JPS61169641A - Valve timing control device for internal-combustion engine with knocking control device - Google Patents

Valve timing control device for internal-combustion engine with knocking control device

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Publication number
JPS61169641A
JPS61169641A JP60009173A JP917385A JPS61169641A JP S61169641 A JPS61169641 A JP S61169641A JP 60009173 A JP60009173 A JP 60009173A JP 917385 A JP917385 A JP 917385A JP S61169641 A JPS61169641 A JP S61169641A
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JP
Japan
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valve timing
knocking
control
timing
control device
Prior art date
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Application number
JP60009173A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toyoichi Umehana
豊一 梅花
Hidemi Onaka
大仲 英巳
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
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Publication of JPS61169641A publication Critical patent/JPS61169641A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F02D13/0223Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F02D13/0238Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • 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

PURPOSE:To correct the control center of an ignition timing to the center of a control range and to improve fuel consumption and prevent the occurrence of transient knocking, by a method wherein, when the control center of the ignition timing is displaced from the center of a control range to the delay side, delay correction is applied on a valve timing. CONSTITUTION:Lead angle control or delay angle control is effected on the ignition timing of an internal-combustion engine 2 by a knocking control device 1 by means of a signal from a knocking sensor 1', and this prevents the occurrence of knocking. In this device, a valve timing control means 3 is provided for controlling the valve timing of the variable valve timing mechanism of the internal-combustion engine 2. Additionally,, a detecting means 5 is provided for detecting that an ignition timing controlled by the knocking control device 1 is regulated closer to the angle of delay side than a given value. The valve timing control means 3 is controlled by a valve timing delay setting means 6 so that the ignition time is adjusted to a valve timing on the angle of delay side by means of a signal from the detecting means 5.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、点火時期を制御することによってノッキン
グを制御するノッキング制御装置と可変バルブタイミン
グ機構とを併用した内燃機関に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an internal combustion engine that uses a variable valve timing mechanism and a knock control device that controls knocking by controlling ignition timing.

従来の技術 ノッキング制御装置として点火時期を制御することによ
ってノッキングを制御するものが知られている。この種
の装置では、内燃機関に本体にエンジンの機械的振動を
電気的振動に変換する変換器であるノックセンサを設置
し、ノックセンサの信号によってノッキング発生と検知
したときは点火時期を遅角させ、ノッキングが発生して
いないときは点火時期を進角させ、これを繰り返すこと
によってノッキングを制御する。
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventional knocking control devices are known that control knocking by controlling ignition timing. In this type of device, a knock sensor, which is a converter that converts the engine's mechanical vibrations into electrical vibrations, is installed in the internal combustion engine, and when knocking is detected by the knock sensor signal, the ignition timing is retarded. When knocking is not occurring, the ignition timing is advanced, and this is repeated to control knocking.

発明が解決しようとする問題点 前述の点火時期を制御することによりノッキングを制御
するノッキング制御装置では、エンジンの基本的な運転
条件で定まる基本点火時期は最も進角側に設定され、こ
の基本点火時期からノッキングに応じた遅れ修正値骨だ
け引くことで点火時期が計算され、その修正した点火時
期で点火が行われるよう制御している。この場合、修正
分はノッキングが生じないように平均的な値を中心に、
その修正可能範囲内でノッキングの存否に応じて増減さ
れる。従って、基本点火時期と修正値との差である点火
時期は、平均的な点火時期を中心に遅角及び進角が繰り
返されている。その中心値となる点火時期の値はエンジ
ンによって変動があり、中心値が大幅に遅角側にあるこ
とがある。この場合、燃料消費率が悪化し好ましくない
。その上、前述のように点火時期の修正分はフェイル対
策ということから修正可能範囲が限定されており、負荷
急変時に点火時期を遅角する余裕がなく、点火時期を十
分に遅らせることができず、過渡的なノッキングが生ず
る。
Problems to be Solved by the Invention In the aforementioned knock control device that controls knocking by controlling the ignition timing, the basic ignition timing determined by the basic operating conditions of the engine is set to the most advanced side, and this basic ignition timing is set to the most advanced side. The ignition timing is calculated by subtracting the delay correction value corresponding to knocking from the timing, and control is performed so that ignition is performed at the corrected ignition timing. In this case, the correction amount is centered around the average value to prevent knocking.
It is increased or decreased depending on the presence or absence of knocking within the correctable range. Therefore, the ignition timing, which is the difference between the basic ignition timing and the corrected value, is repeatedly retarded and advanced around the average ignition timing. The central value of the ignition timing varies depending on the engine, and the central value may be significantly retarded. In this case, the fuel consumption rate deteriorates, which is not preferable. Furthermore, as mentioned above, the range of corrections that can be made to the ignition timing is limited because it is a measure against failures, and there is no margin to retard the ignition timing in the event of a sudden change in load, making it impossible to retard the ignition timing sufficiently. , transient knocking occurs.

問題点を解決するための手段 この発明は、ノッキング制御装置をバルブタイミング制
御装置と組合わせることによって、上述問題点の解決を
図るものである。即ち、この発明の構成を示す第1図に
おいて、■はノッキング制御装置であり、ノックセンサ
1′からの信号によって内燃機関2の点火時期を制御し
ノッキングを制御する。バルブタイミング制御装置は、
機関のバルブタイミングを制御するバルブタイミング制
御手段3と、ノッキング制御装置lによって制御される
点火時期が所定値より遅角側にあることを検知する検知
手段5と、検知手段5がらの信号によって遅角側のバル
ブタイミングとなるようにバルブタイミング制御手段3
によって得られるバルブタイミングを設定するバルブタ
イミング遅角設定手段6とより成る。
Means for Solving the Problems The present invention attempts to solve the above-mentioned problems by combining a knocking control device with a valve timing control device. That is, in FIG. 1 showing the configuration of the present invention, reference numeral ``2'' is a knocking control device, which controls the ignition timing of the internal combustion engine 2 based on a signal from a knock sensor 1' to control knocking. The valve timing control device is
Valve timing control means 3 controls the valve timing of the engine; detection means 5 detects that the ignition timing controlled by the knocking control device l is on the retard side than a predetermined value; Valve timing control means 3 so that the valve timing is on the corner side.
and a valve timing retard setting means 6 for setting the valve timing obtained by.

作用 ノッキング制御装置1はノックセンサ1′からの信号に
応じて点火時期を進角又は遅角させる。
The knock control device 1 advances or retards the ignition timing in response to a signal from the knock sensor 1'.

点火時期遅角検知手段5からの信号により、点火時期が
遅角側のときは、設定手段6によりバルブタイミングは
遅角側の値に設定される。バルブタイミングが遅角され
ることによりノッキングに対する余裕が生じ、ノッキン
グ制御装置によるノッキング制御を効率的に実行するこ
とができる。
When the ignition timing is on the retarded side based on the signal from the ignition timing retard detection means 5, the valve timing is set to a value on the retarded side by the setting means 6. By retarding the valve timing, a margin for knocking is created, and the knocking control device can efficiently perform knocking control.

実施例 第2図はこの発明の全体構成を示している。Example FIG. 2 shows the overall configuration of this invention.

10はシリンダブロック、12はピストン、14はコネ
クティングロッド、16はクランク軸、18はシリンダ
ヘッド、20は吸気弁、22は吸気ボート、24は点火
栓、26は排気弁、28は排気ボート、30は吸気側カ
ム軸、32は排気側カム軸、34及び36はバルブスプ
リング、38はディストリビュータである。この実施例
ではカム軸30.32は二本設置された、所謂DOHC
エンジンであるがこの発明はS OHCエンジンにも応
用することができる。クランク軸16、吸気カム軸30
、排気カム軸32上に夫々タイミングプーリ44.46
が設けられ、これらのプーリ44.46はタイミングベ
ルト48によってクランクプーリ42に連結されている
10 is a cylinder block, 12 is a piston, 14 is a connecting rod, 16 is a crankshaft, 18 is a cylinder head, 20 is an intake valve, 22 is an intake boat, 24 is a spark plug, 26 is an exhaust valve, 28 is an exhaust boat, 30 32 is an intake camshaft, 32 is an exhaust camshaft, 34 and 36 are valve springs, and 38 is a distributor. In this embodiment, two camshafts 30 and 32 are installed, so-called DOHC.
This invention can also be applied to SOHC engines. Crankshaft 16, intake camshaft 30
, timing pulleys 44 and 46 on the exhaust camshaft 32, respectively.
are provided, and these pulleys 44, 46 are connected to the crank pulley 42 by a timing belt 48.

吸気側カム軸30には可変バルブタイミング機構52が
連結される。可変バルブタイミング機構としては公知の
色々なタイプのものが採用できるが、例えば第3図の構
成とすることができる。この可変バルブタイミング機構
52は、吸気カム30をクランク軸16に対して相対的
に捻ることでバルブタイミングを制御するタイプのもの
である。この可変バルブタイミング機構は特開昭58−
135310に開示されているものと同一のタイプであ
る。これについて説明すると、第3図に示すように、カ
ム軸30の一端にインナスリーブ6oがボルト62によ
って取付られ、インナスリーブ60上にアウタスリーブ
64が軸受66によって回転自在に取付られる。そのア
ウタスリーブ64上にクランク軸16からの回転を伝え
る前記ブーIJ44が設けられる。インナスリープ6o
、アウタスリーブ64からは弓状の突起60A、64A
が第4図のように交互に約90度にわたって延びている
。近接する突起の対抗する縁部6o′。
A variable valve timing mechanism 52 is connected to the intake side camshaft 30. Various known types of variable valve timing mechanisms can be employed, and for example, the configuration shown in FIG. 3 can be adopted. The variable valve timing mechanism 52 is of a type that controls valve timing by twisting the intake cam 30 relative to the crankshaft 16. This variable valve timing mechanism was developed in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-
135310. To explain this, as shown in FIG. 3, an inner sleeve 6o is attached to one end of the camshaft 30 by a bolt 62, and an outer sleeve 64 is rotatably attached to the inner sleeve 60 by a bearing 66. The boo IJ44 that transmits rotation from the crankshaft 16 is provided on the outer sleeve 64. inner sleep 6o
, arcuate projections 60A, 64A from the outer sleeve 64.
extend alternately over about 90 degrees as shown in FIG. Opposing edges 6o' of adjacent protrusions.

64′は第5図に示すように一方は真っ直ぐであるが他
方はカム軸30の軸線に対して傾斜している。この対抗
する縁部60’、64’間にベアリング70.72が別
々に接触するように配置される。ベアリング70.72
の組は4個あり、スリーブ74に取付けられる。スリー
ブ74は軸受75を介してナンド76上で回転自在であ
り、ナット76はステップモータ78の駆動軸78Aの
ねじ部に嵌合している。ナツト76は軸方向溝76Aが
ありこれはモータのハウジング上の軸方向ガイド78B
に嵌合している。そのためステップモータ78の回転は
ナツト76の軸方向運動に変換され、スリーブ74上の
ベアリング70.72は第5図の矢印方向(カム軸30
の軸線方向に)動く。インナスリーブ60とアウタスリ
ーブ64の対抗縁部60’、64’は相互に傾斜してい
る故にこれらスリーブの相対回転が惹起される。その結
果、アウタスリーブ60側のプーリ44即ちクランク軸
16とインナスリーブ64側のカム軸30との間に相対
回転が生ずる。ステップモータ78の一方向の回転(正
転と称す)により軸30はクランク軸16に対して進む
方向に捻られ、他方向の回転(逆転と称す)によりカム
軸30はクランク軸16に対して遅れる方向にひねられ
る。
As shown in FIG. 5, one side of 64' is straight, but the other side is inclined with respect to the axis of camshaft 30. Bearings 70, 72 are arranged in separate contact between the opposing edges 60', 64'. Bearing 70.72
There are four sets, and they are attached to the sleeve 74. The sleeve 74 is rotatable on a NAND 76 via a bearing 75, and the nut 76 is fitted into a threaded portion of a drive shaft 78A of a step motor 78. The nut 76 has an axial groove 76A which serves as an axial guide 78B on the motor housing.
is fitted. Therefore, the rotation of the step motor 78 is converted into an axial movement of the nut 76, and the bearings 70, 72 on the sleeve 74 move in the direction of the arrow in FIG.
(in the axial direction). Opposite edges 60', 64' of inner sleeve 60 and outer sleeve 64 are mutually angled, thereby causing relative rotation of these sleeves. As a result, relative rotation occurs between the pulley 44, ie, the crankshaft 16, on the outer sleeve 60 side and the camshaft 30 on the inner sleeve 64 side. Rotation of the step motor 78 in one direction (referred to as normal rotation) causes the shaft 30 to be twisted in a direction in which it advances relative to the crankshaft 16, and rotation in the other direction (referred to as reverse rotation) causes the camshaft 30 to twist relative to the crankshaft 16. Twisted in the direction of being late.

第6図(イ)は最も進み側の位置でのバルブタイミング
線図で吸気弁20は上死点TDCの手前のαの角度で開
き初め(1,0)、下死点BDC後のβの角度で閉じ終
る(1.C)。一方(ロ)は最も遅れ側の位置でのバル
ブタイミング線図で吸気弁はTDC手前のα′(<α)
の角度で開も始め(1゜0)、BDC後β′(〉β)の
角度で閉じ終る(1.C)。後述のようにステップモー
タ78は運転条件に応じて、(イ)と(ロ)との位置の
間を最適なバルブタイミングをとるように駆動される。
Figure 6 (a) is a valve timing diagram at the most advanced position, where the intake valve 20 begins to open at an angle of α (1,0) before top dead center TDC, and at an angle of β after bottom dead center BDC. Finish closing at an angle (1.C). On the other hand, (b) is the valve timing diagram at the most delayed position, where the intake valve is α'(<α) before TDC.
It begins to open at an angle of (1°0) and finishes closing at an angle of β'(>β) after BDC (1.C). As will be described later, the step motor 78 is driven to provide optimum valve timing between positions (a) and (b) depending on operating conditions.

尚、排気弁26のバルブタイミングはこの実施例では(
イ)と(0)で共通であり、BDC手前で開き始め(E
In this embodiment, the valve timing of the exhaust valve 26 is (
It is common to A) and (0), and it starts opening in front of BDC (E
.

0)、TDC後に閉じ終る(E、C)。0), and finishes closing after TDC (E, C).

第2図で86は本発明に従った点火時期及びバルブタイ
ミングの制御を行うための制御回路を示し、マイクロコ
ンピュータとして構成される。制御回路86には次のよ
うなセンサからの信号が入力している。即ち、ディスト
リビュータ38に第1及び第2のクランク角センサ79
.80が設けられる。第1のクランク角センサ79はデ
ィストリビュータ38の分配軸38a上に設置した永久
磁石片38bと協働して、機関の1回転毎にパルスを生
じ後述の点火時期制御における基本信号を発生する。第
2のクランク角センサ80は分配軸上の第2の永久磁石
片38cと協働し、所定クランク角、例えば30″CA
毎にパルスを生じ、機関回転数Neを知ると共に、点火
制御における割込信号となる。
In FIG. 2, reference numeral 86 indicates a control circuit for controlling ignition timing and valve timing according to the present invention, and is configured as a microcomputer. The control circuit 86 receives signals from the following sensors. That is, the first and second crank angle sensors 79 are connected to the distributor 38.
.. 80 are provided. The first crank angle sensor 79 cooperates with a permanent magnet piece 38b installed on the distribution shaft 38a of the distributor 38 to generate a pulse every revolution of the engine and generate a basic signal for ignition timing control to be described later. A second crank angle sensor 80 cooperates with a second permanent magnet piece 38c on the distribution shaft to provide a predetermined crank angle, e.g. 30"CA.
A pulse is generated every time, the engine rotation speed Ne is known, and it also serves as an interrupt signal in ignition control.

エアーフローメータ82は吸気管よりエンジンに入る吸
入空気IQに応じた信号を生じ、ダンパ仮と、その中心
軸に取付けられるポテンシヨメータとよりなる周知のタ
イプのものを採用することができる。
The air flow meter 82 generates a signal corresponding to the intake air IQ entering the engine from the intake pipe, and may be of a well-known type consisting of a temporary damper and a potentiometer attached to its center shaft.

また、ノックセンサ84はシリングブロック10に取付
けられ、エンジンの機械的振動を電気的振動に変換する
タイプのものが採用できる。
Further, the knock sensor 84 is attached to the sill block 10, and can be of a type that converts mechanical vibrations of the engine into electrical vibrations.

制御回路86は後述のプログラムに従って点火時期、及
びバルブタイミングの演算を行いイグナイタ88、及び
前述した可変バルブタイミング機構52のステップモー
タ78に制御信号を印加する。イグナイタ88は、点火
コイルと、駆動回路とよりなり、駆動回路への点火パル
スの立ち下りによって点火コイルに高圧電流が生じ、デ
ィストリビュータ38によって指定される気筒の点火栓
24に火花を形成するように作動する。
The control circuit 86 calculates ignition timing and valve timing according to a program to be described later, and applies control signals to the igniter 88 and the step motor 78 of the variable valve timing mechanism 52 described above. The igniter 88 consists of an ignition coil and a drive circuit, and a high voltage current is generated in the ignition coil by the fall of the ignition pulse to the drive circuit, and a spark is formed at the ignition plug 24 of the cylinder designated by the distributor 38. Operate.

制御回路86は第2図のようにマイクロプロセシングユ
ニット(MPU)861 とメモリ862と入力ポート
863と出力ポート864とより成る。入力ポート86
3はクランク角センサ79及び80に接続され、更に、
アナログ−デジタル(A/D)変換機能を有し、エアー
フローメータ82およびノックセンサ84に接続される
。ノックセンサ82と入力ポート863との間にバンド
パスフィルタ(BPF)865とピークホールド回路8
68と図示しないゲートとを備えるノッキング検知回路
がある。ノックセンサ84からの信号のうちノッキング
に関連のある周波数帯の信号のみBPF865によって
取り出される(第7図(イ))。ノッキング検出期間で
ある上死点(TDC)後のあるクランク角度において、
ゲート(八)が開放し、ピークホールド回路868はノ
ックセンサ信号(イ)中のピークをホールドしてゆく(
ロ)。このピーク信号を所定のバックグランドレベルと
比較することによってノッキングの有無が判定される。
The control circuit 86 consists of a microprocessing unit (MPU) 861, a memory 862, an input port 863, and an output port 864, as shown in FIG. Input port 86
3 is connected to crank angle sensors 79 and 80, and
It has an analog-digital (A/D) conversion function and is connected to an air flow meter 82 and a knock sensor 84. A band pass filter (BPF) 865 and a peak hold circuit 8 are provided between the knock sensor 82 and the input port 863.
There is a knocking detection circuit comprising 68 and a gate not shown. Among the signals from the knock sensor 84, only signals in a frequency band related to knocking are extracted by the BPF 865 (FIG. 7(a)). At a certain crank angle after top dead center (TDC), which is the knocking detection period,
The gate (8) opens, and the peak hold circuit 868 holds the peak in the knock sensor signal (a) (
B). The presence or absence of knocking is determined by comparing this peak signal with a predetermined background level.

出力ポート864はステップモータ78及びノグナイタ
88に接続される。出力ポート864には後述プログラ
ムに従って、バルブタイミングの制御信号及び点火制御
信号がセットされる。その結果、ステップモータ78及
びイグナイタ88は計算されたバルブタイミング及び点
火時期となるように作動される。
Output port 864 is connected to stepper motor 78 and nogniter 88 . A valve timing control signal and an ignition control signal are set to the output port 864 according to a program described later. As a result, step motor 78 and igniter 88 are operated to achieve the calculated valve timing and ignition timing.

制御回路86のメモリ862内には本発明に従った点火
時期、及びバルブタイミングの制御を行う為のプログラ
ムが格納されている。以下このプログラムをフローチャ
ートによって説明する。第8図は点火時期の制御ルーチ
ンをこの発明と関連する限りにおいて概略化して示すフ
ローチャートである。100の点はこのプログラムの開
始を示し、このルーチンは第1のクランク角センサ79
からの30’CA毎のパルス信号によって実行に入る割
込ルーチンを示している。102では、ノッキング検知
処理を行うクランク角度領域が否か判定される。第1ク
ランク角センサ79からの信号との併用でどの気筒のノ
ッキングを見ているか知ることができる。Yesである
と、103に進みピークホールド回路868にホールド
されたピーク信号のA/D変換が行われ、ピーク値Nは
メモリ862の所定エリヤに格納される。104のステ
ップではノッキングか否かの判断の基準となる所定レベ
ル(バックグランドレベルと称する)bとピークレベル
Nとの比較によってノッキングがあったか否か判定され
る。例えばN≧kb(k:正定数)であればノッキング
と判定され、106に進み、点火時期遅角補正量△θが
aoだけインクリメントされる。
A program for controlling ignition timing and valve timing according to the present invention is stored in the memory 862 of the control circuit 86. This program will be explained below using a flowchart. FIG. 8 is a flowchart schematically showing the ignition timing control routine as far as it is related to the present invention. The point 100 indicates the start of this program, and this routine starts with the first crank angle sensor 79.
This shows an interrupt routine that is started to be executed by a pulse signal every 30'CA from . At 102, it is determined whether or not there is a crank angle region in which knocking detection processing is to be performed. In combination with the signal from the first crank angle sensor 79, it is possible to know which cylinder is experiencing knocking. If Yes, the process proceeds to step 103, where the peak signal held in the peak hold circuit 868 is A/D converted, and the peak value N is stored in a predetermined area of the memory 862. In step 104, it is determined whether or not knocking has occurred by comparing a predetermined level (referred to as a background level) b, which is a reference for determining whether knocking has occurred, with a peak level N. For example, if N≧kb (k: positive constant), it is determined that knocking has occurred, and the process proceeds to 106, where the ignition timing retardation correction amount Δθ is incremented by ao.

107では△θが遅角修正幅の最大値X°より大きいか
否か判定され、最大値を超えているときは108に進み
、△θにXoが入れられ、遅角修正値はXoよりは大き
くならないようになっている。
In step 107, it is determined whether △θ is larger than the maximum value X° of the retard angle correction width, and if it exceeds the maximum value, the process proceeds to 108, where Xo is entered in △θ, and the retard angle correction value is set to be larger than Xo. It is designed not to grow large.

ノッキングがない場合は104でNoと判定され、10
9に進み、遅角修正量△θがaoだけデクリメントされ
る。110のステップでは八〇が遅角修正量の下限であ
るOoより小さいか否か判定される。
If there is no knocking, it will be determined as No at 104, and 10
The process proceeds to step 9, where the retard angle correction amount Δθ is decremented by ao. In step 110, it is determined whether 80 is smaller than Oo, which is the lower limit of the retard angle correction amount.

Yesのときは111のステップで八〇にOoが入れら
れる。以上の制御によって、ノッキングの有、無に応じ
て遅角修正量△θは最大値X°と最小値0°との範囲内
において増、滅されることになる。
If Yes, Oo is inserted into 80 in step 111. Through the above control, the retard angle correction amount Δθ is increased or decreased within the range between the maximum value X° and the minimum value 0°, depending on the presence or absence of knocking.

第8図の112のステップでは基本点火時期θBASH
に対して前述のように計算した遅角補正量△θを引いた
ものが点火時期θとされる。ここに基本点火時期θBA
SEは、周知のように、エアーフローメータ82からの
吸入空気量Q及び第2クランク角センサ80により計算
した回転数Neによって計算される。
In step 112 of Fig. 8, the basic ignition timing θBASH
The ignition timing θ is obtained by subtracting the retardation correction amount Δθ calculated as described above. Here is the basic ignition timing θBA
As is well known, SE is calculated from the intake air amount Q from the air flow meter 82 and the rotational speed Ne calculated by the second crank angle sensor 80.

114のステップは点火処理ステップを示し、次にその
気筒の点火を行うとき116で計算されたθのタイミン
グで点火が行われるようイグナイタ88に信号が供給さ
れる。この処理は周知であり、この発明の特徴と直接関
連しないから説明は省略する。
Step 114 indicates an ignition processing step, in which a signal is supplied to the igniter 88 so that the next time the cylinder is ignited, the ignition is performed at the timing θ calculated in 116. This process is well known and is not directly related to the features of the present invention, so its explanation will be omitted.

第9図はバルブタイミングの制御ルーチンであり、所定
の時間間隔(例えば5 m5ec)毎に、200の点よ
り実行に入る。202では第8図の106.109で計
算される点火時期遅角補正量△θが所定価へ〇。より小
さいが即ち遅れ側の修正分が大きいか否かの判定がされ
る。この△θ。の値はノッキ少大きい適当な値に設定す
る必要がある。202でNo、即ち点火時期遅角修正分
が△θ。より太き(ないときは、通常のバルブタイミン
グ制御が行われる。即ち、204ではエンジン回転数、
N e 5206では吸入空気量一回転数比Q/Neの
入力がされ、208のステップでは実測されたNe、Q
/Neよりバルブタイミングを決めるステップモータ軸
位置設定値Vstepが演算される。ここにVs te
p=0は第6図(ロ)で示す最遅角側のバルブタイミン
グをとるステップモータ軸位置に対応し、Vs tep
が大きくなるに従ってステップモータ軸位置は同図(ロ
)のバルブタイミングに近づくことになる。バルブタイ
ミングは第3図についての説明から明らかなようにステ
ップモータ78の回転軸78Aの位置Vs tepに応
じて変化するが、メモリ862内にはVstepが回転
数Neと、比Q/Neとで例えば第10図のようにマツ
プ化されている。M P U361は実測のNe、Q/
NeよりVs tepの目標値(例えば第10図のX点
)を計算する。次の209ではVstepからδを引い
たものをVs tepとする。δは点火時期の遅れ修正
量△θによって修正したバルブタイミングの遅れ修正分
であり、後で詳述する。
FIG. 9 shows a valve timing control routine, which starts execution from point 200 at every predetermined time interval (for example, 5 m5ec). At 202, the ignition timing retardation correction amount Δθ calculated at 106 and 109 in FIG. 8 reaches the predetermined value. It is determined whether or not the correction amount on the delayed side is smaller than that, that is, the correction amount on the delayed side is larger. This △θ. The value of should be set to an appropriate value that is slightly larger. No in 202, that is, the ignition timing retard correction is △θ. (If not, normal valve timing control is performed. In other words, at 204, the engine speed,
N e In 5206, the intake air amount to rotational speed ratio Q/Ne is input, and in step 208, the actually measured Ne, Q
A step motor shaft position setting value Vstep, which determines the valve timing, is calculated from /Ne. Here Vs te
p=0 corresponds to the step motor shaft position that takes the most retarded valve timing shown in FIG. 6 (b), and Vs step
As becomes larger, the step motor shaft position approaches the valve timing shown in FIG. As is clear from the explanation of FIG. 3, the valve timing changes depending on the position Vs step of the rotating shaft 78A of the step motor 78, but in the memory 862, Vstep is determined by the rotation speed Ne and the ratio Q/Ne. For example, it is mapped as shown in Figure 10. MPU361 has actually measured Ne, Q/
The target value of Vs step (for example, point X in FIG. 10) is calculated from Ne. In the next step 209, the value obtained by subtracting δ from Vstep is set as Vs step. δ is the valve timing delay correction amount corrected by the ignition timing delay correction amount Δθ, and will be described in detail later.

次のステップである210で目標値Vs tepがステ
ップモータ78の現在の軸位1Vveal と比較され
、偏差がある場合はNOに分岐し、212でVstep
 >Vrealか、即ち、偏差がプラス側か否か判定さ
れる。Yesのときはステップモータ78をバルブタイ
ミングの進み側に回す必要があると認識し、214でV
rea 1をインクリメントした後、216でステップ
モータ78を1ステツプ正転させる。
In the next step 210, the target value Vs step is compared with the current axial position 1Vveal of the step motor 78, and if there is a deviation, the process branches to NO, and in 212 Vstep is
>Vreal, that is, whether the deviation is on the plus side or not is determined. If Yes, it is recognized that it is necessary to turn the step motor 78 to the advance side of the valve timing, and the V
After incrementing rea 1, the step motor 78 is rotated forward by one step at 216.

212でNOのときはステップモータ78をバルブタイ
ミングの遅れ側に回す必要があると認識し、218でV
rea lをデクリメント後、220ではステップモー
タ78を1ステツプ逆転させる。
When 212 is NO, it is recognized that it is necessary to turn the step motor 78 to the valve timing delay side, and 218 is set to V.
After decrementing real, step motor 78 is reversed by one step at 220.

このようなステップモータ78の回転制御によってバル
ブタイミングは第10図のマツプに従つた所定の値に制
御されることになる。
By controlling the rotation of the step motor 78 in this manner, the valve timing is controlled to a predetermined value according to the map shown in FIG.

エンジンのバラツキによって、点火時期の中心値が遅れ
側にシフトしてくることがあるが、−このときは△θは
△θ。より大きくなりXに近くなる。
Due to variations in the engine, the center value of the ignition timing may shift to the delayed side; in this case, △θ becomes △θ. It becomes larger and closer to X.

従って、第9図の202のステップでYesと判定され
る。このときは226に進み、バルブタイミングの遅れ
補正量δを遅角側に修正する。即ち、第11図横軸に示
すように点火時期の制御中心から遅れ側へのずれ量が大
きくなったとき、たて軸のようにバルブタイミングの遅
れを大きくすれば点火時期の制御中心の可変範囲の中心
からのずれは解消される。すなわち、バルブタイミング
を遅らせると有効圧縮比は小さくなり、その分ノッキン
グがし難くなり、点火時期は進み側に戻るので点火時期
は可変範囲の中心を中心として制御されるようになる。
Therefore, the determination at step 202 in FIG. 9 is YES. In this case, the process proceeds to 226, where the valve timing delay correction amount δ is corrected to the retard side. In other words, when the amount of deviation of the ignition timing from the control center to the delay side increases as shown on the horizontal axis in Figure 11, if the delay of the valve timing is increased as shown on the vertical axis, the control center of the ignition timing can be changed. Any deviation from the center of the range is eliminated. That is, when the valve timing is delayed, the effective compression ratio becomes smaller, which makes knocking less likely, and the ignition timing returns to the advanced side, so the ignition timing is controlled around the center of the variable range.

これを第6図によって説明すると、ステップモータ78
は進み側極限位置(イ)を遅れ側極限位置(ロ)との間
を動く。(イ)の位置では圧縮工程において有効圧縮は
吸気弁が閉じるBDCβのクランク角度から開始し、有
効な圧縮ストロークは2、である。一方(o)では有効
圧縮はBDCβ′から開始し、有効な圧縮ストロークは
j!z(<l1l)である。(イ)と(0)とを比較す
ると前者は有効圧縮比が後者より大きくノッキングが生
じ易い。従って、点火時期の制御中心が、その制御範囲
の中心からずれてきたとき、そのずれに応じてバルブタ
イミングを遅らせることで、点火時期の制御中心をその
制御可能範囲の中心に合致させることができる。
To explain this with reference to FIG. 6, the step motor 78
moves between the leading side extreme position (a) and the lagging side extreme position (b). In the position (a), effective compression in the compression process starts from the crank angle of BDCβ at which the intake valve closes, and the effective compression stroke is 2. On the other hand, in (o), the effective compression starts from BDCβ′ and the effective compression stroke is j! z(<l1l). Comparing (a) and (0), the former has a larger effective compression ratio than the latter and is more likely to cause knocking. Therefore, when the control center of ignition timing deviates from the center of its control range, by delaying the valve timing in accordance with the deviation, it is possible to bring the control center of ignition timing into line with the center of its controllable range. .

即ち、226のステップでは現在のδにbを加えたもの
がδとされる。従って、209以下のルーチンの実行に
よって、バルブタイミングは第10図のマツプで定まる
値よりbだけ遅れ側に修正されることになる。このよう
な作動を何回か繰り返すことで、202の判定はNOに
切替り、点火時期補正量△θはその可変範囲の中間又は
それに近い△θ。
That is, in step 226, the current δ plus b is set to δ. Therefore, by executing the routines 209 and below, the valve timing is corrected to be delayed by b from the value determined by the map in FIG. By repeating such an operation several times, the determination at 202 is switched to NO, and the ignition timing correction amount Δθ is in the middle of the variable range or Δθ close to it.

に等しくなるよう修正制御されることになる。It will be corrected and controlled to be equal to .

尚、δの値を格納するメモリ862の領域は不揮発RA
Mとすると、エンジンキーオフ後にも修正されたδの値
は保持される。従って、再始動の開始時から点火時期は
その制御幅のほぼ中間にきていることになり、始動直後
より点火時期は最適に制御され、無駄に遅角されること
が解消される。
Note that the area of the memory 862 that stores the value of δ is a non-volatile RA.
If M, the corrected value of δ is retained even after the engine key is turned off. Therefore, the ignition timing is approximately in the middle of its control range from the start of the restart, and the ignition timing is optimally controlled immediately after the restart, eliminating unnecessary retardation.

また、バルブタイミング制御装置は実施例のものに限定
されず、他のタイプのバルブタイミング制御装置を備え
たものにもこの発明は等しく応用することができる。
Further, the valve timing control device is not limited to that of the embodiment, and the present invention can equally be applied to devices equipped with other types of valve timing control devices.

発明の効果 点火時期の制御中心がその制御範囲の中心より遅れ側に
ずれているときは、バルブタイミングを遅れ修正するこ
とにより、点火時期の制御中心はその制御範囲の中心に
修正される。その結果、燃料消費率が向上すると共に過
渡的なノッキングの発生が防止される。
Effects of the Invention When the control center of ignition timing deviates to the lag side from the center of its control range, the control center of ignition timing is corrected to the center of the control range by delaying and correcting the valve timing. As a result, the fuel consumption rate is improved and the occurrence of transient knocking is prevented.

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

第1図はこの発明の構成図。 第2図は実施例の構成図。 第3図は実施例における可変バルブタイミング機構の軸
方向断面図。 第4図は第3図のIV−IV線に沿う矢視断面図。 第5図は第4図の■方向矢視図。 第6図はバルブタイミング線図。 第7図はノックセンサの信号処理を説明する図。 第8図、第9図はこの発明のソフトウェアを説明するフ
ローチャート図。 第10図はバルブタイミングマツプ図。 第11図は点火時期遅れ修正量とその遅れ修正量を中間
値に維持するのに必要なバルブタイミングの遅れ量との
関係を模式的に示すグラフ。 2〇−吸気弁、 22・・・排気弁、 30.32−カム軸、 52−可変バルブタイミング機構、 78・・−ステップモータ、 84・−ノックセンサ、 86−制御回路。 第1図 1−m−ノツクセンサ 2−m−エンジン本体 3−一−バルブタイミング制御手段 第4図     第5図 ■ 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 311図 匁 遅れ方向へのずれ量
FIG. 1 is a configuration diagram of this invention. FIG. 2 is a configuration diagram of the embodiment. FIG. 3 is an axial cross-sectional view of the variable valve timing mechanism in the embodiment. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. FIG. 5 is a view taken from the ■ direction arrow in FIG. Figure 6 is a valve timing diagram. FIG. 7 is a diagram illustrating signal processing of the knock sensor. FIGS. 8 and 9 are flowcharts illustrating the software of the present invention. Figure 10 is a valve timing map. FIG. 11 is a graph schematically showing the relationship between the ignition timing delay correction amount and the valve timing delay amount necessary to maintain the delay correction amount at an intermediate value. 20-Intake valve, 22-Exhaust valve, 30.32-Camshaft, 52-Variable valve timing mechanism, 78--Step motor, 84--Knock sensor, 86-Control circuit. Fig. 1 1-m-Knock sensor 2-m-Engine body 3-1-Valve timing control means Fig. 4 Fig. 5■ Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 311 Fig. Toward the momme lag direction amount of deviation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 点火時期を制御することによってノッキングを制御する
ノッキング制御装置を備えた内燃機関において、機関の
バルブタイミングを制御するバルブタイミング制御手段
と、ノッキング制御装置により制御される点火時期が所
定値より遅角側にあることを検知する検知手段と、該検
知手段からの信号によって遅角側のバルブタイミングと
なるようにバルブタイミング制御手段によって得られる
バルブタイミングを設定するバルブタイミング遅角設置
手段とより成る内燃機関のバルブタイミング制御装置。
In an internal combustion engine equipped with a knocking control device that controls knocking by controlling ignition timing, the engine includes a valve timing control means that controls engine valve timing, and an ignition timing controlled by the knocking control device that is retarded from a predetermined value. an internal combustion engine comprising: a detection means for detecting that the valve timing is on the retarded side; and a valve timing retard setting means for setting the valve timing obtained by the valve timing control means so that the valve timing is on the retarded side based on a signal from the detection means. valve timing control device.
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