JPS6257821B2 - - Google Patents

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JPS6257821B2
JPS6257821B2 JP56074170A JP7417081A JPS6257821B2 JP S6257821 B2 JPS6257821 B2 JP S6257821B2 JP 56074170 A JP56074170 A JP 56074170A JP 7417081 A JP7417081 A JP 7417081A JP S6257821 B2 JPS6257821 B2 JP S6257821B2
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JP
Japan
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fuel
supply amount
fuel supply
fuel ratio
temperature
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JP56074170A
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Takeshi Atago
Toshio Manaka
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JIDOSHA KOGAI ANZEN KIKI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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JIDOSHA KOGAI ANZEN KIKI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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Priority to US06/377,420 priority patent/US4510907A/en
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Priority to DE3218793A priority patent/DE3218793A1/de
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Publication of JPS6257821B2 publication Critical patent/JPS6257821B2/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
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F02D41/068Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for warming-up

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of The Air-Fuel Ratio Of Carburetors (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの始動と放置暖気運転状態
における空燃比の制御を確実に行なうことのでき
る電子制御形気化器の空燃比制御装置に関する。
大気汚染の防止など環境保全に対する関心が高
まるにつれ、ガソリンエンジンなどの排気ガスに
対する規制は強化の一途をたどり、エンジンの運
転状態に応じて空燃比(A/Fという)を細かく
制御してやらない限り、到底、この厳しい排気ガ
ス規制を満足することができなくなつてきた。
ところが、従来から使用されてきた気化器のよ
うに、主として機械的な部分の応動によりエンジ
ンの運転状態に対応して空燃比を制御する方式の
気化器では、エンジンの運転状態を表わす数多く
の因子を制御のために取り込み、これを制御に反
映させることが困難なので、このような気化器に
よつて排気ガス規制を満足するようにA/Fを細
かく制御することは、実用上不可能に近く、その
ため、A/Fの制御など気化器に必要な制御のほ
とんどを電子的に行なうように構成した、いわゆ
る電子制御形気化器(ECCという)が種々提案
されるようになり、その一例を例えば特開昭55−
49560号にみることができる。
このようなECCによるA/F制御装置の一例
を第1図に示す。
図において、1はエンジン、2は気化器、3は
スローソレノイド、4はメーンソレノイド、5は
フユエルソレノイド、6はリミツトスイツチ、7
はスロツトアクチユエータ、8は吸気負圧セン
サ、9は冷却水温センサ、10はパルス形エンジ
ン回転数センサ、11はアイドル検出スイツチ、
12はコントロールユニツトである。
第2図は気化器2及びそれに付随するソレノイ
ド3〜5の構成を示す。
図において、13はスロツトルバルブである。
スローソレノイド3はスローエアブリードの空
気を制御することで気化器2のスローポート、ア
イドルポートに到る燃料の供給量を制御し、メー
ンソレノイド4はメーンノズルに対する燃料の供
給量を制御する。また、フユエルソレノイド5は
スロツトルバルブ13に対して設けられているバ
イパス空気路に到る燃料の供給量を制御する。
従つて、スローソレノイド3とメーンソレノイ
ド4を制御すれば、気化器2のスローメーン系に
おけるA/Fが制御され、フユエルソレノイド5
を制御すれば気化器2の増量系におけるA/Fが
制御されることになる。
第3図はコントロールユニツト12の一例を示
したもので、コントロールロジツク22、マイク
ロプロセツサ23、ロム24、マルチプレクサ2
5、アナログデジタル変換器26などで構成さ
れ、負圧センサ8(第1図)からの吸気負圧VC
や水温センサ9からのエンジン温度Tなどのアナ
ログデータはマルチプレクサ25とアナログデジ
タル変換器26を介して、リミツトスイツチ6か
らのデータLiSW、アイドル検出スイツチ11か
らのデータTHSW、それに回転数センサ10から
のエンジン回転数Nなどのデジタルデータはその
ままでそれぞれコントロールロジツク22に取り
込み、マイクロプロセツサ23、ロム24などで
処理し、各種アクチユエータ、例えばスローソレ
ノイド3、メーンソレノイド4、フユエルソレノ
イド5、スロツトルアクチユエータ7などを制御
してエンジンの運転状態に応じた最適A/Fが得
られるような制御を行なう。
従つて、このように構成されたA/F制御装置
では、エンジンの運転状態を表わす各種のデータ
に応じて、定常運転状態ではスローとメーンのソ
レノイド3,4の制御を介して最適なA/Fに制
御すると共に暖気運転状態ではフユエルソレノイ
ド5の制御によつてA/Fを最適な状態に制御
し、さらに、スロツトルアクチユエータ7を制御
することによりアイドル状態と放置暖気状態での
エンジン回転数を最適な状態に制御することがで
きる。
このとき、これらのソレノイド3,4,5に対
する開度の制御は、いわゆるON・OFFデユーテ
イ制御で、基本的には一定の周期Tごとに動作さ
れ、その周期Tごとに時間tだけON、即ちソレ
ノイドが開くようになつており、周期Tに対する
時間tの比、t/Tを変えて開度を制御するよう
になつている。そして(t/T×100)をONデユ
ーテイと呼び、スローとメーンのソレノイド3,
4のONデユーテイを制御すれば第4図の特性A
に示すようにスローメーン系によるA/Fを制御
することができ、フユエルソレノイド5のONデ
ユーテイを変えれば第4図の特性Bに示すように
増量系によるA/Fを制御することができるか
ら、コントロールユニツト12によつてA/Fの
制御を行なうことができることになる。
このように、ECCによれば、エンジンの運転
状態に応じてきめこまかに制御を行なうことがで
き、A/Fを常に適切に制御できるから、自動車
用エンジン制御装置などに広く採用されるように
なつてきた。
ところで、このようなECCにおいては、エン
ジンの温度が或る温度以上になつている定常運転
領域でのA/F制御はスローメーン系のソレノイ
ド3,4によつて行ない、エンジン温度が低くて
A/Fの濃化制御が必要な暖気運転領域などでは
増量系のソレノイド5によつて行なわせるように
するため、スローメーン系のソレノイド3,4の
特性Aとフユエルソレノイド5の特性Bがそれぞ
れ第4図に示すようになるように気化器の仕様を
定めている。
そして、このとき、理論A/Fである約15の
A/F付近でのソレノイド3,4による制御特性
を良好に保つため、これらのソレノイド3,4に
対するONデユーテイが50%付近で約15のA/F
が得られるようにしてあり、スローメーン系のソ
レノイド3,4によるA/Fの制御は主として
A/Fが15付近でだけ行ない、暖気運転中など
A/Fが理論A/Fより小さくなつている領域で
のA/Fの制御のほとんどをフユエルソレノイド
5によつてだけ行なうようにしていた。
ところが、第4図の特性Bから明らかなよう
に、フユエルソレノイド5の制御範囲は、A/F
が小さくなつている領域にわたつているため、
A/Fがかなり大きくなつて理論A/Fである約
15のA/F付近ではそのONデユーテイが10数%
以下となつている。しかして、これらのソレノイ
ド3〜5によつて得られる制御特性は、第4図か
ら明らかなように、ONデユーテイが50%を中心
とした安定な領域に加えてONデユーテイが0%
付近と100%付近での不感帯を含む非直線性の不
安定領域とからなつている。
このため、上記した従来のECCにおいては、
暖気運転状態、特にその終了時期に近くなつてエ
ンジン温度TWが定常運転における温度に近くな
つてきたときにフユエルソレノイド5によるA/
F制御が不安定領域に入つて充分正確なA/F制
御が行なわれなくなつてしまうという欠点があつ
た。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除
き、A/Fの濃化制御が行なわれている領域でも
安定したA/Fの制御が行なえるようにした
ECCのA/F制御装置を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は、A/Fの
濃化制御が必要な領域におけるA/Fの制御を、
気化器の増量系における燃料供給量制御手段であ
るフユエルソレノイドと、それに加えて気化器の
スローメーン系における燃料供給量制御手段であ
るスローメーンソレノイドの双方の制御によつて
行なうようにした点を特徴とする。
まず、本発明について説明する前に第4図によ
つてスローメーンソレノイド3,4の特性Aとフ
ユエルソレノイド5の特性Bについてさらに詳し
く説明する。
なお、上記した従来例では説明しなかつたが、
第3図の気化器2におけるスローソレノイド3と
メーンソレノイド4とはそれぞれ別体であり、制
御部分も別であるが、周知のとおり気化器の性能
面からすれば合体して考えることができるため、
第4図ではこれらのソレノイド3と4の特性をひ
つくるめて特性Aとして示してあるのである。
さて、第4図における特性Aをみると、スロー
メーンソレノイド3,4ではONデユーテイが0
%から100%の間でのA/Fの変化量が6となつ
ており、このとき単位ONデユーテイD1の変化に
対するA/Fの変化をA1で表わしてある。ま
た、既に説明したように、これらのソレノイド
3,4はA/Fの値を約15の理論A/Fに制御す
る目的で設けられているものであるから、その制
御動作はONデユーテイが50%近傍のONデユーテ
イの値DAFを基準にして行なわれるようになつて
いる。なお、このONデユーテイDAFの値は、気
化器の仕上り精度やエンジンの運転条件などによ
り若干の変動を生じるものの、通常の運転領域に
おいてはほぼ一定のA/F=15を与えるONデユ
ーテイ値となつている。従つて、上記のように、
このONデユーテイDAFを基準にしてソレノイド
3,4の制御を行なうようにしてある。
次に第4図の特性Bから明らかなように、フユ
エルソレノイド5においては、単位ONデユーテ
イD1の変化に対するA/Fの変化はB1になつて
いる。従つて、スローメーンソレノイド3,4に
よつてA/FをA1だけ変化させるのに必要なON
デユーテイD1から同じA1のA/F変化をフユエ
ルソレノイド5によつて与えようとした場合の
ONデユーテイの値はD1×A1/B1となる。
ところで、これも既に説明したが、スローメー
ンソレノイド3,4とフユエルソレノイド5のい
ずれにも共通して言えることであるが、これらに
は特性A,Bに現われている通り、動作の立ち上
り部分に応答遅れDdがあり、さらにONデユーテ
イが0%付近と100%付近で非直線特性を示して
いる。しかして、これがスローメーンソレノイド
3,4においては、制御範囲がONデユーテイDA
の近傍に限られることと、A1の値が比較的小さ
くなつていることからADで示すような部分での
特性がほとんど問題にならなかつた。ところがフ
ユエルソレノイド5の場合で従来例のようにA/
F濃化制御を行なえば、ONデユーテイが0%か
ら制御されるため、この部分Ddの中では僅かな
変化ΔDdによつてA/FがB2も変化してしまつ
て正確なA/F制御が困難であることが判る。
従つて、本発明の一実施例によれば、フユエル
ソレノイド5において、そのONデユーテイが0
%からDdの範囲は使用しないようにしてある。
次に本発明によるA/F制御装置の一実施例に
おける制御動作を第5図について説明する。
第5図において、横軸はエンジン温度TWであ
り、まず特性Cはエンジン温度TWに応じて必要
とする最適A/Fを示したものであり、エンジン
温度TWが数10℃の温度T1以上あるときにはA/
Fを15の一定値に保ち、それ以下の温度のときに
は温度の低下に伴つてA/Fも直線的に減少させ
てゆくような制御が要求されていることが判る。
次に特性Eは、特性Cで与えられたA/Fに制
御するため、スローメーンソレノイド3,4に供
給しなければならないONデユーテイ値DAを示し
たもので、特性Cに対応してエンジン温度TW
温度T1より高いときにはDAFの一定のONデユー
テイ値に保ち、エンジン温度TWがT1より低くな
るにつれて直線的にONデユーテイDAを増加さ
せ、A/Fを濃化してゆく。このときの特性Eの
傾きΔEは第4図で説明したD1/A1、即ちΔA
である。また、この傾きΔEによつて与えられる
ONデユーテイ値DRAは、そのときのエンジン温
度Tnにおいて特性Cから求めた(A/F)TW
ONデユーテイDAFによつて与えられている約15
のA/Fとの差の値Δ(A/F)TWに対応して必
要なONデユーテイ値である。従つて、Δ(A/
F)TW=15−(A/F)TWであり、このときスロー
メーンソレノイド3,4に対するONデユーテイ
AはDA=DAF+DRAとなる。
さて、こうしてエンジン温度TWがT1より低い
領域では、スローメーン系ソレノイド3,4の
ONデユーテイDAを温度T1での値DAFから傾き
ΔEをもつて増加させてゆくが、そうするとエン
ジン温度TWがT2にまで低下したとき、ONデユ
ーテイDAは100%に達してしまう。そこで、温度
がT2以下の領域ではONデユーテイDAを(100−
D)の一定値に固定したままにする。なお、こ
こでDDは、第4図で説明したフユエルソレノイ
ド5の不安定動作部分Ddに関連して定めた所定
値で、後に詳述する値である。
最後に特性Fは、特性Cで与えられたA/Fの
制御に必要なフユエルソレノイド5のONデユー
テイDBを示したもので、エンジン温度TWがT2
より高い領域、つまりスローメーンソレノイド
3,4のONデユーテイDAが100%に達するまで
の領域ではDBを0%に固定したままとし、温度
がT2にまで低下したときに第4図の特性Bで示
したONデユーテイの不安定動作部分Ddに等しい
ONデユーテイDdを与え、その後は温度TWが低
下するにつれて特性Fの傾きΔFにより直線的に
ONデユーテイ値を増加させ、A/Fを濃化させ
てゆく。このときの特性Fの傾きΔFは第4図に
おけるD1/B1、即ちΔBである。
こうして、A/Fをエンジン温度TWに応じて
特性Cのように制御し、常に最適なA/F状態を
得るため、上記した実施例によれば、エンジン温
度TWが所定の温度T2を境にして、それより高い
領域ではスローメーン系のソレノイド3,4によ
つてA/Fの制御を行なうと共に、それより低い
温度領域ではスローメーン系のソレノイド3,4
に加えてフユエルソレノイド5を用いることによ
り必要とする濃いA/Fを得るようにしている
上、温度T2でフユエルソレノイド5のONデユー
テイDBがそれまでの0%から有限な値に変化し
始めたときに直ちに第1の所定値Ddが与えら
れ、これによりフユエルソレノイド5の不安定動
作部分による制御が行なわれないようにし、これ
に合わせてスローメーンソレノイド3,4のON
デユーテイDAからは第2の所定値DDが減じられ
るようになつているから、エンジン温度TWの広
い範囲にわたる変化に対応したA/Fの制御を常
に適切に、安定して行なうことができる。
このとき、スローメーンソレノイド3,4の
ONデユーテイDAから減じられる第2の所定値D
Dは、次のようにして決定される。
即ち、温度T2でONデユーテイDBはDdだけ急
激に変化し、これによりフユエルソレノイド5が
不安定動作部分を外して動作されるようにしてい
るが、この結果、第4図のB2に相当する分だけ
A/Fがステツプ状に変化する。そこで、このと
きには、スローメーンソレノイド3,4のONデ
ユーテイDAを反対の方向にステツプ状に変化さ
せ、A/Fの制御が温度T2の前後で連続的に変
化するようにしてやる必要がある。従つて、この
第2の所定値DDはフユエルソレノイド5によつ
て与えられてしまうB2というA/Fの変化を、
スローメーンソレノイド3,4によつて与えるの
に必要な値に定めればよい。なお、この第1の所
定値Ddはフユエルソレノイド5の特性によつて
決る一定値であるから、第2の所定値DDも一定
の値となる。
次に第6図は、第5図に示した特性を得るため
に必要な動作を示したフローチヤートの一実施例
であり、第1図ないし第3図に示した従来の
ECCと同じくコントロールユニツト12に含ま
れているマイコンのプログラムの一つとして周期
的に実行され、それによりスローメーンソレノイ
ド3,4とフユエルソレノイド5が第5図に示し
た特性に従つて制御されるようになつているもの
である。
なお、この第6図の実施例においては、フロー
の各ステツプをS1〜S7として説明する。
このフローチヤートに従つた制御動作が起動す
ると、まずS1で冷却水温センサ9(第1図)か
らのエンジン温度TW含む各種のエンジン運転状
態を表わす信号の取込みを行なう。
ついでS2ではエンジン温度TWを基にしてテー
ブル検索を行ない、第5図の特性Cに従つて必要
なA/Fと15との差のデータΔ(A/F)TWと、
ΔA=ΔE=D1/A1、それにΔB=ΔF=D1
B1を求める。
次にS3では、Δ(A/F)TW×ΔAの計算によ
つて第5図の特性Eに必要なデータDRAを求め、
さらにデータDRAとDAF(これは既に説明したよ
うに、スローメーンソレノイド3,4によつて15
の理論A/Fを与えるのに必要なONデユーテイ
データ、いわゆる基準ONデユーテイデータであ
る)から(DRA+DAF)−100の計算により判別デ
ータDを求める。
続くS4では、この判別データDにより、それ
が正の値をとるか負の値となるかを調べる。そし
て、それが負の値となつたとき、即ち、D<0と
なつたときには、(DRA+DAF)、つまりそのとき
の温度TWにおけるスローメーンソレノイド3,
4に供給されるべきONデユーテイDAがまだ100
%に達していないことを示し、これは第5図にお
いてエンジン温度TWが温度T2より高い領域にあ
り、従つてA/Fの制御をスローメーンソレノイ
ド3,4だけ行なうべき領域であることを示すか
ら、このときにはS5を通り、スローメーンソレ
ノイド3,4に供給すべきONデユーテイDAを、
A=DAF+DRAとし、他方、フユエルソレノイ
ド5に対するONデユーテイDBは、DB=0にし
たままとする。
一方、S4で判別データDを調べた結果、それ
が正となつたとき、即ち、(DRA+DAF)が100%
以上となつていたときには、第5図でエンジン温
度TWがT2より低い領域にあることを示すから、
このときにはS6を通す、まずスローメーンソレ
ノイド3,4のONデユーテイDAをDA=100−D
Dとして計算し、ついでフユエルソレノイド5の
ONデユーテイDBをDB=D×ΔB/ΔA+Ddと
して計算しておく。
この結果、エンジン温度TWがT2より高く、従
つてA/Fの濃化が比較的少くて済む領域、つま
りスローメーン系のソレノイド3,4に対する作
動信号であるONデユーテイDAのレベルが例えば
100%の所定レベルまで達していない領域におい
ては、スローメーン系のソレノイド3,4だけに
よつてA/Fの制御を行ない、エンジン温度TW
がT2より低く、従つてA/Fの濃化をかなり多
く必要とする領域、つまりONデユーテイDAが計
算上からは100%を超えるようになつてしまう領
域では、スローメーン系のソレノイド3,4に加
えてフユエルソレノイド5も制御し、これら双方
から供給される燃料によつてA/F制御が行なわ
れるようになり、第5図の特性E,Fで示した制
御動作が得られる。
そして、この温度T2におけるフユエルソレノ
イド5のONデユーテイDBには、第1の所定値
Ddが与えられるから、A/Fの制御が不安定か
つ不正確になる虞れは全く生じない。
ところで、第6図の実施例では、S6のあとに
S7が設けられ、このステツプではONデユーテイ
Bをエンジン回転数Nと吸気負圧Vcによつて補
正してからこのフローに従つて動作を終了するよ
うになつている。これは、特に説明しなかつた
が、フユエルソレノイド5は第2図から明らかな
ように、スロツトルバルブ13をバイアスする空
気通路に設けられているため、それによるA/F
の制御特性はデータN、Vcの影響をかなり多く
受ける。従つて、この第6図に示した実施例によ
ればエンジンの回転数や吸気負圧の変化にもかか
わらず、常に正しいA/F制御を行なうことがで
きる。
以上説明したように、本発明によれば、エンジ
ン温度が低くてA/Fの濃化をかなり必要とする
領域では、スローメーン系からの燃料供給と付加
増量系からの燃料供給を併用してA/Fの制御を
行なわせているから、広い範囲にわたつて常に充
分に正確な動作が期待でき、従来技術の欠点を除
いたECCのA/F制御装置を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電子制御形気化器による空燃比制御装
置の一例を示すブロツク図、第2図は電子制御形
気化器の一例を示す断面図、第3図はコントロー
ルユニツトの一例を示すブロツク図、第4図はス
ローメーン系と付加増量系のソレノイドの特性
図、第5図は本発明による空燃比制御装置の一実
施例による動作特性図、第6図は本発明の一実施
例の動作説明用のフローチヤートである。 2……気化器、3……スローソレノイド、4…
…メーンソレノイド、5……フユエルソレノイ
ド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 スローメーン系の燃料供給量制御手段と、増
    量系の燃料供給量制御手段とを有する電子制御形
    気化器を備え、エンジン温度を含むエンジンの運
    転状態を表わす複数の信号に基づいて電子的に空
    燃比を制御する方式の空燃比制御装置において、
    エンジン温度に応じて要求される所定の目標空燃
    比の値を出力する目標空燃比設定手段と、上記エ
    ンジン温度が第1の所定領域にあるときでの上記
    目標空燃比の値を上記スローメーン系の燃料供給
    量制御手段からの燃料供給量によつて得るために
    必要な第1の作動信号を発生する第1の信号発生
    手段と、上記エンジン温度が上記第1の所定領域
    よりも低い第2の所定領域にあるときに上記スロ
    ーメーン系の燃料供給量制御手段による燃料供給
    量を所定の一定値に保持するのに必要な第2の作
    動信号を発生する第2の信号発生手段と、上記第
    2の作動信号により上記スローメーン系の燃料供
    給量制御手段から与えられる燃料供給量に加算し
    て上記第2の所定領域にあるときでの上記目標空
    燃比の値を上記増量系の燃料供給量制御手段から
    の燃料供給量によつて得るために必要な第3の作
    動信号を発生する第3の信号発生手段とを設け、
    上記第1の所定領域の最高温度端が上記エンジン
    の暖機終了温度点に一致するように構成したこと
    を特徴とする空燃比制御装置。 2 特許請求の範囲第1項において、上記第1の
    所定領域と第2の所定領域との境界温度か、この
    温度での上記目標空燃比を満足するために必要な
    上記スローメーン系の燃料供給量制御手段による
    燃料供給量が、このスローメーン系の燃料供給量
    制御手段から供給可能な最大値となる温度で決定
    されるように構成したことを特徴とする空燃比制
    御装置。 3 特許請求の範囲第1項において、上記第1の
    作動信号又は第3の作動信号の少くとも一方が、
    エンジン温度以外のエンジン運転状態を表わす複
    数の信号のうちの少くとも1の信号によつて補正
    されるように構成されていることを特徴とする空
    燃比制御装置。
JP56074170A 1981-05-19 1981-05-19 Air-fuel ratio control device Granted JPS57191436A (en)

Priority Applications (4)

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JP56074170A JPS57191436A (en) 1981-05-19 1981-05-19 Air-fuel ratio control device
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