专利名称：火花点火式二冲程内燃机的燃烧控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及火花点火式二冲程内燃机的燃烧控制装置，该火花点火式二冲程内燃机至少在低负荷运行区域于适合于内燃机运行的点火时期使该燃烧室内的新气自己着火，进行活性热气氛燃烧，该燃烧控制装置在需要停止内燃机的场合可使其急速地停止，并且起动时的起动性高。
在现有的火花点火式二冲程内燃机中，在气缸孔的内周面形成可由活塞开闭的排气孔和扫气孔，从扫气孔将在曲轴室内预压过的新气供给到气缸室内，并从排气孔将气缸室内的已燃气体排出，由火花塞点燃在气缸室内受到压缩的新气。
在这样的现有火花点火式二冲程内燃机中，当为了将高速、高负荷运行区域中的功率和效率设定在高水准以上而将排气孔设得大时，在低负荷运行区域，新气的吸跑和燃烧不稳定使排出的废气中的未燃碳氢化合物量增大，使燃料效率恶化。
为了解决这个问题，本发明人提出了一项发明(特开平7-71279号)，该发明开发了一种内燃机，该内燃机通过驱动作为排气通道开口率调节装置的排气控制阀以达到与内燃机转速和节流阀开度相应的排气通道开口率，至少在低负荷运行区域，可适当地控制在用活塞闭塞排气开口时的气缸内压力，由残留于燃烧室内的已燃气体的热能活化燃烧室内的新气，在内燃机运行的适当点火时期使燃烧室内的新气自己着火。
通过这样积极地控制内燃机运行的适当点火时期进行活性气氛燃烧的这种燃烧以下称为AR燃烧。
在可进行AR燃烧的火花点火式二冲程内燃机中，如
图11所示，在减小节流阀开度θth的低负荷运行区域，由于可充分利用含于前一循环的已燃气体中的热能使燃烧室内的新气活化，在接近于完全燃烧的状态下运行内燃机，所以与带有不规则燃烧的通常燃烧状态相比有高的功率特性，结果，在将该内燃机搭载于车辆等的场合，当在高速、高负荷运行状态下运行时，即使出于某一原因而要急速停止车辆或内燃机从而大幅度减小节流阀开度θth，也存在内燃机功率的急速降低导致的所谓发动机制动的效果不充分的问题。
在起动内燃机时使内燃机逆转的场合以及在要急速停止内燃机从而断开紧急开关的场合，如内燃机为AR燃烧状态，也会出现内燃机难以急停止的问题。
本发明涉及克服了这样的难点的火花点火式二冲程内燃机的燃烧控制装置的改良，该火花点火式二冲程内燃机至少在低负荷运行区域可以使燃烧室内的新气自行着火，该燃烧控制装置的特征在于具有排气通道开口率调节装置和控制装置，该排气通道开口率调节装置用于调节排气通道的开口率从而控制压缩开始气缸内压力，该控制装置至少驱动上述排气通道开口率调节装置达到与内燃机转速和节流阀开度对应的排气通道开口率，将压缩开始气缸内压力控制到可在适合内燃机运行的点火时期使燃烧室内的新气可自行着火的目标压缩开始气缸内压力，当内燃机的停止信号发出时，如内燃机转速在高于怠速转速的规定转速以上，则驱动上述排气通道开口率调节装置使得排气通道开口率在自己不能着火的开口率以上，如已发出上述内燃机停止信号，则在内燃机转速降低而变到低于上述规定转速时或低于该规定转速时，驱动上述排气通道开口率调节装置使上述排气通道开口率为可以进行通常燃烧的开口率(活性热气氛燃烧转速以下称为AR燃烧转速)。
本发明由于如上述那样构成，所以在发出了停止内燃机的信号时，在内燃机转速为高于怠速转速的规定转速以上的场合，驱动上述排气通道开口率调节装置，使排气通道开口率在自己不能着火的开口率以上，绕过高功率特性的AR燃烧运行状态或脱出该AR燃烧运行状态，大幅度地降低内燃机的功率，使内燃机的急速停止成为可能。
在本发明中，如已发出停止内燃机的信号，当内燃机的转速降低而变到低于上述所要转速时或低于该规定转速时，驱动上述排气通道开口率调节装置使排气通道开口率成为可进行通常燃烧的开口率，从而可将内燃机停止后再一次起动内燃机的场合下的起动性维持在高水准。
这样，在本发明中，当需要急速停止内燃机时，可急速停止内燃机，并且一时停止内燃机后容易起动内燃机。
通过按照本发明方案2的构成，在急速停止内燃机时，可以更可靠地避开活性热气氛燃烧所导致的高功率特性，可靠地实现预期的目的。
图1为具有本发明的燃烧装置的火花点火式二冲程内燃机1的将气缸部纵剖的纵剖侧视图。
图2为示出与图1同一侧面的气缸部分的侧视图。
图3为沿图1的III-III线裁断的横剖俯视图。
图4为图1所示实施例的全体控制系统图。
图5为图1中节流阀的放大侧视图。
图6为图5的纵剖侧视图。
图7为沿图6的VII-VII线的纵剖视图。
图8为向怠速开度设定膜片的膜片室中导入大气压的状态下的纵剖侧视图。
图9为向怠速开度设定膜片的膜片室中导入吸气负压的状态下的纵剖侧视图。
图10为示出本发明实施例的内燃机转速和排气通道开口率之间关系的特性图。
图11为示出火花点火式二冲程内燃机中改变节流阀的场合下的通常燃烧状态以及AR燃烧状态下的平均有效压力变化的特征图。
下面对图1～图9中所示本发明的一实施例进行说明。
具有本发明的燃烧控制装置的火花点火式二冲程内燃机1搭载于未图示的机动二轮车，在该火花点火式二冲程内燃机1中，在曲轴箱2的上方依次重叠气缸体3和气缸盖4并将其相互接合为一体。
在形成于气缸体3的气缸孔5中可自由上下滑动地配合着活塞6，该活塞6与曲轴8由连杆7相互连接，随着活塞6的升降，曲轴8受到驱动而产生回转。
在曲轴箱2内的曲轴室9连接有吸气通道10，在该吸气通路10串联地装入化油器11和针簧片阀13，如图6所示，化油器11的节流阀12通过杆14和连杆臂15与节气门轴16连接，该节气门轴16通过将在后面说明的节流调整机构35连接于节气门滚筒17，该节气门滚筒17通过钢丝绳18连接于图中未示出的节气门手柄，当将节气门手柄向加速方向拧转时，节气门滚筒17向逆时针方向转动，节流阀12上升从而增大节流阀的开度。
吸气通路10与曲轴箱2的曲轴室9连通，扫气孔19及排气孔20在气缸孔5的内周面开口，该扫气孔19通过扫气通道21与曲轴室9连通，该排气孔20与排气通道22连通。
在气缸孔5上方的燃烧室23设有火花塞24，与从化油器11供给的燃料混合的新气在上升行程中通过针簧片阀13吸入到成为负压的曲轴室9内，在下降行程中受到压缩，并且在活塞6下降、扫气孔19开放时从扫气孔19向燃烧室23内供给压缩新气，在该压缩新气的进入过程中燃烧室23内的已燃气体的一部分从排气孔20排出到排气通道22，当活塞6上升使得扫气孔19、排气孔20先后闭塞时，活塞6上升使燃烧室23内的混合气受到压缩，在上止点附近由火花塞24点火或由前一循环的残留气体的热能自己点火。
在排气孔20附近设有用作排气通道开口率调节装置的排气控制阀25，该排气控制阀25嵌装在间隙28中，该间隙28具有大体相同的间隙宽度并位于设在气缸体3的纵断面为圆弧状的凹部26和形成为具有与该凹部26大体相同的纵断面形状的排气通道构件27之间，该排气控制阀25可以以中心线C为中心自由摆动地用枢轴支承，在与排气控制阀25成一体的驱动轴29一体地嵌装图2所示的驱动杠杆30，该驱动杠杆30通过驱动钢索31连接于排气控制伺服电动机32的滑轮33，由该排气控制伺服电动机32可上以摆动地驱动排气控制阀25，设定在0～几个百分比到100％之间的所需排气通道开口率。
排气控制阀25的水平横断面形状为字形，其侧面臂部25b嵌装在位于排气通道22外方的间隙部34中，除了用于闭塞排气孔20的排气控制阀25的圆弧状部25a以外的侧面臂25b设计成不对排气的流动产生任何影响的形式。
安装于与节气门轴16成一体的连杆臂15和节气门滚筒17之间的节流调整机构35如图7～图9所示那样构成。
节气门轴16通过在化油器操作部本体36沿轴向配置了两组(图中的左端和中央)轴承37可自由转动地以支承，如图7所示，在上述节气门轴16的大体中央部嵌合套筒38，如图6、图7所示，在该套筒38的外周嵌合连杆臂15的基端管状部15a，贯穿该连杆臂15的基端管状部15a和套筒38的螺栓39′螺旋接合于节气门轴16，从而连杆臂15与节气门轴16接合成一体。
在化油器操作部本体36的左端(图7中的右端)紧贴着推力垫圈40，该推力垫圈40嵌合在节气门轴16上，在其左方(图7中的右方)通过轴承41可自由回转地嵌合套筒42，油封罩43和怠速控制杠杆45一体地嵌合于该套筒42，在该油封罩43内油封44安装在化油器操作部本体36与推力垫圈40之间，在节气门轴16的两端附设有油封46，节气门轴16由油封46在化油器操作部本体36和套筒42内密封。
在节气门16的左部(图7中的右部)通过轴承47可自由转动地嵌合节气门滚筒17，在其左方紧靠着推力垫圈48，在节气门轴16的左端一体地铆接节气门杠杆49，在套筒42的外周于怠速控制杠杆45和节气门滚筒17之间安装节气门复位弹簧50。
在节气门滚筒17的左侧面(图7中的右侧面)凸起设置止动凸台51a、51b以及减速开度止挡52。在节气门杠杆49设置接合片53a、53b，该接合片53a、53b可相对于该节气门滚筒17等在微小角度范围内摆动并可接合于该止动凸台51a、止动凸台51b。在该节气门杠杆49还设有接合片53c，该接合片53c贯通节气门滚筒17的孔17a向怠速控制杠杆45延长，与怠速控制杠杆45的凸片45a接合。
如图8和图9所示，在与化油器操作部本体36成一体的托片54中插入并螺旋接合减速开度螺杆55，在该减速开度螺杆55螺旋接合锁紧螺母56，在该托片54接合杠杆复位弹簧57的一端57a，该杠杆复位弹簧57的另一端57b接合于节气门杠杆49的接合片53c，该杠杆复位弹簧57的弹簧力在图8、图9中使节气门杠杆49有在节气门转动方向即顺时针方向上转动的趋势，并使节气门杠杆49的接合片53b接合在节气门滚筒17的止动凸台51b上，从而使节气门滚筒17也有向同一方向转动的趋势，使设于节气门滚筒17的减速开度止挡52接合在减速开度螺杆55的前端。
怠速控制杠杆45向车辆后方(图8、图9右方)延长，其前端连接于怠速开度设定膜片60的连接构件60c的下端(怠速控制杠杆45的摆动导致的与连接构件60c的连接部在水平方向上的偏移由图中未示出的机构加以吸收)，怠速控制杠杆45的下方接合片45b接合于设在怠速开度设定膜片60本体的止动螺杆59的前端。
另外，在示出火花点火式二冲中程内燃机1要部的图4中，燃油箱61通过燃料供给管62连接到化油器11的燃料接收室11a(参照图6)，在向怠速开度设定膜片60的膜片室60a开口的管60b连接管63的一端，该管63的另一端连接于怠速螺线管64的输出部64a，该怠速螺线管64的一方的输入部64b通过管65、接头66以及管67连接于空气滤清器68，该怠速螺线管64的另一方的输入部64c连接于中间装有单向阀69的管70的一端，该管70的另一端连接于进气通道10，在怠速螺线管64的非动作状态下，怠速开度设定膜片60的膜片室60a与空气滤清器68连通，导入大气压；在怠速螺管64的动作状态下，与进气通道10连通，在空气滤清器68中导入负压。
低速喷嘴控制螺线管71的输入部71a通过管72，接头66以及管67连接于空气滤清器68，低速喷嘴控制螺线管71的输出部71b通过管73连接于化油器11的低速喷嘴部，在低速喷嘴控制螺线管71的非动作状态下，不向化油器11低速喷嘴部导入空气，不从该化油器11的低速喷嘴部向吸气通道10内供给燃料，在与之相反的动作状态下，向化油器11的低速喷嘴部导入空气，从该化油器11的低速喷嘴部向吸气通道10内供给燃料。
如图7所示，在节气门轴16直接连接由电位差计等构成的节气门开度传感器74，节流阀12的节流阀开度θth通过该节气门开度传感器74输入到电子控制装置80。
在邻接曲轴8侧方的位置处配置有在周向隔开规定角度的2个脉冲发生器75、76，由该脉冲发生器75、76检测出内燃机转速Ne和反转，输入到电子控制装置80。
而且设有检测在火花点火式二冲程内燃机1内流动的冷却水的水温的水温计77以及附设在图中未示出的齿轮变速器的变速滚78的用于检测变速器的空档、第1档、第2档第3档、第4档、第5档第6档位置的变速位置传感器79，这些水温计77以及变速位置传感器79的检测信号输入到电子控制装置80。
另外还设有当图中未示出的离合器处于接合状态下时断开、处于分离状态时闭合的离合器开关81，当图中未示出的侧部停放支架处于立起状态时断开、处于倒伏状态时闭合的侧部停放支架开关82，在将图中未示出的钥匙插入以进行操作时闭合的组合开关83，以及附设在图中未示出的转向把上的、在无操作的状态下闭合的紧急开关84，这些开关如图4所示那样连接于电子控制装置80。
在电子控制装置80中，当脉冲发生器75、76所检测出的内燃机转速Ne在2500rpm以上、节气门开度传感器74所检测出的节流阀开度θth在8～20％的范围内、空燃比为13～15时，向排气控制伺服电动机32发出控制信号使排气通道开中率θe在规定值以下，在这一条件下，火花点火式二冲中程内燃机1被控制在AR燃烧状态。
如图10所示，在该AR燃烧状态下，内燃机转速Ne处在大体以3500rpm为中心值的2500rpm到4500rpm的范围内。
当内燃机转速Ne在怠速转速(1300rpm)以上时，(1)如在组合开关83和紧急开关84闭合、火花点火式二冲程内燃机1正在运行的状态下断开组合开关83或紧急开关84，(2)如用脉冲传感器75、76的信号检测到火花点火式二冲程内燃机1的逆转状态，(3)如在齿轮变速器设定在空档以外的变速位置的状态下由侧部停放支架开关82检测到侧部停放支架处于立起状态，虽然驾驶者将节气门手柄退回到原来的停止位置，但没有来自电子控制装置80的控制信号，怠速螺线管64为非动作状态，在怠速开度设定膜片60的膜片室60a中导入大气压，将怠速控制杠杆45向下方推压，通过怠速控制杠杆45的凸片45a和接合片53c使节气门杠杆49和连杆臂15向图8和图9中的顺时针方向回转，使节流阀12处于接近大体关闭的状态，迅速使火花点火式二冲程内燃机1减速。
当内燃机转速Ne在2000rpm以下时，由来自电子控制装置80的控制信号，使怠速螺线管64处于动作状态，在怠速开度设定膜片60的膜片室60a中导入进气通道10的吸入负压，向上方拉怠速控制杠杆45，沿逆时针方向使节气门杠杆49和连杆臂15回转，将节流阀12的节流阀开度θth稍稍增大到可以进行怠速回转的程度，而且由来自电子控制装置80的PWM(脉冲宽度调节)控制信号使排气控制伺服电动机32动作，将排气控制阀25扩大到通常怠速排气通道开口率θe。
在电子控制装置80的控制中，当排气控制阀25处于不能动作的状态时，不向排气控制伺服电动机32供给电流32，排气控制伺服电动机32停止。
在将齿轮变速器设在空档位置、侧部停放支架立起而没有来自侧部停放支架开关82的检测信号的场合，将节流阀12设定在可以进行怠速转动程度的节流阀开度θth，并将排气控制阀25设定在可以进行怠速转动的大的排气开口率θe。
在电子控制装置80中，当用水温计77检测出的水温在60°以下时，不向低速喷嘴控制螺线管71发出控制信号，图中未示出的低速空气喷嘴处于非动作状态，但当水温计77测出的水量为60℃以上时，向低速喷嘴控制螺线管71发出控制信号，使图中未示出的低速空气喷嘴动作，对AR燃烧所要求的空燃比进行控制，可以使加载和卸载的行走性能两立，提高燃烧效率。
在图中未示出的离合器分离、离合器开关81闭合的场合，选择专用的电子交换方式的中央控制装置(マツプ)，在无负荷运行时不进行AR燃烧控制。
由于图示的实施例如上述那样构成，所以在火花点火式二冲程内燃机1的停止状态下，排气控制阀25的开口减小到可进行怠速运行的比较小的排气通道开口率θe。在起动动作的转动曲轴状态下，由于排气控制阀25保持在该排气开口率θe，所以可适当进行燃烧室23内的混合气的压缩；另外，由于在膜片室60a中导入吸气负压，稍微打开一点节流阀12，所以供给新气的结果，起动性良好。
在火花点火式二冲程内燃机1起动后，向开启方向操作节气门手柄，增大内燃机转速Ne，此时，如图10所示，进入AR燃烧区域，稍稍再减小排气控制阀25的排气通道开口率θe一些，可以进行AR燃烧，可以稳定地运行火花点火式二冲程内燃机1，并将燃料费维持在高水准。
当内燃机转速Ne进一步增大时，如图10所示，离开AR燃烧区域，排气控制阀25的排气通道开口率θe也与之相对应地增大，可在通常的燃烧状态下运行火花点火式二冲程内燃机1。
在高速运转的状态下，如象前面说明的(1)、(2)、(3)所示出的那样需使火花点火式二冲程内燃机1紧急减速或停止，则如图10中虚线所示那样，将排气控制阀25的排气通道开口率θe保持在接近全开的状态不变，使节流阀12全闭，把内燃机转速Ne降到2000rpm以下，此时，排气控制伺服电动机32动作，排气控制阀25的开口减小，并向怠速开度设定膜片60的膜片室60a导入吸气负压，节流阀12稍稍开启，火花点火式二冲程内燃机1可以进行怠速运行。
在火花点火式二冲程内燃机1停止的场合，排气控制阀25的开口减小，排气通道开口率θe设定在可进行怠速运行程度的小值，所以可将起动性保持在高的状态。
在火花点火式二冲程内燃机1这样地于高速回转区域运行的状态下，如使火花点火式二冲程内燃机1急速地减速或停止，由于控制排气控制伺服电动机32使排气控制阀25处于全开状态，从而绕过AR燃烧区域，所以可容易地使火花点火式二冲程内燃机1急减速或急停止，并可将起动性保持在高水准，在急减速的场合还可以进行怠速运行。
权利要求
1.一种火花点火式二冲程内燃机的燃烧控制装置，该火花点火式二冲程内燃机至少在低负荷运行区域可以使燃烧室内的新气自行着火，该燃烧控制装置的特征在于具有排气通道开口率调节装置和控制装置，该排气通道开口率调节装置用于调节排气通道的开口率从而控制压缩开始气缸内压力，该控制装置至少驱动上述排气通道开口率调节装置达到与内燃机转速和节流阀开度对应的排气通道开口率，将压缩开始气缸内压力控制到适合内燃机运行的点火时期可使燃烧室内的新气自行着火的目标压缩开始气缸内压力；在上述内燃机的停止信号发出时在内燃机转速高于怠速转速的设定转速以上的场合，则驱动上述排气通道开口率调节装置使得排气通道开口率在不能自己着火的开口率以上；在已发出上述内燃机停止信号的场合，在内燃机转速降低而变为低于上述设定转速时或低于该设定转速时，驱动上述排气通道开口率调节装置使上述排气通道开口率为可以进行通常燃烧的开口率。
2.如权利要求1所述的火花点火式二冲程内燃机的燃烧控制装置，其特征在于上述设定转速在活性热气氛燃烧转速区域内。
全文摘要
火花点火式二冲程内燃机1的燃烧控制装置,其特征在于:当发出内燃机的停止信号时,如内燃机转速在高于怠速转速的规定转速以上,驱动排气通道开口率调节装置使排气通道开口率在自己不能着火的开口率以上,如上述内燃机停止信号已经发出,当内燃机转速降低而变得低于上述规定转速时或处于低于该规定转速的状态时,驱动上述排气通道开口率调整装置使上述排气通道开口率为可以进行通常燃烧的开口率。
文档编号F02B11/00GK1183512SQ9712313
公开日1998年6月3日 申请日期1997年11月19日 优先权日1996年11月20日
发明者平方良明, 须田敏彦, 冈和田尚久 申请人:本田技研工业株式会社