JPS6235018A - 内燃機関の吸排気制御装置 - 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
って開閉操作される構成になっている。

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
、かかる制御によっ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
ンショメータおよびプーリ駆動装置と共にサーボモータ
ユニットを構成しており、サーボモータの実際の回転角
はポテンショメータにて電気信号に変換され、制御部に
フィードバックされる。制御部ではポテンショメータ出
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、サーボモータユニット内のポテンショメータ
は個々に特性のバラツキがある。第７図はポテンショメ
ータの出力電圧とポテンショメータ軸角度（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。同図において実線Ａで示した特性を理想特性とする
と、実際のポテンショ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。現状のポテンショ
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。ポテンショ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ハラクキがあるとい
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ット
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ッ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
ボモータユニットを制御するものである。

〔作用〕

サーボモータユニッ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の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

■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っている。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ット１１によ
り行われる。サーボモータユニット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
するポテンショメータ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
サーボモータユニット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
タユニット１１と共に収納されている。電子制御部１５
はＣＰＵ、メモリ部、インターフェ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、内部を機能ブロッ
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ｌ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と可動弁開度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く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路線である。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
Ｒ７５＜Ｒａ以下のときは最大開度θＣ（実線Ｃ）に設
定し、回転速度ＲがＲａとＲｃＯ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１９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。したがって、エンジン出力
効率の観点からは可動弁開度がいが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
になっている。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、ボテンショメータエ３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１ｏ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−θ
ｐ）＜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、開度差が零ずなわちθ−θｐ＝。

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、そのフローチャートを第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−可可動
弁開度時特性を求め（ステップ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（ステップ１０２）。その後、処理１０１
で求めた特性に基づき処理１０２で求めた回転速度Ｒに
対応する可動弁開度θを求める（ステップ１０３）。つ
いで、ポテンショメータ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（ステップ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（ステップ１．０５）、θ−θｐ＞Ｑのときはサ
ーボモータ１２を正転させ（ステップ１０６）、θ−θ
ｐ＝ｏのときはサーボモータ１２を停止させ（ステップ
１０７）、θ−θｐ＜Ｑのときは逆転させる（ステップ
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が否かを判断
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、ポテンショメータの出力
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
回転時はど大きい。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ット１１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ョメータ毎にバ
ラツキが生じるが、可動弁開度θＣの近傍ではポテンシ
ョ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
ンショメータの出力電圧Ｖｐとの関係を示すグラフであ
る。ポテンショメータ出力電圧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はポテンショメータによってθ１ないしθ
、２の間にばらついているが、ポテンショメーク出力電
圧Ｖｐが電圧値Ｖｃであるときには可動弁開度はがなら
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ョ
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ッ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、サーボモータユニッ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方に大きな影響
を与える閏度点において行うことができる。したがって
、サーボモータユニット内のポテンショメータ出方のバ
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安エンジン回転速度
Ｒとエンジン出方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ャート、第６図は
本実施例における真の可動弁開度θｐｒとポテンショメ
ータの出力電圧Ｖｐとの関係を示すグラフ、第７図はポ
テンショメータ軸角度とポテンショ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
・・・サーボモータユニット、１５・・・電子制御部、
１６・・・パルサーコイル、１８川ワイヤ。 特許出願人　ヤマハ発動機株式会社 代　理　人　山川　政樹（はが２名） 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   ニットと、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ットを制御する
   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ッ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。