JPH01113527A - 車載内燃エンジンの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は車載内燃エンジンめ制御方法に関し、特に、吸
気若しくは排気時期制御可能な車載内燃エンジンの制御
方法に閉する。

背景技術 排気時期制御可能な２サイクルエンジンの制御装置が、
例えば、特開昭６２−２０６２３号公報により公知であ
る。

該公報に示された２サイクルエンジンの制御装置におい
ては、エンジン回転数が予め定められた所定値以上とな
ったときには、排気時期を予め定められた排気時期まで
遅角させエンジン出力を抑制することによって、エンジ
ンが所定回転以上まで上がらないようにし過回転によっ
て損傷を受けることから防止する構成が採られている。

しかし乍ら、上述した従来の２サイクルエンジンの制御
装置においては、エンジン回転数が所定値以上となった
とき、排気時期が所定の排気時期まで一時に遅角される
為、これに伴ないエンジン回転数及び出力の急激な低下
が起こり、運転者に不快感を与えることとなり、好まし
くなかった。

発明の概要 そこで、本発明は上述の事情に鑑み、運転者に不快感を
与えることなく、エンジンの負荷を軽減しエンジンを保
護し得る車載内燃エンジンの制御方法を提供することを
目的としている。

上述の目的を達成する為に、本発明による車載内燃エン
ジンの制御方法においては、車載内燃エンジンに所定負
荷以上の負荷がかかった場合に、吸気若しくは排気時期
を内燃エンジンの運転パラメータに基づき設定される最
大出力発生時期から徐々に偏倚せしめることを特徴とし
ている。

実施例 以下、本発明を二輪自動車に搭載した２サイクルエンジ
ンに適用した場合の実施例について、添付図面を参照し
つつ説明する。

第１図に示した様に、本発明が適用される２サイクルエ
ンジン１においては、シリンダブロック２にシリンダ２
ａが形成されており、シリンダ２ａにはシリンダ２ａ内
を上下に往復摺動するピストン３が嵌挿されている。シ
リンダ２ａの上方端を閉塞するシリンダヘッド４には燃
焼室４に望む点火栓６が螺着されてれいる。シリンダ２
ａには掃気ボート７及び排気ポート８が開口しており、
排気ポート８はピストン３が下死点近傍にあるとき全開
となる位置に形成され、排気通路１０に連通している。

排気通路１０を形成しているシリンダブロック２の排気
ポート８の上縁近傍には排気時期制御弁としてフラップ
プレート１１が回動シャフト１２に結合して枢動自在に
設けられている。

フラッププレート１１の自由端部は排気ポート８の上縁
に位置し、排気ポート８の上縁を形成する。

フラッププレート１１は、図示した様に、はぼ板状に形
成されると共に、排気ポート８及び排気通路１０をシリ
ンダ２ａの周方向に２分割するリブ１３に適合すべく、
シリンダ２ａの周方向に２分割されている。フラッププ
レート１１の揺動側の自由端部はシリンダ２ａの円周面
とほぼ同等の曲率で湾曲して形成されており、また、シ
リンダ２ａの上下方向にほぼ沿った面を有するように形
成されている。従って、フラッププレート１１の自由端
部はシリンダ２ａの内周面とほぼ連続した面を形成し、
揺動せしめられることにより、排気時期が調整されるよ
うになっている。なお、排気ポート８の上縁部近傍には
フラッププレート１１を収容し得る凹部１５が形成され
ている。

第２図に示した様に、排気ポート８には膨張室１６の形
成された排気管１７が連通せしめられている。膨張室１
６は排気流れ方向においてその中央部が膨み、両端部が
絞られた形状に形成されており、いわゆる排気反射波の
作用（カブナシ効果）を活用し得るようになっている。

フラッププレート１１を担持した回動シャフト１２は、
パルスモータ２０の回転出力を減速する減速機２１の出
力シャフトであり、フラッププレート１１の自由端部は
排気ポート８の上縁に位置し、排気ポート８の上縁を形
成しているので、フラッププレート１１の枢動により排
気ポート８の上縁位置が上下動し、排気時期を変化させ
ることができるのである。なお、パルスモータ２０には
その作動状態を検出するエンコーダ２２が付設されてお
り、エンコーダ２２の出力信号はアドレス検出回路２３
に入力され、フラッププレート１１を駆動するパルスモ
ータ２０の動作位置を示すアドレス信号がアドレス検出
回路２３から制御回路２６に入力されるようになってい
る。

エンジン１のシリンダブロック若しくはシリンダヘッド
の側面にエンジン１の振動を検出してエンジン１の振動
に応じた振動信号を発する振動センサ２７が設けられて
いる。振動センサ２７が出力する振動信号はノッキング
特有の周波数帯域の振動信号のみを通すバンドパスフィ
ルタ（以下、ＢＰＦと略称する）２８に供給され、ノッ
キング特有の振動信号のみがノッキングレベル信号とし
てＡ／Ｄ変換器３０を介して１１す御回路２６に入力さ
れるようになっている。

一方、同期パルス発生手段３１はエンジンのクランクシ
ャフト３２の回転に同期した回転角度位置信号（以下、
Ｂパルスと称する）を発生する。

具体的には、クランクシャフト３２の回転に同期して回
転するロータであって、多数の爪３１ａを有するロータ
に磁気ピックアップ３１ｂを組み合わせて磁気ピックア
ップ３１ｂの出力信号としてかかるＢパルスを得る手段
が公知である。

また、基準位置パルス発生手段３３はクランクシャフト
３２がＴＤＣ（ピストン上死点）前の所定回転角度位置
すなわち基準回転角度位置に達したことを示す基準回転
角度位置信号（以下、Ａパルスと称す）を発生する。こ
のＡパルスは同期パルス発生回路３１に用いたロータに
Ａパルス用の爪３３ａを別に設け、Ａパルス生成用磁気
ピックアップ３３ｂを設けることにより得ることが出来
る。

定周期クロック３４は高周波クロック源（図示せず）か
らのクロック信号を分周するなどして所定周期のクロッ
クパルスを発生し、該クロックパルスはクロ、ツクカウ
ンタ３５へ入力される。クロックカウンタ３５はＢパル
スによりクリアされた後、定周期クロックパルスをカウ
ントする。すなわち、クロックカウンタ３５のカウント
値はＢパルス発生後の経過時間を示すこととなる。

制御回路２６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭＳＲＡＭを含
むマイクロコンピュータからなり、後述するメインルー
チンあるいは割込みサブルーチンに従って演算動作をな
す。また、制御回路２６にはエンジン１のスロットル弁
開度を示すパラメータとしてスロットルグリップ３６の
回動位置を検出するスロットルセンサ３７から該回動位
置に応じたスロットル信号が入力されている。

制御回路２６は上述のＢパルスに基づき算出されるエン
ジン回転数Ｎｅ及びスロットル信号に基づき、クランク
角上における所望点火角θｒＧ及び排気ボート８が開き
始めるべき目標排気時期に対応したフラッププレート１
１の目標回動角度位置（以下、目標排気角と称す）θＴ
を演算し、この演算結果に基づき点火系３８をトリガし
て点火プラグ６に火花放電させると共に、パルスモータ
２０を駆動して排気時期を調整するのである。

第３図から第７図は制御回路２６の目標排気角０丁の設
定動作を司どるメインルーチン及びサブルーチンを示す
フローチャートである。

第３図に示した様に、電源投入がなされると、制御回路
２６内において、メインルーチンが定周期クロックパル
スに従って各ステップ毎に順次実行される。まず、最初
のステップＳ１においては、初期化動作が実行される。

次いで、アドレス検出回路２３から出力されるアドレス
信号によって算出される現在の排気角θＶと後述するサ
ブルーチンの実行によって得られる目標排気角０丁との
比較が行なわれ（ステップＳ２　＊　　Ｓｉ　）　、現
排気角θＶと目標排気角０丁との差が所定値ε０よりも
大きい場合にその分だけ駆動回路３９をしてパルスモー
タ２０を駆動させる（ステップＳａ、５Ｓ）Ｏ 第４図に、基準位置パルス発生手段２９が発生するＡパ
ルスを契機として、上述のメインルーチンを割込むＡパ
ルス割込サブルーチンを示す。このサブルーチンにおい
てはＡパルスの発生によりメインルーチンを割込んで、
まず、エンジン回転数Ｎｅ及びスロットル弁開度θＴｌ
−１を取込む（ステップＳｓ）。ここで、エンジン回転
数Ｎｅは後述する。Ｂパルス割込サブルーチンの実行に
より得られる値であり、スロットル弁開度θＴＨはスロ
ットルセンサ３７から得られる値である。次いで、リタ
ードフラグＦＲに１が設定されているか否かの判別をな
す（ステップＳ７）。リタードフラグは、後述するよう
に、エンジン回転数Ｎｅ及びスロットル開度θＴＨに基
づき設定される最大出力発生時期から排気時期を遅角側
へ偏倚せしめるべき状態であるか否かを示すフラグであ
り、該状態にあるとき１が設定されるものである。ステ
ップＳ７においてリタードフラグＦＲに１が設定されて
いない場合には、最大出力発生時期から排気時期を遅角
側へ偏倚させる制御（以下、遅角制御と称す。）を続行
中であるか否かを示すリタード継続フラグＦＲＡをリセ
ットしくステップＳｓ）。ステップＳ６において取込ん
だエンジン回転数Ｎｅ及びスロットル開度θＴＨに応じ
て、そのエンジン回転数Ｎｅにおいて最大出力を発揮す
る最大出力発生時期に対応した目標排気角θＴを、予め
記憶されたマツプに基づき検索する（ステップ３９）。

ステップＳ７において、リタードフラグＦＲに１が設定
されていた場合には、更に、リタード継続フラグＦＲＡ
に１が設定されているか否かを判別する（ステップ５Ｉ
Ｇ）。ここで、リタードフラグＦＲに１が設定されたば
かりで、未だ、排気時期を最大出力発生時期から遅角せ
しめる制御が行なわれていない場合には、リタード継続
フラグＦＲ＾に４１が設定されていないので、ステップ
Ｓｎへ進み、リタード継続フラグＦＲ＾に１が設定され
る。次いで、遅角制御継続中に排気時期が所定量ずつ遅
角された回数を示す係数カウント値ｎＲをリセットしく
ステップ５１２）、遅角制御継続中にＡパルス割込サブ
ルーチンが実行された回数を示す係数カウント値ｔにｔ
□を設定する（ステップ５１３）。

このようにして次のＡパルスの発生により、Ａパルス割
込サブルーチンが実行された場合には、ステップＳＩＧ
においてリタード継続フラグＦＲＡに１が設定されてい
ることが確認され、係数カウント値ｔが１０以上である
か否かが判別される（ステップＳＨ）。ステップＳ＋３
において係数カウント値ｔにｔｏが設定されたばかり、
即ち、遅角制御が開始されたばかりの場合には、当然に
係数カウント値ｔはｔ□以上となり、ステップＳＩ４か
らステップＳＩ５へと進む。ここで、係数カウント値ｔ
はリセットされ、次いで係数カウント値ｎＲが所定回数
ｎ３以上か否かが判別される（ステップＳ’ｓ）。係数
カウント値ｎＲがｎｏより小さかった場合には、係数カ
ウント値ｎＲが１だけインクリメントされ（ステップ５
１７）、ステップＳ９において求められた目標排気角θ
Ｔから所定角ΔθＴｏだけ差引いて新たな目標排気角０
丁が設定される（ステップ５１８）。このように、最大
出力発生時期に対応した目標排気角θＴから所定角′Δ
θＴＯを減算することによって所定角ΔθＴ。

に相当する分だけ排気時期が最大出力発生時期から遅角
せしめられるのである。

次にＡパルス割込サブルーチンが実行された場合には、
係数カウント値ｔはステップＳＩ５においてリセットさ
れているので、ステップＳ＋４における判断はＮｏとな
り、ステップＳ＋９へ進んで係数カウント値ｔが１だけ
インクリメントされる（ステップＳ’ｓ）。

このように、計数カウント値ｔを用いることによって、
遅角制御継続中に、ステップ５１８が実行される時間間
隔を長＜１．ている。すなわち、Ａパルス割込サブルー
チンがｔ□回実行されて所定時間が経過する毎に所定量
（ΔθＴｏ＞ずつの遅角制御が行なわれるようになって
おり、排気時期が徐々に遅角せしめられる。

また、ステップＳ＋６において係数カウント値ｎＲがｎ
Ｑを上回った場合、即ち、ステップ５ｌ１１の実行回数
がｎＱを上回った場合には、ステップ８１８は実行され
ず、必要以上の遅角が行なわれないようになっている。

第５図に、Ｂパルスの発生によりメインルーチン及びＡ
パルス割込サブルーチンを割込んで実行されるＢパルス
割込サブルーチンのフローチャートを示す。図示した様
に、Ｂパルス割込サブルーチンにおいては、Ｂパルスの
発生により割込んで、ます、Ｂパルスの立上り時点にお
けるクロックカウンタ３５のカウント値Ｔａｍ　（ｍｍ
Ｏ〜７）及び制御回路２６の内蔵フリーランカウンタの
カウント値ＣＦ　（ｍ）（ｍ−〇〜７）を取り込む（ス
テップ５２１）。継いで、今回ＣＦ（ｍ）と前回ＣＦ　
（ｍ−１）との差ΔＭｅを求める（ステップ５２２）。

次いで、最新の８個のデータ値ΔＭｅ　（Ｉｌ−７）、
ΔＭｅ　　（ｓ−８）、　・・・・・・ΔＭｅ　　（ｍ
−１）、　ΔＭｅ　　（ｍ）を加算しこれをＭｅ　（ｍ
）とする（ステップ５２３）。次いで、Ｍｅ（ｍ）の逆
数をエンジン回転数Ｎｅとしくステップ５２４）、エン
ジン回転数Ｎｅがエンジンにかかる負荷が大きい所定の
高回転域（例えばＮｅＨＩ−９８００ｒｐａ＋、Ｎｅ＋
２−１２０００　ｒｐａ＋）にあるか否かの判別がなさ
れる（ステップＳ３）。エンジン回転数Ｎｅが高回転域
内にある場合には、タイマフラグＦＴ、に１が設定され
ているか否かを判別する（ステップ５２６）。タイマフ
ラグＦＴＩはタイマＴ１が動作中か否かを示すフラグで
、タイマＴ１が動査中は１が設定されている。タイマＴ
１はエンジン回転数Ｎｅが高回転域に入ると駆動され、
高回転域外へ出るとリセットされるタイマでその値は、
エンジンが高回転域で運転されている時間を示すもので
ある。スチップＳ２６において、タイマフラグＦＴＩに
１が設定されていない場合にはタイマＴ１が駆動されて
タイマフラグＦＴＩに１が設定され（ステップ５２７）
、逆に、タイマフラグＦＴ、に１が設定されていた場合
にはタイマＴ１が作動してから３０秒以上経過したか否
かが判別される（ステップ５２８）。ここで、タイマＴ
１の値が３０秒に満たない間はタイマフラグＦＴ２に１
が設定されているか否かが判別される（ステップ５２９
）。タイマフラグＰＴ２はタイマＴ１と同様に動作する
タイマＴ２が動作中か否かを示すフラグである。ステッ
プＳ２９においてタイマフラグＦＴ２に１が設定されて
いない場合にはタイマＴ２が駆動されてタイマフラグＦ
ｒ２Ｅ１が設定され（ステップ５３））、タイマフラグ
ＦＴ２に１が設定されていた場合にはタイマＴ２が作動
してから２０秒以上経過しているか否かが判別される（
ステップ５３１）。ここで、２０秒以上経過していた場
合にはタイマＴ２を停止させ（ステップ５３２）％タイ
マＴ２が２０秒以上作動した回数を計数するカウンタの
カウント値Ｎを１だけインクリメントする（ステップ５
３３）。次いで、このカウント値Ｎが所定値Ｎ。

（Ｎｏは例えば５）以上となったか否かを判別しくステ
ップ５３４）、カウント値ＮがＮ０以上となった場合に
は、エンジンに所定負荷以上の負荷がかかった高負荷状
態であると判断し、リタードフラグＦＲに１を設定する
（ステップ５３５）。このように、リタードフラグＦＲ
に１が設定されることにより、上述したＡパルス割込サ
ブルーチンにおいて、遅角制御が行なわれるのである。

また、ステップＳ２８において、タイマＴ１が３０秒以
上動作していると判別された場合には、ステップＳ３１
の場合と同様に、エンジンに所定負荷以上の負荷がかか
った高負荷状態であると判断し、タイマ？＋　＋　”２
を停止させてタイマフラグＦＴ＋＋ＦＴ２をリセットし
くステップＳ３［１，３７）、ステップＳ３５に進んで
リタードフラグＦＲに１を設定する。

ステップ８２５において、エンジン回転数Ｎｅが所定の
高回転域になかった場合には、タイマＴ１゜Ｔ２を停止
させてタイマフラグＦＴＩＩＦＴ２かリセットされ（ス
テップ８４０，５４１）、リタードフラグＦＲもリセッ
トされる（ステップ５４２）。

次いで、エンジン回転数Ｎｅがアイドル回転数ＮｅＬ以
下に下がったか否か判別され（ステップ５４３）、アイ
ドル回転数ＮｅＬ以下まで下がった場合にはタイマＴ２
が２０秒以上作動した回数を計数するカウンタのカウン
ト値Ｎをリセットする（ステップ５４４）。従って、上
述したステップＳ詞における判断は、エンジン回転数Ｎ
ｅがアイドル回転数Ｎｅ１．−以下となることなくタイ
マＴ２が２０秒以上作動した回数ＮがＮ、以上となった
ときのみエンジンが高負荷状態であると判断することと
なる。

第６図に、第４図に示したＡパルス割込サブルーチンと
は別のＡパルス割込サブルーチンを示す。

第６図に示した割込サブルーチンは、第４図及び第５図
に示した割込サブルーチンがエンジン回転数をパラメー
タにエンジンの高負荷状態を検知して、排気時期を遅角
させるのに対し、エンジンのノッキングを検知すること
により、エンジンの高負荷状態を検知し、排気時期を遅
角させることとしている。

図示したようにこの人パルス割込サブルーチンにおいて
は、Ａパルスの発生により割込んで、まず、エンジン回
転数Ｎｅ及びスロットル開度θＴＨを取込み（ステップ
５５０）、ノッキングフラグＰＫに１が設定されている
か否か判別する（ステップ５５１）。ノッキングフラグ
ＦＫはノッキング信号が発生したときに１が設定される
フラグである。ノッキングフラグＦＫに１が設定されて
いない場合にはステップＳ、。において取込んだエンジ
ン回転数Ｎｅ及びスロットル開度θＴＨに応じ、そのエ
ンジン回転数Ｎｅにおいて最大出力を発揮する最大出力
発生時期に対応した目標排気角θＴを予め記憶されたマ
ツプに基づき検索する（ステップＳ、２）。

ステップＳ５１においてノッキングフラグＦＫに１が設
定されていた場合には、エンジンに所定負荷以上の負荷
がかかった高負荷状態であると判断し、ステップＳ５２
において検索された目標排気角θＴから所定値ｋを減算
して新たな目標排気角０丁を求める（ステップＳ、３）
。この動作がＡパルス割込サブルーチンが実行される毎
に繰返され、所定時間経過毎に排気時期が所定量ずつ遅
角されるのである。

次いで、ステップＳ５３の実行回数を示すカウント値ｎ
Ｋを１だけインクリメントしくステップＳ、４）、この
カウント値ｎＫが所定値０１以上となったか否かを判別
する（ステップ５５５）。カウント値ｎＫがｎ１以上と
なったときには、ノッキングフラグＦＫをリセットしく
ステップ５５６）、必要以上の遅角制御を防止する。

なお、ノッキングフラグＦＫは第７図に示したノック割
込サブルーチンによって、ノッキング信号が発生したと
きに１が設定され（ステップＳ　５７）、カウント値ｎ
Ｋはノッキング信号の発生によりリセットされる（ステ
ップＳ、８）。

また、上述した実施例においては、第４図及び第６図に
示した様に、排気時期の遅角制御はＡパルス割込サブル
ーチンにおいて行なわれるようになっているが、Ｂパル
ス割込サブルーチンにおいて実行させることも可能であ
る。

発明の詳細 な説明した様に、本発明による車載内燃エンジンの制御
方法においては、車載内燃エンジンに所定負荷以上の負
荷がかかった場合に、吸気若しくは排気時期を内燃エン
ジンの運転パラメータに基づき設定される最大出力発生
時期から徐々に偏倚せしめることとしているので、内燃
エンジンに所定負荷以上の負荷がかかった場合に、エン
ジン回転数及び出力を徐々に低下させることが出来、運
転車に不快感を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された２サイクルエンジンの部分
断面図、第２図は本発明を適用した実施例装置のブロッ
ク図、第３図ないし第７図は第２図の示した実施例装置
の動作を示すフローチャートである。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・２サイクルエンジン ８・・・・・・排気ボート １１・・・・・・フラッププレート ２６・・・・・・制御回路 ２７・・・・・・振動センサ 出願人　　　本田技研工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　吸気若しくは排気時期制御可能な車載内燃エンジンの
   制御方法であって、前記内燃エンジンの運転パラメータ
   に基づき吸気若しくは排気時期を最大出力が得られる最
   大出力発生時期に設定する行程と、前記内燃エンジンの
   所定負荷以上の高負荷状態を検知する行程と、前記高負
   荷状態が検知されたときは前記吸気若しくは排気時期を
   最大出力発生時期から徐々に偏倚せしめる行程とからな
   ることを特徴とする車載内燃エンジンの制御方法。