JPH0476235A - ２サイクルエンジンのバルブタイミング制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は可変バルブタイミング装置を備えた２サイクル
エンジンのバルブタイミング制御方法に関し、詳細には
車両駆動輪のスリップ抑制を目的としてエンジン出力を
一時的に低下させるバルブタイミング制御方法に関する
。

〔従来の技術〕

車両の発進、急加速等の際に、駆動輪の空転（スリップ
）を防止するトラクションコントロールでは、従来、ス
リップ発生時にエンジンへの燃料供給量を減少あるいは
停止してエンジンの出力を一時的に低下させてスリップ
を解消する方法が用いられている。

特開平１−２９０９３４号公報には、駆動輪のスリップ
状態を判別して、スリップが所定値以上の大きさになっ
たときにエンジン−・の燃料供給量を抑制すると共に点
火時期を遅延させる過剰スリップ防止装置が提案されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記特開平１−２９０９３４号の装置は後輪のスリップ
発生を防止するうえでは有効だが、以下に述べる問題が
ある。

すなわち、上記のように燃料供給量を抑制すると、各気
筒に供給される混合気の空燃比がリーン側に移行するた
め燃焼によるＮＯｘ発生量が増加する。通常、エンジン
の排気系には、三元触媒を用いた排気ガス浄化装置が備
えられており、Ｈ［：、Ｃ０Ｎ０Ｘ等を処理しているの
で、通常であれば上記ＮＯｘの多少の増加は問題となら
ない。しかし、三元触媒のＮＯｘ処理能力は理論空燃比
よりリッチ側の排気ガスで発揮されるため、上記のよう
に空燃比がリーン側にあり、排気中の酸素濃度が高い場
合は発生するＮＯｘを処理できない。従って上記の場合
排気中のＮＯＸが増加して排気ガスの性状が悪化する問
題がある。

また、点火時期を遅延させた場合、エンジン出力の低下
と共に排気温度が上昇してしまうため排気系の各構成部
品の耐久性の問題が生じる可能性がある。

本発明は、これらの問題を解決し、排気ガス性状の悪化
や、排気温度の上昇を招くことなく駆動輪のスリップを
防止可能な可変バルブタイミング２サイクルエンジンの
バルブタイミング制御方法を提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は駆動輪でスリップが発生した場合に、バルブタ
イミングを変更することによりエンジン出力を低下させ
るようにしたことを特徴とする。

すなわち、本発明によれば、シリンダヘッドに給気弁と
排気弁とを備え、これら給、排気弁のうち、少くとも圧
縮行程時に遅く閉弁する方の閉弁時期を変更可能な可変
バルブタイミング装置を備えた可変バルブタイミング２
サイクルエンジンのバルブタイミング制御方法において
、スリップ検出手段により検知された車両駆動輪スリッ
プが所定値を越えたときに、少くとも上記遅く閉弁する
方の弁の閉弁時期を所定量だけ遅角することを特徴とす
る可変バルブタイミング２サイクルエンジンのバルブタ
イミング制御方法が提供される。

〔作　用〕

２サイクルエンジンの給、排気弁のうち遅く閉弁する方
の閉弁時期を遅延させると有効気筒容積が低下して出力
トルクが低下する。従って、可変バルブタイミング装置
を用いて、上記遅（閉弁する方の弁の閉弁時期を遅延さ
せることにより運転者のアクセル操作とは独立してエン
ジン出力を一時的に低下させることが可能となる。本発
明ではスリップ検出手段が検出した駆動輪のスリップが
所定値より大きくなった場合に、上記の閉弁遅延操作を
行ない、エンジン出力を低下させることにより駆動輪に
加わるトルクを減少させてスリップを抑制する。

〔実施例〕

第１図に本発明のバルブタイミング制御方法を適用する
２サイクルエンジンの実施例を示す。図において２サイ
クルエンジン１はそれぞれ独立したカム軸２ａ、２ｂに
より駆動される給気弁と排気弁とを備え、それぞれのカ
ム軸はクランク軸２Ｃからチェーン若しくはベルトによ
り駆動されている。また、給気弁側のカム軸２ａには後
述する可変バルブタイミング装置３が備えられている。

本実施例ではエンジン吸気系にはエンジンクランク軸か
ら機械的に駆動されるルーツ型圧縮機から成る過給機４
が備えられており、エンジン吸気は図示しないエアクリ
ーナーから給気管５に入りエアフロメータ６で計量され
た後スロットル弁７を通り過給機４で昇圧される。昇圧
された給気は給気弁からエンジン燃焼室に入り掃気を行
ない燃料噴射弁８から供給される燃料と混合し、図示し
ない点火プラグにより燃焼した後排気管９から排出され
る。排気管９には三元触媒を用いた排気ガス浄化装置９
ａが設けられ、排気ガス中のＨＣ、ＣＤ　。

ＮＯＸ等の浄化を行なっている。上記給気弁の可変バル
ブタイミング装置３は電子制御ユニット（以下ＥＣＵと
いう）１０からの出力により給気弁の開閉タイミングを
調整している。ＢＣ［Ｉ　１０はディジタルコンピュー
タからなり、双方向性バス１１によって相互に接続され
たＲＯＭ（ＩＪ−ドオンメモリ）１２、ＲＡＭ　（ラン
ダムアクセスメモリ）１３、ＣＰＵ（マイクロプロセッ
サ）１４、人力ポート１５及ヒ出力ポート１６を備えて
いる。

本実施例ではスリップ検出のだ杓、図示しない車両の駆
動輪（後輪）と従動輪（前輪）に、それぞれ回転数セン
サ２０ａ、２０ｂが設けられており、ＥＣ［Ｉ　１０の
人力ポート１５に後輪回転数Ｎ、と前輪回転数ＮＦを人
力している。

また出力ポート１６には前記可変バルブタイミング装置
３の駆動用ステップモータが駆動回路りを介して接続さ
れており、ＥＣＵ　１０からの出力に応じて給気弁のバ
ルブタイミングが変更されるようになっている。ＥＣ［
Ｉ　１０にはこの他にもエンジン制御のため種々の人力
、出力が接続されているが、図にはそれらの一例として
エアフロメータ６、とエンジン回転数センサ１８、スロ
ットル弁７の開度センサ７ａからそれぞれ吸入空気量ａ
１エンジン回転数Ｎ、スロットル弁開度を人力して燃料
噴射弁８から噴射する燃料の量を制御する接続を示して
いる。

本実施例では前記回転数センサ２０ａ１２０ｂにより検
出した後輪回転数ＮＲと前輪回転数Ｎ、とから（ＮＲ−
ＮＦ　）／ＮＦ　＝Ｓを用いてスリップの大きさとして
定義しており、スリップ値Ｓが所定値以上になったとき
に給気弁の遅角操作を行なってエンジン出力を低下させ
る。

次に第２図と第３図を用いてバルブタイミングの変更と
有効気筒容積との関係を説明する。第２図と第３図は給
気弁と排気弁の開閉タイミングをクランク軸の位相角で
示しており、ＢＤＣは下死点、ＴＤＣは上死点を、また
Ｅ、０．Ｅ、Ｃはそれぞれ排気弁の開弁と閉弁の時期を
、１，０，１．Ｃはそれぞれ給気弁の開弁と閉弁の時期
を表わしている。

第２図は通常運転時、すなわち遅角操作を行なわない場
合のバルブタイミングの例を、第３図は給気弁の閉弁時
期を遅延させたときのバルブタイミングの例を示してい
る。

第２図の通常運転時のバルブタイミングは、本実施例で
はＥ、０．Ｅ、ＣがそれぞれＢＢＤＣ（下死点前）８０
度、ＡＢＤＣ（下死点後）４０度程度、Ｉ、０．Ｉ、Ｃ
はそれぞれＢＢＤＣ５０度、ＡＢＤＣ７０度程度に設定
されており、ピストン上昇行程で排気弁が給気弁より先
に、閉弁するようになっているがこれ以外のタイミング
、すなわち排気弁が給気弁より遅く閉弁するようなバル
ブタイミングも可能である。

第２図かられかるように一般的にピストンを有する内燃
機関ではピストンが下死点を過ぎて上昇行程に入っても
すぐには圧縮が開始されない。すなわち第２図の例では
給気弁が閉弁する時点（１，Ｃ）までは気筒内が密閉さ
れておらずピストン上昇と共に気筒内の混合気は給気ポ
ートから外に逃げてしまい圧縮は行なわれない。従って
現実に圧縮行程が開始されるのは給気弁閉弁（Ｉ、Ｃ）
からであり、このとき気筒容積（図のＶ。）が実際に燃
焼に関与する有効気筒容積となる。従って有効気筒容積
は給気弁と排気弁のうち遅く閉弁する方の閉弁時期によ
り決定されることがわかる。第３図は、第２図の給気弁
閉弁時期を△θだけ遅角した状態を示すが、これにより
有効気筒容積は第２図のＶ。

からＶｃ’まで減少している。有効気筒容積が減少する
と機関の排気量が小さくなったのと同様に１回の行程で
燃焼する混合気量が減少するが、そればかりでなく機関
の有効圧縮比も圧縮開始時の気筒容積が減少する分だけ
低下する。だのため、バルブタイミングを変化させるこ
とにより機関出力を広範囲に制御することができる。な
お、バルブタイミングの変更によっては空燃比や点火時
期は影響を受けず燃焼状態には変化がないため、出力が
低下しても前述のように排気ガスの性状が悪化すること
はない。

本実施例では、上述の給気弁閉弁タイミングの遅角操作
を行なう可変バルブタイミング装置として特開昭５８−
１３５３１０号公報に記載のものを用いているが、可変
バルブタイミング装置としては別の形式のものも使用可
能である。

以下に第４図から第６図を用いて特開昭５８１３５３１
０号公報の可変バルブタイミング装置について説明する
。

本実施例においては給気弁に本可変バルブタイミング装
置を設けているが、他のバルブタイミングを採用する機
関では、給気弁とは限らず、給気弁と排気弁のうち遅く
閉弁する方の弁に本可変バルブタイミング装置を設ける
ことになる。

第４図は可変バルブタイミング装置の構造を示す断面図
である。図において２０１はカム軸駆動用のタイミング
ギヤで、図示しないベルトによりクランク軸から回転駆
動されている。又２０２はカム軸で給気弁を駆動してお
り、タイミングギヤ２０１とカム軸２０２とはそれぞれ
アウタスリーブ２０３とインナスリーブ２０４とに固定
されている。アウタスリーブ２０３と２０４とは互いに
相対回転可能に取付けられていて、それぞれのスリーブ
の外周には第５図に示すように軸対称の位置に１対のス
リブ）　２０５．　２０５Ｂと２０６．　２０６Ｂとが
穿設されている。アウタスリーブ上のスリット２０５と
インナスリーブ上のスリット２０６とは第６図に示すよ
うにカム軸２０２の軸線方向に対して互いに反対方向に
傾斜して穿設され、スリブ）　２０５と２０６との交叉
部分には互いに独立して回転できるローラベアリング２
０７と２０８とがそれぞれスリット２０５と２０６の内
壁の一方に接触するように設けられている。

ここで第６図に示したものと軸対称の位置にあるスリッ
ト２０５Ｂと２０６Ｂの内壁にも同様にローラベアリン
グ２０７Ｂと２０８Ｂとが接しているが、接触している
内壁２０５　、２０６は第６図とは反対になっている。

従ってローラベアリング２０７・２０８及び２０７Ｂ、
　　２０８Ｂを同時にカム軸の軸線方向に前後移動させ
ることによりバックラッシュを生じずにアウタスリーブ
２０３とインナスリーブ２０４とを相対的に回転させる
ことができる。前述のようにアウタスリーブ２０３はタ
イミングギヤ２０１に、又インナスリーブ２０４はカム
軸２０２にそれぞれ一体に固定されているた緬上記アウ
タスリーブ２０３とインナスリーブ２０４との相対回転
によりタイミングギヤ２０１とカム軸２０２との位相が
変化することになりバルブ開閉タイミングのクランク軸
に対する位相角を変えることができる。

次に上記ローラベアリング２０７（Ｂ）と２０８（Ｂ）
とをカム軸の軸線方向に沿って移動させる機構について
説明する。第４図と第５図とを示すように、ローラベア
リング２０？（Ｂ）　、　２０８（Ｂ）は、スライダ２
０９の直径部質通孔２１０に挿通支持されたベアリング
軸２１１に回転自在に支持されており、スライダ２０９
は軸方向には移動可能だが回転方向には固定された非回
転の駆動スリーブ２１２にベアリング２１３を介して回
転自在に支持されている。ベアリング２１３はそのアウ
タレースとインナレースがそれぞれスライダ２０９と駆
動スリーブ２１２とに固定されている。このため駆動ス
リーブ２１２が非回転のまま軸方向に移動するとスライ
ダ２０９、ベアリング軸２１１はアウタスリーブ２０３
、インナスリーブ２０４と共にスライダ２０９の周囲に
回転自在に保持されたまま軸方向に移動することができ
る。

また、上記駆動スリーブ内面には螺条が設けられており
、ハウジング２１４に固定されたステップモータ２１５
の出力軸２１６の螺条と螺合している。駆動スリーブ２
１２はハウジングに設けた軸方向スプライン２１７によ
り回転に対して固定されているためステップモータによ
り出力軸２１６を回転させると駆動スリーブ２１２は軸
方向に移動する。すなわちステップモータ２１５を回転
させることによりスライダ２０９とローラベアリング２
０７＜Ｂ）　、　２０８（Ｂ）がステップモータ２１５
の回転に応じた距離だけ軸方向に移動し、アウタスーブ
２０３とインナスリーブ２０４を相対回転させカム軸２
０２のクランク軸に対する位相を変更することができる
。なお、上述の説明から明らかなように本実施例ではバ
ルブの開弁時期と閉弁時期とは同時に同じ位相だけ変化
し、開弁時期は一定に保たれる。次に第７図にＥＣ：Ｕ
　１０によるバルブタイミング制御動作のフローチャー
トを示す。本制御動作はＥＣｔｌ　１０のメインルーチ
ンの一部として実行されるが、一定時間毎、或いは回転
毎の割込みルーチンとして実行しても良い。

ルーチンがスタートするとステップ１００では回転数セ
ンサ２０ａ、２０ｂにより検出した後輪回転数ＮＲ、前
輪回転数ＮＦが人力され、ステップ１１０ではＮ１１．
ＮＦをもとにスリップＳ＝　（ＮＲＮＦ）／ＮＦが計算
される。次いでステップ１２０では上記のスリップ値Ｓ
と予め設定した値との比較を行い、スリップ値Ｓが設定
値を越えている場合はステップ１３０で給気弁の開閉時
期θを通常の設定値θ０に対して手釣設定した角度△θ
だけ遅角して設定する。また、スリップ値Ｓが上記設定
値以下の場合はスリップが許容範囲であるとして給気弁
タイミング遅角を行なわずステップ１４０でθをθ。

にセットする。次いでステップ１５０では上記により設
定した給気弁の開閉タイミングθを可変バルブタイミン
グ装置３のステップモータ２１５に出力してバルブ開閉
タイミングの設定を行なう。

なお、本実施例では、バルブタイミングの遅角量Δθを
機関負荷条件にかかわらず一定としているため、機関出
力の低下は、スリップ発生時の出力に対して略一定割合
となるが、スリップの大きさや、スリップ発生時の車両
速度、機関出力等に応じて遅角量Δθを増減するような
制御を行なうこともできる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のようにスリップ発生時に給気弁と排気弁
のうち遅く閉弁する方の閉弁時期を遅角して機関出力を
低下させるようにしたことにより、従来の燃料噴射量や
点火時期を変更する場合のような排気ガス性状の悪化や
排気温度の上昇を生じることなく効果的にスリップを抑
制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する可変バルブタイミング２サイ
クルエンジンの実施例を示す略示図、第２図、第３図は
バルブタイミングと有効気筒容積との関係を説明する図
、第４図から第６図は可変バルブタイミング装置の構造
を示す図、第７図はバルブタイミング制御動作を示すフ
ローチャートである。 １・・・エンジン、 ３・・・可変バルブタイミング装置、 ５・・・吸気管、　　　　　６・・・エアフローメータ
、７・・・スロットル弁、　　９・・・排気管、９ａ・
・・排気ガス浄化装置、 １０・・・ＥＣＵ、　　　　　２（ｌａ・・・後輪回転
数センサ、２０ｂ・・・前輪回転数センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダヘッドに給気弁と排気弁とを備え、これら
   給、排気弁のうち、少くとも圧縮行程時に遅く閉弁する
   方の閉弁時期を変更可能な可変バルブタイミング装置を
   備えた可変バルブタイミング２サイクルエンジンのバル
   ブタイミング制御方法において、スリップ検出手段によ
   り検知された車両駆動輪スリップが所定値を越えたとき
   に、少くとも上記遅く閉弁する方の弁の閉弁時期を所定
   量だけ遅角することを特徴とする可変バルブタイミング
   ２サイクルエンジンのバルブタイミング制御方法。