JP2002147261A - 電磁駆動弁の制御方法 - Google Patents
電磁駆動弁の制御方法Info
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- F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】内燃機関において、吸気ポートには、吸気弁が
開いた時点から吸気脈動圧力が生じ、その吸気脈動圧力
が負圧になってから吸気弁を閉じると、シリンダ内の混
合気が吸気ポートに逆流することがある。 【解決手段】シリンダヘッド１に取り付けられる吸気弁
３をあらじめ設定した基本閉じタイミング及び基本開き
タイミングで電磁駆動弁により開閉させる内燃機関にお
いて、シリンダヘッド１に形成された吸気ポート１１内
で、かつ吸気弁３の近傍に吸気圧センサ５を配設してお
き、吸気圧センサ５により吸気ポート１１内の脈動圧力
を検知し、検知した脈動圧力が正圧から負圧に変わる時
点に実際の閉じタイミングがほぼ一致するように基本閉
じタイミングを補正制御する。
開いた時点から吸気脈動圧力が生じ、その吸気脈動圧力
が負圧になってから吸気弁を閉じると、シリンダ内の混
合気が吸気ポートに逆流することがある。 【解決手段】シリンダヘッド１に取り付けられる吸気弁
３をあらじめ設定した基本閉じタイミング及び基本開き
タイミングで電磁駆動弁により開閉させる内燃機関にお
いて、シリンダヘッド１に形成された吸気ポート１１内
で、かつ吸気弁３の近傍に吸気圧センサ５を配設してお
き、吸気圧センサ５により吸気ポート１１内の脈動圧力
を検知し、検知した脈動圧力が正圧から負圧に変わる時
点に実際の閉じタイミングがほぼ一致するように基本閉
じタイミングを補正制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気弁
及び排気弁を開閉駆動する電磁駆動弁の制御方法に関す
る。
及び排気弁を開閉駆動する電磁駆動弁の制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関において、弁体である吸
気弁及び排気弁を開閉するために、電磁弁を使用するも
のが知られている。この種の電磁弁は、弁体に連結され
たプランジャの上方に第１電磁石及び第１スプリングを
配設し、プランジャの下方に第２電磁石及び第２スプリ
ングを配設し、それぞれの電磁石に通電されていない場
合にはプランジャが第１電磁石及び第２電磁石の中間の
中立位置に保持される構成である。そして、第１電磁石
に通電することにより、プランジャが第１電磁石に吸引
されて弁体が開成し、第２電磁石に通電することによ
り、プランジャが第２電磁石に吸引されて弁体が閉成す
るものである。
気弁及び排気弁を開閉するために、電磁弁を使用するも
のが知られている。この種の電磁弁は、弁体に連結され
たプランジャの上方に第１電磁石及び第１スプリングを
配設し、プランジャの下方に第２電磁石及び第２スプリ
ングを配設し、それぞれの電磁石に通電されていない場
合にはプランジャが第１電磁石及び第２電磁石の中間の
中立位置に保持される構成である。そして、第１電磁石
に通電することにより、プランジャが第１電磁石に吸引
されて弁体が開成し、第２電磁石に通電することによ
り、プランジャが第２電磁石に吸引されて弁体が閉成す
るものである。
【０００３】このような電磁弁を制御する場合、例え
ば、特開平１１−２８０４３２号公報に記載のもので
は、吸気圧とシリンダ内圧力との間の差圧を検知し、検
知した差圧に基づいて吸気弁を開弁するタイミングを決
定し、その決定したタイミングにおいて電磁弁に通電す
るものである。具体的には、シリンダ内圧力が吸気圧に
比して低圧である場合に吸気弁を開成するものである。
つまり、吸気圧がシリンダ内圧力より高い場合に吸気弁
を開弁することになるので、吸気弁がその差圧分吸気圧
に押されることとなり、吸気弁を開弁するのに必要な駆
動力の増加を防止することができるものです。
ば、特開平１１−２８０４３２号公報に記載のもので
は、吸気圧とシリンダ内圧力との間の差圧を検知し、検
知した差圧に基づいて吸気弁を開弁するタイミングを決
定し、その決定したタイミングにおいて電磁弁に通電す
るものである。具体的には、シリンダ内圧力が吸気圧に
比して低圧である場合に吸気弁を開成するものである。
つまり、吸気圧がシリンダ内圧力より高い場合に吸気弁
を開弁することになるので、吸気弁がその差圧分吸気圧
に押されることとなり、吸気弁を開弁するのに必要な駆
動力の増加を防止することができるものです。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、吸気は、吸
気管内において、脈動することが知られている。すなわ
ち、吸気弁が開成した際に吸気圧が変化し、その変化し
たことにより吸気圧が吸気弁とサージタンクとの間で反
射を繰り返すことにより、脈動圧力となる。上記公報の
ものにおいて、このような脈動圧力が生じると、吸気ポ
ート内に負圧の脈動圧力が生じている際に、吸気弁の閉
じタイミングが来ることがある。この場合には、吸気ポ
ート内の負圧により、シリンダ内の混合気が吸気ポート
に逆流する現象が生じることになった。つまり、シリン
ダ内の混合気の量が減少することになり、トルクの低下
等の不具合を生じるものとなった。
気管内において、脈動することが知られている。すなわ
ち、吸気弁が開成した際に吸気圧が変化し、その変化し
たことにより吸気圧が吸気弁とサージタンクとの間で反
射を繰り返すことにより、脈動圧力となる。上記公報の
ものにおいて、このような脈動圧力が生じると、吸気ポ
ート内に負圧の脈動圧力が生じている際に、吸気弁の閉
じタイミングが来ることがある。この場合には、吸気ポ
ート内の負圧により、シリンダ内の混合気が吸気ポート
に逆流する現象が生じることになった。つまり、シリン
ダ内の混合気の量が減少することになり、トルクの低下
等の不具合を生じるものとなった。
【０００５】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
とを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る電磁駆動弁の制御方法は、
シリンダヘッドに取り付けられる吸気弁をあらじめ設定
した基本閉じタイミング及び基本開きタイミングで電磁
駆動弁により開閉させる内燃機関において、シリンダヘ
ッドに形成された吸気ポート内で、かつ吸気弁の近傍に
吸気圧センサを配設しておき、吸気圧センサにより吸気
ポート内の脈動圧力を検知し、検知した脈動圧力が正圧
から負圧に変わる時点に実際の閉じタイミングがほぼ一
致するように基本閉じタイミングを補正制御することを
特徴とする。
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る電磁駆動弁の制御方法は、
シリンダヘッドに取り付けられる吸気弁をあらじめ設定
した基本閉じタイミング及び基本開きタイミングで電磁
駆動弁により開閉させる内燃機関において、シリンダヘ
ッドに形成された吸気ポート内で、かつ吸気弁の近傍に
吸気圧センサを配設しておき、吸気圧センサにより吸気
ポート内の脈動圧力を検知し、検知した脈動圧力が正圧
から負圧に変わる時点に実際の閉じタイミングがほぼ一
致するように基本閉じタイミングを補正制御することを
特徴とする。
【０００７】このような構成のものであれば、内燃機関
毎の吸気ポートの微妙な長さのバラツキ、あるいは大気
圧の状態や吸気の温度等に起因して吸気ポート内の脈動
圧力が変化する場合に、基本閉じタイミングを吸気ポー
ト内の脈動圧力が正圧から負圧に変化する時点にほぼ一
致するように補正制御して、最適な吸気弁の閉じタイミ
ングとすることになる。したがって、吸気ポート内が負
圧になる前に吸気弁を確実に閉じることが可能になり、
吸気ポート内が負圧になり、シリンダ内に吸入された混
合気が、その負圧のために吸気ポートに逆流することを
防止することが可能になる。したがって、シリンダ内に
吸入された混合気の量が減少せず、吸気弁全開時のトル
クを向上させることが可能になる。
毎の吸気ポートの微妙な長さのバラツキ、あるいは大気
圧の状態や吸気の温度等に起因して吸気ポート内の脈動
圧力が変化する場合に、基本閉じタイミングを吸気ポー
ト内の脈動圧力が正圧から負圧に変化する時点にほぼ一
致するように補正制御して、最適な吸気弁の閉じタイミ
ングとすることになる。したがって、吸気ポート内が負
圧になる前に吸気弁を確実に閉じることが可能になり、
吸気ポート内が負圧になり、シリンダ内に吸入された混
合気が、その負圧のために吸気ポートに逆流することを
防止することが可能になる。したがって、シリンダ内に
吸入された混合気の量が減少せず、吸気弁全開時のトル
クを向上させることが可能になる。
【０００８】また、本発明に係る電磁弁の制御方法は、
シリンダヘッドに取り付けられる排気弁をあらじめ設定
した基本閉じタイミング及び基本開きタイミングで電磁
駆動弁により開閉させる内燃機関において、シリンダヘ
ッドに形成された排気ポート内で、かつ排気弁の近傍に
排気圧センサを配設しておき、排気圧センサにより排気
ポート内の脈動圧力を検知し、検知した脈動圧力が正圧
から負圧に変わる時点に実際の開きタイミングがほぼ一
致するように基本開きタイミングを補正制御することを
特徴とする。
シリンダヘッドに取り付けられる排気弁をあらじめ設定
した基本閉じタイミング及び基本開きタイミングで電磁
駆動弁により開閉させる内燃機関において、シリンダヘ
ッドに形成された排気ポート内で、かつ排気弁の近傍に
排気圧センサを配設しておき、排気圧センサにより排気
ポート内の脈動圧力を検知し、検知した脈動圧力が正圧
から負圧に変わる時点に実際の開きタイミングがほぼ一
致するように基本開きタイミングを補正制御することを
特徴とする。
【０００９】このような構成のものであれば、内燃機関
毎の排気ポートの微妙な長さのバラツキ、あるいは大気
圧の状態や吸気の温度等に起因して排気ポート内の脈動
圧力が変化する場合に、基本開きタイミングを排気ポー
ト内の脈動圧力が正圧から負圧に変化する時点にほぼ一
致するように補正制御して、最適な排気弁の開きタイミ
ングとすることになる。したがって、排気ポート内が負
圧になり、シリンダ内の燃焼後の排気ガスが、その負圧
のために排気ポートに吸い出される。この結果、シリン
ダ内に滞留する排気ガスを迅速に排出することができ、
その後の混合気と排気ガスとのガス交換が速やかに行わ
れて、排気弁全開時のトルクを向上させることが可能に
なる。
毎の排気ポートの微妙な長さのバラツキ、あるいは大気
圧の状態や吸気の温度等に起因して排気ポート内の脈動
圧力が変化する場合に、基本開きタイミングを排気ポー
ト内の脈動圧力が正圧から負圧に変化する時点にほぼ一
致するように補正制御して、最適な排気弁の開きタイミ
ングとすることになる。したがって、排気ポート内が負
圧になり、シリンダ内の燃焼後の排気ガスが、その負圧
のために排気ポートに吸い出される。この結果、シリン
ダ内に滞留する排気ガスを迅速に排出することができ、
その後の混合気と排気ガスとのガス交換が速やかに行わ
れて、排気弁全開時のトルクを向上させることが可能に
なる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１１】図１に示す内燃機関である４サイクルエン
ジンは、水冷式で、シリンダヘッド１及びシリンダブロ
ック２を備えている。シリンダヘッド１には、弁体であ
る吸気弁３及び排気弁４と、スパークプラグＳＰとが取
り付けてある。吸気弁３は、吸気ポート１１を開閉する
ように取り付けてあり、また排気弁４は、排気ポート１
２を開閉するように取り付けてある。吸気ポート１１の
吸気弁３近傍の位置には、吸気圧を検知するための吸気
圧センサ５が、また排気ポート１２の排気弁４近傍の位
置には、排気圧を検知するための排気圧センサ６がそれ
ぞれ取り付けてある。吸気弁３及び排気弁４に対して
は、シリンダヘッド１上面に固定された取付部材７を介
して、電磁駆動弁すなわち電磁アクチュエータ１００が
取り付けてある。
ジンは、水冷式で、シリンダヘッド１及びシリンダブロ
ック２を備えている。シリンダヘッド１には、弁体であ
る吸気弁３及び排気弁４と、スパークプラグＳＰとが取
り付けてある。吸気弁３は、吸気ポート１１を開閉する
ように取り付けてあり、また排気弁４は、排気ポート１
２を開閉するように取り付けてある。吸気ポート１１の
吸気弁３近傍の位置には、吸気圧を検知するための吸気
圧センサ５が、また排気ポート１２の排気弁４近傍の位
置には、排気圧を検知するための排気圧センサ６がそれ
ぞれ取り付けてある。吸気弁３及び排気弁４に対して
は、シリンダヘッド１上面に固定された取付部材７を介
して、電磁駆動弁すなわち電磁アクチュエータ１００が
取り付けてある。
【００１２】吸気圧センサ５及び排気圧センサ６は、図
２に示す、エンジンの運転を制御する電子制御装置ＥＣ
Ｕに接続される。電子制御装置ＥＣＵは、中央演算処理
装置ＣＰＵと記憶装置ＳＤと入力及び出力インターフェ
ースＩＩＯ，ＯＩＯとを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムから構成されている。入力インターフェー
スＩＩＯには、吸気圧センサ５及び排気圧センサ６、大
気圧センサＡＳ、温度センサＴＳ、クランク角度センサ
ＣＳ、回転数センサＲＳ等の運転状態を検出するための
各種のセンサが接続される。また、出力インターフェー
スＯＩＯには、電磁アクチュエータ１００、燃料噴射弁
ＩＮＪやスパークプラグＳＰ等が電気的に接続される。
この電子制御装置ＥＣＵは、例えば吸気圧とエンジン回
転数とに基づいて燃料量を演算したり、電磁アクチュエ
ータ１００の作動タイミングすなわち吸気弁３及び排気
弁４の開きタイミング及び閉じタイミング、及び作動時
間を制御するものである。
２に示す、エンジンの運転を制御する電子制御装置ＥＣ
Ｕに接続される。電子制御装置ＥＣＵは、中央演算処理
装置ＣＰＵと記憶装置ＳＤと入力及び出力インターフェ
ースＩＩＯ，ＯＩＯとを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムから構成されている。入力インターフェー
スＩＩＯには、吸気圧センサ５及び排気圧センサ６、大
気圧センサＡＳ、温度センサＴＳ、クランク角度センサ
ＣＳ、回転数センサＲＳ等の運転状態を検出するための
各種のセンサが接続される。また、出力インターフェー
スＯＩＯには、電磁アクチュエータ１００、燃料噴射弁
ＩＮＪやスパークプラグＳＰ等が電気的に接続される。
この電子制御装置ＥＣＵは、例えば吸気圧とエンジン回
転数とに基づいて燃料量を演算したり、電磁アクチュエ
ータ１００の作動タイミングすなわち吸気弁３及び排気
弁４の開きタイミング及び閉じタイミング、及び作動時
間を制御するものである。
【００１３】電磁アクチュエータ１００は、鉄心１０１
と、その鉄心１０１に巻回される上及び下電磁コイルＵ
ＣＬ，ＬＣＬと、鉄心１０１内の空間を往復作動する駆
動軸ＤＳと、その駆動軸ＤＳに固定される可動子Ｐと、
駆動軸ＤＳを吸気弁３あるいは排気弁４が開成する方向
に付勢するコイルスプリングＣＳと、駆動軸ＤＳを支持
する支持部材Ｂと、コイルスプリングＣＳの付勢力を調
整するネジ部材ＡＢとを具備している。
と、その鉄心１０１に巻回される上及び下電磁コイルＵ
ＣＬ，ＬＣＬと、鉄心１０１内の空間を往復作動する駆
動軸ＤＳと、その駆動軸ＤＳに固定される可動子Ｐと、
駆動軸ＤＳを吸気弁３あるいは排気弁４が開成する方向
に付勢するコイルスプリングＣＳと、駆動軸ＤＳを支持
する支持部材Ｂと、コイルスプリングＣＳの付勢力を調
整するネジ部材ＡＢとを具備している。
【００１４】鉄心１０１は、駆動軸ＤＳを引き上げるた
めの上電磁コイルＵＣＬが巻回され、かつコイルスプリ
ングＣＳが内蔵される上鉄心部材１１１と、駆動軸ＤＳ
を引き下げるための下電磁コイルＬＣＬが巻回され、か
つ支持部材Ｂが内蔵される下鉄心部材１１２と、上鉄心
部材１１１と下鉄心部材１１２との間に介在させる中間
鉄心部材１１３とからなる。上鉄心部材１１１の中央部
の内部には、駆動軸ＤＳを引き上げるコイルスプリング
ＣＳが内蔵される。
めの上電磁コイルＵＣＬが巻回され、かつコイルスプリ
ングＣＳが内蔵される上鉄心部材１１１と、駆動軸ＤＳ
を引き下げるための下電磁コイルＬＣＬが巻回され、か
つ支持部材Ｂが内蔵される下鉄心部材１１２と、上鉄心
部材１１１と下鉄心部材１１２との間に介在させる中間
鉄心部材１１３とからなる。上鉄心部材１１１の中央部
の内部には、駆動軸ＤＳを引き上げるコイルスプリング
ＣＳが内蔵される。
【００１５】可動子Ｐは、駆動軸ＤＳの上端部にボルト
・ナットにより固定されるもので、鉄心１０１の中央に
設けられた空間の内法と略同一の外形寸法に形成してあ
る。
・ナットにより固定されるもので、鉄心１０１の中央に
設けられた空間の内法と略同一の外形寸法に形成してあ
る。
【００１６】ネジ部材ＡＢは、その中央部にコイルスプ
リングＣＳの上端位置を調整するためのオネジ部材ＡＢ
ａと、このオネジ部材ＡＢａが螺合するメネジ部材ＡＢ
ｂとからなる。このオネジ部材ＡＢａを締め込むことに
より、コイルスプリングＣＳの上端が下方に移動し、逆
に緩めることにより、コイルスプリングＣＳの上端が上
方に移動し、コイルスプリングＣＳの弾性力を調整でき
るようになっている。
リングＣＳの上端位置を調整するためのオネジ部材ＡＢ
ａと、このオネジ部材ＡＢａが螺合するメネジ部材ＡＢ
ｂとからなる。このオネジ部材ＡＢａを締め込むことに
より、コイルスプリングＣＳの上端が下方に移動し、逆
に緩めることにより、コイルスプリングＣＳの上端が上
方に移動し、コイルスプリングＣＳの弾性力を調整でき
るようになっている。
【００１７】以上の構成において、電磁アクチュエータ
１００の基本的な動作を説明する。この電磁アクチュエ
ータ１００は、上及び下電磁コイルＵＣＬ，ＬＣＬに駆
動電圧が印加されない場合は、可動子Ｐに電磁力が作用
せず、鉄心１０１の内部空間の中央位置で釣り合って静
止する。この状態では、吸気弁３及び排気弁４は、全閉
と全開との中間位置で開成しており、上電磁コイルＵＣ
Ｌに駆動電圧が印加されると、コイルスプリングＣＳの
付勢力に抗し、かつ吸気弁３及び排気弁４を全閉方向に
付勢する弁体コイルスプリングＶＳに付勢されて可動子
Ｐが上側に引き上げられ、駆動軸ＤＳが上側に移動して
吸気弁３及び排気弁４が全閉となる。一方、上電磁コイ
ルＵＣＬを断電し、下電磁コイルＬＣＬに通電すると、
コイルスプリングＣＳに付勢され、弁体コイルスプリン
グＶＳの付勢力に抗して可動子Ｐは下側に引き下げら
れ、駆動軸ＤＳが吸気弁３及び排気弁４を押し下げて開
成させる。
１００の基本的な動作を説明する。この電磁アクチュエ
ータ１００は、上及び下電磁コイルＵＣＬ，ＬＣＬに駆
動電圧が印加されない場合は、可動子Ｐに電磁力が作用
せず、鉄心１０１の内部空間の中央位置で釣り合って静
止する。この状態では、吸気弁３及び排気弁４は、全閉
と全開との中間位置で開成しており、上電磁コイルＵＣ
Ｌに駆動電圧が印加されると、コイルスプリングＣＳの
付勢力に抗し、かつ吸気弁３及び排気弁４を全閉方向に
付勢する弁体コイルスプリングＶＳに付勢されて可動子
Ｐが上側に引き上げられ、駆動軸ＤＳが上側に移動して
吸気弁３及び排気弁４が全閉となる。一方、上電磁コイ
ルＵＣＬを断電し、下電磁コイルＬＣＬに通電すると、
コイルスプリングＣＳに付勢され、弁体コイルスプリン
グＶＳの付勢力に抗して可動子Ｐは下側に引き下げら
れ、駆動軸ＤＳが吸気弁３及び排気弁４を押し下げて開
成させる。
【００１８】電磁アクチュエータ１００を制御して、吸
気弁３及び排気弁４を開閉制御するために、電子制御装
置ＥＣＵには、吸気弁３及び排気弁４の基本となる吸気
弁基本開きタイミング、吸気弁基本閉じタイミング、排
気弁基本開きタイミング及び排気弁基本閉じタイミング
が、例えばマップにして設定してある。それぞれの基本
開きタイミング及び基本閉じタイミングは、クランク角
度を基準にして設定してある。吸気弁基本開きタイミン
グは、上死点ＴＤＣの手前例えば上死点ＴＤＣの６°
（クランク角度）手前に設定してあり、吸気弁基本閉じ
タイミングは下死点ＢＤＣ後例えば下死点ＢＤＣの５４
°（クランク角度）後に設定してある。また、排気弁基
本開きタイミングは、下死点ＢＤＣの手前例えば下死点
ＢＤＣの５４°（クランク角度）手前に設定してあり、
排気弁基本閉じタイミングは上死点ＴＤＣ後例えば上死
点ＴＤＣの６°後に設定してある。したがって、吸気弁
３と排気弁４とは、上死点ＵＤＣの前後において開状態
がオーバーラップするものである。
気弁３及び排気弁４を開閉制御するために、電子制御装
置ＥＣＵには、吸気弁３及び排気弁４の基本となる吸気
弁基本開きタイミング、吸気弁基本閉じタイミング、排
気弁基本開きタイミング及び排気弁基本閉じタイミング
が、例えばマップにして設定してある。それぞれの基本
開きタイミング及び基本閉じタイミングは、クランク角
度を基準にして設定してある。吸気弁基本開きタイミン
グは、上死点ＴＤＣの手前例えば上死点ＴＤＣの６°
（クランク角度）手前に設定してあり、吸気弁基本閉じ
タイミングは下死点ＢＤＣ後例えば下死点ＢＤＣの５４
°（クランク角度）後に設定してある。また、排気弁基
本開きタイミングは、下死点ＢＤＣの手前例えば下死点
ＢＤＣの５４°（クランク角度）手前に設定してあり、
排気弁基本閉じタイミングは上死点ＴＤＣ後例えば上死
点ＴＤＣの６°後に設定してある。したがって、吸気弁
３と排気弁４とは、上死点ＵＤＣの前後において開状態
がオーバーラップするものである。
【００１９】吸気弁３の実際の閉じタイミング（以下、
実吸気弁閉じタイミングと称する）及び排気弁４の実際
の開きタイミング（以下、実排気弁開きタイミングと称
する）は、吸気圧センサ５から出力される吸気圧信号及
び排気圧センサ６から出力される排気圧信号に基づいて
吸気弁基本閉じタイミング及び排気弁基本開きタイミン
グを補正して設定される。具体的には、吸気弁３の場
合、吸気圧センサ５が検知した吸気ポート１１内の吸気
脈動圧力が正圧から負圧に変わる時点に、吸気弁３の実
閉じタイミングがほぼ一致するように、基本閉じタイミ
ングを補正制御するものである。また、排気弁４の場
合、排気圧センサ６が検知した排気ポート１２内の排気
脈動圧力が正圧から負圧に変わる時点に、排気弁４の実
開きタイミングがほぼ一致するように、基本開きタイミ
ングを補正制御するものである。
実吸気弁閉じタイミングと称する）及び排気弁４の実際
の開きタイミング（以下、実排気弁開きタイミングと称
する）は、吸気圧センサ５から出力される吸気圧信号及
び排気圧センサ６から出力される排気圧信号に基づいて
吸気弁基本閉じタイミング及び排気弁基本開きタイミン
グを補正して設定される。具体的には、吸気弁３の場
合、吸気圧センサ５が検知した吸気ポート１１内の吸気
脈動圧力が正圧から負圧に変わる時点に、吸気弁３の実
閉じタイミングがほぼ一致するように、基本閉じタイミ
ングを補正制御するものである。また、排気弁４の場
合、排気圧センサ６が検知した排気ポート１２内の排気
脈動圧力が正圧から負圧に変わる時点に、排気弁４の実
開きタイミングがほぼ一致するように、基本開きタイミ
ングを補正制御するものである。
【００２０】吸気脈動圧力は、図３の（ａ）、（ｂ）及
び（ｃ）に示すように、エンジン回転数によりその振幅
が変化する。図３において、縦軸は、圧力を示し、横軸
はクランク角である。縦軸の１目盛は、同図の（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）において同じスケールである。吸気脈
動圧力は、エンジン回転数が低い場合（図３の
（ａ））、吸気脈動圧力の振幅は小さく、エンジン回転
数が高くなるほど、振幅は大きくなる（図３の（ｃ）に
示すものが（ｂ）のものよりエンジン回転数が高い）。
これに対して、排気脈動圧力は、図４の（ａ）、（ｂ）
及び（ｃ）に示すように、エンジン回転数が変化して
も、ほぼ同様の振幅であり、またクランク軸が２回転す
る間の脈動傾向もほぼ同様である。図４において、
（ａ）がエンジン回転数が低い場合であり、（ｂ）、
（ｃ）の順に高くなる。また、吸気脈動圧力の変化の周
期つまり周波数は、吸気ポート１１の長さによってほぼ
決まり、また排気脈動圧力の周波数は、排気ポート１２
の長さによってほぼ決まる。したがって、エンジンが異
なると、つまりエンジン毎にこれらの周波数は微妙に異
なるもので、周波数が異なるために、吸気弁基本開きタ
イミング及び排気弁基本閉じタイミングで吸気弁３及び
排気弁４を制御していると、燃焼室ＣＣ内のガス交換の
効率が低下するものである。
び（ｃ）に示すように、エンジン回転数によりその振幅
が変化する。図３において、縦軸は、圧力を示し、横軸
はクランク角である。縦軸の１目盛は、同図の（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）において同じスケールである。吸気脈
動圧力は、エンジン回転数が低い場合（図３の
（ａ））、吸気脈動圧力の振幅は小さく、エンジン回転
数が高くなるほど、振幅は大きくなる（図３の（ｃ）に
示すものが（ｂ）のものよりエンジン回転数が高い）。
これに対して、排気脈動圧力は、図４の（ａ）、（ｂ）
及び（ｃ）に示すように、エンジン回転数が変化して
も、ほぼ同様の振幅であり、またクランク軸が２回転す
る間の脈動傾向もほぼ同様である。図４において、
（ａ）がエンジン回転数が低い場合であり、（ｂ）、
（ｃ）の順に高くなる。また、吸気脈動圧力の変化の周
期つまり周波数は、吸気ポート１１の長さによってほぼ
決まり、また排気脈動圧力の周波数は、排気ポート１２
の長さによってほぼ決まる。したがって、エンジンが異
なると、つまりエンジン毎にこれらの周波数は微妙に異
なるもので、周波数が異なるために、吸気弁基本開きタ
イミング及び排気弁基本閉じタイミングで吸気弁３及び
排気弁４を制御していると、燃焼室ＣＣ内のガス交換の
効率が低下するものである。
【００２１】吸気弁３の開閉制御について、図５及び図
６を参照して、説明する。運転中のエンジンにおいて、
吸気弁基本開きタイミングとなると、電磁アクチュエー
タ１００の上電磁コイルＵＣＬに通電して、吸気弁３を
開成する。吸気弁３が開くことにより、吸気ポート１１
内には、図６に示すように、吸気脈動圧力が発生する。
吸気弁３が開成している間に、吸気脈動圧力は正圧と負
圧とを繰り返す。なお、運転が連続している場合、吸気
弁３が閉じた後、次に開くまでの間、吸気脈動圧力は吸
気ポート１１内に残存するので、吸気弁３が開いた瞬間
には吸気ポート１１内には吸気脈動圧力が存在すること
になり、今回開いた際の吸気脈動圧力と合成される。そ
して、吸気弁３を開成した後の吸気脈動圧力の変化を吸
気圧センサにより検知する（ステップＳ１）。この吸気
脈動圧力の検知は、所定の短い周期で繰り返し行うもの
である。
６を参照して、説明する。運転中のエンジンにおいて、
吸気弁基本開きタイミングとなると、電磁アクチュエー
タ１００の上電磁コイルＵＣＬに通電して、吸気弁３を
開成する。吸気弁３が開くことにより、吸気ポート１１
内には、図６に示すように、吸気脈動圧力が発生する。
吸気弁３が開成している間に、吸気脈動圧力は正圧と負
圧とを繰り返す。なお、運転が連続している場合、吸気
弁３が閉じた後、次に開くまでの間、吸気脈動圧力は吸
気ポート１１内に残存するので、吸気弁３が開いた瞬間
には吸気ポート１１内には吸気脈動圧力が存在すること
になり、今回開いた際の吸気脈動圧力と合成される。そ
して、吸気弁３を開成した後の吸気脈動圧力の変化を吸
気圧センサにより検知する（ステップＳ１）。この吸気
脈動圧力の検知は、所定の短い周期で繰り返し行うもの
である。
【００２２】次に、吸気弁３の開成後、上記した検知期
間において検知した吸気脈動圧力が正圧側でほぼ０か否
かを判定する（ステップＳ２）。この判定において、検
知した吸気脈動圧力が正圧側でほぼ０である場合に、ス
テップＳ３において、吸気弁基本閉じタイミングを補正
して、吸気弁実閉じタイミングを設定する。そして、吸
気弁３は、吸気弁実閉じタイミングにより電磁アクチュ
エータ１００の下電磁コイルＬＣＬに通電することによ
り閉成制御される。検知した吸気脈動圧力が正圧側でほ
ぼ０でない場合には、ステップＳ１に戻り、その後ステ
ップＳ２を実行して、検知した吸気脈動圧力が正圧側で
ほぼ０となった時点で吸気弁基本閉じタイミングを補正
して、吸気弁３の閉じるタイミングが、吸気脈動圧力の
正圧から負圧への切り換わり点にほぼ一致するように、
吸気弁実閉じタイミングを設定する。したがって、図６
において、点線で示す吸気弁基本閉じタイミングから、
実線で示す吸気弁実閉じタイミングで吸気弁３が閉じら
れる。なお、この吸気弁実閉じタイミングを学習して、
つまり電子制御装置ＥＣＵにおいて記憶し、次回の吸気
弁基本閉じタイミングの補正の際に、学習した吸気弁実
閉じタイミングを補正するようにしてもよい。
間において検知した吸気脈動圧力が正圧側でほぼ０か否
かを判定する（ステップＳ２）。この判定において、検
知した吸気脈動圧力が正圧側でほぼ０である場合に、ス
テップＳ３において、吸気弁基本閉じタイミングを補正
して、吸気弁実閉じタイミングを設定する。そして、吸
気弁３は、吸気弁実閉じタイミングにより電磁アクチュ
エータ１００の下電磁コイルＬＣＬに通電することによ
り閉成制御される。検知した吸気脈動圧力が正圧側でほ
ぼ０でない場合には、ステップＳ１に戻り、その後ステ
ップＳ２を実行して、検知した吸気脈動圧力が正圧側で
ほぼ０となった時点で吸気弁基本閉じタイミングを補正
して、吸気弁３の閉じるタイミングが、吸気脈動圧力の
正圧から負圧への切り換わり点にほぼ一致するように、
吸気弁実閉じタイミングを設定する。したがって、図６
において、点線で示す吸気弁基本閉じタイミングから、
実線で示す吸気弁実閉じタイミングで吸気弁３が閉じら
れる。なお、この吸気弁実閉じタイミングを学習して、
つまり電子制御装置ＥＣＵにおいて記憶し、次回の吸気
弁基本閉じタイミングの補正の際に、学習した吸気弁実
閉じタイミングを補正するようにしてもよい。
【００２３】このように、吸気弁３の閉じタイミング
を、吸気脈動圧力の正圧から負圧へ切り換わる直前に検
知して、吸気脈動圧力が正圧から負圧に切り換わる時点
にほぼ一致して吸気弁３が閉じるように制御するので、
吸気弁３を閉じるタイミングで吸気ポート１１内の圧力
が負圧になっていることがない。したがって、一旦燃焼
室ＣＣに吸入された混合気が吸気ポート１１側に逆流あ
るいは吹き返しすることを防止することができる。この
ため、燃焼室ＣＣ内に、吸入されたより多くの混合気が
閉じ込められることとなり、吸気弁３全開時のトルクを
向上させることができる。
を、吸気脈動圧力の正圧から負圧へ切り換わる直前に検
知して、吸気脈動圧力が正圧から負圧に切り換わる時点
にほぼ一致して吸気弁３が閉じるように制御するので、
吸気弁３を閉じるタイミングで吸気ポート１１内の圧力
が負圧になっていることがない。したがって、一旦燃焼
室ＣＣに吸入された混合気が吸気ポート１１側に逆流あ
るいは吹き返しすることを防止することができる。この
ため、燃焼室ＣＣ内に、吸入されたより多くの混合気が
閉じ込められることとなり、吸気弁３全開時のトルクを
向上させることができる。
【００２４】次に、排気弁４の開閉制御について、図７
及び図８を参照して、説明する。まず、ステップＳ１
で、排気弁４の排気弁基本開きタイミングであるか否か
を判定する。排気弁基本開きタイミングである場合は、
この時の排気ポート１２の排気脈動圧力が負圧か否かを
判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、排
気脈動圧力が負圧であると判断した場合は、排気弁基本
開きタイミングで排気弁４側の電磁アクチュエータ１０
０の上電磁コイルＵＣＬに通電して、排気弁４を開成す
る（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２において、排
気脈動圧力が負圧でないと判定した場合は、この時の排
気脈動圧力が正圧で、ほぼ０であるか否かを判定する
（ステップＳ４）。ステップＳ４において、排気脈動圧
力が正圧で、ほぼ０であると判定した場合は、排気弁基
本開きタイミングを補正して、排気弁４の開くタイミン
グが、排気脈動圧力の正圧から負圧への切り換わり点に
ほぼ一致するように、排気弁実開きタイミングを設定す
る（ステップＳ５）。そして、設定した排気弁実開きタ
イミングにより排気弁４側の電磁アクチュエータ１００
の上電磁コイルＵＣＬに通電して、排気弁４を開成する
（ステップＳ６）。ステップＳ４において、排気脈動圧
力が正圧で、ほぼ０でないと判定した場合、つまり排気
脈動圧力が正圧で、しかもその正圧が高く即座に負圧に
切り換わる状態ではない場合には、ステップＳ４を実行
する。このステップＳ４を繰り返し実行することによ
り、排気弁基本開きタイミングでは開かずに、排気弁４
を開くタイミングが、排気脈動圧力が正圧で、ほぼ０と
なるまで、排気弁基本開きタイミングより遅延するもの
である。
及び図８を参照して、説明する。まず、ステップＳ１
で、排気弁４の排気弁基本開きタイミングであるか否か
を判定する。排気弁基本開きタイミングである場合は、
この時の排気ポート１２の排気脈動圧力が負圧か否かを
判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、排
気脈動圧力が負圧であると判断した場合は、排気弁基本
開きタイミングで排気弁４側の電磁アクチュエータ１０
０の上電磁コイルＵＣＬに通電して、排気弁４を開成す
る（ステップＳ３）。一方、ステップＳ２において、排
気脈動圧力が負圧でないと判定した場合は、この時の排
気脈動圧力が正圧で、ほぼ０であるか否かを判定する
（ステップＳ４）。ステップＳ４において、排気脈動圧
力が正圧で、ほぼ０であると判定した場合は、排気弁基
本開きタイミングを補正して、排気弁４の開くタイミン
グが、排気脈動圧力の正圧から負圧への切り換わり点に
ほぼ一致するように、排気弁実開きタイミングを設定す
る（ステップＳ５）。そして、設定した排気弁実開きタ
イミングにより排気弁４側の電磁アクチュエータ１００
の上電磁コイルＵＣＬに通電して、排気弁４を開成する
（ステップＳ６）。ステップＳ４において、排気脈動圧
力が正圧で、ほぼ０でないと判定した場合、つまり排気
脈動圧力が正圧で、しかもその正圧が高く即座に負圧に
切り換わる状態ではない場合には、ステップＳ４を実行
する。このステップＳ４を繰り返し実行することによ
り、排気弁基本開きタイミングでは開かずに、排気弁４
を開くタイミングが、排気脈動圧力が正圧で、ほぼ０と
なるまで、排気弁基本開きタイミングより遅延するもの
である。
【００２５】このように、吸気弁４の開きタイミング
を、排気脈動圧力の正圧から負圧へ切り換わる直前に検
知して、排気脈動圧力が正圧から負圧に切り換わる時点
にほぼ一致して排気弁４が開くように制御するので、排
気弁４を開くタイミングで排気ポート１２内の圧力が正
圧になっていることがない。したがって、燃焼室ＣＣに
ある燃焼後のガスが、排気ポート１２の正圧のために、
燃焼室ＣＣから排出し難い状態を回避することができ
る。このため、吸入された混合気が吸気ポート１１側に
逆流あるいは吹き返しすることなく燃焼室ＣＣ内に吸入
され、しかも排気ガスが円滑に排気ポート１２に排出さ
れるので、燃焼室ＣＣ内のガス交換が高効率で、かつ迅
速に実行される。この結果、吸入されたより多くの混合
気が閉じ込められることとなり、全開時のトルクを向上
させることができる。
を、排気脈動圧力の正圧から負圧へ切り換わる直前に検
知して、排気脈動圧力が正圧から負圧に切り換わる時点
にほぼ一致して排気弁４が開くように制御するので、排
気弁４を開くタイミングで排気ポート１２内の圧力が正
圧になっていることがない。したがって、燃焼室ＣＣに
ある燃焼後のガスが、排気ポート１２の正圧のために、
燃焼室ＣＣから排出し難い状態を回避することができ
る。このため、吸入された混合気が吸気ポート１１側に
逆流あるいは吹き返しすることなく燃焼室ＣＣ内に吸入
され、しかも排気ガスが円滑に排気ポート１２に排出さ
れるので、燃焼室ＣＣ内のガス交換が高効率で、かつ迅
速に実行される。この結果、吸入されたより多くの混合
気が閉じ込められることとなり、全開時のトルクを向上
させることができる。
【００２６】なお、本発明は以上に説明した実施の形態
に限定されるものではない。
に限定されるものではない。
【００２７】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、本願の請求項１に係る発
明によれば、基本閉じタイミングを吸気ポート内の脈動
圧力が正圧から負圧に変化する時点にほぼ一致するよう
に補正制御して、最適な吸気弁の閉じタイミングとする
ことにより、吸気ポート内が負圧になる前に吸気弁を確
実に閉じることができる。このため、吸気ポート内が負
圧になり、シリンダ内に吸入された混合気が、その負圧
のために吸気ポートに逆流することを防止することがで
きる。したがって、シリンダ内に吸入された混合気の量
が減少せず、吸気弁全開時のトルクを向上させることが
できる。
明によれば、基本閉じタイミングを吸気ポート内の脈動
圧力が正圧から負圧に変化する時点にほぼ一致するよう
に補正制御して、最適な吸気弁の閉じタイミングとする
ことにより、吸気ポート内が負圧になる前に吸気弁を確
実に閉じることができる。このため、吸気ポート内が負
圧になり、シリンダ内に吸入された混合気が、その負圧
のために吸気ポートに逆流することを防止することがで
きる。したがって、シリンダ内に吸入された混合気の量
が減少せず、吸気弁全開時のトルクを向上させることが
できる。
【００２９】本願の請求項２に係る発明によれば、基本
開きタイミングを排気ポート内の脈動圧力が正圧から負
圧に変化する時点にほぼ一致するように補正制御して、
最適な排気弁の開きタイミングとすることにより、排気
ポート内が負圧になり、シリンダ内の燃焼後の排気ガス
が、その負圧のために排気ポートに吸い出され、シリン
ダ内に滞留する排気ガスを迅速に排出することができ
る。そして、その後の混合気と排気ガスとのガス交換が
速やかに行われて、排気弁全開時のトルクを向上させる
ことができる。
開きタイミングを排気ポート内の脈動圧力が正圧から負
圧に変化する時点にほぼ一致するように補正制御して、
最適な排気弁の開きタイミングとすることにより、排気
ポート内が負圧になり、シリンダ内の燃焼後の排気ガス
が、その負圧のために排気ポートに吸い出され、シリン
ダ内に滞留する排気ガスを迅速に排出することができ
る。そして、その後の混合気と排気ガスとのガス交換が
速やかに行われて、排気弁全開時のトルクを向上させる
ことができる。
【図１】本発明の実施の一形態におけるエンジンの要部
を拡大して示す断面図。
を拡大して示す断面図。
【図２】同実施の形態の電子制御装置の構成を示すブロ
ック図。
ック図。
【図３】同実施の形態の吸気脈動圧力の変化状態を示す
グラフ。
グラフ。
【図４】同実施の形態の排気脈動圧力の変化状態を示す
グラフ。
グラフ。
【図５】同実施の形態の吸気弁の概略制御手順を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図６】同実施の形態の吸気弁制御の作動説明図。
【図７】同実施の形態の排気弁の概略制御手順を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図８】同実施の形態の排気弁制御の作動説明図。
１…シリンダヘッド ３…吸気弁 ４…排気弁 ５…吸気圧センサ ６…排気圧センサ １１…吸気ポート １２…排気ポート １００…電磁アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｔ Ｆターム(参考） 3G018 AA01 AB09 AB16 CA16 DA43 DA45 DA66 DA70 DA83 EA01 EA02 EA17 EA24 FA01 FA06 FA19 GA06 GA07 3G084 BA15 BA17 BA23 CA05 DA01 EB12 EB16 EC02 EC08 FA01 FA02 FA11 FA20 FA33 FA38 3G092 AA01 AA11 AB02 BA02 DA01 DA02 DA03 DA07 DG09 DG10 EA21 EA28 EC02 EC03 FA02 GA03 HA03Z HA04Z HA05Z HA13X HB02X HC06X HD08Z HE01Z HE03Z 3G301 HA01 HA19 JA01 JA04 KA06 LA07 LC01 NA07 NB14 ND02 ND12 ND15 PA07Z PA09Z PA10Z PD14Z PE01Z PE03Z PE10A
Claims (2)
- 【請求項１】シリンダヘッドに取り付けられる吸気弁を
あらじめ設定した基本閉じタイミング及び基本開きタイ
ミングで電磁駆動弁により開閉させる内燃機関におい
て、シリンダヘッドに形成された吸気ポート内で、かつ
吸気弁の近傍に吸気圧センサを配設しておき、吸気圧セ
ンサにより吸気ポート内の脈動圧力を検知し、検知した
脈動圧力が正圧から負圧に変わる時点に実際の閉じタイ
ミングがほぼ一致するように基本閉じタイミングを補正
制御することを特徴とする電磁駆動弁の制御方法。 - 【請求項２】シリンダヘッドに取り付けられる排気弁を
あらじめ設定した基本閉じタイミング及び基本開きタイ
ミングで電磁駆動弁により開閉させる内燃機関におい
て、シリンダヘッドに形成された排気ポート内で、かつ
排気弁の近傍に排気圧センサを配設しておき、排気圧セ
ンサにより排気ポート内の脈動圧力を検知し、検知した
脈動圧力が正圧から負圧に変わる時点に実際の開きタイ
ミングがほぼ一致するように基本開きタイミングを補正
制御することを特徴とする電磁駆動弁の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348856A JP3939914B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 電磁駆動弁の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000348856A JP3939914B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 電磁駆動弁の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002147261A true JP2002147261A (ja) | 2002-05-22 |
| JP3939914B2 JP3939914B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=18822361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000348856A Expired - Fee Related JP3939914B2 (ja) | 2000-11-15 | 2000-11-15 | 電磁駆動弁の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3939914B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7213550B2 (en) | 2003-01-06 | 2007-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and valve timing control method |
| JP2021099103A (ja) * | 2019-11-14 | 2021-07-01 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | エンジン装置 |
-
2000
- 2000-11-15 JP JP2000348856A patent/JP3939914B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7213550B2 (en) | 2003-01-06 | 2007-05-08 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and valve timing control method |
| JP2021099103A (ja) * | 2019-11-14 | 2021-07-01 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | エンジン装置 |
| JP7482813B2 (ja) | 2019-11-14 | 2024-05-14 | ヤンマーパワーテクノロジー株式会社 | エンジン装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3939914B2 (ja) | 2007-07-04 |
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