JPS6296729A - エンジンの排気時期制御方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はエンジンの排気時期制御方法に関するものであ
る。

〔従来技術〕

エンジンの出力特性は、一般に慣性効果や脈動効果と呼
ばれる排気管内ガス流め動的効果によって大きく左右さ
れることが知られている。

すなわち、エンジンの排気孔から排気管へ排出される排
気ガスの脈動波は排気管端等から反射して再び排気孔へ
及ぶ現象があり、この脈動反射波の正圧又は負圧のうち
のいずれが開口期間中の排気孔に及ぶかによって出力が
大きく左右されることが知られている。

例えば２サイクルエンジンの場合、掃気孔の開口期間中
に排気孔に負圧の反射波が及ぶように制御すると、この
負圧波は燃焼室、掃気通路。

クランクケースを経て吸気孔に及び、より多量の新気を
吸い込むようになり、またその直後に正圧の反射波を排
気孔に及ばせると、燃焼室に押し込まれた新気の流出を
防止する。そのため、これらにより充填効率が向上し、
出力を上げることができるのである。

従来、このような排気管内ガス流の脈動反射波の制御は
、エンジンの回転数に応じて排気時期等を制御すること
によって行われていた。ところが、反射波の伝播速度は
温度によって変化し、温度が高いときは速（、低くなる
ほど遅（なるという特性がある。このため、上述のよう
にエンジン回転数に応じて排気時期を制御するだけでは
、例えば雨中走行のように排気管が雨により冷却される
ときとか、あるいは冬の厳寒時に走行するときのように
排気管が強冷されるとき等では、定常時に比べて反射波
の伝播速度が遅くなるため、上記動的効果による出力向
上が低減することになる。

また、上述の排気時期制御において、最大トルク回転数
以上の高速域では、排気ガス温度が低くなるため脈動反
射波が排気孔出口に戻るタイミングが遅れがちになる。

上述のような排気ガス流の動的効果による出力向上を良
好にするには、正の反射波のピークが排気孔の閉じる時
に合致するようにするのが最良とされているが、この高
速域では上記ピークが排気孔の閉じる時よりかなり後に
なり、出力向上効果が低減する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上述のような問題を解消し、排気管回
りの温度の違いによって排気ガス流の動的効果による出
力特性が影響されないようにすると共に、最大トルク回
転数以上の高速域においても常に高出力を発揮できるよ
うにするエンジンの排気時期制御方法を提供することに
ある。

〔発明の構成〕

上記目的を達成する本発明は、エンジン回転数と排気管
内ガス温度とに応じて排気時期を最大出力にすべく制御
し、かつこの排気時期を、最大トルク回転以上の高速域
において前記排気管内ガス温度が低いほど早め、排気孔
開口期間を長くすることを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図に示す実施例により説明する。

第１図は本発明の制御方法が適用される自動二輪車用エ
ンジンを示し、１は２サイクルのエンジンである。この
２サイクルエンジン１において、２はピストン、３はク
ランク軸、４は点火栓、５は吸気孔、６は排気孔、７は
排気孔６に接続された排気管である。

排気孔６の上部には、その排気孔６の上部開口を開閉す
る回転弁８が設けられている。この回転弁８は、後述す
るようにエンジン回転数と共に排気管内ガス温度に応じ
てアクチュエータ１４を介して制御され、排気孔６の上
部開口を開閉することにより、ピストン２が排気孔６を
閉じるときの排気時期を調節するようにしている。

排気管７は前部に同一径の直管部７ｆを有し、その後部
に径を拡大した拡径部７ｒを接続し、最後部に消音部７
ｍを接続している。この排気管７の拡径部７ｒには排気
ガス温度を検出する熱電対又はサーミスタなどのセンサ
１１が設けられている。また、クランク軸３にはエンジ
ン回転数を検出するピックアップなどからなるセンサ１
２が対設されている。

これら両センサ１１，１２の検出信号はマイコンからな
る制御部１６に入力され、これらの信号に基づいて制御
部１６は駆動ユニット１７を駆動する。駆動ユニット１
７のうち点火系ユニッ）１７ａは点火コイル１８を介し
て点火栓４０点火時期を制御し、また排気系ユニット１
７ｂはアクチュエータ１４を介して回転弁８を駆動し、
後述する排気ガス流の動的効果に基づく出力向上を最大
にするように排気時期を制御するようになっている。

上述した制御装置において、最適点火時期はエンジン回
転数（ｒ、ｐ、ｍ、）に応じて高速になるほど進角する
ように制御される。また、第２図に示すように、最適排
気時期（’　ＡＴＤＣ−・上死点後角度）もエンジン回
転数（ｒ、ｐ、ｍ、）に応じて最大出力になるように制
御される。後者の最適排気時期は、排気ガス流の動的効
果による出力増大を図るように制御されるものであって
、掃気孔が開口しているときに負圧の脈動反射波を排気
孔６に及ばせ、それを燃焼室、掃気通路。

クランクケースを経て吸気孔５に及ばせ、より多量の新
気を吸い込むようにし、次いで直後の排気孔６が開口し
ているとき正圧の反射波を及ぼせるようにし、燃焼室に
押し込まれた新気の流出を防止する。これによって新気
の充填効率を向上し、出力が向上する。

本発明では、最適排気時期の制御は単にエンジン回転数
だけで行われるのではなく、センサ１１が検出する排気
管内ガス温度に応じて補正が行われる。すなわち、脈動
波の伝播速度は温度により変化し、温度が低くなるほど
遅くなる特性があるため、これによって排気ガス流の動
的効果も変化する。このため、第３図に示すように排気
管内ガス温度に応じて動的効果による出力向上を最大に
するように排気時期を補正すくようにしている。

すなわち、排気時期を早めると排気ガス温度が高くなる
特性があるので、例えば雨天走行時のように排気ガス温
度が低くなるときは、排気時期を上死点方向に早めて排
気ガス温度を上昇させる補正をするのである。

また、エンジンが最大トルク回転数以上の高速域になる
と、排気ガス温度が低くなる特性があり、それによって
脈動波の伝播速度が遅くなり、排気管端から脈動反射波
が排気孔６に戻るタイミングが遅れ気味になり、排気ガ
ス流の動的効果による出力向上が得られなくなる。すな
わち、高速域での排気孔出口圧力を測定すると、第４図
に示す曲線Ｅのような波形となり、正圧の反射波のピー
クＰが排気孔６の閉じる時期Ｃよりもかなり遅れた時点
になってしまう。

本発明では、上述のような最大トルク回転数以上の高速
域において、センサ１２によるエンジン回転数信号と、
センサ１１による排気ガス温度信号に基づいて制御部１
６により回転弁８を回転させ、排気孔６の上部開口面積
を広げるように変化させる。この排気孔６の上部開口面
積の拡大によって、第４図に示すように排気時期の排気
孔開がＯからＯ゛に早められられると共に、排気開口期
間もＴからＴｏに延長されることになる。このように排
気時期が早められたことにより排気ガス温度が上昇し、
それによって反射波の伝播速度が速くなり、かつ同時に
排気開口期間が長くなったことに合いまって、正圧の反
射波のピークＰ°を排気孔が閉じられる時期Ｃ゛に合致
させることができる。したがって、排気ガス流の動的効
果による出力向上特性に変化はなく、高出力を維持する
ことができる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明は、エンジン回転数と排気管内ガ
ス温度とに応じて排気時期を最大出力にすべく制御し、
かつこの排気時期を、最大トルク回転以上の高速域にお
いて前記排気管内ガス温度が低いほど早め、排気孔開口
期間を長くする制御方法であるので、高速域では排気ガ
ス温度を上げることができると共に、排気ガスの正圧反
射波のピークを排気孔の閉じる時に合致させることがで
きるため、それによって排気ガス流の動的効果による出
力向上を維持し、高出力を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための自動二輪車用エンジン
の概略図、第２図はエンジン回転数と最適排気時期の関
係図、第３図は排気管内ガス温度と最適排気時期の関係
図、第４図は高速域における排気孔出口圧力の波形図で
ある。 １−エンジン、　　３−クランク軸、　　４・・一点火
栓、　５・−吸気孔、　６−排気孔、　７・・・排気管
、　８・−回転弁、　１１−（排気管内ガス温度の）セ
ンサ、　　１２−　（エンジン回転数の）センサ、　　
１４−アクチュエータ、　　１６−制御部、　１７〜駆
動ユニツト、　１８・−・点火系ユニット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転数と排気管内ガス温度とに応じて排気時期
   を最大出力にすべく制御し、かつこの排気時期を、最大
   トルク回転以上の高速域において前記排気管内ガス温度
   が低いほど早め、排気孔開口期間を長くすることを特徴
   とするエンジンの排気時期制御方法。