JPS6166824A - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents

エンジンのバルブタイミング制御装置

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JPS6166824A
JPS6166824A JP59189178A JP18917884A JPS6166824A JP S6166824 A JPS6166824 A JP S6166824A JP 59189178 A JP59189178 A JP 59189178A JP 18917884 A JP18917884 A JP 18917884A JP S6166824 A JPS6166824 A JP S6166824A
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JP
Japan
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valve
timing
exhaust valve
engine
air pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP59189178A
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English (en)
Inventor
Koichi Takahashi
高橋 侯一
Misao Fujimoto
藤本 操
Masanori Misumi
三角 正法
Toshiharu Masuda
益田 俊治
Kenji Kashiyama
謙二 樫山
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPS6166824A publication Critical patent/JPS6166824A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0242Variable control of the exhaust valves only
    • F02D13/0249Variable control of the exhaust valves only changing the valve timing only
    • 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
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    • F02D13/0261Controlling the valve overlap
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2201/00Electronic control systems; Apparatus or methods therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B2275/00Other engines, components or details, not provided for in other groups of this subclass
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • 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) 本発明は、過給機を備えたエンジンのバルブタイミング
を制御する装置、特に過給圧が所定値を越えたとき、バ
ルブタイミングを変更するようになったバルブタイミン
グ制御装置に関する(従来の技術) 過給機は、自然吸気に加えて、強制的に吸気を加圧し、
これによって燃焼室内での高充填効率を確保してエンジ
ンの高出力化を達成し辱るものであるが、吸気を断熱圧
砧するため吸気温度が上昇し、ノッキング等の異常燃焼
が発生する。特開昭58−217740号公報に開示さ
れた燃料噴射式エンジンでは、過給圧が高くなる領域で
は空燃比を小さくしてすなわち、燃料噴射量を増大させ
るようにして、燃料による冷却効果を利用して吸気温度
上昇を抑制し、これによって、高過給領域での異常燃焼
の発生を防止するようにしている。
(解決すべき問題点) 上述のような燃料増量による方法でも、異常燃焼を防止
することができるが、この方法は、燃費の面で不利であ
る。
(上記問題を解決するための手段) 本発明は、燃費の問題を解決しつつ有効にノンキング等
の異常燃焼を防止するために以下のようにh■成される
。すなわち、本発明のバルブタイミング制御装置は、過
給圧検出手段によって検出された過給圧が所定値を越え
るとき、バルブタイミングを変更するタイミング変更手
段が少なくとも排気弁の開弁タイミングを早めるように
構成されたことを特徴とする。過給圧の検出に当っては
、例えば、スロ7)ル弁の下流に圧力センサを設けられ
は良い。また、本発明のバルブタイミング変更装置とし
ては、従来公知の任意のタイミング変更装置を使用する
ことができる。排気弁が開かれると、燃焼室内の燃焼ガ
スが排気通路に排出されるが、排気弁の開弁タイミング
が早いほど燃焼ガスは早くと排出される。従って、開弁
タイミングを早めることによって、燃焼室内に残留する
温度の高い既燃ガスを早く減少させることができ、これ
によって燃焼室の温度上昇を制御する効果をえることが
できる。
(実施例) 第1図および第2図において、エンジン1は/リンダブ
ロック3と該シリンダブロック3の上gシに取付けられ
たシリンダへ1ド5とを有する。/リンダブロック3に
は、4個のシリンダボア3a、3b、3c、3dが直列
に形成され、各々のシリンダボア内にピストン7が往復
運動自在jこ配置されている。/リンダへ/ド5には/
リンダボア3a、3b、3C13dの各々に対応する位
置に燃焼室凹部9が形成され、各燃焼室四部9に開口す
るように吸気口11および排気口13が形成されている
。吸気口11には吸気バルブ15が、排気口13には排
気バルブ17がそれぞれ組合わされている。吸気バルブ
15はシリンダへラド5の上部に延びるバルブステム1
5aを有し、該バルブステム15aに係合するスプリン
グ19により開弁方向に押されている。同様に、排気バ
ルブ17はバルブステム17aを有し、該バルブステム
17aに係合するスプリング21により閉弁方向に押さ
れている。
吸気バルブ15を周期的に開かせるためにカム軸23が
シリンダボア3a、3b、3c、3dの列方向と平行に
配置されており、同様に排気バルブ17を周期的に開か
せるために、カム軸25がシリンダボアを挟んでカム軸
23と反対側に、該カム軸23と平行に配置されている
。カム軸23.25の端部にはプーリ27.29がそれ
ぞれ固定され、これらプーリ27.29に掛は渡された
タイミングベルト31により、カム軸23.25はエン
ジンクランク軸に同期して駆動される。カム軸23には
カム23a、23b、23c、23dがそれぞれシリン
ダボア3a、3b、3c、3dに対応する位置に形成さ
れている。また、カム軸25には、カム25a、25b
の間の位置に回動部材33aが、カム25c、25dの
間の位置に回動部材33bが、それぞれカム軸25まわ
りに回動自在に支持されている。第1図には回動部材3
3aが示されており、この回動部材33aには、シリン
ダボア3aのための排気バルブ17に対応する位置にタ
ベッt−35aが軸方向摺動自在に配置され、該タペッ
ト35aの上面はカム25aに、下面は排気バルブ17
のバルブステム17aの端部にそれぞれ接触している。
したがって、排気バルブ17は、カム25aによりタペ
ット35aを介して開閉される。図には示していないが
、回動部材33aには、シリンダボア3bの排気バルブ
17に対応する位置にも同様なタペットが設けられてお
り、この排気バルブはカム25bによりタベ7)を介し
て開閉される。同様に、回動53材33bには、シリン
ダボア3c、3dの排気バルブ17に対応する位置にそ
れぞれタペットが設けられ、これらシリンダボアの排気
バルブ)7は、カム25c、25dにより開閉される。
回動Lt$33a、33bの上部はカム軸25に平行な
連結棒37により互いに連結され、該連結棒37には第
1図に示すように作動法39が係合している。作動棒3
9はカム軸に対し直角方向に延びており、軸方向に動く
ことにより回動部(オ33a、33bをカム軸25まわ
りに回動させることができる。作動棒39を軸方向に動
かすためにモータ41が設けられており、このモータ4
1は、作動棒39の軸方向位置を定め、それに伴なって
回動部材33a、33bの回動位置を定めるように作用
する。図示した機構では、回動部材33a、33bの回
動位置により、排気バルブ17の開閉タイミングが変化
する。
吸気側のカム軸23には、シリンダボア3a、3b、3
c、3dにそれぞれ対応する位置にカム23a、23b
、23c、23dが設けられ、これらカム23a、23
b、23c、23dは、タペット43を介してそれぞれ
の吸気バルブ15を開閉する。なお、第1図に示すよう
に、吸気口11には吸気通路45が接続され、該吸気通
路45には燃料噴射弁47が配置されている。
燃料噴射弁47の上流には、スロットル弁48がさらに
その上流には、過給機50のコンプレッサ50aが配置
されている。また、排気通路49には過給機50のター
ビン50bが配置されている。さらに、吸気通路45の
スロットル弁43下流には吸気圧を検出する吸気圧セン
サ51が設けられている。第3図に示すように、モータ
41を駆動するために好ましくはマイクロコンビニーり
で構成されるコントローラ71が設けられる。コントロ
ーラ71には、回転数センサ70、吸気圧センサ51及
びモータ41の現在位置を検出するポジションセンサ7
6からの信号がそれぞれ人力される。コントローラ了1
は、これらの人力1言号を演算し所定の命令信号を駆動
回路72に対して発する。
駆動回路72はこれに応答して、バッテリ電源73から
の電力供給を受け、モータ41を駆動するための信号を
出力する。モータ41は、可逆モータであり、上記信号
に応じて回転し、作動棒を左右に動かして排気バルブ1
7のバルブタイミングを変更する。
第4図には、コントローラ71にマイクロコンピュータ
を用いた場合の制御内容がフローチャートの形式で示さ
れている。コントローラ71には、回転数センサ70か
らのエンジン回転数Nが読み込まれる。次に吸気圧セン
サ51からの過給圧すなわち吸気圧信号Pが読み込まれ
、予め記憶されている設定過給圧信号値Pcと比較され
る。検出された。過給圧Pが設定過給圧Pcより小さい
ときには、バルブタイミングの補正はされない。過給圧
Pが設定過給圧Pcを越えるときには、第5図に示すよ
うに、その偏差(P−Pc)に応じてバルブタイミング
補正量θCが定められる。次にこの補正量θCを考慮し
て、バルブタイミングの目標ポジションθ、が演算され
る。この目標ポジ7370丁は、第6図に示されるよう
にそのときのエンジン回転数の関数で表わされる基本バ
ルブタイミングf (N)と、上記バルブタイミング補
正量θCとの和として与えられる。基本バルブタイミン
グf (N)はエンジン回転数Nが増大するのに応じて
、バルブタイミングが早くなるように設定されて、高回
転になるに応じて掃気効率が向上するようになっている
。次に、現在のバルブタイミングを表わすポジションθ
、がポジションセンサ76によって読み込まれ、目標ボ
ジンヨンθTと現在のポジションθP との偏差に応じ
てモータ41が駆動される。そして、偏差がゼロになっ
た時点でモータ41が停止される。
従って、過給圧Pが設定過給圧Pcを越えない運転状態
においては、排気弁17のバルブタイミングは、基本バ
ルブタイミングf (N)に従って決定される。例えば
、ある回転数Fにおける排気弁17のバルブタイミング
は、第7図の実線特性aで表わされる。このとき、吸気
弁15のバルブタイミングは固定的な特+t bで示さ
れる。そして、過給圧Pが設定過給圧Pcを越えた場合
には、バルブタイミングは、補正量θCが付加されるこ
とによって早められ、第7図の破線特性Cで与えられる
(発明の効果) 本発明によれば、過給圧が所定の過給圧を越えるような
高過給運転領域では、排気弁の開弁タイミングが早めら
れる。これによって、排気効率が向上し、温度の高い残
留既燃ガス蚕が減少し、燃焼室の温度上昇が抑制される
。この結果、ノッキング等の異常燃焼を有効に防止する
ことができる。
本発明に従う、燃焼室の温度上昇抑制手段によれば、燃
費の面でも不利は生じない。なお本発明は各気筒にそれ
ぞれ1つずつの吸気弁、排気弁を備え排気弁のみのバル
ブタイミング変更手段を有するエンジンについて説明し
たが、1つの気筒に複数の吸気弁、及び排気弁を備えた
形式のエンジンにおいて、一部または全部の排気弁をタ
イミング変更可能に構成しても良い。また、本発明は吸
気弁のバルブタイミング変更手段を備えたエンジンにも
適用することができる。さらに、本発明の実施例では、
バルブタイミングを変えるに当って開弁期間を変更する
ことなく、行っているが、開弁期間を併わせで変更する
ようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す垂直断面図、第2図は
そのバルブ作動機構を示す平面図、第3図は本発明によ
る排気バルブのタイミング制御の一例を示す図表、第4
図はコントローラの作動を示すフローチャート、第5図
は、実際過給圧と設定過給圧との偏差とバルブタイミン
グ補正量との関係を示すグラフ、第6図は、エンジン回
転数と基本バルブタイミングとの関係を示すグラフ、第
7図は、バルブタイミングの変更制御例を表わす図表で
ある。 3a・・・・・・ンリンダボア、11・・・・・吸気口
、13・・・・・・排気口、15・・・・・・吸気バル
ブ、17・・・・・・排気バルブ、23.25・・・・
・・カム軸、23a、25a・・・・・・カム、35a
・・・・・タペット、41・・・・・・モータ、50・
・・・・・過給機、51・・・・・・吸気圧センサ、7
1・・・・・コントローラっ第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 過給機と、該過給機による過給圧を検出する過給圧検出
    手段と、排気弁のバルブタイミングを変更するタイミン
    グ変更手段とを備えたエンジンにおいて、前記タイミン
    グ変更手段は前記過給圧検出手段による過給圧が所定値
    を越えるとき、少なくとも排気弁の開弁タイミングを早
    めるように構成されたことを特徴とするエンジンのバル
    ブタイミング制御装置。
JP59189178A 1984-09-10 1984-09-10 エンジンのバルブタイミング制御装置 Pending JPS6166824A (ja)

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