JP3344048B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置 - Google Patents

内燃機関のアイドル回転数制御装置

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JP3344048B2 JP32829193A JP32829193A JP3344048B2 JP 3344048 B2 JP3344048 B2 JP 3344048B2 JP 32829193 A JP32829193 A JP 32829193A JP 32829193 A JP32829193 A JP 32829193A JP 3344048 B2 JP3344048 B2 JP 3344048B2
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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】この発明は自動車等に搭載される
内燃機関のアイドル回転数の制御を行うアイドル回転数
制御装置に係り、詳しくは、始動時の車両の飛び出しが
防止できる内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、エンジンを始動したときの飛び出
し防止を図るために特開昭60−4432号に開示され
ている技術が提案されている。この技術はギアがリバー
スポジションに入っている状態では、点火遅角を行い、
エンジン始動時におけるエンジンの回転上昇を抑制する
ものである。
【0003】又、内燃機関の冷間時の始動において、燃
料の気化状態が悪いため、その時のアイドル回転数が比
較的高くなるように吸入空気量を増大させ、その始動性
を確実にするための制御が行われている。この技術は、
吸入空気量を増量補正するために、スロットルバルブを
迂回して吸気通路の上流側と下流側とを連通させるバイ
パス通路が設けられ、このバイパス通路にアイドルスピ
ードコントロールバルブ(ISCV)を設けたものであ
る。そして、スロットルバルブが全閉となるアイドル時
に、各種センサからの入力したエンジン冷却水温、車速
等に基づいてISC制御を行う。
【0004】そして、特開平5−214995号では、
冷間始動時のみならず、高温時始動時における始動性向
上のため、始動時補正項を加味したISC制御を行うこ
とによって吸入空気量を増加させている。このことによ
って、高温始動後において燃焼がすぐに安定することか
ら生ずるアイドル回転数の急な上昇を防止するものであ
る。この結果、高温始動時における車両の飛び出しが防
止される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開昭60
−4432号の場合には始動直後の車両の飛び出し防止
に対し、点火遅角を最適に適合させようとすると、遅角
量が大となり、飛び出し防止の目的を達成した後に、進
角をベースに戻す間、エンジンの回転の落ち込みが生ず
る問題がある。
【0006】又、特開平5−214995号の場合に
は、始動補正項を加味する目的である低温始動性、高温
始動性向上が必要でない領域、例えば、常温時における
エンジン停止直後に再始動を行う場合等において、始動
補正項は不要となる。このような場合に、クランキング
スタートを行うべく再始動を行うと、アイドル回転数の
一時的な急上昇により飛び出しの虞がある。
【0007】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は暖機状態でエンジン停止後、
所定時間内の始動時に始動補正量を減少することより、
クラッチが接続されたクランキングスタートが行われて
も、車両の飛び出しが防止できる内燃機関のアイドル回
転数制御装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項1に係る発明においては、図1に示すよう
に、車両の内燃機関M1をアイドル時に所定の目標回転
数に制御する制御手段M2と、内燃機関M1の始動時に
同機関M1の暖機状態に応じた始動補正量を前記制御手
段M2の制御量に付加して回転数を増大させる始動補正
量付加手段M3とを備えた内燃機関のアイドル回転数制
御装置において、内燃機関M1が完全暖機状態でかつ内
燃機関M1が停止されてから所定期間内にクラッチが接
続された状態でのクランキングスタートが行われる時に
は、前記始動補正量付加手段M3の付加する始動補正量
を減少させる始動補正量調整手段M4を備えたことを要
旨としている
【0009】
【作用】上記の請求項1に記載の構成によれば、図1に
示すように、内燃機関M1が完全暖機状態でかつ内燃機
関M1が停止されてから所定期間内にクラッチが接続さ
れた状態でのクランキングスタートが行われる時には、
始動補正量調整手段M4は始動補正量付加手段M3の付
加する始動補正量を減少させる。従って、制御手段M2
は始動補正量が付加された状態の目標回転数よりも減少
した所定の目標回転数にて内燃機関M1を制御する
【0010】
【実施例】以下、この発明におけるエンジンのアイドル
回転数制御装置をマニュアルトランスミッションを備え
た4輪駆動車のガソリンエンジンに具体化した一実施例
を図2〜図4に基づいて詳細に説明する。
【0011】図2はこの実施例におけるエンジンの制御
装置を示す概略構成図である。自動車に搭載されたエン
ジン1は複数気筒よりなり、エンジン1を構成するシリ
ンダブロック2には気筒数分のシリンダボア3が形成さ
れている。シリンダブロック2の上側には各シリンダボ
ア3を閉塞するようにシリンダヘッド4が組み付けられ
ている。各シリンダボア3にはピストン5が上下動可能
に設けられ、そのピストン5がコンロッド6を介して図
示しないクランクシャフトに連結されている。そして、
シリンダボア3の内部において、ピストン5とシリンダ
ヘッド4とで囲まれた空間が燃焼室7となっている。
【0012】シリンダヘッド4には、各燃焼室7のそれ
ぞれに対応して点火プラグ8が設けられている。又、シ
リンダヘッド4には、各燃焼室7に連通する吸気ポート
9及び排気ポート10がそれぞれ設けられ、これら各ポ
ート9,10には吸気通路11及び排気通路12がそれ
ぞれ連通して接続されている。そして、吸気ポート9及
び吸気通路11等により吸気系が構成されている。更
に、吸気ポート9及び排気ポート10の燃焼室7に連通
する各開口端には、開閉用の吸気バルブ13及び排気バ
ルブ14がそれぞれ設けられている。これら吸気バルブ
13及び排気バルブ14は、図示しないカムシャフトを
含む動弁装置によりクランクシャフトの回転に連動して
開閉されるようになっている。又、これら各バルブ1
3,14の開閉タイミングは、クランクシャフトの回転
に同期して開閉される。
【0013】吸気通路11の入口側にはエアクリーナ1
5が設けられている。又、吸気通路11の途中には、同
通路11を通過する空気の脈動を平滑化させるためのサ
ージタンク16が設けられている。更に、このサージタ
ンク16の下流側にて、各気筒毎の吸気ポート9の近傍
には、燃料噴射用のインジェクタ17がそれぞれ設けら
れている。これらインジェクタ17には図示しない燃料
タンクから、燃料ポンプによって所定圧力の燃料が供給
されるようになっている。一方、排気通路12の出口側
には、排気を浄化するための三元触媒を内蔵してなる触
媒コンバータ18が設けられている。
【0014】そして、エンジン1にはエアクリーナ15
から取り込まれた外気が、サージタンク16を含む吸気
通路11を通じて導入される。又、その外気の導入と同
時に各インジェクタ17から燃料が噴射されることによ
り、その外気と燃料との混合気が吸入行程における吸気
バルブ13の開きに同期して燃焼室7に取り込まれる。
更に、燃焼室7に取り込まれた混合気が点火プラグ8に
よって点火されることにより、その混合気が爆発・燃焼
してエンジン1に駆動力が得られる。そして、爆発・燃
焼後の排気ガスは、排気行程における排気バルブ14の
開きに同期して排気通路12へと導かれ、その排気通路
12から触媒コンバータ18等を通じて外部へ排出され
る。
【0015】サージタンク16の上流側には、図示しな
いアクセルペダルの操作に連動して開閉されるスロット
ルバルブ19が設けられている。そして、このスロット
ルバルブ19が開閉されることにより、吸気通路11へ
の外気の取り込み量、即ち吸入空気量Qが調節される。
スロットルバルブ19の近傍には、同バルブ19の開
度、即ちスロットル開度TAを検出するスロットルセン
サ31が設けられている。このスロットルセンサ31は
スロットル開度TAの信号を出力すると共に、スロット
ルバルブ19が全閉位置にあるときのみオンされるアイ
ドル接点によりアイドル信号IDLを出力するようにな
っている。又、エアクリーナ15の下流側には、吸気通
路11への吸入空気量Qを検出するエアフローメータ3
2が設けられている。エアクリーナ15とエアフローメ
ータ32との間には、吸気通路11に取り込まれる空気
の温度、即ち吸気温THAを検出する吸気温センサ33
が設けられている。
【0016】更に、排気通路12の途中には、排気中の
酸素濃度を検出する、すなわち排気通路における排気空
燃費を検出する酸素センサ34が設けられている。又、
シリンダブロック2には、エンジン1の冷却水の温度、
即ち冷却水温THWを検出する水温センサ35が設けら
れている。
【0017】各気筒毎の点火プラグ8には、ディストリ
ビュータ20にて分配された点火信号が印加される。デ
ィストリビュータ20はイグナイタ21から出力される
高電圧をクランクシャフトの回転、即ちクランク角に同
期して各点火プラグ8に分配するためのものである。そ
して、各点火プラグ8の点火タイミングは、イグナイタ
21からの高電圧出力タイミングによって決定される。
【0018】ディストリビュータ20にはクランクシャ
フトの回転に連動して回転される図示しないロータが内
蔵されている。そして、ディストリビュータ20には、
そのロータの回転からエンジン1の回転数、即ちエンジ
ン回転数NEを検出する回転数センサ36が設けられて
いる。同じくディストリビュータ20には、そのロータ
の回転に応じてエンジン1のクランク角基準信号GPを
所定の割合で検出する気筒判別センサ37が設けられて
いる。この実施例では、エンジン1における一連の行程
に対してクランクシャフトが2回転するものとし、回転
数センサ36は1パルス当たり30°CAの割合でクラ
ンク角を検出する。又、気筒判別センサ37は1パルス
当たり360°CAの割合でクランク角を検出する。更
に、エンジン1に駆動連結された図示しないトランスミ
ッションには、自動車の速度、即ち車速SPを検出する
車速センサ38が設けられている。又、同じく図示しな
いトランスミッションには4輪駆動のときにオン作動さ
れ、それ以外のときにはオフ作動される4WDスイッチ
40が設けられている。
【0019】吸気通路11には、スロットルバルブ19
を迂回して同バルブ19の上流側と下流側とを互いに連
通させるバイパス通路22が設けられている。このバイ
パス通路22の途中には、周知のリニアソレノイド式の
アイドルスピードコントロールバルブ(ISCV)23
が設けられている。そして、ISCV23が所定の制御
信号に基づいて駆動制御されることにより、バイパス通
路22が開閉されるようになっている。このISCV2
3はスロットルバルブ19が全閉となるエンジン1のア
イドル時に、そのアイドルを安定させるために作動させ
るものである。従って、エンジン1のアイドル時に、I
SCV23の開度及びその開弁時間が制御されることに
より、すなわちISC制御が行われることによりバイパ
ス通路22を流れる空気量が調節され、燃焼室7への吸
入空気量Qが調節される。
【0020】エンジン1には、その始動時にクランキン
グによってエンジン1に回転力を付与するためのスター
タ24が設けられている。又、このスタータ24には、
その作動・非作動を検知するスタータスイッチ39が設
けられている。スタータスイッチ39は図示しないイグ
ニッションスイッチの操作によってオン・オフされるも
のであり、イグニッションスイッチが操作されている間
はスタータ24が作動されていることから、スタータス
イッチ39からは「オン」のスタータ信号STSが出力
される。
【0021】そして、各インジェクタ17、イグナイタ
21、ISCV23は電子制御装置(以下単に「EC
U」という)51に電気的に接続され、同ECU51の
作動によってそれらの駆動タイミングが制御される。こ
のECU51は始動補正量付加手段、始動補正量調整手
段及び制御手段を構成しており、同ECU51には前述
したスロットルセンサ31、エアフローメータ32、吸
気温センサ33、酸素センサ34、水温センサ35、回
転数センサ36、気筒判別センサ37、車速センサ3
8、スタータスイッチ39及び4WDスイッチ40がそ
れぞれ接続されている。そして、ECU51はエンジン
1の点火時期制御、燃料噴射量制御及びISC制御等を
司るために、各センサ31〜38及びスタータスイッチ
39からの出力信号に基づき、各インジェクタ17、イ
グナイタ21及びISCV23を好適に駆動制御するよ
うになっている。
【0022】ECU51の電気的構成を図3のブロック
図に従って説明する。ECU51は中央処理装置(CP
U)52、所定の制御プログラム等を予め記憶した読み
出し専用メモリ(ROM)53、CPU52の演算結果
等を一時記憶するランダムアクセスメモリ(RAM)5
4、記憶されたデータを保存するバックアップRAM5
5、タイマカウンタ56等と、これら各部と外部入力回
路57及び外部出力回路58等とをバス59によって接
続してなる論理演算回路として構成されている。この実
施例において、ROM53には、後述する「アイドル回
転数制御ルーチン」等の制御プログラムや点火時期のマ
ップ等が予め記憶されている。又、タイマカウンタ56
は所定時間毎の割り込み信号を出力すると共に、同時に
複数のカウント動作を行うようになっている。
【0023】外部入力回路57には、前述したスロット
ルセンサ31、エアフローメータ32、吸気温センサ3
3、酸素センサ34、水温センサ35、回転数センサ3
6、気筒判別センサ37、車速センサ38、スタータス
イッチ39及び4WDスイッチ40等がそれぞれ接続さ
れている。又、外部出力回路58には、各インジェクタ
17、イグナイタ21及びISCV23がそれぞれ接続
されている。
【0024】そして、CPU52は外部入力回路57を
介して入力される各センサ31〜38、スタータスイッ
チ39及び4WDスイッチ40からの各信号を入力値と
して読み込む。又、CPU51はそれら読み込んだ入力
値に基づき、各インジェクタ17、イグナイタ21及び
ISCV23を好適に駆動制御する。
【0025】前記ISCV23は、パルスデューティ比
を制御された制御信号によって駆動される電磁ソレノイ
ドによりその開口面積が制御されるものであり、本実施
例における吸入空気量の調節は、このISCV23を使
用して行われる。そして、前記ECU51はアイドル回
転数を制御するために、各センサからの出力を受け取
り、ISCV23へ与えるデューティ比を演算する。
【0026】すなわち、前記ISCV23へ与えるデュ
ーティ比によって決定されるISC開度DOPは始動時
補正項DSTAと、各種センサから与えられた信号に基
づいて決定される学習値DGとが加算されて求められ
る。
【0027】次に、上記のように構成されたエンジンの
制御装置における始動時におけるアイドル回転数制御ル
ーチンのために用いる始動補正項DSTAについて、図
4に示すフローチャートを用いて説明する。
【0028】本フローチャートは、スタータ24のスタ
ータ信号STSがONによりECU51が実行するもの
である。又、ECU51は、そのタイマカウンタ56か
ら所定時間毎に出力される割り込み信号のタイミング
で、各種センサからの信号をそれぞれ繰り返し読み込
む。
【0029】まず、ステップ(以下、ステップをSとい
う)100において、スタータ信号STSがONとなっ
てから始動後時間CASTが2秒未満か否かを判定す
る。2秒未満であれば、S101に移行し、2秒以上経
過しているのであれば、S106に移行する。最初は2
秒未満であるため、S101に移行する。S101にお
いては、冷却水温THWが85℃以上の高温か否かを判
定する。すなわち、このS101においてはエンジン1
の冷却水温THWが85℃以上の完全暖機状態か否かを
判定するのである。冷却水温THWが85℃以上の完全
暖機状態であると判定すると、S102に移行し、そう
でなければS105に移行する。
【0030】S102においては、吸気温THAと、エ
ンジン1が停止した直前、又は、スタータ24がオフさ
れる直前の吸気温THABとの差の絶対値の大きさが2
℃未満か否かを判定する。すなわち、この差の絶対値の
大きさによりエンジン1が停止された時、又はスタータ
24がオフにされた時から時間がたっているか否かが判
定されるのである。なお、エンジン1が停止した直前、
又はスタータ24がオフされる直前の吸気温THABは
バックアップRAM55に記憶される。S102におい
て2℃未満であると、判定すると、S103に移行し、
そうでなければS105に移行する。
【0031】S103においては、4WDスイッチ40
がオンとなっているか否か(W4WDフラグが1か否
か)、すなわち、4輪駆動状態か否かが判定される。な
お、ECU51は前記4WDスイッチ40がオンとなっ
ているとき、W4WDフラグを1にセットし、4WDス
イッチ40がオフとなっているとき、W4WDフラグを
0にリセットする。S103において、4WDスイッチ
40がオンとなっていると判定すると、S104におい
て始動補正項DSTAを0にしてこの処理ルーチンを終
了する。
【0032】なお、S103で4輪駆動状態か否かを判
断する理由は、クランキングスタートは、通常、オフロ
ード(岩石路、瓦礫路等)において、4WD時に行われ
ることが多いため、4WD時にこのクランキングスター
トが行われる確立が高いためである。
【0033】前記S101、S102、S103からS
105に移行した場合には、S105において、冷却水
温THWと始動補正項DSTAとのマップより始動補正
項DSTAを求め、この処理ルーチンを終了する。又、
前記S100からS106に移行した場合には、S10
6において所定値ずつ減少される。従って、CASTが
2秒以上経過した場合には、S100からS106の処
理が繰り返されるため、始動補正項DSTAは0になる
まで減少することになる。
【0034】そして、ECU51はISC開度DOPの
演算を行い、この演算されたこのISC開度DOPに基
づいてISCV23を駆動制御する。このように本実施
例によれば、S100においてスタータ信号STSがオ
ンされてから2秒の所定時間未満のときには、冷却水温
THWが85℃未満か否か、再始動時において、エンジ
ン停止後から時間が経過しているか否か、非4輪駆動状
態か否かを判定する。そして、冷却水温THWが85℃
未満の冷間始動の場合にはエンジン1が十分には温まっ
ていない時であり、始動後すぐには燃焼が安定しないた
め、内燃機関の状態によって設定される始動補正項DS
TAによってエンストを防止するため、始動後も維持さ
れる。又、エンジン停止後から時間が経過している場合
や非4輪駆動状態のときにも、始動後すぐには燃焼が安
定しないため、内燃機関の状態によって設定される始動
補正項DSTAによってエンストを防止するため、始動
後も維持される。
【0035】又、S101乃至S103を経た場合は、
エンジン1が停止した直後、或いは、エンスト直後に再
始動がされた場合である。このときは、エンジン1は十
分に暖まっており、始動直後に燃焼が安定するために、
始動補正項DSTAは0とされる。このため、再始動時
におけるアイドル回転数の急上昇が防止され、クラッチ
が接合された状態でのクランキングスタートが行われて
も車両の飛び出しを防止できる。
【0036】なお、この発明は前記実施例に限定される
ものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で構
成の一部を適宜に変更して実施することもできる。 (1)前記実施例ではS104において始動補正項DS
TAを0としたが、必ずしも0にする必要はなく、S1
05で与えられる始動補正項DSTAよりも小さな値と
してもよい。
【0037】(2)前記実施例では4輪駆動車に具体化
したが、2輪駆動車に具体かしてもよい。その場合に
は、S103を省略することにより実現できる。 (3)前記実施例ではガソリンエンジンに具体化した
が、ディーゼルエンジンに具体化してもよい。
【0038】(4)前記実施例ではS103において、
4WDスイッチ40の検出信号にて4輪駆動状態か否か
を判定したが、その代わりにクラッチ接続を検出するた
めの検出手段を設け、この検出手段にてクラッチが接続
されたことが検出されたとき、S104の処理を行って
も良い。
【0039】なお、クラッチ接続を検出するための検出
手段としては、例えば空気量増加分αと、エンジンの回
転数ΔNEの上昇分との比T(=ΔNE/α)と、判定
値aとの大小をECU51が判定することによって検出
することが考えられる。すなわち、空気量増加分αは、
前記アイドル回転数制御ルーチンが実行されたときに得
られた吸入空気量Qと前回のアイドル回転数制御ルーチ
ンが実行されたときに得られた吸入空気量との差から求
められる。エンジン回転数の上昇分ΔNEは、同様に今
回得られた回転数NEと前回得られた回転数NEとの差
から求められる。この比Tが判定値aより大きいと、エ
ンジン1の負荷が軽い、すなわち、クラッチが接合され
ていない、ニュートラルと判定して、S105に移行す
る。又、この比Tが判定値a以下であると、クラッチが
接合されている。すなわち、4輪駆動の走行状態である
と判定して、S104に移行する。従って、この場合に
は、前記実施例と比較して4WDスイッチ40が不要と
なり、部品点数、組付工数が減少し、コストを低減でき
るものとなる
【0040】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、暖機状態でエンジン停止後、所定時間内の始動時に
始動補正量を減少することより、クラッチが接続された
クランキングスタートが行われても、車両の飛び出しが
防止できる。そのため、点火遅角を行うことにより、車
両の飛び出し防止を図る従来との場合に比較して、エン
ジンの回転数の落ち込みが生ずるということはないとい
う優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の基本的な概念構成を説明する概念構
成図である。
【図2】この発明を具体化した一実施例におけるエンジ
ンの制御装置を示す概略構成図である。
【図3】実施例においてECU等の構成を示すブロック
図である。
【図4】実施例において、ECUにより実行される「ア
イドル回転数制御ルーチン」を説明するフローチャート
である。
【図5】図4において処理されるフローチャートにより
計算される始動補正項のタイムチャートである。
【符号の説明】
1…エンジン、19…スロットルバルブ、23…ISC
V、31…スロットルセンサ、32…エアーフローメー
タ、40…4WDスイッチ、51…始動補正量付加手
段、始動補正量調整手段及び制御手段を構成するEC
U。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−258139(JP,A) 特開 昭60−4432(JP,A) 特開 平5−214995(JP,A) 特開 昭61−252843(JP,A) 特開 昭56−44432(JP,A) 特開 平4−58032(JP,A) 実開 昭58−86449(JP,U) 実開 平3−71148(JP,U) 実開 昭54−57217(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 29/00 - 29/06 F02D 41/00 - 41/40

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両の内燃機関を、アイドル時に所定の
    目標回転数に制御する制御手段と、内燃機関の始動時に
    同機関の暖機状態に応じた始動補正量を前記制御手段の
    制御量に付加して回転数を増大させる始動補正量付加手
    段とを備えた内燃機関のアイドル回転数制御装置におい
    て、 内燃機関が完全暖機状態でかつ内燃機関が停止されてか
    ら所定期間内にクラッチが接続された状態でのクランキ
    ングスタートが行われる時には、前記始動補正量付加手
    段の付加する始動補正量を減少させる始動補正量調整手
    段を備えたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数
    制御装置。
JP32829193A 1993-12-24 1993-12-24 内燃機関のアイドル回転数制御装置 Expired - Fee Related JP3344048B2 (ja)

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