JPH0353460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクランク軸とカム軸との回転位相を変
更することによりバルブタイミングの切替えを行
う内燃機関の点火時期制御装置に関する。

クランク軸とカム軸との位相を変えることによ
りバルブタイミングを切替えるものが知られてい
る。この場合、クランク軸とカム軸との間にはカ
ム軸をクランク軸に対し相対的に回転する駆動手
段が設けられ、カム軸上のカムがプツシユロツド
に当接するときのクランク軸位置、即ちバルブタ
イミングが制御される。この種のバルブタイミン
グ制御装置を備えた内燃機関ではバルブタイミン
グの制御によつて点火時期が狂う問題がある。即
ち、通例のエンジンではカム軸はデイストリビユ
ータ軸にも連結されており、デイストリビユータ
軸上にはピストンの上死点位置を判別してこれを
コンピユータに入力するクランク角センサが設け
られる。然るにバルブタイミング制御装置の切替
作動によりカム軸がクランク軸に対し相対的に廻
される結果となり、その廻された分だけずれたク
ランク角位置信号がコンピユータに入力され、点
火時期が正規の計算時より狂う問題が生ずるので
ある。このような点火時期のずれはコンピユータ
による電子制御を行う内燃機関に限らず、ガバナ
及びバキーム特性によつて点火時期制御を行う従
来からの内燃機関によつても同様に生ずる。即
ち、この内燃機関ではデイストリビユータ軸上の
カムによつて接点を開閉することで点火時期制御
を行うのであるが、カム軸がバルブタイミングの
切替え時にクランク軸に対して相対的に回される
ことにより、カムが接点を駆動するときのクラン
ク角度位置が正規の値よりずれてしまうのであ
る。

かかる従来技術の欠点に鑑み本発明の目的とす
るところはバルブタイミングの切替えがあつても
点火時期を計算通りの値に維持できる構成を提供
することにある。この目的を達成するため本発明
にあつては、バルブタイミングの切替えられたと
きのカム軸の回転の分だけ点火時期の修正を行う
手段を設けている。

以下図面によつて説明すると、第１図におい
て、１０はシリンダ、１２はピストン、１４はシ
リンダヘツド、１６は吸気弁、１８は排気弁、２
０は吸気ポート、２１は点火栓、２２は排気ポー
ト、２４はクランク軸、２５は連結棒であり、こ
れらは内燃機関の周知の構成要素であり、また本
発明とは直接に関係しないことから詳細な連結関
係の説明は省略する。

クランク軸２４の一端にタイミングプーリ２８
が固定され、このプーリ２８はタイミングベルト
３０を介してカム軸３２の一端に設けたタイミン
グプーリ３４に連結される。３６はデイストリビ
ユータであつて、本体３８とデイストリビユータ
軸４０とを有し、このデイストリビユータ軸４０
は図示しない歯車によつてカム軸３２上の歯車と
噛合している。本体３８上には、クランク角セン
サ３９がデイストリビユータ軸４０上の永久磁石
製検知片４１と対面可能に設けられる。そのため
クランク角センサ３９はデイストリビユータ軸４
０の回転に応じたパルス信号を発生する。

カム軸３２上のタイミングプーリ３４とカム軸
３２との間にはクランク軸２４に対するカム軸３
２の回転位相を制御するタイプの、例えば第２図
の如きバルブタイミング制御装置４１が設けられ
る。この装置４１について説明すると、カム軸３
２の軸端にはボルト４２によつてインナスリーブ
４３が固定される。インナスリーブ４３とカム軸
３２との間に回り止めピン４４が挿通され、これ
らの部材間での相対回転を防止している。

タイミングプーリ３４にはアウタスリーブ４５
が一体に形成される。このアウタスリーブ４５即
ちタイミングプーリ３４は軸受４７によつてイン
ナスリーブ４３と連絡され、両者の自由な回転を
保障している。

これらの相対回転可能なインナスリーブ４３と
アウタスリーブ４５の周上には相互に近接するス
リツトの対４６，４８が設けられる（第３図参
照）。第３図に示すように、近接するスリツト４
６，４８はその一方（即ちスリツト４６）はカム
軸の軸線方向に延びているも、他方（即ちスリツ
ト４８）はカム軸の軸線方向に対して傾斜してお
り、両者のスリツト４６，４８は互に傾斜する関
係にある。これらのスリツト４６，４８内に独立
して回転できる。ローラベアリング５０，５２が
それぞれ位置している。

インナスリーブ４３内にカム軸方向に水平移動
可能にベアリング支持体５６が設けられる。ベア
リング支持体５６からはベアリング支持軸５８が
半径方向に一体に延びている。そのベアリング支
持軸５８に前述のローラベアリング５０，５２が
取付けられている。これらのスリーブ４３及び４
５、ローラベアリング５０及び５２、更にはベア
リング支持体５６等の部品はケース６０内に収納
される。このケース６０の一端はボルト６２によ
つてタイミングプーリ３４に連結される。ケース
６０の他端はモータ６４によつて支持される。

モータ６４の出力軸７４はナツト７６にねじ嵌
合され、軸受７８を介して支持体５６に連結され
る。モータ６４のハウジングから延びる案内棒８
０はナツト７６の案内溝７６Ａに嵌合しており、
そのためモータの出力軸７４の回転はナツト７６
のカム軸方向直線運動に変換される。

タイミングプーリ３４をタイミングベルト３０
を介してクランク軸２４によつて回転させると、
アウタスリーブ４５が該プーリ３４と一体に回転
し、スリツト４８を介してローラベアリング５２
にカム軸２０を中心とする回転力が加わる。この
ためベアリング支持体５６が回転し、その回転力
が軸部５８及びローラベアリング５０を介してイ
ンナスリーブ４０のスリツト４６を回し、その結
果インナスリーブ４３およびカム軸３２が回転す
る。そのためカム軸３２上のカム３２がプツシユ
ロツドと当接するところで定まる所定のバルブタ
イミングが得られる。

バルブタイミングの制御のためにモータ６４を
駆動すると、出力軸７４の回転運動はねじ部の働
きで駆動ナツト７６の直線運動に変換され、その
結果ベアリング支持体５６はモータ６４の回転方
向に応じてその左右に動く。ベアリング支持体５
６のこの左右の動きは軸部５８を介してベアリン
グ５０，５２に伝達され、ベアリング５０，５２
はスリツト４６，４８内をころがりながら第３図
の矢印Ａの方向に移動する。するとスリツト４
６，４８は交叉しているため、アウタスリーブ４
５とインナスリーブ４３との間に相対回転が生じ
そのためクランク軸２４とカム軸３２との相対角
度位置が変化する。

第４図は電子制御内燃機関の作動制御を行う制
御回路のうちの本願明に関連する部分のみ示す制
御回路のブロツクダイヤグラムである。前記のク
ランク角センサ３９からの信号は、他の運転状態
検知センサ、例えば負荷センサ８０、温度センサ
８１からの信号と供に入出力ポート８２に印加さ
れる。入出力ポート８３はモータ駆動回路８４を
介して前記モータ６４に結線されると共に、イグ
ナイタ８５を介して点火栓２１に結線される。こ
れらの入出力ポート８２，８３は、マイクロコン
ピユータの構成要素であるMPU８７、ROM８
８、RAM８９、クロツク発生器９０にバス９１
を介して結線される。MPU８７は後述ソフトウ
エアに従つてモータ６４及び点火栓２１を駆動し
本発明の制御を行う。

第５図は第４図のモータ駆動回路８４のブロツ
クダイヤグラムを示すものである。モータ駆動回
路８４はシリーズ接続した２対のPNP、NPNト
ランジスタ８４１，８４２及び８４３，８４４を
備え、トランジスタ８４１，８４２のベースは直
接入力端子８４５に接続され、トランジスタ８４
３，８４４のベースはインバータ８４６を介して
入力端子８４５に結線される。トランジスタ８４
１と８４２との接合点とトランジスタ８４３と８
４４との接合点の間にモータ６４が結線される。
入力端子８４５がHighのレベルであればトラン
ジスタ８４１，８４４がOFF、トランジスタ８
４２，８４３がONとなり、モータ６４は正転す
る。入力端子８４５がLowのレベルであればト
ランジスタ８４２，８４３がOFF、トランジス
タ８４１，８４４がONとなりモータ６４は逆転
する。制御回路８４は運転条件に応じてモータ６
４を正転又は逆転させバルブタイミングを切替え
る。

本発明における点火時期制御においては、バル
ブタイミングが一方から他方に切替えられたと
き、即ち、バルブタイミング制御装置４１の働き
により、カム軸３２がクランク軸２４に対して所
定角度回されたとき、点火時期計算ルーチンで計
算される進角値をその分だけ補正し、これによつ
てカム軸３２に連結したデイストリビユータ軸４
０が回つていても点火時期が計算からずれないよ
うに維持している。かかる本発明の制御はソフト
ウエアによつて行われる。以下、このソフトウエ
アの構成についてフローチヤートによつて説明す
る。尚、このソフトウエアは制御回路ROM８８
にプログラムの形で書き込んであることはいうま
でもない。

先ず第６図はバルブタイミングの制御を行うル
ーチンのフローチヤートを示す。１００はこのル
ーチンの開始を示し、例えば30ｍsec毎の時間割
込みルーチンとすることができる。１０２では、
クランク角センサ３９、負荷センサ８０及び温度
センサ８１からの信号を取り込み、エンジンがど
のバルブタイミングを要求しているかを判定す
る。ここに“１”のバルブタイミングは便宜上モ
ータ６４を正転させたとき得られるバルブタイミ
ングとし、“０”のバルブタイミングとはモータ
６４を逆転させたとき得られるバルブタイミング
とする。

もしバルブタイミングを“１”とすべきと認識
すれば（Yes）、１０４に進み、バルブタイミン
グ表示フラグｆの検定を行う。このフラグｆはバ
ルブタイミングが“１”のとき１となり、“０”
のとき０となるものとする。NOであれば、１０
６でフラグを１と立て、次いで１０８でモータ６
４の正転命令を出す。このとき、入出力ポート８
３よりモータ駆動回路８４の入力端子８４５に
Highの信号が入り、モータ６４は正転しバルブ
タイミングは“１”となる。次の１１０で点火時
期の補正値Ｃを０とする。１１２はメインルーチ
ンへの復帰を示す。

１０４でYesであれば即にバルブタイミングは
“１”に切替り済であるから何もせずに１１２で
メインルーチンへ戻る。

１０２でバルブタイミングを“０”とすべきと
認識すればNOに分岐し、１１４でフラグｆの検
定を行う。NOであれば、１１６でフラグｆを下
し、次いで１１８でモータ６４の逆転命令を出
す。このとき入出力ポート８３よりモータ駆動回
路８４の入力端子８４５にLowの信号が入り、
モータ６４は逆転しバルブタイミングは“０”と
なる。次の１２０で点火時期の補正値Ｃをθo度
とする。

１１４でYesであれば既にバルブタイミングは
“０”に切替りずみであるから何もせずに１１２
でメインルーチンへ戻る。

第７図は点火時期演算のためのメインルーチン
の部分を示すものである。１２２では、エンジン
の運転条件より基本点火時期θの計算がされる。
１２４では、このように計算された基本点火時期
θに第６図の１１０又は１２０で計算された補正
値Ｃを加えたものを点火時期とする。これは次
の意味を持つ。即ち、前述したようなバルブタイ
ミングの切替によつてカム軸３２はクランク軸２
４に対して所定角度だけ捻られることから、カム
軸３２に連結したデイストリビユータ軸４０の位
置を見ているクランク角センサ３９は、バルブタ
イミングが“１”のときも“０”のときとで同じ
クランク軸２４の位置でも検出結果にカム軸の捻
りの分だけずれがでてしまう。１２０の補正θo
はこのずれを補正し、“１”とのどちらのバルブ
タイミングであつても正しいクランク軸位置を見
ることができるようにするものである。

このようにして計算された点火時期は詳述し
ない点火ルーチンの実行によつてそのクランク角
度でイグナイタ８５を駆動するのに使用される。

以上述べたように本発明ではバルブタイミング
切替時のカム軸の捻りの分だけ点火時期の計算値
の補正を行うことにより、バルブタイミング制御
装置の作動時における点火時期の計算値を維持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の内燃機関を略示する横断面
図、第２図はバルブタイミング制御装置の縦断面
図、第３図は第２図の方向矢視図、第４図は制
御回路のブロツクダイヤグラム図、第５図はモー
タ駆動回路を示す図、第６図はバルブタイミング
切替ルーチンのフローチヤート図、第７図は点火
時期計算ルーチンの概略フローチヤート図、 ２１……点火栓、２４……クランク軸、３２…
…カム軸、３６……デイストリビユータ、４１…
…バルブタイミング制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クランク軸とカム軸との位相を変えることに
   よりバルブタイミングの制御を行う手段を有し、
   かつカム軸にデイストリビユータが連結されてい
   る内燃機関の点火時期制御装置において、エンジ
   ン運転条件に応じて点火時期の制御を行う手段、
   及びバルブタイミング制御手段により制御される
   クランク軸とカム軸との位相変化に応じて点火時
   期計算値の修正を行う手段を有した内燃機関の点
   火時期制御装置。