JPH0621579B2 - Variable valve timing engine control method - Google Patents

Variable valve timing engine control method

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JPH0621579B2
JPH0621579B2 JP60025234A JP2523485A JPH0621579B2 JP H0621579 B2 JPH0621579 B2 JP H0621579B2 JP 60025234 A JP60025234 A JP 60025234A JP 2523485 A JP2523485 A JP 2523485A JP H0621579 B2 JPH0621579 B2 JP H0621579B2
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JP
Japan
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valve
supercharger
engine
timing
exhaust valve
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芳昭 柴田
豊一 梅花
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Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203Variable control of intake and exhaust valves
    • F02D13/0215Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only
    • F02D13/0219Variable control of intake and exhaust valves changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261Controlling the valve overlap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は機械式過給機と可変バルブタイミング機構とを
備えた内燃機関の制御方法に関する。
The present invention relates to a control method for an internal combustion engine including a mechanical supercharger and a variable valve timing mechanism.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

機関の出力を向上させるために過給機を設けられた内燃
機関がある。このような内燃機関において、過給機が効
いている高負荷運転時を考慮すると、燃焼室内の圧力が
過大となってノッキッグが発生するのを防止するため圧
縮比を小さくすることが必要であり、また過給機が効い
ていない軽負荷運転時を考慮すると、燃焼室内の圧力が
低いことから熱効率が低下して燃費が悪化するので、圧
縮比を大きくすることが必要である。しかして従来、過
給機の運転状態に応じて圧縮比を変化させるのと同様の
効果を得べく、吸気弁の開閉タイミングを変化させる内
燃機関が知られている(例えば、特開昭56-69411号公
報、実開昭58-90338号公報、実開昭59-49742号公報)。
There is an internal combustion engine provided with a supercharger to improve the output of the engine. In such an internal combustion engine, considering the high load operation in which the supercharger works, it is necessary to reduce the compression ratio in order to prevent the pressure in the combustion chamber from becoming excessive and knocking to occur. In addition, considering the light load operation in which the supercharger is not working, since the pressure in the combustion chamber is low, the thermal efficiency is reduced and the fuel efficiency is deteriorated. Therefore, it is necessary to increase the compression ratio. However, conventionally, there is known an internal combustion engine that changes the opening / closing timing of an intake valve in order to obtain the same effect as changing the compression ratio according to the operating state of the supercharger (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56- 69411, JP 58-90338, JP 59-49742).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

吸気弁が開弁し始めてから排気弁が閉弁し終わるまでの
いわゆるオーバーラップ期間を、過給機が駆動されてい
る間常に一定にすると、その後の過給圧の変化等、運転
状態の変化によって燃焼室内の残留ガスの掃気が必ずし
も良好な状態ではなくなるおそれがある。また、燃料噴
射を排気弁の閉弁前に行なうと、未燃の燃料が排気ポー
トから排出されることとなって、出力が不充分になるば
かりでなく、燃費が悪化するという問題を生じる。
If the so-called overlap period from the start of opening the intake valve to the end of closing the exhaust valve is always kept constant while the supercharger is driven, then changes in operating conditions such as changes in supercharging pressure will occur. Therefore, the scavenging of the residual gas in the combustion chamber may not always be in a good state. Further, if the fuel injection is performed before the exhaust valve is closed, unburned fuel is discharged from the exhaust port, resulting in not only insufficient output but also poor fuel efficiency.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、過給機が駆動されない時、吸気弁が開弁し始
めてから排気弁が閉弁し終わるまでのオーバーラップ期
間を過給機が駆動される時より小さく定め、過給機が駆
動される時には該オーバーラップ期間を、機関過給圧が
低いときには相対的に大きく、機関過給圧が高くなるに
つれて小さくなるように機関運転状態に応じて定め、燃
料噴射を排気弁の閉弁後に行うよう制御することを特徴
としている。
When the supercharger is not driven, the present invention sets the overlap period from the start of opening the intake valve to the end of closing the exhaust valve to be smaller than when the supercharger is driven, and the supercharger is driven. The overlap period is set to be relatively large when the engine supercharging pressure is low, and becomes smaller as the engine supercharging pressure becomes higher according to the engine operating state, and the fuel injection is performed after the exhaust valve is closed. It is characterized by controlling to perform.

〔実施例〕〔Example〕

以下図示実施例により本発明を説明する。 The present invention will be described below with reference to illustrated embodiments.

第2図は本発明の一実施例を適用した内燃機関を示す。
図において、エンジン本体10に形成されたシリンダボ
ア11内にはピストン12が摺動自在に支持され、この
ピストン12の上方には燃焼室13が形成される。燃焼
室13には吸気通路14と排気通路15が連通する。シ
リンダヘッド16に支持される吸気弁17および排気弁
18は、それぞれ吸気ポート19および排気ポート20
を開閉し、その開閉駆動はカム21,22により行なわ
れる。これらのカム21,22は、後述するように可変
バルブタイミング機構60によりそれぞれカム軸61,
62に対して相対回転変位させられ、吸気弁17および
排気弁18の開閉タイミングを変更させる。なお、吸気
ポート19の吸気弁17の近傍には燃料噴射弁23が設
けられ、また、シリンダヘッド16に取付けられたディ
ストリビュータ24には回転数検知器25が設けられ
る。
FIG. 2 shows an internal combustion engine to which an embodiment of the present invention is applied.
In the figure, a piston 12 is slidably supported in a cylinder bore 11 formed in an engine body 10, and a combustion chamber 13 is formed above the piston 12. An intake passage 14 and an exhaust passage 15 communicate with the combustion chamber 13. The intake valve 17 and the exhaust valve 18 supported by the cylinder head 16 include an intake port 19 and an exhaust port 20, respectively.
Is opened and closed, and its opening and closing drive is performed by the cams 21 and 22. These cams 21 and 22 are respectively connected to the cam shafts 61 and 61 by a variable valve timing mechanism 60 as described later.
It is relatively rotationally displaced with respect to 62, and changes the opening / closing timing of the intake valve 17 and the exhaust valve 18. A fuel injection valve 23 is provided near the intake valve 17 of the intake port 19, and a rotation speed detector 25 is provided at a distributor 24 attached to the cylinder head 16.

エアクリーナ26は吸気通路14の最も上流側に設けら
れ、エアフローメータ27はその下流側に位置し、さら
にその下流側にはスロットル弁28が配設される。スロ
ットル弁28はアクセルペダル29に連動して吸気通路
14内の流路面積を変化させる。吸気通路14のスーパ
ーチャージャ20の下流側にはサージタンク30が形成
され、サージタンク30には圧力検知器70が取付けら
れる。
The air cleaner 26 is provided on the most upstream side of the intake passage 14, the air flow meter 27 is located on the downstream side thereof, and further, the throttle valve 28 is disposed on the downstream side thereof. The throttle valve 28 changes the flow passage area in the intake passage 14 in conjunction with the accelerator pedal 29. A surge tank 30 is formed in the intake passage 14 downstream of the supercharger 20, and a pressure detector 70 is attached to the surge tank 30.

スーパーチャージャ20の駆動軸34は、電磁クラッチ
を有するプーリ35に連結され、このプーリ35は、エ
ンジン本体10に設けられたクランクプーリ36と無端
状のベルト37により連結される。したがってスーパー
チャージャ20は、電磁クラッチが接続状態にある時、
クランクプーリ36を介して駆動される。吸気通路14
のスーパーチャージャ20の上流側と下流側とはバイパ
ス通路38により接続され、バイパス通路38の途中に
はこれを開閉するバイパス弁39が設けられる。バイパ
ス弁39を開閉するアクチュエータ40は、シェル41
内のダイヤフラム42により区画して負圧室43を形成
するとともにこの負圧室43内にばね44を設けて構成
され、ダイヤフラム42はバイパス弁39に連結され
る。負圧室43には切換弁45を介して大気圧もしくは
負圧が選択的に導かれるようになっており、大気圧はエ
アクリーナ16の開口部46から導かれ、負圧はスロッ
トル弁28の下流側の負圧ポート47から導かれる。
The drive shaft 34 of the supercharger 20 is connected to a pulley 35 having an electromagnetic clutch, and this pulley 35 is connected to a crank pulley 36 provided on the engine body 10 by an endless belt 37. Therefore, when the electromagnetic clutch is in the connected state, the supercharger 20
It is driven via the crank pulley 36. Intake passage 14
An upstream side and a downstream side of the supercharger 20 are connected by a bypass passage 38, and a bypass valve 39 for opening and closing the bypass passage 38 is provided in the middle of the bypass passage 38. The actuator 40 that opens and closes the bypass valve 39 includes a shell 41
A diaphragm 42 is formed inside to form a negative pressure chamber 43, and a spring 44 is provided in the negative pressure chamber 43. The diaphragm 42 is connected to the bypass valve 39. Atmospheric pressure or negative pressure is selectively introduced into the negative pressure chamber 43 via the switching valve 45. The atmospheric pressure is introduced from the opening 46 of the air cleaner 16, and the negative pressure is provided downstream of the throttle valve 28. It is led from the negative pressure port 47 on the side.

切換弁45はマイクロコンピュータを備えた電子制御部
50により制御されてアクチュエータ40に大気圧もし
くは負圧を導く。すなわち、スーパーチャージャ20に
よる過給を必要としない軽負荷時、切換弁45はアクチ
ュエータ40にスロットル弁28の下流側の負圧を導く
ように制御される。しかして負圧が所定値以上の大きさ
であると、ダイヤフラム42はばね44に抗して下降
し、バイパス弁39はバイパス通路38を開放する。こ
れによりスーパーチャージャ20が駆動されていてもそ
の吐出空気の一部はバイパス通路38を還流してスーパ
ーチャージャ20の入口側へ戻り、スーパーチャージャ
20は実質的に過給を行なわない。これに対し、スーパ
ーチャージャ20による過給を必要とする高負荷時、切
換弁45はアクチュエータ40に大気圧を導くように制
御される。しかして負圧室43内は大気圧となり、バイ
パス弁39はばね44に付勢されてバイパス通路38を
閉塞し、これによりスーパーチャージャ20は過給を行
なうようになる。
The switching valve 45 is controlled by an electronic control unit 50 equipped with a microcomputer to guide the actuator 40 to atmospheric pressure or negative pressure. That is, at the time of a light load that does not require supercharging by the supercharger 20, the switching valve 45 is controlled so as to guide the negative pressure on the downstream side of the throttle valve 28 to the actuator 40. When the negative pressure is equal to or higher than the predetermined value, the diaphragm 42 moves down against the spring 44, and the bypass valve 39 opens the bypass passage 38. As a result, even if the supercharger 20 is driven, a part of the discharged air flows back through the bypass passage 38 and returns to the inlet side of the supercharger 20, and the supercharger 20 does not substantially perform supercharging. On the other hand, the switching valve 45 is controlled so as to guide the atmospheric pressure to the actuator 40 at the time of high load that requires supercharging by the supercharger 20. Then, the negative pressure chamber 43 becomes the atmospheric pressure, and the bypass valve 39 is biased by the spring 44 to close the bypass passage 38, whereby the supercharger 20 supercharges.

電子制御部50は、エアフローメータ27から吸入空気
量を示す信号、回転数検出器25からエンジン回転数を
示す信号、圧力検出器70からサージタンク30内の圧
力すなわち過給圧Pを示す信号を入力され、上述のよ
うなスーパーチャージャ20およびバイパス弁39の制
御を行なう他、次のように可変バルブタイミング機構6
0を制御してカム21,22をそれぞれカム軸61,6
2に対して相対回転変位させ、吸気弁17および排気弁
18の開閉タイミングを変更させる。
The electronic control unit 50 outputs a signal indicating the intake air amount from the air flow meter 27, a signal indicating the engine speed from the rotation speed detector 25, and a signal indicating the pressure in the surge tank 30 from the pressure detector 70, that is, the boost pressure P E. Is input to control the supercharger 20 and the bypass valve 39 as described above, and the variable valve timing mechanism 6 is operated as follows.
0 to control the cams 21 and 22 to the cam shafts 61 and 6 respectively.
The rotational opening and closing timings of the intake valve 17 and the exhaust valve 18 are changed by performing relative rotational displacement with respect to 2.

可変バルブタイミング機構60は第3図に示されるよう
に、カム軸61,62の一端に固定されるインナスリー
ブ601と、このインナスリーブ601に回転自在に嵌合さ
れ、かつタイミングプーリ63に固定されるアウタスリ
ーブ602とを有する。タイミングプーリ63は、図示し
ない無端状のベルトを介してクランク軸64に連結され
る。アウタスリーブ602とインナスリーブ601とは第4図
に示されるように互に傾斜したスリット602Aと601Aと
を持ち、このスリット内にベアリング603が配置され
る。ベアリング603を担持する軸604はカム軸61,62
の軸線と直交する軸線を持ち、インナスリーブ601内を
左右に摺動するスライダ605に取付けられる。スライダ6
05はナット606を介しステップモータ607の出力軸608に
連結される。ステップモータ607の回転運動は出力軸608
とナット606とのねじ嵌合によってスライダ605のカム軸
26方向の水平運動に変換される。そのため傾斜溝601
A,602A内をベアリング603が矢印Xの様に動き、イン
ナスリーブ601とアウタスリーブ602との相対回転運動を
惹起させる。したがって、インナスリーブ側のカム軸6
1,62とアウタスリーブ側のタイミングプーリ63、
換言すればクランク軸64との相対位置が変化する。こ
れによりカム軸21,22上のカム山がバルブステムに
取付けられたバルブリフタと係合するタイミング、換言
すればバルブタイミングが変化する。制御回路50はバ
ルブタイミングのこのような変化を制御するための信号
を可変バルブタイミング機構60、即ちステップモータ
607に印加する。
The variable valve timing mechanism 60 is, as shown in FIG. 3, fixed to the inner sleeve 601 fixed to one end of the cam shafts 61 and 62, rotatably fitted to the inner sleeve 601, and fixed to the timing pulley 63. Outer sleeve 602. The timing pulley 63 is connected to the crankshaft 64 via an endless belt (not shown). The outer sleeve 602 and the inner sleeve 601 have slits 602A and 601A which are inclined with respect to each other as shown in FIG. 4, and a bearing 603 is arranged in this slit. The shaft 604 carrying the bearing 603 is a cam shaft 61, 62.
It is attached to a slider 605 which has an axis line orthogonal to the axis line of and slides left and right in the inner sleeve 601. Slider 6
05 is connected to the output shaft 608 of the step motor 607 via the nut 606. The rotary motion of the step motor 607 is the output shaft 608.
By the screw fitting of the nut 606 with the nut 606, the slider 605 is converted into horizontal movement in the direction of the cam shaft 26. Therefore, the inclined groove 601
The bearing 603 moves in the A and 602A as shown by the arrow X, and causes relative rotation between the inner sleeve 601 and the outer sleeve 602. Therefore, the camshaft 6 on the inner sleeve side
1, 62 and a timing pulley 63 on the outer sleeve side,
In other words, the relative position to the crankshaft 64 changes. As a result, the timing at which the cam crests on the cam shafts 21 and 22 engage with the valve lifter attached to the valve stem, in other words, the valve timing changes. The control circuit 50 provides a signal for controlling such changes in valve timing to the variable valve timing mechanism 60, i.e. the step motor.
Apply to 607.

電子制御部50は、期間負荷の大きさに応じて吸気弁1
7および排気弁18の開閉タイミングを変える。例えば
機関負荷が所定値より小さい時、スーパーチャージャ2
0を停止させるとともに、第6図に破線で示されるよう
に、吸気弁17の開弁タイミングを相対的に遅くし、か
つ、排気弁18の開弁タイミングを相対的に早くする。
すなわち、ピストン上死点(TDC)付近において、第
5図(a)に示されるように、吸気弁17の開弁開始から
排気弁18の閉弁完了までのいわゆるオーバーラップ期
間θは相対的に短かい。そして、排気弁18が閉弁し
た後、第6図に破線で示されるように燃料噴射弁23が
燃料噴射を行なう。
The electronic control unit 50 controls the intake valve 1 according to the magnitude of the period load.
7 and the opening / closing timing of the exhaust valve 18 are changed. For example, when the engine load is smaller than a predetermined value, the supercharger 2
When 0 is stopped, the opening timing of the intake valve 17 is relatively delayed and the opening timing of the exhaust valve 18 is relatively advanced, as indicated by the broken line in FIG.
That is, near the piston top dead center (TDC), as shown in FIG. 5 (a), the so-called overlap period θ 1 from the start of opening the intake valve 17 to the completion of closing the exhaust valve 18 is relatively large. Short. After the exhaust valve 18 is closed, the fuel injection valve 23 injects fuel as shown by the broken line in FIG.

これに対し、機関負荷が所定値より大きい時、電子制御
部50はスーパーチャージャ20を駆動させるとともに
機関の運転状態に応じたオーバーラップ期間を定める
が、この場合、通常機関負荷が小さい時よりもオーバー
ラップ期間を長くする。電子制御部50は、例えば第6
図に実線でしめされるように、吸気弁17の開弁タイミ
ングを相対的に早くし、かつ、排気弁18の開弁タイミ
ングを相対的に遅くし、そして排気弁18の閉弁後、燃
料噴射を行なう。しかして、上死点付近において、第5
図(b)に示されるように、オーバーラップ期間θは相
対的に長く、吸気弁17の開弁開始時期のクランク角と
排気弁18の閉弁完了時期のクランク角との絶対値は相
互に略等しい。すなわちピストン12が上死点に達する
少し前(上死点前1/2θクランク角)から吸気弁17
が開弁し、ピストンが上死点を少し越えた点(上死点後
1/2θクランク角)において排気弁18が閉弁する。
このように、上死点前においては排気弁18のリフト量
が比較的大きく、燃焼室13内の残留ガスはピストン1
2の圧縮作用により排気ポート20から掃気され、上死
点後においては吸気弁17のリフト量が比較的大きく、
燃焼室13内の残留ガスはピストン12の下降に伴う吸
気ポート19からの新気の導入により排気ポート20か
ら掃気される。
On the other hand, when the engine load is larger than the predetermined value, the electronic control unit 50 drives the supercharger 20 and determines the overlap period according to the operating state of the engine. Increase the overlap period. The electronic control unit 50 is, for example, the sixth
As indicated by the solid line in the figure, the opening timing of the intake valve 17 is relatively advanced, the opening timing of the exhaust valve 18 is relatively delayed, and after the exhaust valve 18 is closed, Inject. Then, near the top dead center,
As shown in FIG. 6B, the overlap period θ 2 is relatively long, and the absolute values of the crank angle at the opening start timing of the intake valve 17 and the crank angle at the closing completion timing of the exhaust valve 18 are mutually equal. Is approximately equal to. That is, the intake valve 17 is started from just before the piston 12 reaches the top dead center (1 / 2θ 2 crank angle before the top dead center).
Is opened and the piston slightly exceeds top dead center (after top dead center
At 1 / 2θ 2 crank angle), the exhaust valve 18 closes.
As described above, the lift amount of the exhaust valve 18 is relatively large before the top dead center, and the residual gas in the combustion chamber 13 remains in the piston 1
2 is scavenged from the exhaust port 20 by the compression action, and the lift amount of the intake valve 17 is relatively large after top dead center,
The residual gas in the combustion chamber 13 is scavenged from the exhaust port 20 by the introduction of fresh air from the intake port 19 as the piston 12 descends.

さて本実施例においては、スーパーチャージャ20が駆
動される時、機関の運転状態すなわち過給圧の変化に応
じて再びオーバーラップ期間を定める。つまり、サージ
タンク30に設けた圧力検出器70より検知された過給
圧が所定値より高い場合、この過給圧によって燃料室1
3内の残留ガスは充分掃気されるため、オーバーラップ
期間を短かくし、逆に過給圧が所定値より低い場合、こ
の過給圧によっては残留ガスは充分掃気されないため、
オーバーラップ期間を長くするように定める。
Now, in the present embodiment, when the supercharger 20 is driven, the overlap period is determined again according to the operating state of the engine, that is, the change in supercharging pressure. That is, when the supercharging pressure detected by the pressure detector 70 provided in the surge tank 30 is higher than a predetermined value, the fuel chamber 1
Since the residual gas in 3 is sufficiently scavenged, the overlap period is shortened. Conversely, when the supercharging pressure is lower than a predetermined value, the residual gas is not sufficiently scavenged by this supercharging pressure.
Set the overlap period to be long.

第1図、第7図および第8図は電子制御部50の行なう
制御のフローチャートを示す。このフローチャートに示
されるサブルーチンを呼ぶメインルーチンにおいて、機
関のイグニッションキースイッチのONとともに、予め
フラグfは1にイニシャライズされている。ステップ10
1では、吸入空気量Qを機関回転数Nで剰した値Q/N
が負荷に対応するとして、このQ/Nが所定値Qより
大きいか否か判別する。初めは負荷は所定値Qより小
さいので、ステップ102へ移る。ステップ102ではフラグ
fが0か否か判別する。上述のようにメインルーチンで
f=1が設定されているので、初めてステップ102を実
行するときは否定判定され、ステップ103へ移ってスー
パーチャージャ20の電磁クラッチがOFFにされる。
そしてステップ104を実行し、吸気弁17の開弁タイミ
ングを遅らせる。
FIG. 1, FIG. 7 and FIG. 8 show flowcharts of control performed by the electronic control unit 50. In the main routine that calls the subroutine shown in this flowchart, the flag f is initialized to 1 in advance when the ignition key switch of the engine is turned on. Step 10
At 1, the intake air amount Q is the engine speed N surplus value Q / N
Corresponds to the load, it is determined whether or not this Q / N is larger than a predetermined value Q 1 . Initially, the load is smaller than the predetermined value Q 1 , so the routine proceeds to step 102. In step 102, it is determined whether the flag f is 0. Since f = 1 is set in the main routine as described above, a negative determination is made when step 102 is executed for the first time, and the process proceeds to step 103, where the electromagnetic clutch of supercharger 20 is turned off.
Then, step 104 is executed to delay the valve opening timing of the intake valve 17.

ステップ104では第7図に示されるフローチャートに従
ってサブルーチンが実行され、ステップモータ607(第
3図)が回転駆動されてカム21のカム軸61に対する
角度位置が変更される。すなわち、まずステップ201で
ステップモータ607の設定値つまり目標角度位置Iが読
み込まれる。この目標角度位置Iは吸気弁17の開弁タ
イミングによって定まる。次いでステップ202ではステ
ップモータ607の実際の角度位置Jを読み、ステップ203
で実際の角度位置Jが目標角度位置Iに実質的に等しい
か否かを判別する。もし等しければステップモータ607
の駆動を停止すべく、このサブルーチンは終了するが、
等しくなればステップ204の実行し、ステップモータ607
を1パルス分回転させる。この場合、モータ607の回転
方向は実際の角度位置Jが目標角度位置Iより大きいか
小さいかによって異なる。しかして再びステップ202を
実行し、ステップ203においてJ=Iとなるまで、ステ
ップ204,202,203のループが繰返される。
In step 104, a subroutine is executed according to the flowchart shown in FIG. 7, the step motor 607 (FIG. 3) is rotationally driven, and the angular position of the cam 21 with respect to the cam shaft 61 is changed. That is, first, at step 201, the set value of the step motor 607, that is, the target angular position I is read. The target angular position I is determined by the valve opening timing of the intake valve 17. Next, at step 202, the actual angular position J of the step motor 607 is read, and at step 203
Then, it is determined whether the actual angular position J is substantially equal to the target angular position I. Step motor 607 if equal
This subroutine ends to stop the driving of
If they are equal, step 204 is executed and step motor 607
Is rotated by one pulse. In this case, the rotation direction of the motor 607 differs depending on whether the actual angular position J is larger or smaller than the target angular position I. Then, step 202 is executed again, and the loop of steps 204, 202 and 203 is repeated until J = I in step 203.

吸気弁17の開弁タイミングの変更が行なわれると、次に
ステップ105を実行し、吸気弁18の開弁タイミングを
進ませる。この場合も、第7図のサブルーチンによりス
テップモータ607の制御が行なわれ、排気弁18に対応
するカム22のカム軸62に対する角度位置が変更され
る。そしてステップ106においてフラグfを0にセット
し、ステップ107を実行して排気弁18が閉弁している
か否かを判別する。初めはまだ排気弁18は閉じていな
いのでこのルーチンは終了し、後に排気弁18が閉じて
いると判定された時、ステップ108を実行して燃料噴射
を開始する。すなわち、このルーチンを2度目に実行す
る場合、ステップ101からステップ102へ移ると、この場
合f=0であるのでステップ107を実行してこのルーチ
ンを終了するが、やがて排気弁18が閉じると、ステッ
プ107からステップ108へ移って燃料噴射を行なってこの
ルーチンを終了する。
When the opening timing of the intake valve 17 is changed, step 105 is then executed to advance the opening timing of the intake valve 18. Also in this case, the step motor 607 is controlled by the subroutine of FIG. 7, and the angular position of the cam 22 corresponding to the exhaust valve 18 with respect to the cam shaft 62 is changed. Then, in step 106, the flag f is set to 0, and step 107 is executed to determine whether or not the exhaust valve 18 is closed. Since the exhaust valve 18 is not yet closed at the beginning, this routine ends, and when it is later determined that the exhaust valve 18 is closed, step 108 is executed to start the fuel injection. That is, when this routine is executed for the second time, when step 101 transfers to step 102, since f = 0 in this case, step 107 is executed and this routine ends, but when the exhaust valve 18 closes soon, The routine proceeds from step 107 to step 108, fuel injection is performed, and this routine ends.

さて、ステップ101において負荷が所定値より大きいと
判定された場合、上述と同様にしてステップ110以下が
実行される。まずステップ110においてフラグfが1か
否か判別されるが、その前までf=0であったので、こ
こでは否定判定されてステップ111へ移る。しかしてス
テップ111で電磁クラッチONにしてスーパーチャージ
ャ20を始動し、ステップ112においてフラグfを1に
する。
When it is determined in step 101 that the load is larger than the predetermined value, steps 110 and thereafter are executed in the same manner as described above. First, in step 110, it is judged whether or not the flag f is 1, but since f = 0 before that, a negative judgment is made here and the routine proceeds to step 111. Then, in step 111, the electromagnetic clutch is turned on to start the supercharger 20, and in step 112 the flag f is set to 1.

ステップ300では上述したように、スーパーチャージャ
20が駆動されない場合に比べて長いオーバーラップ期
間を設定する。この場合、機関の運転状態に応じて吸気
バルブタイミングおよび排気バルブタイミングを定める
ため、ステップ300では第8図に示されるフローチャー
トに従って実行されるサブルーチンを呼ぶ。このサブル
ーチンでは、まずステップ301において過給圧Pを読
み、ステップ302でこの過給圧Pに応じたオーバーラ
ップ量θを求める。オーバーラップ量θは第9図に示さ
れるように過給圧Pが大きくなるほど直接的に小さく
なるように定められ、過給圧P=0のとき最大値
θ、過給圧P=Pのとき最小値θをとり、万一
以上になった場合、最小値θをとるようになって
いる。ステップ303ではステップ302で求められたオーバ
ーラップ量θに基き、吸気バルブタイミングの変化量を
計算し、同様にステップ304では排気バルブタイミング
の変化量を計算する。すなわち、次のステップ305,306
においてステップモータ607を回転させるため、ステッ
プモータ607の目標角度位置Iを計算する。本実施例に
おいては、吸気および排気バルブタイミングの変化量は
同じであり、第5図(a),(b)に示されたのと同様に、吸
気弁17の開弁開始のクランク角と排気弁18の閉弁完
了のクランク角との各絶対値が相互に等しくなるように
なっている。しかしてステップ305において吸気バルブ
タイミングを変化させ、ステップ306において吸気バル
ブタイミングを変化させる。これらのバルブタイミング
の変更は、第1図のステップ104,105におけるのと同様
に第7図に示されるフローチャートに従って行なわれ
る。
In step 300, as described above, a longer overlap period is set as compared with the case where the supercharger 20 is not driven. In this case, in order to determine the intake valve timing and the exhaust valve timing according to the operating state of the engine, step 300 calls a subroutine executed according to the flowchart shown in FIG. In this subroutine, first, in step 301, the supercharging pressure P 3 is read, and in step 302, the overlap amount θ corresponding to the supercharging pressure P B is obtained. As shown in FIG. 9, the overlap amount θ is determined so as to directly decrease as the supercharging pressure P B increases. When the supercharging pressure P B = 0, the maximum value θ 2 and the supercharging pressure P B are set. = P 1, the minimum value θ 1 is taken, and if P 1 or more, the minimum value θ 1 is taken. In step 303, the amount of change in intake valve timing is calculated based on the overlap amount θ obtained in step 302, and similarly, in step 304, the amount of change in exhaust valve timing is calculated. That is, the next steps 305, 306
In order to rotate the step motor 607 at, the target angular position I of the step motor 607 is calculated. In this embodiment, the amount of change in the intake and exhaust valve timings is the same, and the crank angle and exhaust gas of the intake valve 17 at the opening start are the same as those shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The absolute values of the closing angle of the valve 18 and the crank angle are equal to each other. Then, in step 305, the intake valve timing is changed, and in step 306, the intake valve timing is changed. These valve timing changes are made in accordance with the flow chart shown in FIG. 7 as in steps 104 and 105 of FIG.

このように本実施例によれば、過給圧Pに応じてオー
バーラップ量を変化させ、常に燃焼室13内の残留ガス
を効果的に掃気させることができ、低負荷時の燃費、運
転性を確保しつつ高負荷時の出力性能を向上させること
のみが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the overlap amount can be changed according to the supercharging pressure P B, and the residual gas in the combustion chamber 13 can always be effectively scavenged. It is only possible to improve the output performance under high load while ensuring the performance.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明によれば、過給機非作動時にはバル
ブオーバーラップ期間を過給機作動時より小さく定め、
過給機作動時には該オーバーラップ期間を、過給圧が小
さい時に相対的に大きく、過給圧が大きくなるにつれて
小さくなるように機関運転状態に応じて定め、また排気
弁の閉弁後に燃料噴射を行なうようにしたので燃焼室内
の残留ガスを常に良好に掃気することができ、軽負荷時
における燃焼を良好に保ちつつ高負荷時における機関出
力および燃費を向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the valve overlap period is set to be smaller when the supercharger is not operating than when the supercharger is operating,
When the supercharger is operating, the overlap period is set to be relatively large when the supercharging pressure is small and decreases as the supercharging pressure increases, according to the engine operating state, and fuel injection is performed after the exhaust valve is closed. Therefore, the residual gas in the combustion chamber can always be scavenged satisfactorily, and the engine output and fuel consumption can be improved under high load while maintaining good combustion under light load.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例の制御を示すフローチャー
ト、第2図は本発明を適用した内燃機関を示す系統図、
第3図は可変バルブタイミング機構を示す断面図、第4
図は第3図のIV方向より見たスリット形状の矢視図、第
5図(a)は軽負荷時のバルブタイミングを示すグラフ、
第5図(b)は高負荷時のバルブタイミングを示すグラ
フ、第6図は吸気弁、排気弁および燃料噴射弁の作動タ
イミングを示すタイミングチャート、第7図はステップ
モータの制御を示すフローチャート、第8図は第1実施
例における制御を示すフローチャート、第9図は過給圧
とオーバーラップ量との関係を示すグラフである。 17……吸気弁、 18……排気弁、 20……スーパーチャージャ(過給機)、 23……燃料噴射弁、 25……回転数検知器、 70,71……圧力検出器、 72……排気温検知器、 73……触媒温検知器。
FIG. 1 is a flow chart showing the control of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a system diagram showing an internal combustion engine to which the present invention is applied,
FIG. 3 is a sectional view showing a variable valve timing mechanism, and FIG.
Fig. 5 is a view of the slit shape seen from the IV direction in Fig. 3, and Fig. 5 (a) is a graph showing the valve timing at light load.
FIG. 5 (b) is a graph showing valve timing at high load, FIG. 6 is a timing chart showing operation timings of the intake valve, the exhaust valve and the fuel injection valve, FIG. 7 is a flowchart showing control of the step motor, FIG. 8 is a flowchart showing the control in the first embodiment, and FIG. 9 is a graph showing the relationship between the supercharging pressure and the overlap amount. 17 ... Intake valve, 18 ... Exhaust valve, 20 ... Supercharger (supercharger), 23 ... Fuel injection valve, 25 ... Rotation speed detector, 70,71 ... Pressure detector, 72 ... Exhaust temperature detector, 73 ... Catalyst temperature detector.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/34 F 8011−3G (56)参考文献 特開 昭58−20934(JP,A) 特開 昭58−28588(JP,A) 実開 昭59−49742(JP,U) 特公 昭56−10445(JP,B2)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location F02D 41/34 F 8011-3G (56) Reference JP-A-58-20934 (JP, A) Special features Open Sho 58-28588 (JP, A) Actual Open Sho 59-49742 (JP, U) Japanese Patent Sho 56-10445 (JP, B2)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】機械式過給機を備えた可変バルブタイミン
グ機関の制御方法であって、過給機が駆動されない時、
吸気弁が開弁し始めてから排気弁が閉弁し終わるまでの
オーバーラップ期間を過給機が駆動される時より小さく
定め、過給機が駆動される時には該オーバーラップ期間
を、機関過給圧が低いときには相対的に大きく、機関過
給圧が高くなるにつれて小さくなるように機関運転状態
に応じて定め、燃料噴射を排気弁の閉弁後に行うよう制
御することを特徴とする可変バルブタイミング機関の制
御方法。
1. A method of controlling a variable valve timing engine having a mechanical supercharger, wherein the supercharger is not driven.
The overlap period from the start of opening the intake valve to the end of closing the exhaust valve is set to be smaller than when the supercharger is driven, and when the supercharger is driven, the overlap period is set to the engine supercharge. A variable valve timing characterized in that it is controlled so that it is relatively large when the pressure is low and decreases as the engine supercharging pressure becomes high, according to the engine operating state, and that fuel injection is performed after the exhaust valve is closed. Engine control method.
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