JPS58217747A - 内燃エンジンの空燃比制御方法 - Google Patents

内燃エンジンの空燃比制御方法

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JPS58217747A
JPS58217747A JP9894582A JP9894582A JPS58217747A JP S58217747 A JPS58217747 A JP S58217747A JP 9894582 A JP9894582 A JP 9894582A JP 9894582 A JP9894582 A JP 9894582A JP S58217747 A JPS58217747 A JP S58217747A
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JP
Japan
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engine
air
sensor
fuel ratio
fuel
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Application number
JP9894582A
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English (en)
Inventor
Shunpei Hasegawa
俊平 長谷川
Kunro Umesaki
梅咲 薫郎
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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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
    • F02D41/14Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1486Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor with correction for particular operating conditions
    • F02D41/1487Correcting the instantaneous control value

Landscapes

  • 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】 本発明は内燃エンジンに供給される混合気の空 1− 燃比制御方法に関し、特に空燃比制御におけるフィード
バック制御の開始時期を決定する方法に関する。
Oト気系に三元触媒を備える内燃エンジンに供給される
混合気の空燃比をエンジンの排気系に設けられた排気ガ
ス成分センサからの信号に応じてフィードバック制御す
る装置は既に公知である。上記の排気ガス成分センサと
して、酸化ジルコニウムをセンサ素子として用い、排気
ガス中の酸素濃度を検出する02センザが一般に使用さ
れている。
この02センサは、その酸化ジルコニウムの内部を大気
中の酸素分圧と排気ガス中の酸素分圧の差によシ酸素イ
オンの透過量が変化するのを利用して該酸素濃度に応じ
た出力電圧の変化により1眩素濃度を検出するものであ
る一方、02センサの内部抵抗はその活性化状態によっ
ても変化する。従って、正確な空燃比フィードバック制
御を行うには02センサが十分に活性化した状態に至っ
た後に行う必要がある。
一方、冷間時においてはエンジン始動後も燃料増量を行
ないエンジンに濃い混合気を供給する必要がある。この
ため02センサが活性化した状態のみを判別して当該0
2センサによる空燃比のフィードバック制御を開始させ
た場合には始動後学燃比をリッチ化したいにも拘らず理
論空燃比に戻されてしまう。例えばエンジン回転数Ne
と吸気管内圧PBとに応じて基本噴射量Tiを決定する
燃料制御方法では、始動時制御における噴射−jiTi
と基本制御における噴射量TIとは極端に異なるため、
始動時制御モードから基本制御モードに移行する際リー
ン化してしまい、エンジンストール等を起し運転性能が
悪化するという不具合いがある。
本発明は上述の点に鑑みてカされたもので、エンジンス
トール等を防止するために始動後学燃比をリッチ化する
ことを目的とし、この目的を達成するために本発明にお
いては、エンジンの運転状態に応じて燃料調量装置の基
本噴射量を決定すると共に始動後増量補正を行なう一方
、当該エンジンの排気ガス中の酸素濃度に応じてフィー
ドバック制御して前記基本噴射量を補正する内燃エンジ
ンの空燃比制御方法において、前記排気ガス中の酸素濃
度を検出するセンサが活性化し、且つ前記燃料噴射量の
始動後増量補正が終了した後に前記空燃比のフィードバ
ック補正を開始させるようにした内燃エンジンの空燃比
制御方法を提供するものである。
以下本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
第1図は本発明の制御方法を実施するための装置の全体
の構成図であり、符号1は例えば4気筒の内燃エンジン
を示し、エンジン1は4個の主燃焼室とこれに通じた副
燃焼室(共に図示せず)とから成る形式のものである。
エンジン1には吸気管2が接続されこの吸気管2は各主
燃焼室に連通した主吸気管と各副燃焼室に連通した副吸
気管(共に図示せず)から成る。吸気管2の途中にはス
ロットルボディ3が設けられ、内部に主吸気管。
副吸気管内にそれぞれ配された主スロットル弁。
副スロツトル弁(共に図示せず)が連動して設けられて
いる。主スロットル弁にはスロットル弁開度センサ4が
連設されて主スロットル弁の弁開度を電気的信号に変換
し電子コントロールユニット(以下rEcUJと言う)
5に送るようにされている。
吸気管2のエンジン1とスロットルボディ3間には燃料
噴射装置6が設けられている。この燃料1貿射装置6は
メインインジェクタとサブインジェクタ(共に図示せず
)から成如、メインインジェクタは主吸気管の図示しな
い吸気弁の少し上流側に各気筒どとに、サブインジェク
タは1個のみ副吸気管の副スロツトル弁の少し下流側に
各気筒に共通してそれぞれ設けられている。燃料噴射装
置6は図示しない燃料ポンプに接続されている。メイン
インジェクタとサブインジェクタはECU3に電気的に
接続されており、ECU3からの信号によって燃料噴射
の開弁時間が制御される。
一方、前記スロットルボディ3の主スロットル弁の直ぐ
下流には管7を介して絶対圧センサ8が設けられており
、この絶対圧センサ8によって電気的信号に変換された
絶対圧信号は前記ECU3に送られる。また、その下流
には吸気温センサ9が取付けられておシ、この吸気温セ
ンサ9も吸気温度を電気的信号に変換してECU3に送
るものである。
エンジン1の本体にはエンジン水温センサ10が設けら
れ、このセンサ10はサーミスタ等から成り、冷却水が
充満したエンジン気筒周壁内に挿着されて、その検出水
温信号をECU3に供給する。
エンジン回転数センサ(以下rNeセンサ」と言う)1
1および気筒判別センサ12がエンジンの図示しないカ
ム軸周囲又はクランク軸周囲に取り付けられており、前
者Neセンサ11はTDC信号即ちエンジンのクランク
軸の180°回転毎に所定のクランク角度位置で、後者
気筒判別センサ12は特定の気筒の所定のクランク角度
回転毎にそれぞれlパルスを出力するものであり、これ
らのパルスはECU3に送られる。
エンジン1の排気管13には三元触媒14が配置され排
気ガス中のHC,CO,NOx成分の浄化作用を行なう
。この三元触媒14の上流側には02センサ15が排気
管13に挿着されこのセンサ15は排気中の酸素濃度を
検出しその検出値信号をECIJ5に供給する。
更に、ECU3には、大気圧を検出するセンサ16およ
びエンジンのスタータスイッチ17及びバッテリ電極1
8が接続されており、センサ16からの検出値信号、\
バッテリ電極18からの電圧信号およびスタータスイッ
チ17のオン・オフ状態信号が供給される。
次に上述した構成の電子式燃料噴射制御装置の燃料制御
作用の詳細について説明する。
先ず、第2図は本発明の空燃比制御、即ち、ECU3に
おけるメイン、サブインジェクタの開弁時間’1”QU
TM 、 TOUTSの制御内容の全体のプログラム構
成を示すブロックダイヤダラムで、メインプログラム1
とサブプログラム2とから成シ、メインプログラム1は
エンジン回転数Neに基づくTDC信号に同期した制御
を行うもので始動時制御サブルーチン3と基本制御プロ
グラム4とによシ成り、他方、サブプログラム2はTD
C信号に同期しない場合の非同期制御サブルーチン5か
ら成るものである。
始動時制御サブルーチン3における基本算出式%式%(
1) (2) として表わされる。ここでTicRM、 Ticns 
il:それぞれメイン、サブインジェクタの開弁時間の
基準値であってそれぞれTicRM、 Ticusテー
ブル6゜ル8により決定される。Tvはバッテリ電圧の
変化に応じて開弁時間を増減補正するための定数であっ
てTvテーブル9より求められ、サブインジェクタのた
めのTvに対してメインインジェクタには構造の相違に
よるインジェクタの作動特性に応じてΔ肯分を上のせす
る。
又、基本制御プログラム4における基本算出式%式% ( ) (3) (4) として表わされる。ここでTiM、 ’l”isはそれ
ぞれメイン、サブインジェクタの開弁時間の基準値であ
り、それぞれ基本Tiマツプ10より算出される。TD
EC、Thccはそれぞれ減速時、および加速時におけ
る定数で加速、減速サブルーチン11によって決定され
る。I<TA 、 KTW・・・・・・等の諸係数はそ
れぞれのテーブル、サブルーチン12により算出される
。KT人は吸気温度補正係数で実際の吸気温度によって
テーブルより算出され、 KTWは実際のエンジン水温
Twによってテーブルよシ求められる燃料増量係数、 
KAFCはサブルーチンによって求められるフューエル
カット後の燃料増量係数、KpAは実際の大気圧によっ
てテーブルより求められる大気圧補正係数、 KAST
はサブルーチンによって求められる始動後燃料増量係数
、 KWOTは定数であってスロットル弁全開時の混合
気のリッチ化係数、 Ko2は実際の排気ガス中の酸素
濃度に応じてサプルーチ/によって求められる0、Iフ
ィードバック補正係数、KL8は定数であってリーン・
ストイヤ作動時の混合気のり一ン化係数である。
ストイキはStoichiometricの略で化学量
論量即ち理論空燃比を示す。又、TACCはサブルーチ
ンによって求められる加速時燃料増量定数であって所定
のテーブルより求められる。
これらに対してTDC信号に同期しないメインインジェ
クタの開弁時間TMAの非同期制御サブルーチン5の算
出式は TMA=TIAXKTWT−KA8T+(TV+ΔTv
)−−−−−−(5)として表わ畑れる。ここでTiA
は加速時の非同期、即ち、TDC信号に同期しない加速
制御時の燃料増量基準値であってTihテーブル13よ
シ求める。
KTWTは前記水温増量係数KTWをテーブル14よシ
求め、それに基づいて算出した同期加速、加速後、およ
び非同期加速時の燃料増量係数である。
第3図はECLI 5におけるTDC信号に同期した開
弁時間制御を行う場合の前記メインプログラムlのフロ
ーチャートを示し、全体は入力信号の処理ブロックA1
基本制御ブロックB1始動時制御ブロックCとから成る
。先ず入力信号処理ブロックAにおいて、第1図のイグ
ニッションスイッチをオンするとCPUがイニシャライ
ズしくステップ1)、エンジンの始動によりTDC信号
が入力する(ステップ2)。次いで、全ての基本アナロ
グ値である各センサからの大気圧PA1絶対圧PR,エ
ンジン水温Tw、大気温TA、排気還流弁の弁体のリフ
ト量L1バッテリ電圧■、スロットル弁開度θth、0
.センサの出力電圧値V、およびスタータスイッチ17
0オンOオフ状態をECUs内に読込み、必賛な値をス
トアする(ステップ3)。続いて、最初のTDC信号か
ら次のTDC伯号までの経過時間をカウントし、その値
に基づいてエンジン回転数Neを計算し同じ(ECUS
内にストアしくステップ4)、このNeの計算値により
エンジン回転数がクランキング回転数(始動時回転数)
以下であるか否かを判別しくステップ5)、その答が肯
定(Ye s )であれば始動時制御サブルーチンに送
られ、TicRMテーブルおよびTicRsテーブルに
よりエンジン冷却水温Twに基きTicgM、 ’l’
1casを決定しくステップ6)、また、Neの補正係
数KNeをI<Neテーブルにより決定する(ステップ
7)。そして、Tvテーブルによシバッテリー電圧補正
定数TVを決定しくステップ8)、各数値を曲成(1)
 、 (2)に代入してTOUTM 。
TOUTSを算出する(ステップ9)。
また、前記ステップ5において答が否(NO)である場
合にはエンジンがフューエルカットすべき状態にあるか
否かを判別しくステップ10)、そこで答が肯定(Ye
s)であればTQTJTM 、 ’I”0UTSの値を
共に零にしてフューエルカットを行う(ステップ11)
一方、答が否(No )と判別された場合には各補正係
数KTA、KTW、KAFC、KPA、KAST 、K
WOT 、Ko2 。
KL8 、KTWT等および補正定数TDEC、TAC
C、Tv 。
ΔTvを算出する(ステップ12)。これらの補正係数
、定数は後述するようにサブルーチン、テーブル等によ
ってそれぞれ決定されるものであり、■−〇はそれらの
サブルーチンにおける■−@に該当するものである。
次いで5回転数Ne1絶対圧PB、排気還流弁のリフト
量りの各データに応じて所定の対応するマツプを選択し
該マツプによ#)TiM、 ’l’isを決定する(ス
テップ13)。而して、上記ステップ12.13によジ
得られた補正係数値、補正定数値並びに基準値に基づい
て曲成(3> 、 (4)により10割。
’I’0UTSを算出する(ステップ14)。そして、
斯く得られft−TOUTM 、 TOUT8の値に基
づきメイン、ザブインジェクタをそれぞれ作動させる(
ステップ15)。
第4図はエンジン水温Twと水温増量係数KTWとの関
係を示すKTWテーブルである。先ず、水温TWがある
一定値TW5(例えば60℃)以上のときはKTwは1
であるが、Tw5以下になった場合にはキャリブレーシ
ョン変数として設けられた5段階の温度Tw1〜5に対
してそれぞれ5点のKTWが13− 設定されており、・水温Twが各変数値TW1〜5以外
の値をとるときは補間計算によって求めbbる。
第5図は水温TWが同一の場合の絶対圧PBと上記係数
KTWとの関係を示すグラフであり、絶対圧PRとして
所定圧FBI(例えば400■HP)とPH1(例えば
300 mmH? )と2点の基準を設け、絶対圧PB
がPR1以下、およびPR2以上のときには1(TVは
一定値をとるがFBIとPH1との中間のときには補間
計算を行うことによりKTWを求める。
第6図は02フイードバツク補正係数Ko2の算出サブ
ルーチンのフローチャートを示す。
先ず02センサの活性化が完了しているか否かを判別す
る(ステップ1)。即ち、02センザの内部抵抗検知方
式によって02センサの出力電圧が活性化開始点Vx 
(例えば0.6 V )に至ったか否かを検知してvX
に至ったとき活性化信号を発生し、この信号の発生から
所定時間(例えば60秒)が経過したかを活性ディレィ
タイマによって検出することにより活性化されていると
判定する。その答が否(No)である場合にはJ(02
を1に設定する14− (ステップ2)一方、答が肯定(Yes)の場合には、
スロットル弁が全開であるか否かを判定する(ステップ
3)。その結果、全開であれば前記と同様にKo2を1
に設定する(ステップ2)。全開でない場合にはエンジ
ンがアイドル状態にあるか否かを判定しくステップ4)
、回転数Neが所定回転数NIDL (例えば] 00
0 rpm )より小畑<、且つ絶対圧PBも所定圧P
BIDL(例えば360m+nHy)よ9小さいときに
はアイドル状態であるとして前記ステップ2を介してK
o2を1に設定する。また、アイドル状態でないと判定
した場合にはエンジンが減速状態にあるか否かを判定す
る(ステップ5)。
即ち、フューエルカットが成立しているか、また絶対圧
PBが所定圧PBDEC(例えば200−■y′)よシ
小さい時には減速状態にあると判定してエンジンの直前
の状態におけるKo2の値をその″i!、i維持する(
ステップ6)。他方、上記減速状態にないと判定した場
合にはり一ン・ストイヤ作動時のリーン化係数に1.8
が1であるかどうか判定しくステップ7)、その答が否
(No)である場合にはエンジンの直前の状態における
Ko2の値はそのませ維持しくステップ6)、肯定(Y
es)の場合には次に述べるクローズトループ制御に移
る。
先ず、0□センサの出力レベルが反転したか否かを判定
しくステップ8)、その答が肯定(Yes)の場合には
前回ループがオープンループか否かを判定スる(ステッ
プ9)。そして、前回ループがオープンループでないと
判定された場合には比例制御(P項制御)を行う。第7
図は係数Ko2を補正するための補正値Piを決定する
ためのNe−Piテーブルであり、回転数Neは例えば
1500rpm  −〜3500rpmまでの範囲で5
段階NFB1〜5が設定されており、それに対応してP
lがP1〜61で設定されており、02センサの出力レ
ベルの反転時に係数Ko2に対し加減される補正値Pi
をエンジン回転数Neによって決定する(ステップ10
)。
次に、02センサの出力レベルがLowであるか否かを
判定しくステップ11)、答が肯定(Yes)であれば
Ko2に前記テーブルより得られたPi値を加算する(
ステップ12)。また、答が否(NO)の場合にはKO
!から前記Pi値を減算する(ステップ13)。
これに対して前記ステップ8において答が否(NO)で
ある場合、即ち02センサ出力レベルが同一レベルに持
続されている場合、または、ステップ9において答が背
定(Yes)の場合、即ち前回ループがオープンループ
であった場合には比例制御(IJJ制御)を行う。即ち
、先ず02センサの出力レベルがLowか否かを判定し
くステップ14)、その答が肯定(Yes)の場合には
TDC信号のパルス数をカウントしくステップ15)、
そのカウント数NrLが所定値Nr (例えば30パル
ス)に達したか否かを判定しくステップ16)、まだ達
してない場合にはKo2をその直前の値に維持しくステ
ップ17)、NILがNrに達した場合にはKo。
に所定値Δk(例えばKO2の0.3%程度)を加える
(ステップ18)。同時にそれまでカウントしタハルス
数NII、をOにリセットして(ステップ19)、NI
LがNrに達する毎にKolに所定値Δkを加えるよう
にする。他方、前記ステップ1417− で答が否(No )であった場合には、TDC信号のパ
ルス数をカウントしくステップ20)、そのカウント数
NIHが所定値N■に達したか否かを判定しくステップ
21)、その答が否(No)の場合にはKo2の値はそ
の直前の値に維持しくステップ22)、答が肯定(Ye
s)の場合にはKo2から所定値Δkを減算しくステッ
プ23)、前記カウントしたパルス数NIHをOにリセ
ットしくステップ24)、上述と同様にNIHがNrに
達する毎にKo2から所定値Δkを減算するようにする
前記第3図のステップ5においてクランキング(始動)
動作が終了したと判別された場合には一定時間に亘り燃
料供給量を増加する必要がある。
第8図はエンジン始動後の増量係数KASTの算出及び
この係数KASTが1すなわち、始動後増量分がOとな
り、且つO,センサが活性化したときに空燃比のフィー
ドバック制御を開始させるだめのサブルーチンのフロー
チャートである。
先ず、エンジンの直前の状態がクランキング状態であっ
たか否かを判別しくステップ1)、その答が肯定αes
)すなわち、クランキング状態であれば始動後増量係数
KASTの初期値KA8TOを次式によシ算出する。
KASTO= CAIIT−KTW ここに、値CA8Tはキャリブレーション変数であり、
値KTWは前記第4図に示した水温増量係数であって絶
対値PBが高い方の所定の値PB2の曲線より求め、始
動時制御終了直後のTDCノくルス発生時に決定される
(ステップ2)。この決定された係数KASTOは始動
後増量係数KASTとして設定される(ステップ3)。
このステップ2及びステップ3のルートはクランキング
終了時1回のみ通る。
ステップ1の答が否定(No)すなわち、エンジン回転
数がクランキング回転数以上である場合にはステップ3
において設定された増量係数KARTに基づいて増量係
数KARTを次式よシ算出する。
KAST = KAIIIT−ΔKASTここに、値Δ
KASTはキャリブレーション変数であシ、例えば0.
02程度の値に設定されている。
そして、斯く得られた係数KASTが1よシも大きいか
否かを判別しくステップ5)、その答が肯定(Yes)
の場合にはオープンループ制御を行ない、否定(NO)
の場合すなわち、係数KASTが1以下になった場合に
はこの係数KAsTを1に設定する(ステップ6)。前
記ステップ5において始動後増量分が0になったか否か
を判別する。
次いで、ステップ7において、02センサの活性化が完
了したか否かを判別し、その答が否定(NO)の場合に
はオープンループ制御を続行し、肯定(Yes)の場合
にはフィードバック制御に移行する。
すなわち、02センサが活性化し、且つ始動後増量分が
Oとなったときに0□センサによる空燃比のフィードバ
ック制御を開始させる。
以上説明したように本発明によれば、エンジンの作動状
態に応じて燃料部1°装置の基本燃料量を決定すると共
に始動後増量補正を行なう一方、当該エンジンの排気ガ
ス中の酸素濃度に応じてフィードバック制御して前記基
本燃料量を補正する内燃エンジンの空燃比制御方法にお
いて、前記排気ガス中の酸素濃度を検出するセンサが活
性化し、且つ前記燃料量の始動後増量補正が終了した後
に前記空燃比のフィードバック制御を開始させるように
したので、始動後空燃比をリッチ化することが可能とな
シ、冷機始動時におけるエンジンストールを防止するこ
とができ、運転性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の内燃エンジンの空燃比制御方法を実施
するための燃料供給制御装置の一実施例を示す全体のブ
ロック図、第2図は第1図のECUにおけるメイン、サ
ブインジェクタの開弁時間の制御内容の全体のプログラ
ム構成を示すブロックダイヤグラム、第3図は第2図に
示すメインプログラムのフローチャート、第4図はエン
ジン水温Twと水温増量係数KTWとの関係を示すテー
ブル、第5図はエンジン水温Twが一定の場合の絶対圧
PRと水温増量係数KTWとの関係を示すグラフ、第6
図は02フイードバツク補正係数Ko2の算出サブルー
チンのフローチャート、第7図は02フイードバツク補
正係数Ko2を補正するだめの補正値Piを決定するた
めのNe−Piテーブル、第8図は本発明に係る内燃エ
ンジンの空燃比制御方法の一実施例を示すフローチャー
トである。 1・・・エンジン、5・・・ECU、6・・・燃料噴射
装置、10・・・水温センサ、11・・・エンジン回転
センサ、12・・・気筒判別センサ、14・・・三元触
媒、15・・・0、センサ。 出願人 本田技研工業株式会社 代理人 弁理士 渡 部 敏 彦

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 エンジンの運転状態に応じて燃料調量装置の基本
    燃料量を決定すると共に始動後増肘補正を行なう一方、
    当該エンジンの排気ガス中の酸素濃度に応1てフィード
    バック制御して前記基本燃料量を補正する内燃エンジン
    の空燃比制御方法において、前記排気ガス中の酸素濃度
    を検出するセンサが活性化し:且つ前記燃料量の始動後
    補正が終了した後に前記空燃比のフィードバック制御を
    開始きせるようにしたことを特徴とする内燃エンジンの
    空燃比制御方法。 2 前記始動後増量補正量はその初期値がエンジン冷却
    水温によって決定され時間の経過と共に漸減するもので
    ある特許請求の範囲第1項記載の内燃エンジンの空燃比
    制御方法。
JP9894582A 1982-06-09 1982-06-09 内燃エンジンの空燃比制御方法 Pending JPS58217747A (ja)

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