JPH0776532B2 - エンジンの出力制御方法 - Google Patents

エンジンの出力制御方法

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JPH0776532B2
JPH0776532B2 JP60236293A JP23629385A JPH0776532B2 JP H0776532 B2 JPH0776532 B2 JP H0776532B2 JP 60236293 A JP60236293 A JP 60236293A JP 23629385 A JP23629385 A JP 23629385A JP H0776532 B2 JPH0776532 B2 JP H0776532B2
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

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出力制御方法に関するものである。
〔従来技術〕
一般に、エンジンの点火時期はエンジン回転数に応じて
最大出力を発揮させるため、高速回転になるほど進角さ
せるように制御されている。
また、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の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
ら負圧と正圧の脈動反射波の作用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の排気諸元を
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
く、低くなるほど遅く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、あるいは冬の厳冬時に走行す
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。
〔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し、常に高出力を発揮でき
るようにするエンジンの出力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、シリンダ内に往復動する
ピストンを設け、該ピストンが、上死点から膨張行程を
進む間に排気ガスを排気孔から排気管に排気するように
したエンジンの出力制御方法において、 前記エンジンの回転数を検出する手段と前記排気管の拡
径部に排気管内ガス温度を検出する手段とを設け、前記
エンジン回転数が増加するほど前記排気ガスの排気開始
時期を早めると共に、点火時期を進角させ、かつ前記排
気管内ガス温度が低くなるほど、前記エンジン回転数で
決められた排気開始時期を早めると共に、前記エンジン
回転数で決められた点火時期を遅らせるように補正する
ことにより、前記排気孔の開口期間中に前記排気ガスの
脈動反射波を負圧および正圧の順に及ばせてエンジン出
力を最大にすべく制御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の上部開口部の開度
を変化させる回転弁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の上部開口部の開度を変化させることにより、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
径を拡大した拡経部7rを接続し、最後部に消音部7mを接
続している。直管部7fの前端部には共鳴室9が分岐する
ように設けられ、その入口に蝶形の開閉弁10が設けられ
ている。この開閉弁10は、後述するようにエンジン回転
数と排気管内ガス温度とに応じてアクチュエータ15を介
して制御され、その開度が調節されるようになってい
る。
すなわち、共鳴室9は排気孔6から下流の排気管7の一
部を構成し開閉弁10の回転により排気管7の形状を実質
的に変化させ、これによって脈動反射波の排気孔6への
戻り時間を変化させる。共鳴室9と開閉弁10は排気管形
状可変手段となっている。
また、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等のセンサ11が設けられている。
この拡径部7r内は直管部7fに比べて排気ガスの流速が遅
く、かつ温度変化が小さいため、排気管内排気ガス温度
としてほゞ平均値を検出することができ、この拡径部7r
内の排気ガス温度により制御すれば、後述する点火時期
等の制御の精度を上げることができる。さらに、拡径部
7rでは、排気ガスが膨張する分、温度が全体として低下
し、排気ガス温度検出用のセンサ11の熱負荷が低下す
る。また、クランク軸3にはエンジン回転数を検出する
電磁コイルなどのピックアップからなるセンサ12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を駆動するようになっている。駆動ユニ
ット17のうち点火系ユニット17aは点火コイル18を介し
て点火栓4の点火時期を制御し、また駆動ユニット17の
排気系ユニット17b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よる出力
向上を得るように排気時期を制御するようになってい
る。また、排気系ユニット17cはアクチュエータ15を介
して開閉弁10を駆動することにより排気ガスの圧力波形
を変え、同じく排気ガス流の動的効果による出力向上を
簡便に得るようにしている。これら駆動ユニット17の排
気系ユニットには、第2図に示すように、必要により更
に他の排気系諸元を制御できるように加えてもよい。
上述した制御において、エンジン回転数(r.p.m.)に応
じて出力を最大にする最適点火時期(°BTDC…上死点前
角度)は、第4図に示すように、エンジン回転速度が高
速にばるほど進角するように制御される。制御される。
このエンジン回転数の増加に対応して脈動反射波の到達
が遅れるが、排気開始時期と共鳴室の開閉弁の調整によ
り補正する。エンジン回転数(r.p.m.)に応じて出力を
最大にする最適排気時期(°ATDC…上死点後角度)およ
び最適開閉弁角度θ(°…閉状態を基準にした開度−第
1図参照)は、それぞれ第5図、第6図のように実施さ
れる。
第5図の最適排気時期の制御はエンジン回転数の増加に
対応して排気開始時期を早めるように補正することによ
り、脈動反射波の排気孔6への到達時間を早めるための
もので、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
とき正圧の脈動反射波を及ばせることにより、燃焼室に
押し込まれた新気の流出を防止するようにする。これに
よって新気の充填効率が向上し、出力が向上する。
またさらに、排気開始時期を早めることにより、膨張行
程の早い時期のガス、すなわち温度の高いガスが排気管
7内に流入するので、雨等の外部環境による排気管内ガ
ス温度低下を弱めることになり、脈動反射波の排気孔6
への戻り到達時間を早くするよう補正する。
また、第6図の最適開閉弁回転角θ(開度)は、開閉弁
10の回転角の制御により圧力波形を変化させ、脈動反射
波の排気孔6への戻り時間を変化させるようにする。す
なわち、エンジンの回転数の増加に対応して、エンジン
回転数の増加と共に開閉弁回転角θ(開度)を小さくす
ることにより、共鳴室9への排気ガス流入を制御し、脈
動反射波の排気孔6への到達時間が早くするように補正
することにより、上記充填効率を向上することができ
る。
本発明において、制御部16による最適点火時期、最適排
気時期、最適開閉弁回転角の制御は、単にエンジン回転
数によってのみ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される。すなわち、脈
動波の伝播速度は温度により変化し、第3図に示すよう
に、排気孔6出口Pにおける排気ガス圧力は、排気管7
が弱冷却されたときは曲線Aのようになるが、強冷却さ
れたときには曲線Bのように遅れた状態になる。このた
め排気ガス流の動的効果による出力向上特性も排気ガス
温度により変化するため、これを排気管内ガス温度に基
づいて補正することにより、動的効果による出力向上が
最大になるようにし、常に高出力を発揮できるようにす
るのである。このように排気管内ガス温度に基づいて補
正された最適点火時期、最適排気時期、最適開閉弁回転
角は、第7図、第8図、第9図のように行われる。
すなわち、点火時期の場合であれば、点火時期を遅らせ
ると排気ガス温度が上昇する特性があるので、例えば雨
天走行時のような排気管が冷却されて排気管内ガス温度
が低くなるときは、第7図のように排気管内ガス温度が
低くなるほどエンジン回転数によって決められた点火時
期を上死点方向に対して遅らせて排気管内ガス温度を上
昇させるので、脈動反射波の排気孔6への戻り到達時間
を早くするように補正する。
また、排気開始時期の場合は、排気開始時期を早くする
と燃焼室内の温度の高いガスが排気管7内に流入し排気
管内ガス温度が上昇するので、例えば雨天走行時のよう
に排気管内ガス温度が低くなるときは、第8図のように
排気管内ガス温度が低くなるほど、エンジン回転数によ
って決められた排気開始時期を早めて排気管内ガス温度
を上昇させることにより、脈動反射波の戻り到達時間を
早め、脈動反射波を有効に利用することができる。
しかし、あまり排気開始時期を早め過ぎると上死点後ピ
ストン2が与える仕事の期間が短くなり、脈動反射波の
効果を減殺してしまうことになるが、本発明では、点火
時期を遅らせるように補正することにより、排気管内ガ
ス温度を上昇させるようにしているので脈動反射波の戻
り到達時間が早くなり、排気開始時期を早くし過ぎるこ
とにならず、ピストン2による仕事の低下が起きにく
く、常にエンジン1の最大出力が得られる。
また、開閉弁回転角の場合は、排気管内ガス温度が低く
なるとき、第9図のように最適開閉弁回転角θを排気管
内ガス温度が低くなるほど開度を小さくして、共鳴室9
への排気ガスの流入を抑制し、脈動反射波の排気孔6へ
の戻り到達時間を早くするように補正し、充填効率を向
上させるようにするのである。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の出力制御方法は、シリンダ内に
往復動するピストンを設け、該ピストンが、上死点から
膨張行程を進む間に排気ガスを排気孔から排気管に排気
するようにしたエンジンの出力制御方法において、 前記エンジンの回転数を検出する手段と前記排気管の拡
径部に排気管内ガス温度を検出する手段とを設け、前記
エンジン回転数が増加するほど前記排気ガスの排気開始
時期を早めると共に、点火時期を進角させ、かつ前記排
気管内ガス温度が低くなるほど、前記エンジン回転数で
決められた排気開始時期を早めると共に、前記エンジン
回転数で決められた点火時期を遅らせるように補正する
ことにより、前記排気孔の開口期間中に前記排気ガスの
脈動反射波を負圧および正圧の順に及ばせてエンジン出
力を最大にすべく制御するので、 エンジン回転数によって吸気充填効率を最大にするよう
に決められた排気開始時期および点火時期を、排気ガス
管内ガス温度の変化に応じて補正することにより、環境
などの変化により誤差の発生した脈動反射波の戻り到達
時間を修正し、確実に充填効率を向上するように制御す
ることにより、常にエンジンの高出力を発揮することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の出力制御方法が適用される自動二輪車
用エンジンの概略図、第2図は同方法の概念図、第3図
は排気孔出口部における排気ガス圧力の変動図、第4図
はエンジン回転数と最適点火時期の関係図、第5図はエ
ンジン回転数と最適排気時期の関係図、第6図はエンジ
ン回転数と最適開閉弁回転角の関係図、第7図は排気管
内ガス温度と最適点火時期の関係図、第8図は排気管内
ガス温度と最適排気時期の関係図、第9図は排気管内ガ
ス温度と最適開閉弁回転角の関係図である。 1……エンジン、3……クランク軸、4……点火栓、5
……吸気孔、6……排気孔、7……排気管、7f……直管
部、7r……拡径部、8……回転弁、9……共鳴室、10…
…開閉弁、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、14,15……アクチュエ
ータ、16……制御部、17……駆動ユニット、18……点火
系ユニット。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダ内に往復動するピストンを設け、
    該ピストンが、上死点から膨張行程を進む間に排気ガス
    を排気孔から排気管に排気するようにしたエンジンの出
    力制御方法において、 前記エンジンの回転数を検出する手段と前記排気管の拡
    径部に排気管内ガス温度を検出する手段とを設け、前記
    エンジン回転数が増加するほど前記排気ガスの排気開始
    時期を早めると共に、点火時期を進角させ、かつ前記排
    気管内ガス温度が低くなるほど、前記エンジン回転数で
    決められた排気開始時期を早めると共に、前記エンジン
    回転数で決められた点火時期を遅らせるように補正する
    ことにより、前記排気孔の開口期間中に前記排気ガスの
    脈動反射波を負圧および正圧の順に及ばせてエンジン出
    力を最大にすべく制御することを特徴とするエンジンの
    出力制御方法。
  2. 【請求項2】前記排気管に前記エンジン回転数と共に、
    前記排気管内ガス温度に応じて前記脈動反射波の前記排
    気孔への戻り時間を変化させる手段により、前記エンジ
    ン回転数が増加するほど前記戻り時間を早めると共に、
    前記エンジン回転数に応じて決められた前記戻り時間を
    前記排気管内ガス温度が低くなるほど早めるように補正
    する特許請求の範囲第1項記載のエンジンの出力制御方
    法。
  3. 【請求項3】前記脈動反射波の前記排気孔への戻り時間
    を変化させる手段を前記排気管の途中に開閉弁を介して
    分岐させた共鳴室から構成し、前記開閉弁の開度を小さ
    くすることにより前記戻り時間を早めるようにした特許
    請求の範囲第2項記載のエンジンの出力制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5941290Y2 (ja) * 1979-03-12 1984-11-28 スズキ株式会社 2サイクルエンジンの排気装置
JPS6013300Y2 (ja) * 1979-05-02 1985-04-27 ヤンマー農機株式会社 乗用田植機の日除け装置
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JPS5874826A (ja) * 1981-10-28 1983-05-06 Yamaha Motor Co Ltd 2サイクル内燃機関の排気消音装置

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