JPH0636280Y2 - ２サイクルエンジンの排気制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は２サイクルエンジンの排気制御装置に関するも
のであり、特に、エンジンの排気ポートに排気タイミン
グ制御用の制御弁が設けられた排気制御装置において、
該制御弁に付着したカーボンの除去を行う機能を有する
２サイクルエンジンの排気制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術） ２サイクルエンジンを搭載した自動二輪車、自動車等
（以下、車両という）においては、エンジンの排気ポー
トに排気タイミングを可変とするための制御弁（以下、
排気バルブという）を設け、この排気バルブを、エンジ
ン回転数等に応じて制御して、当該エンジンの出力向上
を図る技術が提案されている。

このような技術は、例えば特開昭61-4820号公報、特願
昭63-239787号明細書に記載されている。

第５図に前記排気バルブの目標開度とエンジン回転数と
の関係の一例を示す。

ところで、このような排気バルブには排気ガス中に含ま
れるカーボンが付着するが、あまりカーボンの付着量が
多くなると、排気バルブの良好な動作が妨げられる。

このため、特開昭54-158514号公報には、イグニション
スイッチのオン時に排気バルブを一旦強制的に全開状態
とし、該排気バルブに付着したカーボンを除去する技術
が示されている。

（考案が解決しようとする課題） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有してい
た。

前記特開昭54-158514号公報に示されたように、イグニ
ションスイッチのオン時に排気バルブを一旦全開にする
手法を採用すると、バッテリ電圧が低い場合には、排気
バルブの駆動を行うことができない場合がある。

本考案は、前述の問題点を解決するためになされたもの
であり、その目的は、バッテリ電圧が低い場合でも、排
気バルブのカーボン除去を確実に行うことのできる２サ
イクルエンジンの排気制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段及び作用） 前記の問題点を解決するために、本考案は、当該エンジ
ンの回転数が、アイドル回転数以上の所定回転数（設定
回転数）以上となった時点で排気バルブを一時的に強制
回動するようにした点に特徴がある。

エンジンが自力回転している状態では、バッテリ電圧が
低くても、ACジェネレータの発電により排気バルブが確
実に回動され、これにより、カーボンの除去が行われ
る。

（実施例） 以下に、図面を参照して、本考案を詳細に説明する。

図において、車両に搭載される２サイクルエンジン43に
おけるシリンダ１の内面には、該シリンダ１内に摺動可
能に配置されたピストン２により開閉される排気ポート
３が開口されており、この排気ポート３の開閉時期を制
御すべく排気ポートの上部には排気バルブ４が配設され
ている。この排気バルブ４は、当該２サイクルエンジン
の排気タイミングをエンジン回転数に応じて可変するも
のである。前記排気バルブ４は、エンジン回転数のみで
なく、さらにスロットル開度等のデータに基づいて制御
されても良い。

また排気ポート３に接続された排気管５は、第１管部5a
と、大径端を第１管部5aの下流端に連設した円錐台形状
の第２管部5bとを備え、第１管部5aの下流端および第２
管部5b内には膨張室６が設けられる。

排気管５における第２管部5bの小径端すなわち下流端に
はテールパイプ23が嵌合固着されており、該テールパイ
プ23の外端はサイレンサ８に接続される。第２管部5b内
には、排気により生じた正圧波を排気ポート３に向けて
反射する制御作動手段としての円錐台形状反射管24が配
設される。この反射管24は、当該２サイクルエンジンの
排気管長を変更し、その排気特性を可変するものであ
る。

この反射管24は、その大径端を第１管部5a側にして第２
管部5b内に配置されており、また、電子制御装置20によ
り作動を制御される駆動源としてのサーボモータ26が、
電動機構27を介して連結される。すなわち第２管部5bに
おいて、その大径端の上部外面に設けられた軸受部（図
示せず）に駆動軸29が回動可能に支承され、その駆動軸
29と、反射管24の大径端に架設した被動軸30とが、連結
ロッド31により連結され、前記駆動軸29に電動機構27が
連結される。

この結果、駆動軸29を駆動するのに応じて連結ロッド31
が揺動し、それにより反射管24がテールパイプ23に沿っ
て揺動する。

サーボモータ26にはポテンショメータ34が付設されてお
り、このポテンショメータ34により反射管24の位置すな
わち駆動軸24の回動量が検出され、この検出量は電子制
御装置20に入力される。

前記排気ポート３に設けられた排気バルブ４はシリンダ
１に回動自在に配設された駆動軸12に固着されており、
この駆動軸12はプーリおよび電動ベルト等から成る伝動
機構13を介して駆動源としてのサーボモータ14に連結さ
れる。またサーボモータ14には、サーボモータ14の作動
量すなわち排気バルブ４の開度を検出するためのポテン
ショメータ15が付設され、この検出量も電子制御装置20
に入力される。

また、前記電子制御装置20には、エンジン回転数センサ
21及びスロットル開度センサ22の出力信号（エンジン回
転数Ne及びスロットル開度θth）等が入力される。

前記電子制御装置20は、CPU、ROM、RAM、入出力インタ
ーフェース及びそれらを接続するバス等より構成される
マイクロコンピュータを備えており、後述するように、
排気バルブ４の開度を制御するとともに反射管24の位置
を制御する。この電子制御装置20には、サーボモータ14
及び26のドライバを備えている。

第３図は第２図に示されたような２サイクルエンジンの
排気制御装置を備えた自動二輪車の一例の要部を示す側
面図である。第３図において、第２図と同一の符号は、
同一又は同等部分をあらわしている。また、第３図にお
いては、排気バルブ４は、２サイクルエンジン43内に配
置されており、図示されていない。

第３図において、符号41はフレームボディ、42はシート
レール、44はラジエータ、45はフロントフォーク、46は
フロントフェンダ、47はフロントホイール、48はスウィ
ングアーム、49はリアフェンダ、50はリアホイール、65
は燃料タンク、67はカウル、68はサイドカバー、そして
70はバッテリである。

ステップ71Aを有するチェンジペダル55は、ステッププ
レート71Lに取り付けられ、該ステッププレート71Lは、
前記フレームボディ41の後方に形成されたバックプレー
ト41Aに固定されている。

排気管５の後端部内部に配置された反射管24（第２図）
を駆動する駆動軸29には、プーリ51Lが取り付けられて
いる。

シートレール42に取り付けられたリアフェンダ49には、
架台69Bが取り付けられ、該架台69Bには、サーボモータ
26が載置されている。

前記プーリ51Lは、前記サーボモータ26の回動軸に取り
付けられたプーリ69Aと、コントロールケーブル53Lによ
り接続されている。

このコントロールケーブル53Lは、アウタワイヤと該ア
ウタワイヤ内に摺動自在に配置されたインナワイヤとよ
り構成されている。そして、前記アウタワイヤの両端部
は、アジャスタによりアジャスタ止め具52L及び前記架
台69Bに固定され、そして、該アウタワイヤ内のインナ
ワイヤは、適宜の手法により、前記プーリ51L及びプー
リ69Aに接続されている。前記アジャスタ止め具52Lは、
金属、樹脂等により箱状に形成されていて、該アジャス
タ止め具52L内に、プーリ51Lが収納されている。

このコントロールケーブル53Lを用いた接続により、サ
ーボモータ26を回動させると、プーリ51Lが回動し、こ
れにより、第２図に示された反射管24が前後に摺動す
る。

前記コントロールケーブル53Lは、この第３図に示され
るように、ステップ71Aが取り付けられたステッププレ
ート71Lの裏面、及びフレームボディ41の後方に形成さ
れたバックプレート41Aの裏面（内側）を通過してい
る。換言すれば、コントロールケーブル53Lは、当該自
動二輪車のフレームの内側を通過するように配置されて
いる。この結果、当該自動二輪車の搭乗者の足に前記コ
ントロールケーブル53Lが引っ掛かったりするおそれが
ない。

第２図に示された排気バルブ４も、同様な構成により、
サーボモータ14に接続されている。

さて、排気バルブ４に付着したカーボンの除去のため
の、電子制御装置20の動作を説明する。

第４図は電子制御装置20による排気バルブ４の制御手法
を示すフローチャートである。この処理は、クランク軸
の回転に応じて出力されるクランク信号により、割り込
み実行される。

まず、ステップS1においては、公知の手法によりエンジ
ン回転数Neが検出される。

ステップS2においては、エンジン回転数Neがアイドル回
転数以上の所定回転数、例えば2000〔rpm〕以上である
か否かが判別される。

2000〔rpm〕以上である場合には、ステップS3におい
て、タイマフラグが０であるか否かが判別される。この
タイマフラグは、ステップS9に関して後述する。

タイマフラグが０である場合には、ステップS4におい
て、RCフラグが１であるか否かが判別される。このRCフ
ラグは、ステップS7に関して後述する。

RCフラグが１でない場合には、ステップS5において、当
該電子制御装置20内のタイマがスタート（起動）され
る。

RCフラグが１である場合、又はステップS5の処理の後、
ステップS6において、排気バルブ４が全開状態に駆動さ
れる。

ステップS7においては、RCフラグが１にセットされる。

ステップS8においては、前記タイマによる時間計測が１
秒以上となったか否かが判別される。１秒以上経過して
いる場合には、ステップS9において、タイマフラグが１
にセットされる。

前記タイマによる時間計測が１秒以上経過していない場
合、又はステップS9の処理の後、当該処理は終了する。

前記ステップS2においてエンジン回転数Neが2000〔rp
m〕以上でないと判別された場合、又は前記ステップS3
においてタイマフラグが０でないと判別された場合に
は、ステップS10において、排気バルブ４の通常制御が
行われる。この通常制御は、排気バルブ４の開度が、エ
ンジン回転数Neと、例えば第５図に示されたような関係
となるように行われる。

以上の説明から明らかなように、この実施例において
は、当該エンジンの始動後、エンジン回転数Neが始めて
2000〔rpm〕以上となった時点で、１秒だけ排気バルブ
４が全開状態となり、該排気バルブ４に付着したカーボ
ンの除去が行われる。そして、その後は、排気バルブ４
は通常の制御状態に戻る。

エンジン回転数Neが2000〔rpm〕を下回った後、再度200
0〔rpm〕以上となった場合においても、タイマフラグが
１となっているので、カーボンの除去は行われない。

本発明者は、このように当該エンジンの運転開始後、エ
ンジン回転数Neが2000〔rpm〕以上となった後に１度だ
け排気バルブ４を全開として、カーボンの除去を行う実
験を行ったが、このように１度だけカーボン除去を行え
ば、その後は、排気バルブ４の通常制御による動作によ
って、カーボン除去が継続して行われ、排気バルブ４の
動作には何等支承がないことが判明した。

もちろん、排気バルブ４の全開動作によるカーボン除去
を、当該エンジンの始動後、１回だけでなく、数回行な
うようにしても良いことは当然である。

第１図は本発明の一実施例の機能ブロック図である。第
１図において、第２図と同一の符号は、同一又は同等部
分をあらわしている。

第１図において、設定回転数記憶手段102は、カーボン
除去のための、排気バルブ４の全開動作を行うか否かを
決定するためのエンジン回転数Ne1（以下、設定回転数N
e1という。前述の例では2000〔rpm〕）の記憶手段であ
る。この設定回転数Ne1は、エンジン回転数検出手段101
により検出される当該エンジンの実際の回転数Ne（以
下、単にエンジン回転数Neという）と共に、比較手段10
3に入力される。

前記比較手段103は、エンジン回転数Neと設定回転数Ne1
とを比較し、エンジン回転数Neが設定回転数Ne1以上で
ある場合には、“1"をインバータ104及びタイマ110に出
力する。このインバータ104の出力源は、オアゲート105
の一方の入力端子に接続されている。

タイマフラグ記憶手段109は、タイマ110より出力される
タイマフラグを記憶し、該タイマフラグが記憶されてい
る場合に、“1"を、記憶されていない場合に“0"を、前
記オアゲート105の他方の入力端子に出力する。

通常制御手段106は、前記オアゲート105から“1"が出力
されている場合に付勢され、第５図に示されたような排
気バルブ４の目標開度対エンジン回転数Neの関係が記憶
されたマップ107と、エンジン回転数検出手段101より出
力されるエンジン回転数Neとを用いて、排気バルブ４の
開度信号をドライバ108に出力する。

ドライバ108はサーボモータ14を駆動し、これにより、
排気バルブ４が予定された開度に設定される。

なお、この第１図においては、ポテンショメータ15を用
いた、フィードバック制御による排気バルブ４の開度制
御の構成の図示は省略されている。

前記タイマ110は、前記タイマフラグ記憶手段109内にタ
イマフラグが記憶されていない場合に、比較手段103よ
り出力される“1"により起動される。そして、予定時間
（前述の例では、１秒）だけ全開値記憶手段111を付勢
し、該全開値記憶手段111内に記憶されたデータ（排気
バルブ４の全開角度）をドライバ108に出力する。

前記通常制御手段106は、エンジン回転数Neに応じた開
度設定を行うが、全開値記憶手段111よりデータが出力
されている場合には、前記予定時間だけは、エンジン回
転数Neにかかわらず、排気バルブ４の開度が全開とな
る。

当該エンジンの始動時には、タイマフラグ記憶手段109
内に記憶されたタイマフラグはリセットされるので、エ
ンジン回転数Neが最初に設定回転数Ne1以上となった場
合に、タイマ110が起動される。この場合、インバータ1
04の出力は“0"であり、またタイマフラグ記憶手段109
内にはタイマフラグが記憶されていないから、該タイマ
フラグ記憶手段109の出力信号も“0"である。したがっ
て、この場合には、通常制御手段106は付勢されない。

前記タイマ110は、前述のように、その起動により全開
値記憶手段111を付勢し、該記憶手段111内データをドラ
イバ108に出力するが、予定時間経過した場合には、前
記付勢を停止し、タイマフラグを前記タイマフラグ記憶
手段109に出力する。そして、このタイマフラグ記憶手
段109は、前記タイマフラグを記憶する。

したがって、タイマ110は、一度起動された後は、エン
ジン回転数Neが設定回転数Ne1を一旦下回り、再度設定
回転数Ne1以上となった場合においても起動されず、ま
たタイマフラグ記憶手段109より出力される“1"信号に
より、通常制御手段106の付勢が継続される。

第６図は本発明の他の実施例の機能ブロック図である。
第６図において、第1,2図と同一の符号は、同一又は同
等部分をあらわしている。

第６図において、切換手段113は、常時は、マップ107を
通常制御手段106に接続するが、タイマ110の起動によ
り、予定時間だけ、全開用マップ112を通常制御手段106
に接続する。この全開用マップ112には、いかなるエン
ジン回転数においても、排気バルブ４が全開となるよう
な全開角度データが記憶されている。

また、通常制御手段106は、常時付勢される。

この例においても、第１図に示された実施例と同様に、
カーボン除去を行うことができる。

さて、前記電子制御装置20は、排気バルブ４の制御のほ
かに、第２図に示された反射管24の制御や、点火装置、
燃料噴射装置、さらには自動変速装置等（いずれも図示
せず）の制御を行う。

第７図は電子制御装置20の縦断面図である。

第７図において、当該電子制御装置20の機能を実現する
ためのマイクロコンピュータ等の各種素子203は、回路
基板206上に配置されている。そして、これらは取付穴2
01Aを有するケース201内に、樹脂により、ハーフモール
ドされている。すなわち、前記回路基板206及び素子203
の取り付け部のみが、モールド204されている。前記素
子203の先端部分は露出している。

水抜き穴202Aが形成された蓋202は、公知の手法によ
り、前記ケース201に取り付けられる。

このように構成された電子制御装置20は、ケース201が
上方に位置するように、ボルト205等を用いて、リアフ
ェンダ49（第３図）に取り付けられている（第８図参
照）。

この結果、雨等により電子制御装置20内が浸水しても、
水は蓋202側に溜るので、素子203や回路基板206等に悪
影響を与えることがほとんどなく、またこの場合には、
水抜き穴202Aを介して、水の排出が行われる。

（考案の効果） 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、バッ
テリ電圧が低くても、排気バルブが確実に回動されて、
カーボンの除去が行われる。したがって、排気バルブの
良好な動作が常に保障される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の機能ブロック図である。 第２図は本考案の一実施例のブロック図である。 第３図は第２図に示されたような２サイクルエンジンの
排気制御装置を備えた自動二輪車の一例の要部を示す側
面図である。 第４図は電子制御装置による排気バルブの制御手法を示
すフローチャートである。 第５図は排気バルブの目標開度対エンジン回転数の関係
の一例を示すグラフである。 第６図は本発明の他の実施例の機能ブロック図である。 第７図は電子制御装置の一例の縦断面図である。 第８図は電子制御装置の取り付けの様子を示す図であ
る。 ４…排気バルブ、14…サーボモータ、20…電子制御装
置、43…２サイクルエンジン、101…エンジン回転数検
出手段、102…設定回転数記憶手段、103…比較手段、10
6…通常制御手段、107…マップ、108…ドライバ、109…
タイマフラグ記憶手段、110…タイマ、111…全開値記憶
手段、112…全開用マップ、113…切換手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２サイクルエンジンの排気ポートに設けら
   れた、排気タイミングを可変とするための排気バルブ、
   及び該排気バルブの開度を少なくともエンジン回転数に
   応じて調整する制御手段を備えた２サイクルエンジンの
   排気制御装置において、 エンジン回転数が、アイドル回転数以上の設定回転数以
   上であるか否かを判別する判別手段と、 エンジン回転数が前記設定回転数以上である場合に、前
   記排気バルブを強制回動させる手段とを具備したことを
   特徴とする２サイクルエンジンの排気制御装置。