JPS61197720A - Supercharge control unit for internal-combustion engine with supercharger - Google Patents

Supercharge control unit for internal-combustion engine with supercharger

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JPS61197720A
JPS61197720A JP60034408A JP3440885A JPS61197720A JP S61197720 A JPS61197720 A JP S61197720A JP 60034408 A JP60034408 A JP 60034408A JP 3440885 A JP3440885 A JP 3440885A JP S61197720 A JPS61197720 A JP S61197720A
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valve timing
switching
supercharger
valve
timing
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Toyoichi Umehana
豊一 梅花
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Abstract

PURPOSE:To prevent transient knocking by delaying the switching of valve timing to transmit said timing to a supercharge control means. CONSTITUTION:An internal-combustion engine is provided in an intake pipe 2 with a supercharger 1. This supercharge control means consists of a means 3 (for example, clutch and bypass controlling valve) for controlling the supercharging condition of the supercharger 1 according to the running conditions of the engine, a means 4 for controllably switching valve timing according to the running condition of the engine, a detecting means 5 for detecting the switching point of valve timing and a delaying means 6 for delaying the switching of valve timing detected by said detecting means 5 to transmit the switching to the supercharge control means 3. The switching of valve timing is detected by the valve timing switching detecting means 5. This detecting signal is delayed by the delaying means 6. When time taken for completion of switching the valve timing elapses, the switching signal is transmitted to said means 3 to start the operation of the supercharger 1.

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とバ
ルブタイミングと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 the operation of a supercharger and valve timing in a supercharged internal combustion engine.

〔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、これによってノッ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
A supercharger is adopted to improve the output of an internal combustion engine in its full-load operating range. However, the pressure and temperature of the combustion chamber become high, making knocking more likely to occur. Therefore, the compression ratio is set lower than that of a normal internal combustion engine without a supercharger, thereby preventing knocking. 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 during full load, and a high compression ratio during partial load. However, it is difficult to make the compression ratio variable due to the structure of an actual engine.

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9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。去こで、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 timing at which the piston effectively begins to apply pressure 9 is delayed, the effective stroke of the piston becomes smaller, and this has the same effect as lowering the compression ratio. In this case, 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]

従来では内燃機関の運転条件が過給機の作動を要求する
と、バルブタイミングの変更信号と、過給機の作動信号
とが出されている。ところが、過給機は比較的すぐに作
動が立ち上がるが、バルブタイミングはその駆動にステ
ップモータを採用したのものではバルブタイミングが遅
れ側に切り替わるまでにかなりの時間を要する。そのた
め、過給機は作動しているのにバルブタイミングはまだ
進み側であるということが過渡状態において生ずる。そ
の結果一時的なノッキングが発生する問題がある。
Conventionally, when operating conditions of an internal combustion engine require activation of a supercharger, a valve timing change signal and a supercharger activation signal are issued. However, although a supercharger starts operating relatively quickly, it takes a considerable amount of time for the valve timing to switch to the delayed side if a step motor is used to drive the valve timing. Therefore, even though the supercharger is operating, the valve timing is still on the advanced side in a transient state. As a result, there is a problem that temporary knocking occurs.

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

この発明によれば、内燃機関は過給機1を吸気管2内に
備えている。この発明は機関の運転条件に応じて過給機
の過給状態を制御する手段3(例えばクラッチ、バイパ
ス制御弁)と、機関の運転状態に応じてバルブタイミン
グを切替制御する手段4と、バルブタイミングの切替時
点を検知する検知手段5と、該検知手段5によって検知
されるバルブタイミングの切替を遅延して前記過給制御
手段3に伝達する遅延手段6とより成る。
According to this invention, an internal combustion engine includes a supercharger 1 in an intake pipe 2. This invention comprises a means 3 for controlling the supercharging state of a supercharger according to the operating conditions of the engine (for example, a clutch, a bypass control valve), a means 4 for switching and controlling valve timing according to the operating state of the engine, and a valve. It consists of a detection means 5 for detecting the timing switching point, and a delay means 6 for delaying the valve timing switching detected by the detection means 5 and transmitting the delayed valve timing switching to the supercharging control means 3.

〔作 用〕[For production]

バルブタイミングの切り替えがバルブタイミング切替検
知手段5によって検知される。この検知信号は遅延手段
6によって遅延される。バルブタイミングの切替が完了
に要する時間が経過すると切替信号が過給状態制御手段
3に伝達され、過給機1は作動を開始する。
Valve timing switching is detected by valve timing switching detection means 5. This detection signal is delayed by delay means 6. When the time required for switching the valve timing to complete has elapsed, a switching signal is transmitted to the supercharging state control means 3, and the supercharger 1 starts operating.

〔実施例〕〔Example〕

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、
20は吸気弁、22はシリンダブロック、23はシリン
ダヘッドN、24はピストン、26はコネクティングロ
ッド、28はクランク軸、30は燃焼室、32は点火栓
、34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D
OHC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の軸端にプ
ーリ41及び42が取付けられ、タイミンクベルト43
によってクランク軸28上のタイミングプーリに巻掛け
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44に抗し開弁することは周知の通りである
In FIG. 2 showing an embodiment of the present invention, 10 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 port,
20 is an intake valve, 22 is a cylinder block, 23 is a cylinder head N, 24 is a piston, 26 is a connecting rod, 28 is a crankshaft, 30 is a combustion chamber, 32 is a spark plug, 34 is an exhaust valve, and 36 is an exhaust port. be. , these are all well-known components for internal combustion engines, and detailed explanations of their connection relationships will be omitted. This internal combustion engine is called D
It is an OHC type 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. Pulleys 41 and 42 are attached to the shaft ends of these camshafts 38 and 40, and a timing belt 43
is wound around the timing pulley on the crankshaft 28. As is well known, during the rotation of these camshafts 38 and 40, the intake valve 20 and the exhaust valve 34 open against the valve spring 44 at respective timings.

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32に駆動信号を供給する。
A distributor 46 supplies a drive signal to the spark plug 32 at a predetermined timing.

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48aは実施例ではクラッチ(図
示せず)を内蔵しており、過給条件に応じて保合又は開
放されるようになっている。プーリ48はベルト50を
介してクランク軸28上のブーIJ52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。
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 pulley 48 is fixed on the rotating shaft 14a of one of the rotors. In the embodiment, the pulley 48a has a built-in clutch (not shown), which is engaged or released depending on the supercharging conditions. The pulley 48 is connected to a boot IJ52 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.

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. Bypass passage 54
A bypass control valve 56 is arranged above. This control valve 56
is 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及び排気弁34の
駆動用の排気カム軸40にはカム軸38及び40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
8a及び58bが連結される。この可変バルブタイミン
グ機構はその構造は実質的に同一であるが、吸気弁20
の可変バルブタイミング機構58aについて第3図から
第5図によって説明する。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。
The intake camshaft 38 for driving the intake valve 20 and the exhaust camshaft 40 for driving the exhaust valve 34 are of a type that controls valve timing by twisting the camshafts 38 and 40 relative to the crankshaft 28. Variable valve timing mechanism 5
8a and 58b are connected. This variable valve timing mechanism has substantially the same structure, but the intake valve 20
The variable valve timing mechanism 58a will be explained with reference to FIGS. 3 to 5. An inner sleeve 59 is fixed to one end of the intake camshaft 38 by a bolt 60, and an outer sleeve 62 is rotatably mounted on the inner sleeve 59 by a roller bearing 63.

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。
The outer sleeve 62 is formed integrally with the pulley 41 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は対抗する縁部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タ67の出力軸67aの回転運動は
ナツト66の直線運動に変換される。インナスリーブ5
9とアウタスリーブ62の突起部59a及び62aの対
抗縁59bと62bとは、第5図のように一方(59b
)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に連結されるブーI741 
、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)及び(ロ)は第1の実施例でのバルブタイミングの
変化を線図によって示している。(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後
α′(<α)で吸気弁20は開き始め、BDC後β′(
〉β)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
a is in contact with opposing edges 59b and 62b. 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 Nand 66 having an internal thread via a roller bearing 65'. 67 is a step motor, the output shaft 67a of which is threaded on the outer surface, and the nut 66
is engaged with the internal thread of the The motor 67 has a guide portion 67b in its housing, and this guide portion 67b is connected to the nut 66.
located within the axial guide groove formed in the With this structure, the rotational movement of the output shaft 67a of the step motor 67 is converted into the linear movement of the nut 66. Inner sleeve 5
As shown in FIG.
) is parallel to the axial direction, but 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 connected to the outer sleeve 62.
, in other words, rotated relative to the crankshaft 52,
The valve timing of the intake valve 20 is changed. Figure 6 (
A) and (B) are diagrams showing changes in valve timing in the first embodiment. (A) shows a valve timing diagram when the rotation shaft 67a of the step motor 67 is at the reference position, and the intake valve 20 is at the top dead center TDC.
It starts opening at an angle of α in front (1, 0,) and finishes closing 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) after TDC, and after BDC β' (
〉β).

前述のように排気ガス40の駆動用の可変バルブタイミ
ング機構58bの構造は第1のもの583と同じである
。第1の実施例では排気弁34のタイミングは固定であ
り(イ)と(ロ)を通じてBDCの手前のTの角度で開
き始め(E、O,)、TDC後δの角度で閉じ終わる(
E、C,)。従って、第1の実施例ではこの可変バルブ
タイミング機構58bは無くても良い。
As described above, the structure of the variable valve timing mechanism 58b for driving the exhaust gas 40 is the same as the first one 583. In the first embodiment, the timing of the exhaust valve 34 is fixed, and through (a) and (b), it begins to open at an angle of T before BDC (E, O,) and finishes closing at an angle of δ after TDC (
E, C,). Therefore, in the first embodiment, this variable valve timing mechanism 58b may be omitted.

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えるもの
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、吸入空気量Q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。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角セン
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。
In FIG. 2, 70 is a control circuit that performs valve timing control of the present invention based on signals from each operating condition sensor. First of all, air flow meter 7 is used as one of these sensors.
2 is a potentiometer type, for example, and the throttle valve 1
2, and generates a signal according to the intake air amount Q. For example, a semiconductor pressure sensor 74 is installed in the surge tank 16 to obtain a signal corresponding to the supercharging pressure P. Furthermore,
The distributor 46 is provided with a rotation angle sensor 78 as a Hall element that faces the permanent magnet piece 46b on the distribution shaft 46a, and generates a signal corresponding to the rotational speed Ne of the engine.

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、出力ボー
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。入力ポードア6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。入力ポ
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。−力出
力ボート88はルーツポンプ14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58a及び58b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 port door 6 is connected to each of the above-mentioned sensors, that is, an air flow meter 72, a pressure sensor 74, and a rotation speed sensor 78. The input port 86 is connected to a sensor that generates an analog signal among the sensors, that is, an air flow meter 72, a converter that converts an 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. - The force output boat 88 is connected to the 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 mechanisms 58a and 58b.

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。
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 not directly related to the present invention, but for performing various engine controls (for example, fuel injection control, ignition control, etc.), are stored.

以下この発明のプログラムを説明するに先立ってこの発
明の制御の概要を説明する。過給機の作動していないと
きはバルブタイミングは第6図の(イ)の通りであり、
吸気弁はTDC前のαの角度で開き始め、BDC後βの
角度で閉じ終わる。
Before explaining the program of the present invention, an outline of the control of the present invention will be explained below. When the turbocharger is not operating, the valve timing is as shown in (a) in Figure 6.
The intake valve begins to open at an angle of α before TDC and finishes closing at an angle of β after BDC.

吸気弁20のタイミングは過給機の作動していないこの
状態でノッキングに対して必要な余裕を持ちつつ成るべ
く速くなるように設定されている。
The timing of the intake valve 20 is set to be as fast as possible while maintaining the necessary margin against knocking in this state in which the supercharger is not operating.

一方過給機の作動時は吸気弁のタイミングは遅らされ、
(イ)の状態から(ロ)に変化される。
On the other hand, when the turbocharger is operating, the intake valve timing is delayed.
State (a) changes to state (b).

即ち、このエンジンでは圧縮比は非過給時に最適の燃焼
が得られるように設定されている。従って、過給時には
そのままではノンキングに対して余裕がない、そこで、
吸気弁20の閉じ時期を遅ら、せることによって圧縮比
を小さくしたのと同等の効果をえるものである。即ち、
(イ)の状態ではピストン24の圧縮開始はBDC後β
の角度で生じ、有効な圧縮ストローク11であり、(ロ
)の状態ではピストンの圧縮開始はBDC後β′の角度
から始まり、有効なストロークは12となる。したかっ
てβ′がβより大きい分だけピストンの圧縮比を小さく
したのと同等の効果が得られるのである。      
         ・ところが、過給機14の作動を見
るとクラッチの保合時期からの立ち上がりが速く比較的
瞬間的に過給状態に入るが、バルブタイ−ミングはステ
ップモータが所要のステップ数回転を完了するのに時間
を必要とする。そのため、過給機は回っているがバルブ
タイミングは未だ遅れていないということが過渡的には
生じ、その間ノンキングが発生することがある。この発
明、ではバルブタイミングの切り替わりが完了してから
過給機を作動させる遅延制御を以下のソフトウェアによ
って行っている。
That is, in this engine, the compression ratio is set so that optimal combustion can be obtained when not supercharging. Therefore, when supercharging, there is no room for non-king as it is, so,
By delaying the closing timing of the intake valve 20, the same effect as reducing the compression ratio can be obtained. That is,
In the state (a), the compression of the piston 24 starts β after BDC.
This occurs at an angle of .beta.', which is an effective compression stroke of 11. In the state (b), compression of the piston begins at an angle of .beta.' after BDC, and the effective stroke is 12. Therefore, the same effect as reducing the compression ratio of the piston by the amount that β' is larger than β can be obtained.
・However, when looking at the operation of the supercharger 14, it starts up quickly from the clutch engagement period and enters the supercharging state relatively instantaneously, but the valve timing is limited until the step motor completes the required number of rotations. requires time. Therefore, although the supercharger is rotating, the valve timing may not be delayed yet, and non-king may occur during this period. In this invention, the following software performs delay control to operate the supercharger after the switching of valve timing is completed.

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。101ではフラグ旧G)Iが1か否か判定され
る。このフラグHIGHは第8図のルーチンによってエ
ンジンの高負荷運転時に1、低負荷運、転時に0とされ
る。高負荷時にはYg・Sと判定され、102に進みフ
ラグFが1か否か判定される。このフラグFは第8図の
ルーチンによってパルプタイミングを第6図の(イ)と
(ロ)との間で切替でいる最中はOであり、どちらかの
パルプタイミングに固定されている間は1とされる。バ
ルブタイミングの切替の途中でなければYesと判定さ
れ、104に進む。IQ4のステップではMPU 82
は出力ボート88よりルーツポンプ14の駆動プーリ4
8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。
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. At step 101, it is determined whether the flag old G)I is 1 or not. This flag HIGH is set to 1 during high load operation of the engine and set to 0 during low load operation according to the routine shown in FIG. When the load is high, it is determined to be Yg.S, and the process proceeds to 102, where it is determined whether the flag F is 1 or not. This flag F is O while the pulp timing is being switched between (A) and (B) in Figure 6 by the routine in Figure 8, and while it is fixed at either pulp timing. 1. If the valve timing is not in the middle of switching, the determination is YES and the process proceeds to step 104. MPU 82 at IQ4 step
is the drive pulley 4 of the Roots pump 14 from the output boat 88.
A signal is applied to the clutch section 8, and the clutch section 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 entire amount of intake air from the Roots pump 14 is in a compressed state. The fuel is then sent to the combustion chamber 30 via the surge tank 16 and supercharged.

101のステップでNo、即ち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を通過することになる。高負荷運転であ
ってもバルブタイミングを切替ている最中はフラグFは
Oであり102でNoと判定され、クラッチは開放を維
持しバイパス開放され、過給作動は実行されない。
If it is determined in step 101 that the operation is not a high load operation, the process proceeds to step 110, and the MPU 82 outputs a command to release the clutch from the output port 88. Therefore, the crankshaft 28 is separated from the Roots pump 14, and supercharging is not performed. At 112, the bypass control valve 56
An opening command 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. Even during high-load operation, the flag F is O while the valve timing is being changed, and the determination in step 102 is No, the clutch remains open, the bypass is opened, and the supercharging operation is not performed.

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が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。201では機関が高負荷運転域にあるか否か
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 the time required for the output shaft 67a of the step motor 67 to rotate one step, but allows a predetermined control accuracy to be obtained. 200 indicates its start. In step 201, it is determined whether the engine is in a high load operating range.

そのような判定としてはエアフローメータ72によって
検知される吸入空気量Qのエンジン回転数Ne(回転数
センサ78によって検知される)に対する比が所定値よ
り大きいか否かで判定することができる。低負荷時と判
定すれば202に進みフラグ旧GHが0とされ、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6
7の出力軸67a目標値5TEPinがイニシャル値に
設定される。ここに5TEPin= Oは第6図(イ)
に示す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。
Such a determination can be made based on whether the ratio of the intake air amount Q detected by the air flow meter 72 to the engine rotation speed Ne (detected by the rotation speed sensor 78) is larger than a predetermined value. If it is determined that the load is low, the process proceeds to 202, where the flag old GH is set to 0, and the target value of the valve timing of the intake valve 20, that is, the step motor 6 is set.
The target value 5TEPin of the output shaft 67a of No. 7 is set to the initial value. Here, 5TEPin= O is shown in Figure 6 (a)
This corresponds to the position of the output shaft 67a of the step motor 67 when taking the advance side valve timing shown in FIG.

機関の高負荷運転時には201でYesと判定され、2
05に進みフラグ旧GHが1とされ、206ではステッ
プモータの出力軸の目標位置が5TEPin = DE
LAYとされる。この位置は第6図(ロ)の吸気弁パル
ブタ身ミングが得られる軸位置である。
When the engine is operating under high load, 201 is determined as Yes, and 2
Proceeding to 05, the flag old GH is set to 1, and in 206, the target position of the output shaft of the step motor is 5TEPin = DE
It is considered LAY. This position is the axial position where the intake valve valve timing shown in FIG. 6(b) is obtained.

このようにしてバルブタイミングを決めるステップモー
タの目標位置が演算された後、プログラムには208の
ステップに進み、ステップモータ67の出力軸67aの
位置の目標値STt!Pinとその現在位51 RE 
A L i nとが等しいか否か判定される。5TEP
inとREALinとが不一致の場合はNOと判定され
、209でフラグFがOとされる。このフラグFはステ
ップモータの目標位置と実際位置とにずれがでたとき即
ちバルブタイミングの切替中にOとされ、バルブタイミ
ングがどちらかに固定されているときは1である。21
0に進み目標値が現在値より大きいか否か判定される。
After the target position of the step motor that determines the valve timing is calculated in this way, the program proceeds to step 208, and the target value STt of the position of the output shaft 67a of the step motor 67! Pin and its current status 51 RE
It is determined whether or not A L i n is equal. 5TEP
If in and REALin do not match, the determination is NO, and the flag F is set to O in step 209. This flag F is set to O when there is a deviation between the target position and the actual position of the step motor, that is, during switching of the valve timing, and is set to 1 when the valve timing is fixed to either one. 21
0, and it is determined whether the target value is greater than the current value.

目標値5TEPinが現在値REALin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REALinを1だけ
インクリメントする。
When the target value 5TEPin is larger than the current value REALin, it is recognized that the valve timing needs to be corrected to be delayed, and the process proceeds to step 212, where the output port 88 causes the step motor 67a to rotate forward by one step. (Here, forward rotation means the rotation direction of the step motor that retards the valve timing in the direction from (a) to (b) in Figure 6.) In 213, one step of forward rotation was executed, so the current state of the step motor is Increment the value REALin by 1.

目標値5TEPinが現在値REALinより小さいと
きは210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)に進
める方向の回転を意味する。216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REALi
nを1だけデクリメントする。
When the target value 5TEPin is smaller than the current value REALin, the determination is NO at 210, and the process proceeds to 214, where a command to reverse the step motor by one step is output. Here, "reverse rotation" means rotation in a direction that advances the valve timing from (b) to (a) in FIG. 6. At 216, the current value of the step motor is REALi because one step reversal is executed.
Decrement n by 1.

以上のような制御によってステップモータの軸位置を低
負荷か高負荷かに応じて第6図の(イ)の位置と(ロ)
の位置との間で駆動することができる。
Through the above control, the shaft position of the step motor can be adjusted to the position (a) and (b) in Figure 6 depending on whether the load is low or high.
It can be driven between two positions.

このような制御によって目標値と実測値とが一致すると
、即ち5TEPin、=REALinとなると、208
でYesと判定され、220に進み、フラグFが1が否
か判定される。前回のこのルーチンの実行時バルブタイ
ミングの切替中であればFは0であるからNoに分岐さ
れ、222に進み同フラグFは1とされる。従ってバル
ブタイミングを遅らせる場合(このときフラグ旧GHは
1)フラグFが0であるから第7図の102に進みその
判定がNoとなり、110のステップの実行の結果高負
荷時であってもクラッチは解放され、バイパスは解放さ
れる。バルブタイミングの切替が完了した後に、即ちス
テツブモータが必要なステップの回転を完了後にF=1
となり、クラッチの係合及びバイパスの閉鎖が行われ過
給作動に入るのが許される−この実施例ではバルブタイ
ミングの切替の完了迄クラッチ及びバイパス制御弁の双
方の作動を待っているが、そのどちらか一方即ちクラッ
チまたはバイパス制御弁の作動をバルブタイミングの切
替完了迄遅延するという制御もこの発明の範囲に含まれ
る。
When the target value and the actual measurement value match through such control, that is, when 5TEPin=REALin, 208
The determination is Yes, and the process proceeds to 220, where it is determined whether the flag F is 1 or not. If the valve timing was being switched when this routine was executed last time, F is 0, so the process branches to No, and the process proceeds to 222, where the flag F is set to 1. Therefore, when the valve timing is delayed (at this time, the flag old GH is 1), the flag F is 0, so the process goes to step 102 in FIG. is released and the bypass is released. F=1 after the valve timing switching is completed, that is, after the step motor completes the required step rotation.
Then, the clutch is engaged and the bypass is closed, and supercharging operation is allowed to begin.In this example, the operation of both the clutch and the bypass control valve is waited until the valve timing switch is completed. Control in which the operation of either the clutch or the bypass control valve is delayed until the switching of the valve timing is completed is also included within the scope of the present invention.

以上の実施例ではバルブタイミングを遅延するときバル
ブタイミングを完全に切り替えるのに必要なステップ数
ステップモータ67bが回転を完了するのを待機してい
るが、以下説明する第2の実施例ではタイマを利用して
いる。即ち第7図のフローチャートの部分的な変形であ
る第゛9図において101のステップで高負□荷(Ye
s)と判定したとき102でプラグ旧GHが0か否かの
判定がされる。
In the above embodiment, when delaying the valve timing, the step motor 67b waits for the number of steps required to completely switch the valve timing to complete rotation, but in the second embodiment described below, a timer is used. We are using. That is, in FIG. 9, which is a partial modification of the flowchart in FIG. 7, a high load (Ye
s), it is determined in step 102 whether the plug old GH is 0 or not.

Yesの判定結果はエンジンの負荷′が低負荷から高負
荷への切り替わりを示し、300ではタイマがtに・セ
ットされる。このt′の値はパルブタ石ミングを(イ)
から(ロ)に切り替えるのに要する時間に等しく設定さ
れる。302ではフラグF1がすゞットされる。それ以
外の第9図の処理は第7図と同じである。但し、第8図
の220及び222のステップは不用である。時間tが
経過すると第10図のタイマ割り込みルーチンが起動さ
れ、400ではタイマがリセットされ、402ではフラ
グFがセントされる。
A determination result of Yes indicates that the engine load' has changed from a low load to a high load, and at 300, the timer is set to t. This value of t′ indicates parbutite mineralization (a)
It is set equal to the time required to switch from (b) to (b). At 302, the flag F1 is set. The other processing in FIG. 9 is the same as in FIG. 7. However, steps 220 and 222 in FIG. 8 are unnecessary. When time t has elapsed, the timer interrupt routine of FIG. 10 is activated, the timer is reset at 400, and flag F is set at 402.

以上のようにこの第9,10図の実施例ではバルブタイ
ミングを遅らせるとき一定時間tを設定し、その間は高
負荷に入っても過給機の作動を待機する制御が行われる
ことになる。
As described above, in the embodiments shown in FIGS. 9 and 10, a certain time t is set when delaying the valve timing, and during that time, control is performed to wait for the operation of the supercharger even if the load is high.

この発明は第2のパルプタイミング機構58bによって
排気弁のバルブタイミングを制御するものにも応用する
ことができる。即ちこの場合、イニシャルのバルブタイ
ミングは第6図の(イ)と同じであるが、遅れ側のバル
ブタイミングは第6図(四′)で示される。即ち排気弁
の作動も遅らされており、BDC手前γ′(<γ)の角
度で開き始め、TDC後δ′(〉δ)の角度で閉じ終わ
る・故に吸気弁はもちと遅らされ、TDC後α″の角度
で開き始めBDC後β′の角度で閉じ終わるように設定
される。このようなバルブタイミングの制御は高負荷時
に排気ボート34より燃焼室30に排気ガスを吸引させ
、所謂内部排気ガス再循環効果によって燃焼温度を降下
させノンキングを防止するために行われ、最初の□実施
例と目的としては共通している。この場合、排気弁34
用の可変バルブタイミング機構58bのステップモータ
及び吸気弁20用の可変バルブタイミング機構58aの
ステップモータの駆動は第7,8図と同様に実行される
。そして、排気弁のバルブタイミングを遅延させるとき
、その遅延作動が完了するまで過給機の作動を一時待機
するための制御が向じように実行される。
The present invention can also be applied to control the valve timing of the exhaust valve using the second pulp timing mechanism 58b. That is, in this case, the initial valve timing is the same as that shown in FIG. 6 (a), but the delayed valve timing is shown in FIG. 6 (4'). In other words, the operation of the exhaust valve is also delayed, and it begins to open at an angle of γ'(<γ) before BDC and finishes closing at an angle of δ'(>δ) after TDC.Therefore, the intake valve is delayed, The valve timing is set so that it opens at an angle of α'' after TDC and ends at an angle of β' after BDC.Such valve timing control causes exhaust gas to be sucked into the combustion chamber 30 from the exhaust boat 34 during high load, so-called This is done to lower the combustion temperature and prevent non-king by the internal exhaust gas recirculation effect, and the purpose is the same as the first □ embodiment.In this case, the exhaust valve 34
The step motor of the variable valve timing mechanism 58b for the intake valve 20 and the step motor of the variable valve timing mechanism 58a for the intake valve 20 are driven in the same manner as shown in FIGS. When the valve timing of the exhaust valve is delayed, control is performed to temporarily wait for operation of the supercharger until the delay operation is completed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、過給機付の内燃機関においてバルブ
タイミングを遅らせるように切り替えるときその切替の
完了まで過給機の作動即ちクラッチ又はバイパス制御弁
又はその双方の作動を待機することによって過渡的なノ
ッキングを防止することができる。
According to the present invention, when switching to delay valve timing in an internal combustion engine equipped with a supercharger, the operation of the supercharger, that is, the operation of the clutch or the bypass control valve, or both, is waited until the switching is completed, thereby reducing the transient timing. It is possible to prevent knocking.

【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V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図は第1の実施例のフローチャート図。 第9図及び第10図は第2の実施例のフローチャート図
。 14・・・過給機、   20・・・吸気弁、34・・
・排気弁、   54・・・バイパス通路、56・・・
バイパス制御弁、 58a、58b・・・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。
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 in the direction of arrow V in FIG. 4. Figure 6 is a valve timing diagram. 7 and 8 are flowcharts of the first embodiment. FIGS. 9 and 10 are flowcharts of the second embodiment. 14...Supercharger, 20...Intake valve, 34...
・Exhaust valve, 54... bypass passage, 56...
Bypass control valve, 58a, 58b...variable valve timing mechanism, 70
... Control circuit, 72 ... Air flow meter, 74 ... Pressure sensor, 78 ... Rotation speed sensor.

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、機関の運転条件に応
じて過給機の過給状態を制御する手段と、機関の運転状
態に応じてバルブタイミングを切替制御する手段と、バ
ルブタイミングの切替時点を検知する検知手段と、該検
知手段によって検知されるバルブタイミングの切替を遅
延して前記過給制御手段に伝達する遅延手段とより成る
過給機付内燃機関の過給制御装置。
In an internal combustion engine equipped with a supercharger, means for controlling the supercharging state of the supercharger according to the operating conditions of the engine, means for switching and controlling valve timing according to the operating state of the engine, and switching of the valve timing. A supercharging control device for a supercharged internal combustion engine, comprising a detection means for detecting a time point, and a delay means for delaying the switching of valve timing detected by the detection means and transmitting the same to the supercharging control means.
JP60034408A 1985-02-25 1985-02-25 Supercharge control unit for internal-combustion engine with supercharger Granted JPS61197720A (en)

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JP (1) JPS61197720A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996966A (en) * 1988-01-19 1991-03-05 Mazda Motor Corporation Supercharged engine
JP2010216464A (en) * 2009-02-20 2010-09-30 Mazda Motor Corp Control method and control device for engine with turbosupercharger

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