JPS61187526A - 過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置Info
- Publication number
- JPS61187526A JPS61187526A JP2647785A JP2647785A JPS61187526A JP S61187526 A JPS61187526 A JP S61187526A JP 2647785 A JP2647785 A JP 2647785A JP 2647785 A JP2647785 A JP 2647785A JP S61187526 A JPS61187526 A JP S61187526A
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- Japan
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- valve
- timing
- supercharger
- valve timing
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- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type 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。
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〕
この発−明は過給機付内燃機関において過給機の作動条
件に応じてバルブタイミングを制御する装置に関する。
件に応じてバルブタイミングを制御する装置に関する。
過給機は内燃機関の全負荷運転域での出力向上のため採
用される。ところが、燃焼室の圧力及び温度が高くなり
ノッキングが発生し易くなる。そこで、圧縮比の設定は
過給機を備えない通常の内燃機関より小さく押さえられ
、これによってノンキングの防止が図られている。とこ
ろが圧縮比を小さくすることにより、部分負荷運転域で
は燃焼室の圧力が不足となり、燃焼効率が悪化しまた燃
料消費率が低下することになる。従って、過給機付内燃
機関では全負荷時は圧縮比を低く、一方、部分負荷時は
圧縮比を高くしたい要求がある。しかしながら、実際の
エンジンの構造上圧縮比を可変とするのは困難である。
用される。ところが、燃焼室の圧力及び温度が高くなり
ノッキングが発生し易くなる。そこで、圧縮比の設定は
過給機を備えない通常の内燃機関より小さく押さえられ
、これによってノンキングの防止が図られている。とこ
ろが圧縮比を小さくすることにより、部分負荷運転域で
は燃焼室の圧力が不足となり、燃焼効率が悪化しまた燃
料消費率が低下することになる。従って、過給機付内燃
機関では全負荷時は圧縮比を低く、一方、部分負荷時は
圧縮比を高くしたい要求がある。しかしながら、実際の
エンジンの構造上圧縮比を可変とするのは困難である。
そこで、実開昭59−49742号では吸気弁の作動タ
イミングの変化が圧縮比を変えるのと同等の効果をもつ
ことに着目している。即ち、吸気弁のバルブタイミング
を遅らせることにより、吸気弁の閉じるときの回転方向
における下死点からの角度がより大きくなる。その結果
、ピストンが有効に圧縮を開始する時期が遅延され、ピ
ストンの有効なストロークが小さくなり、圧縮比を下げ
るのと同等の効果を奏する。そこで、過給機の作動する
全負荷時には吸気弁のバルブタイミングを通常より遅ら
せ、過給機が作動しない部分負荷時にはバルブタイミン
グを通常の値に進ませるような制御をしている。
イミングの変化が圧縮比を変えるのと同等の効果をもつ
ことに着目している。即ち、吸気弁のバルブタイミング
を遅らせることにより、吸気弁の閉じるときの回転方向
における下死点からの角度がより大きくなる。その結果
、ピストンが有効に圧縮を開始する時期が遅延され、ピ
ストンの有効なストロークが小さくなり、圧縮比を下げ
るのと同等の効果を奏する。そこで、過給機の作動する
全負荷時には吸気弁のバルブタイミングを通常より遅ら
せ、過給機が作動しない部分負荷時にはバルブタイミン
グを通常の値に進ませるような制御をしている。
従来技術では過給機が作動か否かによってバルブタイミ
ングを遅らすか進めるかの言わば0N−OFF的な制御
を行っている。ところが、過給機の効率、換言すればノ
ッキングの生じ易さはその作動条件、たとえば機関の回
転数によって変化する。したがって、過給機の作動か否
かでバルブタイミングの0N−OFI’的な制御をする
のみでは、十分な過給効率を得つつノッキングを完全に
抑制することはできない。
ングを遅らすか進めるかの言わば0N−OFF的な制御
を行っている。ところが、過給機の効率、換言すればノ
ッキングの生じ易さはその作動条件、たとえば機関の回
転数によって変化する。したがって、過給機の作動か否
かでバルブタイミングの0N−OFI’的な制御をする
のみでは、十分な過給効率を得つつノッキングを完全に
抑制することはできない。
この発明の構成を図示する第1図において、内燃機関1
はその吸気管2に過給m3を配置している。バルブタイ
ミング制御装置は内燃機関lの吸気弁1゛のバルブタイ
ミングを制御する可変バルブタイミング機構4と、過給
機3の作動条件を検知する手段5と、該検知手段5から
の信号によって吸気弁のバルブタイミングを演算する手
段6と、この演算されたバルブタイミングが得られるよ
うに可変バルブタイミング機構4を駆動する駆動手段7
とより成る。
はその吸気管2に過給m3を配置している。バルブタイ
ミング制御装置は内燃機関lの吸気弁1゛のバルブタイ
ミングを制御する可変バルブタイミング機構4と、過給
機3の作動条件を検知する手段5と、該検知手段5から
の信号によって吸気弁のバルブタイミングを演算する手
段6と、この演算されたバルブタイミングが得られるよ
うに可変バルブタイミング機構4を駆動する駆動手段7
とより成る。
過給機作動条件検知手段5はエンジン回転数Ne過給圧
力P、又は吸入空気温度Tといった過給機作動条件因子
を検知する。バルブタイミング遅角演算手段6は検知さ
れた過給条件に応じてバルブタイミングの必要な遅れ量
を演算する。駆動手段7はこの演算された遅れ量が得ら
れるように可変バルブタイミング機構4を駆動すること
になる。
力P、又は吸入空気温度Tといった過給機作動条件因子
を検知する。バルブタイミング遅角演算手段6は検知さ
れた過給条件に応じてバルブタイミングの必要な遅れ量
を演算する。駆動手段7はこの演算された遅れ量が得ら
れるように可変バルブタイミング機構4を駆動すること
になる。
この発明の実施例を示す第2図において、10はエアー
クリーナ、12はスロットル弁、14はルーツポンプ等
の過給機、16はサージタンク、18は吸気ポート、2
0は吸気弁、22はシリンダブロック、23はシリンダ
ヘッド、24はピストン、26はコネクティングロッド
、2日はクランク軸、30は燃焼室、32は点火栓、3
4は排気弁、36は排気ボートである。これらは内燃機
関としては周知の構成要素ばかりであり、その詳細な連
結関係の説明は省略する。この内燃機関は所謂DOHC
型の内燃機関であり、吸気弁20あ駆動用の吸気カム軸
38と、排気弁34の駆動用の排気カム軸40とを備え
ている。これらのカム軸38及び40の軸端にプーリ4
1及び42が取付けられ、タイミングベルト43によっ
てクランク軸28上のタイミングプーリに巻掛られてい
る。
クリーナ、12はスロットル弁、14はルーツポンプ等
の過給機、16はサージタンク、18は吸気ポート、2
0は吸気弁、22はシリンダブロック、23はシリンダ
ヘッド、24はピストン、26はコネクティングロッド
、2日はクランク軸、30は燃焼室、32は点火栓、3
4は排気弁、36は排気ボートである。これらは内燃機
関としては周知の構成要素ばかりであり、その詳細な連
結関係の説明は省略する。この内燃機関は所謂DOHC
型の内燃機関であり、吸気弁20あ駆動用の吸気カム軸
38と、排気弁34の駆動用の排気カム軸40とを備え
ている。これらのカム軸38及び40の軸端にプーリ4
1及び42が取付けられ、タイミングベルト43によっ
てクランク軸28上のタイミングプーリに巻掛られてい
る。
これらのカム軸38及び40の回転中に、吸気弁20及
び排気弁34は夫々のタイミングでバルブスプリング4
4に抗して開弁することは周知の通りである。46はデ
ィストリビュータであり、所定のタイミングで点火栓3
2に駆動信号を供給する。
び排気弁34は夫々のタイミングでバルブスプリング4
4に抗して開弁することは周知の通りである。46はデ
ィストリビュータであり、所定のタイミングで点火栓3
2に駆動信号を供給する。
過給機としてのルーツポンプ14は周知の通り一対の相
互に反対方向に回転駆動されるロータ(図示せず)を有
し、その一方のロータの回転軸14a上にプーリ48が
固定され、このプーリ48は実施例ではクラッチ(図示
せず)を内蔵しており、過給条件に応じて係合又は開放
されるようになっている。ブー1J48はベルト50を
介してクランク軸28上のベルト52に連結され、クラ
・ノチの係合時にクランク軸28の回転がルーツポンプ
14に伝達され過給作動が行われる。尚、クラッチは任
意要素であり、必ずしも設けてなくても良イ。この場合
はルーツポンプは當時駆動されることになる。またルー
ツポンプ式の過給機に限定されず、ターボ式の過給機に
もこの発明は応用することができる。
互に反対方向に回転駆動されるロータ(図示せず)を有
し、その一方のロータの回転軸14a上にプーリ48が
固定され、このプーリ48は実施例ではクラッチ(図示
せず)を内蔵しており、過給条件に応じて係合又は開放
されるようになっている。ブー1J48はベルト50を
介してクランク軸28上のベルト52に連結され、クラ
・ノチの係合時にクランク軸28の回転がルーツポンプ
14に伝達され過給作動が行われる。尚、クラッチは任
意要素であり、必ずしも設けてなくても良イ。この場合
はルーツポンプは當時駆動されることになる。またルー
ツポンプ式の過給機に限定されず、ターボ式の過給機に
もこの発明は応用することができる。
ルーツポンプ14を迂回するバイパス通路54が一端で
ルーツポツプ14とサージタンク16との間に接続され
、バイパス通路54の他端はスロットル弁12とルーツ
ポンプ14との間に接続される。バイパス通路54上に
バイパス制御弁56が配置される。この制御弁56は過
給機の作動域においては閉鎖され、非過給域に開放され
るように作動される。
ルーツポツプ14とサージタンク16との間に接続され
、バイパス通路54の他端はスロットル弁12とルーツ
ポンプ14との間に接続される。バイパス通路54上に
バイパス制御弁56が配置される。この制御弁56は過
給機の作動域においては閉鎖され、非過給域に開放され
るように作動される。
吸気弁20の駆動用の吸気カム軸38にはカム軸をクラ
ンク軸28に対して相対的に捻ることによりバルブタイ
ミングを制御するタイプの可変バルブタイミング機構5
8が連結される。この可変バルブタイミング機構は第3
図から第5図に示す構造のものである。吸気カム軸38
の一端にインナスリーブ59がボルト60によって固定
され、このインナスリーブ59上にアウタスリーブ62
が、ローラ軸受63によって回転自在となっている。ア
ウタスリーブ62は吸気カム軸38の駆動用の前記プー
リ41と一体に形成されている。インナスリーブ59と
アウタスリーブ62は軸方向に交互に延びる円周方向の
巾が約90°の突起59a及び62aを備えている。各
々の近接する突起59aと62aとの間にローラ63及
び64が同軸に配、置され、夫々は突起59a及び62
aに対向する縁部59b及び62bに接触している。ロ
ーラ・(33と64との対はこの実施例では4組設置さ
れ、スライダ65上に設けられる。スライダ65はロー
ラ軸受65′を介して内ねじを形成したナンド66上で
回転自在となっている。67はステップモータであり、
その出力軸67aは外面にねじを形成しており、ナツト
66の内ねじと係合している。モータ67はそのハウジ
ングに案内部67bを有し、この案内部67bはナツト
66に形成される軸方向案内溝内に位置する。このよう
な構造よりステップモークロアの出力軸67aの回転運
転はナツト66の直線運動に変換される。インナスリー
ブ59とアウタスリーブ62の突起部59a及び62a
の対向縁59bと62bとは、第5図のように一方(5
9b )は軸方向と平行であるが他方(62b )
は傾斜している。
ンク軸28に対して相対的に捻ることによりバルブタイ
ミングを制御するタイプの可変バルブタイミング機構5
8が連結される。この可変バルブタイミング機構は第3
図から第5図に示す構造のものである。吸気カム軸38
の一端にインナスリーブ59がボルト60によって固定
され、このインナスリーブ59上にアウタスリーブ62
が、ローラ軸受63によって回転自在となっている。ア
ウタスリーブ62は吸気カム軸38の駆動用の前記プー
リ41と一体に形成されている。インナスリーブ59と
アウタスリーブ62は軸方向に交互に延びる円周方向の
巾が約90°の突起59a及び62aを備えている。各
々の近接する突起59aと62aとの間にローラ63及
び64が同軸に配、置され、夫々は突起59a及び62
aに対向する縁部59b及び62bに接触している。ロ
ーラ・(33と64との対はこの実施例では4組設置さ
れ、スライダ65上に設けられる。スライダ65はロー
ラ軸受65′を介して内ねじを形成したナンド66上で
回転自在となっている。67はステップモータであり、
その出力軸67aは外面にねじを形成しており、ナツト
66の内ねじと係合している。モータ67はそのハウジ
ングに案内部67bを有し、この案内部67bはナツト
66に形成される軸方向案内溝内に位置する。このよう
な構造よりステップモークロアの出力軸67aの回転運
転はナツト66の直線運動に変換される。インナスリー
ブ59とアウタスリーブ62の突起部59a及び62a
の対向縁59bと62bとは、第5図のように一方(5
9b )は軸方向と平行であるが他方(62b )
は傾斜している。
その結果ローラ63及び64が軸方向に矢印のようにス
テップモータ67の回転によって動く際に、インナスリ
ーブ59とアウタスリーブ62とは相対的に回転する。
テップモータ67の回転によって動く際に、インナスリ
ーブ59とアウタスリーブ62とは相対的に回転する。
従って、インナスリーブ59に連結される吸気カム軸3
8はアウタスリーブ62に連結されるプーリ41、換言
すればクランク軸52に対して相対的に回され、吸気弁
20のバルブタイミングが変化される。第6図(イ)は
ステップモータ67の回転軸67aが基準位置にあると
きのバルブタイミング線図を示しており、吸気弁20は
上死点TDC手前のαの角度で開き始め(1,0) 、
下死点BDC後βの角度で閉じ終わる(l C”)。
8はアウタスリーブ62に連結されるプーリ41、換言
すればクランク軸52に対して相対的に回され、吸気弁
20のバルブタイミングが変化される。第6図(イ)は
ステップモータ67の回転軸67aが基準位置にあると
きのバルブタイミング線図を示しており、吸気弁20は
上死点TDC手前のαの角度で開き始め(1,0) 、
下死点BDC後βの角度で閉じ終わる(l C”)。
一方、第6図(ロ)はステップモータ67の回転軸67
aを基準位置から回したときのバルブタイミング線図で
あり、TDC手前のα′(くα)で吸気弁20は開き始
め、BDC後β′(〉β)で閉じ終わる。尚、排気弁3
4はこの実施例ではバルブタイミングは(イ)と(ロ)
で共通であり、BDC手前の角度で開き始め、TDC後
の角度で閉じ終わる。
aを基準位置から回したときのバルブタイミング線図で
あり、TDC手前のα′(くα)で吸気弁20は開き始
め、BDC後β′(〉β)で閉じ終わる。尚、排気弁3
4はこの実施例ではバルブタイミングは(イ)と(ロ)
で共通であり、BDC手前の角度で開き始め、TDC後
の角度で閉じ終わる。
尚、可変バルブタイミング装置は図示の構造に限定され
ず、連続的に変化するバルブタイミングを取りうるちの
であればよい。
ず、連続的に変化するバルブタイミングを取りうるちの
であればよい。
第2図において70は各運転条件センサからの信号によ
ってこの発明のバルブタイミング制御を行う制御回路で
ある。それらのセンサとしてまずエアーフローメータ7
2は例えばポテンショメータ型であり、スロットル弁1
2の上流に設けられ、吸入空気iQに応じた信号を生ず
る。サージタンク16には例えば半導体型の圧力センサ
74が設置され、過給圧Pに応じた信号を得るとともに
温度センサ76が配置され、サージタンクに入る吸入空
気の温度Tに応じた信号を得る。更に、ディストリビュ
ータ46にはその分配軸46a上の永久磁石片46bと
対面するホール素子としての回転数センサ78が設けら
れ、機関の回転数Neに応じた信号を生じている。また
、エアークリーナ10にはエンジンに入る外気の温度T
°に応じた信号を発生する外気温度センサ80が配置さ
れる。
ってこの発明のバルブタイミング制御を行う制御回路で
ある。それらのセンサとしてまずエアーフローメータ7
2は例えばポテンショメータ型であり、スロットル弁1
2の上流に設けられ、吸入空気iQに応じた信号を生ず
る。サージタンク16には例えば半導体型の圧力センサ
74が設置され、過給圧Pに応じた信号を得るとともに
温度センサ76が配置され、サージタンクに入る吸入空
気の温度Tに応じた信号を得る。更に、ディストリビュ
ータ46にはその分配軸46a上の永久磁石片46bと
対面するホール素子としての回転数センサ78が設けら
れ、機関の回転数Neに応じた信号を生じている。また
、エアークリーナ10にはエンジンに入る外気の温度T
°に応じた信号を発生する外気温度センサ80が配置さ
れる。
制御回路70はこの実施例ではマイクロコンピュータと
して構成され、マイクロプロセシングユニット(MPU
)82と、メモリ84と、入力ボート86と、出力ポー
ト88と、これらのユニットを接続し命令及びデータの
遺り取りをするバス90とより成る。入力ポート86に
は前記の各センサ、部ち、エアーフローメーク72、圧
力センサ74、吸入空気温度センサ76、回転数センサ
78及び外気温度上ンサ80が接続される。入力ボート
86は各センサのうちアナログ信号を発生するセンサ即
ちエアーフローメータ72、圧力センサ74、温度セン
サ76及び80からのアナログ信号をディジタル信号に
変換する変換器、並びにクランク角毎のパルス信号を発
生するセンサ78より機関の回転数Neを計算する回路
を備えている。一方、出力ポート88はルーツポンプ1
4のプーリ14aのクラッチ部の作動ソレノイド(図示
せず)、バイパス制御弁56及び可変バルブタイミング
機構58のステップモータ67に接続される。
して構成され、マイクロプロセシングユニット(MPU
)82と、メモリ84と、入力ボート86と、出力ポー
ト88と、これらのユニットを接続し命令及びデータの
遺り取りをするバス90とより成る。入力ポート86に
は前記の各センサ、部ち、エアーフローメーク72、圧
力センサ74、吸入空気温度センサ76、回転数センサ
78及び外気温度上ンサ80が接続される。入力ボート
86は各センサのうちアナログ信号を発生するセンサ即
ちエアーフローメータ72、圧力センサ74、温度セン
サ76及び80からのアナログ信号をディジタル信号に
変換する変換器、並びにクランク角毎のパルス信号を発
生するセンサ78より機関の回転数Neを計算する回路
を備えている。一方、出力ポート88はルーツポンプ1
4のプーリ14aのクラッチ部の作動ソレノイド(図示
せず)、バイパス制御弁56及び可変バルブタイミング
機構58のステップモータ67に接続される。
メモリ84の不揮発部分、例えばリードオンリメモリ
(ROM)にはこの発明によるバルブタイミング制御を
実行するためのプログラムが格納される。その他この発
明とは直接関係しないがエンジンの種々の制御(例えば
燃料噴射制御、点火制御等)を行うためのプログラムが
格納されている。
(ROM)にはこの発明によるバルブタイミング制御を
実行するためのプログラムが格納される。その他この発
明とは直接関係しないがエンジンの種々の制御(例えば
燃料噴射制御、点火制御等)を行うためのプログラムが
格納されている。
以下この発明のプログラムを説明するが、それに先立っ
て制御の概要を説明する。過給機付の内燃機関では、始
めに述べたように過給機なしの内燃機関と比較してピス
トン24の圧縮率は小さく設定される。ところが、その
ままでは過給機14の働かない高負荷以外の運転時の燃
焼効率が悪化する問題があった。そこで実開昭59−4
9742号のように、バルブタイミングを基本的には進
み側に設定しておき、これによって非過給時に圧縮比を
高めると同等の効果を得るようにし、一方、過給時には
バルブタイミングを遅らせ、圧縮比を下げると同等の働
きをさせている。即ち、第6図でピストンの有効な圧縮
は吸気弁が閉じる時点■、Cから開始し、11 pl!
2が有効な圧縮を行うピストンのストロークとなる。1
21 >12は明らかであり、吸気弁が速く閉じる(
イ)の設定によって圧縮比を高くしたのと同等の効果を
得ることができる。
て制御の概要を説明する。過給機付の内燃機関では、始
めに述べたように過給機なしの内燃機関と比較してピス
トン24の圧縮率は小さく設定される。ところが、その
ままでは過給機14の働かない高負荷以外の運転時の燃
焼効率が悪化する問題があった。そこで実開昭59−4
9742号のように、バルブタイミングを基本的には進
み側に設定しておき、これによって非過給時に圧縮比を
高めると同等の効果を得るようにし、一方、過給時には
バルブタイミングを遅らせ、圧縮比を下げると同等の働
きをさせている。即ち、第6図でピストンの有効な圧縮
は吸気弁が閉じる時点■、Cから開始し、11 pl!
2が有効な圧縮を行うピストンのストロークとなる。1
21 >12は明らかであり、吸気弁が速く閉じる(
イ)の設定によって圧縮比を高くしたのと同等の効果を
得ることができる。
即ち、非過給時にはバルブタイミングを(イ)の設定と
すれば高負荷時以外の燃焼効率を改善することができ、
過給時には(ロ)の設定とすることでノッキングを防止
しつつ有効な過給をすることができる。ところがルーツ
ポンプはその駆動軸の回転数によって体積効率が違って
くる。これを第9図に示す。従って、ノンキングに対す
る余裕が機関回転数に応じて違ってくることになる。と
ころが従来はバルブタイミングの遅れは一律であったた
め、過給による効率増加とノンキング防止との間に妥協
をしていたことになる。例えば、低回転側で最適の遅れ
量に設定すれば高回転側での遅れが足りずノッキングが
発生する可能性がある。
すれば高負荷時以外の燃焼効率を改善することができ、
過給時には(ロ)の設定とすることでノッキングを防止
しつつ有効な過給をすることができる。ところがルーツ
ポンプはその駆動軸の回転数によって体積効率が違って
くる。これを第9図に示す。従って、ノンキングに対す
る余裕が機関回転数に応じて違ってくることになる。と
ころが従来はバルブタイミングの遅れは一律であったた
め、過給による効率増加とノンキング防止との間に妥協
をしていたことになる。例えば、低回転側で最適の遅れ
量に設定すれば高回転側での遅れが足りずノッキングが
発生する可能性がある。
逆に高回転側で最適の遅れ量とすれば、低回転側では必
要以上に遅れてしまい、効率的に損失となる。この実施
例ではエンジンの回転数に対して第10図のように吸気
弁20のバルブタイミング、即ち吸気弁の閉じ時期を連
続変化させることによって各回転数にわたってノッキン
グに対して余裕をもちつつ効率的なエンジンの作動を得
ようとするものである。
要以上に遅れてしまい、効率的に損失となる。この実施
例ではエンジンの回転数に対して第10図のように吸気
弁20のバルブタイミング、即ち吸気弁の閉じ時期を連
続変化させることによって各回転数にわたってノッキン
グに対して余裕をもちつつ効率的なエンジンの作動を得
ようとするものである。
以下、第7図及び第8図のフローチャートによって説明
する。第7図は過給機の制御ルーチンを示す。このルー
チンは、所定時間、例えば25m秒毎に実行される時間
割り込みルーチンとして構成される。100はその開始
を示す。102では機関が高負荷運転か否か判定される
。この判定は例えばエアーフローメータ72によって検
知される吸入空気量の、回転数センサ78によって検知
されるエンジン回転数の比Q/Neが所定値より大きい
か否か見ることによって知ることができる。高負荷時で
あれば102のステップでYesと判定され104に進
む。104のステップではMPU 82は出力ポート8
8よりルーツポンプ14の駆動プーリ48のクラッチ部
に信号が印加され、同クラッチ部は係合される。106
ではバイパス制御弁56に信号が送られ、同バイパス制
御弁56は閉鎖される。従って、エンジンのクラッチ2
8の回転はプーリ42、ベルト50、プーリ48を介し
てルーツポンプ14に伝達され、バイパス制御弁56が
閉鎖していることからルーツポンプ14からの吸入空気
は全量が圧縮状態でサージタンク16を経て燃焼室30
に送られ過給が行われる。108では過給作動中を表示
するフラグFがセットされる。
する。第7図は過給機の制御ルーチンを示す。このルー
チンは、所定時間、例えば25m秒毎に実行される時間
割り込みルーチンとして構成される。100はその開始
を示す。102では機関が高負荷運転か否か判定される
。この判定は例えばエアーフローメータ72によって検
知される吸入空気量の、回転数センサ78によって検知
されるエンジン回転数の比Q/Neが所定値より大きい
か否か見ることによって知ることができる。高負荷時で
あれば102のステップでYesと判定され104に進
む。104のステップではMPU 82は出力ポート8
8よりルーツポンプ14の駆動プーリ48のクラッチ部
に信号が印加され、同クラッチ部は係合される。106
ではバイパス制御弁56に信号が送られ、同バイパス制
御弁56は閉鎖される。従って、エンジンのクラッチ2
8の回転はプーリ42、ベルト50、プーリ48を介し
てルーツポンプ14に伝達され、バイパス制御弁56が
閉鎖していることからルーツポンプ14からの吸入空気
は全量が圧縮状態でサージタンク16を経て燃焼室30
に送られ過給が行われる。108では過給作動中を表示
するフラグFがセットされる。
102のステップで高負荷運転でないと判定されたとき
は110に進み、MPU 82は出力ポート88よりク
ラッチを開放すべき命令が出力される。そのため、クラ
ンク軸28はルーツポンプ14から切り離され、過給は
行われない。112ではバイパス制御弁56の開放命令
が出力され、その結果、ルーツポンプ14を迂回するバ
イパス通路54が開放され、吸入空気の一部はバイパス
通路54を通過することとなる。114ではフラグFが
リセットされる。
は110に進み、MPU 82は出力ポート88よりク
ラッチを開放すべき命令が出力される。そのため、クラ
ンク軸28はルーツポンプ14から切り離され、過給は
行われない。112ではバイパス制御弁56の開放命令
が出力され、その結果、ルーツポンプ14を迂回するバ
イパス通路54が開放され、吸入空気の一部はバイパス
通路54を通過することとなる。114ではフラグFが
リセットされる。
第8図はパルプタイミング制御ルーチンのフローチャー
トを示す。このルーチンはステップモータ67の出力軸
67aが1ステップ回転を実行するのに要するより長い
が所定の制御精度は得ることができる所定時間毎に実行
される時間割り込みルーチンである。200はその開始
を示す。202では過給作動表示フラグFが1か否か判
定される。過給中でなければF=Oであり、Noに分岐
し204に進み吸気弁20のバルブタイミングの目標値
、叩ちステップモータ67の出力軸67aの目標位置5
TEPが零に設定される。ここに5TEP = 0は第
6図(イ)に示す最も進み側のバルブタイミングをとる
ときのステップモータ67の出力軸67aの位置に相当
する。
トを示す。このルーチンはステップモータ67の出力軸
67aが1ステップ回転を実行するのに要するより長い
が所定の制御精度は得ることができる所定時間毎に実行
される時間割り込みルーチンである。200はその開始
を示す。202では過給作動表示フラグFが1か否か判
定される。過給中でなければF=Oであり、Noに分岐
し204に進み吸気弁20のバルブタイミングの目標値
、叩ちステップモータ67の出力軸67aの目標位置5
TEPが零に設定される。ここに5TEP = 0は第
6図(イ)に示す最も進み側のバルブタイミングをとる
ときのステップモータ67の出力軸67aの位置に相当
する。
過給作動中には202のステップでFは1であり、Ye
sと判定され、206に進み吸気弁20のバルブタイミ
ングを決める可変バルブタイミング機構58のステップ
モータ67の出力軸67aの目標位置5TEPが過給条
件因子Xに応じて演算される。この実施例では前述のよ
うにエンジン回転数に応じたバルブタイミングの制御が
行われる。叩ち、メモリには第10図のようなエンジン
回転数に応じた吸気弁20の閉じ時期の設定値、すなわ
ちステップモータ67の出力軸67aの目標値1sTI
EPのマツプがある。MPU 82は回転数センサ78
によって実測されるエンジン回転数Neよりそのときの
ステップモータ軸位置の目標値5TEPの演算を実行す
る(第10図破線参照)。
sと判定され、206に進み吸気弁20のバルブタイミ
ングを決める可変バルブタイミング機構58のステップ
モータ67の出力軸67aの目標位置5TEPが過給条
件因子Xに応じて演算される。この実施例では前述のよ
うにエンジン回転数に応じたバルブタイミングの制御が
行われる。叩ち、メモリには第10図のようなエンジン
回転数に応じた吸気弁20の閉じ時期の設定値、すなわ
ちステップモータ67の出力軸67aの目標値1sTI
EPのマツプがある。MPU 82は回転数センサ78
によって実測されるエンジン回転数Neよりそのときの
ステップモータ軸位置の目標値5TEPの演算を実行す
る(第10図破線参照)。
208のステップではステップモータ67の出力軸67
aの位置の目標値5TIEPとその現在位置REALと
が等しいか否か判定される。不一致の場合はN。
aの位置の目標値5TIEPとその現在位置REALと
が等しいか否か判定される。不一致の場合はN。
と判定され、210に進み目標値5TEPが現在値RE
ALより大きいか否か判定される。目標値5TEPが現
在値RIEALより大きいときは、バルブタイミングが
遅れる方向に修正する必要があると認識し、212に進
み、出力ポート88よりステップモータ67aに進み同
モータを1ステツプ正転させる。(ここに正転とはバル
ブタイミングを第6図の(イ)から(ロ)の方向に遅ら
せるステップモータの回転方向を意味する。)213で
は1ステツプ正転を実行したことからステップモータの
現在値REALを1だけインクリメントする。
ALより大きいか否か判定される。目標値5TEPが現
在値RIEALより大きいときは、バルブタイミングが
遅れる方向に修正する必要があると認識し、212に進
み、出力ポート88よりステップモータ67aに進み同
モータを1ステツプ正転させる。(ここに正転とはバル
ブタイミングを第6図の(イ)から(ロ)の方向に遅ら
せるステップモータの回転方向を意味する。)213で
は1ステツプ正転を実行したことからステップモータの
現在値REALを1だけインクリメントする。
目標値5TEPが現在値REALより小さいときは21
0でNoと判定され214に進み、ステップモータを1
ステツプ逆転する命令が出力される。ここに逆転とは、
バルブタイミングを第6図の(ロ)から(イ)の方向に
進める方向の回転を意味する。
0でNoと判定され214に進み、ステップモータを1
ステツプ逆転する命令が出力される。ここに逆転とは、
バルブタイミングを第6図の(ロ)から(イ)の方向に
進める方向の回転を意味する。
216ではlステップ逆転を実行したことから、ステッ
プモータの現在値REALを1だけデクリメントする。
プモータの現在値REALを1だけデクリメントする。
以上のようなフィードバック制御によってステップモー
タの軸位置、即ちバルブタイミングを回転数に応じ第1
0図の設定に従って制御することができる。
タの軸位置、即ちバルブタイミングを回転数に応じ第1
0図の設定に従って制御することができる。
次に第2の実施例を説明する。第1の実施例ではバルブ
タイミング、叩ち吸気弁の閉じ時期(第6図の1.C)
はエンジン回転数に応じて第10図のマツプに従って制
御しているが、第2の実施例としては圧力センサ74に
よって検知される吸気圧力Pによって制御している。即
ち、バルブタイミング(吸気弁の閉じ時期)は過給圧の
増大に応じて第11図のように閉じ時期が遅れるように
制御することによって、ノッキングに対して余裕をもっ
た最大躍進められたバルブタイミングとすることができ
る。第1の実施例と同様メモリ84内には第11図のマ
ツプがあり、プログラムは第8図の206で、圧力セン
サ74によって検知される圧力Pよりステップモータ6
7の出力軸67aの位置の目標値5TEPを計算する以
外は同じである。
タイミング、叩ち吸気弁の閉じ時期(第6図の1.C)
はエンジン回転数に応じて第10図のマツプに従って制
御しているが、第2の実施例としては圧力センサ74に
よって検知される吸気圧力Pによって制御している。即
ち、バルブタイミング(吸気弁の閉じ時期)は過給圧の
増大に応じて第11図のように閉じ時期が遅れるように
制御することによって、ノッキングに対して余裕をもっ
た最大躍進められたバルブタイミングとすることができ
る。第1の実施例と同様メモリ84内には第11図のマ
ツプがあり、プログラムは第8図の206で、圧力セン
サ74によって検知される圧力Pよりステップモータ6
7の出力軸67aの位置の目標値5TEPを計算する以
外は同じである。
第3の実施例では吸入空気温度Tに応じた吸気弁20の
閉じ時期の制御を行っている。即ち、吸入空気の温度の
増大に応じてノンキングに対する余裕がなくなり、吸気
弁の閉じ時期を遅らせる必要がある。吸入空気温度とパ
ルプタイミングとの関係を模式的に第12図に示す。R
OMには第12図に相当するマツプがあり、エンジン運
転中にバルブタイミングの目標値をマツプ演算すること
になる。プログラムは同様であり、第8図のステップ2
06で、温度センサ76又は80によって検知した空気
温度に従って5TEPを演算する以外は同じである。
閉じ時期の制御を行っている。即ち、吸入空気の温度の
増大に応じてノンキングに対する余裕がなくなり、吸気
弁の閉じ時期を遅らせる必要がある。吸入空気温度とパ
ルプタイミングとの関係を模式的に第12図に示す。R
OMには第12図に相当するマツプがあり、エンジン運
転中にバルブタイミングの目標値をマツプ演算すること
になる。プログラムは同様であり、第8図のステップ2
06で、温度センサ76又は80によって検知した空気
温度に従って5TEPを演算する以外は同じである。
この発明によれば、過給機付の内燃機関においてパルプ
タイミングの遅れ量を過給条件に応じて変化させている
。そのため、各過給条件にわたってノッキング限界に対
して余裕をもった、できるだけ進み側のバルブタイミン
グとすることができる。その結果、ノンキングを生ずる
ことなしに燃料消費率を向上することができる。
タイミングの遅れ量を過給条件に応じて変化させている
。そのため、各過給条件にわたってノッキング限界に対
して余裕をもった、できるだけ進み側のバルブタイミン
グとすることができる。その結果、ノンキングを生ずる
ことなしに燃料消費率を向上することができる。
第1図はこの発明の構成図。
第2図は実施例を示す図。
第3図は可変バルブタイミング機構のカム軸方向断面図
。 第4図は第3図のIV−IV線に沿う断面図。 第5図は第4図のV方向矢視図。 第6図はパルプタイミング線図。 第7図及び第8図はフローチャート図。 第9図はポンプ回転数と容積効率の関係線図。 第10図は最適な吸気弁の閉じ時期を各エンジン回転数
に対して示す模式的線図。 第11図は過給圧に対する第10図と同様な線図。 第12図は吸気温度に対する第10図と同様な線図。 14・・・過給機、 20・・・吸気弁、38・・
・吸気カム軸、 41・・・タイミングプーリ、58
・・・可変バルブタイミング機構、70・・・制御回路
、 72・・・エアーフローメータ、 74・・・圧力センサ、 78・・・回転数センサ。
。 第4図は第3図のIV−IV線に沿う断面図。 第5図は第4図のV方向矢視図。 第6図はパルプタイミング線図。 第7図及び第8図はフローチャート図。 第9図はポンプ回転数と容積効率の関係線図。 第10図は最適な吸気弁の閉じ時期を各エンジン回転数
に対して示す模式的線図。 第11図は過給圧に対する第10図と同様な線図。 第12図は吸気温度に対する第10図と同様な線図。 14・・・過給機、 20・・・吸気弁、38・・
・吸気カム軸、 41・・・タイミングプーリ、58
・・・可変バルブタイミング機構、70・・・制御回路
、 72・・・エアーフローメータ、 74・・・圧力センサ、 78・・・回転数センサ。
Claims (1)
- 過給機を備えた内燃機関において、吸気弁のバルブタ
イミングを制御する可変バルブタイミング機構と、過給
機の作動条件を検知する手段と、該検知手段からの信号
によって吸気弁のバルブタイミングを演算する手段と、
この演算されたバルブタイミングが得られるように可変
バルブタイミング機構を駆動する手段とより成る過給機
付内燃機関のバルブタイミング制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2647785A JPS61187526A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2647785A JPS61187526A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61187526A true JPS61187526A (ja) | 1986-08-21 |
Family
ID=12194580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2647785A Pending JPS61187526A (ja) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | 過給機付内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61187526A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011043092A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Mazda Motor Corp | 火花点火式内燃機関の制御システム |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5650231A (en) * | 1979-08-30 | 1981-05-07 | Mach Terumitsuku Soc Et | Method of and apparatus for improving effeciency of internal combustion engine |
JPS5669411A (en) * | 1979-11-12 | 1981-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Turbosupercharged engine |
JPS59131714A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | タ−ボチヤ−ジヤ付機関の弁作動切換装置 |
JPS6079110A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-04 | Nissan Motor Co Ltd | 過給機付内燃機関の吸気弁作動装置 |
JPS613923B2 (ja) * | 1979-05-17 | 1986-02-05 | Dynapac Maskin Ab |
-
1985
- 1985-02-15 JP JP2647785A patent/JPS61187526A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS613923B2 (ja) * | 1979-05-17 | 1986-02-05 | Dynapac Maskin Ab | |
JPS5650231A (en) * | 1979-08-30 | 1981-05-07 | Mach Terumitsuku Soc Et | Method of and apparatus for improving effeciency of internal combustion engine |
JPS5669411A (en) * | 1979-11-12 | 1981-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | Turbosupercharged engine |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011043092A (ja) * | 2009-08-20 | 2011-03-03 | Mazda Motor Corp | 火花点火式内燃機関の制御システム |
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