JPH0656103B2 - ２サイクルエンジンにおける排気バルブの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、補助排気バルブを具備した、あるいは主排
気ポートから延びる排気通路（主排気通路）に排気調整
バルブを具備した２サイクルエンジンの、該補助排気バ
ルブあるいは排気調整バルブの制御方法に関する。

（従来技術） ２サイクルエンジン、例えば、自動二輪車等に搭載され
ている２サイクルエンジンには、エンジン本体の排気通
路の通路断面積を、低速回転時に小さくし、高速回転時
に大きくすることによって、高速回転時の出力の向上を
図った排気制御装置（例えば、特開昭60-249614号）が
付設されたものがある。一方、本出願人によっても、同
様な目的を達成すべき排気制御装置が提案されている
（特願昭62-105604号）。すなわち、この排気制御装置
は、シリンダに主排気ポートとは別途設けた補助排気ポ
ートと、排気通路（主排気ポートと排気管をつなぐ通路
をいう；補助排気通路と区別するために主排気通路とい
う）を接続する補助排気通路に、この通路を連通・遮断
する補助排気バルブを介装させ、この補助排気バルブを
エンジンの回転数域によって駆動モータで開閉操作し、
補助排気通路ひいては全体の排気通路の通路断面積を変
化させようとするものである。

具体的には、第７図（補助排気バルブの開閉タイミング
と回転数との関係を示す図）に示すように、特定の回転
数Ｒ_０（補助排気バルブが作動開始するときのエンジン
回転数をいう。以下、「特定回転数」という）に達する
と、駆動モータで補助排気バルブを全開して、全体の排
気通路の通路断面積を大きくして、高速回転域での出力
を向上させるようにしている。

この種の補助排気バルブの代表的なものには、第２図に
示するような一部に貫通孔を有する円柱状（同第２図に
おいて貫通孔を有する円状）のバルブ２を回動させて補
助排気通路1dの開閉を行い排気通路の通路断面積を変化
させるものがある。また、主排気ポートから延びる主排
気通路そのものの通路断面積を変化させるものとして、
第８図に図示するような一部に切り欠き部を有する円柱
状（第８図の側断面図において円形状）の排気調整バル
ブ２′を回転させて主排気通路1cの通路断面積を変化さ
せるもの、あるいは第８図(a)，(b)に図示するような軸
方向の切り欠き部を有する円柱状（側面図である第９図
(a)のＩ′−Ｉ′矢視図において円形）の排気調整バル
ブ２′を回動させることにより主排気通路1c′内に突出
自在にしてその通路断面積を変化させるもの、あるいは
第10図(a)，(b)に図示するような主排気通路1cの排気管
（図示せず）側で軸20によって回動自在に軸支し主排気
ポート1aに向かってバラフライ状の排気調整バルブ２′
の自由端2a′を駆動軸21の昇降動で昇降自在にしてその
通路断面積を変化させるもの、あるいは第11図に図示す
るような歯車機構22等によって主排気通路1c内に板状の
排気調整バルブ２′を突出自在にしてその通路断面積を
変化させるようにしたものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記排気制御装置おいて、補助排気通路を有す
る構成のものにおいては補助排気通路が全開にあるいは
主排気通路に排気調整バルブを有する構成のものにおい
ては主排気通路が全開になるような制御状態を続行する
とエンジン出力が所定馬力（制限馬力）以上に上がって
しまうこととなる。

また、一方上記２サイクルエンジンでは、オイルとガソ
リンとの混合燃料を使用するため、補助排気バルブある
いは排気調整バルブにカーボンが付着し易く、そのため
補助排気バルブあるいは排気調整バルブの作動不良が発
生するおそれがある。

（課題を解決するための手段） そのため、本発明にかかる排気バルブの制御方法は、補
助排気ポートと連通する補助排気通路に補助排気バルブ
を介装し、あるいは主排気通路に通路断面積を調整する
排気調整バルブを介装した２サイクルエンジンにおい
て、 エンジン回転数が特定回転数以上で前記補助排気バルブ
の開度（通路断面積）を制限したもの、あるいは主排気
通路の通路断面積を制限したものであって、エンジンが
一定の加速度又は減速度以上になった場合（この加速度
の検出は直接加速度を検出してもよくあるいはスロット
ルの動きにより検出してもよい）には前記補助排気バル
ブあるいは排気調整バルブを揺動させるようにし、他
方、エンジンが前記一定の加速度より下がった場合には
前記補助排気バルブあるいは排気調整バルブの揺動を停
止し、所定開度にあるいは所定の通路断面積になるよう
にししたことを特徴とする。

（作用） 上記の構成において、エンジン回転数が特定回転数以上
では、補助排気バルブにより補助排気通路の開度を制限
し、あるいは排気調整バルブにより主排気通路の通路断
面積を制限して排気効率を低減させ、エンジン出力を所
定範囲内に抑える。エンジンが一定以上の加速又は減速
状態になった場合には、補助排気バルブあるいは排気調
整バルブを揺動させて、これらに付着したカーボンを払
い落とす。

エンジンの加速度が一定値以下になった時は補助排気バ
ルブあるいは排気調整バルブの揺動は停止ささせ、バル
ブ駆動系の負担を軽減させる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。

第１図は補助排気ポートと補助排気通路及び補助排気バ
ルブを備えた２サイクルエンジンの側断面図、第２図は
第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図は上記エンジンに補助排
気バルブ駆動用モータが付設された状態を示すエンジン
の概略構成を示す図面、第４図はエンジンの補助排気バ
ルブを制御するイグナイタ（制御装置）の構成および被
制御対象との接続を示すブロック図である。

第１図あるいは第２図に示すように、シリンダ１の周壁
面には主排気ポート1aと補助排気ポート1bが形成されて
いる。

そして、上記主排気ポート1aは、主排気通路1cによって
図示しない排気管に接続されている。また、上記補助排
気ポート1bは、補助排気通路1dによって、上記主排気通
路1cに接続されている。そして、上記補助排気通路1dに
は、この通路の開度を制限するための補助排気バルブ２
が設けられている。

この補助排気バルブ２は、第３図に図示するように、ワ
イラ11、リール12等の伝達機構を介して、駆動モータ３
の回転軸に機械的に連結され、この駆動モータ３の回転
軸の回転（駆動）により、第１図、第２図に示す補助排
気バルブ２の全開から全閉又は中間開度への切り換え動
作が行えるようになっている。そして、上記駆動モータ
３の図示しない回転軸には、回転角を検出するポテンシ
ョメータ６が取着されている。

上記駆動モータ３及びポテンショメータ６は、イグナイ
タ４に電気的に接続されている。このイグナイタ４は、
第４図に図示するように、ジェネレータ（実際にはクラ
ンク軸の軸周に配設されている）７に付設されたセンサ
ー５に接続され、エンジンの刻々の回転数Ｒ_ｎを検出で
きるよう構成され、その時のエンジンの加速度αを演算
する。そして、上記駆動モータ３は上記イグナイタ４に
よって制御がなされ、この駆動モータ３の回転により上
記補助排気バルブ２（第１図，第２図参照）が開閉動作
するよう構成されている。この補助排気バルブ２の開閉
（中間開度も含む）動作の確認は上記ポテンショメータ
６により行われる。

次に、本発明の制御方法について説明すると、第２図に
示すような補助排気バルブ２の全開状態を続行するとエ
ンジン出力が所定の馬力（制限馬力）以上となるので、
第５図に示すように、補助排気バルブ２のバルブポート
（貫通孔）2bが、従来のように補助排気通路1dの大きさ
と同じ大きさのものにおいては、特定回転数以上におい
て補助排気バルブ２の開度を、例えば全開の3/4開度、
即ち75゜程度（全開は90゜）の中間開度にして（第７図
の二点鎖線）、補助排気通路1dの開度を制限して排気効
率を低減させる。これによりエンジン出力を制限内に抑
えるようにしてある。

ところで、このような補助排気バルブ２の制御を行った
場合、補助排気通路1dの壁面と補助排気バルブ２の本体
2aとの交差部分にカーボンＣが付着堆積する可能性があ
る。そこで、これを防止するため補助排気バルブ２を少
し揺動させて付着したカーボンを補助排気通路1dの壁面
の角を利用して払い落とすようにする。上記のような補
助排気バルブ２の揺動は、エンジンが加速状態にある場
合であって、しかもその加速度がある一定値（例えば、
エンジン回転数8000rpm以上で加速度αが300rpm/secの
ような加速状態）以上になった時のみ行うように制御す
る。又、減速時にも同様に制御する。

なお、加速度が一定以下の場合は揺動動作をしないよう
にし、揺動回数を適度に保ちバルブ駆動系の負担を軽減
するように制御される。

第６図は、別の実施例を示す。すなわち、上記実施例で
は、補助排気バルブ２の開度を全開より少し狭めるため
補助排気バルブ２の開度を全開の3/4程度の中間開度に
設定して制御したが、この別の実施例では補助排気バル
ブ２のバルブポート（貫通孔）2b′を補助排気通路1dよ
り予め狭いものに形成、つまり、通路断面積を小さくし
て制限している。従って、この補助排気バルブ２′を90
゜開度の全開状態（第７図の実線）として排気抵抗が付
加され、排気効率が低下するようになっている。これに
よりエンジン出力を所定馬力内に制限する。この場合
も、補助排気バルブ２′の本体2a′と補助排気通路1dの
壁面との交差部にカーボンＣ′が付着堆積し易いので、
補助排気バルブ２を揺動させて払い落とすようにしてあ
る。

また、上記実施例は、補助排気バルブを具備した２サイ
クルエンジンについてのものであるが、上記補助排気バ
ルブの制御を、第８図、第９図(a)、(b)、第１０図
(a)，(b)、第11図に図示するような、主排気通路に排気
調整バルブ２′を具備して排気制御するよう構成されて
いる２サイクルエンジンの該排気調整バルブについての
制御においても同様に適用できる。即ち、エンジン回転
数が特定回転数以上では、排気調整バルブにより通路断
面積を制限して排気効率を低下させてエンジンを所定出
力範囲に抑えるようにする。また、エンジンが一定の加
速度又は減速度以上になった場合には排気調整バルブを
揺動させるようにして、該排気調整バルブに付着したカ
ーボンを払い落とす。他方、エンジンが前記一定の加速
度より下がった場合には排気調整バルブの揺動を停止
し、所定の排気通路の通路断面積を有するようにするこ
とにより排気効率を低下させてバルブ駆動系の負担を軽
減させる。

尚、上記実施例において、補助排気バルブあるいは排気
調整バルブの「揺動」とは、最初に揺動信号が入力した
ときに「開き」、その揺動信号が出なくなったときに
「閉じる」ようなタイミングの揺動であることが好まし
い。しかし、揺動信号出力中適当な時間的間隔で開閉動
作するものであってもよい。

（発明の効果） 以上、本発明によると、エンジンの特定回転数以上に
て、補助排気バルブにより補助排気通路の開度を制限、
あるいは排気調整バルブにより主排気通路の通路断面積
を制限するようにしたので、エンジン出力を所定馬力内
に迅速且つ円滑に制限することが可能となる。

また、２サイクルエンジンのカーボンが付着し易い欠点
を、一定以上の加速度又は減速度状態にある場合に、補
助排気バルブあるいは排気調整バルブを揺動させること
により払い落とすようにして改善したので、これらの排
気バルブの作動不良を回避することができる。

その結果、補助排気バルブあるいは排気調整バルブによ
るエンジン出力制御を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は補助排気ポートと補助排気通路及び補助排気バ
ルブを備えた２サイクルエンジンのシリンダ上部の側断
面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ断面図、第３図はエンジ
ンに補助排気バルブ駆動用モータが付設された状態を示
すエンジンの概略構成を示す構成図、第４図はエンジン
の補助排気バルブを制御するイグナイタの構成を示すブ
ロック図、第５図は補助排気バルブの制御方法を説明す
るための図面、第６図は同じく制御方法の別の実施例を
説明するための図面、第７図は補助排気バルブの開閉タ
イミングと回転数との関係を示す図、第８図は排気調整
バルブを備えた２サイクルエンジンのシリンダ上部の側
断面図、第９図(a)は他の形式の排気調整バルブを備え
た２サイクルエンジンの側断面図、第９図(b)は第９図
(a)のＩ′−Ｉ′矢視図、第10図(a)は他の形式の排気調
整バルブを備えた２サイクルエンジンの側断面図、第10
図(b)は第10図(a)のII′−II′矢視図、第11図は排気調
整バルブを備えた２サイクルエンジンのシリンダ上部の
側断面図である。 １……シリンダ、1a……主排気ポート、1b……補助排気
ポート、1c……主排気通路、1d……補助排気通路、２…
…補助排気バルブ、２′……排気調整バルブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダに主排気ポートと補助排気ポート
   とを設け、この補助排気ポートと連通する補助排気通路
   を前記主排気ポートと連通する排気通路に接続して前記
   補助排気通路に補助排気バルブを介装させた２サイクル
   エンジンにおいて、 エンジン回転数が特定回転数以上で前記補助排気バルブ
   により前記補助排気通路の開度を制限したもの、又はそ
   の通路断面積を制限したものであって、エンジンが一定
   の加速度又は減速度以上になった場合には前記補助排気
   バルブを揺動させるようにし、他方、エンジンが前記一
   定の加速度より下がった場合には前記補助排気バルブの
   揺動を停止し、所定開度になるようにしたことを特徴と
   する２サイクルエンジンにおける補助排気バルブの制御
   方法。
2. 【請求項２】シリンダの主排気ポートから延びる主排気
   通路に、該主排気通路の通路断面積を変化させる排気調
   整バルブを介装させた２サイクルエンジンにおいて、 エンジン回転数が特定回転数以上で前記排気調整バルブ
   の通路断面積の大きさを制限したものであって、エンジ
   ンが一定の加速度又は減速度以上になった場合には前記
   排気調整バルブを揺動させるようにし、他方、エンジン
   が前記一定の加速度より下がった場合には前記排気調整
   バルブの揺動を停止し、所定の通路断面積になるように
   したことを特徴とする２サイクルエンジンにおける排気
   調整バルブの制御方法。