JPS63215824A - エンジンの排気制御装置 - Google Patents
エンジンの排気制御装置Info
- Publication number
- JPS63215824A JPS63215824A JP4956487A JP4956487A JPS63215824A JP S63215824 A JPS63215824 A JP S63215824A JP 4956487 A JP4956487 A JP 4956487A JP 4956487 A JP4956487 A JP 4956487A JP S63215824 A JPS63215824 A JP S63215824A
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- JP
- Japan
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- exhaust
- control valve
- engine
- valve
- internal pressure
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- Granted
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- Exhaust Silencers (AREA)
- Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
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。
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、４サイクルエンジンの排気管に設けた排気制
御弁を、エンジン運転状態に応じて開閉するエンジンの
排気制御装置に関するものである。
御弁を、エンジン運転状態に応じて開閉するエンジンの
排気制御装置に関するものである。
（発明の背景）
４サイクルエンジン、２サイクルエンジン等では、排気
弁の開閉により排気が間欠的に排気管に導かれ、排気管
内に排気の慣性効果および脈動効果が発生することが知
られている。これらの効果（動的効果という）は、エン
ジン回転速度により変化する。従って成る回転速度でこ
の動的効果を最大にして体積効率を高めると、他の回転
速度では動的効果が逆に作用して体積効率が著しく低下
する。このため、高回転域でこの動的効果が最適になる
ように排気系の諸元（排気管長、排気管径など）を設定
した場合には、中速域でトルクの著しい減少（トルク谷
）が発生するという問題があった。
弁の開閉により排気が間欠的に排気管に導かれ、排気管
内に排気の慣性効果および脈動効果が発生することが知
られている。これらの効果（動的効果という）は、エン
ジン回転速度により変化する。従って成る回転速度でこ
の動的効果を最大にして体積効率を高めると、他の回転
速度では動的効果が逆に作用して体積効率が著しく低下
する。このため、高回転域でこの動的効果が最適になる
ように排気系の諸元（排気管長、排気管径など）を設定
した場合には、中速域でトルクの著しい減少（トルク谷
）が発生するという問題があった。
そこで排気管の膨張室への開口端付近に排気流路面積を
変える排気制御弁を設け、体積効率が低下する回転速度
域では流路面積を減少し、動的効果の影響を打消して出
力特性の向上を図ることが提案されている（特願昭６０
−２６３７５２号）。
変える排気制御弁を設け、体積効率が低下する回転速度
域では流路面積を減少し、動的効果の影響を打消して出
力特性の向上を図ることが提案されている（特願昭６０
−２６３７５２号）。
また多気筒エンジンでは各排気管の下流側を膨張室で合
流させると、気筒間の排気干渉による容精効率の低下お
よびトルクの低下を引き起こすことがある。そこで各排
気管毎に排気制御弁を設け、排気干渉による悪影響が生
じる回転速度域でこの制御弁を閉じて排気流路面積を減
少させることも提案されている（特願昭６０−２６３７
５３号）。
流させると、気筒間の排気干渉による容精効率の低下お
よびトルクの低下を引き起こすことがある。そこで各排
気管毎に排気制御弁を設け、排気干渉による悪影響が生
じる回転速度域でこの制御弁を閉じて排気流路面積を減
少させることも提案されている（特願昭６０−２６３７
５３号）。
また排気管の背圧を制御することにより燃焼を改善する
ことも提案されている。
ことも提案されている。
このように排気制御弁によって出力特性等を改善する場
合、エンジンの回転速度によりその開度を制御すること
が考え得るが、実際には吸気管負圧の大小すなわちエン
ジン負荷の大小や、吸気温度、混合気濃度等の多くの条
件の影響を受けるため、最適な開度を決めることは非常
に困難であり装置が複雑にもなるという問題がある。ま
たエンジン特性の経年変化や環境変化に対しても対応で
きないという問題もある。
合、エンジンの回転速度によりその開度を制御すること
が考え得るが、実際には吸気管負圧の大小すなわちエン
ジン負荷の大小や、吸気温度、混合気濃度等の多くの条
件の影響を受けるため、最適な開度を決めることは非常
に困難であり装置が複雑にもなるという問題がある。ま
たエンジン特性の経年変化や環境変化に対しても対応で
きないという問題もある。
（発明の目的）
本発明はこのような２１９情に鑑みなされたものであり
、エンジンの運転状態の変化に対して最適な排気制御弁
の開度を常に正確に求めてエンジン出力を最大に引出す
ことを可能とし、またエンジンの経年変化や環境変化の
影響を受けるおそれのないエンジンの排気制御装置を提
供することを目的とする。
、エンジンの運転状態の変化に対して最適な排気制御弁
の開度を常に正確に求めてエンジン出力を最大に引出す
ことを可能とし、またエンジンの経年変化や環境変化の
影響を受けるおそれのないエンジンの排気制御装置を提
供することを目的とする。
（発明の構成）
本発明によればこの目的は、エンジンの運転状態に応じ
て排気流路面積を変える排気制御弁を備える４サイクル
エンジンにおいて、前記エンジンの吸ψ排気弁のオーバ
ーラツプを検出するオーバーラツプ検出手段と、前記オ
ーバーラツプ時の排気弁付近の排気管内圧を検出する内
圧検出手段と、前記排気管内圧の増減を検出する内圧増
減判別手段と、前記排気内圧が減少する前記排気制御弁
の回動力向を求めその方向へ前記排気制御弁を回動させ
る回転方向判別手段とを備えることを特徴とするエンジ
ンの排気制御装置により達成される。
て排気流路面積を変える排気制御弁を備える４サイクル
エンジンにおいて、前記エンジンの吸ψ排気弁のオーバ
ーラツプを検出するオーバーラツプ検出手段と、前記オ
ーバーラツプ時の排気弁付近の排気管内圧を検出する内
圧検出手段と、前記排気管内圧の増減を検出する内圧増
減判別手段と、前記排気内圧が減少する前記排気制御弁
の回動力向を求めその方向へ前記排気制御弁を回動させ
る回転方向判別手段とを備えることを特徴とするエンジ
ンの排気制御装置により達成される。
（作用）
吸・排気弁の開弁期間が重なるオーバーラツプ時には、
吸気管と排気管とは燃焼室を挾んで連通している。この
オーバーラツプ時における排気管付近の排気管内圧が常
に最小となるように排気制御弁の開度が制御されている
ので、この時には燃焼室内圧さらには吸気弁付近の吸気
管内圧も最小となる。このため燃焼室内の燃焼ガスの吸
気管内への吹き返しは最も少なくなり、新気の吸入が促
進される。また排気管内圧は排気行程の終期で最小とな
るから排気が促進される。この結果体積効率が向上する
。以上の効果はエンジン回転速度や負荷の大小等の種々
の条件変化に関係なく、常に得られるものである。
吸気管と排気管とは燃焼室を挾んで連通している。この
オーバーラツプ時における排気管付近の排気管内圧が常
に最小となるように排気制御弁の開度が制御されている
ので、この時には燃焼室内圧さらには吸気弁付近の吸気
管内圧も最小となる。このため燃焼室内の燃焼ガスの吸
気管内への吹き返しは最も少なくなり、新気の吸入が促
進される。また排気管内圧は排気行程の終期で最小とな
るから排気が促進される。この結果体積効率が向上する
。以上の効果はエンジン回転速度や負荷の大小等の種々
の条件変化に関係なく、常に得られるものである。
（実施例）
第１図は本発明の自動二輪車用の一実施例を示す全体図
、第２図はその機能ブロック図、第３図は動作説明図、
第４図は動作の流れ図である。
、第２図はその機能ブロック図、第３図は動作説明図、
第４図は動作の流れ図である。
この図において符号１０はクランクケース、１２はシリ
ンダ、１４はクランク軸、１６はピストン、１８はコン
ロッド、２０は吸気弁、２２は排気弁である。吸気弁２
０と排気弁２２とは図示しない動弁機構によって開閉さ
れる。排気弁２２の開弁期間２２Ａの終期は吸気弁２０
の開弁期間２０Ｂの初期と重なり、第３図（Ａ）にＴで
示すオーバーラツプ期間が形成される。
ンダ、１４はクランク軸、１６はピストン、１８はコン
ロッド、２０は吸気弁、２２は排気弁である。吸気弁２
０と排気弁２２とは図示しない動弁機構によって開閉さ
れる。排気弁２２の開弁期間２２Ａの終期は吸気弁２０
の開弁期間２０Ｂの初期と重なり、第３図（Ａ）にＴで
示すオーバーラツプ期間が形成される。
２４は吸気弁２０に接続された吸気管であり、この吸気
管２４の上流側は吸気清浄器２６に接続されている。２
８はこの吸気清浄器２６に収容された吸気フィルタであ
る。
管２４の上流側は吸気清浄器２６に接続されている。２
８はこの吸気清浄器２６に収容された吸気フィルタであ
る。
３０は負圧応動型気化器であり、吸気管２４の途中に取
付けられて吸気流量を制御する。すなわちこの気化器３
０は、スロットル弁３２と、その上流側にあって負圧に
応動するピストン弁３４とを備え、吸気流量に応じてピ
ストン弁３４は上下動してピストン弁３４の下方の負圧
を略一定に保つ。ピストン弁３４にはジェットニードル
３６が吊下され、ピストン弁３４の上下動に伴なってジ
ェットニードル３６がメインノズル３８内を進退動し、
燃料供給量が吸気流量に対応して制御される。
付けられて吸気流量を制御する。すなわちこの気化器３
０は、スロットル弁３２と、その上流側にあって負圧に
応動するピストン弁３４とを備え、吸気流量に応じてピ
ストン弁３４は上下動してピストン弁３４の下方の負圧
を略一定に保つ。ピストン弁３４にはジェットニードル
３６が吊下され、ピストン弁３４の上下動に伴なってジ
ェットニードル３６がメインノズル３８内を進退動し、
燃料供給量が吸気流量に対応して制御される。
４０は排気管であり、その上流端は排気弁２２に接続さ
れ、その下流端は膨張室４２に接続されている。この排
気管４０の下流側開放端すなわち膨張室４２への開口端
付近には、蝶型の排気制御弁４４が装着されている。こ
の排気制御弁４４は全閉位置で排気流路面積を約１７２
に絞る。この排気制御弁４４はサーボモータ４６により
ワイヤを介して開閉される。この排気制御弁４４の開度
θは弁開度検出手段４８Ａとしてのポテンショメータ４
８により検出される。
れ、その下流端は膨張室４２に接続されている。この排
気管４０の下流側開放端すなわち膨張室４２への開口端
付近には、蝶型の排気制御弁４４が装着されている。こ
の排気制御弁４４は全閉位置で排気流路面積を約１７２
に絞る。この排気制御弁４４はサーボモータ４６により
ワイヤを介して開閉される。この排気制御弁４４の開度
θは弁開度検出手段４８Ａとしてのポテンショメータ４
８により検出される。
５０は排気管４０内の排気弁２２付近の内圧Ｐを検出す
る圧力センサであり、排気管内圧検出手段５０Ａを形成
する。また５２はクランク角ｅを検出するクランク角検
出手段５２Ａとしての角度センサである。
る圧力センサであり、排気管内圧検出手段５０Ａを形成
する。また５２はクランク角ｅを検出するクランク角検
出手段５２Ａとしての角度センサである。
これら排気管内圧Ｐ、クランク角θおよび排気制御弁４
４の角度θは、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）やインターフ
ェース５４を介して演算装置（以下ＣＰＵという）５６
に入力される。このＣＰＵ５６は排気管４０内の排気弁
２２付近の内圧Ｐが減少する排気制御弁４４の回動力向
を求め、出力インターフェース５８、Ｄ／Ａ変換器（図
示せず）およびドライバ６０を介してサーボモータ４６
をその方向（内圧Ｐを減少させる方向）へ回動させる。
４の角度θは、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）やインターフ
ェース５４を介して演算装置（以下ＣＰＵという）５６
に入力される。このＣＰＵ５６は排気管４０内の排気弁
２２付近の内圧Ｐが減少する排気制御弁４４の回動力向
を求め、出力インターフェース５８、Ｄ／Ａ変換器（図
示せず）およびドライバ６０を介してサーボモータ４６
をその方向（内圧Ｐを減少させる方向）へ回動させる。
次に本実施例の動作を説明する。ＣＰＵ５６はその機能
の点から見ると第２図に示すように、クランク角θから
吸・排気弁２０．２２０オーバラツプＴを検出するオー
バーラツプ検出手段６２と、このオーバーラツプＴ内で
排気制御弁４４をある方向へ回動した時に内圧Ｐが増加
するか減少するかを判別する内圧増減判別手段６４と、
この内圧Ｐが減少する方向を判別してこの方向へ排気制
御弁４４を回動させる回転方向判別手段６６とを備える
。
の点から見ると第２図に示すように、クランク角θから
吸・排気弁２０．２２０オーバラツプＴを検出するオー
バーラツプ検出手段６２と、このオーバーラツプＴ内で
排気制御弁４４をある方向へ回動した時に内圧Ｐが増加
するか減少するかを判別する内圧増減判別手段６４と、
この内圧Ｐが減少する方向を判別してこの方向へ排気制
御弁４４を回動させる回転方向判別手段６６とを備える
。
ＣＰＯ５６は一連の連続する動作の途中で、第４図に示
すサブルーチンに入り、先ず運転状態が変化したか否か
を判別する（ステップ１００）。
すサブルーチンに入り、先ず運転状態が変化したか否か
を判別する（ステップ１００）。
これは例えばクランク角ｅから求めたエンジン回転速度
が変化した時′とか、スロットル弁３２の開度が変化し
たこと等の運転条件に基づいて判断される。運転状態が
変化した場合にはフラッグｎ＝１として（ステップ１０
２）、角度センサ４８から求めた開度０をθ＋Δθに微
増させる（ステップ１０４）。ＣＰＵ５６はクランク角
ｅに基づいて予め記憶したオーバーラツプ時Ｔにこのク
ランク角ｅが入るまで待ち（ステップ１０６）、オーバ
ーラツプＴ内に入ると次に内圧Ｐが時間ｔに対してどの
ように変化するか、すなわち内圧Ｐの増減を判別する（
ステップ１０８）。このサブルーチンの１回前の演算動
作で求めた内圧Ｐｏと、現在の演算動作で求めた内圧Ｐ
とを比較し、Ｐ〉ＰＯすなわち内圧増加中であればフラ
ッグｎ＝−１とする（ステップ１１０）。この時には次
回の動作で運転条件の変化が無ければ（ステップ１００
）、開度θ；θ−Δθに回動させる（ステップ１０４）
。すなわち排気制御弁４４を反対方向へ回動させる。Ｐ
＝Ｐｏであればフラッグｎ＝０として（ステップ１１２
）、開度０は変更せず（ステップ１０４）、モータ４６
を停止する。
が変化した時′とか、スロットル弁３２の開度が変化し
たこと等の運転条件に基づいて判断される。運転状態が
変化した場合にはフラッグｎ＝１として（ステップ１０
２）、角度センサ４８から求めた開度０をθ＋Δθに微
増させる（ステップ１０４）。ＣＰＵ５６はクランク角
ｅに基づいて予め記憶したオーバーラツプ時Ｔにこのク
ランク角ｅが入るまで待ち（ステップ１０６）、オーバ
ーラツプＴ内に入ると次に内圧Ｐが時間ｔに対してどの
ように変化するか、すなわち内圧Ｐの増減を判別する（
ステップ１０８）。このサブルーチンの１回前の演算動
作で求めた内圧Ｐｏと、現在の演算動作で求めた内圧Ｐ
とを比較し、Ｐ〉ＰＯすなわち内圧増加中であればフラ
ッグｎ＝−１とする（ステップ１１０）。この時には次
回の動作で運転条件の変化が無ければ（ステップ１００
）、開度θ；θ−Δθに回動させる（ステップ１０４）
。すなわち排気制御弁４４を反対方向へ回動させる。Ｐ
＝Ｐｏであればフラッグｎ＝０として（ステップ１１２
）、開度０は変更せず（ステップ１０４）、モータ４６
を停止する。
ざらにＰ ＜ Ｐ ｏすなわち内圧Ｐが減少中であれば
フラッグｎ＝１としくステップ１１４）モータ４６を同
一方向へΔＯずつ回転する（ステップ１０４）。
フラッグｎ＝１としくステップ１１４）モータ４６を同
一方向へΔＯずつ回転する（ステップ１０４）。
以上の動作を経り返しつつ内圧Ｐが最小となる方向ヘモ
ータ４６を回転し、運転状態が変化すれば（ステップＺ
ｏｏ）再びステップ１０２以下の動作を繰り返す。
ータ４６を回転し、運転状態が変化すれば（ステップＺ
ｏｏ）再びステップ１０２以下の動作を繰り返す。
以上の動作を第３図に基づいて説明すると次のようにな
る。例えば排気制御弁４４が同図（Ｂ）の実線ａの位置
にある時、内圧Ｐが同図（Ａ）の実線ａのようにオーバ
ーラツプＴ内で大きくなるものとする。制御弁４４をす
、ｃ、ｄと次第に閉じてゆけば、排気弁２２から排気管
４０内を制御弁４４方向へ伝播する正の圧力波のうち、
膨張室４２における開放端での膨張により生じて戻って
ゆく負の圧力波χに対する、制御弁４４により反射され
て戻る正の圧力波ｙの強度割合ｙ／χは次第に大きくな
ってゆく。そして排気流路面積が１７２に絞られた全開
時にｙ＝χとなって、正・負の圧力波は排気弁２２付近
で互いに打消される。従ってこの時内圧Ｐは最小となる
。
る。例えば排気制御弁４４が同図（Ｂ）の実線ａの位置
にある時、内圧Ｐが同図（Ａ）の実線ａのようにオーバ
ーラツプＴ内で大きくなるものとする。制御弁４４をす
、ｃ、ｄと次第に閉じてゆけば、排気弁２２から排気管
４０内を制御弁４４方向へ伝播する正の圧力波のうち、
膨張室４２における開放端での膨張により生じて戻って
ゆく負の圧力波χに対する、制御弁４４により反射され
て戻る正の圧力波ｙの強度割合ｙ／χは次第に大きくな
ってゆく。そして排気流路面積が１７２に絞られた全開
時にｙ＝χとなって、正・負の圧力波は排気弁２２付近
で互いに打消される。従ってこの時内圧Ｐは最小となる
。
このようにオーバーラツプ時Ｔ内で内圧Ｐが最小となる
から、燃焼室から排気管４０への排気の流出が促進され
、また吸気管２４への吹き戻しは最も弱くなる。このた
め体積効率が向−Ｈし、出力特性が良好となる。
から、燃焼室から排気管４０への排気の流出が促進され
、また吸気管２４への吹き戻しは最も弱くなる。このた
め体積効率が向−Ｈし、出力特性が良好となる。
以りの実施例は、排気制御弁は排気管の下流側開放端付
近に設けたものであるが、本発明はこれに限られず、排
気管の途中等、排気系の他の場所に設けた場合にも有効
であり、本発明はこれを包含する。
近に設けたものであるが、本発明はこれに限られず、排
気管の途中等、排気系の他の場所に設けた場合にも有効
であり、本発明はこれを包含する。
（発明の効果）
本発明は以上のように、排気管内圧を監視し、この内圧
が最小となるように排気制御弁を制御するものでるから
、エンジン運転速度等の運転条件の影響を受けず最大の
出力特性を得るのに最も適する開度に排気制御弁を回動
させること力くできる。またエンジン特性の経年変化や
環境変イヒの影響を受けることもない。
が最小となるように排気制御弁を制御するものでるから
、エンジン運転速度等の運転条件の影響を受けず最大の
出力特性を得るのに最も適する開度に排気制御弁を回動
させること力くできる。またエンジン特性の経年変化や
環境変イヒの影響を受けることもない。
第１図は本発明の自動二輪車用の一実施例を示す全体図
、第２図はその機能ブロック図、第３図は動作説明図、
第４図は動作の流れ図である。 ２０・・・吸気弁、 ２２・・・排気弁、 ４０・・・排気管、 ４４・・・排気制御弁、 ６２・・・オーバーラツプ検出手段、 ６４・・・内圧増減判別手段、 ６６・・・回転方向判別手段。
、第２図はその機能ブロック図、第３図は動作説明図、
第４図は動作の流れ図である。 ２０・・・吸気弁、 ２２・・・排気弁、 ４０・・・排気管、 ４４・・・排気制御弁、 ６２・・・オーバーラツプ検出手段、 ６４・・・内圧増減判別手段、 ６６・・・回転方向判別手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 エンジンの運転状態に応じて排気流路面積を変える排気
制御弁を備える４サイクルエンジンにおいて、 前記エンジンの吸・排気弁のオーバーラップを検出する
オーバーラップ検出手段と、前記オーバーラップ時の排
気弁付近の排気管内圧を検出する内圧検出手段と、前記
排気管内圧の増減を検出する内圧増減判別手段と、前記
排気内圧が減少する前記排気制御弁の回動方向を求めそ
の方向へ前記排気制御弁を回動させる回転方向判別手段
とを備えることを特徴とするエンジンの排気制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4956487A JPH0759893B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | エンジンの排気制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4956487A JPH0759893B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | エンジンの排気制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63215824A true JPS63215824A (ja) | 1988-09-08 |
| JPH0759893B2 JPH0759893B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=12834700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4956487A Expired - Lifetime JPH0759893B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | エンジンの排気制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759893B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371568C (zh) * | 2003-08-20 | 2008-02-27 | 雅马哈发动机株式会社 | 多气缸发动机的排气装置及具有该装置的跨骑型车辆 |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP4956487A patent/JPH0759893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371568C (zh) * | 2003-08-20 | 2008-02-27 | 雅马哈发动机株式会社 | 多气缸发动机的排气装置及具有该装置的跨骑型车辆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0759893B2 (ja) | 1995-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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