JPH09501749A - エンジンのノッキング及びトルクに応じた排気弁のタイミング制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エンジンの各燃焼室と連通した少なくとも一つの排気ポート、及び排気ポートの開放のタイミングを変化させるため前記少なくとも一つの排気ポートと作動的に関連した排気弁を有する２サイクル内燃エンジンの作動方法において、排気ポートと関連したエンジンの燃焼室内でのノッキングの発生の検出に応じて排気ポートの開放のタイミングを遅延させる工程を有する、方法。更に、本願には、エンジンのトルクを一時的に低下させる必要があることを示す信号に応じて排気ポートの開放のタイミングを僅かに遅延させる工程を有するエンジンの作動方法が開示されており且つ特許請求されている。

Description

【発明の詳細な説明】 エンジンのノッキング及びトルクに応じた 排気弁のタイミング制御方法 本発明は、燃焼室の少なくとも一つの排気ポートと関連した弁を持つ内燃エン ジンの作動の管理に関し、更に詳細には、このようなエンジンでのノッキングの 制御に関する。 エンジンのシリンダからの燃焼ガスの排気開始のタイミングを変化させる目的 で、２サイクルエンジンの各シリンダの排気ポートと関連した弁を設けることが 知られている。このような排気弁は、エンジンの作動を速度及び負荷の通常の範 囲に亘って大きく改善できる。例えば、用途によっては、エンジンの速度及び負 荷が低程度乃至中程度の場合、エンジンの作動の安定性を改善するため、排気ポ ートの開放のタイミングを排気弁によって遅延させ、エンジンが比較的高負荷及 び高速で作動している場合、排気ポートが膨張行程で早期に開放し、その結果エ ンジンのトルク及び出力が、適切に調整した排気システムに連通されている場合 に高まるように、排気ポートの開放のタイミングを排気弁によって進ませる。 調整された排気システムは、第１シリンダからの排気ガスの排出によってエン ジンの排気システム内に周知のように発生する圧力パルス即ち「閉塞」パルスを 使用して、第２システムからの排気ガスの排気を制御し又は制限するシステムで ある。「クロスチャージング(cross-charging)」と呼ばれることのあるこの構成 は、エンジンの排気システムで一般的に使用されており、排気システムの形体及 び設計により大きな影響が及ぼされる。代表的には、エンジンが中程度乃至高程 度の負荷で作動する場合に大きな出力を発生できるようにするのに使用され、こ の構成は、排気システムを特定範囲のエンジン速度について調整することを必要 とする。従って、エンジンが特定の速度以上で作動している場合、即ちこのよう な特定のエンジン速度範囲内で作動している場合、排気システムはエンジンを「 調整」していると言える。 排気弁は、こうした目的で単独で使用される場、一般に「パワーバルブ」と呼 ばれ、このようなパワーバルブは、従来、オートバイに設置されているような２ サイクルエンジンで一般的に使用されている。 最近では、多気筒２サイクルエンジンの各シリンダの排気ポートに排気弁を設 け、エンジンから放出される排気ガス中の汚染物質の制御に寄与するためにエン ジンの夫々のシリンダ内の燃焼プロセスを制御する目的で弁の排気ポートに対す る関係を電子式制御システムによって変化させることが本出願人のオーストラリ ア特許第５９２９９０号に提案されている。この提案では、エンジンの各シリン ダの排気弁は、排気弁の排気ポートに関する適切な位置をエンジンの卓越作動状 態から決定するようにプログラムされた電子式制御ユニット（ＥＣＵ）により管 理される共通の制御機構に連結されている。排気弁の位置を制御できるため、２ サイクルエンジンの作動を改善する範囲が広がり、特定の作動状態で生じる所定 範囲の問題点に対処できる。 例えば、このような排気弁は、高負荷作動中及び／又はスロットル全開(wide open throttle:ＷＯＴ)作動中、代表的には、対応する排気ポートの開放のタイ ミングをできるだけ早くするように位置決めされる。これは、こうした作動状態 では、エンジンが、代表的には、排気システムによって「調整」され、、ポート を最も早期に開放すること及びポートを通る流れ面積を最大にすることが必要と されるためである。これによって、代表的には、エンジンから得られるトルク及 び動力が最大になる。しかしながら、エンジンから得られるトルク及び動力を最 大にしようとするときにエンジンのシリンダ内で「ノッキング」又は「異常爆発 」が生じる場合がある。これは、主に、エンジンの作動パラメータ及び設定によ り 燃焼室内に高温高圧状態がつくりだされるためである。エンジンの技術分野で周 知のように、こうしたノッキングはエンジンの作動中に生じる望ましからぬ現象 であり、改善されない場合、エンジンを損傷し及び／又は劣化させる危険が潜在 的に存在する。 従って、本発明の目的は、エンジンの作動を高め、及び／又はエンジンの性能 の劣化を制御するための、内燃エンジンの排気ポートに設けられた弁の使用方法 を提供することである。 この目的を念頭に置き、本発明の一つの特徴によれば、エンジンの各燃焼室と 連通した少なくとも一つの排気ポート、及び排気ポートの開放のタイミングを変 化させるため前記少なくとも一つの排気ポートと作動的に関連した弁を有する内 燃エンジンの作動方法において、排気ポートと関連したエンジンの燃焼室内での ノッキングの発生の検出に応じて前記排気ポートの開放のタイミングを遅延させ る工程を有する、方法が提供される。 排気ポートの開放の遅延の実行は、好ましくは、ノッキングの重大度及び継続 時間を決定し、このようなノッキングを制御する目的で排気ポートの開放のタイ ミングを何時遅延させるのが適当であるのかを決定するようにプログラムされた ＥＣＵによって制御される。当業者には周知であるように、ＥＣＵには、所定レ ベル以上のノッキングが発生した場合に排気弁の位置の設定に関する図を含む適 当な「索引(look-up)」マップが備えられている。ノッキングを制御するために 排気弁の現在の位置設定に加えられるオフセットの度合い即ち量に関する値もま た、或いは変形例では、含まれている。 上述の方法は、エンジンがエンジンの排気システムで調整されている場合に生 じるノッキングを制御するために実施することができる。エンジンが排気システ ムによって調整されている場合には、一般的には、排気ポートの開放のタイミン グを進め、ノッキングの検出は、排気ポートの開放のタイミングを連続的に遅延 させることによって緩和される。 変形例では、又はこれに加えて、上述の方法は、エンジンが高負荷状態で作動 している場合に生じるノッキングを制御するために実施される。特に、前記方法 は、エンジンがスロットル全開で作動している場合に生じるノッキングを制御す るために実施される。こうした状態では、代表的には、エンジンを最大の又は最 大に近い動力及び／又はトルクで作動させるのが望ましく、エンジンが損傷した り劣化したりしないようにするために、このような作動状態で作動することによ り生じるノッキングに対処することが重要である。 前記排気ポートの開放のタイミングの遅延は、好ましくは、所定レベル以上の ノッキングが検出された場合に開始される。前記排気ポートの開放のタイミング は、好ましくは、前記所定レベル以上のノッキングを最初に検出したときに所定 量だけ遅延され、その後、前記所定レベル以上のノッキングを連続的に検出する のに応じて漸次遅延される。遅延量は、好ましくは、段階的に漸次増大する。排 気ポートの開放のタイミングの遅延は、好ましくは、その最大可能な量に限定さ れている。 ノッキングのレベルが前記所定レベル以下に低下したとき、排気ポートの開放 の遅延を所定速度で漸次減少する。好ましくは、遅延の量もまた、段階的に漸次 減少する。 変形例では、排気ポートの開放のタイミングを、ノッキングの検出に応じて一 回で比較的大きく遅延させることができる。ノッキングのレベルが前記所定レベ ル以下に低下したとき、排気ポートの開放のタイミングを、ノッキングの検出前 のタイミングである最初の設定に一回で戻す。 排気ポートの開放のタイミングの遅延を制御する電子式制御ユニット（ＥＣＵ ）が、好ましくは、ＥＣＵは、前記方法を連続的に実施しているとき、前記燃焼 室内のノッキングを最も効率よく制御するための最適のタイミングを決定する。 便利には、このノッキング制御モードは、単独で又は他の周知のノッキング制 御技術と組み合わせて使用することができる。 燃焼室内でのノッキングを少なくするか或いはなくす上で、排気ポートの開放 を遅延させるのが有効であるということがわかっている。これは、排気ポートの 開放のタイミングを遅延させると、燃焼室内に保持される排気ガス（即ち、内部 に保持された排気ガス）の量が増大するためであると考えられている。周知のよ うに、燃焼室内に保持された排気ガスの量が増大すると、代表的には、燃焼室内 の混合気の温度及び圧力が低下し、これによってノッキングが少なくなるか或い はなくなる。本出願人の最新式の２サイクルエンジンの試験では、排気ポートの 開放のタイミングを排気ポートの全流れ面積の５％に相当する量だけ遅延させる ことが、ノッキングを少なくするか或いはなくす上で大きく貢献するということ がわかっている。この５％は、ノッキングの発生を検出したときに排気弁の位置 から計測した。排気ポートの開放のタイミングを遅延させると、ノッキングの重 大度が低下することがわかる。 更に、排気ポートの開放のタイミングを遅延させることは、排気ポートの閉鎖 のタイミングを進めることでもあり、このことは、適当に調整した排気システム の一つの排気ポートに到達した閉塞パルスが夫々のシリンダ内の圧力を増大させ る時間がなく、かくして、シリンダ内でノッキングが発生する危険が小さくなる と考えられている。これと同時に、全ての排気弁が一斉に移動する場合には、閉 塞パルスを発生する排気ポートの開放の持続時間を短くし、これと同時に、対応 するシリンダのピストンの膨張行程で後まで開放し、これによって、発生した閉 塞パルスの持続時間及び大きさを小さくし、及びかくして、閉塞されるべきシリ ンダ内のシリンダ圧を低下させるのに貢献する。従って、これは、本質的には、 シリンダを非効率的に又は最適でなく閉塞することによって生じる。 排気弁即ちパワーバルブを使用する多くの多気筒エンジンでは、全ての排気弁 が一斉に移動するか或いはカムシャフトのような同じ作動手段によって移動され るが、ノッキングは、代表的には、特定の燃焼室で起こる。従って、ノッキング を少なくするか或いはなくするための上文中に提案した方法は、代表的には、エ ンジンの全てのシリンダについて実施され、エンジンのトルクを或る程度減少す る。しかしながら、ノッキングが生じる実際のシリンダに関し、ノッキングを制 御するための他の技術が効果的である。従って、多気筒エンジンに設けられた排 気弁が個々に作動される弁でない場合には、シリンダの排気ポートの開放のタイ ミングを遅延させることによってノッキングを少なくする上文中に論じた方法は 、他の多くのシリンダ制御技術を適用し、これがうまくいかなかった場合にノッ キングを制御する二次的な手段として使用できる。かくして、上文中に言及した 方法を考慮し、及び広範な方法全体に関し、ノッキング制御方法として排気ポー トの開放の遅延は、好ましくは、適当にプログラムされたＥＣＵの制御下で行わ れる。ＥＣＵは、ノッキングの重大度及び持続時間を決定でき、このようなノッ キングを制御する目的で排気ポートの開放をいつ遅延させるのが適当であるのか について決定を下すことができる。好ましくは、適当に配置されたノッキングセ ンサから信号を受け入れることができ、これらの信号に基づいて作動できる。 排気ポートの開放のタイミングの遅延は、このような遅延によりエンジンのト ルクがこれに対応して低下する別の方法でエンジンの作動を高めるのにも使用で き、及び従ってこのようなエンジンのトルクを制御するのに使用できる。例えば 、以下に更に詳細に論じてあるように、エンジンのギアボックスのギアを変更す るときにエンジンのトルクを一時的に低下させるのが有利である。従って、エン ジンのギアボックスのギアの変更が行われているかあるいは行われようとしてい るということを示す適当な信号を使用して、例えば、エンジンのトルクを低下さ せるということを示すことができる。 この目的のため、本発明の別の特徴によれば、エンジンの各燃焼室と連通した 少なくとも一つの排気ポート及び排気ポートの開放のタイミングを変化させるた め前記少なくとも一つの排気ポートと作動的に関連した弁を有する内燃エンジン の作動方法において、エンジンのトルクを低下させる必要があることを示す信号 に応じて前記排気ポートの開放のタイミングを一時的に遅延させる工程を有する 、方法が提供される。 エンジンのギアボックス内のギアの変更が行われているか或いは行われようと していることを示す信号に応じて、好ましくは、エンジンのトルクを低下させる 必要がある。 このトルク制御方法は、便利には、上文中に説明したノッキング制御方法と組 み合わせて使用することができる。 上文中に説明した方法の各々は、２サイクルエンジンで使用するのに適してい る。 本発明の方法の理解を促すため、本発明の好ましい実施例を例示する添付図面 を参照する。 第１図は、排気弁が排気ポートに作動的に取り付けられた２サイクルエンジンの 断面図であり、 第２図は、三気筒２サイクルエンジンで使用するため、共通のシャフトに取り 付けられた三つの排気弁からなるアッセンブリの斜視図であり、 第３図は、排気弁を本発明に従って制御するＥＣＵの作動を示すフローチャー トである。 次に、添付図面のうち第１図を参照すると、排気弁１５が排気通路１４内に配 置されており、排気ポート１８に対して横方向に延びるシャフト１６の軸線を中 心として角度移動し且つ一般に周知の方法で排気ポート１８と協働するようにシ ャフト１６に取り付けられている。排気弁１５は、代表的には、エンジンの作動 の任意の段階でポート１８を完全には閉鎖しないが、一般的には、排気ポート１ ８の上縁部の有効位置を変化させ、これによって、排気ポート１８が開き始める ピストン１３のストロークでの位置を変化させるのに役立つ。排気弁１５は、代 表的には、各燃焼サイクル中にその位置を周期的に変えることはないが、エンジ ンの作動状態に応じてその位置を変えるように制御される。このような排気弁及 びその作動は、最新の２サイクルエンジンを設計する当業者に周知である。排気 弁１５を第１図に排気ポートが最も早期に開放し、排気ポートの開放期間が最大 であり、従って排気ポートの流れ面積が最大の、最大に持ち上げられた位置で示 す。 多気筒エンジンでは、各シリンダの排気弁１５は、全ての排気弁１５が同時に 移動して各排気弁１５の制御縁部１９の位置を変化させるように、及び各排気弁 が同じ時期に夫々の排気ポート１８で同じ位置をとるように、第２図に示すよう に共通のシャフト１６に取り付けられている。シャフト１６は、シャフト１６の 各端、及び二つの隣接した排気弁１５の中間に設けられたベアリング２１で支持 されている。ベアリング２１は、エンジンブロックに適当に取り付けられている か或いはエンジンブロックと一体に成形されており、この例は、本出願人の現在 継続中のオーストラリア特許出願第２２４１７／９２号に開示されている。 連結体２５がシャフト１６の端部に取り付けられており、適当なモータ（図示 せず）に駆動連結されている。モータは、シャフト１６をいずれかの方向に回転 し、排気弁１５の制御縁部１９の位置を排気ポート１８に関して調節する。排気 弁１５の移動範囲を排気ポート１８に関して限定するため、連結体２５には、物 理的ストップ２６が設けられており、これらの物理的ストップ２６は、定置のピ ン（図示せず）に関して適当に配置されている。モータの作動は、代表的には、 エンジンの広範な作動状態を示す適当な信号を受け入れ、この信号から排気弁１ ５を排気ポート１８に関して配置しなければならない位置、又は排気弁１５が実 行しなければならない移動を決定するようにプログラムされた電子式制御ユニッ ト（ＥＣＵ）によって制御される。従って、排気弁１５を使用してノッキング制 御機能を本明細書中に言及し且つ開示したように実行するため、適当なプログラ ムをＥＣＵに記憶させることができる。内燃エンジンの作動の管理に使用される ＥＣＵのプログラミングにおける当業者は、このようなプログラミングを容易に 行うことができる。 第３図のフローチャートは、ノッキング制御機能を提供する場合のＥＣＵの好 ましい制御戦略を示す。しかしながら、排気弁によってノッキングを制御するた めの他の制御戦略もまた可能であり、考えられる。ノッキングは、代表的には、 ノッキングセンサ又はノッキングが存在することを判断するための任意の他の便 利な手段によって検出することができる。ノッキングが起こっていない場合又は ノッキングが許容可能な重大度のレベル以下である場合には、排気弁１５は、Ｅ ＣＵがエンジンの他の作動状態及び作動パラメータに応じて決定した設定にある 。例えば、排気弁１５は、エンジンが最大出力を発生できるように、或いはエン ジンのエミッションを制御できるように、エンジンの速度及び負荷に応じて位置 決めできる。更に、排気弁１５の位置の設定を、例えばエンジンの作動温度、エ ンジンの排気システムの任意の触媒処理手段の作動温度といった他のファクタに 応じて変えることができる。従って、最初にノッキングの発生を検出したとき、 排気弁１５は、ＥＣＵがエンジンの卓越作動状態に関して決定した、ステップ３ ０に示すような「通常」設定にある。排気弁１５を閉鎖してこの通常の設定から 外すと、排気ポート１８の開放のタイミングが遅延する。 所定レベル以上のノッキングが起こっていないことがステップ３１で判断され た場合には、ＥＣＵは、排気弁の位置が通常の設定にあることをステップ３８で 検査し、そうであれば、ステップ３０に戻る。しかしながら、所定レベル以上の ノッキングが起こっていることがステップ３１で判断された場合には、ステップ ３２で排気弁１５の位置を検査し、排気弁がその通常の設定にあるかどうかを判 断する。排気弁がその通常の設定にある場合には、ステップ３３に示すように排 気弁１５を最初の量だけ閉鎖する。しかしながら、排気弁１５が既にその通常の 設定から或る程度閉鎖されている場合、即ちノッキングが前もって検出されてお り、排気弁１５がこれに応じて既に或る程度閉鎖されている場合には、ステップ ３４に示すように排気弁１５を更に閉鎖する。次いで、ステップ３５で排気弁１ ５の閉鎖を排気弁の所定の最大可能な閉鎖に対して検査し、排気弁１５の閉鎖が 所定限度を越えている場合、ステップ３６で排気弁の閉鎖をこの最大可能な閉鎖 に制限する。次いで、ステップ３７に示すように、エンジンが排気弁１５の閉鎖 に応答できるようにするのに僅かに時間がかかり、その後、ＥＣＵは、ノッキン グがエンジンでまだ起こっているかどうかをステップ３１で再び判断する。ノッ キングがまだ起こっている場合には、ノッキングがもはや存在しなくなるまで、 或いはノッキングが重大度の許容可能な所定のレベル以下になるまでこのサイク ルを繰り返す。排気弁１５をこのようにして徐々に閉鎖することによって、排気 ポート１８の開放のタイミングを段階的に遅延させる。 ノッキングがもはや起こっていない状態で、ＥＣＵは、先ず最初に、排気弁１ ５がその通常の設定にあるかどうかをステップ３８で検査し、確認する。ノッキ ングを制御するため排気弁が前に閉鎖されている場合のように排気弁１５がその 通常の設定にない場合には、ＥＣＵは、排気弁１５が前のサイクルで排気弁１５ の通常の設定に近い所定位置まで開放されたかどうかをステップ３９で検査する 。排気弁１５を開放すると、排気ポート１８の開放のタイミングの遅延量が小さ くなる。排気弁１５が前に開放されていない場合には、ＥＣＵは、ステップ４０ 及び４２に示すように、ノッキングが最後に起こった後、又はノッキングが許容 可能なレベル以上であった後、排気弁１５を所定量だけ開放する前まで所定期間 待機する。排気弁１５が前に或る程度開放されている場合には、ＥＣＵは、ステ ップ４１及び４２に示すように、排気弁１５が所定量だけ更に開放する前に更に 待 機する。従って、これによって、排気ポート１８の開放の遅延を漸次減少する。 ステップ４３では、ＥＣＵは、排気弁の位置の全体としての変化がゼロ以下で あるかどうかを検査し、確認する。換言すると、ＥＣＵは、排気弁の位置がその 通常の設定に戻ったかどうかを検査し、確認する。その通常に設定に戻っていな い場合には、ＥＣＵはステップ３１に戻り、サイクルを再び繰り返す。ステップ ４３に対する答えがイエスである場合には、排気弁の位置の全体としての変化を ゼロに設定する、即ち排気弁の全体としての位置をその通常の位置に設定し、排 気弁が通常の設定を越えて移動することがないようにする。ＥＣＵは、次いで、 ステップ３０で通常のエンジン作動に戻る。 ノッキング制御ルーチンの実行前に他の決定ステップを実行できるということ 、又はルーチン自体に他の決定ステップを加えてもよいということは勿論である ということは理解されるべきである。例えば、任意のノッキング制御手段を講じ る前に、ＥＣＵが、先ず最初に、エンジンが排気システムによって調整されてい るということを示す特定の速度範囲内でエンジンが作動していること、又はエン ジンがＷＯＴ条件下で作動していることを検査する。 ノッキングが検出された場合の排気弁１５の最初の閉鎖量及び更なる閉鎖量、 ノッキングを制御した後の排気弁１５の所定の開放量、及びノッキング制御戦略 で使用された所定の時間的遅延は、全て、代表的には、実験的に得られた経験的 データに基づいて、ＥＣＵに予めプログラムされている。しかしながら、ＥＣＵ は、ノッキングを制御するのに必要とされる制御戦略の繰り返し即ちサイクルの 数を減らすことができるように、次第に「学習する」ようになっているのがよい ということは理解されるべきである。これは、所定範囲の種々の作動状態及びパ ラメータに亘ってノッキングを制御する上で最も有効な排気弁１５の特定の設定 及び排気弁１５の開閉の量及びタイミングをエンジンの作動履歴から決定するよ うにＥＣＵを改造することによって行うことができる。従って、エンジンのノッ キングの制御における応答が改善される結果をもたらす。 ２サイクルエンジンの排気ポート１８の開放を選択的に遅延させるための上掲 の提案は、２サイクルエンジンの作動をトルク制御に関して管理する上で別の用 途がある。これは、排気ポート１８の開放を選択的に遅延させるとエンジンのト ルクが減少するためである。従って、上述のように、このようなエンジンのトル クを制御するのが所望である場合に、エンジンの作動の種々の特徴を制御する即 ちこれらの特徴に影響を及ぼすことができる。 例えば、上掲の提案は、車輛の駆動輪のような適当な負荷にギアボックスを介 して連結された場合の２サイクルエンジンの制御に適用できる。特に、このよう な車輛では、車輛が動いており且つエンジンによって推進されているときにギア 比を変更する場合、このようなギア比の変更を何時行ったのかがわかってしまう 。ギアの変更を滑らかに行うためエンジンが送出するトルクを一時的に減少させ てエンジンの揺動を少なくし、これによって潜在的不快感をなくし、車輛の乗員 に対する滑らかさを改善するのが望ましい。 直噴式２サイクルエンジンの場合には、トルクを低下させるのに燃料噴射量を 減少させること及び点火を遅延させることの二つの可能な方法があり、後者の方 法は、４サイクルエンジンでも一般的に使用されている。しかしながら、これら の周知の方法でエンジンのトルクを低下させることが好ましくなく適当でない場 合がある。従って、エンジンのトルクを低下させるための別の方法は排気弁１５ を迅速に閉鎖することであるということは明らかである。こうした場合には、代 表的には、ほんの僅かな量だけ移動させればよく、排気弁１５を完全に閉鎖する ことは一般的には必要とされない。 この提案では、排気ポート１８の遅延は、ギアの変更を行った場合に信号を受 け入れるための装置が設けられたプログラムされたＥＣＵの制御下で行われ、Ｅ ＣＵは、前記信号に応じて排気ポートの開放タイミングを必要なだけ遅延させる 。 ギアの変更を行ったときのエンジンの速度及び負荷といったファクタによりこの ような遅延に及ぼされる影響の程度は、代表的には、必要とされるタイミング及 び遅延の持続時間を決定するようにプログラムされたＥＣＵによって斟酌されて いる。しかしながら、所望であれば、排気弁のタイミングによる上述のトルク制 御を、トルクを制御する目的での燃料供給速度の変化及び／又は点火の遅延と関 連して使用できるということは理解されるべきである。更に、及び上文中に説明 したように、排気弁を介してトルクの制御を行うことは、エンジンの他の作動状 態にも適用できる。 本発明を主に２サイクルエンジンに関して説明した。しかしながら、本発明は 、特に可変の弁タイミングを持つ４サイクルエンジンの場合に４サイクルエンジ ンにも適用できるということは理解されよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年３月１３日 【補正内容】 従って、本発明の目的は、エンジンの作動を高め、及び／又はエンジンの性能 の劣化を制御するための、内燃エンジンの排気ポートに設けられた弁の使用方法 を提供することである。 この目的を念頭に置き、本発明の一つの特徴によれば、エンジンの各燃焼室と 連通した少なくとも一つの排気ポート、及び排気ポートの開放のタイミングを変 化させるため前記少なくとも一つの排気ポートと作動的に関連した弁を有する内 燃エンジンの作動方法において、排気ポートと関連したエンジンの燃焼室内での ノッキングの発生の検出に応じて前記排気ポートの開放のタイミングを遅延させ る工程を有し、前記方法は、エンジンがエンジンの排気システムによって調整さ れている場合に生じるノッキングを制御するために行われる、方法が提供される 。 排気ポートの開放の遅延の実行は、好ましくは、ノッキングの重大度及び継続 時間を決定し、このようなノッキングを制御する目的で排気ポートの開放のタイ ミングを何時遅延させるのが適当であるのかを決定するようにブログラムされた ＥＣＵによって制御される。当業者には周知であるように、ＥＣＵには、所定レ ベル以上のノッキングが発生した場合に排気弁の位置の設定に関する図を含む適 当な「索引(look-up)」マップが備えられている。ノッキングを制御するために 排気弁の現在の位置設定に加えられるオフセットの度合い即ち量に関する値もま た、或いは変形例では、含まれている。 エンジンが排気システムによって調整されている場合には、一般的には、排気 ポートの開放のタイミングを進め、ノッキングの検出は、排気ポートの開放のタ イミングを連続的に遅延させることによって緩和される。 変形例では、又はこれに加えて、上述の方法は、エンジンが高負荷状態で作動 している場合に生じるノッキングを制御するために実施される。特に、前記方法 は、エンジンがスロットル全開で作動している場合に生じるノッキングを制御す るために実施される。こうした状態では、代表的には、エンジンを最大の又は最 大に近い動力及び／又はトルクで作動させるのが望ましく、エンジンが損傷した り劣化したりしないようにするために、このような作動状態で作動することによ り生じるノッキングに対処することが重要である。 ノッキングがもはや起こっていない状態で、ＥＣＵは、先ず最初に、排気弁１ ５がその通常の設定にあるかどうかをステップ３８で検査し、確認する。ノッキ ングを制御するため排気弁が前に閉鎖されている場合のように排気弁１５がその 通常の設定にない場合には、ＥＣＵは、排気弁１５が前のサイクルで排気弁１５ の通常の設定に近い所定位置まで開放されたかどうかをステップ３９で検査する 。排気弁１５を開放すると、排気ポート１８の開放のタイミングの遅延量が小さ くなる。排気弁１５が前に開放されていない場合には、ＥＣＵは、ステップ４０ 及び４２に示すように、ノッキングが最後に起こった後、又はノッキングが許容 可能なレベル以上であった後、排気弁１５を所定量だけ開放する前まで所定期間 待機する。排気弁１５が前に或る程度開放されている場合には、ＥＣＵは、ステ ップ４１及び４２に示すように、排気弁１５が所定量だけ更に開放する前に更に 待機する。従って、これによって、排気ポート１８の開放の遅延を漸次減少する 。 ステップ４３では、ＥＣＵは、排気弁の位置の全体としての変化がゼロ以下で あるかどうかを検査し、確認する。換言すると、ＥＣＵは、排気弁の位置がその 通常の設定に戻ったかどうかを検査し、確認する。その通常に設定に戻っていな い場合には、ＥＣＵはステップ３１に戻り、サイクルを再び繰り返す。ステップ ４３に対する答えがイエスである場合には、排気弁の位置の全体としての変化を ゼロに設定する、即ち排気弁の全体としての位置をその通常の位置に設定し、排 気弁が通常の設定を越えて移動することがないようにする。ＥＣＵは、次いで、 ステップ３０で通常のエンジン作動に戻る。 ノッキング制御ルーチンの実行前に他の決定ステップを実行できるということ 、又はルーチン自体に他の決定ステップを加えてもよいということは勿論である ということは理解されるべきである。例えば、任意のノッキング制御手段を講じ る前に、ＥＣＵが、先ず最初に、エンジンが排気システムによって調整されてい る ということを示す特定の速度範囲内でエンジンが作動していること、又はエンジ ンがＷＯＴ条件下で作動していることを検査する。 請求の範囲 １． エンジンの各燃焼室と連通した少なくとも一つの排気ポート、及び排気 ポートの開放のタイミングを変化させるため前記少なくとも一つの排気ポートと 作動的に関連した弁を有する内燃エンジンの作動方法において、排気ポートと関 連したエンジンの燃焼室内でのノッキングの発生の検出に応じて前記排気ポート の開放のタイミングを遅延させる工程を有し、前記方法は、エンジンがエンジン の排気システムによって調整されている場合に生じるノッキングを制御するため に行われる、方法。 ２． 前記方法は、前記エンジンが高負荷で作動している場合に生じるノッキ ングを制御するために実施される、請求項１記載の方法。 ３． 前記方法は、前記エンジンがスロットル全開で作動している場合に生じ るノッキングを制御するために実施される、請求項１又は２に記載の方法。 ４． 前記排気ポートの開放のタイミングの遅延は、所定レベル以上のノッキ ングが検出された場合に開始される、請求項１、２、又は３のうちのいずれか一 項に記載の方法。 ５． 前記排気ポートの開放のタイミングは、前記所定レベル以上のノッキン グを最初に検出したときに所定量だけ遅延され、その後、前記所定レベル以上の ノッキングを連続的に検出するのに応じて漸次遅延される、請求項４に記載の方 法。 ６． 遅延量は、段階的に漸次増大する、請求項５に記載の方法。 ７． 前記排気ポートの開放のタイミングの遅延は、その最大可能な量に限定 されている、請求項５又は６に記載の方法。 ８． ノッキングのレベルが前記所定レベル以下に低下したとき、排気ポート の開放の遅延を所定速度で漸次減少する、請求項４乃至７のうちのいずれか一項 に記載の方法。 ９． 遅延の量は、段階的に漸次減少する、請求項８に記載の方法。 １０． 前記排気ポートの開放のタイミングを、ノッキングの検出に応じて一 回で比較的大きく遅延させる、請求項４に記載の方法。 １１． ノッキングのレベルが前記所定レベル以下に低下したとき、前記排気 ポートの開放のタイミングを、ノッキングの検出前のタイミングである最初の設 定に一回で戻す、請求項１０に記載の方法。 １２． 電子式制御ユニット（ＥＣＵ）が前記排気ポートの開放のタイミング の遅延を制御し、前記ＥＣＵは、前記方法を連続的に実施しているとき、前記燃 焼室内のノッキングを最も効率よく制御するための最適のタイミングを決定する 、請求項１乃至１１のうちのいずれか一項に記載の方法。 １３． 前記方法は、他の周知のノッキング制御技術と組み合わせて使用され る、請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の方法。 １４． 前記排気ポートの開放のタイミングを、前記エンジンのトルクを低下 させる必要があることを示す信号に応じて、一時的に追加の量だけ遅延させる、 請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の方法。 １５． 前記信号は、前記エンジンのギアボックス内のギアの変更が行われて いるか或いは行われようとしていることを示す、請求項１４に記載の方法。 １６． エンジンの各燃焼室と連通した少なくとも一つの排気ポート及び該排 気ポートの開放のタイミングを変化させるため前記少なくとも一つの排気ポート と作動的に関連した弁を有する内燃エンジンの作動方法において、前記エンジン のトルクを低下させる必要があることを示す信号に応じて前記排気ポートの開放 のタイミングを一時的に遅延させる工程を有する、方法。 １７． 前記エンジンのギアボックス内のギアの変更が行われているか或いは 行われようとしていることを示す信号に応じて前記エンジンのトルクを低下させ る必要がある、請求項１６に記載の方法。 １８． 前記方法は、２サイクルエンジンで使用するのに適している、請求項 １乃至１７のうちのいずれか一項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ 9523−3Ｇ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ａ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ， ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，Ｓ Ｅ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ヒューストン，ロドニー アレクサンダー オーストラリア連邦ウェスターン、オース トラリア州、キンズリー、アーデンモア、 ウェイ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． エンジンの各燃焼室と連通した少なくとも一つの排気ポート、及び該排 気ポートの開放のタイミングを変化させるため前記少なくとも一つの排気ポート と作動的に関連した弁を有する内燃エンジンの作動方法において、前記排気ポー トと関連した前記エンジンの前記燃焼室内でのノッキングの発生の検出に応じて 前記排気ポートの開放のタイミングを遅延させる工程を有する、方法。 ２． 前記方法は、前記エンジンが前記エンジンの前記排気システムで調整さ れている場合に生じるノッキングを制御するために実施される、請求項１に記載 の方法。 ３． 前記方法は、前記エンジンが高負荷で作動している場合に生じるノッキ ングを制御するために実施される、請求項１又は２に記載の方法。 ４． 前記方法は、前記エンジンがスロットル全開で作動している場合に生じ るノッキングを制御するために実施される、請求項１、２、又は３に記載の方法 。 ５． 前記排気ポートの開放のタイミングの遅延は、所定レベル以上のノッキ ングが検出された場合に開始される、請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記 載の方法。 ６． 前記排気ポートの開放のタイミングは、前記所定レベル以上のノッキン グを最初に検出したときに所定量だけ遅延され、その後、前記所定レベル以上の ノッキングを連続的に検出するのに応じて漸次遅延される、請求項５に記載の方 法。 ７． 遅延量は、段階的に漸次増大する、請求項６に記載の方法。 ８． 前記排気ポートの開放のタイミングの遅延は、その最大可能な量に限定 されている、請求項６又は７に記載の方法。 ９． ノッキングのレベルが前記所定レベル以下に低下したとき、排気ポート の開放の遅延を所定速度で漸次減少する、請求項５乃至８のうちのいずれか一項 に記載の方法。 １０． 遅延の量は、段階的に漸次減少する、請求項９に記載の方法。 １１． 前記排気ポートの開放のタイミングを、ノッキングの検出に応じて一 回で比較的大きく遅延させる、請求項５に記載の方法。 １２． ノッキングのレベルが前記所定レベル以下に低下したとき、前記排気 ポートの開放のタイミングを、ノッキングの検出前のタイミングである最初の設 定に一回で戻す、請求項１１に記載の方法。 １３． 電子式制御ユニット（ＥＣＵ）が前記排気ポートの開放のタイミング の遅延を制御し、前記ＥＣＵは、前記方法を連続的に実施しているとき、前記燃 焼室内のノッキングを最も効率よく制御するための最適のタイミングを決定する 、請求項１乃至１２のうちのいずれか一項に記載の方法。 １４． 前記方法は、他の周知のノッキング制御技術と組み合わせて使用され る、請求項１乃至１３のうちのいずれか一項に記載の方法。 １５． 前記排気ポートの開放のタイミングを、前記エンジンのトルクを低下 させる必要があることを示す信号に応じて、一時的に追加の量だけ遅延させる、 請求項１乃至１４のうちのいずれか一項に記載の方法。 １６． 前記信号は、前記エンジンのギアボックス内のギアの変更が行われて いるか或いは行われようとしていることを示す、請求項１５に記載の方法。 １７． エンジンの各燃焼室と連通した少なくとも一つの排気ポート及び該排 気ポートの開放のタイミングを変化させるため前記少なくとも一つの排気ポート と作動的に関連した弁を有する内燃エンジンの作動方法において、前記エンジン のトルクを低下させる必要があることを示す信号に応じて前記排気ポートの開放 のタイミングを一時的に遅延させる工程を有する、方法。 １８． 前記エンジンのギアボックス内のギアの変更が行われているか或いは 行われようとしていることを示す信号に応じて前記エンジンのトルクを低下させ る必要がある、請求項１７に記載の方法。 １９． 前記方法は、２サイクルエンジンで使用するのに適している、請求項 １乃至１８のうちのいずれか一項に記載の方法。