JPS63109261A - デイ−ゼルエンジンの着火時期制御装置 - Google Patents

デイ−ゼルエンジンの着火時期制御装置

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JPS63109261A
JPS63109261A JP61256278A JP25627886A JPS63109261A JP S63109261 A JPS63109261 A JP S63109261A JP 61256278 A JP61256278 A JP 61256278A JP 25627886 A JP25627886 A JP 25627886A JP S63109261 A JPS63109261 A JP S63109261A
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JP
Japan
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ignition timing
timing
egr
sensor
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP61256278A
Other languages
English (en)
Inventor
Kanji Kizaki
幹士 木崎
Fumiaki Kobayashi
文明 小林
Kiyotaka Matsuno
松野 清隆
Koji Nomura
浩司 野村
Yoshiyasu Ito
嘉康 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • 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、ディーゼルエンジンの着火時期制御装置に係
り、特に、電子制御ディーゼルエンジンに用いるのに好
適な、ディーゼルエンジンの着火0.7期制御装置の改
良に関する。
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンに対して、排気ガスの浄化及
び燃費の改善等の社会的要請が高まりつつあり、このよ
うな要請に対しては、エンジンの運転状態に応じて極細
かく且つ精度良く燃料噴射時期を制御することが一つの
有効な手段である。 前記のように燃料噴射時期を、燃焼開始時期即ち着火時
期に対応して任意に且つ極細かく制御づべく、例えば特
公昭60−55695号公報で、機関の気筒内にq4射
された燃料が実際に燃焼し始める燃焼開始時期を、着火
時期センサを用いて燃焼の際発生する光により検出する
ようにした燃料〜)剣時期制6I装置が提案されている
。この制御装量は、目標燃焼開始時期と着火時期センサ
で検出された実際の燃焼開始時期との誤差に応じて、こ
の誤差を修正するように噴射時期調整手段の電磁弁の開
閉状態を制御して噴射時期を調整する装置であり、設定
された燃焼開始時期を常に精度良く制す11できるJ:
うにしている。 一方、ディーゼルエンジンには、エンジンの吸気側に排
気側から所定量の排気ガスを再循環さぜるU[気ガス再
循環(以下、EGRと称する)装置を備えたものがある
。このようなディーゼルエンジンにおいては、通常、E
GRfflが多いほど、着火時期が遅れる。
【発明が解決しようとする問題点】
従って、前記特公昭60−.5569号で提案された如
ぎ燃料噴ひ1時期制御装置を用い、通常時の、EGR右
りの時と始動後の冷間時や加速時などのEGR無しの時
とで共に、EGRの有無に拘らず、周一着火口)期とな
るよう1174射時期を制御した場合、EGRllが多
いほど、噴射時期が進角してスモークが発生したり、排
気ガス中のNOX増加の要因となるという問題点が有る
。これは、通常の着火時期制御におけるEGR無しの場
合の目標着火時期は、最大トルクなどにより決定される
のみで、EGRの有無を考慮していないため、EGRを
行うことにより、噴射時期が進角するからである。
【発明の目的】
本発明は、前記従来の問題点を解消ずべくなされたもの
であって、EGR中に目標着火時期をEGR制t11良
による着火時期の遅れを見込んで補正でき、従って、E
GRfflに拘らず最適な目標着火時!IIJを得て、
噴射簡明の過進角を防止し、スモークの発生を確寅に防
止できるディーゼルエンジンの石火時期制御装置を提供
することを目的とする。
【問題点を解決するための手段】
本発明は、エンジン内の燃料の実着火時期を検出覆る着
火時期センサと、検出実着火時期により、燃料噴射時期
を制御する手段と、エンジン運転状態を検出する手段と
、前記エンジンの吸気側に排気側から所定量の排気ガス
を再循環させる手段とを備えたディーゼルエンジンの着
火時期制御装置であって、検出されたエンジン運転状態
に基づき、1]標EGR量及び目標着火時期を算出する
手段と、専用されたE G Rffiから着火時期のR
れ徂を求め、該Hれtlで前記目標着火時期を補正16
手段と、補正された目標着火時期と前記着火時期センサ
で検出された実着火時+Il]が等しくなるよう伯記燃
料噴射時期を制御する手段と、を備えたことにより、前
記目的を達成したものである。 [作用] 本発明においては、ディーゼルエンジンの着火時期を制
御する際に、工。ンジン運転状態を検出し、検出された
エンジン運転状態に基づき目標EGR聞及び目標着火時
期を算出し、算出されたEGR損から求められた着火時
期の遅れ凸で前記目標着火時期を補正し、補正された目
標着火時期と着火時期はツリで検出された実着火時期が
等しくなるよう燃料鴫則時期を制御l′?lる。従って
、EGR中の1」標杵火時期をEGR時の着火時期遅れ
苗を見込んで補正でさ・るため、EGRfilに拘らず
最適な目標着火時期を得て、噴射時期の過進角を防止し
、スモークの発生を抑えることができる。
【実施例) 以下、図面を参照して本発明に係るディーゼルエンジン
のEGR制御装置の実施例を詳細に説明する。 本実施例には、第2図に示す如く、エアクリーナ11の
下流に配設された、吸入空気の温度を検出りるための吸
気温ヒンナ12が備えられている。 該吸気温センサ12の下流には、排気ガスの熱エネルギ
により回転されるタービン14Aと、該タービン14A
と連動して回転されるコンプレッサ14Bからなるター
ボヂャージャ14が備えられている。該ターボチ(7−
ジャ14のタービン14Aの上流側とコンプレツリ14
Bの下流側は、吸気圧の過上昇を防止するためのウェス
トゲート弁15を介して連通されている。 前記コンプレッサ14B下流側の吸気通路16には、ア
イドル時に吸入空気の流量を制限するための、運転席に
配設されたアクセルペダル17と連動して非線形に回動
するようにされた主吸気絞り弁18が備えられている。 前記アクセルペダル17の開度(以下、アクセル開度と
称Jる)ACCpは、アクセル間+a tフサ20によ
って検出されている。 前記主吸気絞り弁18と並列に副吸気絞り弁22が備え
られており、該副吸気絞り弁22の開度は、ダイヤフラ
ム装置24によって制御されている。該ダイヤフラム装
置24には、負圧ポンプ(図示省略)で発止した負圧が
、負圧切換弁(以下、vSVと称する)28又は30を
介して供給される。 前記吸気絞り弁18.22の下流側には吸入空気の圧力
を検出するための吸気圧センサ32が備えられている。 ディーゼルエンジン10のシリンダヘッド10Aに(ユ
、エンジン燃焼至10Bに先端が臨むようにされた噴射
ノズル3/11グロープラグ36及び着火時期セン4)
38が備えられている。又、ディーゼルコーンジン10
のシリンダブロック10Cには、エンジン冷却水温T 
hwを検出するための水温センサ4oが備えられている
。 前2噴射ノズル34には、囁射ポンプ42から燃料が圧
送されてくる。該噴射ポンプ42には、ディーゼルエン
ジン10のクランク軸の回転と連動して回転されるポン
プ駆動軸42Aと、該ポンプ駆動軸42Aに固着された
、燃料を加圧するためのフィードポンプ42B(第2図
は90°展開した状態を示す)と、燃料供給圧を調整す
るための燃圧調整弁42Cと、前記ポンプ駆動軸42A
に固着されたポンプ駆動軸プーリ42Dの回転変位から
エンジンのクランク角基準位置、例えば上死点(TDC
)を検出するための、例えば電磁ピックアップからなる
クランク角センサ44と、該クランク角センサ44の取
(=lIけ位置のずれを電気的に調整するための調整抵
抗45と、前記ポンプ駆動軸42Aに固着されたエンジ
ン回転数パルサ(以下、NEパルサと称する)42Eの
回転変位からエンジン回転角、欠歯位置及びエンジン回
転数を検出するだめの、ローラリング42Hに固定され
た、例えば電磁ピックアップからなるエンジン回転数セ
ンサ(以下、NEセセンと称する)46と、フ玉イスカ
ム42Fとプランジャ42Gを往復動さU、又、そのタ
イミングを変化させるためのローラリング42 Nと、
該ローラリング4211の回動位(Uを変化させるため
のタイマピストン71.2J(第2図は90’展開した
状態を示す)と、該タイマビス1〜ン/12Jの位置を
制御することによって噴躬時明を制御するためのタイミ
ング制御弁(以下、TCVと称する)48と、スピルポ
ー1−42 Kを介してのプランジャ42Gからの燃料
逃し時期を変化させることによって燃料哨用量を制御J
るための電磁スピル弁49と、エンジン停止り時や異常
時等に燃料をカッドリーるための燃料カット弁(以下、
FCVと称する)50と、燃料の逆流や後止れを防止す
るためのデリバリバルブ42Lと、が留1えられている
。 ディーゼルエンジン10の吸気管51と排気管52は、
両者を連通ずるEGR通路53によって接続されている
。該EGR通路53の途中には、EGR量を制6II 
するためのEGR弁54が設けられている。IEGR弁
54のダイヤフラム室に印加される負圧は、電子制御の
負圧調整弁(以下、EVRVと称する)55によって制
御される。該EVR,V55は、オンオフデユーティ信
号によって118II御されており、制御デユーティ比
Degrが増加すれば、EVRV55の電流値が増加し
、EGR弁54のダイヤフラム室の負圧が大きくなって
、E G R量が増加するようにされている。 iii′I記吸気温センザ1センアクセル開度センサ2
0、吸気圧センサ32、着火時)UJセセン38、水温
センサ40.クランク角センサ44、調整抵抗45、N
Eセセン46、キイスイッチ、エアコンスイツヂ、ニュ
ートラルセーフティスイッチ出力、車速信号等は、電子
制御ユニット(以下、ECUと称する)56に入力され
て処理され、該ECU36の出力によって、前記V S
 V 28.30.TCV48、電磁スピル弁49、F
CV50.EVRV55等が制御される。 前記ECU36は、第3図に詳細に示ず如く、各種ti
ti f;5処理を行うための中央処理ユニット(以下
、CPUと称する)56Aと、バッファ56Bを介して
入力される前記水温センサ40出力、バッファ56Cを
介して入力される前記吸気温センサ12出力、バッファ
56Dを介して入力される前記吸気圧センサ32出ノ〕
、バッファ56Eを介して入力される前記アクセル位置
センサ20出力、バッファ56Fを介して入力される位
相(θ)補正電圧15号、バッファ56Gを介して入力
される応答性(τ)補正電圧信号等を順次取込むための
マルチプレクサ(以下、MPXと称する)56Hと、該
M P X 561−1出力のアナログ信号をデジタル
信号に変換してCPU56Aに取込むためのアナログ−
デジタル変換器(以下、△/D変換器と称J゛る)56
Jと、前記NEセセン46出力を波形整形してCPU5
6Aに取込むための波形整形回路56にと、前記クラン
ク角センサ44出力を波形整形してCPU56Aに取込
むための波形整形回路56mと、前記着火時期センサ3
8出力を波形整形してCPU56Aに取込むための波形
整形回路56Mと、スタータ信号をCP U 56 A
に取込むためのバッファ56Nと、エアコン(2号をC
PU56Aに取込む)〔めのバッファ56Pと、トル」
ン信号をCPU56Aに取込むためのバッファ56Qと
、前V CP U 56 Aの演算結果に応じて前記F
CV50を駆動ザるための駆動回路56Rと、iiQ記
CPU56Aの演算結果に応じて前記TCV48を駆動
するための駆動回路568と、前記CPU56AのEt
5n結果に応じて前記電磁スピル弁49を駆動するため
の駆動回路56Tと、前記電磁スピル弁49に流れる電
流を検出し駆動回路56Tにフィードバックする電流検
出回路56Uと、同じく、低電圧検出する低電圧検出回
路56Vと、前記CPtJ56Aの演算結果に応じて自
己診断信号(以下、ダイアグ信号と称する)を出力する
ための駆動回路56Wと、前記CPtJ56Δの演粁結
果に応じて前記E V RV、 55を駆動り°るため
の駆動回路56Xとから構成されている。 ここで、前記θ補正電圧信号は、噴射ポンプ42にクラ
ンク角センサ44を取付ける際に発生する正規の位置と
実際の取イ9け位置との位相差等を補正でるだめの信号
である。又、前記τ補正電圧イ8号は、前記l1711
躬ポンプ42における各部品の個体差にJ:る応答性の
ずれを補正J“るための信号である。 以下実施例の作用を説明する。 本実施例において、燃料噴口・1量の制御は、前記N 
EセンIす46出力から検出されるエンジン回転数NE
と、前記アクセル位置センサ2o出力から検出されるア
クセル開度A CCI)等より燃料噴射量の目標値を算
出し、前記電磁スピル弁49の通電時間を制御ザること
によって、行われている。これにより、エンジン運転状
態に応じた目標噴射間を決めることができる。 又、EGRIの制御は、第1図(A)に示されるE G
 Rff1i制御ルーチンに従って実行される。このル
ーチンは一定時間毎に起動ザるルーチンであり、例えば
50ミリ秒毎に起動ザる。起動するとステップ110に
進み、デユーティ比で表わされるE G Rfli!I
t[1Ifi D finをエンジン冷却水4Thwk
:応じて補正するため、エンジン冷却水2WThwから
、第4図に示されるような1次元マツプを用いて、冷却
水温係数KiOを算出lる。次いでステップ120 T
:、EGRailltllfaDrin ヲ高Uk一応
し;T?+li正するため、吸気圧Pimから、第5図
に示されるような1次元マツプを用いて、高度補正係数
に20を締出する。次いでステップ130で、EGR制
御FIJ Q f inを加速時のスモークリミットに
応じて補正するため、吸気圧Pimに対するスモークリ
ミットとなる最大噴射1Qfullと実際の目標噴射Q
 Q (:nとの差△Qから、第6図に示されるような
1次元マツプを用いて、加速スモーク補正係数に30を
算出する。この場合、前記最大鳴tA聞Qfallは、
次式(1)から算出する。 Q rull= K 2 x Qspfi+ Qspo
−(1)但し、Qspfiは基本Il/j射債、K2は
吸気圧補正係数、QSIIOはオフセット噴!8囲であ
る。そして、前記基本噴射量Qspfi及びオフセット
噴射量QspOは、例えばエンジン回転数NE(rl)
m)に対する1次元マツプを用いてマツプ補間により求
めることができる。又、前記吸気圧補正係数に2は、次
式(2)のように吸気圧pimに対する吸気圧補正係数
に2Aと最大吸気圧補正係数K 2 maxとの最小値
から求めることかできる。 K2=M IN (K2A、に2max > ・ (2
)なa3、吸気圧補正係数に2Aは、例えば吸気圧Pi
+nに対す”61次元マツプを用いてマツプ補間により
求めることができる。 又、前記目標噴射rl に) rrnは、アクセル開度
Accpとエンジン回転数NEより、次式(3)を用い
て、基準噴射量Q baseを算出し、算出された基準
噴重量Q baseと前記最大鳴則最Qfullとの最
小値を、次式(4)のJζうに比較して、小さい値のも
のを前記目標噴射昂Qfinとする。 Qbase=r  (NE、 Accp )  ・・・
・・・(3)Q fin =M I N (Qbase
、 Qfull) −(4)次いでステップ140で、
例えばエンジン回転数NEとアクセル間gAccpの2
次元マツプを用いて、EGR制υII最Q finを算
出づ゛る際に基本となる基本EGR制御伊[)13eQ
rを算出する。次いで、ステップ150で、最終的なE
GR指令となるEGR制wJl[)finを次式(5)
のように、前記基本E G RLIJ御faDBeor
と各係数に10.に20、に30から算出する。 Dfin =DBeOr XK10XK20XK30・
・・(5) なお、アイドル安定状態以外の時に(5)式でEGR制
t11mを決め、EGR制611fffDfin≦45
%となった時に、EGR制御量0fin=O%とするこ
とができる。 又、アイドル安定状態時には、基本EGR制御f+D8
eor=51%とすることができる。 更に、エンジン件止時、即ちイグニッションスイッチオ
ンの際には、前記EGR制御LlffiDfi口=0%
とJ−にとができる。 次に、第1図(B)に示ず、着火時期を制御するための
メインルーチンについて説明する。 このメインルーチンにおいては、まずステップ210で
、エンジン回4i&NE、アクセルv(1度Acapに
よる2次元マツプを用いて目標着火時期王RGfを算出
する。この目標着火時期T RG iaはEGR減昂時
の目標着火時期である。なお、この目標着火時期T R
G ig、クランク角パルス信号幅E及び実着火時期A
 CT ioの関係は、例えば第7図に示される関係と
なる。図においてクランク角パルス信号は符@ CA 
Sで、実着火時期信号は符号A CT iosで示す波
形となる。 図に示ずように、パルス幅tのクランク角信号の立上が
りから所定クランク角TCA後を基準として各着火時期
T RG io、A CT iqが立ち上がると考える
ことができる。 次いでステップ220で、EGRに対する着火時期の補
正を行うため、E G Rfit制御ルーチンで求めら
れたE G Rl[1lllllfjl D finか
ら、第8図に示されるような1次元マツプを用いて、着
火時期補正量ΔTRGioを口出する。次いでステップ
230ぐ、目標着火時JIQTRGioを、前記竹火時
期補正帛ΔT RG ioで補正するため、次式(6)
のように演算し、演算された最終的な目標着火時期TR
G10に基づき噴射時期を制御して着火時期制御を行う
。 T RG io= T RG ig十ΔT RG io
・・・(6)EGR減1減時6時標着火時期T RG 
:aを、エンジン回転数NE、アクレル開度A ccp
aによる2次元マツプを用いて制御する際に、従来は、
前記[−1椋着火1k”1111]TRGiLJを補正
していなかったため、噴射時期が進角してスモークが発
生し、このスモークにより着火時期センサ38の受光部
が燻り易くなることから検出不良が生じて検出着火時期
が貯れ、更に噴射時1111が進角するという問題があ
った。しかしながら、この実MPAでは、ステップ23
0で目標着火時期TRGioを(6)式の如く着火時期
補正量ΔT RG iaで補正しているため、上記の如
き問題を確実に防止でき、又、前記着火時期センサ38
の受光部の検出不良及びそれによる噴射時期の進角を防
止することができる。 なお、前記実施例においては、EGR減分時の目標着火
時期を2次元マツプを用いて求め、該目標着火時期−r
RGtoをEGRflluの増徂に従って補正して着火
時期制御していたが、本発明の適用範囲はこれに限定さ
れず、EGR増聞時の2次元マツプで求められた目標着
火時1vJTRGioを用い、EGR品の減量に従い該
目標着火時期T RG igに補正を加えることもでき
る。このようにずれば、始動直後のEGR減量時に、E
GRの減量に従って目標着火時期が補正されるため、白
煙やドライバビリティの悪化などが生ずることがなく、
最適な目標着火時期を得ることができる。 又、前記実施例においては、本発明が、電磁スピル弁4
9を用いて燃料噴射母を制御するようにされた、ターボ
チャージャ14を備えた自動車用の電子制御ディーゼル
エンジンに適用されていたが、本発明の適用範囲はこれ
に限定されず、一般の電子制御によるディーゼルエンジ
ンにも同様に適用できる。 【発明の効果】 以上説明した通り、本発明によれば、EGR中の目標着
火時期をEGRによる着火時期の遅れを見込んで補正で
きる。このため、EGRfnに拘らず最適な目標着火時
期を得て、噴射時期の過進角を防止し、スモークの発生
を確実に防止できる。 又、該スモークにより着火時期センサの受光部が燻り検
出着火時期がRれ更に過進角するという悪循環を確実に
防止することができる等の優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、(B)は、本発明に係るディーゼルエン
ジンの1ノ1気ガス再循環制御装置にお【プるEGR制
御21I帛と目標着火時期を求めるためのルーチンを示
V流れ図、第2図は、前記ディーゼルエンジンの全体構
成を示す、一部ブロック線図を含む断面図、第3図は、
前記実施例で用いられる電子制御ユニットの構成を示す
ブロック線図、第4図は、前記実施例のルーチンで用い
られる水温補正係数を求めるためのマツプの例を示す線
図、第5図は、同じく、吸気圧補正係数を求めるための
マツプの例を示す線図、第6図は、同じく、加速ス七−
り補正係数を求めるためのマツプの例を示J線図、第7
図は、実名穴時期と目標着火時期の各信号の関係の例を
示−d線図、第8図は、前記実施例のルーチンで用いら
れる、E G R!lJ all faに対する着火時
期補正係数を求めるためのマツプの例を示?1′線図で
ある。 10・・・ディーゼルエンジン、 20・・・アクセル開度センサ、 A cap・・・アクセル開度、 38・・・着火時期
センサ、A CT io・・・実着火時期、 42・・
・燃料噴射ポンプ、46・・・NEセセン、   NE
・・・エンジン回転数、53・・・EGR通路、   
54・・・EGR弁、56・・・電子制御ユニット(E
CU)、T RG ia・・・目標着火時期、 D fin ・・a@lt’ E G Rfiiill
fa、ΔT RG ia・・・着火時期補正値。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) エンジン内の燃料の実着火時期を検出する着火
    時期センサと、検出実着火時期により、燃料噴射時期を
    制御する手段と、エンジン運転状態を検出する手段と、
    前記エンジンの吸気側に排気側から所定量の排気ガスを
    再循環させる手段とを備えたデイーゼルエンジンの着火
    時期制御装置であつて、 検出されたエンジン運転状態に基づき、目標排気ガス再
    循環量及び目標着火時期を算出する手段と、 算出された排気ガス再循環量から着火時期の遅れ量を求
    め、該遅れ量で前記目標着火時期を補正する手段と、 補正された目標着火時期と前記着火時期センサで検出さ
    れた実着火時期が等しくなるよう前記燃料噴射時期を制
    御する手段と、 を備えたことを特徴とするデイーゼルエンジンの着火時
    期制御装置。
JP61256278A 1986-10-28 1986-10-28 デイ−ゼルエンジンの着火時期制御装置 Pending JPS63109261A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005133659A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Denso Corp 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP2009013952A (ja) * 2007-07-09 2009-01-22 Honda Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置

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