JP5652573B2 - 内燃機関の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、バルブタイミングを変更可能な可変動弁機構と、ピストン上死点位置を変更することで圧縮比を変更可能な圧縮比可変機構と、を備えた内燃機関の制御装置及び制御方法に関する。
燃焼室の容積を変更して圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、吸気弁または排気弁のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構とを有し、運転状態に応じて、圧縮比や、吸気弁または排気弁のバルブタイミングを変更する内燃機関が知られている。
例えば、特許文献1には、運転状態に応じて設定されたバルブタイミングの吸気弁に対してピストンが干渉しないように上限圧縮比が設定され、目標圧縮比が、この上限圧縮比よりも大きい場合には、目標圧縮比を上限圧縮比に制限することで、吸気弁とピストンとが干渉しないようにする技術が開示されている。
しかしながら、このような特許文献1においては、目標圧縮比が高い状態で、要求負荷の増大により実吸入空気量を増大させるような場合に、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間を増大させることで掃気量を増加させ、実吸入空気量を増大させることができない。
すなわち、目標圧縮比が高い状態のときに、実吸入空気量を増大させるため吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間が増大するように吸気弁のバルブタイミングを変更すると、吸気弁とピストンとが干渉してしまう虞がある。
本発明は、内燃機関の制御装置は、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間を増加させてシリンダ内の掃気量を増加させ、実吸入空気量を増加させるべきときに、実圧縮比を定常状態での目標圧縮比よりも低下させることを特徴としている。
本発明によれば、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップ期間を増加させて掃気量を増加させ、実吸入空気量を増加させるべきときに、ピストンと吸気弁及び排気弁とが干渉しないようにして上記バルブオーバーラップ期間を増加させて、実吸入空気量を増加させることができる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明が適用される内燃機関1の基本的な構成を図1を用いて説明する。この内燃機関1は、駆動源として車両に搭載されるものであって、吸気弁2のバルブタイミングを変更可能な吸気弁側可変動弁機構4と、排気弁3のバルブタイミングを変更可能な排気弁側可変動弁機構5と、シリンダブロック6のシリンダ7内を往復動するピストン8の上死点位置を変更することで機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構9と、を備えている。
吸気弁側可変動弁機構4及び排気弁側可変動弁機構5は、例えば、特開2002−285876号公報等に開示された公知の位相可変機構(VTC)であり、クランクシャフト10に対するカムシャフト11、12の位相を変化させることで、バルブタイミングを変更するものである。すなわち、吸気弁側可変動弁機構4は、吸気カム13を有する吸気カムシャフト11の一端に設けられ、クランクシャフト10に対する吸気カムシャフト11の相対位相角である変換角を変更することで、吸気弁2の開閉時期を変更する。また、排気弁側可変動弁機構5は、排気カム14を有する排気カムシャフト12の一端に設けられ、クランクシャフト10に対する排気カムシャフト12の相対位相角である変換角を変更することで、排気弁3の開閉時期を変更する。なお、本実施例の可変動弁機構には、公知の種々の形式の可変動弁機構が適用可能である。
吸気弁2を介して燃焼室15に接続された吸気通路16には、吸気コレクタ17の上流側を開閉して吸入空気量を調整するスロットル弁18と、吸気コレクタ17の下流側に位置して燃料噴射する燃料噴射弁19が設けられている。
排気弁3を介して燃焼室15に接続された排気通路20には、排気空燃比を検出する空燃比センサ21が設けられている。
エンジンコントロールモジュール(ECM)22は、CPU、ROM、RAM及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータであり、空燃比センサ21からの空燃比センサ信号、スロットル弁開度を検出するスロットルセンサ23からのスロットルセンサ信号、機関水温を検出する水温センサ24からの水温センサ信号、機関回転速度を検出するクランク角センサ25からのクランク角センサ信号、ノッキングの有無を検出するノックセンサ26からのノックセンサ信号、負荷(運転者の要求負荷)に相当するアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ27からのアクセル開度信号、吸入空気量を検出するエアフローメータ28からの信号、吸気弁側可変動弁機構4の吸気カムシャフト11の位相を検出する吸気カム角センサ29からの信号、排気弁側可変動弁機構5の排気カムシャフト12の位相を検出する排気カム角センサ30からの信号、可変圧縮比機構9を駆動する電動機31からの回転角センサ信号等の各種信号が入力されている。そして、ECM22は、これらの入力信号に基づいて、燃料噴射弁19、燃焼室15内の混合気を点火する点火プラグ32、スロットル弁18、吸気弁側可変動弁機構4、排気弁側可変動弁機構5、可変圧縮比機構9等へ制御信号を出力して、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度、吸気弁2のリフト中心角の位相、排気弁3のリフト中心角の位相、機関圧縮比等を統括的に制御する。
可変圧縮比機構9は、図2及び図3に示すように、ピストン8とクランクシャフト10のクランクピン40とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構を利用したものであって、クランクピン40に回転可能に装着されたロアリンク41と、このロアリンク41とピストン8とを連結するアッパリンク42と、偏心軸部44が設けられたコントロールシャフト43と、偏心軸部44とロアリンク41とを連結するコントロールリンク45と、を有している。アッパリンク42は、一端がピストンピン46に回転可能に取り付けられ、他端が第1連結ピン47によりロアリンク41と回転可能に連結されている。コントロールリンク45は、一端が第2連結ピン48によりロアリンク41と回転可能に連結されており、他端が偏心軸部44に回転可能に取り付けられている。
コントロールシャフト43は、クランクシャフト10と平行に配置され、かつシリンダブロック6に回転可能に支持されている。そして、このコントロールシャフト43は、歯車機構49を介して電動機31によって回転駆動され、その回転位置が制御されている。
電動機31によりコントロールシャフト43の回転位置を変更することにより、図3にも示すように、コントロールリンク45によるロアリンク41の姿勢が変化し、ピストン8のピストンモーション(ストローク特性)、すなわちピストン8の上死点位置及び下死点位置の変化を伴って、機関圧縮比が連続的に変更・制御される。
このような複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構9によれば、機関運転状態に応じて機関圧縮比を適正化することで燃費や出力向上を図れることに加え、ピストンとクランクピンとを一本のリンクで連結した単リンク機構に比して、ピストンストローク特性(図4参照)そのものを例えば単振動に近い特性に適正化することができる。また、単リンク機構に比して、クランクスローに対するピストンストロークを長くとることができ、機関全高の短縮化や高圧縮比化を図ることができる。更に、アッパリンク42の傾きを適正化することで、ピストン8やシリンダ7に作用するスラスト荷重を低減・適正化し、ピストン8やシリンダ7の軽量化を図ることができる。
また、図5に示すように、この可変圧縮比機構9は、高圧縮比側から低圧縮比側への変更が遅れると過渡的にノッキング等を生じるおそれがあるために、高圧縮比側での圧縮比変更速度が低圧縮比側での圧縮比変更速度よりも大きくなるように構成されている。具体的には、高圧縮比位置の設定では、低圧縮比位置の設定に比して、コントロールリンク45のリンク中心線と、コントロールシャフト43の回転中心と偏心軸部44の中心とを結ぶ偏心線と、のなす角度が直角に近くなり、モーメントの腕長さが大きくなって、電動機31による駆動モーメントが大きくなり、ひいては変更速度が大きくなるように構成されている。
このような内燃機関1において、本実施例では、実吸入空気量(充填効率)が多くなるほど定常状態での目標圧縮比が小さくなるように設定されている。そのため、実吸入空気量が少ない状態から要求負荷が増大した場合、ピストン上死点位置が高いため、要求負荷の増大に応えて実吸入空気量を増加させるべく吸気弁2と排気弁3のバルブオーバーラップ期間を増加させるバルブタイミングとすると、吸気弁2及び排気弁3の少なくとも一方がピストン8と干渉して、上記バルブオーバーラップ期間を増加させることができない可能性がある。そして、圧縮比が高い状態で要求負荷が増大しているにも関わらず、上記バルブオーバーラップ期間を増加させることができない場合、実吸入空気量を増加させることができないため、目標圧縮比が高いままとなり、実吸入空気量が増加しない状態がいつまでも続くことになる。
そこで、本発明では、吸気弁2と排気弁3のバルブオーバーラップ期間を増加させて、実吸入空気量を増加させるべき状況では、実圧縮比を定常状態での目標圧縮比よりも一時的に低下させることで、ピストン8に対して吸気弁2及び排気弁3が干渉しないようにして、上記バルブオーバーラップ期間の増加を図る。
図6は、ECM22によって実行される制御のうち、吸気弁側可変動弁機構4、排気弁側可変動弁機構5及び可変圧縮比機構9を互いに干渉しないように作動させる制御の概略をブロック図として示している。
S1の掃気バルブタイミング要求推定手段では、要求負荷であるアクセル開度(APO)と内燃機関1の機関回転速度を用いて、掃気要求値である掃気バルブタイミング要求値を算出する。
S2の可変動弁干渉回避手段では、機関回転速度、実圧縮比及び掃気バルブタイミング要求値を用いて、可変動弁目標値として、吸気弁側可変動弁機構4及び排気弁側可変動弁機構5のリフト中心角の目標値をそれぞれ算出する。実圧縮比は、例えば、可変圧縮比機構9のコントロールシャフト43の回転位置を検出するセンサからの出力信号や、コントロールシャフト43を回転駆動する電動機31への制御指令値等から算出される。
S3の圧縮比干渉回避手段では、機関回転速度、吸気弁2の実リフト中心角位置、排気弁3の実リフト中心角位置及び掃気バルブタイミング要求値を用いて、可変圧縮比機構目標値として、可変圧縮比機構9の目標圧縮比を算出する。吸気弁2の実リフト中心角位置は、吸気カム角センサ29の検出値を用いて算出される。排気弁3の実リフト中心角位置は、排気カム角センサ30の検出値を用いて算出される。
図7を用いて、上述した図6の掃気バルブタイミング要求推定手段で算出される掃気バルブタイミング要求値の算出プロセスを詳述する。
S11では、アクセル開度(APO)から、アクセル開度の変化率であるΔAPOを算出する。
S12のAPO掃気バルブタイミング要求推定手段では、図8に示すようなAPO掃気バルブタイミング要求値算出マップを用いて、アクセル開度(APO)とΔAPOからAPO掃気バルブタイミング要求値を算出する。APO掃気バルブタイミング要求値算出マップは、ΔAPOが大きくなるほど、またアクセル開度(APO)が大きくなるほど、APO掃気バルブタイミング要求値が大きくなるように設定されている。
S13の回転掃気バルブタイミング要求推定手段では、図9に示すような回転掃気バルブタイミング要求値算出マップを用いて、機関回転速度から回転掃気バルブタイミング要求値を算出する。回転掃気バルブタイミング要求値算出マップは、機関回転速度が大きくなるほど、回転掃気バルブタイミング要求値が小さくなるように設定されている。
そして、S14では、S12で算出されたAPO掃気バルブタイミング要求値と、S13で算出された回転掃気バルブタイミング要求値を乗算して、掃気バルブタイミング要求値を算出する。
次に、図10を用いて、上述した図6の可変動弁干渉回避手段で算出される可変動弁目標値の算出プロセスと、上述した図6の圧縮比干渉回避手段で算出される可変圧縮比機構目標値の算出プロセスと、について詳述する。
S21の可変動弁干渉回避演算では、図11に示すような可変動弁上限値算出マップを用いて、実圧縮比から吸気弁2のリフト中心角の上限進角位置である吸気VTC上限進角位置と、排気弁3のリフト中心角の上限遅角位置である排気VTC上限遅角位置を算出する。
吸気VTC上限進角位置は、実圧縮比から決まる上死点付近でのピストン8の動きに対して、吸気弁2がピストン8に対して干渉することがないリフト中心角の上限進角位置であり、実圧縮比が大きくなるほど小さくなる。また、排気VTC上限遅角位置は、実圧縮比から決まる上死点付近でのピストン8の動きに対して、排気弁3がピストン8に対して干渉することがないリフト中心角の上限遅角位置であり、実圧縮比が大きくなるほど小さくなる。
S22の可変動弁定常状態演算では、機関回転速度とアクセル開度(APO)から、定常状態における吸気弁2のリフト中心角の制御量(最遅角位置に対する進角量)と、定常状態における排気弁3のリフト中心角の制御量(最進角位置に対する遅角量)と、を算出する。
S23のバルタイ補正演算では、図12に示すようなバルタイ補正値算出マップを用いて、掃気バルブタイミング要求値からバルタイ補正値を算出する。バルタイ補正値算出マップは、掃気バルブタイミング要求値が大きくなるほど、バルタイ補正値が大きくなるように設定されている。
S24では、S22で算出された定常状態における吸気弁2のリフト中心角の制御量に、S23で算出したバルタイ補正値を加算して、吸気弁側可変動弁目標値である吸気弁2のリフト中心角の目標値を算出する。また、S22で算出された定常状態における排気弁3のリフト中心角の制御量に、S23で算出したバルタイ補正値を加算して、排気弁側可変動弁目標値である排気弁3のリフト中心角の目標値を算出する。
従って、掃気バルブタイミング要求値が大きくなるほどバルタイ補正値が大きくなるので、掃気バルブタイミング要求値に応じて上記バルブオーバーラップ期間の増加幅を大きくすることができる。つまり、掃気バルブタイミング要求値が大きくなるほど、速やかに実吸入空気量を増加させることができる。
S25では、S21で算出された吸気VTC上限進角位置と、S24で算出された吸気弁側可変動弁目標値とを比較し、小さい方を吸気弁側可変動弁目標値とする。また、S25では、S21で算出された排気VTC上限遅角位置と、S24で算出された排気弁側可変動弁目標値とを比較し、小さい方を排気弁側可変動弁目標値とする。すなわち、S25では、吸気弁側可変動弁機構4のリフト中心角の目標進角位置と排気弁側可変動弁機構5のリフト中心角の目標遅角位置とが、上死点付近で吸気弁2及び排気弁3がピストン8と干渉しないそれぞれの上限値(制御限界値)以下となるように、上限制限を実施している。
そして、S26では、可変動弁下限値である吸気VTC下限進角位置と、S25で算出された吸気弁側可変動弁目標値とを比較し、大きい方を吸気弁側可変動弁目標値とする。また、S26では、可変動弁下限値である排気VTC下限遅角位置と、S25で算出された排気弁側可変動弁目標値とを比較し、大きい方を吸気弁側可変動弁目標値とする。すなわち、S26では、吸気弁側可変動弁機構4のリフト中心角の目標進角位置及び排気弁側可変動弁機構5のリフト中心角の目標遅角位置を算出するにあたって、それぞれの下限制限を実施している。なお、可変動弁下限値である吸気VTC下限進角位置及び排気VTC下限遅角位置は、吸気弁側可変動弁機構4及び排気弁側可変動弁機構5の制御可能範囲の下限値であり、固定値として予め設定されている。
そして、S26で算出された吸気弁側可変動弁目標値及び排気弁側可変動弁目標値となるように、吸気弁側可変動弁機構4及び排気弁側可変動弁機構5は制御される。
S31の圧縮比干渉回避演算では、図13に示すような圧縮比上限値算出マップを用いて、実リフト中心角位置から圧縮比上限値を算出する。このS31では、吸気弁2と排気弁3のうち、上死点付近でピストン8と干渉する危険が大きい方の実リフト中心角位置を用いている。
圧縮比上限値は、吸気弁2及び排気弁3に対してピストン8が上死点付近で干渉することがない圧縮比の上限値あり、吸気弁2及び排気弁3のうち上死点付近でピストン8と干渉する危険が大きい方の実リフト中心角位置に基づいて算出される。圧縮比上限算出マップは、吸気弁2または排気弁3の実リフト中心角位置(吸気弁2の場合には、吸気弁2の最遅角位置に対する進角量、排気弁3の場合には、排気弁3の最進角位置対する遅角量)が大きくなるほど、圧縮比上限値が小さくなるように設定されている。
S32の圧縮比定常状態演算では、充填効率(実吸入空気量)と機関回転速度とから、定常状態における目標圧縮比を算出する。
S33の圧縮比補正演算では、図14に示すような圧縮比補正値算出マップを用いて、掃気バルブタイミング要求値から圧縮比補正値を算出する。圧縮比補正値算出マップは、掃気バルブタイミング要求値が大きくなるほど、圧縮比補正値が大きくなるように設定されている。
S34では、S32で算出された定常状態における目標圧縮比から、S33で算出した圧縮時補正値を減算して、可変圧縮比機構目標値である目標圧縮比を算出する。
S35では、S31で算出された圧縮比上限値と、S34で算出された目標圧縮比とを比較し、小さい方を可変圧縮比機構目標値とする。すなわち、S35では、可変圧縮比機構目標値が上死点付近で吸気弁2及び排気弁3がピストン8と干渉しない上限値(制御限界値)以下となるように、上限制限を実施している。
そして、S36では、圧縮比下限値と、S35で算出された可変圧縮比機構目標値とを比較し、大きい方を可変圧縮比機構目標値とする。すなわち、S36では、可変圧縮比機構目標値を算出するにあたって、圧縮比の下限を規定する下限制限を実施している。なお、圧縮比下限値は、可変圧縮比機構9の制御可能範囲の下限値であり、固定値として予め設定されている。
そして、S36で算出された可変圧縮比機構目標値となるように、可変圧縮比機構9は制御される。
このような実施例では、機関回転速度が小さいときに、アクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度(APO)とアクセル開度の変化率(ΔAPO)が双方とも大きくなると、図7のS14で算出される掃気バルブタイミング要求値が大きくなり(1に近くなり)、図10のS33で算出される圧縮比補正値が大きくなって、実圧縮比を低下させる補正が実質的に開始される。
そして、その後ΔAPOがゼロになるか、機関回転速度が上昇して所定回転速度以上になると掃気バルブタイミング要求値がゼロになり、図10のS33で算出される圧縮比補正値がゼロになり、実圧縮比を低下させる補正が実質的に終了することになる。
そのため、吸気弁2と排気弁3のバルブオーバーラップ期間を増加させて掃気量を増加させ、実吸入空気量を増加させるべきときには、実圧縮比を定常状態での目標圧縮比よりも一時的に低下させることが可能となるので、ピストン上死点位置が低くなり、ピストン8と吸気弁2及び排気弁3とが干渉しないようにして上記バルブオーバーラップ期間を増加させて、実吸入空気量を増加させることができる。
つまり、実吸入空気量を一時的にでも増加させることができれば、上記バルブオーバーラップ期間の増加に伴い、定常状態での目標圧縮比が低下していくことになるので、実吸入空気量が少ない状態から要求負荷が増大した場合でも、ピストン8と吸気弁2及び排気弁3とが干渉しないように、上記バルブオーバーラップ期間を増加させることが可能となる。
また、掃気バルブタイミング要求値が大きくなると(1に近くなると)、実圧縮比を定常状態での目標圧縮比よりも一時的に低下させることと、吸気弁2と排気弁3のバルブオーバーラップ期間を増加させることとが、同時進行することになるので、吸気弁2と排気弁3のバルブオーバーラップ期間を増加させることで実吸入空気量を増加させるべきときには、速やかに実吸入空気量を増加させることができる。
図15は、上述した本実施例の制御の概略を示すフローチャートである。S101の掃気バルブタイミング要求推定手段では、要求負荷であるアクセル開度(APO)と、内燃機関1の機関回転速度とを用いて、掃気バルブタイミング要求値を算出する。S102の可変動弁干渉回避手段では、機関回転速度、実圧縮比及び掃気バルブタイミング要求値を用いて、可変動弁目標値として、吸気弁側可変動弁機構4及び排気弁側可変動弁機構5のリフト中心角の目標値をそれぞれ算出する。S103の圧縮比干渉回避手段では、機関回転速度、吸気弁2の実リフト中心角位置、排気弁3の実リフト中心角位置及び掃気バルブタイミング要求値を用いて、可変圧縮比機構目標値として、可変圧縮比機構9の目標圧縮比を算出する。S104では、S102で算出された可変動弁目標値を用いて吸気弁側可変動弁機構4と排気弁側可変動弁機構5を制御し、S103で算出された可変圧縮比機構目標値を用いて可変圧縮比機構9を制御する。
Claims (8)
- シリンダ内を往復動するピストンの上死点位置を変更することで内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
吸気弁と排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更することで、上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバーラップ期間を変更可能な可変動弁機構と、
実吸入空気量が多いほど定常状態での目標圧縮比を低く設定する目標圧縮比設定手段と、
上記ピストンと上記吸気弁及び排気弁との干渉が発生しない範囲で上記可変動弁機構を制御する可変動弁制御手段と、
上記バルブオーバーラップ期間を増加させて上記シリンダ内の掃気量を増加させ、上記実吸入空気量を増加させるべきときに、実圧縮比を定常状態での目標圧縮比よりも低下させる圧縮比補正手段と、を有する内燃機関の制御装置。 - 上記圧縮比補正手段は、一時的に実圧縮比を定常状態での目標圧縮比より低下させるものである請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
- 要求負荷に応じて上記吸気弁及び上記排気弁の定常状態での目標バルブタイミングを設定する目標バルブタイミング設定手段と、
上記圧縮比補正手段による実圧縮比の補正が行われているときに、上記バルブオーバーラップ期間が定常状態のときよりも増加するように、上記目標バルブタイミングを補正するバルブタイミング補正手段と、を備える請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。 - 上記バルブオーバーラップ期間を増加させて実吸入空気量を増加させる要求の大きさを表す掃気要求値を算出する掃気要求値算出手段を備え、
上記圧縮比補正手段は、上記掃気要求値が大きいほど実圧縮比の低下量を大きくし、
上記バルブタイミング補正手段は、上記掃気要求値が大きいほど上記オーバーラップ期間の増加量を大きくする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 上記掃気要求値算出手段は、アクセル開度に基づいて上記掃気要求値を算出するものであって、
上記アクセル開度が大きくなるほど、上記掃気要求値が大きくなる請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - 上記掃気要求値算出手段は、アクセル開度変化率に基づいて上記掃気要求値を算出するものであって、
上記アクセル開度変化率が大きくなるほど、上記掃気要求値が大きくなる請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - 上記掃気要求値算出手段は、内燃機関の機関回転速度に基づいて上記掃気要求値を算出するものであって、
上記機関回転速度が小さくなるほど、上記掃気要求値が大きくなる請求項4に記載の内燃機関の制御装置。 - シリンダ内を往復動するピストンの上死点位置を変更することで内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
吸気弁と排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更することで、上記吸気弁と上記排気弁とのバルブオーバーラップ期間を変更可能な可変動弁機構と、
上記ピストンと上記吸気弁及び排気弁との干渉が発生しない範囲で上記可変動弁機構を制御する可変動弁制御手段と、を有し、
実吸入空気量が多いほど定常状態での目標圧縮比を低く設定するとともに、上記バルブオーバーラップ期間を増加させて上記シリンダ内の掃気量を増加させ、上記実吸入空気量を増加させるべきときに、実圧縮比を定常状態での目標圧縮比よりも低下させる内燃機関の制御方法。
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KR20180068196A (ko) * | 2016-12-13 | 2018-06-21 | 현대자동차주식회사 | 엔진 시스템 제어 방법 및 장치 |
US10247140B2 (en) * | 2016-12-19 | 2019-04-02 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and system for adjusting engine water injection |
KR102406127B1 (ko) * | 2017-10-16 | 2022-06-07 | 현대자동차 주식회사 | 가변 압축비 엔진 |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5996550A (en) * | 1997-07-14 | 1999-12-07 | Diesel Engine Retarders, Inc. | Applied lost motion for optimization of fixed timed engine brake system |
JP2004218551A (ja) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2008274963A (ja) * | 2008-08-11 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | 火花点火式内燃機関 |
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5996550A (en) * | 1997-07-14 | 1999-12-07 | Diesel Engine Retarders, Inc. | Applied lost motion for optimization of fixed timed engine brake system |
JP2004218551A (ja) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
JP2008274963A (ja) * | 2008-08-11 | 2008-11-13 | Toyota Motor Corp | 火花点火式内燃機関 |
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