JPH03185230A - Valve timing control device for engine - Google Patents

Valve timing control device for engine

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JPH03185230A
JPH03185230A JP32682189A JP32682189A JPH03185230A JP H03185230 A JPH03185230 A JP H03185230A JP 32682189 A JP32682189 A JP 32682189A JP 32682189 A JP32682189 A JP 32682189A JP H03185230 A JPH03185230 A JP H03185230A
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engine
mode
valve timing
rotation frequency
intake
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浩市 寺田
Tsutomu Nakayama
勉 中山
Yasunori Kanda
靖典 神田
Shinya Yamamoto
真也 山本
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Abstract

PURPOSE:To carry out a mode conversion without generating a torque shock by converting a valve timing variable mechanism of a suction valve and an exhaust valve into a mode responding to the engine rotation frequency, and correcting the converting rotation frequency of the mode to the lower rotation frequency side in an abnormal combustion. CONSTITUTION:The valve timing of the suction valve and the exhaust valve in an engine is set in plural modes by using a variable mechanism 30. While the rotation frequency of the engine is detected by a detecting means 22, the variable mechanism 30 is converted depending on the detecting output to a mode responding to the engine rotation frequency by a control means 81. Furthermore, while an abnormal combustion of the engine is detected by a detecting means 24, the converting rotation frequency of the mode in the control means 81 is corrected to the lower rotation frequency side by a converting means 82 depending on the detecting output, in an abnormal combustion. Consequently, the converting rotation frequency of the variable mechanism 30 is reset near the crossing point of the torque property lines obtained in the modes, and a mode conversion can be carried out without generating a torque shock.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエンジンのバルブタイミング制御装置の改良に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an improvement in a valve timing control device for an engine.

(従来の技術) 従来、エンジンの制御装置として、例えば特開昭62−
191636号公報に開示されるように、エンジンのカ
ムシャフトに油圧駆動式のバルブタイミング可変機構を
備え、カムシャフト軸受部などに上記バルブタイミング
可変機構にエンジン潤滑油を導入する油圧通路を形威し
、特定運転時に上記油圧通路を介してバルブタイミング
可変機構に油圧を作用させてこの機構を作動させ、バル
ブタイミングを変更するようにしたものが知られている
。このようにすれば運転状態に応じて最適なバルブタイ
ミングを設定できて燃費の向上、出力の向上などを図る
ことができる。
(Prior Art) Conventionally, as an engine control device, for example,
As disclosed in Japanese Patent No. 191636, a hydraulically driven variable valve timing mechanism is provided on the camshaft of the engine, and a hydraulic passageway for introducing engine lubricating oil to the variable valve timing mechanism is provided in the camshaft bearing. It is known that the variable valve timing mechanism is actuated by applying hydraulic pressure to the variable valve timing mechanism through the hydraulic passage during a specific operation to change the valve timing. In this way, it is possible to set the optimum valve timing according to the driving condition, thereby improving fuel efficiency and output.

(発明が解決しようとする課題) このようなバルブタイミング可変機構としては、例えば ■カムシャフト駆動ギヤに対する吸・排気カムの回転位
相を可変にして、吸・排気弁の開弁期間全体をクランク
角度に沿ってスライドさせるタイプ。
(Problems to be Solved by the Invention) Such a variable valve timing mechanism can be used, for example: ■ By making the rotational phase of the intake/exhaust cams relative to the camshaft drive gear variable, the entire opening period of the intake/exhaust valves can be controlled by the crank angle. The type that slides along.

■ロッカーアームまたはスイングアームを用いたエンジ
ンを前提として、一つの吸・排気弁に対してプロフィー
ルの異なる二種類のカムをカムシャフトに設け、選択す
べきカムに対応するロッカーアームまたはスイングアー
ムのみを可動状態にするタイプ。
■Assuming the engine uses a rocker arm or swing arm, two types of cams with different profiles are installed on the camshaft for one intake/exhaust valve, and only the rocker arm or swing arm corresponding to the cam to be selected is installed on the camshaft. A type that can be moved.

■カムのノーズ部分を他の部分に対してカムシャフト半
径方向にスライド可能に設け、ノーズ部分のスライド移
動によってカムのプロフィールを変更するタイプ。
■A type in which the nose part of the cam is slidable in the radial direction of the camshaft relative to other parts, and the profile of the cam is changed by sliding the nose part.

がある。これら各タイプのバルブタイミング可変機構が
有する機能を包括して“バルブタイミングを変更する”
という概念でとらえることにする。
There is. “Changing valve timing” encompasses the functions possessed by each type of variable valve timing mechanism.
Let's take this concept as this.

その場合、バルブタイミングを連続して変更するのでは
なく、複数のバルブタイミングのモードを設定しておき
、例えば所定のエンジン回転数、つまり切換回転数でモ
ードを切換えることも可能である。この場合、モードの
切換えを、各モードで得られるトルク特性線が重なる交
点において行ってトルクショックの発生を防止すること
が行われる。
In that case, instead of changing the valve timing continuously, it is also possible to set a plurality of valve timing modes and switch the mode at a predetermined engine speed, that is, at a switching speed, for example. In this case, the mode is switched at an intersection point where the torque characteristic lines obtained in each mode overlap to prevent the occurrence of torque shock.

ところで、例えば吸入空気の温度が高くなってその密度
が小さくなると、エンジン低回転域において、 ■ノッキング限界、つまりノッキングが発生し始める点
火時期が遅れ側に移行して通常の設定進角度ではノッキ
ングが発生し易くなる。
By the way, for example, when the temperature of the intake air increases and its density decreases, in the low engine speed range, the knocking limit, that is, the ignition timing at which knocking begins, shifts to the retarded side, and knocking does not occur at the normal set advance angle. It is more likely to occur.

■点火プラグ等に火点ができて、この点火プラグが発火
する前に上記入点を火だねにして混合気が着火する、い
わゆるプレイグニツシヨンが発生し易くなる。
- A so-called pre-ignition is likely to occur where a spark point is formed on the spark plug, etc., and the air-fuel mixture is ignited by using the point as a spark before the spark plug ignites.

といった現象が発生する。このように異常燃焼が発生し
た場合、エンジンの出力トルクが低下する。
Such a phenomenon occurs. When abnormal combustion occurs in this way, the output torque of the engine decreases.

また、異常燃焼の発生を検出して、これを抑制すべく点
火時期を遅れ側に補正した場合においても、この補正に
よってエンジンの出力トルクが低下する。したがって、
上述したように複数のバルブタイミングのモードを設定
しておき、所定のエンジン回転数でモードを切換えるよ
うにした場合、低回転側モード時に得られるトルク特性
線が低くなるので、各モードで得られるトルク特性線が
重なる交点と、切換回転数とが一致しなくなってモード
切換時にトルクショックが発生する。
Further, even when the occurrence of abnormal combustion is detected and the ignition timing is corrected to the retarded side in order to suppress this, the output torque of the engine decreases due to this correction. therefore,
As mentioned above, if multiple valve timing modes are set and the mode is switched at a predetermined engine speed, the torque characteristic line obtained in the low speed mode will be lower, so the torque characteristic line obtained in each mode will be lower. The intersection point where the torque characteristic lines overlap does not match the switching rotation speed, and a torque shock occurs when switching modes.

本発明はこのような点に着目してなされたものであり、
その目的とするところは、異常燃焼の発生時には、その
発生初期においてトルク特性線が重なる交点でモードを
切換えるようにしてモード切換時のトルクショックの発
生を緩和することにある。
The present invention has been made with attention to these points,
The purpose of this is to reduce the occurrence of torque shock at the time of mode switching by switching the mode at the intersection where the torque characteristic lines overlap in the early stage of the occurrence of abnormal combustion.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明では、異常燃焼発生時
には、吸・排気弁のタイミングの切換えを通常よりも低
回転側で行うようにしている。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the present invention, when abnormal combustion occurs, the timing of the intake and exhaust valves is switched at a lower rotation speed than usual.

具体的に、本発明の講じた解決手段は、第1図に示すよ
うに、吸・排気弁のタイミングを複数のモードに設定す
るバルブタイミング可変機構30と、エンジンの回転数
を検出する回転数検出手段22と、この回転数検出手段
22の出力を受け、上記バルブタイミング可変機構30
をエンジン回転数に応じたモードに切換える制御手段8
1と、エンジンの異常燃焼を検出する異常燃焼検出手段
24と、この異常燃焼検出手段24の出力を受け、異常
燃焼発生時に上記制御手段81におけるモードの切換回
転数を低回転側に補正する補正手段82とを設ける構成
としたものである。
Specifically, the solution taken by the present invention, as shown in FIG. The detection means 22 and the valve timing variable mechanism 30 receive the output of the rotation speed detection means 22.
control means 8 for switching the mode to a mode according to the engine speed;
1, an abnormal combustion detection means 24 that detects abnormal combustion in the engine, and a correction that receives the output of the abnormal combustion detection means 24 and corrects the mode switching rotation speed in the control means 81 to a lower rotation side when abnormal combustion occurs. The structure is such that a means 82 is provided.

(作用) 上記の構成により、本発明では、回転数検出手段22の
検出したエンジン回転数に基づいて、制御手段81によ
りバルブタイミング可変機構30が制御されて吸・排気
弁のタイミングがエンジン回転数に応じたモードに切換
えられるので、燃費の向上、出力の向上などが実現する
(Function) With the above configuration, in the present invention, the variable valve timing mechanism 30 is controlled by the control means 81 based on the engine rotation speed detected by the rotation speed detection means 22, and the timing of the intake and exhaust valves is adjusted to the engine rotation speed. Since the mode can be changed according to the situation, fuel efficiency and output can be improved.

その場合、異常燃焼発生時には、異常燃焼の発生または
これに対処すべくなされた点火時期の遅延処置によって
低回転側モード時に得られるトルク特性線が低下するが
、異常燃焼検出手段24の検出に基づいて、補正手段8
2により、上記制御手段81におけるモードの切換回転
数を低回転側に補正するので、バルブタイミング可変機
構30の切換回転数が各モードで得られるトルク特性線
が重なる交点の近くに再設定される。このことにより、
モード切換がトルクショックなく行われることになる。
In that case, when abnormal combustion occurs, the torque characteristic line obtained in the low rotation mode decreases due to the occurrence of abnormal combustion or the ignition timing delay measures taken to cope with this, but based on the detection by the abnormal combustion detection means 24, Then, the correction means 8
2, the mode switching rotation speed in the control means 81 is corrected to the lower rotation side, so the switching rotation speed of the variable valve timing mechanism 30 is reset to near the intersection where the torque characteristic lines obtained in each mode overlap. . Due to this,
Mode switching can be performed without torque shock.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第2図は本発明の実施例に係るバルブタイミング制御装
置を備えたV形DOHCエンジンを示す。
FIG. 2 shows a V-type DOHC engine equipped with a valve timing control device according to an embodiment of the present invention.

同図において、1はエンジンであって、該エンジン1は
左バンクLと右バンクRとを備え、各バンクL、 Hに
シリンダ2が設けられている。このシリンダ2にはピス
トン3が摺動自在にそれぞれ嵌押されており、これらの
ピストン3はクランク軸4に連結されている。各シリン
ダ2にはピストン3によって燃焼室5が形成されている
。そして、各バンクL、  Rにおけるバンク開側およ
び反バンク間側には、燃焼室5に新気を導入する吸気ボ
ート6および燃焼室5から排気を導出する排気ポート7
がそれぞれ設けられている。この吸気ボート6および排
気ポート7には、吸気弁8および排気弁9がそれぞれ設
けられている。
In the figure, 1 is an engine, and the engine 1 has a left bank L and a right bank R, and each bank L and H is provided with a cylinder 2. Pistons 3 are slidably fitted into the cylinders 2, and these pistons 3 are connected to a crankshaft 4. A combustion chamber 5 is formed in each cylinder 2 by a piston 3. Further, on the bank open side and the anti-bank side in each bank L and R, there is an intake boat 6 that introduces fresh air into the combustion chamber 5 and an exhaust port 7 that leads out exhaust gas from the combustion chamber 5.
are provided for each. The intake boat 6 and the exhaust port 7 are provided with an intake valve 8 and an exhaust valve 9, respectively.

上記各バンクL、Hには吸気弁専用のカムシャフト11
および排気弁専用のカムシャフト12がクランク軸方向
に設けられ、クランク軸4により、タイミングベルトを
介してそれぞれ駆動されている。この吸気カムシャフト
11には吸気カム11aが、排気カムシャフト12には
排気カム12aがそれぞれ設けられており、この吸気カ
ムllaおよび排気カム12aがパケット13を介して
吸気弁8および排気弁9にそれぞれ接していて、吸気カ
ムシャフト11および排気カムシャフト12の回転に伴
ない吸気弁8および排気弁9を所定のタイミングでもっ
て開閉するように構成されている。
Each bank L and H has a camshaft 11 dedicated to the intake valve.
A camshaft 12 dedicated to the exhaust valve is provided in the direction of the crankshaft, and is driven by the crankshaft 4 via a timing belt. The intake cam 11a is provided with an intake cam 11a, and the exhaust camshaft 12 is provided with an exhaust cam 12a. They are in contact with each other, and are configured to open and close the intake valve 8 and the exhaust valve 9 at predetermined timing as the intake camshaft 11 and the exhaust camshaft 12 rotate.

上記各バンクL、Hの吸気ボート6には吸気通路14の
分岐端が接続されている。この吸気通路14は一本に集
合され、エアクリーナ15を介して大気に開放されてい
る。上記各吸気ボート6には燃料を噴射供給するインジ
ェクタ16が設けられている。また、上記吸気通路14
には過給機17が設けられ、この過給機17をバイパス
するバイパス通路18が設けられている。このバイパス
通路18にはバイパス弁19が設けられている。
The branch ends of the intake passages 14 are connected to the intake boats 6 of each of the banks L and H. The intake passages 14 are gathered into one and are opened to the atmosphere via an air cleaner 15. Each intake boat 6 is provided with an injector 16 for injecting and supplying fuel. In addition, the intake passage 14
A supercharger 17 is provided, and a bypass passage 18 that bypasses the supercharger 17 is provided. A bypass valve 19 is provided in this bypass passage 18 .

また、バイパス通路18よりも吸気上流の吸気通路14
には吸気流量を調節するためのスロットル弁20が、更
にその吸気上流の吸気通路14には吸気流量を検出する
ためのエアフローメータ21が設けられている。さらに
、このエンジン1にはエンジン回転数を検出する回転数
検出手段としての回転数センサ22が設けられている。
In addition, an intake passage 14 upstream of the intake passage 18
A throttle valve 20 for adjusting the intake air flow rate is provided at the intake passage 14, and an air flow meter 21 for detecting the intake air flow rate is further provided in the intake passage 14 upstream of the intake air flow rate. Further, the engine 1 is provided with a rotation speed sensor 22 as rotation speed detection means for detecting the engine rotation speed.

また、このエンジン1にはノッキングを検出するための
ノックセンサ24が設けられている。このノックセンサ
24は、エンジン1の異常燃焼を検出する異常燃焼検出
手段として機能する。上記バイパス弁19は、スロット
ル弁下流の吸気圧力に応じて開く。すなわち、過給機1
7による過給が不十分なときにバイパス通路18によっ
てシリンダ2に新気を供給し、また過給圧が高くなった
ときに過給エアを、吸気上流側にリリーフして過給圧の
上限を規制し、駆動負荷を軽減するように構成されてい
る。
The engine 1 is also provided with a knock sensor 24 for detecting knocking. This knock sensor 24 functions as abnormal combustion detection means for detecting abnormal combustion in the engine 1. The bypass valve 19 opens in response to intake pressure downstream of the throttle valve. That is, supercharger 1
When the supercharging by 7 is insufficient, fresh air is supplied to the cylinder 2 through the bypass passage 18, and when the supercharging pressure becomes high, the supercharging air is relieved to the upstream side of the intake air to set the upper limit of the supercharging pressure. The structure is designed to regulate and reduce the driving load.

そして、各バンクL、Hの排気カムシャフト12には、
排気弁9のタイミングを複数のモードにtaえる油圧式
のバルブタイミング可変機構30がそれぞれ設けられて
いる。すなわち、このバルブタイミング可変機構30は
、カムシャフト駆動用プーリに対する排気カム12aの
回転位相を切換えて、第6図に示すように、排気弁9の
開弁期間全体をクランク角度に沿って第1、第2の複数
のモードに切換えるものである。この切換えによって排
気弁9の吸気弁8とのオーバーラツプ期間が変更される
。具体的には、油圧が作用するとオバーラップ期間が大
きくなる。
The exhaust camshafts 12 of each bank L and H include
A hydraulic variable valve timing mechanism 30 is provided for changing the timing of the exhaust valve 9 into a plurality of modes. That is, this variable valve timing mechanism 30 switches the rotational phase of the exhaust cam 12a with respect to the camshaft drive pulley, and as shown in FIG. , to switch to a second plurality of modes. This switching changes the overlap period between the exhaust valve 9 and the intake valve 8. Specifically, when hydraulic pressure is applied, the overlap period increases.

上記バルブタイミング可変機構30の構造を第3図に基
づいて説明する。同図において、排気カムシャフト12
の端部には筒状のスペーサ31が固定され、このスペー
サ31の外側に駆動用プーリ32が装着されている。こ
の駆動用プーリ32はボス部33の先端において上記ス
ペーサ31の先端外周に摺接し、また、そのボス部33
の基端側は排気カムシャフト12に回転自在に装着され
た筒状の連結部材34に固定されている。そして、この
連結部材34の他端には第1ギヤ35がスプライン結合
されロックナツト36によって固定されている。この第
1ギヤ35には吸気カムシャフト11の先端に固定され
た第2ギヤ37が噛合連結されている。
The structure of the variable valve timing mechanism 30 will be explained based on FIG. 3. In the same figure, the exhaust camshaft 12
A cylindrical spacer 31 is fixed to the end of the cylindrical spacer 31, and a drive pulley 32 is attached to the outside of the spacer 31. This driving pulley 32 is in sliding contact with the outer periphery of the tip of the spacer 31 at the tip of the boss portion 33 .
The proximal end side of the exhaust camshaft 12 is fixed to a cylindrical connecting member 34 rotatably attached to the exhaust camshaft 12. A first gear 35 is spline-coupled to the other end of the connecting member 34 and fixed by a lock nut 36. A second gear 37 fixed to the tip of the intake camshaft 11 is meshed with the first gear 35 .

上記駆動用プーリ32のボス部33の内側には、上記ス
ペーサ31との間に環状のピストン38が組み込まれて
いる。このピストン38は軸方向に二分割されていて、
両分割部は円周方向に等間隔で配置された複数のピン3
9によって相互に固定されている。ピストン38の内側
および外側には、互いに逆方向のヘリカルスプライン4
0.41が形成されている。そして、ピストン内側のス
プライン40に対して上記スペーサ31の外側にヘリカ
ルスプライン42が形成され、またピストン内側のスプ
ライン41に対して駆動用プーリボス部33の外周にヘ
リカルスプライン43が形成されている。ピストン38
は上記連結部材34の端面との間に装着されたスプリン
グ44により先端側に付勢されている。
An annular piston 38 is installed inside the boss portion 33 of the drive pulley 32 between it and the spacer 31 . This piston 38 is divided into two parts in the axial direction,
Both divided parts have a plurality of pins 3 arranged at equal intervals in the circumferential direction.
9 are mutually fixed. Helical splines 4 are provided on the inside and outside of the piston 38 in opposite directions.
0.41 is formed. A helical spline 42 is formed on the outside of the spacer 31 with respect to the spline 40 on the inside of the piston, and a helical spline 43 is formed on the outer periphery of the driving pulley boss portion 33 with respect to the spline 41 on the inside of the piston. piston 38
is biased toward the distal end side by a spring 44 installed between the connecting member 34 and the end surface of the connecting member 34.

排気カムシャフト12には、軸心に沿ってオイル通路4
5が形成されている。この排気カムシャフト12におけ
る軸受部60に対応する部分には、上記オイル通路45
から分岐する通路45aが設けられている。上記軸受部
60には、上記通路45aの排気カムシャフト外周面開
口部に一致して環状溝61が形成され、この環状溝61
はオイル供給通路71を介してオイルポンプ(図示省略
)に接続されている。
The exhaust camshaft 12 has an oil passage 4 along its axis.
5 is formed. The oil passage 45 is located in a portion of the exhaust camshaft 12 that corresponds to the bearing portion 60.
A passageway 45a branching from the passageway 45a is provided. An annular groove 61 is formed in the bearing portion 60 so as to correspond to an opening on the outer peripheral surface of the exhaust camshaft of the passage 45a.
is connected to an oil pump (not shown) via an oil supply passage 71.

また、第4図に示すように、左バンクLおよび右バンク
Rの排気カムシャフト12の後端部(スペーサ31が固
定された側とは反対側の端部)には、オイル通路45の
開口を開閉するためのソレノイド弁72.73がそれぞ
れ設けられている。
In addition, as shown in FIG. 4, an oil passage 45 is provided at the rear end of the exhaust camshaft 12 of the left bank L and the right bank R (the end opposite to the side to which the spacer 31 is fixed). Solenoid valves 72 and 73 are provided for opening and closing, respectively.

このソレノイド弁72.73を開くとオイル通路内のオ
イルがリリーフされてカム室内に回収されるようになっ
ている。
When the solenoid valves 72 and 73 are opened, the oil in the oil passage is relieved and collected into the cam chamber.

一方、上記筒状のスペーサ31は止め部材46を介し固
定ボルト47によって排気カムシャフト12に固定され
ている。そして、この固定ボルト47には上記オイル通
路45に連通ずる軸方向の貫通穴48が設けられている
。また、駆動用プーリ32のボス部先端には、ピストン
38の頭部に面して、上記オイル通路45からの油圧を
導く圧力室4つが設けられている。よって、ソレノイド
弁72.73を閉じておいてオイルポンプからオイル通
路45を介してこれら圧力室4つに油圧を導入すると、
ピストン38がスプリング44を圧縮して軸方向に移動
し、このピストン38の内周および外周に形成された逆
方向のスプライン40゜41と嵌合するスペーサ31お
よび駆動用プーリ32は、一方が他方に対して相対的に
回転する。
On the other hand, the cylindrical spacer 31 is fixed to the exhaust camshaft 12 with a fixing bolt 47 via a stopper member 46 . The fixing bolt 47 is provided with an axial through hole 48 that communicates with the oil passage 45. Furthermore, four pressure chambers are provided at the tip of the boss portion of the drive pulley 32, facing the head of the piston 38, for introducing the hydraulic pressure from the oil passage 45. Therefore, when the solenoid valves 72 and 73 are closed and hydraulic pressure is introduced from the oil pump to these four pressure chambers via the oil passage 45,
The piston 38 compresses the spring 44 and moves in the axial direction, and the spacer 31 and the driving pulley 32, which are fitted with opposite splines 40° 41 formed on the inner and outer peripheries of the piston 38, are arranged so that one side is connected to the other. Rotate relative to.

これにより、スペーサ31と一体の排気カムシャフト1
2と駆動用プーリ32との回転位相が変わり、吸・排気
のオーバーラツプ期間が長い第2モードにバルブタイミ
ングが変わる。また、ソレノイド弁72.73を開いて
オイル通路45のオイルをリリーフすると、ピストン3
8がスプリング44を伸長させて軸方向に移動し、この
ピストン38の内周および外周に形成された逆方向のス
プライン40.41と嵌合するスペーサ31および駆動
用プーリ32は、一方が他方に対して相対的に回転する
。このことによって、スペーサ31と一体の排気カムシ
ャフト12と駆動用プーリ32との回転位相が変わり、
吸・排気のオーバーラツプ期間が小さい第1モードにバ
ルブタイミングが変わる。
As a result, the exhaust camshaft 1 integrated with the spacer 31
The rotational phase of the drive pulley 32 and drive pulley 32 changes, and the valve timing changes to the second mode in which the overlapping period of intake and exhaust is long. Also, when the solenoid valves 72 and 73 are opened to relieve the oil in the oil passage 45, the piston 3
8 expands the spring 44 and moves in the axial direction, and the spacer 31 and the drive pulley 32, which engage with the splines 40.41 in opposite directions formed on the inner and outer peripheries of the piston 38, rotates relative to the This changes the rotational phase of the exhaust camshaft 12, which is integrated with the spacer 31, and the drive pulley 32,
The valve timing changes to the first mode in which the overlap period between intake and exhaust is small.

上述した二つのソレノイド弁72.73はコントロール
ユニット80によって制御される。このコントロールユ
ニット80には上記エアフローメータ21、回転センサ
22およびノックセンサ24の出力信号が人力されてい
る。
The two solenoid valves 72, 73 mentioned above are controlled by a control unit 80. The control unit 80 receives the output signals of the air flow meter 21, rotation sensor 22, and knock sensor 24 manually.

上記コントロールユニット80によるソレノイド弁72
.73の制御を第5図のフローに基づいて説明する。ま
ず、スタート後、ステップS1でセンサ類からデータを
入力し、ステップS2で工ンジン回転数Neを切換回転
数Noと比較する。
Solenoid valve 72 by the control unit 80
.. The control of 73 will be explained based on the flow shown in FIG. First, after starting, data is input from sensors in step S1, and engine rotation speed Ne is compared with switching rotation speed No in step S2.

そして、Ne<Noのときには低回転領域にあるので、
バルブタイミング可変機構30を第1モードに切換るべ
くステップS3でソレノイド弁72゜73を開いてステ
ップS5に進む。このように第1モードに切換わると、
排気弁9の開閉タイミングは第6図に実線で示す位置か
ら破線で示す位置に進んで、吸気弁8と排気弁9とのオ
ーバラップ期間OL2が小さくなる。このことにより、
排気ガスが吸気通路に吹き返して排気ガスがシリンダ内
に持ち込まれることが抑制されて燃焼安定性が向上する
。そして、この場合のトルク特性線は第7図に実線A1
で示すものになる。
And when Ne<No, it is in the low rotation region, so
In order to switch the variable valve timing mechanism 30 to the first mode, the solenoid valves 72 and 73 are opened in step S3, and the process proceeds to step S5. When switching to the first mode in this way,
The opening/closing timing of the exhaust valve 9 advances from the position shown by the solid line to the position shown by the broken line in FIG. 6, and the overlap period OL2 between the intake valve 8 and the exhaust valve 9 becomes smaller. Due to this,
The exhaust gas is prevented from being blown back into the intake passage and brought into the cylinder, improving combustion stability. The torque characteristic line in this case is shown in Fig. 7 as a solid line A1.
It becomes what is shown in .

一方、Ne≧Noのときには高回転領域にあるので、バ
ルブタイミング可変機構30を第2モードに切換るべく
ステップS4でソレノイド弁72゜73を閉じて、その
ままリターンする。このように第2モードに切換わると
、排気弁9の開閉タイミングは第6図に破線で示す位置
から実線で示す位置に遅れて、吸気弁8と排気弁9との
オーバラップ期間OLIが大きくなる。このことにより
、シリンダ内に残る残留排気ガスの量が低減し、シリン
ダ内温度が低下して耐ノツキング性が向上する。そして
、この場合のトルク特性線は第7図に実線Bで示すもの
になる。したがって、タイミング可変機構30によって
燃費の向上、出力の向上などを図ることができる。
On the other hand, when Ne≧No, the rotation is in the high rotation range, so the solenoid valves 72 and 73 are closed in step S4 to switch the variable valve timing mechanism 30 to the second mode, and the process returns. When switching to the second mode in this way, the opening/closing timing of the exhaust valve 9 is delayed from the position shown by the broken line in FIG. 6 to the position shown by the solid line, and the overlap period OLI between the intake valve 8 and the exhaust valve 9 becomes large. Become. This reduces the amount of residual exhaust gas remaining in the cylinder, lowers the temperature inside the cylinder, and improves knocking resistance. The torque characteristic line in this case is shown by solid line B in FIG. Therefore, the variable timing mechanism 30 can improve fuel efficiency, output, and the like.

次に、低回転領域にあって、バルブタイミング可変機構
30が第1モードにあるときには、ステップS5でノッ
クセンサ24の出力信号が所定値以上か否かを判定する
。そして、所定値を超えないときには、そのままリター
ンする。一方、ノックセンサ24の出力信号が所定値以
上のときにはノッキングが発生していると判断してステ
ップS6に進む。このように低回転域でノッキングが発
生する要因としては、例えば吸入空気の温度が高くなっ
てその密度が小さくなったためにノッキング限界が遅れ
側に移行したことなどが考えられる。
Next, when the variable valve timing mechanism 30 is in the first mode in the low rotation region, it is determined in step S5 whether the output signal of the knock sensor 24 is equal to or greater than a predetermined value. If the predetermined value is not exceeded, the process returns directly. On the other hand, when the output signal of the knock sensor 24 is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that knocking has occurred, and the process proceeds to step S6. A possible reason for knocking to occur in the low rotation range is, for example, that the temperature of the intake air has increased and its density has decreased, causing the knocking limit to shift to the delayed side.

そして、ステップS6でマツプの変更処理によって切換
回転数Noを低回転側に補正してNo−とする。
Then, in step S6, the switching rotation speed No. is corrected to the low rotation side by map change processing and is set to No-.

すなわち、ノッキングが発生すると、ノッキングの発生
またはこれに対処すべくなされた点火時期の遅延処置に
よって第1モード時に得られるトルク特性線は第7図に
仮想線A2で示すものにまで低下する。その結果、通常
の切換回転数Noにおいては、第1モード時に得られる
トルク特性線A2と、第2モード時に得られるトルク特
性線Bとの間にトルク差Cができる。しかし、切換回転
数Noを低回転側に補正してNo−1こしたので、切換
回転数がトルク特性線A2.Bが重なる交点の近くに再
設定される。このことにより、モード切換がトルクショ
ックなく行われる。
That is, when knocking occurs, the torque characteristic line obtained in the first mode decreases to that shown by the imaginary line A2 in FIG. 7 due to the occurrence of knocking or the delay of the ignition timing taken to cope with the knocking. As a result, at the normal switching rotation speed No, a torque difference C is created between the torque characteristic line A2 obtained in the first mode and the torque characteristic line B obtained in the second mode. However, since the switching rotation speed No. was corrected to the lower rotation side and became No. -1, the switching rotation speed No. was changed to the torque characteristic line A2. B is reset near the intersection where they overlap. This allows mode switching to be performed without torque shock.

以上のフローにおいて、ステップ81〜S4により、回
転数検出手段(回転センサ)22の出力を受け、バルブ
タイミング可変機構30をエンジン回転数に応じたモー
ドに切換える制御手段81を構成している。また、ステ
ップS5およびS6により、異常燃焼検出手段(ノック
センサ)24の出力を受け、異常燃焼発生時に上記制御
手段81におけるモードの切換回転数を低回転側に補正
する補正手段82を構成している。
In the above flow, steps 81 to S4 constitute a control means 81 that receives the output of the rotation speed detection means (rotation sensor) 22 and switches the variable valve timing mechanism 30 to a mode according to the engine rotation speed. Further, steps S5 and S6 constitute a correction means 82 which receives the output of the abnormal combustion detection means (knock sensor) 24 and corrects the mode switching rotation speed in the control means 81 to a lower rotation side when abnormal combustion occurs. There is.

さらに、上記コントロールユニット80によってバルブ
タイミング可変機構30が故障した場合の制御が行われ
る。図示していないが、このエンジン1には、一端がオ
イルポンプからのオイルが供給されるオイルギヤラリに
接続され、他端がレギュレータバルブを介してピストン
下方においてピストン内部に向けて開口するオイルジェ
ットがシリンダごとに設けられており、オイルギヤラリ
の油圧がレギュレータバルブの設定圧力に達したときに
このオイルジェットによってピストン内部にオイルを吹
き掛けてピストンを冷却するようにしている。その場合
、第8図に実線で示すように、正常時にはエンジン1が
高回転域に入り、第1モードから第2モードに切換って
ソレノイド弁72゜73が閉じるとオイル通路45の油
圧が上昇し、このためにオイルギヤラリの油圧がレギュ
レータバルブの設定圧力に達してオイルジェットにより
ピストンが冷却される。しかし、ソレノイド弁72.7
3が故障などしてエンジン1が高回転域に入って単位時
間あたりの爆発回数が増加してピストン温度が上昇して
いるにも拘らず、第1モードから第2モードに正常に切
換わらずにソレノイド弁72.73が開き放しになると
、第8図に破線で示すように、オイル通路45の油圧が
上昇せず、このためにオイルギヤラリの油圧がレギュレ
ータバルブの設定圧力にまで達せず、オイルジェットに
よるピストン冷却機能が発揮されない。そのときにはピ
ストン温度の上昇によりノッキングが発生し易くなる。
Further, the control unit 80 performs control in the event that the variable valve timing mechanism 30 fails. Although not shown in the drawings, this engine 1 has an oil jet connected to a cylinder at one end connected to an oil gear gallery to which oil is supplied from an oil pump, and at the other end opening toward the inside of the piston below the piston via a regulator valve. When the oil pressure of the oil gear reaches the set pressure of the regulator valve, this oil jet sprays oil inside the piston to cool the piston. In that case, as shown by the solid line in Fig. 8, the engine 1 enters the high rotation range during normal operation, and when the first mode is switched to the second mode and the solenoid valves 72 and 73 are closed, the oil pressure in the oil passage 45 increases. Therefore, the oil pressure of the oil gear reaches the set pressure of the regulator valve, and the piston is cooled by the oil jet. However, the solenoid valve 72.7
3 is malfunctioning and engine 1 enters the high rotation range, the number of explosions per unit time increases and the piston temperature rises, but the switch from the first mode to the second mode does not occur normally. When the solenoid valves 72 and 73 are left open, the oil pressure in the oil passage 45 does not rise, as shown by the broken line in FIG. Piston cooling function by jet is not achieved. At that time, knocking becomes more likely to occur due to the rise in piston temperature.

このため、このようにエンジン1が高回転域に入っても
バルブタイミング可変機構30により第1モードから第
2モードへの切換えが実行されないときには点火進角度
を少なく補正してノッキングの発生を防止している。
Therefore, even if the engine 1 enters the high rotation range, if the variable valve timing mechanism 30 does not switch from the first mode to the second mode, the ignition advance angle is corrected to a small value to prevent knocking. ing.

なお、上記実施例ではノッキングの発生を検出して切換
回転数を補正するようにしたが、プレイグニツシヨンの
発生を検出して切換回転数を補正するようにしてもよい
。その場合には、例えばプレイグニツシヨンの発生時に
起る発光現象をセンサでとらえてプレイグニツシヨンの
検出を行っても良い。
In the above embodiment, the switching rotation speed is corrected by detecting the occurrence of knocking, but the switching rotation speed may be corrected by detecting the occurrence of pre-ignition. In that case, for example, the preignition may be detected by using a sensor to capture the light emission phenomenon that occurs when the preignition occurs.

また、上記実施例ではバルブタイミング可変機構を排気
カムシャフトに設けたが、吸気カムシャフトに設けても
よいし、吸・排気カムシャフトの双方に設けても良い。
Further, in the above embodiment, the variable valve timing mechanism is provided on the exhaust camshaft, but it may be provided on the intake camshaft, or may be provided on both the intake and exhaust camshafts.

さらに、バルブタイミング可変機構としては、上記実施
例のように、カムシャフト駆動ギヤに対する吸・排気カ
ムの回転位相を可変にして、吸・排気弁の開弁期間全体
をクランク角度に沿ってスライドさせるタイプに限定さ
れるものではない。
Furthermore, as in the above embodiment, the variable valve timing mechanism varies the rotational phase of the intake and exhaust cams relative to the camshaft drive gear, and slides the entire opening period of the intake and exhaust valves along the crank angle. It is not limited to type.

他にも、ロッカーアームまたはスイングアームを用いた
エンジンを前提として、一つの吸・排気弁に対してプロ
フィールの異なる二種類のカムをカムシャフトに設け、
選択すべきカムに対応するロッカーアームまたはスイン
グアームのみを可動状態にするタイプでも本発明は適用
できる。さらに、カムのノーズ部分を他の部分に対して
カムシャフト半径方向にスライド可能に設け、ノーズ部
分のスライド移動によってカムのプロフィールを変更す
るタイプでも本発明は適用できる。
In addition, two types of cams with different profiles are installed on the camshaft for one intake/exhaust valve, assuming that the engine uses a rocker arm or swing arm.
The present invention is also applicable to a type in which only the rocker arm or swing arm corresponding to the cam to be selected is movable. Further, the present invention is also applicable to a type in which the nose portion of the cam is provided so as to be slidable in the radial direction of the camshaft relative to other portions, and the profile of the cam is changed by sliding the nose portion.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明のエンジンのバルブタイミ
ング制御装置によれば、吸・排気弁のタイミングを複数
のモードに切換えるバルブタイミング可変機構を備え、
このバルブタイミング可変機構をエンジン回転数に応じ
たモードに切換えるとともに、異常燃焼発生時に上記モ
ードの切換回転数を低回転側に補正したので、エンジン
回転数に応じて最適なバルブタイミングを設定できると
ともに、異常燃焼発生時にバルブタイミング可変機構の
切換回転数が各モードで得られるトルク特性線が重なる
交点に近く再設定されて、モード切換をトルクショック
なく行うことができる。
(Effects of the Invention) As described above, the engine valve timing control device of the present invention includes a variable valve timing mechanism that switches the timing of the intake and exhaust valves to a plurality of modes.
This variable valve timing mechanism is switched to a mode according to the engine speed, and when abnormal combustion occurs, the switching speed of the mode is corrected to the low speed side, so it is possible to set the optimal valve timing according to the engine speed. When abnormal combustion occurs, the switching rotation speed of the variable valve timing mechanism is reset close to the intersection where the torque characteristic lines obtained in each mode overlap, so that mode switching can be performed without torque shock.

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

第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図〜第8
図は本発明の実施例を例示し、第2図は全体概略構成図
、第3図はバルブタイミング可変機構の要部横断面図、
第4図は制御システム図、第5図はコントロールユニッ
トの制御を示すフローチャート図、第6図はバルブタイ
ミングを示す説明図、第7図はトルクショックを説明す
るトルク特性図、第8図は故障時の点火進角度補正を示
す説明図である。 1・・・エンジン 12・・・排気カムシャフト 22・・・回転センサ(回転数検出手段)24・・・ノ
ックセンサ(異常燃焼検出手段)30・・・バルブタイ
ミング可変機構 81・・・制御手段 82・・・補正手段 第5 図 第 図 エンジン[]牢云放 第7 図
Figure 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, Figures 2 to 8
The figures illustrate an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a general schematic diagram, and FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts of a variable valve timing mechanism.
Figure 4 is a control system diagram, Figure 5 is a flowchart diagram showing control unit control, Figure 6 is an explanatory diagram showing valve timing, Figure 7 is a torque characteristic diagram explaining torque shock, and Figure 8 is a failure diagram. FIG. 3 is an explanatory diagram showing ignition advance angle correction at the time. 1... Engine 12... Exhaust camshaft 22... Rotation sensor (rotation speed detection means) 24... Knock sensor (abnormal combustion detection means) 30... Valve timing variable mechanism 81... Control means 82...Correction means Fig. 5 Engine [] Prison Fig. 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)吸・排気弁のタイミングを複数のモードに設定す
るバルブタイミング可変機構と、 エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 この回転数検出手段の出力を受け、上記バルブタイミン
グ可変機構をエンジン回転数に応じたモードに切換える
制御手段と、 エンジンの異常燃焼を検出する異常燃焼検出手段と、 この異常燃焼検出手段の出力を受け、異常燃焼発生時に
上記制御手段におけるモードの切換回転数を低回転側に
補正する補正手段と を設けたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング
制御装置。
(1) A variable valve timing mechanism that sets the timing of intake and exhaust valves in multiple modes, a rotation speed detection means that detects the rotation speed of the engine, and the variable valve timing mechanism that receives the output of this rotation speed detection means. a control means for switching the mode to a mode according to the engine rotation speed; an abnormal combustion detection means for detecting abnormal combustion of the engine; A valve timing control device for an engine, comprising: a correction means for correcting the rotation speed to a lower rotation side.
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