JPH11190236A - 4サイクルエンジンのノッキング抑止装置 - Google Patents
4サイクルエンジンのノッキング抑止装置Info
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- JPH11190236A JPH11190236A JP9369385A JP36938597A JPH11190236A JP H11190236 A JPH11190236 A JP H11190236A JP 9369385 A JP9369385 A JP 9369385A JP 36938597 A JP36938597 A JP 36938597A JP H11190236 A JPH11190236 A JP H11190236A
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- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
Abstract
より良好な熱効率の状態で、エンジンの運転ができるよ
うにする。 【解決手段】 吸気弁8および/もしくは排気弁9の開
閉弁時期をクランク軸の位相に対して可変とする弁開閉
時期可変手段20を装備する。ノッキング発生状況を検
出するノックセンサ27を設ける。ノッキング発生状況
に応じて、開閉弁時期を遅角あるいは進角するようフィ
ードバック制御するようにする。
Description
ンにおいて、ノッキングの発生を抑制させるようにする
4サイクルエンジンのノッキング抑止装置に関するもの
である。
従来、特開平6‐129271号公報で示されるものが
ある。
とする吸気弁開閉時期可変機構と、マップを接続した吸
気弁開閉時期可変機構のコントロールユニットと、エン
ジンの回転数を検出するエンジン回転数センサと、吸入
空気量を検出するエアーフローセンサが設けられたエン
ジンにおいて、吸気弁開閉時期可変機構により閉弁時期
を遅角制御することによりノッキングが抑制される、と
なっている。
あたり、遅角量はエンジン回転数と平均有効圧力に割り
付けたマップに基づいて決定するよう構成されている。
即ち、遅角制御はコントロールユニットが、エンジン回
転数、およびスロットル開度あるいはエアーフローメー
ターの出力に応じた遅角量をマップから読み出し、可変
機構が制御される、とある。
いて制御することにより最適な開閉弁時期を選べる結
果、ノッキングを抑制するために点火時期を遅らせる必
要がない、とある。
うに開閉弁時期を予め用意したマップに従って制御する
のでは、エンジンの出力および燃費を向上させるのにも
限度があった。それは、量産性を考慮した場合、エンジ
ン毎の個体差や、エンジン1台の中でも各シリンダ毎の
圧縮比のばらつきが必ず存在すること、また、実用性を
考慮した場合、燃焼室内にカーボンが堆積するなどによ
る圧縮比の経時的変化があることや、使用する燃料の性
状および吸入空気温度・密度によりノッキングが発生す
る圧縮比が異なること、などの事情により、吸気弁開閉
時期は余裕をもってノッキングが発生しない遅角量領域
に設定しておく必要があったからである。
吸気弁の開閉弁時期は余裕を持ってノッキングが発生し
ない遅角量領域に設定しておく必要があるため、エンジ
ンの出力および燃費を向上させるのにも限度がある。
されたもので、ノッキングの発生がより確実に抑制され
て、より良好な熱効率の状態で、エンジンの運転ができ
るようにすることを課題とする。
の本発明の4サイクルエンジンのノッキング抑止装置
は、次の如くである。
くは排気弁9の開閉弁時期をクランク軸の位相に対して
可変とする弁開閉時期可変手段20を装備し、かつ、ノ
ッキング発生状況を検出するノックセンサ27を設けた
4サイクルエンジンのノッキング抑止装置において、
を遅角あるいは進角するようフィードバック制御するよ
うにしたものである。
て、ノッキングの発生状況に応じて、点火時期を遅角あ
るいは進角するようフィードバック制御するようにした
ものである。
により説明する。
輪車など車両に搭載される内燃機関である4サイクルエ
ンジンの要部である。
リンダ孔3にピストン4が摺動自在に嵌入され、このピ
ストン4はクランク軸に連動連結されている。上記シリ
ンダ孔3内で上記ピストン4と、シリンダ2のシリンダ
ヘッド5とで囲まれた空間が燃焼室7とされ、上記シリ
ンダ2の外部から上記燃焼室7に連通する吸気通路を開
閉自在に閉じる吸気弁8が設けられると共に、上記燃焼
室7をシリンダ2の外部に連通させる排気通路を開閉自
在に閉じる排気弁9が設けられている。また、上記吸気
通路の上流側にはスロットル弁が設けられている。
設けられている。この動弁機構12は、上記吸気弁8に
カム係合する吸気カム軸13と、上記排気弁9にカム係
合する排気カム軸14とを有し、それぞれ個別に上記ク
ランク軸にチェーン巻掛手段15により連動連結され、
上記吸気弁8と排気弁9とが上記クランク軸に連動し
て、開閉弁動作させられるようになっている。
7が設けられ、また、上記吸気通路と燃焼室7のいずれ
かに燃料を供給する燃料噴射弁18が設けられている。
時には、吸入行程で、上記吸気カム軸13により所定の
開閉弁時期(クランク角)に吸気弁8が開弁動作させら
れて、ある一定の開弁期間A(クランク角)の間だけ開
弁状態が保持され、このとき、吸気通路とスロットル弁
とを通し、上記燃料噴射弁18で噴射された燃料と共に
吸気が上記燃焼室7に供給される。
圧縮させられる。
7により点火、燃焼させられる。
り所定の開閉弁時期に排気弁9が開弁動作させられて、
ある一定の開弁期間Bの間だけ開弁状態が保持され、こ
のとき、上記燃焼室7で燃焼により生じたガスが、排気
として上記排気通路を通しシリンダ2の外部に排出させ
られる。
開閉弁時期をクランク軸のある位相(クランク角)に対
して可変とする弁開閉時期可変手段20が設けられてい
る。より具体的には、上記吸気弁8の開弁期間Aを一定
にしたまま、この吸気弁8の開閉弁時期を可変とする吸
気弁可変手段21が上記吸気カム軸13とチェーン巻掛
手段15との間に介設されている。また、上記排気弁9
の開弁期間Bを一定にしたまま、この排気弁9の開閉弁
時期を可変とする排気弁可変手段22が上記排気カム軸
14とチェーン巻掛手段15との間に介設されている。
排気弁可変手段22とをそれぞれ電子的に制御する制御
装置24が設けられている。この制御装置24には、上
記エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ
25、スロットル弁の開度を検出することによりエンジ
ン1の負荷を検出するスロットル開度センサ26、ノッ
キング発生状況(頻度、強度など)を検出するノックセ
ンサ27がそれぞれ電気的に接続されている。
手段、スロットル開度算出手段、点火時期補正量算出手
段、燃料補正量算出手段、位相検出手段、開閉弁時期を
遅角、進角補正する補正量算出手段、およびノック強度
判定手段を有している。上記エンジン回転数算出手段に
エンジン回転数センサ25が接続され、スロットル開度
算出手段にスロットル開度センサ26が接続され、点火
時期補正量算出手段に点火時期補正手段を介して点火プ
ラグ17が接続され、燃料補正量算出手段に燃料補正手
段を介して燃料噴射弁18が接続され、ノック強度判定
手段にノックセンサ27が接続されている。
のエンジン1にノッキングが発生しない通常運転時に
は、上記吸気弁可変手段21と排気弁可変手段22と
は、上記制御装置24が有するマップにより制御され
て、吸気弁8と排気弁9はそれぞれその開弁期間A,B
を一定にしたまま、各開閉弁時期が遅角、進角制御さ
れ、これにより、エンジン性能の向上が図られている。
れたノッキング発生状況に応じて、上記弁開閉時期可変
手段20により、吸気弁8や排気弁9の開閉弁時期が遅
角あるいは進角させられるよう上記制御装置24により
フィードバック制御されるようになっている。
弁の開弁期間を一定にしたまま、この吸気弁の開閉弁時
期を可変とする吸気弁可変手段が設けられ、上記エンジ
ンの低速高負荷時にノッキングが発生したとき、上記吸
気弁可変手段により上記吸気弁の開閉弁時期が遅角制御
されるようになっている。
高負荷時にノッキングが発生したときには、吸気弁可変
手段により吸気弁の開閉弁時期が遅角制御されるため、
吸入行程で吸気弁の開閉弁時期が遅れることとなる。こ
のため、第1に、この吸気弁の開閉弁時期と、上記吸入
行程に先行する排気行程での排気弁の開閉弁時期とのオ
ーバラップ期間が短くなることから、この排気行程での
排気が上記吸入行程での吸気に混入することが抑制さ
れ、よって、この吸気が排気の有する高熱で加熱される
ことが抑制される。
閉弁時期が遅れる分、この吸入行程に後続する圧縮行程
での実質的な圧縮期間が短くなり、よって、吸気の圧縮
比が低下させられる。
る高熱で加熱されることが抑制されると共に、圧縮比が
低下させられることで、その後のノッキングの発生が抑
制されるようになっている。
時におけるノッキングの発生は抑制されるようになって
いるが、高速高負荷時で発生するノッキングについては
考慮されておらず、よって、上記従来の技術では、エン
ジンの全速度範囲にわたり、ノッキングの発生をより確
実に抑制させる上で十分ではなく、改善の余地が残され
ている。そこで、上記不都合を解消するため、特に、次
のように構成されている。
速高負荷時にノッキングが発生したとき、上記制御装置
24によりフィードバック制御される吸気弁可変手段2
1により、上記吸気弁8は、図1中一点鎖線で示すよう
に、その開弁期間Aが一定とされたまま、開閉弁時期が
遅角制御Eされるようになっている。
ノッキングが発生したとき、上記制御装置24によりフ
ィードバック制御される吸気弁可変手段21により、上
記吸気弁8は、図1中二点鎖線で示すように、その開弁
期間Aが一定とされたまま、開閉弁時期が進角制御Hさ
れるようになっている。
制御につき、詳しく説明する。なお、下記する(P‐
1)〜(P‐8)は図示しないが、プログラムの各ステ
ップを示している。
制御装置24の制御に、(P‐1)のノッキング抑制ル
ーチンのスタートが割り込むこととされている。
出された検出信号が所定のノック判定レベルCを越えた
とき、前記ノック強度判定手段により、ノック強度が大
きいと判断されて、ノック強度判定信号Nn が出力され
る(P‐2)。
ンジン回転数が検出されて、エンジン回転数算出手段に
よりエンジン回転数が算出されると共に(P‐3)、こ
のエンジン回転数が所定値よりも少ないか否かが判断さ
れる(P‐4)。
所定値よりも少ないと判断され、かつ、図示しないが、
スロットル開度センサ26の検出信号により高負荷であ
ると判断されれば、つまり、エンジン1が低速高負荷時
であると判断されれば、(P‐5)が実行される。
による判断時に、吸気弁可変手段21によって吸気弁8
の開閉弁時期がある基準値から、つまり、図3で示す基
本位相Dからいくら遅角、もしくは進角させられている
かが位相検出手段によって検出され、つまり、吸気弁可
変手段21の位相が検出される。次に、上記エンジン1
の低速高負荷時に、上記基本位相Dを基準として設定さ
れるべき遅角量を得るため、上記吸気弁可変手段21の
位相の補正量が前記した補正量算出手段により算出され
る。
により、吸気弁可変手段21の位相が補正させられる
(P‐6)。
と、前記ノック強度判定手段によりノック強度判定信号
N1 〜3 が次々と出力されたとき、これに応じて吸気弁
可変手段21により上記吸気弁8の開閉弁時期がより遅
角するよう次々と遅角制御E1 〜3 させられる。この遅
角制御Eにおいて、ノック強度判定信号Nが所定期間F
発生しなくなれば、上記補正量算出手段により、遅角が
所定量減らされるよう遅角制御E4 にされる。
速高負荷時にノッキングが発生したときには、吸気弁可
変手段21により吸気弁8の開閉弁時期が遅角制御Eさ
れるため、吸入行程で吸気弁8の開閉弁時期が遅れるこ
ととなる。このため、第1に、この吸気弁8の開閉弁時
期と、上記吸入行程に先行する排気行程での排気弁9の
開閉弁時期とのオーバラップ期間Gが短くなることか
ら、この排気行程での排気が上記吸入行程での吸気に混
入することが抑制され、よって、この吸気が排気の有す
る高熱で加熱されることが抑制される(「第1の作
用」)。
開閉弁時期が遅れる分、この吸入行程に後続する圧縮行
程での実質的な圧縮期間が短くなり、よって、吸気の圧
縮比が低下させられる(「第2の作用」)。
る高熱で加熱されることが抑制されると共に、圧縮比が
低下させられることで、その後のノッキングの発生が抑
制されるようになっている。
が所定値を越えていると判断され、かつ、図示しないが
スロットル開度センサ26の検出信号により高負荷であ
ると判断されれば、つまり、エンジン1が高速高負荷時
であると判断されれば、(P‐8)が実行される。
による判断時に、前記(P‐5)で実行したのと同じよ
うに、吸気弁可変手段21の位相が検出される。次に、
上記エンジン1の高速高負荷時に、上記基本位相Dを基
準として設定されるべき進角量を得るため、上記吸気弁
可変手段21の位相の補正量が前記補正量算出手段によ
り算出される。
により、吸気弁可変手段21の位相が補正させられる
(P‐6)。
ると、前記ノック強度判定手段によりノック強度判定信
号N1 〜3 が次々と出力されたとき、これに応じて吸気
弁可変手段21により上記吸気弁8の開閉弁時期がより
進角するよう次々と進角制御H1 〜3 させられる。この
進角制御Hにおいて、ノック強度判定信号Nが所定期間
F発生しなくなれば、上記補正量算出手段により、進角
が所定量減らされるよう進角制御H4 される。
速高負荷時にノッキングが発生したときには、吸気弁可
変手段21により吸気弁8の開閉弁時期が進角制御Hさ
れるため、吸入行程で吸気弁8の開閉弁時期が早くなる
分、慣性効果が減少し、その結果、吸気量が減少する
(「第3の作用」)。
ると共に、吸気量が少なくなることで、その後のノッキ
ングの発生が抑制されるようになっている。
と高速高負荷時とにおいて、吸気弁8の開閉弁時期を遅
角制御Eと、進角制御Hのいずれか一方を選択させるよ
うにした理由は次の如くである。即ち、エンジン1の低
速時と高速時とでは、吸気の慣性効果が大きく相違する
ため、上記したように、遅角制御Eと進角制御Hのいず
れかを各速度で選択させると、前記した「第1、第2の
作用」と、上記「第3の作用」とが各速度でそれぞれ顕
著に得られるからである。
り、エンジン1の全速度範囲にわたり、ノッキングの発
生がより確実に抑制される。
より、上記吸気弁8の開閉弁時期が上記したように遅角
制御E、もしくは進角制御Hされたとき、いずれにして
も上記排気弁可変手段22により、上記排気弁9が、図
1中破線で示すようにその開閉弁時期が進角制御Iされ
るようになっている。
は、排気弁9の開閉弁時期が早くなる分、上記オーバラ
ップ期間Gが更に短くなって、前記した「第1の作用」
が生じ、即ち、吸気が排気で加熱されることがより確実
に抑制されて、ノッキングの発生がより抑制される。
記したように、排気弁9の開閉弁時期が早くなる分、前
記吸気弁8の開閉弁時期の進角制御Hで長くされていた
オーバラップ期間Gが短くされる。
に長いと、吸入作用が過大となって、体積効率ηv が高
くなり過ぎるおそれがあり、これはノッキングを発生さ
せる原因となる。
弁時期を進角制御Iさせることにより、上記オーバラッ
プ期間Gがあまりに長くなることを防止したのであり、
このため、体積効率ηv が高くなり過ぎることが防止さ
れて、吸気量が抑制されており、もって、ノッキングの
発生がより確実に抑制される。
Iにすれば、オーバラップ期間Gが短くなる傾向となっ
て、体積効率ηv がより低くなってノッキングの発生が
より抑制される。
じて、開閉弁時期を遅角あるいは進角するようフィード
バック制御するようにしてあるため、例えば、ノッキン
グ発生状況のノック強度が、制御装置24内に記憶され
たある上限レベルを上回ると、ノック強度判定信号Nが
出力され、開閉弁時期を遅角させるべく弁開閉時期可変
手段20に遅角制御信号が送られる。
が制御装置24内に記憶されたある下限レベルを下回る
と、ノック強度判定信号Nが止まり、開閉弁時期を進角
させるべく弁開閉時期可変手段20に進角制御信号が送
られる。
行い、つまり、フィードバック制御をし、また、この
際、上記上、下限レベルを近接した値に設定すれば、開
閉弁時期はノッキングを起こさない最大の空気吸入量と
圧縮比を得る状態に収束するように制御され続けること
になる。即ち、エンジン1を最良な熱効率の状態で運転
し続けることが可能である。
で圧縮比などの個体差があった場合でも、常にその個体
において最良の開閉弁時期を得ることができる。
生状況に応じて、点火時期を遅角あるいは進角するよう
フィードバック制御するようにしてある。
強度のノッキングが検出されて、開閉弁時期が遅角制御
されようとしたとき、各バルブ8,9の開弁作用角によ
っては、開閉弁時期の遅角動作が完了する以前に弁がリ
フトを開始してしまうことが考えられる。
の点火時期では、再度ノッキングを生じることが考えら
れる。
火時期を遅角制御することにより、ノッキングの発生を
抑止できる。
らつきにより各気筒毎のノッキング発生状況が必ずしも
同じではない。そのため、開閉弁時期はどの気筒でも概
ねノッキングがあるレベル以下の進角、遅角範囲でフィ
ードバック制御し、更に、点火時期を該当する気筒のノ
ッキング状況に合わせてフィードバック制御することに
より、エンジンを最良な熱効率の状態で運転することが
可能である。
ッキングが発生したときに高負荷であると判断するもの
とすると、上記スロットル開度センサ26やスロットル
開度算出手段はなくてもよい。また、ノッキングの発生
に基づき、排気弁9の開閉弁時期を進角制御Iするよう
にしたが、これはしなくてもよい。
は排気弁の開閉弁時期をクランク軸の位相に対して可変
とする弁開閉時期可変手段を装備し、かつ、ノッキング
発生状況を検出するノックセンサを設けた4サイクルエ
ンジンのノッキング抑止装置において、
を遅角あるいは進角するようフィードバック制御するよ
うにしてある。
ノック強度が、制御装置内に記憶されたある上限レベル
を上回ると、ノック強度判定信号が出力され、開閉弁時
期を遅角させるべく弁開閉時期可変手段に遅角制御信号
が送られる。
が制御装置内に記憶されたある下限レベルを下回ると、
ノック強度判定信号が止まり、開閉弁時期を進角させる
べく弁開閉時期可変手段に進角制御信号が送られる。
行い、つまり、フィードバック制御をし、また、この
際、上記上、下限レベルを近接した値に設定すれば、開
閉弁時期はノッキングを起こさない最大の空気吸入量と
圧縮比を得る状態に収束するように制御され続けること
になる。即ち、エンジンを最良な熱効率の状態で運転し
続けることが可能である。
で圧縮比などの個体差があった場合でも、常にその個体
において最良の開閉弁時期を得ることができる。
に応じて、点火時期を遅角あるいは進角するようフィー
ドバック制御するようにしてある。
強度のノッキングが検出されて、開閉弁時期が遅角制御
されようとしたとき、各バルブの開弁作用角によって
は、開閉弁時期の遅角動作が完了する以前に弁がリフト
を開始してしまうことが考えられる。
の点火時期では、再度ノッキングを生じることが考えら
れる。
火時期を遅角制御することにより、ノッキングの発生を
抑止できる。
らつきにより各気筒毎のノッキング発生状況が必ずしも
同じではない。そのため、開閉弁時期はどの気筒でも概
ねノッキングがあるレベル以下の進角、遅角範囲でフィ
ードバック制御し、更に、点火時期を該当する気筒のノ
ッキング状況に合わせてフィードバック制御することに
より、エンジンを最良な熱効率の状態で運転することが
可能である。
クセンサ検出信号、ノック強度判定信号の関連を経時的
に示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 吸気弁および/もしくは排気弁の開閉弁
時期をクランク軸の位相に対して可変とする弁開閉時期
可変手段を装備し、かつ、ノッキング発生状況を検出す
るノックセンサを設けた4サイクルエンジンのノッキン
グ抑止装置において、 ノッキング発生状況に応じて、開閉弁時期を遅角あるい
は進角するようフィードバック制御するようにした4サ
イクルエンジンのノッキング抑止装置。 - 【請求項2】 ノッキングの発生状況に応じて、点火時
期を遅角あるいは進角するようフィードバック制御する
ようにした請求項1に記載の4サイクルエンジンのノッ
キング抑止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9369385A JPH11190236A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 4サイクルエンジンのノッキング抑止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9369385A JPH11190236A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 4サイクルエンジンのノッキング抑止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190236A true JPH11190236A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18494287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9369385A Pending JPH11190236A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 4サイクルエンジンのノッキング抑止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11190236A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002020964A1 (de) * | 2000-09-04 | 2002-03-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine und entsprechende vorrichtung |
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-
1997
- 1997-12-25 JP JP9369385A patent/JPH11190236A/ja active Pending
Cited By (7)
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070201 |
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