JP3361432B2 - 内燃機関における排気脈動制御方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２サイクル或いは４
サイクル内燃機関における排気ガスの圧力脈動を最適化
するための内燃機関の排気脈動制御方法の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】２サイクルエンジンは、排気管内の排気
ガスの圧力脈動を利用して燃焼室内のガス交換を行う。
圧力は音速で伝搬するので排気温度の変化により、その
伝搬速度が変わり、従って排気孔に対する圧力の正圧及
び負圧反射波帰還時間が変わりエンジンの出力に影響を
及ぼすことは周知のことである。すなわち、排気管の断
面が絞られる部分や、流れの方向が急激に曲げられる部
分において、排気行程初期の正の排気圧力波がそのまま
正圧のまま反射し、後の掃排気サイクルの排気行程終期
に排気孔に戻ってくるようにすれば、新気の吹き抜けを
少なくできる。また、排気管が排気膨脹室に接続される
箇所あるいは排気管出口において、排気行程初期の正の
排気圧力波が負圧に反転して反射し、後の掃排気サイク
ルの掃排気行程中に排気孔に戻ってくるようにすれば、
ガス交換の効率を高めることが出来る。一方、４サイク
ルエンジンでは、排気弁の開閉工程終期と吸気弁の開閉
工程初期が重ねられるのが一般的であり、この時期に上
記と同様にして反射する負圧が排気弁に戻ってくるよう
にすれば、吸気弁からの新気の充填効率を高めることが
できる。図１６は、２サイクルエンジンにおける排気温
度とエンジン出力との関係を各エンジン回転数に対して
示したグラフである。このグラフからも分かるように各
エンジン回転数に対して排気温度が最適になるような制
御ができれば、高いエンジン出力が得られエンジンの運
転効率を向上させることが可能である。４サイクルエン
ジンにおいても同様のことが言える。これに関して従来
は、制御対象となるエンジンのエンジン回転数及びスロ
ットル開度に対する最適な排気温度を予め測定してお
き、実際に測定した排気温度と前記最適な温度とを比較
し、この比較結果に応じて可変排気タイミング装置のバ
ルブ開度を変えることで排気ガスの温度を調節し、実際
の測定温度を最適な温度に近づけることでエンジン出力
を上げる方法が２サイクルエンジンについて提案されて
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の方法に
よれば、排気温度を各エンジン回転数及びスロットル開
度に対する最適な排気温度を得ることができ、圧力の伝
搬速度を調節することができるが、可変排気タイミング
装置のバルブ開度を変えると、それに伴って排気孔の開
閉タイミングも変わり、従って最適な正圧反射波帰還時
間も変わってしまうので、エンジン回転数及びスロット
ル開度に対する最適な排気温度も、予め測定しておいた
温度と変わってしまうという問題が生ずる。上記した問
題を解決しないまま、従来の方法で排気脈動を制御する
と、排気温度を予め測定した最適な温度に一致させて
も、前記予め測定した最適な温度自体が本来の最適な温
度ではなくなっており、結局最適なエンジン出力が得ら
れないので、この問題を解決しなけばならないという課
題がある。一方４サイクルエンジンにおいても、排気弁
と、弁開駆動開始タイミングを可変とする排気弁開閉駆
動装置とからなる可変排気タイミング装置を配置し、排
気弁開開始タイミングを変えることで排気ガスの温度を
調整し、実際の測定温度を最適な温度に近づけることが
考えられる。しかし、この場合においても上記した２サ
イクルエンジンの場合と同様な課題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の内燃機関における排気脈動制御方法は、排
気孔の入口付近に設けられたバルブ装置で排気孔の開閉
タイミングを可変させる可変排気タイミング装置を有す
る２サイクル内燃機関において、内燃機関の運転状態に
対応する走行中の排気温度を検知し、予め用意した、様
々な内燃機関の運転状態に対する正圧反射波帰還時間が
排気孔の開閉タイミングに最適になる最適排気温度のデ
ータに基づいて、検知した排気温度が最適排気温度にな
るように前記可変排気タイミング装置におけるバルブ装
置のバルブ開度を補正すると同時に、前記最適排気温度
のデータを、前記補正後のバルブ開度に対応する正圧反
射波帰還時間が排気孔の開閉タイミングに最適になる最
適排気温度に合わせて補正することを特徴とするもので
ある。

【０００５】また、本発明の内燃機関における排気脈動
制御装置は、２サイクル内燃機関における排気孔の入口
付近にバルブ装置を設けて排気孔の開閉タイミングを可
変させる可変排気タイミング装置と内燃機関の運転状態
を検知するセンサと、排気温度を検知するセンサと前記
各センサの検知結果に基づいて可変排気タイミング装置
のバルブ装置の開度を設定する制御装置とを有し、前記
制御装置が内燃機関の運転状態に応じてバルブ装置の開
度を決定するバルブ開度決定手段と、様々な内燃機関の
運転状態に対する正圧反射波帰還時間が排気孔の開閉タ
イミングに最適になる最適排気温度のデータを予め記憶
する手段と、検知した排気温度が前記記憶された最適排
気温度になるようにバルブ開度決定手段で決定されたバ
ルブ装置の開度を補正する手段と、同時に、最適排気温
度のデータを、前記補正後のバルブ開度に対応する正圧
反射波帰還時間が排気孔の開閉タイミングに最適になる
最適排気温度に合わせて補正する手段とを備えているこ
とを特徴とするものである。

【０００６】さらに、本発明の別の内燃機関における排
気脈動制御方法は、吸気弁及び排気弁が設けられたシリ
ンダ内側に往復動するピストンを配置し、該ピストンが
２往復する間に、排気弁及び吸気弁それぞれを一回づつ
開閉するとともに、少なくとも排気弁を開き始めるタイ
ミングを可変とする可変排気タイミング装置を有する４
サイクル内燃機関において、内燃機関の運転状態に対応
する走行中の排気温度を検知し、予め用意した、様々な
内燃機関の運転状態に対する負圧反射波帰還時間が排気
弁開開始タイミングに最適になる最適排気温度のデータ
に基づいて、検知した排気温度が最適排気温度になるよ
うに前記可変排気タイミング装置における排気弁開閉駆
動装置の弁開駆動開始タイミングを補正すると同時に、
前記最適排気温度のデータを、前記補正後の弁開駆動開
始タイミングに対応する負圧反射波帰還時間が排気弁開
開始タイミングに最適になる最適排気温度に合わせて補
正することを特徴とするものである。さらに、本発明の
別の内燃機関における排気脈動制御方法は、吸気弁及び
排気弁が設けられたシリンダ内側に往復動するピストン
を配置し、該ピストンが２往復する間に、排気弁及び吸
気弁それぞれを一回づつ開閉するとともに、排気弁を開
き始めるタイミングと排気弁を閉じ終えるタイミングを
可変とする可変排気タイミング装置と、少なくとも吸気
弁の開き始めるタイミングを可変とする可変吸気タイミ
ング装置とを有する４サイクル内燃機関において、予め
用意した、様々な内燃機関の運転状態に対する負圧反射
波帰還時間が排気弁開開始タイミングに最適になる最適
排気温度のデータに基づいて、検知した排気温度が最適
排気温度になるように前記可変排気タイミング装置にお
ける排気弁開閉駆動装置の弁開駆動タイミングを補正す
ると同時に、弁開駆動タイミングが早まる場合には、吸
気弁の開き始めるタイミングを早め、弁開駆動タイミン
グが遅くなる場合には、排気弁を閉じ終えるタイミング
を遅くするようにしたことを特徴とするものである。さ
らに、本発明の別の内燃機関における排気脈動制御方法
は、吸気弁及び排気弁が設けられたシリンダ内側に往復
動するピストンを配置し、該ピストンが２往復する間
に、排気弁及び吸気弁それぞれを一回づつ開閉するとと
もに、排気弁を閉じ終えるタイミングを可変とする可変
排気タイミング装置かあるいは吸気弁の開き始めるタイ
ミングを可変とする可変吸気タイミング装置のいずれか
一方、あるいは両方を有する４サイクル内燃機関におい
て、内燃機関の運転状態に対応する走行中の排気温度と
エンジン回転速度を検知し、負圧反射波が排気弁に到達
するタイミングが、排気弁と吸気弁の両方が開となるオ
ーバーラップ期間内となるように、排気弁を閉じ終える
タイミングあるいは吸気弁を開き始めるタイミングのい
ずれか一方、あるいは両方を調整するようにしたことを
特徴とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る内燃機関にお
ける排気脈動制御方法及び装置（以下、単に排気脈動制
御方法及び排気脈動制御装置と称する。）の実施の形態
を添付図面に示した一実施例を参照して説明する。

【０００８】図１は本発明に係る排気脈動制御方法を実
行する排気脈動制御装置で制御される２サイクルエンジ
ンを搭載した自動二輪車の概略側面図であり、図中１は
自動二輪車を示している。図中２はヘッドパイプであ
り、このヘッドパイプ２は上端にハンドル３を有する操
舵軸（図示せず）を回動自在に支持している。操舵軸に
は左右一対のフロントフォーク５が連結されており、フ
ロントフォーク５はそれらの間に前輪６を回動自在に支
持している。また、ヘッドパイプ２にはフレーム７が連
結されている。フレーム７は前端がヘッドパイプ２に固
定された左右一対のメインフレーム７ａと、メインフレ
ーム７ａの後側からさらに後方に延長するリアフレーム
７ｂと、メインフレーム７ａの前側から一度下方に延長
した後車両後方に延長し後端がメインフレーム７ａの後
端部に連結しているダウンチューブ７ｃとから成り、前
記メインフレーム７ａの上側には燃料タンク８が搭載さ
れている。図中９はスイングアームを示しており、この
スイングアーム９は、後端部で後輪１０を支持し、また
前端部はメインフレーム７ａに回動自在に軸支されてい
る。また、図中１１は２サイクルエンジンを示してお
り、このエンジン１１はメインフレーム７ａ及びダウン
チューブ７ｃに懸架されている。

【０００９】図２は前記エンジン１１の構成を概略的に
示すエンジン１１の概略断面図である。このエンジン１
１はシリンダヘッド１２、シリンダブロック１３及びク
ランクケース１４，１５を積層締結して構成され、内部
にシリンダを画定している。前記シリンダはピストン１
７により区画され、一方が燃焼室１８に、他方がクラン
ク室１９になっている。前記クランク室１９にはクラン
クシャフト２０が回動自在に軸支され、シリンダにはピ
ストン１７が上下方向に摺動自在に配置されており、ク
ランクシャフト２０とピストン１７とはコンロッド２１
で連結されている。エンジン１１には吸気経路２５、掃
気経路２６及び排気経路２７が形成されている。吸気経
路２５は、吸気通路２５ｂを有し、連結管２５ａで、ク
ランク室１９の吸気取入口１９ａと吸気通路２５ｂとを
連結して成る。吸気取入口１９ａにはリードバルブ２８
が密閉的に挟持されており、このリードバルブ２８はク
ランク室１９と吸気通路２５ｂとの圧力差で開閉する。
前記吸気通路２５ｂは気化器１００の上部を貫通して形
成されており、バタフライ型のスロットル弁２９が設け
られている。このスロットル弁２９はスロットル３０の
開度に応じて吸気管２５ｂにおける吸気経路の断面積を
可変させる。また、掃気経路２６はシリンダブロック１
３及び１４にかけて形成された掃気通路２６ａから成
り、この掃気通路２６ａは一端がシリンダの燃焼室１８
側に繋がり、他端がシリンダのクランク室１９側に繋が
っており、燃焼室１８で混合気が爆発燃焼した後、ピス
トン１７の下降に伴ってシリンダの燃焼室１８側の端部
を開口してクランク室１９と燃焼室１８とを連通させ、
クランク室１９内に吸入された混合気を燃焼室１８に送
り込む。排気経路２７は、シリンダブロック１３に形成
された排気通路２７ａ及び排気管２７ｂから構成され、
排気通路２７ａはその一端がシリンダの燃焼室１８に開
口する排気孔２７ｃを構成し、他端が排気管２７ｂに連
結している。この排気経路２７の排気孔２７ｃは、燃焼
室１８で混合気が爆発燃焼した後、ピストン１７の下降
に伴って前記掃気通路２６より早いタイミングで開口
し、燃焼室１８内の燃焼ガスの排気を始め、そしてこれ
より遅いタイミングで開かれる掃気経路２６を通って燃
焼室１８内に入る混合気が燃焼室１８内に残留している
燃焼ガスを排気経路２７に向けて押し出し、次の燃焼の
ための圧縮がピストン１７により行われる。また、排気
管２７ｂは膨脹室２７ｄを有し、この膨脹室２７ｄの作
用で排気経路２７を流れる排気ガスに圧力脈動を生じさ
せて、排気初期には排気経路２７の排気孔２７ｃ付近を
負圧にして燃焼室１８からの排気ガスの排気を促進さ
せ、また、排気後期には排気経路２７の排気孔２７ｃ付
近を正圧にして排気孔２７ｃから漏れた未燃混合気を再
度燃焼室１８に押し込み漏れ出しを防止する。この排気
ガスの圧力脈動、即ち排気孔２７ｃ付近における排気ガ
スが正圧から一度負圧になり、再度正圧に戻るまでの時
間を正圧反射波帰還時間と言い、この正圧反射波帰還時
間は圧力の伝搬速度によって変化する。前記圧力の伝搬
速度は温度、即ち排気ガスの温度に依存し、温度が高け
れば早く温度が低ければ遅くなる。従って、排気孔２７
ｃの開くタイミングが早いと燃焼直後の排気ガスが排気
管に流れることになるので、排気ガス圧力の伝搬速度は
早く、即ち正圧反射波帰還時間は短くなり、また、排気
孔２７ｃの開くタイミングが遅くなれば排気ガスの温度
が下がるので、排気ガス圧力の伝搬速度は遅く、即ち正
圧反射波帰還時間は長くなる。また、正圧反射波帰還時
間は排気管の長さ及び膨脹室の大きさ等で大きく変わる
ので、これらの寸法は出荷時にエンジンの特性に応じた
正圧反射波帰還時間が得られるように調節される。ま
た、排気通路２７ａには可変排気タイミング装置３１が
設けられており、この可変排気タイミング装置３１は、
断面半円形のバルブ装置３２及び駆動モータ３３を有
し、制御装置４０の出力に応じてバルブ装置３２を前記
駆動モータ３３で回動して排気孔２７ｃの開度を変え、
開閉タイミングを細かく調節できるように構成されてい
る。

【００１０】この可変排気タイミング装置は制御装置４
０によって制御されている。図３は制御装置４０の概略
ブロック図を示しており、図面に示すようにこの制御装
置４０は、バルブ開度決定手段４１、最適排気温度記憶
・読込手段４２、バルブ開度補正手段４３、最適排気温
度補正手段４４及び運転状態判断手段４５を有し、前記
バルブ開度補正手段４３は比較手段４３ａ、バルブ開度
補正値決定手段４３ｂ、補正値加算手段４３ｃ及びバル
ブ開度リミット維持手段４３ｄを備えている。この制御
装置４０は前記各手段で、エンジン回転数検出センサ４
６、スロットル開度検出センサ４７及び排気管壁温検出
センサ４８からの検出信号に基づいて可変排気タイミン
グ装置３１の駆動モータ３３を駆動させてバルブ装置３
２を回動させて各エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度
Ｈにおける排気孔２７ｃの開閉タイミングと正圧反射波
帰還時間Ｔとを適合させてエンジンから最適な出力が得
られるように排気脈動を制御している。なお、排気管壁
温検出センサ４８の代わりに排気ガス温検出センサ４
８’を配置し、所定時間の排気ガス温度の平均値を以下
の方法における排気管壁温の代わりに用いてもよい。

【００１１】図４は制御装置４０の制御フローチャート
を示している。以下図３及び図４を参照して制御装置４
０の作用を説明する。制御装置４０は、自動二輪車１の
エンジンの始動と共に制御を開始し、制御開始時にバル
ブ開度補正手段４３及び最適排気温度補正手段４４の最
適壁温補正値Ｐｃ（後で詳細に説明する）及びバルブ開
度補正値Ｖｃ（後で詳細に説明する）を０に設定する
（ステップ１）。次に、バルブ開度決定手段４１で、エ
ンジン回転数検出センサ４６及びスロットル開度検出セ
ンサ４７からエンジン回転数Ｎ１及びスロットル開度Ｈ
１を入力し（ステップ２）、当該エンジン回転数Ｎ１及
びスロットル開度Ｈ１に基づいてマップ１から可変排気
タイミング装置３１の最適バルブ開度Ｖｇを読み込む
（ステップ３）。図５（ａ）は前記マップ１を示してお
り、このマップ１は、予め各エンジン回転数Ｎ及びスロ
ットル開度Ｈに対して最適な出力が得られるバルブ開度
Ｖｇを実験等で計測するか、又は計算して求めたデータ
から成る可変排気タイミング装置で一般的に使用されて
いるマップであり、制御装置４０が記憶している。続い
て、運転状態判断手段４５で、前記入力されたエンジン
回転数Ｎ１及びスロットル開度Ｈ１の変化率が所定値を
越えているか否かを判断し（ステップ４）、変化率が所
定値を越えている場合にはエンジンの運転状態が過渡状
態にあると判断して、バルブ開度補正手段４３における
バルブ開度補正値Ｖｃを０に設定して（ステップ１
０）、バルブ開度決定手段４１で求めた最適バルブ開度
Ｖｇに基づいて可変排気タイミング装置３１の駆動モー
タ３３を駆動させ（ステップ１５）、バルブ装置３２の
開度を変える。入力したエンジン回転数Ｎ１及びスロッ
トル開度Ｈ１の変化率が所定値を越えていない場合に
は、続けて最適排気温度記憶・読込手段４２で排気管壁
温検知センサ４７から排気管壁温Ｐ１を入力する（ステ
ップ５）。バルブ開度補正手段４３の比較手段４３ａ
は、センサ４６及び４７から入力されるエンジン回転数
Ｎ１及びスロットル開度Ｈ１に基づてマップ２から最適
排気管壁温範囲Ｐｇｈを読み込み（ステップ６）、入力
された排気管壁温Ｐ１が最適排気管壁温範囲Ｐｇｈの範
囲内にあるか否かの比較を行う（ステップ７）。図５
（ｂ）は前記マップ２の一例を示すグラフである。この
マップ２は予め各エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度
Ｈに対して最高のエンジン出力が得られる最適な壁温Ｐ
ｇを実験等で計測するか又は計算して求め、当該最適な
排気管壁温Ｐｇを基準にエンジン出力に大きく影響しな
い程度の適当な排気管壁温範囲Ｐｇｈを設定したデータ
から成り、制御装置４０が記憶している。ここで最適な
排気管壁温Ｐｇとは各エンジン回転数Ｎ及びスロットル
開度Ｈにおいて、排気ガスの正圧反射波帰還時間Ｔが排
気孔２７ｃの開閉タイミングに対して最適になる排気ガ
スの圧力伝搬速度が得られる排気管壁温（即ち排気温
度）のこといい、正圧反射波帰還時間Ｔとは、排気孔２
７ｃにおける排気圧力が正圧から負圧になり再度正圧に
戻るまでの時間をいう。図８に排気圧力の正圧反射波帰
還時間Ｔと排気孔２７ｃの開閉タイミングとの関係を表
すグラフを示す。前記排気圧力Ｌは、図８(a)に点線で
示すデータＬｇのように、ピストン１７が排気孔２７ｃ
を開いた後、さらに下降して下死点付近にある時に、負
圧になり燃焼室１８内の燃焼ガスの引き出しを補助し、
また排気孔２７ｃが閉じる前、具体的には掃気通路２６
から混合気が燃焼室１８内に入り燃焼室１８内の燃焼ガ
スを完全に排気した後に、正圧になって排気孔２７ｃか
ら漏れだした未燃混合気を燃焼室１８に押し戻す最適正
圧反射波帰還時間Ｔｇで伝搬するのが好ましいのである
が、天候の変化等で排気管壁温が変化し、それに伴い排
気温度に急激な温度変化が生じて排気圧力の速度が変わ
り、図８(a)に実線で示す排気圧力Ｌ１のように排気孔
２７ｃの開閉タイミングとずれた正圧反射帰還時間Ｔ１
になると、燃焼ガスの排気が不十分になったり、未燃混
合気の漏れが生じたりして燃焼室１８内のガス交換率を
下げエンジン出力が下がる。前記比較手段４３ａは、ス
テップ５で入力された排気管壁温Ｐ１がステップ６で読
み込まれた最適排気管壁温範囲Ｐｇｈの範囲内にあるか
否かを判断し（ステップ７）、Ｐ１がＰｇｈの範囲内に
ある場合には、前記正圧反射帰還時間Ｔが排気孔２７ｃ
の開閉タイミングに適合した最適正圧反射帰還時間Ｔｇ
であると判断して、バルブ開度補正値決定手段４３ｂに
おけるバルブ開度補正値Ｖｃを０に設定し（ステップ１
０）、ステップ３で読み込まれた最適バルブ開度Ｖｇで
駆動モータ３３を駆動させてバルブ装置３２を回動させ
る（ステップ１１及びステップ１５）。また、排気管壁
温Ｐ１が最適排気管壁温範囲Ｐｇｈの範囲外にある場合
には、バルブ開度補正値決定手段４３ｂで排気管壁温Ｐ
１と最適排気管壁温Ｐｇとの温度差及び入力されたエン
ジン回転数Ｎ１に基づいてマップ３から最適バルブ開度
Ｖｇに対するバルブ開度補正値Ｖｃを読み込む（ステッ
プ８）。前記マップ３は、予めエンジン回転数Ｎ及び排
気管壁温Ｐと最適排気管壁温Ｐｇとの温度差に対する最
適なバルブ開度補正値Ｖｃを実験等によって計測する
か、又は計算で求めて得られたデータであり、制御装置
４０が記憶している。図６（ａ）はマップ３の一例を示
すグラフである。通常可変排気タイミング装置のバルブ
開度が大きくなると排気孔が開口するタイミングが早く
なるので排気ガスが燃焼から排気管内に流入するまでの
時間が短くなり、結果として排気ガスの温度が上がり排
気管壁温を上げる。また、逆に前記バルブ開度を小さく
すると逆の作用で排気壁温が下がる。従って、本図に示
すように実際の排気管壁温Ｐ１が最適排気管壁温範囲Ｐ
ｇｈを越えて低い場合には実際のバルブ開度Ｖ１を最適
バルブ開度Ｖｇよりも大きくなるようにバルブ開度補正
値Ｖｃを決定し、また逆に排気管壁温Ｐ１が最適排気管
壁温範囲Ｐｇｈを越えて高い場合には実際のバルブ開度
Ｖ１を最適バルブ開度Ｖｇよりも小さくなるようバルブ
開度補正値Ｖｃを決定するようにマップ３は作られてい
るのであるが、実際のバルブ開度Ｖ１を補正することに
より、例えばバルブ開度Ｖ１を大きくすると、前述のよ
うに排気孔の開口タイミングが早まると共に閉口タイミ
ングが遅くなるので、結果として最適な正圧反射波帰還
時間Ｔｇも長くなり、例えばＴｇ＋Ｔｃに変わる（図８
(b)参照）。前記正圧反射波帰還時間Ｔは排気圧力Ｌの
伝搬速度によって決まり、前記圧力伝搬速度は温度によ
って変化するため、結果として各エンジン回転数Ｎ及び
スロットル開度Ｈに対する最適排気管壁温Ｐｇの値も変
わり、マップ２における最適排気管壁温範囲Ｐｇｈが変
わることになる。従って、バルブ開度補正値決定手段４
３ｂでバルブ開度補正値Ｖｃを決定した後、最適排気温
度補正手段４４で、前記補正値Ｖｃと入力された実際の
エンジン回転数Ｎ１に基づいてマップ４から最適排気管
壁温範囲補正値Ｐｃを読み込み（ステップ９）、最適排
気管壁温範囲Ｐｇｈ（即ち、最適排気管壁温Ｐｇ）を補
正後のバルブ開度に合った最適排気管壁温度範囲（Ｐｇ
＋Ｐｃ）ｈに補正する（ステップ３）。このマップ４は
予めエンジン回転数Ｎ及びバルブ開度補正値Ｖｃに対す
る最適排気管壁温範囲補正値Ｐｃを実験等で測定する
か、又は計算で求めて得られたデータであり、制御装置
４０が記憶している。図６(b) にマップ４の一例を示
す。ここでマップ３について、さらに説明すると、例え
ば、図８(a)に示すデータのように、あるエンジン回転
数において排気管壁温Ｐ１が最適排気管壁温範囲Ｐｇｈ
より低くなり、それによって排気圧力Ｌ１の伝搬速度が
最適排気圧力Ｌｇの伝搬速度より遅くなって正圧反射波
帰還時間Ｔ１が最適正圧反射波帰還時間Ｔｇより長くな
り排気孔２７ｃの開閉タイミングに合っていない場合に
は、可変排気タイミング装置における実際のバルブ開度
Ｖ１を補正値Ｖｃで補正して大きくして排気管壁温Ｐ１
を上げれば、前記正圧反射帰還時間Ｔ１を短くできるの
であるが、可変排気タイミング装置におけるバルブ開度
Ｖ１の一回の補正量が大きいと、それに伴って排気孔２
７ｃの開閉タイミングが大きく変わり、従って最適排気
管壁温範囲Ｐｇｈの補正量Ｐｃも大きくなり、補正して
得られた正圧反射波帰還時間Ｔ１’が補正最適排気管壁
温範囲（Ｐｇ＋Ｐｃ）ｈに対応する補正正圧反射波帰還
時間Ｔｇ＋Ｔｃを下回ってしまうという矛盾を生ずるこ
とになる。従って、マップ３におけるバルブ開度補正値
Ｖｃは、上記のことを考慮して、マップ３に示すように
その変化量を十分に小さく設定しておく必要がある。

【００１２】一方、前記バルブ開度補正値決定手段４３
ｂでマップ３から読み込まれたバルブ開度補正値Ｖｃ
（ステップ８）は、補正値加算手段４３ｃでバルブ開度
決定手段４１でマップ１から読み込んだ最適バルブ開度
Ｖｇに加算される（ステップ１１）。そして、バルブ開
度リミット維持手段４３ｄで、入力された実際のエンジ
ン回転数Ｎ１及びスロットル開度Ｈ１に基づいてマップ
５からバルブ開度Ｖの限界値Ｖｍを読み込み（ステップ
１２）、前記補正後のバルブ開度Ｖｇ＋Ｖｃが限界値Ｖ
ｍを越えているか否かの判断を行う（ステップ１３）。
図７はマップ５の一例を示している。このマップ５は予
め各エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度Ｈに対するバ
ルブ開度の限界値を実験等で計測するか又は計算して求
めたデータであり、制御装置４０が記憶している。ここ
で前記補正後のバルブ開度Ｖｇ＋Ｖｃが限界値Ｖｍを越
えていない場合には、当該バルブ開度Ｖｇ＋Ｖｃだけバ
ルブ装置３２が可動するように駆動モータ３３を駆動さ
せ（ステップ１５）、また、補正後のバルブ開度Ｖｇ＋
Ｖｃが限界値Ｖｍを越えている場合には、補正バルブ開
度Ｖｇ＋Ｖｃを限界値Ｖｍの上限若しくは下限のいずれ
か近い方に合わせて設定し直して（ステップ１４）、当
該設定後の補正バルブ開度Ｖｍで駆動モータ３３を駆動
させてバルブ装置３２を可動させる（ステップ１５）。
そして駆動モータ３３を駆動させた後（ステップ１
５）、エンジン回転数Ｎ２及びスロットル開度Ｈ２を各
センサ４６，４７から新たに入力し（ステップ１６）、
当該エンジン回転数Ｎ２及びスロットル開度Ｈ２がステ
ップ２で入力したエンジン回転数Ｎ１及びスロットル開
度Ｈ１に対して変化している場合にはスタートステップ
に戻り（ステップ１７）、図示していないリセット手段
で前記バルブ開度補正値決定手段４３ｂ及び最適排気温
度補正手段４４の各補正値Ｖｃ，Ｐｃを０に設定し直し
てから（ステップ１）、ステップ２以降の作用を繰り返
す。また、前記エンジン回転数Ｎ２及びスロットル開度
Ｈ２がステップ２で入力したエンジン回転数Ｎ１及びス
ロットル開度Ｈ１に対して変化していない場合には、前
記各補正値Ｖｃ及びＰｃを記憶したままステップ２に戻
り、運転状態判断手段４５でさらにエンジン回転数Ｎ１
＋１及びスロットル開度Ｈ１＋１を入力し、前記ステッ
プ１６で計測したエンジン回転数Ｎ２及びスロットル開
度Ｈ２に対する変化率が所定の変化率を越えているか否
かの判断を行い（ステップ４）、判断結果に基づいて、
それ以降のステップに進む。尚、この場合、前記バルブ
開度決定手段４１はマップ１から最適バルブ開度Ｖｇを
読み込む時にバルブ開度補正値決定手段４３ｂから得ら
れるバルブ開度補正値Ｖｃを加算し（ステップ３）、最
適排気管温度記憶・読込手段４２もまたマップ２から最
適排気管温度範囲Ｐｇｈを読み込む時に最適排気管温度
範囲補正手段４４から得られた最適排気管温度範囲補正
値Ｐｃを加算する（ステップ６）。なお、ステップ１７
において前記エンジン回転数Ｎ２及びスロットル開度Ｈ
２がステップ２で入力した値とそれぞれ同じ場合、ステ
ップ１６におけるエンジン回転数Ｎ２及びスロットル開
度Ｈ２と、再度ステップ２で入力する新しい値Ｎ１，Ｈ
１とは変化がないはずであり、ステップ２とステップ４
とが省略できる。このため、ステップ１８にて最適バル
ブ開度Ｖｇを読み込むことなく、前回の最適バルブ開度
Ｖｇに補正値Ｖｃを加算したものを新たな最適バルブ開
度とし、最適排気管壁温Ｐｇｈを読み込むことなく前回
の最適排気管壁温範囲Ｐｇｈに補正値Ｐｃを加算したも
のを新たな最適排気管壁温範囲Ｐｇｈとし、さらに排気
管壁温Ｐ１を取り込んだ後、ステップ７に進むようにし
てもよい。

【００１３】以上説明した本実施例の排気脈動制御装置
及び方法によれば、可変排気タイミング装置のバルブ開
度を補正すると共に、補正後のバルブ開度に合わせて最
適排気管壁温を補正するように構成しているので、より
精度の高い排気脈動の制御を行うことができ、それによ
り最適なエンジン出力を得ることができるという効果を
奏する。また、本実施例では排気ガスの温度のパラメー
タを排気管壁温から得ているのでパラメータの測定が容
易になるという効果を奏する。

【００１４】以下に、排気脈動の別の制御方法として点
火時期による制御方法の一例について本発明の一実施例
を示した図２を参照して説明する。当該点火時期による
脈動制御方法は、図２に点線で示した点火装置５１を介
して点火プラグ５２の点火時期を制御装置５０で制御す
ることで成され、この場合可変排気タイミング装置３１
は既存の制御、例えば、図５（ａ）に示したマップ１に
基づいて制御装置５０で制御される。前記点火装置５１
は、図示していないがＣＤＩユニットやイグニッション
コイル等を含む。

【００１５】以下、制御装置５０における点火次期を用
いた脈動制御方法に関して図９のフローチャートを参照
して説明する。制御装置５０は、自動二輪車１のエンジ
ン始動と共に制御を開始し、制御開始時に点火時期進角
補正値Ｉｃ及び点火時期遅角補正値Ｉｄ（後で詳細に説
明する）を０に設定する（ステップ１）。次に、エンジ
ン回転数検出センサ４６及びスロットル開度検出センサ
４７からエンジン回転数Ｎ１及びスロットル開度Ｈ１を
入力し（ステップ２）、この実際のエンジン回転数Ｎ１
及びスロットル開度Ｈ１に基づいてマップ６から点火プ
ラグの最適点火時期Ｉｇを読み込む（ステップ３）。図
１０（ａ）は前記マップ６を示しており、このマップ６
は、予め各エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度Ｈに対
して最適な出力が得られる点火時期Ｉｇを実験等で計測
するか、又は計算して求めたデータから成る点火時期制
御に一般的に用いられているマップであり、制御装置５
０が記憶している。続いて、入力した実際のエンジン回
転数Ｎ１が所定値を越えているか否かの判断を行い（ス
テップ４）、エンジン回転数Ｎ１が所定値を越えていな
い場合にはエンジンの運転状態が中低速域にあると判断
して前記マップ６から読み込んだ最適点火時期Ｉｇのタ
イミングで点火プラグが点火するように点火装置５１に
出力が行われる（ステップ１９）。また、エンジン回転
数Ｎ１が所定値を越えている場合にはエンジンの運転状
態が高速域にあると判断して、続けてスロットル開度Ｈ
１が所定値を越えているか否かの判断（ステップ５）に
移る。そしてステップ４においてスロットル開度Ｈ１が
所定値を越えていない場合にはスロットル開度が中開度
以下と判断してマップ６から読み込んだ最適点火時期Ｉ
ｇのタイミングで点火プラグが点火するように点火装置
５１に出力が行われ（ステップ１９）、またスロットル
開度Ｈ１が所定値を越えている場合にはスロットル開度
Ｈ１が高開度であると判断して、さらにエンジン回転数
Ｎ１及びスロットル開度Ｈ１の変化率の判断（ステップ
６）に移る。ステップ６において、前記変化率が所定の
値を越えている場合にはエンジンが過渡状態にあると判
断して前記マップ６から読み込んだ最適点火時期Ｉｇの
タイミングで点火プラグ５２が点火するように点火装置
５１に出力が行われ（ステップ１９）、ここで変化率が
所定の値を越えていない場合には続けて排気管壁温検知
センサ４８から実際の排気管壁温Ｐ１を入力する（ステ
ップ７）。そして、さらにセンサ４６，４７から入力し
たエンジン回転数Ｎ１及びスロットル開度Ｈ１に基づて
マップ７から最適排気管壁温Ｐｇを読み込み（ステップ
８）、実際の排気管壁温Ｐ１が最適排気管壁温Ｐｇと等
しいか否かの判断に移行する（ステップ９）。図１０
（ｂ）は前記マップ７の一例を示すグラフである。この
マップ７は予め各エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度
Ｈに対して最高のエンジン出力が得られる最適な壁温Ｐ
ｇを実験等で計測するか又は計算して求めて得られたデ
ータであり、制御装置５０が記憶している。前の実施例
で述べたように排気管壁温Ｐ、即ち排気ガス温度の変化
により排気圧力の正圧反射波帰還時間Ｔは変化し、この
正圧反射波帰還時間Ｔが排気孔２７ｃの開閉タイミング
とずれるとエンジン出力は低下する。前記マップ７にお
ける最適排気管壁温Ｐｇは各エンジン回転数Ｎ及びスロ
ットル開度Ｈにおいて正圧反射波帰還時間Ｔが排気孔２
７ｃの開閉タイミングに最も適合する温度Ｐｇに設定さ
れているので、実際の排気管壁温Ｐ１が最適排気壁温Ｐ
ｇと等しい場合には、ステップ３で読み込まれた最適点
火時期Ｉｇが適当であると判断して（ステップ９）、最
適点火時期Ｉｇのタイミングで点火プラグが点火するよ
うに点火装置５１に出力が行われる（ステップ１９）。
また、前記排気管壁温Ｐ１が最適排気管壁温Ｐｇと等し
くない場合には正圧反射波帰還時間Ｔが排気孔２７ｃの
開閉タイミングとずれていると判断して（ステップ
９）、前記排気管壁温Ｐ１が最適排気管壁温Ｐｇより低
いか高いかの判断（ステップ１０）に移行し、排気管壁
温Ｐ１が最適排気管壁温Ｐｇより低い場合には、前記排
気管壁温Ｐ１と最適排気管壁温Ｐｇとの温度差及びステ
ップ２で計測されたエンジン回転数Ｎ１に基づいて図１
２（ａ）に示す遅角補正マップから点火時期遅角補正値
Ｉｄを読み込み、マップ６から読み込んだ最適点火時期
Ｉｇに点火時期遅角補正値Ｉｄを加算し遅角補正点火時
期Ｉｇ＋Ｉｄを算出する（ステップ１１）。前記遅角マ
ップは、予め様々なエンジン回転数Ｎ及び排気管壁温Ｐ
１と最適排気管壁温Ｐとの温度差に対する最適な点火時
期遅角補正値Ｉｄを実験等によって計測するか、又は計
算で求めて得られたデータであり、制御装置４０が記憶
している。そしてさらに各センサ４６及び４７から入力
した実際のエンジン回転数Ｎ１とスロットル開度Ｈ１と
に基づいてマップ８から点火時期遅角リミットＩｄｍを
読み込み（ステップ１２）、前記遅角補正点火時期Ｉｇ
＋Ｉｄが点火時期遅角リミットＩｄｍより遅角している
か否かの判断を行い（ステップ１３）、遅角補正点火時
期Ｉｇ＋Ｉｄが点火時期遅角リミットＩｄｍより遅角し
ていない場合には前記遅角補正点火時期Ｉｇ＋Ｉｄのタ
イミングで点火プラグ５２が点火するように点火装置５
１に出力が行われ（ステップ１９）、また。遅角補正点
火時期Ｉｇ＋Ｉｄが点火時期遅角リミットＩｄｍより遅
角している場合は、遅角補正点火時期Ｉｇ＋Ｉｄを点火
時期遅角リミットＩｄｍに設定して（ステップ１４）、
当該点火時期遅角リミットＩｄｍのタイミングで点火プ
ラグ５２が点火するように点火装置５１に出力が行われ
る（ステップ１９）。図１１にマップ８の一例を示す。
このマップ８は予め様々なエンジン回転数Ｎ及びスロッ
トル開度Ｈに対する点火時期の遅角リミットＩｄｍ及び
進角リミットＩｃｍを実験等で計測するか、又は計算に
よって求めて得られるデータであり、制御装置５０が記
憶している。一方、排気管壁温Ｐ１が最適排気管壁温Ｐ
ｇより高い場合には、前記排気管壁温Ｐ１と最適排気管
壁温Ｐｇとの温度差及び各センサ４６及び４７から入力
される実際のエンジン回転数Ｎ１に基づいて図１２
（ｂ）に示す進角マップから点火時期進角補正値Ｉｃを
読み込み、マップ６から読み込んだ最適点火時期Ｉｇに
点火時期進角補正値Ｉｃを加算し進角補正点火時期Ｉｇ
＋Ｉｃを算出する（ステップ１５）。前記進角マップ
は、予め様々なエンジン回転数Ｎ及び排気管壁温Ｐと最
適排気管壁温Ｐとの温度差に対する最適な点火時期進角
補正値Ｉｃを実験等によって計測するか、又は計算で求
めて得られたデータであり、制御装置４０が記憶してい
る。そしてさらに各センサ４６，４７から入力されたエ
ンジン回転数Ｎ１とスロットル開度Ｈ１とに基づいてマ
ップ８から点火時期進角リミットＩｃｍを読み込み（ス
テップ１６）、前記進角補正点火時期Ｉｇ＋Ｉｃが点火
時期進角リミットＩｃｍより進角しているか否かの判断
を行い（ステップ１７）、進角補正点火時期Ｉｇ＋Ｉｃ
が点火時期進角リミットＩｃｍより進角していない場合
には前記進角補正点火時期Ｉｇ＋Ｉｃのタイミングで点
火プラグが点火するように点火装置５１に出力が行われ
（ステップ１９）、また。進角補正点火時期Ｉｇ＋Ｉｃ
が点火時期進角リミットＩｃｍより進角している場合
は、進角補正点火時期Ｉｇ＋Ｉｃを点火時期進角リミッ
トＩｃｍに設定して（ステップ１８）、当該点火時期進
角リミットＩｃｍのタイミングで点火プラグ５２が点火
するように点火装置５１に出力が行われる（ステップ１
９）。そして点火装置５１への出力（ステップ１９）を
終えた後、エンジン回転数Ｎ２及びスロットル開度Ｈ２
を各センサ４６及び４７から新たに入力し（ステップ２
０）、当該エンジン回転数Ｎ２及びスロットル開度Ｈ２
がステップ２で入力されたエンジン回転数Ｎ１及びスロ
ットル開度Ｈ１に対して変化している場合にはスタート
ステップに戻り（ステップ２１）、前記進角補正値Ｉｃ
及び遅角補正値Ｉｄを０に設定し直してから（ステップ
１）、ステップ２以降の作用を繰り返す。また、前記エ
ンジン回転数Ｎ２及びスロットル開度Ｈ２がステップ２
で入力されたエンジン回転数Ｎ１及びスロットル開度Ｈ
１に対して変化していない場合には、前記各補正値Ｉ
ｃ，Ｉｄを記憶したままステップ２に戻り、そこでまた
エンジン回転数Ｎ１＋１及びスロットル開度Ｈ１＋１を
計測して、エンジンの運転状態の判断を行い（ステップ
４〜ステップ６）、判断結果に基づいて、それ以降のス
テップに進む。尚、この場合はステップ３においてマッ
プ６から読み込まれる最適点火時期Ｉｇに補正値Ｉｃ又
はＩｄが加算される。点火時期を遅角すれば燃焼末期或
いは燃焼が完了して直ぐのタイミングで既燃焼ガスが排
気されることとなり排気ガス温度は高まる。一方、点火
時期を進角すれば、燃焼完了後排気までに時間的遅れが
生じ、燃焼室内の既燃焼ガスの温度が下がり排気ガス温
度が低下する。図１２（ａ）及び（ｂ）はこの特性を折
り込んだものである。

【００１６】以上説明した点火時期による排気脈動の制
御によれば、最適点火時期Ｉｇに幅を持たせる必要がな
いので、より精密な排気脈動の制御ができるという効果
を奏する。

【００１７】上記は２サイクルエンジンについて説明し
たが、４サイクルエンジンにおいても全く同様な方法を
採用することにより、各エンジンの運転状態において最
適な出力を得ることが可能になる。図１３は、４サイク
ルエンジン６０の吸排気機構の構成を示す概略断面図で
ある。図中６２は吸気弁を、６４は排気弁を各々示して
いる。これら吸気弁６２及び排気弁６４は対応する動弁
機構によって開弁及び閉弁される。各動弁機構は各々、
カムシャフト６６，６８及びカム７０，７２を備え、減
速機構７４を介してクランク軸７６で各カムシャフト６
６，６８を回転駆動することにより、吸気弁６２及び排
気弁６４は対応するカム７０，７２によって開閉され
る。排気弁６４の動弁機構は、排気弁開閉タイミング調
整機構７８が設けられており、この排気弁開閉タイミン
グ調整機構７８により、排気弁６４の開弁あるいは閉
弁、あるいは開弁及び閉弁の両方のタイミングを変える
ことができるように構成されている。なお、吸気弁６２
の動弁機構に吸気弁開閉タイミング調整機構１０１を設
け、吸気弁６２の開弁、あるいは開弁及び閉弁の両方の
タイミングを変えるようにしてもよい。図１４は、４サ
イクルエンジンにおけるクランク角度に対する排気弁及
び吸気弁の開閉タイミング（弁リフト）及び排気ポート
部の圧力の関係を示すグラフである。このグラフに示す
ように、４サイクルエンジンでは、排気弁の開閉工程終
期と吸気弁の開閉工程初期がオーバーラップされてい
る。一方排気ポート部の圧力について、ピストン７５が
いまだ下降行程中のクランク角約１２４゜において排気
弁６４が開となると、燃焼室内の高圧の既燃焼ガスが短
時間に排気ポート部を通過して排気通路に排出される。
ピストン７５が上昇行程中のクランク角約２２０゜にお
いては、燃焼室からの既燃焼ガスの排出が完了する。ク
ランク角約１３０゜における高圧の排気ポート部圧力
は、排気通路２７を音速で進行し排気管２７ｂの開放端
で負圧に反転し、クランク角約１３０゜から約２８０゜
にかけて排気ポート部に戻ってくる。排気弁６４は開い
ているので負圧波は一部正圧に反転する一方、負圧波の
大部分は排気弁６４に衝突し負圧のまま反射するので、
反転して形成される正圧により負圧が相殺されるので、
排気管２７ｂの開放端に向かう圧力波はピーク値が減少
した負圧波となる。この負圧波は排気管２７ｂの開放端
で正圧に反転し、クランク角約２８０゜から約３２２゜
にかけて排気ポート部に戻ってくる。上記と同様に排気
ポート部で僅かにピーク値が減少した正圧波となって反
射し、再び排気通路２７を音速で進行し排気管２７ｂの
開放端で負圧に反転し、クランク角約３２２゜から約３
６５゜にかけて排気ポート部に戻ってくる。このように
して排気圧力波は反射、反転を繰り返しながら次第に減
衰していく。本グラフの事例においては、負圧波が戻っ
てくる約３２２゜から約３６５゜にかけてのクランク角
範囲中にオーバーラップ期間が設定されている。従っ
て、第１の実施例と同様の方法で、弁開閉タイミング調
整機構７８を制御して、各エンジンの運転状態において
排気弁６４の開閉工程終期（即ち、排気弁６４と吸気弁
６２の開閉工程が重なっている部分）に、排気圧力の負
圧波が排気ポート部分に戻ってくるように排気温度を調
整して予め用意した最適排気温度をさらに補正したもの
にすれば、吸気弁６２の開閉工程初期において、負圧波
を燃焼室から吸気弁を介して吸気系に作用させることが
できるので、充填効率を高めることができ、各エンジン
の運転状態において最適な出力を得ることが可能にな
る。尚、図１３中、符号７７はコンロッドを各々示して
いる。上記の４サイクルエンジンの排気脈動制御方法の
原理は以下の通りである。排気弁６４が開となるタイミ
ングを可変とするものでは、排気弁６４から排出される
排気ガス温度を変化させることにより、排気ガス温をそ
の運転状態における標準温度に近づけることができる。
その運転状態（エンジン回転数等）における標準温度と
は、所定のクランク角のタイミングで排気弁が開となる
ことに起因する排気が、その標準温度に対応する音波の
速度で脈動すると、オーバーラップ期間中に必ず排気の
負圧波が戻ってくる場合の温度であり、予め種々の運転
状態下で求めておき、メモリー中にデータとして記憶さ
れるものである。この標準温度脈動の圧力波の速度にお
いて排気脈動すると、これにより天候による影響を無く
するか、又は小さくできる。しかし、排気弁６４が開と
なるタイミングそのものを変化させると、戻ってくる負
圧波がオーバーラップ期間からずれることがある。上記
のものでは、これを解消するためフィードバックに使用
する目標温度をメモリ中の標準温度に補正を加えるよう
にしている。なおさらに、別の排気脈動制御方法の採用
も可能である。すなわち、排気弁６４が開となるタイミ
ングを可変とし、排気ガス温をその運転状態における標
準温度に近づけるフィードバック制御をする一方、排気
弁６４が開となるタイミングそのものが変化することに
より発生する戻り負圧波がオーバーラップ期間からずれ
る課題を、オーバーラップ期間そのものを変化させるこ
とにより解消するものである。排気弁６４の弁開駆動タ
イミングが早まる場合には、吸気弁６４の開き始めるタ
イミングを早める。なお、同時に、排気弁６４の閉じ終
えるタイミングを早めるようにしてもよい。これにより
オーバーラップ期間が長くなることを防止し、吸気系へ
の排気ガスの逆流が起こる正圧波もオーバーラップ期間
中に戻ることがないようにできる。さらに、排気弁６４
の弁開駆動タイミングが遅くなる場合には、排気弁６４
を閉じ終えるタイミングを遅くするようにする。なお同
時に、吸気弁６２の開き始めるタイミングを遅くするよ
うにしてもよい。これによりオーバーラップ期間が長く
なることを防止でき、吸気系への排気ガスの逆流が起こ
るのを防止できる。

【００１８】以上説明した、実施例では、制御装置４０
及び５０にマップ１〜５及びマップ６〜８を記憶させて
各パラメータを読み込むように構成しているが、これは
本実施例に限定されることなく、マップの変わりに適当
な関数を用いて各パラメータを演算で算出するように構
成してもよい。また、以上説明した実施例では、排気ガ
ス温度のパラメータを排気管壁温を測定することによっ
て得ているが、これは本実施例に限定されることなく排
気管中に熱電対や抵抗温度計等を突き出して排気ガス温
度を直接計測してもよい。但し、この場合にはサイクル
中の温度変化を拾わないように所定の時間間隔で計測し
た温度を平均化する必要がある。また、上記実施例で
は、エンジン負荷を検知する手段としてスロットル回動
検知センサ４７を用いているが、これは本実施例に限定
されることなく、例えば、図１５に示すように吸気管負
圧センサ８０或いは空気量検知センサ８２を用いてもよ
い。図１５は、４サイクルエンジンにおける吸気管負圧
センサ８０及び空気量検知センサ８２の配置位置の一例
を示す図であり、図面に示すように、吸気管負圧センサ
８０は、吸気管８４におけるチョークバルブ８５及びス
ロットルバルブ８６の上流に配置され、また、空気量検
知センサ８２は、吸気管８４の途中に設けられる。尚、
図１５中、８８はピストン、９０は吸気弁、９２は排気
弁、そして９４は燃料噴射装置を各々示している。この
ようにスロットル開度検知センサ４７に代えて、吸気管
負圧センサ８０或いは空気量検知センサ８２を用いる場
合、図５、図７におけるスロットル開度Ｈ軸の代わりに
吸気管負圧ｐ軸あるいは空気量Ｑ軸あるいはエンジン負
荷ＬＤ軸を配置することになり、図４或いは図７中のス
ロットル開度Ｈ１，Ｈ２も代わりに代替値ｐ１，ｐ２或
いはＱ１，Ｑ２或いはＬＤ１，ＬＤ２を使用する。な
お、第１実施例と別の方法でも、以下の方法により充填
効率を高めることができる。すなわち、雨、風、雪等の
天候の変化により排気管壁温が変化すると、排気温度に
も影響し、排気脈動の速度に影響する。排気弁６４が開
となるタイミングが固定のものでは、排気弁から排出さ
れる排気ガス温度を変化させることはできないが、排気
弁が開となるタイミングからオーバーラップ期間までの
クランク角と時間の関係をエンジン回転数検知データか
ら算出する一方、排気ガス温あるいは排気管壁温の計測
データに基づき排気脈動の圧力波の速度を算出し、オー
バーラップ期間中に排気の負圧波が戻ってくるように、
排気弁６４の閉弁タイミングあるいは吸気弁６２の開弁
タイミング、あるいは両方のタイミングを変えるように
し、エンジン性能を向上できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の内燃機関における排気脈動制御
方法及び装置によれば、様々なエンジンの運転状態に対
する正圧或いは負圧反射波帰還時間が排気孔或いは排気
弁の開閉タイミングに最適になる最適排気温度のデータ
を予め用意し、走行中の排気温度が前記最適排気温度に
なるように可変排気タイミング装置におけるバルブ装置
のバルブ開度を補正するだけでなく、さらに前記最適排
気温度のデータを、前記補正後のバルブ開度に対応する
正圧或いは負圧反射波帰還時間が排気孔或いは排気弁の
開閉タイミングに最適になる最適排気温度に合わせて補
正しているので、バルブ装置のバルブ開度を変えたこと
による最適排気温度（即ち、制御目標）のずれを補正す
ることができ、可変排気タイミング装置を利用した排気
脈動制御においてより正確な排気の脈動制御を行うこと
ができるという効果を奏し、結果として各エンジンの運
転状態において最適な出力を得ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る排気脈動制御方法を実行する排
気脈動制御装置で制御される２サイクルエンジンを搭載
した自動二輪車の概略側面図である。

【図２】 エンジン１１の構成を概略的に示すエンジン
１１の概略断面図である。

【図３】 制御装置４０の概略ブロック図である。

【図４】 制御装置４０の制御フローチャートである。

【図５】 (a) はエンジン回転数Ｎ及びスロットル開度
Ｈに対する最適バルブ開度Ｖｇのマップであり、(b) は
エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度Ｈに対する最適排
気管壁温Ｐｇのマップである。

【図６】 (a) はエンジン回転数Ｎ及び排気管壁温Ｐと
最適排気管壁温Ｐとの温度差に対する最適なバルブ開度
補正値Ｖｃのマップであり、(b) はエンジン回転数Ｎ及
びバルブ開度補正値Ｖｃに対する最適排気管壁温範囲補
正値Ｐｃのマップである。

【図７】 エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度Ｈに対
するバルブ開度の限界値Ｖｍのマップである。

【図８】 (a),(b)共に排気圧力の正圧反射波帰還時間
Ｔと排気孔２７ｃの開閉タイミングとの関係を表すグラ
フであり、(a) は補正前、(b) は補正後を各々示してい
る。

【図９】 点火時期を用いた脈動制御方法の一例のフロ
ーチャートである。

【図１０】 (a) エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度
Ｈに対する最適点火時期Ｉｇのマップであり、(b) エン
ジン回転数Ｎ及びスロットル開度Ｈに対する最適排気管
壁温Ｐｇのマップである。

【図１１】 エンジン回転数Ｎ及びスロットル開度Ｈに
対する点火時期の遅角リミットＩｄｍ及び進角リミット
Ｉｃｍのマップである。

【図１２】 (a) はエンジン回転数Ｎ及び排気管壁温ず
れ量（実測される排気管壁温Ｐ１マイナス最適排気管壁
温Ｐｇが負となる場合）に対する点火時期の遅角側への
補正値Ｉｄマップ（遅角マップ）である。(b) はエンジ
ン回転数Ｎ及び排気管壁温ずれ量（実測される排気管壁
温Ｐ１マイナス最適排気管壁温Ｐｇが正となる場合）に
対する点火時期の遅角側への補正値Ｉｃマップ（進角マ
ップ）である。

【図１３】 ４サイクルエンジンの吸排気機構の構成を
示す概略断面図である。

【図１４】 ４サイクルエンジンにおけるクランク角度
に対する排気弁及び吸気弁の開閉タイミング（弁リフ
ト）及び排気ポート部の圧力の関係を示すグラフであ
る。

【図１５】 ４サイクルエンジンにおける吸気管負圧セ
ンサ及び空気量検知センサの配置位置の一例を示す図で
ある。

【図１６】 ２サイクルエンジンにおける排気温度とエ
ンジン出力との関係を各エンジン回転数に対して示した
グラフである。

【符号の説明】

１ 自動二輪車 ２ ヘッドパイプ ３ ハンドル ５ フロントフォーク ６ 前輪 ７ フレーム ７ａ メインフレーム ７ｂ リアフレーム ７ｃ ダウンチューブ ８ 燃料タンク ９ スイングアーム １０ 後輪 １１ ２サイクルエンジン １２ シリンダヘッド １３ シリンダブロック １４ シリンダブロック １５ クランクケース １７ ピストン １８ 燃焼室 １９ クランク室 １９ａ 吸気取入口 ２０ クランクシャフト ２１ コンロッド ２５ 吸気経路 ２５ａ 連結管 ２５ｂ 吸気管 ２６ 掃気経路 ２６ａ 掃気通路 ２７ 排気経路 ２７ａ 排気通路 ２７ｂ 排気管 ２７ｃ 排気孔 ２７ｄ 膨脹室 ２８ リードバルブ ２９ スロットル弁 ３０ スロットル ３１ 可変排気タイミング装置 ３２ バルブ装置 ３３ 駆動モータ ４０ 制御装置 ４１ バルブ開度決定手段 ４２ 最適排気温度記憶・読込手段 ４３ バルブ開度補正手段 ４３ａ 比較手段 ４３ｂ バルブ開度補正値決定手段 ４３ｃ 補正値加算手段 ４３ｄ バルブ開度リミット維持手段 ４４ 最適排気温度補正手段 ４５ 運転状態判断手段 ４６ エンジン回転数検知センサ ４７ スロットル開度検知センサ ４８ 排気管壁温検知センサ Ｎ１ エンジン回転数（実際値） Ｈ１ スロットル開度（実際値） Ｖ１ バルブ開度（実際値） Ｖｇ 最適バルブ開度 Ｖｃ バルブ開度補正値 Ｖｍ バルブ開度限界値 Ｐ１ 排気管壁温（実際値） Ｐｇ 最適排気管壁温 Ｐｇｈ 最適排気管壁温範囲 （Ｐｇ＋Ｐｃ）ｈ 補正最適排気管壁温範囲 Ｐｃ 最適排気管壁温範囲補正値 Ｔ１ 正圧反射波帰還時間（実際値） Ｔｇ 最適正圧反射波帰還時間 Ｔｃ 補正正圧反射波帰還時間 Ｌ１ 排気圧力（実際値） Ｌｇ 最適排気圧力 （点火時期を用いた脈動制御方法に関する一例） ５０ 制御装置 ５１ 点火装置 ５２ 点火プラグ Ｉｇ 最適点火時期 Ｉｃ 点火時期進角補正値 Ｉｃｍ 点火時期進各リミット Ｉｇ＋Ｉｃ 進各補正点火時期 Ｉｄ 点火時期遅角補正値 Ｉｄｍ 点火時期遅角リミット Ｉｇ＋Ｉｄ 遅角補正点火時期 Ｐ１ 排気管壁温（実際値） Ｐｇ 最適排気管壁温 Ｎ１ エンジン回転数（実際値） Ｈ１ スロットル開度（実際値） ６０ ４サイクルエンジン ６２ 吸気弁 ６４ 排気弁 ６６ カムシャフト ６８ カムシャフト ７０ カム ７２ カム ７４ 減速機構 ７５ ピストン ７６ クランク軸 ７７ コンロッド ７８ 排気弁開閉タイミング調整機構 ８０ 吸気管負圧センサ ８２ 空気量検知センサ ８４ 吸気管 ８５ チョークバルブ ８６ スロットルバルブ ８８ ピストン ９０ 吸気弁 ９２ 排気弁 ９４ 燃料噴射装置 １０１ 吸気弁開閉タイミング調整機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｒ (56)参考文献 特開 平７−150954（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 27/06 F02B 25/20 F02D 13/02 F02D 45/00 312

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気孔の入口付近に設けられたバルブ装
   置で排気孔の開閉タイミングを可変させる可変排気タイ
   ミング装置を有する２サイクル内燃機関において、 内燃機関の運転状態に対応する走行中の排気温度を検知
   し、 予め用意した、様々な内燃機関の運転状態に対する正圧
   反射波帰還時間が排気孔の開閉タイミングに最適になる
   最適排気温度のデータに基づいて、検知した排気温度が
   最適排気温度になるように前記可変排気タイミング装置
   におけるバルブ装置のバルブ開度を補正すると同時に、 前記最適排気温度のデータを、前記補正後のバルブ開度
   に対応する正圧反射波帰還時間が排気孔の開閉タイミン
   グに最適になる最適排気温度に合わせて補正することを
   特徴とする内燃機関における排気脈動制御方法。
2. 【請求項２】 ２サイクル内燃機関における排気孔の入
   口付近にバルブ装置を設けて排気孔の開閉タイミングを
   可変させる可変排気タイミング装置と内燃機関の運転状
   態を検知するセンサと、 排気温度を検知するセンサと前記各センサの検知結果に
   基づいて可変排気タイミング装置のバルブ装置の開度を
   設定する制御装置とを有し、 前記制御装置が内燃機関の運転状態に応じてバルブ装置
   の開度を決定するバルブ開度決定手段と、 様々な内燃機関の運転状態に対する正圧反射波帰還時間
   が排気孔の開閉タイミングに最適になる最適排気温度の
   データを予め記憶する手段と、 検知した排気温度が前記記憶された最適排気温度になる
   ようにバルブ開度決定手段で決定されたバルブ装置の開
   度を補正する手段と、 同時に、最適排気温度のデータを、前記補正後のバルブ
   開度に対応する正圧反射波帰還時間が排気孔の開閉タイ
   ミングに最適になる最適排気温度に合わせて補正する手
   段とを備えていることを特徴とする内燃機関における排
   気脈動制御装置。
3. 【請求項３】 吸気弁及び排気弁が設けられたシリンダ
   内側に往復動するピストンを配置し、該ピストンが２往
   復する間に、排気弁及び吸気弁それぞれを一回づつ開閉
   するとともに、少なくとも排気弁を開き始めるタイミン
   グを可変とする可変排気タイミング装置を有する４サイ
   クル内燃機関において、 内燃機関の運転状態に対応する走行中の排気温度を検知
   し、 予め用意した、様々な内燃機関の運転状態に対する負圧
   反射波帰還時間が排気弁開開始タイミングに最適になる
   最適排気温度のデータに基づいて、検知した排気温度が
   最適排気温度になるように前記可変排気タイミング装置
   における排気弁開閉駆動装置の弁開駆動開始タイミング
   を補正すると同時に、 前記最適排気温度のデータを、前記補正後の弁開駆動開
   始タイミングに対応する負圧反射波帰還時間が排気弁開
   開始タイミングに最適になる最適排気温度に合わせて補
   正することを特徴とする内燃機関における排気脈動制御
   方法。
4. 【請求項４】 吸気弁及び排気弁が設けられたシリンダ
   内側に往復動するピストンを配置し、該ピストンが２往
   復する間に、排気弁及び吸気弁それぞれを一回づつ開閉
   するとともに、排気弁を開き始めるタイミングと排気弁
   を閉じ終えるタイミングを可変とする可変排気タイミン
   グ装置と、少なくとも吸気弁の開き始めるタイミングを
   可変とする可変吸気タイミング装置とを有する４サイク
   ル内燃機関において、 予め用意した、様々な内燃機関の運転状態に対する負圧
   反射波帰還時間が排気弁開開始タイミングに最適になる
   最適排気温度のデータに基づいて、検知した排気温度が
   最適排気温度になるように前記可変排気タイミング装置
   における排気弁開閉駆動装置の弁開駆動タイミングを補
   正すると同時に、弁開駆動タイミングが早まる場合に
   は、吸気弁の開き始めるタイミングを早め、弁開駆動タ
   イミングが遅くなる場合には、排気弁を閉じ終えるタイ
   ミングを遅くするようにしたことを特徴とする内燃機関
   の排気脈動制御方法。
5. 【請求項５】 吸気弁及び排気弁が設けられたシリンダ
   内側に往復動するピストンを配置し、該ピストンが２往
   復する間に、排気弁及び吸気弁それぞれを一回づつ開閉
   するとともに、排気弁を閉じ終えるタイミングを可変と
   する可変排気タイミング装置かあるいは吸気弁の開き始
   めるタイミングを可変とする可変吸気タイミング装置の
   いずれか一方、あるいは両方を有する４サイクル内燃機
   関において、 内燃機関の運転状態に対応する走行中の排気温度とエン
   ジン回転速度を検知し、負圧反射波が排気弁に到達する
   タイミングが、排気弁と吸気弁の両方が開となるオーバ
   ーラップ期間内となるように、排気弁を閉じ終えるタイ
   ミングあるいは吸気弁を開き始めるタイミングのいずれ
   か一方、あるいは両方を調整するようにしたことを特徴
   とする内燃機関における排気脈動制御方法。