例では、前記回転センサー２０
とセンサー兼スロットル弁駆動アクチュエータ１２（図
１及び図５参照）によってそれぞれ検出されたエンジン
回転数とスロットル開度（エンジン負荷）は前記ＥＣＵ
１５にそれぞれ入力される。
【００３９】更に、本実施例では、目標空燃比設定手段
と制御手段は前記ＥＣＵ１５によって構成されており、
該ＥＣＵ１５は回転センサー２０とセンサー兼スロット
ル弁駆動アクチュエータ１２よって検出された２サイク
ルエンジン１の回転数とスロットル開度（エンジン負
荷）に基づいてその運転状態に最適な目標空燃比を算出
し、或はメモリに記憶された図６に示すマップから所定
の目標空燃比を読み込む。
【００４０】而して、ＥＣＵ１５は前記空燃比検知装置
によって検知された空燃比検知値と上記目標空燃比とを
比較し、両者の差に基づいて前記２次空気流量調整切換
弁４６を制御して触媒４２への２次空気の導入量を調整
する。
【００４１】従って、本実施例によれば、空燃比検知装
置において混合気（新気）を含まない既燃ガスのＯ2 濃
度がＯ2 センサー３０によって検出され、燃焼室Ｓに供
給される混合気の空燃比がＥＣＵ１５によってＯ2 濃度
の検出値に基づいて正確に求められるため、２サイクル
エンジン１においても、４サイクルエンジンと同様に混
合気の空燃比を正確に検知して触媒４２への２次空気の
導入量をエンジン１の運転状態（回転数と負荷）に応じ
た最適値に制御することができ、排気後処理（ＨＣ，Ｃ
Ｏの２次酸化）を効率的に行って排気の浄化を促進する
ことができる。
【００４２】尚、本実施例では、エンジン回転数とスロ
ットル開度（エンジン負荷）の双方に基づいて目標空燃
比を求めたが、何れか一方のみによって目標空燃比を求
めるようにしても良い。
【００４３】又、本実施例では、混合気の燃焼時におい
て第１通路２７の導入口２７ａはピストン１６によって
閉じられるため、Ｏ2 センサー３０の熱負荷を小さく抑
えることができる。
【００４４】ところで、ピストン１６が下死点（ＢＤ
Ｃ）を通過してこれが上動すると、図４に示すように、
該ピストン１６によって主掃気口２４ａ及び副掃気口２
５ａが先ず閉じられ、これに続いて主排気口７ａ、副排
気通路２９（第１通路２７）の導入口２７ａが閉じられ
る。そして、主排気口７ａが閉じられると、シリンダ２
ａ内に供給された混合気はピストン１６によって圧縮さ
れ、以後は前述と同様の作用が繰り返されて２サイクル
エンジン１が連続的に運転される。
【００４５】尚、図４において、Ａ１は点火から主・副
掃気口２４ａ，２５ａが開き始めるまでの期間、Ａ２は
点火から導入口２７ａに掃気流が到達するまでの期間、
Ｂは主排気口７ａの開口期間、Ｃ１は主・副掃気口２４
ａ，２５ａの開口期間、Ｄは導入口２７ａの開口期間で
あり、Ａ２の期間においてのみ導入口２７から既燃ガス
を導入可能とすれば、混合気の空燃比が正確に検知され
る。
【００４６】ところで、２サイクルエンジン１の運転状
態が変化すると、主・副掃気口２４ａ，２５ａが開いて
から導入口２７ａに掃気流が到達するまでの時間が変化
するが、図４に示すＡ１の期間においてのみ導入口２７
ａから既燃ガスを導入可能とすれば、主・副掃気口２４
ａ，２５ａが開く前に導入口２７ａからの既燃ガスの導
入を完了しているため、混合気の空燃比を常に確実に検
知することができる。
【００４７】又、第１通路２７の導入口２７ａを主排気
口７が開となる位置と主・副掃気口２４ａ，２５ａが開
となる位置の間に配置することも可能であり、このよう
にすれば、導入口２７ａが開くまでに混合気の燃焼はほ
ぼ完全に終了して燃焼室Ｓの内圧が下がるため、第１チ
ェック弁３１の開弁圧を低く設定することができる。
又、導入口２７ａが開いたときには主・副掃気口２４
ａ，２５ａは閉じているため、計測中の既燃ガスに混合
気（新気）が混入することはない。
【００４８】ここで、空燃比検知装置の別実施例を図７
に基づいて説明する。尚、図７は本実施例に係る空燃比
検知装置を備える２サイクルエンジン（タイプ２）要部
の模式的断面図であり、本図においては図２に示したと
同一要素には同一符号を付している。
【００４９】本実施例では、主排気通路７と副排気通路
２９をシリンダヘッド２１に形成し、副排気通路２９を
入口２９ａを常時燃焼室Ｓ内に開口させている。そし
て、主排気通路７の主排気口７ａをカム３３によって作
動する排気弁３４によって開閉するよう構成し、副排気
通路２９の途中には、ＥＣＵ１５によって開閉制御され
る開閉制御弁３５を設けている。
【００５０】又、掃気通路２４の途中に掃気弁３６とル
ーツ型の過給機３７を設けている。尚、副排気通路２９
の出口は、主排気通路７の下流側の途中に接続しても、
大気に直接開放しても良い。
【００５１】これにより、図４に示すように、主排気口
７ａの開口期間をＢ２のように下死点（ＢＤＣ）を境と
して非対称とすることができる。本実施例では、シリン
ダ２ａの側面に主掃気口２４ａを開口させており、該主
掃気口２４ａの開口期間はＣ１のように下死点（ＢＤ
Ｃ）を境として対称となる。このように排気弁３４が閉
じてからも掃気を可能とすれば、混合気（新気）の充填
効率を上げることができる。尚、シリンダの側面に主排
気口を設け、シリンダヘッドに掃気口を設け、掃気口に
カム駆動で開閉する掃気弁を設けるエンジンにおいて
は、主排気口の開口期間、掃気口の開口期間をそれぞれ
図４のＢ，Ｃ２に示すように設定することが可能であ
り、前記と同様に混合気（新気）の充填効率を上げるこ
とができる。
【００５２】而して、本実施例によれば、開閉制御弁３
５の開弁を図４におけるＡ３期間中任意に設定すること
ができる。例えば、ａ4 のように既燃ガスの導入期間を
設定すれば、導入口２９ａに掃気流が到達する時期が運
転状態によって変化しても、常に確実に混合気（新気）
を含まない既燃ガスをＯ2 センサー３０に導くことがで
きる。
【００５３】尚、Ｏ2 センサー３０の検出性能を上げる
ことにより、ａ3 のように既燃ガスの導入期間を設定す
ることができる。これにより、運転状態が変化して混合
気が燃焼を完了する時期がばらついても、主排気通路７
において排気脈動による既燃ガスの逆流が起こっても、
常にＯ2 センサー３０に既燃ガス中のＯ2 濃度を検出さ
せるようにできる。
【００５４】又、図４のＡ１（点火から主掃気口２４ａ
が開くまでの期間或は点火から導入口２９ａに掃気流が
到達するまでの期間）中、即ち、燃焼行程の途中でＯ2
センサー３０に燃焼室Ｓ中のガスを導くことも可能であ
る。この場合には、既燃ガス以外に未燃ガスが含まれて
いるため、正確な空燃比を得るためには、Ｏ2 センサー
３０で検出するＯ2 濃度値を運転状態に応じて補正する
必要がある。少なくとも点火後であるため、未気化燃料
の存在はなくなり、補正によって容易に所望の空燃比を
得ることができる。図４のａ5 のように導入期間を設定
することにより、各クランク角における未燃ガス割合が
運転状態に応じて変化しても、比較的容易に補正が可能
である。 ［第２発明］以下に第２発明の実施例を添付図面に基づ
いて説明する。
【００５５】尚、第２発明は多気筒２サイクルエンジン
に関するものであって、構成的には空燃比検知装置のみ
が第１発明と異なるため、以下、空燃比検知装置につい
てのみ説明する。
【００５６】＜第１実施例＞図８は第２発明の第１実施
例に係る空燃比検知装置を備える２サイクル２気筒エン
ジン要部の模式的断面図、図９は点火と掃・排気口及び
連通路の開閉のタイミングチャートであり、図８におい
ては図２において示したと同一要素には同一符号を付し
ている。
【００５７】本実施例に係る２サイクル２気筒エンジン
はピストン１６の摺動（クランク角）に気筒間で位相差
があるものであって、第１気筒２Ａと第２気筒２Ｂのシ
リンダ２ａは連通路３８によって相連通している。そし
て、連通路３８の両端導入口３８ａ，３８ｂは排気口７
ａの上方に開口しており、同連通路３８の途中に設けら
れたチャンバー２６にはＯ2 センサー３０が設置され、
該Ｏ2 センサー３０はＥＣＵ１５に電気的に接続されて
いる。
【００５８】而して、図９に示すように、第１気筒２Ａ
についてはＢ１，Ｃ１，Ｅ１の期間で排気口７ａ、掃気
口２４ａ、導入口３８ａがそれぞれ開く。従って、第１
気筒２Ａの導入口３８ａが開く期間Ｅ１と第２気筒２Ｂ
の導入口３８ｂが開く期間Ｅ２とがオーバーラップする
期間ｅ1 ，ｅ2 において両導入口３８ａ，３８ｂが共に
開いて両気筒２Ａ，２Ｂのシリンダ２ａ内が連通路３８
を介して互いに連通する。このとき、第２気筒２Ｂにつ
いて導入口３８ｂが閉じるタイミングは第１気筒２Ａの
掃気口２４ａが開くタイミングよりも早いため、膨張行
程にある第１気筒２Ａのシリンダ２ａ内の残圧が圧縮行
程にある第２気筒２Ｂの圧縮圧よりも高くなり、期間ｅ
1 においては、既燃ガスは第１気筒２Ａから連通路３８
を通って第２気筒２Ｂに流れる。そして、この場合、第
１気筒２Ａの掃気口２４ａは閉じているため、連通路３
８を流れる既燃ガスには掃気としての新気（又は混合
気）は含まれず、従って、この既燃ガスのＯ2 濃度がＯ
2 センサー３０によって検出される。
【００５９】又、第１気筒２Ａについて掃気口２４ａが
閉じるタイミングは第２気筒２Ｂについて導入口３８ｂ
が開くタイミングよりも早いため、膨張行程にある第２
気筒２Ｂのシリンダ２ａ内の残圧が圧縮行程にある第１
気筒２Ａの圧縮圧よりも高くなり、期間ｅ2 おいては既
燃ガスが第２気筒２Ｂから第１気筒２Ａに流れ、この場
合、第２気筒２Ｂの掃気口２４ａは閉じているため、連
通路３８を流れる既燃ガスには掃気としての新気（又は
混合気）は含まれず、従って、この既燃ガスのＯ2 濃度
がＯ2 センサー３０によって検出される。
【００６０】尚、Ｅ１，Ｅ２の期間のそれぞれの開始時
期において、それぞれの気筒似置ける燃焼は完了してい
ることとなるよう、両導入口３８ａ，３８ｂはそれぞれ
上死点（ＴＤＣ）より遠い側に配置されている。尚、図
１０において、Ｇ１，Ｇ２は各気筒における点火から燃
焼完了までの期間である。
【００６１】又、両導入口３８ａ，３８ｂが上死点（Ｔ
ＤＣ）側に開口しているため、各気筒における燃焼が完
了する以前に両導入口３８ａ，３８ｂが開とされる場合
には、第１発明において説明したように、検出されたＯ
2 濃度値を補正したものに基づいて空燃比を算出する。
【００６２】従って、本実施例においても、第１発明と
同様に、空燃比検知装置において混合気（新気）を含ま
ない既燃ガスのＯ2 濃度がＯ2 センサー３０によって検
出され、燃焼室Ｓに供給される混合気の空燃比がＥＣＵ
１５によってＯ2 濃度の検出値に基づいて正確に求めら
れるため、該多気筒２サイクルエンジン１においても、
４サイクルエンジンと同様に混合気の空燃比を正確に検
知して触媒への２次空気の導入量をエンジン１の運転状
態（回転数と負荷）に応じた最適値に制御することがで
き、排気後処理（ＨＣ，ＣＯの２次酸化）を効率的に行
って排気の浄化を促進することができる。
【００６３】＜第２実施例＞次に、第２発明の第２実施
例を図９及び図１０に基づいて説明する。尚、図１０は
本実施例に係る空燃比検知装置を備える２サイクル２気
筒エンジン要部の模式的断面図であり、本図においては
図８に示したと同一要素には同一符号を付している。
【００６４】本実施例では、各気筒のシリンンダ２ａの
頂部を連通路３８によって互いに連通し、該連通路３８
の中間にチャンバー２６を設け、このチャンバー２６に
Ｏ2センサー３０を設置するとともに、連通路３８のチ
ャンバー２６と各気筒２Ａ，２Ｂとの間に、ＥＣＵ１５
によってその開閉が制御される開閉制御弁３５をそれぞ
れ設けている。
【００６５】而して、図９に示すｅ1 ，ｅ2 の期間、開
閉制御弁３５を開とすることによってＯ2 濃度の検出値
に基づいて空燃比を正確に求めることができる。
【００６６】尚、膨張行程にある一方の気筒２Ａ（２
Ｂ）の点火から掃気口２４ａが開くまでの期間（図９に
Ｆにて示す期間）にＥＣＵ１５によって両開閉制御弁３
５を同時に開くようにすれば、膨張行程にある一方の気
筒２Ａ（２Ｂ）の既燃ガスは連通路３８を通って圧縮行
程にある他方の気筒２Ｂ（２Ａ）へ流れ、この場合、膨
張行程にある気筒２Ａ（２Ｂ）の掃気口２４ａは閉じて
いるため、連通路３８を流れる未気化燃料を含む既燃ガ
スには掃気としての新気（又は混合気）は含まれず、従
って、この既燃ガスのＯ2 濃度がＯ2 センサー３０によ
って検出され、運転状態に応じた補正により空燃比を正
確に検知することができる。
【００６７】従って、本実施例においても、空燃比検知
装置によって混合気の空燃比が正確に求められるため、
該多気筒２サイクルエンジン１においても、４サイクル
エンジンと同様に混合気の空燃比を正確に検知して触媒
への２次空気の導入量をエンジン１の運転状態（回転数
と負荷）に応じた最適値に制御することができ、排気後
処理（ＨＣ，ＣＯの２次酸化）を効率的に行って排気の
浄化を促進することができる。
【００６８】尚、以上の実施例においては、第２発明を
特に２気筒エンンジンに適用した例について述べたが、
第２発明は３気筒以上の多気筒エンジンに対しても同様
に適用可能であることは勿論である。
【００６９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、新気を含まない既燃ガスのＯ2 濃
度が空燃比検知装置によって正確に検知される（つま
り、点火から掃気流が副排気通路の導入口に到達するま
での期間内に限って既燃ガスが副排気通路に導入される
ため、該副排気通路を流れる既燃ガスには新気が含まれ
ず、この既燃ガス中のＯ2 濃度がＯ2 センサーによって
検出され、燃焼室に供給される混合気の空燃比が空燃比
検知手段によってＯ2 濃度の検出値に基づいて正確に求
められる）ため、２サイクルエンジンにおいても、４サ
イクルエンジンと同様に混合気の空燃比を正確に検知し
て触媒への２次空気の導入量をエンジンの運転状態に応
じた最適値に制御することができ、排気後処理を効率的
に行って排気の浄化を促進することができるという効果
が得られる。
【００７０】又、請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載の発明と同様に、新気を含まない既燃ガスのＯ2
濃度が空燃比検知装置によって正確に検知される（つま
り、膨張行程にある一方の気筒の既燃ガスは連通路を通
って圧縮行程にある他方の気筒へ流れ、この場合、膨張
行程にある気筒の掃気口は閉じているため、連通路を流
れる既燃ガスには新気が含まれず、従って、この既燃ガ
スのＯ2 濃度がＯ2 センサーによって検出され、各気筒
の燃焼室に供給される混合気の空燃比が空燃比検知手段
によってＯ2 濃度の検出値に基づいて正確に求められ
る）ため、２サイクルエンジンにおいても、４サイクル
エンジンと同様に混合気の空燃比を正確に検知して触媒
への２次空気の導入量をエンジンの運転状態に応じた最
適値に制御することができ、排気後処理を効率的に行っ
て排気の浄化を促進することができるという効果が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明に２サイクルエンジンを示す自動二輪
車要部の破断側面図である。
【図２】第１発明に係る２サイクルエンジン要部の拡大
断面図である。
【図３】２次空気供給装置の構成を示す断面図である。
【図４】点火と掃・排気口及び副排気通路の開閉のタイ
ミングチャートである。
【図５】制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】目標空燃比マップを示す図である。
【図７】第１発明の別実施例に係る２サイクルエンジン
要部の模式的断面図である。
【図８】第２発明の第１実施例に係る２サイクル２気筒
エンジン要部の模式的断面図である。
【図９】第２発明に係る２サイクルエンジンの点火と掃
・排気口及び連通路の開閉のタイミングチャートであ
る。
【図１０】第２発明の第２実施例に係る２サイクル２気
筒エンジン要部の模式的断面図である。
【符号の説明】
１ ２サイクルエンジン ７ 主排気通路 ７ａ 主排気口 ８ 排気管 １５ ＥＣＵ（混合比検知手段、制御） １６ ピストン ２０ 回転センサー ２４ 掃気通路 ２４ａ 主掃気口 ２５ 副掃気通路 ２５ａ 副掃気口 ２７ 第１通路 ２７ａ 導入口 ２８ 第２通路 ２９ 副排気通路 ３０ Ｏ2 センサー ３８ 連通路 ３８ａ，３８ｂ 導入口 ４２ 触媒 ４３ ２次空気導入路 ４６ ２次空気流量調整切換弁（２次空気導
入量調整手段） Ｓ 燃焼室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 75/18 Ｐ Ｆ０２Ｄ 35/00 ３６８ Ｂ 45/00 ３６８ Ｆ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 排気管に触媒を配置し、排気管の触媒よ
    りも上流側に接続された２次空気導入路に２次空気導入
    量調整手段を設け、排気口が開いたときに掃気口からシ
    リンダ内に導入される掃気によって既燃ガスと新気との
    ガス交換を行う２サイクルエンジンであって、 燃焼室から外部に既燃ガスを導く副排気通路の途中に設
    けられたＯ2 センサーと、該Ｏ2 センサーからの信号に
    基づいて混合気の空燃比を求める空燃比検知手段を含ん
    で構成され、点火から掃気流が前記副排気通路の入口に
    到達するまでの期間のみ前記副排気通路の導入口から既
    燃ガスを導入可能とした空燃比検知装置と、 エンジン回転数又は／及びスロットル開度に基づいて設
    定される目標空燃比と前記空燃比検知装置によって検知
    される空燃比検知値とを比較して両者の差に基づいて前
    記２次空気導入量調整手段を制御する制御手段と、 を設けたことを特徴とする２サイクルエンジン。
  2. 【請求項２】 排気管に触媒を配置し、排気管の触媒よ
    りも上流側に接続された２次空気導入路に２次空気導入
    量調整手段を設け、ピストンの摺動に位相差のある少な
    くとも２つの気筒を有し、各気筒において排気口が開い
    たときに掃気口からシリンダ内に導入される掃気によっ
    て既燃ガスと新気とのガス交換を行う２サイクルエンジ
    ンであって、 隣接する２つの気筒を連通する連通路の途中に設けられ
    たＯ2 センサーと、該Ｏ2 センサーからの信号に基づい
    て混合気の空燃比を求める空燃比検知手段を含んで構成
    され、隣接する２つの気筒のうち膨張行程にある一方の
    気筒の点火から掃気口が開くまでの期間のみ前記連通路
    の両端を開口可能とした空燃比検知装置と、 エンジン回転数又は／及びスロットル開度に基づいて設
    定される目標空燃比と前記空燃比検知装置によって検知
    される空燃比検知値とを比較して両者の差に基づいて前
    記２次空気導入量調整手段を制御する制御手段と、 を設けたことを特徴とする２サイクルエンジン。
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