JPH10288066A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射制御装置

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JPH10288066A
JPH10288066A JP9857497A JP9857497A JPH10288066A JP H10288066 A JPH10288066 A JP H10288066A JP 9857497 A JP9857497 A JP 9857497A JP 9857497 A JP9857497 A JP 9857497A JP H10288066 A JPH10288066 A JP H10288066A
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fuel injection
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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】 【課題】 スロットルバルブよりも上流側に設けられた
吸気弁が閉じられても、燃料噴射量を精度良く算出する
ことができるようにする。 【解決手段】 低負荷領域基本噴射時間TPDを相対吸
気圧(Pa −Pb )とエンジン回転数NEとに基づいて
算出し(ステップ106)、中負荷・高負荷領域基本噴
射時間TPAをスロットル開度VTAとエンジン回転数
NEとに基づいて算出する(ステップ107)。現在の
運転領域が低負荷領域であれば、基本噴射時間TPとし
て、相対吸気圧とエンジン回転数NEとから算出したT
PDを用いる(ステップ111)。中負荷・高負荷領域
であれば、吸気弁が閉じているか否かを判定し、吸気弁
が閉じていれば、基本噴射時間TPとして、相対吸気圧
とエンジン回転数NEとから算出したTPDを用い、吸
気弁が開いていれば、スロットル開度VTAとエンジン
回転数NEとから算出したTPAを用いる(ステップ1
10)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スロットルバルブ
よりも上流側の吸気通路に吸気弁を設けた内燃機関の燃
料噴射制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、二輪車においては、スロットル
バルブよりも上流側の吸気通路に吸気弁を設け、急加速
時等に該吸気弁を閉じて吸気通路を狭め、吸入空気量を
絞ることで、エンジン出力を抑制して騒音を低下させる
ようにしたものがある。また、燃料噴射量の算出方法
は、スロットル開度と内燃機関回転数とから燃料噴射量
を算出する方法と、吸気圧と内燃機関回転数とから燃料
噴射量を算出する方法と、これら2つの算出方法を併用
する方法とがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スロットル
開度が大きく開放されていても、吸気弁が閉じられる
と、スロットル開度を閉じたのと実質的に同じ状態にな
り、スロットル開度に応じた吸入空気量が得られなくな
る。従って、スロットル開度とエンジン回転数とから燃
料噴射量を算出するシステムでは、吸気弁が閉じられる
と、燃料噴射量を正確に算出することができなくなり、
空燃比が大きくずれて、排気エミッションが悪くなる原
因となる。
【0004】一般に、低負荷領域では、吸気圧とエンジ
ン回転数とから燃料噴射量を算出した方が、スロットル
開度とエンジン回転数とから算出するよりも、燃料噴射
量を精度良く算出できるため、低負荷領域では、吸気圧
とエンジン回転数とから燃料噴射量を算出し、中負荷・
高負荷領域では、スロットル開度とエンジン回転数とか
ら燃料噴射量を算出するようにしたものがある。しか
し、吸気弁が閉じられる期間(急加速時等)は、スロッ
トル開度とエンジン回転数とから燃料噴射量を算出する
高負荷領域に属するため、吸気弁が閉じられても、スロ
ットル開度とエンジン回転数とから燃料噴射量が算出さ
れてしまい、燃料噴射量を正確に算出することができな
い。
【0005】また、吸気弁が故障して閉じ放しになった
ような場合には、その二輪車を修理工場まで退避走行さ
せる必要があるが、従来のシステムでは、吸気弁の異常
時でもスロットル開度とエンジン回転数とから燃料噴射
量が算出されるため、退避走行時の燃料噴射量を精度良
く算出することができず、排気エミッションが悪くな
る。
【0006】そこで、本発明の第1の目的は、吸気弁が
閉じられる期間でも、燃料噴射量を精度良く算出するこ
とができ、排気エミッションを低減できるようにするこ
とであり、また、第2の目的は、吸気弁が異常になった
時に、それを検出して、退避走行のための燃料噴射量を
精度良く算出することができ、排気エミッションを低減
できるようにすることである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記第1の目的を達成す
るために、本発明の請求項1では、燃料噴射量算出手段
は、所定の運転領域ではスロットル開度と内燃機関回転
数とから燃料噴射量を算出し、その他の運転領域では吸
気圧と内燃機関回転数とから燃料噴射量を算出するが、
吸気弁が閉方向に作動している期間は、吸気圧と内燃機
関回転数とから燃料噴射量を算出する。つまり、吸気圧
は、スロットル開度と吸気弁の開閉とによって変化し、
吸気弁が閉方向に作動している期間は、吸気圧が吸入空
気量を最も良く反映したデータとなる。従って、吸気弁
が閉方向に作動している期間は、吸気圧と内燃機関回転
数とから燃料噴射量を算出すれば、実際の吸入空気量に
応じた燃料噴射量を精度良く算出することができ、空燃
比のずれを少なくできて、排気エミッションを低減でき
る。
【0008】また、前記第2の目的を達成するために、
本発明の請求項1では、燃料噴射量算出手段は、異常検
出手段が吸気弁の異常を検出した時には、吸気圧と内燃
機関回転数とから燃料噴射量を算出する。このようにす
れば、万一、吸気弁が故障して閉じ放しになったとして
も、吸気圧と内燃機関回転数とから燃料噴射量を算出す
ることで、退避走行のための燃料噴射量を精度良く算出
することができ、排気エミッションを低減することがで
きる。
【0009】
【発明の実施の形態】
[実施形態(1)]以下、本発明を二輪車に適用した実
施形態(1)を図1及び図2に基づいて説明する。内燃
機関であるエンジン11の各気筒の吸気ポート10に
は、それぞれ吸気マニホールド12が接続され、各気筒
の吸気マニホールド12の上流側にはエアボックス13
が接続され、このエアボックス13内に吸入された空気
が各気筒の吸気マニホールド12に吸い込まれる。この
エアボックス13内にはエアクリーナ(図示せず)が装
着され、また、このエアボックス13には、吸気温を検
出する吸気温センサ14が取り付けられている。各気筒
の吸気マニホールド12の途中には、スロットルバルブ
15が取り付けられ、このスロットルバルブ15の開度
(スロットル開度)がスロットル開度センサ16(スロ
ットル開度検出手段)によって検出される。更に、吸気
マニホールド12のうちのスロットルバルブ15の下流
側には、吸気圧を検出する吸気圧センサ17(吸気圧検
出手段)が設けられ、各気筒の吸気ポート10の近傍に
は燃料噴射弁18が取り付けられている。
【0010】また、スロットルバルブ15の上流側の吸
気通路であるエアボックス13内には、各気筒の吸気マ
ニホールド12の入口部を開閉する吸気弁33が設けら
れ、この吸気弁33がモータ34(吸気弁駆動手段)に
よって開閉駆動される。この吸気弁33は、通常は開放
状態に保持され、急加速時等、騒音を抑える必要がある
特定の運転領域で、該吸気弁33がモータ34によって
閉方向に駆動され、各気筒の吸気マニホールド12の入
口部の開口面積が狭められて、吸入空気量が絞られる。
【0011】一方、燃料タンク19内から燃料ポンプ2
0で汲み上げられた燃料は、燃料配管21→燃料フィル
タ22→燃料配管23→デリバリパイプ24に送られ、
各気筒の燃料噴射弁18に分配される。デリバリパイプ
24内の余剰燃料は、プレッシャレギュレータ25→リ
ターン配管26の経路で燃料タンク19内に戻される。
プレッシャレギュレータ25は、デリバリパイプ24内
の燃料圧力と吸気圧との差圧が一定になるようにデリバ
リパイプ24内の燃料圧力を調整する。
【0012】エンジン11のシリンダヘッドには、気筒
毎に点火プラグ27が取り付けられ、点火タイミング毎
に点火コイル28の二次側に発生する高電圧が各気筒の
点火プラグ27に印加され、点火される。このエンジン
11には、エンジン回転数を検出するために所定クラン
ク角毎にパルス信号(クランク角信号)を出力するエン
ジン回転数センサ29(回転数検出手段)と、特定気筒
を判別する気筒判別センサ30と、エンジン冷却水温を
検出する水温センサ31とが取り付けられている。ま
た、車体の所定位置には、大気圧を検出する大気圧セン
サ32が取り付けられている。
【0013】これら大気圧センサ32の出力信号や前述
した吸気圧センサ17等の各種センサの出力信号は、エ
ンジン制御回路35に入力される。このエンジン制御回
路35は、マイクロコンピュータを主体として構成さ
れ、内蔵したROM45(記憶媒体)には、点火制御用
のルーチン、図2の燃料噴射制御ルーチン、吸気弁33
を制御するルーチン等、各種のエンジン制御プログラム
が記憶されている。
【0014】このエンジン制御回路35は、図2の燃料
噴射制御ルーチンを実行することで、特許請求の範囲で
いう燃料噴射量算出手段として機能する。以下、この燃
料噴射制御ルーチンの処理内容を説明する。
【0015】本ルーチンは各気筒の燃料噴射タイミング
の直前に実行される。本ルーチンが起動されると、まず
ステップ101で、エンジン回転数センサ29の出力信
号から検出されたエンジン回転数NEを読み込み、次の
ステップ102で、吸気圧センサ17の出力信号をなま
し処理した値(吸気圧)Pb を読み込む。更に、ステッ
プ103で、大気圧センサ32の出力信号をなまし処理
した値(大気圧)Paを読み込んだ後、ステップ104
で、スロットル開度センサ16の出力信号(スロットル
開度)TVAを読み込む。
【0016】この後、ステップ105で、吸気圧Pb と
大気圧Pa との差圧、つまり相対吸気圧(Pa −Pb )
を算出した後、ステップ106で、低負荷領域と吸気弁
33の閉鎖領域で使用する基本噴射時間TPDを相対吸
気圧(Pa −Pb )とエンジン回転数NEとに基づいて
算出する。この算出方法は、予め実験又はシミュレーシ
ョン等によって相対吸気圧(Pa −Pb )とエンジン回
転数NEと基本噴射時間TPDとの関係を求めて、基本
噴射時間TPDの二次元マップを作成し、このマップを
エンジン制御回路35のROM45に記憶しておき、ス
テップ106で、このマップを検索して、現在の相対吸
気圧(Pa −Pb )とエンジン回転数NEとに応じた基
本噴射時間TPDを算出する。
【0017】そして、次のステップ107で、中負荷・
高負荷領域で使用する基本噴射時間TPAをスロットル
開度VTAとエンジン回転数NEとに基づいて算出す
る。この算出方法は、予め実験又はシミュレーション等
によってスロットル開度VTAとエンジン回転数NEと
をパラメータとする基本噴射時間TPAの二次元マップ
を作成し、このマップをエンジン制御回路35のROM
45に記憶しておき、ステップ107で、このマップを
検索して、現在のスロットル開度VTAとエンジン回転
数NEとに応じた基本噴射時間TPAを算出する。
【0018】この後、ステップ108で、現在の運転領
域が低負荷領域であるか否かを判定し、低負荷領域であ
れば、ステップ111に進み、最終噴射時間TAUの算
出に用いる基本噴射時間TPとして、上記ステップ10
6で相対吸気圧とエンジン回転数NEとから算出したT
PDを用いる。
【0019】一方、中負荷・高負荷領域の場合には、ス
テップ108からステップ109に進み、吸気弁33が
閉じているか否かをエンジン制御回路35から吸気弁3
3のモータ34へ出力する信号によって判定し、吸気弁
33が閉じていれば、ステップ111に進み、最終噴射
時間TAUの算出に用いる基本噴射時間TPとして、上
記ステップ106で相対吸気圧とエンジン回転数NEと
から算出したTPDを用いる。これに対し、吸気弁33
が開放されていれば、ステップ109からステップ11
0に進み、最終噴射時間TAUの算出に用いる基本噴射
時間TPとして、上記ステップ107でスロットル開度
VTAとエンジン回転数NEとから算出したTPAを用
いる。
【0020】以上のようにして基本噴射時間TPをTP
D又はTPAに決定した後、ステップ112で、各種の
補正係数Kを算出する。例えば、水温センサ31の出力
信号(冷却水温)に応じた暖機増量補正係数、始動後増
量補正係数、吸気温センサ14の出力信号(吸気温)に
応じた吸気温補正係数等、各種の補正係数Kを算出す
る。
【0021】この後、ステップ113で、電源電圧に基
づいて燃料噴射弁18の応答遅れ時間、つまり無効噴射
時間TVを算出し、次のステップ114で、燃料噴射弁
18に出力する噴射パルスのパルス幅である最終噴射時
間TAUを、基本噴射時間TPと各種補正係数Kと無効
噴射時間TVを用いて次式により算出する。 TAU=TP×K+TV
【0022】以上説明した実施形態(1)によれば、ス
ロットル開度VTAとエンジン回転数NEとから算出し
た基本噴射時間TPAを用いる運転領域でも、吸気弁3
3が閉じている期間は、相対吸気圧とエンジン回転数N
Eとから算出した基本噴射時間TPDを用いる。つま
り、吸気圧は、スロットル開度VTAと吸気弁33の開
閉とによって変化し、吸気弁33が閉じている期間は、
吸気圧が吸入空気量を最も良く反映したデータとなる。
従って、上記実施形態(1)のように、吸気弁33が閉
じている期間は、相対吸気圧とエンジン回転数NEとか
ら算出した基本噴射時間TPDを用いるようにすれば、
実際の吸入空気量に応じた最終噴射時間TAU(燃料噴
射量)を精度良く算出することができ、空燃比のずれを
少なくできて排気エミッションを低減できる。
【0023】尚、上記実施形態(1)では、吸気圧Pb
を相対吸気圧に換算して用いるようにしたが、吸気圧P
b の絶対圧を用いるようにしても良い。また、図2のス
テップ102では、吸気圧Pb として、吸気圧センサ1
7の出力信号をなまし処理した値(吸気圧の平均値)を
用いたが、吸気行程により低下する吸気圧の最低圧(ボ
トム圧)を用いても良い。
【0024】[実施形態(2)]図3及び図4は、本発
明の実施形態(2)で用いる吸気弁異常検出ルーチンと
燃料噴射制御ルーチンの処理の流れを示している。本実
施形態(2)では、図3の吸気弁異常検出ルーチンによ
って吸気弁33の異常/正常を判定し、吸気弁33の異
常を検出した時には、図4の燃料噴射制御ルーチンによ
って相対吸気圧とエンジン回転数NEとから燃料噴射量
を算出する。以下、各ルーチンの処理内容を説明する。
尚、実施形態(2)のシステム構成は、前記実施形態
(1)で説明した図1の構成と同じである。
【0025】図3の吸気弁異常検出ルーチンは、例えば
各気筒の燃料噴射タイミングの直前に実行され、特許請
求の範囲でいう異常検出手段として機能する。本ルーチ
ンが起動されると、まずステップ201で、スロットル
開度センサ16の出力信号(スロットル開度)TVAを
読み込み、次のステップ202で、エンジン回転数セン
サ29の出力信号から検出されたエンジン回転数NEを
読み込む。この後、ステップ203で、スロットル開度
TVAとエンジン回転数NEとから吸気圧推定値Pboを
算出する。この吸気圧推定値Pboの算出は、予めスロッ
トル開度TVAとエンジン回転数NEとをパラメータと
して設定されたマップ等を用いて行えば良い。尚、吸気
圧推定値Pboは、スロットル開度TVAのみから求める
ようにしても良い。
【0026】そして、次のステップ204で、吸気圧セ
ンサ17の出力信号をなまし処理した値(実吸気圧)P
b を読み込んだ後、この実吸気圧Pb と吸気圧推定値P
boとの偏差の絶対値|Pb −Pbo|を異常判定値と比較
し、|Pb −Pbo|≧異常判定値であれば、ステップ2
06に進み、吸気弁33の異常と判定して、吸気弁異常
フラグを異常を意味する「1」にセットする。これに対
し、|Pb −Pbo|<異常判定値の場合には、ステップ
207に進み、吸気弁33が正常であると判定して、吸
気弁異常フラグを正常を意味する「0」にセットする。
【0027】尚、吸気弁33の異常検出方法は上記方法
に限定されず、例えば、吸気弁33の位置又はモータ3
4の回転位置をセンサ等で検出して吸気弁33の異常/
正常を判別するようにしても良い。
【0028】次に、図4の燃料噴射制御ルーチンの処理
内容を説明する。本ルーチンは各気筒の燃料噴射タイミ
ングの直前に実行される。本ルーチンは、ステップ10
9aの処理が図2の燃料噴射制御ルーチンの処理と異な
るのみである。
【0029】図4の燃料噴射制御ルーチンでは、前記実
施形態(1)と同じく、ステップ106で、低負荷領域
で使用する基本噴射時間TPDを相対吸気圧(Pa −P
b )とエンジン回転数NEとに基づいて算出し、次のス
テップ107で、中負荷・高負荷領域で使用する基本噴
射時間TPAをスロットル開度VTAとエンジン回転数
NEとに基づいて算出する。この後、ステップ108
で、現在の運転領域が低負荷領域であるか否かを判定
し、中負荷・高負荷領域であれば、ステップ109aに
進み、吸気弁33が異常であるか否かを吸気弁異常フラ
グが「1」であるか否かによって判定する。もし、この
ステップ109aで吸気弁33が異常と判定されれば、
ステップ111に進み、最終噴射時間TAUの算出に用
いる基本噴射時間TPとして、上記ステップ106で相
対吸気圧とエンジン回転数NEとから算出したTPDを
用いる。
【0030】一方、吸気弁33が正常と判定されれば、
ステップ109aからステップ110に進み、最終噴射
時間TAUの算出に用いる基本噴射時間TPとして、上
記ステップ107でスロットル開度VTAとエンジン回
転数NEとから算出したTPAを用いる。これ以外の処
理は、前記実施形態(1)で説明した図2の処理と同じ
であるので、説明を省略する。
【0031】以上説明した実施形態(2)によれば、万
一、吸気弁33が故障して閉じ放しになったとしても、
相対吸気圧とエンジン回転数NEとから算出した基本噴
射時間TPDを用いるので、退避走行のための燃料噴射
量(最終噴射時間TAU)を精度良く算出することがで
き、排気エミッションを低減することができる。
【0032】尚、上記実施形態(2)では、吸気圧Pb
を相対吸気圧に換算して用いるようにしたが、吸気圧P
b の絶対圧を用いるようにしても良い。また、図3のス
テップ204では、実吸気圧Pb として、吸気圧センサ
17の出力信号をなまし処理した値(吸気圧の平均値)
を用いたが、吸気行程により低下する吸気圧の最低圧
(ボトム圧)を用いても良い。
【0033】[実施形態(3)]図5は、本発明の実施
形態(3)で実行する燃料噴射制御ルーチンを示してい
る。本実施形態(3)は、前記実施形態(1)と実施形
態(2)を組み合わせて実施する場合の実施形態であ
る。本実施形態(3)でも、前記実施形態(2)で説明
した図3の吸気弁異常検出ルーチンを実行し、吸気弁3
3の異常/正常を判定する。そして、図5の燃料噴射制
御ルーチンでも、前記実施形態(1)と同じ処理で、低
負荷領域基本噴射時間TPDと中負荷・高負荷領域基本
噴射時間TPAを算出し(ステップ101〜107)、
次のステップ108で、現在の運転領域が低負荷領域で
あるか否かを判定し、中負荷・高負荷領域であれば、ス
テップ109に進み、吸気弁33が閉じているか否かを
エンジン制御回路35の指令値によって判定する。も
し、このステップ109で吸気弁33が閉じていると判
定されれば、ステップ111に進んで、最終噴射時間T
AUの算出に用いる基本噴射時間TPとして、上記ステ
ップ106で相対吸気圧とエンジン回転数NEとから算
出したTPDを用いる。
【0034】一方、吸気弁33が開いていると判定され
れば、ステップ109からステップ109aに進み、吸
気弁33が異常であるか否かを吸気弁異常フラグが
「1」であるか否かによって判定し、もし、吸気弁33
が異常と判定されれば、ステップ111に進み、最終噴
射時間TAUの算出に用いる基本噴射時間TPとして、
上記ステップ106で相対吸気圧とエンジン回転数NE
とから算出したTPDを用いる。
【0035】一方、吸気弁33が正常と判定されれば、
ステップ109aからステップ110に進み、最終噴射
時間TAUの算出に用いる基本噴射時間TPとして、上
記ステップ107でスロットル開度VTAとエンジン回
転数NEとから算出したTPAを用いる。これ以外の処
理は、前記実施形態(1)で説明した図2の処理と同じ
であるので、説明を省略する。
【0036】尚、図1のシステム構成例では、吸気弁3
3の駆動手段としてモータ34を用いているが、これに
代えて、電磁石等の電磁アクチュエータを用いたり、或
は、吸気マニホールド12内の負圧を利用した負圧アク
チュエータを用いるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態(1)を示すエンジン制御シ
ステム全体の概略構成図
【図2】実施形態(1)で実行する燃料噴射制御ルーチ
ンの処理の流れを示すフローチャート
【図3】実施形態(2)で実行する吸気弁異常検出ルー
チンの処理の流れを示すフローチャート
【図4】実施形態(2)で実行する燃料噴射制御ルーチ
ンの処理の流れを示すフローチャート
【図5】実施形態(3)で実行する燃料噴射制御ルーチ
ンの処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気マニホール
ド、15…スロットルバルブ、16…スロットル開度セ
ンサ(スロットル開度検出手段)、17…吸気圧センサ
(吸気圧検出手段)、18…燃料噴射弁、29…エンジ
ン回転数センサ(回転数検出手段)、32…大気圧セン
サ、33…吸気弁、34…モータ(吸気弁駆動手段)、
35…エンジン制御回路(燃料噴射量算出手段,異常検
出手段)、45…ROM。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スロットルバルブよりも上流側の吸気通
    路に設けられた吸気弁と、 通常は前記吸気弁を開放し、特定の運転領域で該吸気弁
    を閉方向に駆動して前記吸気通路を狭める吸気弁駆動手
    段と、 スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、 吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、 内燃機関回転数を検出する回転数検出手段と、 所定の運転領域ではスロットル開度と内燃機関回転数と
    から燃料噴射量を算出し、その他の運転領域では吸気圧
    と内燃機関回転数とから燃料噴射量を算出する燃料噴射
    量算出手段とを備え、 前記燃料噴射量算出手段は、前記吸気弁が閉方向に作動
    している期間には、吸気圧と内燃機関回転数とから燃料
    噴射量を算出することを特徴とする内燃機関の燃料噴射
    制御装置。
  2. 【請求項2】 スロットルバルブよりも上流側の吸気通
    路に設けられた吸気弁と、 通常は前記吸気弁を開放し、特定の運転領域で該吸気弁
    を閉方向に駆動して前記吸気通路を狭める吸気弁駆動手
    段と、 スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、 吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、 内燃機関回転数を検出する回転数検出手段と、 所定の運転領域ではスロットル開度と内燃機関回転数と
    から燃料噴射量を算出し、その他の運転領域では吸気圧
    と内燃機関回転数とから燃料噴射量を算出する燃料噴射
    量算出手段と、 前記吸気弁の異常を検出する異常検出手段とを備え、 前記燃料噴射量算出手段は、前記異常検出手段が前記吸
    気弁の異常を検出した時には、吸気圧と内燃機関回転数
    とから燃料噴射量を算出することを特徴とする内燃機関
    の燃料噴射制御装置。
JP09857497A 1997-04-16 1997-04-16 内燃機関の燃料噴射制御装置 Expired - Lifetime JP4000539B2 (ja)

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