(57)【要約】【課題】燃焼状態を安定化し得て、排気ガスの低減を実現することができる２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】２サイクルエンジン本体の１つの気筒に対して主として低回転・低負荷時に燃料噴射する第１のインジェクタ８と、１つの気筒に対して主として高回転・高負荷時に燃料噴射する第２のインジェクタ１２と、運転状況を取得し且つその運転状況に応じて第１，第２のインジェクタ８，１２による燃料噴射量を完全に切り換える制御回路２４とを備えている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２サイクルエンジン本体の１つの気筒に対して主として低回転・低負荷時に燃料噴射する第１のインジェクタと、前記１つの気筒に対して主として高回転・高負荷時に燃料噴射する第２のインジェクタと、運転状況を取得し且つその運転状況に応じて前記第１，第２のインジェクタによる燃料噴射量を完全に切り換える切換制御部と、を備えていることを特徴とする２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記第１のインジェクタは前記１つの気筒に対するクランク室よりも吸気経路下流側に配置され、前記第２のインジェクタは前記１つの気筒に対するクランク室よりも吸気経路上流側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記切換制御部は、前記各インジェクタによる燃料噴射を切り換える際に、一方のインジェクタによる燃料噴射量を漸減しつつ他方のインジェクタによる燃料噴射量を漸増することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記切換制御部は、前記各インジェクタによる燃料噴射を切り換える際に、燃焼室までの離間距離の差を考慮して、離間距離の長い方のインジェクタの切り換えを開始した後、所定時間経過後に離間距離の短い方のインジェクタの切り換えを開始することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記切換制御部は、運転状況としてのエンジン回転数又はスロットル開度が大きくなるに従って前記各インジェクタによる燃料噴射を切り換える所定時間を短くすることを特徴とする請求項４に記載の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２サイクルエンジンでは、掃気工程中にある程度の吹き抜けは避けることができないことから、掃気は空気のみで行い、吹き抜けのない位置及びタイミングで燃料を燃焼室に供給するのが望ましい。
【０００３】
この際、４サイクルエンジンに使用されるような安価な電磁ソレノイド形式のインジェクタを２サイクルエンジンに用いた場合、噴射圧力が低いために燃焼に必要な量の燃料を短時間で噴射することができないという問題がある。
【０００４】
また、低圧タイプのインジェクタを２サイクルエンジンに用いた場合、燃料噴射時間を短くすると燃料の微粒子化が不充分となってしまい、良好な燃焼状態を得ることができないという問題がある。
【０００５】
そこで、安価な低圧インジェクタを用いながら、必要時には充分な燃料を燃焼室に供給するため、２サイクルエンジン本体の１つの気筒に対して主として低回転・低負荷時に燃料噴射する第１のインジェクタと、１つの気筒に対して主として高回転・高負荷時に第１のインジェクタと併用して燃料噴射する第２のインジェクタと、を用いた２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２７５１２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記の如く構成された２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置にあっては、低回転・低負荷時には良好な燃料噴射を実現することができるものの、高回転・高負荷時にも低回転・低負荷時に燃料噴射する第１のインジェクタを併用するため、霧化が不充分となってしまい、燃焼状態が悪くなるという問題が生じていた。
【０００７】
また、第１，第２のインジェクタの燃料の移送には時差が発生してしまうため、燃焼室内でのトータルの燃料噴射量を一定とする噴射タイミングや噴射量を制御することができず、エンジン出力が不安定となるという問題も生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、燃焼状態を安定化し得て、排気ガスの低減を実現することができる２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置は、２サイクルエンジン本体の１つの気筒に対して主として低回転・低負荷時に燃料噴射する第１のインジェクタと、前記１つの気筒に対して主として高回転・高負荷時に燃料噴射する第２のインジェクタと、運転状況を取得し且つその運転状況に応じて前記第１，第２のインジェクタによる燃料噴射を切り換える切換制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、第１，第２のインジェクタを完全に切り換えることにより、低回転・低負荷時には第１のインジェクタを使用することで未燃ガスの吹き抜けを抑制することができ、高回転・高負荷時には第２のインジェクタを使用することで霧化を促進し得て燃焼効率を向上することができ、よって、いかなる運転状態においても排気ガスの低減並びにエンジン出力の向上を実現することができる。
【００１１】
また、本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置は、前記第１のインジェクタは前記１つの気筒に対するクランク室よりも吸気経路下流側に配置され、前記第２のインジェクタは前記１つの気筒に対するクランク室よりも吸気経路上流側に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、前記第１のインジェクタをクランク室よりも吸気経路下流側、つまり燃焼室に近い位置に配置することで低回転時の噴射制御を容易に行うことができ、前記第２のインジェクタをクランク室よりも吸気経路上流側、特に、リードバルブよりも上流側に配置することでリードバルブ及びクランク室を通過する際に充分に霧化された燃料を高回転時に供給することができ、よって、燃焼効率が向上し、排気ガスの低減並びにエンジン出力の向上を実現することができる。
【００１３】
さらに、本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置は、前記切換制御部は、前記各インジェクタによる燃料噴射を切り換える際に、一方のインジェクタによる燃料噴射量を漸減しつつ他方のインジェクタによる燃料噴射量を漸増することを特徴とする。
【００１４】
本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、２つのインジェクタによる燃料噴射量の増減を漸次切り換えることでトータルの燃料噴射量を一定とし得て、切り換え過程におけるエンジン出力の安定化を実現することができ、よって、運転者への違和感を与えることが抑制される。
【００１５】
また、本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置は、前記切換制御部は、前記各インジェクタによる燃料噴射を切り換える際に、燃焼室までの離間距離の差を考慮して、離間距離の長い方のインジェクタの切り換えを開始した後、所定時間経過後に離間距離の短い方のインジェクタの切り換えを開始することを特徴とする。
【００１６】
本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、第１，第２のインジェクタの燃焼室までの離間距離が異なる場合に、離間距離の長い方のインジェクタを使用した際に噴射燃料が燃焼室に到達するまでの時間と離間距離の短い方のインジェクタを使用した際に噴射燃料が燃焼室に到達するまでの時間とを考慮して、離間距離の短い方のインジェクタの燃料噴射開始時期を所定時間遅らせることで燃焼量を安定化し得て、スムーズで効率の良い切換制御を実現することができる。
【００１７】
この際、本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置は、前記切換制御部は、運転状況としてのエンジン回転数又はスロットル開度が大きくなるに従って前記各インジェクタによる燃料噴射を切り換える所定時間を短くすることを特徴とする。
【００１８】
本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置によれば、エンジン回転数やスロットル開度に応じて吸気流速が変化するため、これらエンジン回転数やスロットル開度を運転状況（パラメータ）として最適な所定時間を設定し得て、より一層、スムーズで効率の良い切換制御を実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置は、燃焼状態を安定化し得て、排気ガスの低減を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの一部を省略した断面図、図２は本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置のブロック説明図、図３は本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置における燃料噴射切換制御例のタイミング図、図４は本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置における第２インジェクタから第１インジェクタへの燃料噴射切換タイミング時の時間特性のグラフ図、図５は本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置における第１インジェクタから第２インジェクタへの燃料噴射切換タイミング時の時間特性のグラフ図である。
【００２２】
図１において、本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジン１は、クランクケース２とシリンダブロック３とで構成される２サイクルエンジン本体４と、クランクケース２のクランク室５とシリンダブロック３の燃焼室６とに跨る掃気ポート７と、掃気ポート７に燃料を噴射する第１のインジェクタ８と、燃焼室６に連通する吸気管（スロットルボディ）９と、吸気管９に配置されたスロットルバルブ１０と、吸気管９のスロットルバルブ１０よりも吸気経路下流側に配置されたリードバルブ１１と、スロットルバルブ１０とリードバルブ１１との間に配置されて吸気管９内に燃料を噴射する第２のインジェクタ１２と、燃焼室６に連通する排気ポート１３に配置された排気バルブ１４とを備えている。尚、図１において、符号１５はウォータポンプ、１６はオイルポンプである。
【００２３】
また、２サイクルエンジン本体４は、図２に示すように、クランクケース２に設けられてクランク軸１８のクランク角を検出するクランク角センサ１９、スロットルバルブ１０のバルブ開度を検出するスロットルセンサ２０、２サイクルエンジン本体４の周囲の大気圧並びに温度を検出する大気圧センサ２１並びに温度センサ２２からの検出結果に基づいて、第１のインジェクタ８、第２のインジェクタ１２、排気バルブ１４、点火プラグ２３等を制御する制御回路（ＥＣＵ）２４を備えている。
【００２４】
具体的には、第１のインジェクタ８は第１の燃料噴射回路２５を介して燃料噴射量並びに噴射タイミングが制御され、第２のインジェクタ１２は第２の燃料噴射回路２６を介して燃料噴射量並びに噴射タイミングが制御され、排気バルブ１４は排気バルブコントローラ２７及び排気タイミング可変装置２８を介して排気タイミング（バルブ開度）が制御され、点火プラグ２３は点火装置２９を介して点火タイミングが制御される。
【００２５】
上記の構成において、２サイクルエンジン本体４が駆動されると、２サイクルエンジン本体４のクランクケース２内の負圧で、２サイクルエンジン本体４の外部の空気がエアクリーナ（図示せず）で濾過されて吸気管９内に吸入される。
【００２６】
一方、制御回路２４の制御による燃料噴射回路（アクチュエータ）２５，２６の動作で第１，第２のインジェクタ８，１２が所定時期に所定期間開弁させられ、この開弁期間において混合気が生成される。
【００２７】
この混合気は、燃焼室６内へと送り込まれて、制御回路２４の制御によって点火装置２９が所定時期に点火プラグ２３を点火する。
【００２８】
この際、第１のインジェクタ８は主として低回転・低負荷時に燃料噴射し、第２のインジェクタ１２は主として高回転・高負荷時に燃料噴射する。
【００２９】
即ち、制御回路２４は、クランク角センサ１９から出力されたエンジン回転数又はスロットルセンサ２０から出力されたスロットル開度に基づいて、第１，第２の燃料噴射回路２５，２６を制御して第１，第２のインジェクタ８，１２による燃料噴射量を完全に切り換える切換制御部として機能する。
【００３０】
この際、第１のインジェクタ８はクランク室５よりも吸気経路下流側に配置され、第２のインジェクタ１２はクランク室５よりも吸気経路上流側に配置されている。
【００３１】
これにより、制御回路２４は、各インジェクタ８，１２による燃料噴射を切り換える際に、図３に示すように、一方のインジェクタ（例えば、第１のインジェクタ８）による燃料噴射量を漸減しつつ他方のインジェクタ（例えば、第２のインジェクタ１２）による燃料噴射量を漸増する。
【００３２】
この際、制御回路２４は、各インジェクタ８，１２による燃料噴射を切り換える際に、燃焼室６までの離間距離の差を考慮して、離間距離の長い第２のインジェクタ１２の切り換えを開始した後、所定時間経過後（図３のＴＡ０，ＴＢ０）に離間距離の短い第１のインジェクタ８の切り換えを開始すると共に、クランク角センサ１９から出力されたエンジン回転数又はスロットルセンサ２０から出力されたスロットル開度が大きくなるに従って各インジェクタ８，１２による燃料噴射を切り換える所定時間ＴＡ０，ＴＢ０を短くする。
【００３３】
このような切り換えを実行することにより、低回転・低負荷時には第１のインジェクタ８を使用し、排気ポート１３への燃料吹き抜けが発生し難いタイミングで燃料噴射するほうが排ガス的に優れ、高回転・高負荷時には吸気管９の近傍に配置した第２のインジェクタ１２を使用するほうが排ガス的に優れるという結果を得ることができた。
【００３４】
これは、第２のインジェクタ１２から燃焼室６まで移送される時間（離間距離）が充分にあって、噴射燃料（混合気）の霧化が促進されると考え得る。
【００３５】
尚、高負荷時には燃料の噴射量が多いため、噴射時間も長く必要となることから、常時噴射する必要がある。
【００３６】
尚、図３において、図示上段は高出力・高負荷環境下から低出力・低負荷環境下への環境変化時を示し、ＴＡ１は第２のインジェクタ１２の燃料噴射量を１００％から０％へと漸減し且つ第１のインジェクタ８の燃料噴射量を０％から１００％へと漸増する際における第２のインジェクタ１２の燃料噴射量が１００％から０％へと完全に切り替えられる時間、ＴＡ２は第２のインジェクタ１２の燃料噴射量を１００％から０％へと漸減し且つ第１のインジェクタ８の燃料噴射量を０％から１００％へと漸増する際における第１のインジェクタ８の燃料噴射量が０％から１００％へと完全に切り替えられる時間を示す。
【００３７】
同様に、図３において、図示下段は低出力・低負荷環境下から高出力・高負荷環境下への環境変化時を示し、ＴＢ１は第１のインジェクタ８の燃料噴射量を１００％から０％へと漸減し且つ第２のインジェクタ１２の燃料噴射量を０％から１００％へと漸増する際における第１のインジェクタ８の燃料噴射量が１００％から０％へと完全に切り替えられる時間、ＴＢ２は第１のインジェクタ８の燃料噴射量を１００％から０％へと漸減し且つ第２のインジェクタ１２の燃料噴射量を０％から１００％へと漸増する際における第２のインジェクタ１２の燃料噴射量が０％から１００％へと完全に切り替えられる時間を示す。
【００３８】
これにより、第１，第２のインジェクタ８，１２の燃料噴射量の切り換えが完全に終了するまでの時間（Ｔ）は、実質的に、ＴＡ０＋ＴＡ２又はＴＢ０＋ＴＢ２となる。
【００３９】
また、制御回路２４は、図４，図５に示すように、各インジェクタ８，１２を切り換える際に、各インジェクタ８，１２の燃焼室６までの離間距離の相違に伴って発生する移送遅れを補正するために、噴射休止時間・オーバラップ噴射時間を設定して噴射タイミングを制御する。
【００４０】
この際、図４に示したＴＡ０のグラフでは、エンジン回転数及びスロットル開度が増加すると休止時間が短くなることを示し、エンジン回転数及びスロットル開度が増加すると吸入空気量が増加するため燃料移送時間が短くなることに起因するものである。
【００４１】
尚、図４，図５では、時間表現としているが、エンジン回転数で置き換えることも可能である。
【００４２】
ところで、上記実施の形態では、本発明の２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置を１つの気筒に対して２つのインジェクタ８，１２を配置したものを示したが、例えば、第２のインジェクタ１２は、エアーボックス等の他気筒との集合部に一つのみ配置して共有したり、インテークマニホールドにて分岐している場合にはその分岐部分よりも上流側に一つのみ配置して共有することも可能である。
【００４３】
また、上記実施の形態では、第１のインジェクタ８をブースト側、第２のインジェクタ１２を吸気管９側に配置したものを開示したが、その容量が同一の場合の他、例えば、ブースト側の噴射径を小さくすることで燃焼効率を向上させることで、第１のインジェクタ８の容量を小さくすることも可能である。
【００４４】
さらに、同様の効果を狙って、ブースト側に各インジェクタ８，１２を配置することも可能である。
【００４５】
また、各インジェクタ８，１２の噴射量を１００％切り換える場合、高負荷時にダイナミックレンジを大きく取ることを目的として両方のインジェクタ８，１２を併用することも可能であるが、この場合においても、噴射停止時間並びにオーバラップ噴射時間は必要となる。
【００４６】
尚、上述した各インジェクタ８，１２の切り換えのタイミングとしては、運転状況によって異なるものの、排気バルブ１４が切り換わるタイミングと同期させるのが良い。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの一部を省略した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置のブロック説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置における燃料噴射切換制御例のタイミング図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置における第２インジェクタから第１インジェクタへの燃料噴射切換タイミング時の時間特性のグラフ図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る２サイクルエンジンの燃料噴射制御装置における第１インジェクタから第２インジェクタへの燃料噴射切換タイミング時の時間特性のグラフ図である。
【符号の説明】
【００４８】
８…第１のインジェクタ
１２…第２のインジェクタ
２４…制御回路（切換制御部）
【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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