JP3217923B2 - 空燃比学習制御方法 - Google Patents

空燃比学習制御方法

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用のエ
ンジンの回転数とスロットルバルブの開度に基づいて燃
料噴射量を決定する空燃比制御方法における学習補正値
の学習制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンの回転数とスロットルバ
ルブの開度とに基づいて基本燃料噴射量を決定する空燃
比制御方法がある。このような空燃比制御方法として、
例えば、特開昭63−29039号公報に記載のものの
ように、スロットルバルブの開度とエンジンの回転数と
をパラメータとする運転領域毎に対応する吸入空気量を
記憶しておき、運転時の前記開度と回転数とを検出し
て、それぞれの検出値に対応する記憶された吸入空気量
を検索して、その検索された吸入空気量とスロットルバ
ルブをバイパスするバイパス通路の開閉弁の開成あるい
は閉成状態に応じて設定される吸入空気量とに基づいて
燃料噴射量を決定するものが知られている。このよう
に、燃料噴射量を決定する際にバイパス通路を流れる吸
入空気量を加味することにより、サージタンクに入った
空気量をほぼ正確に把握して燃料噴射量を決定すること
ができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うな、エンジンの回転数とスロットルバルブの開度とに
基づいて基本燃料噴射量を決定するものにあっては、吸
気圧を検出しないので、例えば学習補正値を設定する場
合、エンジンの回転数と吸気圧とにより学習補正値を設
定するもののように、エンジンの回転数とスロットルバ
ルブの開度とにより学習補正値を設定するものが考えら
れる。しかしながら、スロットルバルブの開度をパラメ
ータとして学習補正値を設定する場合、開度が小さい領
域ではスロットルバルブの開度の変化に対して運転領域
が変わるものの、大きな領域では開度の変化に対して運
転領域の変化が小さく、対応が困難なことがある。それ
ゆえ、学習補正値を規定する学習領域を設定する場合
に、スロットルバルブの開度とエンジン回転数とにより
学習領域を設定すると、スロットルバルブの開度か小さ
い領域では十分な学習領域を設定することができるもの
の、その開度が大きい領域では開度の大きさに応じて吸
気圧が変化しないために、好ましく学習領域が設定でき
なかった。
【0004】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係るエンジンの空燃比学習制御
方法は、スロットルバルブを迂回するバイパス通路が設
けられており、このバイパス通路に開度が連続的に変化
可能な空気流量制御弁が設けられており、少なくともエ
ンジン回転数とスロットルバルブ開度とから決定される
主基本噴射量とエンジン回転数と空気流量制御弁の開度
とから決定される補助基本噴射量とに基づいて決定され
る基本噴射量及びエンジン回転数に基づいて区成される
学習領域をエンジンの運転状態より判定し、エンジンの
運転状態に応じた学習領域の学習補正値を更新し、少な
くとも更新した学習補正値と基本噴射量とに基づいて燃
料噴射量を演算することを特徴とする。
【0006】
【作用】このような構成のものであれば、学習領域を、
少なくともエンジン回転数とスロットルバルブ開度とか
ら決定される主基本噴射量とエンジン回転数と空気流量
制御弁の開度とから決定される補助基本噴射量とに基づ
いて決定される基本噴射量とエンジン回転数とにより区
成することにより、実質的に吸気圧とエンジン回転数と
により設定するものと同等のものとなる。つまり、基本
噴射量は、主基本噴射量及び補助基本噴射量に基づいて
決定されるため、運転状態に応じた吸気圧を反映したも
のとなる。その基本噴射量とエンジン回転数とにより学
習領域を設定することにより、間接的に吸気圧とエンジ
ン回転数とで設定することになる。そして、エンジンの
運転状態から判定した学習領域の学習補正値を更新し
て、少なくともその学習補正値と基本噴射量とに基づい
て燃料噴射量を演算するので、スロットルバルブの開度
の変化に対して実際のエンジンの運転状態の変化が追従
していないような場合でも、確実にそのエンジンの運転
状態に合わせて更新を行うことができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。
【0008】図1に概略的に示したエンジン100は自
動車用のもので、サージタンク12を含むその吸気系1
には、図示しないアクセルペダルに応動して開閉するス
ロットルバルブ2を配設するとともに、このスロットル
バルブ2を迂回するバイパス通路3を設け、このバイパ
ス通路3にアイドル回転数制御用の空気流量制御弁たる
流量制御弁4を介設している。この実施例のバイパス通
路3は、流量制御弁4を迂回する補助通路31を有して
おり、その補助通路31には補助流量制御弁32が設け
られている。流量制御弁4は、大流量VSVと略称され
る電子開閉式のものであって、その端子4aに印加する
駆動電圧の演算デューティ比DISCを制御することに
よって、その実質的な開度を連続的に開閉変化させるこ
とができ、それによって前記バイパス通路3の空気流量
を調整し得るようになっている。つまり、バイパス通路
3とこの流量制御弁4との一組により、通常ならばアイ
ドル運転時の暖機補正増量を含む各補正項目に対して設
けられるバイパス系路を実質的に一本化している。な
お、補助流量制御弁32は、流量制御弁4とは異なり、
例えば制御電気信号がオンの時に開成し、オフで閉成す
るバキュームスイッチングバルブからなり、エアコンの
ような比較的大きな負荷がかかった際に開成するように
構成されている。そして、前記演算デューティ比DIS
Cは、それらのことを含んで、暖機補正増量である水温
補正量DAAV、回転フィードバック(F/B)補正量
DFB等を加減算することにより決定されている。
【0009】吸気系1にはさらに、燃料噴射弁5が設け
てあり、この燃料噴射弁5や前記流量制御弁4を、電子
制御装置6により制御するようになっている。
【0010】電子制御装置6は、中央演算処理装置7
と、記憶装置8と、入力インターフェース9と、出力イ
ンターフェース11とを具備してなるマイクロコンピュ
ータシステムを主体に構成されている。記憶装置8に
は、エンジン100を制御するためのプログラムと、イ
ンジェクタ最終通電時間Tを演算する際に必要なデータ
である、エンジン回転数NEとスロットル開度TAとを
パラメータとして、主基本噴射時間TPTAを決定する
ための二次元マップからなる第1マップと、エンジン回
転数NEと演算デューティ比DISCとをパラメータと
して、補助基本噴射時間TPISCを決定するための二
次元マップからなる第2マップと、エンジン回転数NE
をパラメータとして負荷時補正噴射時間TPVSVを決
定するための一次元マップからなる第3マップとが、少
なくとも記憶されている。しかしてその入力インターフ
ェース9には、エンジン回転数NEを検出するための回
転数センサ14から出力される回転数信号b、車速を検
出するための車速センサ15から出力される車速信号
c、スロットルバルブ2の開度TAを検出するためのス
ロットル開度センサ16から出力される開度信号d、エ
ンジン温度としてのエンジンの冷却水温を検知するため
の水温センサ17から出力される水温信号e等が入力さ
れる。また、出力インターフェース11からは、燃料噴
射弁5に対して、演算された燃料噴射時間に対応する駆
動信号fが、また流量制御弁4に対しては、後述する演
算デューティ比DISCに基づく制御信号gが、補助流
量制御弁32に対しては開成信号hがそれぞれ出力され
る。なお、図示しないが、電子制御装置6には、入力さ
れるアナログ信号をディジタルデータに変換するための
A/Dコンバータが内蔵されており、開度信号dや水温
信号e等を一定の間隔でディジタルデータに変換して、
中央演算処理装置7に出力するものである。
【0011】電子制御装置6には、スロットル開度セン
サ16と回転数センサ14からのそれぞれの信号を主な
情報として主基本噴射時間TPTAを決定し、その主基
本噴射時間TPTAに各種の補正量を考慮して基本噴射
時間TPを決定し、さらに基本噴射時間TPを基に演算
される有効噴射時間TAUよりインジェクタ最終通電時
間Tを演算し、演算されたインジェクタ最終通電時間T
により燃料噴射弁5を制御して負荷に応じた燃料を該燃
料噴射弁5から吸気系1に噴射させるためのプログラム
が内蔵されている。基本噴射時間TPは、スロットルバ
ルブ2の開度TAとエンジン回転数NEとに基づいて主
基本噴射時間TPTAを決定し、流量制御弁4及び補助
流量制御弁32の開度を検出し、検出した流量制御弁4
及び補助流量制御弁32の開度とエンジン回転数NEと
に基づいてバイパス通路3のバイパス空気流量に応じた
補助基本噴射時間TPISCを決定し、基本噴射時間
TPTA補助基本噴射時間TPISCとから演算され
るようプログラミングしてある。さらに、このようにし
て演算された基本噴射時間TPを基に演算される有効噴
射時間TAUについては、学習領域に設定される学習補
正量たるA/F学習値KGiを含む各種の補正係数によ
り基本補正時間TPを補正して決定される。A/F学習
値KGiの学習については、スロットルバルブ2の開度
TAとエンジンの回転数NEとに基づいて基本噴射時間
TPを決定し、基本噴射時間TPとエンジンの回転数N
Eとに基づいて学習領域を設定し、エンジンの運転状態
に応じた学習領域の学習補正量を更新するプログラムに
より行われる。
【0012】この空燃比学習制御及び燃料噴射量演算プ
ログラムの概略構成を、図2〜3に示す。
【0013】基本噴射時間TPは、下式により演算され
る。
【0014】 TP=TPTA(NE,TA)+TPISC(NE,DISC)*KTPTA(TPTA,DISC) +TPVSV(NE)*KTPVSV(TPTA) (1) ただし、TPISC;エンジン回転数NEと流量制御弁
3の開度(演算デューティ比DISCが該当する)とに
より決まる補助基本噴射時間、 TPVSV;補助流量制御弁32の開成/閉成(ON/
OFF)とエンジン回転数NEとにより決まる負荷時補
正噴射時間、 KTPTA;主基本噴射時間TPTA及び流量制御弁3
の開度に基づく主負荷補正係数、 KTPVSV;主基本噴射時間TPTAに基づく従負荷
補正係数。 この実施例では、式(1)の第2項及び第3項の合計が
上記したバイパス通路3のバイパス空気流量に応じた補
正噴射量となる。
【0015】また、有効噴射時間TAUは、下式により
演算される。
【0016】 TAU=TP*FAF*KGi*ETC (2) ただし、FAF;A/Fフィードバック補正係数、 ETC;吸気温度補正係数、暖機増量補正係数等を含む
その他の補正係数。
【0017】学習領域KGijは、図4に示すように、
基本噴射時間TPとエンジン回転数NEとにより区成さ
れている。この場合、基本噴射時間TPは、上記の式
(1)により演算された値が採用され、バイパス通路3
の空気量を考慮した値になっている。この実施例では、
基本噴射時間TPの全体を4分割し、またエンジン回転
数NEの全域を4分割して、エンジンの運転領域を16
の学習領域KGijに区成して、記憶装置8に2次元マ
ップの形式でその学習領域KGijを設定している。そ
して、それぞれの学習領域KGijには、A/F学習値
KG1〜KG16が設定されている。
【0018】エンジンがアイドル運転状態にある場合、
次の手順により燃料噴射量が決定されて燃料噴射制御が
行われる。まず、ステップP1では、基本噴射時間TP
を計算する。基本噴射時間TPは上記の式(1)により
演算する。詳細については図を交えて後述する。ステッ
プP2では、このときのエンジンの運転状態に応じた各
種補正係数を計算する。すなわち、始動後の運転状態で
あれば始動後増量補正係数や暖機増量補正係数を、ま
た、燃料カットからの復帰時であれば燃料カット復帰時
補正係数や同増量補正係数等を計算する。ステップP3
では、A/F学習値KGを計算する。このA/F学習値
KGは、それぞれの学習領域KGijに保存されている
A/F学習値KGiを、例えば学習領域KGijのA/
F学習値KGiにおける平均値に加算して算出する。ス
テップP4では、ステップP2において算出された各種
の補正係数及びA/F学習値KGを用いて有効噴射時間
TAUを計算し、算出されたインジェクタ最終通電時間
Tにより燃料噴射弁5を制御して、燃料噴射を実行す
る。
【0019】基本噴射時間TPの計算は以下のとおりで
ある。まず、ステップS1では、エンジン回転数NEと
スロットル開度TAとから、第1マップにおいて4点補
間をして主基本噴射時間TPTAを決定する。すなわ
ち、エンジン回転数NEを検出し、その検出したエンジ
ン回転数NEが第1マップ上に2点で設定されるどの回
転数領域に属するかを判定し、かつスロットル開度TA
を検出し、その検出したスロットル開度TAが第1マッ
プ上に2点で設定されるどの開度領域に属するかを判定
し、回転数領域と開度領域との両方により規定される領
域に設定された値を、今回の主基本噴射時間TPTAと
して採用する。この後ステップS2では、同様にして、
エンジン回転数NEと演算デューティ比DISCとか
ら、第2マップにおいて4点補間をして補助基本噴射時
間TPISCを決定する。このステップにおける4点補
間の方法も、ステップS1におけるものと同様である。
【0020】このようにして主基本噴射時間TPTAと
補助基本噴射時間TPISCとが決定すると、ステップ
S3において、主基本噴射時間TPTAの値よりその時
の負荷の状態を判定し、判定した負荷の大きさに応じて
増減される主負荷補正係数KTPTAを算出する。さら
に、補助通路31の空気流量を決定するために、ステッ
プS4では、この時点のエンジン回転数NEより負荷時
補正噴射量TPVSVを第3マップを補間して決定す
る。また、ステップS3と同様にしてステップS5で
は、主基本噴射時間TPTAから判定した負荷の大きさ
に応じて従負荷補正係数KTPVSVを算出する。
【0021】次にステップS6では、基本噴射時間TP
として主基本噴射時間TPTAを一時記憶し、ステップ
S7において、この基本噴射時間TPに、補助基本噴射
時間TPISCに主負荷補正係数KTPTAを乗じた値
を加算して、新たに基本噴射時間として記憶する。この
ようにして主基本噴射時間TPTAと主負荷補正係数K
TPTAにより補正された補助基本噴射時間TPISC
との和により、スロットルバルブ2と流量制御弁4とを
介してサージタンク12に吸入される空気量が決定さ
れ、ステップS8で、残る補助流量制御弁32を介して
吸入される空気量があるのかないのかを、補助流量制御
弁32が開成しているか否かにより判定し、開成してい
る場合はステップS9に進み、閉成している場合はこの
ままでこのルーチンを終了する。補助流量制御弁32が
開成している場合、ステップS9では、この時点で記憶
されている基本噴射時間TPに、負荷時補正噴射時間T
PVSVに従負荷補正係数KTPVSVを乗じた後加算
して、負荷がかかっている場合の最終的な基本噴射時間
TPを演算する。
【0022】次に、A/F学習値KGiの更新は、ステ
ップK1において、この時点におけるエンジンの運転状
態から学習領域KGijの基本噴射時間TPの区分を判
定する。ステップK2では、学習領域KGijにおける
エンジン回転数NEの区分を判定する。ステップK3で
は、判定した基本噴射時間TPとエンジン回転数NEと
の区分から学習領域KGijを判定する。なお、A/F
学習値KGiの更新における計算方法は、この分野で広
く知られている方法を利用するものであってよい。一例
としては、まずA/Fフィードバック補正係数FAFの
スキップ毎、つまり空燃比がリーンからリッチあるいは
リッチからリーンに変化した際にA/Fフィードバック
補正係数FAFを瞬時に切り替える毎に、前回のスキッ
プ直前値と今回のスキップ直前値との相加平均を求め
る。そして、エンジンの運転状態がどの学習領域KGi
jにあるかを検出し、A/Fフィードバック補正係数F
AFのスキップ毎に、相加平均の大小により学習領域K
GijのA/F学習値KGiを増減し、得られた値を次
回の更新時まで保存する。
【0023】今、アイドル運転中で、かつエアコン等の
大きな負荷がない場合は、制御は、ステップS1〜7と
進み、ステップS8を実行後他のルーチンに進む。この
場合には、基本噴射時間TPは、エンジン回転数NEと
スロットル開度TAとで決定される主基本噴射時間TP
TAと、エンジン回転数NEとパイパス通路3の流量制
御弁4の開度である演算デューティ比DISCとで決定
される補助基本噴射時間TPISCとに基づいて決定さ
れる。これとは逆に、エアコンが使われている場合は、
その分アイドルアップする必要があるため、補助流量制
御弁32が開成され、したがって制御は、ステップS1
〜9と進む。この場合には、ステップS7及びステップ
S9を実行することにより、上記の式(1)により基本
噴射時間TPが演算されることになる。
【0024】A/F学習値KGiは、フィードバック制
御運転中において、学習のタイミングになった場合に、
制御は、ステップK1〜K4と進み、その時のそれぞれ
の負荷の状態において演算された基本噴射時間TPとそ
の時のエンジン回転数NEとから学習領域KGijを判
定し、所定の計算によりその学習領域KGijのA/F
学習値KGiを更新する。
【0025】このように、エンジン回転数NEと流量制
御弁4の開度(演算デューティ比DISC)とに基づい
て決定される補助基本噴射時間TPISC及び開成して
いる際のエンジン回転数NEに基づいて決定される負荷
時補正噴射時間TPVSVを、主基本噴射時間TPTA
より求めたその時点における負荷の状態に基づいて補正
し、主補正噴射時間TPTAをその補正された補助基本
噴射時間TPISC及び負荷時補正噴射時間TPVSV
で補正するので、エンジン100の運転状態を反映した
状態でバイパス通路3の吸入空気量が演算でき、空燃比
がリーンになることを防止することができる。また、ス
ロットルバルブを迂回するバイパス通路を通過する吸入
空気量に対して、エンジンの回転数に応じて補助噴射量
を決定することにより、常にサージタンクに流入する流
入空気量と燃料噴射量とが対応することとなり、空燃比
がリーンになることを防止でき、良好なドライバビリテ
ィを確実に発揮することができる。
【0026】また、A/F学習値KGiは、エンジン回
転数NEと基本噴射時間TPとに基づいて区成された学
習領域KGijにて設定するので、実質的に吸気圧を反
映した学習領域での学習が可能となり、燃料噴射量のず
れの修正を容易にすることができる。また、アイドル運
転中を含め、バイパス通路3を通過する空気量に変化が
あっても、基本噴射時間TPにその変化が含まれるの
で、A/F学習値KGiの精度を低下させることがな
い。
【0027】なお、本発明は以上説明した実施例に限定
されるものではない。例えば、バイパス通路3は補助通
路31を有している必要はなく、エアコンを含む各種の
負荷に対して、流量制御弁4がその開度を制御されるこ
とにより対応するように構成するものであってもよい。
すなわち、演算デューティ比DISCを演算する際に、
エアコン、ヘッドライト、デフォッガ等の負荷に合わせ
て基本量に補正を行い、流量制御弁4の開度を負荷に応
じたものとするようにプログラムを構成するとともに、
基本噴射量TPの演算にあたっては、上記実施例におけ
る式(1)の、{TPVSV(NE)*KTPVSV
(TPTA)}項を削除する構成とすればよい。したが
って、プログラムにおいては、上記実施例におけるプロ
グラムである図2に示すフローチャートの、ステップS
4、5及びステップS8、9を削除すればよい。なお、
このような他の実施例では、主基本噴射時間TPTAや
補助基本噴射時間TPISC等については、上記実施例
と異なる値に設定するのは勿論のことである。
【0028】また、上記実施例では、主負荷補正係数K
TPISCを、主基本噴射時間TPTAより判定したフ
ューエルカットの大きさに応じて算出したが、主基本噴
射時間TPTAと演算デューティ比DISCとをパラメ
ータとする二次元マップに基づいて決定するものであっ
てもよい。このように主負荷補正係数KTPISCの決
定に演算デューティ比DISCを加味することにより、
より正確に負荷状態を主負荷補正係数KTPISCに反
映することができる。
【0029】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。
【0030】
【発明の効果】本発明は、以上に詳述したように、学習
領域を、少なくともエンジン回転数とスロットルバルブ
開度とから決定される主基本噴射量とエンジン回転数と
空気流量制御弁の開度とから決定される補助基本噴射量
とに基づいて決定される基本噴射量とエンジン回転数と
により区成して学習補正値を更新するので、的確な学習
領域において学習補正値を更新することができる。した
がって、不用意に実際の運転状態とは異なる学習領域の
学習補正値を更新することが抑制でき、更新精度を高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成説明図。
【図2】同実施例の制御手順を示すフローチャート。
【図3】同実施例の制御手順を示すフローチャート。
【図4】同実施例の学習領域を示す構成説明図。
【符号の説明】
2…スロットルバルブ 3…バイパス通路 4…流量制御弁 6…電子制御装置 7…中央演算処理装置 8…記憶装置 9…入力インターフェース 11…出力インターフェース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−213635(JP,A) 特開 平2−286848(JP,A) 特開 平2−78747(JP,A) 特開 昭63−29039(JP,A) 実開 平1−76536(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/14 310

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スロットルバルブを迂回するバイパス通路
    が設けられており、このバイパス通路に開度が連続的に
    変化可能な空気流量制御弁が設けられており、少なくと
    もエンジン回転数とスロットルバルブ開度とから決定さ
    れる主基本噴射量とエンジン回転数と空気流量制御弁の
    開度とから決定される補助基本噴射量とに基づいて決定
    される基本噴射量及びエンジン回転数に基づいて区成さ
    れる学習領域をエンジンの運転状態より判定し、 エンジンの運転状態に応じた学習領域の学習補正値を更
    新し、 少なくとも更新した学習補正値と基本噴射量とに基づい
    て燃料噴射量を演算することを特徴とする空燃比学習制
    御方法。
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