JPS61190120A - Internal-combustion engine associated with supercharger - Google Patents

Internal-combustion engine associated with supercharger

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Publication number
JPS61190120A
JPS61190120A JP2841585A JP2841585A JPS61190120A JP S61190120 A JPS61190120 A JP S61190120A JP 2841585 A JP2841585 A JP 2841585A JP 2841585 A JP2841585 A JP 2841585A JP S61190120 A JPS61190120 A JP S61190120A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
supercharger
valve timing
step motor
valve
speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP2841585A
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2841585A priority Critical patent/JPS61190120A/en
Publication of JPS61190120A publication Critical patent/JPS61190120A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the withstandability of controller for engine associated with a supercharger by quickening the speed of step motor for controlling the valve timing only under function of supercharger. CONSTITUTION:The intake/exhaust valves 20, 34 of engine associated with a supercharger 14 to be driven through a crank shaft 28 are opened/closed through the cam shafts 38, 40 which are controlled their open/close timing respectively through the actuators 41, 42. The controller 70 is provided with various engine parameters to control the open/close timing set in accordance with a memory 84 while to control the speed of step motor through the actuators 41, 42. Higher control speed of step motor will bring good controllability but low durability thereby it is controlled to increase the control speed only under operation of supercharger 14 thus to improve the durability.

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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a device for controlling valve timing in a supercharged internal combustion engine according to operating conditions of a supercharger.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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
ノン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(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。
A supercharger is used to increase the output of an internal combustion engine in its full-load operating range. However, as the pressure and temperature of the combustion chamber increase, non-king tends to occur. Therefore, the compression ratio is set lower than that of a normal internal combustion engine without a supercharger, thereby preventing non-king. However, by reducing the compression ratio, the pressure in the combustion chamber becomes insufficient in the partial load operating range, resulting in deterioration of combustion efficiency and reduction in fuel consumption rate. Therefore, in a supercharged internal combustion engine, there is a demand for a low compression ratio at full load, and a high compression ratio at partial load.However, due to the structure of the actual engine, it is difficult to make the compression ratio variable. Have difficulty.

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一時、期が遅延され
、ピストンの有効なストロークが/I)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
Therefore, Japanese Utility Model Application Publication No. 59-49742 focuses on the fact that changing the actuation timing of the intake valve has the same effect as changing the compression ratio. That is, by delaying the valve timing of the intake valve, the angle from the bottom dead center in the rotational direction when the intake valve closes becomes larger. As a result, the period at which the piston begins to effectively compress is delayed, and the effective stroke of the piston becomes shorter, producing the same effect as lowering the compression ratio. Therefore, the valve timing of the intake valve is delayed from normal when the supercharger is operating under full load, and the valve timing is advanced to the normal value during partial load when the supercharger is not operating.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

過給機はクラッチの係合によって作動に入るが、その時
丁度バルブタイミングは遅れ側に切り替わっている必要
がある。過給機はクラッチの係合によって比較的遅れな
くその作動に入るがバルブタイミングの切替えを行うス
テップモータは1ステツプずつ回転を行う。そこで、ス
テップモータの回転速度は過給機が作動に追従できるよ
うに最大ノパルス速度に設定されている。しかし、パル
スモータを常時速い回転速度で回転することはその耐久
性において問題がある。
The supercharger starts operating when the clutch is engaged, but at that time the valve timing must be switched to the delayed side. The supercharger starts operating with relatively little delay when the clutch is engaged, but the step motor that changes the valve timing rotates one step at a time. Therefore, the rotational speed of the step motor is set to the maximum nopulse speed so that the supercharger can follow the operation. However, constantly rotating the pulse motor at a high rotational speed poses a problem in its durability.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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に過給機3を配置している。この発明に
よればバルブタイミングを制御す(・3) る可変バルブタイミング機構4と、過給機3の作動条件
を検知する検知手段5と、該検知手段5がらの信号によ
って可変バルブタイミング機構4のバルブタイミングの
切替速度を制御する手段6とより成る過給機付内燃機関
が提供される。
In FIG. 1 illustrating the configuration of this invention, an internal combustion engine 1
A supercharger 3 is arranged in the intake pipe 2. According to this invention, there is a variable valve timing mechanism 4 that controls valve timing (3), a detection means 5 that detects the operating conditions of the supercharger 3, and a variable valve timing mechanism 4 that uses signals from the detection means 5. A supercharged internal combustion engine is provided, comprising means 6 for controlling the switching speed of valve timing.

〔作 用〕[For production]

過給機作動条件検知手段5は過給機3の作動条件を検知
し、その作動条件、即ち高負荷か低負荷かに応じ制御手
段6は可変バルブタイミング機構4によるバルブタイミ
ング切替速度を制御する。
The supercharger operating condition detection means 5 detects the operating condition of the supercharger 3, and the control means 6 controls the valve timing switching speed by the variable valve timing mechanism 4 depending on the operating condition, that is, whether it is high load or low load. .

〔実施例〕〔Example〕

この発明の実施例を示す第2図において、1゜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は吸気ボート、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ツド
、28はクランク軸、30は燃焼室、32は点火栓、3
4は排気弁、36は排気ポートである。これらは内燃機
関としては周知の構成要素ぽかりであり、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の駆動用の吸気カム
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の軸端にブーI
J41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。
In FIG. 2 showing an embodiment of the present invention, 1° is an air cleaner, 12 is a throttle valve, 14 is a supercharger such as a Roots pump, 16 is a surge tank, 18 is an intake boat, 2
0 is an intake valve, 22 is a cylinder block, 23 is a cylinder head, 24 is a piston, 26 is a connecting rod, 28 is a crankshaft, 30 is a combustion chamber, 32 is a spark plug, 3
4 is an exhaust valve, and 36 is an exhaust port. These are well-known components for internal combustion engines, and detailed explanations of their connection relationships will be omitted. This internal combustion engine is a so-called DOHC engine.
The engine is a type of internal combustion engine, and includes an intake camshaft 38 for driving the intake valve 20 and an exhaust camshaft 40 for driving the exhaust valve 34. Boo I at the shaft end of these camshafts 38 and 40
J41 and J42 are attached, and are wound around a timing pulley on the crankshaft 28 by a timing belt 43.

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、図示しないイグナイタからの
信号により所定のタイミングで点火栓32に駆動信号を
供給する。
While the camshafts 38 and 40 are rotating, the intake valve 20 and the exhaust valve 34 are moved by the valve spring 4 at respective timings.
It is well known that the valve opens against the pressure of 4. A distributor 46 supplies a drive signal to the spark plug 32 at a predetermined timing based on a signal from an igniter (not shown).

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上にブー1J48
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゛す、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IJ 4 Bはベ
ルト50を介してクランク軸28上のプーリ52に連結
され、クラッ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い。
As is well known, the Roots pump 14 as a supercharger has a pair of rotors (not shown) that are driven to rotate in opposite directions, and a pump 1J48 is mounted on the rotating shaft 14a of one of the rotors.
is fixed, and this pulley 48 has a built-in clutch (not shown) in this embodiment, which is engaged or released depending on the supercharging conditions. Boo IJ 4 B is connected to a pulley 52 on the crankshaft 28 via a belt 50, and when the clutch is engaged, the rotation of the crankshaft 28 is transmitted to the Roots pump 14 to perform a supercharging operation. Note that the clutch is an optional element and does not necessarily need to be provided.

この場合はルーツポンプは常時駆動されることになる。In this case, the Roots pump will be driven all the time.

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。
Further, the present invention is not limited to roots pump type superchargers, but can also be applied to turbo type superchargers.

ルーツポンプ14を迂回するバイパス通路54が一端で
ルーツポンプ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。
A bypass passage 54 that bypasses the roots pump 14 is connected at one end between the roots pump 14 and the surge tank 16, and the other end of the bypass passage 54 is connected between the throttle valve 12 and the roots pump 14. A bypass control valve 56 is arranged on the bypass passage 54. This control valve 56 is operated to be closed in the operating region of the supercharger and opened to the non-supercharged region.

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の駆動用の前記ブー
IJ41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。
The intake camshaft 38 for driving the intake valve 20 has a variable valve timing mechanism 5 of a type that controls valve timing by twisting the camshaft relative to the crankshaft 28.
8 are connected. This variable valve timing mechanism is the third
The structure is shown in FIGS. 5 to 5. Intake camshaft 38
An inner sleeve 59 is fixed to one end with a bolt 60, and an outer sleeve 62 is mounted on the inner sleeve 59.
However, it is rotatable by a roller bearing 63. The outer sleeve 62 is formed integrally with the boolean IJ41 for driving the intake camshaft 38. Inner sleeve 59
The outer sleeve 62 is provided with protrusions 59a and 62a that extend alternately in the axial direction and have a circumferential width of approximately 90 degrees.

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63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ツト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ンド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66a内に位置する。このよう
な構造よりステップモータ67の出力軸67aの回転運
転はナンド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。従って、インナスリーブ59に連結される吸
気カム軸38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(1.
C)。一方、第6図(ロ)はステップモータ67の回転
軸67a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゛(<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34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角度で開き始め、TDC後
の角度で閉じ終わる。
A roller 63 between each adjacent protrusion 59a and 62a
and 64 are arranged coaxially, and the projections 59a and 62 respectively
It is in contact with edges 59b and 62b opposite to a. In this embodiment, four pairs of rollers 63 and 64 are installed,
It is provided on the slider 65. The slider 65 is rotatable on a nut 66 having an internal thread through a roller bearing 65°. 67 is a step motor whose output shaft 67a has a thread formed on its outer surface and engages with the inner thread of the NAND 66. The motor 67 has a guide part 67b in its housing, which guide part 67b is located in an axial guide groove 66a formed in the nut 66. With this structure, the rotational operation of the output shaft 67a of the step motor 67 is converted into linear motion of the NAND 66. Projections 59a and 62a of the inner sleeve 59 and outer sleeve 62
The opposing edges 59b and 62b are one (5) as shown in FIG.
9b) is parallel to the axial direction, while the other (62b) is inclined. As a result, when the rollers 63 and 64 move in the axial direction as indicated by the arrows due to the rotation of the step motor 67, the inner sleeve 59 and the outer sleeve 62 rotate relative to each other. Therefore, the intake camshaft 38 connected to the inner sleeve 59 is rotated relative to the pulley 41 connected to the outer sleeve 62, in other words, relative to the crankshaft 52, and the valve timing of the intake valve 20 is changed. . FIG. 6(A) shows a valve timing diagram when the rotating shaft 67a of the step motor 67 is at the reference position.
The intake valve 20 begins to open at an angle α before top dead center TDC (
1, 0), it closes at an angle of β after bottom dead center BDC (1.
C). On the other hand, FIG. 6(b) is a valve timing diagram when the rotating shaft 67a of the step motor 67 is rotated from the reference position, and the intake valve 20 starts to open at α゛ (<α) before TDC, and after BDC. It ends at β゛(〉β). In this embodiment, the exhaust valve 34 has the same valve timing in (a) and (b), and starts opening at the BDC angle and finishes closing at an angle after TDC.

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。
Note that the variable valve timing device is not limited to the structure shown in the drawings, and may be any device that can provide continuously changing valve timing.

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及び点火時期更に過給
機の制御を行う制御回路である。
In FIG. 2, 70 is a control circuit that controls the valve timing, ignition timing, and supercharger of the present invention based on signals from each operating condition sensor.

それらのセンサとしてまずエアーフローメータ72は例
えばポテンショメータ型であり、スロットル弁12の上
流に設けられ、吸入空気量Qに応じた信号を生ずる。サ
ージタンク1′6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。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7
8が設けられ、機関の回転数Neに応じた信号を生じて
いる。
Among these sensors, the air flow meter 72 is, for example, a potentiometer type, is provided upstream of the throttle valve 12, and generates a signal corresponding to the intake air amount Q. For example, a semiconductor pressure sensor 74 is installed in the surge tank 1'6.
is installed to obtain a signal according to the boost pressure P. Further, the distributor 46 has a rotation speed sensor 7 as a Hall element facing the permanent magnet piece 46b on the distribution shaft 46a.
8 is provided to generate a signal corresponding to the engine rotational speed Ne.

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、入力ポート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。入力ボート86に
は前記の各センサ、即ち、エアーフローメータ72、圧
力センサ74、回転数センサ78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14のプーリ14aのク
ラッチ部の(lO) 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。
The control circuit 70 is configured as a microcomputer in this embodiment, and includes a microprocessing unit (MPU).
) 82, a memory 84, an input port 86, an output port 88, and a bus 90 that connects these units and transfers instructions and data. The input boat 86 is connected to each of the above-mentioned sensors, that is, the air flow meter 72, the pressure sensor 74, and the rotation speed sensor 78. The input boat 86 includes a sensor that generates an analog signal among the sensors, that is, an air flow meter 72, a converter that converts the analog signal from the pressure sensor 74 into a digital signal, and a sensor 78 that generates a pulse signal for each crank angle. It is equipped with a circuit that calculates the rotation speed Ne of the engine. on the other hand,
The output port 88 is connected to the (lO) actuation solenoid (not shown) of the clutch portion of the pulley 14a of the Roots pump 14, the bypass control valve 56, and the step motor 67 of the variable valve timing mechanism 58.

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の圧縮比は小さく設定される。
Nonvolatile portions of memory 84, such as read-only memory
A program for executing valve timing control according to the present invention is stored in the (ROM). Other programs that are not directly related to the present invention but are used to perform various engine controls (for example, fuel injection control, etc.) are stored. The program of the present invention will be described below, but first an outline of the control will be explained. In an internal combustion engine with a supercharger, the compression ratio of the piston 24 is set smaller than in an internal combustion engine without a supercharger, as described at the beginning.

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59−49742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しる時点1.Cから開始し
、al 、!!2が有効な圧縮を行うピストンのストロ
ークとなる。pl>β2であることから吸気弁が速く閉
じ終わる(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、過給時にはく口)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。ところが過給機はその応答が速くクラッ
チの係合から直ぐに過給を始めるが、バルブタイミング
制御はステップモータが第6図の(イ)から(ロ)の切
替えが完了するのに時間を要することから、その間過給
機が働いているにも係わらずバルブタイミングが進むこ
とによって過渡的なノンキングがでる仁とがある。これ
を防止するためステップモータのパルス速度は最大とな
っており、ステップモータの耐久性に影響していた。こ
の発明ではバルブタイミングの切替えを迅速にしなけれ
ばならないのはエンジン回転数が高いときのみであるこ
とに着目し、低回転時にはバルブタイミング切替を緩り
と行うものである。
However, if left as is, there is a problem in that the combustion efficiency deteriorates during operations other than high loads when the supercharger 14 does not work. Therefore, as in Utility Model Application Publication No. 59-49742, the valve timing is basically set on the advance side, thereby obtaining the same effect as increasing the compression ratio when not supercharging. Sometimes the valve timing is delayed and the compression ratio is lowered to achieve the same effect. That is, in FIG. 6, the effective compression of the piston occurs at point 1 when the intake valve closes. Starting from C, al,! ! 2 is the stroke of the piston that performs effective compression. Since pl>β2, the intake valve closes quickly, setting (a) provides the same effect as increasing the compression ratio. In other words, setting the valve timing to (a) when not supercharging improves the combustion efficiency at times other than high loads, and setting the valve timing to (b) when supercharging prevents knocking and is effective. Can be supercharged. However, although the turbocharger has a fast response and starts supercharging immediately after the clutch is engaged, the valve timing control requires time for the step motor to complete the switching from (a) to (b) in Figure 6. During this period, even though the turbocharger is working, the valve timing advances, causing transient non-king. To prevent this, the pulse speed of the step motor is set to the maximum, which affects the durability of the step motor. In this invention, attention is paid to the fact that the valve timing must be changed quickly only when the engine speed is high, and the valve timing is changed slowly when the engine speed is low.

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に応じてセット又
はリセットされるフラグ旧GHが1か否か判定する。高
負荷時であれば、フラグHIGH= 1であり、Yes
に分岐され104に進む、104のステップではMPt
l 82は出力ボート88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28の回転はプーリ52、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からの吸入中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。
The process will be explained below using flowcharts shown in FIGS. 7 and 8. FIG. 7 shows a control routine for the supercharger. This routine is configured as a time interrupt routine that is executed every predetermined time, for example every 25 msec. 100 indicates its start. In step 102, it is determined whether the old flag GH, which is set or reset in response to high load operation of the engine, is 1 or not. If the load is high, the flag is HIGH = 1, and Yes
The process branches to step 104, and in step 104, MPt
182, a signal is applied from the output boat 88 to the clutch portion of the drive pulley 48 of the Roots pump 14, and the clutch portion is engaged. At 106, a signal is sent to the bypass control valve 56, which closes the bypass control valve 56. Therefore, the rotation of the clutch 28 of the engine is transmitted to the Roots pump 14 via the pulley 52, belt 50, and pulley 48, and since the bypass control valve 56 is closed, the intake air from the Roots pump 14 is The entire amount is sent in a compressed state to the combustion chamber 30 via the surge tank 16 to perform supercharging.

102のステップで高負荷運転でないとときはフラグ旧
GII=0であり、Noと判定され、110に進み、M
PU 82は出力ボート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
とになる。
If it is not a high load operation in step 102, the flag old GII=0, it is determined as No, and the process proceeds to 110, where M
A command to release the clutch is output from the output boat 88 to the PU 82 . Therefore, the crankshaft 28 is separated from the Roots pump 14, and supercharging is not performed. 112
Then, a command to open the bypass control valve 56 is output, and as a result, the bypass passage 54 that bypasses the Roots pump 14 is opened, and a portion of the intake air passes through the bypass passage 54.

第8図はバルブ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力月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。201では機関が
高負荷運転か否か判定される。この判定は吸入空気量Q
(エアフローノー。タフ2によって検知される。)に対
する回転数Ne  (回転数センサ78によって検知さ
れる。)の比が所定値より大きいか否かによって判定す
ることができる。Noであれば202に進みフラグ旧G
llがOか否か判定される。このフラグは高負荷時1と
なり低負荷時0とされる。高負荷から低負荷への切替り
では旧GH=1であり、Noと判定される。
FIG. 8 shows a flowchart of the valve timing control routine. This routine is a time interrupt routine that is executed at predetermined time intervals, which is longer than required to execute the step rotation of the output shaft 67a of the step motor 67, but can provide a predetermined control accuracy. In step 201, it is determined whether the engine is operating under high load. This judgment is based on the intake air amount Q
The determination can be made based on whether the ratio of the rotational speed Ne (detected by the rotational speed sensor 78) to the air flow no. detected by the Tough 2 is larger than a predetermined value. If no, proceed to 202 and flag old G
It is determined whether ll is O or not. This flag becomes 1 when the load is high and becomes 0 when the load is low. In switching from high load to low load, old GH=1, and the determination is No.

次に、203に進み、フラグII I G HをOとし
、204ではステップモータの回転待ちルーチン回数M
をMayに設定する。206ではステップモータの目標
値を0(イニシャル)に設定する。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の出力軸の位置に相当する
。次に、207に進みフラグFをOとする。このフラグ
はバルブタイミングの切替中は0となり切替完了後は1
となるフラグである。
Next, the process proceeds to 203, where the flag II IGH is set to O, and in 204, the number of rotation waiting routines M of the step motor is set.
Set to May. At 206, the target value of the step motor is set to 0 (initial). Here 5 TEP =
0 corresponds to the position of the output shaft of the step motor when taking the most advanced valve timing shown in FIG. 6(a). Next, the process goes to 207 and the flag F is set to O. This flag is 0 during valve timing switching and 1 after switching is complete.
This is the flag.

低負荷条件が継続し、次にこのルーチンに入ったとき2
02では1lIGH=oであることがらYesに分岐さ
れ、20Bに進み、F=1か否か判定する。バルブタイ
ミング切替中にはNoと判定され、209に進みカウン
タmのインクリメントが行われる。こ(15)。
When the low load condition continues and this routine is entered next time 2
At 02, since 1lIGH=o, the branch is YES, and the process proceeds to 20B, where it is determined whether F=1 or not. During valve timing switching, the determination is No, and the process proceeds to 209, where the counter m is incremented. This (15).

のカウンタmはステップモータの回転ルーチンの間引き
回数を計測するためのものである。
The counter m is for measuring the number of times the rotation routine of the step motor is thinned out.

201でYesであれば高負荷であり、210でフラグ
II I G 11が1か否か判定される。低負荷から
高負荷への切替りではNoであり、211に進、!r、
1IIGllが1とされる。次に212に進み、待ち回
数Mの回転数に応した演算が行われる。メモリ84内に
は第9図のように回転数の増大と共に小さくなるような
Mのマツプがある。MPU 82は現存の回転数Neに
応じたMの値を同マツプより計算する。次に213のス
テップに進み、吸気弁20のバルブタイミングの目標値
即ちステップモータ67の出力軸67aの目標位置5T
EPが第6図の(ロ)の遅れ側のバルブタイミングを得
るのに必要な値に設定される。
If 201 is Yes, the load is high, and in 210 it is determined whether the flag II I G 11 is 1 or not. No in switching from low load to high load, proceed to 211,! r,
1IIGll is set to 1. Next, the process advances to 212, where calculations corresponding to the number of rotations of the waiting number M are performed. In the memory 84, as shown in FIG. 9, there is a map of M that becomes smaller as the number of revolutions increases. The MPU 82 calculates the value of M according to the existing rotational speed Ne from the same map. Next, the process proceeds to step 213, where the target value of the valve timing of the intake valve 20, that is, the target position 5T of the output shaft 67a of the step motor 67 is determined.
EP is set to a value necessary to obtain the delayed valve timing shown in (b) of FIG.

この遅れ量は圧力1回転数によって設定することができ
る。5TEI’の設定後前述の207のステップを実行
しFを0とする。
This amount of delay can be set by the pressure and the number of rotations. After setting 5TEI', execute step 207 described above and set F to 0.

高負荷条件が継続し次にこのルーチンに入ったとき21
0ではYesとなり、前述208に進みバルブタイミン
グ切替完了しない限りは(F=O)、209に惨→進み
カウンタmのインクリメントが実行される。
When the high load condition continues and this routine is entered next time 21
If the value is 0, the result is Yes, and unless the valve timing switching is completed at 208 (F=O), the process proceeds to 209 where the counter m is incremented.

214のステップでは、204又は212で設定された
待ち回数Mにカウンタmの値が達しているか否か判定さ
れる。カウンタmが設定値に達していないときはNoに
分岐し、このルーチンを抜ける。
In step 214, it is determined whether the value of counter m has reached the number of waiting times M set in 204 or 212. If the counter m has not reached the set value, the process branches to No and exits from this routine.

したがって、ステップモータの回転作動は回転数Neに
応じM目間引かれる。mが設定値Mに達しているときは
214でYesと判定され、215に進み 、カウンタ
mをリセットしたのち216に進む二216のステップ
ではステップモータ67の出力軸67aの位置の目標値
5TEP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NOと判定され、217に進み
目標値が現在値より大きいか否か判定される。目標値5
TEPが現在値REAL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、2
18に進み、出力ボート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。)
219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1〜する
Therefore, the rotational operation of the step motor is reduced by M times in accordance with the rotational speed Ne. When m has reached the set value M, it is determined as Yes in 214, and the process proceeds to 215, where the counter m is reset, and then proceeds to 216.In step 216, the target value 5TEP of the position of the output shaft 67a of the step motor 67 is set. It is determined whether or not the current position REAL is equal to the current position REAL. If they do not match, the determination is NO, and the process proceeds to 217, where it is determined whether the target value is larger than the current value. Target value 5
When TEP is larger than the current value REAL, it is recognized that it is necessary to correct the valve timing in the direction of delay, and
18, the step motor 67a is connected from the output boat 88.
Proceed to step 1 and rotate the motor one step forward. (Forward rotation here means the direction of rotation of the step motor that retards the valve timing in the direction from (a) to (b) in Figure 6.)
At step 219, since one step forward rotation has been executed, the current value REAL of the step motor is incremented by one.

目標値5TEPが現在値REALより小さいときは21
7でNoと判定され、220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。
21 when the target value 5TEP is smaller than the current value REAL
7 is determined as No, the process proceeds to 220 and the step motor is set to 1.
A step reversal instruction is output. What is reversal here?
It means the rotation in the direction of advancing the valve timing from (b) to (a) in FIG.

221では1ステツ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。
At step 221, since one step reversal has been executed, the current value REAL of the step motor is decremented by one.

ステップモータ目標値と現在値とが一致すると5TEP
 = REALであり、216でYes となり、22
2に進みフラグFが1とされる。従って、208ではY
esとなり、ステップモータの回転駆動は行われない。
5 TEP when step motor target value and current value match
= REAL, 216 is Yes, 22
2, the flag F is set to 1. Therefore, in 208, Y
es, and the step motor is not rotated.

以上のよう−なフィードバンク制御によってステップモ
ータの軸位置を過給機作動に応じて制御することができ
る。この際、遅れ側のバルブタイミングの切替は203
以下の処理によって回転数の増大に応じて減少する回数
M=f(Ne)の間引きが実行され、バルブタイミング
切替速度は回転数に応じて速くなる。また進み側へのバ
ルブタイミングの切替は最大の間引き回数(May)毎
に実行され、切替速度は一定の遅い値となる。
Through the feedbank control as described above, the shaft position of the step motor can be controlled in accordance with the operation of the supercharger. At this time, the valve timing on the delayed side is switched to 203.
The following processing executes thinning of the number of times M=f(Ne), which decreases as the rotation speed increases, and the valve timing switching speed increases according to the rotation speed. Further, switching of the valve timing to the advance side is executed every maximum number of thinnings (May), and the switching speed is a constant slow value.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によればエンジンの回転数に応しステップモー
タの駆動ルーチンが間引かれる。高回転になるほど間引
きの回数が減少する。従って、ステップモータの回転速
度即ちバルブタイミングの変速速度は回転数の増大とと
もに大きくされ、回転数の小さいときはステップモータ
の回転数は小さくなる。そのため、通常はステップモー
タの回転は遅く、同ステップモータの耐久性を向上する
ことができる。
According to this invention, the step motor drive routine is thinned out depending on the engine speed. The higher the rotation, the less the number of thinning operations. Therefore, the rotational speed of the step motor, that is, the variable speed of the valve timing, increases as the rotational speed increases, and when the rotational speed is low, the rotational speed of the step motor decreases. Therefore, the rotation of the step motor is usually slow, and the durability of the step motor can be improved.

尚、ステップモータの駆動の間引きは回転数に応じて行
っているが、その他の運転条件例えば過給圧又はその組
合せに応パじて行うことができる。
Although the drive of the step motor is thinned out according to the rotation speed, it can be thinned out depending on other operating conditions such as supercharging pressure or a combination thereof.

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

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■方向矢視図。 第6図はバルブタイミング線図。 第7図及び第8図はフローチャート図。 第9図は回転数に対するステップモータ駆動ルーチンの
間引き回数の設定を示す図。 14・・・過給機、 58・・・可変バルブタイミング機構、67・・・ステ
ップモータ、 70・・・制御回路、 72・・・エアーフローメータ、 78・・・回転数センサ。 第3図 I:18 :f8−−−カム軸 41−m−タイミングプーリ 59−m−インナスリーブ 62−m−アフタスリーブ 63.64−m−ローラ 67−m−ステップモータ 第4図 ■ 第5図 第6図 (イ)             (ロ)第7図
FIG. 1 is a configuration diagram of this invention. FIG. 2 is a diagram showing an embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the variable valve timing mechanism in the camshaft direction. 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. FIGS. 7 and 8 are flowcharts. FIG. 9 is a diagram showing the setting of the number of thinnings in the step motor drive routine with respect to the rotation speed. 14...Supercharger, 58...Variable valve timing mechanism, 67...Step motor, 70...Control circuit, 72...Air flow meter, 78...Rotational speed sensor. Fig. 3 I:18: f8---Camshaft 41-m-Timing pulley 59-m-Inner sleeve 62-m-Aftersleeve 63.64-m-Roller 67-m-Step motor Fig. 4■ 5 Figure 6 (a) (b) Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  過給機を備えた内燃機関において、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可
変バルブタイミング機構のバルブタイミングの切替速度
を制御する手段とより成る過給機付内燃機関。
In an internal combustion engine equipped with a supercharger, there is provided a variable valve timing mechanism for controlling valve timing, a means for detecting supercharger operating conditions, and a switching speed of the valve timing of the variable valve timing mechanism based on a signal from the detecting means. A supercharged internal combustion engine comprising means for controlling.
JP2841585A 1985-02-18 1985-02-18 Internal-combustion engine associated with supercharger Pending JPS61190120A (en)

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