JPH0249947A - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料制御装置

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JPH0249947A
JPH0249947A JP63199137A JP19913788A JPH0249947A JP H0249947 A JPH0249947 A JP H0249947A JP 63199137 A JP63199137 A JP 63199137A JP 19913788 A JP19913788 A JP 19913788A JP H0249947 A JPH0249947 A JP H0249947A
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JP
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fuel
engine
intake
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Yoshiaki Sugano
菅野 佳明
Jiro Sumitani
隅谷 次郎
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/18Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow
    • F02D41/182Circuit arrangements for generating control signals by measuring intake air flow for the control of a fuel injection device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045Detection of accelerating or decelerating state
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/12Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • 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〕 この発明は、内燃機関の吸入空気量を吸気量センサによ
り検出し、この検出出力により内燃機関の燃料供給量を
制御する内燃機関の燃料制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
内燃機関の燃料制御を行う場合にスロットルバルブの上
流に吸気量センサ(以下AFSと略する。)を配置し、
この情報とエンジン回転数により1吸気当りの吸入空気
量を求め、供給燃料量を制御することが行われている。
ところで、空気の吸入通路におけるスロットルバルブの
上流にAFSを配置して内燃機関の吸入空気量を検出し
ようとする場合、スロットルが象。
激に開いた時は、スロットルバルブとエンジンとの間の
吸入通路に充填する空気量をも計量するので、実際に内
燃機関に吸入される空気量以上に計量してしまい、その
まま燃料量を制御するとオーバリッチになるという不具
合を生じた。このため、従来ではAFSの出力即ち所定
のクランク角における検出吸気量をA N +t+ 、
所定のクランク角のn−1回およびn回目に内燃機関が
吸入する空気量を夫々A N +11−11およびAN
+l11、フィルタ定数をKとした場合に A N (al −K+ X A N (−++ + 
K、x A N +t+の式によりAN(ll、を計算
し、このANい、を用いて燃料制御を行うものがあり、
これは所定のクランク角毎を吸入空気量を平滑化し、適
正な燃料制御を行うものであった。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかるに、上記した従来装置では、吸気量の補正演算を
行うので1吸気以上の演算遅れを生じ、また減速時には
吸気管内の空気の存在により吸気量検出手段の検出出力
にも遅れを生じ、燃料量が過剰となるという課題があっ
た。即ち、第3図に示す吸気系のモデルにおいて、イン
ジェクタ14から供給された燃料は一部が吸気管15に
付着し、一部がエンジン1に吸入される。従って、エン
ジン1の吸気行程で吸入される混合気を形成する燃料は
、インジェクタI4から噴射される量の一部と当該吸気
行程以前に吸気管15に付着した燃料量との和となる。
燃料の吸気管15への付着量は、エンジン1の負荷が大
きいほどインジェクタ14から供給される燃料量が多く
なるため、これに比例して多くなる。又、エンジン回転
数が高いほど単位時間当りの吸気行程数が多くなるので
燃料量が過剰となるサイクル数が多くなる。従って、こ
の過剰となる率は、エンジン負荷が大きいほど、また回
転数が高いほど大きくなる。
この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、減速時に燃料がオーバリッチとなることを
防止することができる内燃機関の燃料制御装置を得るこ
とを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、1吸気当り
の吸入空気量が減少したことを検出する手段と、上記減
少量に応じて供給燃料量を減少させるとともに、この供
給燃料量の減少量をエンジン回転数及び1吸気当りの吸
入空気量に応じて変化させる手段を設けたものである。
〔作 用〕
この発明においては、エンジンの減速時に1吸気当りの
吸気量の減少度に応じて供給燃料量を減少させ、かつこ
の供給燃料量の減少量はエンジン回転数及び1吸気当り
の吸気量即ちエンジン負荷に応じて変化させる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。
第3図は内燃機関の吸気系のモデルを示し、1はエンジ
ンで、1行程当りvcの容積を持ち、力/L7?ン渦i
 it 計であるAFS 13、スロットルバルブ12
、サージタンク】1および喚気管15を介して空気を吸
入し、燃料はインジェクタ14によって供給される。又
、ここでスロットルバルブ12からエンジン1までの容
積を■、とする。16は排気管である。
第4図はエンジン1における所定のクランク角に対する
吸入空気量の関係を示し、(a)はエンジン1の所定の
クランク角(以下、SGTと称す、)を示す。(b)は
AFS13を通過する空気fiIQ、、(C)はエンジ
ンlが吸入する空気IQ、、(dlはAFSI3の出力
パルスfを示す。又、SOTのn−2〜n−1回目の立
上りの期間をt、、−+ 、n−1〜n回目の立上りの
期間をt7とし、期間111−1 およびt7にAFS
13を通過する吸入空気量を夫々Qafn−11および
Q、7)、期間u、、−1およびも、。
にエンジンIが吸入する空気量を夫々Q a +□、お
よびQef*)とする。さらに、期間tn−+およびL
7の時のサージタンク11内の平均圧力と平均吸気温度
を夫々P *(n−++およびP、、、、とTlf++
−1)およびT□、とする。ここで、例えばQa(n−
11は、む。−1間のAFS 13の出力パルス数に対
応する。
又、吸気温度の変化率は小さいのでT□n−11”;T
1+、、lとし、エンジンエの充填効率を一定とすると
、 Pit^−++°VC=Q・ln−11’ R’ T 
s (、ll   ・・・(1)P−+−+、Vc=Q
−t−+・R−T−t、、+     −(2)となる
。ただし、Rは定数である。そして、期間LL1にサー
ジタンク11および吸気管15に溜まる空気量をΔQs
(n+とすると、 A Qs+++1= Qa++11   Qsl+n 
! VlR,T1”(Pm+*+   pm。−++)
   ・・・(3)となり、(11〜(3)式より が得られる。従って、エンジン1が期間t7に吸入する
空気量Q、1.をAFS13を通過する空気量Q1、〉
に基づいて(4)式により計算することができる。ここ
で、■。= 0.51、V、=2.5ffiとすると、 Qe+R+=0.83X Qll+11−11 +0.
17X Qll。、 ・・・(5)となる。。第5図に
スロットルバルブ12が閉じた場合の様子を示す。この
第5図において、(a)はスロットルバルブ12の開度
、(b)はAFS 13を通過する吸入空気量Q、であ
り、オーバシュートする。(C)は(4)式で補正した
エンジン1が吸入する空気量Q、であり、(d)はサー
ジタンク11の圧力Pである。(e)はQ、の変化量Δ
Q、を示し、(f)は燃料供給量fを示す、ここで、f
lはQ、に基づくものであり、+8はΔQ、に基づいて
補正したものである。
第1図はこの発明による内燃機関2の燃料制御装置の構
成を示し、10はAFS13の上流側に配設されるエア
クリーナで、AFS13はエンジンlに吸入される空気
量に応じて第4図(6)に示すようなパルスを出力し、
クランク角センサ17はエンジン1の回転に応じて第4
図(a)に示すような)<ルス(例えばパルスの立上り
から次の立上りまでクランク角で180’とする。)を
出力する。20はAN検出手段で、AFS13の出力と
クランク角センサ17の出力とにより、エンジン1の所
定クランク角度間に入るAFS13の出力パルス数を計
算する。21はAN演算手段であり、これはAN検出手
段20の出力より(5)式と同様の計算を行い、エンジ
ン1が吸入すると考えられる空気量に対応するAFS1
3の出力相当のパルス数を計算する。
又、制御手段22は、AN演算手段21の出力、エンジ
ン1の冷却水温を検出する水温センサ18(例えばサー
ミスタ)の出力より、エンジン1が吸入する空気量に対
応してインジェクタ14の駆動時間を制御し、これによ
ってエンジン1に供給する燃料量を制御する。
第2図はこの実施例のより具体的構成を示し、30はA
FS 13、水温センサ18およびクランク角センサ1
7の出力信号を入力とし、エンジン1各気筒毎に設けら
れた4つのインジェクタ14を制御する制御装置であり
、この制御装置30は第1図のAN検出手段20〜制御
手段22に相当し、ROM41.RAM42を有するマ
イクロコンピュータ(以下、CPUと略する。)40に
より実現される。又、31はAFS 13の出力に接続
された2分周器、32は2分周器31の出力を一方の入
力とし他方の入力端子をCPU40の入力P1に接続し
た排他的論理和ゲートで、その出力端子はカウンタ33
およびCPU40の人力P3に接続される。34は水温
センサ1BとA/Dコンバータ35との間に接続された
インタフェース、36は波形整形回路でクランク角セン
サ17の出力が入力され、その出力はCPU40の割込
人力P4およびカウンタ37に入力される。又、38は
割込人力P5に接続されたタイマ、39は図示しないバ
ッテリの電圧をA/D変換し、CPU40に出力するA
/Dコンバータ、43はCPU40とドライバ44との
間に設けられたタイマで、ドライバ44の出力は各イン
ジェクタ14に接続される。
次に、上記構成の動作を説明する。AFS13の出力は
2分周器31により分周され、CPU40により制御さ
れる排他的論理和ゲート32を介してカウンタ33に入
力される。カウンタ33はゲート32の出力の立下りエ
ツジ間の周期で測定する。CPU40はゲート32の立
下りを割込人力P3に入力され、AFS l 3の出力
パルス周期またはこれを2分周した毎に割込処理を行い
、カウンタ33の周期を測定する。水温センサ18の出
力はインタフェース34により電圧に変換され、A/D
コンバータ35により所定時間毎にディジタル値に変換
されてCPU40に取込まれる。クランク角センサ17
の出力は波形整形回路36を介してCPU40の割込人
力P4およびカウンタ37に入力される。CPU40は
クランク角センサ17の立上り毎に割込処理を行い、ク
ランク角センサ17の立上り間の周期をカウンタ37の
出力から検出する。タイマ38は所定時間毎にCPU4
0の割込人力P5へ割込信号を発生ずる。A/Dコンバ
ータ39は図示しないバッテリ電圧をA/D変換し、C
PU40は所定時間毎にこのバッテリ電圧のデータを取
込む。タイマ43はCP tJ40にプリセットされ、
CPU40の出力ボートP2よりトリガされて所定のパ
ルス幅を出力し、この出力がドライバ44を介して各イ
ンジェクタ14を駆動する。
次に、CPU40の動作を第6図、第8〜9図のフロー
チャートによって説明する。まず、第6図はCPU40
のメインプログラムを示し、CPU40にリセット信号
が入力されると、ステップ100でRAM42、入出力
ボート等をイニシャライズし、ステップ101で水温セ
ンサ18の出力をA/D変換し、RAM42にWTとし
て記憶する。ステップ102でバッテリ電圧をA/D変
換してRAM42へVBとして記憶する。ステップ10
3ではクランク角センサ17の周期Tlより30/T、
の計算を行い、回転数N、を計算する。ステップ104
で後述する負荷データANと回転数N、よりAN、N、
/30の計算を行い、AFS 13の出力周波数F、を
計算する。ステップ105では出力周波数F、より第7
図(a)に示すようにF、に対して設定されたflより
基本駆動時間変換係数に、を計算する。ステップ106
aでは変換係数に2を水温データWTにより補正し、駆
動時間変換係数に+  としてRAM42に記憶する。
ステップ106bでは加速増量時の基本駆動時間変換係
数KPAを水温データWT、回転数N。
及び負荷データANにより補正し、駆動時間変換係数K
 IAとしてRAM42に記憶する。第7図(b)〜(
d)はこれらの補正係数の変化を示す。即ち、水温が低
いときは燃料がより多く吸気管15内に付着し、その分
だけより多くの燃料量を必要とし、水温が高いときは付
着燃料量が少なく、供給燃料量も少なくて良い0回転数
と負荷に対しては比例的に変化させる。ステップ107
ではバッテリ電圧データVBより予めRAM41に記憶
されたデータテーブルf3をマツピングし、ムダ時間T
を計算しRAM42に記憶する。ステップ107の処理
後は再びステップ101の処理を繰り返す。
第8図は割込人力P3即ちAFS13の出力信号に対す
る割込処理を示す。ステップ201ではカウンタ33の
出力T、を検出し、カウンタ33をクリヤする。このT
、はゲート32の立上り間の周期である。ステップ20
2で周MTrを出力パルス周期T、としてRAM42に
記憶し、ステップ203で積算パルスデータpHに残り
パルスデータP、を加算する。ステップ204では、残
りパルスデータPDに156を設定し、ステップ205
ではPlを反転させる。ステップ205処理後、割込処
理を完了する。
第9図はクランク角センサ17の出力によりCPtJ4
0の割込人力P4に割込信号が発生した場合の割込処理
を示す。ステップ301でクランク角センサ17の立上
り間の周期をカウンタ37より読み込み、周期T、lと
してRAM42に記憶し、カウンタ37をクリヤする。
ステップ302で周期Ti内にAFS 13の出力パル
スがある場合は、ステップ303でその直前のAFS 
13の出力パルスの時刻t0.とクランク角センサ17
の今回の割込時刻tagの時間差Δt=jez  t、
、を計算し、これを周期T、とし、周期T、l内にAF
S13の出力パルスが無い場合は、周期T、を周期T、
とする。ステップ305では156xTs/Taの計算
より時間差ΔLをAFS13の出力パルスデータΔPに
変換する。即ち、前回のAFs13の出力パルス周期と
今回のA’FS13の出力パルス周期が同一と仮定して
パルスデータΔPを計算する。ステンブ306ではパル
スデータΔPが156より小さければステップ308へ
、大きければステップ307でΔPを156にクリップ
する。ステップ308では残りパルスデータP、がらパ
ルスデータΔPを減算し、新しい残りパルスデータΔP
とする。ステップ309では残りパルスデータPaが正
であればステップ313aへ、他の場合にはパルスデー
タΔPの計算値がA、 F S13の出力パルスよりも
大きすぎるのでステップ310でパルスデータΔPをP
ゎと同じにし、ステップ312で残りパルスデータをゼ
ロにする。
ステップ313では積算パルスデータP+tにパルスデ
ータΔPを加算し、新しい積算パルスデータPえとする
。このデータP、が、今回のクランク角センサ17の立
上り間にAFS13が出力したと考えられるパルス数に
相当する。ステップ314では(5)式に相当する計算
を行う、即ち、クランク角センサ17の前回の立上りま
でに計算された負荷データANと積算パルスデータPa
より、K  A N + (Kz) P *の計算を行
い、結果を今回の新しい負荷データANとする。ステッ
プ315ではこの負荷データANが所定値αより大きけ
ればステップ316でαにクリンプし、エンジン1の全
開時においても負荷データANが実際の値よりも大きく
なりすぎないようにする。ステップ317で積算パルス
データP、をクリアする。ステップ318aで負荷デー
タANと駆動時間変換係数に1、ムダ時間T、より駆動
時間データT I= A N ’ K t+Toの計算
を行う。又、ステップ318bでは新しい負荷データA
Nと前回の負荷データANoteとの差ΔANを求め、
ステップ318CではΔANが一β1より小さいか否か
を判定し、大きい場合にはステップ318gへ進む、又
、ΔAN<−βの場合にはステップ318dでΔANが
−β2より小さいか否かを判定し、大きい場合にはステ
ップ318fに進み、小さい場合にはステップ318e
に進んで、ΔANを−β2にクリップし、ステップ31
8fに進む。ステップ318fではT1 とΔANとK
IAにより駆動時間データTIを求め、ステップ318
gでA N OLD = A N  としてデータ更新
し、RAM42に記憶する0次に、ステップ319で駆
動時間データT1をタイマ43に設定し、ステップ32
0でタイマ43がトリガすることにより、T1に応じて
インジェクタ14が4本同時に駆動され、割込処理が完
了する。
第10図は、第6図および第8〜9図の処理の分周フラ
グクリヤ時のタイミングを示したものであり、(a)は
分周器31の出力を示し、(b)はクランク角センサ1
7の出力を示す、(C)は残りパルスデータPoを示し
、分周器31の立上りおよび立下り(AFS13の出力
パルスの立上り)毎に156に設定され、クランク角セ
ンサ17の立上り毎に例えばPI++=P、−156x
Ts/TAの計算結果に変更される(これはステップ3
05〜312の処理に相当する。)。(d)は積算パル
スデータPaの変化を示し、分周器31の出力の立上り
または立下り毎に、残りパルスデータP、が積算される
様子を示している。
尚、上記実施例では、クランク角センサ17の立上り間
のAFS13の出力パルスをカウントしたが、これは立
下り間でも良く、又クランク角センサ17の数周期間の
AFS 13出力パルス数をカウントしても良い。又、
AFS13の出力パルスをカウントしたが、出力パルス
数にAFS 13の出力周波数に対応した定数を乗じた
ものを計数しても良い、さらに、クランク角の検出にク
ランク角センサ17でなく、内燃機関1の点火信号を用
いても同様の効果を有する。
〔発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、内燃機関の減速時に1
吸気当りの吸気量の減少を検出し、これに応じて供給燃
料量を減少させるようにしており、吸気量の演算遅れや
制御系の遅れによる燃料量の過剰を補正することができ
、また供給燃料量の減少量をエンジン回転数や負荷に応
じて変化させているのでオーバリッチになり易い高回転
高負荷領域でも適正な空燃比制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による燃料制御装置の構成図、第2図
は同内燃機関の燃料制御装置の具体例としての一実施例
を示す構成図、第3図はこの発明に係わる内燃機関の吸
気系のモデルを示す構成図、第4図はそのクランク角に
対する吸入空気量の関係を示す図、第5図は同内燃機関
の過渡時の吸入空気量の変化を示す波形図、第6図、第
8図および第9図はこの発明の一実施例による内燃機関
の燃料制御装置の動作を示すフローチャート、第7図(
a)は同内燃機関の燃料制御装置のAFS出力周波数に
対する基本駆動時間変換係数の関係を示す図、第7図(
b)〜(山は水温、回転数、負荷による補正係数の変化
を示す図、第10図は第8.9図のフローのタイミング
を示すタイミングチャートである。 1・・・エンジン、12・・・スロットルバルブ、13
・・・エアフローセンサ(カルマン渦流量計)、14・
・・インジェクタ、15・・・吸気管、17・・・クラ
ンク角センサ、18・・・水温センサ、20・・・AN
検出手段、21・・・AN演算手段、22・・・制御手
段。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人    大  岩  増  雄 第 ! 図 12、スロットルI仇フ“ 144ンう−−72 15、噴気き 17:クランク環で77 ta:lAでンワ 第3図 第4図 (d> 第6図 第7図 (a) 第8図 1、’]Gf+の表示 21発明の名称 3、?+Ii正をする者 手 続 補 正 二11: (自発) 特願昭 199137号 内燃機関の燃料制御装置 6゜ 7゜ 補正の内容 別紙の通り。 添付書類の目録 特許請求の範囲 代表者 士 岐 守 哉 特許請求の範囲 (1)内燃機関の1吸気当りの吸入空気量を検出するA
N検出手段の出力に基づいて内燃機関への供給燃料量を
制御lする内燃機関の燃料制御装置において、内燃機関
の回転数を検出する手段と、l吸気当りの吸入空気量が
減少したことを検出する手段と、上記減少量に応じて供
給燃料量を減少させるとともに供給燃料量の減少量をエ
ンジンローと1 #  の  党′ の1な と − 
に応じて変化させる手段を設けたことを特徴とする内燃
機関の燃料制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内燃機関の1吸気当りの吸入空気量を検出するA
    N検出手段の出力に基づいて内燃機関への供給燃料量を
    制御する内燃機関の燃料制御装置において、内燃機関の
    回転数を検出する手段と、1吸気当りの吸入空気量が減
    少したことを検出する手段と、上記減少量に応じて供給
    燃料量を減少させるとともに供給燃料量の減少量をエン
    ジン回転数及び1吸気当りの吸入空気量に応じて変化さ
    せる手段を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料制御
    装置。
JP63199137A 1988-08-09 1988-08-09 内燃機関の燃料制御装置 Pending JPH0249947A (ja)

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DE3926321A DE3926321C2 (de) 1988-08-09 1989-08-09 System zur Steuerung der Kraftstoffzufuhr zur Versorgung einer Brennkraftmaschine

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