JPS60128950A - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

エンジンの空燃比制御装置

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JPS60128950A
JPS60128950A JP23759583A JP23759583A JPS60128950A JP S60128950 A JPS60128950 A JP S60128950A JP 23759583 A JP23759583 A JP 23759583A JP 23759583 A JP23759583 A JP 23759583A JP S60128950 A JPS60128950 A JP S60128950A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
fuel
value
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JP23759583A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kaneko
金子 忠志
Akira Takai
高井 明
Katsuhiko Yokooku
横奥 克日子
Misao Fujimoto
藤本 操
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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)

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、エンジンの空燃比制御l装置に関するもので
ある。
(従来技術) 従来より、エンジンの燃焼室に供給する混合気の空燃比
を、その運転状態に応じて適正な値に制aする技術が種
々提案され、例えば、排気ガスの酸素濃度がら空燃比を
検出する排気センサーを設け、その検出信号に応じてエ
ンジンに供給する空燃比を制御するようにしたものがあ
る。しかるに、上記排気センサーはその使用条件等によ
って耐久性に問題があり、長時間適正な検出信号を得る
ことは困難であり、空燃比制御の精度が低下する結果、
排気ガス対策、燃料演費率の性能を所期の状態に維持す
ることができない恐れがある。
そこで、特公昭56−33569号に見られるように、
アイド)し時等の定常運転時には空燃比変化に対してエ
ンジン回転数は所定の特性でもって変化することから、
この定常運転時に常時微小空燃比変動を与え、これに伴
う回転速度変動を検出し、検出回転速度変動幅が設定空
燃比の値となるように調整して、適正空燃比制御を行う
ようにした技術がある。
上記のような先行技術においては、空燃比を変動させて
エンジン回転数変化を検出する際に、このアイドル時の
エンジン回転数が空燃比変化以外の不安定要素によって
変動すると、その検出誤差が大きく、これに基づいた空
燃比の補正を行うと制御精度が低下する問題を有する。
すなわち、エンジン始動直後のアイドル時においては、
スロットル弁が閉じた無負荷状態であっても、時間の経
過に応じてエンジン回転数が変動するものであり、この
変動を空燃比変化による回転数変動と誤認して検出する
恐れがある。
(発明の目的) 本発明は上記事情に鑑み、アイドル時に空燃比変化に伴
うエンジン回転数変化に関連する信号を検出し、該検出
値に基づいて空燃比補正値を作成し他の運転領域の空燃
比を目標値に制御するにおいて、上記空燃比変化以外の
要因によってエンジン回転数が変動するエンジン始動時
を除外して検出精度を高め、精度のよい空燃比制御を行
うようにしたエンジンの空燃比制御装置を提供すること
を目的とするものである。
(発明の構成) 本発明のエンジンの空燃比制御装置は、エンジンに燃料
を供給する燃料供給手段と、空燃比を変える空燃比変更
手段と、空燃比変化に伴うエンジン回転数変化に関連す
る信号を検出する回転数変動検出手段と、アイドル時に
該回転数変動検出手段の検出値に基づいて空燃比補正値
を作成し該空燃比補正値により他の運転領域の空燃比を
目標値に制御する制御手段とを備えたものにおいて、エ
ンジン始動後の所定期間を検出する始動検知手段を設け
、上記制御手段は始動検知手段の信号を受けて空燃比補
正値の作成を解除する学習停止F手段を備えてなること
を特徴とするものである。
(発明の効果) 本発明によれば、アイドル時に空燃比変化に伴うエンジ
ン回転数変化に関連する信号を検出し、該検出値に基づ
いて空燃比補正値を作成して他の運転領域の空燃比を目
標値に制御するにおいて、エンジン始動後の所定期間に
は学習制御のための空燃比変化を行っても、それ以外の
要因による回転数変動があるため、このエンジン始動直
後の所定期間は学習制御を停止するようにしたことによ
り、このエンジン回転変動に基づいて作成する空燃比補
正値の誤作成を防止し、空燃比制御の精度の向上を図り
、排気ガス対策、燃料消費率の性能を所期の状態に維持
することができる。
(実施例) 以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第1図は全体構成を示し、エンジン1に吸気を供給する
吸気通路2には、スロットル弁3が配設されエアクリー
ナ4が設けられるとともに、エンジン1に燃料を供給す
る燃料供給手段5を構成する燃料噴射ノズル6が介装さ
れている。上記燃料噴射ノズル6にはコントロールユニ
ット7からの制御信号が出力されて燃料噴射量が制御さ
れ、空燃比が調整される。
また、上記スロットル弁3にはそのアイドル開度を調整
するアクチュエータ8が連接され、該アクチュエータ8
にはアイドル回転数制御回路−9からの制御信号がゲー
ト回路1Oを介して出力されて、アイドル時のエンジン
回転数を一定値に制御する公知のアイドル回転数制御装
置11(SIG)が設けられている。上記アイドル回転
数制御回路9にはエンジン1の回転教委検出する回転数
センサー12の検出信号およびスロットル弁3の全開状
能を検出するアイドルスイッチ13の検出信号がそれぞ
れ入力され、また、ゲート回路10の開閉はコントロー
ルユニット7からのSrG停止信号によって行われ、こ
の停止信号が出力されていないアイドル時に、回転数セ
ンサー12の検出回転数が設定値となるようにアクチュ
エータ8をフィードバック制御するものである。
上記コントロールユニット7には、上記回転数センサー
12の検出信号、アイドルスイッチ13の検出信号に加
えて、吸気通路2の吸気負圧を検出する負圧センサー1
4の検出信号、およびエンジンの始動時をスタートスイ
ッチの作動等から検出する始動検知手段15の検出信号
、冷却水温度を検出づる水温センサー16の検出信号お
よびクープ等の補機類のオン状態(使用状態)を検出す
る補機類スイッチ17の検出信号がそれぞれ入力される
。このコントロールユニット7は、上記燃料噴射ノズル
6に出力する燃料噴射パルスを調整して空燃比を変更す
る空燃比変更手段18と、前記回転数センサー12の信
号を受けてエンジン回転数変化に関連する信号を検出す
る回転数変動検出手段19と、前記負圧セン−サ−14
および回転数変動検出手段19の回転数信号を受けて燃
料噴射社(燃料噴射パルス幅)を演算し空燃比変更手段
18に制御信号を出力し空燃比を目標値に制御する制御
手段20と、アイドルスイッチ13、始動検知手段15
、水温センサー16および補機類スイッチ17等の検出
信号を受けてエンジン始動後の所定期間等′アイドル時
における回転数不安定要素ζ、大出し停止信号を出力す
る学習停止手段21とを有し、また、上記制御手段20
はアイドルスイッチ13の信号を受けアイドル運転時に
空燃比補正値を作成する場合には、アイドル回転数制御
装置111のゲート回路10にSIG停止信号を出力し
てその作動を停止するとともに空燃比を変動させ、この
空燃比変化に伴うエンジン回転数変化を回転数変動検出
手段19の信号によって検出し、この信号に基づいて空
燃比と燃料噴射パルスとの関係をめて空燃比補正値を作
成し、学習制御を行わないアイドル時を含む他の運転領
域の空燃比を目標値に制御する一方、上記学習停止手段
21によってエンジンが始動直後の状態、アイドル状態
に移行した直後の状態、冷却水温が設定値より低い冷機
状態もしくはクーラ等の補機類が使用されている状態な
どのアイドル回転数が不安定な状態を検出したときには
、この学習停止手段21の停止信号によって制御手段2
0は上記空燃比補正値の作成を停止するように構成され
ている。
第2図は空燃比変化に伴うエンジン回転数変化の特性を
示すものであって、例えばアイドル時のような定常運転
状態では、エンジン回転数は空燃比が13.5のときに
最高回転数となり、この空燃比よりリーン(例えば16
)であっても、リッチ(例えば12)であってもエンジ
ン回転数は低下するものであり、その変化特性は各空燃
比において異なっている。そこで、上記制御手段13は
、空燃比のリッチ側もしくはリーン側への変化ΔA/F
に対して回転数変動Δrpiが上昇するか低下するかを
検出し、これから空燃比が13.5よりもリッチ側かリ
ーン側かを判定し、空燃比をエンジン回転数が最高とな
る方向に変動させ、エンジン回転数の変動が最も少ない
こ・ともしくは変動が反転する時点を最高回転位置と判
断し、この時の燃料噴射パルスを空燃比の13.5に対
応する値として学習検出し、これに基づいて実際の目標
空燃比例えば理論空燃比(14,7)に制御するべく空
燃比補正値を作成し、これに対応した燃料噴射パルスに
補正して空燃比制御を行うようにしている。
次に上記コント0−ルユニット7の作動を、第3図のメ
イン処理ルーチン、第4図の学習処理ルーチンおよび第
5図の割り込み処理ルーチンをそれぞれ示すフローチャ
ートにより説明する。なお、この例においでは、空燃比
の学習制御時における空燃比の変動は、第6図に示すよ
うに空燃比(燃料噴射パルス)の基準値αを段階的に所
定凹ずつ変えるとともに、この−基準値αにおいて補助
的に増減させるようにしたものであって、この補助的変
動βに対応したエンジン回転数の変化が上昇方向か低下
方向かにより、基準値αの変化をリッチ側かリーン側に
するかを判断し、エンジン回転数が最高回転数となるよ
うに空燃比を変化させるものである。。
第3図はメイン処理ルーチンを示し、スタートしてステ
ップS1でイニシャライズを行った後、ステップS2な
いし810でエンジン始動時を含む回転数不安定要素に
よるエンジン回転数変動が生起していないアイドル状態
かどうかを判断し、安定したアイドル運転時(各判断が
YESのとき)に学習処理を行う。まず、ステップS2
で水温センサー16による冷却水温が60℃以上かを判
断し、Noのときをエンジン冷機時(水温の上昇ととも
にエンジン回転数が上昇する)として検出し、ステップ
S3で始動検知手段15(スタートスイッチ)によりエ
ンジン始動後にセットされたタイマーが設定時間t1秒
経過したかどうかを判断し、Noのときをエンジン始動
直後の過渡時(完爆後アイドル回転数まで上昇する状B
)として検出し、ステップS4でアイドルスイッチ13
がオンかどうかを判断し、ステップ$5でエンジン回転
数が80Orpm以下かどうかを判断して、両者の判断
がYESのときをエンジン1のアイドル時として検出し
、ステップS6でアイドルタイマをセットし、ステップ
S7で上記アイドルタイマがセットされた後に、設定時
間t2秒経過したかどうか判断し、Noのときをアイド
ル移行直後の過渡時(アイドル回転数に安定するまでの
状M)として検出し、ステップS8で補機類スイッチ1
7がオフかどうか判断し、Noのときを補機類の使用時
(その使用に伴う負荷変動によりエンジン回転数が変動
する)として検出し、さらに、ステップS9で後述の学
習処理(第4図)からエンジン回転数N (n)を記憶
し、ステップS10で前回のエンジン回転数N(n−1
)との偏差の絶対値がらめた回転変動幅が設定値ΔN以
下かどうか判断し、Noのときを例えば点火プラグの失
火等の上、配下安定要素以外の要因によってエンジン回
転数が変動し、その回転変動が通常の空燃比変化に伴う
回転変動より大きい回転変動があったときとして検出す
るものである。
上記ステップS2ないし810の判断がYESのとき、
すなわち、安定したアイドリンク状態のときには、ステ
ップS11で学習完了フラッグがセットされているかど
うかを判断する。この学首完了フラッグは第4図の学習
処理ルーチンでセットされるものであり、エンジン1が
始動されて空燃比の学習処理を終了すると、この学習完
了フラッグがセットされ、エンジン停止まで学習は行わ
ないようにしている。
上記ステップs11の判断がNOで学習が完了していな
い時には、ステップS12でアイドル回転数制御装置1
1のゲート回路10に対してSrG停止信号を出力し、
該ゲート回路1oを閉じてアクチュエータ8への制御信
号を遮断しSTG制御をを不能とし、空燃比変化に対応
して実際にエンジン回転数が変化するようにし、学習フ
ラッグをセット(813)L/てから、ステップ814
で第4図のルーチンに基づく学言処哩を行った後、学習
フラッグをクリア(S15)してこのルーチンを終了す
る。
第4図の学習処理ルーチンは、スタートしてステップ8
18でイニシャライズを行って、学習前の燃料噴射パル
スτ0 (空燃比)を最終目標の燃料噴射パルス(空燃
比)に補正する補正係数に=1にするとともに、燃料噴
射パルスの基準値αをメモリから呼出す。ステップS1
9で各位を演算初期値に設定する。
ステップ820から825は燃料噴射パルスをM半値α
から補助的βに増加するためのものであって、ステップ
820で燃料噴射パルスをT=T+α+βに設定し、ス
テップ821でエンジン回転数変動幅ΔN(n)を演算
し、ステップ822でこの値をメモリに記憶する。ステ
ップ821の演算は、βを1段大きくした時の回転数N
(β)から前段の回転数N(β−1)を引いて、これに
前回の回転変動幅ΔN(n−1)を加算したものである
。上記βの値が所定値X(βの全変動段の半数)になっ
たかどうかをステップS23で判断し、Noのときには
ステップ824でnをn+1とするとともに、ステップ
825でβをβ+1と′して、ステップ320に戻って
βの増大に伴う回転数変動幅ΔN(n>を順次演算し、
それぞれ記憶する。
上記ステップ823の判断がYESでβがXとなったと
きには、ステップ826ないし831で燃料噴射パルス
を基準値αに減少する。ステップ82Bでnをn+1と
するとともに、ステップ827でβをβ−1としてから
、ステップ828で燃料噴射パルスをT−T+α+βに
設定し、ステップS29でエンジン回転数変動幅ΔN 
(n)を演算し、ステップ830でこの鎖をメモリに記
憶する。上記ステップ829の演算は、βを1段小さく
した時の回転数N(β)から前段の回転数N(β+1)
を引いて、これに前回の変動幅ΔN(n−1)を加算し
たものである。上記βの値が0になったかどうかをステ
ップ831で判断し、Noのときにはβを順次減少して
上記ステップを繰返し、βの減少に伴う回転数変動幅Δ
N(n)を演算し、それぞれ記憶する。
ステップ831の判断がYESでβ=0となると、上記
ステップ822およびS30で記憶した多回転数変動幅
ΔN(n)をステップ832で積算して積算変動ωΣΔ
rpmを演算し、この値が正(0以上)かどうかをステ
ップ833で判断する。この判断がYESの時には、空
燃比をリッチ側に変化して回転数が増大方向に変動した
ことから、現在の燃料噴射パルスT+αに対応する空燃
比が13.5よりリーンであるので、ステップ834で
αをα+1としてリッチ方向に変動させる一方、上記判
断がN。
のときには、空燃比をリッチ側に変化して回転数が減少
方向に変動したことから、現在の燃料噴射パルスT十α
に対応する空燃比が13.5よりリッチであるので、ス
テップ835でαをα−1としてリーン方向に変動させ
るものである。
ステップ836で上記αの値を記憶した後、ステップ8
37に進んで多値を演算初期値に設定する。
ステップ838から843は燃料噴射パルスを基準値α
から補助的βに減少するためのものであって、ステップ
838で燃料噴射パルスをT=T+α十βに設定し、ス
テップ839でエンジン回転数変動幅ΔN(n)を演算
し、ステップ840でこの値をメモリに記憶する。ステ
ップ839の演算は、βを1段小さくした時の回転数N
(β)から前段の回転数N(β+1)を引いて、この値
に前回の変動幅ΔN(n−1)を加算したものである。
上記βの値が所定値−×(βの全変動段の半数)になっ
たかどうかをステップ841で判断し、NOのときには
ステップ842でnをn+1とするとともに、ステップ
843でβをβ−1として、ステップ838に戻ってβ
の減少に伴う回転数変動幅ΔN (n)を順次演算し、
それぞれ記憶する。
上記ステップ841の判断がYESでβが−Xとなった
時には、ステップ844ないし849で燃料噴射パルス
を基準値αに増大する。まず、ステップ844でnをn
+1とするとともに、ステップ845でβをβ+1とし
てから、ステップ846で燃料噴邊1パルスをT−T+
α+βに設定して、ステップ847でエンジン回転数変
動幅ΔN(n)を演算し、ステップ848でこの値をメ
モリに記憶する。ステップ847の演算は、βを1段大
きくした時の回転数N(β)から前段の回転数N(β−
1)を引いて、これに前回の変動幅ΔN(n−1)を加
算したものである。上記βの値がOになったかどうかを
ステップ8119で判断し、Noのときにはβを順次増
加して上記ステップを繰返し、βの増大に伴う回転数変
動幅ΔN(n)を演算し、それぞれ記憶する。
ステップ849の判断がYESでβ−0となると、上記
ステップ840および848で記憶した各回転数変動幅
ΔN (n)をステップ850で積算して積算変動最Σ
Δrp11+を演算し、この値が負(0未満)かどうか
をステップ851で判断する。この判断がYESの時に
・は、空燃比をリーン側に変化して回転数が減少方向に
変動したことから、現在の燃料噴射パルスT十αに対応
する空燃比が13.5よりリーンであるので、ステップ
842でαをα+1としてリッチ方向に変動させる一方
、上記判断がN。
のときには、空燃比をリーン側に変化して回転数が増大
方向に変動したことから、現在の燃料噴射パルスT+α
に対応する空燃比が13.5よりリッチであるので、ス
テップ853でαをα−1としてリーン方向に変動させ
るものである。
ステップ854で上記αの値を記憶した後、ステップS
55でαが2痩同−値となったかどうかを判断し、同一
値となっていないときには、エンジン回転数が最高回転
数となる燃料噴射パルス(空燃比)に変化していないも
のであるから、ステップ819に戻って、上記ステップ
852もしくは853で増大もしくは減少され°たαの
値に応じて空燃比を変化させる処理を繰返す。
上記αが2度同一値となって上記ステップ855の判断
がYESの時には、ステップ856で補正係数Kを演算
し、ステップ857で学習完了フラッグをセットする。
この補正係数にの演算は、αが2度同一値となった最高
エンジン回転数時(空燃比13、S)の燃料噴射パルス
T+αの値、学習前の燃料噴射パルスτ0の値および目
標空燃比(例えば14.7)が既知であることから、 (T+α) :τo K= 1 /13.5: 1 /
14.7に基づいてめられるものである。
第5図の割込み処理ルーチンはエンジンの運転状態に応
じて燃料噴射パルスを設定するものであり、スタートし
てステップ860でイニシャライズを行った後、エンジ
ン回転数の検出処理(861)、吸気負圧の検出処理(
S62)に基づき、ステップ863で基本噴射量を演算
する。さらに、この基本噴射最に対し、ステップ864
から867で水温補正、吸気温補正、高負荷時のエンリ
ッチ補正、減速時の燃料カット補正を行い、ステップ8
68で基本燃料噴射パルスτ0を演算する。
そして、ステップ869でアイドル状態かどうかを判断
し、アイドル時(YES)には学習フラングがセットさ
れているかどうかを判断しく870)、学習フラッグが
セット(YES)され第4図の学習処理が行われている
ときには、ステップS71で最終燃料噴射パルスをτ=
T+α十βに設定し、学習制御時の空燃比変動1行うた
めの燃料噴射を所定の噴射タイミング(879)で行う
。また、上記ステップ870の判断がNoで学習が完了
し学習フラッグがクリアされているときには、ステップ
872ないし876で燃料噴射パルスを徐々に目標値に
増大もしくは減少させて、最終的には第4図の学習処理
でめた補正係数Kに基づき、ステップ877で最終燃料
噴射パルスをτ−τOXKに設定し、目標空燃比となる
ように燃料噴射を行う。すなわち、ステップ872は8
70の判断がNoとなって始めて学習フラッグがクリア
されたかどうか判断するものであって、この判断がYE
Sのときには燃料噴射パルスτ=T+αはアイドル時の
エンジン回転数が最高回転数となるように変化されてい
るものであり、これをステップ877で設定される目標
燃料噴射パルスτ=τOXKに変動させるについて、ま
ず、ステップ873で燃料噴射パルスをτ−T十α十γ
に設定して微量値γだけ変動し、燃料噴射を所定の噴射
タイミング(874)で行った後には、ステップ875
で現在の燃料噴射パルスτ=T+α+γが目標値τOX
Kと等しいかどうか判断し、一致していないときにはス
テップ876で微量値γをγ+1として変動を一段階進
めてステップ875の判断がYESとなるまで噴射口を
徐々に変動させる。ステップ875の判断がYESとな
って燃料噴射パルスが目標値τOXKとなると、この目
標値で燃料噴射を行うとともに、これ以降においてはス
テップ872の判断がNoとなってステップ877に基
づく燃料噴射を継続する。
さらに、前記ステップ869の判断がNoでアイドル以
外の時には、ステップ878で最終燃料噴射パルスをτ
−τOXK′に設定し、アイドル以外の運転状態で目標
空燃比となるように燃料噴射を行う。なお、このステッ
プ878における補正係数に′は、学習制御でめた補正
係数により補正率の小さな値として大幅な空燃比変動を
避けるようにしている。
上記実施例によれば、アイドル時に空燃比と燃料噴射パ
ルスとの関係をめる学習制御時において、エンジン回転
数が°空燃比の変化以外の要因によって変動するエンジ
ン始動時を除外し、エンジン始動後所定期間を過ぎて安
定したアイドル回転数となっている状態で空燃比を変動
させ、これに対応したエンジン回転数の変動を検出し、
両者の相関関係を精度良くめて空燃比制御の精度が向上
するものである。
なお、上記実施例では空燃比の変動を基準値αに加えて
補助的変動βにより行い、これに伴う回転数変化に関連
する信号を回転数変動幅ΔN (n)の積算変動量ΣΔ
rpmによりめ、その検出精度を向上さするものである
が、制御の簡略化のため、上記補助的変動βを省略して
基準値αのみによる回転数変動量をめ、この回転数変動
量により空燃比を制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を明示するための全体構成因、 第2図は空燃比変化に対するエンジンn転数の変動特性
を示す曲線図、 第3図はメイン処理ルーチンを示すフローチャート図、 第4図は学習処理ルーチンを示すフローチャート図、 第5図は燃料噴射を行う割込み処理ルーチンを示すフロ
ーチャート図、 第6図は第4図における空燃比の変動例を示す説明図で
ある。 1・・・・・・エンジン 5・・・・・・燃料供給手段
7・・・・・・コントロールユニット 15・・・・・・始動検知手段 18・・・・・・空燃比変更手段 19・・・・・・回転数変動検出手段 20・・・・・・制御手段 21・・・・・・学習停止手段 111図 1i2 図 ii6 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)エンジンに燃料を供給する燃料供給手段と、空燃
    比を変える空燃比変更手段と、空燃比変化に伴うエンジ
    ン回転数変化に関連する信号を検出する回転数変動検出
    手段と、アイドル時に該回転数変動検出手段の検出値に
    基づいて空燃比補正値を作成し該空燃比補正値により他
    の運転領域の空燃比を目標値に制御する制御手段とを備
    えたエンジンの空燃比制御装置において、エンジン始動
    後の所定期間を検出する始動検知手段を設け、上記制御
    手段は始動検知手段の信号を受けて空燃比補正値の作成
    を解除する学習停止手段を備えてなることを特徴とする
    エンジンの空燃比制御装置。
JP23759583A 1983-12-16 1983-12-16 エンジンの空燃比制御装置 Pending JPS60128950A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150047A (ja) * 1985-11-07 1987-07-04 ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 内燃機関の混合気制御方法及び装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62150047A (ja) * 1985-11-07 1987-07-04 ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 内燃機関の混合気制御方法及び装置

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