JPH11107826A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JPH11107826A
JPH11107826A JP28622197A JP28622197A JPH11107826A JP H11107826 A JPH11107826 A JP H11107826A JP 28622197 A JP28622197 A JP 28622197A JP 28622197 A JP28622197 A JP 28622197A JP H11107826 A JPH11107826 A JP H11107826A
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JP
Japan
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fuel
engine
internal combustion
combustion engine
exhaust
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JP28622197A
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English (en)
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Toru Kitamura
徹 北村
Akira Kato
彰 加藤
Naohiro Kurokawa
直洋 黒川
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 内燃機関の燃料供給遮断からの復帰時に排気
ガス特性が悪化するのを防止することができる制御装置
を提供する。 【解決手段】 ECU5は、エンジン1の各気筒の圧縮
行程の開始時毎にスロットル弁3が全閉状態であるか否
かを判別し全閉状態であれば回転数がアイドル回転数よ
りも若干高い所定回転数を越えているか否かを判別す
る。スロットル弁が全閉で且つ回転数が所定エンジン回
転数を越えた状態が所定時間継続した時、フューエルカ
ットすべき減速状態であるとして、燃料噴射を停止する
と同時に排気弁19を閉弁し点火を停止する。これによ
り、フューエルカット中、排気系に酸素を多量に含む新
気が排出されず、排気ガス浄化装置16のNOx浄化能
力の低下を防止すると共に各気筒の燃焼室内部及び吸気
管2のスロットル弁下流側の混合気の空燃比を略理論空
燃比に維持し、燃料供給遮断からの復帰時に排気ガス特
性が悪化するのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の作動を
制御する内燃機関の制御装置に関し、特に、内燃機関へ
の燃料供給遮断(フューエルカット)からの復帰時に排
気中のNOxの大気中への排出を抑制することができる
内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の所定減速運転時、例え
ば、スロットル弁が全閉で且つ機関の回転数がアイドル
回転数よりも若干高い所定回転数を越えているときに、
内燃機関への燃料供給を遮断するフューエルカット(燃
料供給遮断)が行われていた。ところが、フューエルカ
ット中は燃料の供給を遮断した状態で内燃機関が回転す
るため、機関から排気系に酸素を多量に含む新気が排出
され、特に、フューエルカットが長期間継続した場合に
は、排気系に設けられた排気ガス浄化装置(三元触媒)
が酸素過吸着状態となって、NOx(窒素酸化物)の浄
化能力(還元能力)が大幅に低下する。このような状態
で車輌の加速又は発進が行われると、排気中のNOxが
排気ガス浄化装置で浄化されることなく大気中に排出さ
れる。この不具合を解消するために、従来、内燃機関が
フューエルカットから復帰したとき、内燃機関に供給さ
れる混合気の空燃比を通常(理論空燃比)よりもリッチ
化し、排気中のHCやCO濃度を増加させることによ
り、排気ガス浄化装置の酸素過給着状態を速やかに解消
させ、NOx浄化能力を回復させることが行われてい
た。このような混合気リッチ化の手法としては、フュー
エルカット終了時に一律に一定時間・一定量空燃比をリ
ッチ化するものや、フューエルカットの継続時間等に応
じて排気ガス浄化装置の酸素吸着量を推定し、リッチ化
の度合や時間を決定するものがあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うにフューエルカットからの復帰後排気ガス浄化装置の
NOx浄化能力の早期回復のために混合気をリッチ化し
た場合にも、NOx浄化能力が回復するまでの間は排気
ガス浄化装置で排気中のNOxが充分に浄化されないの
で、排気ガス特性が悪化すると云う不都合があった。
【0004】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、内燃機関の燃料供給遮断からの復帰時に
排気ガス特性が悪化するのを防止することができる内燃
機関の制御装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、内燃機関の所定減速状態時
に該内燃機関への燃料の供給を遮断する燃料供給遮断手
段と、前記燃料供給遮断手段による前記内燃機関への燃
料供給の遮断時に、前記内燃機関の排気弁を閉弁し且つ
前記内燃機関の点火を停止すると共に前記内燃機関の燃
焼室内及び燃料供給通路内の混合気の空燃比を略理論空
燃比に維持するように制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0006】上記構成によれば、内燃機関の所定減速状
態時に燃料供給遮断手段により内燃機関への燃料の供給
が遮断されたとき内燃機関の排気弁が閉弁され内燃機関
の点火が停止されると共に、内燃機関の燃焼室内及び燃
料供給通路内の混合気の空燃比を略理論空燃比に維持す
るように制御される。
【0007】これにより、上記燃料供給遮断手段による
燃料供給の遮断時に排気弁の閉弁により内燃機関の排気
系に酸素を多量に含む新気が排出されることがなく、且
つ点火の停止により排気弁閉弁時の点火による機関の作
動不安定が防止され、以て内燃機関の排気系に設けられ
る排気ガス浄化装置が酸素過吸着状態となってNOx浄
化能力が低下するのを防止できると共に、上記燃料供給
遮断復帰時に直ちに略理論空燃比の排気ガスが排気ガス
浄化装置に供給される。したがって、内燃機関の燃料遮
断復帰時に排気ガス特性が悪化するのをより確実に防止
できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0009】図1は、本発明の実施の一形態に係る内燃
機関の制御装置の全体構成図であり、例えば4気筒の内
燃機関(以下「エンジン」という)1の吸気管2の途中
にはスロットル弁3が配されている。スロットル弁3に
はスロットル弁開度(θTH)センサ4が連結されてお
り、当該スロットル弁3の開度に応じた電気信号を出力
して電子コントロールユニット(以下「ECU」とい
う)5に供給する。
【0010】燃料噴射弁6はエンジン1とスロットル弁
3との間かつ吸気管2の図示しない吸気弁の少し上流側
に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃
料ポンプに接続されていると共にECU5に電気的に接
続されて当該ECU5からの信号により燃料噴射弁6の
開弁時間が制御される。
【0011】一方、スロットル弁3の直ぐ下流には吸気
管内絶対圧(PBA)センサ7が設けられており、この
絶対圧センサ7により電気信号に変換された絶対圧信号
は前記ECU5に供給される。また、その下流には吸気
温(TA)センサ8が取付けられており、吸気温TAを
検出して対応する電気信号を出力してECU5に供給す
る。
【0012】エンジン1の本体にはサーミスタ等から成
るエンジン水温(TW)センサ9が装着され、エンジン
水温(冷却水温)TWを検出して対応する電気信号を出
力してECU5に供給する。
【0013】エンジン1の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲には、エンジン1の特定の気筒の所定クラ
ンク角度位置で信号パルス(以下「CYL信号パルス」
という)を出力する気筒判別センサ(以下「CYLセン
サ」という)10、各気筒の吸入行程開始時の上死点
(TDC)に関し所定クランク角度前のクランク角度位
置で(4気筒エンジンではクランク角180°毎に)T
DC信号パルスを発生するTDCセンサ11、及び前記
TDC信号パルスの周期より短い一定クランク角(例え
ば30°)周期で1パルス(以下「CRK信号パルス」
という)を発生するクランク角センサ(以下「CRKセ
ンサ」という)12が取り付けられており、CYL信号
パルス、TDC信号パルス及びCRK信号パルスはEC
U5に供給され、CRK信号パルスによりエンジン回転
数NEが算出される。
【0014】エンジン1の各気筒には、点火プラグ13
が設けられ、ディストリビュータ14を介してECU5
に接続されている。
【0015】排気管15には排気ガスを浄化する排気ガ
ス浄化装置(三元触媒)16が設けられ、該排気ガス浄
化装置16は、エンジン1の排気ガス中のHC、CO、
NOx(窒素酸化物)等の浄化を行う。
【0016】排気管15の排気ガス浄化装置16の上流
側には、広域型空燃比センサ17(以下「LAFセンサ
17」という)が装着されており、このLAFセンサ1
7は排気ガス中の酸素濃度(空燃比)にほぼ比例した電
気信号を出力し、ECU5に供給する。
【0017】更にECU5には排気弁アクチュエータ1
8が接続されている。この排気弁アクチュエータ18
は、例えば特公昭63−24131号にあるように、排
気カムと排気弁との間に介入されるロッカアームの根部
の支点の下側に制御シリンダを備えて該支点を下面から
支承するばねのばね強さを該排気弁に作用するばねに比
して強弱に加減し、かくて該アームを作動と不作動とに
切換自在とした公知の構成を有する。また、アクチュエ
ータ18はエンジン1の図示しない各気筒に設けられた
排気弁19に接続され、ECU5からの出力信号に応じ
て該排気弁19を開閉作動させる。
【0018】ECU5は各種センサからの入力信号波形
を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ
信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入
力回路5a、中央演算処理回路(以下「CPU」とい
う)5b、CPU5bで実行される各種演算プログラム
及び演算結果等を記憶する記憶手段5c、及び前記燃料
噴射弁6、ディストリビュータ14、排気弁アクチュエ
ータ18等に駆動信号を供給する出力回路5d等から構
成される。
【0019】ECU5は上述の各種エンジンパラメータ
に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に応じた空燃比のフ
ィードバック制御を実行するフィードバック制御運転領
域やオープンループ制御運転領域等の種々のエンジン運
転状態を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ
て、次式(1)に基づき、前記TDC信号パルスに同期
する燃料噴射弁6の燃料噴射時間Toutを演算する。
【0020】 Tout=Ti×KCMDM×KLAF×K1+K2…(1) ここに、Tiは燃料噴射弁6の基本燃料噴射時間であ
り、エンジン回転数NE及び吸気管内絶対圧PBAに応
じて決定される。
【0021】KCMDMは最終目標空燃比係数であり、
エンジン回転数NE、吸気管内絶対圧PBA、エンジン
水温TW等のエンジン運転パラメータに応じて設定され
る目標空燃比係数KCMDに対して燃料冷却補正を行っ
て算出される。目標空燃比係数KCMDは、空燃比A/
Fの逆数、すなわち燃空比F/Aに比例し、理論空燃比
のとき値1.0をとるので、目標当量比ともいう。
【0022】KLAFは、LAFセンサ17の検出値か
ら算出される検出当量比KACTが目標当量比KCMD
に一致するようにPID制御により算出される空燃比補
正係数である。
【0023】K1及びK2は夫々各種エンジンパラメー
タ信号に応じて演算される他の補正係数および補正変数
であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、エンジン
加速特性等の諸特性の最適化が図れるような所定値に決
定される。
【0024】ECU5はさらに点火時期θIGをエンジ
ン運転状態に応じて算出し、上記Tout値に応じた燃
料噴射弁6の駆動信号及びθIG値に応じた点火プラグ
13の駆動信号を、出力回路5dを介して出力する。ま
た、ECU5は、エンジン1の各気筒の排気弁19を開
閉作動させるための駆動信号を、出力回路5dを介して
排気弁アクチュエータ18に出力する。
【0025】次に、図2乃至図5を参照して、上記構成
を有するエンジン1の制御装置の動作を説明する。先
ず、図2を参照して、フューエルカット実施条件判定処
理(燃料供給遮断手段を構成する)を説明する。このフ
ューエルカット実施条件判定処理は、エンジン1がフュ
ーエルカットを実行すべき所定の運転状態にあるか否か
を判定するための処理であり、ECU5によって実行さ
れる。図2はフューエルカット実施条件判定処理を示す
フローチャートであり、このフローチャートの処理は、
CYLセンサ10、TDCセンサ11、及びCRKセン
サ12からの各信号パルスに基づいて検知されるエンジ
ン1の各気筒の圧縮行程の開始時毎に、後述するTDC
CNT1処理に先立って実行される。この処理において
は、エンジン1の所定の減速状態、例えばスロットル弁
3が全閉で且つエンジン回転数NEがアイドル回転数よ
りも若干高い所定回転数を越えた状態が所定時間継続し
たとき、エンジン1がフューエルカットを実行すべき所
定の運転状態にあるものと判定される。
【0026】即ち、ステップS101において、スロッ
トル弁開度センサ4からの出力信号に基づいて、スロッ
トル弁3が全閉状態にあるか否かを判別する。スロット
ル弁3が全閉状態でなければ、ECU5の記憶手段5c
に設定されたダウンカウントタイマtmFCDLYに所
定時間FCDLY(例えば、0.3秒)をセットしてス
タートさせ(ステップS102)、エンジン1がフュー
エルカットに移行すべき所定の運転状態にあることを値
「1」で示すフューエルカット実行フラグFFCを値
「0」に設定し(ステップS103)、処理を終了す
る。
【0027】一方、上記ステップS101でスロットル
弁3が全閉状態であれば、ECU5の記憶手段5cに格
納されたNFCTテーブルから、エンジン水温TWに応
じた所定エンジン回転数値NFCTを検索する(ステッ
プS104)。この所定エンジン回転数値NFCTは、
フューエルカットを行うべきか否かを判定するための基
準値であり、図5に示すように、NFCTテーブルは、
エンジン水温TWの上昇に伴って減少するように設定さ
れている。また、NFCT値は、エンジン回転数NEの
変化の方向に応じて上記基準値の持ち替えが可能なよう
に、同一のエンジン水温TWに対して大小の2つの所定
エンジン回転数値NFCTH,NFCTL(NFCTH
>NFCTL;NFCTH−NFCTL=300r.p.m
程度のヒステリシス) が設定されている。この2つの所
定エンジン回転数値NFCTH,NFCTLの内、NF
CTH値がエンジン回転数NEの上昇時に用いられ、N
FCTL値がエンジン回転数NEの下降時に用いられ
る。
【0028】次に、上記検索された所定エンジン回転数
値NFCTと現在のエンジン回転数NEとを比較して
(ステップS105)、NE≦NFCTであれば、エン
ジン1がアイドル運転中であるとして上記ステップS1
02以下の処理に進む一方、NE>NFCTであれば更
にフューエルカット実行フラグFFCが「1」であるか
否かを判別する(ステップS106)。フラグFFCが
「1」であれば処理を終了する一方、フラグFFCが
「0」であれば、上記ステップS102で、タイマtm
FCDLYをスタートしてから所定時間FCDLYが経
過したか否かを判別する(ステップS107)。即ち、
タイマtmFCDLYが「0」であるか否かを判別し、
タイマtmFCDLYが「0」であれば、スロットル弁
3が全閉で且つエンジン回転数NEが所定エンジン回転
数NFCTを越えた状態が所定時間FCDLY継続した
と判断し、フューエルカット実行フラグFFCを「1」
に設定する(ステップS108)。タイマtmFCDL
Yが「0」以上であれば上記所定時間FCDLYが経過
していないとして、処理を終了する。
【0029】このように、上述したステップS101〜
S108の処理によれば、スロットル弁3が全閉で且つ
エンジン回転数NEがアイドル回転数よりも若干高い所
定エンジン回転数NFCTを越えた状態が所定時間FC
DLY継続したときに、エンジン1がフューエルカット
を実行すべき所定の減速状態にあると判断して、フュー
エルカット実行フラグFFCを「1」に設定し、それ以
外の場合、即ちスロットル弁3が全閉状態ではないか又
はエンジン回転数NEがアイドル域である場合、又は上
述した状態が所定時間FCDLY以上継続していない場
合は、フラグFFCを「0」に設定する。
【0030】次に、図3及び図4を参照して、TDCC
NT1処理を説明する。このTDCCNT1処理は、上
述したフューエルカット実施条件判定処理において設定
されたフューエルカット実行フラグFFCの値に応じて
エンジン1の各気筒の点火、排気バルブの作動、及び燃
料の噴射を制御する処理であり、ECU5によって実行
される。図3は、TDCCNT1処理を示すフローチャ
ート(制御手段を構成する)であり、このフローチャー
トに基づく処理は、CYLセンサ10、TDCセンサ1
1、及びCRKセンサ12からの各信号パルスに基づい
て検知されるエンジン1の各気筒の圧縮行程開始時毎
に、上述したフューエルカット実施条件判定処理の後に
実行される。このTDCCNT1処理においては、上記
図2のステップS103又はステップS108で設定さ
れたフューエルカット実行フラグFFCの値が「1」で
あるとき、吸気管2内への燃料噴射、及びエンジン1の
各気筒における点火及び排気が停止される。図4は、T
DCCNT1処理に基づくエンジン1の特定気筒の動作
を示すタイムチャートである。
【0031】先ず、図3のステップS201において、
エンジン1の各気筒♯j(j=1,2,3,4)の圧縮
行程開始時毎に、上記フューエルカット実行フラグFF
Cが「1」であるか「0」であるを判別する。ここで、
フラグFFCが「0」であれば、フューエルカットを実
行すべきでない又は実行中でないとして、通常どおり、
当該気筒♯jの圧縮行程の終了時に点火を実行し、続く
膨張行程の終了時点から排気行程の終了時点に亘って当
該気筒♯jの排気バルブを開弁し、該排気行程の終了時
に吸気管2内に燃料を噴射し(ステップS202)、処
理を終了する(図4の時刻t1〜t2参照)。
【0032】一方、上記ステップS201でフラグFF
Cが「1」であれば(例えば、図4の時刻t2のTDC
CNT1処理)、フューエルカットを実行すべきである
又は実行中であるとして、当該気筒♯jの圧縮行程終了
時の点火を停止し、続く膨張行程の終了時点から排気行
程の終了時点に亘る当該気筒♯jの排気弁の開弁を実行
せず閉弁したままの状態で、該排気行程終了時の吸気管
2内への燃料噴射を停止し(ステップS202)、処理
を終了する(図4の時刻t2〜時刻t3の状態)。
【0033】従って、上述したステップS201〜S2
03の処理によれば、エンジン1がフューエルカットを
実行すべき所定の減速状態に移行した時点以後エンジン
1の点火が停止され排気弁が閉弁され吸気管2内への燃
料の噴射が停止される。
【0034】このように、本実施の形態の内燃機関の制
御装置によれば、フューエルカット中は排気弁が閉弁さ
れるので、排気ガス浄化装置16を含むエンジン1の排
気系に酸素を多量に含む新気が排出されることがなく、
従って、フューエルカットが長期間継続した場合にも、
排気ガス浄化装置16が酸素過吸着状態となって排気ガ
ス浄化装置16のNOx浄化能力が低下するのを防止で
きる。更に、フューエルカット中は排気弁が閉弁される
と同時にエンジン1の点火が停止されるので、エンジン
の作動が不安定になるのを防止することができる。
【0035】また、本実施の形態の内燃機関の制御装置
によれば、エンジン1の吸気管2内への燃料噴射実行
後、各気筒の圧縮行程開始時毎にフューエルカットを実
行すべきか否かが判定され、フューエルカットを実行す
る場合には、その直後から点火が停止され排気弁が閉弁
されるので、フューエルカット中、エンジン1の各気筒
の燃焼室内及び吸気管2のスロットル弁3下流側の混合
気が、フューエルカット開始直前の燃料噴射(図4の時
刻1〜時刻t2の間に実行された噴射)終了時点の空燃
比(略理論空燃比)に維持され、フューエルカット終了
後直ちにエンジン1から上記空燃比の排気ガスが排気管
に排出されるので、フューエルカット復帰時の空燃比特
性の悪化を防止できる。これにより、フューエルカット
復帰時の排気ガス特性の悪化をより確実に防止できる。
【0036】
【発明の効果】上述したとおり、請求項1記載の内燃機
関の制御装置によれば、内燃機関の所定減速状態時に燃
料供給遮断手段により内燃機関への燃料の供給が遮断さ
れたとき内燃機関の排気弁が閉弁され内燃機関の点火が
停止されると共に、内燃機関の燃焼室内及び燃料供給通
路内の混合気の空燃比を略理論空燃比に維持するように
制御されるので、上記燃料供給遮断手段による燃料供給
の遮断時に排気弁の閉弁により内燃機関の排気系に酸素
を多量に含む新気が排出されることがなく、且つ点火の
停止により排気弁閉弁時の点火による機関の作動不安定
が防止され、以て内燃機関の排気系に設けられる排気ガ
ス浄化装置が酸素過吸着状態となってNOx浄化能力が
低下するのを防止できると共に、上記燃料供給遮断復帰
時に直ちに略理論空燃比の排気ガスが排気ガス浄化装置
に供給される。したがって、内燃機関の燃料遮断復帰時
に排気ガス特性が悪化するのをより確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る内燃機関の制御装
置の主要な構成を示す図である。
【図2】フューエルカット実施条件判定処理を示すフロ
ーチャートである。
【図3】TDCCNT1処理を示すフローチャートであ
る。
【図4】TDCCNT1処理に基づく内燃機関の一動作
例を示すタイムチャートである。
【図5】フューエルカット実施条件判定用の所定エンジ
ン回転数値NFCTの特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 エンジン(内燃機関) 2 吸気管 3 スロットル弁 4 θThセンサ 5 ECU(燃料供給遮断手段、制御手段) 5c 記憶手段 5b CPU 6 燃料噴射弁 9 TWセンサ 10 CYLセンサ 11 TDCセンサ 12 CRKセンサ 13 点火プラグ 14 ディストリビュータ 15 排気管 16 排気ガス浄化装置 18 排気弁アクチュエータ 19 排気弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F02P 9/00 305 F02P 9/00 305A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の所定減速状態時に該内燃機関
    への燃料の供給を遮断する燃料供給遮断手段と、前記燃
    料供給遮断手段による前記内燃機関への燃料供給の遮断
    時に、前記内燃機関の排気弁を閉弁し且つ前記内燃機関
    の点火を停止すると共に前記内燃機関の燃焼室内及び燃
    料供給通路内の混合気の空燃比を略理論空燃比に維持す
    るように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
    内燃機関の制御装置。
JP28622197A 1997-10-03 1997-10-03 内燃機関の制御装置 Pending JPH11107826A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6595307B2 (en) 2000-10-25 2003-07-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle capable of reducing NOx emissions and method of operating same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6595307B2 (en) 2000-10-25 2003-07-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle capable of reducing NOx emissions and method of operating same

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