JPS58195004A - 原動機の吸・排気コントロ−ルシステム - Google Patents

原動機の吸・排気コントロ−ルシステム

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JPS58195004A
JPS58195004A JP57079049A JP7904982A JPS58195004A JP S58195004 A JPS58195004 A JP S58195004A JP 57079049 A JP57079049 A JP 57079049A JP 7904982 A JP7904982 A JP 7904982A JP S58195004 A JPS58195004 A JP S58195004A
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JP
Japan
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intake
valve
suction
exhaust
negative pressure
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Pending
Application number
JP57079049A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Igari
猪狩 健次
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Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means

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)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原動機の回転に最適になるよう吸入及び排気
の時期、時間並びに量をコントロールするシステムに関
するものである。
従来、ガソリン機関等の原動機の吸・排気のフントロー
ルは、クランクシャフトの回転をチェーン。
歯車などを介してカムシャフトに伝達し、該カムシャフ
トに固定したカムのプロフィールに沿ってタペット及び
ブツシュロッドを動力化、ロッカアームを介して吸・排
気弁を各々作動させることにより、その開閉時期と時間
を上記クランクシャフトの回転とタイミングを合わせて
行なっていた。
しかしなが呟上記のよ−うな従来のコントロールシステ
ムでは、チェーン、歯車、カム、タペット、ブツシュロ
ッド、ロッカアーム等のtIi賊的な作動手段によって
行なっているため、構造が複雑で使用頻度に比例してそ
の精度が低下し、信頼性に欠けると共に、潤滑油を必要
としたり燃費に対する熱効率が低下する、だけでなく、
クランクの高速回転時には吸入量の減少も発生して出力
不足が生ずる欠点があった。
本発明は、上記のような従来の吸・排気フントロールシ
ステムの欠点を解消するためになされたもので、その目
的とするところ1よ、クランクシャフトの回転位置と角
速度並びに吸入負圧を電気的に検出し、これをタイミン
グクロックパルス発振装置を内蔵したマイクロコンピュ
ータに入力させて、吸・排気弁及び大気吸入弁の最適作
動時期及び時間を算出し、出力された電気信号によって
答弁を作動させることにより、構造が簡単でコンパクト
にまとまって故障が少なく、迅速且つ高精度に作動して
信頼性が高いばかりでなく、高速回転時にも出力不足が
生ずることのない原動機の吸・排気コントロールシステ
ムを提供するにある。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
第1図において、1はシリンダ、2はピストン、3はコ
ンロッド、4はクランクシャフト、5はシリンダヘッド
、6は燃焼室、7は吸気弁、8は排気弁、9は吸気管及
び10はエアークリーナである。
11はクランク角センサーであって、第2図に示すよう
に光学的パルス発生機12、回転板13および光学的パ
ルス検知機1.4から構成されている。該回転板13は
上記クラン:クシャ7ト4に一体的に固定されており、
その周囲部には1度の回転位相角をもって360個のス
、リッN3aがあけられている。
従って、該スリ7r13aの1つを基準スリンY13a
″に設定しておけば、上記光学的パルス発車機12から
のパルス光を上記スリ7)13aを通して光学的パルス
検知機14によって検知し、上記基準スリット13a′
からのカランFを算出すること4二上り上記回転板13
の回転位置1IItl)クランクシャフト・1の回転角
を検出すること力咄来る。
15は吸入負圧センサーであって、上記吸入管9内に臨
むように取り付けられていて、上記クランクシャフト4
のある回転角に対する吸入管9内の負圧を検出するよ)
1こなっている。
16及び17は、上記吸気弁7及び排気弁8を各々作動
させるためのバルブユニットであって、第3図に拡大し
て明示するようにバルブステムガ十ド18.18、スト
ッパー19、スプリング20、永久磁石21、コイノビ
群22、ガスヶ・ン)23及びコネクター24等からt
i成さ才している。上記2つの/<ルブステムガイド1
::′8はノトンジングカバー25及び上記シリンダへ
・−1)″″″′□″′、、!こ各4取付けられて、・
て、吸・排気弁7(8)のステム7 a(8a)を摺動
自在に支持すると共に、その横振れを防止している。上
記ノトンジングカバ−25は上記フィル群22の外部カ
バーとなっていて、磁気遮断及びコイル群22内に封入
された冷却用油のカバー・を兼ねている。上記スト・ツ
バ−19は吸・排気弁7(8)のステム7 a(8a)
の上端部に固着されていて、上記ノ1ウジング力、、?
−25との間tこ上記スプリング20を介装し、吸・排
気弁7(8)を常時閉じる方向に付勢して弁の初期位置
を設定している。上記永久磁石21はバルブステム7 
a(8a)の中間部に付設されていて、その周囲に配設
されたコイル群22を励磁することにより上記スプリン
グ20に抗して吸・排気弁7(8)を下方に動かして開
口させるよ)(こなっている、コネクター24は後述の
マイクロコンピュータ33(第1図参照)からの出力信
号を上記コイル群22に中継するための端子である。
26は大気吸入補正ユニットであって、第4図1こ例示
するように弁体27、スト・ンパー28、スプリング2
i、永久磁石30、コイル群31及びコネクター32等
から構成されていて、基本的に上記ノくルブユニッ)1
6.17と同じ構造を有しており、高速回転における吸
入量の減少を大気圧により吸入負圧を小さくして、短時
間に多量の吸気をするようにしている。
33はマイクロコンピュータ−であって、入出カニリア
ー34、演算部35、クロックパルス発生部36及びメ
モリ一部37から成っており、上記クランク角センサー
11及び吸入負圧センサー15からの情報により、上記
バルブステム)16,1’7の作動時期及び時間を決定
して信号化すると共に、吸気敞と時間の比較をして大気
吸入補正ユニット26への時期と時間を決定して信号化
するようになっている。
次(こ、上記実施例の作用について説明する。
まず、上記クランク角センサー11により、前述のよう
にりうンクシャフト4の回転角を検出すると共に、次の
ようにして角速度を検出する。即も、基準スリン)13
a’の2πの時間を18とし、上記クロックパルスの周
期をFzに、 基準スリット13a’の2π間のパルスのカウント数を
nとすると、 L工=−で、−の周期(T工)は、 F工 ω工=−・2π となる。
F工 以上のようにして検出した回転角並びに角速度に基づい
て、次に吸気弁7及び排気弁8の開閉時期並びに開閉時
間を設定する。即ち、 開閉時期は、基準スリン)13a’から所定のY番目の
スリット13までのパルス数をカウントすることによっ
て、コンピュータ33からの指示信号を呼び出すように
なっている。また、開閉時間は、上記角速度ω工に対応
する時間を予めメモリ一部37に入れておき、その時の
角速度(ω、)に応じて呼び出すようになっている。
以上のようにして設定された開閉時期と時間とは、信号
人力とする。これ      Iよ、永久磁石の磁束密
度β、コイル    均半径φとすると、1: 両磁石間には F゛工=I工・2πφβm で表現される力(F’x)
によって、吸・排気弁7(8)力吐記の所定時期と時間
に作動されること)こなる。
次1こ、吸入負圧センサー15によって検出した吸入管
9内の吸入負圧Pinに上り、吸気量を算出する。
即ち、 クランクシャフト4からピストン2の距離をX、フンロ
ッドの長さをb、クランクアームの長さをAとすると、 X=Acosωし+、7y=x玉1n−cdL   ・
(1)であり、大気圧をP8、シリンダー内負圧をP、
大、吸気弁7の面積をSin、ピストン2の面積をR,
燃焼室6の体積をαとすると、吸気量(H)は、H=i
Pin  PJSin     ・・・(2)  で表
わされ、吸気時のピストン2の運動によるシリング−内
の上記圧力(PJ、体積(RX)、温度(1゛)の関係
は、であるから、上記(3,,11)式を(2)式に代
入すると、上記(4)式に(1)式を代入すると、) となる。
以上のようにして算出しなHが、予めメモリ一部37に
記憶させておいた前記角速度ωに対応する吸入量より大
きいか小さいかを判断し、前記大気吸入補正ユニット2
6の開閉を決定すると共に、前記バルブコントロール二
二ッ)16(17)への作動と同様に火気吸入補正ユニ
ット26を作動させて、上記吸入負圧Pinの調整を行
なう。
本発明は以上のように構成されているので、クランクシ
ャフトの回転位置と角速度並びに吸入負圧を電気的に検
出し、これをタイミングクロックパルス発振装置を内蔵
したマイクロコンピュータに人力させて、吸・排気弁及
び大気吸入弁の最適作動時期及び時間を算出し、出力さ
れた電気信号によって答弁を作動させることにより、構
造が簡単でコンパクトにまとまって故障が少なく、迅速
且つ高精度に作動して信頼性が高いばかりでなく、高速
回転時にも出力不足が生ずる虞れがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の吸・排気コントロールシステムの一実
施例を示す概略説明図、第2図はクランク角センサーの
詳細説明図、第3図はバルブユニットの拡大断面図及び
第4図は大気吸入補正ユニットの拡大断面図である。 17・・・バルブユニット、26・・・大気吸入補正ユ
ニット、33・・・マイクロコンピュータ−特許出願人
 猪 狩 健 次

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. クランクの回転位置並びに角速度を電気的に検出するク
    ランク角センサーと、吸気管内の負圧を電気的に検出す
    る吸入負圧センサーと、上記両センサーからの情報によ
    り吸排気弁の開閉時期及び時開と吸入管からの吸入量を
    算出して指冬信号を発するマイクロコンピュータと、上
    記指令信号により吸・排気弁を電磁的に作動させるバル
    ブユニットと、上記指令信号により短時間に吸入管内に
    空気を補給する大気吸入補整ユニットとから構成された
    ことを特徴とする原動機の吸・排気コントロールシステ
    ム。
JP57079049A 1982-05-11 1982-05-11 原動機の吸・排気コントロ−ルシステム Pending JPS58195004A (ja)

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JP57079049A JPS58195004A (ja) 1982-05-11 1982-05-11 原動機の吸・排気コントロ−ルシステム

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JP57079049A JPS58195004A (ja) 1982-05-11 1982-05-11 原動機の吸・排気コントロ−ルシステム

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JPS58195004A true JPS58195004A (ja) 1983-11-14

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JP57079049A Pending JPS58195004A (ja) 1982-05-11 1982-05-11 原動機の吸・排気コントロ−ルシステム

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JP (1) JPS58195004A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4691672A (en) * 1985-12-20 1987-09-08 Jones Horace L Cybernetic engine
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