JPH05156949A - エンジンの排気装置 - Google Patents

エンジンの排気装置

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JPH05156949A
JPH05156949A JP3349177A JP34917791A JPH05156949A JP H05156949 A JPH05156949 A JP H05156949A JP 3349177 A JP3349177 A JP 3349177A JP 34917791 A JP34917791 A JP 34917791A JP H05156949 A JPH05156949 A JP H05156949A
Authority
JP
Japan
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water injection
engine
exhaust
valve
water
Prior art date
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Pending
Application number
JP3349177A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Ikenotani
保男 池ノ谷
Yumi Yamaguchi
由美 山口
Hidekazu Ishikawa
英一 石川
Hitoshi Kurosaka
斉 黒坂
Masakazu Tanaka
正和 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
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Priority to ITTO920986A priority patent/IT1257433B/it
Priority to FR9214704A priority patent/FR2684720B1/fr
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  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排気温制御における応答性並びに耐久性の向
上。 【構成】 排気管2に接続する注水管10に注水バルブ
11を設け、制御装置12により開閉制御する。制御装
置12は回転センサ8とスロットルセンサ16から入力
される回転数NE 及びスロットル開度θTHに基づき、所
定条件のときバルブ開信号を出力して注水バルブ11を
開き、注水管10から排気管2内へ注水して排気管2内
の排気温を下げ、圧力脈動状態の整合状態に戻す。これ
により、中・低速域の出力低下が改善され、かつスロッ
トル開度θTHの利用により、制御の応答性並びにセンサ
の耐久性が共に向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この出願は排気管内の圧力脈動を
利用して出力向上を図るエンジンにおいて、所定の運転
条件のとき排気ガスを冷却することにより、エンジンの
出力低下を改善することのできる排気装置に関する。
【0002】
【従来の技術】このような装置として、特公平2−19
65号公報記載のものがある。このものには、エンジン
の回転数と排気温をパラメータとして冷却装置を制御
し、排気管内における圧力脈動状態が充填効率向上に寄
与できる整合状態からずれ、出力の谷間が生じてしまう
不整合状態となる所定条件のとき、排気管内へ冷却水を
注水等して排気温を下げ、圧力脈動状態を整合状態へ戻
すようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、排気温をパラメータの一つにしているため、温度
センサを用いなければならない。しかし、一般に温度セ
ンサは良好な応答性と耐久性とを両立させることが困難
である。その結果、制御の応答性又は耐久性のいずれか
が低下してしまう。そこで本願は係る問題点の解決を主
たる目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
エンジンの回転数を検知する第1のセンサと、スロット
ルの開度を検知する第2のセンサと、これら両センサか
らの入力により作動する制御装置とを備え、この制御装
置からの出力により冷却装置の作動を制御することを特
徴とする。
【0005】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明において、冷却装置は冷却物質の供給開始及び供給停
止を行うバルブを備えるとともに、このバルブ開度を制
御装置の出力により連続的又は段階的に変化させること
を特徴とする。
【0006】請求項3に係る発明は、請求項1に係る発
明において、冷却装置が冷却物質の供給開始及び供給停
止を行うバルブを備えるとともに、このバルブは制御装
置の出力に基づいてエンジンの一回転あたりにおける開
き時間を変化させることを特徴とする。
【0007】
【作用】請求項1の発明によれば、エンジンの回転数と
スロットル開度をパラメータとして制御装置で演算を行
い、排気管内における圧力脈動状態が不整合になる所定
条件になると、制御装置の指令により冷却装置が作動し
て排気温を下げ、圧力脈動状態を再び整合状態へ戻すの
で出力の低下を改善しする。このとき、スロットル開度
を検知する第2のセンサは、応答性並びに耐久性とも向
上する。
【0008】請求項2の発明によれば、制御装置の出力
により連続的又は段階的にバルブの開度を変化させるの
で、冷却物質の供給量が連続的又は段階的に変化し、排
気温の変化がきめ細かくなる。
【0009】請求項3の発明によれば、冷却装置のバル
ブは制御装置の出力に基づいて、エンジンの一回転あた
りにおける開き時間を変化させる。このため、冷却物質
の供給量が供給時間の変化で調整され、排気温の変化が
きめ細かくなる。
【0010】
【実施例】図1乃至図3に基づいて第1の実施例を説明
する。図1はシステムの概念図であり、2サイクルエン
ジンのシリンダ1の側壁から排気管2が延出し、クラン
ク室3には吸気管4が接続している。
【0011】シリンダ1内を摺動するピストン5とコン
ロッド6を介して連結されるクランクシャフト7の近傍
には、その回転数NE を検知するため公知の回転センサ
8が設けられている。
【0012】排気管2の途中は太径のチャンバ部をな
し、後端部で絞られてサイレンサ9へ接続している。チ
ャンバ部には注水管10の一端が接続して排気管2の内
部と連通している。注水管10の途中には注水バルブ1
1が設けられ、その開閉は制御装置12により制御され
ている。注水管10の他端は送水ポンプ13を介して水
タンク14と接続している。
【0013】吸気管4にはキャブレタ15が取付けら
れ、その内部にスロットル開度θTHを検知する公知のス
ロットルセンサ16が設けられる。スロットルセンサ1
6の出力信号は増幅器17を介して制御装置12へ入力
される。
【0014】回転センサ8の出力信号も同様に増幅器1
8を介して制御装置12へ入力される。
【0015】制御装置12はマイコン式であり、回転セ
ンサ8とスロットルセンサ16からそれぞれセンサ信号
として入力される、回転数NE 、スロットル開度θTH
基づいて所定の演算処理を行い、冷却開始又は停止並び
に冷却する場合の注水量を決定し、注水バルブ11を開
閉制御する。なお、送水ポンプ13の作動は注水バルブ
11の開閉と無関係に常時作動しても、また、注水バル
ブ11の開閉と同期するように制御装置12から制御さ
れてもよい。
【0016】図2は制御装置12による制御方法の一例
であり、横軸を回転数NE 、縦軸をスロットル開度θTH
としてある。注水するのは図中斜線で示すA、B2つの
ゾーンである。
【0017】まず、Aゾーンは回転数NE がa(例えば
3000rpm)〜同b(例えば5000rpm)程度
の低中速領域であり、かつスロットル開度θTHがd(例
えば10〜20%)以上の範囲である。
【0018】また、Bゾーンは回転数NE がAゾーンよ
り高い状態すなわちb〜c(例えば7500rpm程
度)かつスロットル開度θTHがd〜e(例えば30%程
度)と比較的低い状態の範囲である。このゾーンは不整
燃焼が発生し易い領域であり、注水により不整燃焼を抑
制できることが判明した。
【0019】なお、スロットル開度θTHがd以下の低開
度領域では、シリンダ内へ水が侵入することを防止する
ため、全回転数の範囲で注水しない。
【0020】次に、本実施例の作用を説明する。図3は
同一回転数に対するスロットル開度一定(例えば100
%)条件下での出力トルクTQ、排気温度TEX及び注水
あり(ON)/なし(OFF)の別を上下3段のグラフ
C乃至Eとして示したものである。なお、グラフC及び
D中に破線で示す曲線は冷却による排気温度制御を行っ
た場合の各特性を示し、実線部分は排気温度制御をしな
い場合を示す。
【0021】この図において、グラフEに示すように、
エンジンの回転数NE がaより低い場合には注水せず
(OFF)、出力トルク及び排気温共滑らかに上昇する
(グラフC、D参照)。
【0022】エンジンの回転数NE が図2におけるa〜
bの範囲(すなわちAゾーン)内になると、このままで
は出力が低下して出力トルクに谷間が生じる(グラフC
の実線)。そこで、図1に示すように、制御装置12は
回転センサ8とスロットルセンサ16の出力信号NE
びθTHに基づいて注水バルブ11へ注水開始の指令を出
す。
【0023】この指令に基づき、注水バルブ11が作動
して水タンク14内の水を送水ポンプ13により圧送し
て注水管10の一端より排気管2内へ注水すると、グラ
フEはONとなり、排気管2内の排気温はグラフDに破
線で示したように一時的に下がる。
【0024】その結果、排気管2内の音速が下がり、圧
力脈動状態がその回転数NE と整合された状態に適性化
されるので出力低下が防止され、グラフCの破線で示す
ような出力トルクの谷間が解消される。
【0025】図3のグラフEにおいて、エンジンの回転
数NE がcを越えると、図2のAゾーン外になるので、
再び非制御状態となり、制御装置12は注水バルブ11
へ注水停止の指令を出し、注水バルブ11が閉じる(O
FF)。このため、図3のグラフC及びDの出力トルク
及び排気温は連続的に上昇する。
【0026】なお、この注水制御は回転センサ8とスロ
ットルセンサ16の検知信号NE 及びθTHに基づくた
め、注水制御の応答性が良好である。すなわち、前記従
来例のように温度センサを用いた場合、排気温が制御ゾ
ーン内へ入った後からこれを検知するので、どうしても
遅れ気味となるからである。また、温度センサと比べて
スロットルセンサ16は応答性並びに耐久性を十分に高
くできる。
【0027】そのうえ、本実施例における注水制御は、
回転数NE とスロットル開度θTHの関係が図2のA、B
ゾーン内にある限り、注水バルブ11を開いて連続的に
注水するON/OFF制御のため、制御方法を簡素にで
きる。
【0028】図4乃至図7は第2実施例に係り、エンジ
ンの運転状態に応じて常時最適な注水量が得られるよう
に注水量を可変にしたものを示す。なお、前実施例と共
通する部分は同一符号を用いるものとする(次の実施例
も同様)。
【0029】本実施例では、システムは図1と同様であ
るが、エンジンの運転状態に応じてエンジンの一回転当
りに注水バルブ11が開く時間が図4のF及びGに示す
ように長・短に変化する。図4のFはスロットル開度が
全開で、エンジンの回転数が5000rpmのときにお
ける注水時間が長く、注水量大の状態であり、スロット
ル開度が全開で、エンジンの回転数が7000rpmの
ときにおけるGは注水時間が短く、注水量小の状態であ
る。
【0030】図5は本実施例における制御ゾーンを示す
図2と同様のグラフであり、回転数NE はf(例えば2
000〜3000rpm)からg(例えば7000〜9
000rpm)の範囲でかつスロットル開度θTHがh
(例えば注水管10〜20%)以上の範囲である。
【0031】このような注水量F又はGの選択は、制御
装置12内において予め記憶された所定の手順に従い、
スロットル開度θTHとエンジンの回転数NE に基づく演
算処理によって決定される。
【0032】すなわち、図6において、NE 、θTHの各
信号が読み込まれると(S・1)、図5に示した制御ゾ
ーンの境界値をなす各数値と比較される(S・2、S、
3)。本実施例の場合、θTHはh(10〜20%)、N
E はf(2000〜3000rpm)及びg(7000
〜9000rpm)と比較される。これらの条件のいず
れかがNOであれば、注水は行わず、いずれもがYES
であれば注水する制御条件となる。
【0033】注水する制御条件の場合は続いて注水時間
が決定され(S・4)、この注水時間だけバルブ開信号
を注水バルブ11へ出力し、注水バルブ11を所定時間
だけ開放して排気管2内へ注水する(S・5)。
【0034】図7は本実施例によって注水制御された出
力トルク(TQ)の曲線を示し、比較として全く注水制
御しない場合、注水量を変化させず大又は小の状態で制
御した場合をそれぞれ併記する。
【0035】この図から明らかなように、本実施例のよ
うにきめ細かに注水量を変化させると、出力トルクの谷
間が殆ど解消され、出力低下を防止できることが判る。
【0036】なお、本実施例において、注水時間を決定
する方法として、予め制御装置12内へ制御マップを記
憶させておき、θTH及びNE の各入力信号を常時制御マ
ップを参照して注水時間を決定するようにもできる。
【0037】図8は第3実施例に係るシステム図を示
す。この実施例も前実施例同様に注水量を別形式で可変
にしたものである。なお、基本的なシステムは図1と同
様である。
【0038】本実施例では、エンジンが2サイクル又は
4サイクルの多気筒式(4気筒式)になっている。注水
管10は先端が4本の枝管20乃至23に分かれて各気
筒から延出する第1乃至第4の排気管24乃至27の管
壁へそれぞれ接続している。
【0039】また、注水バルブ11は各枝管20乃至2
3の集合部である注水管10の途中に設けられ、ニード
ル弁やバタフライ弁など公知の種々な形式よりなる連続
的又は段階的に開度が変化する形式になっている。
【0040】制御装置12はスロットル開度θTHとエン
ジンの回転数NE に基づいて、図2に示したような条件
のとき制御を行うのは同様である。但し、本実施例で
は、制御装置12がスロットル開度θTHと回転数NE
変化する都度、注水バルブ11の開度を演算し、注水バ
ルブ11に指令を出す。
【0041】これにより、注水バルブ11は連続的又は
段階的に開度を変化させて注水量を変化させる。したが
って、最適な注水量を常時維持するよう、きめ細かく制
御できる。なお、演算方法としては、前実施例同様に予
め記憶した制御マップを参照して連続的に行うか、一定
数値条件毎に段階的に行うなど任意である。
【0042】そのうえ、本実施例によれば、多気筒エン
ジンであっても、注水バルブ11が一つだけで制御でき
るので有利である。また、各排気管24〜27に対する
注水量を均一化することもできる。
【0043】なお、本願に係る発明は前記各実施例に限
定されず、種々応用可能である。例えば、前記実施例で
は排気管2内へ注水することにより、排気温を下げたも
のであったが、冷却物質は水に限らず、気化潜熱にて排
気ガス温度を下げることができる適当な冷媒であっても
よい。
【0044】さらに、排気管2内へ直接このような冷媒
を注入することなく、排気管2の周囲へ導いて間接的に
排気温を下げるようにしたものでもよい。また、冷媒に
代えて冷たい走行風を導入してもよい。
【0045】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、従来のよ
うな温度センサを用いず、スロットル開度を検知する第
2のセンサを用いたので、排気温度の制御における応答
性を良好にし、そのうえ耐久性をも同時に向上させるこ
とができる。
【0046】請求項2に係る発明によれば、冷却物質の
供給量をバルブの開度変化によって連続的又は段階的に
可変としたので、排気温制御をきめ細かくでき、エンジ
ンの運転状態に追従する最適な制御が可能になる。
【0047】請求項3に係る発明によれば、冷却物質の
供給量をエンジン一回転当りにおけるバルブ開放時間の
変化により可変としたので、前記発明同様に排気温制御
をきめ細かくでき、エンジンの回転状態に追従する最適
な制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1乃至第3実施例共通のシステム図
【図2】第1実施例の制御方法を示すグラフ
【図3】第1実施例における効果を示すグラフ
【図4】第2実施例における制御方法を示すグラフ
【図5】第2実施例における制御方法を示すグラフ
【図6】第2実施例におけるフローチャート
【図7】第2実施例における効果を示すグラフ
【図8】第3実施例におけるシステムの要部概略図
【符号の説明】
2 排気管 8 回転センサ(第1のセンサ) 10 注水管 11 注水バルブ 12 制御装置 13 送水ポンプ 14 水タンク 15 気化器 16 スロットルセンサ(第2のセンサ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒坂 斉 埼玉県新座市野火止8丁目18番4号 株式 会社ホンダレーシング内 (72)発明者 田中 正和 埼玉県新座市野火止8丁目18番4号 株式 会社ホンダレーシング内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気管内の圧力脈動を利用して出力向上
    を図ったエンジンの排気装置であって、排気管内の排気
    ガスを冷却するための冷却装置を備えたものにおいて、
    エンジンの回転数を検知する第1のセンサと、スロット
    ルの開度を検知する第2のセンサと、これら両センサか
    らの入力により作動する制御装置とを備え、この制御装
    置からの出力により前記冷却装置の作動を制御すること
    を特徴とするエンジンの排気装置。
  2. 【請求項2】 冷却装置は冷却物質の供給開始及び供給
    停止を行うバルブを備えるとともに、このバルブは制御
    装置の出力により連続的又は段階的に開度を変化させる
    ことを特徴とする請求項1記載のエンジンの排気装置。
  3. 【請求項3】 冷却装置は冷却物質の供給開始及び供給
    停止を行うバルブを備えるとともに、このバルブは制御
    装置の出力に基づいてエンジンの一回転あたりにおける
    開き時間を変化させることを特徴とする請求項1記載の
    エンジンの排気装置。
JP3349177A 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排気装置 Pending JPH05156949A (ja)

Priority Applications (3)

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JP3349177A JPH05156949A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排気装置
ITTO920986A IT1257433B (it) 1991-12-06 1992-12-04 Dispositivo di scarico per un motore a combustione interna.
FR9214704A FR2684720B1 (fr) 1991-12-06 1992-12-07 Dispositif d'echappement pour un moteur a combustion interne.

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JP3349177A JPH05156949A (ja) 1991-12-06 1991-12-06 エンジンの排気装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100475800B1 (ko) * 2001-10-09 2005-03-10 현대자동차주식회사 디젤차량의 매연 배출 저감장치
CN102797538A (zh) * 2011-05-20 2012-11-28 福特环球技术公司 用于排气净化的微粒过滤器和相关方法

Cited By (3)

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KR100475800B1 (ko) * 2001-10-09 2005-03-10 현대자동차주식회사 디젤차량의 매연 배출 저감장치
CN102797538A (zh) * 2011-05-20 2012-11-28 福特环球技术公司 用于排气净化的微粒过滤器和相关方法
CN102797538B (zh) * 2011-05-20 2017-06-09 福特环球技术公司 用于排气净化的微粒过滤器和相关方法

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Effective date: 20000307