JPS63192931A - 可変吸気装置付空燃比制御装置 - Google Patents

可変吸気装置付空燃比制御装置

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JPS63192931A
JPS63192931A JP2333787A JP2333787A JPS63192931A JP S63192931 A JPS63192931 A JP S63192931A JP 2333787 A JP2333787 A JP 2333787A JP 2333787 A JP2333787 A JP 2333787A JP S63192931 A JPS63192931 A JP S63192931A
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JP
Japan
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air
fuel ratio
branch point
ratio control
intake
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JP2333787A
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Yoshiaki Kinoshita
木下 美明
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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  • Characterised By The Charging Evacuation (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】 及匪旦貝灼 [産業上の利用分野] 本発明は、内燃機関に供給する燃料量を制御して、常に
内燃機関を最適な条件下で作動させることを目的とする
空燃比制御装置に関し、詳しくは、内燃機関の気筒群へ
吸入空気を供給する吸入空気通路の分岐点の位置を可変
とした可変吸気装置付内燃機関の空燃比制御装置に関す
る。
[従来の技術] 近年、車両に搭載された内燃機関等の電子制御化が進み
、その運転状態、例えば内燃機関の空燃比等は好適かつ
緻密に制御されている。該内燃機関の空燃比の制御を行
なう装置の発明や提案としては、例えば特開昭61−8
443号に示される「空燃比制御装置」等が知られてい
る。
一方、第13図に示すように、内燃機関の吸気系mにお
いて、気筒n、o、pの第1気筒群と気筒q、r、sの
第2気筒群との分岐点を、エアコントロールバルブtの
開閉を行なうことにより変更する可変吸気装置付内燃機
関の発明や提案等も為されている。この可変吸気装置付
内燃機関のエアコントロールバルブtは、運転者により
踏み込まれるアクセルペダルと連動するスロットルバル
ブUの開度および内燃機関の回転速度等に基づいて開閉
制御され、開状態のときには第1気筒群と第2気筒群と
の分岐点をエアコントロールバルブtの位置として分岐
点から各気筒までの吸入空気通路の長さを短くする。こ
れにより可変吸気装置付内燃機関は、例えば第14図の
グラフに示すように、内燃機関の回転速度が4200 
[rpm]以上のときにはエアコントロールバルブtを
開状態、4200 [rom]未満のときには閉状態に
して吸入空気量の充填効率を高めトルクの増大を図るよ
う働く。尚、第14図に示すグラフは、全負荷時、即ち
スロットルバルブUを全開状態にしたときのトルク量を
示し、図中のグラフg1はエアコントロールバルブtを
開状態にしたときの、グラフg2は開状態にしたときの
、各々のトルク量を表わす。
[発明が解決しようとする問題点コ 上記可変吸気装置付内燃機関は、エアコントロールバル
ブtの開閉制御を行なうことにより、内燃機関の効率を
高めることができるという優れた効果を有するものの、
猶、次のような問題が考えられた。
内燃機関の空燃比を、バキュームセンサ等により検出さ
れる吸入空気圧等に基づいて定められた目標空燃比(即
ち、燃料噴射量)に一致させるよう制御する所謂ディ・
ジエトロニツタ式内燃機関においては、同一吸入空気圧
であってもエアコントロールバルブtの開閉状態の相違
によって吸入空気量の充填効率が異なる。即ち、第14
図のグラフに示されるように、スロットルバルブUが全
開で吸入空気圧が同じ大気圧であっても、エアコントロ
ールバルブtの開閉状態の相違によって吸入空気量の充
填効率が異なり、図中にギャップQapとして表わされ
るトルク量の差を生じる。これは、同一吸入空気圧であ
っても、エアコントロールバルブtの開閉状態の相違に
よって吸入空気量が異なるからである。これにより、エ
アコントロールバルブtの開閉状態の相違に係らず、バ
キュームセンサ等により検出される吸入空気圧が同じだ
からといって、同一目標空燃比(燃料噴射量)を設定し
ていたのでは、目標空燃比が実際に吸入された吸入空気
量に対応しないことが考えられた。
この結果、空燃比の乱れを発生させ、ひいてはドライバ
ビリイテイやエミッションの悪化をも生じさせることが
考えられた。
本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置は、上記問題を
解決することを目的として為されたものである。
1虱り実感 [問題点を解決するための手段] 本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置は、第1図にそ
の基本構成を例示する如く、 少なくとも2つの気筒群よりなる内燃機関に吸入される
空気の圧力を検出する吸入空気圧検−出手段(Ml)と
、 少なくとも上記吸入空気圧検出手段(Ml)により検出
される吸入空気圧に基づいて目標空燃比を定め、上記内
燃機関の空燃比を該目標空燃比に一致させるよう制御す
る空燃比制御手段(M2)と、 上記内燃機関の運転状態に基づいて上記内燃機関の気筒
群へ吸入空気を供給する吸入空気通路の分岐点を変更す
ることにより、該分岐点から上記気筒群の各々の気筒ま
での吸入空気通路の長さを変更する分岐点変更手段(M
3)と、 を備えた可変吸気装置付空燃比制御装置において、 上記空燃比制御手段(M2)に、 上記目標空燃比を、上記分岐点変更手段(M3)が上記
分岐点を変更する動作に従って補正する補償手段(M4
)を備えたことを特徴とする。
ここで、気筒群とは、内燃機関の気筒を少なくとも1つ
以上有するものであればよい。
分岐点変更手段(M3)とは、内燃機関の気筒群へ吸入
空気を供給する吸入空気通路の分岐点の位置を内燃機関
の運転状態、例えば内燃機関の回転速度およびスロット
ル開度に基づいて変更するものであればよく、ある気筒
群への吸入空気通路と他の気筒群への吸入空気通路とを
隔てる壁にバルブを設け、このバルブを内燃機関の運転
状態に基づいて開閉することにより内燃機関の気筒群へ
の吸入空気通路の分岐点の位置を変更するよう構成する
こと等種々の構成を考えることができる。
[作用] 上記構成を有する本発明の可変吸気装置付空燃比制御装
置は、次のように作用する。
本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置は、空燃比制御
手段(M2)が、少なくとも吸入空気圧検出手段(Ml
)により検出される吸入空気圧に基づいて目標空燃比を
定め、この目標空燃比に内燃機関の空燃比を一致させる
よう制御し、一方、内燃機関の運転状態に基づいて一分
岐点変更手段(M3)が内燃機関の気筒群の吸入空気通
路の分岐点を変更するよう働くが、分岐点変更手段(M
3)の分岐点変更動作に従って空燃比制御手段(M2)
の定める目標空燃比を補償手段(M4)が補正するよう
働く。これにより、本発明の可変吸気装置付空燃比制御
装置は、少なくとも吸入空気圧に基づいて定められる目
標空燃比を気筒群の吸入空気通路の分岐点の位置に従っ
て補正するよう働き、実際に、内燃機関の各気筒に吸入
される吸入空気量に従った目標空燃比を定めるよう動く
[実施例] 次に、本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置の構成を
一層明らかにするために好適な実施例を図面と共に説明
する。
第2図は、本実施例の可変吸気装置付空燃比制御装置の
構成を示す概略構成図である。
図示する如く、6気筒エンジン1の吸気管2には、上流
側から、吸入する空気の浄化を行なうエアクリーナ3、
吸入する空気の温度を検出する吸気温センサ4、図示し
ないアクセルペダルと連動して吸入空気量の調節を行な
うスロットルバルブ5、スロットルバルブ5の開度を検
出するスロットルポジションセンサ6、吸気管2内の吸
入空気圧を検出するバキュームセンサ7、管路8を介し
て所謂アイドル時の吸入空気量の調節を行なうアイドル
スピードコントロールバルブ(以下、単にl5CVと呼
ぶ)9.6気筒エンジン1の2つの気筒群(後に詳しく
説明する)への吸入空気通路2i(2j)の分岐点位置
を変更するよう働くエアコントロールバルブ(以下に、
単にACVと呼ぶ)101吸気系2内に燃料噴射を行な
うことによりエンジン1の燃焼室11に燃料の供給を行
なう燃料噴射弁12、等が備えられている。ACVlo
は、管路15を介してバキュームタンク16に蓄えられ
た背圧を利用−、バキュームスイッチングバルブ(以下
、単にvSvと呼ぶ)17がオンとされたときダイヤフ
ラム18を作動させることにより開状態とされる。
ACVIOが開状態のときは、第3図に示すように、2
つの気筒群19X、19yへの吸入空気通路2i、2j
の分岐点位置をポイントAとし、閉状態のときは、分岐
点位置をポイントBとする。
一方、エンジン1の排気系20には、排気ガス中の酸素
濃度を検出する02センサ21等が、エンジン1本体に
は、冷却水の温度を検出する水温センサ23、燃焼室1
1内の燃料に点火を行なう点火プラグ24等が、各々備
えられている。点火プラグ24は、イグナイタ25の発
生する高電圧を、図示しないクランク軸と連動するディ
ストリビュータ26を介して供給される。また、デイス
トリピユータ26の回転速度は、回転速度センサ27に
より検出される。
上記吸気温センサ4.スロットルポジションセンサ6、
バキュームセンサ7.02センサ21゜水温センサ23
および回転速度センサ27等は、第4図に示す電子制御
装置(以下、単にECUと呼ぶ)30の外部入力回路3
0dに接続され、同じく上記l5CV9.燃料噴射弁1
2.VSVI7およびイグナイタ25等は、ECU3O
の外部出力回路30eと接続されている。
ECU3Oは、周知のCPLJ30a、ROM30b、
RAM30c等を中心とし、これらと上記外部入力回路
30dおよび外部出力回路30eとをバス30fにより
相互に接続した論理演算回路として構成されている。
次に、M5図に示すフローチャートを用いてECU3O
が行なう処理について説明する。
第5図に示す「燃料噴射量算出ルーチン」は、ECU3
Oが種々行なう処理の内、運転状態に基づいた目標空燃
比に対応する燃料噴射量を求める処理に関してのみ示し
たものであり、ハード割り込み等の手法により定期的(
本実施例では4ms毎)に実行されるものである。
まず、処理が本処理に移行すると〜回転速度センサ27
およびバキュームセンサ7を介してエンジン回転速度N
Eと吸入空気、圧PMとが検出される(ステップ100
)。この後、検出されたエンジン回転速度NEと吸入空
気圧PMとから、第6図に示すマツプに従って基本燃料
噴射量TAUBが演算される(ステップ11o)。この
基本燃料噴射量TAU8は、運転状態に基づいた目標空
燃比に対応する値として予めROM30bに記憶されて
いる。
続くステップ120では、2つの気筒群19x。
19Vへの各々の吸入空気通路2i、2jの分岐点位置
を変更するよう働<ACVIOが開状態であるか否かが
判断される。このACVloは、上述したように、VS
V17がオンとされたとき開状態となるが、図示しない
他の処理において、上記検出されたエンジン回転速度N
Eとスロットルポジションセンサ6を介して検出される
スロットル開度TAとに基づいて開閉制御される。即ち
、第7図のグラフに示すように、エンジン回転速度NE
が4200 [rpm]以上であって、しがもスロット
ル開度TAが60’以上のときの領域■、あるいはエン
ジン回転速度NEが4200 [rpm]未満であって
、しかもスロットル開度TAが60’未満のときの領域
■、の各々の場合には、ECU3Oの外部出力回路30
eを介してvSv17にオン信号が出力され、ACVl
oは開状態とされる。一方、領域■および■に属しない
領域■または領域IVの各々の場合には、VSV17に
オフ信号が出力され、ACVlot、を閉状態とされる
ステップ120において、ACVloが開状態であると
の肯定判断がされた場合には、続くステップ140ない
し150の補正処理が為される。
即ち、ACVloが開状態のときには、ACVloが閉
状態のときに比して吸入空気の充填効率とが異なるため
、検出されたエンジン回転速度NEと吸入空気圧PMと
から、第8図に示すマツプから補正項KTUが求められ
(ステップ140)、この補正項KTUを、次式に従っ
て上記算出された基本燃料噴射量TALIBに加輝する
処理が行なわれる(ステップ150)。
TALIB=TALJB+−KTLJ 尚、補正項KTUは、単にエンジン回転速度NE、ある
いは吸入空気圧PMに従って算出するよう構成すること
も考えられる。
上記ステップ140ないし150の補正処理が為された
後、あるいはステップ120において否定判断された後
には、処理はステップ160に進む。
ステップ160では、上記算出された基本燃料噴射量T
AUB (ステップ150またはステップ110)に、
吸気温センサ4や水温センサ23を介して検出された吸
気温度や冷却水温度に基づいて、次式に従った各種補正
を加味し実燃料噴tgmTALJを演算する処理が行な
われる(ステップ160)。
TAU=αx TALJB+β 但し:α、βは補正値 上記ステップ160の演算処理を実行後、処理はrRE
TURNJに扱は本「燃料噴射量算出ルーチン」を終え
る。この債、図示しない処理において、燃料噴射弁12
は、演算された実燃料噴射量TAUに対応した時間開弁
される。
以上、詳細に説明した本実施例の可変吸気装置付空燃比
制御装置によると、ACVloが開状態のとき吸入され
た空気量は、ACVIOが閉状態の場合と同一吸入空気
圧であっても、充填効率等の相違により実際に吸入され
た空気量と相違するが、ACVloが開状態のときの基
本燃料噴射量TAUBは、エンジン回転速度NEおよび
吸入空気圧PMに基づいて実際に吸入された空気量に対
応した基本燃料噴射量TAUBに補正される。これによ
り、目標空燃比を、ACVloの開閉状態に係らず、常
に実際に吸入した空気量に対応した値とすることができ
るという優れた効果を有する。
この結果、ACVloを開状態にしても空燃比を乱れさ
せるといったことはなく、ACVIOを装備したエンジ
ン1において、ドライバビリティやエミッションの一層
の向上を図ることができるといった優れた効果を奏する
次に、本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置の第2実
施例について説明する。
第2実施例の可変吸気装置付空燃比制御装置は、第1実
施例の可変吸気装置付空燃比制御装置と同様の構成を有
するが、第1実施例において用いられる[燃料噴射量算
出ルーチン]として第9図に示す「燃料噴射量算出ルー
チン」を用いたものである。この第9図に示す「燃料噴
tJA量算出ルーチン」は、第5図に示す「燃料噴射量
算出ルーチン」にステップ221ないし225およびス
テップ231ないし235の処理を追加したものであり
、他の下2桁の番号が同じ番号のステップは第1実施例
と同じ処理を行なうものである。
第2実施例の「燃料噴射量算出ルーチン」も、第1実施
例の「燃料噴射量算出ルーチン」と同様、ACVloが
開状態のときにはくステップ220)、演算された基本
燃料噴射量TAUB(ステップ200ないし210)を
エンジン回転速度NEおよび吸入空気圧PMに基づき補
正して(ステップ240ないし250)、実燃料噴射量
TAUを演算する(ステップ260)よう働くが、AC
V 10tfi閉状態から開状態に移行した直後、ある
いは開状態から閉状態に移行した直後には、各々所定時
間閉状態の、あるいは開状態の制御を続行する(ステッ
プ221ないし225、またはステップ231ないし2
35)。
即ち、ACVIOが開状態であるとの肯定判断がされた
場合にはくステップ220) 、ACVIOが閉状態か
ら開状態に移行した直後であるか否かがフラグFの値に
よって判断される(ステップ221)。ここで、フラグ
Fの値が1でないとの否定判断がされた場合には、AC
VIOが開状態に移行した直後であり、タイマC0PN
が零クリアされると共にフラグFの値も1にセットされ
る(ステップ222)。一方、フラグFの値が1である
との肯定判断がされた場合には(ステップ220)、タ
イマC0PNはインクリメントされる(ステップ223
)。尚、フラグFは、後述されるが、ACVloが閉状
態のときに零クリアされている。上記ステップ222ま
たは223の処理が為された後、第10図に示すマツプ
から、検出されたエンジン回転速度NEに基づいた遅延
判定値CTOPが演算され(ステップ224)、この遅
延判定値CTOPと上記タイマC0PNとの比較判断が
行なわれる(ステップ225)。ステップ225におい
て肯定判断された場合は、ACVloが開状態から開状
態に移行してから所定遅延時間が経過したときであり、
この場合には処理はステップ240以降の基本燃料噴射
量TAUBの補正処理に進み、否定判断された場合はス
テップ260に進み、基本燃料噴射量TAUBの補正を
行なわない。
一方、上記ステップ220においてACVloが閉状態
であるとの否定判断がされた場合には、ACVloが開
状態から閉状態に移行した直後であるか否かがフラグF
の値によって判断される(ステップ231)。ここで、
フラグFの値が零でないとの否定判断がされた場合は、
ACVloが閉状態に移行した直後であり、タイマCC
LEおよびフラグFが共に零クリアされる(ステップ2
32)。一方、フラグFの値が1であるとの肯定判断が
された場合には(ステップ231>、タイマCCLEは
インクリメントされる。ステップ232または233の
処理が為された債、第11図に示すマツプから、エンジ
ン回転速度NEに基づいた遅延判定値CTCLが演算さ
れ(ステップ234) 、この判定値CTCLと上記タ
イマCCLEとの比較判断が行なわれる(ステップ23
5)。ステップ235において肯定判断された場合は、
ACVIOが開状態から閉状態に移行してから所定遅延
時間が経過してないときであり、この場合には処理はス
テップ240以降に、否定判断された場合はステップ2
60以降に各々進む。
第2実施例の可変吸気装置付空燃比制御装置は、第1実
施例の可変吸気装置付空燃比制御装置と同様の効果を有
する他、次のような効果を有する。
即ち、ACV16が閉状態から開状態に移行した直後の
所定時間、あるいは開状態から閉状態に移行した直後の
所定時間は、吸入空気の充填効率は閉状態あるいは開状
態のままとなるが、この各々の所定時間の間、前の状態
の制御を続行することにより、ACVloが開状態に移
行した直後の、あるいは閉状態に移行した直後の、各々
の過渡状態においても、実際に吸入された吸入空気量に
基づいた目標空燃比を得ることができるといった優れた
効果を有する。これにより、ドライバビリティやエミッ
ションの一層の向上を図ることができるという効果を奏
する。
尚、第12図(A>に示T り’77 ハ、ACVlo
を甥状態にしたときの吸入空気の流れを示すものであり
、第12図(B)に示すグラフは、ACVloを開状態
にしたときの吸入空気の流れを示すものである。これら
のグラフから、吸入空気の充填効率が変化する時間は、
少なくとも図中の区間Ωを空気脈動が伝わる時間遅れる
ことがわかる。
本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置は、上記実施例
に付写限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲において種々の態様で実施可能である。例えば
、第2実施例において所定の遅延判定値を定めるのに、
エンジン回転速度NEに基づいて演算するよう構成した
が、バキュームセンサ7により検出される吸入空気圧P
Mに基づいて演算するよう構成してもよいし、あるいは
エンジン回転速度NEと吸入空気圧PMとの2次元マツ
プより演算するよう構成してもよい。また、第2実施例
においては、遅延判定値CTOPとCTCLとを各々異
なるマツプより演算するよう構成したが、同一のマツプ
より演算するよう構成することも考えられる。更に、本
実施例では、ACVloが開状態のとき基本燃料噴射量
TAUBを補正するよう構成したが、ACVIOが閉状
態のとき補正するよう構成してもよい。また、本実施例
では、基本燃料噴射量をACVloの開閉に従って補正
するよう構成したが、検出された吸入空気圧PMをAC
Vloの開閉に従って補正して用いるよう構成すること
も考えられる。
及豆二四呈 本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置によると、検出
された吸入空気圧に従って燃料噴射量(空燃比)を調節
するディー・ジエトロニツタ車においても、気筒群への
各々の吸入空気通路の長さを変更するよう働くエアコン
トロールバルブの効果を低下させることなく、実際に吸
入された空気量に従った目標空燃比を定めることができ
、ドライバビリティやエミッションの一層の向上を図る
ことができるといった優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の可変吸気装置付空燃比制御装置の基本
構成を例示するブロック図、第2図は本発明一実施例の
可変吸気装置付空燃比制御装置のエンジン周辺部を示す
概略構成図、第3図はエンジン1の2つの気筒群1’9
x、yを示す説明図、第4図は電子制御装置(ECLJ
)30の構成を示すブロック図、第5図は[燃料噴射量
算出ルーチン」の処理を示すフローチャート、第6図は
基本燃料噴射ITALIBのマツプを示すグラフ、第7
図はACVIOの開く領域を示すグラフ、第8図は補正
項KTUのマツプを示すグラフ、第9図は第2実施例の
「燃料噴射量算出ルーチン」の処理を示すフローチャー
ト、第10図は遅延判定値CTOPのマツプを示すグラ
フ、第11図は同じく遅延判定値CTCLのマツプを示
すグラフ、第12図(A>はACVloが閉状態のとき
の吸入空気の流れを示す説明図、第12図(B)は同じ
くACVIOが開状態のときの吸入空気の流れを示す説
明図、第13図は2つの気筒群を有する内燃機関の吸入
空気通路を示す説明図、第14図はエアコントロールバ
ルブtの開閉によるトルクの変化を示すグラフ、である
。 1・・・エンジン 2・・・吸気管 5・・・スロットルバルブ 6・・・スロットルポジションセンサ 7・・・バキュームセンサ 10・・・ACV 12・・・燃料噴射弁 17・・・vSv 27・・・回転速度センサ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも2つの気筒群よりなる内燃機関に吸入
    される空気の圧力を検出する吸入空気圧検出手段と、 少なくとも上記吸入空気圧検出手段により検出される吸
    入空気圧に基づいて目標空燃比を定め、上記内燃機関の
    空燃比を該目標空燃比に一致させるよう制御する空燃比
    制御手段と、 上記内燃機関の運転状態に基づいて上記内燃機関の気筒
    群へ吸入空気を供給する吸入空気通路の分岐点を変更す
    ることにより、該分岐点から上記気筒群の各々の気筒ま
    での吸入空気通路の長さを変更する分岐点変更手段と、 を備えた可変吸気装置付空燃比制御装置において、 上記空燃比制御手段に、 上記目標空燃比を、上記分岐点変更手段が上記分岐点を
    変更する動作に従って補正する補償手段を備えたことを
    特徴とする可変吸気装置付空燃比制御装置。
  2. (2)上記補償手段を、上記分岐点変更手段が上記吸入
    空気通路の長さを短く変更したとき、検出される内燃機
    関の回転速度および/または内燃機関の負荷に基づいて
    上記目標空燃比を補正するよう構成したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の可変吸気装置付空燃比制
    御装置。
  3. (3)上記補償手段を、上記分岐点変更手段が上記分岐
    点を変更したとき、所定の遅延時間後に上記目標空燃比
    を補正するよう構成したことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載または第2項記載の可変吸気装置付空燃比
    制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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