JPS60128949A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JPS60128949A
JPS60128949A JP23759483A JP23759483A JPS60128949A JP S60128949 A JPS60128949 A JP S60128949A JP 23759483 A JP23759483 A JP 23759483A JP 23759483 A JP23759483 A JP 23759483A JP S60128949 A JPS60128949 A JP S60128949A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
speed
fuel
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Application number
JP23759483A
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English (en)
Inventor
Akira Takai
高井 明
Katsuhiko Yokooku
横奥 克日子
Tadashi Kaneko
金子 忠志
Misao Fujimoto
藤本 操
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの空燃比制御装置に関するものであ
る。
(従来技術) 従来より、エンジンの燃焼室に供給する混合気の空燃比
を、その運転状態に応じて適正な値にI11御する技術
が種々提案され、例えば、排気ガスの酸素濃度がら空燃
比を検出するur気センサーを設け、その検出信号に応
じてエンジンに供給する空燃比を制御するようにしたも
のがある。しかるに、上記排気センサーはその使用条件
等によって耐久性に問題があり、長時間適正な検出信号
を得ることは困難であり1、空燃比制御の精度が低下す
る結果、排気ガス対策、燃料消費率の性能を所期の状態
に維持することができない恐れがある。
そこで、特公昭56−33569@に見られるように、
アイドル時等の定常運転時には空燃比変化に対してエン
ジン回転数は所定の特性でもって変化することから、こ
の定常運転時に常時微小空燃比変動を与え、これに伴う
回転速度変動を検出し、検出回転速度変動幅が設定空燃
比の値となるように調整して、適正空燃比制御を行うよ
うにした技術がある。
上記のような光性技術においては、空燃比を変動させて
エンジン回転数変化を検出する際に、このアイドル時の
エンジン回転数が空燃比変化以外の不安定要素によって
変動すると、その検出誤差が大きく、これに基づいた空
燃比の補正を行うと制御精度が低下する問題を有する。
すなわち、例えば、上記アイドル時における回転数不安
定要素としては、アイドル状態に移行した直後の過渡時
、エンジンの始動直後、冷機時、タープ等の補機類使用
時などにおいては、スロットル弁が閉じた無負荷状態で
あっても、時間の経過、補機類使用停止に応じてエンジ
ン回転数が変動するものであり、この変動を空燃比変化
による回転数変動と誤認して検出する恐れがある。
(発明の目的) 本発明は上記事情に鑑み、アイドル時に空燃比変化に伴
うエンジン回転数変化に関連する信号を検出し、該検出
値に基づいて空燃比補正値を作成し他の運転領域の空燃
比を目標値に制御するにおいて、上記空燃比変化以外の
要因によるエンジン回転数変化を廃除して検出精度を高
め、精度のよい空燃比制御を行うようにしたエンジンの
空燃比制御装置を提供することを目的とするものである
(発明の構成) 本発明のエンジンの空燃比制御装置は、エンジンに燃料
を供給する燃料供給手段と、空燃比を変える空燃比変更
手段と、空燃比変化に伴うエンジン回転数変化に関連す
る信号を検出する回転数変動検出手段と、アイドル時に
該回転数変動検出手段の検出値に基づいて空燃比補正値
を作成し該空燃比補正値により他の運転領域の空燃比を
目標値に制御する制御手段とを備えたものにおいて、ア
イドル時における回転数不安定要素を検出する回転数不
安定要素検知手段を設け、上記制御手段は回転数不安定
要素検知手段の信号を受けて空燃比補正値の作成を解除
する学習停止手段を備えてなることを特徴とするもので
ある。
(発明の効果) 本発明によれば、アイドル時に空燃比変化に伴うエンジ
ン回転数変化に関連する信号を検出し、該検出値に基づ
いて空燃比補正値を作成して他の運転領域の空燃比を目
標値に制御するにおいて、エンジン回転数変化検出時に
は空燃比変化以外の要因による回転数変動を廃除するよ
うにしたことにより、このエンジン回転変動に基づいて
作成する空燃比補正値の誤作成を防止し、空燃比制御の
精度の向上を図り、排気ガス対策、燃料消費率の性能を
所期の状態に維持することができる。
(実施例) 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第7図は全体構成を示し、エンジン1に吸気を供給する
吸気通路2には、スロットル弁3が配設されエアクリー
ナ4が設けられるとともに、エンジン1に燃料を供給す
る燃料供給手段5を構成する燃料噴射ノズル6が介装さ
れている。上記燃料噴射ノズル6にはコントロールユニ
ット7がらの制御信号が出力されて燃料噴射量が制御さ
れ、空燃比が調整される。
また、上記スロットル弁3にはそのアイドル開度を調整
するアクチュエータ8が連接され、該アクチュエータ8
にはアイドル回転数制御回路9がらの制御信号がゲート
回路1Oを介して出力されて、アイドル時のエンジン回
転数を一定値に制御する公知のアイドル回転数制御装置
11(SIG)が設けられている。上記アイドル回転数
制御回路9にはエンジン1の回転数を検出する回転数セ
ンサー12の検出信号およびスロットル弁3の全開状態
を検出するアイドルスイッチ13の検出信号がそれぞれ
入力され、また、ゲート回路1oの開閉はコントロール
ユニット7からのSIG停止信号によって行われ、この
停止信号が出力されていないアイドル時に、回転数セン
サー12の検出回転数が設定値となるようにアクチュエ
ータ8をフィードバック制御するものである。
上記コントロールユニット7には、上記回転数センサー
12の検出信号、アイドルスイッチ13の検出信号に加
えて、吸気通路2の吸気負圧を検出する負圧センサー1
4の検出信号、およびエンジンの始動時を検出する始動
スイッチ15の検出信号、冷却水温度を検出する水温セ
ンサー16の検出信号およびクーラ等の補機類のオン状
態〈使用状態)を検出する補機類スイッチ17の検出信
号がそれぞれ入力される。このコントロールユニット7
は、上記燃料噴射ノズル6に出力する燃料噴射パルスを
調整して空燃比を変更する空燃比変更手段18と、前記
回転数センサー12の信号を受けてエンジン回転数変化
に関連する信号を検出する回転数変動検出手段19と、
前記負圧センサー14および回転数変動検出手段19の
回転数信号を受番フて燃料噴射層(燃料噴射パルス幅)
を演算し空燃比変更手段18に制御信号を出力し空燃比
を目標値に制御する制御手段20と、アイドルスイッチ
13、始動スイッチ15、水温センサー16および補機
類スイッチ17等の検出信号を受けてアイドル時におけ
る回転数不安定要素を検出する回転数不安定要素検知手
段21とを有し、また、上記制御手段20はアイドルス
イッチ13の信号を受けアイドル運転時に空燃比補正値
を作成する場合には、アイドル回転数制御装置11のゲ
ート回路10にSrG停止信号を出力してその作動を停
止するとともに空燃比を変動させ、この空燃比変化に伴
うエンジン回転数変化を回転数変動検出手段19の信号
によって検出し、この信号に基づいて空燃比と燃料噴射
パルスとの関係をめて空燃比補正値を作成し、学W i
lJ mを行わないアイドル時を含む他の運転領域の空
燃比を目標値に制御する一方、回転数不安定要素検知手
段21によってエンジンが始動直後の状態、アイドル状
態に移行した直後の状態、冷却水温が設定値より低い冷
機状態もしくはクーラ等の補機類が使用されている状態
などのアイドル回転数が不安定な状態を検出したときに
は、この回転数不安定要素検知手段21の信号を受けた
制御手段20の学習停止手段(図示せず)は停止信号を
出力して上記空燃比補正値の作成を停止するように構成
されている。
第2図は空燃比変化に伴うエンジン回転数変化の特性を
示すものであって、例えばアイドル時のような定常運転
状態では、エンジン回転数は空燃比が13.5のときに
最高回転数となり、この空燃比よりリーン(例えば16
)であっても、リッチ(例えば12)であってもエンジ
ン回転数は低下するものであり、その変化特性は各空燃
比において異なっている。そこで、上記制御手段13は
、空燃比のリッチ側もしくはリーン側への変化ΔA/F
に対して回転数変動Δrpmが上昇するか低下するかを
検出し、これがら空燃比が13.5よ″りもリッチ側か
リーン側かを判定し、空燃比をエンジン回転数が最高と
なる方向に変動させ、エンジン回転数の変動が最も少な
いこともしくは変動が反転する時点を最高回転位置と判
断し、この時の燃料噴射パルスを空燃比の13.5に対
応する値として学習検出し、これに基づいて実際の目標
空燃比例えば理論空燃比(14,7)に制御するべく空
燃比補正値を作成し、これに対応した燃料噴射パルスに
補正して空燃比制御を行うようにしている。
次に上記コントロールユニット7の作動を、第3図のメ
イン処理ルーチン、第4図の学習処理ルーチンおよび第
5図の割り込み処理ルーチンをそれぞれ示すフローチャ
ートにより説明する。なお、この例においては、空燃比
の学習制御時における空燃比の変動は、第6図に示すよ
うに空燃比(燃料噴射パルス)の基準値αを段階的に所
定量ずつ変えるとともに、この基準値αにおいて補助的
に増減させるようにしたものであって、この補助的変動
βに対応したエンジン回転数の変化が上昇方向か低下方
向かにより、基準値αの変化をリッチ側かリーン側にす
るかを判断し、エンジン回転数がi高回転数となるよう
に空燃比を変化させるものである。
第3図はメイン処理ルーチンを示し、スタートしてステ
ップ$1でイニシャライズを行った後、ステップS2な
いしS10で回転数不安定要素によるエンジン回転数変
動が生起していないアイドル状態かどうかを判断し、安
定したアイドル運転時(各判断がYESのとき)に学習
処理を行う。まず、ステップS2で水温センサー16に
よる冷却水温が60℃以上かを判断し、Noのときをエ
ンジン冷機時(水温の上昇とともにエンジン回転数が上
昇する)として検出し、ステップS3で始動スイッチ1
5によりエンジン始動後にセットされたタイマーが設定
時間t1秒経過したかどうかを判断し、Noのときをエ
ンジン始動直後の過渡時(完爆後アイドル回転数まで上
昇する状態)として検出し、ステップS4でアイドルス
イッチ13がオンかどうかを判断し、ステップS5でエ
ンジン回転数が800 rpm以下かどうかを判断し、
両者の判断がYESのときをエンジン1のアイドル時と
して検出し、ステップS6でアイドルタイマをセットし
、ステップS7で上記アイドルタイマがセットされた後
、設定時間t2秒経過したかどうかを判断し、Noのと
きをアイドル移行直後の過渡時(アイドル回転数に安定
するまでの状態)として検出し、ステップS8で補機類
スイッチ17がオフかどうかを判断し、Noのときを補
機類の使用II(その使用に伴う負荷変動によりエンジ
ン回転数が変動する)として検出し、さらに、ステップ
S9で後述の学習処理(第4図)からエンジン回転数N
(n)を記憶し、ステップS10で前回のエンジン回転
数N(n−1>との偏差の絶対値をめた回転変動幅が設
定値ΔN以下かどうか判断し、Noのときを例えば点火
プラグの失火等の上記不安定要素以外の要因によってエ
ンジン回転数が変動し、その回転変動が通常の空燃比変
化に伴う回転変動より大きい回転変動があったときとし
て検出するものである。
上記ステップS2ないし810の判断がYESのとき、
すなわち、安定したアイドリンク状態のときには、ステ
ップS11で学習完了フラッグがセットされているかど
うかを判断する。この学習完了フラッグは第4図の学習
処理ルーチンでセットされるものであり、エンジン1が
始動されて空燃比の学習処理を終了すると、この学習完
了フラッグがセットされ、エンジン停止まで学習は行わ
ないようにしている。
上記ステップ811の判断がNoで学習が完了していな
い時には、ステップ812でアイドル回転数制御装置1
1のゲート回路1oに対してSIG停止信号を出力し、
該ゲート回路1oを閉じてアクチュエータ8への制御信
号を遮断し5IGIlIIItllをを不能とし、空燃
比変化に対応して実際にエンジン回転数が変化ブるよう
にし、学習フラッグをセット(S13)シてから、ステ
ップ814で第4図のルーチンに基づく学習処理を行っ
た後、学習フラッグをクリア(S15)シてこのルーチ
ンを終了する。
第4図の学習処理ルーチンは、スタートしてステップ8
1Bでイニシャライズを行って、学習前の燃料噴射パル
スτ0 (空燃比)を最終目標の燃料噴射パルス(空燃
比)に補正する補正係数に=1にするとともに、燃料噴
射パルスの基準値αをメモリから呼出す。ステップS1
9で6値を演算初期値に設定する。
ステップ820から825は燃料噴射パルスを基準値α
から補助的βに増加するためのものであって、ステップ
820で燃料噴射パルスをT=T+α十βに設定し、ス
テップ821でエンジン回転数変動幅ΔN(n)を演算
し、ステップ822でこの値をメモリに記憶する。ステ
ップS21の演算は、βを1段大きくした時の回転数N
(β)から前段の回転数N(β−1)を引いて、これに
前回の回転変動幅ΔN(n−1)を加算したものである
。上記βの値が所定値×(βの全変動段の半数)になっ
たかどうかをステップ823で判断し、NOのときには
ステップ824でnをn+1とするとともに、ステップ
825でβをβ+1として、ステップ820に戻ってβ
の増大に伴う回転数変動幅ΔN(n>を順次演算し、そ
れぞれ記憶する。
上記ステップS23の判断がYESでβがXとなったと
きには、ステップ826ないしS31で燃料噴射パルス
を基準値αに減少する。ステップ826でnをn+1と
するとともに、ステップ827でβをβ−1としてから
、ステップ828で燃料噴射パルスをT=T+α+βに
設定し、ステップ829でエンジン回転数変動幅ΔN 
(n)を演算し、ステップ830でこの値をメモリに記
憶する。上記ステップ829の演算は、βを1段小さく
した時の回転数N(β)から前段の回転数N(β+1)
を引いて、これに前回の変動幅ΔN(n−1>を加算し
たものである。上記βの値がOになったかどうかをステ
ップ831で判断し、NOのときにはβを順次減少して
上記ステップを繰返し、βの減少に伴う回転数変動幅Δ
N (n)を演算し、それぞれ記憶する。
ステップS31の判断がYESでβ−Oとなると、上記
ステップ822および830で記憶した各回転数変動幅
ΔN (n)をステップS32で積算して積算変動量Σ
Δrplを演算し、この値が正(0以上)かどうかをス
テップ833で判断する。この判断がYESの時には、
空燃比をリッチ側に変化して回転数が増大方向に変動し
たことから、現在の燃料噴射パルスT+αに対応する空
燃比が13.5よりリーンであるので、ステップ834
でαをα+1としてリッチ方向に変動させる一方、上記
判断がN。
のときには、空燃比をリッチ側に変化して回転数が減少
方向に変動したことから、現在の燃料噴射パルスT+α
に対応する空燃比が13.5よりリッチであるので、ス
テップ335でαをα−1としてリーン方向に変動させ
るものである。
ステップ836で上記αの値を記憶した後、ステップS
31に進んで各位を演算初期値に設定する。
ステップ8313から843は燃料噴射パルスを基準値
αから補助的βに減少するためのものであって、ステッ
プ838で燃料噴射パルスをT=T十α+βに設定し、
ステップ839でエンジン回転数変動幅ΔN (n>を
演算し、ステップ840でこの値をメモリに記憶する。
ステップ839の演算は、βを1段小さくした時の回転
数N(β)から前段の回転数N(β+1)を引いて、こ
の値に前回の変動幅 −八N(n−1)を加算したもの
である。上記βの値が所定値−X(βの全変動段の半数
)になったかどうかをステップ841で判断し、Noの
ときにはステップ842でnをn+1とするとともに、
ステップ843でβをβ−1として、ステップ338に
戻ってβの減少に伴う回転数変動幅ΔN (n)を順次
演算し、それぞれ記憶する。
上記ステップ841の判断がYESでβが−Xとなった
時には、ステップ844ないし849で燃料噴射パルス
を基準値αに増大する。まず、ステップ844でnをn
+1とするとともに、ステップ845でβをβ+1とし
てから、ステップ846で燃料噴射パルスをT=T+α
+βに設定して、ステップ847でエンジン1転数変動
幅ΔN (n)を演算し、ステップ848でこの値をメ
モリに記憶する。ステップ847の演算は、βを1段大
きくした時の回転数N(β)から前段の回転数N(β−
1)を引いて、これに前回の変動幅ΔN(n−1)を加
算したものである。上記βの値が0になったかどうかを
ステップ849で判断し、Noのときにはβを順次増加
して上記ステップをS返し、βの増大に伴う回転数変動
幅ΔN (n)を演算し、それぞれ記憶する。
ステップ849の判断がYESでβ=0となると、上記
ステップS40および848で記憶した各回転数変動幅
ΔN (n)をステップ850で積算して積算変動船Σ
ΔrpIl+を演算し、この値が負(0未満)かどうか
をステップ851で判断する。この判断がYESの時に
は、空燃比をリーン側に変化して回転数が減少方向に変
動したことから、現在の燃料噴射パルスT+αに対応す
る空燃比が13.5よりリーンであるので、ステップ8
42でαをα+1としてリッチ方向に変動させる一方、
上記判断がN。
のときには、空燃比をリーン側に変化して回転数が増大
方向に変動したことから、現在の燃料噴射パルスT+α
に対応する空燃比が13.5よりリッチであるので、ス
テップ853でαをα−1としてリーン方向に変動させ
る−ものである。
ステップ854で上記αの値を記憶した後、ステップ8
55でαが2度同一値となったかどうかを判断し、同一
値となっていないときには、エンジン回転数が最高回転
数となる燃料噴射パルス(空燃比)に変化していないも
のであるから、ステップ819に戻って1.上記ステッ
プ852もしくはS53で増大もしくは減少されたαの
値に応じて空燃比を変化させる処理を繰返す。
上記αが2痕同−値となって上記ステップ855の判断
がYESの時には、ステップS56で補正係数Kを演算
し、ステップ857で学習完了フラッグをセットする。
この補正係数にの演算は、αが2度同一値となった最高
エンジン回転数時(空燃比13.5)の燃料噴射パルス
T+αの値、学習前の燃料噴射パルスτOの値および目
標空燃比(例えば14.7>が既知であることから、 (T+α):τo K= 1 /13.5: 1 /1
4.7に基づいてめられるものである。
第5図の割込み処理ルーチンはエンジンの運転状態に応
じて燃料噴射パルスを設定するものであり、スタートし
てステップ860でイニシャライズを行った後、エンジ
ン回転数の検出処理(861)、吸気負圧の検出処理(
862)に基づき、ステップ863で基本噴射量を演算
する。さらに、この基本噴射量に対し、ステップ864
から867で水温補正、吸気温補正、高負荷時のエンリ
ッチ補正、減速時の燃料カット補正を行い、ステップ8
6gで基本燃料噴射パルスτ0を演算する。 ゛ そして、ステップ869でアイドル状態かどうかを判断
し、アイドル時(YES)には学習フラッグがセットさ
れているかどうかを判断しく870)、学習フラッグが
セット(YES)され第4図の学習処理が行われている
ときには、ステップ871で最終燃料噴射パルスをτ−
T+α+βに設定し、学習制御時の空燃比変動を行うた
めの燃料噴射を所定の噴射タイミング(879)で行う
。また、上記ステップ370の判断がNoで学習が完了
し学習フラッグがクリアされているときには、ステップ
872ないし876で燃料噴射パルスを徐々に目標値に
増大もしくは減少させて、最終的には第4図の学習処理
でめた補正係数Kに基づき、ステップ877で最終燃料
噴射パルスをτ=τOXKに設定し、目標空燃比となる
ように燃料噴射を行う。すなわち、ステップ872はS
70の判断がN、0となって始めて学習フラッグがクリ
アされたかどうか判断するものであって、この判断がY
ESのときには燃料噴射パルスτ=T+αはアイドル時
のエンジン回転数が最高回転数となるように変化されて
いるものであり、これをステップ877で設定される目
標燃料噴射パルスτ−τOXKに変動させるについて、
まず、ステップ873で燃料噴射パルスをτ=T+α+
γに設定して微量値γだけ変動し、燃料噴射を所定の噴
射タイミング(874)で行った後には、ステップ87
5で現在の燃料噴射パルスτ=T+α+γが目標値τO
XKと等しいがどうか判断し、一致していないときには
ステップ876で微量値γをγ+1として変動を一段階
進めてステップS75の判断がYESとなるまで噴射m
を徐々に変動させる。ステップ875の判断がYESと
なって燃料噴射パルスが目標値τOXKとなると、この
目標値で燃料噴射を行うとともに、これ以降においては
ステップS72の判断がNoとなってステップ877に
基づく燃料噴射を継続する。
ざらに、前記ステップS69の判断がNoでアイドル以
外の時には、ステップ878で最終燃料噴射パルスをτ
−τ0X)(−に設定し、アイドル以外の運転状態で目
標空燃比となるように燃料噴射を行う。なお、このステ
ップ878における補正係数に′は、学習制御でめた補
正係数により補正率の小さな値として大幅な空燃比変動
を避けるようにしている。
上記実施例によれば、アイドル時に空燃比と燃料噴射パ
ルスとの関係をめる学習制御時において、エンジン回転
数が空燃比の変化以外の要因によって変動する場合を除
外し、安定したアイドル回転数となっている状態で空燃
比を変動させ、これに対応したエンジン回転数の変動を
検出し、両者の相関関係を精度良くめて空燃比制御の精
度が向上するものである。
なお、上記実施例では空燃比の変動を基準値αに加えて
補助的変動βにより行い、これに伴う回転数変化に関連
する信号を回転数変動幅ΔN(n>の積算変動量ΣΔr
pmによりめ、その検出精度を向上させるものであるが
、制御の簡略化のため、上記補助的変動βを省略して基
準値αのみによる回転数変動量をめ、この回転数変動量
により空燃比を制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を明示するための全体構成図、 第2図は空燃比変化に対するエンジン回転数の変動特性
を示す曲線図、 第3図はメイン処理ルーチンを示す70−チャート図、 第4図は学習処理ルーチンを示すフローチャート図、 第5図は燃料噴射を行う割込み処理ルーチンを示すフロ
ーチャート図、 第6図は第4図における空燃比の変動例を示す説明図で
ある。 1・・・・・・エンジン 5・・・・・・燃料供給手段
7・・・・・・コントロールユニット 18・・・・・・空燃比変更手段 19・・・・・・回転数変動検出手段 20・・・・・・制御手段 21・・・・・・回転数不安定要素検知手段w 1 図 112 図 116図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、空燃
    比を変える空燃比変更手段と、空燃比変化に伴うエンジ
    ン回転数変化に関連する信号を検出する回転数変動検出
    手段と、アイドル時に該回転数変動検出手段の検出値に
    基づいて空燃比補正値を作成し該空燃比補正値により他
    、の運転領域の空燃比を目標値に制御する制御手段とを
    備えたエンジンの空燃比制御装置において、アイドル時
    における回転数不安定要素を検出する回転数不安定要素
    検知手段を設け、上記制御手段は回転数不安定要素検知
    手段の信号を受けて空燃比補正値の作成を解除する学習
    停止手段を備えてなることを特徴とするエンジンの空燃
    比制御装置。
JP23759483A 1983-12-16 1983-12-16 エンジンの空燃比制御装置 Pending JPS60128949A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62276230A (ja) * 1986-04-21 1987-12-01 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関のアイドリング回転数制御装置
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