JP3524641B2

JP3524641B2 - エンジンの運転状態制御装置

Info

Publication number: JP3524641B2
Application number: JP19554395A
Authority: JP
Inventors: 雄本山; 美彦守屋
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 2004-05-10
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH0941978A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多気筒エンジンの
排気系の温度変化に応じて点火時期や空燃比等の各種制
御量を制御する技術に係り、特に、排気系の温度を正確
に把握して最適な制御を行うことができるエンジンの運
転状態制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、排気ガスの温度を検出してエンジ
ン制御にフィードバックする技術が提案されている。し
かしながら、排気ガスの温度は絶えず変化するとともに
その変化量も大きく、よって、排気ガスの温度を検出し
てもエンジンの制御に利用することは不可能であった。
そこで、本出願人は、排気管壁温を検出して燃料供給量
の制御にフィードバックすることにより、排気脈動波を
エンジンの運転に有効に利用する技術を開示した（特願
平７ー１００１５２号）。この技術によれば、排気管壁
温の変化が緩やかであるため、エンジンを精度よくかつ
安定的に制御することでき、これにより、当初の目的で
あるエンジンの出力および燃費の向上が可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、排気管の温
度は、排気管に沿ってあるいは衝突して流れる走行中の
相対空気流や、気象上の風、雨あるいは降雪を受け、そ
の全長に渡って低下する。これにより、排気脈動波の伝
わる速度は、エンジンに近く排気管壁温度が高い箇所程
速く、エンジンから遠ざかり排気管壁温度が低い箇所程
遅くなる。多気筒エンジンの場合、複数の排気管の形状
を全く同一にするのは困難であり、走行中の相対気流
や、気象上の風、雨あるいは降雪が各排気管を冷却する
状況は排気管毎に異なることになる。

【０００４】このため、多気筒エンジンの場合には、複
数の排気管のうちの１つの壁温を検出しても、走行状態
や気象条件等の変化に追従させて、他の排気管における
脈動波の伝わる速度を正確に把握することは困難であ
る。よって、ある排気管の壁温に基づいて他の排気管が
接続された気筒を制御しても、排気脈動波の伝わる速度
を正確に検出することを前提とした各種制御に狂いが生
じ、返って当該気筒の出力や燃費を低下させる結果とな
る。

【０００５】よって、この発明は、多気筒エンジンの特
定の排気管の壁温を検出する場合であっても、他の排気
管が接続された気筒に対してもそれぞれ排気脈動を有効
に利用して出力および燃費を向上させることができるエ
ンジンの運転状態制御装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、複数の気筒を有し、各気筒の燃焼室の排気ガス出口
に排気ガスを外部へ排出する排気管を設けたエンジンの
運転状態制御装置において、上記排気ガス出口から発せ
られる排気ガス圧力波が上記排気管により反射されて上
記排気ガス出口に戻るタイミングを変更するタイミング
変更手段を上記各気筒毎に設け、上記気筒のうち、ある
特定のものの排気管に同排気管の壁温を検出する壁温検
出手段を設け、この壁温検出手段の検出結果と、各気筒
毎に予め定めた係数に基づいて上記各タイミング変更手
段をそれぞれ別個に動作させる制御手段を設け、この制
御手段が、上記壁温検出手段の設けられた箇所の基準温
度を記憶し、この基準温度と上記壁温検出手段による検
出結果との差を演算して制御補正量を算出し、この制御
補正量に前記係数を掛け合わせた結果に基づいて前記タ
イミング変更手段をそれぞれ別個に動作させることを特
徴としている。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記気筒を複数の気筒群に分類し、各気筒群の気筒
のうち、ある特定のものの排気管に前記壁温検出手段を
設け、前記制御手段が、各壁温検出手段の設けられた箇
所の基準温度を記憶し、この基準温度と前記各壁温検出
手段による検出結果との差を演算して制御補正量を算出
し、この制御補正量に前記係数を掛け合わせた結果に基
づいて各気筒の前記タイミング変更手段をそれぞれ別個
に動作させることを特徴とする。

【０００８】

【０００９】請求項１に記載の発明にあっては、全ての
気筒に対して壁温のデータがなくても、各気筒毎に設け
た係数によって気筒間どうしの差に対応して各タイミン
グ変更手段が動作する。よって、例えば、冷却され易い
位置に配置された排気管が接続された気筒については、
より高温の排気ガスを排出するように点火時期を遅らせ
るなどタイミング変更手段を動作させることにより、排
気ガス圧力波が排気ガス出口に戻るタイミングを適切に
設定することができる。

【００１０】請求項２に記載の発明にあっては、特性の
似かよった気筒を集めて気筒群を構成することにより、
当該気筒群の気筒間どうしの差を小さくすることができ
る。したがって、当該気筒群の特定の気筒の排気管の壁
温を検出することにより、他の気筒の排気管の壁温もほ
ぼ正確に把握することができ、全ての排気管に壁温検出
手段を設けたのに近い状態となる。よって、全ての気筒
についてタイミング変更手段を適切に動作させることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】

Ａ．第１実施例（１）自動二輪車の構成以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら
説明する。まず、図１を参照してエンジンの運転状態制
御装置（以下、運転状態制御装置と略称する）を有する
エンジンが搭載された自動二輪車について説明する。図
１において符号１フレームであり、フレーム１は、ヘッ
ドパイプ２と、このヘッドパイプ２に連結された左右一
対のメインフレーム５と、これらメインフレーム５の間
に架設されてクロスメンバを形成するバックステー６
と、メインフレーム５の下部に連結されたリヤアームブ
ラケット７等から構成されている。

【００１２】ここで、メインフレーム５には燃料タンク
３とＶ型４気筒エンジン４が取り付けられ、ヘッドパイ
プ２には、前輪８を懸架するフロントフォーク９および
このフロントフォーク９を操作するハンドル１０が回動
自在に支持されている。また、バックステー６には、後
述するシートカウル１６を固定するためのブラケット６
ａが車体後方へ向けて突設されている。また、リアアー
ムブラケット７にはリアアーム１１が回動自在に支持さ
れ、リアアーム１１には後輪１２が回転自在に支持され
ている。なお、符号１３はリアアーム１１とバックステ
ー６との間に介装されたクッションユニットである。

【００１３】次に、エンジン４の下部気筒（第１、第３
気筒）４ａには、エンジン４の下方から車体の右側後部
へ延在する排気管１４が取り付けられ、排気管１４の先
端部には消音器１４ａが取り付けられている。また、エ
ンジン４の上部気筒（第２、第４気筒）４ｂには、燃料
タンク３の下方から後輪１２の上方へ延在する排気管１
４が取り付けられ、排気管１４の先端部には消音器１４
ａが取り付けられている。なお、符号１５は空気抵抗を
減少させるとともに運転者を風圧から保護するためのフ
ロントカウリングである。

【００１４】次に、シートカウル１６は、後輪の上方に
配置された２本の排気管１４の上方および両側方を覆う
ように断面略門型状に形成されており、シート１７が装
着されかつフレーム１のブラケット６ａに取付ボルト１
８によって取り付けられた前部シートカウル１９と、こ
の前部シートカウル１９の後部に係止部２０を介して着
脱自在に取り付けられた後部シートカウル２１とに２分
割形成されている。前後シートカウル１９，２１を分割
する分割線は、シート１７の後方からシートカウル１６
の両側部を排気管１４の最も太い部分を避けて前下がり
に斜めに横切るように配置されている。すなわち、上述
した分割線からシートカウル１６を分割することによっ
て、前部シートカウル１９が側面視略三角形状の片持ち
梁として作用することになり、これによって前部シート
カウル１９を必要最小限度の寸法をもって形成すること
ができる。

【００１５】後部シートカウル２１は、係止部２０によ
って前部シートカウル１９に着脱自在に取り付けられて
いる。後部シートカウル２１は、前部シートカウル１９
よりも剛性が低い材料で構成されている。そして、後部
シートカウル２１を取り外すには、その前側部分を内側
へ撓ませることにより、係止部２０の係合状態を解除し
て後方へ引き離す。また、後部シートカウル２１を取り
付けるには、排気管１４を覆うようにして車体後方から
前部シートカウル１９に近接させ、その前側部分を撓ま
せて係止部を係止する。

【００１６】（２）エンジン等の構成次に、図２および図３を参照してエンジン４等の構成に
ついて説明する。図３に示すように、エンジン４は第１
気筒４ａ、第２気筒４ｂ、第３気筒４ｃおよび第４気筒
４ｄから構成されている。図において符号４１はシリン
ダボデイ３、４２はシリンダヘッド、４３は点火プラグ
（タイミング変更手段）である。また、４４は、各気筒
４ａ，…に摺動自在に収容されたピストンの往復動が伝
達されるクランク軸（それぞれ図示略）を収容したクラ
ンクケースである。

【００１７】ここで、各気筒４ａ，…は、気象条件から
受ける影響あるいは各気筒４ａ，…の特性等が似かよっ
たものどうしを集めてｎ個の気筒群に分類されている
（この例ではｎ＝２）。すなわち、エンジン４の下側に
配置された第１、第３気筒４ａ，４ｃは、第１気筒群と
され、エンジン４の上側に配置された第２、第４気筒４
ｂ，４ｄは、第２気筒群とされている。また、第１、第
２気筒群には、基準気筒として、第１気筒４ａと第４気
筒４ｄが定められ、第１、第４気筒４ａ，４ｄに接続さ
れた排気管１４には、熱電対又はサーミスタ等からなる
壁温センサ（壁温検出手段）２４が設けられている。図
５は壁温センサ２４の取付状態を示す図である。壁温セ
ンサ２４は、排気管１４の外壁に凸部１４ｂを膨出形成
し、この凸部１４ｂ内に壁温センサ２４の先端部をロウ
付けして固定され、排気管１４の通路抵抗を小さくする
ようになされている。なお、壁温センサ４２の代わりに
熱電対あるいはサーミスタを排気管１４の中心部に突出
させ、排気ガス温度を計測させてこの計測出力をＥＣＵ
１００へ入力させる途中において、出力が変動すると
き、この変動の時定数を増大させる遅延回路を介在させ
るようにしても良い。

【００１８】次に、図４は運転状態制御装置の制御ブロ
ック図である。図中符号１００は、エンジン４の各部を
制御するＥＣＵ（制御手段）である。このＥＣＵ１００
には各種センサから検出結果を示す信号が入力される。
すなわち、エンジン４のスロットルバルブ（図示略）に
設けられたエンジン負荷センサ（スロットル開度セン
サ）１０１は、スロットル開度信号ＴＨをＥＣＵ１００
に出力する。また、エンジン４のクランク軸に設けられ
たエンジン回転数センサ１０２は、ＥＣＵ１００にエン
ジン回転数信号ＮＥを出力する。また、ｎ個ある気筒群
に設けられた基準気筒としての第１、第４気筒４ａ，４
ｄの壁温センサ２４，…は、壁温信号Ｔｉ（ｉ＝１〜
ｎ）をＥＣＵ１００に出力する。

【００１９】次に、符号１０５はデータメモリであり、
図６（ａ）に示すように、スロットル開度ＴＨとエンジ
ン回転数ＮＥに対応する基準制御量Ｉ0（ｉ）（ただし
ｉ＝１〜ｎ）を示す各種マップを記憶している。そし
て、これらマップは、ｎ個ある気筒群のなかの基準気筒
（第１、第４気筒４ａ，４ｄ）の基準制御量Ｉ0（ｉ）
を指示している。なお、この実施例では、制御量Ｉ0
（ｉ）を点火時期とした場合について説明するが、その
他、排気タイミングや背圧バルブ開度など種々の制御量
Ｉ0（ｉ）がスロットル開度ＴＨとエンジン回転数ＮＥ
に対応するマップとして記憶させることができる。ま
た、これらその他の制御量Ｉ0（ｉ）の制御については
後述する。

【００２０】図６（ｂ）は、各壁温センサ２４が設けら
れた位置の排気管１４の基準温度Ｔ0（ｉ）を、スロッ
トル開度ＴＨとエンジン回転数ＮＥに対応させたマップ
であり、データメモリ１０５はこれらマップも記憶して
いる。これらマップは、各気筒群の基準気筒（第１、第
４気筒４ａ，４ｄ）に属する排気管１４の基準温度Ｔ0
（ｉ）を指示している。そして、ＥＣＵ１００は、エン
ジン負荷センサ１０１とエンジン回転数センサ１０２の
検出結果から各マップを参照し、各壁温センサ２４に対
応する各部の基準温度Ｔ0（ｉ）を読み出すとともに、
各部の基準温度Ｔ0（ｉ）と各壁温センサ２４で検出さ
れた壁温Ｔｉとの壁温差δＴｉを算出する。ここで、基
準温度Ｔ0（ｉ）とは、上述のように排気管の長さを設
定する場合の計算基準となる温度であり、排気管温度を
この基準温度Ｔ0（ｉ）に保持すると、その温度におけ
る音速と排気管長さが適応し、排気脈動効果が充分に得
られる温度であり、実際には実験により求めるのが一般
的である。

【００２１】また、データメモリ１０５は、図６（ｃ）
に示すように、壁温差δＴｉとエンジン回転数ＮＥとに
対応する制御補正量δＩを示すマップを記憶している。
このマップは、スロットル開度の全閉状態を０％、全開
状態を１００％とした場合に、０％から１００％までを
例えば１０等分した場合の各スロットル開度の範囲毎に
設けられている。このようなマップは、各気筒群毎に設
けられており、よって、この実施例の場合には、マップ
の数は２０個（１０×ｎ）となる。そして、ＥＣＵ１０
５は、エンジン負荷センサ１０１の検出結果に基づい
て、図６（ｃ）に示すマップのうち当該スロットル開度
ＴＨに対応するものを選択し、上記壁温差δＴｉとエン
ジン回転数センサ１０２の検出結果から図６（ｃ）に示
すマップを参照し、制御補正量δＩを読み出して制御量
Ｉを補正する。

【００２２】そして、ＥＣＵ１００は、補正した制御量
Ｉに基づいて全部でｍ個（この例では４個）ある気筒４
ａ，…のアクチュエータ群１１０，…１１４にそれぞれ
制御信号を出力する。アクチュエータ群１１０，…は、
点火プラグ４３などのように排気ガス圧力波が排気管１
４により反射されて排気ガス出口に戻るタイミングを変
更し得る種々のアクチュエータを含む。

【００２３】（３）運転状態制御装置の動作次に、図７を参照して上記構成の運転状態制御装置の動
作について説明する。まず、ＥＣＵ２５は、エンジン回
転数センサ１０２からエンジン回転数ＮＥ、エンジン負
荷センサ１０１からスロットル開度ＴＨ、各壁温センサ
２４から壁温Ｔ（ｉ）を入力し（ステップＳ１）、図６
（ａ）のマップを参照して各気筒群における基準制御量
Ｉ0（点火時期）を読み出す（ステップＳ２）。

【００２４】次いで、ＥＣＵ２５は、図６（ｂ）に示す
マップから各壁温センサ２４が属する気筒群に対応する
ものを参照し、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度Ｔ
Ｈにより定まる運転点における基準温度Ｔ0（ｉ）を読
み出し（ステップＳ３）、各壁温センサ２４により検出
された壁温Ｔ（ｉ）と基準温度Ｔ0（ｉ）との壁温差δ
Ｔ（ｉ）を算出する（ステップＳ４）。そして、このよ
うにして各気筒群毎に壁温差δＴ（ｉ）を算出する。

【００２５】次に、ＥＣＵ１００は、図６（ｃ）に示す
マップから、各壁温センサ２４が属する気筒群のもので
あってスロットル開度ＴＨに対応するものを参照し、上
記のようにして算出した壁温差δＴ（ｉ）とエンジン回
転数ＮＥに対応する制御補正量δＩ（ｉ）を読み出す
（ステップＳ５）。次いで、各気筒４ａ，…毎に設定さ
れた補正係数Ｄ（ｊ）をデータメモリ１０５から読み出
し、各補正係数Ｄ（ｊ）を各制御補正量δＩ（ｉ）に掛
け合わせて各気筒４ａ，…毎に制御補正量δＩ（ｊ）を
算出する（ステップＳ６）。ここで、補正係数Ｄ（ｊ）
は、各気筒４ａ，…の特性や排気管１４の位置、特に、
排気管１４が冷却され易い状況で配置されているか否か
等の各種条件により設定される。

【００２６】次に、ＥＣＵ１００は、図６（ａ）に示す
マップから読み出した各気筒群毎の基準制御量Ｉ0
（ｉ）に上記演算により求めた制御補正量δＩ（ｊ）を
加算し、各気筒４ａ，…毎に最終的な制御量Ｉ（ｊ）を
算出する（ステップＳ７）。そして、制御量Ｉ（ｊ）に
基づいて点火プラグ４３を作動させる（ステップＳ
８）。このようなアルゴリズムは、エンジンの停止の指
示がなされるまでエンジンの点火サイクル毎に行われ、
補正された制御量Ｉ、つまり補正された点火時期により
以下のような点火が行われる。

【００２７】たとえば、図１に示すように、第２、第４
気筒４ｂ，４ｄからなる第２気筒群の排気管１４，１４
は、シートカウル１６の内側に配置されているが、第
１、第３気筒４ａ、４ｃからなる第１気筒群の排気管１
４，１４は、後輪１２の側方に配置されているため冷却
され易い。そして、第１気筒群の排気管１４が冷却され
て壁温センサ２４で検出された壁温Ｔ（１）が低くなる
結果、上記のようにして求められる制御補正量δＩ
（１）が負となり、制御量Ｉ（１）は基準制御量Ｉ0
（１）よりも小さくなる。そして、制御量Ｉ（１）に第
１気筒４ａの補正係数Ｄ（１）が掛け合わされた結果、
最終的な第１気筒４ａの制御量Ｉ（１）が基準制御量Ｉ
0（１）よりも小さくなると、点火時期がスロットル開
度ＴＨとエンジン回転数ＮＥにより定められた基準の点
火時期より遅く設定され、その結果、より温度の高い排
気ガスが発生する。これにより、排気管１４における音
速が高くなり、排気ガスの圧力波が排気ガス出口に戻る
時期が早くなる。すなわち、排気管１４の壁温Ｔ（１）
が低いときに何ら手だてを施さなければ、排気ガスの圧
力波が排気ガス出口に戻る時期が設計値よりも遅くなっ
て排気脈動を利用することができないが、上記のように
制御することにより、排気ガスの圧力波の伝搬速度が引
き上げられて、圧力波の戻りタイミングが設計値に近付
くように補正される。よって、排気ガスの脈動効果を有
効に利用して出力および燃費を向上させることができ
る。

【００２８】さらに、上記運転状態制御装置において
は、制御量Ｉ（ｉ）に各気筒４ａ，…の補正係数Ｄ
（ｊ）を掛け合わせて最終的な制御量Ｉ（ｊ）を算出す
るから、各気筒４ａ，…の特性や、当該気筒４ａ，に接
続された排気管１４の位置や外部に対する露出の状況等
に応じて圧力波の戻りタイミングがより適切に設定され
る。しかも、図６に示すような各種マップを各気筒群の
基準気筒についてのみ設ければよいから、データメモリ
１０５の容量および演算量を少なくすることができ、さ
らに、ＥＣＵ１００の能力を通常程度のものとすること
ができる。

【００２９】特に、上記運転状態制御装置においては、
エンジン４の下側と上側とに配置された気筒４ａ，４ｃ
および４ｂ，４ｄによって気筒群を構成し、各気筒群の
基準気筒４ａ，４ｄの排気管１４に壁温センサ２４を設
けているから、基準気筒４ａ，４ｄの排気管１４の壁温
Ｔ（ｉ）を検出することで、他の気筒４ｂ，…の排気管
１４の壁温もほぼ正確に把握することができる。よっ
て、全ての排気管１４に壁温センサ２４を設けたのと同
等の状態となり、全ての気筒４ａ，について点火プラグ
４３による点火時期を適切に設定して排気脈動を有効に
利用することができる。

【００３０】Ｂ．第２実施例上記第１実施例では、ｍ個の気筒４ａ，…をｎ個の気筒
群に分類し、各気筒群について制御補正量Ｉ（ｉ）を算
出するようにしているが、第２実施例では気筒群に分類
せずに、１つの制御補正量Ｉ（１）を算出する。よっ
て、第１実施例では、データメモリ１０５は、図６
（ａ），（ｂ）に示すように、それぞれ第１気筒群から
第ｎ気筒群までｎ個のマップを記憶していたが、本実施
例では図中符号（１）で示すものだけを記憶する。ま
た、図６（ｃ）に示すマップについても、１つの気筒群
について使用されるマップのみを記憶している。以下、
図８を参照しながら本発明の第２実施例について説明す
る。

【００３１】まず、ＥＣＵ２５は、エンジン回転数セン
サ１０２からエンジン回転数ＮＥ、エンジン負荷センサ
１０１からスロットル開度ＴＨ、各壁温センサ２４から
壁温Ｔ（ｋ）（ただし、ｋ＝１〜ＬでＬは壁温センサ２
４の数）を入力する（ステップＳ１０）。次に、図６
（ａ）に符号（１）で示すマップを参照し、壁温センサ
１４が属する各気筒における基準制御量Ｉ0（１）を読
み出すとともに、図６（ｂ）に符号（１）で示すマップ
を参照し、エンジン回転数ＮＥとスロットル開度ＴＨに
より定まる運転点における基準温度Ｔ0（１）を読み出
す（ステップＳ１１）。

【００３２】次に、ＥＣＵ１００は、以下の演算により
平均の壁温Ｔを算出する（ステップＳ１２）。なお、下
記式においてＣ（ｋ）（ただし、ｋ＝１〜Ｌ）は、壁温
センサ２４の取付位置等を考慮して各壁温Ｔ（ｋ）に重
み付けするための係数である。Ｔ＝［Ｃ（１）＊Ｔ（１）＋Ｃ（２）＊Ｔ（２）＋……
＋Ｃ（Ｌ）＊Ｔ（Ｌ）］／［Ｃ（１）＋Ｃ（２）＋……
＋Ｃ（Ｌ）］

【００３３】次に、ＥＣＵ１００は、上記演算により算
出された平均の壁温Ｔと基準温度Ｔ0（１）との壁温差
δＴを算出する（ステップＳ１３）。次に、ＥＣＵ１０
０は、図６（ｃ）に示すマップからスロットル開度ＴＨ
に対応するものを参照し、上記のようにして算出した壁
温差δＴとエンジン回転数ＮＥに対応する制御補正量δ
Ｉを読み出す（ステップＳ１４）。次いで、各気筒４
ａ，…毎に設定された補正係数Ｄ（ｊ）をデータメモリ
１０５から読み出し、各補正係数Ｄ（ｊ）を各制御補正
量δＩに掛け合わせて各気筒４ａ，…毎に制御補正量δ
Ｉ（ｊ）を算出する（ステップＳ１５）。

【００３４】次に、ＥＣＵ１００は、図６（ａ）に示す
マップから読み出した基準制御量Ｉ0（１）に上記演算
により求めた各制御補正量δＩ（ｊ）を加算し、各気筒
４ａ，…毎に最終的な制御量Ｉ（ｊ）を算出する（ステ
ップＳ１６）。そして、制御量Ｉ（ｊ）に基づいて点火
プラグ４３を作動させる（ステップＳ１７）。このよう
なアルゴリズムは、エンジンの停止の指示がなされるま
でエンジンの点火サイクル毎に行われ、補正された制御
量Ｉ（ｊ）つまり点火時期により上述したと同等の点火
が行われる。以上のように、この第２実施例において
も、特定の気筒４ａ，…に属する排気管１４の壁温Ｔ
（ｋ）と、各気筒４ａ，…毎に設定した補正係数Ｄ
（ｊ）に基づいて制御量Ｉ（ｊ）を算出するから、前記
第１実施例と同様の効果を奏する。

【００３５】なお、上記第２実施例では、各壁温Ｔ
（ｋ）に重み付けをして平均の壁温Ｔを算出している
が、前記第１実施例において各気筒群に複数の基準気筒
を設ける場合には、同様の演算により各気筒群の平均の
壁温Ｔ（ｉ）を算出するように制御することもできる。

【００３６】Ｃ．その他の適用例以上は本発明を点火時期の制御に適用したものである
が、以下に説明するような排気管１４の背圧の制御や空
燃比の制御にも適用することができ、前記第１、第２実
施例および以下の適用例を任意に組み合わせて適用する
こともできる。以下、本発明の他の適用例について説明
する。

【００３７】（１）排気タイミングの制御図９は本発明を排気タイミングの制御に適用した例を示
す図であり、図中符号５０は吸気ポート、５１はピスト
ン、５２は排気ポート（排気ガス出口）である。なお、
図８までのものと同一符号は同一又は相当部分を示す。
この運転状態制御装置は、排気ポート５２の上縁部に回
転自在に配設され、排気開始時期を変化させる排気可変
バルブ５３と、この排気可変バルブ５３を回転駆動する
アクチュエータ５４とを備えている。

【００３８】そして、この運転状態制御装置におけるＥ
ＣＵ１００は、前記第１または第２実施例のようにして
算出された最終的な制御補正量δＩが０よりも小さく、
よって、各気筒に属する排気管の各壁温が基準温度より
低い傾向にあるほど、排気可変バルブ５３を開き始める
タイミングを早める。これにより、排気ガスが高温の状
態で排気管内に排出されて排気管内での排気ガス温度が
上昇する。その結果、排気圧力波が排気ポート５２に戻
るタイミングが速くなって設計値に近付き、これによ
り、排気脈動を有効に利用して出力および燃費を向上さ
せることができる。

【００３９】（２）排気管の等価管長の制御図１０は本発明を排気管１４の等価管長の制御に適用し
た例を示す図である。なお、図９までのものと同一符号
は同一又は相当部分を示す。この運転状態制御装置は、
排気管１４の上流側に開口するように接続形成されたブ
ランチ管５６と、このブランチ管５６の開口部を開閉す
るブランチ開閉弁５７と、このブランチ開閉弁５７を開
閉駆動するアクチュエータ５８とを備えている。そし
て、ブランチ開閉弁５７を開けてブランチ管５６を排気
管１４に連通させると、排気管１４の等価管長が長くな
るようになっている。

【００４０】そして、この運転状態制御装置におけるＥ
ＣＵ１００は、上述のようにして算出された最終的な制
御補正量δＩが０よりも小さく、よって、排気管１４の
各壁温が基準温度より低い傾向にあるほど、ブランチ開
閉弁５７を閉じる。よって、排気管１４の壁面温度が低
いことによって等価管長が実質的に延長された状態とな
っても、ブランチ開閉弁５７を閉じて等価管長を短縮す
ることにより相殺することができる。その結果、排気圧
力波が排気ポート５２に戻るタイミングが速くなって設
計値に近付き、これにより、排気脈動を有効に利用して
出力および燃費を向上させることができる。

【００４１】（３）排気管の背圧の制御図１１は本発明を排気管の背圧の制御に適用した例を示
す図である。なお、図１０までのものと同一符号は同一
又は相当部分を示す。この運転状態制御装置は、排気管
１４の端部に設けられたコンバジェントコーン１４ｃの
下流側に開閉自在に配設された背圧調整バルブ６０と、
この背圧バルブ６０を開閉駆動するアクチュエータ６１
とを備えている。

【００４２】そして、この運転状態制御装置においてＥ
ＣＵ１００は、上述のようにして算出された最終的な制
御補正量δＩが０よりも小さく、よって、排気管１４の
各壁温が基準温度より低い傾向にあるほど背圧調整バル
ブ６１を閉じるようにしたので、排気管１４の壁面温度
が低い傾向にある場合は、排気管１４内の圧力が上昇
し、排気圧力波の伝搬速度が上昇する。その結果、排気
圧力波が排気ポートに戻るタイミングが速くなって設計
値に近付き、よって、排気脈動を有効に利用して出力お
よび燃費を向上させることができる。

【００４３】（４）補助排気ポートの流量制御図１２は、本発明を補助排気ポートの流量の制御に適用
した例を示す図である。なお、図１１までのものと同一
符号は同一又は相当部分を示す。この運転状態制御装置
は、メインの排気ポート５２をバイパスする一対の補助
排気ポート６４，６４を開閉する開閉バルブ６５と、こ
の開閉バルブ６５を開閉駆動するアクチュエータ６６と
を備えている。

【００４４】そして、この運転状態制御装置におけるＥ
ＣＵ１００は、上述のようにして算出された最終的な制
御補正量δＩが０よりも小さく、よって、排気管の各壁
温が基準温度より低い傾向にあるほど補助排気ポート６
４を開くので、排気ガスが高温の状態で排出されて排気
ガス温度が上昇する。その結果、排気圧力波が排気ポー
トに戻るタイミングが速くなって設計値に近付き、よっ
て、排気脈動を有効に利用して出力および燃費を向上さ
せることができる。

【００４５】（５）排気タイミングの制御の他の例図１３は本発明を排気タイミングの制御に適用したその
他の例を示す図である。なお、図１２までのものと同一
符号は同一又は相当部分を示す。図中符号７０は吸気バ
ルブ、７１は排気バルブである。また、７２は吸気バル
ブ７０を駆動するカム、７３は排気バルブ７１を駆動す
るカムであり、これらカム７２，７３は図中時計方向へ
回転させられる。この運転状態制御装置では、カム７３
の回転開始位置が図中実線で示す位置から二点鎖線で示
す位置まで連続的に可変とされている。この構成によ
り、カム７３の回転開始位置を図中二点鎖線で示す側へ
移動させるに従って、排気バルブ７１が開くタイミング
が速くなる。

【００４６】そして、この運転状態制御装置におけるＥ
ＣＵ１００は、前述のようにして算出された最終的な制
御補正量δＩが０よりも小さく、よって、各気筒に属す
る排気管の各壁温が基準温度より低い傾向にあるほど、
排気バルブ７３の回転開始位置を図中二点鎖線で示す位
置の方へずらす。これにより、排気バルブ７３が開き始
めるタイミングが早くなり、排気ガスが高温の状態で排
気管内に排出されて排気管内での排気ガス温度が上昇す
る。その結果、排気圧力波が排気ポート５２に戻るタイ
ミングが速くなって設計値に近付き、よって、排気脈動
を有効に利用して出力および燃費を向上させることがで
きる。

【００４７】（６）空燃比の制御本発明は、空燃比の制御にも適用することができる。図
１４は、空燃比と排気ガス温度との関係を示す線図であ
る。図１４に示すように、排気ガスの温度は空燃比が範
囲Ａにあるときは空燃比の増加とともに上昇し、空燃比
がＣのときに極大値をとり、空燃比が範囲Ｂにあるとき
は空燃比の増加に従って減少する。そして、データメモ
リは、図１４に示すデータをマップとして記憶してい
る。

【００４８】この運転状態制御装置におけるＥＣＵは、
図６（ｂ）に示すマップを参照し、スロットル開度ＴＨ
とエンジン回転数ＮＥに対応する基準温度Ｔ0を読み出
す。そして、基準温度Ｔ0と壁温センサにより検出され
た壁温Ｔとを比較し、壁温差δＴに応じて以下のように
して排気ガス温度を調整する。たとえば、壁温差δＴが
０よりも小さい場合において、空燃比が範囲Ａにあると
すると、ＥＣＵは空燃比を上げて排気ガス温度を上昇さ
せる。また、空燃比が範囲Ｂにある場合には、ＥＣＵは
空燃比を下げて排気ガス温度を上昇させる。その結果、
排気圧力波が排気ポート５２に戻るタイミングが速くな
って設計値に近付き、よって、排気脈動を有効に利用し
て出力および燃費を向上させることができる。

【００４９】（７）その他の適用例排気管１４の内部に、同排気管の有効管長を変更する部
材を配置することができる。たとえば、図１１に示すコ
ンバージェントコーン１４ｃの内部に、これとほぼ相似
形の部材を長手方向へ移動可能に設けることができる。
また、図１０に示すブランチ開閉弁５７に代えて、ブラ
ンチ管５６の軸線方向に摺動可能なピストンを配置して
等価管長を変更するように構成することもできる。な
お、本発明は、２サイクルエンジンおよび４サイクルエ
ンジンに適用することができる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、全
ての気筒に対して壁温のデータがなくても、各気筒毎に
設けた係数によって気筒間どうしの差に対応して各タイ
ミング変更手段が動作するので、各気筒の特性や環境に
応じてタイミング変更手段を動作させることにより、排
気ガス圧力波が排気ガス出口に戻るタイミングを適切に
設定することができる（請求項１）。

【００５１】また、特性の似かよった気筒を集めて気筒
群を構成することにより、当該気筒群の気筒間どうしの
差を小さくすることができる。したがって、当該気筒群
の特定の気筒の排気管の壁温を検出することにより、他
の気筒の排気管の壁温もほぼ正確に把握することがで
き、全ての排気管に壁温検出手段を設けたのに近い状態
となる。よって、全ての気筒についてタイミング変更手
段を適切に動作させることができる（請求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における第１実施例を適用
した自動二輪車を示す側面図である。

【図２】第１実施例を適用したエンジンの側面図であ
る。

【図３】図２の矢印III方向矢視である。

【図４】第１実施例の制御回路を示すブロック図であ
る。

【図５】第１実施例における壁温センサの取付け構造を
示す図である。

【図６】第１実施例におけるエンジンの制御マップを示
す図である。

【図７】第１実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】実施の形態における第２実施例の動作を示すフ
ローチャートである。

【図９】本発明の他の適用例における排気タイミング制
御手段を示す図である。

【図１０】本発明の他の適用例における排気管長制御手
段を示す図である。

【図１１】本発明の他の適用例における背圧制御手段を
示す図である。

【図１２】本発明の他の適用例における補助排気ポート
開閉制御手段を示す図である。

【図１３】本発明の他の適用例におけるエンジンの要部
を示す側断面図である。

【図１４】本発明の他の適用例を説明するための空燃比
と検出排気温度との一般的関係を示す線図である。

【符号の説明】

４エンジン１４排気管２１エンジン回転数センサ２２開度センサ２４壁温センサ（壁温検出手段）４３点火プラグ（タイミング変更手段）５２排気ポート（排気ガス出口）５３排気可変バルブ（タイミング変更手段）５６ブランチ管５７ブランチ管開閉バルブ（タイミング変更手段）６０背圧調整バルブ（タイミング変更手段）６５補助排気ポート開閉バルブ（タイミング変更手
段）１００ＥＣＵ（運転状態制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02B 27/06 F02D 9/04 F02D 41/02 305 F02D 45/00 360 F02P 5/15

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の気筒を有し、各気筒の燃焼室の排
気ガス出口に排気ガスを外部へ排出する排気管を設けた
エンジンの運転状態制御装置において、上記排気ガス出口から発せられる排気ガス圧力波が上記
排気管により反射されて上記排気ガス出口に戻るタイミ
ングを変更するタイミング変更手段を上記各気筒毎に設
け、上記気筒のうち、ある特定のものの排気管に同排気管の
壁温を検出する壁温検出手段を設け、この壁温検出手段の検出結果と、各気筒毎に予め定めた
係数とに基づいて上記各タイミング変更手段をそれぞれ
別個に動作させる制御手段を設け、この制御手段が、上記壁温検出手段の設けられた箇所の
基準温度を記憶し、この基準温度と上記壁温検出手段に
よる検出結果との差を演算して制御補正量を算出し、こ
の制御補正量に前記係数を掛け合わせた結果に基づいて
前記タイミング変更手段を動作させることを特徴とする
エンジンの運転状態制御装置。
【請求項２】前記気筒を複数の気筒群に分類し、各気
筒群の気筒のうち、ある特定のものの排気管に前記壁温
検出手段を設け、前記制御手段が、各壁温検出手段の設けられた箇所の基
準温度を記憶し、この基準温度と前記各壁温検出手段に
よる検出結果との差を演算して制御補正量を算出し、こ
の制御補正量に前記係数を掛け合わせた結果に基づいて
各気筒の前記タイミング変更手段をそれぞれ別個に動作
させることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの運
転状態制御装置。