JP2001107756A - バルブ開閉タイミング制御装置 - Google Patents
バルブ開閉タイミング制御装置Info
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Abstract
変化に対して進角量を最適化し得て、進角量の最適化に
より燃焼状態を改善し得て、燃費やドライバビリティを
向上することにある。 【構成】 このため、この発明は、バルブ開閉タイミン
グ制御装置において、エンジンのエンジン回転数から求
められる回転数変動量とエンジンの運転状態により決定
される基準回転数変動量との差に応じてエンジンの運転
状態により決定される進角量を補正して補正進角量を求
め、この補正進角量だけクランク軸に対するカム軸の位
相を進角させて吸気バルブと排気バルブとのバルブ開閉
タイミングを制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。
Description
ング制御装置に係り、特に、エンジンの固有差や経年変
化に対して進角量を最適化し得て、進角量の最適化によ
り燃焼状態を改善し得て、燃費やドライバビリティを向
上し得るバルブ開閉タイミング制御装置に関する。
る各種機能を向上させるために、吸気バルブと排気バル
ブとのバルブ開閉タイミングを可変するバルブ開閉タイ
ミング制御装置を設けているものがある。
7に示す如く、制御がスタート(200)すると、バル
ブ開閉タイミング制御条件が成立するか否かを判断(2
02)し、バルブ開閉タイミング制御条件が成立する場
合(202:YES)はエンジン回転数とエンジン負荷
とによる進角量マップにより進角量を決定(204)
し、この進角量だけクランク軸に対する吸気カム軸の位
相を進角させて吸気バルブと排気バルブとのバルブ開閉
タイミングを制御(206)し、リターン(208)す
る。
バルブ開閉タイミングは、図8に示す如く、エンジン回
転数とエンジン負荷とによる進角量マップにより設定さ
れている。一般的に、バルブ開閉タイミングの設定は、
部分負荷時にできるだけ吸気バルブタイミングを進角さ
せ、エンジン内部での内部EGR率を高め、ポンピング
ロスを低減させることにより、燃費を向上させることを
目的として設定されている。
としては、特開平8−144793号公報、実公平6−
12227号公報に開示されるものがある。
るものは、内燃機関の吸気弁あるいは排気弁の開閉タイ
ミングを少なくとも2段階に非連続的に切換可能なバル
ブ開閉タイミング可変アクチュエータを備えたバルブ開
閉タイミング制御装置において、機関運転状態パラメー
タに応じて、前記アクチュエータの切換タイミングとな
る機関回転数の目標値を、変速機シフト位置に基づく値
と機関回転数に基づく値との2通り演算し、このうち現
在の機関回転数に近いほうを最適目標値として選択し、
この最適目標値に実際の機関回転数が近づいた時に前記
アクチュエータの切換タイミングを切換えるように制御
するものである。
ものは、エンジン回転数を含むエンジンの運転状態に基
づいてエンジンの低速運転状態と高速運転状態とに夫々
適合した第1のバルブリフト特性と第2のバルブリフト
特性との切換作動遅れ時間を推定し、エンジン回転数の
変化率と切換作動遅れ時間とに基づいて切換開始回転数
を演算し、エンジン回転数が切換開始回転数に一致した
ときに、前記第1のバルブリフト特性と第2のバルブリ
フト特性とを切換えるものである。
は、固有差を有していることにより、個々の機種により
燃焼状態が相違しており、また、経年変化により吸気通
路にカーボンデポジット等の堆積物が堆積して吸気の流
れに変化を生じることにより、燃焼状態が変化すること
がある。これにより、エンジンは、固有差による燃焼状
態の相違や経年変化による燃焼状態の変化によって、同
じバルブ開閉タイミングであっても、エンジン回転数に
変動を生じる問題がある。
御装置は、エンジンの運転状態である、例えばエンジン
回転数とエンジン負荷とによる進角量マップから進角量
を決定してバルブ開閉タイミングを制御(図7参照)し
ており、エンジンの固有差による燃焼状態の相違や経年
変化による燃焼状態の変化に対応していない。
御装置は、進角量マップにより決定される進角量が、エ
ンジンの固有差や経年変化に対して最適な値からずれて
しまい、燃焼状態が悪化してエンジン回転数が変動する
問題があり、燃費の悪化やドライバビリティの低下を招
く不都合がある。
グが、エンジンの固有差や経年変化に対して最適な値か
らずれて過進角した場合には、燃焼状態を悪化させてし
まうことにより、燃費を悪化させてドライバビリティを
低下させる不都合がある。
述の不都合を除去するために、エンジンの運転状態によ
り決定される進角量だけクランク軸に対するカム軸の位
相を進角させて吸気バルブと排気バルブとのバルブ開閉
タイミングを制御するバルブ開閉タイミング制御装置に
おいて、前記エンジンのエンジン回転数から回転数変動
量を求め、この回転数変動量と前記エンジンの運転状態
により決定される基準回転数変動量との差に応じて前記
進角量を補正して補正進角量を求め、この補正進角量だ
け前記クランク軸に対するカム軸の位相を進角させて吸
気バルブと排気バルブとのバルブ開閉タイミングを制御
する制御手段を設けたことを特徴とする。
制御装置は、制御手段によって、エンジンのエンジン回
転数から求められる回転数変動量とエンジンの運転状態
により決定される基準回転数変動量との差に応じて進角
量を補正して補正進角量を求め、この補正進角量だけク
ランク軸に対するカム軸の位相を進角させて吸気バルブ
と排気バルブとのバルブ開閉タイミングを制御する。こ
れにより、このバルブ開閉タイミング制御装置は、エン
ジンの固有差による燃焼状態の相違や経年変化による燃
焼状態の変化に対応して、進角量を適正な値にすること
ができる。
明する。図1〜図6は、この発明の第1実施例を示すも
のである。図5において、2は車両(図示せず)に搭載
されるエンジン、4はクランク軸、6は吸気カム軸、8
は排気カム軸である。エンジン2は、図示しないシリン
ダブロックにクランク軸4を軸支して設け、図示しない
シリンダヘッドに吸気カム軸6と排気カム軸8とを軸支
して設けている。
により各気筒に対応するピストンを連絡して設け、一端
側にクランクタイミングスプロケット10を取付けて設
けている。吸気カム軸6には、図示しない吸気バルブを
開閉動作させる吸気カム12を設け、図4に示す如く、
一端側に後述するバルブ開閉タイミング制御装置24の
油圧アクチュエータ62を装着するアクチュエータ取付
部68を設け、このアクチュエータ取付部68に吸気カ
ムスプロケット14を相対回転可能に外装して設けてい
る。排気カム軸8には、図示しない排気バルブを開閉動
作させる排気カム16を設け、一端側に排気カムスプロ
ケット18を取付けて設けている。
気カムスプロケット14と排気カムスプロケット18と
には、タイミングチェーン20を巻掛けて設けている。
吸・排気カム軸6・8は、タイミングチェーン20によ
りクランク軸4の回転に対して1/2に減速されて回転
される。また、エンジン2には、図4に示す如く、クラ
ンク軸4により駆動されて油圧を発生するオイルポンプ
22を設けている。
グ制御装置24を設けている。バルブ開閉タイミング制
御装置24は、図4に示す如く、前記オイルポンプ22
の発生する油圧を進角側油圧と遅角側油圧とに振り分け
るように作動される油圧制御弁26を設けている。油圧
制御弁26は、弁本体28の摺動孔30内にスプール弁
体32を軸方向移動可能に設けている。
形状のポンプ側溝部34を挟んで両側に夫々円環形状の
進角側溝部36と遅角側溝部38とを設けている。ポン
プ側溝部34は、ポンプ側油圧通路40により前記オイ
ルポンプ22に連通されている。ポンプ側油圧通路40
には、オイルフィルタ42を設けている。前記スプール
弁体32には、ポンプ側溝部34に進角側溝部36と遅
角側溝部38とのいずれか一方を選択的に連通させるよ
うに、小径部44を挟んで進角側大径部46と遅角側大
径部48とを設けている。
リング50を設けている。スプール弁体32は、スプリ
ング50の付勢力により後述するソレノイド本体54側
に押進され、ポンプ側溝部34を遅角側溝部38に連通
させる方向に移動される。また、スプール弁体32の他
端側には、プランジャ52を連設して設けている。プラ
ンジャ52は、弁本体28に連設したソレノイド本体5
4に内蔵されるソレノイド56内に軸方向移動可能に配
設されている。プランジャ52は、ソレノイド56の励
磁によって弁本体28側に押進され、スプリング50の
付勢力に抗してポンプ側溝部34を進角側溝部36に連
通させる方向にスプール弁体32を移動させる。ソレノ
イド56は、コネクタ58に連絡されている。
ノイド56とによりスプール弁体32を軸方向移動させ
てポンプ側溝部34に進角側溝部36と遅角側溝部38
とのいずれか一方を選択的に連通させ、前記オイルポン
プ22の発生する油圧を進角側油圧と遅角側油圧とに振
り分けて、後述する油圧アクチュエータ60に供給す
る。なお、進角側溝部36と遅角側溝部38とは、ポン
プ側溝部34と連通されていない場合に、夫々進角側ド
レーンポート62と遅角側ドレーンポート(図示せず)
に連通され、油圧アクチュエータ60から油圧を排出す
る。
は、油圧制御弁26の振り分ける進角側油圧と遅角側油
圧とにより作動され、クランク軸4に対する吸気カム軸
6の位相を進角させて吸気バルブと排気バルブとのバル
ブ開閉タイミングを可変する油圧アクチュエータ62を
設けている。
ハウジング66とからなる。ロータ64は、吸気カム軸
6の一端側に設けたアクチュエータ取付部68にロータ
取付ボルト70により取付けて設けている。ハウジング
66は、ロータ64に相対回転可能に外装され、アクチ
ュエータ取付部68に相対回転可能に外装されたハウジ
ング保持部72にハウジング取付ボルト74(図5参
照)により取付けて設けている。ハウジング保持部72
には、前記吸気カムスプロケット14を取付けて設けて
いる。これにより、吸気カムスプロケット14は、ハウ
ジング保持部72を介して吸気カム軸6の一端側に相対
回転可能に外装して設けている。
4とハウジング66との間に、ロータ64とハウジング
66との相対回転により拡縮される複数の進角側油室7
6と遅角側油室78とを区画して設けている。進角側油
室76には、前記油圧制御弁26の進角側溝部36に一
端側を連通する進角側油圧通路80の他端側を連通して
設けている。遅角側油室78には、前記油圧制御弁26
の遅角側溝部38に一端側を連通する遅角側油圧通路8
2の他端側を連通して設けている。
ルブ開閉タイミング制御装置24の制御手段84に連絡
して設けている。制御手段84には、エンジン負荷とし
て例えば図示しないスロットル開度を検出するスロット
ル開度センサ86と、吸気カムスプロケット14の回転
からクランク角を検出するクランク角センサ88と、吸
気カム軸6の回転からカム角を検出するカム角センサ9
0とを連絡して設けている。
クランク角センサ88とカム角センサ90とから入力す
るスロットル開度とクランク角とカム角との信号を入力
により、エンジン負荷とクランク角とエンジン回転数と
カム角とクランク軸4に対する吸気カム軸6の位相とを
演算する。
て、バルブ開閉タイミング制御条件が成立する場合に、
エンジン運転状態であるエンジン回転数とエンジン負荷
とによる進角量マップから進角量を決定し、オイルポン
プ22の発生する油圧を進角側油圧と遅角側油圧とに振
り分けるように油圧制御弁26を作動させ、油圧アクチ
ュエータ62の進角側油室76と遅角側油室78とのい
ずれか一方に油圧を供給するとともにいずれか他方から
油圧を排出することにより、油圧アクチュエータ62の
ロータ64とハウジング66とを相対回転させ、前記決
定された進角量だけクランク軸4に対する吸気カム軸1
4の位相を図6に示す如く進角させて、吸気バルブと排
気バルブとのバルブ開閉タイミングを制御する。
によるバルブ開閉タイミングは、図6に示す如く、基本
は最遅角位置にあり、この最遅角位置からエンジン2の
運転状態に応じて連続的に進角させる。
は、制御手段84によって、クランク角センサ88の検
出するエンジン回転数から回転数変動量を求め、この回
転数変動量とエンジンの運転状態により決定される基準
となる基準回転数変動量との差に応じて進角量を補正し
て補正進角量を求め、油圧制御弁26及び油圧アクチュ
エータ62を作動させて前記補正進角量だけクランク軸
4に対する吸気カム軸6の位相を進角させ、吸気バルブ
と排気バルブとのバルブ開閉タイミングを制御するもの
である。
ン2の運転状態としてエンジン回転数とエンジン負荷と
の基準回転数変動量マップにより基準回転数変動量を決
定する。また、この制御手段84は、回転数変動量が基
準回転数変動量よりも大きい場合に進角量を減量補正し
て補正進角量を求め、この減量補正した補正進角量だけ
クランク軸4に対する吸気カム軸6の位相を進角させて
吸気バルブと排気バルブとのバルブ開閉タイミングを制
御するとともに、回転数変動量が基準回転数変動量より
も小さい場合に進角量を増量補正して補正進角量を求
め、この増量補正した補正進角量だけクランク軸4に対
する吸気カム軸6の位相を進角させて吸気バルブと排気
バルブとのバルブ開閉タイミングを制御するものであ
る。
1に示す如く、制御手段84によって制御がスタート
(100)すると、図2の(A)に示す如くエンジン回
転数が略一定状態でエンジン2の冷却水温度等によりバ
ルブ開閉タイミング制御条件が成立するか否かを判断
(ステップ102)する。
ング制御条件が成立して判断(102)がYESの場合
は、エンジン回転数とエンジン負荷とによる進角量マッ
プ(図8参照)により進角量を決定(104)し、この
進角量だけクランク軸4に対する吸気カム軸6の位相を
進角させて吸気バルブと排気バルブとのバルブ開閉タイ
ミングを制御(106)する。
求め(108)、図3に示すエンジン回転数とエンジン
負荷との基準回転数変動量マップにより基準となる基準
回転数変動量を決定(110)し、回転数変動量が基準
回転数変動量よりも大きか否かを判断(112)する。
2の(C)・(D)に示す如く、進角量マップにより決
定された前記進角量を、回転数変動量と基準回転数変動
量との差から求められる補正量だけ減量補正して補正後
の補正進角量(進角量:−θ)を求め、この減量補正し
た補正進角量だけクランク軸4に対する吸気カム軸6の
位相を進角(進角量マップにより決定された進角量より
も遅角)させて、吸気バルブと排気バルブとのバルブ開
閉タイミングを制御(114)する。
数変動量が基準回転数変動量よりも小さいか否かを判断
(116)する。この判断(116)がYESの場合
は、図2の(C)・(D)に示す如く、進角量マップに
より決定された進角量を、回転数変動量と基準回転数変
動量との差から求められる補正量により増量補正して補
正後の補正進角量(進角量:+θ)を求め、この増量補
正した補正進角量だけクランク軸4に対する吸気カム軸
6の位相を進角(進角量マップにより決定された進角量
よりも進角)させて、吸気バルブと排気バルブとのバル
ブ開閉タイミングを制御(118)する。
後、また、前記判断(116)がNOの場合は、回転数
変動量が基準回転数変動量に収束することにより収束時
の補正量Aを学習する学習条件が成立するか否かを判断
する(120)。
て、判断(120)がYESの場合は、図2の(E)・
(F)に示す如く、収束時の補正量Aを学習値Aとして
記憶して進角量マップを更新する学習制御を実施(12
2)し、リターン(124)して前述判断及び処理(1
02〜122)を繰り返す。
ずに、判断(120)がNOの場合は、リターン(12
4)して前述判断及び処理(102〜122)を繰り返
す。
は、リターン(124)して判断(102)を繰り返
す。
御装置24は、エンジン回転数から求められる回転数変
動量とエンジンの運転状態により決定される基準回転数
変動量との差に応じて進角量を補正して補正進角量を求
め、この補正進角量だけクランク軸4に対する吸気カム
軸6の位相を進角させて吸気バルブと排気バルブとのバ
ルブ開閉タイミングを制御することにより、エンジン2
の固有差による燃焼状態の相違や経年変化による燃焼状
態の変化に対応して、進角量を適正な値にすることがで
き、また、この制御を繰り返してフィードバック制御し
ていることにより、常に進角量を適正な値にすることが
でき、エンジンの回転数変動量を目標値である基準回転
数変動量に収束させることができる。
装置24は、エンジン2の固有差や経年変化に対して進
角量を最適化し得て、進角量の最適化により燃焼状態を
改善し得て、燃費やドライバビリティを向上することが
できる。また、回転数変動量のフィートバック制御によ
る補正量Aを学習値Aとして進角量マップを学習制御し
ていることにより、エンジン2の始動時から進角量を最
適化することが可能になり、燃費やドライバビリティの
向上に寄与することができる。
りもかなり小さく、進角量マップで決定される進角量以
上に進角できるのであれば、進角させることにより燃費
を向上することができる。また、進角量は、小さくする
と回転数の変動が小さくなり安定するが、燃費は悪化す
る。さらに、回転数変動量は、エンジン2に排ガス規制
の失火システムが設けられている場合に、このシステム
を利用してセンサを付加せずに求めることができる。
ではなく、種々応用改変が可能である。例えば、基準回
転数変動量は、エンジン回転数とエンジン負荷とによっ
て決定したが、車両の走行条件の変化である大気圧の変
化を加味して決定することもできる。
ミング制御装置は、エンジンの固有差による燃焼状態の
相違や経年変化による燃焼状態の変化に対応して進角量
を適正な値にすることができる。
装置は、エンジンの固有差や経年変化に対して進角量を
最適化し得て、進角量の最適化により燃焼状態を改善し
得て、燃費やドライバビリティを向上することができ
る。
制御装置の制御のフローチャートである。
る。(B)は制御条件の成立・不成立のタイムチャート
である。(C)は基準回転数変動量に対する回転数変動
量のタイムチャートである。(D)は進角量のタイムチ
ャートである。(E)は学習条件の成立・不成立のタイ
ムチャートである。(F)は学習値のタイムチャートで
ある。
転数変動量マップを示す図である。
図である。
ある。
制御のフローチャートである。
マップを示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジンの運転状態により決定される進
角量だけクランク軸に対するカム軸の位相を進角させて
吸気バルブと排気バルブとのバルブ開閉タイミングを制
御するバルブ開閉タイミング制御装置において、前記エ
ンジンのエンジン回転数から回転数変動量を求め、この
回転数変動量と前記エンジンの運転状態により決定され
る基準回転数変動量との差に応じて前記進角量を補正し
て補正進角量を求め、この補正進角量だけ前記クランク
軸に対するカム軸の位相を進角させて吸気バルブと排気
バルブとのバルブ開閉タイミングを制御する制御手段を
設けたことを特徴とするバルブ開閉タイミング制御装
置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、前記エンジンのエンジ
ン回転数とエンジン負荷との基準回転数変動量マップに
より前記基準回転数変動量を決定する制御手段であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のバルブ開閉タイミング
制御装置。 - 【請求項3】 前記制御手段は、前記回転数変動量が前
記基準回転数変動量よりも大きい場合に前記進角量を減
量補正して補正進角量を求め、この減量補正した補正進
角量だけ前記クランク軸に対するカム軸の位相を進角さ
せて吸気バルブと排気バルブとのバルブ開閉タイミング
を制御するとともに、前記回転数変動量が前記基準回転
数変動量よりも小さい場合に前記進角量を増量補正して
補正進角量を求め、この増量補正した補正進角量だけ前
記クランク軸に対するカム軸の位相を進角させて吸気バ
ルブと排気バルブとのバルブ開閉タイミングを制御する
制御手段であることを特徴とする請求項1に記載のバル
ブ開閉タイミング制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29076899A JP2001107756A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | バルブ開閉タイミング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29076899A JP2001107756A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | バルブ開閉タイミング制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001107756A true JP2001107756A (ja) | 2001-04-17 |
Family
ID=17760291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29076899A Pending JP2001107756A (ja) | 1999-10-13 | 1999-10-13 | バルブ開閉タイミング制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001107756A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006308905A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Kyocera Mita Corp | 定着装置 |
-
1999
- 1999-10-13 JP JP29076899A patent/JP2001107756A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006308905A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Kyocera Mita Corp | 定着装置 |
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