JPH0726587B2 - エンジン燃焼室へ供給する空気の量を決定する方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンジンへの空気流の量を決定する方法及び装
置に関し、特に、クランクケース掃気式の２ストローク
エンジンのシリンダ内で燃焼のために利用する空気量を
導き出すための方法及び装置に関する。

［従来の技術］ クランクケース掃気式の２ストロークエンジンにおいて
は、各シリンダは、エンジン作動サイクルのサイクル部
分期間中に空気を導入する別個のクランクケース室を有
する。導入された空気は、クランクケース室の体積が減
少する際に、エンジンサイクルの一部において圧縮さ
れ、次いで燃焼室内へ供給されて、点火のために燃料と
混合せしめられる。

クランクケース掃気式の２ストロークエンジンの流出物
特性及び作動特性を有効に制御するためには、シリンダ
内での燃焼時に利用する空気の量を知る必要がある。空
気量情報が分かれば、所望の流出物及び作動目標を達成
するために、点火の進行、燃料要求、インゼクタのタイ
ミング（燃料噴射タイミング）等の厳しいエンジンパラ
メータを調整することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 空気流量センサは市販されており、燃焼のために利用す
る空気量に関する必要な情報を得るために従来からエン
ジンと一緒に使用されている。しかし、現在、満足でき
る精確さを有する空気流量センサは、エンジン制御に使
用する他のセンサに比べて比較的高価である。

このため、クランクケース掃気式の２ストロークエンジ
ン内で燃焼のために利用する空気量を導き出す別の技術
が必要となる。

本発明は、空気流量センサを使用することなく、適正な
エンジン制御を可能にするのに十分な精確さで、クラン
クケース掃気式の２ストロークエンジン内で燃焼のため
に利用する空気量を決定するための方法及び装置を提供
するを目的とする。

［課題を解決するための手段並びに作用効果］ 本発明に係る方法は、クランクケース掃払式の２ストロ
ークエンジンのクランクケース室内へ空気を導入するサ
イクル部分と、その後クランクケース室の体積が減少す
る際にクランクケース室内に保持されている空気をクラ
ンクケース室内で圧縮するサイクル部分と、次いで空気
をエンジンの燃焼室へ供給するサイクル部分とを含む作
動サイクルを有するエンジンの燃焼室へ供給される空気
の量を決定するための方法であって、導入した空気をク
ランクケース室内に保持する作動サイクル部分を決定す
る工程と、決定した作動サイクル部分の実行中クランク
ケース室の体積Ｖを決定する工程と、決定した作動サイ
クル部分の実行中クランクケース室内の空気の温度Ｔを
決定する工程と、決定した作動サイクル部分の実行中ク
ランクケース室内の空気量Ｍの圧力Ｐを決定する工程
と、決定した圧力Ｐ、体積Ｖ及び温度Ｔの所定の関数に
基づいて、燃焼室へ供給される空気量を導き出す工程と
を有することを特徴としている。

また本発明に係る装置は、クランクケース掃払式の２ス
トロークエンジンのクランクケース室内へ空気を導入す
るサイクル部分と、その後クランクケース室の体積が減
少する際にクランクケース室内に保持されている空気を
クランクケース室内で圧縮するサイクル部分と、次いで
空気をエンジンの燃焼室へ供給するサイクル部分とを含
む作動サイクルを有するエンジンの燃焼室へ供給される
空気の量を決定するための装置であって、導入した空気
をクランクケース室内に保持する作動サイクル部分を決
定する手段と、決定した作動サイクル部分の実行中クラ
ンクケース室の体積Ｖを決定する手段と、決定した作動
サイクル部分の実行中クランクケース室内の空気の温度
Ｔを決定する手段と、決定した作動サイクル部分の実行
中クランクケース室内の空気量Ｍの圧力Ｐを決定する工
程と、決定した圧力Ｐ、体積Ｖ及び温度Ｔの所定の関数
に基づいて、燃焼室へ供給される空気量を導き出す手段
とを有することを特徴とする。

本発明の一形態によれば、シリンダ内で燃焼のために利
用する空気量は、関連するシリンダの燃焼室へ空気を供
給する前に、クランクケース室内で圧縮されている空気
量を見積もることにより、得られる。空気量の見積もり
は、クランクケース室内で空気を圧縮するエンジンサイ
クル作動期間中、クランクケース室内のチャージに関し
て空気の圧力を積分し、この結果を、圧縮の終期及び初
期における空気の温度の差を含む因子（フアクタ）で除
算することにより、導き出される。このため、本発明
は、シリンダ内で燃焼のために利用する空気の量を決定
する際に空気流量センサを使用する必要性を排除する。

本発明の別の形態においては、クランクケース室の体積
はエンジンのサイクルの位置の関数として導き出され
る。一定時間でのクランクケース室の体積は、エンジン
の点火時期の制御のための既存の手段により測定される
ようなエンジンのクランクケースの角度回転により、画
定される。

本発明の更に別の形態によれば、クランクケース内の空
気の温度は吸入空気の温度の関数として導き出される。
一般に、温度センサはエンジンサイクル時間に関して長
い時間遅れを有し、その結果、吸入空気の温度の測定は
クランクケース内の空気の温度の測定よりも一層正確と
なる。また、吸入空気の温度を測定するための手段は従
来のエンジン制御装置において既に使用されている。従
つて、吸入空気のための温度の関数としてクランクケー
ス室の空気の温度を導き出すことにより、本発明は典型
的には、適正に機能させるために付加的な温度センサを
必要としない。

本発明の更に他の形態においては、クランクケース室内
の空気の圧力はクランクケース室内に位置した普通の圧
力センサから導き出される。このため、本発明は、エン
ジンのシリンダ内で燃焼のために利用する空気量を決定
できるようにするためには、普通のコンピュータ制御エ
ンジン装置に比較的安価な圧力センサを追加するだけで
よい。

本発明の更に別の形態によれば、燃焼室内へ供給される
空気の見積もり量は、クランクケース室及び燃焼室から
漏洩する空気を考慮し、クランクケース室から燃焼室へ
の空気の不完全移送を考慮して、修正される。従って、
燃焼に利用する空気量を一層正確に見積もることができ
る。

［実施例］ 第１図を参照すると、クランクケース掃気式の２ストロ
ークエンジン（以下、単にエンジンという）10は、シリ
ンダ14を明示するため、外部を一部破断した状態で示し
てある。ピストン12はシリンダ14内に位置し、ピストン
12を回転可能なクランクシャフト（図示せず）に連結す
るロッド16はクランクケース室18内に位置している。ス
ロットル22を有する空気吸入マニホルド20及び排気マニ
ホルド24がエンジン10に接続している。シリンダ14はシ
リンダ14の壁を貫通する排気ポート26を介して排気マニ
ホルド24に連通している。空気吸入マニホルド20はリー
ド弁チェック機構28を介してシリンダ14及びクランクケ
ース室18に連通している。このチェック機構は、クラン
クケースポート32をシリンダ14の壁に設けた入口ポート
34に接続する共通の空気移送通路30内へ開口している。
シリンダ14は、燃焼室40内へ突出した点火プラグ36と
（電気ソレノイド作動式の）燃料インゼクタ38とを有す
る。

エンジン10に関連した既知の種々の普通のセンサがエン
ジン制御に関連する典型的な信号を提供する。空気吸入
マニホルド20内には、マニホルド空気圧力（MAT）を測
定するための温度センサ44が位置する。別のセンサ（第
１図には示さない）はエンジン10を制御するのに使用す
る大気圧（BARO）に関連する信号を提供する。電磁セン
サ48、50は、エンジンのクランクシヤフトの端部に固定
したリングギヤ52及びディスク54の歯の運動をそれぞれ
感知することにより、クランクケースの回転角度（ANGL
E）及びシリンダ14の上死点位置（TDC）を表すパルス信
号を提供する。

コンピュータ56は、エンジン制御分野で当業者に既知の
普通のデジタルコンピュータであり、中央処理装置、ラ
ンダムアクセスメモリー、読出し専用メモリー、A/D
（アナログ・デジタル）コンバータ、入力／出力回路、
クロック回路等の標準の素子を有する。前述のセンサか
らの信号は図示の経路を流れ、コンピュータ56への入力
信号として作用する。これらの信号を使用することによ
り、コンピュータ56は適当な計算を遂行し、出力とし
て、燃料インゼクタ38への燃料信号（FUEL SIGNAL）及
び点火装置58への点火進行（SPARK ADVANCE）信号を提
供する。

点火装置58は高圧点火信号（SPARK）を発生し、この信
号は、コンピュータ56により提供される点火進行信号
と、ANGLE（回転角度）信号及びTDC（上死点位置）信号
により与えられるエンジンクランクシヤフトの位置とに
より決定されるような適当な時期に点火プラグ36へ供給
される。点火装置58は標準のディストリビュータを有し
てもよいし、または既知の任意の適当な形を有してもよ
い。

シリンダ14内で生じるサイクルに基づきエンジン10の作
動を簡単に説明する。アップストローク（上昇行程）
時、ピストン12はシリンダ14内の最下方位置から上死点
の方へ移動する。ピストン12の上方運動期間中、入口ポ
ート34及び排気ポート26は燃焼室40から遮断され、その
後、空気がリード弁チェック機構28を介してクランクケ
ース室18内へ導入される。ピストン12の上方の燃焼室40
内の空気は燃料インゼクタ38からの燃料と混合せしめら
れ、ストロークの上端近傍で点火プラグ36が混合物を点
火するまで圧縮される。燃焼が開始すると、ピストン12
はダウンストローク（下降行程）を開始し、リード弁チ
ェック機構28の閉鎖によりクランクケース室18の体積及
びこの室内に導入された空気の体積を減少させる。ダウ
ンストロークの端部の方へ向かうピストン12は排気ポー
ト26を開放して燃焼した燃料を解放し、ついで入口ポー
ト34を開放して、共通の空気移送通路30を通してシリン
ダ14内へクランクケース室内の空気を流入できるように
する。サイクルは、ピストン12がシリンダ14内の最下方
位置へ到達したときに、新たに開始される。

クランクケース掃気式の２ストロークエンジン10の流出
物及び作動特性の制御を実行するためには、燃焼時点に
おいてシリンダ14内で利用される空気の量を知る必要が
ある。この情報が分かれば、エンジンの流出物及び作動
目標を達成するために、点火の進行、燃料要求及び燃料
噴射タイミングの如き厳しいエンジンパラメータを調整
できる。

空気流量センサは市販されており、空気の量に関する必
要な情報を得るために従来から使用されている。しか
し、現在、これらの空気流量センサは比較的高価であ
り、空気量情報を導き出す別の技術が必要となる。この
ため、本発明の実施例においては、空気流量センサを使
用することなく、シリンダ14内で燃焼のために利用する
空気の量を見積もる。

本発明に用いる数式は、空気を燃焼室40内へ供給する前
に、クランクケース室18内の圧縮される空気の体積の変
化、圧力及び温度に基づき、シリンダ14内で燃焼のため
に利用する空気の量に関して導き出される。

クランクケース室18内で圧縮中の空気が理想気体として
動作するものと仮定すれば、この導出は熱力学の第１法
則 Ｗ（１→２）−Ｑ（１→２）＝＋U2−U1 ……（１） から出発する。ここに、Ｑはクランクケース室18から移
送される熱量、Ｗはクランクケース室18内で空気を圧縮
する際に行われる仕事、U2−U1は圧縮中状態１から状態
２へ移ったときの内部エネルギの変化量である。クラン
クケース室18の壁を横切る温度勾配は小さく（クランク
ケース室18内へ導入された空気の初期温度はほぼ大気温
度に等しい）、圧縮速度は熱移送速度に比べて比較的速
いので、クランクケース室18から移送される正味の熱量
は実質上ゼロである。それ故、式（１）を次のように書
き直すことができる。

Ｗ＝U2−U1 ……（２） 圧縮中の気体に対してなされる仕事は、 で定義される。ここに、dVはクランクケース室の体積の
微少変化、Ｐはクランクケース室の圧力、V1はシリンダ
14の上死点での圧縮開始時における空気の体積、V2は入
口ポート34が開くときの圧縮の終期における空気の体積
である。また、内部エネルギの定義から、 U2−U1＝Ｍ×（u2−u1） ……（４） となる。ここに、Ｍはクランクケース室18内の空気の
量、u2−u1は状態１から状態２へ移つたときの圧縮中の
比内部エネルギの変化である。式（２）〜（４）から、
クランクケース室18内の空気の量Ｍは次式で与えられ
る。

クランクケース室18内の空気の圧力Ｐは臨界圧力を決し
て越えないから、理想気体としての空気の動作、従っ
て、空気の比内部エネルギの変化は、次式により与えら
れるものと仮定できる。

u2−u1＝Cv×（T2−T1） ……（６） ここに、Cvは一定体積での空気の比熱容量、T1は圧縮の
開始時での空気の温度、T2は圧縮の終了時での空気の温
度である。式（５）と式（６）とから、次式が得られ
る。

従って、クランクケース18内の空気量Ｍは、空気がクラ
ンクケース室18内で圧縮されているときのエンジンの作
動サイクル部分の期間中のV1からV2への空気の体積の変
化に関して空気の圧力Ｐを積分し、この積分結果を、空
気の比燃容量と体積V2及びV1での空気の温度差（T2−T
1）との積で除算することにより、得られる。

クランクケース室18内の温度差（T2−T1）を測定するた
めに普通の温度センサを使用したが、温度センサは典型
的には、圧縮工程に必要な時間に比べて一層長い応答時
間を有するので、温度差（２−１）に対する正確な測定
を得ることが困難である。従って、式（７）において
は、温度差（T2−T1）のための近似値を使用し、クラン
クケース室のための温度センサの必要性を排除する。こ
れは、まず圧縮の開始時でのクランタケース室内の空気
の初期の温度T1が吸入空気の温度にほぼ等しいと仮定
し、次いで、次式（８）で表される理想気体の法則を使
用することにより、達成される。

Ｍ＝PV/RT ……（８） ここに、Ｒは普通気体定数であり、圧縮の開始時及び終
了時でのクランクケース室の空気の温度は次の２つの式
により与えられる。

T1＝（P1×V1）／（Ｍ×Ｒ） ……（９） T2＝（P2×V2）／（Ｍ×Ｒ） ……（10） 式（10）を式（９）で除算することにより、T2について
解を求めれば、 T2＝T1×（P2×V2）／（P1×V1） ……（11） が得られる。式（11）を式（７）に代入すると、クラン
クケース室18内の圧縮中の空気の量Ｍは次式で与えられ
る。

従って、空気の量Ｍは式（12）を使用することにより決
定でき、ここに、T1は吸入空気の温度、Ｐはクランクケ
ース室18内の空気の圧力、dVはクランクケース室の体積
の微少変化である。V1及びP1はそれぞれ、クランクケー
ス室内の空気の圧縮が開始するときのシリンダ14内での
上死点におけるクランクケース室の体積及び圧力であ
る。V2及びP2はそれぞれ、クランクケース室内での圧縮
の終了時にピストン12が入口ポート34を開放したときの
クランクケース室の体積及び圧力である。

次に、上記の式（12）に基づき燃焼室内の空気の量を見
積もるための本発明の方法及び装置を具体化する本発明
の望ましい実施例を説明する。

式（12）により要求される計算を遂行するため、コンピ
ュータ56はクランクケース室18内の空気の圧力を導き出
すための手段を具備しなければならない。本発明の望ま
しい実施例においては、クランクケース室18内に圧力セ
ンサ46を配置して圧力を測定し、コンピュータ56への入
力として対応する信号CCPを発生させることにより、上
記要求を満足させる。圧力センサ46はクランクケース室
18内の空気の圧力を感知できる任意の型式の既知の圧力
センサでよい。圧力センサ46のほかに、コンピュータ56
は、式（12）により与えられた空気の量Ｍの計算を可能
にするため、前述の普通のエンジン制御装置からの他の
必要な入力をすべて受信する。

空気吸入マニホルド20内に位置した温度センサ44は、こ
のマニホルド内の空気の温度を測定し、式（12）におけ
る温度T1に等価の信号MATを提供する。

クランクケース室18の体積と上死点からのクランクシャ
フトの回転角度との間の既知の関係の基づき、式（12）
で要求される体積Ｖ及びその微分変化（微少変化）dV
を、電磁センサ50、48によりそれぞれ提供されるパルス
信号TDC、ANGLEから導き出すことができる。上死点から
のクランクシャフトの回転角度は、TDC信号のパルスが
生じた後のANGLE信号のパルスの数を計数し、次いで計
数したパルスの数に、リングギヤ52の歯の角度間隔を乗
算することにより、得られる。

TDC信号内のパルスにより表示されるシリンダ14におけ
る各上死点に到達したときに、コンピュータ56はメモリ
ー内に記憶されたプログラムの実行を開始する。プログ
ラムは、式（12）に基づき空気の量Ｍを計算し、空気漏
洩及び空気の不完全移送に対する修正を行い、次いで、
次の点火工程で利用する空気量の修正した見積もり量に
基づき特定のシリンダに対するエンジン制御出力を計算
する。第２図のフローチャートは、シリンダにおける各
上死点に到達したときにコンピュータ56により実行され
る記憶されたルーチン内の工程を示す。この一連の工程
を実施するためのコンピュータ56のプログラミングはエ
ンジン制御分野におけるプログラマーにとって明白であ
る。

次に、シリンダにおける各上死点に到達したときにステ
ップ59においてルーチンへ入るフローチャートを第２図
を参照して説明する。プログラムはステップ60において
開始し、このステップで、コンピュータ56は、入力信号
CCP及びMATをサンプリングすることにより初期状態を決
定してこれを記憶し、これらの信号値をそれぞれP1及び
T1として記憶する。P1はクランクケース室内の空気の初
期圧力であり、T1はクランクケース室内の空気の初期温
度であり、これらはクランクケース室18内で圧縮を開始
する直前に測定されたものである。P1はまた、シリンダ
14において上死点に到達したときはリード弁チエック機
構28がまだ閉じていないため、空気吸入マニホルド20内
の圧力をも表示する。上死点におけるクランクケース室
18の体積V1の初期値はエンジン10にとって経験的に既知
であり、コンピュータの読出し専用メモリー内に恒久的
に記憶されている。

次いで、プログラムはステップ62に進み、クランクケー
ス室の圧力積分値を表す変数CPIがゼロ値に設定され
る。この初期化は、式（12）におけるクランクケース室
の圧力積分項のための値を数字的に計算する前に、必要
である。

次いで、プログラムはクランクケース室の圧力積分項を
計算するステップ64−72を含むループを実行する。ステ
ップ64において、プログラムは、次のプログラムステッ
プへ進む前にクランクシャフトが所定の角度Δθだけ回
転するまで待機する。前述のように、θの値はANGLE信
号のパルスを計数することにより導き出される。本発明
の好ましい実施例においては、Δθは20度に設定される
が、他の実施例においては、別の角度に設定してもよ
い。クランクシャフトがΔθだけ回転すると、ステップ
66において、クランクシャフトの回転角度θ及びクラン
クケース室の圧力信号CCPがサンプリングされ、CCPのた
めの値が変数Ｐに指定される。ステップ68において、ク
ランクシャフトの直前の回転値Δθに対するクランクケ
ース室の体積変化値は、メモリー内に恒久的に記憶され
たテーブルを検索することにより、得られる。検索テー
ブル内のΔθに対する値は、クランクシャフトの回転量
θの関数として記憶され、クランクシャフトの回転時に
クランクケース室内の体積を測定することにより決定さ
れる。次のステップ70においては、変数CPIがクランク
ケース室の圧力積分値を表す新たな変数値に変えられ
る。CPIのためのこの新たな値は、先のCPIの値に、クラ
ンクケース室の圧力Ｐとクランクケース室の体積変化Δ
Ｖとの積を加算したものに等しい。ステップ72におい
て、現在の回転角度θを、シリンダ14の壁内の入口ポー
ト34が開き始めた場合（第１図）の回転時点を表す角度
θioと比較する。θ＜θioの場合、クランクケース室内
の空気は依然として圧縮された状態にあり、プログラム
はステップ64に戻って、ループ内のステップ66から72ま
での実行を繰り返す前にクランクシャフトの別の回転Δ
θだけ待機する。しかし、θ＝θioの場合、プログラム
はステップ72においてループから出る。本発明の好まし
い実施例を適用するエンジン10に対しては、入口ポート
34が開放する直前に、クランクシャフトの回転角度θio
が120゜になる。ループを出た後、変数CPIの値は、圧縮
期間中にわたるクランクケース室の圧力の数学的に計算
した（式（12）にとって必要な）積分値を表す。

ステップ74において、θ＝θioにおけるクランクケース
室の圧力Ｐの電流値は、圧縮の終期におけるクランクケ
ース室内の圧力を表す値P2に設定される。圧縮の終期に
おけるクランクケース室の最終体積であるV2に対する値
は、経験的に既知でメモリー内に恒久的に記憶されてい
る。

次に、ステップ76において、クランクケース室内の空気
量Ｍのための値を、CPIのために計算した値及びメモリ
ーに記憶した他の適当な値を使用して、式（12）に基づ
き計算する。この計算に必要なCvの如き任意のスケーリ
ング定数の値、または引き続きのコンピュータによる計
算値はメモリー内に恒久的に記憶される。従って、これ
らについては更に説明しない。

ステップ78において、プログラムはBARO信号を入力とし
てサンプリングしてコンピュータ56へ送り、サンプリン
グした値を変数BAROに割り当て、この値はエンジン10が
作動するときの大気圧を表す。

ステップ80において、プログラムは、ステップ60、78に
おいてそれぞれ決定されたP1及びBAROの値を使用して、
メモリー内に記憶されたテーブル内の漏洩修正因子LCF
を検索する。漏洩修正因子LCFは、リード弁チェック機
構28及びクランクケース室18をシールしているガスケッ
トを通しての漏洩による空気損失後、圧縮の終期におい
てクランクケース室18内に残存している空気量Ｍのパー
センテージを表す。漏洩修正因子の値は吸入マニホルド
圧力P1及び大気圧BAROの関数として経験的に決定され
る。クランクケースのシールを通しての空気漏洩の量は
クランクケース室の圧力と大気圧BAROとの間の圧力差の
関数であり、リード弁チェック機構28を通しての空気漏
洩の量はクランクケース室の圧力と空気吸入マニホルド
20内の圧力P1との間の圧力差の関数である。

ステップ82において、プログラムは、漏洩の修正を行っ
た後のクランクケース室18内に含まれた空気量Ｍ′を計
算する。Ｍ′に対する値は、ステップ76で求めたＭの値
とステップ80で求めた漏洩修正因子LCFとを乗算するこ
とにより、求めることができる。すなわち、 Ｍ′＝Ｍ×LCF ……（13） ステップ84において、プログラムは、先のステップ82で
計算したＭ′に対する値及び、１分当り発生するTDCパ
ルスの数を計数することにより導き出された現在のエン
ジン速度（回転数RPM）を使用して、メモリーに記憶さ
せたテーブルからトラッピング効率TEのための値を検索
する。トラッピング効率TEは、入口ポート34及び排気ポ
ート26が閉じた後に燃焼室40内に移送されて保持される
クランクケース室18内の修正した空気量Ｍ′のパーセン
テージを表す。トラッピング効率のための値は、クラン
クケース室18内の空気量Ｍ′及び、空気が入口ポート34
を流通するか排気ポート26を通って損失するのに要する
時間に関連するエンジンの回転数（RPM）の関数として
経験的に決定される。

次に、ステップ86において、修正した空気量Ｍ′及びエ
ンジン回転数（RPM）のための値を使用して、記憶した
テーブルから、シリンダ14のための適当な空燃比A/Fを
検索する。テーブルにおける所望の空燃比の値は、エン
ジン制御分野で当業者に知られた標準のエンジン動力計
による測定値に基づき普通の検索テーブルから検索する
ことにより経験的に決定される。

ステップ88において、ステップ82で求めたクランクケー
ス室の修正した空気量Ｍ′とステツプ84で求めたトラッ
ピング効率TEとを乗算した次の式（14）に基づき、シリ
ンダ14内で燃焼のために利用する空気の量CMAを計算す
る。

CMA＝Ｍ×TE ……（14） 残りのステップ90ないし94においては、先のステップ88
で求めた燃焼室の空気量CMAは標準のエンジン制御パラ
メータを計算するために使用される。ステップ90におい
て、次の式（15）に基づきインゼクタの燃料パルス幅FP
Wを計算する。

FPW＝Ｋ×CMA×［1/（A/F）］ ……（15） ここに、Ｋはメモリー内に記憶された所定単位のスケー
リング計数、CMAはステップ88で求めた燃焼室の空気
量、A/Fはステップ86で決定した空燃比である。次に、
ステップ92において、エンジン回転数RPM及び燃焼室の
空気量CMAの値に基づき、メモリー内に記憶した適当な
テーブルから、燃料インゼクタ38への燃料パルスのため
の適正なタイミングを検索する。燃料パルス幅FPW及び
インゼクタのタイミングのために計算した値を使用し
て、コンピュータ56は燃料インゼクタ38へ適当な燃料信
号FUEL SIGNAL（第１図）を送る。最後に、ステップ94
において、エンジン回転数RPM及び燃焼室の空気量CMAの
関数として、記憶した検索テーブルから、シリンダ14の
ための正しい点火進行を求める。コンピュータ56は点火
装置58へ点火進行信号（SPARK ADVANCE）を送り、点火
プラグ36は、シリンダ14の上死点の直前の適正な時期に
燃料を点火する。上述のステップの実行が終了したと
き、出口96においてルーチンを出る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る空気量決定する装置を合体した
クランクケース掃気式の２ストロークエンジンの１つ及
びエンジン制御装置を示す概略部分断面構成図、 第２図は、第１図に示すコンピュータにより実行するプ
ログラムインストラクションを示すフローチャートであ
る。 符号の説明 10:2ストロークエンジン 18:クランクケース室 20:吸入マニホルド、40:燃焼室 46、48、50:センサ、52:リングギヤ 54:ディスク、56:コンピュータ 60:圧力温度読取りステップ 64:クランクシャフト回転待機ステップ 66:サンプリングステップ 68:角度検索ステップ 70:変数計算ステップ 72:角度比較ステップ 74:圧力設定ステップ 76:空気量計算ステップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アパリシオ・ジェイ・ゴメズ アメリカ合衆国ミシガン州48009，バーミ ンガム，バッキンガム 16010 (56)参考文献 特開 昭59−5875（ＪＰ，Ａ)

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクケース掃払式の２ストロークエン
   ジン（10）のクランクケース室（18）内へ空気を導入す
   るサイクル部分と、その後クランクケース室の体積が減
   少する際に同クランクケース室内に保持されている空気
   を同クランクケース室内で圧縮するサイクル部分と、次
   いで空気を該エンジンの燃焼室（40）へ供給するサイク
   ル部分とを含む作動サイクルを有するエンジンの燃焼室
   へ供給される空気の量を決定するための方法であって、
   導入した空気を前記クランクケース室内に保持する作動
   サイクル部分を決定する工程と、決定した作動サイクル
   部分の実行中前記クランクケース室の体積Ｖを決定する
   工程（48−54、56）と、決定した作動サイクル部分の実
   行中前記クランクケース室内の空気の温度Ｔを決定する
   工程（60）と、を有する空気量決定方法において、 前記決定した作動サイクル部分の実行中前記クランクケ
   ース室内の空気量Ｍの圧力Ｐを決定する工程（46、66）
   と；決定した圧力Ｐ、体積Ｖ及び温度Ｔの所定の関数に
   基づいて、前記燃焼室へ供給される空気量を導き出す工
   程（64−76）とを有することを特徴とする空気量決定方
   法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の空気量決定方法におい
   て、前記燃焼室（40）へ供給された空気が同燃焼室内に
   保持され；前記空気量を導き出す工程が、前記圧力Ｐ、
   体積Ｖ及び温度Ｔの導き出された値の所定の関数に基づ
   いて前記クランクケース室（18）内に保持される空気量
   を導き出す工程を有し；前記方法が更に、前記燃焼室へ
   供給され次いで同燃焼室内に保持される空気量の、前記
   クランクケース室内に保持される空気量に対する割合を
   表すトラッピング効率を決定する工程と；前記クランク
   ケース室内に保持される空気量及びトラッピング効率に
   基づいて、前記燃焼室内に保持された空気量を決定する
   工程と；を有する空気量決定方法。
3. 【請求項３】クランクケース掃払式の２ストロークエン
   ジン（10）のクランクケース室（18）内へ空気を導入す
   るサイクル部分と、その後クランクケース室の体積が減
   少する際に同クランクケース室内で空気を圧縮するサイ
   クル部分と、次いで該エンジンの燃焼室（40）内へ空気
   を供給するサイクル部分とを含む作動サイクルを有する
   該エンジンの該燃焼室へ供給される空気の量を決定する
   ための方法であって、圧縮期間中前記クランクケース室
   の体積Ｖを導き出す工程（48−54、56）を有する空気量
   決定方法において、 圧縮期間中に前記クランクケース室内の空気量Ｍの圧力
   Ｐを導き出す工程（46、66）と;Wを前記クランクケース
   室の初期の体積V1と最終の体積V2との間で同クランクケ
   ース室内で空気を圧縮する際の仕事とし、u2−u1を該ク
   ランクケース室の初期の体積V1と最終の体積V2との間で
   の空気の比内部エネルギにおける変化とした場合に、式
   Ｍ＝W/（u2−u1）に基づいて前記燃焼室へ供給される空
   気量Ｍを導き出す工程（64−76）とを有することを特徴
   とする空気量決定方法。
4. 【請求項４】請求項３に記載の空気量決定方法におい
   て、圧縮期間中に前記クランクケース室内の空気の温度
   Ｔを導き出す工程を有し；前記燃焼室へ供給する空気量
   Ｍが、Cvを一定体積での空気の比熱容量とし、T1を前記
   クランクケース室の初期の体積V1時の同クランクケース
   室内の空気の温度とし、T2を該クランクケース室の最終
   の体積V2時の同クランクケース室内の空気の温度とした
   場合に、式Ｍ＝W/｛Cv（T2−T1）｝に基づいて導き出さ
   れる空気量決定方法。
5. 【請求項５】請求項４に記載の空気量決定方法であっ
   て、空気を最初に吸入マニホルド（20）内へ導入し、次
   いでクランクケース室（18）内へ導入するようなエンジ
   ン（10）のための空気量決定方法において、 前記空気の温度Ｔが、前記吸入マニホルド内へ導入され
   る空気の温度Ｔを測定することにより導き出され；温度
   T2が、P1を前記クランクケース室の初期の体積V1時の同
   クランクケース室内の空気量Ｍの圧力とし、P2を該クラ
   ンクケース室の最終の体積V2時の同クランクケース室内
   の空気量Ｍの圧力とした場合に、式T2＝T1（P2×V2）／
   （P1×V1）に基づいて導き出される前記クランクケース
   室の最終の体積V2時の同クランクケース室内の空気の温
   度である空気量決定方法。
6. 【請求項６】請求項１又は４に記載の空気量決定方法に
   おいて、前記燃焼室（40）へ供給される空気量Ｍが、V1
   を積分の開始時における体積とし、V2を積分の終了時に
   おける体積とし、T1を積分の開始時における温度とし、
   T2を積分の終了時における温度とした場合に、積分式 に基づいて導き出される空気量決定方法。
7. 【請求項７】請求項６に記載の空気量決定方法におい
   て、前記クランクケース室の空気の体積がエンジンのサ
   イクル位置の関数として導き出される空気量決定方法。
8. 【請求項８】請求項６又は７に記載の空気量決定方法に
   おいて、前記クランクケース室の空気の温度が吸入空気
   の温度の関数として導き出される空気量決定方法。
9. 【請求項９】請求項６ないし８のいずれかに記載の空気
   量決定方法において、前記燃焼室へ供給される空気量
   が、前記クランクケース室（18）からの空気漏洩を考慮
   した修正を含む空気量決定方法。
10. 【請求項１０】請求項６ないし９のいずれかに記載の空
    気量決定方法において、前記燃焼室へ供給される空気量
    が、前記クランクケース室（18）から前記燃焼室（40）
    への空気の不完全供給を考慮した修正を含む空気量決定
    方法。
11. 【請求項１１】クランクケース掃払式の２ストロークエ
    ンジン（10）のクランクケース室（18）内へ空気を導入
    するサイクル部分と、その後クランクケース室の体積が
    減少する際に同クランクケース室内に保持されている空
    気を同クランクケース室内で圧縮するサイクル部分と、
    次いで空気を該エンジンの燃焼室（40）へ供給するサイ
    クル部分とを含む作動サイクルを有する該エンジンの該
    燃焼室へ供給される空気の量を決定するための装置であ
    つて、導入した空気を前記クランクケース室内に保持す
    る作動サイクル部分を決定するための手段と；決定した
    作動サイクル部分の実行中前記クランクケース室の体積
    Ｖを決定するための手段（48−54、56）と；決定した作
    動サイクル部分の実行中前記クランクケース室内の空気
    の温度Ｔを決定するための手段（60）と；を有する空気
    量決定装置において、 前記決定した作動サイクル部分の実行中前記クランクケ
    ース室内の空気量Ｍの圧力Ｐを決定するための手段（4
    6、66）と；決定した圧力Ｐ、体積Ｖ及び温度Ｔの所定
    の関数に基づいて、前記燃焼室へ供給される空気量を導
    き出すための手段（64−76）とを有することを特徴とす
    る空気量決定装置。
12. 【請求項１２】クランクケース掃払式の２ストロークエ
    ンジン（10）のクランクケース室（18）内へ空気を導入
    するサイクル部分と、その後クランクケース室の体積が
    減少する際に同クランクケース室内で空気を圧縮するサ
    イクル部分と、次いで該エンジンの燃焼室（40）内へ空
    気を供給するサイクル部分とを含む作動サイクルを有す
    る該エンジンの該燃焼室へ供給される空気の量を決定す
    るための装置であって、圧縮期間中に前記クランクケー
    ス室の体積Ｖを導き出すための手段（48−54、56）を有
    する空気量決定装置において、 圧縮期間中に前記クランクケース室内の空気の圧力Ｐを
    導き出すための手段（46、66）と;Wを前記クランクケー
    ス室の初期の体積V1と最終の体積V2との間で同クランク
    ケース室内で空気を圧縮する際の仕事とし、u2−u1を該
    クランクケース室の初期の体積V1と最終の体積V2との間
    での空気の比内部エネルギにおける変化とした場合に、
    式Ｍ＝W/（u2−u1）に基づいて前記燃焼室へ供給される
    空気量Ｍを導き出すための手段（64−76）とを有するこ
    とを特徴とする空気量決定装置。
13. 【請求項１３】請求項11又は12に記載の空気量決定装置
    において、前記圧力を導き出すための手段が、前記クラ
    ンクケース室（18）内に位置した圧力センサ（46）を有
    する空気量決定装置。