JPS614842A - 内燃エンジンの冷間時の燃料供給量フイ−ドバツク制御方法 - Google Patents

内燃エンジンの冷間時の燃料供給量フイ−ドバツク制御方法

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JPS614842A
JPS614842A JP12666484A JP12666484A JPS614842A JP S614842 A JPS614842 A JP S614842A JP 12666484 A JP12666484 A JP 12666484A JP 12666484 A JP12666484 A JP 12666484A JP S614842 A JPS614842 A JP S614842A
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JP
Japan
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value
engine
feedback control
fuel supply
engine temperature
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Pending
Application number
JP12666484A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Otobe
乙部 豊
Shuichi Kano
加納 秀一
Akira Fujimura
章 藤村
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS614842A publication Critical patent/JPS614842A/ja
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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
    • F02D41/1488Inhibiting the regulation
    • F02D41/1489Replacing of the control value by a constant

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】 (技術分野) 本発明は内燃ニシジンの冷間時の燃料供給量フィードバ
ック制御方法に関し、特にフィードバック制御開始時に
混合気のリーン化を防止するようにした燃料供給量フィ
ードバック制御方法に関する。
(発明の技術的背景とその問題点) 内燃エンジン、特にガソリンエンジンの燃料噴射装置の
開弁時間を、エンジン回転数と吸気管内の絶対圧とに応
じた基準値に、エンジンの作動状態を表わす諸元1例え
ば、エンジン回転数、吸気管内の絶対圧、エンジン水温
、スロットル弁開度、排気濃度(酸素濃度)等に応じた
定数および/または係数を電子的手段により加算および
/または乗算することにより決定して燃料噴射量を制御
し、もってエンジンに供給される混合気の空燃比を制御
するようにした燃料供給量制御方法が知られている。
斯かる燃料供給量制御方法に依れば、エンジンが所定の
フィードバック運転状態にあるとき、水温増量係数の値
を所定値(例えば値1.0)に設定すると共に、エンジ
ンの排気系に配置された排気ガス濃度検出手段、例えば
02濃度を検出する02センサの出力に応じてフィード
バック係数値K o 2を変化させて燃料噴射装置の開
弁時間を所要値に制御する空燃比のフィードバック制御
(クローズトループ制御)を行って燃費の向上を図ると
共にC○、HC,’NOx等の有害排気ガス成分の排出
量を減少させる一方、ニシジン水温が所定値(例えば2
5°C)より低い冷間運転状態にあるとき、前記係数値
K o 2を所定値(例えば値1.0又はフィードバッ
ク制御時に設定されたKoz値の平均値)に設定すると
共に、前記水温増量係数KTWの値をエンジン水温に応
じた値に設定し、これらの係数値により空燃比を理論空
燃比より燃料過濃(リンチ)側の所要値になるようにオ
ープンループ制御をt]ない、これによりエンジン運転
を安定化させると共にエンジンの暖機が早期に完了する
ようにしている。
一方、エンジンの気筒に実際に吸入される空気重量はエ
ンジン水温以外の他のエンジン運転パラメータ値が一定
の場合にはエンジン水温か低下するに伴い増加すること
が知られている。然るに、上述の燃料供給量制御方法に
依れば、エンジン水温が前記所定値より高く且つエンジ
ンが所定のフィートバック運転状態にあれば上述のフィ
ートバンク係数■り02及び水温増量係数KTWの値を
夫々前述の所定値に設定し、斯く設定した係数値を用い
てフィードバック制御開始時の開弁時間の初期値を設定
するようにしているので、エンジン水温値に依っては空
燃比が一時的にリーン化してしまう場合が生し得る。即
ち、エンジン水温か前記所定値(25℃)より高いがこ
れより高い所定値(例えば75℃)以下の場合、燃料噴
射装置の開弁時間の基準値をエンジン回転数と吸気管内
絶対圧とで設定する上述の燃料供給量制御方法において
は、上述のエンジン水温の低下に伴って吸入空気重量が
増加する現象の影響を大きく受はエンジン水温が低い程
空燃比がリーン化する。ブイ−1〜バツク制御の開始時
に一時的にリーン化した空燃比はその後のフィードバッ
ク制御により前記所要値に制御されることになるがこの
間エンジン運転性能の悪化を招来すると共に排気ガス特
性、特にNOxの排出量に悪影響を与える。
(発明の概要) 本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので
、本発明の目的はエンジンの冷間時の空燃比のフィード
バック制御開始時における空燃比のリーン化を防止し、
もってエンジンの運転性能の向上を図ると共に排気ガス
性能の改善を図った内燃エンジンの燃料供給量フィード
バック制御方法を提供することである。
斯かる目的を達成するために本発明に依れば、内燃エン
ジンの温度が第1の所定値以下のとき。
エンジンへの燃料供給量をエンジン温度に応じて設定さ
れる第1の補正値を用いて、増量補正するオーブンルー
プ制御を行になう一方、エンジン温度が前記第1の所定
値以上であり、且つエンジンか所定のフィードバック運
転状態にあるとき、エンジンへの燃料供給量をエンジン
の排気ガス濃度に応じて設定される第2の補正値を用い
て所要値にフィー1くバック制御を行なう燃料供給量フ
ィードバック制御方法において、前記フィードバック制
御の開始時のエンジン温度が前記第1の所定値以上且つ
前記第1の所定値より高い第2の所定値以下のとき、前
記第2の補正値の値を所定値に設定し、斯く設定された
第2の補正値と前記第1の補正値を用いて前記フィード
バック制御開始時の燃料供給量の初期値を設定し、エン
ジン温度が前記第1の所定値以上且つ前記第2の所定値
以外のときにエンジン温度に応じて設定される前記第1
の補正値の値はエンジン温度以外の他のエンジン運転パ
ラメータ値が一定である場合にエンジン温度の低下に1
゛r、って増大する吸入空気重量の増加量に対応した値
であることを特徴とする内燃エンジンの燃料供給量フィ
ードバック制御方法が提供される。
(発明の実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
先ず、第2図において、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には吸気管2が接続され、吸
気管2の途中にはスロットル弁3が設けられている。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、Itで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とスロットル弁3間には燃料噴射
弁6が設けられている。この燃料噴射弁6は吸気管2の
図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒ごとに設けられ
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ECU3に電気的に接続されて、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、スロットル弁3の下流には管7を介して絶対圧(
1’ n 、\ラセンサ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
(TA)センサ9が取付けられており、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。
エンジン本体Iにはエンジン水温(Tw)センサ10か
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扛て、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(CYL)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(=Jけら
れており、前者1]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12は特定の気筒の所定のクランク角度位置でそれ
ぞれ1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Jしる。
エンジンIの排気管1.3には二元触媒14か配置され
排気ガス中のHC,Co、NOx成分の浄化作用を行な
う。この二元触媒14の一ヒ流側には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ECU3に供給する。更に
、E CU 5には、大気圧を検出するセンサ等の他の
エンジン運転パラメータセンサ16が接続されている。
。 ECU3は上述の各種エンジンパラメータ信号に基いて
、02フイードバツク運転領域等のエンジン運転状態を
判別すると共に、エンジン運転状態に応じて以下に示す
式で与えられる燃料噴射ツt6の燃料噴射時間T o 
U Tを演算する。
Tou T =Ti XKo 2 XKTwXKl +
l(2−(+)ここにTiは基本燃料噴射時間を示し、
この基本燃料噴射時間Tiは吸気管内絶対圧PI]Aと
エンジン回転数Neに応じて演算される。Ko2はエン
ジンがフィードバック運転領域にあるとき実際の排気ガ
ス中の酸素濃度に応じて設定され、エンジンがフィード
バック運転領域以外の領域にあるとき所定値(例えば値
1.0又はエンジンがフィードバック運転領域にあると
き前記TDC信号毎に適用された1(o2値の平均値)
に設定されるo2フィードバック補正係数KTWは本発
明に係る、詳細は後述するエンジン水温に応じて設定さ
れる補正係数であり、該係数KTWの値は詳細は後述す
るように2つのエンジン水温増量係数値KTw4及びK
TW2の積値(KTW=にTwIXKTW2)で与えら
れる。K1及びに2は上述以外の補正係数又は補正変数
であって、これらの値は前述の各種センサ、すなわち、
スロットル弁開度センサ4、吸気管内絶対圧センサ8、
吸気温センサ9、エンジン水温センサ1O1Neセンサ
11、気筒判別センサ12.02センサ15等からのエ
ンジンパラメータ信号に応じて始動特性、排気ガス特性
、燃費特性、エンジン加速特性等の諸特性が最適なもの
となるように所定の演算式に基いて演算される。
E CU 5は上述のようにして求めた燃料噴射時間T
 O11−rに基いて燃料噴射弁6を開弁させる駆動信
号を燃料噴射弁6に供給する。
第3図は第2図のECU3内部の回路構成を示す図で、
第2図のNeセンサ11からのエンジン回転数信号は波
形整形回路501で波形整形された後、TDC信号とし
て中央処理装置(以下[CPUJという)503に供給
されると共にM eカウンタ502にも供給される。M
eカウンタ502はNeセンサ11から前回所定位置信
号の入力時から今回所定位置信1号の入力時までの時間
間隔を計数するもので、その計数値Meはエンジン回転
数Neの逆数に比例する。Meカウンタ502はこの計
数値Meをデータバス510を介してCP U303に
供給する。
第2図の吸気温TAセンサ9、吸気管内絶対圧PBAセ
ンサ8、エンジン水温Twセンサ10゜0□センサ15
等の各種センサからの夫々の出力信号はレベル修正回路
504で所定電圧レベルに修正された後、マルチプレク
サ505により順次A/Dコンバータ506に供給され
る。A/Dコンバータ506は前述の各センサからの出
力信号を順次デジタル信号に変換して該デジタル信号を
テータパノ、510を介してCPU503に供給する。
CP U 50 :3は、更に、データバス510を介
してり−にオンリメモリ(以下FROMJ という)5
07、ランダムアクセスメモリ(ROM)508及び駆
動回路509に接続されており、RAM508はCPU
503での演算結果等を一時的に記御し、ROM507
はCPU503で実行される制御プログラム、燃料噴射
弁6の基本噴射時間Tiマツプ、後述するKrwI及び
K T W 2値マツプ等を記憶している。CP U 
503はROM507に記憶されている制御プログラム
に従って前述の各種エンジンパラメータ信号に応じた燃
料噴射弁6の燃料噴射時間T o U Tを演算して、
これら演算値をデータバス510を介して駆動回路50
9に供給する。駆動回路509は前記演算値に応じて燃
料噴射弁6を開弁させる制御信号を該噴射弁6に供給す
る。
第1図は上述のROM 507に記憶された、本発明に
係る制御プログラムを示し、本プログラムはTDC信号
パルスが発生する毎に実行される3゜先ず、ステップ1
及び2において02センサ15が排気ガス中のC)zt
A度を正しく検出し得る否かを判別する。即ち、ステッ
プ1では02センサの活性化信号が出力されたか否かを
検出し、ステップ2ではこの02センサ活性化信号の出
力後所定時間tx(例えば60秒)が経過したか否かを
検出する。酸化ジルコニウム等から成る0、センサ15
はその内部抵抗か温度の上昇につれ減少してくる特性を
持っている。この02センサ15にECU3に内蔵され
る定電圧源から適当な抵抗値を有する抵抗を介して電流
を供給すると不活性時には最初その出力電圧が定電圧源
の電圧(例えば51に近い値を示し、その温度が上置す
るにつれて出力電圧か低下する。そこで、02センサ1
5の出力電圧が所定の電圧Vx(例えば0.5V)まで
低下した時に活性化信号を発生し、その信号の発生から
所定の時間tx(例えば60秒)が経過したとき、02
センサ15からの出力信号による02フイードバツク制
御が可能であると判定するのである。尚、」二記のよう
に02センサ出力電圧が所定値Vxに達した後所定時間
txを設けたのは、暖機中には時間に対する出力電圧の
変化率がその電圧が小さくなる程小さくなることにより
現実のA/Dコンバータ等の性質上比較的高い精度で検
出しやすいように所定値Vxを高い値に設定したためで
、この時点では02センサ15は未だ不活性の状態にあ
る。この所定値Vx達成後適当な時間の経過を待って0
2センサ出力電圧が十分に低くなった時点即ち02セン
サが活性化した時点がら空燃比のフィードバック制御を
開始させるようにしたものである。
ステップ1及び2のいずれかの判別結果が否定(No)
の場合にはステップ3に進み、エンジン水温増量係数K
TWI及びKTW2の各値を夫々演算する。係数値KT
WIはエンジン水温センサ10からのエンジン水温値T
wが所定値Two□1(例えば25℃)以下の場合にエ
ンジン水温値Twに応じて、値1.0より大きい値に設
定される。第4図はエンジン水温Tw値−KTW値テー
ブルを例示する図であり、KTWI値はエンジン水温値
Twの低下と共により大きい値となるよう設定される。
係数KTWIはエンジンの冷間時にエンジンに噴射供給
された燃料量の一部が気化しないために、又、燃料の一
部が吸気管内壁に付着してしまうために、これらの燃料
量を補正するものあり、更に、冷間時にエンジンの摺動
部等の摩擦抵抗の増加に起因する運転性能の悪化を防止
するために空燃比をリッチ化するものである。エンジン
水温値Twが前記所定値TW021以上である場合には
斯かる問題が解消されるので係数KTVHによって燃料
供給量を補正する必要がなくなり、係数値K ・r w
 1は後述するように値1.0に設定されると共に、後
述するように02フイードバツク制御が開始可能となる
係数値KTW2はエンジン水温センサ10からのエンジ
ン水温値Twが所定値TWO22(例えば75℃)以下
の場合にエンジン水温値Twに応じて、値1.0より大
きい値に設定される。第5図はエンジン水温7w値−K
TW2に値テーブルを例示する図てあり、K T W 
2値もエンジン水温値Twの低下と共により大きい値と
なるように設定される。
係数に1w2はエンジン水温以外の他エンジン運転パラ
メータ値が一定の場定にエンジン水温値TVが所定イ1
1′ビL’ w o 22以下の場合に、エンジン水温
T wの低ドと共に増加する吸入空気重量に対して不足
する燃料量を補正するためのものであり、この係数K・
r w 2により空燃比のリーン化が防止される。
次いで、第1図のステップ4に進み、o2フィートバッ
ク係数K o 2の値を所定値(例えば値1.0)に設
定し、−C本プログラムを終了する。このステップ4に
おいて係数Ko2の値を所定値(1,0)に設定するこ
とは空燃比のオープンループ制御を実行することを意味
する。
ステップ1及び2のいずれの判別結果も背定(Yes)
の場合、即ち、02センサ15の活性化が完了した場合
、ステップ5に進み、エンジン水温センサ10からのエ
ンジン水温値Twが所定値T w o□、(25℃)よ
り小さいか否かを判別する。エンジン水温値Twが該所
定値TWO21より小さい場合には前述のステップ3及
び4を実行してオープンループ制御が実行される。
ステップ5の判別結果が否定(No)の場合、即ちエン
ジンが空燃比の02フイードバツク制御が実行可能な運
転状態にあることを意味し、この場合にはステップ6に
おいて前記係数K T NV lの値を値1.0に設定
すると共に係数KTW2の値を前記ステップ3で説明し
たと同様に第5図のKTwz値マツプに基いてエンジン
水温値Twに応じた値に設定する。次いで、ステップ7
に進みエンジンが02フイードバツクすべき運転領域に
あるか否かを判別する。スロットル弁の開度OT Hが
所定値以上に開弁され混合気のリッチ化が要求される運
転領域、エンジンの減速時に混合気のり−ン化が要求さ
れる運転領域等はフィードバック運転領域から除かれる
ステップ7の判別結果が否定(’No)の場合には前記
ステップ4に進んでオープンループ制御が実行される。
一方、ステップ7の判別結果が肯定(Yes)の場合に
はステップ8に進み、02フイードバツク係数K o 
2の値を第2図の02センサ15からの出力に応じた値
に設定され、空燃比の02フイードバツク制御が開始さ
れる。尚、02フイ一ドバツク制御開始時のKoz値は
前回ループ時に適用された値、即ち、所定値(例えば値
1.0)に設定される。1 斯くして求められた係数値KTWI 、KTW2及びK
o2は前記式(1)に適用されて燃料噴射弁6の開ブ?
時間TOUTか演算される。
尚、上述の実施例ではエンジン水温増量係数値KTWI
及びK T W 2は夫々第4図及び第5図の各テーブ
ルからエンジン水温値Twに応じて別個に求め、これら
の係数値がら補正係数値KTWを求めたが、第6図に示
すようにエンジン水温に対するK T w H値とKT
WZ値との積値KTWを予め求めておき、この積値KT
Wをエンジン水温値Twに応じて直接水めるようにして
もよい。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明の内燃エンジンの冷間時の
燃料供給量フィト−バック制御方法に依tLハ、フィト
−ハック制御開始時のエンジン温度が第1の所定値以上
且つ該第1の所定値より高い第2の所定値以下のとき、
排気ガス濃度に応じて設定される第2の補正値の値を所
定値に設定し、斯く設定された第2の補正値と、エンジ
ン温度−以外の他のエンジン運転パラメータ値が一定で
ある場合にエンジン温度の低下に伴って増大する吸入空
気重量の増加量に対応した値に設定される第1の補正値
とを用いてフィト−ドパツク制御開始時の燃料供給量の
初期値を設定するようにしたので、混合気のり−ン化を
防止することが出来、従ってエンジンの運転性能の向上
及び排気カス性能の改善、特にN Oxの排出量の低減
を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るエンジン水温増量係数値KTWI
及びK T W 2 、並びに02フイードバツク補正
係数値K o 2を夫々設定する手順を説明するフロー
チャート、第2図は本発明が適用された内燃エンジンの
燃料供給制御装置の全体構成を示すブロック図、第3図
は第2図の電子コントロールユニノ1〜(r+cu)の
内部構成を示すブロック図。 第4図はエンジン水温値Tシー増量係数値KTWIテー
ブルを説明するグラフ、第5図はエンジン水温値Tw−
増量係数値K T W 2テーブルを説明するグラフ、
第6図は第4図及び第5図が求められる増量係数値K 
T W l及びK T W 2の積値KTWとエンジン
水温値Twとの関係のテーブルを説明するグラフである
。 1 ・内燃エンジン、5・電子コントロールユニットf
EcU)、6・・燃料噴射弁、9・・・吸気温度センサ
、10・エンジン冷却水温センサ、15・・排気ガス(
02)センサ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 1. 内燃エンジンの温度が第1の所定値以下のとき、
    エンジンへの燃料供給量をエンジン温度に応じて設定さ
    れる第1の補正値を用いて増量補正するオープンループ
    制御を行なう一方、エンジン温度が前記第1の所定値以
    上であり且つエンジンが所定のフィードバック運転状態
    にあるとき、エンジンへの燃料供給量をエンジンの排気
    ガス濃度に応じて設定される第2の補正値を用いて所要
    値にフィードバック制御を行なう燃料供給量フィードバ
    ック制御方法において、前記フィードバック制御開始時
    のエンジン温度が前記第1の所定値以上且つ前記第1の
    所定値より高い第2の所定値以下のとき、前記第2の補
    正値の値を所定値に設定し、斯く設定された第2の補正
    値と前記第1の補正値を用いて前記フィードバック制御
    開始時の燃料供給量の初期値を設定することを特徴とす
    る内燃エンジンの燃料供給量フィードバック制御方法。
  2. 2. エンジン温度が前記第1の所定値以上且つ前記第
    2の所定値以下のときにエンジン温度に応じて設定され
    る前記第1の補正値の値はエンジン温度以外の他のエン
    ジン運転パラメータ値が一定である場合にエンジン温度
    の低下に伴って増大する吸入空気重量の増加量に対応し
    た値であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の内燃エンジンの燃料供給量フィードバック制御方法。
  3. 3. 前記第1の補正値は第1のエンジン温度増量係数
    値と第2のエンジン温度増量係数値との積値であり、前
    記第1のエンジン温度増量係数値はエンジン温度の増加
    と共に減少し、エンジン温度が前記第1の所定値以上の
    とき値1.0に設定され、前記第2のエンジン温度増量
    係数値は前記吸入空気重量の増加量に対応した値である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の内燃エン
    ジンの燃料供給量フィードバック制御方法。
  4. 4. 前記エンジン温度はエンジン冷却水温度であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいず
    れかに記載の内燃エンジンの燃料供給量フィードバック
    制御方法。
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