JPH063125B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
内燃機関のバルブタイミング制御装置Info
- Publication number
- JPH063125B2 JPH063125B2 JP22032782A JP22032782A JPH063125B2 JP H063125 B2 JPH063125 B2 JP H063125B2 JP 22032782 A JP22032782 A JP 22032782A JP 22032782 A JP22032782 A JP 22032782A JP H063125 B2 JPH063125 B2 JP H063125B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve timing
- cam shaft
- step motor
- relative angle
- engine
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (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。
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
スリーブとタイミングプーリ側のアウタスリーブとに近
接する一対のスリットを設けたものがある。その一対の
スリットは相互に傾斜する方向に延びそのスリット内に
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
合するナッ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。制御回路によって制御され
るモータの回転方向に応じて交差スリット内をローラベ
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。
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
スリーブとタイミングプーリ側のアウタスリーブとに近
接する一対のスリットを設けたものがある。その一対の
スリットは相互に傾斜する方向に延びそのスリット内に
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
合するナッ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。制御回路によって制御され
るモータの回転方向に応じて交差スリット内をローラベ
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。
従来技術では可変バルブタイミング機構によって得られ
るバルブタイミングは２段階だけであった。しかしなが
ら単なる２段階にバルブタイミングを変更するだけでは
エンジンの運転条件に応じた最適なバルブタイミングを
得ることは困難であった。本発明はかかる従来技術を改
善し、より多段階でバルブタイミングを精密に制御でき
るようにすることを目的とする。
るバルブタイミングは２段階だけであった。しかしなが
ら単なる２段階にバルブタイミングを変更するだけでは
エンジンの運転条件に応じた最適なバルブタイミングを
得ることは困難であった。本発明はかかる従来技術を改
善し、より多段階でバルブタイミングを精密に制御でき
るようにすることを目的とする。
本発明の内燃機関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
によって駆動されるステップモータと、該ステップモー
タの回転運動をカム軸の軸線に沿つた直線運動に変換す
る回転運動−直線運動変換手段と、この直線運動を受け
て、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対角角度制御
手段とより成り、該相対角度制御手段は、カム軸と同軸
に設けられ、クランク軸に連結される回転被駆動部材に
連結されるアウタスリーブと、該アウタスリーブに同軸
に配置され、カム軸に連結されるインナスリーブと、前
記アウタスリーブ及びインナスリーブに相互に交差する
ように形成される一対のスリットと、該スリット内に位
置されるローラベアリングと、回転運動−直線運動変換
手段に連結されて、カム軸の軸線に沿つた方向において
往復移動可能にローラベアリングを担持する移動体とよ
り成り、制御回路からの制御信号に応じて前記ステップ
モータは回転運動−直線運動変換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、 前記相対角度制御手段により得られる、カム軸に対する
前記回転被駆動部材の相対角度位置として定まるバルブ
タイミング代表値を機関の各運転条件に応じて記憶して
おく記憶手段と、 機関の運転中に特定の運転条件に対応したバルブタイミ
ング代表値を前記記憶手段に記憶されたバルブタイミン
グ値より目標値として演算する手段と、 機関の運転中にバルブタイミング代表値の実測値を検知
する手段と、 演算されたバルブタイミング代表値の目標値と、実測さ
れたバルブタイミング代表値との偏差を演算する手段
と、 前記偏差に応じたパルス数だけステップモータへの制御
信号の供給を行う手段と、 より成る。
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
によって駆動されるステップモータと、該ステップモー
タの回転運動をカム軸の軸線に沿つた直線運動に変換す
る回転運動−直線運動変換手段と、この直線運動を受け
て、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対角角度制御
手段とより成り、該相対角度制御手段は、カム軸と同軸
に設けられ、クランク軸に連結される回転被駆動部材に
連結されるアウタスリーブと、該アウタスリーブに同軸
に配置され、カム軸に連結されるインナスリーブと、前
記アウタスリーブ及びインナスリーブに相互に交差する
ように形成される一対のスリットと、該スリット内に位
置されるローラベアリングと、回転運動−直線運動変換
手段に連結されて、カム軸の軸線に沿つた方向において
往復移動可能にローラベアリングを担持する移動体とよ
り成り、制御回路からの制御信号に応じて前記ステップ
モータは回転運動−直線運動変換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、 前記相対角度制御手段により得られる、カム軸に対する
前記回転被駆動部材の相対角度位置として定まるバルブ
タイミング代表値を機関の各運転条件に応じて記憶して
おく記憶手段と、 機関の運転中に特定の運転条件に対応したバルブタイミ
ング代表値を前記記憶手段に記憶されたバルブタイミン
グ値より目標値として演算する手段と、 機関の運転中にバルブタイミング代表値の実測値を検知
する手段と、 演算されたバルブタイミング代表値の目標値と、実測さ
れたバルブタイミング代表値との偏差を演算する手段
と、 前記偏差に応じたパルス数だけステップモータへの制御
信号の供給を行う手段と、 より成る。
本発明の作動においては、機関の検出される運転条件に
応じたバルブタイミングの目標値が記憶手段に格納され
た値より算出され、この目標値の実測値に対する偏差が
計算され、この偏差が解消するようにステップモータが
制御される。これにより、機関の運転条件に応じた最適
のバルブタイミングに多段階に精密に制御することがで
きる 以下添付図面によって説明すると、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッドカバー、
４は吸気管、６はスロットル弁、８は排気管である。１
０はクランク軸でコネクティングロッド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２０はロッカアーム２２，２３を介して吸気
弁２４、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の一端に回転被駆動部材としてのタ
イミングプーリ２８が位置し、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。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によって連結される。
応じたバルブタイミングの目標値が記憶手段に格納され
た値より算出され、この目標値の実測値に対する偏差が
計算され、この偏差が解消するようにステップモータが
制御される。これにより、機関の運転条件に応じた最適
のバルブタイミングに多段階に精密に制御することがで
きる 以下添付図面によって説明すると、１はシリンダブロッ
ク、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッドカバー、
４は吸気管、６はスロットル弁、８は排気管である。１
０はクランク軸でコネクティングロッド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２０はロッカアーム２２，２３を介して吸気
弁２４、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の一端に回転被駆動部材としてのタ
イミングプーリ２８が位置し、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。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によって連結される。
可変バルブタイミング機構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、後述の制御回路からの制御信号を受けるステップ
モータと、該ステップモータの回転運動をカム軸の軸線
に沿つた直線運動に変換する回転運動−直線運動変換手
段と、この直線運動を受けて、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の一旦にインナスリ
ーブ３６がボルト３７によって固設される。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によって取付けられる。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とは近接するスリット４０及び４
２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。スリット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、カム軸の方向に沿っ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４８′上に軸支されてい
る。以上のインナスリーブ36、ボルト37、軸受39、アウ
タスリーブ38、スリット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。
される。可変バルブタイミング機構３４は、本発明によ
れば、後述の制御回路からの制御信号を受けるステップ
モータと、該ステップモータの回転運動をカム軸の軸線
に沿つた直線運動に変換する回転運動−直線運動変換手
段と、この直線運動を受けて、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の一旦にインナスリ
ーブ３６がボルト３７によって固設される。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によって取付けられる。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とは近接するスリット４０及び４
２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。スリット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、カム軸の方向に沿っ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４８′上に軸支されてい
る。以上のインナスリーブ36、ボルト37、軸受39、アウ
タスリーブ38、スリット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はステップモータであり、回転運動−直線運動変換
手段を介して移動体４８に連結される。この回転運動−
直線運動変換手段はいわゆるリサーキュレーティングボ
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、ナット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
ナット５２に形成されるカム軸方向ガイド溝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５
０′の回転運動がナット５２の直線運動に変換されるこ
とは明らかであろう。ナット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。
手段を介して移動体４８に連結される。この回転運動−
直線運動変換手段はいわゆるリサーキュレーティングボ
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、ナット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
ナット５２に形成されるカム軸方向ガイド溝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５
０′の回転運動がナット５２の直線運動に変換されるこ
とは明らかであろう。ナット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はケースであり一旦でボルト５７によってタイミン
グプーリ２８のハブ部に固定され、他端にはベアリング
５８によっ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３４をも含めてタイミングベル
ト３０を収納している。
グプーリ２８のハブ部に固定され、他端にはベアリング
５８によっ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３４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３２、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
ウタスリーブ３８のスリット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4
8′の回転は、スリット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１８
は回転駆動される。カム軸１８上のカム２０が山のとこ
ろに来るとロッカアーム２２，２３を介してバルブ２
４，２５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。ステップモータ５０
が駆動されると、その出力軸50′が回りナット５２は第
２図のＡ又はＢ方向に動く。そのため、ナット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ット４０及び４２内
を動く。スリット４０及び４２は第３図の如く相互に交
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４６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。従って、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、換言すれば原点
位置からのステップモータ５０の回転角度に応じて定め
られる。
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
ウタスリーブ３８のスリット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4
8′の回転は、スリット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１８
は回転駆動される。カム軸１８上のカム２０が山のとこ
ろに来るとロッカアーム２２，２３を介してバルブ２
４，２５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。ステップモータ５０
が駆動されると、その出力軸50′が回りナット５２は第
２図のＡ又はＢ方向に動く。そのため、ナット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ット４０及び４２内
を動く。スリット４０及び４２は第３図の如く相互に交
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４６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。従って、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、換言すれば原点
位置からのステップモータ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
じてステッ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，…に従って変化す
る。本発明では、バルブタイミングを第４図に精密に一
致するよう制御することを目指している。即ち、第４図
の様な等高線はテーブルとしてコンピュータのメモリに
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
当したステップ分だけステップモータ５０を回転させ、
これによって、バルブタイミングを常に目標値に維持す
るものである。以下このようなステップモータの回転制
御を実現する構成について説明する。
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
じてステッ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，…に従って変化す
る。本発明では、バルブタイミングを第４図に精密に一
致するよう制御することを目指している。即ち、第４図
の様な等高線はテーブルとしてコンピュータのメモリに
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
当したステップ分だけステップモータ５０を回転させ、
これによって、バルブタイミングを常に目標値に維持す
るものである。以下このようなステップモータの回転制
御を実現する構成について説明する。
６０は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ュ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はシリンダブロック
１のところに設けられ冷却水温を検知する。
路でありマイクロコンピュ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はシリンダブロック
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ップモータ５０の駆動信号を形成す
る。
の信号を処理しステップモータ５０の駆動信号を形成す
る。
第５図は制御回路６０の大略をブロック図として示すも
のである。入出力ポート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６６からの信号を受け
る。出力ポート７０は、ラッチ回路７２、ゲート７４を
介してステップモータ５０のステータコイルに結線され
る。図示しないがステップモータ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ステップ毎に回転する。ゲート７
４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、ラッチ
回路７２は、ステップモータを１ステップ所定方向に回
転すべき信号をマイクロコンピュータより指令を受けそ
の指令をステップモータの回転完了まで保持する役目を
負う。尚、ステップモータ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。
のである。入出力ポート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６６からの信号を受け
る。出力ポート７０は、ラッチ回路７２、ゲート７４を
介してステップモータ５０のステータコイルに結線され
る。図示しないがステップモータ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ステップ毎に回転する。ゲート７
４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、ラッチ
回路７２は、ステップモータを１ステップ所定方向に回
転すべき信号をマイクロコンピュータより指令を受けそ
の指令をステップモータの回転完了まで保持する役目を
負う。尚、ステップモータ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。
入出力ポート６８及び７０はバス８０によってマイクロ
コンピュータシステムの構成要素である、マイクロプロ
セシングユニット８２（MPU）、リードオンメモリ８４
（ROM）、ランダムアクセスメモリ86（RAM）に結線され
る。８８はクロック信号発生器（CLOCK）である。ROM８
４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ルーチンがプログラムの形で格納さ
れている。MPU８２は、ROM８４のかかる記憶内容に従っ
て、バルブタイミング制御を行う。このプログラムは第
６図にフローチャートとして示されており、以下このフ
ローチャートについて順を追って説明する。
コンピュータシステムの構成要素である、マイクロプロ
セシングユニット８２（MPU）、リードオンメモリ８４
（ROM）、ランダムアクセスメモリ86（RAM）に結線され
る。８８はクロック信号発生器（CLOCK）である。ROM８
４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ルーチンがプログラムの形で格納さ
れている。MPU８２は、ROM８４のかかる記憶内容に従っ
て、バルブタイミング制御を行う。このプログラムは第
６図にフローチャートとして示されており、以下このフ
ローチャートについて順を追って説明する。
第６図において９６はこのルーチンの開始を示し、所定
時間毎に実行される割込ルーチンである。この時間間隔
はステップモータ５０が１ステップ回転すべきという指
令を受けてからこれを完了するのに十分な時間に設定さ
れる。MPU８２にこの割込要求が入ると、９５ではステ
ップＯＮフラグが１か否かの判定を行う。このフラグ
は、バルブタイミングの制御中即ちステップモータの回
転中に立つフラグであり、最初は０である。従って、９
８の判定はＮ０であり、継いで100では各運転条件にお
けるバルブタイミングの目標値Vstepの演算を行う。即
ち、MPU８２は、RAM８６の所定エリアに格納されている
圧力センサ６２からの吸気管圧力Pbのデータ及び回転数
センサ６４からの回転数Neのデータ、更には水温センサ
６６からの水温THWのデータを取込む。ROM８４には、第
４図の如き等高線データがテーブルとして記憶されてお
り、MPU８２は実測した圧力Pb及び回転数Neのデータよ
りそのときの目標バルブタイミングを例えばステップモ
ータの、基準位置よりの回転角Vstepとして計算する。
そしてそのときの水温THWに応じ必要な補正を行う。
時間毎に実行される割込ルーチンである。この時間間隔
はステップモータ５０が１ステップ回転すべきという指
令を受けてからこれを完了するのに十分な時間に設定さ
れる。MPU８２にこの割込要求が入ると、９５ではステ
ップＯＮフラグが１か否かの判定を行う。このフラグ
は、バルブタイミングの制御中即ちステップモータの回
転中に立つフラグであり、最初は０である。従って、９
８の判定はＮ０であり、継いで100では各運転条件にお
けるバルブタイミングの目標値Vstepの演算を行う。即
ち、MPU８２は、RAM８６の所定エリアに格納されている
圧力センサ６２からの吸気管圧力Pbのデータ及び回転数
センサ６４からの回転数Neのデータ、更には水温センサ
６６からの水温THWのデータを取込む。ROM８４には、第
４図の如き等高線データがテーブルとして記憶されてお
り、MPU８２は実測した圧力Pb及び回転数Neのデータよ
りそのときの目標バルブタイミングを例えばステップモ
ータの、基準位置よりの回転角Vstepとして計算する。
そしてそのときの水温THWに応じ必要な補正を行う。
次の１０４では、MPU８２はRAM８６の所定エリアに格納
されている現在のステップモータの回転角位置Vpositを
取り込み、上述の如く計算された目標値Vstepから減算
する。この減算結果STEPは目標値に対するバルブタイミ
ングの偏差をステップモータの回転すべきステップ数と
して表わしたものである。
されている現在のステップモータの回転角位置Vpositを
取り込み、上述の如く計算された目標値Vstepから減算
する。この減算結果STEPは目標値に対するバルブタイミ
ングの偏差をステップモータの回転すべきステップ数と
して表わしたものである。
１０６では、STEP＝０か否かの判定を行う。Yesであれ
ばバルブタイミングが目標値からずれていないと認識
し、１０８に分岐しメインルーチンに戻る。Noであれば
バルブタイミングが目標値からずれていると考えられ、
１０９でステップ０Ｎフラグをセットした後、１１０の
ステップに入る。１１０では、STEP＞０か否かを判定す
る。Yesであれば、ステップモータ５０を正転させる方
向に修正すべきと認識し、１１２で回転方向標示フラグ
DIRを“０”とする。またNoであれば、ステップモータ
５０を逆転する方向に修正すべきと認識し、１１４で回
転方向標示フラグDIRを“１”とする。この場合、１０
４で計算される、ステップモータの回転すべきステップ
数STEPは負となるから、１１６で絶対値をとり正符号に
変換する。
ばバルブタイミングが目標値からずれていないと認識
し、１０８に分岐しメインルーチンに戻る。Noであれば
バルブタイミングが目標値からずれていると考えられ、
１０９でステップ０Ｎフラグをセットした後、１１０の
ステップに入る。１１０では、STEP＞０か否かを判定す
る。Yesであれば、ステップモータ５０を正転させる方
向に修正すべきと認識し、１１２で回転方向標示フラグ
DIRを“０”とする。またNoであれば、ステップモータ
５０を逆転する方向に修正すべきと認識し、１１４で回
転方向標示フラグDIRを“１”とする。この場合、１０
４で計算される、ステップモータの回転すべきステップ
数STEPは負となるから、１１６で絶対値をとり正符号に
変換する。
次の１１８のステップではDIRが１か否かの判定を行
う。Yesであればステップモータ５０は逆転すべきであ
り１２０で逆転処理を行う。MPU８２は出力ポート７０
にステップモータを現在位置より１ステップだけ逆転さ
せるためのデジタル信号を書き込む。この書き込み内容
はラッチ回路７２で保持され、ゲート７４はラッチ回路
７２の内容に従って開閉されステップモータ５０の各励
磁コイルは現在位置から１ステップ逆転するよう励磁さ
れる。
う。Yesであればステップモータ５０は逆転すべきであ
り１２０で逆転処理を行う。MPU８２は出力ポート７０
にステップモータを現在位置より１ステップだけ逆転さ
せるためのデジタル信号を書き込む。この書き込み内容
はラッチ回路７２で保持され、ゲート７４はラッチ回路
７２の内容に従って開閉されステップモータ５０の各励
磁コイルは現在位置から１ステップ逆転するよう励磁さ
れる。
もし、１１８でNoの判定であればステップモータ５０は
正転すべきであり１２２で正転処理が行われる。即ち、
出力ポート７０にはステップモータ５０を現在位置から
１ステップ正転させるようなデジタル信号が現われラッ
チ回路７２はその内容を保持し、ゲートはステップモー
タを１ステップ正転するよう開始される。
正転すべきであり１２２で正転処理が行われる。即ち、
出力ポート７０にはステップモータ５０を現在位置から
１ステップ正転させるようなデジタル信号が現われラッ
チ回路７２はその内容を保持し、ゲートはステップモー
タを１ステップ正転するよう開始される。
次に割込みが開始されると、９８ではステップＯＮフラ
グが１であるから、Yesと判定され、１３０に進み、こ
こではSTEPから１引いたものをSTEPとする。１３２では
STEP＝０か否かが判定され、０でなければNoに分岐し、
118以下の処理が行われる。
グが１であるから、Yesと判定され、１３０に進み、こ
こではSTEPから１引いたものをSTEPとする。１３２では
STEP＝０か否かが判定され、０でなければNoに分岐し、
118以下の処理が行われる。
１０４で計算された偏差分に一致したステップ数だけス
テップモータが回転すると、１３２での判定結果がYes
となり、１３４に進む。１３４ではMPU８２は出力ポー
ト７０にステップモータをその位置に停止させる指令を
送り、ラッチ７２はその内容を保持し、ゲート７４はス
テップモータ５０をその位置に保持するよう駆動され
る。136はステップＯＮフラグのリセットを示す。
テップモータが回転すると、１３２での判定結果がYes
となり、１３４に進む。１３４ではMPU８２は出力ポー
ト７０にステップモータをその位置に停止させる指令を
送り、ラッチ７２はその内容を保持し、ゲート７４はス
テップモータ５０をその位置に保持するよう駆動され
る。136はステップＯＮフラグのリセットを示す。
以上述べたように本発明ではステップモータによりバル
ブタイミングを運転条件に応じ精密制御することがで
き、燃費率を高く維持した上で出力の向上を図ることが
できる。
ブタイミングを運転条件に応じ精密制御することがで
き、燃費率を高く維持した上で出力の向上を図ることが
できる。
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III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ック図、 第６図は本発明のソフトウエア構成を示すフローチャー
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
リット、４４，４６…ローラベアリング、５０…ステッ
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。
細図、 第３図は第２図のIII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ック図、 第６図は本発明のソフトウエア構成を示すフローチャー
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
リット、４４，４６…ローラベアリング、５０…ステッ
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)
- 【請求項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
によって駆動されるステップモータと、該ステップモー
タの回転運動をカム軸の軸線に沿つた直線運動に変換す
る回転運動−直線運動変換手段と、この直線運動を受け
て、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、該相対角度制御手段は、カム軸と同軸
に設けられ、クランク軸に連結される回転被駆動部材に
連結されるアウタスリーブと、該アウタスリーブに同軸
に配置され、カム軸に連結されるインナスリーブと、前
記アウタスリーブ及びインナスリーブに相互に交差する
ように形成される一対のスリットと、該スリット内に位
置されるローラベアリングと、前記回転運動−直線運動
変換手段に連結されて、カム軸の軸線に沿つた方向にお
いて往復移動可能にローラベアリングを担持する移動体
とより成り、制御回路からの制御信号に応じて前記ステ
ップモータは回転運動−直線運動変換手段を介して前記
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、 前記相対角度制御手段により得られる、カム軸に対する
前記回転被駆動部材の相対角度位置として定まるバルブ
タイミング代表値を機関の各運転条件に応じて記憶して
おく記憶手段と、 機関の運転中にその特定の運転条件に対応したバルブタ
イミング代表値を前記記憶手段に記憶されたバルブタイ
ミング値より目標値として演算する手段と、 機関の運転中にバルブタイミング代表値の実測値を検知
する手段と、 演算されたバルブタイミング代表値の目標値と、実測さ
れたバルブタイミング代表値との偏差を演算する手段
と、 前記偏差に応じたパルス数だけステップモータへの制御
信号の供給を行う手段と、 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 |
|---|---|---|---|
| JP22032782A JPH063125B2 (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP22032782A JPH063125B2 (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59110818A JPS59110818A (ja) | 1984-06-26 |
| JPH063125B2 true JPH063125B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=16749402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22032782A Expired - Lifetime JPH063125B2 (ja) | 1982-12-17 | 1982-12-17 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063125B2 (ja) |
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
- 1982-12-17 JP JP22032782A patent/JPH063125B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59110818A (ja) | 1984-06-26 |
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