JP4049851B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特にセンサ故障時の制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子制御燃料噴射装置や点火時期制御装置では、その制御量を決定するのに、内燃機関の吸気管内圧力、スロットル開度、及び機関回転数等のセンサの情報が必要になる。そして、従来はこのような電子制御燃料噴射装置や点火時期制御装置の制御で用いる内燃機関の吸気管内圧力センサが故障した場合は、危険回避の観点から吸気管内圧力を一定値と見做して燃料噴射や点火時期の制御を行っていた。又、アクセル開度を計測するスロットルセンサが故障した場合に於いてもスロットル開度を一定値に保って制御している。又、アクセル開度を計測するスロットルセンサが故障した場合は、スロットル開度が全閉、つまりアイドリング状態であることが分からずアイドリング状態であってもアイドリング状態ではない制御処理を行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従って、これらセンサ故障時の制御は、必要量の燃料噴射がされないために加速感が悪く、危険を回避するための制御走行時にはドライバビリティの悪化が問題であった。
一方、センサが故障と判断した場合に、他のセンサを代用して比較的精度の高い代用制御を行うことも考えられるが、センサの故障が一時的な場合であっても故障判断時点からいきなり処理負荷の大きい代用制御を行うことになり処理上好ましくない。そこで本発明においては回避制御に当たってドライバビリティが低下することなく且つ処理効率の良い内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決するために、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記吸気管圧力検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記吸気管圧力検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記スロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記吸気管圧力を推定し、該推定した吸気管圧力、前記機関回転数、及び前記スロットル開度とから制御量を求めるものであることを特徴とする。
【0005】
又、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする。
【0006】
又、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると、前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力により求められた吸入空気量に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする。
【0007】
又、内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの故障を検出すると、前記吸気管圧力検出手段、及び車速検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度の全閉状態を推定し、該スロットル開度全閉状態を推定した時には該スロットル開度全閉状態に適応した制御量を求めるものであることを特徴とする
【0008】
又、前記制御手段は、前記吸気管圧力が所定値以下で且つ車速が零の場合に前記スロットル開度が全閉状態であると推定するものであることを特徴とする。
又、前記制御量は、内燃機関に供給する燃料の噴射量又は内燃機関に於ける点火時期であることを特徴とする。
又、前記スロットル開度全閉状態に適応した制御量は、該スロットル開度全閉状態に適応した燃料の噴射量、該スロットル開度全閉状態に適応した点火時期、又は該スロットル開度全閉状態に於ける所定の機関回転数に対応したスロットルバイパス弁の開度であることを特徴とする。
【0009】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の一実施例について説明する。図1は本発明の一実施例における構成を示した図である。1はエンジン制御ECUで主としてマイクロコンピュータから構成され、各種のセンサ(吸気管内圧力、エンジン回転数、水温、吸気温、スロットル開度、車速、排気中の酸素濃度等)のデータを入力して供給燃料の最適噴射量を算出する燃料噴射制御部、最適な点火時期を算出する点火時期制御部、及び最適なアイドリング回転数(スロットルバイパス弁開度)を算出するアイドリング回転数制御部等から成るマイクロコンピュータである。
【0010】
2はスロットルの開度を検知するスロットル開度センサである。3は吸気管内の圧力状態を検出する吸気管内圧力センサ(PMセンサ)で吸気管内の圧力変化の情報を出力するものである。4はエンジンで、供給される燃料ガスの爆発により回転力を発生し車両の動力源としている。
5は吸気口でエンジンに供給する燃料ガスを造りだすための空気供給口である。6は吸気口5より取り入れられた空気の量を加減する弁(スロットル)で、車両を運転するアクセルペダルの踏み込み度合いによって弁の開度が変化し、燃料供給量が変ってエンジンの回転数が加減できる。7は排気口でエンジン内で燃焼した燃料ガスを排出する。8はディストリビュータでエンジン気筒内の圧力が上がって燃焼(爆発)に適したタイミングで点火する高圧電源を配分するスイッチであって点火時期制御部によって制御される。
【0011】
9はアイドリング時のエンジン回転数を制御するためのスロットルバイパス弁で、スロットルの前後でバイパスされた吸入空気量を制御するためのものである。このスロットルバイパス弁9は、アイドリング回転数制御部により、例えば車速が零で、スロットル6が全閉になった時に制御を開始し、最適なアイドリング回転数となるように、その開度が制御される。10は車速データ(NE)を検出する車速センサである。12はエンジン回転数センサでエンジンの回転数を検出するものである。尚、その他ECU1へ入力されるデータは各種あるが本図においては説明に必要なもののみ記載している。又、以下で示す図2乃至図5においては点火時期制御を除いて燃料噴射制御の処理して説明することとする。
【0012】
次にECU1の処理についてフローチャートを用いて説明する。図2は第1の実施例で、吸気管内圧力センサ3が故障した場合に於けるスロットル開度とエンジン回転数より吸気管内圧力を推定する処理を示している。ECU1はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップS1では、吸気管内圧力センサ3(PMセンサ)が故障か否かを、例えば、その大きさの変化量に基づき(急に零レベルになった等)判断する。尚、上述した推定の原理は通常エンジンの特性により吸入空気量(QA)、スロットル開度(TA)、エンジン回転数(NE)、吸気管圧力(PM)は図3に示すように一義的に定まる。従って、PM故障時には、その時のTAラインとNEラインとの交点例えばp1からpmを推定できる。又、スロットル開度センサ故障時には、その時のPM(又はQA)とNEラインの交点とからTAを推定することができる。このように故障か否かの判断や推定は予めECU1に記憶格納された図3の特性に基づいたマップから行うことが可能である。
【0013】
このようにして吸気管内圧力センサ3(PMセンサ)が故障か否かを判断して、故障と判断した場合はステップS2に、故障していなければステップS3に移る。ステップS2では、予め定めた時間が経過したか否かを判断し、所定の時間経過しておればステップS4へ、所定の時間経過していなければステップS5に移る。ステップS3では、吸気管内圧力センサ3によって吸気管内圧力を算出しステップS6に移る。ステップS4ではスロットル開度センサ2(TAセンサ)によるデータとエンジン回転数センサ12の検出するエンジン回転数より前述のマップから吸気管内圧力を推定してステップS6に移り、ステップS6ではエンジン回転数(NE)と推定した吸気管内圧力値(PM)、及びスロットル開度(TA)とから基本的な燃料噴射量を求めてステップS1に戻る。
【0014】
基本的な燃料噴射量は以下のようにして求めることができる。
即ち、
燃料噴射量(TAU)=f1(PM,NE)+f2(TA,NE)+Z
f1(PM,NE)は基本噴射量、f2(TA,NE)は過度補正量、Zはその他の補正項である。
【0015】
尚、実際にはECU1に記憶されたマップからTA値を抽出するようにしている。
ステップS5では所定の時間内の処置として、予め設定した吸気管内圧力値を出力してステップS7に移る。そして、ステップS7では固定した吸気管内圧力値から燃料の噴射を行い(この噴射量も略固定値となる)ステップS1に戻る。
【0016】
このように、吸気管内圧力センサ3が故障した時には、所定時間の間は予め設定した燃料噴射を行い、所定時間を越えても故障している場合は、スロットル開度と車速から吸気管内圧力値を推定して燃料噴射量を算出するので違和感の少ない運転感触が得られ且つ精度の高い危険回避走行ができる。
図4は第2の実施例で、スロットル開度センサ2が故障した場合に吸気管内圧力とエンジン回転数からスロットル開度を推定する処理を示している。ECU1はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップS10では、スロットル開度センサ2が故障か否かを、例えばそのスロットル開度の変化量(急に零レベルになった等)に基づいて判断し、故障と判断した場合はステップS11に移り、故障していなければステップS12に移る。
【0017】
ステップS11では、予め定めた時間が経過したか否かを判断し、所定の時間経過しておればステップS13へ移る。所定の時間経過していなければステップS14に移る。
ステップS12では、スロットル開度センサ2は故障していないのでスロットル開度値(TA)を算出しステップS15に移る。ステップS13では吸気管内圧力センサ3によるデータとエンジン回転数よりスロットル開度を前述のマップより推定してステップS15に移る。ステップS14では所定の時間内の処置として、スロットル開度値を予め設定した値に固定し、ステップS15に移る。ステップS15ではエンジン回転数と吸気管内圧力値及び算出、推定、固定値のスロットル開度から基本的な燃料の噴射量を求めて(ステップS6と同様に求めて)ステップS1に戻る。
【0018】
このようにスロットル開度センサ2が故障した時には、所定時間の間はスロットル開度を固定した値で、所定時間を越えて故障の場合は、吸気管内圧力とエンジン回転数とからスロットル開度値を推定し、燃料噴射量を算出するため違和感の少ない運転感触が得られ且つ精度の高い危険回避走行ができる。 図5は第3の実施例で、スロットル開度センサ2が故障した場合に吸気管内圧力に代えて吸入空気量よりスロットル開度を推定する処理を示している。ECU1はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップS41ではスロットル開度センサ2が故障か否かを、例えばそのスロットル開度の変化量(急に零レベルになった等)に基づいて判断し、故障と判断した場合は、ステップS42に移り、故障で無ければステップS43に移る。ステップS42では、吸気管内圧力(PM)とエンジン回転数(NE)より算出され予めRAM等に記憶されている吸入空気量(QA)を基にしてスロットル開度を推定し、ステップS45に移ってエンジン回転数(NE)と吸気管内圧力(PM)並びに推定したスロットル開度(TA)から燃料噴射量を求めてステップS41に戻る。このようにスロットル開度センサ2が故障した時には吸入空気量よりスロットル開度を推測することもできる。このスロットル開度は、予め実験等により求められた係数に吸入空気量を積算すること等により求めることができる。尚、以上の実施例においては、定常運転時、つまりスロットル開度が略一定の時はf1(PM,NE)により最適噴射量が得られるが過度期、つまりスロットルが急激に開閉した場合においては応答性の問題からf2(TA,NE)の過度補正も必要となる。従って、図2におけるステップS6、図4におけるステップS15、図5におけるステップS45においては、これらNE,PM,TAの3つの要素が必要となり、特にスロットル開度センサ2が故障しているときに加減速した場合、図4、図5のように必要不可欠なTAを推測することは退避走行にとって非常に有効となる。尚、ステップS11、S14の処理は図4と同じであるため、その説明を省略する。
【0019】
図6は第4の実施例で、スロットル開度センサ2が故障した場合に、吸気管内の圧力が所定の値以下になり、車速が0の場合にはエンジンの回転がアイドリング状態と判断して制御を行う処理を示している。尚、スロットル開度センサ2が故障でなく、吸気管内の圧力が所定値以上であり、車速も0でない時には図4に示す第2の実施例と同等のためステップ番号を図4と同じ番号を付して説明を省略する。ECU1はイグニッションスイッチをオンにすることで処理を開始する。ステップS21では、スロットル開度センサ2が故障か否かを、例えばそのスロットル開度の変化量(急に零レベルになった等)に基づいて判断し、故障と判断した場合はステップS22に移り、故障で無ければステップS12に移る。ステップS22では吸気管内の圧力が所定値以下かどうかを判断する。そして、所定値以下の場合はステップS23に移り、所定値以上の場合はステップS11に移る。
【0020】
ステップS23では、車速が0かどうかを車速センサ10のデータより判断し、車速が0の場合はステップS24へ移り、車速が0で無い時にはステップS11に移る。ステップS24では、アイドルをオン(アクセルペダルは踏み込んでいない)状態と見做してステップS25に移りアイドリング時の燃料噴射量、点火時期、スロットルバイパス弁9の開度を算出してステップS21へ戻る。
【0021】
このようにスロットル開度センサ2が故障の場合にもアイドルオンの判定ができ、より正常状態に近い点火時期やアイドリングスピードの制御が実現でき車両停止時の不快感を取り除くことができる。
【0022】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明においては、危険回避制御に当たってドライバビリティが低下することなく且つ処理効率の良い内燃機関の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に於ける電子制御噴射装置の構成図
【図2】第1の実施例に於けるECU1の処理を示すフローチャート
【図3】各状態量の推定を説明するための図
【図4】第2の実施例に於けるECU1の処理を示すフローチャート
【図5】第3の実施例に於けるECU1の処理を示すフローチャート
【図6】第4の実施例に於けるECU1の処理を示すフローチャート
【符号の説明】
1・・・・・・・ECU(エンジンコントロールユニット)
2・・・・・・・スロットルセンサ
3・・・・・・・吸気管内圧力センサ
4・・・・・・・エンジン
5・・・・・・・吸気口
6・・・・・・・スロットル
7・・・・・・・排気口
8・・・・・・・ディストリビュータ
9・・・・・・・スロットルバイパス弁
10・・・・・・車速センサ
Claims (7)
- 内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記吸気管圧力検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記吸気管圧力検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記スロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記吸気管圧力を推定し、該推定した吸気管圧力、前記機関回転数、及び前記スロットル開度とから制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には、前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
前記制御手段は前記スロットル開度検出手段からの出力の変化量に基づき故障を検出すると、前記制御量を概略固定とし、所定時間経過後未だ前記スロットル開度検出手段が故障している場合には前記回転数検出手段、及び前記吸気管圧力検出手段からの検出出力により求められた吸入空気量に基づき前記スロットル開度を推定し、該推定したスロットル開度、前記機関回転数、及び前記吸気管圧力とから制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 内燃機関に於ける吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段や、前記内燃機関に於ける機関回転数を検出する回転数検出手段、前記内燃機関に於けるスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段からの検出出力に基づき前記内燃機関の状態に適応した制御量を求める制御手段を備えた内燃機関の制御装置に於いて、
車速を検出する車速検出手段を備え、前記制御手段は前記スロットル開度検出手段の故障を検出すると、前記吸気管圧力検出手段、及び車速検出手段からの検出出力に基づき前記スロットル開度の全閉状態を推定し、該スロットル開度全閉状態を推定した時には該スロットル開度全閉状態に適応した制御量を求めるものであることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記制御手段は、前記吸気管圧力が所定値以下で且つ車速が零の場合に前記スロットル開度が全閉状態であると推定するものであることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の制御装置。
- 前記制御量は、内燃機関に供給する燃料の噴射量又は内燃機関に於ける点火時期であることを特徴とする請求項1乃至請求項4記載の内燃機関の制御装置。
- 前記スロットル開度全閉状態に適応した制御量は、該スロットル開度全閉状態に適応した燃料の噴射量、該スロットル開度全閉状態に適応した点火時期、又は該スロットル開度全閉状態に於ける所定の機関回転数に対応したスロットルバイパス弁の開度であることを特徴とする請求項4記載の内燃機関の制御装置。
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