JPS6380047A - エンジンのノツキング制御装置 - Google Patents

エンジンのノツキング制御装置

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JPS6380047A
JPS6380047A JP22279186A JP22279186A JPS6380047A JP S6380047 A JPS6380047 A JP S6380047A JP 22279186 A JP22279186 A JP 22279186A JP 22279186 A JP22279186 A JP 22279186A JP S6380047 A JPS6380047 A JP S6380047A
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knocking
correction
air
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JP22279186A
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English (en)
Inventor
Yoshitaka Tawara
田原 良隆
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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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、エンジンの燃焼状態を最適に保ち、特に、運
転条件が変わったときでも、速やかに最適な燃焼状態に
することのできるエンジンのノッキング制御装置に関す
るものである。
〔従来技術〕
従来からエンジンのノッキング状態を検出して燃焼状態
をフィードバック補正するものとして、例えば特開昭5
8−126467号公報に示される如く、ノッキングに
より点火時期をフィードバック制御するものが知られて
いる。また、さらに、このフィードバック補正値に基づ
いて学習値を求め、該学習値を記憶、更新することによ
り、ノッキングに対する制御応答性を高めようとしたも
のも提案されている。このようなエンジンのノッキング
制御装置は、運転条件が一定であるときは最適な制御値
を学習することによりエンジンの燃焼状態を最適に保つ
ことができる。
ところが、上記従来のノッキング制御装置では、例えば
レギュラーガソリンを使用した後にハイオクガソリンを
使用するときなどのように運転条件が変わると、学習値
を大幅に変更する必要がある。
このために、新たな運転条件での学習が完了するまでに
相当な時間を要し、その間、出力の損失や過大なノッキ
ングが発生するという欠点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明は、上記従来の問題点を考慮してなされたもので
あって、運転条件が変わったときには、速やかに新たな
運転条件での最適な制御値を学習し、出力の損失や過大
なノッキングの発生を低減することができるエンジンの
ノッキング制御装置の提供を目的とするものである。
〔発明の構成〕
本発明に係るエンジンのノッキング制御装置は、上記の
目的を達成するために、ノッキングの発生を検出してエ
ンジンの燃焼状態をノッキング抑制方向にフィードバッ
ク補正するとともに、このフィードバック補正値に基づ
いて学習値を求め、該学習値を記憶、更新する学習制御
手段を備えたエンジンのノッキング制御装置において、
上記学習制御手段による学習値の修正が同一方向に連続
するにしたがって、学習値の修正度合を大きくする学習
値補正手段を備えて、学習値が最適な制御値から太き(
ずれていると推定されると学習値の修正度合を大きくす
ることにより、運転条件が変わったときには速やかに新
たな運転条件での最適な制御値を学習し、出力の損失や
過大なノッキングの発生を低減することができるように
構成したことを特徴とするものである。
〔実施例〕
本発明の一実施例として、燃焼状態の制御を点火時期を
制御することによって行う例について、第1図ないし第
4図に基づいて説明すれば、以下の通りである。
吸気通路1は、第1図に示すように、エアフローメータ
2、図示しない運転室の加速ペダルに連動して吸気通路
1を開閉する絞り弁3、サージタンク4、吸気管5、燃
料噴射弁6、吸気ボート7、および吸気弁8が順に設け
られて成る。一方、排気通路11は、排気弁12、排気
ポート13、排気管14および排気ガス中の酸素濃度を
検出する空燃比センサ15が順に設けられて成る。
吸気通路1と排気通路11とが接続される機関本体21
は、図示しない他の3つの気筒とともに、合計4つの気
筒からなり、それぞれ吸気ボート7および排気ポート1
3に連通ずる燃焼室22が設けられている。この燃焼室
22は、シリンダヘッド23、吸気弁8、排気弁12、
シリンダブロック24、及びピストン25によって区画
形成されて成る。ピストン25は、図示しないクランク
軸が180°回転するごとに、第1気筒・第3気筒・第
4気筒・第2気筒の順で圧縮行程の上死点に達するよう
になっている。
シリンダヘッド23の頂部には点火プラグ31が設けら
れ、クランク軸によって駆動される配電器32を介して
点火コイル33に接続され、各気筒が上記圧縮行程に達
するごとに、順次点火されるようになっている。また、
この配電器32には、4つの気筒がそれぞれ圧縮行程の
上死点に達した後、クランク軸が60”回転したことを
検出する、図示しないクランク角センサが設けられてい
る。
また、シリンダブロック24にはノッキングの有無を検
出するノックセンサ34が取り付けられている。
電子制御装置40には、エアフローメータ2、空燃比セ
ンサ15、ノックセンサ34、およびクランク角センサ
の各センサと、燃料噴射弁6および点火コイル33が接
続されている。この電子制御装置40は、ノッキングの
発生を検出して点火時期をフィードバック補正し、この
フィードバック補正値に基づいて最適な点火時期を学習
し、点火コイル33を駆動する学習制御手段と、学習値
の修正が同一方向に連続するにしたがって、学習値の修
正度合を大きくする学習値補正手段とを兼ねている。
電子制御装置40の詳細な構成は、第2図に示すように
、CPU41、ROM42、RAM43、マルチプレク
サ44、アナログ/ディジタル変換器45、燃料噴射タ
イマ46、および点火タイマ47が、互いにバス48を
介して接続されている。
RAM43の一部には、図示しない補助電源が接続され
ており、電子制御装置4oへの電力が供給されていない
ときでも、記憶を保持することができる。エアフローメ
ータ2、空燃比センサ15、ノックセンサ34、及び図
示しないバフテリ電圧検出端子は、入力回路49および
マルチプレクサ44を介してアナログ/ディジタル変換
器45に接続されている。燃料噴射タイマ46は、駆動
回路50を介して燃料噴射弁6に接続され、点火タイマ
47は、イグナイタ51を介して点火コイル33に接続
されている。さらに、CPU41には、クランク角セン
サからの信号が、入力回路52を介して割り込み信号と
して接続されている。
上記の構成において、学習制御手段および学習値補正手
段を兼ねる電子制御装置40で行われる処理動作を、第
3図(a)(b)に示すフローチャートに基づいて以下
に説明する。
まず、常に実行を繰り返すバックグラウンドルーチンは
、第3図(a)に示すように、スタート後、最初に定数
の設定等のイニシャライズを行う(Sl)。つづいて、
4つの気筒がそれぞれ圧縮行程の上死点に達した後、ク
ランク軸が60°回転したときにクランク角センサから
入力される信号(以下ATDC60’信号と称する。)
の周期T0に基づいたクランク軸の回転速度N6を計算
しくS2)、エアフローメータ2を通過する吸入空気M
Q、を入力しくS3)、1行程で1気筒当たりに吸入さ
れる空気充填1c、を計算しくS4)、空気充填量C0
に予め設定された係数に1を乗じて基本燃料噴射量T8
を計算しく35)、基本点火時期を記憶した基本点火時
期マツプから、そのときのクランク軸の回転速度N8と
空気充填量C,とに応じた基本点火時期θ3を読み込み
(S6)、前回に計算した空気充填1c、”に対する空
気充填量変化量ΔC0を計算しくS7)、さらに、前回
空気充填量C,11を更新する(S8)。
次に、空気充填量変化量ΔC,を加速判定基準値ΔC,
Accと比較しくS9)、これよりも大きければ車両が
加速状態にあると判断して、加速時に発生しがちなノッ
キングを防止するために加速遅角量θAccをセットす
る。ただし、この加速遅角量θ1.は、点火時期の学習
回数Nθ、Cが学習完了判定基準回数Nθ、Lcをこえ
ているかどうか、つまり、点火時期の学習程度が高いか
どうかを判定しく5IO)、学習程度が高ければ、点火
時期はすでにノッキングが起きにくいように制御されて
いるから比較的小さな値θACe!をセットしく511
)、そうでなければ、点火時期の学習による制御はまだ
充分でなく、ノッキングが起きやすいので0166.よ
りも大きな値θ、6.Lをセントして(S12)、S1
7に移行する。
一方、S9で、車両が加速状態にないと判断されれば、
次に加速遅角量θAcc7’l<0よりも大きいかどう
かを調べる(313)。加速遅角量θAceがOのとき
は、そのままS17に移行するが、もしOよりも大きけ
れば、まだ加速後間もないときなので、過渡現象の影響
でノッキングが起きやすい状態だと考えられる。そこで
、加速遅角量θACCをすぐにOにせず、徐々に減少さ
せるために加速遅角減衰量ΔθACCだけ減する(S 
14)。ただし、加速遅角量θAceは負数にならない
ようにするため、負数になったかどうかを調べ(315
)、負数であればOにしく316)、0以上であればそ
のままで、S17に移行する。S17では、空気充填量
C1がノックゾーン判定基準値Ca+c(例えば0.4
5g)よりも大きいかどうか、つまりエンジンの運転状
態が、ノッキングの起きやすい、点火時期のフィードバ
ック制御および学習を必要とするノックゾーンにあるか
どうかを判定する。
S17で、エンジンの運転状態がノックゾーンにあると
判定されると、ノック制御フラグFKCをセットしく3
18)、下記の第1表に示すように、回転速度N、と空
気充填量C0とに対応する学習ゾーンN。L、を決定し
く319)、学習点火時期を記憶した学習点火時期マツ
プから、現ゾーンの点火時期補正学習値θLCNOLC
を読み込んで点火時期学習補正値θL、として(520
) 、S23に移行する。
〔以下余白〕
第1表 また、517で、エンジンの運転状態がノックゾーンに
ないと判定されると、点火時期のフィードバック制御お
よび学習は必要ないので、ノック制御フラグFKCをリ
セットしく521)、点火時期学習補正値 θLCをO
にして(S22)、S23に移行する。
S23および324では、クランク軸の回転速度N、も
空気充填量C2もそれぞれ、回転速度のエンリッチゾー
ン判定基準値N0□ (例えば4000rpm)および
空気充填量のエンリッチゾーン判定基準値C,□ (例
えば0.55g)より小さければ、エンジンの運転状態
は理論空燃比にするためのフィードバック制御および学
習をする空燃比フィードバックゾーンにあると判定し、
また、クランク軸の回転速度N、が回転速度のエンリッ
チゾーン判定基準値N、■よりも大きいか、または、空
気充填1c、が空気充填量のエンリッチゾーン判定基準
値C0□よりも大きければ、エンジンの運転状態が、理
論空燃比以上に混合気を濃くする必要のあるエンリッチ
ゾーンにあると判定する。
S23およびS24でエンジンの運転状態が空燃比フィ
ードバックゾーンにあると判定されると、まず、空燃比
が理論空燃比になるように制御するため、エンリッチ係
数C1を1にセットしく525)、空燃比センサ出力■
。tを人力する(S26)。
次に空燃比センサ出力V。2が0.5Vよりも大きいか
どうか、つまり、現在の空燃比がリッチかリーンかを判
定する(S27)。327での判定がリッチのときは、
さらに、前回に空燃比センサ出力■o?を入力したとき
の空燃比がリーンだったかリッチだったか、つまり、今
回の空燃比が前回に比べて反転したかどうかを判定する
(328)。
328において、今回の空燃比が前回に比べて反転した
と判定されると、空燃比フィードバック補正値CF/B
を、平均値を求めるためのリッチ側累計R,Iに加算し
く529)、累計回数NA/Fが16になったかどうか
を調べる(S30)。累計回数NA/Fが16になって
いなければ、さらに累計を続行するためにそのまま33
4に移行し、また、16になっていれば、累計は充分に
なされたとしてS31に移行する。S31では、リッチ
側累計R1Iとリーン側累計RLとから、空燃比がリッ
チに反転した直後と、空燃比がリーンに反転した直後と
の空燃比フィードバック補正値CF/!lの平均値を求
め、これに8分の1の重みづけをして空燃比学習補正値
Ct、Cを修正する。さらに、空燃比の学習程度を表す
空燃比学習回数NL、をインクリメントしく532)、
リッチ側累計RR% リーン側累計RL、および累計回
数HALFをクリアした後(S33)、S34に移行す
る。
また、328において、今回の空燃比が前回に比べて反
転してないと判定されると、学習はしないで334に移
行する。
S34では、328での空燃比が反転したかどうかの判
定にかかわらず、現在の空燃比がリッチであることには
変わりないので、空燃比フィードバック補正値C2/、
をあらかじめ設定された修正量へ〇 F/IIだけ減少
させてS39に移行する。
S27での判定がリーンのときは、リッチのときの32
8・S29と同様に、今回の空燃比が前回に比べて反転
したかどうかを判定しく335)、今回の空燃比が前回
に比べて反転したと判定されると、このときの空燃比フ
ィードバック補正値C17,をリーン側累計RLに加算
しく536)、累計回数NA/Fをインクリメントして
(S37)、S38に移行し、一方、S35で、今回の
空燃比が前回に比べて反転してないと判定されると、そ
のまま338に移行する。538では、S35での判定
にかかわらず、空燃比がリーンであることには変わりな
いので、空燃比フィードバック補正値C17,を予め設
定された修正量ΔCF/!lだけ増加させてS39に移
行する。339では、前回の空燃比センサ出力v02′
″を更新して、S43に移行する。
一方、323およびS24でエンジンの運転状態がエン
リッチゾーンにあると判定されたときは、混合気を濃く
するため、エンリッチ係数C1Nを1.2にセットしく
540)、空燃比のフィードバック補正値による制御は
行わないので、空燃比フィードバック補正4a CF/
lは1にセットする (341)。また、このときは燃
焼状態の連続性が途切れるので、そのときのリッチ側累
計RR%リーン側累計RL、および累計回数NA/Fを
クリアして(S42)、S43に移行する。
343では、バッテリ電圧■3を入力し、第4図に示す
ように、バッテリ電圧■8に応じて設定された無効燃料
噴射時間Tvを読み込み(344)、以上のようにして
得られた無効燃料噴射時間Tv、基本燃料噴射1tTl
、空燃比学習補正値CLc、空燃比フィードバック補正
値CF/11、エンリッチ係数C□から最終燃料噴射1
tTiを計算して(S45)S2にもどり、以上のルー
プを繰り返す。
次に、クランク角センサからATDC60°信号が入力
されるごとに実行されるインタラブドルーチンについて
、第3図(b)に示すフローチャートに基づいて以下に
説明する。
ATDC60°信号が入力されると、まず、そのときの
割り込み時刻t2を入力しく551)、これと前回割り
込み時刻t1とからATDC60゜信号の周期T0を計
算しく552)、前回割り込み時刻1.を更新する(3
53)。
つづいて、S54で、ノック制御フラグF’xcによっ
て、エンジンの運転状態がノックゾーンにあるかどうか
を調べ(S54)、ノックゾーンになければ、点火時期
のフィードバック制御および学習は行わないので、点火
時期フィードバック補正値θW/11を0にして(S8
0)、S81に移行する。
一方、S54で、エンジンの運転状態がノックゾーンに
あると判定されれば、ノック強度■、を入力しく555
)、ノッキングが発生したかどうかを判定する(356
)。S56でノッキングが発生したと判定されれば、ま
ず、ノック強度IKに予め設定された遅角定数に、Iを
乗じた量だけ加算して点火時期フィードバック補正値θ
F/lを遅角修正する(S57)。次に、加速遅角量θ
ACCが0になっているかどうかを8周べ(358)、
0になっていなければ、加速遅角量θACCの影響によ
り、正常な学習は行えないのでそのまま381に移行す
る。
35Bで、加速遅角量θ1.が0になっていると判定さ
れれば、こんどは、エンジンの運転状態がエンリッチゾ
ーンにあるかどうかを調べ(S59)、エンリッチゾー
ンにあれば、空燃比の学習程度に関係なく点火時期の学
習を許可するから、361に移行し、エンリッチゾーン
でなければS60に移行する。S60ではさらに、空燃
比学習回数N、cが8をこえているか、つまり、空燃比
の学習程度が高いかどうかを判定する。空燃比の学習程
度が高ければ、その空燃比に対する点火時期の学習を許
可するからS61に移行する。空燃比の学習程度が低い
ときは、学習を停止するために、つまり、まだ最適でな
い空燃比に対して点火時期を学習してしまうことのない
ようにするため、そのままS81に移行する。
S61およびS62では、ノック強度■、が学習最低ノ
ック強度I KLCよりも大きく、かつ、フィードバッ
ク点火時期が学習最低フィードバック量θF/IILI
:よりも大きいかどうかを判定する。つまり、ノッキン
グの発生が激しいかどうかを判定し、激しいときだけ現
ゾーンの点火時期補正学習値θLい。Leを点火時期フ
ィードバック補正値θ、73に32分の1の重みづけし
たものを加算して遅角修正しく363)、点火時期の学
習回数NθLCをインクリメントして(S64)、S6
5に移行する。又、361・62でノッキングの発生が
軽微であることが判定されると点火時期の学習はしない
でS65に移行する。S65では、ノッキングが発生し
たのだから、現ゾーンの連続非ノツク回数N8゜LCを
クリアし、更に、ノッキングが連続して発生しないとき
にだけ進角修正する現ゾーンの点火時期補正学習値の連
続進角修正回数NOLCNOLCを初期化して(S66
)、381に移行する。
一方、S56でノッキングが発生しなかったと判定され
ると、ノッキングが発生したときとは逆に、点火時期フ
ィードバック補正値θF/IIをあらかじめ設定された
再進角定数ΔθF/11だけ減じて進角修正する(S6
7)。ただし、点火時期フィードバック補正値θ、7.
は負数にならないようにするため、負数になったかどう
かを調べ(368)、負数であれば0にしく569)、
0以上であればそのままで、570に移行する。
370〜S72では、ノッキングが発生したときの35
8〜560と同様に、加速遅角量θACC、エンリッチ
係数Ct*、空燃比学習回数NLCによって点火時期の
学習をするかどうかを判定し、学習しないと判定されれ
ばS81に移行し、学習すると判定されれば、S73に
移行する。
S73およびS74では、点火時期フィードバック補正
値θ、/1がOであるか、および点火時期学習補正値e
tcが正数であるかを判定する。つまり、点火時期フィ
ードバック補正値θF/Iが0でなければ、点火時期は
まだフィードバックによる制御が可能だから、点火時期
の学習は行わないでS81に移行する。また、点火時期
フィードバック補正値も点火時期学習補正値もすてにO
であれば、フィードバックによる制御も学習による制御
も限界なのだからやはり点火時期の学習は行わないで5
81に移行する。そして、点火時期フィードバック補正
値θF/IIがOであり、点火時期学習補正値θLCが
正数であるとき、つまり、フィードバックによる制御は
限界であるが、学習による制御は限界でないときのみS
75に移行する。
375では、現ゾーンの連続非ノツク回数NN0LCを
インクリメントし、この現ゾーンの連続非ノツク回数N
N0leが100を越えているかどうか判定しく576
)、100を越えるまで、つまり、安定してノッキング
が発生していないと判定されるまで学習を保留してS8
1に移行する。
そして、S76で安定してノッキングが発生していない
と判定されると、現ゾーンの点火時期補正学習値θ10
、。LCを、あらかじめ設定された単位進角修正量Δθ
Lcに現ゾーンの点火時期補正学習値連続進角修正回数
N。LCNOLCを乗じた量だけ減じて進角修正する(
S77)。つまり、現ゾーンの点火時期連続進角修正回
数N。LCNOLCが大きいほど、使用燃料など、運転
条件が大きく変わったことが原因でノッキングが発生し
ないと考えられ、現ゾーンの点火時期補正学習値θLC
)IOLcはノッキングが発生しにくい値にかなりずれ
ていると考えられるので、現ゾーンの点火時期補正学習
値θLC)I。LCの修正度合を大きくする。そして、
現ゾーンの連続非ノツク回数N、。、Cをクリアしく3
78)、現ゾーンの学習補正点火時期の連続進角修正回
数N。LCHOLCをインクリメントして(S79)、
S81に移行する。
S81では、以上の基本点火時期θ3、加速遅角量θ1
6、点火時期フィードバック補正値θF/II、および
点火時期学習補正値θLeから最終点火時期θ、を計算
する。そして、これと、ATDC60°信号の周期T。
、およびインクラブドルーチン実行時間ΔTから、点火
コイルの通電時間T。
を求める(S82)。次に、燃料噴射タイマ46にバッ
クグラウンドルーチンの345で求めた最終燃料噴射量
T、をセットする(383)ことにより燃料噴射弁は燃
料の噴射を開始してTi後に終了する。また、点火タイ
マ47に最終点火時期T、をセットする(S 84)こ
とにより、イグナイタ51は点火コイル33に通電を開
始し、T3後に通電を停止して燃焼室22内の混合気を
点火し、インクラブドルーチンはバックグラウンドルー
チンにリターンする。
尚、本実施例においては、学習値の修正度合を連続修正
回数に比例させたが、あらかじめ設定した関数等によっ
てさらに適切な修正度合にすることにより、学習値の安
定度を保ちつつ、速やかに最適な点火時期を得ることも
できる。
また、本実施例では、点火時期を制御することによって
、燃焼状態の制御を行う例について述べたが、本発明は
これにかぎらず、例えば、排気再循環を制御することに
よって燃焼状態を制御する場合等にも適用できる。
〔発明の効果〕
本発明に係るエンジンのノッキング制御装置は、以上の
ように、ノッキングの発生を検出してエンジンの燃焼状
態をノッキング抑制方向にフィードバック補正するとと
もに、このフィードバック補正値に基づいて学習値を求
め、該学習値を記憶、更新する学習制御手段を備えたエ
ンジンのノッキング制御装置において、上記学習制御手
段による学習値の修正が同一方向に連続するにしたがっ
て、学習値の修正度合を大きくする学習値補正手段を備
えた構成である。これにより、学習値が最適な制御値か
ら大きくずれていると推定されると学習値の修正度合を
大きくして、運転条件が変わったときには速やかに新た
な運転条件での最適な制御値を学習し、出力の損失や過
大なノッキングの発生を低減することができるという効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明の一実施例を示すものであ
って、第1図は全体の構成を示す構成図、第2図は電子
制御装置の詳細例を示すブロック図、第3図(a)−1
・2は電子制御装置で行われるバンクグラウンドルーチ
ンによる動作を示すフローチャート、第3図(b)は電
子制御装置で行われるインクラブドルーチンによる動作
を示すフローチャート、第4図はあらかじめ設定された
バッテリ電圧■、と無効燃料噴射時間Tvとの関係の例
を示すグラフである。 40は電子制御装置(学習制御手段、学習値補正手段)
である。 特許出願人    マツダ 株式会社 1、事件の表示 昭和61年 特許願第222791号 2、発明の名称 エンジンのノッキング制御装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、ノッキングの発生を検出してエンジンの燃焼状態を
    ノッキング抑制方向にフィードバック補正するとともに
    、このフィードバック補正値に基づいて学習値を求め、
    該学習値を記憶、更新する学習制御手段を備えたエンジ
    ンのノッキング制御装置において、上記学習制御手段に
    よる学習値の修正が同一方向に連続するにしたがって、
    学習値の修正度合を大きくする学習値補正手段を備えた
    ことを特徴とするエンジンのノッキング制御装置。
JP22279186A 1986-09-19 1986-09-19 エンジンのノツキング制御装置 Pending JPS6380047A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5654936A (en) * 1979-10-10 1981-05-15 Nippon Denso Co Ltd Control method for air-fuel ratio
JPS611868A (ja) * 1984-06-13 1986-01-07 Nissan Motor Co Ltd 点火時期制御装置

Patent Citations (2)

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