JPH03115754A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JPH03115754A
JPH03115754A JP1251248A JP25124889A JPH03115754A JP H03115754 A JPH03115754 A JP H03115754A JP 1251248 A JP1251248 A JP 1251248A JP 25124889 A JP25124889 A JP 25124889A JP H03115754 A JPH03115754 A JP H03115754A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
amount
control means
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JP1251248A
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English (en)
Inventor
Shigeru Yamamoto
茂 山本
Kenji Nochida
謙司 後田
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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)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (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、エンジン回転数を目標回転数に収束させる回
転数フィードバック制御手段と空燃比を目標空燃比に収
束させる空燃比フィードバック制御手段とを備えたエン
ジンの制′a装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来より、エンジンの制御装置として、吸気通路にスロ
ットル弁をバイパスするバイパス通路を設けて、このバ
イパス通路の途中にこの通路を通過する補助吸気の量を
調節するISOバルブ(エンジン回転数調整手段)を設
けるとともに、このISOバルブをフィードバック制御
する回転数フィードバック制御手段を設け、この回転数
フィードバック制御手段でISOバルブをフィードバッ
ク制御して、エンジンに供給される混合気量を調整する
ことにより、アイドル運転状態に相当する所定条件下で
あるときにエンジン回転数を目標回転数に収束させるよ
うにしたものが知られている(実公昭62−2279号
公報参照)。
一方、エンジンの制御装置として、空燃比を検出する0
2センサと、燃料III II弁をフィードバック制御
する空燃比フィードバック制御手段とを備え、この空燃
比フィードバック制御手段で燃料噴射弁をフィードバッ
ク制御して02センサで検出される空燃比を目標空燃比
に収束させるようにし、燃費の向上等を図るようにした
ものも知られている。そして、最近のエンジンの制御装
置においては、上記両制w装置の構成を合せて用いるよ
うにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、上記回転数フィードバック制御手段と空燃比フィ
ードバックbl@手段とを尚えた制御装置では、各フィ
ードバック手段を各々独立して制御していた。このため
、次のような問題が起こっていた。
すなわち、上配制ill装置においては、回転数フィー
ドバック制御手段による制御によってエンジン回転数が
増減される一方、空燃比フィードバック制御手段で空燃
比を制御、することによってもエンジン回転数が増減さ
れるようになる。つまり、空燃比フィードバック制御手
段で空燃比をリッチにすると、エンジン回転数が増速さ
れるようになり、空燃比をリーンにすると、エンジン回
転数が減速されるようになる。このため、回転数フィー
ドバック制御手段による制御方向がエンジン回転数を目
標回転数に向かって増速させる方向になっている時に、
空燃比フィードバック制御手段による制御方向が空燃比
をリッチにする方向になると、回転数フィードバック制
御手段の制rnmに空燃比フィードバック制御手段の制
t[lff1が加算され、エンジン回転数が目標回転数
を大きく上回ってしまうということが起こる。また、回
転数フィードバック制御手段による制御方向がエンジン
回転数を目標回転数に向かって減速させる方向になって
いる時に、空燃比フィードバック制御手段による制御方
向が空燃比をリーンにする方向になった場合も、回転数
フィードバック制御手段の制御量に空燃比フィードバッ
ク8111手段の制御量が加算されるようになり、この
場合にはエンジン回転数が目標回転数を大きく下回って
しまうということが起こる。
このように上記従来の両フィードバック制御手段を備え
た制御装置では、回転数フィードバック制御手段による
制御方向と空燃比フィードバック制御手段による制御方
向とがエンジン回転数を増速させる方向、あるいは減速
させる方向で一致したときに、エンジン回転数が目標回
転数を大きく上回ったり下回ったりしてしまうというこ
とが起こり、この結果、エンジン回転数が目標回転数を
境にして大きくハンチングして、エンジン回転数が目標
回転数に収束しないという事態を招いていた。
以上の事情に鑑みて、本発明は、ハンチングを防止する
ことができ、エンジン回転数を目標回転数に素早く収束
させることができるエンジンの制御装置を提供しようと
するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明にかかるエンジンの制M装置は、第1図に示すよ
うに、エンジン回覧数を調整するエンジン回転数調整手
段9と、エンジンに供給される混合気の空燃比を調整す
る空燃比調整手段7と、アイドル運転状態に相当する所
定条件下であるときにエンジン回転数を目標回転数に収
束させるように前記エンジン回転数調整手段9をフィー
ドバック!II御する回転数フィードバック制御手段3
2と、空燃比を目標空燃比に収束させるように前記空燃
比調整手段7をフィードバック制御する空燃比フィード
バック制御手段33とを備えたエンジンの制御装置にお
いて、前記回転数フィードバック制御手段32による制
御方向と前記空燃比フィードバック制御手段33による
制御方向とがエンジン回転数を増速させる方向および減
速させる方向のいずれか一方で一致したことが検出され
た時、前記回転数フィードバック制御手段32および空
燃比フィードバック制御手段33のいずれか一方の制御
量を抑制する制御量抑制手段34を設けるようにしたも
のである。
〔作用〕
以上の構成によれば、回転数フィードバック制御手段に
よる制御方向と空燃比フィードバック制御手段による副
部方向とがエンジン回転数を増速させる方向および減速
させる方向のいずれか一方で一致した場合、回転数フィ
ードバック制御手段および空燃比フィードバック制御手
段のいずれか一方の制御iIl量が抑制され、エンジン
回転数が大きく増減されるのが防止されることとなる。
〔実施例〕
第2図は、本発明にかかるエンジンの制′@装置の一実
施例を自動変速機付車両(AT車)に適用した場合の概
略構造を示している。この図において、1はエンジン、
20は自動変速機で、エンジン1の吸気通路2には、上
流側から順にエアクリーナ3、吸気量を検出するエアフ
ロメータ4、スロットル弁5、サージタンク6および燃
料噴射弁(空燃比調整手段)7が配設されている。また
、吸気通路2にはバイパス通路8が設けられ、バイパス
通路8には補助吸気量(バイパス通路8を通る吸気量)
を調節してエンジンの回転数を調節するISOバルブ(
エンジン、回転数調整手段)9が装備されている。さら
に、吸気通路2およびエンジン1にはスロットル弁5の
開度を検出するスロットル開度センサ10、吸気温を検
出する吸気温センサ11およびエンジン冷却水温を検出
する水濡、センサ12が装備され、排気通路15には空
燃比を検出する02センサ16が装備されている。
30はエンジンコントロールユニット(ECU)であっ
て、このエンジンコントロールユニット30には上記エ
アフロメータ4および各センサ10〜12.16からの
検出信号が入力されているとともに、点火装置のディス
トリビュータ13に装備されエンジンの回転数を検出す
る回転数センサ14、カムシャフト17に設けられクラ
ンク角を検出するクランク角センサ18からもそれぞれ
検出信号が入力されている。さらに、このコントロール
ユニット30には、自動変速va20のレンジ状態を検
出するインヒビタスイッチ21および自動変速機20の
ロックアツプ状態を検出するロックアツプ状態検出セン
サ22からもそれぞれ検出信号がミッションコントロー
ルユニット(MC[J)23を介して入力されている。
一方、このコントロールユニット30からは、燃料噴射
弁7およびISOバルブ9に、燃料噴射制御信号と補助
吸気量制御信号とがそれぞれ出力されている。
エンジンコントロールユニット30は、第1図に示すよ
うに、アイドル運転状態判別手段31と回転数フィード
バック制御手段32と空燃比フィードバック制御手段3
3と制御m抑制手段34とを備えている。
アイドル運転状態判別手段31は、スロットル開度セン
サ10、回転数センサ14等からの検出信号に基づいて
、アイドル運転状態に相当する所定条件下であるか否か
を判別するようになっている。
回転数フィードバック制部手段32は、アイドル運転状
態判別手段31でアイドル運転状態に相当する所定条件
下であると判別されたときに作動して、エンジン回転数
を目標回転数に収束させるようにISOバルブ9をフィ
ードバック制御するようになっている。具体的には、回
転数センサ14で検出されるエンジンの実回転数と目標
回転数との差を見て、ISOバルブ9で調節する補助吸
気量を演算し、この演算結果に応じた補助吸気量副部信
号をISOバルブ9に出力するように作動する。
空燃比フィードバック制御手段33は、空燃比を目標空
燃比に収束するように燃料噴射弁7をフィードバック制
御するようになっている。具体的には、02センサ16
で検出される実空燃比と目標空燃比との差を見て、燃料
噴射弁7から噴射される燃料噴射量を演算し、この演韓
結果に応じた燃料噴射制御信号を燃料噴射弁7に出力す
るように作動する。なお、この空燃比フィードバック制
御手段33で空燃比を制御すると、空燃比が変化するこ
とによって、エンジン回転数が増速および減速されるよ
うになる。つまり、空燃比をリッチにすれば、エンジン
回転数が増速されるようになリ、空燃比をリーンにすれ
ば、エンジン回転数が減速されるようになる。
制wJ量抑制手段34は、回転数フィードバックυIm
手段32による制御方向と空燃比フィードバック制御手
段33による制御方向とがエンジン回転数を増速させる
方向および減速させる方向のいずれか一方で一致したこ
とが検出された時、回転数フィードバック制御手段32
の制wJ量を抑制するようになっている。
第3図(a)〜(C)は、上記コントロールユニット3
0による制御の具体例を示し、同図(a)は補助吸気量
設定メインルーチン、同図(b)は補助吸気量のフィー
ドバック補正量偏差設定サブルーチン、同図(C)は燃
料噴射量のフィードバック補正量算出ルーチンをそれぞ
れ示している。
上記補助吸気量設定メインルーチンは回転数フィードバ
ック制御手段32で、補助吸気量のフィードバック補正
!偏差設定サブルーチンは空燃比フィードバック制御手
段33で、燃料噴射量のフィードバック補正量算出ルー
チンは制m+量抑制手段34でそれぞれ行われ、補助吸
気量設定メインルーチンと燃料噴射量のフィードバック
補正量算出ルーチンとは、個別に平、行して行われる。
補助吸気口設定メインルーチンにおいては、スタートす
ると、先ずステップS1で、スロットル開度センサ10
.水温センサ12、回転数センサ14等からスロットル
開度TVO,エンジン冷却水温THW、エンジン回転数
Ne等の各種検出信号を読み込む。
次にステップS2で、アイドルゾーン、つまりアイドル
運転状態に相当する所定条件下であるか否かを判別する
。この場合、スロットル開度TVOがほぼ零で、かつ、
エンジン回転数Neが所定回転数(エンジン冷却水温T
HWによって変る)以下であるときに、アイドルゾーン
であると判別する。
ステップS2でアイドルゾーンであると判別した場合は
、ステップS3でエンジン冷却水4THWに応じた目標
回転数NOを第4図(a)に示す目標回転数テーブルに
基づいて設定し、ステップS4でエンジン冷却水ITH
Wに応じた基本補助吸気IGbを第4図(b)に示す基
本補助吸気量テーブルに基づいて設定し、ステップS5
でエンジンの実回転数Neから目標回転数Noを引いて
回転偏差ΔN8を求める。
ステップS5実行後は、ステップS6で後述する補助吸
気dのフィードバック補正母偏差設定サブルーチンによ
って補助吸気量のフィードバック補正量偏差(吸気F/
B111i差)ΔGfbを設定してから、ステップS7
でその吸気F/Bl!I差ΔGfbを前回の補助吸気量
のフィードバック補正IGfb(n−1)に加算して今
回の補助吸気量のフィードバック補正量Gfbを求める
。そして、ステップS8で各種検出信号に基づいてその
他の補正IGc、例えばエアコンON時の外部負荷補正
量等を求め、ステップS9で以上に求めた基本補助吸気
MGbとフィードバック補正IGfbとその他の補正I
GCとを加算して最終補助吸気IGを求めた後、ステッ
プS11で最終補助吸気量Gに対応した補助吸気」制御
信号をISOバルブ9に出力し、ステップS1に戻る。
一方、ステップS2でアイドルゾーンでないと判別した
場合は、ステップ、、Scで最終補助吸気(6)Gを運
転状態に応じた固定値に設定してから、ステップS11
を実行する。
上記ステップS8の補助吸気量のフィードバック補正量
偏差設定サブルーチンにおいては、第3図(b)に示す
ように、スタートすると、先ずステップ821で、今回
の補助吸気量設定メインルーチンがスタートする前に求
められた前回の補助吸気量のフィードバック補正ff1
Gfb(n−1)と、同メインルーチンがスタートする
前に燃料噴tA聞のフィードバック補正量算出ルーチン
で求められた燃料噴射量のフィードバック補正ff1c
fb(n=1)とをそれぞれ検出する。
次にステップS 22で補助吸気量のフィードバック補
正置く吸気F/Bl)Gf b (n−1)が補助吸気
量を減口する側への補正値となっているか、つまりQf
b(n−1)<Oか否かを判別する。
ステップ322で吸気F/BIGfb (n−1)が減
量側補正であると判別した場合は、ステップS 23で
燃料噴射量のフィードバック補正量(燃料噴射F/B量
)Cfb (n−1)が燃料噴射aを増量する側への補
正値となっているか、つまりCfb(n−1)≧0か否
かを判別する。そして、燃料噴射F/B量Cfb(n−
1>が増量補正の場合は、第5図に示す吸気F/Bff
i偏差テーブルのゲイン特性aを用い、このゲイン特性
aと回転偏差ΔNeとを照合して吸気F/Bl!偏差Δ
Qfbを求め(ステップ824)、燃料噴射F/8[1
tCfb(n−1)が減り補正の場合は、ゲイン特性a
よりも吸気F/Bffltim差を抑制するゲイン特性
すを用い、このゲイン特性すと回転偏差ΔNeとを照合
して吸気F/8m偏差ΔGfbを求める(ステップ52
5)。
一方、ステップ822で吸気F/BIGfb (n−1
)が増量側補正であると判別した場合は、ステップS 
26で燃料噴IF/BffiCfb (n−1)が燃料
噴射」を減量する側への補正値となっているか、つまり
Cfb (n−1) <Oか否かを判別する。そして、
燃料噴射F/81Cf b (n−1)が減量補正の場
合は、ゲイン特性aと回転偏差ΔNeとを照合して吸気
F/Bl(lii差ΔGfbを求め(ステップ827)
、燃料噴射F/B量Cfb(n−1)が増量補正の場合
は、ゲイン特性すと回転偏差ΔNeとを照合して吸気F
/Bit偏差ΔGfl)を求める(ステップ828)、
燃料噴射量のフィードバック補正量算出ルーチンにおい
ては、第3図(C)に示すように、スタートすると、先
ずステップS 31でo2センサ16から検出された空
燃比Aを読み込む。
次にステップ832で今読み込んだ今回の空燃比Aが目
標空燃比AOと比べてリッチか否かを判別する。
ステップS32で今回の空燃比Aがリッチであると判別
した場合は、ステップS33でメモリーに記憶されてい
る前回の空燃比A(n−1>がリッチか否かを判別する
。そして、前回の空燃比A(n−1)がリッチの場合は
、ステップ834で前回の燃料頃tJJF/BffiC
fb (n−1)から微小ω△lを減量補正する積分制
御を行って今回の燃料噴射F/B量Cfbを求め、前回
の空燃比A (n−1)がリーンの場合は、ステップS
35で前回の燃料噴射F/B口Cfb(n−1>から比
較的大きな量Pを減量補正する比例制御を行って今回の
燃料噴射F/B置Cfbを求める。
一方、ステップS 32で今回の空燃比Aがリーンであ
ると判別した場合は、ステップS36でメモリーに記憶
されている前回の空燃比A <n−1)がリーンか否か
を判別する。そして、前回の空燃比A(n−1)がリー
ンの場合は、ステップ837で前回の燃料噴射F/B量
cf’b (n−1>に微小d△Iを増量補正する積分
制御を行って今回の燃料噴射F/BICfbを求め、前
回の空燃比A(n−1)がリッチの場合は、ステップS
3aで前回の燃料噴射F/B圏Cfb (n−1)に比
較的大きな量Pを増量補正する比例制御を行って今回の
燃料噴射F/BICf bを求める。
すなわち、上記ステップ832〜S 36では、今回の
空燃比Aが前回の空燃比A(n−1>と同じリーン状態
あるいはリッチ状態を継続しているときには、燃料噴射
F/8[iCf bを徐々に増量および減量する制御を
行い、今、回の空燃比Aが前回の空燃比A(n−1)と
異なる状態に切り替わったときには、応答性を良くする
ため、燃料噴射F/BfflCfbを急激に増量および
減量する制御を行う。
ステップ835〜S38でそれぞれ今回の燃料噴射F/
BIICf bを求めた後は、ステップ839で今回の
空燃比Aを前回の空燃比A <n−1)にW1換してメ
モリーに記憶する。
以上の構成によれば、制御量抑υI手段34で行われる
燃料噴射量のフィードバック補正量算出ルーチンによっ
て、吸気F/BIGfb (n−1)および燃料噴射F
/B量Cfb(n−1>の一方が増量補正で、他方が減
量補正であることが検出された場合は、吸気F/Bω偏
差ΔGfbがゲイン特性aに基づいて求められる。一方
、吸気EZB!Gfb (n−1)と燃料噴射F/Bj
iCf b(n−1)とが共に同じ増量補正あるいは減
量補正であることが検出された場合は、吸気F/Bff
i偏差ΔGfbがゲイン特性aよりも吸気F/B世偏差
を抑制するゲイン特性すに基づいて求められる。
上記吸気F/BfiGfb (n−1)G;t、回転数
フィードバック制御手段32で制御される制@量であっ
て、これを増量補正した場合にはエンジン回転数が上昇
し、減量補正した場合にはエンジン回転数が下降する。
また、燃料噴射F/BffiCfb(n−1)は空燃比
フィードバック制御手段33で制御される制御II量で
あって、吸気F/Bfiの場合と同様に、これを増量補
正した場合にはエンジン回転数が上昇し、減量補正した
場合にはエンジン回転数が下降する。
したがって、上記のように吸気F/BffiG f b
(n−1>および燃料噴射F/BffiCfb (n−
1)の一方が増量補正で、他方が減量補正である場合は
、回転数フィードバック制御手段32による制御方向お
よび空燃比フィードバック制御手段33による制御方向
の一方がエンジン回転数を増速させる方向で、他方でエ
ンジン回転数を減速させる方向になっている場合であっ
て、このことが検出された場合は、吸気F、/Bffi
偏差ΔGfbがゲイン特性aに基づいて求められる。
一方、吸気F/BIGf b (n−1) と燃料噴射
F、/BfiCfb (n−1)とが共に同じ増量補正
あるいは減量補正である場合は、回転数フィードバック
制御手段32による制御方向と空燃比フィードバック制
御手段33による制御方向とが共にエンジン回転数を増
速させる方向、あるいは減速させる方向になっている場
合であって、このことが検出された場合は、吸気F/B
fjt偏差ΔGfbがゲイン特性すに基づいて抑制され
て求められ、この結果、吸気F/BfiG f b (
回転数フィードバック制御手段32の制御量)が抑えら
れるようになる。
第6図は、燃料噴射F/B世Cfb、吸気F/B量Qf
bおよびエンジン回転数Neの時間的変化をそれぞれ示
している。なお、同図で、実線は本発明の場合、二点鎖
線は従来の場合を示し、燃料噴射F/8Mに関しては、
本発明の場合と従来の場合とで同じであるため、実線の
みで示している。
二点鎖線で示す従来の場合は、燃料噴射F/B1i、Q
fbおよび吸気F/BIGfbが全く独立して制御され
ていたため、燃料噴射F/BfiCf bおよび吸気F
/BIGf bが共にエンジン回転数Neを増速させる
値あるいは減速させる値で一致した時、例えばT1、T
2の範囲になった時、燃料噴射F/B量Cfbに吸気F
/B世Gfbがそのまま加算され、全フィードバック制
御量がプラス側あるいはマイナス側に大きくなり過ぎて
、エンジン回転数Neが目標回転数Noを境に大きくハ
ンチングしてしまっていた。
これに対し、実線で示す本発明の場合は、燃料噴射F/
B量Cf1)および吸気F/B農Gfbが共にエンジン
回転数Neを増速させる値あるいは減速させる値で一致
した時、吸気F/B量Gfbが抑制されて燃料噴射F/
BffiCf bに加算されるため、常に全フィードバ
ック制@量が適切な値に確保され、エンジン回転数Ne
を目標回転数NOに収束させることができるようになる
なお、前記実施例では、μ料噴射F/BICfbに基づ
いて空燃比フィードバック制御手段33による制御方向
がエンジン回転数を増速させる方向になっているか減速
させる方向になっているかを判別していたが、燃料噴射
F/BMtCfbの代りに02センサ14の出力に基づ
いて判別するようにしてもよい。
また、前記実施例では、回転数フィードバック制御手段
32の制御量を抑制するようにしていたが、空燃比フィ
ードバック制御手段33の制御量を抑制するようにして
もよい。ただし、エンジン回転数を直接制御する回転数
フィードバック制御手段32側を抑制する方が、応答性
に優れ、しかも、燃費を損うこともないため、好ましい
また、前記実施例では、吸気口を変えることでエンジン
回転数を目標回転数に収束させるようにフィードバック
制御していたが、このフィードバック制御を点火時期を
変えることで行ってもよい。
〔発明の効果〕
本発明にかかるエンジンの制御装置は、回転数フィード
バック制御手段による制御方向と空燃比フィードバック
制御手段による制御方向とがエンジン回転数を増速させ
る方向および減速させる方向のいずれか一方で一致した
場合、回転数フィードバック制御手段および空燃比フィ
ードバック制御手段のいずれか一方の制御量が抑制され
るため、ハンチングが防止され、エンジン回転数を目標
回転数に素早く収束させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかるエンジンの制御装置の一実施例
の基本構成を示すブロック図、第2図はその装置の概略
構造図、第3図(a)〜(C)は制御の具体例を示すフ
ローチャート、第4図(a)は目標回転数とエンジン冷
却水温との関係を示すグラフ、第4図(b)はISOバ
ルブの基本制御量とエンジン冷却水温との関係を示すグ
ラフ、第5図は回転偏差と吸気F/Bffl偏差との関
係を示すグラフ、第6図は燃料噴射F/Bfiと吸気F
/Bffiとエンジン回転数との関係を示すタイムチャ
ートである。 7・・・燃料噴射弁(空燃比調整手段)、9・・・Is
Cバルブ(エンジン回転数調整手段)、32・・・回転
数フィードバック制御手段、33・・・空燃比フィード
バック制御手段、34・・・エンジン回転数制御手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、エンジン回転数を調整するエンジン回転数調整手段
    と、エンジンに供給される混合気の空燃比を調整する空
    燃比調整手段と、アイドル運転状態に相当する所定条件
    下であるときにエンジン回転数を目標回転数に収束させ
    るように前記エンジン回転数調整手段をフィードバック
    制御する回転数フィードバック制御手段と、空燃比を目
    標空燃比に収束させるように前記空燃比調整手段をフィ
    ードバック制御する空燃比フィードバック制御手段とを
    備えたエンジンの制御装置において、前記回転数フィー
    ドバック制御手段による制御方向と前記空燃比フィード
    バック制御手段による制御方向とがエンジン回転数を増
    速させる方向および減速させる方向のいずれか一方で一
    致したことが検出された時、前記回転数フィードバック
    制御手段および空燃比フィードバック制御手段のいずれ
    か一方の制御量を抑制する制御量抑制手段が設けられて
    いることを特徴とするエンジンの制御装置。
JP1251248A 1989-09-27 1989-09-27 エンジンの制御装置 Pending JPH03115754A (ja)

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