JPH0454044B2 - - Google Patents

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JPH0454044B2
JPH0454044B2 JP3905783A JP3905783A JPH0454044B2 JP H0454044 B2 JPH0454044 B2 JP H0454044B2 JP 3905783 A JP3905783 A JP 3905783A JP 3905783 A JP3905783 A JP 3905783A JP H0454044 B2 JPH0454044 B2 JP H0454044B2
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JP
Japan
Prior art keywords
valve timing
camshaft
motor
valve
load
Prior art date
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Application number
JP3905783A
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English (en)
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JPS59165811A (ja
Inventor
Norihiko Nakamura
Toyoichi Umehana
Yoshiaki Shibata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP58039057A priority Critical patent/JPS59165811A/ja
Publication of JPS59165811A publication Critical patent/JPS59165811A/ja
Publication of JPH0454044B2 publication Critical patent/JPH0454044B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2201/00Electronic control systems; Apparatus or methods therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002Controlling intake air
    • F02D2041/001Controlling intake air for engines with variable valve actuation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン運転条件に応じた多段階の
バルブタイミング制御を行うことができる装置に
関する。
バルブタイミング制御装置として本出願人の提
案に係るカム軸側のインナスリーブとタイミング
プーリ側のアウタスリーブとに近接する一対のス
リツトを設けたものがある。その一対のスリツト
は相互に傾斜する方向に延びそのスリツト内には
ローラベアリングが設置される。ローラベアリン
グはカム軸方向に移動可能な筒状移動体により担
持される。回転駆動モータは、その出力軸上のね
じ部及びこれに係合するナツトより成る回転運動
−直線運動変換手段を介し前記移動体に連結され
る。モータの回転方向に応じて交差スリツト内を
ローラベアリングはカム軸方向に移動しこれが一
対のスリーブの相対回転を惹起させる。その結果
バルブタイミングが、モータの一方向への回転極
限位置と他方向への回転極限位置との間で2段階
に変更する。
本発明の目的はかかる本出願人の提案に係るバ
ルブタイミング制御装置において、バルブタイミ
ングの切替時のハンチングを防止する技術を提供
することにある。この目的達成のため本発明にあ
つては、バルブタイミングを一方から他方に切替
るときの回転数や負荷の基準値にヒステリシス特
性を持たせている。
以下添付図面によつて説明すると、1はシリン
ダブロツク、2はシリンダヘツド、3はシリンダ
ヘツドカバー、4は吸気管、6はスロツトル弁、
8は排気管である。10はクランク軸でコネクテ
イングロツド12を介しピストン14に連結され
る。カム軸18上にカム20が形成され、カム2
0はロツカアーム22,23を介して吸気弁2
4、排気弁25にバルブタイミング26に抗して
作用する。カム軸18の一端にタイミングプーリ
28が相対回転可能に位置し、タイミングベルト
30′を介してクランク軸10上のプーリ32に
巻掛けられている。タイミングプーリ28とカム
軸18とは本発明に係るバルブタイミング制御装
置34によつて連結される。
バルブタイミング制御装置34は第2図にその
構成が示される。カム軸18の一端にインナスリ
ーブ36がボルト37によつて固設される。前記
のタイミングプーリ28はこのインナスリーブ3
6上に軸受39によつて取付けられる。タイミン
グプーリ28のボス部からはインナスリーブ36
上同軸となるようにアウタスリーブ38が一体に
延びている。インナスリーブ36とアウタスリー
ブ38とは近接するスリツト40及び42を備え
る。第3図の如くその一方40は真直ぐであるが
他方42は傾斜しており、その結果相互に交差す
る関係にある。スリツト40及び42内には夫々
ベアリング44及び46が位置している。ベアリ
ング44及び46は、カム軸の方向に沿つて往復
する筒状の移動体48から半径方向に一体に延び
る軸部48′上に軸支されている。
50は回転駆動モータであり、回転運動−直線
運動変換手段を介して移動体48に連結される。
この手段はいわゆるリサーキユレーテイングボー
ルねじとして構成される。即ち、モータ50の出
力軸50′上に外ねじが切られ、ナツト52には
無端の内ねじが切られ、ボール54がこれらのね
じ条間に位置している。モータ50のハウジング
から延びるガイド棒51はナツト52に形成され
るカム軸方向ガイド溝52′と嵌合している。か
かる構造よりして、モータ50の出力軸50′の
回転運動がナツト52の直線運動に変換されるこ
とは明らかであろう。ナツト52はベアリング5
5を介して移動体48に連結され、ベアリング4
4及び46はカム軸方向に駆動される。
56はケースであり一端でボルト57によつて
タイミングプーリ28のハブ部に固定され、他端
はベアリング58によつてモータハウジングに回
転自在に連結される。59はタイミングベルトカ
バーであり、本発明のバルブタイミング制御装置
をも含めてタイミングベルト30を収納してい
る。
クランク軸10の回転はタイミングプーリ3
2、タイミングベルト30を介してタイミングプ
ーリ28に伝えられる。タイミングプーリ28の
回転は、これに一体なアウタスリーブ38のスリ
ツト42内に位置するローラベアリング46を介
して、軸部48′に伝えられる。軸部48′の回転
は、スリツト40内に位置するローラベアリング
44よりインナスリーブ36に伝わり、カム軸1
8は回転駆動される。カム軸18上のカム20が
山のところに来るとロツカアーム22,23を介
してバルブ24,25のステムを押し、バルブス
プング26に抗してバルブ24,25の開弁を行
う。
モータ50が駆動されると、その出力軸50′
が回りナツト52は第2図のA又はB方向に動
く。そのため、ナツト52と一緒に動く移動体4
8の軸部上に設けたローラベアリング44及び4
6も同方向に夫々のスリツト40及び42内を動
く。スリツト40及び42は第3図の如く相互に
交差しているためベアリング44及び46のカム
軸方向における直線運動はインナスリーブ36と
アウタスリーブ38との、第3図のC又はD方向
における相対回転に変換される。従つて、被駆動
側であるインナスリーブ36に連結されたカム軸
18の、駆動側であるアウタスリーブ38即ちタ
イミングプーリ28更にはクランク軸10に対す
る位置は変化する。そのためバルブ24,25に
カム20が作用するときのクランク角度位置であ
るバルブタイミングが可能となる。そのバルブタ
イミングはカム軸方向における移動体48の位
置、換言すれば基準位置からのモータ50の回転
角度に応じて定められる。
第4図は以上のようなバルブタイミング制御装
置により実現されるバルブタイミングの切替ダイ
ヤグラムの一例である。回転数がN1より小さく、
かつ負荷がL1より大きい“0”のバルブタイミ
ング領域はモータ50が移動体48が第2図の左
方(A方向)に動くよう回転(逆転とする)した
とき得られるバルブタイミング領域に対応する。
またそれ以外の回転数及び負荷の領域“1”は移
動体48が第2図の右方(B方向)に動くようモ
ータが回転(正転とする)したとき得られるバル
ブタイミング領域である。
第5図は第4図に示したバルブタイミングの切
替ダイヤグラムが得られるようにモータを制御す
る制御回路60の構成を示す。64は回転数セン
サであつて、電磁形ピツクアツプとして構成さ
れ、第1図の如くクランク軸10に近接して設け
られる。回転数センサ64は整流回転65を介し
てオペアンプ66の負入力に結線される。オペア
ンプ66の正入力は抵抗R1,R2によつて分圧さ
れており、かつヒステリシス特性を出すための帰
環抵抗R3によつてオペアンプ66の出力側に結
線される。オペアンプ66の出力側のANDゲー
ト68の一方の入力に結線される。
69は負圧センサであり、第1図の如くダイヤ
フラム691を有しており、ダイヤフラム室69
2の所定圧力を境にオンオフする。ダイヤフラム
室692は負圧遅延弁70を介して吸気管4に結
線される。負圧遅延弁70は絞り701とチエツ
ク弁702とを持ち、後述のヒステリシス特性を
得る。第5図の如く負圧センサの負圧スイツチ6
94はトランジスタ72のベースに結線される。
トランジスタ72はエミツタにおいて電源側に、
コレクタにおいてANDゲート68の第2入力に
結線される。
制御回路60は更にモータ正転・逆転制御回路
74を有し、その入力側はアンドゲート68に出
力側はモータ駆動回路76を介しモータ50に結
線される。
以下本発明の作動を述べると、バルブタイミン
グを第4図の“0”の領域にすべきときは、エン
ジン回転数が所定値N1以下であり、この場合コ
ンパレータ66の負入力に入る。回転数センサ6
4からの信号レベルはコンパレータ66の正入力
に入る基準レベルより小さいその結果オペアンプ
66はHigh出力をANDゲート68の一方の入力
に出す。また機関の負荷は所定値L1以上であり、
負荷センサ69のダイヤフラム691に加わる負
圧力はばね693に打ち勝つことができず負圧ス
イツチ694はONとなり、トランジスタ72は
ONとなり、従つてANDゲートの正入力にHigh
の信号が入る。双方の入力がHighとなる結果
ANDゲート68はHighとなる。このような
High信号によつてモータ正転逆転制御回路74
はモータ駆動回路76をしてモータ50を逆転さ
せる信号を出す。その結果モータ50は移動体4
8を第2図の左方(A方向)に移動させバルブタ
イミングは“0”の領域をとる。
バルブタイミングを第4図の“1”の領域にす
べきときはエンジン回転数がN1より大きいか
(このときはコンパレータ66の負入力に入る信
号レベルは正入力での基準レベルより大きく、コ
ンパレータからのLowの信号がANDゲート66
の一方の入力に送られる。)、又はエンジン回転数
がN1より小さいとき(コンパレータ66からの
信号はHigh)は負荷センサ69で検知れる負荷
はL1より小さく、このときは負荷センサ69の
ダイヤフラム691に働く力はスロツトル弁の小
開度故の高い負圧に基づきばね693に打ち勝ち
スイツチ694はOFFとなり、従つてトランジ
スタ72はOFFとなり、Lowの信号がANDゲー
ト68の第2の入力に加わる。その少くとも一方
の入力はLowである結果ANDゲート68はLow
出力を出し、前とは反対にモータ正転逆転制御回
路74はモータ駆動回路76をしてモータ50を
正転させる信号を出す。そのため、移動体48は
第2図の右方(B方向)に動きバルブタイミング
は“1”の領域をとる。
以上のようなバルブタイミングの切替において
エンジン回転数が上つて行く場合にオペアンプ6
6からの信号がHighからLowに切替る回転数は
N1↑とし、エンジン回転数が下つて行く場合に
コンパレータからの信号がLowからHighに切替
るときの同回転数はN1↓としたとき第6図イに
示すように両者は同一でなくN1↑>N1↓とな
る。これは、帰還抵抗R3によつて出力側電位を
オペアンプ66の基準レベルに加えているため、
回転数が上つて行く場合(出力はHigh)は下つ
て行く場合(出力はLow)より基準レベルが大
きくなるからである。また、負荷についていえ
ば、負荷が上つて行く場合の負荷センサ69が
LowからHighに代るときの負荷L1↑と負荷が下
つて行く場合の負荷センサがHighからLowに切
替るときの負荷L1↓とは両者同一でなく負荷L1
↑>L1↓である(第6図ロ)。これは、負圧遅延
弁70の設置によつて、負荷が上つてゆく即ちス
ロツトル開度が増し負圧が小さくなつてゆく場合
は圧力信号はチエツク弁702を介して瞬間的に
負圧スイツチに伝達しOFFからONとするのに、
負荷が下つてゆく即ちスロツトル開度が減少し負
圧が大きくなつて行く場合は圧力信号はチエツク
弁702を通らず絞り701によつて緩り伝わる
ためスロツトルスイツチがONからOFFになるの
が遅延されるからである。
以上述べたような、第6図のヒステリシス特性
によつてハンチングが防止され、トルク変動を押
え、ドライバビリテイの良好を保ち、モータの負
荷増大を押えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成全体図、第2図はバルブ
タイミング制御装置の縦断面図、第3図は第2図
の方向矢視図、第4図はバルブタイミングの切
替ダイヤグラム図、第5図は制御回路のブロツク
ダイヤグラム図、第6図は回転数センサ、負荷セ
ンサのヒステリシス特性図。 10……クランク軸、18……カム軸、36,
38……スリーブ、40,42……スリツト、4
4,46……ローラベアリング、64……回転数
センサ、69……負圧センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一方がカム軸、他方がクランク軸に連結され
    る回転可能な一対のスリーブに相互に交叉するス
    リツトを形成し、そのスリツト中にローラベアリ
    ングを設け、そのローラベアリングのカム軸と平
    行な方向の移動によつてスリーブの相対回転を引
    き起こすことでバルブタイミングを変更可能とな
    し、そのようなローラベアリングの軸方向移動を
    エンジンの運転条件パラメータの基準値を境界に
    正逆切替る手段と、前記基準値にビステリシス特
    性を持たせる手段とを具備した内燃機関のバルブ
    タイミング制御装置。
JP58039057A 1983-03-11 1983-03-11 内燃機関のバルブタイミング制御装置 Granted JPS59165811A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58039057A JPS59165811A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 内燃機関のバルブタイミング制御装置

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JP58039057A JPS59165811A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 内燃機関のバルブタイミング制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS59165811A JPS59165811A (ja) 1984-09-19
JPH0454044B2 true JPH0454044B2 (ja) 1992-08-28

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ID=12542499

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JP58039057A Granted JPS59165811A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 内燃機関のバルブタイミング制御装置

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6021513U (ja) * 1983-07-22 1985-02-14 マツダ株式会社 エンジンのバルブタイミング制御装置
DE3815067C1 (en) * 1988-05-04 1989-09-21 Bayerische Motoren Werke Ag, 8000 Muenchen, De Method for balancing out the torsional vibrations of a vehicle drive train

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JPS59165811A (ja) 1984-09-19

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