JPS6056150A - エンジンの制御装置 - Google Patents
エンジンの制御装置Info
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- JPS6056150A JPS6056150A JP58162620A JP16262083A JPS6056150A JP S6056150 A JPS6056150 A JP S6056150A JP 58162620 A JP58162620 A JP 58162620A JP 16262083 A JP16262083 A JP 16262083A JP S6056150 A JPS6056150 A JP S6056150A
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- Japan
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- combustion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
- F02D35/022—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions using an optical sensor, e.g. in-cylinder light probe
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
- B22D41/50—Pouring-nozzles
- B22D41/58—Pouring-nozzles with gas injecting means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
- F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
- F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
- F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
- F02P5/15—Digital data processing
- F02P5/152—Digital data processing dependent on pinking
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4298—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with non-coherent light sources and/or radiation detectors, e.g. lamps, incandescent bulbs, scintillation chambers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Of Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
政権分立
この発明はエンジンの制御装置に関し、特に気筒毎の燃
焼室の燃焼状態に応じて、各種燃焼条件を各気筒毎に独
立して制御するようにしたものである。
焼室の燃焼状態に応じて、各種燃焼条件を各気筒毎に独
立して制御するようにしたものである。
鵞」U1敬
従来からエンジンの各気筒における点火時期、空燃比、
排気還流量等の燃焼条件を、エンジンの運転状態に応じ
て最適に制御するため、例えばノッキング検出やエンジ
ン温度に応じて制御することがなされている。
排気還流量等の燃焼条件を、エンジンの運転状態に応じ
て最適に制御するため、例えばノッキング検出やエンジ
ン温度に応じて制御することがなされている。
例えば、ノンキング検出によるエンジンの制御装置とし
ては、昭和56年11月、日産自動車株大会社発行のサ
ービス同報第448号の第36〜37頁にも記載さ]し
ているが、第1図に示すようなものがある。
ては、昭和56年11月、日産自動車株大会社発行のサ
ービス同報第448号の第36〜37頁にも記載さ]し
ているが、第1図に示すようなものがある。
これを簡単に説明すると、エンジンEのシリンダブロッ
ク1に振動加速度センサ等のノックセンサ2を取付け、
シリンダブロック1の振動を検出してノッキング信号と
してコントロールユニット乙に入力し、ノッキングに特
有な周波数成分のみを分離してノッキング発生の有無を
判別し、ノッキング発生時には点火時期制御信号により
イグニッションコイル4及びディストリビュータ5を介
して点火プラグ6によって点火する時期を遅らせて、ノ
ッキングの発生を回避するように制御するものであるわ なお、第1@中7はシリンダヘッド、8は吸気管、Sは
排気管、10はインジェクタである。
ク1に振動加速度センサ等のノックセンサ2を取付け、
シリンダブロック1の振動を検出してノッキング信号と
してコントロールユニット乙に入力し、ノッキングに特
有な周波数成分のみを分離してノッキング発生の有無を
判別し、ノッキング発生時には点火時期制御信号により
イグニッションコイル4及びディストリビュータ5を介
して点火プラグ6によって点火する時期を遅らせて、ノ
ッキングの発生を回避するように制御するものであるわ なお、第1@中7はシリンダヘッド、8は吸気管、Sは
排気管、10はインジェクタである。
しかしながら、シリンダブロック1及びシリンダヘッド
7等からなるエンジン本体は、複雑な要因で振動を発生
しているため、ノックセンサ2による振動の検出には精
度的に問題があった。
7等からなるエンジン本体は、複雑な要因で振動を発生
しているため、ノックセンサ2による振動の検出には精
度的に問題があった。
また、金気筒に対して1個のノックセンサを取付けるた
め、エンジンの機種ごとにノックセンサの最適取付位置
を探さなければならず、しかも、気筒毎の正確な制御が
困難であるという問題もあった。
め、エンジンの機種ごとにノックセンサの最適取付位置
を探さなければならず、しかも、気筒毎の正確な制御が
困難であるという問題もあった。
■−〕在
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり
、エンジンの各気筒毎に燃焼室内に燃焼状態を直接検出
して異常燃焼にによるノッキングの発生等の検出精度を
高めるとともに、それに応じて各気筒毎に夫々独立して
点火時期等の燃焼条件の制御を応答性良く行なうことが
できるエンジンの制御装置を提供することを目的とする
。
、エンジンの各気筒毎に燃焼室内に燃焼状態を直接検出
して異常燃焼にによるノッキングの発生等の検出精度を
高めるとともに、それに応じて各気筒毎に夫々独立して
点火時期等の燃焼条件の制御を応答性良く行なうことが
できるエンジンの制御装置を提供することを目的とする
。
隻−瓜
そのため、この発明によるエンジンの制御装置は、エン
ジンの各気筒毎に燃焼室内で発生する光エネルギを検出
して電気信号に変換する光検出手段と、その各光検出手
段による検出信号によって各気筒毎の燃焼状態を判別す
る判別手段と、その判別手段による判別結果に応じて各
気筒毎の燃焼条件を制御する制御手段とからなるもので
ある。
ジンの各気筒毎に燃焼室内で発生する光エネルギを検出
して電気信号に変換する光検出手段と、その各光検出手
段による検出信号によって各気筒毎の燃焼状態を判別す
る判別手段と、その判別手段による判別結果に応じて各
気筒毎の燃焼条件を制御する制御手段とからなるもので
ある。
夾」し鮭
この発明の実施例を第2図以降を参照して説明する。
なお、以下の実施例においては、エンジンにおける各種
燃焼条件のうち、特にノッキングの発生に対する点火時
期制御の例について説明する。
燃焼条件のうち、特にノッキングの発生に対する点火時
期制御の例について説明する。
第2図は、この発明の第1実施例を模式的に示した構成
図であり、シリンダヘッド7はシリンダブロックから取
り外して下側から見た状態で1気筒分のみを示している
。
図であり、シリンダヘッド7はシリンダブロックから取
り外して下側から見た状態で1気筒分のみを示している
。
11はシリンダヘッド7に形成した燃焼室であり、吸気
管8に接続する吸気ボートを開閉する吸気弁12と、図
示しない排気管に接続する排気ボートを開閉する排気弁
13が設けられ、点火プラグ5の電極部が露出している
。
管8に接続する吸気ボートを開閉する吸気弁12と、図
示しない排気管に接続する排気ボートを開閉する排気弁
13が設けられ、点火プラグ5の電極部が露出している
。
この燃焼室11内の曲線は、点火時の等燃焼時期線を示
している。
している。
また、このシリンダヘッド7には、燃焼室11の内壁1
1.の点火プラグ6から遠い部分から半径方向に透孔1
4が形成されている。
1.の点火プラグ6から遠い部分から半径方向に透孔1
4が形成されている。
そして、この透孔14内に、燃焼室11に臨んで赤外光
をよく通すサファイヤ等による耐圧、耐熱性のある窓ガ
ラス15を嵌め込み、さらに集光レンズ(凸レンズ)1
6を保持する筒体17を庇スさせている。
をよく通すサファイヤ等による耐圧、耐熱性のある窓ガ
ラス15を嵌め込み、さらに集光レンズ(凸レンズ)1
6を保持する筒体17を庇スさせている。
この筒体17の外端部には、集光レンズ16によって集
光された光をシリンダヘッド7の外へ導出する光ファイ
バ18の一端が、集光レンズ16の光軸上に中心を一致
させて接続してあり、その光フアイバ1日に他端は、光
電変換器1日に導入され、フォトダイオード、フ第1〜
1−ランジスタ。
光された光をシリンダヘッド7の外へ導出する光ファイ
バ18の一端が、集光レンズ16の光軸上に中心を一致
させて接続してあり、その光フアイバ1日に他端は、光
電変換器1日に導入され、フォトダイオード、フ第1〜
1−ランジスタ。
Cds等の受光素子の受光面に対向している。
これらの窓ガラス15.集光レンズ16.光ファイバ1
8及び光電変換器19によって、燃焼室11内で発生す
る光エネルギを検出して電気信号に変換する光検出手段
20を構成しており、これらは各気筒毎に設けられてい
る。
8及び光電変換器19によって、燃焼室11内で発生す
る光エネルギを検出して電気信号に変換する光検出手段
20を構成しており、これらは各気筒毎に設けられてい
る。
なお、集光レンズ16は、燃焼室11内の点火プラグ6
から遠く燃焼が最も遅く起り、未燃部内た光爪の光(主
として赤外光)が発生するので、この光が窓ガラス15
を通して集光レンズ16によって集光され、光ファイバ
18を介して光電変換器1日に導かh、電気信号に変換
される。
から遠く燃焼が最も遅く起り、未燃部内た光爪の光(主
として赤外光)が発生するので、この光が窓ガラス15
を通して集光レンズ16によって集光され、光ファイバ
18を介して光電変換器1日に導かh、電気信号に変換
される。
したがって、ノッキング発生時には、ノッキング判別回
路22に入力する信号S1のレベルが大きくなるので、
′例えば未燃部混合気温度が第3図のA℃に相当する場
合の信号レベルを基準値Vrとして、ノッキング判別回
路22は入力信号S1のレベルをこの基準値Vrと比較
することによって、ノッキング発生の有無を判別する。
路22に入力する信号S1のレベルが大きくなるので、
′例えば未燃部混合気温度が第3図のA℃に相当する場
合の信号レベルを基準値Vrとして、ノッキング判別回
路22は入力信号S1のレベルをこの基準値Vrと比較
することによって、ノッキング発生の有無を判別する。
すなわち、入力信号S1が基準値Vrより大きい場合に
、ノッキングが発生したと判別してノッキング信号S2
を出力する。
、ノッキングが発生したと判別してノッキング信号S2
を出力する。
点火時期制御装置23は、このノッキング信号S2が入
力した時には、点火時期制御信号S3の発生を遅らせて
、点火装置24による点火プラグ6への高電圧印加時期
、すなわち点火時期を遅らせ、その気筒内での次の燃焼
サイクルからノッキングの発生を回避させるようにする
。
力した時には、点火時期制御信号S3の発生を遅らせて
、点火装置24による点火プラグ6への高電圧印加時期
、すなわち点火時期を遅らせ、その気筒内での次の燃焼
サイクルからノッキングの発生を回避させるようにする
。
このようにして、各気筒毎の燃焼室内の自己発火による
異常燃焼を直接検出することによって、ノッキングの発
生を判別し、気筒毎に独立して点火時期を制御すること
により、極めて高精度で応答性のよいノッキング制御を
行なうことができる。
異常燃焼を直接検出することによって、ノッキングの発
生を判別し、気筒毎に独立して点火時期を制御すること
により、極めて高精度で応答性のよいノッキング制御を
行なうことができる。
次に、この発明の第2実施例を第4図を用いて説明する
が、第2図と対応する部分には同一符号を付しである。
が、第2図と対応する部分には同一符号を付しである。
この実施例におけるシリンダヘッド7には、燃焼室11
の内壁面11aの点火プラグ6から遠い部分から接線方
向に透孔29を形成してあり、この透孔29内に光検出
手段である光検出器30に嵌着している。
の内壁面11aの点火プラグ6から遠い部分から接線方
向に透孔29を形成してあり、この透孔29内に光検出
手段である光検出器30に嵌着している。
光検出器30は、燃焼室11に臨むサファイヤ等の窓ガ
ラス31と、赤外光のみを通過させる特性を有する光学
フィルタ32と、赤外光に苅して感゛度がよいフォトダ
イオード等による光電変換器33とが保持筒34に一体
に組付けられている。
ラス31と、赤外光のみを通過させる特性を有する光学
フィルタ32と、赤外光に苅して感゛度がよいフォトダ
イオード等による光電変換器33とが保持筒34に一体
に組付けられている。
その他の構成は第2図の第1実施例と同様であるので、
説明を省略する。
説明を省略する。
この実施例においても、光検出器ろ0が、燃焼室11内
の点火プラグ6から遠い部分の未燃部混合気の自己発火
によって発生する赤外光(熱線)を検出して電気信号に
変換して出力するので、この信号Soを増幅器21によ
って増幅してノッキング判別回路22に入力させること
により、前述の実施例と同様に各気筒毎のノッキングの
発生を精度よく判別し、点火時期制御装置23により次
の燃焼サイクルからの点火時期を遅らせるように制御し
、応答性のよいノッキング制御を行なうことができる。
の点火プラグ6から遠い部分の未燃部混合気の自己発火
によって発生する赤外光(熱線)を検出して電気信号に
変換して出力するので、この信号Soを増幅器21によ
って増幅してノッキング判別回路22に入力させること
により、前述の実施例と同様に各気筒毎のノッキングの
発生を精度よく判別し、点火時期制御装置23により次
の燃焼サイクルからの点火時期を遅らせるように制御し
、応答性のよいノッキング制御を行なうことができる。
次に、この発明の第3実施例を第5図によって説明する
。
。
この実施例は、第4図の赤外光を検出する光検出器30
に代えて、紫外光を検出する光検出器40を用いた点の
みが前述の第2実施例と異なるだけである。
に代えて、紫外光を検出する光検出器40を用いた点の
みが前述の第2実施例と異なるだけである。
そして、この光検出器40は、紫外光を通す石英等によ
る窓ガラス41と、紫外光の特定波長帯のみを通過させ
る特性を有する光学フィルタ42と、紫外光に感度のよ
いフォトダイオード等による光電変換器43を保持筒4
4に一体に組み(=Jけて、第2実施例と同様にシリン
ダブロック7に形成された透孔2S内に嵌着している。
る窓ガラス41と、紫外光の特定波長帯のみを通過させ
る特性を有する光学フィルタ42と、紫外光に感度のよ
いフォトダイオード等による光電変換器43を保持筒4
4に一体に組み(=Jけて、第2実施例と同様にシリン
ダブロック7に形成された透孔2S内に嵌着している。
この実施例によれば、燃焼室11内の未燃部混合気が自
己発火に至る前の予反応によって発生ずる紫外光のエネ
ルギを検出することによって、前述の各実施例と同様に
、ノッキング発生の有無を精度良く判別し、点火時期を
応答性良く制御することができる。
己発火に至る前の予反応によって発生ずる紫外光のエネ
ルギを検出することによって、前述の各実施例と同様に
、ノッキング発生の有無を精度良く判別し、点火時期を
応答性良く制御することができる。
以上の各実施例は、いずれもノッキングの発生を回避す
るための点火時期制御の例であるが、光学のフィルタや
窓ガラスによる光の通過波長帯域特性や、光電変換器の
感度特性を選ぶことにより、各気筒毎の燃焼室内の燃焼
状態(例えば既燃部の温度等)を種々検出することがで
きるので、それに応じて空燃比や排気ガス環流星等の他
の各種燃焼条件の制御をも高精度で応答性良く行なうこ
とができる。
るための点火時期制御の例であるが、光学のフィルタや
窓ガラスによる光の通過波長帯域特性や、光電変換器の
感度特性を選ぶことにより、各気筒毎の燃焼室内の燃焼
状態(例えば既燃部の温度等)を種々検出することがで
きるので、それに応じて空燃比や排気ガス環流星等の他
の各種燃焼条件の制御をも高精度で応答性良く行なうこ
とができる。
その場合、応答性が極めて良いため、変動幅を考慮する
ならば、クランク角度に対した平均値化処理を行なった
後、各種制御部にフィードAツクをかけるようにしても
よい。
ならば、クランク角度に対した平均値化処理を行なった
後、各種制御部にフィードAツクをかけるようにしても
よい。
効果
以上述べたように、この発明によれば各気筒毎に燃焼状
態を1、燃焼室内で発生する光のエネルギによって直接
検出し、それに応して各気筒毎に各種燃焼条件を独立し
て制御するので、検出精度及び制御の応答性が極めて良
く、適確なフィードバック制御を行なうことができる。
態を1、燃焼室内で発生する光のエネルギによって直接
検出し、それに応して各気筒毎に各種燃焼条件を独立し
て制御するので、検出精度及び制御の応答性が極めて良
く、適確なフィードバック制御を行なうことができる。
また、検出系が燃焼室内で発生する光のエネルギを検出
するため、燃焼室回りという電気ノイズの多い環境にお
いても正確で高精度の検出が可能である。
するため、燃焼室回りという電気ノイズの多い環境にお
いても正確で高精度の検出が可能である。
特に、この発明をノッキング制御に適用した場合には、
エンジン本体に発生している種々の振動によるノイズの
影響を受けることもなく、ノッキングの発生による信号
のみを検出できるので、効果的なノッキング防止ができ
る。
エンジン本体に発生している種々の振動によるノイズの
影響を受けることもなく、ノッキングの発生による信号
のみを検出できるので、効果的なノッキング防止ができ
る。
第1図は、従来のエンジン制御装置の一例を示す構成図
、 第2図は、この発明の第1実施例を模式的に示す構成図
、 第3図は、燃焼室内の未然部混合気温度とノッキング強
度との関係を示す線図。 第4図は、この発明の第2実施例を模式的に示す構成図
、 第5図は、この発明の第3実施例を模式的に示す構成図
である。 6 ・点火プラグ 7・・シリンダ八ツ1−11・・燃
焼室 12・吸気弁 13・・排気弁 14・・・透孔 15・・窓ガラス 16・集光レンズ 18・・・光ファイバ 19・・・光電変換器20・・
・光検出手段 22・・・ノッキング判別回路(判別手段)23・・・
点火時期制御装置(制御手段)24・・・点火装置 2
日・・・透孔 30.40・・・光検出器 31.41・・窓ガラス 32.42・・・光学フィルタ 33.43・・・光電変換器 第32111 第4II 11 N Q C
、 第2図は、この発明の第1実施例を模式的に示す構成図
、 第3図は、燃焼室内の未然部混合気温度とノッキング強
度との関係を示す線図。 第4図は、この発明の第2実施例を模式的に示す構成図
、 第5図は、この発明の第3実施例を模式的に示す構成図
である。 6 ・点火プラグ 7・・シリンダ八ツ1−11・・燃
焼室 12・吸気弁 13・・排気弁 14・・・透孔 15・・窓ガラス 16・集光レンズ 18・・・光ファイバ 19・・・光電変換器20・・
・光検出手段 22・・・ノッキング判別回路(判別手段)23・・・
点火時期制御装置(制御手段)24・・・点火装置 2
日・・・透孔 30.40・・・光検出器 31.41・・窓ガラス 32.42・・・光学フィルタ 33.43・・・光電変換器 第32111 第4II 11 N Q C
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 エンジンの各気筒毎に燃焼室内で発生する光エネル
ギを検出して電気信号に変換する光検出手段と、該各光
検出手段による検出信号によって各気筒毎の燃焼状態を
判別する判別手段と、該判別手段による判別結果に応じ
て各気筒毎の燃焼条件を制御する制御手段とからなるこ
とを特徴とするエンジンの制御装置。 2 光検出手段が、シリンダヘッドの燃焼室の点火プラ
グから遠い部分の内壁面から径方向に形成した透孔内に
設けられた窓ガラス及び集光レンズと、該集光レンズに
よって集光された光をシリンダヘッド外に導く光ファイ
バと該光ファイバによって導かれた光を受光して電気信
号に変換する光電変換器とからなる特許請求の範囲第1
項記載のエンジンの制御装置。 3 光検出手段が、シリンダヘッドの燃焼室の点火プラ
グから遠い部分の内壁面がら接線方向に形成した透孔内
に設けられた窓ガラスと特定波長帯域の光のみを通過さ
せる光学フィルタと該窓ガラス及び光学フィルタを通過
した光を受光して電気信号に変換する光電変換器とから
なる特許請求の範囲第1項記載のエンジンの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58162620A JPS6056150A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | エンジンの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58162620A JPS6056150A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | エンジンの制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6056150A true JPS6056150A (ja) | 1985-04-01 |
JPH0534502B2 JPH0534502B2 (ja) | 1993-05-24 |
Family
ID=15758066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58162620A Granted JPS6056150A (ja) | 1983-09-06 | 1983-09-06 | エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6056150A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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