JPH0583723B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0583723B2 JPH0583723B2 JP57222090A JP22209082A JPH0583723B2 JP H0583723 B2 JPH0583723 B2 JP H0583723B2 JP 57222090 A JP57222090 A JP 57222090A JP 22209082 A JP22209082 A JP 22209082A JP H0583723 B2 JPH0583723 B2 JP H0583723B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve timing
- control circuit
- rotation speed
- camshaft
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
- F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、エンジン運転条件に応じた多段階の
バルブタイミング制御を行うことができる装置に
関する。
バルブタイミング制御を行うことができる装置に
関する。
可変バルブタイミング機構としては種々のタイ
プのものがあるが例えば本出願人の提案に係るカ
ム軸側のインナスリープとタイミングプーリ側の
アウタスリープとに近接する一対のスリツトを設
けたものがある。その一対のスリツトは相互に傾
斜する方向に延びてそのスリツト内にはローラベ
アリングが設置される。ローラベアリングはカム
軸方向に移動可能な筒状移動体により担持され
る。回転駆動モータは、その出力軸上のねじ部及
びこれに係合するナツトより成る回転運動−直線
運動変換手段を介し前記移動体に連結される。制
御回路によつて制御されるモータの回転方向に応
じて交差スリツト内をローラベアリングはカム軸
方向に移動しこれが一対のスリーブの相対回転を
惹起させる。その結果バルブタイミングが、モー
タの一方向への回転極限位置と他方向への回転極
限位置との間で２段階に変化する。
プのものがあるが例えば本出願人の提案に係るカ
ム軸側のインナスリープとタイミングプーリ側の
アウタスリープとに近接する一対のスリツトを設
けたものがある。その一対のスリツトは相互に傾
斜する方向に延びてそのスリツト内にはローラベ
アリングが設置される。ローラベアリングはカム
軸方向に移動可能な筒状移動体により担持され
る。回転駆動モータは、その出力軸上のねじ部及
びこれに係合するナツトより成る回転運動−直線
運動変換手段を介し前記移動体に連結される。制
御回路によつて制御されるモータの回転方向に応
じて交差スリツト内をローラベアリングはカム軸
方向に移動しこれが一対のスリーブの相対回転を
惹起させる。その結果バルブタイミングが、モー
タの一方向への回転極限位置と他方向への回転極
限位置との間で２段階に変化する。
可変バルブタイミング機構を備えている場合、
バルブタイミングは一定ではなくエンジンの運転
状態によつて変化するべきものである。即ち、可
変バルブタイミング機構は制御回路からの制御信
号を受ける電動モータ等の駆動手段を備えてお
り、制御回路からのバルブタイミング制御信号に
より駆動モータは所期のバルブタイミンングへの
制御を行う。ところが始動時にはクランキング時
のスタータの負荷等を原因とするバツテリ電圧の
低下があるため、モータは所期の駆動力を得るこ
とができず、制御回路によりバルブタイミングを
制御しようとしてもバルブタイミングを所期の値
に制御できず、制御性が悪化する恐れがあつた。
バルブタイミングは一定ではなくエンジンの運転
状態によつて変化するべきものである。即ち、可
変バルブタイミング機構は制御回路からの制御信
号を受ける電動モータ等の駆動手段を備えてお
り、制御回路からのバルブタイミング制御信号に
より駆動モータは所期のバルブタイミンングへの
制御を行う。ところが始動時にはクランキング時
のスタータの負荷等を原因とするバツテリ電圧の
低下があるため、モータは所期の駆動力を得るこ
とができず、制御回路によりバルブタイミングを
制御しようとしてもバルブタイミングを所期の値
に制御できず、制御性が悪化する恐れがあつた。
この発明は可変バルブタイミング機構を備えた
内燃機関において始動時のバルブタイミングの変
動の防止を課題とし、バツテリ電圧の下がる始動
時にバルブタイミング制御を禁止することをその
解決手段とするものである。
内燃機関において始動時のバルブタイミングの変
動の防止を課題とし、バツテリ電圧の下がる始動
時にバルブタイミング制御を禁止することをその
解決手段とするものである。
本発明のバルブタイミング制御装置は、可変バ
ルブタイミング機構と、制御回路とより成り、 可変バルブタイミング機構は、制御回路からの
制御信号を受ける電気式駆動手段と、該電気式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線と平行な方
向に伝達する伝動手段と、該伝動手段に連結さ
れ、かつカム軸と同軸に回転可能に設けられて、
クランク軸に連結される回転被駆動部材の、カム
軸に対する相対角度位置としてのバルブタイミン
グを制御する相対角度制御手段とより成り、前記
制御回路からの制御信号に応じて電気式駆動手段
は前記電動手段を介して前記相対角度制御手段に
よるバルブタイミングを多段階に制御し、 前記制御回路は、 エンジン回転数の検知を行う手段と、 回転数がアイドル回転数より相当低いがクラン
キング回転数より大きい所定値以上であるか否か
の判定を行う手段と、 回転数が上記所定値以上と判定したときはバル
ブタイミングが運転条件に応じて定まる所定値と
なるように可変バルブタイミング機構への制御信
号を形成する手段と、 回転数が所定値以下と判定したときは、エンジ
ン運転条件に係わらず固定のバルブタイミングに
維持されるように可変バルブタイミング機構への
制御信号を形成する手段より成る。
ルブタイミング機構と、制御回路とより成り、 可変バルブタイミング機構は、制御回路からの
制御信号を受ける電気式駆動手段と、該電気式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線と平行な方
向に伝達する伝動手段と、該伝動手段に連結さ
れ、かつカム軸と同軸に回転可能に設けられて、
クランク軸に連結される回転被駆動部材の、カム
軸に対する相対角度位置としてのバルブタイミン
グを制御する相対角度制御手段とより成り、前記
制御回路からの制御信号に応じて電気式駆動手段
は前記電動手段を介して前記相対角度制御手段に
よるバルブタイミングを多段階に制御し、 前記制御回路は、 エンジン回転数の検知を行う手段と、 回転数がアイドル回転数より相当低いがクラン
キング回転数より大きい所定値以上であるか否か
の判定を行う手段と、 回転数が上記所定値以上と判定したときはバル
ブタイミングが運転条件に応じて定まる所定値と
なるように可変バルブタイミング機構への制御信
号を形成する手段と、 回転数が所定値以下と判定したときは、エンジ
ン運転条件に係わらず固定のバルブタイミングに
維持されるように可変バルブタイミング機構への
制御信号を形成する手段より成る。
本発明の作動においては、機関の始動時、エン
ジン回転数が検出され、エンジン回転数が所定値
以下のときはバルブタイミングは或る値に固定さ
れる。
ジン回転数が検出され、エンジン回転数が所定値
以下のときはバルブタイミングは或る値に固定さ
れる。
エンジン回転数が所定値を越えたときにバルブ
タイミングは運転状態に応じた値に多段階に制御
される。
タイミングは運転状態に応じた値に多段階に制御
される。
本発明ではエンジン回転数が所定値より小さい
ときにバルブタイミングの可変制御を禁止し、バ
ルブタイミングを或る値に固定しているため、エ
ンジン回転数の低いクランキングのようなバツテ
リ電圧が低いときにバルブタイミングの制御が行
われることがなく、電気式駆動手段を作動させた
とすると発生することがあり得る、電気式駆動手
段の駆動力不足による制御性の悪化を防止するこ
とができる効果がある。
ときにバルブタイミングの可変制御を禁止し、バ
ルブタイミングを或る値に固定しているため、エ
ンジン回転数の低いクランキングのようなバツテ
リ電圧が低いときにバルブタイミングの制御が行
われることがなく、電気式駆動手段を作動させた
とすると発生することがあり得る、電気式駆動手
段の駆動力不足による制御性の悪化を防止するこ
とができる効果がある。
以下添附図面によつて説明すると、１はシリン
ダブロツク、２はシリンダヘツド、３はシリンダ
ヘツドカバー、４は吸気管、６はスロツトル弁、
８は排気管である。１０はクランク軸でコネクテ
イングロツド１２を介しピストン１４に連結され
る。カム軸１８上にカム２０が形成され、カム２
０はロツカアーム２２，２３を介して吸気弁２
４、排気弁２５にバルブスプリング２６に抗して
作用する。カム軸１８の一端にタイミングプーリ
２８が相対回転可能に位置し、タイミングベルト
３０を介してクランク軸１０上のプーリ３２に巻
掛けられている。回転被駆動部材としてのタイミ
ングプーリ２８とカム軸１８とは本発明に係る可
変バルブタイミング機構３４によつて連結され
る。
ダブロツク、２はシリンダヘツド、３はシリンダ
ヘツドカバー、４は吸気管、６はスロツトル弁、
８は排気管である。１０はクランク軸でコネクテ
イングロツド１２を介しピストン１４に連結され
る。カム軸１８上にカム２０が形成され、カム２
０はロツカアーム２２，２３を介して吸気弁２
４、排気弁２５にバルブスプリング２６に抗して
作用する。カム軸１８の一端にタイミングプーリ
２８が相対回転可能に位置し、タイミングベルト
３０を介してクランク軸１０上のプーリ３２に巻
掛けられている。回転被駆動部材としてのタイミ
ングプーリ２８とカム軸１８とは本発明に係る可
変バルブタイミング機構３４によつて連結され
る。
バルブタイミング制御装置３４は第２図にその
構成が示される。可変バルブタイミング機構３４
は、本発明によれば、後述の制御回路６０からの
制御信号を受ける電気式駆動手段と、該電気式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線と平行な方
向に伝達する伝動手段と、該伝動手段に連結さ
れ、かつカム軸と同軸に回転可能に設けられて、
クランク軸に連結される回転被駆動部材（実施例
では前記のようにタイミングプーリ２８）の、カ
ム軸に対する相対角度位置としてのバルブタイミ
ングを制御する相対角度制御手段とより構成され
る。まず、相対角度制御手段について説明する
と、カム軸１８の一端にウンナスリーブ３６がボ
ルト３７によつて固設される。前記のタイミング
プーリ２８はこのインナスリーブ３６上に軸受３
９によつて取付けられる。タイミングプーリ２８
のボス部からはインナスリーブ３６と同軸となる
ようにアウタスリーブ３８が一体に延びている。
インナスリーブ３６とアウタスリーブ３８とは近
接するスリツト４０及び４２を備える。第３図の
如くその一方４０は真直ぐであるが他方４２は傾
斜しており、その結果相互に交差する関係にあ
る。スリツト４０及び４２内には夫々ベアリング
４４及び４６が位置している。ベアリング４４及
び４６は、カム軸の方向に沿つて往復する筒状の
移動体４８から半径方向に一体に延びる軸部４
８′上に軸支されている。以上の実施例では、イ
ンナスリーブ３６、ボルト３７、軸受３９、アウ
タスリーブ３８、スリツト４０，４２、ベアリン
グ４４，４６、及び移動体４８が本発明の相対角
度制御手段を構成する。
構成が示される。可変バルブタイミング機構３４
は、本発明によれば、後述の制御回路６０からの
制御信号を受ける電気式駆動手段と、該電気式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線と平行な方
向に伝達する伝動手段と、該伝動手段に連結さ
れ、かつカム軸と同軸に回転可能に設けられて、
クランク軸に連結される回転被駆動部材（実施例
では前記のようにタイミングプーリ２８）の、カ
ム軸に対する相対角度位置としてのバルブタイミ
ングを制御する相対角度制御手段とより構成され
る。まず、相対角度制御手段について説明する
と、カム軸１８の一端にウンナスリーブ３６がボ
ルト３７によつて固設される。前記のタイミング
プーリ２８はこのインナスリーブ３６上に軸受３
９によつて取付けられる。タイミングプーリ２８
のボス部からはインナスリーブ３６と同軸となる
ようにアウタスリーブ３８が一体に延びている。
インナスリーブ３６とアウタスリーブ３８とは近
接するスリツト４０及び４２を備える。第３図の
如くその一方４０は真直ぐであるが他方４２は傾
斜しており、その結果相互に交差する関係にあ
る。スリツト４０及び４２内には夫々ベアリング
４４及び４６が位置している。ベアリング４４及
び４６は、カム軸の方向に沿つて往復する筒状の
移動体４８から半径方向に一体に延びる軸部４
８′上に軸支されている。以上の実施例では、イ
ンナスリーブ３６、ボルト３７、軸受３９、アウ
タスリーブ３８、スリツト４０，４２、ベアリン
グ４４，４６、及び移動体４８が本発明の相対角
度制御手段を構成する。
５０は電気式駆動手段としてのステツプモータ
であり、伝動手段を介して移動体４８に連結され
る。この伝動手段はいわゆるリサーキユレーテイ
ングボールねじとして構成される。即ち、モータ
５０の出力軸５０′上に外ねじが切られ、ナツト
５２には無端の内ねじが切られ、ボール５４がこ
れらのねじ条間に位置している。モータ５０のハ
ウジングから延びるガイド棒５１はナツト５２に
形成されるカム軸方向がガイド溝５２′と嵌合し
ている。かかる構造よりして、モータ５０の出力
軸５０′の回転運動がナツト５２の直線運動に変
換されることは明らかであろう。ナツト５２はベ
アリング５５を介して移動体４８に連結され、ベ
アリング４４及び４６がカム軸方向に駆動され
る。
であり、伝動手段を介して移動体４８に連結され
る。この伝動手段はいわゆるリサーキユレーテイ
ングボールねじとして構成される。即ち、モータ
５０の出力軸５０′上に外ねじが切られ、ナツト
５２には無端の内ねじが切られ、ボール５４がこ
れらのねじ条間に位置している。モータ５０のハ
ウジングから延びるガイド棒５１はナツト５２に
形成されるカム軸方向がガイド溝５２′と嵌合し
ている。かかる構造よりして、モータ５０の出力
軸５０′の回転運動がナツト５２の直線運動に変
換されることは明らかであろう。ナツト５２はベ
アリング５５を介して移動体４８に連結され、ベ
アリング４４及び４６がカム軸方向に駆動され
る。
５６はケースであり一端ボルト５７によつてタ
イミングプーリ２８のハブ部に固定され、他端は
ベアリング５８によつてモータハウジングに回転
自在に連結される。５９はタイミングベルトカバ
ーであり、本発明の可変バルブタイミング機構３
４をも含めてタイミングベルト３０を収納してい
る。
イミングプーリ２８のハブ部に固定され、他端は
ベアリング５８によつてモータハウジングに回転
自在に連結される。５９はタイミングベルトカバ
ーであり、本発明の可変バルブタイミング機構３
４をも含めてタイミングベルト３０を収納してい
る。
クランク軸１０の回転はタイミングプーリ３
２、タイミングベルト３０を介してタイミングプ
ーリ２８に伝えられる。タイミングプーリ２８の
回転は、これに一体なアウタスリープ３８のスリ
ツト４２内に位置するローラベアリング４６を介
して、軸部４８′に伝えられる。軸部４８′の回転
は、スリツト４０内に位置するローラベアリング
４４よりインナスリーブ３６に伝わり、カム軸１
８は回転駆動される。カム軸１８上のカム２０が
山のところに来るとロツカアーム２２，２３を介
してバルブ２４，２５のステムを押し、バルブス
プリング２６に抗してバルブ２４，２５の開弁を
行う。
２、タイミングベルト３０を介してタイミングプ
ーリ２８に伝えられる。タイミングプーリ２８の
回転は、これに一体なアウタスリープ３８のスリ
ツト４２内に位置するローラベアリング４６を介
して、軸部４８′に伝えられる。軸部４８′の回転
は、スリツト４０内に位置するローラベアリング
４４よりインナスリーブ３６に伝わり、カム軸１
８は回転駆動される。カム軸１８上のカム２０が
山のところに来るとロツカアーム２２，２３を介
してバルブ２４，２５のステムを押し、バルブス
プリング２６に抗してバルブ２４，２５の開弁を
行う。
ステツプモータ５０が駆動されると、その出力
軸５０′が回りナツト５２は第２図のＡ又はＢ方
向に動く。そのため、ナツト５２と一緒に動く移
動体４８の軸部上に設けたローラベアリング４４
及び４６も同方向に夫々のスリツト４０及び４２
内を動く。スリツト４０及び４２は第３の如く相
互に交差しているためベアリング４４及び４６の
カム軸方向における直線運動はインナスリーブ３
６とアウタスリーブ３８との、第３図のＣ又はＤ
方向における相対回転に変換される。従つて、被
駆動側であるインナスリーブ３６に連結されたカ
ム軸１８の、駆動側であるアウタスリーブ３８即
ちタイミングプーリ２８更にはクランク軸１０に
対する位相は変化する。そのため、バルブ２４，
２５にカム２０が作用するときのクランク角度位
置であるバルブタイミングが可変となる。そのバ
ルブタイミングはカム軸方向における移動体４８
の位置、換言すれば基準位置からのステツプモー
タ５０の回転角度に応じて定められる。
軸５０′が回りナツト５２は第２図のＡ又はＢ方
向に動く。そのため、ナツト５２と一緒に動く移
動体４８の軸部上に設けたローラベアリング４４
及び４６も同方向に夫々のスリツト４０及び４２
内を動く。スリツト４０及び４２は第３の如く相
互に交差しているためベアリング４４及び４６の
カム軸方向における直線運動はインナスリーブ３
６とアウタスリーブ３８との、第３図のＣ又はＤ
方向における相対回転に変換される。従つて、被
駆動側であるインナスリーブ３６に連結されたカ
ム軸１８の、駆動側であるアウタスリーブ３８即
ちタイミングプーリ２８更にはクランク軸１０に
対する位相は変化する。そのため、バルブ２４，
２５にカム２０が作用するときのクランク角度位
置であるバルブタイミングが可変となる。そのバ
ルブタイミングはカム軸方向における移動体４８
の位置、換言すれば基準位置からのステツプモー
タ５０の回転角度に応じて定められる。
上述の構造によりモータ５０の回転に応じて連
続的に変化したバルブタイミングが取り得ること
が明らかであるが、本発明ではこのことに着目し
エンジン運転条件に応じてステツプモータの回転
角度を変え、多段階でバルブタイミングを制御し
ようとしており、その原理は次の通りである。即
ち、バルブタイミングは、エンジンの運転条件、
例えばエンジン回転数Ne、負荷を代表する吸気
管圧力Pb、水温THW等で定まり、例えばNeと
Pbとについていえば第４図の如く等高線v1，v2、
…に従つて変化する。第４図の様な等高線はテー
ブルとしてコンピユータのメモリに記憶されてお
り、機関の運転中に実測される回転数Ne、吸気
管圧力Pb等よりテーブル中の一点が目標バルブ
タイミング位置として計算設定され、この目標値
と実際のバルブタイミング位置との偏差が計算さ
れ、その偏差に相当したステツプ分だけステツプ
モータ５０を回転させ、これによつて、バルブタ
イミングを常に目標値に維持するものである。ま
た始動時についていうと、クランキングの回転数
が低いため、精度の良い制御ができない。始動時
にバルブタイミングを初期化するのは困難がある
ので、エンジン停止時にそのようなバルブタイミ
ングの初期化（イニシヤライズ）を行い、始動時
回転が低いときには前述のようなバルブタイミン
グの制御を何も行わなくても、バルブタイミング
はその初期化された値に維持される。
続的に変化したバルブタイミングが取り得ること
が明らかであるが、本発明ではこのことに着目し
エンジン運転条件に応じてステツプモータの回転
角度を変え、多段階でバルブタイミングを制御し
ようとしており、その原理は次の通りである。即
ち、バルブタイミングは、エンジンの運転条件、
例えばエンジン回転数Ne、負荷を代表する吸気
管圧力Pb、水温THW等で定まり、例えばNeと
Pbとについていえば第４図の如く等高線v1，v2、
…に従つて変化する。第４図の様な等高線はテー
ブルとしてコンピユータのメモリに記憶されてお
り、機関の運転中に実測される回転数Ne、吸気
管圧力Pb等よりテーブル中の一点が目標バルブ
タイミング位置として計算設定され、この目標値
と実際のバルブタイミング位置との偏差が計算さ
れ、その偏差に相当したステツプ分だけステツプ
モータ５０を回転させ、これによつて、バルブタ
イミングを常に目標値に維持するものである。ま
た始動時についていうと、クランキングの回転数
が低いため、精度の良い制御ができない。始動時
にバルブタイミングを初期化するのは困難がある
ので、エンジン停止時にそのようなバルブタイミ
ングの初期化（イニシヤライズ）を行い、始動時
回転が低いときには前述のようなバルブタイミン
グの制御を何も行わなくても、バルブタイミング
はその初期化された値に維持される。
６０は可変バルブタイミング機構３４を駆動す
ることにより本発明に係るバルブタイミング制御
を行う制御回路でありマイクロコンピユータとし
ての機能を持つ。制御回路６０には種々の運転条
件検知センサ群からの信号が入力している。吸気
管圧力センサ６２は吸気管４に設けられ吸気管圧
力Pbを検知する。回転数センサ６４はクランク
軸上に設けた検知片６４′の位置に応じたパルス
信号を発生する。また水温センサ６６はシリンダ
ブロツク１のところに設けられ冷却水温を検知す
る。
ることにより本発明に係るバルブタイミング制御
を行う制御回路でありマイクロコンピユータとし
ての機能を持つ。制御回路６０には種々の運転条
件検知センサ群からの信号が入力している。吸気
管圧力センサ６２は吸気管４に設けられ吸気管圧
力Pbを検知する。回転数センサ６４はクランク
軸上に設けた検知片６４′の位置に応じたパルス
信号を発生する。また水温センサ６６はシリンダ
ブロツク１のところに設けられ冷却水温を検知す
る。
制御回路６０はこれらのセンサ群６２，６４，
６６からの信号を処理しステツプモータ５０の駆
動信号を形成する。
６６からの信号を処理しステツプモータ５０の駆
動信号を形成する。
第５図は制御回路６０の大略をブロツク図とし
て示すものである。入力ポート６８は吸気管圧力
センサ６２、回転数センサ６４及び水温センサ６
６からの信号を受ける。出力ポート７０は、ラツ
チ回路７２、ゲート７４を介してステツプモータ
５０のステータコイルに結線される。ステツプモ
ータ５０は、複数の励磁コイルを持ち、磁化すべ
き励磁コイルを順次選択することにより、所定方
向に１ステツプ毎に回転する。ゲート７４は、そ
のような複数の励磁コイルのうちの磁化すべき一
部の励磁コイルを選択する役目を持つ。またラツ
チ回路７２は、ステツプモータ５０を一ステツプ
所定方向に回転すべき信号をマイクロコンピユー
タより受け、その指令をステツプモータの回転完
了まで保持する役目を負う。尚、ステープモータ
５０の詳細構造については、本発明の特徴と無関
係であるから、ここでは詳しく述べないが、もし
必要であれば本出願人の出願に係る特願昭56−
8147号（特開昭57−124047号公報参照）の願書に
添附した明細書及び図面の記載を参照されたい。
て示すものである。入力ポート６８は吸気管圧力
センサ６２、回転数センサ６４及び水温センサ６
６からの信号を受ける。出力ポート７０は、ラツ
チ回路７２、ゲート７４を介してステツプモータ
５０のステータコイルに結線される。ステツプモ
ータ５０は、複数の励磁コイルを持ち、磁化すべ
き励磁コイルを順次選択することにより、所定方
向に１ステツプ毎に回転する。ゲート７４は、そ
のような複数の励磁コイルのうちの磁化すべき一
部の励磁コイルを選択する役目を持つ。またラツ
チ回路７２は、ステツプモータ５０を一ステツプ
所定方向に回転すべき信号をマイクロコンピユー
タより受け、その指令をステツプモータの回転完
了まで保持する役目を負う。尚、ステープモータ
５０の詳細構造については、本発明の特徴と無関
係であるから、ここでは詳しく述べないが、もし
必要であれば本出願人の出願に係る特願昭56−
8147号（特開昭57−124047号公報参照）の願書に
添附した明細書及び図面の記載を参照されたい。
９０は制御回路の作動を制御するリレーであ
り、電源Ｂを制御回路に供給する接点９０−１を
持つ。またその励磁コイル９０−２は出力ポート
７０に結線される。リレー９０は、後述の如く、
機関の運転中はONとされ、停止後イニシヤライ
ズが行われるとOFFとされる。
り、電源Ｂを制御回路に供給する接点９０−１を
持つ。またその励磁コイル９０−２は出力ポート
７０に結線される。リレー９０は、後述の如く、
機関の運転中はONとされ、停止後イニシヤライ
ズが行われるとOFFとされる。
入力ポート６８及び出力ポート７０はバス８０
によつてマイクロコンピユータシステムの構成要
素である、マイクロプロセシングユニツト８２
（MPU）、リードオンリメモリ８４（ROM）、ラ
ンダムアクセスメモリ８６（RAM）に結線され
る。８８はクロツク信号発生器（CLOCK）であ
る。ROM８４には、前に概観したような本発明
のバルブタイミング切替制御を実現するソフトウ
エアがプログラムの形で格納されている。MPU
８２は、ROM８４のかかる記憶内容に従つて、
本発明のイニシヤライズ処理も含めたバルブタイ
ミング制御を実行する。このプログラムは第６図
にフローチヤートとして示されており、以下この
フローチヤートについて順を追つて説明する。
によつてマイクロコンピユータシステムの構成要
素である、マイクロプロセシングユニツト８２
（MPU）、リードオンリメモリ８４（ROM）、ラ
ンダムアクセスメモリ８６（RAM）に結線され
る。８８はクロツク信号発生器（CLOCK）であ
る。ROM８４には、前に概観したような本発明
のバルブタイミング切替制御を実現するソフトウ
エアがプログラムの形で格納されている。MPU
８２は、ROM８４のかかる記憶内容に従つて、
本発明のイニシヤライズ処理も含めたバルブタイ
ミング制御を実行する。このプログラムは第６図
にフローチヤートとして示されており、以下この
フローチヤートについて順を追つて説明する。
第６図において、１００はこのルーチンが所定
時間毎に実行される時間割込ルーチンであること
を示す。MPUは割込み要求を受けると、次の１
０２では機関のイグニツシヨンスイツチがオンか
オフかを記録するRAM８６のエリヤを見に行き
イグニツシヨンスイツチがオンか否かを判別す
る。Yesであれば、１０３に行きエンジン回転数
がクランキング時の回転数より高くアイドル回転
数より相当低い例えば400r.p.mより大きいか否か
判定する。400r.p.mより高いとき、機関は作動中
と判断し、１０４に行き、通常のバルブタイミン
グ制御を実行する。即ち、水温センサ６６、回転
数センサ６４、圧力センサ６２からのエンジン運
転状態信号をもとにそのときのバルブタイミング
の目標値をテーブルにて計算し、この計算目標値
と実測のバルブタイミングとの偏差を計算し、そ
の偏差を解消する方向にその偏差に応じたステツ
プ数だけステツプモータ５０が回転駆動されるの
である。ステツプ１０４では、励磁コイル５０−
１，…５０−ｎの現在状態（ラツチ回路７２の現
在状態）より、偏差を解消する方向へのステツプ
モータ５０の１ステツプの回転を惹起するラツチ
７２の次の状態へのセツトが行われ、すると励磁
コイル５０−１，…５０−ｎの磁化状態はこの１
ステツプ回転を実行するように変化され、次の第
５図のルーチンの処理までにステツプモータ５０
はその１ステツプの回転を実行する。この処理は
第５図のルーチンの処理毎に繰り返され、最終的
には偏差＝０となり、エンジン運転条件に応じた
バルブタイミングに制御される。１０６はINIフ
ラグのリセツトを示す。
時間毎に実行される時間割込ルーチンであること
を示す。MPUは割込み要求を受けると、次の１
０２では機関のイグニツシヨンスイツチがオンか
オフかを記録するRAM８６のエリヤを見に行き
イグニツシヨンスイツチがオンか否かを判別す
る。Yesであれば、１０３に行きエンジン回転数
がクランキング時の回転数より高くアイドル回転
数より相当低い例えば400r.p.mより大きいか否か
判定する。400r.p.mより高いとき、機関は作動中
と判断し、１０４に行き、通常のバルブタイミン
グ制御を実行する。即ち、水温センサ６６、回転
数センサ６４、圧力センサ６２からのエンジン運
転状態信号をもとにそのときのバルブタイミング
の目標値をテーブルにて計算し、この計算目標値
と実測のバルブタイミングとの偏差を計算し、そ
の偏差を解消する方向にその偏差に応じたステツ
プ数だけステツプモータ５０が回転駆動されるの
である。ステツプ１０４では、励磁コイル５０−
１，…５０−ｎの現在状態（ラツチ回路７２の現
在状態）より、偏差を解消する方向へのステツプ
モータ５０の１ステツプの回転を惹起するラツチ
７２の次の状態へのセツトが行われ、すると励磁
コイル５０−１，…５０−ｎの磁化状態はこの１
ステツプ回転を実行するように変化され、次の第
５図のルーチンの処理までにステツプモータ５０
はその１ステツプの回転を実行する。この処理は
第５図のルーチンの処理毎に繰り返され、最終的
には偏差＝０となり、エンジン運転条件に応じた
バルブタイミングに制御される。１０６はINIフ
ラグのリセツトを示す。
１０２でイグニツシヨンスイツチがオンでなけ
れば（No）、エンジン停止中と判別し、次の１０
８では初期化フラグINIを検定する。１０６のと
ころでこのフラグINIは運転中は“０”に保持さ
れるから、停止直後の１０４の判定結果はNoで
あり、１０９に分岐する。１０９では初期化フラ
グINIのセツトが行われる。次の１１０では、始
動時のバルブタイミングの設定位置（このバルブ
タイミングは最も遅れ側であるが便宜上このとき
はステツプモータを最大限正転させ移動体４８を
第２図の最も右方に移動した状態とする。）にお
けるステツプモータの回転角度MAXに対するイ
グニツシヨンスイツチOFFと判断された時点の
バルブタイミングにおけるステツプモータの回転
角度Vppsitに対する偏差STEPが計算される。次
の１１２では、この１１０で計算されたものに20
ステツプを加えたものをSTEPとする。即ち１１
０で計算したステツプ数だけステツプモータを回
せば停止時のバルブタイミング位置から始動時の
バルブタイミング位置まで移動体４８、即ちロー
ラベアリング４４，４６を駆動することは理論上
は可能であるが余裕をみて20ステツプだけ加え
る。従つて、この20という数値は単なる例示であ
り、限定的な意味は少しもない。次の１１４で
は、MPU８２は出力ポート７０にステツプモー
タを１ステツプだけ正転させるデジタル信号を出
力し、その内容はラツチ７２で保持される。ゲー
ト７４はラツチ７２の内容に従つてON、OFFさ
れ、その結果ステツプモータ５０の各励磁コイル
５０−１、…、５０−ｎはステツプモータ５０の
正方向への一ステツプ回転が生ずるように駆動さ
れる。
れば（No）、エンジン停止中と判別し、次の１０
８では初期化フラグINIを検定する。１０６のと
ころでこのフラグINIは運転中は“０”に保持さ
れるから、停止直後の１０４の判定結果はNoで
あり、１０９に分岐する。１０９では初期化フラ
グINIのセツトが行われる。次の１１０では、始
動時のバルブタイミングの設定位置（このバルブ
タイミングは最も遅れ側であるが便宜上このとき
はステツプモータを最大限正転させ移動体４８を
第２図の最も右方に移動した状態とする。）にお
けるステツプモータの回転角度MAXに対するイ
グニツシヨンスイツチOFFと判断された時点の
バルブタイミングにおけるステツプモータの回転
角度Vppsitに対する偏差STEPが計算される。次
の１１２では、この１１０で計算されたものに20
ステツプを加えたものをSTEPとする。即ち１１
０で計算したステツプ数だけステツプモータを回
せば停止時のバルブタイミング位置から始動時の
バルブタイミング位置まで移動体４８、即ちロー
ラベアリング４４，４６を駆動することは理論上
は可能であるが余裕をみて20ステツプだけ加え
る。従つて、この20という数値は単なる例示であ
り、限定的な意味は少しもない。次の１１４で
は、MPU８２は出力ポート７０にステツプモー
タを１ステツプだけ正転させるデジタル信号を出
力し、その内容はラツチ７２で保持される。ゲー
ト７４はラツチ７２の内容に従つてON、OFFさ
れ、その結果ステツプモータ５０の各励磁コイル
５０−１、…、５０−ｎはステツプモータ５０の
正方向への一ステツプ回転が生ずるように駆動さ
れる。
次の割込みが開始されると１０８での判定結果
はINI＝１であることからYesであり、次の１１
６では現在のSTEPから１引いたものをSTEPと
する。１１８ではこのSTEPが０か否か判定さ
れ、０でない（No）と判定したときは１１４に
進み前と同様にステツプモータ５０の１ステツプ
回転を起させる。
はINI＝１であることからYesであり、次の１１
６では現在のSTEPから１引いたものをSTEPと
する。１１８ではこのSTEPが０か否か判定さ
れ、０でない（No）と判定したときは１１４に
進み前と同様にステツプモータ５０の１ステツプ
回転を起させる。
１１２で設定したステツプ数の回転すると、移
動体４８は第２図の最も右方にストツパに当ると
ころまで位置し、このときバルブタイミングは最
も遅角側となる。このようにイニシヤライズ処理
が完了すると、１１８の判定はSTEP＝０（Yes）
となり、１２０のステツプに進む。MPU８２は
出力ポート７０にリレー９０の励磁コイルを消磁
させる信号を送り接点９０−１をOFFとする。
そのため、制御回路６０への通電が解除される。
動体４８は第２図の最も右方にストツパに当ると
ころまで位置し、このときバルブタイミングは最
も遅角側となる。このようにイニシヤライズ処理
が完了すると、１１８の判定はSTEP＝０（Yes）
となり、１２０のステツプに進む。MPU８２は
出力ポート７０にリレー９０の励磁コイルを消磁
させる信号を送り接点９０−１をOFFとする。
そのため、制御回路６０への通電が解除される。
次の再始動時、イグニツシヨンスイツチが回さ
れ、１０２の判定でYesとなり、１０３に進む。
この場合クランキング時はエンジン回転数は
400r.p.mより小さく、判定はNoとなり何も行わ
ずメインルーチンへ復帰する。このときのバルブ
タイミングは102以下のイニシヤライズ処理によ
り設定される遅角側の値となる。そのため、始動
性が確保されると共に、クランキング時のスター
タの負荷によるバツテリ電圧の降下があつても、
バルブタイミングが狂うことがない。
れ、１０２の判定でYesとなり、１０３に進む。
この場合クランキング時はエンジン回転数は
400r.p.mより小さく、判定はNoとなり何も行わ
ずメインルーチンへ復帰する。このときのバルブ
タイミングは102以下のイニシヤライズ処理によ
り設定される遅角側の値となる。そのため、始動
性が確保されると共に、クランキング時のスター
タの負荷によるバツテリ電圧の降下があつても、
バルブタイミングが狂うことがない。
第１図は本発明に係る内燃機関の全体概略図、
第２図は可変バルブタイミング機構のカム軸方向
断面詳細図、第３図は第２図の方向矢視図、第
４図はエンジン回転数及び吸気管圧力の組み合せ
に対するバルブタイミングの要求特性を示す線
図、第５図は制御回路のブロツク図、第６図は本
発明のソフトウエア構成を示すフローチヤート
図。 １０……クランク軸、１８……カム軸、２４…
…吸気弁、２５……排気弁、３４……可変バルブ
タイミング機構、３６……インナスリーブ、３８
……アウタスリーブ、４０，４２……スリツト、
４４，４６……ローラベアリング、５０……ステ
ツプモータ、６０……制御回路、６２……圧力セ
ンサ、６４……回転数センサ、６６……水温セン
サ。
第２図は可変バルブタイミング機構のカム軸方向
断面詳細図、第３図は第２図の方向矢視図、第
４図はエンジン回転数及び吸気管圧力の組み合せ
に対するバルブタイミングの要求特性を示す線
図、第５図は制御回路のブロツク図、第６図は本
発明のソフトウエア構成を示すフローチヤート
図。 １０……クランク軸、１８……カム軸、２４…
…吸気弁、２５……排気弁、３４……可変バルブ
タイミング機構、３６……インナスリーブ、３８
……アウタスリーブ、４０，４２……スリツト、
４４，４６……ローラベアリング、５０……ステ
ツプモータ、６０……制御回路、６２……圧力セ
ンサ、６４……回転数センサ、６６……水温セン
サ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可変バルブタイミング機構と、制御回路とよ
り成り、 可変バルブタイミング機構は、制御回路からの
制御信号を受ける電気式駆動手段と、該電気式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線と平行な方
向に伝達する伝動手段と、該伝動手段に連結さ
れ、かつカム軸と同軸に回転可能に設けられて、
クランク軸に連結される回転被駆動部材の、カム
軸に対する相対角度位置としてのバルブタイミン
グを制御する相対角度制御手段とより成り、前記
制御回路からの制御信号に応じて電気式駆動手段
は前記伝動手段を介して前記相対角度制御手段に
よるバルブタイミングを多段階に制御し、 前記制御回路は、 エンジン回転数の検知を行う手段と、 回転数がアイドル回転数より相当低いがクラン
キング回転数より大きい所定値以上であるか否か
の判定を行う手段と、 回転数が前記所定値以上と判定したときはバル
ブタイミングが運転条件に応じて定まる所定値と
なるように可変バルブタイミング機構への制御信
号を形成する手段と、 回転数が所定値以下と判定したときは、エンジ
ン運転条件に係わらず固定のバルブタイミングに
維持されるように可変バルブタイミング機構への
制御信号を形成する手段より成る内燃機関のバル
ブタイミング制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57222090A JPS59113227A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP57222090A JPS59113227A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59113227A JPS59113227A (ja) | 1984-06-29 |
| JPH0583723B2 true JPH0583723B2 (ja) | 1993-11-29 |
Family
ID=16776963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57222090A Granted JPS59113227A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59113227A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4649386B2 (ja) * | 2006-08-29 | 2011-03-09 | トヨタ自動車株式会社 | 可変バルブタイミング装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3127766A1 (de) * | 1981-07-14 | 1983-01-27 | Atlas Aluminium-Fahrzeugtechnik Gmbh, 5980 Werdohl | "nockenwellensteuergeraet" |
-
1982
- 1982-12-20 JP JP57222090A patent/JPS59113227A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59113227A (ja) | 1984-06-29 |
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