JPS60128951A - 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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JPS60128951A
JPS60128951A JP23759683A JP23759683A JPS60128951A JP S60128951 A JPS60128951 A JP S60128951A JP 23759683 A JP23759683 A JP 23759683A JP 23759683 A JP23759683 A JP 23759683A JP S60128951 A JPS60128951 A JP S60128951A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
engine
fuel
value
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Application number
JP23759683A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Yokooku
横奥 克日子
Tadashi Kaneko
金子 忠志
Akira Takai
高井 明
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御する技術が種
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、燃料消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、
アイドル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
湾動すると、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l1IIIl精度が低下する問題を
有する。
すなわち、エンジン温度が設定値より低い冷機時には種
々の補正を行っているものであり、この潤度補正および
潤滑油の粘性等がこの温度上昇に対応して変化するもの
であり、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fJl!
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冷機時
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
ンジン冷機時を検出するエンジン6機検知手段を設け、
上記制御手段はエンジン冷機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f!4域の空燃
比を目m値に制御するにおいて、エンジンが設定温度以
下の冷機時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
ジン冷機時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10を介して出力されて、アイ1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の回転数を検出する回転数セ
ンサー12の検出信号およびスロットル弁3の全開状態
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1Oの開閉はコントロール
ユニット7からのSIG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検出する始動
スイッチ15の検出信号、冷却水温度を検出する水温セ
ンサー等からエンジン冷機時を検知するエンジン冷機検
知手段16の検出信号およびクーラ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0−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、
前記負圧センサー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量(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1
3、始動スイッチ15、エンジン冷機検知手段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冷
機時等のアイドル時における回転数不安定要素を検出し
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
て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11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@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20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Δrp―が上昇するか低下するかを
検出し、これがら空燃比が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蒔直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。
次に上記コントロールユニット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、この例においては、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ωずつ弯、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S10でエンジン冷機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
でエンジン冷機検知手段16(水温センサー)による冷
却水温が60℃以−ヒかを判断し、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で始動スイッチ15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
る状態)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S5でエンジ
ン回転数が8(1(l rpm以下かどうか判断し、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、
設定時間t2秒経過したかどうかを判断し、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
るまでの状態)として検出し、ステップS8で補機類ス
イッチ17がオフかどうかを判断し、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810で前回のエンジン回転数N
(n−1)との偏差の絶対値か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
ラグの失火等の上記不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S10の判断がYESのとき、
すなわら、安定したアイドリング状態のときには、ステ
ップ811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。この学習完了フラッグは第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812でアイドル回転数変動幅11
のゲート回路10に対してSIG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SIG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(313)L、てから、ステップ814
で第4図のルーチンに基づく学習処理を行った後、学習
フラッグをクリア(815)L/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をメモリから呼出寸。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325は燃料噴射パルスを基準値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[til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×(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S20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S23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326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328で燃判噴射バルスをT−T+α十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でこの値をメモリに記憶
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ΔN
(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−Oとなると、上記
ステップ822および830で記憶した各回転数変動幅
ΔN(n)をステップ832で積算して積算変動量ΣΔ
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+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、ステッーブ
837に進んで8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+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で燃料噴射パルスを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84g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)かや前段の回転数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になったがどうかを
ステップ849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錫ΣΔ
rpl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り
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8
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13.5)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 /1
4.7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S60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fJJ量を
演算する。さらに、この基本噴射量に対し、ステップ8
64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868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ll* (YES>には学習フラッグがセ
ットされているかどうかを判断しく570)、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871で最終燃料噴射パルス
をτ=T十α+βに設定し、学習制御時の空燃比変動を
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S7
2は870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YES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S77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+
α+γに設定してmi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
τOXK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で徴聞値γをγ+1として変動を一
段階進めてステップS75の判断がYESとなるまで噴
射量を徐々に変動させる。ステップ875の判断がY、
ES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8
77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87Bで最終燃料噴射パルスをτ
=τ0XK−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
冷機時を除外し、エンジン温度が上昇して安定したアイ
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痩が向上するもの
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」ΣΔr
pmによりめ、その検出M度を向上させるものであるが
、IIJIII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−をめ、この回転
数変動船により空燃比を一す御しても良い。
【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図、 第2図は空燃比変化に対するエンジン回転数の変動特性
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 16・・・・・・エンジン冷機検知手段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 第2図 116図 l1Iai関

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、エンジン冷機
    時を検出するエンジン冷機検知手段を設け、上記制御手
    段はエンジン冷機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。
JP23759683A 1983-12-16 1983-12-16 エンジンの空燃比制御装置 Pending JPS60128951A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0714028U (ja) * 1993-08-19 1995-03-10 利昭 山岡 石製基壇
JP2003083450A (ja) * 2001-09-12 2003-03-19 Teikoku Piston Ring Co Ltd 組合せオイルリング、及びサイドレールの製造方法

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JPH0714028U (ja) * 1993-08-19 1995-03-10 利昭 山岡 石製基壇
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