JPH0388914A - Electronic control system for rotary valve in engine suction line - Google Patents

Electronic control system for rotary valve in engine suction line

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JPH0388914A
JPH0388914A JP22331589A JP22331589A JPH0388914A JP H0388914 A JPH0388914 A JP H0388914A JP 22331589 A JP22331589 A JP 22331589A JP 22331589 A JP22331589 A JP 22331589A JP H0388914 A JPH0388914 A JP H0388914A
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JP
Japan
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engine
motor
rotary valve
phase
rotational phase
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Application number
JP22331589A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirohiko Iwamoto
裕彦 岩本
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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Publication of JPH0388914A publication Critical patent/JPH0388914A/en
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Abstract

PURPOSE:To have rotational phase control with good followup performance even while the engine is in acceleration or deceleration by controlling the rotational phase of a rotary valve by a motor wherein the information on the basis of the angular acceleration of engine is taken into account. CONSTITUTION:A rotary valve 2 installed on the way of a suction pipe is driven by a motor 19. An electronic control device 23 compares the rotation angle of the motor 19 with the rotation angle of an engine 3 determined from the angular acceleration of the engine 3 sensed at real time by an acceleration sensor 22, and the rotational phase difference between the two is calculated. Comparison of this rotational phase difference is made with the target phase which is the difference of the rotational phase of the rotary valve 2 from the rotational phase of engine 3 decided in advance according to the revolving speed of the engine 3, and the motor 19 is controlled so that the difference between two nullifies. This enable achievement of the phase control having a good response together with synchronous control without generating steady deviation even though the engine 3 is in acceleration or deceleration.

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吸気系におけるロータリバルブの電
子制御方式に関し、特にエンジン回転に対するロータリ
バルブの同期制御及び位相制御をモータで行なう場合に
適用して有用なものである。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to an electronic control method for a rotary valve in an engine intake system, and is particularly applicable to a case where a motor performs synchronization control and phase control of a rotary valve with respect to engine rotation. It is very useful.

〈従来の技術〉 自動車のエンジンの吸気系には、第9図に示すように、
吸気管1の途中にロータリバルブ2を介設したものがあ
る。このロータリバルブ2は、その回転がエンジン3の
回転と同期するように制御されるとともに、その位相が
適宜制御されてエンジン3への空気の吸入のタイミング
を制御するものである。即ち、エンジン3の吸気弁4の
開閉タイミングは排気弁5の開閉タイミングとともに吸
排気の各モードにおいて上下死点を基準にして固定的に
選定されているのに対し、燃費を向上させるべく、エン
ジン3の低回転域では燃焼室7内への空気の吸入を相対
的に早く停止させ、高回転域では遅く停止させたいとい
う要望がある。かかる要望に応えたのが上記ロータリバ
ルブ2を有する吸気系である。
<Prior art> As shown in Fig. 9, the intake system of an automobile engine has
Some have a rotary valve 2 interposed in the middle of the intake pipe 1. The rotary valve 2 is controlled so that its rotation is synchronized with the rotation of the engine 3, and its phase is appropriately controlled to control the timing of intake of air into the engine 3. In other words, while the opening/closing timing of the intake valve 4 of the engine 3 and the opening/closing timing of the exhaust valve 5 are fixedly selected based on the vertical dead center in each intake/exhaust mode, in order to improve fuel efficiency, the engine There is a desire to stop the intake of air into the combustion chamber 7 relatively early in the low speed range of No. 3, and to stop it relatively early in the high speed range. The intake system having the rotary valve 2 described above has met this demand.

上述の如く、エンジン3の低回転域と高回転域とで空気
の吸入のタイミングを可変にすることで燃費を向上させ
ることが可能となる理由は次の通りである。即ち、吸気
工程においては、吸気弁4が開状態においてピストン6
が下降することにより燃焼室7内に空気を吸入する。こ
のときエンジン3の低回転域ではピストン6の下降速度
が遅いため、ピストン6の下降量に比例した空気が燃焼
室7に吸入・充填される結果、例えピストン6の下死点
で吸気弁4を閉じても略最大量の空気を燃焼室7内に充
填した状態で圧縮工程に移行させることができる。一方
、エンジン3の高回転域ではピストン6の下降速度が早
いため、ピストン6が下降しても燃焼室7内は負圧にな
るだけで空気がピストン6の下降に追従できず、この空
気の燃焼室7内への流入に時間遅れを生起する結果、ピ
ストン6の下死点で吸気fp4を閉じたのでは燃焼室7
内の圧力は大気圧よりも低い状態となる。即ち、燃焼室
7内の空気の充填量が低回転域よりも少なくなる。した
がって、乙の場合には空気の吸入を停止するタイミング
を、燃焼室7内が大気圧程度になる迄遅延させ、空気の
充填量を充分多くした状態で圧縮工程に移行させた方が
より望ましい。
As described above, the reason why it is possible to improve fuel efficiency by making the timing of air intake variable between the low speed range and the high speed range of the engine 3 is as follows. That is, in the intake stroke, when the intake valve 4 is in the open state, the piston 6
By descending, air is sucked into the combustion chamber 7. At this time, since the descending speed of the piston 6 is slow in the low rotation range of the engine 3, air proportional to the amount of descending of the piston 6 is drawn into and filled into the combustion chamber 7. Even if the combustion chamber 7 is closed, the combustion chamber 7 can be moved to the compression process with substantially the maximum amount of air being filled in the combustion chamber 7. On the other hand, in the high rotation range of the engine 3, the descending speed of the piston 6 is fast, so even if the piston 6 descends, the inside of the combustion chamber 7 only becomes negative pressure, and the air cannot follow the descent of the piston 6. As a result of causing a time delay in the inflow into the combustion chamber 7, if the intake fp4 is closed at the bottom dead center of the piston 6, the combustion chamber 7
The pressure inside is lower than atmospheric pressure. That is, the amount of air filled in the combustion chamber 7 is smaller than in the low rotation range. Therefore, in case B, it is more desirable to delay the timing of stopping air intake until the inside of the combustion chamber 7 reaches atmospheric pressure, and then move to the compression process with a sufficiently large amount of air charged. .

かくて、吸気弁4を閉じるタイミングを、ロータリバル
ブ2を有しない通常の吸気系を用いた場合よりも遅くシ
、エンジン3の11回転域でも充分な空気が燃焼室7内
に充填されるようなタイミングに設定してこのタイミン
グとロータリバルブ2が閉じるタイミングとを一致させ
るとともに、低速域ではロータリバルブ2を閉じるタイ
ミングを相対的に早くして、吸気弁4の開閉タイミング
は固定したまま空気の吸入タイミングを可変としている
In this way, the intake valve 4 is closed at a later timing than when a normal intake system without the rotary valve 2 is used, so that sufficient air is filled into the combustion chamber 7 even in the 11 rotation range of the engine 3. At the same time, in the low speed range, the timing of closing the rotary valve 2 is set relatively early, and the opening/closing timing of the intake valve 4 is kept fixed, so that the timing coincides with the timing at which the rotary valve 2 closes. Inhalation timing is variable.

そこで、第9図に示す吸気系ではロータリバルブ2の回
転をエンジン30回転に同期させるとともにエンジン3
の回転数に対応する位相に制御するようになっているの
であるが、かかる同期及び位相制御は、従来、カム及び
差動歯車等の位相制御装置を用いた機械的な機構で構成
していた。
Therefore, in the intake system shown in FIG. 9, the rotation of the rotary valve 2 is synchronized with 30 rotations of the engine, and
The system is designed to control the phase to correspond to the rotational speed of the motor, but conventionally, such synchronization and phase control was performed using a mechanical mechanism using a phase control device such as a cam and a differential gear. .

なお、第9図中8はエアクリーナ、9はエアフローセン
サ、10は大気温センサ、11は排gC管、12は点火
プラグ、13はディストリビュータ、14は点火コイル
、15はパワトランジスタ、16はクランク軸に連結さ
れたカム軸、17はクランク角センサ、18は電子制御
装置である。
In Fig. 9, 8 is an air cleaner, 9 is an air flow sensor, 10 is an atmospheric temperature sensor, 11 is an exhaust gas pipe, 12 is a spark plug, 13 is a distributor, 14 is an ignition coil, 15 is a power transistor, and 16 is a crankshaft. 17 is a crank angle sensor, and 18 is an electronic control device.

〈発明が解決しようとする課題〉 ロータリバルブ2の上述の如き機械的な同期及び位相制
御機構は、一般に構成要素が多く構造が複雑になるとい
う欠点がある。
<Problems to be Solved by the Invention> The above-described mechanical synchronization and phase control mechanism of the rotary valve 2 generally has a drawback that it has a large number of components and a complicated structure.

かかる欠点を除去する一手段としてロータリバルブ2を
モータで直接回転駆動し、とのモータの回転を電子的に
制御する方式が考えられる。そこで、本願発明者は、前
記ロータリバルブ2の電子制御方式の開発に当り、エン
ジン3の回転数及び位相を表わす信号と前記モータの回
転数及び位相を表わす信号とを夫々比較し、乍らエンジ
ン3との同期をとりつつロータリバルブ2の位相が所定
位相となるようモータの回転を制御する方式に思い至っ
た。
As a means of eliminating this drawback, a method can be considered in which the rotary valve 2 is directly rotationally driven by a motor and the rotation of the motor is electronically controlled. Therefore, in developing an electronic control system for the rotary valve 2, the inventor of the present application compared signals representing the rotation speed and phase of the engine 3 with signals representing the rotation speed and phase of the motor, and We have come up with a method of controlling the rotation of the motor so that the phase of the rotary valve 2 becomes a predetermined phase while maintaining synchronization with the rotary valve 3.

と・ころが、ロータリバルブ2の同期制御及び位相制御
を電気モータの制御により行なう電子制御方式の場合、
エンジン3の回転数及び位相の情報とモータの回転数及
び位相の情報とだけで制御しようとすると、エンジン3
の加減速時に目標位相に対して定常的な偏差を発生する
ことが判明した。
However, in the case of an electronic control method in which synchronous control and phase control of the rotary valve 2 are performed by controlling an electric motor,
If you try to control only the information on the rotation speed and phase of the engine 3 and the information on the rotation speed and phase of the motor, the engine 3
It was found that a steady deviation from the target phase occurs during acceleration and deceleration.

即ち、エンジン3の回転数及び位相の情報とモータの回
転数及び位相の情報とを比較しつつエンジン3の回転数
を変化させるとともにロータリバルブ2の目標位相を変
化させた場合のシェミレーシ璽ン実験を行ない、第10
(a)及び第10(b)に示すような結果を得た。
That is, a shemireshi experiment was conducted in which the rotation speed of the engine 3 was changed while the target phase of the rotary valve 2 was changed while comparing information on the rotation speed and phase of the engine 3 with information on the rotation speed and phase of the motor. 10th
The results shown in (a) and 10(b) were obtained.

第10図(&)はエンジン回転数N、 (点1ll)に
対するモータ回転数N、 (実S)の特性図、第10開
山)はロータリバルブ2の目標位相P1(太線)に対し
実際に制御された結果である実位相p、 (細線)の特
性図である。第10図(a)に示すように、エンジン3
は最初のアイドリング状態から0点で一寸加速して0点
からしばらく定速回転状態が続き、0点からしばらく加
速して0点で再度定速回転状態に移行している。これに
対し、モータ回転数N2はエンジン3の加速時に若干の
追従遅れを生起しながらも略良好にエンジン回転数N2
に追従している。一方、第10図(blに示すように、
目標位相P、は最初零に設定しておき、[F]点でP1
=+40°に、また[F]点でP=+40°からP−−
40°に変化させている。この目標位相PユはCPUで
指示しており、実際の車輌の走行時に供給すべき目標位
相とは関係なく、制御性を見るだけの目的で車輌の走行
時に考えらえる最も過酷な条件を想定して変化させてい
る。第10図(b)を参照すれば明らかな通り、0点か
ら0点に至る加速時に対応する時期にはエンジン回転数
N2の上昇にモータが追従できず、ロータリバルブ2の
実位相P2は50”程度遅れている。また、[F]点、
[F]点で目標位相P、を変化させると実位相P2は若
干の追従遅れを生起するが比較的短時間で目標位相P1
に収束している。ところが、0点から0点に至る定常加
速時に対応する時期に【よ、同期制御を優先させている
こととも相俟ち、モータはエンジン3と同期回転するの
がやっとで、実位相Pは50°程度の遅れである定常偏
差Cを生起する。
Fig. 10 (&) is a characteristic diagram of motor rotation speed N, (actual S) with respect to engine rotation speed N, (point 1ll), and (10th opening) is the actual control for the target phase P1 (thick line) of rotary valve 2. It is a characteristic diagram of the actual phase p, (thin line) which is the result of the calculation. As shown in FIG. 10(a), the engine 3
The engine accelerates slightly from the initial idling state at the 0 point, continues to rotate at a constant speed for a while from the 0 point, accelerates for a while from the 0 point, and returns to the constant speed rotation state again at the 0 point. On the other hand, the motor rotation speed N2 is maintained at a substantially good speed even though there is a slight follow-up delay when the engine 3 accelerates.
is following. On the other hand, as shown in Figure 10 (bl),
Target phase P is initially set to zero, and P1 is set at point [F].
= +40° and from P = +40° at point [F] to P−-
The angle is changed to 40°. This target phase P is instructed by the CPU, and has nothing to do with the target phase that should be supplied when the vehicle is actually running, but is based on the most severe conditions imaginable when the vehicle is running, just for the purpose of checking controllability. and changing it. As is clear from FIG. 10(b), the motor cannot follow the increase in engine speed N2 during the period corresponding to the acceleration from 0 to 0, and the actual phase P2 of the rotary valve 2 is 50. ”It is delayed by some extent. Also, [F] point,
When the target phase P is changed at point [F], the actual phase P2 will have a slight follow-up delay, but the target phase P1 will be changed in a relatively short time.
It has converged on However, at the time corresponding to the steady acceleration from 0 point to 0 point, the motor can barely rotate synchronously with the engine 3, and the actual phase P is 50. A steady-state deviation C occurs, which is a delay of about .

本発明は、上記の点に鑑み、ロータリバルブをモータで
電子的に制御する場合において、エンジンの加減速時で
あっても定常偏差を生起することなく、同期制御ととも
に良好な応答性を有する位相制御を実現し得るエンジン
の吸気系におけるロータリバルブの電子制御方式を提供
することを目的とする。
In view of the above-mentioned points, the present invention provides a phase control system that provides synchronous control and good responsiveness without causing steady-state deviation even during engine acceleration/deceleration when a rotary valve is electronically controlled by a motor. The purpose of the present invention is to provide an electronic control method for rotary valves in an engine intake system that can realize control.

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明の構成は、 吸気管の途中に介設してモータで回転駆動するようにな
っているロータリバルブを、その回転数がエンジンの回
転数と同期するとともに、その回転位相がエンジンの回
転位相に対し所定の位相差をもつよう制御してエンジン
への空気の吸入のタイミングを11IIgするようにな
っているエンジンの吸気系におけるロータリバルブの電
子制御方式において、加速度検出器によりリアルタイム
で検出するエンジンの角加速度に基づき求めたエンジン
の回転角と、ロータリバルブを駆動するモータの回転角
とを比較して両者の回転位相差を求め、更にエンジンの
回転数に応じて予め定められたエンジンの回転位相とロ
ータリバルブの回転位相との回転位相差である目標位相
と前記回転位相差とを比較して両者の差が零となるよう
前記モータを制御するようにしたことを特#R上する。
Means for Solving the Problems> The structure of the present invention that achieves the above object is to provide a rotary valve which is interposed in the middle of the intake pipe and is rotated by a motor, and whose rotational speed is equal to the rotational speed of the engine. The rotary valve in the engine intake system is designed to synchronize with the engine speed and control its rotational phase to have a predetermined phase difference with respect to the engine rotational phase, thereby adjusting the timing of air intake into the engine. In the electronic control method, the rotation angle of the engine, which is determined based on the angular acceleration of the engine detected in real time by an acceleration detector, is compared with the rotation angle of the motor that drives the rotary valve, and the rotation phase difference between the two is determined. The target phase, which is a rotational phase difference between the rotational phase of the engine and the rotational phase of the rotary valve, which is predetermined according to the engine rotational speed, is compared with the rotational phase difference, and the motor is adjusted so that the difference between the two becomes zero. I would like to specifically mention the fact that it is controlled.

〈作   用〉 上記構成の本発明によれば、ロータリバルブの回転位相
はエンジンの角加速度に基づく情報を加味してモータに
より制御される。
<Operation> According to the present invention having the above configuration, the rotational phase of the rotary valve is controlled by the motor in consideration of information based on the angular acceleration of the engine.

く実 施 例〉 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。な
お、従来技術と同一部分には同一番号を付し重複する説
明は省略する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. Note that parts that are the same as those in the prior art are given the same numbers and redundant explanations will be omitted.

第1図は本発明の実施例を実現する装置の全体を概念的
に示す説明図である。同図に示すように、ロータリバル
ブ2はモータ19により回転駆動するようになっている
。モータ19の回転角度は、このモータ19の軸に固着
されてモータ19と一体的に回転する円板23の2°及
び90°の回動毎に、後に詳述する回転角センサ20,
21により検出される。
FIG. 1 is an explanatory diagram conceptually showing an entire apparatus for realizing an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the rotary valve 2 is rotatably driven by a motor 19. The rotation angle of the motor 19 is determined by a rotation angle sensor 20, which will be described in detail later, every 2° and 90° rotation of a disc 23 that is fixed to the shaft of the motor 19 and rotates integrally with the motor 19.
21.

加速度検出@22はディストリビュータ13のカム軸1
6に連結されて一体となっており、詳細な構成は後述す
るが、クランク軸と同期回転するカム軸16の回転を介
してエンジン3の角加速度を検出するようになっている
Acceleration detection @22 is the camshaft 1 of the distributor 13
Although the detailed structure will be described later, the angular acceleration of the engine 3 is detected through the rotation of the camshaft 16 that rotates in synchronization with the crankshaft.

電子制御装置23には各種の情報とともに回転角センサ
20,21及び加速度検出@22の出力信号が供給され
ており、この電子制御装置23は前記回転角センサ20
,21及び加速度検出M22の出力信号を処理してモー
タ190回転数を制御することによりロータリバルブ2
のエンジン3に対する回転が同期するよう、また位相差
が所定値に保持されるようfbII御している。
The electronic control device 23 is supplied with various information as well as the output signals of the rotation angle sensors 20 and 21 and acceleration detection @22.
, 21 and the acceleration detection M22 to control the rotation speed of the motor 190.
fbII is controlled so that the rotations of the engine 3 and the engine 3 are synchronized and the phase difference is maintained at a predetermined value.

第2図はモータ19の回転位相を検出するための機構を
示す斜視図である。同図に示すように、モータ19の軸
に固着される円板24は、その外周の周方向に亘り2°
毎にスリット24mが形成されるとともに、中央部の局
方向に亘り90°毎にスリット24bが形成されている
。回転角センサ20,21は、円板24を挾んで両側で
夫々相対向するよう配設された発光部20m、21m及
び受光部20b。
FIG. 2 is a perspective view showing a mechanism for detecting the rotational phase of the motor 19. As shown in the figure, the disc 24 fixed to the shaft of the motor 19 has an angle of 2° in the circumferential direction of its outer periphery.
A slit 24m is formed at each position, and a slit 24b is formed at every 90° in the center direction. The rotation angle sensors 20 and 21 include light emitting sections 20m and 21m and a light receiving section 20b, which are arranged to face each other on both sides of the disk 24, respectively.

21bを有しており、発光部20m、21mから照射さ
れる光をスリット24a、24bを介して受光部20b
、21bで受光することにより受光部20b、21bか
ら円板24、即ちモータ19のV及び9vの回転毎に立
上るパルス信号を夫々送出するようになっている。
21b, and the light emitted from the light emitting parts 20m and 21m is passed through the slits 24a and 24b to the light receiving part 20b.
, 21b, the light receiving sections 20b, 21b send out pulse signals that rise each time the disc 24, ie, the motor 19, rotates at V and 9V, respectively.

第3図(a)は加速度検出器22を抽出して示す縦断面
図、第3図(b)はその要部の右側面図である。両図に
示すように、エンジン回転と同期するカム軸16に連結
された軸25にはリング26が軸方向に移動可能に嵌装
しである。可撓性の部材で形成したアームプレート27
;よ、一方の基端部がリング26に、また他方の基端部
が軸25の凸部25mに夫々固定されろとともに、一方
と他方の先端部に軸25の径方向に伸びるバイモルフ素
子28の基端部が固定しである。また、リング26と凸
部25aとの間にはスプリング29が嵌装しである。更
に、バイモルフ素子28の先端部にはウェイト30が固
定しである。このとき、特に第3図(b)に示すように
、アームプレート27は軸25の回りに等間隔に4組配
設してあり、このアームプレート27の夫々に前述の如
くウェイト30が固定されたバイモルフ素子2Bが固定
されている。
FIG. 3(a) is a vertical sectional view showing an extracted part of the acceleration detector 22, and FIG. 3(b) is a right side view of the main part thereof. As shown in both figures, a ring 26 is fitted onto a shaft 25 connected to a camshaft 16 that is synchronized with engine rotation so as to be movable in the axial direction. Arm plate 27 formed from a flexible member
; One base end is fixed to the ring 26 and the other base end is fixed to the convex portion 25m of the shaft 25, and a bimorph element 28 extends in the radial direction of the shaft 25 at one and the other tip end. The proximal end of is fixed. Further, a spring 29 is fitted between the ring 26 and the convex portion 25a. Furthermore, a weight 30 is fixed to the tip of the bimorph element 28. At this time, as particularly shown in FIG. 3(b), four sets of arm plates 27 are arranged at equal intervals around the shaft 25, and a weight 30 is fixed to each arm plate 27 as described above. A bimorph element 2B is fixed.

かくして、軸25の回転に伴なわないウェイト30に作
用する遠心力によりリング26が軸25上をスプリング
29のバネ力に抗して移動し、遠心力とバネ力が平衡し
た時点で停止し、軸25の回転数が変化しない限りこの
状態が保持される。かかる状態でエンジン回転数の変化
に伴ない軸25の回転数が変化したとき、即ちエンジン
3の加減速時にはその加減速度に応じてリング26が第
3図(a)中、左方向(加速時)若しくは右方向(減速
時)に移動する。このとき、ウェイト3oは慣性が大き
いので、リング26の移動に追従できず1この結果バイ
モルフ素子28が軸25と平行な方向に撓む。即ち、加
速時には、第3図(al中右方向に、また減速時には左
方向に撓む。この撓み量はこのときの角加速度の大きさ
に比例し、バイモルフ素子28の出力電圧に比例する。
Thus, the ring 26 moves on the shaft 25 against the spring force of the spring 29 due to the centrifugal force acting on the weight 30 as the shaft 25 rotates, and stops when the centrifugal force and the spring force are balanced. This state is maintained as long as the rotational speed of the shaft 25 does not change. In this state, when the rotational speed of the shaft 25 changes as the engine rotational speed changes, that is, when the engine 3 accelerates or decelerates, the ring 26 moves in the left direction (during acceleration) in FIG. 3(a). ) or move to the right (when decelerating). At this time, since the weight 3o has a large inertia, it cannot follow the movement of the ring 26, and as a result, the bimorph element 28 is bent in a direction parallel to the axis 25. That is, during acceleration, it deflects to the right in FIG. 3 (al), and during deceleration, it deflects to the left. The amount of this deflection is proportional to the magnitude of the angular acceleration at this time, and is proportional to the output voltage of the bimorph element 28.

したがって、バイモルフ素子28の出力電圧を電圧計3
1により計測することによりエンジン3の角加速度を検
出することができろ。
Therefore, the output voltage of the bimorph element 28 is measured by the voltmeter 3.
1, the angular acceleration of the engine 3 can be detected.

なお、第3図(a)中32はケース、33は軸受、34
はカバー 35はオイルシールである。
In Fig. 3(a), 32 is a case, 33 is a bearing, and 34 is a case.
is a cover and 35 is an oil seal.

第4図は本実施例に係る1111!lI系を示すブロッ
ク線図である。同図に示すように、アクセル40を動か
す乙とによりエンジン回転数の速度変化率である角加速
度ふ、が変化する。この角加速度ふ、を2回積分(ブロ
ック41参照)することによりエンジン3の回転位相(
クランクの回転位相)θ、を求め、この回転位相θ1と
モータ19の現時点の回転位相θ、とを比較して両者の
ずれ量(θ、−〇、)を求める。その後、このずれ量(
θ。−〇、)と目標位相値PHTとを比較して両者の偏
差DTHを求める。このとき、目標位相値PHTは、エ
ンジン3の回転数及び負荷を考慮して予め作成したマツ
プから供給される。
FIG. 4 shows 1111! according to this embodiment! FIG. 2 is a block diagram showing the II system. As shown in the figure, the angular acceleration, which is the rate of change in engine speed, changes as the accelerator 40 is moved. By integrating this angular acceleration twice (see block 41), the rotational phase of the engine 3 (
The rotational phase θ of the crank is determined, and this rotational phase θ1 is compared with the current rotational phase θ of the motor 19 to determine the amount of deviation between the two (θ, -0,). Then, this amount of deviation (
θ. −〇, ) and the target phase value PHT to find the deviation DTH between the two. At this time, the target phase value PHT is supplied from a map prepared in advance in consideration of the rotation speed and load of the engine 3.

更に、前記偏差DTHに基づきPD開制御行なう(ブロ
ック42.43参照)。この結果得られる制御量は、本
実施例の場合モータ19としてDCモータを使用してい
るので、このモータ19のデユーティとして与えられる
。本実施例ではモータ19のデユーティを制御すること
によりモータトルクを制御するようになっている。この
結果、デユーティが変化することにより変化するモータ
トルクの変化量を、モータ19に関連する回転系の全体
の慣性モーメントIMで除す(ブロック44参照)こと
によりモータ19の角加速度ふ、が求まる。この角加速
度ふ、に基づき角速度ω、を求め(ブロック45参照)
、この角速度ω、に基づき回転位相θ。を求める。
Furthermore, PD opening control is performed based on the deviation DTH (see blocks 42 and 43). Since a DC motor is used as the motor 19 in this embodiment, the control amount obtained as a result is given as the duty of the motor 19. In this embodiment, the motor torque is controlled by controlling the duty of the motor 19. As a result, the angular acceleration of the motor 19 is determined by dividing the amount of change in the motor torque that changes due to the change in duty by the moment of inertia IM of the entire rotating system related to the motor 19 (see block 44). . Find the angular velocity ω based on this angular acceleration F (see block 45)
, based on this angular velocity ω, the rotational phase θ. seek.

第5図は本実施例における制御タイミングを示すタイミ
ング図である。同図中、■はエンジン3の回転の90”
毎にクランク角センサ17により検出されるエンジン9
0°信号、■はモータ19の回転の90@毎にセンサ2
1により検出されるモータ90°信号、■はモータ19
の回転の2°毎にセンサ20により検出されるモータ2
°信号、■は電子制御装置23が内蔵するカウンタCM
iでカウントされるモータ2°信号、■は電子制御装置
23が内蔵するカウンタCM2でカウントされるモータ
2°信号、■はモータ90°信号の目標位相値PHT。
FIG. 5 is a timing chart showing control timing in this embodiment. In the same figure, ■ indicates the rotation of engine 3 at 90"
The engine 9 detected by the crank angle sensor 17 every time
0° signal, ■ is sensor 2 every 90 @ rotation of motor 19
Motor 90° signal detected by 1, ■ is motor 19
The motor 2 is detected by a sensor 20 every 2 degrees of rotation of the motor 2.
° signal, ■ is the counter CM built in the electronic control unit 23
The motor 2° signal counted by i, the motor 2° signal counted by the counter CM2 built in the electronic control unit 23, and the target phase value PHT of the motor 90° signal.

■は10m5ecタイマから10 m5ec毎に送出さ
れる読込み信号である。
2 is a read signal sent every 10 m5ec from the 10m5ec timer.

なお、本実施例に係るエンジン3は4サイクルであるた
め、モータ19の回転数はエンジン3の回転数の1/4
としているが、ここにいうモータ90”及び2°信号と
はクランク角相当に変換したものである。
Note that since the engine 3 according to this embodiment has a 4-cycle cycle, the rotation speed of the motor 19 is 1/4 of the rotation speed of the engine 3.
However, the motor 90'' and 2° signals referred to here are those converted to equivalent crank angles.

第5図に示すように、カウンタCM1.CM。As shown in FIG. 5, counter CM1. CM.

はモータ90°信号■の立上りからエンジン90°信号
■の立上り迄の間のモータ2°信号■の数を交互にカウ
ントするものである。これらカウンタCM1.CM2の
カウント値から90°に相当するモータ2°信号■の数
を引(ことによりモータ19とエンジン3との回転位相
のずれが検出される。
is to alternately count the number of motor 2° signals (■) from the rise of the motor 90° signal (■) to the rise of the engine 90° signal (■). These counters CM1. Subtract the number of motor 2° signals (■) corresponding to 90° from the count value of CM2 (thereby, the rotational phase shift between the motor 19 and the engine 3 is detected.

モータ90°信号■と目標位相IIPHTとの差が偏差
DTHとなり、直前の偏差DTHが読込み信号■で読込
まれる。この偏差DTHに基づき、期間Tでモータデユ
ーティが演算され、その演算結果が直後のエンジン90
°信号■にょリモータ19に供給される。このタイミン
グを第5図中に符号Iで示す。
The difference between the motor 90° signal (■) and the target phase IIPHT becomes the deviation DTH, and the immediately preceding deviation DTH is read with the read signal (■). Based on this deviation DTH, the motor duty is calculated during period T, and the calculation result is applied to the engine 90 immediately after.
° Signal ■ is supplied to the remoter 19. This timing is indicated by the symbol I in FIG.

第6図はエンジン90°信号■の立上り毎に行なう処理
を示すフローチャートである。同図に示すように、この
場合の処理は次の通りである。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing performed each time the engine 90° signal (2) rises. As shown in the figure, the processing in this case is as follows.

1)加速度検出器22によりエンジン3の角加速度ふ、
を読込む(ブロック50参照)。
1) The angular acceleration of the engine 3 is detected by the acceleration detector 22.
(see block 50).

2) モータ19の回転位相が目標位相値PHTに対し
て位相ずれが発生しているか否かを判定し、位相ずれが
発生している場合にはCF(コントロールフラグ)工1
とおき、そうでない場合にはCF=Oとおく (ブロッ
ク51参照)。
2) Determine whether a phase shift has occurred in the rotational phase of the motor 19 with respect to the target phase value PHT, and if a phase shift has occurred, set the CF (control flag)
Otherwise, set CF=O (see block 51).

3)位相ずれが発生しているときには角加速度ω4に対
応するモータデユーティに補正値βを加算したモータデ
ユーティに1を与えてやる(ブロック52参照)。
3) When a phase shift occurs, 1 is given to the motor duty obtained by adding the correction value β to the motor duty corresponding to the angular acceleration ω4 (see block 52).

4)位相ずれが発生していないときには、マツプから読
出した角加速度二、に対応するモータデ1−ティKlを
与えてやる(ブロック53参照)。
4) When no phase shift occurs, the motor data 1-Kl corresponding to the angular acceleration 2 read from the map is given (see block 53).

5)停止させるカウンタCM、、CM2が何れであるか
を判定する(ブロック54参照)。
5) Determine which counters CM, CM2 are to be stopped (see block 54).

6) カウンタCM、、CM2の何れかを停止させる(
ブロック55,56参照)。
6) Stop either counter CM or CM2 (
(see blocks 55, 56).

7) カウンタCM、を停止させたときには、R8冨C
M、(カウンタCMlのカウント値)。
7) When the counter CM is stopped, R8 Tomi C
M, (count value of counter CMl).

カウンタCM、=0(カウンタCM、の値をクリア)及
びCFC=2 C次のエンジン9v信号で停止するカウ
ンター CM、 )と夫々おく (ブロック57参照)
Set counter CM, = 0 (clear the value of counter CM,) and CFC = 2 C, which stops at the next engine 9v signal (CM, ) (see block 57).
.

8) カウンタC’sを停止させたときには、R2は0
M10〜=0及びCFC=1とおく (ブロック58参
照)。
8) When counter C's is stopped, R2 is 0.
Let M10~=0 and CFC=1 (see block 58).

第7図はモータ90°信号■の立上り毎に行なう処理を
示すフローチャートである。同図に示すように、この場
合の処理は次の通りである。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing performed every time the motor 90° signal (2) rises. As shown in the figure, the processing in this case is as follows.

1) カウンタCM、、CMIIの何れが動作している
かを判定する(ブロック59参照)。
1) Determine which counter CM, CMII is operating (see block 59).

2) カウンタCM、が動作している場合にはカウンタ
CM2を、またカウンタCMaが動作している場合には
カウンタCM、を夫々動作させる(ブロック60.61
参照)。
2) If counter CM is operating, counter CM2 is operated, and if counter CMa is operating, counter CM is operated (block 60.61).
reference).

第8図(a)及び第8図(b)は1011141110
タイマによる割込処理を示すフローチャートである。
8(a) and 8(b) are 1011141110
3 is a flowchart showing interrupt processing by a timer.

同図に示すように、この場合の処理は次の通りである。As shown in the figure, the processing in this case is as follows.

1)  10ma・Cパルスの立上りで10m5e。1) 10m5e at the rising edge of 10ma/C pulse.

タイマがリセットされ以下の処理がスタートされる。即
ち、以下の処理はタイマが10m5ec期間を計時する
毎に行なう(ブロック62参照)。
The timer is reset and the following processing is started. That is, the following processing is performed every time the timer measures a period of 10m5ec (see block 62).

2) 目標位相値PHT及びエンジン回転数N9を読込
む(ブロック63参照)。
2) Read the target phase value PHT and engine speed N9 (see block 63).

3)前回演算時の値を保存する。即ち、DTHB冨DT
H(@差)、DDTHB禦DDTH(偏差の変化量)と
おく (ブロック64参照)。
3) Save the value from the previous calculation. That is, DTHB DT
Let H (@difference), DDTHB, and DDTH (amount of change in deviation) (see block 64).

0 目標位相値PTHとの偏差DTH及び偏差DTHの
変化量DDTHを演算する(ブロック6S参照)。即ち
、DTH−PHT+90−R,、DDTH冨DTH−D
THB 0但し、R,=カウンタCM、のカウント値で
ある。
0 Calculate the deviation DTH from the target phase value PTH and the amount of change DDTH in the deviation DTH (see block 6S). That is, DTH-PHT+90-R,, DDTH-DTH-D
THB 0 However, R = the count value of counter CM.

5)  IDTHI≧2若しくは1DDTH1≧2を判
定する(ブロック66参照)。Vは偏差DTHの分解能
の限界である。
5) Determine whether IDTHI≧2 or 1DDTH1≧2 (see block 66). V is the limit of the resolution of the deviation DTH.

IDDTH+≧2を判定するのは隣接する不感帯内で1
以上変化した場合も検出するためである。
1 in the adjacent dead zone to determine IDDTH+≧2
This is to detect a case where the change is more than that.

6)5)の判定結果がYesの場合にはモータトルク変
更フラグを立てる(ブロック67参照)。即ち、CF冨
1とおく。
6) If the determination result in 5) is Yes, set a motor torque change flag (see block 67). That is, it is set as CF depth 1.

?)  IDTHI<45を判定する(ブロック68参
照)。
? ) Determine IDTHI<45 (see block 68).

8)7)の判定結果がNoの場合、即ち偏差DTHが極
めて大きい場合、補正値βは、その正負の符号を調ベモ
ータ19の最大トルクを出力する角加速度α0.8とす
る(ブロック69参照)。即ち、β−5GN(α。)×
α3.11とおく。
8) If the determination result in 7) is No, that is, if the deviation DTH is extremely large, the correction value β has a positive or negative sign equal to the angular acceleration α0.8 that outputs the maximum torque of the probe motor 19 (see block 69). ). That is, β-5GN(α.)×
Set it as α3.11.

9)7)の判定結果がY@sの場合、モータトルクを変
更するためのモータ角加速度α、(雪に、XDHT+に
、XDDTH)を演算する(ブロック70参照)。
9) If the determination result in 7) is Y@s, calculate the motor angular acceleration α, (snow, XDHT+, XDDTH) for changing the motor torque (see block 70).

10)la岬よ”ssm ’モータ19の最大能力)を
判定しくブロック71参照) 、Yesの場合には、前
記8)と同様にブロック69の処理を行なうとともに、
Noの場合には補正値β瓢α、とおく (ブロック72
参照)。
10) Determine the maximum capacity of the motor 19 (refer to block 71), if Yes, perform the process of block 69 in the same manner as in 8) above,
In the case of No, set the correction value β 瓢α (block 72
reference).

11) 5)の判定結果がNoの場合にはモータトルク
変更フラグを降ろす(ブロック73参照)。即ち、CF
=Oとおく。
11) If the determination result in 5) is No, lower the motor torque change flag (see block 73). That is, C.F.
= O.

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明に
よれば、エンジンの角加速度をリアルタイムで検出し、
この角加速度を加味してロータリバルブを回転駆動する
モータを制御し、エンジンの回転位相に対するロータリ
バルブの回転位相をfIIJIllするようにしたので
、エンジンの加減速時であってもエンジンとロータリバ
ルブの同期制御のみならず、両者の回転位相の制御も良
好な追従性をもたせて行なうことができる。
<Effects of the Invention> As specifically explained above with the embodiments, according to the present invention, the angular acceleration of the engine is detected in real time,
The motor that rotates the rotary valve is controlled by taking this angular acceleration into account, and the rotational phase of the rotary valve is adjusted to the rotational phase of the engine, so even when the engine is accelerating or decelerating, the engine and rotary valve are Not only synchronous control but also control of the rotational phase of both can be performed with good followability.

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

第1rIAは本発明の実IM例を実現する装置の全体を
概念的に示す説明図、第2図はロータリバルブの回転位
相を検出するための機構を示す斜視図、第3図(a)は
加速度検出器を抽出して示す縦断面図、第3図(b)は
その要部の右側面図、第4図は本発明の実施例に係る制
御系を示すブロック線図、第5図はその制御タイミング
を示すタイミング図、第6図はエンジンが90”@@す
る度に行なう前記実施例に係る処理を示すフローチャー
ト、第7図はモータが90°回動する度に行なう前記実
施例に係る処理を示すフローチャート、第8図(a)及
び第8図(blは本実施例に係る1 0 masCタイ
マ割込処理を示すフローチャート、第9図は従来技術に
係る装置を示す説明図、第10図(a)及び第10図(
b)はその制御特性を示すグラフである。 図面中、 1は吸気管、 2はロータリバルブ、 3はエンジン、 19はモータ、 22は加速度検出器である。
1rIA is an explanatory diagram conceptually showing the entire device for realizing an actual IM example of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a mechanism for detecting the rotational phase of the rotary valve, and FIG. 3(a) is 3(b) is a right side view of the essential parts, FIG. 4 is a block diagram showing the control system according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an extracted acceleration detector. A timing diagram showing the control timing, FIG. 6 is a flowchart showing the process according to the embodiment performed every time the engine rotates 90 degrees, and FIG. 7 is a flow chart showing the process according to the embodiment performed every time the motor rotates 90 degrees. Flowcharts showing such processing, FIG. 8(a) and FIG. Figure 10 (a) and Figure 10 (
b) is a graph showing its control characteristics. In the drawings, 1 is an intake pipe, 2 is a rotary valve, 3 is an engine, 19 is a motor, and 22 is an acceleration detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 吸気管の途中に介設してモータで回転駆動するようにな
っているロータリバルブを、その回転数がエンジンの回
転数と同期するとともに、その回転位相がエンジンの回
転位相に対し所定の位相差をもつよう制御してエンジン
への空気の吸入のタイミングを制御するようになってい
るエンジンの吸気系におけるロータリバルブの電子制御
方式において、 加速度検出器によりリアルタイムで検出するエンジンの
角加速度に基づき求めたエンジンの回転角と、ロータリ
バルブを駆動するモータの回転角とを比較して両者の回
転位相差を求め、更にエンジンの回転数に応じて予め定
められたエンジンの回転位相とロータリバルブの回転位
相との回転位相差である目標位相と前記回転位相差とを
比較して両者の差が零となるよう前記モータを制御する
ようにしたことを特徴とするエンジンの吸気系における
ロータリバルブの電子制御方式。
[Scope of Claims] A rotary valve, which is interposed in the middle of the intake pipe and driven by a motor, has a rotational speed that is synchronized with the engine rotational speed, and whose rotational phase is synchronized with the engine rotational phase. In the electronic control system of the rotary valve in the engine intake system, which controls the timing of air intake into the engine by controlling it to have a predetermined phase difference between the The engine rotation angle determined based on the angular acceleration of the rotary valve is compared with the rotation angle of the motor that drives the rotary valve to determine the rotational phase difference between the two. The intake air of the engine is characterized in that the target phase, which is a rotational phase difference between the phase and the rotational phase of a rotary valve, is compared with the rotational phase difference, and the motor is controlled so that the difference between the two becomes zero. Electronic control method for rotary valves in systems.
JP22331589A 1989-08-31 1989-08-31 Electronic control system for rotary valve in engine suction line Pending JPH0388914A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964063A (en) * 1996-07-22 1999-10-12 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Motor-vehicle door having window winder, method of assembling the door, and window sash assembly suitable for use in the door
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