JPH10115233A - 筒内噴射式２サイクルエンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 不整燃焼を防止でき、未燃焼燃料の排出によ
る燃費低下，排気ガス性状の悪化を回避できる筒内噴射
式２サイクルエンジンを提供する。 【解決手段】 シリンダ側壁に掃気ポート１３ａ及び排
気ポート３５ａを形成し、シリンダヘッド５に点火プラ
グ３４を取り付け、燃焼室ａ内に燃料噴射弁１４を備え
る。排気通路３５に配設した通路断面積を可変とする排
気制御弁３９と、燃料噴射弁をエンジン負荷に基づき、
負荷が大なる程多くの燃料を点火プラグによる点火前に
噴射供給制御する燃料噴射制御手段ＥＣＵ７０と、負荷
が小さい運転域での排気制御弁開度を負荷が大きい運転
域での排気制御弁開度より小さく設定する排気制御弁開
度制御手段ＥＣＵと、排気タイミングを可変とする排気
開始時期可変弁３７と、負荷が大きい運転域での排気タ
イミングをエンジン負荷が小さい運転域での排気タイミ
ングより進めるよう制御する排気タイミング制御手段Ｅ
ＣＵとを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に燃料を
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
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、新気をスロットル弁を配置した吸
気通路を経てクランク室内に導いて一次圧縮し、該圧縮
された新気により筒内を掃気する一方、燃焼室壁に配置
された燃料噴射弁から燃料を、掃気，排気行程の途中，
さらには圧縮行程中に噴射するとともに、圧縮行程を経
て点火プラグにより着火し燃焼させ、上記掃気行程に先
行して燃焼室から既燃ガスを排気通路に排出するように
した筒内噴射式２サイクルエンジンが提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の２サイクル
エンジンでは、掃気行程，排気行程中に筒内に燃料を噴
射すると、既燃焼ガスとともに燃料の一部が燃焼室から
排気通路に排出されて燃費を悪化させるとともに、排出
された燃料が排気通路を既燃焼ガスと共に流下する途中
で不完全に後燃えし、排気ガス中のＣＯやＨＣを増加さ
せてしまうという問題がある。

【０００４】また上記２サイクルエンジンでは、掃気に
より燃焼室に入った新気が、既燃焼ガスとともに燃焼室
から排気通路に排出されるいわゆる吹き抜けも発生す
る。スロットル弁開度が小さい低負荷においては掃気の
ための新気量そのものが少なく、掃気行程中あるいは掃
気行程終了後排気孔が閉じるまでの期間に、燃焼室内の
圧力が大気圧以下に低下してしまう。この期間中には燃
焼室と排気通路が連通しており、温度が低下した排気通
路中の既燃焼ガスが筒内に逆流する。なお、新気の吹き
抜け量が多い場合には、仮にスロットル弁を廃止した場
合でも既燃焼ガス量の少ない低負荷においては、前述の
期間中の燃焼室内の圧力の低下が大きくなり、吹き抜け
た新気の一部と、吹き抜けた新気によりさらに温度低下
した既燃焼ガスが筒内に逆流する。そして、点火前に噴
射され微粒化した燃料は、掃気流，逆流あるいはこれら
の残留分により燃焼室内に広く拡散してしまう。

【０００５】このように逆流する既燃焼ガスにより燃焼
室内の新気割合（充填効率）が低下するとともに燃料が
拡散してまうので、点火プラグで点火しても着火しにく
い。また一旦着火しても隣接部における燃料濃度が適正
範囲より小さく、また筒内の温度が低いので続いて燃焼
する火炎伝播が起きにくい。即ち、失火が発生してしま
う。一旦失火すると、次のサイクルにおいて逆流するも
のは既燃焼ガスではなく失火により残留した新気となる
ので、燃焼室の既燃焼ガスの割合が低下し、燃料を噴射
した後、点火プラグで点火すれば着火するようになる。
このように失火したり着火したりの繰り返しによる不整
燃焼が生じ、エンジン振動や、失火に起因する未燃焼燃
料の排出による燃費低下，排気ガス性状の悪化等が発生
する。

【０００６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
で、不整燃焼を防止でき、エンジン振動や、失火に起因
する未燃焼燃料の排出による燃費低下，排気ガス性状の
悪化を回避できる筒内噴射式２サイクルエンジンを提供
することを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、シリ
ンダ側壁にクランク室に連通する掃気ポート及び排気通
路に連通する排気ポートを形成し、シリンダヘッドに点
火プラグを取り付け、シリンダヘッド，シリンダボデ
ィ，及びピストンにより形成される燃焼室内に燃料を噴
射供給する燃料噴射弁を備えた筒内噴射式２サイクルエ
ンジンにおいて、上記燃料噴射弁をアクセル操作部によ
り設定されるエンジン負荷に基づき、上記燃料噴射弁
を、エンジン負荷が大なる程多くの燃料が点火プラグに
よる点火前に噴射供給されるよう制御する燃料噴射弁制
御手段と、上記排気通路に配設され排気通路断面積を可
変とする排気制御弁と、該排気制御弁を、エンジン負荷
が小さい運転域での排気制御弁開度がエンジン負荷が大
きい運転域での排気制御弁開度より小さくなるよう制御
する排気制御弁開度制御手段と、排気開始時期を可変と
する排気開始時期可変弁と、該排気開始時期可変弁を、
エンジン負荷が大きい運転域での排気開始時期がエンジ
ン負荷が小さい運転域での排気開始時期より進角するよ
う制御する排気開始時期制御手段とを備えたことを特徴
としている。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記排気開始時期可変弁が、排気ポートの上縁位置を実質
的に気筒軸方向に可変とし、排気開始時期を早くするこ
とにより排気通路断面積を大きくし、排気開始時期を遅
くすることにより排気通路断面積を小さくする排気制御
弁の機能をも兼ね備えたものであることを特徴としてい
る。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１において、気
筒軸方向に少なくとも２つの排気ポートを設け、各排気
ポートにそれぞれ上流排気通路を接続し、少なくとも最
もシリンダヘッドに近い排気ポートに連なる上記上流排
気通路に開閉弁を配設し、該開閉弁を上記排気開始時期
可変弁とし、上記上流排気通路を合流した合流通路に上
記排気制御弁を配設したことを特徴としている。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１ないし３の何
れかにおいて、上記排気制御弁に該排気制御弁の全閉時
に排気ガスを流動させる小孔を設けたことを特徴とてい
る。

【００１１】請求項５の発明は、請求項１ないし４の何
れかにおいて、上記排気制御弁開度制御手段，排気開始
時期制御手段のそれぞれは、排気制御弁，排気開始時期
可変弁のそれぞれを、エンジン低速回転域では、全エン
ジン負荷運転域に渡って排気開始時期可変弁の開率が排
気制御弁の開率より小さくなるよう制御することを特徴
としている。

【００１２】請求項６の発明は、請求項１ないし５の何
れかにおいて、上記排気制御弁開度制御手段，排気開始
時期制御手段のそれぞれは、排気制御弁，排気開始時期
可変弁のそれぞれを、エンジン中速回転域では、エンジ
ン低負荷運転域にて、排気制御弁の開率と排気開始時期
可変弁の開率が略同じで、かつエンジン低速回転域での
開率より大きくなるよう制御することを特徴としてい
る。

【００１３】本発明における排気制御弁，排気開始時期
可変弁の開率とは、全開に対する開割合である。排気制
御弁の開率０％は全閉を、開率１００％は全開を意味す
る。一方、排気開始時期可変弁の開率０％は最遅角（Ｔ
ＤＣ後約１１０°）を、開率１００％は最進角（ＴＤＣ
後約９７°）を意味する。

【００１４】

【発明の作用効果】請求項１の発明によれば、エンジン
負荷が小さい運転域での排気制御弁開度をエンジン負荷
が大きい運転域での排気制御弁開度より小さく設定した
ので、低負荷運転域での排気通路抵抗が大きくなり、排
気行程における既燃焼ガスの排出性が低下する。

【００１５】そのため温度の高い既燃焼ガスが燃焼室内
に滞留し、燃焼室内が高温に保たれ、燃焼室内に噴射さ
れ微細粒化した燃料の気化が促進される。

【００１６】また排気行程において既燃焼ガスの排出性
が低下するので、温度の高い既燃焼ガスが燃焼室内に滞
留するとともに、吸気通路へのスロットル弁の配置の有
無に拘らず、掃気行程中あるいは掃気行程終了後排気孔
が閉じるまでの期間に、燃焼室内の圧力低下が起きにく
いので、上述の温度低下した既燃焼ガスの逆流が発生し
にくい。また、排気通路の流動性が規制されるので、さ
らに逆流の発生がしにくくなる。また、既燃焼ガスが燃
焼室内に滞留し、燃焼室内の圧力低下が起きにくい分掃
気流は弱められる。

【００１７】そのため燃焼室内に噴射され微細粒化した
燃料が燃焼室内に拡散しにくく、既燃焼ガスが滞留して
いても点火プラグ近傍に濃混合気を形成しやすく、また
燃焼室内温度が高いので着火性が向上し、一旦着火すれ
ば燃料が拡散しないがために適正混合気となっており、
且つ温度の高い周囲の部分が着火による輻射熱でさらに
昇温し燃焼する。この燃焼が点火プラグを起点にして次
々と起こり、燃焼が完結する。その結果、失火を防止し
不整燃焼を防止でき、エンジン振動や、失火に起因する
未燃焼燃料の排出による燃費低下，排気ガス性状の悪化
を回避できる効果があり、かつ高負荷運転域では、排気
制御弁による通路抵抗を小さくでき、十分な吸入空気量
及び燃料噴射量が得られ、高いエンジン出力を確保でき
る効果がある。

【００１８】また、エンジン負荷が小さい運転域での排
気開始時期をエンジン負荷が大きい運転域での排気開始
時期より遅角するようにしたので、遅角の分ピストン移
動により燃焼室内圧が低下し、既燃焼ガスの排出性が低
下する。これにより、低負荷運転域において上述の排気
制御弁により排気通路面積を絞るようにしたことによる
効果がより一層確実となる。また低負荷運転域での燃料
の吹き抜けが抑制され、ＨＣの減少により排気ガスの性
状が良好となるとともに、燃費が向上する。また排気開
始時期の遅角により実圧縮比が大きくなり、この点から
も排気ガス性状，燃費が向上する。

【００１９】請求項２の発明によれば、排気開始時期可
変弁を、排気ポートの上縁位置を実質的に気筒軸方向に
可変とする上縁可変タイプのものとしたので、低負荷運
転域において排気開始時期を遅角させると、これと同時
に排気通路断面積も小さくなり、上記請求項１における
作用効果を簡単な構造でもって確保できる。

【００２０】請求項３の発明によれば、少なくとも２つ
上流排気通路を設け、少なくとも最もシリンダヘッドに
近い排気ポートに連なる上流排気通路に開閉弁を設けて
これを排気開始時期可変弁としたので、低負荷運転域で
は、上記開閉弁を閉じることにより排気開始時期が遅角
され、これと同時に排気通路断面積が小さくなり、上記
請求項１における作用効果を簡単な構造でもって確保で
きる。

【００２１】請求項４の発明によれば、上記排気制御弁
に該排気制御弁の全閉時に排気ガスを流動させる小孔を
設けたので、例えばアイドリング運転時等のような低速
回転低負荷運転域では、排気制御弁を全閉にしながら必
要な排気ガスの流動を確保できる。この場合、排気開始
時期可変弁によっても排気通路面積が絞られているの
で、上記小孔を比較的大径に設定することが可能であ
り、そのため上記小孔のカーボン等による目詰まりが回
避される。

【００２２】請求項５の発明によれば、排気制御弁，排
気開始時期可変弁を、エンジン低速回転域では、全エン
ジン負荷運転域に渡って、排気開始時期可変弁の開率が
排気制御弁の開率より小さくなるようにしたので、また
請求項６の発明によれば、排気制御弁，排気開始時期可
変弁を、エンジン中速回転域では、エンジン低負荷運転
域にて、排気制御弁の開率と排気開始時期可変弁の開率
が略同じでかつエンジン低速回転域での開率より大きく
なるようにしたので、低速，中速運転域における排気通
路面積及び排気開始時期を適正に制御することができ、
上述の排気ガスの排出性を抑えて燃焼室内温度を高くす
ることによる燃焼性の向上、燃料の吹き抜けを抑えるこ
とによる排気ガス性状，燃費の向上を実現できる。

【００２３】

【実施の形態】以下本発明の実施の形態を添付図面に基
づいて説明する。図１〜図２３は本発明の一実施形態
（第１実施形態）による筒内噴射式２サイクルエンジン
を説明するための図であり、図１は制御装置を含む全体
構成図、図２は平面構成図、図３，図４は燃焼室回りの
断面側面図，断面平面図，図５は燃料噴射弁の断面側面
図、図６，図７は噴射ノズル部分の断面側面図，正面
図、図８は燃料，吸気，排気の流れを示す図、図９は運
転制御装置のブロック構成図、図１０〜図２３は動作説
明図である。

【００２４】図において、１は水冷式並列３気筒筒内噴
射式２サイクルエンジンであり、該エンジン１は、自動
二輪車の車体フレーム２にクランク軸８を車幅方向に水
平に向けて搭載されている。該エンジン１は変速装置を
内蔵するクランクケース３の前部に各気筒毎に独立のシ
リンダボディ４及びシリンダヘッド５を気筒軸が縦向き
となるように積層締結し、各シリンダボディ４のシリン
ダボア４ａ内にピストン６を摺動自在に挿入し、該ピス
トン６をコンロッド７によりクランク軸８のクランクア
ーム８ａに連結した概略構造のものである。また上記シ
リンダヘッド５の合面には燃焼凹部５ａが凹設されてお
り、該凹部５ａに点火プラグ３４の電極３４ａが位置し
ている。

【００２５】また上記エンジン１は、外気を上記燃焼凹
部５ａ，シリンダボア４ａ，ピストン６の頂部で囲まれ
た空間（燃焼室ａ）内に導入する吸気系Ａと、該燃焼室
ａ内に燃料を直接噴射供給する燃料供給系Ｂと、該燃焼
室ａ内で発生した既燃焼ガスを外部に排出する排気系Ｃ
とを備えている。

【００２６】上記吸気系Ａは、上記クランクアーム８ａ
が収容配置された各気筒独立のクランク室３ａの背面に
連通するように形成された吸気口３ｂに逆流防止用リー
ドバルブ組立体９を挿着するとともに、該リードバルブ
組立体９に吸気管１０を介してスロットルボディ１１，
３気筒共通のエアクリーナ１２を接続し、また上記各ク
ランク室３ａ内を複数の掃気通路１３を介して上記シリ
ンダボア４ａ内に連通させた構成になっている。なお、
１３ａはシリンダボア４ａに開口する掃気ポートであ
る。

【００２７】上記スロットルボディ１１は吸気通路面積
を開閉制御するスロットル弁２９を有し、該スロットル
弁２９は弁軸３０の端部に配設されたスロットルアクチ
ュエータ３１により開閉駆動される。該アクチュエータ
３１は操向ハンドル３３の右端に装着されたアクセル操
作部であるアクセルグリップ１９の回動角度に基づいて
制御される。本実施形態ではアクセルグリップ１９の回
動角度がエンジン負荷θを表すものとする。

【００２８】上記燃料供給系Ｂは、上記シリンダボディ
４の後壁４ｂに装着された各気筒毎に独立の燃料噴射弁
１４に、燃料タンク２１内の燃料を燃料コック２２，燃
料フィルタ２３，燃料供給ポンプ２４，燃料配送管２
５，及び燃料分配管２６を介して供給するように構成さ
れている。なお、２７は燃料分配管２６内の燃料圧力を
所定圧に調節するための調圧器，２８は戻り管である。

【００２９】上記燃料噴射弁１４は、図５に示すよう
に、略円筒状のハウジング１５内に略棒状の弁体１６を
進退自在に挿入配置し、該弁体１６を電磁コイル１７で
進退駆動することにより、噴射口１５ｅを開閉するよう
に構成されている。

【００３０】上記ハウジング１５は、両端が開口した筒
状のハウジング本体１５ａ内に、燃料導入孔１５ｄを有
する導入パイプ１５ｂ，上記噴射口１５ｅが形成された
ノズル体１５ｃを挿入固定した構造を有している。

【００３１】上記弁体１６は、上記噴射口１５ｅを開閉
するバルブ部材１６ａと、磁気回路の一部を構成するア
ーマチャ１６ｂとで構成されている。なお、該磁気回路
は該アーマチャ１６ｂと、上記ハウジング本体１５ａ，
及び上記導入パイプ１５ｂにより形成される。そして上
記アーマチャ１６ｂと上記導入パイプ１５ｂとの間には
該弁体１６を噴射口１５ｅを閉じる方向に付勢するリタ
ーンばね１８が介設されている。

【００３２】また上記バルブ部材１６ａの途中にはフラ
ンジ部１６ｃが一体形成されており、該フランジ部１６
ｃが上記ノズル体１５ｃとハウジング本体１５ａとの間
に挟持されたストッパ１５ｉに当接することにより上記
噴射口１５ｅの開度を規制している。そしてバルブ部材
１６ａが噴射口１５ｅの弁座に密着した状態で、上記ア
ーマチャ１６ｂの上端面と上記導入パイプ１５ｂの下端
面との間に磁気ギャップＧが設けられている。該磁気ギ
ャップＧは上記磁気回路を分断することとなるので、製
造時には該磁気ギャップＧが所定の設計値に精度良く一
致するように調整される。

【００３３】そして上記ノズル体１５ｃの先端には、上
記噴射口１５ｅから噴射された燃料の噴射方向，分配割
合を規制するガイドノズル１５ｆが固着されている。こ
のガイドノズル１５ｆには、噴射流を点火プラグ方向に
指向させる上向き孔１５ｇと、ピストン頂部を指向させ
る下向き孔１５ｈとが形成されている。この下向き孔１
５ｈの直径Ｄ２は上向き孔１５ｇの直径Ｄ１よりも大き
く設定されており、これにより点火プラグを指向する噴
射流ｘよりもピストン頂部を指向する噴射流ｙの燃料量
が多くなっており、また噴射流ｘよりも噴射流ｙの方が
広角度に拡散するようになっている。なお、各燃焼サイ
クル当たりの燃焼噴射量は弁体１６が噴射口１５ｅを開
としている時間に比例する。アクセルグリップ１９の回
動角度が大きく設定される程、すなわちエンジン負荷が
大なる程、スロットル弁２９の開度が大きく設定される
とともに、この開時間が長く設定され、燃焼噴射量が増
加される。

【００３４】上記排気系Ｃは、上記燃焼室ａ内で発生し
た既燃焼ガスを、シリンダボア４ａの前部に開口する排
気ポート３５ａ，排気通路３５，該通路３５の外部開口
３５ｂに接続された排気管３６，排気マフラ３６ａ，排
出口３６ｄを介して外気に排出するようになっている。

【００３５】そして上記各排気通路３５内には、各排気
ポート３５ａの実質的上縁位置を変化させることにより
排気開始時期（排気タイミング）を可変制御する排気開
始時期可変弁３７の弁体３８が配設されており、また上
記各排気管３６内には通路断面積を可変制御する排気制
御弁３９の弁体４０が配設されている。

【００３６】上記排気開始時期可変弁３７は、各排気通
路３５内に配置された３つの弁体３８を駆動軸４１で連
結したものであり、該駆動軸４１はサーボモータ等のア
クチュエータ４２で駆動される。上記各弁体３８は、鼓
状の棒体の一部を排気通路内面形状に合わせて切り欠い
た弁部３８ａを有し、該弁部３８ａが排気通路３５の天
壁面と面一をなす最進角位置（図３の実線参照）と、弁
部３８ａが排気通路３５内に突出する最遅角位置（図３
の二点鎖線参照）との間で回動可能となっている。

【００３７】上記弁体３８が最進角位置に位置している
ときは、弁部３８ａのシリンダボア側の縁部３８ｂが上
記排気ポート３５ａの上縁と一致し、ピストン頂部が該
上縁を通過する時点で排気が開始される。一方、上記弁
体３８が最遅角位置に位置しているときは、弁部３８ａ
の縁部３８ｂが上記排気ポート３５ａの上縁より下方に
位置し、ピストン頂部が該縁部３８ｂを通過する時点で
排気が開始される。また排気ポート面積（排気通路面
積）は弁体３８が最進角位置に位置としているとき最大
となり、最遅角位置に位置しているとき最小となる。従
って、この排気開始時期可変弁３７は排気通路面積の可
変弁としても機能する。

【００３８】上記排気制御弁３９は、各排気管３６内に
配置された弁体４０を駆動軸４３で連結したものであ
り、該駆動軸４３はサーボモータ等のアクチュエータ４
４で駆動される。上記弁体４０は、弁軸４０ａに弁板４
０ｂをボルト締め固定したものであり、排気管３６の通
路面積を全開と全閉との間で任意に変化させる。また、
弁板４０ｂには、該排気制御弁３９の全閉時に排気ガス
を流動させるリーク穴（小孔）２００が形成されてい
る。

【００３９】ここで、本実施形態では、上記排気制御弁
３９が全閉状態にあるときには排気時期可変弁３９によ
って排気ポート３５ａの断面積が絞られており、そのた
め所定排気ガス流量を確保できるように上記リーク穴２
００は排気開始時期可変弁３７を備えていない場合より
も大径に形成されている。このようにリーク穴２００が
大径に形成されていることから、該リーク穴２００にカ
ーボンが付着しにくくなっている。

【００４０】なお、上記排気ポート３５ａと掃気ポート
１３ａの気筒軸方向位置については、ピストン６の下降
に伴ってまず排気ポート３５ａが開き始め、これに若干
遅れて掃気ポート１３ａが開き始めるように設定されて
いる。従って、爆発行程に続いて排気行程が開始すると
これに若干遅れて掃気行程が開始することとなる。この
関係は、上記排気開始時期可変弁３７の弁体３８が最遅
角位置に位置している場合にも保持されている。

【００４１】また上記エンジン１はエンジン運転状態を
表す各種のパラメータを検出するセンサとして、クラン
ク角センサを兼ねエンジン回転速度を検出する回転数セ
ンサ（パルスジェネレータ）５１，アクセル開度を検出
するアクセル開度センサ５２，Ｏ₂ 濃度を検出するＯ₂
センサ５３，その他吸気管圧力センサ５４，吸気管温度
センサ５５，クランク室圧力センサ５６，筒内圧力セン
サ５７，エンジン温度センサ５８，排気管圧力センサ５
９，排気管温度センサ６０等各種のセンサを備えてい
る。

【００４２】ここで上記Ｏ₂ 濃度センサ５３は、図３に
示すように、シリンダボア４ａの上記排気ポート３５ａ
よりシリンダヘッド５側寄りに形成された採取孔４ｂか
ら燃焼ガスを採取するようになっている。ピストン６が
上死点近傍まで上昇したところで点火が行われ、ピスト
ン６が下降して採取孔４ｂが開くと新気を含まない既燃
焼ガスが該採取孔４ｂを通ってＯ₂ 濃度センサ５３に供
給される。

【００４３】７０はエンジン運転状態の制御を行うＥＣ
Ｕであり、該ＥＣＵ７０は、上記各種のセンサからの検
出信号に基づいて、スロットル弁２９の開度（吸入空気
量）、燃料噴射弁１４の開タイミング（燃料噴射時
期），及び開時間（燃料噴射量）、点火回路４５による
点火時期、排気開始時期可変弁３７の開度（排気開始時
期）、及び排気制御弁３９の開度（排気通路抵抗）を制
御する。

【００４４】次に本実施形態エンジン１における運転制
御を詳細に説明する。図１０は各ポートの開閉タイミン
グ，燃料噴射タイミング等をクランク角度でもって説明
するための特性図であり、図中、ＴＤＣ，ＢＤＣはそれ
ぞれ上死点，下死点であり、Ｓは掃気ポート１３ａの開
期間を、Ｅは排気ポート３５ａの開期間を、Ｑは噴射孔
が燃焼室ａ内へ露出する燃料噴射可能期間を、またＣは
点火タイミングを示す。燃料噴射期間はエンジン負荷及
び排気制御弁３９の開度に対応して変化する。すなわ
ち、エンジン負荷が大きくなる程、燃料噴射期間は長く
なる。エンジン負荷が中負荷あるいは中負荷より小負荷
の所定負荷の時、燃料噴射開始タイミングが最も遅い。
この時排気制御弁３９の開度は全開である。Ｑ２はエン
ジン負荷が上記所定負荷の時の燃料噴射期間を示す。そ
して、エンジン負荷が上記所定負荷より小さくなる程、
排気制御弁３９の開度が絞られるとともに、燃料噴射開
始タイミングが進められ燃料噴射期間は短くなる。Ｑ３
はエンジン負荷が最小の時の燃料噴射期間を示す。一
方、エンジン負荷が上記所定負荷より大きくなる程、燃
料噴射期間は長くなり、且つ燃料噴射開始タイミングが
進められる。このエンジン負荷領域では排気制御弁３９
の開度は全開に保持される。Ｑ１はエンジン負荷が最大
の時の燃料噴射期間を示す。

【００４５】本実施形態では、排気開始時期可変弁３７
の回動角度により排気開始時期（排気ポート開き始めの
タイミング）及び排気ポート開期間が変化する。該可変
弁３７を例えば図３の実線位置に回動させると、排気開
始時期は最も早くなりかつ圧縮開始時期は最も遅くなり
排気ポート開期間は最長になる（図１０のＥ参照）。一
方、排気開始時期可変弁３７を図３の二点鎖線位置に回
動させると、排気開始時期は最も遅くなりかつ圧縮開始
時期は最も早くなり排気ポート開期間は最短になる（図
１０のＥ′参照）。

【００４６】上記ＥＣＵ７０は、圧縮開始時期可変弁を
兼ねる排気開始時期可変弁３７を、エンジン回転数Ｎ及
びエンジン負荷（アクセル開度）θに基づいて設定され
た低速回転低負荷運転域において上記二点鎖線で示す最
遅角位置に位置させ、高速回転高負荷運転域において実
線で示す最進角位置に位置させ、その間の運転域におい
て適宜変化させる。これによりエンジンの運転状態に応
じた排気タイミングが得られ、低速低負荷運転域での吹
き抜けを防止しつつ高速回転高負荷運転域での十分な吸
気量を確保する。

【００４７】図１２は排気制御弁３９の開度のマップ値
設定イメージを説明するための特性図である。即ち、排
気制御弁３９の開度は、エンジンの低速回転域では、最
小エンジン負荷にて略全閉（リーク穴２００の分だけ排
気ガスが流動する）とされ、負荷の増加に伴って増加
し、略最大負荷にて全開とされる。中速回転域では、最
小負荷にて略１／２開度とされ、略中負荷にて全開とさ
れる。また高速回転域では略全負荷域にて略全開とされ
る。即ち、低速回転，低負荷運転域ほど排気制御弁３９
は閉じられる。

【００４８】図１３〜図１７は、上記排気制御弁３９の
開率のマップ値設定イメージ（破線で示す）と、排気開
始時期可変弁３７の開率のマップ値設定イメージ（実線
で示す）とを比較して示した図である。即ち、排気開始
時期可変弁３７の開率（排気開始時期）は、エンジンの
低速回転域では、図１５に示すように、エンジン負荷が
１０〜２０％程度までは開率０％（最遅角状態，ＴＤＣ
後約１１０°程度）に保持され、負荷が２０〜３０％程
度に増加すると開率２０〜３０％（ＴＤＣ後約１０６°
程度）程度とされ、その後は負荷が増加しても開率（排
気開始時期）は変化しない。

【００４９】そして上記排気開始時期可変弁３７の開率
（排気開始時期）は、エンジンの中速回転域では、図１
４に示すように、最小負荷時において２０〜３０％程度
とされ、中負荷にて８０％程度とされ、それ以後は変化
しない。また上記排気開始時期可変弁３７の開率は、エ
ンジンの高速回転域では、図１５に示すように、最小負
荷時において８０％程度とされ、中負荷以降で１００％
とされる。

【００５０】即ち、エンジンの低速回転域では、上記排
気制御弁３９の開率はエンジン負荷の増加に応じて増加
し高負荷域では１００％とされるのに対し、上記排気開
始時期可変弁３７の開率は概ね略全ての負荷運転域に渡
って０％又は２０％程度、つまり概ね最遅角状態に保持
される。このように低速回転域では排気制御弁３９と排
気開始時期可変弁３７の開率は大きく異なる。一方、中
速回転域，高速回転域では、排気制御弁３９，排気開始
時期可変弁３７の開率は概ね同様に制御される。

【００５１】図１６は上記排気開始時期可変弁の開率
（排気タイミング）のエンジン回転数とエンジン負荷に
対する変化を示す図であり、排気タイミングは低負荷，
低速回転ほど遅角され、高負荷，高速回転ほど進角され
る。

【００５２】図１７は上記排気制御弁３９の開率（排気
通路面積）のエンジン回転数とエンジン負荷に対する変
化を示す図であり、排気制御弁の開率は、低負荷，低速
回転ほど小となり、高負荷，高速回転ほど大となる。な
お、図１７において、全閉時の開率が５％であるのは、
上記リーク穴２００によるものである。

【００５３】図１８，図１９は排気制御弁３９の開度と
燃料噴射開始時期，噴射量との関係を示す特性図であ
る。例えば低速低負荷状態，及び高速高負荷の何れにお
いても、燃料噴射開始時期は、排気制御弁３９の開度が
小さいほど進角するよう制御され、また燃料噴射量は排
気制御弁３９の開度が小さいほど減量するよう制御され
る。燃料噴射開始時期は、例えば低速低負荷時には、排
気制御弁３９の全開時は上死点前９０°付近に設定され
ており、排気制御弁３９が絞られるほど進角され、その
全閉時は上死点前１８０°付近まで進角される。即ち、
排気制御弁３９の開度が小さいほど燃料噴射開始時期を
早めるとともに、燃料噴射量を絞る。

【００５４】図２０〜２２は排気制御弁３９，及びスロ
ットル弁２９の制御方法を説明するための図である。排
気制御弁３９の開度を制御することによる効果は低速低
負荷運転域で大きいことから、本実施形態では、基本的
には、エンジン負荷（アクセル開度）が中以下もしくは
エンジン回転数が中以下の領域を排気制御弁３９の制御
領域としている。

【００５５】図２０は、排気制御弁３９とスロットル弁
２９の制御領域をエンジン負荷のみに基づいて区別した
例であり、エンジン負荷が所定値以下の低負荷運転域で
は、スロットル弁２９を最小開度に固定し、排気制御弁
３９の開度を最小開度から最大開度の間で制御する。上
記エンジン負荷が所定値を越えた高負荷運転域では、排
気制御弁３９を最大開度に固定し、スロットル弁２９の
開度を上記最小開度から最大開度の間で制御する。

【００５６】図２１は、排気制御弁３９，及びスロット
ル弁２９の制御を低エンジン負荷運転域で併用した例で
あり、排気制御弁３９の開度は、低負荷運転域において
最小開度から最大開度の間で開閉制御し、スロットル弁
２９の開度は全運転域で最小開度から最大開度の間で開
閉制御し、結果的に低負荷運転域では排気制御弁３９及
びスロットル弁２９の開閉制御を併用する。

【００５７】また、図２２は、排気制御弁３９とスロッ
トル弁２９の制御領域をエンジン負荷及びエンジン回転
数の両方に基づいて区別した例であり、エンジンの低速
回転域では、スロットル弁２９開度はエンジン負荷に関
わらず最小開度近傍の一定開度に固定し、排気制御弁３
９はエンジン負荷の増加に伴って大きくする。一方、高
速回転域では、スロットル弁２９の開度はエンジン負荷
に伴って大きくするとともに、排気制御弁３９の開度は
低負荷運転域において最小開度から最大開度の間で開閉
制御する。この場合、スロットル弁２９開度は、上記一
定開度から最大開度の間で直線的に増加させてもよく
（図２２の参照）、あるいは低負荷運転域では一定開
度に固定し、高負荷域では一定開度から最大開度の間で
増加させてもよい（図２２の参照）。

【００５８】図２３は排気制御弁３９，スロットル弁の
開度及びエンジン回転数と点火時期との関係を示す特性
図である。即ち、常用回転領域において、エンジン負荷
により予め設定される第１所定回転数Ａ１において、点
火時期進角度を最大とし、この第１所定回転数Ａ１より
大となるエンジン回転数領域においては、エンジン回転
数が増加する程点火時期進角度を減少する。そして第２
所定回転数Ａ０を越える過回転領域においては点火時期
進角はＢＴＤＣ５°に設定する。一方、第１所定回転数
Ａ１より小となるエンジン回転数領域においては、エン
ジン回転数が減少する程点火時期進角度を減少する。エ
ンジン負荷が減少する程、第１所定回転数Ａ１における
最大点火時期進角度を増加させ、例えば、アクセル開度
１／１２において点火時期進角はＢＴＤＣ３５°に設定
し、アクセル開度１／１（エンジン負荷最大）において
点火時期進角はＢＴＤＣ１７〜１８°に設定する。な
お、エンジン負荷が増加する程、第１所定回転数Ａ１を
増加させている。

【００５９】ここで上記排気制御弁３９の開度は、同じ
エンジン回転数において見ると、スロットル弁開度（負
荷）が小さいほど小さく制御され、該排気制御弁開度が
小さいほど点火時期進角量は大きくなる。

【００６０】なお、エンジン回転数が大きくなる程、掃
気流が強くなる。エンジン負荷が小さい時、これによる
着火性の低下は起こるが、排気制御弁開度を小さくする
ことにより排気温度の高い既燃焼ガスを十分燃焼室内に
滞留させていることができ、噴射燃料の気化性が向上
し、混合気の着火温度までの温度差を小さくすることに
より、着火性を確保できる。そして、燃焼室内の混合気
温度が高い状態において掃気流が残留する方が火炎の伝
播性を高めることとなり、着火から燃焼完了までの時間
を短くできる。また、エンジン負荷が大きい時はもとも
と着火性や燃焼伝播は良好であり、エンジン回転数が大
きくなる程掃気流が強くなり、さらに燃焼伝播が向上
し、着火から燃焼完了までの時間を短くできる。

【００６１】すなわち、エンジン回転数が大きくなる
程、点火時期進角量をへらすので、排気行程前に燃焼を
完了させつつ、上死点以前の燃焼を減らすことができ、
エンジンの熱効率を向上できる。且つエンジン回転数が
所定値以下において点火時期進角量を増加すると、上死
点以前の燃焼が増加し過ぎることになり、却ってエンジ
ンの熱効率を減少してしまうが、点火時期進角量を減少
させることにより上死点以前の燃焼を減少し、且つエン
ジン回転数が小さくなる程、排気行程までに時間的余裕
ができるので、排気行程までに燃焼を完了させ、エンジ
ンの熱効率の減少を緩和することができる。

【００６２】ここで、排気制御弁３９及びスロットル弁
２９の制御領域の関係については図２０の場合と同様で
あり、エンジン負荷が所定値以下の低負荷運転域では、
スロットル弁２９を最小開度に固定し、排気制御弁３９
の開度を最小開度から最大開度の間で制御する。上記エ
ンジン負荷が所定値を越えた高負荷運転域では、排気制
御弁３９を最大開度に固定し、スロットル弁２９の開度
を上記最小開度から最大開度の間で制御する。

【００６３】このように本実施形態エンジン１では、低
速回転低負荷運転域ほど排気制御弁３９を絞るようにし
たので、該運転域では排気通路抵抗が大きくなり、排気
行程における既燃焼ガスの排出性が低下する。そのため
温度の高い既燃焼ガスが燃焼室ａ内に滞留し、燃焼室ａ
内が高温に保たれ、燃焼室ａ内に噴射され微細粒化した
燃料の気化が促進される。

【００６４】また排気行程において既燃焼ガスの排出性
が低下するので、温度の高い既燃焼ガスが燃焼室ａ内に
滞留するとともに、吸気通路へのスロットル弁２９の配
置の有無に拘らず、掃気行程中あるいは掃気行程終了後
排気ポート３５ａが閉じるまでの期間、燃焼室ａ内の圧
力低下が起きにくいので、上述の温度低下した既燃焼ガ
スの逆流が発生しにくい。また、排気通路の流動性が規
制されるので、さらに逆流の発生がしにくくなる。ま
た、既燃焼ガスが燃焼室ａ内に滞留し、燃焼室ａ内の圧
力低下が起きにくい分掃気流は弱められる。

【００６５】そのため燃焼室内に供給された燃料が燃焼
室ａ内に拡散しにくく、既燃焼ガスが滞留していても点
火プラグ３４の電極３４ａ近傍に濃混合気を形成しやす
く、また燃焼室ａ内温度が高いので着火性が向上し、一
旦着火すれば燃料が拡散しないがために適正混合気とな
っており、且つ温度の高い周囲の部分が着火により輻射
熱でさらに昇温し燃焼する。この燃焼が電極３４ａを起
点にして次々と起こり、燃焼が完結する。

【００６６】その結果、失火を防止し不整燃焼を防止で
き、何れのサイクルにおいても既燃焼ガスを抽出でき、
空燃比の検出を迅速に行うことができ、全運転域におい
てフィードバック制御を安定して動作させることができ
る。燃料噴射弁１４は排気ポート３５ａと対向してお
り、所定の噴射圧により噴射される燃料に比べ、エンジ
ン負荷が小さくエンジン速度の遅い領域においてはピス
トン速度が遅く、排気ポート３５ａが長い時間開口して
いることとなり、空気からなる掃気流に乗って噴射され
た燃料がそのまま吹き抜け易いが、エンジン負荷が小さ
い時排気制御弁３９の開度が小さくされ、排気ポート３
５ａから流出する掃気流が弱められるので、燃料の吹き
抜けを減少できる効果がある。また、この時の噴射開始
のタイミングは排気ポート３５ａが閉じてからとしてい
るので、なおさらに掃気流に乗って燃料が吹き抜けるこ
とはない。

【００６７】また本実施形態の、排気開始時期可変弁３
７は、排気通路面積可変機能をもあわせ持っている。即
ち、低速回転低負荷運転域では、排気ポート３５ａの面
積が絞られ、排気通路抵抗が大きくなるとともに排気開
始時期が遅くなり、既燃焼ガスの排出性がより一層低下
される。

【００６８】そのため、燃焼室内の高温化による燃料の
気化促進、燃焼室内ガス流動及び燃焼内への逆流防止に
よる燃料の拡散防止がより一層確実となり、不整燃焼を
確実に防止できる。

【００６９】ここで本実施形態では、低速回転低負荷運
転域では、排気制御弁３９及び排気開始時期可変弁３７
の両方を閉じているので、排気制御弁３９の全閉時に排
気ガスを流動をさせるリーク穴２００が比較的大径とな
り、該リーク穴２００へのカーボン付着を抑制でき、該
リーク穴２００の目詰まりによる不具合の発生を防止で
きる。

【００７０】また本実施形態では、排気制御弁３９の開
度を低負荷運転域で小さくすることにより排気通路抵抗
を大きくし、新気の吹き抜けを抑制できるようにしたの
で、該排気制御弁３９の開度が小さいほど燃料噴射開始
時期を進角させることができる。そのため燃料噴射から
点火までの時間を延長でき、燃料の霧化がさらに促進さ
れることから燃焼を改善でき、より一層不整燃焼の発生
を抑制できる。

【００７１】また本実施形態では、（１）低負荷運転域
ではスロットル弁２９の開度は最小開度に固定するか僅
かに変化させ、排気制御弁３９の開度はエンジン負荷に
応じて最小開度から最大開度の間で開閉制御する、ある
いは（２）低速回転域ではスロットル弁２９の開度は最
小開度付近の一定開度に固定し、排気制御弁３９の開度
はエンジン負荷に応じて最小開度から最大開度の間で開
閉制御する、等の方法を採用したので、排気制御弁３９
を既燃焼ガスの排出抑制による燃焼状態改善効果の大き
い低速低負荷運転域で動作させることができ、ひいては
不整燃焼を防止でき、燃費低下，排気ガス性状の悪化を
回避できる。

【００７２】さらにまた本実施形態では、低負荷運転域
では排気制御弁３９の開度を小さくするほど点火時期を
進角でき、排気ガス性状，及び燃費の改善を図ることが
できる。即ち、従来の排気制御弁を備えていないエンジ
ンの場合、低負荷・アイドル運転時にドライバビリティ
からの要求により点火時期を上死点後付近まで遅角する
必要があり、そのため燃料消費量が増加し、排気ガス性
状が悪化する問題があった。

【００７３】本実施形態では、排気制御弁３９を設け、
該制御弁３９の開度を低負荷運転域では小さく設定する
ようにしたので、排気ポート３５ａ付近のガス流動を抑
制でき、通常低負荷運転域では気筒内に既燃焼ガスが多
量残留するものの、ガス流動が少なくなる分だけ噴射さ
れた燃料及び新気が既燃焼ガスと比較的混合され難くな
り、その結果、成層的燃焼となり、多量の既燃焼ガス中
であっても安定した燃焼を得ることが可能となる。また
吹き抜け低減と、既燃焼ガスの残留による燃焼室内温度
の上昇とによって噴射された燃料の霧化が促進され、排
出ガス性状，及び燃焼の安定性を向上できる。この燃焼
の安定化により、低負荷運転域では、点火時期を進角さ
せることが可能となり、排気ガス性状，及び燃費の改善
を図ることができる。

【００７４】また本実施形態の燃料噴射弁１４では、噴
射された燃料の一部は噴射流ｘとして上向き孔１５ｇを
通って点火プラグ３４の電極に向かって流れ、残りは噴
射流ｙとなって下向き孔１５ｈを通ってピストン６の頂
部に向かって、かつ大きく拡がりながら流れる。そのた
め燃料の多くは高温のピストン頂部に当たって確実に気
化して燃焼室内に均一に分布し、かつ上向き噴射流ｘに
より電極３４ａ付近には着火しやすい濃混合気雲が形成
され、着火性をより一層向上できる。

【００７５】さらにまた本実施形態では、燃料噴射弁１
４をシリンダ側壁に配設したので、該噴射弁１４の先端
部は燃焼ガス温度が最高の期間においてはピストン６に
より覆われており、それだけ燃料噴射弁１４の耐久性を
向上できる。

【００７６】上記実施形態では、排気ポートが１つの場
合を説明したが、本発明にかかる排気ポートは１つに限
らない。

【００７７】図２４は、請求項３の発明の一実施形態を
示し、図中、図３と同一符号は同一又は相当部分を示
す。この実施形態では、２つの排気ポート３５ｃ，３５
ｄを気筒軸方向に並べて設け，各排気ポート３５ｃ，３
５ｄに上流側排気通路３５′，３５を連通させ、シリン
ダヘッド側に位置する排気通路３５′に排気開始時期可
変弁（開閉弁）３７′を配設し、両通路３５′，３５の
合流部より下流側に排気制御弁３９を設けている。

【００７８】本実施形態では、低速回転低負荷運転域で
は、排気開始時期可変３７′が排気通路３５′を全閉
し、また排気制御弁３９の開度は上述の図１２，１３の
特性図に基づいて制御される。なお、排気開始時期可変
弁３７′は、低速回転低負荷運転域でのみ排気通路３
５′を閉じ、他の運転域では該排気通路を開く。

【００７９】これにより上述の実施形態と同様に、低速
回転低負荷運転域では、排気通路抵抗が大きくなるとと
もに排気開始時期が遅くなり、排気ガスの排出抵抗が大
きくなり、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

【００８０】なお、上記実施形態では、自動二輪車用エ
ンジンの場合を説明したが、本発明の適用範囲はこれに
限られるものではない。例えば、図２５〜図２８は船外
機用エンジンの例（第２実施形態）を示し、図２９〜図
３１はウォータビークル用エンジンの例（第３実施形
態）を示す。各図中、図１〜図５と同一符号は同一又は
相当部分を示す。

【００８１】図２５，図２６において、船外機１００
は、図２５の下側部分に示すように、主として推進機１
０１が配設されたロアケース１０２の上部にアッパケー
ス１０３を接続し、これの上部にエンジン１が収容され
たトップカウル１０４を接続して構成されており、該船
外機１００は船体１１０の船尾１１０ａにブラケット１
１１を介して左右，上下方向に揺動可能に枢支されてい
る。

【００８２】上記エンジン１は、クランク軸８を航行時
に略垂直をなすように縦置きに配置し、３対の気筒をそ
れぞれＶバンクをなすよう船体後方に向けて配設したＶ
型６気筒筒内噴射式２サイクルエンジンである。

【００８３】上記エンジン１の吸気系Ａは、クランクケ
ース３の各気筒毎に設けられたクランク室３ａの前面に
連通形成された吸気口３ｂにリードバルブ９を挿着する
とともに、該吸気口３ｂに吸気管１０，スロットルボデ
ィ１１，各気筒共通の吸気サイレンサ１２を接続して構
成されている。この吸気サイレンサ１２の上端には後方
に向かって開口する外気取入口１２ａが形成されてお
り、上記トップカウル１０４のカウリング開口１０４ａ
から外気が吸入される。

【００８４】燃料系Ｂは、船体１１０側に配置された燃
料タンク１１５内の燃料を船外機１００側に配置された
ベーパセパレータ１１７に供給する第１燃料ポンプ１１
６と、該ベーパセパレータ１１７内の燃料を加圧し、燃
料配送管１２３を介して各シリンダボディ４の外側壁の
各気筒毎に装着された燃料噴射弁１４に供給する第２燃
料ポンプ１１８とを備えている。

【００８５】上記燃料タンク１１５と第１燃料ポンプ１
１６とは始動時に手動で燃料を送るプライマリポンプ１
１９，ホース側コネクタ１２０，カウリング側コネクタ
１２１を介して接続され、第１燃料ポンプ１１６とベー
パセパレータ１１７との間には燃料フィルタ１２２が介
設されている。このベーパセパレータ１１７はフロート
１１７ａが所定レベル以下になるとニードル弁１１７ｂ
が開いて燃料を補給するようになっている。上記燃料配
送管１２３には燃料噴射弁１４に供給される燃料圧力を
所定圧に調整するための調圧器１２４が配設され、噴射
されない燃料は戻り管１２５によりベーパセパレータ１
１７に戻される。

【００８６】上記エンジン１の排気系Ｃは、燃焼室ａ内
で発生した既燃料ガスを、シリンダボア４ａのＶバンク
内に開口する各排気ポート３５ａ，第１排気通路３５，
第２排気通路１２６，該第２排気通路１２６及び図示し
ない第３排気通路を介して上記推進機１０１から水中に
排出するようになっている。

【００８７】そして上記各第１排気通路３５内には排気
開始時期を可変制御する排気開始時期可変弁３７が配設
されており、これの下流側には通路断面積を可変制御す
る排気制御弁３９が配設されている。この排気開始時期
可変弁３７，排気制御弁３９は上述の実施形態と同様の
構造となっており、それぞれアクチュエータ４２，４４
で開閉駆動される。

【００８８】上記エンジン１の運転制御を行うＥＣＵ７
０は、エンジン回転数センサ５１，スロットル開度セン
サ５２，Ｏ₂ センサ５３，その他吸気管温度センサ５
５，クランク室圧力センサ５６，筒内圧力センサ５７，
エンジン温度センサ５８，大気圧センサ１２８，背圧セ
ンサ１２９，シリンダ温度センサ１３０，ノックセンサ
１３１等の各種センサからの検出値に基づいて、燃料噴
射弁１４の開タイミング及び開時間、点火時期、排気開
始時期可変弁３７，排気制御弁３９の開度を制御する。
なお、１３２はエンジン動力を推進機１０１に伝達する
動力伝達装置（不図示）のシフト動作，変速状態を検出
するシフトセンサ、１３３は船外機１００の上下回動位
置を検出するトリム角センサである。ここで、本エンジ
ン１の運転制御は上述の制御方法と同様であることか
ら、説明は省略する。

【００８９】本実施形態によれば、低速・低負荷運転域
ほど排気制御弁３９を絞るようにしたので、排気行程に
おける既燃料ガスの排出性が低下する。そのため高い既
燃料ガスにより燃焼室ａが高温に保たれ、燃料の気化が
促進されるるとともに、新気の吹き抜けが抑制され、圧
力低下による逆流の発生を抑制でき、上記実施形態と同
様の効果が得られる。

【００９０】また燃料噴射弁１４からの噴射流の一部を
点火プラグ３４を指向させ、残りをピストン頂部に指向
させたので、燃料が燃焼室ａ内に均一に分布し、かつ点
火プラグ３４近傍に濃混合気雲が形成され、着火性を向
上でき、この点においても上記実施形態と同様の効果が
得られる。

【００９１】図２７，図２８は、船外機の筒内噴射式２
サイクルエンジンを示す。これは各シリンダボア４ａに
２つの排気ポート３５ｃ，３５ｄを気筒軸方向に並べて
設け，各排気ポート３５ｃ，３５ｄに排気通路３５′，
３５を連通させ、シリンダヘッド側に位置する排気通路
３５′に排気開始時期可変弁３７′を配設し、上記各排
気通路３５の合流部より下流側に各気筒共通の排気制御
弁３９´を設けている。本実施形態においても、低速回
転低負荷運転域では、排気通路抵抗が大きくなるととも
に排気開始時期が遅くなり、上述の実施形態と同様の効
果が得られる。

【００９２】図２９〜図３１において、１５０はウォー
タビークルであり、これはバスタブ状のハル１５１と蓋
状のデッキ１５２とをガンネル１５３で水密に結合して
船体１５４を形成し、上記デッキ１５２の左右側縁に前
後方向に延びる足載せ部１５２ａを形成するとともに、
上面中央部に開閉可能なシート１５５を、該シート１５
５の前部に操舵ハンドル１５６を左右揺動可能に配置し
て構成されている。

【００９３】上記船体１５４内の船底１５４ａの前後方
向中央部にはエンジン１が搭載されており、該エンジン
１の前方には燃料タンク１５７が、後方にはジェット推
進機１５８がそれぞれ配設されている。このジェット推
進機１５８は、船底１５４ａに開口する吸込口１６０ａ
と後方の船尾１５４ｂに開口する噴射口１６０ｂとを有
する推進通路１６０内にインペラ１６１が固着されたイ
ンペラ軸１６２を略水平をなすように挿入配置して構成
されている。

【００９４】上記ジェット推進１５８は、インペラ１６
１の回転により吸込口１６０ａから水を吸い上げ、この
吸い込んだ水を加圧して噴射口１６０ｂから噴射するこ
とにより推進力を発生させるものである。また上記噴射
口１６０ｂにはノズルデフレクタ１６３が左右，上下揺
動可能に接続されており、該ノズルデフレクタ１６３は
操舵ハンドル１５６の操作により船体１５４の旋回角度
を変化させたり，トリム角を変化させたりするものであ
る。

【００９５】上記エンジン１は、水冷式並列２気筒筒内
噴射式２サイクルエンジンであり、これのクランク軸８
は前後方向に略水平に向けて配置されており、該クラン
ク軸８の後端部にはカップリング１６５を介して上記イ
ンペラ軸１６２の前端が連結されている。上記エンジン
１の船体幅方向一側には吸気系Ａ，及び燃料供給系Ｂ
が、他側には排気系Ｃがそれぞれ配置されている。

【００９６】上記吸気系Ａは、各気筒独立のクランク室
３ａの側面に二股状の吸気管１６７を接続し、該吸気管
１６７に各気筒共通のスロットルボディ１６８を接続す
るとともに吸気サイレンサ１６９を接続した構造であ
り、該サイレンサ１６９の吸込口１６９ａは船体後方に
向いて開口している。上記スロットルボディ１６８内に
は通路面積を開閉するスロットル弁１７０が配置されて
おり、該スロットル弁１７０は操舵ハンドル１５６のア
クセルグリップの開度に応じて図示しないアクチュエー
タで開閉制御される。

【００９７】上記燃料供給系Ｂは、シリンダボア４ａの
一側壁に装着された各気筒独立の燃料噴射弁１４に、燃
料タンク１５７内の燃料をストレーナ１７５，燃料ポン
プ１７６，燃料配送管１７７を介して供給される。な
お、１７８は燃料配送管１７７内の燃料圧力を所定圧力
に調整する調圧器，１７９は戻り管である。

【００９８】上記排気系Ｃは、燃焼室ａ内に発生した既
燃料ガスを、シリンダボディ４の他側壁に開口する排気
ポート３５ａの排気通路３５，前側排気管１８０，ウォ
ータロック１８１，後側排気管１８２を介して船尾１５
４ｂから水中に排出されるようになっている。上記前側
排気管１８０は各排気通路３５の合流部から上方に屈曲
し、ここから後方に延びて上記ウォータロック１８１に
連通接続されている。また前側排気管１８０の外壁には
２重壁構造の冷却ジャケット１８３が形成されており、
該冷却ジャケット１８３はフォータロック１８１内に連
通している。上記後側排気管１８２はウォータロック１
８１から上方に立ち上がって船幅方向に延びた後、船尾
１５４ｂに形成されたポンプ室に連通している。

【００９９】そして上記各排気通路３５内には排気開始
時期を可変制御する排気開始時期可変弁３７が配設され
ており、また上記前側排気管１８０の合流部には通路断
面積を可変制御する排気制御弁３９が配設されている。
この排気開始時期可変弁３７，排気制御弁３９は上述の
実施形態と同様の構造となっており、それぞれアクチュ
エータ４２，４４で開閉駆動される。

【０１００】上記エンジン１は、上述の実施形態と同様
に、ＥＣＵにより、エンジン運転状態を表す各種のパラ
メータを検出するセンサからの検出信号に基づいて、燃
料噴射弁１４の噴射時期，噴射時間、点火プラグ３４の
点火時期、排気開始時期可変弁３７，及び排気制御弁３
９の開度が制御される。本実施形態においても上記実施
形態と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による自動二輪車用筒内
噴射式２サイクルエンジンの制御装置を含む全体構成図
である。

【図２】上記エンジンの平面構成図である。

【図３】上記エンジンの断面側面図である。

【図４】上記エンジンの断面平面図である。

【図５】上記エンジンに採用された燃料噴射弁の断面側
面図である。

【図６】上記燃料噴射弁の先端部の拡大断面図である。

【図７】上記先端部の正面図である。

【図８】上記エンジンの吸気系，燃料供給系，排気系の
系統図である。

【図９】上記制御装置のブロック構成図である。

【図１０】上記エンジンにおける各ポートの開期間，燃
料噴射期間等の特性図である。

【図１１】上記エンジンの制御用三次元マップを示すイ
メージ図である。

【図１２】上記排気制御弁の開度のマップ値設定イメー
ジ図である。

【図１３】上記エンジンの排気開始時期可変弁開度のマ
ップ値設定イメージ図である。

【図１４】上記エンジンの排気開始時期可変弁開度のマ
ップ値設定イメージ図である。

【図１５】上記エンジンの排気開始時期可変弁開度のマ
ップ値設定イメージ図である。

【図１６】上記エンジンの排気開始時期可変弁開度のマ
ップ値設定イメージ図である。

【図１７】上記排気制御弁の開度のマップ値設定イメー
ジ図である。

【図１８】上記排気制御弁の開度と噴射開始時期等との
関係を示す特性図である。

【図１９】上記排気制御弁開度と噴射開始時期，噴射時
間との関係を示す特性図である。

【図２０】上記排気制御弁，スロットル弁開度の関係を
示す特性図である。

【図２１】上記排気制御弁，スロットル弁開度の関係を
示す特性図である。

【図２２】上記排気制御弁，スロットル弁開度の関係を
示す特性図である。

【図２３】上記排気制御弁開度と点火時期との関係を示
す特性図である。

【図２４】請求項４の発明の一実施形態によるエンジン
の模式図である。

【図２５】本発明の第２実施形態による船外機の筒内噴
射式２サイクルエンジンを説明するための構成図であ
る。

【図２６】上記エンジンの吸気系，燃料供給系，排気系
の系統図である。

【図２７】上記請求項４の発明の他の実施形態よるエン
ジンの平面模式図である。

【図２８】図２７に示すエンジンの断面背面模式図であ
る。

【図２９】本発明の第３実施形態によるウォータビーク
ルの筒内噴射式２サイクルエンジンを説明するための側
面図である。

【図３０】図２９のエンジンの断面正面図である。

【図３１】図２９のエンジンの側面図である。

【符号の説明】

１ 筒内噴射式２サイクルエンジン ３ａ クランク室 ４ シリンダボディ（シリンダ側壁） ５ シリンダヘッド ６ ピストン １３ａ 掃気ポート １４ 燃料噴射弁 ３４ 点火プラグ ３５ 排気通路 ３５ａ 排気ポート ３７ 排気開始時期可変弁（排気ポート上縁可変制御
弁） ３９ 排気制御弁（開閉弁） ７０ ＥＣＵ（運転制御手段, 排気制御弁開度制御手
段, 排気タイミング制御手段, 排気ポート上縁可変制御
弁制御手段, 開閉弁駆動制御手段） ２００ リーク穴（小孔） ａ 燃焼室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｆ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｚ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ側壁にクランク室に連通する掃
   気ポート及び排気通路に連通する排気ポートを形成し、
   シリンダヘッドに点火プラグを取り付け、シリンダヘッ
   ド，シリンダボディ，及びピストンにより形成される燃
   焼室内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備えた筒内噴
   射式２サイクルエンジンにおいて、上記燃料噴射弁をア
   クセル操作部により設定されるエンジン負荷に基づき、
   上記燃料噴射弁を、エンジン負荷が大なる程多くの燃料
   が点火プラグによる点火前に噴射供給されるよう制御す
   る燃料噴射弁制御手段と、上記排気通路に配設され排気
   通路断面積を可変とする排気制御弁と、該排気制御弁
   を、エンジン負荷が小さい運転域での排気制御弁開度が
   エンジン負荷が大きい運転域での排気制御弁開度より小
   さくなるよう制御する排気制御弁開度制御手段と、排気
   開始時期を可変とする排気開始時期可変弁と、該排気開
   始時期可変弁を、エンジン負荷が小さい運転域での排気
   開始時期がエンジン負荷が大きい運転域での排気開始時
   期より遅角するよう制御する排気開始時期制御手段とを
   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。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記排気開始時期可
   変弁が、排気ポートの上縁位置を実質的に気筒軸方向に
   可変とし、排気開始時期を早くすることにより排気通路
   断面積を大きくし、排気開始時期を遅くすることにより
   排気通路断面積を小さくする排気制御弁の機能をも兼ね
   備えたものであることを特徴とする筒内噴射式２サイク
   ルエンジン。
3. 【請求項３】 請求項１において、気筒軸方向に少なく
   とも２つの排気ポートを設け、各排気ポートにそれぞれ
   上流排気通路を接続し、少なくとも最もシリンダヘッド
   に近い排気ポートに連なる上記上流排気通路に開閉弁を
   配設し、該開閉弁を上記排気開始時期可変弁とし、上記
   上流排気通路を合流した合流通路に上記排気制御弁を配
   設したことを特徴とする筒内噴射式２サイクルエンジ
   ン。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３の何れかにおいて、上
   記排気制御弁に該排気制御弁の全閉時に排気ガスを流動
   させる小孔を設けたことを特徴とする筒内噴射式２サイ
   クルエンジン。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４の何れかにおいて、上
   記排気制御弁開度制御手段，排気開始時期制御手段のそ
   れぞれは、排気制御弁，排気開始時期可変弁のそれぞれ
   を、エンジン低速回転域では、全エンジン負荷運転域に
   渡って排気開始時期可変弁の開率が排気制御弁の開率よ
   り小さくなるよう制御することを特徴とする筒内噴射式
   ２サイクルエンジン。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５の何れかにおいて、上
   記排気制御弁開度制御手段，排気開始時期制御手段のそ
   れぞれは、排気制御弁，排気開始時期可変弁のそれぞれ
   を、エンジン中速回転域では、エンジン低負荷運転域に
   て、排気制御弁の開率と排気開始時期可変弁の開率が略
   同じで、かつエンジン低速運転域の開率より大きくなる
   よう制御することを特徴とする筒内噴射式２サイクルエ
   ンジン。