CN100396890C - 内燃机的配气机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种配气机构(11)，包括有电动机(12)、凸轮机构(14)和电动机控制装置(30)，该凸轮机构(14)通过凸轮(21)将电动机(12)旋转运动转换为进气门(2)直线运动，该电动机控制装置(30)控制电动机(12)使得进气门(2)上升过程中的加速度特性随着内燃机的转速改变。

Description

内燃机的配气机构
技术领域
本发明涉及一种驱动内燃机进气门或排气门的配气机构。
背景技术
作为这种配气机构，一种现有的配气机构通过步进电动机使内燃机的凸轮轴旋转而打开和关闭进气门(日本特开(JP-A)No.8-177536)。此外，JP-A No.59-68509是与本发明相关的现有技术文献。
气门弹簧和惯性产生的凸轮轴扭矩作为旋转阻力施加给凸轮轴。然而，凸轮轴扭矩是对应于发动机的旋转数(转速)波动的，同时，由于这种波动而可能产生这样的旋转区域，该旋转区域不能获得期望的配气机构特性。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供一种内燃机的配气机构，不管发动机转速的变化如何，该机构都可以保持较高的气门配气机构特性的控制精度。
为了达到上述目的，依据本发明的一个方面，提供一种内燃机的配气机构，包括：电动机；通过凸轮将电动机旋转运动转换为气门直线运动的凸轮机构，该气门用于打开和关闭气缸；以及电动机控制装置，控制电动机使得进气门上升过程中的加速度特性随着内燃机的转速改变。
气门弹簧扭矩和惯性扭矩作为凸轮轴扭矩施加给凸轮轴，依据使气门运动的气门弹簧的压缩反作用力产生该气门弹簧扭矩，依据与气门同步往复运动的配气机构系统部件的惯性力产生该惯性扭矩。当凸轮轴低速旋转时，气门弹簧扭矩主要是作为凸轮轴扭矩施加的。气门弹簧扭矩是由气门弹簧的压缩反作用力和在垂直于气门往复方向的方向上、从凸轮旋转中心到与相反部件的接触位置之间的距离(偏移量)的乘积而获得。此外，压缩反作用力与气门的升程成比例增大，且气门上升速度与偏移量成比例增大。因此，为了减小低转速区域的凸轮轴扭矩，优选的是将凸轮的轮廓设计成使得在升程尽可能小的阶段上升速度变得最大。
另一方面，凸轮轴的惯性扭矩与转速的平方成比例增大，且当凸轮轴高速旋转时，惯性扭矩的影响相对增大，并且在气门加速度变得最大的位置凸轮轴扭矩变得最大。当上升速度从开始上升的短时间内增加到最大的时候，气门的加速度增大。相应的，凸轮轴高速旋转时的凸轮轴扭矩显著的增大了。因此，为了减小高速旋转区域的凸轮轴扭矩，必须将凸轮的轮廓设计成使得气门的最大加速度变得很小。
如上所述，气门弹簧扭矩和惯性扭矩之间的关系是矛盾的。即使凸轮被设计成在凸轮轴的低速旋转区域和高速旋转区域中的任何一个区域减小凸轮轴扭矩，凸轮轴扭矩也会在其它转速区域增大，从而不可能获得期望的配气机构特性。
然而，在电动机驱动气门的情况下，即使内燃机的转速是恒定的，也可以通过调整电动机的转速而在气门上升期间适当的改变加速度特性。在充分利用上述功能的情况下，通过改变凸轮的加速度，使得阻止当凸轮在轮廓设计的最佳转速区域之外被驱动时产生的凸轮轴转矩增大，无论发动机转数如何，都可以将凸轮轴扭矩限制得很低。例如，将凸轮设计成使其刚好在上升开始之后和刚好在上升结束之前增大加速度，用以在低转速区域减小气门弹簧扭矩，在这种情况下，最好改变电动机的转速，使得在高转速区域内限制刚好在上升开始之后和刚好在提升结束之前的上升加速度。相反，将凸轮设计成使刚好在上升开始之后和刚好在提升结束之前限制加速度用以在高转速区域减小惯性扭矩，在这种情况下，最好改变电动机的转速，使得在低转速区域内增加刚好在上升开始之后和刚好在上升结束之前的上升加速度。
在依据本发明以上方面的配气机构中，电动机控制装置可以控制电动机，使得当内燃机的转速较低的时候，在气门上升开始之后和上升结束之前、预定区段内的凸轮速度变得高于凸轮所述预定区段之间区段的速度，并且当内燃机的转速较高的时候，凸轮在气门上升期间以恒定速度旋转。在这种情况下，在低速区域，可以在气门升程较小的阶段使气门的速度达到最大，从而限制气门弹簧扭矩。在高转速区域，可以通过使凸轮以恒定速度旋转来减轻用以控制高速旋转的电动机的负荷，从而防止由于缺乏控制响应而导致的气门运动控制变差。在以上方面中，通过采用上述方法改变速度，电动机控制装置可以依据内燃机转速的增加来控制电动机使得预定区段和中间区段之间的凸轮转速差减小。在这种情况下，可以相对于内燃机转速的变化平滑地改变气门加速度特性，从而防止驾驶性能变差。
此外，在依据本发明上述方面的配气机构中，电动机控制装置可以控制电动机，使得当内燃机的转速较低的时候，凸轮在上升阶段以恒定速度旋转，并且当内燃机的转速较高的时候，在气门上升开始之后和上升结束之前的预定区段内的凸轮的速度变得小于所述预定区段之间的中间区段的凸轮速度。在这种情况下，可以通过在高速区域减小气门的最大加速度来限制惯性扭矩。在上述方面中，电动机控制装置可以依据内燃机转速的增加来控制电动机使得预定区段和中间区段之间的凸轮转速差增大。在这种情况下，通过采用上述方法改变速度，可以相对于内燃机转速的变化平滑地改变气门加速度特性，从而防止驾驶性能变差。
依据本发明的另一个方面，提供一种内燃机的配气机构，包括：电动机；通过凸轮将电动机旋转运动转换为气门直线运动的凸轮机构，该气门用于打开和关闭气缸；以及控制电动机使得进气门上升过程中的加速度特性随着内燃机的转速改变的电动机控制装置。
附图说明
图1为根据本发明实施例的配气机构的透视图；
图2为图1中的配气机构的正视图；
图3为图1中的配气机构用于进气门时的上升特性曲线图；
图4为图1中的电动机控制装置控制电机转速和电机扭矩的时间进程图；
图5为图4中的电机扭矩差的绝对值Δ|T|与发动机转速之间的对应关系曲线图；
图6为图1中的配气机构用于进气门时的另一个上升特性曲线图；
图7为图1中的电动机控制装置控制电机转速和电机扭矩的另一个时间进程图；
图8为图7中的电机扭矩差的绝对值Δ|T|与发动机转速之间对应的关系曲线图；以及
图9为凸轮以摇摆驱动模式运转的示意图。
具体实施方式
(第一实施例)
图1为一实施例，提供一种根据本发明的配气机构来驱动往复型内燃机的进气门。在本实施例中，内燃机的各个气缸1(图中仅显示一个)中设置有两个进气门2，并且进气门2由设置在各个气缸1中的配气机构11驱动而打开和关闭。众所周知，进气门2具有气门头2a和气门杆2b。气门杆2b穿过固定到气缸盖(图中未示)的套筒3，由此在气门杆2b的轴向上滑动地引导进气门2。气门弹簧6布置在从套筒3延伸出来的凸缘4和气门弹簧座5之间，以压缩状态连接到气门杆2b，并且进气门2向紧密靠近气门座(图中未示)的方向移动，也就是，在气门弹簧6压缩反作用力的作用下向图1中的顶侧移动。
在进气侧的配气机构11设置有用作驱动源的电动机(下文称为电机)12，相当于用于传递电机12旋转运动的传递机构的传动机构13，以及将传动机构13传来的旋转运动转换为进气门2的线性打开和关闭运动的凸轮机构14。对于电机12，采用转速可以控制的直流无刷电机或类似电机。电机12那里具有用于检测电机旋转位置的位置检测传感器12a，比如解算器、旋转编码器或类似传感器。传动机构13将安装到电机12输出轴(图中未示)的电机齿轮15的旋转通过中间齿轮16传递到凸轮主动齿轮17。传动机构13可以设置成电机齿轮15和凸轮主动齿轮17以相同的速度旋转，或者可以设置成凸轮主动齿轮17的速度相对于电机齿轮15增大或减小。
此外，如图2所示，凸轮机构14设置有与凸轮主动齿轮17同轴一体旋转的凸轮轴20，与凸轮轴20一体旋转的两个凸轮21，以及设置在每个凸轮21和进气门2之间的摇臂22。凸轮21为一种平板凸轮，其突出部21a是通过与凸轮轴20同轴的圆弧基圆21b的一部分沿径向向外突出形成的。
摇臂22可旋转的安装到气门摇臂轴23，其中一个端部22a与进气门2的气门杆2b的上端接触，并且另一个端部22b与间隙调节器24接触。间隙调节器24上推摇臂22的一个端部22a，从而摇臂22的这个端部22a保持与进气门2的上端部分始终接触的状态。摇臂22根据凸轮21的旋转摇动气门摇臂轴23，并且进气门2根据该摇动进行沿气门杆2b轴向的线性运动，气缸被打开和关闭。
回到图1，配气机构11设置有电动机控制装置30，用作控制电机12运动的电动机控制装置。电动机控制装置30为计算机单元，设置有微处理器以及微处理器运行所需要的外围设备比如主存储器或类似设备。当设置有多个配气机构11的时候，各个配气机构11可以共同使用电动机控制装置30。另一种选择是，在各个气缸1或各个配气机构中设置电动机控制装置30。电动机控制装置可以专门用于控制配气机构11，或者用于其它预期用途的计算机单元可以与电动机控制装置30一起使用。例如，用于控制内燃机燃油喷射量的发动机控制单元(ECU)可以用作电动机控制装置。
对于电动机控制装置30，其连接有多个传感器，比如输出对应曲轴角度的信号的曲柄角传感器31和类似的传感器，与上述位置检测传感器12a一样作为信息输入装置。电动机控制装置30根据存储在ROM中的气门控制程序，参考这些传感器的输出来控制电机12的运动。作为与本发明的特征相关的控制器，电动机控制装置30改变电机12的转速，使得进气门2的加速度特性对应于进气门2的发动机转速而改变。对于这一点，以下将给出详细说明。
图3表示进气门2的升程Y、上升速度V和上升加速度A与凸轮21的转角θ之间的对应关系。在这种情况下，假定凸轮轴20的转速为基本速度，也就是，内燃机的曲轴(发动机输出轴)转速的一半，并且该基本速度保持常值。此外，图3给出了从进气门2开始上升时的凸轮角(上升开始的角度)θr到达到最大升程Y0max时的凸轮角(最大升角)θy的进气门2的配气机构特性，并且假定从最大升角θy到进气门2上升结束时的凸轮角的配气机构特性是关于最大升角θy处的垂直轴对称的。这样确定凸轮速度V和凸轮加速度A的正负，使得进气门2打开的方向为正方向。
在图3中，对升程Y进行微分得到上升速度V，对上升速度V进行微分得到上升加速度A。相应的，上升速度V在早于最大升角θy的凸轮角(最大速度凸轮角)θv达到最大上升速度Vmax，上升加速度A在早于上升加速度A的凸轮角(最大加速度凸轮角)θa达到正向最大上升加速度Amax。如上所述，为了限制低转速区域的凸轮轴扭矩，需要将进气门2的上升特性设定为在升程Y尽可能小的阶段获得最大上升速度Vmax，另一方面，为了限制高转速区域的凸轮轴扭矩，需要限制最大上升加速度Amax。只要凸轮轴20的转速在进气门2上升期间保持不变，上升速度V和上升加速度A就能基于凸轮21的轮廓明确的确定。因此，可以当减小最大加速度Amax的同时加快最大速度凸轮角θv。
因此，首先优先考虑限制高转速区域的惯性扭矩，凸轮21的轮廓设计成内燃机转速最大时的最大加速度Amax小于允许的极限值。在这种情况下，如果凸轮21在进气门2上升期间以基本速度运转，那么最大速度凸轮角θv被延迟，并且低转速区域的气门弹簧扭矩增大。为了避免这种情况，在低转速区域，电机12的转速在上升开始之后和上升结束之前高于基本速度，从而增大进气门2的最大加速度Amax，如图3中的箭头I所示。因此，可以加快最大速度凸轮角θv，如箭头II所示，以此限制气门弹簧扭矩，从而降低凸轮轴扭矩。
图4为电机12的转速(电机转速)和输出扭矩(电机扭矩)的变化的时间图，电动机控制装置30控制用来以上述方式改变进气门2的加速度特性。在图中，假定不考虑发动机的转速，凸轮21是由电机12驱动持续在相同的方向旋转。
当内燃机以最大转速运转的时候，电动机控制装置30将电机扭矩固定为常值T1，如图4中的实线Lt1所示，并且将电机12的转速固定为常值V1，如实线Lv1所示。速度V1等于凸轮21以对应于曲轴最大转速一半的基本速度旋转所需的电机12的转速。相反，当内燃机处于怠速运转的时候，在上升开始之后的预定区段Xs内和在上升结束之前的预定区段Xe内，电动机控制装置30相对于扭矩T2增大和减小电机扭矩，该扭矩T2是在怠速时以基本速度驱动凸轮21所必须的，如图中的实线Lt2所示，从而在区段Xs和Xe内增大电机12的转速，使其高于对应于怠速时的基本速度的速度V2。在上升期间位于区段Xs和Xe之间的中间区段Xm中，电机扭矩保持为T2，并且电机速度设定为低于速度V2。原因是为了使进气门2的配气区域(被升程曲线围绕的区域)与驱动电机12以恒定速度V2旋转的情况相一致。
当内燃机处于怠速和最大转速之间的中间转速时，电动机控制装置30在上升开始之后和上升结束之前的预定区段Xs和Xe内增大和减小电机扭矩和电机速度，如图4中的实线Lt3和Lv3所示，然而，根据发动机转速的增加将这个时候的电机速度和扭矩的差值控制得很小。例如，假定在上升开始之后和上升结束之前要施加的电机扭矩差值的绝对值设为Δ|T|，如图4所示，当发动机转速如图5增大的时候，值Δ|T|设的小些，并设定关系式Δ|T|＝0，也就是，在达到最大转速Nemax时获得没有加速度的恒定转速运转状态。
当按上述方式控制电机12的扭矩和速度时，即使凸轮21的轮廓设计成优先考虑限制最大转速时的惯性扭矩，也可以在低转速区域改变进气门2的加速度特性，使得在上升开始之后和上升结束之前的有限区段Xs和Xe内产生最大上升速度Vmax，其中升程是相对来说较小的，从而可以限制低转速区域的气门弹簧扭矩，减轻施加给电机12的负荷。
(第二实施例)
在第一实施例中，凸轮21的轮廓设计成优先考虑减小在高转速区域内的惯性扭矩，然而，也可以从相反的方面实现本发明。图6至图8将显示其中的一个实施例。
在这个实施例中，首先假定优先考虑限制在低转速区域内的气门弹簧扭矩，凸轮21的轮廓设计成使得提供最大上升速度Vmax的最大速度凸轮角θv变得尽可能的提前。在这种情况下，如果不考虑发动机转速而以基本速度驱动凸轮21，那么上升开始之后和上升结束之前的最大加速度Amax与发动机转速增大的平方成比例增大，并且高转速区域内的惯性扭矩也显著加大了。为了避免这种情况，当发动机转数从怠速转数增大的时候，改变电机12的转速，使得上升开始之后和上升结束之前的进气门2的最大加速度与转速的平方成反比地降低。因此，可以限制进气门2的最大加速度Amax，如图6的箭头III所示，并且可以延迟最大速度凸轮角θv，如箭头IV所示，以此抑制高转速区域内惯性扭矩的增大。
图7为电机12的转速(电机转速)和输出扭矩(电机扭矩)的变化的时间图，电动机控制装置30控制用来以上述方式改变进气门2的加速度特性。在图中，假定不考虑发动机的转速，凸轮21是由电机12驱动持续在相同的方向旋转。
当内燃机以怠速转数运转的时候，电动机控制装置30将电机扭矩固定为常值T4，如图7中的实线Lt4所示，并且将电机12的转速固定为常值V4，如实线Lv4所示。速度V4等于凸轮21在内燃机处于怠速状态时以基本速度旋转所需的电机12的转速。相反，当内燃机以最大转速运转的时候，在上升开始之后和在上升结束之前的预定区段Xs和Xe内，电动机控制装置30相对于扭矩T5增大和减小电机扭矩，该扭矩T5是驱动凸轮21以对应于最大转速的基本速度旋转所必须的，如图中的实线Lt5所示，从而使得在区段Xs和Xe内的电机12的转速低于驱动凸轮21以对应于最大转速的基本速度旋转所必须的速度V5。在上升期间位于区段Xs和Xe之间的中间区段Xm中，电动机控制装置30将电机扭矩保持为T5，并且将电机12的转速设定为高于速度V5。原因是为了使进气门2的配气区域(被升程曲线围绕的范围)与驱动电机12以恒定速度V5旋转的情况相一致。
当内燃机处于怠速转速和最大转速之间的中间转速时，电动机控制装置30在上升开始之后和上升结束之前的预定区段Xs和Xe内改变电机扭矩和电机速度，如图7中的实线Lt6和Lv6所示，然而，这个时候电机速度和扭矩的差值当发动机转速增加时变大。例如，假定在上升开始之后和上升结束之前要施加的电机扭矩差值的绝对值设为Δ|T|，如图7所示，并设定关系式Δ|T|＝0，也就是，在怠速转速Neid时获得没有加速度的恒定转速运转状态，如图8所示，然而，当发动机转速增大的时候，扭矩差值的绝对值|T|增大，并且在高转速Nemax时扭矩增大和减小变化最大。
当按上述方式控制电机12的扭矩和速度的时候，即使凸轮21的轮廓设计成限制低转速区域内的气门弹簧扭矩，也可以抑制高转速区域内进气门2的最大加速度增大，从而可以将惯性扭矩限制的较小，减轻施加给电机12的负荷。
本发明并不局限于上述实施例，可以在各种实施例的基础上实施本发明。例如，在上述实施例中，不考虑发动机的转速，电机12是持续在相同的方向旋转，然而，本发明可以应用到电机12以摇摆驱动模式运转的情况中，其中在到达获得最大升程的凸轮角之前改变凸轮21的旋转方向。配气机构11可以分开设置在各个气缸中，或多个气缸1共用一个配气机构11。本发明可以应用于驱动排气门的配气机构。本发明可以应用于所谓直推型配气机构，其中凸轮和进气门是不使用摇臂而直接相互接触的。
在上述实施例中，因为电机扭矩差值的绝对值Δ|T|是一直变化的，如图5和图8所示，所以可以根据发动机转速的变化来抑制进气门2的上升特性的不连续变化，从而可以防止驾驶性能变差。然而，本发明并不局限于上述应用连续变化的实施例，电机扭矩和电机速度的差值也可以是采用等于或大于两级的有限级数间断变化。本发明并不局限于四冲程内燃机，其中用作发动机输出轴的曲轴从进气行程开始到排气行程结束旋转两次，也可以用于二冲程内燃机，其中在发动机输出轴的一次旋转过程中完成进气到排气行程。在这种情况下，凸轮的基本速度与发动机输出轴的转速是一致的。换句话说，将凸轮旋转时的基本速度确定为，将内燃机的发动机输出轴的转速除以从进气行程开始到排气行程结束的发动机输出轴的旋转数而获得的速度。

Claims (5)

1.一种内燃机的配气机构，包括：
电动机；
通过凸轮将电动机旋转运动转换为气门直线运动的凸轮机构，该气门用于打开和关闭气缸；以及
电动机控制装置，其控制所述电动机使得气门上升过程中的加速度特性随着内燃机的转速改变；
其中，所述电动机控制装置控制所述电动机，使得当内燃机的转速较低时，在气门上升开始之后和上升结束之前的预定区段内的凸轮速度变得高于在所述预定区段之间的中间区段的凸轮速度，并且当内燃机转速较高时，凸轮在气门上升期间以恒定速度旋转。
2.根据权利要求1所述的配气机构，其特征在于：所述电动机控制装置控制所述电动机，使得在所述预定区段和中间区段之间的凸轮转速差随内燃机转速的增大而减小。
3.一种内燃机的配气机构，包括：
电动机；
通过凸轮将电动机旋转运动转换为气门直线运动的凸轮机构，该气门用于打开和关闭气缸；以及
电动机控制装置，其控制所述电动机使得气门上升过程中的加速度特性随着内燃机的转速改变；
其中，所述电动机控制装置控制所述电动机，使得当内燃机的转速较低时，凸轮在气门上升期间以恒定速度旋转，并且当内燃机转速较高时，在气门上升开始之后和上升结束之前的预定区段内的凸轮速度变得低于所述预定区段之间的中间区段的凸轮速度。
4.根据权利要求3所述的配气机构，其特征在于：所述电动机控制装置控制所述电动机，使得在所述预定区段和中间区段之间的凸轮转速差随内燃机转速的增大而增大。
5.一种内燃机的配气机构，包括：
电动机；
通过凸轮将电动机旋转运动转换为气门直线运动的凸轮机构，该气门用于打开和关闭气缸，该凸轮的轮廓设计成限制预定转速区域的凸轮轴扭矩；以及
电动机控制装置，其控制所述电动机使得气门上升过程中的加速度特性随着内燃机的转速改变；
其中，所述电动机控制装置控制所述电动机，使得当鉴于所述轮廓设计在所述预定转速区域以外驱动凸轮时产生的凸轮轴扭矩的增大受到限制。
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DE (1) DE602004007043T2 (zh)
WO (1) WO2005059319A1 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007023814A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Toyota Motor Corp 内燃機関の可変動弁装置
JP4923757B2 (ja) 2006-06-06 2012-04-25 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
GB2447034A (en) * 2007-02-28 2008-09-03 Dakota Ltd Gibraltar Camshaft Drive
JP5515772B2 (ja) * 2010-01-21 2014-06-11 トヨタ自動車株式会社 可変動弁機構の制御装置
JP5582195B2 (ja) 2010-11-08 2014-09-03 トヨタ自動車株式会社 可変動弁装置
JP5569423B2 (ja) * 2011-02-09 2014-08-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
US9651053B2 (en) * 2014-01-24 2017-05-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Bleed valve
JP6137083B2 (ja) * 2014-07-31 2017-05-31 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
US10920679B2 (en) 2015-12-11 2021-02-16 Hyundai Motor Company Method for controlling of valve timing of continuous variable valve duration engine
US10634067B2 (en) 2015-12-11 2020-04-28 Hyundai Motor Company System and method for controlling valve timing of continuous variable valve duration engine
US10634066B2 (en) * 2016-03-16 2020-04-28 Hyundai Motor Company System and method for controlling valve timing of continuous variable valve duration engine
US10100717B2 (en) 2016-08-17 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Intake port for generating high tumble and swirl
CN111894695B (zh) * 2020-06-28 2021-12-10 南京理工大学 一种基于旋转电机驱动的无凸轮轴气门驱动机构

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5598814A (en) * 1992-12-22 1997-02-04 General Motors Corporation Method and apparatus for electrically driving engine valves
US6340008B1 (en) * 1999-05-27 2002-01-22 Fev Motorentechnik Gmbh Method for controlling an electromagnetic actuator for activating a gas exchange valve on a reciprocating internal combustion engine
US6452355B2 (en) * 1999-01-08 2002-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Control method and numerical control for the vibration-reduced acceleration of a movable machine element
US20030051688A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Chang Woo Sok Electromechanical valve drive incorporating a nonlinear mechanical transformer
EP1359302A1 (en) * 2001-01-19 2003-11-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve gear control device of internal combustion engine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5968509A (ja) * 1982-10-12 1984-04-18 Mitsubishi Electric Corp エンジンの吸排気弁制御装置
JPS60131609A (ja) 1983-12-20 1985-07-13 Nec Corp 磁気抵抗ヘツド
FR2608675A1 (fr) 1986-12-23 1988-06-24 Renault Dispositif de commande d'entrainement en rotation, notamment pour une distribution variable de moteur thermique
JPH08177536A (ja) 1994-12-22 1996-07-09 Tokyo Gas Co Ltd バルブタイミング制御方法及び制御装置
JP3849618B2 (ja) * 2002-08-30 2006-11-22 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の動弁装置の制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5598814A (en) * 1992-12-22 1997-02-04 General Motors Corporation Method and apparatus for electrically driving engine valves
US6452355B2 (en) * 1999-01-08 2002-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Control method and numerical control for the vibration-reduced acceleration of a movable machine element
US6340008B1 (en) * 1999-05-27 2002-01-22 Fev Motorentechnik Gmbh Method for controlling an electromagnetic actuator for activating a gas exchange valve on a reciprocating internal combustion engine
EP1359302A1 (en) * 2001-01-19 2003-11-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Valve gear control device of internal combustion engine
US20030051688A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Chang Woo Sok Electromechanical valve drive incorporating a nonlinear mechanical transformer
WO2003025353A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-27 Massachusetts Institute Of Technology An electromechanical valve drive incorporating a nonlinear mechanical transformer

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EP1700013B1 (en) 2007-06-13

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