JPH1030480A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JPH1030480A
JPH1030480A JP20521796A JP20521796A JPH1030480A JP H1030480 A JPH1030480 A JP H1030480A JP 20521796 A JP20521796 A JP 20521796A JP 20521796 A JP20521796 A JP 20521796A JP H1030480 A JPH1030480 A JP H1030480A
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JP
Japan
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control
air
valve
engine
speed
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Application number
JP20521796A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Takada
哲也 高田
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 始動時エア増量制御弁の個体差によりエア量
が過剰となって始動性の悪化を来したり、逆にエア量が
不足して回転落ちが発生するのを防止して、冷間始動時
の触媒活性化促進のためのエア増量を適確に行えるよう
にする。 【解決手段】 スロットル弁12をバイパスするISC
バイパスエア通路13を設け、その通路途中にデューテ
ィ制御式のISCバルブ14が配設する。また、それと
は別にスロットル弁をバイパスする始動時エア増量用の
バイパスエア通路15を設けられ、その通路途中にオン
・オフ制御式の始動時エア増量制御弁16を配設する。
そして、エンジンが完爆し回転数NeがN1まで上昇し
た時に始動時エア増量制御弁16を開成させてエア増量
を行い、その始動時エア増量制御弁16の開成作動に略
同期してISCのフィードバック制御を開始する。その
際、ISCの目標回転数N0を触媒の活性促進に十分な
レベルまで高くし、また、マイナス側のフィードバック
補正を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間始動時にエア
増量によって触媒の活性化を早め排気浄化を促進するた
めのエンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、例えば特公昭63−1801
2号公報に記載されているように、エンジンの吸気系に
スロットル弁をバイパスするバイパスエア通路を設け、
このバイパスエア通路に設けた制御弁によりアイドル時
のエンジン回転数を目標回転数に一致させるようフィー
ドバック制御を行う所謂ISC(アイドル回転制御)装
置を備えたものにおいて、エンジン始動後所定時間が経
過するまでは目標回転数を高くすることによってエア量
を増量しエンジンの暖機を促進するようにしたものが知
られている
【発明が解決しようとする課題】エンジンの排気浄化を
促進するためには、冷間始動時に所定期間吸入空気量を
増量してアイドル回転数を上げるとともに点火時期を遅
角(リタード)させ、充填量の増大とともに後燃えによ
って触媒の活性化を早めるようにすることが有効であ
る。しかし、充填量の増大によって触媒活性化を早める
ためにはエア増量を大幅に行うことが必要であるし、点
火時期のリタードによって触媒活性化を促進するために
はリタードを大幅に行うことが必要で、その大幅なリタ
ードを補って燃焼を安定化させるためにも大幅なエア増
量が必要であり、いずれにしても従来のISC装置によ
るエア増量ではそのような大幅はエア増量に対応するこ
とが難しい。
【0003】そこで、ISC用のバイパスエア通路とは
別に始動時エア増量用にスロットル弁をバイパスするバ
イパスエア通路を設け、そのバイパス通路に制御弁を設
けて、冷間始動時にはこの制御弁を開いてエア増量を行
い、点火時期の大幅リタードと組み合わせて触媒の活性
化を早め排気浄化を促進するシステムが考えられてい
る。このシステムをAWS(アクセルレーテッド・ウオ
ームアップ・システム)と呼ぶ。
【0004】ところで、触媒の活性化促進のためにはA
WS弁(始動時エア増量用のバイパスエア通路に設けた
制御弁)を出来るだけ速く開いてエア増量を速やかに開
始したい。そのため、従来の試みではスタータスイッチ
がONになると同時にAWS弁を開成させる制御を行う
のが普通であった。しかしながら、そのようにスタータ
スイッチONと同時にAWS弁を開成させる制御では、
AWSバルブの個体差による弁開度のばらつきがあり、
触媒の活性化促進のためAWSバルブが担う吸入空気量
が大きいことから弁開度が極めて大きい個体(上限品)
の場合にはエア量が過剰となり空燃比がオーバーリーン
となって始動性が悪化するという問題が生じ、逆に弁開
度が小さい個体(下限品)の場合にはエア量が不足して
AWS本来の機能を果すことができないばかりでなく、
点火リタードによる燃焼の不安定化を補うことができな
くて回転落ちが発生するという問題が生ずる。
【0005】したがって、AWSバルブの個体差に起因
してエア量過剰で始動性が悪化したりエア量不足で回転
落ちが発生するのを防止することが課題となる。本発明
はこのような課題を解決することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、始動操作後エンジン回転数が所定回転数まで
上昇した時に始動時エア増量制御弁(AWSバルブ)を
開成させるとともに、その始動時エア増量制御弁(AW
Sバルブ)の開成作動に略同期してアイドル回転速度制
御(ISC)手段によるフィードバック制御を開始さ
せ、しかも、そのフィードバック制御の制御量を、エン
ジン回転数を上昇させる方向に大きくなる設定とするも
のである。
【0007】このように構成したエンジンの制御装置に
よれば、始動操作によりスタータが作動し、クランキン
グした後、エンジンが完爆し回転がある程度立ち上がっ
たところでAWSバルブ弁を開いてエア増量するように
でき、それより、AWSバルブが上限品である場合のオ
ーバーリーンによる始動性の悪化を防止できる。また、
この制御装置によれば、AWSバルブの開成作動に略同
期してISCによりエンジン回転数を目標回転数に一致
させるフィードバック制御が開始されることにより、フ
ィードバックの遅れによってAWSバルブの開成直後に
はエンジン回転が目標回転数を越えて上昇する。そし
て、このようにAWS弁開成直後にエンジン回転が上昇
することにより、AWSバルブが下限品である場合のエ
ア不足による回転落ちが防止される。また、AWSバル
ブの開成直後にこのようにエンジン回転数が目標回転数
を越えて上昇しても、フィードバック制御の制御量がエ
ンジン回転数を目標回転数に上昇させる方向に大きくな
る設定とされるため、その後の、回転下降方向の大きな
フィードバックによる回転落ちが防止される。
【0008】ここで、AWSバルブ開成作動時のISC
によるフィードバック制御の目標回転数は、通常時の目
標回転数よりも高く、触媒の活性促進に十分なレベルに
設定するのがよい。
【0009】また、ISCによるフィードバック制御の
制御量をエンジン回転数を目標回転数に上昇させる方向
に大きくする設定は、具体的には、例えばフィードバッ
ク制御の補正量がプラス側の値であるとき、あるいは実
回転数が目標回転数以下のときにフィードバック補正ゲ
インを大きくするものとする。この場合、AWSバルブ
の開成直後にエンジン回転数が上昇することによって下
降方向にフィードバックがかかったときの補正ゲインは
小さくされ、したがって、回転数下降方向への制御が抑
制され、回転落ちが防止される。
【0010】ISCによるフィードバック制御の制御量
をエンジン回転数を目標回転数に上昇させる方向に大き
くする設定は、また、フィードバック制御の補正量がマ
イナス側の値であるとき、あるいは実回転数が目標回転
数以下のときにフィードバック補正値を略0に設定する
ものであってよい。この場合、AWSバルブの開成直後
にエンジン回転数が上昇することによって下降方向にフ
ィードバックがかかるときにはその下降方向へのフィー
ドバック補正値が略0に設定され、回転落ちが防止され
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0012】図1は本発明の一実施例のシステム図であ
る。図において、1はV型エンジンのエンジン本体であ
る。このエンジン本体は、V型配置の左右バンクにそれ
ぞれ気筒列を形成するシリンダブロック2と、その左右
バンクの各気筒内に配置されたピストン4と、シリンダ
ブロック2の上部に固定されたシリンダヘッド5とで構
成されている。そして、シリンダヘッド5には、左右バ
ンクの間の内側を上方に向けて立ち上がるよう吸気通路
6が接続されている。
【0013】吸気通路6は、バンク毎に各気筒3に対応
した分岐通路を構成するもので、バンク毎に上流側で気
筒列方向の集合通路7,8に連通させ、更にそれらバン
ク毎の集合通路7,8が上流吸気通路9に連通させてい
る。そして、その上流吸気通路9はエアクリーナ10に
接続されている。また、上流吸気通路9には、エアクリ
ーナ10との接続部に吸入空気量を計測するエアフロー
メータ11が配設され、下流部にアクセル操作に応じて
開閉するスロットル弁12が配置されている。そして、
上流吸気通路9の部分には、スロットル弁をバイパスす
るISCバイパスエア通路13が設けられ、その通路途
中にデューティ制御式のISCバルブ14が配設されて
いる。また、上記ISCバイパスエア通路13とは別
に、スロットル弁をバイパスする通路面積の大きなAW
Sバイパスエア通路15が設けられ、その通路途中にオ
ン・オフ制御式のAWSバルブ16が配設されている。
【0014】また、シリンダヘッド5にはバンク毎に独
立して外側に延び下流側で集合連通する排気通路17が
接続されている。そして、その排気通路17の出口側に
第1(プリ)および第2(メイン)の二つの触媒コンバ
ータ18,19が連結され、第1触媒コンバータ18の
上流には排気ガス中の酸素濃度から空燃比を検出するO
2センサ20が配設されている。
【0015】また、吸気通路6のシリンダヘッド5との
接続部近傍には気筒3毎に燃料噴射弁21が配設されて
いる。また、シリンダヘッド5には各気筒3の燃焼室空
間に臨む位置に点火プラグ22が配置されている。
【0016】また、エンジン本体1にはクランク角を検
知するクランク角センサ23,エンジン冷却水の温度を
検出する水温センサ24等の各種センサが設けられ、ス
ロットル弁12には、スロットル開度を検出するスロッ
トルセンサ25が付設されている。そして、マイクロコ
ンピュータにより構成されたエンジンコントロールユニ
ット26が設けられ、エアフローメータ11,O2セン
サ20,クランク角センサ23,水温センサ24,スロ
ットルセンサ25の各検出信号のほか、ニュートラル信
号等がエンジンコントロールユニット26に入力され
る。エンジンコントロールユニット26はこれらの入力
された情報に基づいて燃料噴射量,点火時期等の演算を
行う。
【0017】燃料噴射量の演算では、クランク角センサ
23の出力から算出したエンジン回転数とエアフローメ
ータ11により検出した吸入空気量に基づいて基本噴射
量が演算され、それに水温センサ24の出力に基づいた
水温補正等の各種補正が加えられて燃料噴射量が決定さ
れる。そして、その噴射量に相当する噴射パルスが燃料
噴射弁21に出力され、それによって燃料噴射弁21が
駆動される。また、低中負荷の所定フィードバック領域
で水温が所定値以上というフィードバック実行条件が成
立した時には、基本噴射量に各種補正の他O2センサ2
0の出力に基づいた空燃比フィードバック補正が加えら
れ、空燃比フィードバック制御が実行される。
【0018】点火時期は、基本的にはエンジン回転数と
吸気充填量をパラメータとするマップによって設定され
る。そして、その点火時期に対応して点火信号が出力さ
れ、それによって各点火コイル20に点火パルスが印加
される。
【0019】また、エンジンコントロールユニット26
は、エンジンの冷間始動時にAWSバルブ16を開とし
てアイドル回転数を上げるとともに点火時期をリタード
させることによって触媒の活性化を早め排気浄化を促進
するAWS制御を実行する。この場合のAWS制御は、
図2のタイムチャートに示すとおりである。図2のタイ
ムチャートにおいて、(a)はエンジン回転数、(b)
はAWSバルブのON・OFF、(c)はISC制御の
ON・OFF、(d)は点火時期である。このタイムチ
ャートに示すように、スタータがONとなってクランキ
ングが始まり、次いでエンジンが完爆しエンジン回転数
Neが所定回転数N1まで上昇した時に、AWSバルブ
16を開成させてAWSバイパスエア通路15を介する
エア増量を行い、また、そのAWSバルブ16の開成作
動に略同期してISCバルブ14のデューティ制御によ
るISCのフィードバック制御を開始する。そして、A
WSバルブ16を所定時間T20(例えば20秒間)開き
続け、その間、ISCの目標回転数N0は通常のアイド
ルアップの値(例えば1000rpm)よりも高く、触
媒の活性促進に十分なレベルの値(例えば2000rp
m)に設定する。その際、目標回転数N0の設定は、実
回転数の立ち上がりおよび立ち下がりの遅れを見越して
徐々に変更する。
【0020】また、この例では、ISCのフィードバッ
ク制御は、AWSの作動開始から所定時間T10が経過す
るまではフィードバック補正量がマイナス側の値のとき
のフィードバック補正を禁止することにより、AWSバ
ルブ16の開成直後の回転上昇によりフィードバック補
正量がマイナス値となり回転落ちするのを防止するよう
にしている。
【0021】また、点火時期は、AWSバルブ16の開
成作動から所定時間遅延後、ベース進角から徐々に遅角
させ、所定リタード量に保持する。そしてAWSバルブ
16がONからOFFに切り替わったら、所定時間遅延
後、徐々にベース進角へ復帰させる。ここで、点火時期
の遅角をAWSバルブ16の開成作動から所定時間遅延
させるのは、リタードの際の燃焼の不安定化およびガソ
リン性状等による燃焼バラツキを抑えるためである。ま
た、ベース進角への復帰に遅延時間を設けるのは、AW
Sバルブ16がONからOFFに切り替わったときのエ
アの応答遅れによる回転吹き上がりを防止するためであ
る。
【0022】つぎに、上記AWS制御時の制御を実行す
るルーチンを示すフローチャートを図3〜図5によって
説明する。
【0023】図3はキースイッチON時に所定クランク
角に同期してスタートするイニシャル処理ルーチンを示
している。このルーチンは、スタートすると、ステップ
S1でフラグF1が初期状態(0)かどうかを見る。そ
して、F1=0であれば、ステップS2へ進み、タイマ
ー値T1およびT2を初期値(0)に設定し、次いで、ス
テップS3でISCフィードバック補正量(QISCF/
B)を初期値(0)に設定した後、ステップS4でフラ
グF1を1とする。そして、リターンする。それ以降
は、スタートすると、ステップS1でF1≠0(NO)
であって、そのままリターンする。
【0024】図4はAWSバルブ制御のルーチンを示し
ている。このルーチンは、やはり所定クランク角毎に同
期してスタートし、ステップS11でAWS実行条件成
立かどうかを判定する。ここで、AWS実行条件は、
水温が所定値(例えば40゜C)以下、エンジン回転
数が所定値(例えば1000rpm)以上、アイドル
時(スロットル全閉)、ニュートラル、という4条件
である。そして、これらの条件を全て満たすときは、ス
テップS12へ進んでタイマー値T2をカウントアップ
し、ステップS13でT2が所定値T20より小さいかど
うかを見て、T2がT20に達していないときは、ステッ
プS14でAWSバルブを開く。そして、リターンす
る。そして、ステップS13でT2がT20に達したと判
定すると、ステップS15でAWSバルブを閉じる。ま
た、ステップS11の判定でAWS実行条件のいずれか
が成立していないときは、ステップS15へ進みAWS
バルブを閉じたままとする。
【0025】図5はAWS制御時のISC制御ルーチン
を示している。このルーチンもやはり所定クランク角毎
に同期してスタートし、ステップS21で通常ISCの
目標回転数を設定する。そして、ステップS23でIS
Cの基本開度(QISCBASE)を設定し、次いで、ス
テップS24で通常ISCのフィードバック実行条件が
成立しているかどうかを判定する。そして、フィードバ
ック実行条件が成立しているというときは、ステップS
24へ進んでエンジン回転数Neが目標回転数N0以上
かどうかを見て、NeがN0以上のときはステップS2
5でISCフィードバック補正量(QISCF/B)を所
定ゲイン(KF/B)だけ小さく、また、NeがN0以上の
ときはステップS26でISCフィードバック補正量
(QISCF/B)を所定ゲイン(KF/B)だけ大きくし、
ステップS27へ進む。そして、ステップS27でAW
Sバルブが開かどうかを見て、開であれば、ステップS
28で目標回転数N0をAWS制御時の値に補正し、次
いで、ステップS29でタイマー値T1をカウントアッ
プし、ステップS30でT1が所定値T10より小さいか
どうかを見て、T2がT10に達していないときは、ステ
ップS31でQISCF/Bがマイナス側の値(QISCF/
B<0)かどうかを見て、QISCF/Bがマイナス側の
値のときは、ステップS32でQISCF/Bに0を入
れ、次いでステップS33でQISCBASEをQISCF/
B(=0)で補正してISC制御量(QISC)を決定
し、ISCバルブをデューティ制御する。また、ステッ
プS31でQISCF/Bがゼロまたはプラス側の値のと
きは、そのままステップS33へ進み、QISCBASE
をQISCF/Bで補正してISC制御量(QISC)を決定
しISCバルブをデューティ制御する。また、ステップ
S30でT1がT10に達すれば、QISCF/Bがマイナス
側かどうかの判定(ステップS31)をすることなくス
テップS33の処理を実行する。また、ステップS23
でISCフィードバック実行条件が成立していないとき
は、ステップS32でQISCF/B=0とし、ステップ
S33の処理を実行する。
【0026】なお、上記図5のルーチンは、ステップS
31でN0<NeのときにはステップS32へ進み、N0
<NeのときにはステップS32をキャンセルしてステ
ップS33へ進むように変更してもよいものである。
【0027】クランキングの制御では、スタータスイッ
チがONで、かつ、エンジン回転数が500rpm以下
である時に始動領域であると判定する。そして、その判
定受けて、所定クランク角毎に同期してスタートする燃
料制御ルーチンおよび点火時期制御ルーチンにより、所
定燃料噴射量および所定点火時期を設定する。
【0028】以上、実施の形態の一例を説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、AWS制御時の
ISC制御で、例えばフィードバック補正量(QISC
/B)がプラス側の値のときにフィードバック補正ゲイ
ン(KF/B)を大きくするようにしてもよい。例えば、
上記図5に示すルーチンのステップS31でQISCF/
B(=QISCF/B−KF/B)がマイナス側の値のとき
に、ステップS32でそのQISCF/B(マイナス値)
を所定値αだけ大きく(マイナス値を小さく)する。こ
のとき、QISCF/B=QISCF/B−KF/B+αであ
る。それに対し、QISCF/B(=QISCF/B+
F/B)がゼロまたはプラス側の値のときは、そのQISC
F/B(=QISCF/B+KF/B)をそのままフィードバ
ック補正量とする。そうすることで、QISCF/Bがマ
イナス側の値のときの補正ゲイン|−KF/B+α|に対
し、QISCF/Bがゼロまたはプラス側の値のときの補
正ゲイン|KF/B|が大きくなる。そして、この場合
も、やはり、AWSバルブの開成直後の回転上昇により
フィードバック補正量がマイナス値となって回転落ちす
るのを防止できる。
【0029】また、始動後直ぐ停止し直ぐ再始動操作す
るようなモードで、水温が上がらないまま短期間に始動
が繰り返し実施されると、AWSが実質的に連続して長
時間作動する場合があり、その場合、触媒温度が異常上
昇する恐れがある。そこで、このようなAWSの連続作
動による触媒温度の異常上昇を防止するため、AWSバ
ルブの作動時間にガードをかけるようにしてもよい。具
体的には、AWSバルブの作動時間をバッテリーバック
アップで記憶し、暖機前の累計作動時間が所定値に達し
たらAWS制御を禁止するようにするのがよい。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、AWSバルブの個体差
によりエア量が過剰となって始動性の悪化を来したり、
逆にエア量が不足して回転落ちが発生するのを防止する
ことができ、冷間始動時の触媒活性化促進のためのエア
増量を適確に行うようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したエンジンの全体システム図で
ある。
【図2】本発明のAWS制御を説明するタイムチャート
である。
【図3】本発明のAWS制御のイニシャル処理ルーチン
を示すフローチャートである。
【図4】本発明のAWS制御時のAWSバルブ制御のル
ーチンを示すフローチャートである。
【図5】本発明のAWS制御時のISC制御ルーチンを
示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 エンジン本体 9 上流吸気通路 12 スロットル弁 13 ISCバイパスエア通路 14 ISCバルブ 15 AWSバイパスエア通路 16 AWSバルブ 17 排気通路 18 触媒コンバータ(プリ) 19 触媒コンバータ(メイン) 26 エンジンコントロールユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/08 315 F02D 41/08 315

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気系に排気浄化用の触媒を備えるとと
    もに、吸気系にアクセル操作に応じて吸気通路を開閉し
    エンジンの吸入空気量を調整するスロットル弁を備え、
    該スロットル弁をバイパスするアイドル回転制御用のバ
    イパスエア通路と、該バイパスエア通路を流れるエア量
    を調整してアイドル時のエンジン回転数を制御するアイ
    ドル回転制御弁を備え、かつ、前記アイドル回転制御用
    のバイパスエア通路とは別に、前記スロットル弁をバイ
    パスする始動時エア増量用のバイパスエア通路を備え、
    該始動時エア増量用のバイパスエア通路を開閉する始動
    時エア増量制御弁を備えたエンジンの制御装置であっ
    て、前記アイドル回転制御弁の制御によりアイドル時の
    エンジン回転数を目標回転数に一致させるよう基本制御
    量に補正量を加えてフィードバック制御するアイドル回
    転制御手段と、始動操作後エンジン回転数が所定回転数
    まで上昇した時に前記始動時エア増量制御弁を開成させ
    る始動時エア増量制御手段と、前記始動時エア増量制御
    弁の開成作動に略同期して前記アイドル回転制御手段に
    よるフィードバック制御を開始させるとともに該フィー
    ドバック制御の制御量をエンジン回転数を上昇させる方
    向に大きくした設定とするフィードバック開始条件設定
    手段を備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 【請求項2】 始動時エア増量制御弁の開成作動時には
    アイドル回転制御手段によるフィードバック制御の目標
    回転数の設定を高くする請求項1記載のエンジンの制御
    装置。
  3. 【請求項3】 アイドル回転制御手段によるフィードバ
    ック制御の制御量をエンジン回転数を目標回転数に上昇
    させる方向に大きくする設定は、フィードバック制御の
    補正量がプラス側の値のとき、あるいは実回転数が目標
    回転数以下のときにフィードバック補正ゲインを大きく
    するものである請求項1または2記載のエンジンの制御
    装置。
  4. 【請求項4】 アイドル回転制御手段によるフィードバ
    ック制御の制御量をエンジン回転数を目標回転数に上昇
    させる方向に大きくする設定は、フィードバック制御の
    補正量がマイナス側の値のとき、あるいは実回転数が目
    標回転数より高いときにフィードバック補正値を略0に
    設定するものである請求項1または2記載のエンジンの
    制御装置。
JP20521796A 1996-07-15 1996-07-15 エンジンの制御装置 Pending JPH1030480A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000060230A1 (fr) * 1999-04-06 2000-10-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif pour la commande de la vitesse de rotation de moteur a combustion interne
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