JPH0588368B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の回転速度等に応じて吸排気
弁の開度調節を行う吸排気制御装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

たとえば、２サイクル内燃機関は排気口がピス
トンによつて開閉操作される構成になつている。
このような２サイクル内燃機関において、排気口
上縁に可動弁を設け、機関回転速度の検出信号に
基づいてこの可動弁を駆動し、排気時期を制御し
ようとするものがある（特開昭54−15851号公
報）。この可動弁は高速回転時には開度を大きく
とり、低速回転時には開度を小さくとるように制
御されるものであり、かかる制御によつて機関の
出力向上が図られている。そして、この可動弁は
直接的にはワイヤを介してサーボモータにより駆
動制御されている。サーボモータはポテンシヨメ
ータおよびプーリ駆動装置と共にサーボモータユ
ニツトを構成しており、サーボモータの実際の回
転角はポテンシヨメータにて電気信号に変換さ
れ、制御部にフイードバツクされる。制御部では
ポテンシヨメータ出力と所望の回転角との差分を
とり、この差分に応じてサーボモータを駆動して
可動弁を調整する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、サーボモータユニツト内のポテンシ
ヨメータは個々に特性のバラツキがある。第７図
はポテンシヨメータの出力電圧とポテンシヨメー
タ軸角度（可動弁の開度と直接的に対応してい
る）との関係を示すグラフである。同図におて実
線Ａで示した特性を理想特性とすると、実際のポ
テンシヨメータの特性は実線Ｂあるいは実線Ｃの
ように勾配にバラツキがある。現状のポテンシヨ
メータを用いる限りかかるバラツキは容認せざる
を得ない。ポテンシヨメータの特性にバラツキが
あるということは可動弁の動作に関して機関毎に
バラツキがあるということである。そのため、従
来のこの種の内燃機関は機関の出力効率に関して
機関毎にバラツキが生じていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の吸排気制御装置は上記問題点に鑑みて
なされたものであり、吸気または排気を調整する
可動弁と、前記可動弁をワイヤを介して駆動する
サーボモータユニツトと、前記内燃機関の回転速
度を検出して該速度に対応する回転速度信号を出
力する検出手段と、前記回転速度信号に応じて前
記サーボモータユニツトを制御する制御手段とを
具備し、前記制御手段は内燃機関の回転速度が零
のときに、内燃機関回転中における可動弁開度誤
差が機関出力に最も影響を与える可動弁開度とな
るようにサーボモータユニツトを制御するもので
ある。

〔作用〕

サーボモータユニツトと可動弁とを機械的に連
結しているワイヤの調整を行うとき、すなわち内
燃機関を停止させたときの可動弁開度は、機関回
転中において開度誤差が機関出力に最も影響を与
える開度となる。

〔実施例〕

以下、実施例と共に本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。１は２サイクルエンジンであり、２はシリン
ダ、３はピストン、４はクランク軸である。シリ
ンダ２の下部には燃料の混合ガスを導入する吸気
通路５が接続され、その吸気通路５に吸気量を調
節する絞り弁６が設けられている。シリンダ２の
上部に形成される燃焼室２ａには上面に点火プラ
グ７が設けられ、側面には掃気口８と排気口９が
開口されている。排気口９の上縁には、その排気
口面積を変化させることができる可動弁１０が設
けられており、排気時期を制御できるようになつ
ている。すなわち、可動弁１０は中心軸を含む面
で２分割された半円柱形状をしており、その中心
軸を回転中心として回動することにより、排気口
９に臨む縁部の位置が上下に変位して排気時期を
調節するものである。

可動弁１０の開度調節はサーボモータユニツト
１１により行われる。サーボモータユニツト１１
はサーボモータ１２と、サーボモータ１２の回動
角度を電気信号に変換するポテンシヨメータ１３
と、サーボモータ１２の回動力を可動弁１０に伝
達するためのプーリ駆動装置１４とから構成され
ている。

電子制御部１５はパルサーコイル１６の出力に
基づいてサーボモータユニツト１１を制御するも
のであり、本装置をオートバイに搭載する場合に
は第２図の側面図に示すように燃料タンク５０の
下部のスペースにサーボモータユニツト１１と共
に収納されている。電子制御部１５はCPU、メ
モリ部、インターフエース部からなるマイクロコ
ンピュータで構成されており、内部を機能ブロツ
クで分割すると回転速度検出手段１７、可動弁開
度演算手段１９、可動弁開度比較手段２０および
モータ制御手段２１に分けることができる。

回転速度検出手段１７はパルサーコイル１６の
単位時間当たりのパルス数を計数してエンジン１
の回転速度Ｒを検出する手段である。また、可動
弁開度演算手段１９は回転速度Ｒに対応する可動
弁１０の開度θを演算により求める手段である。

ここで、エンジン回転速度Ｒと回動弁開度θと
の関係について説明する。第３図は可動弁開度を
変化させたときのエンジン回転速度Ｒとエンジン
出力との関係を示す特性図である。実線Ａ，Ｂ，
Ｃはそれぞれ可動弁開度をθa，θb，θc（ただし、
θa＜θb＜θc）としたときのエンジン出力を示し
ており、破線はこれら特性曲線の包絡線である。
同図から判るように、エンジン回転速度ＲがRa
以下のときは可動弁開度を最小開度θa（実線Ａ）
に設定し、回転速度ＲがRc以上のときは最大開
度θc（実線Ｃ）に設定し、回転速度ＲがRaとRc
の間にあるときは可動弁開度をθaとθcの間の適
当な開度に設定することにより回転速度Ｒに応じ
た最大出力を得ることができるのである。

かかる作用を前提として可動弁開度演算手段１
９は最大出力を得るべく可動弁開度θを調節す
る。

第４図はこのような回転速度Ｒと可動弁開度θ
との関係を示したグラフであり、回転速度Ｒが零
付近以外のとき、すなわちエンジン停止時または
アイドリング時以外のときにはエンジン出力が最
大となるように可動弁開度θが調節されているこ
とを示している。

一方、回転速度Ｒが零付近にあるときにはエン
ジン出力効率はあまり問題ではない。したがつ
て、エンジン出力効率の観点からは可動弁開度が
いかなる角度でも構わないわけであるが、本実施
例では最大開度θcとなるようになつている。この
ように回転速度Ｒが零付近にあるときに可動弁開
度θが最大開度θcとなるようにしている理由は後
述する。

このようにして算出された可動弁開度θは可動
弁開度比較手段２０に入力され、ポテンシヨメー
タ１３の出力電圧Vpから得た現在の可動弁開度
θpと比較される。すなわち、可動弁開度比較手
段２０は開度差（θ−θp）を算出し、その値が
正か負かあるいは零かを判定する手段であり、そ
の判定結果はモータ制御手段２１に出力される。

モータ制御手段２１は開度差（θ−θp）の値
に応じてサーボモータ１２を適当な方向に回動さ
せる手段であり、開度差（θ−θp）が正すなわ
ち（θ−θp）＞０であれば可動弁１０が開くよう
にサーボモータ１２を正転させる回動信号を出力
し、開度差が負すなわち（θ−θp）＜０であれば
サーボモータ１２を逆転させる回動信号を出力す
る。また、開度差が零すなわちθ−θp＝０であ
れば、サーボモータ１２が停止状態を維持する回
動信号を出力する。

なお、電子制御部１５における上述した各手段
の動作は実際には単一のマイクロコンピュータが
実行するものであり、そのフローチヤートを第５
図に示す。まず、演算によりエンジン出力が最大
となる『回転速度Ｒ−可動弁開度θ特性』を求め
（ステツプ101）、ついで、パルサーコイル１６か
らの信号に基づいてエンジン回転速度Ｒを検出す
る（ステツプ102）。その後、処理101で求めた特
性に基づき処理102に求めた回転速度Ｒに対応す
る可動弁開度θを求める（ステツプ103）。つい
で、ポテンシヨメータ１３からの情報に基づいて
現在の可動弁開度θpを検出する（ステツプ104）。
そして、処理103で求めた可動弁開度θと処理104
で求めた可動弁開度θpとの差すなわち開度差
（θ−θp）を求め（ステツプ105）、θ−θp＞０の
ときはサーボモータ１２を正転させ（ステツプ
106）、θ−θp＝０のときはサーボモータ１２を
停止させ（ステツプ107）、θ−θp＜０のときは
逆転させる（ステツプ108）。以上の処理を以後連
続的に繰り返す。なお、処理101の特性演算は適
当な期間毎に周期的に実行すればデータ読み込み
時のノイズの影響を十分に除去できるため、判断
111において特性演算時期か否かを判断して、特
性演算時期でない場合は直接処理102に進む。

ところで、可動弁開度θpはポテンシヨメータ
の出力電圧Vpから求めた値であるが、ポテンシ
ヨメータの出力電圧Vpには誤差が含まれている
ため、真の可動弁開度θprとは必ずしも一致しな
い。

一方、可動弁開度θがエンジン出力に与える影
響は高速回転時ほど大きい。すなわち、第４図に
おいて回転速度Rcのときの可動弁開度θがθcか
ら僅かにずれてもエンジン出力が大きく低下する
が、回転速度Raのときの可動弁開度θがθaから
多少ずれてもエンジン出力にさほど影響はない。

そこで、可動弁１０とサーボモータユニツト１
１との間のワイヤ１８の調整を可動弁開度θcのポ
イントで行えば、可動弁開度θaの付近ではポテ
ンシヨメータ毎にバラツキが生じるが、可動弁開
度θcの近傍ではポテンシヨメータにかかわらず所
望の可動弁開度を正確に得ることができる。

ところで、ワイヤ１８の調整はエンジン停止時
に行う必要があるが、本実施例の可動弁開度演算
手段１９は第４図に示すように回転速度Ｒが零の
時すなわちエンジン停止時に可動弁開度θがθcと
なるように設定されているので、可動弁開度がθc
となるポイントでワイヤ１８を調節することがで
きる。

第６図は本実施例における真の可動弁開度θpr
とポテンシヨメータの出力電圧Vpとの関係を示
すグラフである。ポテンシヨメータ出力電圧Vp
が可動弁開度θaに本来対応すべき電圧値Vaであ
るときには、実際の可動弁開度θprはポテンシヨ
メータによつてθ_a1ないしθ_a2の間にばらついてい
るが、ポテンシヨメータ出力電圧Vpが電圧値Vc
であるときには可動弁開度はかならずθcとなるこ
とが判る。すなわち、エンジン出力に大きく影響
を与える可動弁開度θcの付近ではポテンシヨメー
タの出力電圧にほとんどバラツキが無い。

なお、本実施例では最大開度θcのときの開度誤
差がエンジン出力に最も影響を与えるので、回転
速度が零のときの可動弁開度をθcとしているが、
他の可動弁開度がエンジン出力に最も影響を与え
る場合にはその開度が回転速度が零のときの可動
弁開度となる。

また、本実施例は排気制御装置であるが、本発
明は吸気可動弁をサーボモータユニツトにより駆
動する吸気制御装置（例えば特願昭58−197958号
等）にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の吸排気制御装置に
よれば、内燃機関を停止させたときの可動弁開度
は機関回転中において開度誤差が機関出力に最も
影響を与える開度となるので、サーボモータユニ
ツトと可動弁とのワイヤによる機械的連結の調整
をこのような機関出力に大きな影響を与える開度
点において行うことができる。したがつて、サー
ボモータユニツト内のポテンシヨメータ出力のバ
ラツキに伴う機関出力のバラツキを殆ど無視でき
る程度に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は本発明をオートバイに搭載した場合の配置を
示す側面図、第３図は可動弁開度を変化させたと
きのエンジン回転速度Ｒとエンジン出力との関係
を示す特性図、第４図は回転速度Ｒと可動弁開度
θとの関係を示したグラフ、第５図は電子制御部
１５の実行するフローチヤート、第６図は本実施
例における真の可動弁開度θprとポテンシヨメー
タの出力電圧Vpとの関係を示すグラフ、第７図
はポテンシヨメータ軸角度とポテンシヨメータの
出力電圧の一般的な関係を示すグラフである。 １……２サイクルエンジン、１０……可動弁、
１１……サーボモータユニツト、１５……電子制
御部、１６……パルサーコイル、１８……ワイ
ヤ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内燃機関において、吸気または排気を調整す
   る可動弁と、前記可動弁をワイヤを介して駆動す
   るサーボモータユニツトと、前記内燃機関の回転
   速度を検出して該速度に対応する回転速度信号を
   出力する検出手段と、前記回転速度信号に応じて
   前記サーボモータユニツトを制御する制御手段と
   を具備し、前記制御手段は内燃機関の回転速度が
   零のときに、内燃機関回転中における可動弁開度
   誤差が機関出力に最も影響を与える可動弁開度と
   なるようにサーボモータユニツトを制御するもの
   であることを特徴とする吸排気制御装置。