JPS5993939A - 内燃機関のノツキング制御装置 - Google Patents

内燃機関のノツキング制御装置

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JPS5993939A
JPS5993939A JP57201876A JP20187682A JPS5993939A JP S5993939 A JPS5993939 A JP S5993939A JP 57201876 A JP57201876 A JP 57201876A JP 20187682 A JP20187682 A JP 20187682A JP S5993939 A JPS5993939 A JP S5993939A
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JP
Japan
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knock
timing
knocking
engine
generation
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Pending
Application number
JP57201876A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihiko Nakamura
徳彦 中村
Toyoichi Umehana
豊一 梅花
Yoshiaki Shibata
芳昭 柴田
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 JP57201876A priority Critical patent/JPS5993939A/ja
Publication of JPS5993939A publication Critical patent/JPS5993939A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0261Controlling the valve overlap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0269Controlling the valves to perform a Miller-Atkinson cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D15/00Varying compression ratio
    • F02D15/04Varying compression ratio by alteration of volume of compression space without changing piston stroke
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    • F02D35/00Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/027Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using knock sensors
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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】 本発明はパルプタイミングを変えることによシノッキン
グを抑制する装置に関する。
従来の内燃機関ではノンキングの制御は、ノックセンサ
からの信号によシノノキングか否かを検出し1点火時期
をノッキング発生時に非ノツキング時に較べて遅らせる
ことで行っていた。しかし。
点火時期を遅らせることは燃費を悪化させることにつな
がるから、この点では好ましくない。
かかる従来技術の欠点に鑑みて2本発明の目的は点火時
期によらないでノッキング抑制を行うことができる技術
を提供することを目的とする。この目的を達成するため
1本発明にあってはパルプタイミングを変えると吸気弁
が閉じを開始する下死点後の位置が変化し、有効圧縮比
が変ることに着目している。即ち1本発明ではノッキン
グか否η島に応じてパルプタイミングを相対的に遅らせ
るか又は進ませている。このような制御によシノッキン
グか否かに応じて有効圧縮比が可変とされ。
ノッキングのコントロールが実現する。
以下図面によって説明すると、10はシ、、 ツノし9
12はピストン、14はシリンダヘッド、16は吸気弁
、18は排気弁、20は吸気ボート、22は排気ボート
、24はクランク軸、25は連結棒であシ、これらは内
燃機関の周知の構成要素であシ、また本発明と直接関係
しないことから詳細な連結関係の説明は省略する。
クランク軸24の一端にタイミングプーリ28が固定さ
れ、このプーリ28はタイミングベルト30を介してカ
ム軸32の一端に設けたタイミングプーリ34に連結さ
れる。
カム軸32上のタイミングプーリ34とカム軸32との
間にはクランク軸24に対するカム軸32の回転位相を
制御するための2例えば第3図の如きバルブタイミング
制御装置41が設けられる。この装置41について説明
すると、カム軸32の軸端にはボルト42によってイン
ナスIJ −プ43が固定される。インナスリープ43
とカム軸32との間に回り止めピン44が挿通され、こ
れらの部材間での相対回転を防止している。
タイミングプーリ34にはアウタスリーブ45が一体に
形成される。このアウタスリーブ45即ちタイミングプ
ーリ34は軸受47によってインナスリープ43と連結
され2両者の自由な回転を保障している。
これらの相対回転可能なインナスリープ43とアウタス
リーブ45の周上には相互に近接するスリットの対46
.48が設けられる(第4図参照)。
第1図に示すように、近接するスリン)46.48はそ
の一方(即ちスリット46)はカム軸の軸線方向に延び
ているも、他方(即ちスリット48)はカム軸の軸線方
向に対して傾斜しておシ2両者のスリン)46.48は
互に傾斜する関係にある。これらのスリン) 46.4
8内に独立して回転できるローラベアリング50.52
がそれぞれ位置している。
インナスリーブ43内にカム軸方向に水平移動可能にベ
アリング支持体56が設けられる。ベアリング支持体5
6からはベアリング支持軸58が半径方向に一体に延び
ている。そのベアリング支持軸58に前述のローラベア
リング50.52が取付けられている。これらのスリー
プ43及び45゜ローラベアリング50及び52.更に
はベアリング支持体56等の部品はケース60内に収納
される。このケース60の一端はポルト62によってタ
イミングプーリ34に連結される。ケース60の他端は
モータ64によって支持される。
モータ64の出力軸74はナツト76にねじ嵌合され、
軸受78を介して支持体56に連結される。モータ64
のハウジングから延びる案内棒80はナンド76の案内
溝76Aに嵌合してお9゜そのためモータの出力軸74
の回転はナンド76のカム軸方向直線運動に変換される
タイミングプーリ34をタイミングベルト30を介して
クランク軸24によって回転させると。
アウタスリーブ45が該プーリ34と一体に回転し、ス
リット48を介してローラベアリング52にカム軸20
を中心とする回転力が加わる。このためベアリング支持
体56が回転し、その回転力が軸部58及びローラベア
リング5oを介してインナスリープ43のスリット46
を回し、その結果インナスリープ40およびカム軸32
が回転する。そのためカム軸32上のカム32′がブツ
シュロッドと当接するところで定まる所定のバルブタイ
ミングが得られる。
パルプタイミングの制御のためにモータ64を駆動する
と、出力軸74の回転運動はねじ部の働きで駆動ナンド
76の直線運動に変換され、その結果ベアリング支持体
56はモータ64の回転方向に応じてその左右に動く。
ベアリング支持体56のこの左右の動きは軸部58を介
してベアリング50.52に伝達され、ベアリング50
.52はスリット46.48内をころが9ながら第3図
の矢印人の方向に移動する。するとスリット46. 4
8は交叉しているため、アウタスリーブ45とインナス
リープ43との間に相対回転が生じそのためクランク軸
24とカム軸32との相対角度位置が変化する。
本発明はこのような作動原理を持つ可変バルブタイミン
グ機構によジノツクコントロールを行うことを要旨とす
るものであり1次のような構成を更に付加している。即
ち、第1図の80はエンジンの機械振動を電気的振動に
変換するタイプのノックセンサでアシ、エンジンのシリ
ンダブロック10に設けられている。制御回路81はノ
ックセンサ80からのノンキング有無の信号を受け、可
変パルプタイミング機構41に信号を送る。制御回路8
1は第5図に示すようなマイクロコンビエータとして構
成される。即ち、ノックセンサ80は〜6変換器82を
介して入出力ボート83に接続される。入出力ボート8
3はまたモータ駆動回路84を介しプモータ64に結線
される。入出力ボート83は、マイクロコンピュータの
構成要素であるMPU87.  ROM88.  RA
M89.  クロック発生器90にパス91を介して結
線される。MPU87は後述ソフトウェアに従ってモー
タ64及び点火栓21を駆動し本発明の制御を行う。
第5図は第4図のモータ駆動回路84のブロックダイヤ
グラムを示すものである。モータ駆動回路84はシリー
ズ接続した2対のPNP、NPNトランジスタ841,
842及び843,844 を備工、トランジスタ84
1.842のベースは直接入力端子845に接続され、
トランジスタ843゜844のベースはインバータ84
6を介して入力端子845に結線される。トランジスタ
841と842との接合点とトランジスタ843と84
4との接合点の間にモータ64が結線される。入力端子
845がHighのレベルであればトランジスタ841
.844がOFF、  )ランジスメ842,843が
ONとなり、モータ64は正転する。 入力端子845
がLowのレベルであればトランジスタ842.843
がOFF、  トランジスタ841,844がONとな
9.モータ64は逆転する。制御回路84は運転条件に
応じてモータ64を正転又は逆転させ、バルブタイミン
グを切替える。
本発明におけるノッキングコントロールではノッキング
か否かに応じてパルプタイミングを制御しノッキングを
コントロールするものである。その基本的なアイデアは
次の通りである。即ち、モータ64の正転または逆転に
よシカム軸32.クランク軸24に対して相対的に回さ
れ、吸気弁16が開放する期間は第7図の(a)と(b
)との間で切替られる。(a)がバルブタイミングでい
えば進み。
(b)が遅れを示す。(a)の状態では吸気弁16が閉
じる時期(角度α1)は下死点BDCに近づき、有効圧
縮比が大きいためノッキングとしては生じ易い。
逆に(b)の状態では、吸気弁16が閉じる時期(角度
α2)は下死点BDCから離れ、有効圧縮比は小さくな
るからノンキングが生じ難い。そこで、ノッキングと判
定したらモータ64を一方へ回転(例えば正転)させて
、(b)の状態とし、ノッキングでないと判定したらモ
ータを他方へ回転(例えば逆転)させて、(a)の状態
とし、これにょシノッキングコントロールを行うことが
できる。かがる制御は、−この実施例においては、ソフ
トウェアとして構成され、ROM88内にプログラムと
して格納される。以下、このプログラムを第8図のフロ
ーチャートによって説明する。
第8図の100はプログラムの開始点を示し。
次の102ではMPU87は入出力ボート83を介し、
ノックセンサ8oがらの信号を取p込む。次(7) 1
04 テは、 MPU 87 、 / y / セy?
 80 からの信号レベルよフノッキングが否かの判定
をする。
ノッキングと判定すれば、MPU87は入出力ボート8
3を介しLowの信号をモータ駆動回路84の入力端子
845に印加する。そのためモータ64は逆転し、する
と、モータ64はバルブタイミングが第7図の(a)状
態から(b)の状態をとるように回転し、その結果、有
効圧縮比が小さくなるからノッキングは押えられる。
104でノッキングでないと判定すれば、MPUは入出
カポ−1−i介しHighの信号を入力端子845に印
加する。即ち正転命令をモータ駆動回路に出力する。す
るとモータはバルブタイミングが第7図の(b)の状態
から(a)の状態をとるように回転し、その結果、有効
圧縮比が太きくなる。
以上述べたように本発明ではノックセンサからの信号に
応じてバルブタイミングを制御することにより、ノッキ
ングを押えることができる。そのため燃費改善を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の内燃機関の側面図。 第2図は第1図の1]線に沿う横断面図。 第3図は可変パルプタイミング機構の縦断面図。 第4図は第3図の■方向矢視図。 第5図は制御回路のブロック図。 第6図はモータ駆動回路。 第7図はパルプタイミングの切替によるノッキングコン
トロールを説明するパルプタイミング線図。 第8図はフローチャート図。 10・・・シリンダブロック  24・・・クランク軸
32・・・カム軸 41・・・可変パルプタイミング機構 80・・・ノックセンサ 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 特許出願代理人 弁理士 青 木   朗 弁理士西舘和之 9P埋土中山恭弁 弁理士 山 口 昭 之 第1図 ■ 第4図 第5図 第6図 第7図 (a)        (b) 第8図 m−) 〉 二] ニニD 247− 、+CI+ 、104

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 カム軸の、クランク軸に対する位相を変えることによシ
    バルブタイミングを可変とする機構を持った内燃機関に
    おいて2機関の本体に設けた機械振動−電気振動変換素
    子としてのノックセンサ。 ノックセンサからの信号によってノッキング抑制かを判
    定する手段、ノッキングと判定すればパルプタイミング
    が遅れるように上記パルプタイミング可変機構を作動す
    る手段、ノッキングでないと判定すればパルプタイミン
    グが進むように上記バルブタイミング可変機構を作動す
    る手段よ構成るノッキング制御装置。
JP57201876A 1982-11-19 1982-11-19 内燃機関のノツキング制御装置 Pending JPS5993939A (ja)

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