JPS6143210A - エンジンのバルブ制御装置 - Google Patents

エンジンのバルブ制御装置

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Publication number
JPS6143210A
JPS6143210A JP59164145A JP16414584A JPS6143210A JP S6143210 A JPS6143210 A JP S6143210A JP 59164145 A JP59164145 A JP 59164145A JP 16414584 A JP16414584 A JP 16414584A JP S6143210 A JPS6143210 A JP S6143210A
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JP
Japan
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valve
crank angle
engine
energization
timing
Prior art date
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Pending
Application number
JP59164145A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuo Takahane
高羽 徹郎
Nagahisa Fujita
永久 藤田
Itaru Okuno
奥野 至
Manabu Arima
学 有馬
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.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPS6143210A publication Critical patent/JPS6143210A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、エンジンの吸気もしくは排気バルブまたは
両バルブのバルブ開閉機構を電磁手段により電気的に構
成して作動するようにしたエンジンのパルプ制御装置に
関する。
(従来技術) エンジンのバルブ開閉機構は一般的に機械的に構成され
ているが、エンジンの軽量化、燃費の向上化のために、
従来、エンジンの吸気バルブ、排気バルブを電磁手段で
作動するバルブ機構があった(例えば特開昭58−18
3805号公報)。
この従来構造の場合、電磁手段に通電する時期が、クラ
ンク角度に対して設定された一定時期であるため、エン
ジンの回転が高速回転側に変化すると、バルブの開弁時
期は、バルブが要求する開弁時期より遅れることになり
、エンジンの円滑な運転が得られない問題点があった。
(発明の目的) この発明の目的は、エンジンの回転上昇に応じて電磁手
段に対する通電開始時期を、クランク角度が大きくなる
方向に補正することで、高速回転時の開弁に対する応答
遅れを回避したエンジンのバルブ制御装置の提供にある
(発明の構成) この発明は、電磁手段への通電を制御する通電制御装置
に、開弁の所定クランク角度前から電磁手段へ通電を開
始する通電開始手段を設け、この通電開始手段を、エン
ジンの回転上昇に応じて、通電時期をクランク角度が大
きくなる方向に補正するべく構成したエンジンのバルブ
制御装置であることを特徴とする。
(発明の効果) この発明によれば、電磁手段に対する通電開始時期を、
エンジンの回転上昇に応じて、クランク角度が大きくな
る方向に補正するので、エンジンが高速回転した場合、
通電時期が早まることで、バルブ開弁の応答遅れをなく
し、要求時期に正確に開弁させることができ、エンジン
の円滑な運転が得られる。
(実施例) この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はエンジンのバルブ制御装置を示し、第1図におい
て、エンジン10は例えば4気筒エンジンを示し、シリ
ンダ11内を上下動するピストン12はコンロッド13
を介してクランク軸14を回動するように連結されてい
る。
シリンダ11上部の燃焼室15には吸気通路16と、排
気通路17が連通され、各通路16.17には各通路を
所定のタイミングで開閉する吸気バルブ18、排気バル
ブ19が設けら、これらのバルブ18.19は後述する
アクチュエータ20゜21で開閉駆動される。
上述のエンジン10にはディストリビュータ22が装着
され、このディストリビュータ22に内蔵されたクラン
ク角センサ(図示省略)から出力されるクランク白基準
信号TDC,クランク角信号Cはエンジンコントロール
ユニット23に入力され、また吸気通路16の上流には
エア70−メータ24が設けられ、このエアフローメー
タ24の吸入空気量信号Qも上述のユニット23に入力
される。
上述のエンジンコントロールユニット23はCPUおよ
びこれに付随するROM、RAM、カウンタ、タイマで
構成され、このユニット23に−は、アクセル25から
のアクセル開度を示すアクセル信号Aと、バッテリ26
の電圧レベルを示す電圧信号■が入力される。
そして、このユニット23で決定されたバルブ駆動信号
81.B2で前述の吸気バルブ18、排気バルブ19の
アクチュエータ20.21を駆動する。
第2図は上述の吸・排気バルブ18.19の駆動部分を
示し、両バルブ18.19のバルブステム27の上端に
固定されたバルブリテーナ28と下部のリテーナ29と
の間に介装されたバルブスプリング30によって、各バ
ルブ18.19は閉弁され、バルブステム27の上端に
各アクチュエータ20.21のスピンドル31の下端が
対接されている。
上述の各アクチュエータ20.21は上述のスピンドル
31とコイル32とによって構成され、コイル32に通
電されることで、スピンドル31が下動し、バルブ18
.19を押下して開弁することができる。
上述のように構成したバルブ制御装置において、例えば
、吸気バルブ18の開弁について述べると、第3図、第
4図に示すように、吸気バルブ18のアクチュエータ2
0にバルブ駆動信号B1を出力した場合、信号の出力時
点と、実際にバルブ18が開弁する開弁時点には、アク
チュエータ20が動作するための時間、すなわち、コイ
ル32に磁界を発生させて、スピンドル31を下動させ
る時間があって、この動作時間が開弁の応答lれとなる
(第3図参照)。
この開弁の応答遅れを回避するためには、バルブの要求
開弁時期、すなわち、開弁目標時期に対して、上述の動
作時間分早めにバルブ駆動信号B1を出力する必要があ
る。
また、開弁の応答遅れの他の要素には、バッテリ26の
電圧降下があり、電圧が降下するとアクチュエータ20
の動作時間が長くなり、その分が応答遅れとなるため、
バルブ駆動信号B1の出力時期を早くする方向に補正す
る必要がある。
さらに、開弁の応答遅れの他の要素には、エンジン10
の回転が高速になった場合、すなわち、アクチュエータ
20の動作時間はエンジン10の回転速麿にかかわりな
く、常に一定の時間を要するので、回転が高速になれば
、開弁時期、すなわち、開弁のクランク内皮位置が進む
ことになるので、結果的に、開弁の応答遅れとなり(第
4図の上部側参照)、バルブ駆動信号B1の出力時期を
早くする方向に補正する必要がある。
なお、上述の説明は、吸気バルブ18の開弁時期につい
て述べたが、閉弁時期についても同様の応答遅れがあり
(第4図下部参照)、また排気バルブ19の開弁および
閉弁時期についても、同様の応答遅れがある。そして、
これらの応答遅れに対しても、吸気バルブ18と同様に
して対処される。
この実施例では、開弁時期をクランク角度で対処し、ま
たアクチュエータ20の動作時間の応答遅れ、さらに、
バッテリ26の電圧降下と、エンジン10の高速回転に
対する開弁時期の補正に対してもクランク角度で対処し
ている。
第5図を参照して、バルブ制御装置の動作を説明する。
すなわち、ディストリビュータ22に内蔵されたクラン
ク角センサ(図示省略)からクランク角基準信号TDC
がエンジンコントロールユニット23に入力されると、
該信号TDCに基づいて割込みが発生する。
第1ステツプ41で、ユニット23に内蔵されたクラン
ク角カウンタをクリアする。
第2ステツプ42で、ユニット23に内蔵されたタイマ
で、前回の割込み時期と今回の割込み時期とによって割
込み周期を計時して、エンジン10の回転数を算出する
第3ステツプ43で、バッテリ26の電圧信号Vを読取
り、電圧レベルが降下しているかをチェックする。そし
てこの電圧レベル、前述のエンジン10の回転数に基づ
いて、吸・排気バルブ18゜19の開弁、閉弁の動作遅
れのクランク角θDを計算する。
すなわち、バッテリ26のが電圧降下すると、その降下
分アクチュエータ20.21の動作が遅れるので、アク
チュエータ20.21への通電開始時期を早(する必要
がある。これを可能にするためには、動作遅れのクラン
ク角を大きくしなければならない。
ユニット23には、バッテリ26の電圧降下に対する補
正用のマツプが設けられ、このマツプには段階的な電圧
降下の値に対してクランク角の補正値が設定され、電圧
降下に対して補正値が読出される。
さらに、エンジン10の回転数に対しては、回転が高速
になればなるほど、アクチュエータ20゜21の動作遅
れが現れるので、この場合も、アクチュエータ20.2
1への通電介し時期を早くする必要がある。これを可能
にするためには、前述と同様に動作遅れのクランク角を
太きくしなければならない。
ユニット23には、エンジン10の回転数に対する補正
用のマツプが設けられ、このマツプには段階的な回転数
に対してクランク角の補正値が設定され、算出された回
転数に対しての補正値が読出される。
そして、前述の電圧降下に対する補正値と、上述のエン
ジン10の回転数に対する補正値とによって、開弁、閉
弁の動作遅れのクランク角θDを算出する。
第4ステツプ44で、通電開始時期を設定する気筒を指
定し、これを所定の記憶エリアにストアする。
第5ステツプ45で、指定した気筒に対しての吸・排気
バルブ18.19の要求開弁、閉弁時期のクランク角を
算出する。
すなわち、エア70メータ24からの吸入空気量信号Q
1アクセル25からのアクセル信号A1および前述のエ
ンジン10の回転数に基づいて、エンジン10の運転状
態を判定し、この運転状態に対応した吸・排気バルブ1
8.19の要求開弁、閉弁時期を、クランク角基準信号
TDCを基準としたクランク角で算出する。
ユニット23には、エンジン10の運転状態に対する開
弁、閉弁のクランク角のマツプが設けられ、このマツプ
には段階的なエンジン10の運転状態の値に対してクラ
ンク角の値が設定され、判定されたエンジン10の運転
状態に対してのクランク角の値が読出される。
その結果、 吸気バルブ18の開弁クランク角θIN、n。
吸気バルブ18の閉弁クランク角ΣIN、n。
および 排気バルブ19の開弁クランク角θOUT、n 。
排気バルブ19の閉弁クランク角ΣOUT、n 1がそ
れぞれ決定される。
第6ステツプ46で、設定した気筒の吸気バルブ18の
アクチュエータ20に対するバルブ駆動信号B1の、 通電開始時期の開始クランク角θ′IN、nN通電停止
時期の停止クランク角Σ′IN、n。
のそれぞれを算出する。
この算出は、第5ステツプ45で決定された要求開弁時
期、要求閉弁時期のクランク角より、前述の第3ステツ
プ43で計算された遅れクランク角を減算することによ
って行なう。すなわち、θ′IN、n =θIN、n−
θD Σ′IN、n =ΣIN、n−θD 第7ステツプ47で、設定した気筒の排気バブ19のア
クチュエータ21に対するバルブ駆動信号B2の、 通電開始時期の開始クランク角θ′OUT、n 。
通電停止時期の停止クランク角Σ′0LIT、n 。
のそれぞれを算出する。
これらの算出も上述と同様にする。すなわち、θ−0L
IT、n−θ0LJT、n−θOΣ=OLJT、n−Σ
0LJT、n−θD上述のステップ47で、1気筒に対
する吸・排気バルブ18.19の通電開始、停止の各ク
ランク角の算出が終了すると、 第8ステツプ48で、エンジン10の金気筒についての
算出が終了したかを判定し、終了していないときは、 第9ステツプ49で、前述の第4ステツプ44で記憶し
た気筒数に1を加算して気筒数を更新して、第5ステツ
プ45にリターンする。
第8ステツプ48で、金気筒についての算出終了が判定
されたときは、次のクランク角基準信号TDCの割込み
までメイーンルーチンに復帰される。
上述のようにして算出された通電開始、停止の実行はク
ランク内借@Cの割込みに基づいて行なわれる。
すなわち、ディストリビュータ22に内蔵されたクラン
ク角センサ(図示省略)からクランク角信号Cがユニッ
ト23に入力されると、該信号Cに基づいて割込みが発
生する。
第11ステツプ51で、クランク角カウンタにクランク
内借@Cの読取り数1を加算する。
第12ステツプ52で、上述のクランク角カウンタの値
により、クランク角基ts’TDcからの現在クランク
角を算出する。
すなわち、カウンタの計数値の1に対してクランク角が
予め決定されているので、この計数値により、現在クラ
ンク角が算出される。
第13ステツプ53で、バルブ制御する気筒が第1気筒
であることを、設定された記憶エリアにストアする。
第14ステツプ54で、現在クランク角が指定した気筒
における吸気バルブ18の通電開始時期の開始クランク
角θ′IN、nであるかを判定し、これが判定されると
、 第15ステツプ55で、該気筒の吸気バルブ18のアク
チュエータ20に対して、バルブ駆動信号B1が出力さ
れ、この信@(通電)でコイル32に磁界が発生してス
ピンドル31が下方に吸引され、吸気バルブ18は要求
開弁時期で解放される。
なお、前述の114ステツプ54で、開始クランク角が
判定されない場合、第15ステップ55はスキップされ
る。
第16ステツプ56で、現在クランク角が指定した気筒
における吸気バルブ18の通電停止時期の停止クランク
角Σ−IN、nであるかを判定し、これが判定されると
、 第17ステツプ57で、アクチュエータ20へ既に出力
されているバルブ駆動信号B1を停止し、この停止で吸
気バルブ18はバルブスプリング30により閉弁され、
吸気バルブ18は要求閉弁時期で閉鎖される。
なお、第16ステツプ56で、停止クランク角が判定さ
れない場合、第17ステツプ57はスキップされる。
第18ステツプ58で、現在クランク角が指定した気筒
における排気バルブ19の通電開始時期の開始クランク
角θ′0LIT、nであるかを判定し、これが判定され
ると、 第19ステツプ59で、該気筒の排気バルブ19のアク
チュエータ21に対して、バルブ駆動信号B2が出力さ
れ、この信号(通電)でコイル32に磁界が発生してス
ピンドル31が下方に吸引され、排気バルブ19は要求
開弁時期で解放される。
なお、前述の第18ステツプ58で、開始クランク角が
判定されない場合、第19ステツプ59はスキップされ
る。
第20ステツプ60で、現在クランク角が指定した気筒
における排気バルブ19の通電停止時期の停止クランク
角Σ−0LIT、nであるかを判定し、これが判定され
ると、 第21ステツプ61で、アクチュエータ21へ既に出力
されているバルブ駆動信号B2を停止し、この停止で排
気バルブ19はバルブスプリング30により閉弁され、
排気バルブ19は要求閉弁時期で閉鎖される。
なお、第20ステツプ60で、停止クランク角が判定さ
れない場合、第21ステツプ61はスキップされる。
上述のステップ21で、1気筒に対する吸・排気バルブ
18.19のバルブ制御が終了すると、第22ステツプ
62で、エンジン10の金気筒についてのバルブ制御が
終了したかを判定し、終了していないときは、 第13ステツプ63で、前述の第14ステツプ54で記
憶した気筒数に1.を加算して気筒数を更新して、第1
4ステツプ54にリターンする。
第22ステツプ62で、金気筒についてのバルブ制御終
了が判定されたときは、次のクランク角信号Cの割込み
までメイーンルーチンに復帰される。
上述のようにして、バルブ制御すると、エンジン10が
高速回転しても、吸・排気バルブ18゜19の応答遅れ
が回避され、円滑な運転状態が得られる。
上述の実施例における吸・排気バルブ18.19のアク
チュエータ20.21は、バルブ18゜19の開弁、閉
弁の両方にコイル32を設けて、開弁、閉弁の両方を制
御することができる。またバルブ18.19の開弁をバ
ルブスプリング30で構成し、閉弁を7クチユエータ2
0.21で作動するべく構成するもよい。
この発明の構成と、上述の実施例の構成との対応におい
て、 発明の電磁手段は、実施例のアクチュエータ20.21
に対応し、以下同様に、 クランク角センサは、ディストリビュータ22に内蔵さ
れたクランク角センサに対応し、通電制御装置は、エン
ジンコントロールユニット23における第5〜7ステツ
プ45〜47、第14〜21ステツプ54〜61の処理
に対応し、通電開始手段は、エンジンコントロールユニ
ット23における第3スデツプ43中の回転数に対する
遅れクランク角θDの算出に対応し、その他は実施例の
同一部品名に対応する。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し、 第1図はエンジンのバルブ制御装置の構成図、第2図は
吸・排気バルブの断面図、 第3図はバルブの開弁に関するタイムチャート、第4図
はクランク角とエンジンの回転数との関係を示すグラフ
、 第5図はバルブ制御のフローチャートである。 10・・・エンジン    18・・・吸気バルブ19
・・・排気バルブ 20.21・・・アクチュエータ 22・・・ディストリビュータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、吸気もしくは排気バルブが電磁手段により作動され
    るエンジンであつて、 クランク軸の回転位置を検出するクランク 角センサと、 前記電磁手段への通電を制御する通電制御 装置とを有し、 上記通電制御装置は、開弁の所定クランク 角度前から電磁手段へ通電を開始する通電 開始手段を有し、 上記通電開始手段は、エンジンの回転上昇 に応じて通電開始時期をクランク角度が大 きくなる方向に補正するべく構成したこと を特徴とする エンジンのバルブ制御装置。
JP59164145A 1984-08-03 1984-08-03 エンジンのバルブ制御装置 Pending JPS6143210A (ja)

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JPS63105215A (ja) * 1986-10-13 1988-05-10 ハンス−ヴィルヘルム メイヤー 内燃機関の操作方法および装置
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