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JPH0480202B2 - - Google Patents
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JPH0480202B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0480202B2
JPH0480202B2 JP22112182A JP22112182A JPH0480202B2 JP H0480202 B2 JPH0480202 B2 JP H0480202B2 JP 22112182 A JP22112182 A JP 22112182A JP 22112182 A JP22112182 A JP 22112182A JP H0480202 B2 JPH0480202 B2 JP H0480202B2
Authority
JP
Japan
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valve timing
camshaft
electric drive
control circuit
control
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP22112182A
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Japanese (ja)
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JPS59113222A (en
Inventor
Norihiko Nakamura
Toyoichi Umehana
Yoshiaki Shibata
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59113222A publication Critical patent/JPS59113222A/en
Publication of JPH0480202B2 publication Critical patent/JPH0480202B2/ja
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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
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-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
    • F01L1/344Valve-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
    • F01L1/34403Valve-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
    • F01L1/34406Valve-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)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • 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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device capable of performing multi-stage valve timing control according to engine operating conditions.

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。
There are various types of variable valve timing mechanisms, such as one proposed by the present applicant in which a pair of slits are provided adjacent to an inner sleeve on the camshaft side and an outer sleeve on the timing pulley side. The pair of slits extend in directions that are inclined to each other, and a roller bearing is installed within the slits. The roller bearing is supported by a cylindrical moving body that is movable in the camshaft direction.
The rotary drive motor is connected to the movable body through a rotary motion-to-linear motion conversion means consisting of a threaded portion on its output shaft and a nut that engages with the threaded portion. Depending on the direction of rotation of the motor controlled by the control circuit, the roller bearing moves in the direction of the camshaft within the intersecting slits, causing relative rotation of the pair of sleeves. As a result, the valve timing changes in two stages between the maximum rotational position of the motor in one direction and the maximum rotational position in the other direction.

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。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
のバルブタイミグ制御信号により駆動モータは所
期のバルブタイミングへの制御を行う。ところ
が、バツテり電圧が規定より下がると、電動モー
タにより充分な駆動力が得られず、制御回路によ
り設定されるバルブタイミングが得られず、バル
ブタイミングが変動するおそれがある。
If equipped with a variable valve timing mechanism,
Valve timing is not constant and changes depending on the engine operating condition. That is, the variable valve timing mechanism includes a drive means such as an electric motor that receives a control signal from a control circuit, and the drive motor controls the valve timing to a desired valve timing based on the valve timing control signal from the control circuit. However, if the buckling voltage falls below the specified value, the electric motor will not be able to obtain sufficient driving force, and the valve timing set by the control circuit will not be obtained, which may cause the valve timing to fluctuate.

本発明はバツテリ電圧の低下に係わらず、バル
ブタイミングの変動を防止することを目的とす
る。
An object of the present invention is to prevent fluctuations in valve timing regardless of a decrease in battery voltage.

この目的を達成するため、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
制御信号を受ける電動式駆動手段と、該電動式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線に平行な方
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動式駆動手段は
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、 電源電圧が所定値以上あるか否かの判定を行う
手段と、 電源電圧が所定値以上と判定したときは、機関
の運転条件に応じたバルブタイミングが得られる
ように電動式駆動手段への制御信号を形成する手
段と、 電源電圧が所定値以下と判定したときは最も遅
れ側のバルブタイミングが得られるように電動式
駆動手段への制御信号を形成する手段とより成
る。
To achieve this object, the valve timing control device for an internal combustion engine of the present invention includes a variable valve timing mechanism and a control circuit, and the variable valve timing mechanism includes an electric drive means receiving a control signal from the control circuit. , a transmission means for transmitting the motion of the output shaft of the electric drive means in a direction parallel to the axis of the camshaft, and a transmission means connected to the transmission means and rotatably provided coaxially with the camshaft and connected to the crankshaft. a relative angle control means for controlling valve timing as a relative angular position of a rotationally driven member relative to the camshaft; The valve timing by the relative angle control means is controlled in multiple stages, and the control circuit includes means for determining whether or not the power supply voltage is at least a predetermined value; means for forming a control signal to the electric drive means so as to obtain valve timing according to the operating conditions of the electric drive means; means for forming a control signal to the drive means.

本発明の作動においては、バツテリ電圧の低下
時は、バルブタイミングは最も遅れ側に制御され
る。即ち、バルブタイミングが最も遅れ側の場合
有効圧縮比は最も小さくなる方向なので、バツテ
リ電圧が低下していても、このバルブタイミング
に確実に制御することができ、最終的にはこのバ
ルブタイミングに保持することができ、バルブタ
イミングの変動を防止することができる。
In the operation of the present invention, when the battery voltage decreases, the valve timing is controlled to the most delayed side. In other words, when the valve timing is on the most delayed side, the effective compression ratio is the smallest, so even if the battery voltage is low, the valve timing can be reliably controlled and ultimately maintained at this valve timing. This makes it possible to prevent fluctuations in valve timing.

以下添付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の一端に回転比駆動部材と
してのタイミングプーリ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。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。
Referring to the accompanying drawings, 1 is a cylinder block, 2 is a cylinder head, 3 is a cylinder head cover, 4 is an intake pipe, 6 is a throttle valve,
8 is an exhaust pipe. 10 is a crankshaft connected to a piston 14 via a connecting rod 12. A cam 20 is formed on the camshaft 18, and the cam 2
0 is connected to the intake valve 2 via the rocker arms 22 and 23.
4. Acts on the exhaust valve 25 against the valve spring 26. A timing pulley 28 as a rotation ratio driving member is positioned at one end of the camshaft 18 so as to be relatively rotatable, and is wound around a pulley 32 on the crankshaft 10 via a timing belt 30. The timing pulley 28 and the camshaft 18 are connected by a variable valve timing mechanism 34 according to the present invention.

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60からの
制御信号を受ける電動式駆動手段と、該電動式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線に平行な方
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成る。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
インナスリーブ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39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4
2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、スリツト40,4
2、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。
The configuration of the variable valve timing mechanism 34 is shown in FIG. Variable valve timing mechanism 34
According to the present invention, the motor-driven drive means receives a control signal from a control circuit 60, which will be described later, and the transmission means transmits the movement of the output shaft of the motor-driven drive means in a direction parallel to the axis of the camshaft. , valve timing as a relative angular position with respect to the camshaft of a rotating driven member (timing pulley 28 in the embodiment) connected to the transmission means, rotatably provided coaxially with the camshaft, and connected to the crankshaft; and relative angle control means for controlling the angle. First, the relative angle control means will be explained. An inner sleeve 36 is fixed to one end of the camshaft 18 with a bolt 37. The timing pulley 28 is mounted on the inner sleeve 36 by a bearing 39. An outer sleeve 38 extends coaxially with the inner sleeve 36 from the boss portion of the timing pulley 28 . Inner sleeve 36 and outer sleeve 38 have adjacent slits 40 and 42. As shown in FIG. 3, one of them 40 is straight, while the other 42 is slanted, so that they cross each other. Slits 40 and 4
Bearings 44 and 46 are located within 2, respectively. The bearings 44 and 46 are supported on a shaft portion 48' that integrally extends in the radial direction from a cylindrical moving body 48 that reciprocates along the direction of the camshaft.
The inner sleeve 36, bolt 37, bearing 39, outer sleeve 38, slit 40, 4
2, the bearings 44, 46, and the moving body 48 constitute the relative angle control means of the present invention.

50は電動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。
Reference numeral 50 denotes a step motor as an electric drive means, which is connected to the movable body 48 via a transmission means.

この伝動手段はいわゆるリサーキユレーテイン
グポールねじとして構成される。即ち、モータ5
0の出力軸50′上に外ねじが切られ、ナツト5
2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。
This transmission means is constructed as a so-called recirculating pole screw. That is, motor 5
An external thread is cut on the output shaft 50' of 0, and a nut 5
2 has an endless internal thread, and a ball 54 is located between these threads. A guide rod 51 extending from the housing of the motor 50 is fitted into a camshaft guide groove 52' formed in the nut 52. Due to this structure, the output shaft 5 of the motor 50
It will be clear that the rotational movement of 0' is converted into a linear movement of the nut 52. The nut 52 is connected to the movable body 48 via a bearing 55, and the bearings 44 and 46 are driven in the camshaft direction.

56はケースであり一端でボルト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
34をも含めてタイミングベルト30を収納して
いる。
Reference numeral 56 denotes a case, one end of which is fixed to the hub portion of the timing pulley 28 by a bolt 57, and the other end rotatably connected to the motor housing by a bearing 58. 59 is a timing belt cover, which houses the timing belt 30 including the variable valve timing mechanism 34 of the present invention.

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ブ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。
The rotation of the crankshaft 10 is controlled by the timing pulley 3.
2. It is transmitted to the timing pulley 28 via the timing belt 30. The rotation of the timing pulley 28 is transmitted to the shaft portion 48' via a roller bearing 46 located within a slit 42 of an outer sleeve 38 integral with the timing pulley 28. The rotation of the shaft portion 48' is transmitted to the inner sleeve 36 from the roller bearing 44 located in the slit 40, and the rotation of the cam shaft 1 is transmitted to the inner sleeve 36.
8 is rotationally driven. When the cam 20 on the camshaft 18 reaches the peak, it pushes the stems of the valves 24, 25 via the rocker arms 22, 23, and opens the valves 24, 25 against the valve spring 26.

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
36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2
4,25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。
When the step motor 50 is driven, its output shaft 50' rotates and the nut 52 moves in the direction A or B in FIG. Therefore, the roller bearing 44 provided on the shaft of the movable body 48 that moves together with the nut 52
and 46 also have respective slits 40 and 42 in the same direction.
move within. Since the slits 40 and 42 cross each other as shown in FIG.
The linear motion in the camshaft direction is converted into relative rotation between the inner sleeve 36 and the outer sleeve 38 in the direction C or D in FIG. 3. Therefore,
Outer sleeve 38 on the driving side of the camshaft 18 connected to inner sleeve 36 on the driven side
That is, the timing pulley 28 and the crankshaft 10
The phase relative to changes. Therefore, valve 2
The valve timing, which is the crank angle position when the cam 20 acts on the valves 4 and 25, is variable. The valve timing is determined according to the position of the movable body 48 in the camshaft direction, in other words, according to the rotation angle of the step motor 50 from the reference position.

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
イミングは常に目標値に維持することができる。
この場合、バツテリBの電圧が低いときは上述の
制御を行つても誤動作のおそれがある。そこで本
発明では、バツテリ電圧が所定値以上かどうかを
常に監視し、是であれば上述の制御を行うが、非
であればこの制御は行わずに、バルブタイミング
は固定の値、例えば最も遅れたタイミングに設定
している。以下このようなステツプモータの回転
制御を実現する構成について説明する。
It is clear that the above-mentioned structure allows valve timing to be continuously changed according to the rotation of the motor 50, but the present invention focuses on this and changes the rotation angle of the step motor according to the engine operating conditions. We are trying to control valve timing in multiple stages, and the principle is as follows. In other words, valve timing is determined by engine operating conditions, such as engine speed N e , intake pipe pressure P b representing the load, water temperature THW, etc. For example, N e and P b
Regarding, as shown in Figure 4, the contour lines v 1 , v 2 ,...
It changes according to. The contour lines shown in Figure 4 are stored in the computer memory as a table, and a point in the table is calculated as the target valve timing position based on the rotational speed N e , intake pipe pressure P b, etc. actually measured during engine operation. The deviation between this target value and the actual valve timing position is calculated, and the step motor 50 is rotated by the number of steps corresponding to the deviation, whereby the valve timing can always be maintained at the target value. can.
In this case, when the voltage of battery B is low, there is a risk of malfunction even if the above-mentioned control is performed. Therefore, in the present invention, the battery voltage is constantly monitored to see if it is above a predetermined value, and if it is true, the above-mentioned control is performed, but if it is not, this control is not performed and the valve timing is set to a fixed value, for example, the most delayed. The timing is set accordingly. A configuration for realizing such rotational control of the step motor will be described below.

60はそのような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。
A control circuit 60 performs such valve timing control and functions as a microcomputer. Signals from various operating condition detection sensor groups are input to the control circuit 60. The intake pipe pressure sensor 62 is provided in the intake pipe 4 and detects the intake pipe pressure P b
Detect. The rotation speed sensor 64 generates a pulse signal depending on the position of a detection piece 64' provided on the crankshaft. Further, a water temperature sensor 66 is provided at the cylinder block 1 to detect the cooling water temperature.

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。
The control circuit 60 includes these sensor groups 62, 64,
The signal from 66 is processed to form a drive signal for step motor 50.

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
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。図示しな
いがステツプモータ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の回転すべき方向および回転すべきステツプ
数をマイクロコンピユータより指令を受け、それ
を実行するようゲート74の開閉命令を所定シー
ケンスに従つて出力する役目を負う。尚、ステツ
プモータ50の詳細構造については、本発明特徴
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。
FIG. 5 schematically shows the control circuit 60 as a block diagram. The input/output port 68 receives signals from the intake pipe pressure sensor 62, the rotation speed sensor 64, and the water temperature sensor 66. The output port 70 is connected to the stator coil of the step motor 50 via a latch circuit 72 and a gate 74. Although not shown, the step motor 50 has a plurality of excitation coils, and rotates in a predetermined direction step by step by sequentially selecting the excitation coils to be magnetized. The gate 74 has the role of selecting a part of the excitation coils to be magnetized from among the plurality of excitation coils. The latch circuit 72 also receives instructions from the microcomputer regarding the direction in which the step motor 50 should rotate and the number of steps it should rotate, and has the role of outputting an opening/closing command for the gate 74 according to a predetermined sequence to execute the instructions. . The detailed structure of the step motor 50 is not related to the features of the present invention, so it will not be described in detail here, but if necessary, please refer to Japanese Patent Application No. 56-8147 filed by the present applicant. Please refer to the description and drawings attached to the application (see Publication No. 124047).

入出力ポート68及び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つて、バル
ブタイミング制御を行う。
Input/output ports 68 and 70 are connected by bus 80 to microprocessing unit 82, which is a component of a microcomputer system.
(MPU), read-only memory 84 (ROM), and random access memory 86 (RAM). 88 is a clock signal generator (CLOCK). The ROM 84 stores a routine in the form of a program that implements the valve timing switching control of the present invention as outlined above. MPU82
performs valve timing control according to the stored contents of the ROM 84.

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。
This program is shown as a flowchart in FIG. 6, and this flowchart will be explained step by step below.

第6図において94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。
In FIG. 6, 94 indicates the start of this routine, which is an interrupt routine executed at predetermined time intervals.

この割込間隔は、ステツプモータ50が1ステ
ツプ回転すべきという指令を受けてから、その指
令を完全に実示するに十分な時間に設定される。
This interrupt interval is set to a time sufficient for the step motor 50 to fully implement the command after receiving the command to rotate one step.

MPU82にこの時間割込要求が入ると、この
割込ルーチンが実行に移り、先ずステツプONフ
ラグの判定を行い、Noであれば98に進む。98で
はMPU82はRAM86の所定エリアに格納さ
れたバツテリBの電圧データを取り込み、電圧が
所定値例えば10Vより大きいか否か判定する。
Yesであれば正常と考え、102に進む。102ではバ
ルブタイミング目標値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録され
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
グを例えばステツプモータの、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。
When this time interrupt request is received by the MPU 82, this interrupt routine is executed and first the step ON flag is determined, and if No, the routine advances to 98. At step 98, the MPU 82 takes in the voltage data of the battery B stored in a predetermined area of the RAM 86, and determines whether the voltage is larger than a predetermined value, for example, 10V.
If Yes, consider it normal and proceed to 102. At 102, a valve timing target value Vstep is calculated. That is, the MPU 82 receives the intake pipe pressure from the pressure sensor 62 stored in a predetermined area of the RAM 86.
P b data and rotation speed from rotation speed sensor 64
N e data, as well as the water temperature from the water temperature sensor 66
Import THW data. The ROM84 contains the fourth
The contour line data as shown in the figure is recorded as a table, and the MPU 82 uses the actually measured pressure P b and rotation speed.
From the data of Ne , the target valve timing at that time is calculated as, for example, the rotation angle Vstep of the step motor from the reference position. Then, necessary corrections are made according to the water temperature THW at that time.

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ツプモータの回
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
をステツプモータの回転すべきステツプ数として
表わしたものである。
In the next step 104, the MPU 82 takes in the current rotational angular position Vposit of the step motor stored in a predetermined area of the RAM 86, and subtracts it from the target value Vstep calculated as described above. This subtraction result
STEP represents the deviation of the valve timing from the target value as the number of steps in which the step motor should rotate.

106では、STEP=0か否かの判定を行う。 In 106, it is determined whether STEP=0.

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、ステツプONフラ
グを1とセツト後110のステツプに入る。110で
は、STEP>0か否かを判定する。Yesであれ
ば、ステツプモータ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
“0”とする。またNoであれば、ステツプモータ
50を逆転する方向に修正すべきと認識し、114
で回転方向表示フラグDIRを“1”とする。
If Yes, it is recognized that the valve timing has not deviated from the target value, and the process branches to 108 and returns to the main routine. If No, it is considered that the valve timing is deviated from the target value, and after setting the step ON flag to 1, the program enters step 110. In 110, it is determined whether STEP>0. If Yes, it is recognized that the step motor 50 should be corrected in the direction of forward rotation, and the rotation direction indicator flag DIR is set at 112.
Set to “0”. If no, it is recognized that the step motor 50 should be corrected in the reverse direction, and 114
Set the rotation direction display flag DIR to "1".

この場合、104で計算される、ステツプモータ
の回転すべきステツプ数STEPは負となるから、
116で絶対値をとり正符号に変換する。
In this case, the number of steps STEP that the step motor should rotate, calculated in 104, is negative, so
116 takes the absolute value and converts it to a positive sign.

次の118のステツプではDIRが1か否かの判定
を行う。Yesであればステツプモータ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にステツプモータを現在位置より
1ステツ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ツチ回路72で
保持され、ゲート74はラツチ回路72の内容に
従つて開閉されステツプモータ50の各励磁コイ
ルは現在位置から1ステツプ逆転するように励磁
される。
In the next step 118, it is determined whether DIR is 1 or not. If Yes, the step motor 50 should be reversed, and the reversal process is performed in step 120. The MPU 82 writes a digital signal to the output port 70 to reverse the step motor by one step from the current position. This written content is held in a latch circuit 72, and the gate 74 is opened and closed according to the content of the latch circuit 72, and each excitation coil of the step motor 50 is excited so as to be reversed by one step from the current position.

もし、118でNoの判定であればステツプモータ
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にはステツプモータ
50を現在位置から1ステツプ正転させるような
デジタル信号が現われラツチ回路は72その内容
を保持し、ゲート74はステツプモータを1ステ
ツプ正転するよう開閉される。
If the determination in step 118 is No, the step motor 50 should rotate in the normal direction, and the normal rotation process is performed in 122. That is, a digital signal appears at the output port 70 to rotate the step motor 50 one step forward from the current position, the latch circuit 72 holds its contents, and the gate 74 is opened and closed to rotate the step motor one step forward from the current position. .

次に割込みが開始されると、96ではステツプ
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。
Next time the interrupt is started, the 96 will step
Since the ON flag is 1, it is judged as Yes and 130
, and here subtract 1 from STEP.
STEP. At 132, it is determined whether STEP=0 or not, and if it is not 0, the process branches to No, and the processing from 118 onwards is performed.

104で計算された偏差分に一致したステツプ数
だけステツ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MPU8
2は出力ポート70にステツプモータ50をその
位置に停止させる指令を送り、ラツチ72はその
内容を保持し、ゲート74はステツプモータ50
をその位置に保持するよう駆動される。
When the step motor rotates by the number of steps corresponding to the deviation calculated in step 104, the determination result in step 132 becomes Yes, and the process proceeds to step 134. 134 has MPU8
2 sends a command to the output port 70 to stop the step motor 50 at that position, the latch 72 holds its contents, and the gate 74 stops the step motor 50 at that position.
is driven to hold it in that position.

136はステツプONフラグのリセツトを示す。 136 indicates the reset of the step ON flag.

98のステツプでバツテリ電圧が所定値以下と判
定すればNoに分岐する。次いで140では、バルブ
タイミングの目標値Vstepを0、即ち、第2図で
移動体48が最も左側に移動した遅れ側のバルブ
タイミングに設定される。そのため、104以下の
ルーチンの実行によつてステツプモータ50はそ
の位置までのステツプ数だけ逆転される。
If it is determined in step 98 that the battery voltage is below a predetermined value, the process branches to No. Next, at 140, the target value Vstep of the valve timing is set to 0, that is, the valve timing on the delayed side when the movable body 48 has moved to the leftmost position in FIG. Therefore, by executing the routine 104 and below, the step motor 50 is reversed by the number of steps to that position.

以上述べたように本発明ではエンジン運転条件
に応じてステツプモータを駆動することによりバ
ルブタイミングを最適に設定できると共に、バツ
テリ電圧の低いときはそのような制御を行わず、
遅れ側の固定の値に設定することにより、誤差動
を防止し、エンジン性能の悪化を防止することが
できる。
As described above, in the present invention, the valve timing can be optimally set by driving the step motor according to the engine operating conditions, and such control is not performed when the battery voltage is low.
By setting the value to a fixed value on the delay side, it is possible to prevent error movement and prevent deterioration of engine performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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。
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an internal combustion engine according to the present invention. FIG. 2 is a detailed sectional view of the variable valve timing mechanism in the camshaft direction. FIG. 3 is a view taken in the direction of the arrow in FIG.
The figure is a diagram showing the required characteristics of valve timing for the combination of engine speed and intake pipe pressure.
FIG. 5 is a block diagram of the control circuit, and FIG. 6 is a flowchart showing the software configuration of the present invention. 10... Crankshaft, 18... Camshaft, 24...
...Intake valve, 25...Exhaust valve, 34...Variable valve timing mechanism, 36...Inner sleeve, 38
...Outer sleeve, 40, 42...Slit,
44, 46... Roller bearing, 50... Step motor, 60... Control circuit, 62... Pressure sensor, 64... Rotation speed sensor, 66... Water temperature sensor.

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動式駆動手段と、該電動式駆
動手段の出力軸の運動をカム軸の軸線に平行な方
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動式駆動手段は
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、 電源電圧が措定値以上あるか否かの判定を行う
手段と、 電源電圧が所定値以上と判定したときは、機関
の運転条件に応じたバルブタイミングが得られる
ように電動式駆動手段への制御信号を形成する手
段と、 電源電圧が所定値以下と判定したときは最も遅
れ側のバルブタイミングが得られるように電動式
駆動手段への制御信号を形成する手段とより成る
内燃機関のバルブタイミング制御装置。
[Claims] 1. Consisting of a variable valve timing mechanism and a control circuit, the variable valve timing mechanism includes an electric drive means that receives a control signal from the control circuit, and controls the movement of the output shaft of the electric drive means. Relative to the camshaft of a transmission means that transmits transmission in a direction parallel to the axis of the camshaft, and a rotating driven member that is connected to the transmission means, is rotatably provided coaxially with the camshaft, and is connected to the crankshaft. and a relative angle control means for controlling valve timing as an angular position, and the electric drive means controls the valve timing by the relative angle control means in multiple stages via the transmission means in response to a control signal from the control circuit. The control circuit includes means for determining whether the power supply voltage is at least a predetermined value, and a means for determining whether the power supply voltage is at least the predetermined value, and a means for determining valve timing according to engine operating conditions when the power supply voltage is determined to be at least the predetermined value. means for forming a control signal to the electric drive means at the same time; and means for forming a control signal to the electric drive means so as to obtain the most delayed valve timing when the power supply voltage is determined to be below a predetermined value. A valve timing control device for an internal combustion engine consisting of:
JP57221121A 1982-12-18 1982-12-18 Valve timing controlling apparatus for internal- combustion engine Granted JPS59113222A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59113222A JPS59113222A (en) 1984-06-29
JPH0480202B2 true JPH0480202B2 (en) 1992-12-18

Family

ID=16761796

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JP57221121A Granted JPS59113222A (en) 1982-12-18 1982-12-18 Valve timing controlling apparatus for internal- combustion engine

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