JPH0264243A - ２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents
２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置Info
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- JPH0264243A JPH0264243A JP63216090A JP21609088A JPH0264243A JP H0264243 A JPH0264243 A JP H0264243A JP 63216090 A JP63216090 A JP 63216090A JP 21609088 A JP21609088 A JP 21609088A JP H0264243 A JPH0264243 A JP H0264243A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02D41/0002—Controlling intake air
- F02D41/0007—Controlling intake air for control of turbo-charged or super-charged engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B2275/14—Direct injection into combustion chamber
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、インジェクタにより筒内へ燃料を直接噴射す
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、２流体式インジェクタによる空気と燃
料の燃料噴射制御に関する。
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、２流体式インジェクタによる空気と燃
料の燃料噴射制御に関する。
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、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
招いて好ましくない。そこで、かかる燃料の吹き抜けを
、防ぐため、空気のみにより掃気作用してその後にイン
ジェクタにより燃料供給する方式が提案されている。 一方、かかるインジェクタによる燃料噴射は、排気ポー
トが閉じた後の圧縮行程で行われ、筒内圧力より高い噴
射圧を必要とするため、燃料のみの１流体式では燃圧を
高くしなければ十分な噴霧の微粒化が得られない。そこ
で、この燃圧を抑えて確実に微粒化噴射すべく加圧空気
のアシストエアを用いた２流体式のインジェクタが提案
されている。 そこで従来、かかる２流体式インジェクタを用いた燃料
噴射に関しては、例えば特開昭６２−９３４８１号公報
の先行技術がある。ここで、先ず燃料噴射前に燃料をイ
ンジェクタに計量供給して貯え、その燃料をインジェク
タの開弁時に加圧空気により噴射する。そして空気噴射
中に更に燃料噴射を追加して行い、この２回の不均一な
燃料噴射で燃料分布を点火プラグ付近に片寄った層状形
状にすることが示されている。
する際に、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
招いて好ましくない。そこで、かかる燃料の吹き抜けを
、防ぐため、空気のみにより掃気作用してその後にイン
ジェクタにより燃料供給する方式が提案されている。 一方、かかるインジェクタによる燃料噴射は、排気ポー
トが閉じた後の圧縮行程で行われ、筒内圧力より高い噴
射圧を必要とするため、燃料のみの１流体式では燃圧を
高くしなければ十分な噴霧の微粒化が得られない。そこ
で、この燃圧を抑えて確実に微粒化噴射すべく加圧空気
のアシストエアを用いた２流体式のインジェクタが提案
されている。 そこで従来、かかる２流体式インジェクタを用いた燃料
噴射に関しては、例えば特開昭６２−９３４８１号公報
の先行技術がある。ここで、先ず燃料噴射前に燃料をイ
ンジェクタに計量供給して貯え、その燃料をインジェク
タの開弁時に加圧空気により噴射する。そして空気噴射
中に更に燃料噴射を追加して行い、この２回の不均一な
燃料噴射で燃料分布を点火プラグ付近に片寄った層状形
状にすることが示されている。
ところで、上記先行技術の燃料噴射方式によると、最初
に燃料をインジェクタにある程度貯え、その燃料を加圧
空気で噴射するので、噴射前半に燃料が多口に噴射され
てこの部分の燃料の微粒化が不充分になり、良好な噴霧
特性が得られない。 また、前後２回の不均一な燃料噴射の特に後半のもので
成層化しようとするが、良好な成層化が得がたい、即ち
、筒内ガス流動のレーザ光による計測結果によると、ガ
ス流動のサイクル毎の変動は従来想像していたものより
かなり大きく、このため濃混合気がこのガス流動により
導かれる場所も大きく変化する。従って、上述のように
不均一に燃料噴射しても、濃混合気が点火プラグ付近に
導かれて成層化する確率は、ガス流動の変動を考慮する
とむしろ低下してしまい、一定噴射率の均一燃料噴射の
方が好ましい。 更に、筒内は新気と残留ガスとが混合した状態にあり、
この状態で燃料噴射するので、燃料噴霧回りの新気量が
少なくて着火性を安定し難い等の問題がある。 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による。燃料噴
射において特に低負荷時に、燃料の微粒化、成層化を向
上し、燃料回りの新気を増大することが可能な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。
に燃料をインジェクタにある程度貯え、その燃料を加圧
空気で噴射するので、噴射前半に燃料が多口に噴射され
てこの部分の燃料の微粒化が不充分になり、良好な噴霧
特性が得られない。 また、前後２回の不均一な燃料噴射の特に後半のもので
成層化しようとするが、良好な成層化が得がたい、即ち
、筒内ガス流動のレーザ光による計測結果によると、ガ
ス流動のサイクル毎の変動は従来想像していたものより
かなり大きく、このため濃混合気がこのガス流動により
導かれる場所も大きく変化する。従って、上述のように
不均一に燃料噴射しても、濃混合気が点火プラグ付近に
導かれて成層化する確率は、ガス流動の変動を考慮する
とむしろ低下してしまい、一定噴射率の均一燃料噴射の
方が好ましい。 更に、筒内は新気と残留ガスとが混合した状態にあり、
この状態で燃料噴射するので、燃料噴霧回りの新気量が
少なくて着火性を安定し難い等の問題がある。 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による。燃料噴
射において特に低負荷時に、燃料の微粒化、成層化を向
上し、燃料回りの新気を増大することが可能な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。
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２流体式のインジ
ェクタを取付け、上記インジェクタに各運転条件に応じ
た燃料パルス信号で尋人する燃料を、空気パルス信号で
上記インジェクタを開閉することにより噴射する加圧空
気で筒内直噴する２サイクル直噴エンジンにおいて、排
気ボートが閉じた後の点火時期迄の間に加圧空気噴射期
間を定め、上記加圧空気噴射期間において負荷が小さい
程遅れ側で、上記加圧空気噴射期間終了手前に燃料導入
期間を一定の噴射率で定めて、燃料噴射するように制御
するものである。
、２サイクルエンジン本体の燃焼室に２流体式のインジ
ェクタを取付け、上記インジェクタに各運転条件に応じ
た燃料パルス信号で尋人する燃料を、空気パルス信号で
上記インジェクタを開閉することにより噴射する加圧空
気で筒内直噴する２サイクル直噴エンジンにおいて、排
気ボートが閉じた後の点火時期迄の間に加圧空気噴射期
間を定め、上記加圧空気噴射期間において負荷が小さい
程遅れ側で、上記加圧空気噴射期間終了手前に燃料導入
期間を一定の噴射率で定めて、燃料噴射するように制御
するものである。
上記構成に基づき、２流体式インジェクタから噴射する
加圧空気によりそのインジェクタに導入される燃料が筒
内噴射するが、加圧空気噴射期間が排気ボートの閉じた
後に燃料の噴射に先立って定められることで、特に低負
荷時は、先ず加圧空気のみが噴射し、この空気流に燃料
が乗って良好に微粒化した状態で噴射し、筒内噴射後は
加圧空気の新気を多く含んだ混合気を生成する。また、
燃料が遅れて一定の噴射率で噴射することで、低負荷時
にガス流動が変動しても高い確率で成層化するようにな
る。燃料導入期間は加圧空気噴射期間の終了前に終るこ
とで、最後に若干加圧空気のみが噴射して燃料噴射の吹
き残りを飛散する。
加圧空気によりそのインジェクタに導入される燃料が筒
内噴射するが、加圧空気噴射期間が排気ボートの閉じた
後に燃料の噴射に先立って定められることで、特に低負
荷時は、先ず加圧空気のみが噴射し、この空気流に燃料
が乗って良好に微粒化した状態で噴射し、筒内噴射後は
加圧空気の新気を多く含んだ混合気を生成する。また、
燃料が遅れて一定の噴射率で噴射することで、低負荷時
にガス流動が変動しても高い確率で成層化するようにな
る。燃料導入期間は加圧空気噴射期間の終了前に終るこ
とで、最後に若干加圧空気のみが噴射して燃料噴射の吹
き残りを飛散する。
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サイクルエンジンの本体であ
り、シリンダ２にピストン３が往復動可能に挿入され、
クランク室４のクランク軸５に対し偏心したコンロッド
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グで
開閉される排気ボート１１が開口し、この排気ボート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
排気ボートｌｌの位置から略９０度ずれた位置（または
排気ボートｌｌ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ト１Ｂが開口
し、この掃気ボート１Ｂに掃気系が設けられる。 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ＩＯの燃
料通路２０がフィルタ２１．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２
４が設けられ、常に一定の低い燃圧（上記加圧空知より
若干高い圧力）を生じる。 また、インジェクタＩＯの空気通路２５には調圧弁２Ｂ
。 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。 次いで、掃気ボート１６の掃気系について述べると、掃
気ボート１Ｂと連通ずる掃気管３０に掃気ボート１Ｂ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３Ｇ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が開度変
更手段４１を介して制御弁３Ｂ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Ｎとアクセ
ル開度φのエンジン回転数センサ４２．アクセル開度セ
ンサ４３を有する。そしてエンジン回転数センサ４２．
アクセル開度センサ４３の信号Ｎ、φは制御ユニット４
５に入力して処理され、制御ユニット４５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、２流体式インジェクタ１０について詳
しく述べると、インジェクタ本体６０の中心に空気通路
８１が設けられ、この空気通路６１の内部を貫通してポ
ペット弁６２が先端開口部を開閉すべく挿入され、空気
通路６１の途中の孔８７に燃料インジェクタ６３が取付
けられる。ポペット弁６２の端部にはリターンスプリン
グ６４が閉じる方向に付勢され、アーマチュア６５とソ
レノイド６Ｂとが通電により開くように設けられる。空
気通路８１は空気通路２５に連通して常に加圧空気が供
給されており、空気パルス信号でソレノイド６Ｂを通電
して開弁することにより加圧空気を噴射する。 また、燃料インジェクタ６３には燃料通路２０が連通し
ており、燃料パルス信号による所定の燃料を空気通路６
１に導入するように構成される。燃料インジェクタ６３
は２サイクルのように周波数が高く、成層化のために高
噴射率、遅い噴射に対応できるもので、４サイクルのシ
ングルポイント式インジェクタ等のダイナミックレンジ
の広いものが適している。 第３図において制御ユニット４５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４Ｂを有し、この各運転条件の信号が筒内
空気量算出部４７に入力して、掃気時の吹き抜は空気量
、２流体式インジェクタ１０からの加圧空気量を加味し
て筒内の実質的な空気口Ｑを求める。この筒内空気ｆｆ
１Ｑは燃料噴射口算出部４８に入力し、目標空燃比設定
部４９の目標空燃比Ａｄを参照して、燃料噴射ｍＴｌを
Ｔｉ −Ｑ／Ａｄにより求める。 また、各運転条件とクランク角センサ５６との信号は、
空気噴射タイミング決定部５０と燃料噴射タイミング決
定部５Ｉとに入力してそれぞれ空気噴射タイミング設定
部５２．燃料噴射タイミング設定部５３のマツプに基づ
いて噴射タイミングを定める。 ここで空気噴射は、第４図に示すように排気ポートｌｌ
が閉じた後に開始し、点火時期の前に終了するように空
気噴射期間α１が設定され、このタイミングの空気パル
ス信号が空気パルス出力部５４からインジェクタ１０の
ソレノイド６Ｂに出力する。 一方、燃料噴射は、上記空気噴射期間α１において終り
に若干の空気噴射期間α３を残して燃料噴射期間α２が
設定され、この燃料噴射期間α２は負荷との関係で負荷
が小さい程遅れ側に短がく設定する。燃料噴射期間α２
は、一定の高い燃料噴射率で噴射する場合の上述の燃料
噴射ｆｆ１Ｔｉと一致するものであり、この燃料パルス
信号が燃料パルス出力部５５からインジェクタＩＯの燃
料インジェクタ６３に出力するようになっている。 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でこの戻り皿を
制限した分の掃気量がシリンダ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３Ｂ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が下死点付近に位置
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・−）１
Ｂ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
掃気ボートｌＢ、排気ボート１１が閉じることで、上記
掃気が終了して圧縮行程に移行する。また、排気ポート
１１が閉じた後にインジェクタ１０により所定の燃料が
、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。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ｌｌ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吸気行程に戻るので
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、エンジン回転数センサ４
２．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が制御ユニット４５の運転条件検出部４Ｇに
入力し、各運転条件が検出される。 そして筒内空気量算出部４７の筒内空気量Ｑと目標空燃
比設定部４９の目標空燃比Ａｄとにより、燃料噴射ｍ算
出部４８で各運転条件に応じた燃料噴射量Ｔｉが算出さ
れ、この燃料噴射量Ｔｉが燃料噴射タイミング決定部５
１に入力する。 そこで、第５図（ｂ）のように排気ポートｌｌが閉じた
直後に、空気噴射タイミング決定部５ｏにより空気パル
ス信号がインジェクタＩＯのソレノイド６６に入力し、
ソレノイド６６を通電してポペット弁６２を開弁方向に
移動するのであり、これにより燃料通路２０の燃料噴射
に先立って加圧空気が筒内噴射される。 ここで低負荷の場合は、上記空気噴射後、第５図（ａ）
の実線のように燃料噴射タイミング決定部５１により燃
料パルス信号が燃料インジェクタ６３に出力することで
、燃料が空気通路６１に導入されて上記空気流に乗り筒
内に噴射される。こうして燃料は、空気の流れのある中
に導入されるので、予混合が進んで噴射時の粒径は最初
から小さいものになり、良好に微粒化された噴霧になる
。また、筒内には新気と残留ガスとが混合しているが、
加圧空気の後を追って燃料噴射されるので、加圧空気の
新気を多く含んだ噴霧の状態で混合気を生成する。 一方、上記燃料噴射は、ピストン上死点に近い遅れたタ
イミングで行われ、噴霧の貫通力も低下するため、燃焼
室８の上部に濃混合気を生成する。 そして第５図（Ｃ）のような一定の噴射率であるから、
ガス流動の変動があっても、濃混合気はいずれも確実に
点火プラグ９の付近に集って成層化するよう、になる。 次いで燃料噴射が終了すると、最後に若干の加圧空気の
みが噴射して、燃料の残り、即ち次のサイクルでの空気
噴射開始時の燃料噴射が防止される。その後、空気パル
ス信号が停止して加圧空気の噴射が終了し、点火プラグ
９により着火されると、その付近に上述のように良好に
微粒化すると共に、新気を多く含んだ濃混合気が成層化
することで、良好に着火して成層燃焼するのである。 高負荷時には、燃料の量が多くなって燃料噴射時間を多
く要するため、第５図（ａ）の−点鎖線のように空気噴
射前から燃料パルス信号により燃料供給される。これに
より、加圧空気の噴射と同時に燃料が筒内に広く噴射さ
れて均一化し、高い空気利用率で燃焼して出力アップす
る。 なお、高負荷を除いた負荷領域で燃料が空気流に導入さ
れるため、燃料の計量に筒内圧力の影Ｃを受けるが、パ
ルス幅で燃料噴射量を計測するので特に問題にならない
。 また、空気噴射期間は運転条件により可変にしてもよい
。
いて述べると、符号１は２サイクルエンジンの本体であ
り、シリンダ２にピストン３が往復動可能に挿入され、
クランク室４のクランク軸５に対し偏心したコンロッド
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グで
開閉される排気ボート１１が開口し、この排気ボート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
排気ボートｌｌの位置から略９０度ずれた位置（または
排気ボートｌｌ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ト１Ｂが開口
し、この掃気ボート１Ｂに掃気系が設けられる。 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ＩＯの燃
料通路２０がフィルタ２１．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２
４が設けられ、常に一定の低い燃圧（上記加圧空知より
若干高い圧力）を生じる。 また、インジェクタＩＯの空気通路２５には調圧弁２Ｂ
。 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。 次いで、掃気ボート１６の掃気系について述べると、掃
気ボート１Ｂと連通ずる掃気管３０に掃気ボート１Ｂ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３Ｇ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が開度変
更手段４１を介して制御弁３Ｂ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Ｎとアクセ
ル開度φのエンジン回転数センサ４２．アクセル開度セ
ンサ４３を有する。そしてエンジン回転数センサ４２．
アクセル開度センサ４３の信号Ｎ、φは制御ユニット４
５に入力して処理され、制御ユニット４５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、２流体式インジェクタ１０について詳
しく述べると、インジェクタ本体６０の中心に空気通路
８１が設けられ、この空気通路６１の内部を貫通してポ
ペット弁６２が先端開口部を開閉すべく挿入され、空気
通路６１の途中の孔８７に燃料インジェクタ６３が取付
けられる。ポペット弁６２の端部にはリターンスプリン
グ６４が閉じる方向に付勢され、アーマチュア６５とソ
レノイド６Ｂとが通電により開くように設けられる。空
気通路８１は空気通路２５に連通して常に加圧空気が供
給されており、空気パルス信号でソレノイド６Ｂを通電
して開弁することにより加圧空気を噴射する。 また、燃料インジェクタ６３には燃料通路２０が連通し
ており、燃料パルス信号による所定の燃料を空気通路６
１に導入するように構成される。燃料インジェクタ６３
は２サイクルのように周波数が高く、成層化のために高
噴射率、遅い噴射に対応できるもので、４サイクルのシ
ングルポイント式インジェクタ等のダイナミックレンジ
の広いものが適している。 第３図において制御ユニット４５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４Ｂを有し、この各運転条件の信号が筒内
空気量算出部４７に入力して、掃気時の吹き抜は空気量
、２流体式インジェクタ１０からの加圧空気量を加味し
て筒内の実質的な空気口Ｑを求める。この筒内空気ｆｆ
１Ｑは燃料噴射口算出部４８に入力し、目標空燃比設定
部４９の目標空燃比Ａｄを参照して、燃料噴射ｍＴｌを
Ｔｉ −Ｑ／Ａｄにより求める。 また、各運転条件とクランク角センサ５６との信号は、
空気噴射タイミング決定部５０と燃料噴射タイミング決
定部５Ｉとに入力してそれぞれ空気噴射タイミング設定
部５２．燃料噴射タイミング設定部５３のマツプに基づ
いて噴射タイミングを定める。 ここで空気噴射は、第４図に示すように排気ポートｌｌ
が閉じた後に開始し、点火時期の前に終了するように空
気噴射期間α１が設定され、このタイミングの空気パル
ス信号が空気パルス出力部５４からインジェクタ１０の
ソレノイド６Ｂに出力する。 一方、燃料噴射は、上記空気噴射期間α１において終り
に若干の空気噴射期間α３を残して燃料噴射期間α２が
設定され、この燃料噴射期間α２は負荷との関係で負荷
が小さい程遅れ側に短がく設定する。燃料噴射期間α２
は、一定の高い燃料噴射率で噴射する場合の上述の燃料
噴射ｆｆ１Ｔｉと一致するものであり、この燃料パルス
信号が燃料パルス出力部５５からインジェクタＩＯの燃
料インジェクタ６３に出力するようになっている。 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でこの戻り皿を
制限した分の掃気量がシリンダ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３Ｂ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が下死点付近に位置
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・−）１
Ｂ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
掃気ボートｌＢ、排気ボート１１が閉じることで、上記
掃気が終了して圧縮行程に移行する。また、排気ポート
１１が閉じた後にインジェクタ１０により所定の燃料が
、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。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ｌｌ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吸気行程に戻るので
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、エンジン回転数センサ４
２．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が制御ユニット４５の運転条件検出部４Ｇに
入力し、各運転条件が検出される。 そして筒内空気量算出部４７の筒内空気量Ｑと目標空燃
比設定部４９の目標空燃比Ａｄとにより、燃料噴射ｍ算
出部４８で各運転条件に応じた燃料噴射量Ｔｉが算出さ
れ、この燃料噴射量Ｔｉが燃料噴射タイミング決定部５
１に入力する。 そこで、第５図（ｂ）のように排気ポートｌｌが閉じた
直後に、空気噴射タイミング決定部５ｏにより空気パル
ス信号がインジェクタＩＯのソレノイド６６に入力し、
ソレノイド６６を通電してポペット弁６２を開弁方向に
移動するのであり、これにより燃料通路２０の燃料噴射
に先立って加圧空気が筒内噴射される。 ここで低負荷の場合は、上記空気噴射後、第５図（ａ）
の実線のように燃料噴射タイミング決定部５１により燃
料パルス信号が燃料インジェクタ６３に出力することで
、燃料が空気通路６１に導入されて上記空気流に乗り筒
内に噴射される。こうして燃料は、空気の流れのある中
に導入されるので、予混合が進んで噴射時の粒径は最初
から小さいものになり、良好に微粒化された噴霧になる
。また、筒内には新気と残留ガスとが混合しているが、
加圧空気の後を追って燃料噴射されるので、加圧空気の
新気を多く含んだ噴霧の状態で混合気を生成する。 一方、上記燃料噴射は、ピストン上死点に近い遅れたタ
イミングで行われ、噴霧の貫通力も低下するため、燃焼
室８の上部に濃混合気を生成する。 そして第５図（Ｃ）のような一定の噴射率であるから、
ガス流動の変動があっても、濃混合気はいずれも確実に
点火プラグ９の付近に集って成層化するよう、になる。 次いで燃料噴射が終了すると、最後に若干の加圧空気の
みが噴射して、燃料の残り、即ち次のサイクルでの空気
噴射開始時の燃料噴射が防止される。その後、空気パル
ス信号が停止して加圧空気の噴射が終了し、点火プラグ
９により着火されると、その付近に上述のように良好に
微粒化すると共に、新気を多く含んだ濃混合気が成層化
することで、良好に着火して成層燃焼するのである。 高負荷時には、燃料の量が多くなって燃料噴射時間を多
く要するため、第５図（ａ）の−点鎖線のように空気噴
射前から燃料パルス信号により燃料供給される。これに
より、加圧空気の噴射と同時に燃料が筒内に広く噴射さ
れて均一化し、高い空気利用率で燃焼して出力アップす
る。 なお、高負荷を除いた負荷領域で燃料が空気流に導入さ
れるため、燃料の計量に筒内圧力の影Ｃを受けるが、パ
ルス幅で燃料噴射量を計測するので特に問題にならない
。 また、空気噴射期間は運転条件により可変にしてもよい
。
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、イ
ンジェクタからの燃料噴射をできるだけ空気噴射後に行
うので、燃料の噴射が良好になる。 さらに、特に低負荷では燃料が良好に微粒化し、加圧空
気の新気を多く含んだ濃混合気が確実に成層化すること
で、良好に成層燃焼して、失火が少なくなり、燃費、エ
ミッションが向上する。 さらにまた、空気と燃料の噴射タイミング制御であるか
ら、制御が容易化する。
ジェクタを用いた２サイクル直噴エンジンにおいて、イ
ンジェクタからの燃料噴射をできるだけ空気噴射後に行
うので、燃料の噴射が良好になる。 さらに、特に低負荷では燃料が良好に微粒化し、加圧空
気の新気を多く含んだ濃混合気が確実に成層化すること
で、良好に成層燃焼して、失火が少なくなり、燃費、エ
ミッションが向上する。 さらにまた、空気と燃料の噴射タイミング制御であるか
ら、制御が容易化する。
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構成図、第２図はインジェクタの
部分の拡大断面図第３図は制御ユニットのブロック図、 第４図は空気、燃料の噴射期間を示す図、第５図は各負
荷の空気、燃料噴射状態を示す図である°。 ■・・・エンジン本体、８・・・燃焼室、１０・・・イ
ンジェクタ、４５・・・制御ユニット、５０・・・空気
噴射タイミング決定部、５１・・・燃料噴射タイミング
決定部α１．α３・・・空気噴射期間 α２・・・燃料噴射期間
御装置の実施例を示す構成図、第２図はインジェクタの
部分の拡大断面図第３図は制御ユニットのブロック図、 第４図は空気、燃料の噴射期間を示す図、第５図は各負
荷の空気、燃料噴射状態を示す図である°。 ■・・・エンジン本体、８・・・燃焼室、１０・・・イ
ンジェクタ、４５・・・制御ユニット、５０・・・空気
噴射タイミング決定部、５１・・・燃料噴射タイミング
決定部α１．α３・・・空気噴射期間 α２・・・燃料噴射期間
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ２サイクルエンジン本体の燃焼室に２流体式のインジ
ェクタを取付け、上記インジェクタに各運転条件に応じ
た燃料パルス信号で導入する燃料を、空気パルス信号で
上記インジェクタを開閉することにより噴射する加圧空
気で筒内直噴する２サイクル直噴エンジンにおいて、 排気ポートが閉じた後の点火時期迄の間に加圧空気噴射
期間を定め、 上記加圧空気噴射期間において負荷が小さい程遅れ側で
、上記加圧空気噴射期間終了手前に燃料導入期間を一定
の噴射率で定めて、燃料噴射するように制御することを
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
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63216090A JPH0264243A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置 |
| US07/395,952 US5020504A (en) | 1988-08-30 | 1989-08-18 | Fuel injection control system for a two-cycle engine |
| GB8918989A GB2222435A (en) | 1988-08-30 | 1989-08-21 | Two-stroke engine fuel injection control system |
| DE3928405A DE3928405A1 (de) | 1988-08-30 | 1989-08-28 | Kraftstoffeinspritz-steuersystem fuer eine zweitakt-brennkraftmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63216090A JPH0264243A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0264243A true JPH0264243A (ja) | 1990-03-05 |
Family
ID=16683093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63216090A Pending JPH0264243A (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ２サイクル直噴エンジンの燃料噴射制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5020504A (ja) |
| JP (1) | JPH0264243A (ja) |
| DE (1) | DE3928405A1 (ja) |
| GB (1) | GB2222435A (ja) |
Cited By (1)
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| US6260546B1 (en) * | 1999-04-21 | 2001-07-17 | E. Lanny Vaughn | Direct nitrous injection system operable from zero to 100% throttle control |
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1988
- 1988-08-30 JP JP63216090A patent/JPH0264243A/ja active Pending
-
1989
- 1989-08-18 US US07/395,952 patent/US5020504A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-08-21 GB GB8918989A patent/GB2222435A/en not_active Withdrawn
- 1989-08-28 DE DE3928405A patent/DE3928405A1/de not_active Ceased
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