JPH0130592Y2

JPH0130592Y2 -

Info

Publication number: JPH0130592Y2
Application number: JP3152983U
Authority: JP
Priority date: 1983-03-07
Filing date: 1983-03-07
Publication date: 1989-09-19
Also published as: JPS59137343U

Description

【考案の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はオーバラツプ角を変えることができる
可変バルブタイミング機構を備えた排気ガス再循
環付の内燃機関に関する。

従来技術オーバラツプ角を大小２段階又はそれ以上の段
階で変えることを可能とした可変バルブタイミン
グ内燃機関がある。エンジンの運転条件を検知す
ることによりその検知される運転条件に合つたオ
ーバラツプ角が得られる。そのため各運転条件に
わたつて出力特性の向上を図ることができる。

かかるオーバラツプ可変のバルブタイミング機
構を備えた内燃機関では、排気ガス再循環
（EGR）システムと併用した場合に、オーバラツ
プが大きくなるよう切替えたときトルク変動が大
きくなる問題がある。これは、オーバラツプを大
きくすることによりいわゆる内部EGR効果が大
きくなり、これに排気ガス再循環が加重されるこ
とに原因する。トルク変動が大きいいことによつ
てサージングが発生し、運転者に不快感を与えた
り、ドライバビリテイーが悪化し、更には車輌の
早期劣化の原因となる。

発明の開示本発明の目的は、オーバラツプを変えることが
できる可変バルブタイミング機構を備えたEGR
付の内燃機関におけるトルク変動を押える技術を
提供することにある。この目的を達成するため本
発明にあつては、EGR作動中か否か検知する手
段を設け、EGR中と判定したときはバルブタイ
ミングの切替は行わずにオーバラツプが小さくな
るように固定制御している。第１図にはかかる作
動を実現する本発明の必須の構成を示すものであ
り、エンジンはバルブタイミングの切替を行う機
構１及びEGRシステム２を有している。EGRシ
ステムの作動停止は第１検知手段３にて検知され
る。バルブタイミングをオーバラツプ大小のどれ
に設定するかは第２の検知手段４によつて検知さ
れる。バルブタイミング切替作動手段５は第１検
知手段がEGR不作動と検知したときは第２検知
手段４により検知される運転条件に応じオーバラ
ツプが切替るようバルブタイミング切替機構１を
作動する。一方、バルブタイミング固定作動手段
６は第１検知手段３がEGR作動と検知したとき
はオーバラツプが小さい方に固定されるようにバ
ルブタイミング切替機構を作動する。

実施例以下図面によつて説明すると、第２図において
１０はエアクリーナ、１１はスロツトル弁、１２
はサージタンク、１３はエンジン本体、１４は排
気管である。

EGRシステムは排気管１４を吸気管に結ぶ
EGRパイプ１５とEGRパイプ１５の開閉を行う
EGR弁１６と、EGR弁１６への作動負圧の制御
を行う調圧弁１７とにより成る。EGR弁１６の
ダイヤフラム１８にはEGRポート１９からの負
圧が作用し、調圧弁１７はダイヤフラム１８に作
用する負圧を背圧に応じて制御する。ダイヤフラ
ム１８に働く負圧がばね２０より弱くなれば
EGR作動は停止する。尚、本考案はこのような
EGRシステムに限らず他の型式のEGRシステム
も等しく応用することができる。

２１はクランク軸、２２は吸気バルブ用カム
軸、２３は排気バルブ用カム軸である。クランク
軸２１、吸気バルブ用カム軸２２及び排気バルブ
用カム軸２３上に夫々タイミングプーリ２４，２
６，２８が設けられ、タイミングベルト３０が巻
掛けられてある。３２，３４，３６はテンシヨン
ローラであるが、このうちの吸気バルブ用カム軸
２２上のタイミングプーリ２６に近接したテンシ
ヨンローラ３２及び３４は吸気カム軸２２の回り
を回転自在なバルブタイミング制御板４０上に取
付けられている。４２はバルブタイミング切替モ
ータであり、その出力軸上にはクランク円板４４
が設けられ、コネクテイングロツド４３を介して
バルブタイミング制御板４０にピン４８にて連結
される。モータ４２の駆動によりクランク円板４
４の働きでバルブタイミング制御板４０は吸気カ
ム軸２２を中心として矢印X₁又はX₂のように回
動する。モータ４２は位置制御回路４７に連結し
ていて、制御回路４６からのモータ駆動命令を受
ける毎にクランク円板４４の一方の死点から他方
の死点まで180゜だけ動くようになつている。この
位置制御回路４７はリミツトスイツチ等のセンサ
等を含むが詳しくは図示しない。

バルブタイミング制御板４０が矢印X₁のよう
に回るときは吸気弁バルブタイミングは進み側と
なり、第３図イのl₁で示すクランク角度領域で吸
気弁が開く。排気カム軸２３によつて駆動される
排気弁はｍで示すクランク角度間で開くようにな
つている。x₁はいわゆるオーバラツプを示し上死
点TDC付近におけるこの間吸気弁も排気弁も双
方開放した状態にある。バルブタイミング制御板
４０が矢印X₂のように回るときは吸気弁のバル
ブタイミングは遅れ側となり、第３図ロのl₂で示
す領域で吸気弁が開く。排気弁の開くのはｍの様
に一定であるからオーバラツプはx₂で示され、x₁
より小さくなる。

制御回路４６は前述の如くバルブタイミング切
替モータ４２を駆動するが、これをエンジン運転
条件に応じ行う。そのため次のような運転条件セ
ンサからの信号が制御回路４６に入力している。
先ず、５０はスロツトル開度センサであり、スロ
ツトル弁１１の開度を示す信号を形成する。５２
は回転センサであり、エンジン回転数に応じた信
号を形成する。５４はエンジン水温センサであ
り、エンジンの冷却水ジヤケツト５５内の冷却水
に接触可能に設けられ、水温に応じた信号を制御
回路４６に印加する。５６はEGRが行われてい
るかの検知を行うセンサであり、この実施例では
EGR弁１６の弁軸の位置を検知するリミツトス
イツチとして構成され、EGR弁１６の着座時に
ONとなり、EGRが停止したことの検知信号を制
御回路４６へ印加する。尚、このようなタイプの
センサの代りにダイヤフラム１８に働く負圧を検
知するスイツチや、制御回路からEGR弁への負
圧導入を制御する、必要に応じて設けられる負圧
切替弁への作動信号や、その他EGRの作動中か
否かを判定できる種々の手段を代りに使用するこ
とができる。

制御回路４６はマイクロコンピユータとしての
機能を持つものであり、第４図に略示するように
構成される。即ち、スロツトル開センサ５０、回
転数センサ５２、水温センサ５４、EGR検知セ
ンサ５６は入出力ポート６０に結線される。出力
ポート６２は、バルブタイミング切替モータ４２
の前記した180゜だけの回転駆動を行う位置制御回
路４７に結線される。入出力ポート６０及び出力
ポート６２は、バス６８を介しマイクロコンピユ
ータの構成要素であるMPU７０，ROM７２，
RAM７４，クロツク発生器７６に結線される。

本発明のバルブタイミング制御の原理は次の通
りである。即ち、EGRが行われていない状態で
は、バルブタイミングは第５図の線図に従つて制
御される。即ち、スロツトル弁１２の開度がθo
以上でかつエンジン回転数ro以下のときはバルブ
タイミングを進める（オーバラツプは第３図イの
X₁の様に大とする。）。一方エンジン回転数がro
以上か又はro以下であるが、スロツトル弁開度が
θo以下であるときはバルブタイミングを遅らせ
る（オーバラツプは第３図ロのx₂の様に小とな
る。）。エンジンのEGR時に、この通常の制御を
行うと、オーバラツプの大きい第３図イのバルブ
タイミングでは内部EGR効果が大きいことが加
重要因となるのでスロツトル開度及びエンジン回
転数に係わらずロのバルブタイミングとしオーバ
ラツプを小とする。

かかる本発明原理はコンピユータのソフトウエ
アによつて実現され、ROM７２にプログラムと
して格納されている。以下このプログラムを第６
図のフローチヤートによつて説明する。

１００でこのルーチンが実行に入り、１０２で
はMPU７０はEGR検知センサ５６からのEGR作
動中か否かのデータの格納されたRAMエリヤを
読み込む。EGRしていないと判定すればNoに分
岐し、１０４以下の通常のバルブタイミング切替
ルーチンの実行に入る。即ち、スロツトル開度が
所定値θ₀より大きいか、回転数が所定値roより小
さいかの判定がされる。（尚、必要に応じ水温セ
ンサ５４からの水温情報も判定要因となる。）１
０４，１０６で共にYesの場合は１０８に行き、
フラグｆの検定をする。このフラグｆはバルブタ
イミングが第３図のイの状態にあるとき、そうで
ないときとなるのである。Yes、即ちｆ＝１のと
きは既にバルブタイミングは要求されたものに切
替つているから、そのままとする（１１０）。も
しｆが１でなければ（No）、１１２に行く。する
と、モータ駆動命令が出力ポート６２より位置制
御回路４７に出され、モータは180゜だけX₁方向に
回転し、バルブタイミングが要求に切替る。１１
４はフラグのセツトを示す。

スロツトル弁開度が所定値θoより大きくない
か、又はスロツトル弁開度が所定値θoより大き
くても回転数が所定値roより小さくないときは、
１１６に行く。フラグｆかｏか否かの判定が行わ
れ、Yesであればバルブタイミングは要求側に切
替つているので何もしない。Noであれば、１１
８でモータ駆動命令が出され、X₂の方向へ180゜回
され、バルブタイミングは第３図ロの通りに切替
えられる。１２０はフラグｆのリセツトを示す。

１０２でYes、即ちEGRが行われていると認識
されれば、前述した通常のバルブタイミング切替
ルーチンには入らず、スロツトル開度、回転数に
係わらず、バルブタイミングを遅らせ、オーバラ
ツプを小さくするという本発明のルーチンを実行
する。１３０ではフラグｆがｏか否か判断され、
Noの場合は、バルブタイミングが進み状態にあ
り、オーバラツプ角がイの様に大きい。このとき
は１３２で、MPU７０よりモータ駆動命令が出
される。そのため、バルブタイミング制御板４０
は矢印X₂のように回動し、バルブタイミングは
第３図ロの状態となりオーバラツプ角がx₂の様に
小さくなる。１３４はフラグｆのリセツトを示
す。

以上述べたとおり、本発明ではEGR中には、
バルブタイミングはオーバラツプ角が小さくなる
ように固定制御される。そのためEGR中の内部
EGR効果が押さえられ、トルク変動が緩和され、
ドライバビリテイの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の必須の構成を示す図、第２図
は本発明の実施例の全体構成図、第３図はバルブ
タイミング線図、第４図はコンピユータのブロツ
ク図、第５図はバルブタイミング切替マツプ図、
第６図はフローチヤート図、１３……エンジン本
体、１６……EGR弁、２２……吸気弁カムシヤ
フト、２３……排気弁カムシヤフト、４０……バ
ルブタイミング制御板、４２……バルブタイミン
グ切替モータ、４６……制御回路、５４……温度
センサ、５６……EGR検知センサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内燃機関において、機関の排気系から吸気系へ
の排気ガスの再循環を行う排気ガス再循環システ
ム、オーバラツプ角度が異る複数のバルブタイミ
ング条件間でバルブタイミングの切替えを行う機
構、排気ガス再循環作動の停止を検知する第１の
検知手段、機関の要求するオーバラツプ角度がど
の条件かを検知する第２の検知手段、排気ガス再
循環作動を行つていないと第１検知手段により検
知したときは第２の検知手段により検知されたオ
ーバラツプ条件となるようにバルブタイミング切
替機構を切替作動する手段、排気ガス再循環作動
を行つていると第１検知手段により検知したとき
は、オーバラツプが小さな条件となるようにバル
ブタイミング切替機構を固定作動する手段より成
る内燃機関の排気ガス浄化装置。