(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気吸入系統（Ａ）を備えた、クランク室予圧縮型の燃料噴射式２サイクル内燃エンジン（１）であって、
前記空気吸入系統（Ａ）は、ヒートインシュレータ（４４）の上流に空気・燃料混合器（４５）を配置し、
該空気・燃料混合器（４５）は、空気流通通路（４５ａ）と、該空気流通通路（４５ａ）内に配置されたスロットル弁（４５ｂ）と、燃料を供給するダイヤフラムポンプ（４５ｃ）と、燃料の加熱体（４６ｂ）を有する燃料噴射ノズル（４６）と、を備えていることを特徴とする燃料噴射式２サイクル内燃エンジン。
【請求項２】
前記空気吸入系統（Ａ）は、前記空気・燃料混合器（４５）の下流に吸気ポート（４１）もしくはリードバルブ（５５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射式２サイクル内燃エンジン。
【請求項３】
前記燃料噴射ノズル（４６）は、複数個備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射式２サイクル内燃エンジン。
【請求項４】
前記内燃エンジン（１）は、交流発電手段（３８）と制御装置（３６）とを備え、前記交流発電手段（３８）と前記制御装置（３６）は一体構成の単体構造体として、前記内燃エンジン（１）の冷却用ファン付きロータ（３５）の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料噴射式２サイクル内燃エンジン。
【請求項５】
前記制御装置（３６）は、点火制御装置（３７）と燃料制御装置（３９）とを備え、
前記燃料制御装置（３９）は、直流電力を矩形の連続したパルス波（Ｐ）に生成すると共に、該パルス波（Ｐ）の出力数を調節して噴射間隔を制御する噴射モード制御手段（３９ｃ）を備えていることを特徴とする請求項４に記載の燃料噴射式２サイクル内燃エンジン。
【請求項６】
前記噴射モード制御手段（３９ｃ）は、前記パルス波（Ｐ）を前記燃料噴射ノズル（４６）に毎回出力する毎回噴射モードもしくは該出力数を間引く間引き噴射モードとに切り替え制御を行うものであることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射式２サイクル内燃エンジン。
【請求項７】
前記燃料制御装置（３９）は、燃料の一回の噴射量を制御する噴射量制御手段（３９ｄ）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の燃料噴射式の２サイクル内燃エンジン。
【請求項８】
前記噴射量制御手段（３９ｄ）は、前記内燃エンジン（１）の回転数等のエンジン負荷に対応した信号に基づいて燃料の噴射量を制御するものであることを特徴とする請求項７に記載の２サイクル内燃エンジンの制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射ノズル（４６）は、複数個備えられ、前記噴射量制御手段（３９ｄ）は、前記複数の燃料噴射ノズル（４６Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・）に配置された各加熱体（４６ｂ、・・・）の加熱を選択的に制御するものであることを特徴とする請求項８に記載の２サイクル内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射式の内燃エンジンとその制御装置に係り、特に、チエーンソー、刈払機等の可搬式作業機に用いて好適な比較的小型の燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンとその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクル内燃エンジンでは、その燃料供給手段として、通常、気化器式のものが用いられているが、燃料噴射式とした例としては、例えば、特開昭６４−７３１６５号公報記載の技術がある。該技術は、燃料の噴射を直接燃焼室に行うべく、該燃焼室のシリンダヘッド部分に燃料噴射ノズルを配置したものであり、クランクケース内の圧力変動を利用して燃料ポンプを駆動し、該燃料ポンプにより前記燃料噴射ノズルに燃料を供給して前記燃焼室に直接燃料を噴射するもので、燃料の噴射過程、即ち、燃料が噴射ノズルから噴射される状態は、ピストンが下降することによって、クランクケース内の圧力が上昇し、前記ピストンがほぼ下死点にきた時、前記クランクケース内の圧力で前記燃料ポンプを作動させて燃料を燃料噴射ノズルに供給し、該燃料噴射ノズルから前記燃料ポンプの加圧圧力によって前記燃焼室に噴射させるものである。
【０００３】
また、前記と同様な燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンの他の一例としては、燃焼室に通じる空気通路（掃気通路）の途中に燃料噴射ノズルを配置し、シリンダ壁を構成する熱伝導壁に向けて前記噴射ノズルから燃料を衝突噴射することで気化状態として前記空気通路を通過する空気と気化混合させて、該混合気を前記燃焼室に供給する技術がある（米国特許第４，８７６，９９９号明細書参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、環境問題の高まりから小型２サイクル内燃エンジンにおいても、排ガス中の有害成分の低減化と低騒音化が強く要請されている。特に、気化器式の２サイクル内燃エンジン特有の問題として、未燃混合気のシリンダ室からの吹き抜け現象に起因する排ガス中のＨＣの低減、あるいは、エアクリーナ側への燃料の吹き返し現象による未燃燃料ガスの排出の防止が大きな課題となっており、その解決が望まれている。
【０００５】
また、近年、４サイクル内燃エンジンにおいては、リーンバーンエンジンあるいは燃料を直接燃焼室に噴射する直接噴射式エンジンが実用化されて、希薄燃焼技術よる排ガス中の有害成分の低減が考慮されており、該技術の２サイクル内燃エンジンへの適用が模索されている。
【０００６】
そして、前記提示の第一の従来技術（特開昭６４−７３１６５号公報）は、燃料噴射ノズルをシリンダ本体に装着し、燃料を燃焼室に噴射ノズルから直接噴射するものであるので、従来の気化器式の２サイクル内燃エンジンに比べて、未燃混合気のシリンダ室からの吹き抜け現象によるＨＣの排出、あるいは、エアクリーナ側への燃料の吹き返し現象による未燃燃料ガスの排出を減少させることができるが、エンジン本体の構造自体は、２サイクルであるので、該構造上の問題から前記未燃燃料ガスの排出低減は、十分なものとは云えず、改良の余地がある。
【０００７】
また、前記技術は、燃料が燃料ポンプの吐出圧力によって、その吐出作動時に燃料噴射ノズルから噴射されるものであるので、燃料噴射時期の調節、及び、燃料量の調節がしにくく、希薄燃焼等の空燃比制御ができ難い構造のものである。更に、前記技術は、アイドリング時にピストンががたつく、あるいは、燃焼音が大きいという２サイクル内燃エンジンの特有の現象を改善したものでもない。
【０００８】
一方、前記第二の従来技術（米国特許第４、８７６、９９９号明細書）は、燃焼室に通じる空気通路の壁に向けて燃料を衝突噴射して空気と混合するものであるので、通常の２サイクル内燃エンジンと同様に、エンジン内に空気を取り入れるエアークリーナ側への燃料の吹き出し現象が生じ易く、未燃燃料ガスが前記エアクリーナを介して外部に放出される虞があり、環境保全上の問題がある。
【０００９】
更に、前記提案の技術は、シリンダ壁を構成する熱伝導壁に向けて前記噴射ノズルから燃料を衝突噴射するものであるから、前記リーンバン燃焼等のエンジンの空燃比制御が面倒である。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、気化器式２サイクル内燃エンジンの構造の変更を最小限にして簡単に適用でき、かつ、燃料の噴射時期とその燃料量の調整等の制御が容易で、かつ、排ガス中の有害成分の低減、更には、吸気側への燃料の吹き返し現象を防止し、エンジン騒音をも低下させ得る燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンとその制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明の燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンは、基本的には、空気吸入系統を備えたクランク室予圧縮型であって、前記空気吸入系統は、ヒートインシュレータの上流に空気・燃料混合器を配置し、該空気・燃料混合器は、空気流通通路と、該空気流通通路内に配置されたスロットル弁と、燃料を供給するダイヤフラムポンプと、燃料の加熱体を有する燃料噴射ノズルと、を備え、前記空気・燃料混合器の下流に吸気ポートもしくはリードバルブを備えていることを特徴としている。
【００１１】
そして、本発明に係る燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンの好ましい具体的な態様としては、前記燃料噴射ノズルが、複数個備えられ、前記内燃エンジンは、交流発電手段と制御装置とを備え、前記交流発電手段と前記制御装置は一体構成の単体構造体として、前記内燃エンジンの冷却用ファン付きロータの近傍に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
前述の如く構成された本発明の燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンは、従来の気化器の配置位置に該気化器に代えて噴射ノズル付きの燃料・空気混合器を配置する構成としたので、吸入空気に対する燃料の流量制御の精度を高めることができると共に、前記燃料・空気混合器の外部構造を従来の気化器と同じくし、内部構造を一部変更するのみで、従来の内燃エンジンの気化器に代えて、簡単に置き換えることができる。
【００１３】
また、点火制御装置、交流発電手段部、及び、燃料制御回路を一体化した構造の制御装置としたことで、該制御装置で点火及び燃料噴射の両制御が可能で、かつ単体として取り扱うことでできると共に、冷却用ファン付きロータの近傍に配置したことで、前記内燃エンジン全体をコンパクトにできる。
【００１４】
一方、本発明の２サイクル内燃エンジンの制御装置は、基本的には、点火制御装置と燃料制御装置とを備え、該燃料制御装置が、直流電力を矩形の連続したパルス波に生成すると共に、該パルス波の出力数を調節して噴射間隔を制御する噴射モード制御手段を備え、該噴射モード制御手段が、前記パルス波を前記燃料噴射ノズルに毎回出力する毎回噴射モードもしくは該出力数を間引く間引き噴射モードとに切り替え制御を行うものであることを特徴としている。
【００１５】
また、前記燃料制御装置が、燃料の一回の噴射量を制御する噴射量制御手段を備え、該噴射量制御手段が、前記内燃エンジンの回転数等のエンジン負荷に対応した信号に基づいて燃料の噴射量を制御するものであり、多数の燃料噴射ノズルに配置された各加熱体の加熱を選択的に制御するものであることを特徴としている。
【００１６】
前記の如き構成の内燃エンジンの制御装置は、燃料噴射ノズルから噴射する燃料を制御する手段として、噴射モード制御手段を備えたので、前記交流発電手段の起電力を矩形のパルス波に生成し、各パルス波毎の毎回噴射、及び、複数の形態の間引き噴射等を適宜選択して、燃料噴射モードを替えて内燃エンジンの運転を行うことができる。このため、大きな負荷出力を必要としないアイドル回転時等の低回転において間引き噴射を行うことによって、前記内燃エンジンの回転の安定性を向上させることができると共に、前記低回転時の排気音を良好な音質にすることができ、騒音による不快感を低減できる。
【００１７】
また、本発明の内燃エンジンの制御装置は、燃料噴射ノズルから噴射する燃料を制御する手段として、噴射量制御手段を備えたので、多数の燃料噴射ノズルの各加熱体を各別に選択制御することで、一回の噴射における燃料の噴射量を容易に変更できる。該変更によって内燃エンジンの出力が変更され、負荷変動に容易に対応できる制御が可能になると共に、リーンバーン燃焼（希薄燃焼）等のエンジンの空燃比制御も、正確に、かつ、容易に行うことができ、加速時等に必要な一時的に濃い混合空気をタイムラグ無しに燃焼室に供給できる。
【００１８】
更に、クランク室から吸気ポート側への吸気の逆流時に、燃料の噴射を意図的に中断させることによって、燃料が前記吸気ポートを介してエヤークリーナから外部に放出されることの防止、いわゆる、吸気側への燃料の吹き返しを防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンとその制御装置の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に使用される燃料噴射式２サイクル内燃エンジン１（以下、単に内燃エンジンと云う）の縦断面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面を示している。前記内燃エンジン１は、いわゆるシュニューレ式のクランク室予圧縮型の空冷２サイクル内燃エンジンであり、上下方向にピストン４が摺動自在に嵌挿されたシリンダ室３を有するシリンダブロック２と、該シリンダブロック２の下側に連結されて内部にクランク室６を形成する割り型のクランクケース５と、前記シリンダブロック２の上側に該シリンダブロック２と一体に成形されたシリンダヘッド部７とを備えており、その外周部には多数の空冷用の冷却フィン８が形成され、前記シリンダヘッド部７の適位置に、後述する制御装置３６内の点火制御装置３７に高圧ケーブル３６ａを介して接続された点火プラグ９が装着されている。
【００２０】
前記クランク室６は、密閉された短円筒形をしており、その左右端の中央部分にクランク軸３０が軸支され、該クランク軸３０のクランクピン３１には連接ロッド３２を介して前記ピストン４が枢支連結されていると共に、前記連接ロッド３２を挟むように前記クランクピン３１の左右に一対の扇形等のクランクウエブ３４、３４が固定されており、該クランクウエブ３４、３４は前記クランク軸３０と一体に回転せしめられる。
【００２１】
前記クランク軸３０の一端には、空冷用のファン付きロータ３５が固定されており、該ロータ３５の外周には、磁石３５ａが埋め込まれている。前記ロータ３５の外周面と対向する位置には、点火制御装置３７と燃料制御装置３９とを一体に組み込んだ、内燃エンジンの制御装置３６（詳細後述）が配置され、該内燃エンジンの制御装置３６の出力電力を、配線３６ａ、３６ｂの各々を介して前記点火プラグ９と燃料噴射ノズル４６（詳細後述）に供給する。
【００２２】
また、前記シリンダブロック２は、前記シリンダ室３の前記クランク軸３０の軸線と直交する方向の内面に開口する排気ポート４０を備えると共に、該排気ポート４０と対向する内面（１８０度ずれた位置）に段違いに下げた吸気ポート４１を開口し、前記排気ポート４０と前記吸気ポート４１と９０度位置をずらせた内面（図２の左右）に一対の掃気ポート４２、４２が対向して開口している。これ等の掃気ポート４２、４２は、前記シリンダブロック２の下方に延びて前記クランク室６に連通する掃気通路４３、４３の上端に形成されている。
【００２３】
前記吸気ポート４１側の空気吸入系統Ａには、ヒートインシュレータ４４を介して空気・燃料混合器４５が配備されている。該空気・燃料混合器４５の上流側である空気流入側にはエアクリーナー２１が備えられている。
図３は、前記空気・燃料混合器４５の一例の内部構造の概略を示したものであり、該空気・燃料混合器４５は、基本的には周知のダイヤフラム式気化器と同一の構成を有し、空気流通通路４５ａ、該空気流通通路４５ａ内に配置されたスロットル弁４５ｂ、燃料を供給するダイヤフラムポンプ４５ｃ、燃料噴射ノズル４６等を備えている。
【００２４】
燃料タンク４７からの燃料は、前記内燃エンジン１のクランク室６から連通路４５ｄを介して伝達される前記クランク室６の脈圧によって駆動される前記ダイヤフラムポンプ４５ｃによって、配管４７ａを介して前記空気・燃料混合器４５の燃料溜４５ｅに供給され、該燃料溜４５ｅから前記燃料噴射ノズル４６に供給される。
【００２５】
該燃料噴射ノズル４６は、その内部に前記燃料制御装置３９に接続された電熱ヒータ等の発熱体（発熱素子）４６ｂを備え、該発熱体４６ｂが前記燃料制御装置３９からの電力で瞬時に高電圧加熱されることによって、前記ノズル４６に供給されている燃料が瞬間的に加熱され、該燃料が状態変化して、気泡を発生させる。該気泡の成長に伴って前記ノズル４６の内圧が高まり、燃料が前記ノズル４６の前記ノズル先端４６ａから前記空気・燃料混合器４５内の空気流通通路４５ａに噴射される。
【００２６】
前記ノズル４６は、複数設けられ、該各ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・毎に前記発熱体４６ｂを備えており、該発熱体４６ｂ、・・・を各別に選択的に制御することによって噴射燃料の量を調整することができる。また、前記ノズル４６内にセラミック等の多孔質材を配設し、該多孔質材内に燃料をしみ込ませる状態として前記加熱体４６ｂで加熱する構造とすることもできる。
【００２７】
前記エアクリーナ２１から供給された空気は、前記スロットル弁４５ｂで流量を調整されると共に、前記燃料噴射ノズル４６から噴射される燃料と混合され、混合気として、前記ヒートインシュレータ４４内の通路４４ａを介して前記吸気ポート４１から前記クランク室６に供給される。
【００２８】
前記排気ポート４０側には、マフラー２０が配備され、前記シリンダ２内の燃焼室３で燃焼した燃焼排ガスは、前記排気ポート４０を介して前記マフラー２０内に導かれ、該マフラー２０で該燃焼排ガスを消音すると共に、浄化して外部に排出する。
【００２９】
図４は、本実施形態の前記内燃エンジン１の制御装置３６の内部構成図、及び、該制御装置３６によって作動する前記点火プラグ９と前記燃料噴射ノズル４６との関連を示した図である。
【００３０】
前記内燃エンジン制御装置３６は、ＣＤＩ式やＴＣＩ式等の電子式点火制御装置３７、交流発電手段３８、及び、燃料制御装置３９を一体に組み込んだ構成となっており、前記交流発電手段３８は、前記冷却用ファン付きロータ３５の回転に伴い発電を行い、前記点火制御装置３７と前記燃料制御装置３９とに電力を供給して、前記点火プラグ９と前記燃料噴射ノズル４６とを作動せしめるものである。
【００３１】
前記点火制御装置３７は、点火時期制御用のピックアップコイル３７ａ、前記発電手段３８からの交流電力の半波整流を行う点火電源回路３７ｂ、点火制御回路３７ｃ、及び、イグニッションコイル３７ｄ等からなる通常の構成を有している。
【００３２】
一方、前記燃料制御装置３９は、前記点火電源回路３７ｂと逆相の半波整流を行う噴射電源回路３９ａと、燃料の噴射時期と噴射量を制御する噴射燃料制御手段（回路）３９ｂとから成っている。該噴射燃料制御手段３９ｂは、燃料の噴射時期を制御する噴射モード制御手段３９ｃと、燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段３９ｄとを備えている。
【００３３】
前記点火制御装置３７は、前記点火プラグ９に前記高圧ケーブル３６ａを介して接続されていると共に、前記燃料制御装置３９は、前記空気・燃料混合器４５の燃料噴射ノズル４６に配線３６ｂ，３６ｂを介して接続されている。
【００３４】
前記点火制御装置３７は、前記交流発電手段３８で発生する交流起電力を利用して点火するものであるが、実際に点火用に利用される起電力は、その発生する電圧のプラス側もしくはマイナス側のいずれか一方の半波電圧であり、他方の電圧は利用されていない方式のものである。本実施形態においては、この利用されていない側の半波電圧を利用して、前記燃料噴射ノズル４６を作動させる。
【００３５】
具体的には、前記交流発電手段３８は、前記冷却用ファン付きロータ３５の回転に伴い交流起電力を発生し、電圧がプラス側（もしくはマイナス側）からマイナス側に変わる瞬間に前記プラス側（もしくはマイナス側）の電圧に基づき点火がおこなわれるが、前記燃料噴射ノズル４６は、前記発生した交流起電力の反対のマイナス側（もしくはプラス側）を利用するべく、前記点火制御装置３７から前記交流起電力を取り出して前記燃料制御装置３９に供給し、前記点火制御装置３７とは反対側のマイナス側（もしくはプラス側）の電圧を利用して、前記燃料噴射ノズル４６の発熱体４６ｂを瞬間的に加熱させて燃料を噴射させる。
【００３６】
即ち、前記交流発電手段３８で発電された交流電力を、ピックアップコイル３８ａを介して前記燃料制御装置３９に供給し、前記噴射電源回路３９ａで半波整流して直流とすると共に、前記噴射制御手段３９ｂに供給する。該噴射燃料制御手段３９ｂは、前記点火制御装置３７の前記点火制御回路３７ｃからの出力信号等に基づいて、前記配線３６ｂを介して前記加熱体４６ｂ、・・・に出力し、該加熱体４６ｂ、・・・を瞬間的に高電圧加熱して、燃料を前記燃料噴射ノズル４６の前記ノズル端部４６ａから前記空気・燃料混合器４５の空気流通通路４５ａ内に噴射する。
【００３７】
前記噴射モード制御手段３９ｃは、パルスジェネレータ等で前記直流電力を矩形の連続したパルス波Ｐとすると共に、該パルス波Ｐの出力間隔を制御して噴射間隔（噴射モード）を制御するものである。具体的制御の形態としては、前記パルス波Ｐの各波ごとに前記噴射ノズル４６から燃料を毎回噴射させるか、あるいは、前記パルス波Ｐの出力を一波置きに休止してパルス波の二波に対して一回噴射させる間引き噴射、更には、前記パルス波の出力を連続する三波に対して二波を休止してパルス波の三波に対して一回噴射させるか等の、間引き噴射モードを選択的に制御するものである。また、吸気（エアクリーナ２１）側への前記燃焼室４からの燃料の吹き返しを防止するために、前記内燃エンジン１の各行程の内、前記燃焼室４から吸気側への逆流中（ピストンの下死点前の所定期間）は、図５（ａ）、（ｂ）に示されているように、燃料の噴射を意図的に中断するべく、前記パルス波を連続して出力せずに、燃料の噴射を休止するモードとすることもできる。
【００３８】
更に、前記噴射モード制御手段３９ｃは、前記内燃エンジン１の運転にともなう各種の変動値の検出手段に基づいて作動するものであり、例えば、前記内燃エンジン１のスロットルレバー５１やスロットル弁４５ｂにポテンショメータ、ロータリースイッチ等の、検出手段としての角度センサー５０を配置し、該角度センサ５０の角度信号に基づき、前記噴射モード制御手段３９ｃを作動させて噴射モードを変更させる。前記内燃エンジン１のスロットル弁４５ｂを操作する前記スロットルレバー５１の動きを前記角度センサ５０で検出し、その作動位置の変更（前記スロットル弁４５ｂの開度の変更）により、前記毎回噴射か、間引き噴射か、等の噴射モードを変換する。
【００３９】
前記噴射量制御手段３９ｄは、多数設けられた前記噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、の各発熱体４６ｂ、・・・を各別に選択的に加熱制御して、前記噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、の全体から噴射される燃料の量を調整制御するものであり、前記内燃エンジン１の回転数や前記点火プラグ９の座温等、エンジン負荷の変動を検出する負荷検出手段５３の出力信号に基づき、前記噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、全体として噴射される燃料量を変更する。即ち、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、例えば、三個の噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃが配置されている場合には、その運転状態の相違により、前記三個の噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃを選択して噴射もしくは噴射休止を行い、一回の噴射量の調節を行って、前記内燃エンジン１のアイドリング時、部分負荷時、全負荷時等の運転を行う。
【００４０】
次に、前記の如く構成された本実施形態の内燃エンジン１の制御装置３６の作動について説明する。
図１及び図２に示す実施形態の内燃エンジン１は、いわゆる、ピストンバルブ式のものであり、吸入バルブや排気バルブを設けずに、前記ピストン４が上下摺動移動することで、前記吸気ポート４１もしくは排気ポート４０を、前記クランク室６もしくは前記シリンダ室３に開口することで吸気もしくは排気を行い、前記両バルブの作用をしている。
【００４１】
前記内燃エンジン１が稼働して前記ピストン４が上下移動をしている状態において、エアクリーナ２１から外部空気が流入して空気・燃料混合器４５を通り、吸気ポート４１に導かれると共に、前記内燃エンジン１の制御装置３６の前記燃料噴射制御手段３９ｂからの出力信号（パルス信号）に基づき、前記燃料噴射ノズル４６の前記加熱体４６ｂが加熱され、前記燃料噴射ノズル４６の前記ノズル先端４６ａから燃料が、前記空気・燃料混合器４５内の空気流通通路４５ａ内に噴射され、吸入空気と混合されて混合気となる。
【００４２】
前記ピストン４が下降して下死点近くになると、最初に前記排気ポート４０が開口して前記シリンダ室３内の燃焼排ガスを前記内燃エンジン１外に排出し、次で、前記掃気ポート４２、４２が開口する。該掃気ポート４２、４２の開口により、予圧縮された前記クランク室６内の混合気が前記掃気通路４３、４３を介して前記シリンダ室３に流入し、該シリンダ室３に残留している燃焼排ガスを前記排気ポート４０を介して外部に追い出しながら前記シリンダ室３を掃気する。この時、前記混合気も前記排気ポート４０から幾分排出されることとなる。
このように、掃気作用をしている間に前記ピストン４が上昇を始め、再び、前記掃気ポート４２が塞がれる。
【００４３】
前記ピストン４が更に上昇して、まず、前記掃気ポート４２、４２を塞ぎ、次いで、前記排気ポート４０を塞いで圧縮行程に入り、前記ピストン４が上死点近傍に来たとき前記点火プラグ９に前記内燃エンジン制御装置３６の前記点火制御装置３７からの高圧電力が前記高圧ケーブル３６ａを介して供給され、その放電火花によりシリンダ室３内の圧縮混合気が点火爆発される。
【００４４】
なお、前記ピストン４が圧縮行程になると、該ピストン４が上昇することによって、前記クランク室６内の圧力が低下するので、前記ピストン４のスカート部４ａが前記吸気ポート４１の下縁を通過して更に上昇し、該吸気ポート４１が前記クランク室６に開口すると同時に、外部空気をエアクリーナ２１を介して吸入し、前記空気・燃料混合器４５を介して混合気として前記クランク室６内に吸入し始める。前記シリンダ室３内の混合気が爆発して膨張行程に入り、前記ピストン４が下降して前記吸気ポート４１を塞ぐと、前記吸入された混合気は、前記クランク室６内で予圧縮され、次で、前記掃気ポート４２、４２が開かれて前記シリンダ室３に連通すると、前記予圧縮された吸入混合気は、前記掃気通路４３、４３を介して前記掃気ポート４２、４２から前記シリンダ室３に流入され、前述の行程を繰り返す。
【００４５】
前記燃料噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・からの燃料の噴射において、前記燃料噴射制御手段３９ｂの前記噴射モード制御手段３９ｃが、前記角度センサ５０の出力信号に基づき、パルス波Ｐの各波ごとに前記噴射ノズル４６から燃料を毎回噴射させるか、あるいは、前記パルス波Ｐの出力を一波置きに休止してパルス波の二波に対して一回噴射させる間引き噴射、更には、前記パルス波の出力を連続する三波に対して二波を休止してパルス波の三波に対して一回噴射させるか等の間引き噴射モードに、選択的に制御される。
【００４６】
また、同様に、前記燃料噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・からの燃料の噴射において、前記燃料噴射制御手段３９ｂの前記噴射量制御手段３９ｄが、前記内燃エンジン１の回転数等を検出する前記負荷検出手段５３の出力信号等のエンジンの各種の検出信号に基づき、前記多数の燃料噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・の多数の発熱体４６ｂ、・・・を各別に選択して通電制御することで、前記燃料噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・から噴射される燃料の全体としての噴射量を制御する。
【００４７】
更に、前記噴射モード制御手段３９ｃと前記噴射量制御手段３９ｄとの複合制御によって、燃料の各噴射モード（パルス信号毎の毎回噴射と間引き噴射）と噴射量の増減とを適宜組み合わせて、多様で、かつ、広範囲の燃料の噴射制御が行なわれる。
【００４８】
前記の如き本実施形態の内燃エンジン１の制御装置３６は、燃料噴射ノズル４６から噴射する燃料を制御する手段として、噴射モード制御手段３９ｃを備えたので、前記交流発電手段３８の起電力に基づき矩形のパルス波Ｐを生成し、該各パルス波Ｐ毎の毎回噴射、及び、複数の形態の間引き噴射等を適宜選択して、燃料噴射モードを替えて内燃エンジン１の運転を行うことができる。このため、大きな負荷出力を必要としないアイドル回転時等の低回転において間引き噴射を行うことによって、前記内燃エンジン１の回転の安定性を向上させることができると共に、前記低回転時の排気音を良好な音質にすることができ、騒音による不快感を低減できる。
【００４９】
また、本実施形態の内燃エンジン１の制御装置３６は、燃料噴射ノズル４６から噴射する燃料を制御する手段として、噴射量制御手段３９ｄを備えたので、多数の燃料噴射ノズル４６Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・の各加熱体４６ｂ、・・・を各別に選択制御することで、一回の噴射における燃料の噴射量を容易に変更でき、該変更によって内燃エンジン１の出力を変更することで、負荷変動に容易に対応できる内燃エンジン１を提供できると共に、リーンバーン燃焼（希薄燃焼）等のエンジンの空燃比制御も、正確に、かつ、容易に行うことができ、加速時等に一時的に必要な濃い混合気を、タイムリーに燃焼室３に供給できる。
【００５０】
更に、クランク室６から吸気ポート４１側への吸気の逆流時に、燃料の噴射を意図的に中断させることによって、燃料が前記吸気ポート４１を介してエヤークリーナ２１から外部に放出される、いわゆる、吸気側への燃料の吹き返しを防止することができる。
【００５１】
更にまた、本実施形態は、従来の気化器に代えて空気・燃料混合器４５を用いる構成としたので、燃料の流量制御の精度を高めるもとができ、かつ、従来の気化器式内燃エンジンの気化器部分を前記空気・燃料混合器４５に置き換えることによって、容易に燃料噴射式内燃エンジンとすることができる。前記気化器部分の前記空気・燃料混合器４５への置き換えにおいても、主要構造を同じくし、内部構造のごく一部を変更するのみで、簡単に変更ができる。
【００５２】
更にまた、点火制御装置３７、交流発電手段部３８、及び、燃料制御回路３９を一体化した構造の制御装置３６を、冷却用ファン付きロータ３５の近傍に配置したので、前記制御装置３６の全体をコンパクトにできると共に、該装置３６で、点火及び燃料噴射の両制御が可能となった。
【００５３】
以上、本発明の一実施形態について詳説したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
【００５４】
例えば、前記実施形態においては、シリンダブロックに設けた吸気ポートの上流に空気・燃料混合器を配備する内燃エンジンについて記載したが、図７に示すように、混合気を空気吸入系統Ａのリードバルブ５５を介してクランク室６に供給するタイプの内燃エンジン１’おける、該空気吸入系統Ａのリードバルブ５５の上流にヒートインシュレータ５６を介在して空気・燃料混合器４５を配備する構成とすることもできる。
また、前記燃料噴射ノズル４６は、燃料噴射作用体としては、発熱素子に限らす、圧電素子、あるいは、電磁素子を使用することも可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明の燃料噴射式の２サイクル内燃エンジンは、従来の気化器式の２サイクル内燃エンジンを最小限の構造変更で、簡単に燃料噴射式にすることができる。
また、本発明の制御装置は、燃料の噴射時期（噴射間隔）を制御する噴射モード制御手段と燃料の噴射量を制御する噴射量制御手段とを備えているので、２サイクル内燃エンジンでありながら、燃料の噴射時期（噴射間隔）とその燃料噴射量の調整等の制御が容易にできると共に、排ガス中の有害成分の低減、吸気側への燃料の吹き返しの防止、及び、エンジン騒音の低下とを可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の２サイクル内燃エンジンの縦断面図。
【図２】図１の内燃エンジンのＩＩ−ＩＩ矢視断面図。
【図３】図１の内燃エンジンの空気・燃料混合器の概念図。
【図４】図１の内燃エンジンの制御装置の機能配線図。
【図５】図４の内燃エンジンの制御装置の燃料噴射間隔モードの一例を示すものであって、（ａ）は、燃料噴射間隔が密な場合を示す図であり、（ｂ）は燃料噴射間隔が粗い場合を示す図。
【図６】図４の内燃エンジンの制御装置の燃料噴射量モードの一例を示すものであって、
（ａ）は、複数の燃料ノズルの各噴射量を示す図であり、（ｂ）は、前記複数の燃料ノズルの各噴射と運転状態を示す図。
【図７】本発明の他の実施形態の２サイクル内燃エンジンの縦断面図。
【符号の説明】
１            ２サイクル内燃エンジン
６            クランク室
３５        冷却用ファン付きロータ
３６        内燃エンジンの制御装置
３７        点火制御装置
３８        交流発電手段
３９        燃料制御装置
３９ｃ    噴射モード制御手段
３９ｄ    噴射量制御手段
４１        吸気ポート
４５        空気・燃料混合器
４５ｂ    スロットル弁
４６        燃料噴射ノズル
４６ｂ    加熱体
５５        リードバルブ
Ａ            空気吸入系統
Ｐ      パルス波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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