JPH0240043A - ２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、インジェクタにより筒内へ燃料を直＃、噴射
する２サイクル直噴エンジンにおける燃料噴射制御装置
に関し、詳しくは、低圧２流体式インジェクタを用いた
場合の燃料噴射量算出に関する。

【従来の技術】

２サイクルエンジンでは、掃気ポートから給気して掃気
する際に、排気ポートから必然的に新気の一部の吹き抜
けを生じる。このとき、新気が燃料を含んだ混合気の場
合は、燃料の吹き抜けを生じて好ましくない。かかる燃
料の吹き抜けを防ぐため、空気のみの新気で掃気作用し
て排気ポートが閉じた後のインジェクタにより筒内に燃
料供給する筒内直噴式エンジンが提案されている。とこ
ろでこの筒内直噴式エンジンでは、圧縮行程で燃料噴射
するため、インジェクタの燃圧を高くする必要があり、
このことからアシスト空気を用いた２流体式インジェク
タが考えられている。 そこで従来、上記２流体式インジェクタによる筒内直噴
エンジンに関しては、例えば特表昭６０−５０１９６３
号公報の先行技術がある。ここで、インジェクタに所定
燃料を送入し、燃焼室の内圧より高い圧力のガスを燃料
保持室に付加して燃料噴射することか示されている。

【発明か解決しようとする課題】

ところで、上記先行技術のものは、アシスト空気を用い
な２流体式インジェクタによる燃料噴射の基本的な構成
である。ここでかかるインジェクタによる燃料噴射では
、アシスト空気が必然的に筒内に排出され、この空気量
を特に低速、低負荷時に筒内空気量に対する割合か増す
ことから、混合気空燃比に与える影響を無視できない。 従って、インジェクタの燃料噴射の精度を向上するには
、アシスト空気を加味して制御する必要がある。 本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、２流体式インジェクタを用いた筒内直
噴式において燃料噴射の制御の精度を向上することか可
能な２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置を提供
することにある。

【課題を解決するだめの手段】

上記目的を達成するため、本発明の燃料噴射制御装置は
、２サイクルエンジン本体の燃焼室に燃料及び空気系を
備えて燃料噴射する２流体式インジェクタを取付け、シ
リンダの掃気ポートには空気のみ給気する掃気ポンプを
連設する２サイクル直噴エンジンにおいて、各運転条件
での空気吹き抜けを除いた筒内空気量を求める筒内空気
量算出部と、上記インジェクタのアシスト空気量を求め
るアシスト空気量算出部と、上記筒内空気量および上記
アシスト空気量を用いて各運転条件での燃料噴射量を定
める燃料噴射量決定部とを備えるものである。

【作　　　用】

上記構成に基づき、各運転条件において空気吹き抜けを
除いた筒内空気量、インジェクタからのアシスト空気量
が算出されて筒内全空気量が求まり、これに対し燃料噴
射量が設定されて燃料噴射するようになり、これにより
筒内混合気の空燃比が常に最適制御される。

【実　施　例】

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。 第１図において、２サイクルエンジンの全体の構成につ
いて述べると、符号１は２ザイクルエンジンの本体であ
り、シリンダ２にピストン３か往復動可能に挿入され、
クランク室４のクランク軸５に対し鋼心したコンロッド
６によりピストン３が連結し、クランク軸５にはピスト
ン３の往復動慣性力を相殺するようにバランサ７が設け
られる。 燃焼室８の頂部には点火プラグ９と筒内直接噴射式のイ
ンジェクタ１０とが取付けられている。 シリンダ２にはピストン３によって所定のタイミンクで
開閉される排気ポート１１が開口し、この排気ポート１
１と連通ずる排気管１２に触媒装置１３゜排気チャンバ
１４．マフラー１５が配設される。また、シリンダ２の
排気ポート１１の位置から略９０度すれな位置（または
排気ポート１１に対向した位置）には、ピストン３によ
って所定のタイミングで開閉する掃気ボー１〜１６が開
口し、この掃気ポート１６に掃気系か設けられる。 上記インジェクタ１０は２流体式であって、所定の燃料
を貯えた後に加圧空気で押圧し、燃料と空気とを混合し
た状態で直接噴射するものである。 そこで、インジェクタ１０の燃料通路２０がフィルタ２
１、燃料ポンプ２２を介して燃料タンク２３に連通し、
燃料通路２０の途中に調圧弁２４が設けられ、常に一定
の低い燃圧（上記加圧空気より若干高い圧力）を生じる
。また、インジェクタ１０の空気道Ｂ２５には調圧弁２
６．アキュムレータ２７．コンプレッサ２８が連結し、
加圧空気を生じるようになっている。 そして、予め燃料パルスにより所定の燃料をインジェク
タ１０に貯え、排気ポート１１の閉じた後に空気パルス
で加圧空気を燃料に付与して噴射する。 次いで、掃気ポート１６の掃気系について述べると、掃
気ポート１６と連通する掃気管３０に掃気ポート１６開
閉時の掃気圧力波を吸収する掃気チャンバ３１、掃気を
冷却するインタークーラ３２を介して容積型の掃気ポン
プ３３が連設される。また、掃気ポンプ３３の上流のエ
アクリーナ３４側とインタークーラ３２の下流との間に
はバイパス通路３５が連通し、このバイパス通路３５に
負荷制御用の制御弁３６が設けられている。 掃気ポンプ３３は伝動手段３７によりクランク軸５に連
結し、エンジン出力により常にポンプを駆動して掃気圧
を生じるようになっている。 制御系について述べると、アクセルペダル４０か開度変
更手段４１を介して制御弁３６に、アクセル開度に対し
制御弁３６の開度を反比例的に開閉するように連結する
。また、各運転条件を定めるエンジン回転数センサ４２
．アクセル開度センサ４３を有し、エアクリーナ３４の
直下流には吸入空気量を計測するエアフローメータ４４
か、インジェクタ１０の空気通路２５の調圧弁２６下流
に圧カセンザ４５がそれぞれ取付けられる。そしてエン
ジン回転数センサ４２゜アクセル開度センサ４３．エア
フローメータ４４および圧カセンザ４５の信号は制御ユ
ニッＩ〜５０に入力して処理され、制御ユニット５０か
らインジェクタ１０に燃料、空気パルスの信号を、点火
プラグ９に点火信号を出力するようになっている。 第２図において制御ユニット５０について述べる。 先ず、エンジン回転数センサ４２．アクセル開度センサ
４３のエンジン回転数Ｎ、アクセル開度φが入力する運
転条件検出部５１を有し、この運転条件の信号が吹き抜
は決定部５２に入力する。ここで、各運転条件での掃気
時の空気の吹き抜は率ｅが第３図（ａ）のように予め実
験的に設定されており、このマツプを参照して吹き抜は
決定部５２で空気吹き抜は率ｅが決定される。そして、
この空気吹き抜は率ｅとエアフローメータ４４の吸入空
気量Ｑとは筒内空気量算出部５３に入力し、両者の積に
より掃気ポンプ３３から吐出された空気量から排気ポー
ト１１より吹き抜けた空気量を差し引いた、シリシタ２
内に実際に給気された１サイクル当りの空気量である筒
内空気量ＱＴを求める。 また、運転条件に応じてアシスト空気の噴射パルス幅、
タイミング等を定める空気信号設定部５４を有し、この
空気信号設定部５４のパルス幅ＴＩ）と圧カセンザ４５
のアシスト空気圧力Ｐとがアシスト空気量算出部５５に
入力してアシスト空気量Ｑ＾を、ＱＡ　＝に−Ｔｐ　、
Ｐ　（Ｋは係数）により算出する。 そして、かかる筒内空気量ＱＴとアシスト空気量Ｑ＾と
は筒内全空気量算出部５６に入力し、両者を加算して筒
内全空気量ＱＯを求め、この筒内全空気量Ｑｏの信号か
燃料噴射量決定部５７に入力する。 ここで空燃比設定部５８には、各運転条件に応じた目標
空燃比Ａｄか第３図（ｂ）のように予め設定してあり、
燃料噴射量決定部５７は燃料噴射量のパルス幅Ｔｉを、
Ｔｉ　＝ｆ　−Ｑｏ／Ａｄにより定め、この燃料噴射量
のパルス幅Ｔ１と上記空気信号のパルス幅Ｔｐとを駆動
部５９を介してインジェクタ１０に出力するように構成
される。 次いで、このように構成された２サイクル直噴エンジン
の作用について述べる。 先ず、掃気ポンプ３３から吐出してインタークーラ３２
により冷却される給気は、常にバイパス通路３５により
吸気側に戻るように循環し、制御弁３６でこの戻り量を
制限した分の掃気量がシリシタ２側に導入されることに
なる。ここで、アクセル開度φに対し制御弁３６の開度
θは反比例的に設定され、アクセル開度φが小さい場合
は制御弁３６の開度により多く戻されて掃気量が少なく
なるのであり、こうしてポンプ損失を生じることなくア
クセル開度φに応じた掃気量に調整される。 そこで、第１図のようにピストン３か下死点付近に位置
して排気ポート１１と共に掃気ポート１６を開くと、ア
クセル開度に応じた掃気量が掃気ポンプ３３により加圧
され、インタークーラ３２で冷却されて掃気ポート１６
よりシリンダ２の内部に流入する。そして、この掃気に
より排気ポート１１から残留ガスを押し出して掃気作用
するのであり、こうして短時間に空気のみの新気がシリ
ンダ２に導入される。そして、ピストン３の上昇時に掃
気ポート１６．排気ポート１１か閉じることで、」二記
掃気が終了して圧縮行程に移行する。 また、排気ポート１１が閉じた後にあらかじめ燃料パル
スによりインジェクタ１０に貯えられた所定の燃料か、
空気パルスによる加圧空気で噴射して混合気を生成する
。そして、上死点直前で点火プラグ９により着火される
ことで燃焼するが、この場合に掃気ポート１６から流入
する掃気流に燃焼室８の頂部のインジェクタ１０から適
切なタイミングおよび時間で噴射される燃料が乗り、適
切に配置された点火プラグ位置に導かれることで、点火
プラグ９の付近が濃い混合気になり、これにより成層燃
焼されるのである。この燃焼による爆発後にピストン３
は下降して膨脂行程に移り、排気ポート１１が開いてシ
リンダ内圧により成る程度の排気が行われ、更に下死点
付近で上述のように掃気作用を伴う掃気行程に戻るので
あり、こうしてエンジンを運転する。 一方、上記エンジン運転時に、第４図のフローチャート
図で示ずようにエンジン回転数センサ４２アクセル開度
センサ４３．エアフローメータ４４．圧力センサ４５で
、エンジン回転数Ｎ、アクセル開度φ、吸入空気量Ｑ、
インジェクタのアシスト空気圧力Ｐが検出され、各運転
条件で掃気時の空気吹き抜は率ｅと吸入空気量Ｑとより
、１サイクル当りシリンダ２内に給気される筒内空気量
ＱＴか算出される。 また、インジェクタ１０から燃料噴射する際に排出され
る加圧空気のパルス幅Ｔｐとアシスト空気圧力Ｐとによ
り、そのアシスト空気量Ｑ＾が算出されるのであり、こ
うして筒内全空気量ＱＯか予め正確に定まる。そして燃
料噴射量決定部５７で筒内全空気量Ｑｏと目標空燃比Ａ
ｄとにより燃料噴射量のパルス幅Ｔ１が算出され、この
燃料パルス信号が駆動部５９によりインジェクタ１０に
出力して、所定の燃料が貯えられる。 次いで、空気信号設定部５４のタイミングで空気パルス
信号がインジェクタ１０に出力することで、燃料噴射が
加圧空気と共にシリシタ２内部に噴射され、筒内に目標
空燃比と一致した混合気を生成する。こうして、筒内混
合気の空燃比は常に目標値と正確に一致し、この空燃比
の混合気の増減により負荷制御される。 なお、筒内空気量、燃料噴射量の決定方法は実施例に限
定されない。また、インジェクタ１０の空気圧力が一定
の場合は、圧力センサによる検出を不要にしてもよい。

【発明の効果】

以上述べてきたように、本発明によれば、２流体式イン
ジェクタを用いた２サイクル直噴エンジンにおいて、燃
料噴射量をインジェクタのアシスト空気も加味して制御
するので、特に低速。 低負荷域の空燃比を正確に制御でき、燃費、エミッショ
ン、走行性が向上する。 さらに、空気吹き抜は分を除いて筒内空気量を正確に求
めるので、精度が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制
御装置の実施例を示す全体構成図、第２図は制御系のブ
ロック図、 第３図（ａＬ　（ｂ）は空気吹き抜は率、目標空燃比を
示す図、 第４図は作用のフローチャート図である。 １・・・エンジン本体、２・・・シリンダ、８・・・燃
焼室、１０・・・インジェクタ、１６・・・掃気ポート
、２０・・・燃料通路、２５・・・空気通路、３３・・
・掃気ポンプ、５０・・・制御ユニット、５３・・・筒
内空気量算出部、５５・・・アシスト空気量算出部、５
６・・・筒内全空気量算出部、５７・・・燃料噴射量決
定部 （ａ） ニシジン回収畝Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２サイクルエンジン本体の燃焼室に燃料及び空気系を備
   えて燃料噴射する２流体式インジェクタを取付け、シリ
   ンダの掃気ポートには空気のみ給気する掃気ポンプを連
   設する２サイクル直噴エンジンにおいて、 各運転条件での空気吹き抜けを除いた筒内空気量を求め
   る筒内空気量算出部と、上記インジェクタのアシスト空
   気量を求めるアシスト空気量算出部と、上記筒内空気量
   および上記アシスト空気量を用いて各運転条件での燃料
   噴射量を定める燃料噴射量決定部とを備えることを特徴
   とする２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置。