JPS60190610A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンの運転状態に応じて吸気バルブの閉
じタイミングを制＊ｔ＋　ｔ−るバルブタイミング検出
手段に関し、特に、エンジン加速時の閉じタイミングを
補正する対策に関するものである。

（従来技術） 従来より、エンジンの燃焼室への吸気充填効率の向上筒
を図るために、吸・排気バルブの開閉タイミングをエン
ジンの運転状態に応じて変化さけるようにすることはよ
く知られている。例えば、実開昭５５−１８０９０６号
公報には、吸気バルブの開きタイミングおよび排気バル
ブの閉じタイミングをエンジンの低負荷域では遅くし、
高負荷域に移るに従って早めるようにしたものが開示さ
れている。

ところが、このような従来のものでは、エンジーンの定
常運転状態に合せてバルブの開閉タイミングを設定して
いるため、エンジンの加速時に、例えば吸気の吹返しを
防止してその充填効率を最大に確保すべく吸気バルブの
閉じタイミングを早める場合には、バルブタイミングを
変更するバルブタイミング可変装置の機械的な作動遅れ
によってバルブの閉じタイミングが目標値に到達するま
でに時間を要し、加速時のバルブタイミング制御の応答
性が悪いという問題があった。

（発明の目的） 本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とづるところは、］−ンジンの加速時には上記の吸気
バルブの閉じタイミングの目標値を暫定的に定常運転に
対応する実際の目標値よりも大きく設定して、バルブタ
イミング可変装置の機械的な作動遅れににる吸気バルブ
の閉じタイミングの制御匠れを補償するようにし、よっ
てエンジンの加速時のバルブタイミング制御の応答性を
向にさせることにある。

（発明の構成） 上記目的を達成づるために、本発明のエンジンのバルブ
タイミング制御装置の構成は、第１図に示１ように、１
ンジンの運転状態を検出する第１運転状態検出手段３２
と、吸気バルブの閉じタイミングの現在値を検出するバ
ルブタイミング検出手段３３と、上記吸気バルブの閉じ
タイミングの目標値を」二記第１運転状態検出手段３２
によって検出される運転状態に対応して設定する目標値
設定手段３５と、上記吸気バルブの閉じタイミングの目
標値と現在値との偏差に応じた制御信号をバルブタイミ
ング可変装置２３に出力して、上記偏差を小さくするよ
うに制御する制御手段３Ｇとを備えるとともに、さらに
、エンジンの加速を検出でる第２運転状態検出手段３７
と、該第２運転状態検出手段３７の出ツノを受け、加速
時には上記［］標偵を所定値人きくづるＪ、うに補正す
るｈ１目＊補市手段３８とを備えてなるものである。

このことにＪ：す、エンジンが定常状態で運転されてい
るときには、バルブタイミング検出手段３３で検出され
た吸気バルブの閉じタイミングの現在値を目標値設定手
段３５ににって設定されている目標値と比較して該目標
値に近付けるようにフィードバック制御覆るが、エンジ
ノの加速時には、加速補正手段３８により上記目標値を
本来の目標Ｉｆｆ　Ｊ、りも大きい値に補正して、現在
値の目標値への到達時間を早め、バルブタイミング可変
装置２３の機械的な遅れを補償り−るようにしたもので
ある。

（発明の効果） したがって、本発明によれば、エンジンの加速時には、
吸気バルブの閉じタイミングの目標値を通常時より−ｂ
人きく設定して、バルブタイミング可変装置の作ｖ１速
庶を速め、本来の目標値に到達づる時間を短縮するよう
にしたので、］−ンジンの加速時のバルブタイミング制
御の応答性の向−にを１ネすることかできるものひある
。

（実施例） 以上、本発明の実施例を第２図以下の図面に基づ゛い”
Ｃｌ１ＴＩＩ！Ｊに説明する。

第２図は本発明の実施例に係るエンジンのバルブタイミ
ング制御装置の全体構成を示し、１はエンジンのシリン
ダブロック、２はシリンダ、３は該シリンダ２内を往復
動ｊ“るピストン、４はシリンダブロック１の上面に接
合されＩζシリ〕／ダヘッド、５はシリンダ２、ビス］
−ン３およびシリンダヘッド４によって区画形成された
燃焼室である。

上記シリンダヘッド４には、］−ンジン燃焼室５）に吸
気を供給するための吸気通路６の下流端部分を構成Ｊ”
る吸気ボート７と、燃焼室５内の排気カスを排出するた
めの排気通路８の上流端部分を構成Ｊる排気ボート９と
が形成され、上記吸気ボー１〜７の燃焼ｖ５への間口部
には核間Ｌ】部を間開する吸気バルブ１０が、同じく排
気ボート９の燃”ｂｋ室５への開口部には該間口部を開
閉する排気バルブ１１がそれぞれ配設され、上記吸・排
気バルブ１０．１１はそれぞれバルブガイド１２．１３
を介してシリンダヘッド４に摺動可能に支持され、かつ
バルブスプリング１４．１５によって常時閉弁方向にイ
リ勢されている。１６は上記シリンダヘッド４の上面に
取付番ノられたシリンダへンドカバーである。

上記シリンダヘッド４の上部には上記吸・排気バルブ１
’０．１１をそれぞれ開閉制御する吸気側およびｔＪｌ
気側の動弁機構１７．１８が設置ノられている１、Ｉ−
記吸気側動弁機構１７はエンジンのクランクジトノ］−
（図示せず）に駆動連結された吸気側カムシト７１〜１
つを、また排気側動弁機構１８ｔよ同じくクランクシャ
フトに駆動連結された排気側力ムシトノ１−２０をそれ
ぞれ備え、上記吸気側およびｉｌｌ気側カムシャフ１〜
１９．２０にはそれぞれ吸気パル７１０および排気バル
ブ′１１に対応するカム２１．２２が形成されて４３す
、カムシャフト１９．２０の回転にＪ、り吸・排気バル
ブ１０゜１１を開閉させるようｌ、：構成されている。

イして、１記吸気側動弁機構１７には吸気バルブ１０の
バルブタイミングを可変制御覆るバルブタイミングｉｉ
ｌ晩装置２３が併設されている。該バルブタイミング可
変装置２３は、吸気側カムシャツ１へ１９のカム２１と
吸気バルブ１０のバルブステム１０ａどの間に介在され
Ｉこタベツ１−２４と、該タペット２４を摺動自在に嵌
挿保持する嵌挿孔２５　ａをイｉするどともに、シリン
ダヘッド４の円弧状内側面に対応して円弧状に形成され
た下面２５ｂを有し、上記吸気側力ムシ！・フｌ〜１９
に回ｌｈ可能に支承された回動部材２５と、該回動部＋
Ａ２５を吸気側カムシャフト１９回りに回動ざける駆動
装置２６とを備え、上記回動部材２５は、吸気側力ムシ
ｔ・フト１９に支承される部分におい−（１゜側および
下側部材２５０，２５ｄに２分割されてなり、上記上側
部材２５ｃの上端部には上記吸気側力ムシトフト１９と
平行に延びる連結ビン２５ｅが一体に取り付（プられて
いる。

また、上記駆動装置２６は、シリンダヘッドカバー１６
に」二記吸気側力ムシ萱・フト１９）と直角な方向に往
復動自在に支持されているとともに−１−配回動部材２
５の連結ビン２５０に係合りる係合部２７ａを有する摺
動ロッド２７と、該１習動ロツド２７に駆動連結され、
摺動ロッド２７を往復動さける電動式アクヂコエータ２
８とからなっている、。

しかして、アクヂｌエータ２８の作動ににり回動部材２
５を、タペット２４の摺動方向と吸気バルブ１０の開閉
移動方向とが一致する基準位置から所定方向に回動させ
、該回動部材２５と共に移動づるクベッ１へ２４の受圧
部と吸気側カムシャフト１９の特定角１衰位４に対重る
力ｌ＼２１との接触時期を変えく吸気バルブ１０の閉じ
タイミングを変化させ、例えば摺動ロッド２７を図で左
方向に移動さけ（回動部材２５を吸気側カムシトノド１
９） の回転方向と同方向の反時ｂ１回り方向に回動さＶたと
きには、カム２１のカム１〜ツブとタペッ１−２４どの
接触時期を♀めて吸気バルブ１０の閉じタイミングを早
くし、逆に摺動Ｌ１ツド２７を右方向に移動さけ−Ｃ回
動部材２５を吸気側力ムシレフ１〜１９の回転方向と逆
方向の時８１回り方向に回動さｔ！ＩＣときには、カム
２１のカムトップとタベツ１〜２４との接触１１４期を
近らせて吸気バルブ１０の閉じタイミングを遅くＪるよ
うに構成されている１゜尚、１−記排気バルブ１１のバ
ルブステム１１ａと１）１気側力Ｉ＼シ亀・ノー−２０
のカム２２との間にはシリンダヘッド４の嵌挿孔４ａ内
に１習動自在に嵌挿保持されたタベッ１−２９が介設さ
れている。

次に、ト記アクヂコ−エータ２８の作動制御、ずなわら
吸気バルブ１０の閉じタイミングの制御を行う制御シス
テムについて説明するに　３　Ｑは】ンジン回転数を検
出する回転センサ、３１はＬ記吸気通路６のス［１ツト
ルバルブく図示ｌず〉下流の吸気負圧（ブースト）を検
出する一吸気口圧センリであって、これら両しンリ−３
０，３１は、１２９２回転数および吸気負圧つまりエン
ジン（１前により−で定まるエンジンの運転状態を検出
りる第１運転状態検出手段３２を構成する。

；また、３３は上記）？クヂュエータ２８の作動１ｋに
より上記吸気バルブ１０の閉じタイミングの現在１ｌｆ
１Ｐ　Ｏを検出づるバルブタイミング検出１段どしての
ポジションセンサ、３４は上記回転センサ３０、吸気負
圧セン１ノ３１Ｊ３よびポジションセンサ３３の各出力
を受（プてアクデユー［−夕２８を作動制御するマイク
［１コンピユータ内蔵の二１ントＩＩ−ルユニツ１〜で
ある。

」上記コン１〜ロールユニット３４にお【プる制御１８
１能を第３図に示すフローヂャートにＪ、って説明すれ
ば、スタート接のステップ＄１でシステムの初期化が行
われ、次のステップＳ２において、上記回転１：！フサ
３０ににり検出され！、：エンジン回転数、吸気負１ル
ンリ３１にＪ、り検出された吸気負圧お、」、びポジシ
ョンはン１ノ３３により検出された。吸気バルブ１０の
閏じタイミングの現在１１ｆＩ　Ｐ　Ｏを収集りるノ゛
−タ収集が行われる。次いで、ステップＳ３で、上記１
−ンジン回転数ａ３よび吸気負圧にｃｌつ′Ｃ決まるエ
ンジンの現在の運転状態と、エンジンの運転状態に対づ
る吸気バルブ１０の閉じタイミングの基本値Ｂ（ベース
タイミング）を記憶した第１のンツブとの照合により吸
気バルブ１０の閉じタイミングの基本値］３がめられ、
その後、ステップＳ　４に移つＣエンジンが加速状態に
あるか占か、つまり上記吸気０圧の時間変化率△ｂｏｏ
ｓ１／′Δｔが所定ｈｒ＋　ｋ　、よりも大きいか否か
の比較判別が行われる。そしで、この比較判別が（Δｂ
。

ｏｓｔ　／Δｔ）≦ｌｋｌのＮ　Ｏであるとき（エンジ
ンが加速状態に４１−いとき）には、ステップＳＬｌに
Ｊ５イテ加速補止ｆｆｉ　Ａ　ニ”　０　”　ｍ　１５
１ｆｉ、ＩＩＪ　ａｌｌ利ｆｔ７４ｄ１ｔに第１の設定
１！ＴＩＵ＋　がそれぞれ読み込まれた後、ステップＳ
７に移る。

一方、上記ステップ＄４での判別が（△ｂ　ｏ　ｏ　ｓ
　ｔ／Δｔ）＞ｋ、のＹＥＳであるとき（エンジンか加
速状態にあるとき）には、ステップＳ６において上記吸
気負圧の時間変化率Δｂｏｏ、ｓｔ　／△［が、該吸気
負圧の時間変化率に対Ｊ−る加速補正伯Δの関係を記憶
した第２のマツプと照合されて、加速補正手段に該第２
のマツプのλＪ　１６−ｒｌる（１０が読み込まれると
ともに、」二記制御利得値しに上記第１の設定値ｔ１よ
り・し大きい第２の設定値ｔ２が読み込まれた後、上記
ステップＳ７に移る。このス）−ツブＳ７では、」二記
スｊツブＳ３でめＩＣ吸気バルブ１０の閉じタイミング
の基本値１３に」−記ステップＳ５またはＳ６でめた加
速補正値Δが加粋されて、吸気バルブ１０の閉じタイミ
ングの最終的な目標値ＭＯがｉｌｎされる。次いで、ス
テラ／Ｓ８において、上記吸気バルブ１０の閉じタイミ
ングの目標値ＭＯとステップＳ２で収集されｌこ現在値
Ｐ　Ｏ、！：（７）偏差Ｉ　ＭＯＰＯｌ　ｌｆｉ所定値
に２　Ｊ：りも大きいか否かの比較判別が行われ、この
判別がＩＭＯ−ＰＯＩ≦に２のＮＯであるときには、ス
テップＳ・３に移って制御系のハンヂング防止の！１．
めにノＩクヂ１ュータ２８への信号出力が停止され、し
かる（リド記スデップＳ２に戻ってそれ以後のスフーツ
７Ｓ３．ＳＩ＋、・・・が繰り返される。

また、１−記ステップＳｓ′ｃ１７）判別がＩＭＯ−Ｐ
ｏ　１　＞　ｋ　２のＹ　［−３ひあるときには、ステ
ップ８１０に移−）ＣＬ記目標値ＭＯと現在値ＰＯとの
偏差Ｍ　０−−ＰＯに一１記制０１１利ｉ’Ｊ　４＋ｌ
’口を乗じた値ｔ×（〜１０−１：）　０　）に応じた
制御信号をアクヂコ丁−タ２８に出力し、しかる後当初
のステップＳ２に戻る。

しかして、以上の制御フ［１−ヂャートのうち、ステッ
プＳ３ににす、吸気バルブ１０の閉じタイミングの［ｉ
　４ｍ’、　ｌ＋Ｉ’＋　Ｍ　Ｏを」−記第１運転状態
検出手段Ｓ）２〈回転レンリ３０　ａ３よび吸気負圧セ
ンリ３１）によって検出されるエンジン運転状態毎に記
憶しｌ、二［１標値段定手段としＣの記憶手段３５が構
成される。ま／、−１−１−記スーアップＳｓ、Ｓ＋ｏ
により、上記吸気バルブ１０の閉じタイミングの目標値
ＭＯと現在１ｉｒ目〕０どの偏差Ｍ　Ｏ−Ｐ　Ｏに応じ
た信号【ｘ　（ＭＯ−ＰＯ）を」二記バルブタイミンク
可変装置２３に出力して−に記偏差ＭＯ−１−）０を小
さくづるように制御ηる制御手段３６が構成される３、
さらに、上記ステップＳ４にＪ：す、エンジンが加速運
転されていることを検出Ｊる第２運転状態検出手段３７
が構成される。さらにまた、上記ステップ８５〜Ｓ７に
より、上記第２運転状態検出丁段３７の信号を入力して
、エンジンの加速時に（よ」。

記吸気バルブ１０の閉じタイミングの目標値Ｍ　Ｏを基
本値Ｂよりも加速補正値Δだｕ大さく覆るように補正層
る加速補正手段３８が構成さ１する。

したがって、上記実施例にＪ３い（は、１ンジンが緩加
速状態を含む略定常運転状態にあるとさ、つまり吸気負
圧の時間変化率Δｂｏｏｓｔ　／△［が所定！１１　ｋ
　、以下（（Δｂｏｏｓｔ　７Δｔ）≦ｌ＜＋）Ｔ”あ
るときには、＝１ントロールコニット３４で設定づる吸
気バルブ１０の閉じタイミングの［１ｔ５ｊｉ値ＭＯは
、記憶手段３５の第１のマツプに記憶されている基本値
Ｂどなり、この目標ｆａＭｏ（＝Ｂ）とポジションセン
リ゛３３（バルブタイミング検出手段）により検出され
た吸気バルブ１０の閉じタイミングの現在値１）０との
偏差（Ｍ　Ｏ−Ｐ　Ｏ）に応じた制御信号が二１ント［
Ｊ−ルユニツ１−３４からバルブタイミング１り親装置
２３に出力されで、該バルブタイミング可変装置２３が
上記偏差（ＭＯ−ＰＯ）が小さくなるようにフィードバ
ック制御され、このノイードパック制御により吸気バル
ブ１０の閉じタイミングが一■ンジンの運転状態に正確
に対応覆るように設定され、１ンジンの燃焼室５への吸
気の充填効率が高まっ（１−ンジン出力の向上等が図ら
れる。

ｈ１十記吸気負圧の時期変化率△ｂｏｏｓｔ　／Δ１が
所定値に１を越えてエンジンが加速状態にあるどきには
、１記吸気バルブ１０の閉じタイミングの目標ｌ１ｒ（
Ｍ　Ｏは、Ｆ記基本値１３に第２のマツプで記憶されて
いる加速補正１１ｃ１Δを１１１１えた値とな・）ｒ、
１４木値Ｂよりも加速補正値へだｃノ大きく補正される
。このことにより、上記目標１＋９　Ｍ　Ｏと現在値１
つＯどの偏差Ｍ　Ｏ−１）　Ｏが増大して、コン］〜［
］−ルコニット３４からバルブタイミングｉｉｌ変装問
２３に出力される制御信号が、吸気バルブ１０（７）閉
じタイミングを実際にエンジンの要求１゛る閉じタイミ
ングよりも暫定的に♀くＪるように補１にされる。そし
て、エンジンの加速の進行により、」−記吸気バルブ１
０の閉じタイミングの現在顧ト）０が基本値Ｂに近イ」
りと、イれに伴い上記加速補正値Ａが小さくなって目利
ｉ　ｌ１ｃｔ　Ｍ　Ｏが基本値Ｂに近付き、上記吸気負
圧の時間変化率Δｂｏｏｓｔ　／Δ（が所定値に１以上
になると、上記定常運転時の制御が行われるにうになる
。

その場合、エンジンの加速時には、暫定的に吸気バルブ
１０の閉じタイミングがエンジンの実際に要求する閉じ
タイミングよりも早くなるように設定され、この暫定的
な設定にｒ（＞つくバルブタイミング可変装置２３が作
動制御されるため、イの分、バルブタイミング可変装置
２３の作ｖＪ速度が速められてその機械的な作動貯れが
補ｔＲされることになり、よってエンジンの加速時のバ
ルブタイミング制御の応答性を向上させることがでさる
、１なお、本発明では目標値設定ｆ一段はエンジン運転
状態毎に記憶した記憶手段によって目標値を設定してい
るが、演停にＪ、って目標値を設定するものであっても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図ないし第４図は本発明
の実施例を示し、第２図は全体説明図、第３図は制御シ
ステムのフローヂャート図、第４図は」−ンジン加速［
１ｉ’ｊの吸気バルブの閉じタイミン　ニゲ補正値の一
例を示す説明図である。 ４・・・シリンダｌベッド、５・・・燃焼室、１ｏ・・
・吸気バルブ、１７・・・吸気側動弁機構、２３・・・
バルブタイミング可変装置、２４・・・タペット、２５
・・・回動部材、２８・・・アクヂュ］ニータ、３ｏ・
・・回転センサ、３１・・・吸気口圧センサ、３２・・
・第１運転状態検出手段、３３・・・ポジションセンサ
、３４・・・コン］・ロール１ニツ１−１３５・・・記
憶手段、３６・・・制ｒｊｌ＋手段、３７・・・第２運
転状態検出手段、３８・・・加速補正手段。 第１図 ３ ７ ２ 第４図 ３２ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンの運転状態を検出する第１運転状態検
   出手段と、吸気バルブの閉じタイミングの現在値を検出
   するバルブタイミング検出手段と、ト記第１運転状態検
   出手段によって検出される運転状態に対応した上記吸気
   バルブの閉じタイミングの目標値を設定Ｊる口枠値設定
   手段と、上記吸気バルブの閉じタイミングの目標値と現
   在値との偏差に応じた制御信号をバルブタイミング可変
   ￥装置に出力して、上記偏差を小さくづるように制御づ
   る制御手段とを備えてなるエンジンのバルブタイミング
   制御装置において、エンジンの加速を検出する第２運転
   状態検出手段ど、該第２運転状態検出手段の信号を入力
   しＴ　。 加速時にはト記目標値を所定値大きくするように補正で
   る加速補正手段とを設【ノ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。