JPH07208234A

JPH07208234A - ２サイクルエンジンの燃焼制御装置

Info

Publication number: JPH07208234A
Application number: JP626094A
Authority: JP
Inventors: Takeo Yoshida; 武雄吉田; Takahiro Suzuki; 隆広鈴木; Ryoichi Hirai; 良一平井
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1994-01-25
Filing date: 1994-01-25
Publication date: 1995-08-08

Abstract

(57)【要約】【目的】外部負荷によってエンジン回転数に変動があ
っても、安定した成層燃焼を実現して排気ガス特性や燃
費の改善を安定して達成することができる２サイクルエ
ンジンの燃焼制御装置を提供すること。【構成】エンジン負荷に対応してシリンダ２ａ内に導
入される空気の量を制御する空気量制御手段１７と、シ
リンダ２ａ内に燃料を局所的に点火プラグ９を指向して
直接噴射する第１燃料噴射弁３１と、燃料噴射時期と点
火時期をクランク角に対応して制御するエンジン制御装
置４９を備える２サイクルエンジン１の燃焼制御装置に
おいて、低負荷運転域においてはエンジン負荷とは無関
係にエンジン回転数の増加と共に点火時期を基準として
相対的に燃料噴射時期を進角せしめる。本発明によれ
ば、外部負荷によってエンジン回転数に変動が生じて
も、第１燃料噴射弁３１から噴射された燃料流ｑ₁ の先
端部が点火プラグ９の近辺に到達した時点でタイミング
良く確実に点火がなされるため、確実な成層燃焼が実現
し、排気ガス特性や燃費の改善が図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、低負荷運転域において
成層燃焼を行なう２サイクルエンジンの燃焼制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンには、排気ガス対策
や燃費の改善等を目的として、低負荷運転域において成
層燃焼を行なうようにしたものが出現している。

【０００３】上記成層燃焼は、低負荷運転域において気
筒内を空気で満たし、燃料噴射弁から燃料を点火プラグ
近傍に局所的に直接噴射してその周囲に形成される濃混
合気に着火することによって実現されるが、このとき、
燃料噴射弁から噴射された燃料流の先端部が点火プラグ
近辺に到達した時点で点火がなされるよう燃料噴射時期
と点火時期がクランク角に対応して制御されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃料噴
射弁から噴射された燃料流の先端部が点火プラグ近辺に
到達するに要する時間はエンジン回転数とは無関係に略
一定であるのに対し、クランク角に対して一義的に制御
される燃料噴射時期と点火時期との間の時間はエンジン
回転数によって変化し、エンジン回転数の増加と共に短
くなる。このため、エンジン回転数によっては、燃料噴
射弁から噴射された燃料流の先端部が点火プラグ近辺に
到達した時点でタイミング良く確実に点火することがで
きない場合がある。

【０００５】例えば、車両においては路面凹凸によっ
て、小型船舶では波浪によって外部負荷が変動すること
があり、斯かる場合には、一定のスロットル開度でエン
ジンを運転していても、エンジン回転数が変化して前記
問題が発生し、確実な成層燃焼がなされず、排気ガス特
性や燃費を悪化させる可能性があった。

【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、外部負荷によってエンジン回
転数に変動があっても、安定した成層燃焼を実現して排
気ガス特性や燃費の改善を安定して達成することができ
る２サイクルエンジンの燃焼制御装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、エンジン負荷に対応して気筒内に導入される空
気の量を制御する空気量制御手段と、気筒内に燃料を局
所的に点火プラグを指向して直接噴射する燃料噴射弁
と、燃料噴射時期と点火時期をクランク角に対応して制
御するエンジン制御手段を備える２サイクルエンジンの
燃焼制御装置において、前記エンジン制御手段に、低負
荷運転域においてはエンジン負荷とは無関係にエンジン
回転数の増加と共に点火時期を基準として相対的に燃料
噴射時期を進角せしめる機能を付与したことを特徴とす
る。

【０００８】又、本発明は、低負荷運転域における燃料
噴射時期と点火時期を、エンジン回転数の増加と共に両
者のクランク角差が増大するよう制御することを特徴と
する。

【０００９】

【作用】本発明によれば、低負荷運転域においてはエン
ジン負荷とは無関係にエンジン回転数の増加と共に点火
時期を基準として相対的に燃料噴射時期が進角せしめる
られるため、外部負荷によってエンジン回転数に変動が
生じても、燃料噴射弁から噴射された燃料流の先端部が
点火プラグ近辺に到達した時点でタイミング良く確実に
点火がなされ、この結果、確実な成層燃焼が安定して実
施され、排気ガス特性や燃費の改善が図られる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１１】図１は本発明に係る燃焼制御装置の構成を
示すブロック図、図２は２サイクルエンジンの縦断面
図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ
線断面図、図５は空気量制御手段の作用説明図、図６は
図１のＣ部拡大断面図、図７は図６の矢視Ｄ方向の図、
図８は図７のＥ−Ｅ線断面図、図９は図１のＦ部拡大断
面図である。

【００１２】先ず、図２に基づいて２サイクルエンジン
１の基本構成を説明する。

【００１３】本実施例に係る２サイクルエンジン１は、
低負荷運転域において成層燃焼を行なうものであって、
そのシリンダブロック２に形成されたシリンダ２ａ内に
はピストン３が上下摺動自在に嵌装されている。そし
て、ピストン３は、これの下方に図２の紙面垂直方向に
長く配されたクランク軸４にコンロッド５を介して連結
されている。尚、シリンダブロック２に一体に形成され
たアッパークランクケース２ｂとこれの下面に結着され
たロアークランクケース６の内部にはクランク室７が形
成されており、該クランク室７内に前記クランク軸４が
回転自在に支承されて収納されている。

【００１４】又、上記シリンダブロック２の上面にはシ
リンダヘッド８が被着されており、該シリンダヘッド８
には燃焼凹部８ａが形成されており、該燃焼凹部８ａと
前記ピストン３とで燃焼室Ｓが画成されている。更に、
シリンダヘッド８の頂部には点火プラグ９が螺着されて
おり、該点火プラグ９の電極部９ａは前記燃焼室Ｓに臨
んでいる。

【００１５】ところで、前記シリンダブロック２には、
図３に示すように、２つの主掃気ポート１０，１１と１
つの補助掃気ポート１２及び１つの排気ポート１３がそ
れぞれ形成されている。尚、上記２つの主掃気ポート１
０，１１は相対向する位置に形成されており、補助掃気
ポート１２は排気ポート１３に対向する位置に形成され
ている。そして、補助掃気ポート１２は、その上端開口
部１２ａがシリンダ２ａの上方に向かって開口してお
り、このため、該補助掃気ポート１２からの掃気流の排
気ポート１３への吹き抜けは殆んど生じない。

【００１６】一方、前記シリンダブロック２の下部に
は、クランク室７に開口する空気導入口１４が形成され
ており、該空気導入口１４には、空気のクランク室７方
向への流れのみを許容するリードバルブ１５が設けられ
ている。

【００１７】又、上記空気導入口１４には吸気管１６が
接続されており、該吸気管１６には空気量調整装置１７
を介して吸気マニホールド１８が接続されている。

【００１８】上記空気量調整装置１７は、図１に示すア
クセル装置１９における不図示のアクセルペダルの操作
量（エンジン負荷）とエンジン回転数をパラメータとし
て、空気導入口１４からリードバルブ１５を経てクラン
ク室７に吸入される空気の吸気量を制御するものであ
り、これは上下に形成された吸気ポート２０ａ，２１ａ
をそれぞれ開閉するメインバルブ２０とサブバルブ２１
を有している。尚、メインバルブ２０とサブバルブ２１
は不図示の付勢手段によって閉じ側に常時付勢されてい
る。

【００１９】而して、図４に示すように、メインバルブ
２０、サブバルブ２１の各駆動軸２２，２３には、これ
らのバルブ２０，２１の各開度を検出するためのポテン
ショメータ２４，２５がそれぞれ設けられており、サブ
バルブ２１の駆動軸２３にはモータ２６が連結されてい
る。

【００２０】又、図５に示すように、メインバルブ２０
の駆動軸２２の一端には第１揺動片２７が、サブバルブ
２１の駆動軸２３の一端には第２揺動片２８がそれぞれ
結着されている。そして、上記第１揺動片２７の外周部
には溝２７ａ（図４参照）と係止孔２７ｂ（図５参照）
が形成されており、溝２７ａには、その一端が前記アク
セル装置１９に連結されたスロットルワイヤー２９が巻
装され、該スロットルワイヤー２９の他端は第１揺動片
２７の前記係止孔２７ｂに係止されている。

【００２１】更に、図５に示すように、第１揺動片２７
と第２揺動片２８の間には連結ロッド３０が配設されて
おり、該連結ロッド３０の一端３０ａは第１揺動片２７
に回動自在に枢着され、他端３０ｂは第２揺動片２８に
形成された円弧状のガイド溝２８ａに摺動自在に係合さ
れている。

【００２２】一方、図２に示すように、前記シリンダヘ
ッド８の側壁部分には、主に低負荷運転域において成層
燃焼を行なわせるとともに、それ以外の運転領域におい
ても補助的に燃料を供給するための第１燃料噴射弁３１
が装着されており、又、前記シリンダブロック２の側壁
には、中・高負荷域において予混合燃焼を行なわせるた
めの第２燃料噴射弁３２が装着されている。

【００２３】ここで、上記第１燃料噴射弁３１は、図６
乃至図８に示すように、比較的大径の１つの噴射口３３
と比較的小径の３つの噴射口３４，３５，３６を有し、
噴射口３５は軸中心線上に開口し、この噴射口３５の両
側に噴射口３４，３６が開口している。

【００２４】そして、前記噴射口３３は、図６に示すよ
うに、縦断面図において軸線に対して角度θ₁ を成す方
向に上向きに形成され、該噴射口３３からは燃料が図１
に示すように点火プラグ９を指向して噴射される。

【００２５】他方、前記両側の噴射口３４，３６は、図
８に示すように、横断面図において軸線に対してそれぞ
れ角度θ₂ を成す方向に形成されており、３つの噴射口
３４〜３６からは燃料が図１に示すように燃焼室Ｓの点
火プラグ９とピストン３間の中間領域を指向して噴射さ
れる。

【００２６】ところで、本実施例では、前記点火プラグ
９を指向して噴射口３３から噴射される燃料（噴射燃料
流ｑ₁ ）の流量Ｑ₁ が前記中間領域を指向して噴射口３
４〜３６から噴射される燃料（噴射燃料流ｑ₂ ）の流量
Ｑ₂ よりも小さくなる（Ｑ₁＜Ｑ₂ ）ように、噴射口３
３〜３６の直径が決定されている（即ち、噴射口３３の
開口面積＞噴射口３４〜３６の開口面積の合計）。

【００２７】一方、前記第２燃料噴射弁３２は、図９に
示すように、所定角度θ₃ を成して開口する２つの噴射
口３７，３８を有しており、角度θ₃ の中心線方向は点
火プラグ９の設置位置に一致している。従って、燃料噴
射時には、各噴射口３７，３８からの噴射燃料は互いに
衝突して霧化し、該燃料がシリンダ２ａ内に拡散しつつ
点火プラグ９の方向に進むことになる。

【００２８】次に、燃焼制御装置の全体構成を図１に基
づいて説明する。尚、図１においては、図２乃至図５に
示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、そ
れらについての説明は省略する。

【００２９】図１において、３９は前記吸気マニホール
ド１８の吸気口であり、図示矢印ａは該吸気口３９から
吸入された空気の流れを、矢印ｂは２サイクルエンジン
１から排出される排気ガスの流れをそれぞれ示す。

【００３０】ところで、２サイクルエンジン１のクラン
ク軸４の回転動力は、出力軸４０、ギヤ４１，４２及び
入力軸４３を経て外部負荷４４に伝達されるが、クラン
ク軸４の端部には、エンジン回転数とクランク角を検出
するための計測用ギヤ４５が結着されている。尚、上記
計測用ギヤ４５には基準クランク角表示歯が形成されて
いる。

【００３１】又、図１において、４６は前記第１燃料噴
射弁３１と第２燃料噴射弁３２に一定圧の燃料を供給す
るための燃料供給装置、４７は前記点火プラグ９による
点火の時期を制御するための点火時期制御装置、４８は
クランク角センサを兼ねる回転数センサであり、該回転
数センサ４８は前記計測用ギヤ４５の近傍に配置されて
いる。

【００３２】而して、当該燃焼制御装置には、エンジン
制御装置（ＥＣＵ：Engine ControlUnit ）４９が設け
られており、このエンジン制御装置４９は、前記回転数
センサ４８によって検出されたエンジン回転数とクラン
ク角、前記ポテンショメータ２４，２５によって検出さ
れたメインバルブ２０とサブバルブ２１の各開度（特
に、メインバルブ２０の開度、つまり、エンジン負荷）
に基づいて空気量制御装置１７（モータ２６（サブバル
ブ２１の開度））と第１、第２燃料噴射弁３１，３２
（燃料噴射タイミングと燃料噴射量）及び点火時期制御
装置４７（点火時期）を制御することによって、低負荷
運転域においては成層燃焼を行なわしめ、それ以外の運
転領域（中・高負荷運転域）においては予混合燃焼を行
なわしめるものである。

【００３３】ここで、２サイクルエンジン１の作用を概
説する。

【００３４】図２に示すように、ピストン３が下死点に
位置するときには、主掃気ポート１０，１１と補助掃気
ポート１２及び排気ポート１３は開口しており、このと
き、前のサイクルでクランク室７に導入されてピストン
３で圧縮された空気は、主掃気ポート１０，１１と補助
掃気ポート１２を経てシリンダ２ａ内に流入し、シリン
ダ２ａ内に残留する排気ガスを排気ポート１３からシリ
ンダ２ａ外へ押し出す掃気作用を行なう。

【００３５】次に、ピストン３がシリンダ２ａ内を下死
点から上方へ移動すると、先ず主掃気ポート１０，１１
と補助掃気ポート１２がピストン３によって閉じられ、
シリンダ２ａ内に導入された空気が圧縮される圧縮行程
に移行するが、アクセル操作量が小さい低負荷運転域に
おいては前記掃気行程の後の圧縮行程中に第１燃料噴射
弁３１から燃料が局所的に噴射される。

【００３６】図１０にアイドル運転時（エンジン回転
数：７００ｒｐｍ）のタイミングチャートを示すが、同
図に示すように、前記エンジン制御装置４９が第１燃料
噴射弁３１に対して上死点前（BTDC）２４°（クランク
角）から駆動パルス信号を発信すると、実際の燃料噴射
が同２０°から始まり、前述のように、第１燃料噴射弁
３１の噴射口３３からは燃料が点火プラグ９を指向して
噴射され、他の噴射口３４〜３６からは燃料が点火プラ
グ９とピストン３間の中間領域を指向して噴射される。

【００３７】又、点火プラグ９による点火期間は上死点
前１７°から始まり、噴射燃料流ｑ₁ の先端部が点火プ
ラグ９の近辺に到達するのは同１６°である。

【００３８】従って、噴射燃料流ｑ₁ の先端部が点火プ
ラグ９の近辺に到達する直前（上死点前１７°）から点
火プラグ９による点火が始められる。

【００３９】ところで、点火プラグ９を指向して噴射さ
れた燃料流ｑ₁ は点火プラグ９の近傍に可燃混合気を形
成する（図１１のｍ₁ 参照）が、燃料量が絞られている
ため、混合気が過濃のために可燃域を外れることはな
く、点火プラグ９に火花が飛ぶと混合気が直ちに着火燃
焼する。

【００４０】これに対して、中間領域を指向して噴射さ
れた燃料流ｑ₂ の流量Ｑ₂ は点火プラグ９を指向して噴
射された燃料流ｑ₁ の流量Ｑ₁ よりも大きい（Ｑ₂ ＞Ｑ
₁ ）ため、中間領域での混合気は過濃となっている（図
１１のＧ参照）。

【００４１】然るに、前述のように点火プラグ９の近傍
の可燃混合気が着火燃焼すると、その火焔が核となって
周囲に広がり、点火プラグ９とピストン３間の中間領域
を指向して噴射されたより多くの燃料を加熱気化させ
る。

【００４２】そして、気化した燃料は周りの酸素を取り
込んで可燃混合気を形成し、この可燃混合気が着火燃焼
してその火焔が更にその周りの燃料を加熱気化させ、気
化した燃料は周りの酸素を取り込んで可燃混合気を形成
するという作用が繰り返され、中間領域を指向して噴射
された燃料が酸素を取り込みながら順次ゆっくり低温状
態で燃焼するため、安定した成層燃焼が実現し、排気ガ
ス中のＮＯ_X 量が低く抑えられる。

【００４３】更に、図１１に示すｍ₂ よりもピストン３
側には燃料が存在しないため、噴射された燃料が必要以
上に可燃領域外へ飛散することがなく、これによって未
燃ガスの発生が抑えられ、排気ガス中のＨＣ量が低く抑
えられるとともに、燃費が改善される。

【００４４】尚、図１１はシリンダ内における混合気濃
度分布を示す図である。

【００４５】ところで、第１燃料噴射弁３１の燃料噴射
時期と点火プラグ９による点火時期は前記エンジン制御
装置４９（点火時期制御装置４７）によってクランク角
に対応して制御されるが、本実施例では、図１３に示す
ように、低負荷運転域においてエンジン負荷一定として
外部負荷が軽減されるに従いエンジン回転数が増加し、
これと共に点火時期を基準として相対的に燃料噴射時期
が進角せしめられる。

【００４６】又、本実施例では、低負荷運転域における
燃料噴射時期と点火時期は、エンジン回転数の増加と共
に両者のクランク角差が増大するのみでなく、燃料噴射
時期と点火時期の双方が進角するよう制御される。

【００４７】図１３において、は燃料噴射弁３１の駆
動パルス発信期間（つまり、噴射駆動期間）、は燃料
の実噴射期間、は燃料流ｑ₁ が点火プラグ９を通過す
る期間、は点火期間である。

【００４８】図１３から分かるように、各期間〜の
始まりと終りの間のクランク角差はエンジン回転数の増
加と共に増大する。又、エンジン回転数の増加に伴う進
角の割合は、各期間〜の終りよりも始まりの方が大
きい。

【００４９】更に、の期間との期間は少なくとも一
部クランク角上において重複するようにしているため、
点火中、点火プラグ９を燃料噴射流ｑ₁ が通過すること
となり、確実な着火が得られる。この一部が重複する条
件を満たしつつ、の終りの時期をの終りの時期より
遅らせた場合、着火後燃料が通過することとなり、この
燃料は確実、且つ、ゆっくり燃焼するため、確実な成層
燃焼が可能となる。

【００５０】又、の始まりの時期をの始まりの時期
より早めるか一致させることにより、の期間中は必ず
燃料が点火プラグ９周りに存在することになり、確実な
着火が得られることとなる。

【００５１】以上のように、低負荷運転域における燃料
噴射時期と点火時期は、エンジン回転数のみをパラメー
タとして制御されるため、図１４に示すようにエンジン
回転数が一定（２０００ｒｐｍ）の場合には、スロット
ル開度α（エンジン負荷）とは無関係に、燃料噴射時期
及び点火時期の各始まりの時期は一定に保たれる。この
場合、〜の各期間の始まりと終りの間のクランク角
差は、エンジン負荷の増加と共に増大する。

【００５２】而して、本実施例によれば、前述のように
低負荷運転域においてはエンジン負荷とは無関係にエン
ジン回転数の増加と共に燃料噴射時期と点火時期との間
のクランク角差が増加せしめるられるため、外部負荷に
よってエンジン回転数に変動が生じても、第１燃料噴射
弁３１から噴射された燃料流ｑ₁ の先端部が点火プラグ
９の近辺に到達した時点でタイミング良く確実に点火が
なされるため、確実な成層燃焼が安定して実施され、排
気ガス特性や燃費の改善が図られる。

【００５３】他方、エンジン負荷が所定値より大きな中
・高負荷運転域においては、掃気行程中に既に第１及び
第２燃料噴射弁３１，３２からシリンダ２ａ内への燃料
噴射が開始され、この燃料の噴射は圧縮行程前に終了
し、シリンダ２ａ内には燃料の十分な拡散によって可燃
混合気が形成される。そして、ピストン３が上死点近く
に達すると、点火プラグ９の火花によって燃焼室Ｓ内の
可燃混合気が着火燃焼せしめられ、所謂予混合燃焼がな
される。

【００５４】ところで、ピストン３の上昇によってクラ
ンク室７内には負圧が発生し、この負圧によって空気が
吸気マニホールド１８、空気量制御装置１７、吸気管１
６及びリードバルブ１５を経て空気導入口１４からクラ
ンク室７内に導入される。

【００５５】而して、燃焼室Ｓでの混合気の燃焼による
爆発力によってピストン３が上死点を過ぎて下降する
と、クランク室７内に導入された空気はピストン３によ
って圧縮され、圧縮された空気は次のサイクルにおける
掃気及び混合気形成に供される。そして、ピストン３が
下死点近くまで下降すると、先ず排気ポート１３が開
き、混合気の燃焼によって生じた排気ガスが排気ポート
１３から排出される。その後、続いて主掃気ポート１
０，１１と補助掃気ポート１２が開くと、クランク室７
内で圧縮された空気は、主掃気ポート１０，１１と補助
掃気ポート１２からシリンダ２ａ内に流入して前記掃気
作用を行なう。

【００５６】以後、上述と同様の動作が繰り返されて２
サイクルエンジン１が連続運転される。

【００５７】次に、燃焼制御装置の作用を図５及び図１
２に基づいて説明する。尚、図１２はメインバルブ２０
の開度α（エンジン負荷）に対する吸気ポート２０ａの
開口面積の変化を示す図である。

【００５８】２サイクルエンジン１が停止状態にあると
きには、メインバルブ２０とサブバルブ２１は共に全閉
状態にあり、アイドリング状態にあるときには、エンジ
ン制御装置４９からの制御信号によってモータ２６が駆
動され、サブバルブ２１は図５に鎖線にて示すように矢
印方向に所定角度だけ開く。

【００５９】従って、エンジン１のアイドリング状態
（メインバルブ２０の開度α＝０）においては、吸気ポ
ートの開口面積は図１２の点ＩＤにて示す値（吸気ポー
ト２１ａの開口面積）を示し、不図示のアイドルポート
及びサブバルブ２１を通過した空気がリードバルブ１５
を通って空気導入口１４からクランク室７内に導入さ
れ、これにより従来のアイドルング状態よりも多量の空
気がシリンダ２ａ内に導入されて掃気に供されるため、
アイドリング時の掃気効率が高められる。

【００６０】尚、図１２において、破線Ｊはメインバル
ブ２０の吸気ポート２０ａの開口面積を、鎖線Ｋは両バ
ルブ２０，２１の吸気ポート２０ａ，２１ａの開口面積
の合計をそれぞれ示している。又、破線Ｌはエンジン回
転数を１５００ｒｐｍに保持した状態におけるサブバル
ブ２１の吸気ポート２１ａの開口面積の変化を、実線Ｍ
はエンジン回転数を４０００ｒｐｍに保持した状態にお
けるサブバルブ２１の吸気ポート２１ａの開口面積の変
化をそれぞれ示している。

【００６１】而して、アクセル装置１９におけるアクセ
ルペダルの踏み込み量が小さく、スロットルワイヤー２
９によって回動せしめられる第１揺動片２７とメインバ
ルブ２０の回動角が小さいために、ポテンショメータ２
４によって検出されるメインバルブ２０の開度αが設定
値α₀ （この値α₀ はエンジン回転数によって変化す
る）よりも小さな低負荷域（α＜α₀ ）においては、エ
ンジン制御装置４９は連結ロッド３０によりサブバルブ
２１を駆動制御するのではなく、モータ２６を駆動制御
してサブバルブ２１を図５に実線にて示すように矢印方
向に回動せしめてこれを開くとともに、第１燃料噴射弁
３１と点火時期制御装置４７を制御して燃焼室Ｓで混合
気の成層燃焼を行なわしめる。

【００６２】従って、成層燃焼が実行される低負荷域に
おいては、アクセル装置１９のアクセルペダルを徐々に
踏み込むと、メインバルブ２０が徐々に開くとともに、
該メインバルブ２０の動作により直接駆動されることな
く、エンジン制御装置４９はメインバルブ２０の動作
（エンジン負荷）をポテンショメータ２４により読み取
り、この値に基づく所定の開度とするようポテンショメ
ータ２５によるフィードバックを掛けながらモータ２６
を制御する。そして、モータ２６の駆動制御によってサ
ブバルブ２１が開き、該サブバルブ２１の吸気ポート２
１ａの開口面積は図１２の破線Ｌ（エンジン回転数が１
５００ｒｐｍのとき）又は実線Ｍ（エンジン回転数が４
０００ｒｐｍのとき）に沿って増加する。このように、
成層燃焼が行なわれる低負荷域においては、サブバルブ
２１を通しても空気が供給されるため、一時的に多量の
空気がシリンダ２ａでの掃気に供され、掃気効率及び排
気ガス特性の改善が図られる。

【００６３】その後、メインバルブ２０の開度αが設定
値α₀ （エンジン回転数が１５００ｒｐｍではα₀ ＝１
５°、４０００ｒｐｍではα₀ ＝２５°）に達すると、
エンジン制御装置４９はモータ２６の駆動制御を解除す
るため、サブバルブ２１は第２揺動片２８に形成された
ガイド溝２８ａの端部が連結ロッド３０の端部３０ｂに
当接するまで閉じ方向に急速に回動する。この結果、図
１２に示すように、サブバルブ２１の吸気ポート２１ａ
の開口面積は急激に減少し、それ以後、アクセルペダル
の踏み込みによってメインバルブ２０の開度αが増加す
ると、第２揺動片２８は連結ロッド３０により駆動され
て第１揺動片２７の回動に連動する。これによって、サ
ブバルブ２１はメインバルブ２０と一体的に開き方向に
回動し、両バルブ２０，２１の吸気ポート２０ａ，２１
ａの開口面積の和は図１２の鎖線Ｋに沿って増加する。
尚、図１２において斜線を付す領域は成層燃焼領域を示
す。

【００６４】而して、メインバルブ２０の開度αが設定
値α₀ 以上（α≧α₀ ）となる中・高負荷域において
は、前述のように予混合燃焼が行なわれる。先ず、メイ
ンバルブ２０の開度αが或る設定値α₁ （＞α₀ ）未満
である（α＜α₁ ）とき、つまり、サブバルブ２１が急
激に閉じた後にこれが開くまでの間では、低負荷域にお
けると同様に、第１燃料噴射弁３１のみから燃料が噴射
され、点火時期制御装置４７によって点火時期が低負荷
域における値より十分遅角され、十分に拡散された燃料
によって形成された混合気に点火が行なわれ、該混合気
が着火燃焼して予混合燃焼が行なわれる。

【００６５】そして、メインバルブ２０の開度αが前記
設定値α₁ を超える（α＞α₁ ）と、第１燃料噴射弁３
１と第２燃料噴射弁３２の双方から燃料が供給されると
ともに、点火時期制御装置４７によって点火時期が制御
され、十分に拡散された燃料によって形成された混合気
に点火され、予混合燃焼が行なわれる。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、エンジン負荷に対応して気筒内に導入される空気
の量を制御する空気量制御手段と、気筒内に燃料を局所
的に点火プラグを指向して直接噴射する燃料噴射弁と、
燃料噴射時期と点火時期をクランク角に対応して制御す
るエンジン制御手段を備える２サイクルエンジンの燃焼
制御装置において、低負荷運転域においてはエンジン負
荷とは無関係にエンジン回転数の増加と共に点火時期を
基準として相対的に燃料噴射時期を進角せしめたため、
外部負荷によってエンジン回転数に変動があっても、安
定した成層燃焼を実現して排気ガス特性や燃費の改善を
安定して達成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】本発明に係る燃焼制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】２サイクルエンジンの縦断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】空気量制御手段の作用説明図である。

【図６】図１のＣ部拡大断面図である。

【図７】図６の矢視Ｄ方向の図である。

【図８】図７のＥ−Ｅ線断面図である。

【図９】図１のＦ部拡大断面図である。

【図１０】アイドル運転時（エンジン回転数：７００ｒ
ｐｍ）のタイミングチャート

【図１１】シリンダ内における混合気濃度分布を示す図
である。

【図１２】メインバルブの開度（エンジン負荷）に対す
る吸気ポートの開口面積の変化を示す図である。

【図１３】低負荷運転時の燃料噴射時期と点火時期のエ
ンジン回転数に対する制御例を示す図である。

【図１４】低負荷運転時でエンジン回転数一定の場合の
燃料噴射時期と点火時期のスロットル開度（エンジン負
荷）に対する制御例を示す図である。

【符号の説明】

１２サイクルエンジン２ａシリンダ（気筒）９点火プラグ１７空気量制御装置（空気量制御手段）３１第１燃料噴射弁（燃料噴射弁）４７点火時期制御装置４９エンジン制御装置（エンジン制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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Ｆ０２Ｄ 43/00 ＪＦ０２Ｐ 5/15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン負荷に対応して気筒内に導入さ
れる空気の量を制御する空気量制御手段と、気筒内に燃
料を局所的に点火プラグを指向して直接噴射する燃料噴
射弁と、燃料噴射時期と点火時期をクランク角に対応し
て制御するエンジン制御手段を備える２サイクルエンジ
ンの燃焼制御装置において、前記エンジン制御手段に、
低負荷運転域においてはエンジン負荷とは無関係にエン
ジン回転数の増加と共に点火時期を基準として相対的に
燃料噴射時期を進角せしめる機能を付与したことを特徴
とする２サイクルエンジンの燃焼制御装置。
【請求項２】低負荷運転域における燃料噴射時期と点
火時期は、エンジン回転数の増加と共に両者のクランク
角差が増大するよう制御されることを特徴とする請求項
１記載の２サイクルエンジンの燃焼制御装置。