JPS6385241A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JPS6385241A
JPS6385241A JP22733586A JP22733586A JPS6385241A JP S6385241 A JPS6385241 A JP S6385241A JP 22733586 A JP22733586 A JP 22733586A JP 22733586 A JP22733586 A JP 22733586A JP S6385241 A JPS6385241 A JP S6385241A
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Tetsuo Takahane
高羽 徹郎
Yoshitaka Tawara
田原 良隆
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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) この発明はエンジンの制m+装置に関し、特に、ノッキ
ングを抑制するためのエンジン制御量を加速時に使用燃
料のオクタン価に応じて補正するものに関する。
(従来の技術) 周知のように、エンジンの加速時には、空燃比がリーン
状態となり、制御の時間遅れなどの要因からノッキング
が発生し易くなるので、点火時期を定常時よりも遅くす
ることが行なわれている。
一方、エンジンにノッキングが発生するノッキング限界
は、エンジンの使用燃料のオクタン価によって異なるこ
とも良(知られている。
従って、エンジンの点火時期をエンジンの運転状態にの
み着目して、加速時と定常時とで単純に変更する制御で
は以下の問題が生ずる。
すなわら、例えば点火時期を普通オクタン価燃料(以下
レギュラーと称す)に合せて設定すると、高オクタン価
基Fl(以下ハイオクと称す)を使用した場合には、点
火時期がノッキング限界よりも必要以上に遅角した状態
となって出力損失を来たす。
また、点火時期をハイオクに合せて設定すると、レギュ
ラーを使用した場合に、点火時期の遅角mが不足してノ
ッキングを起こす。
そこで、例えば特開昭58−143169号公報に開示
されているように、ハイオク燃料側に点火時期を設定し
ておき、ノッキングが生ずるとレギュラー側に点火時期
をシフトするエンジンの制御と、前述した加速時の点火
時期の制御とを組合せれば上記問題が解消されるものと
考えられるが、このようなエンジンの制御においても以
下に説明する問題があった。
(発明が解決しようとする問題点) すなわち、上記公報の制御と加速時の制御の組合せでは
、ノッキング限界が使用燃料によって異なることには対
応できるにしても、ノッキング限界が空燃比に応じて変
化し、しかも空燃比がリッチからリーン側に移行するに
つれて、レギュラーとハイオクとのノッキング限界の間
隔がひらく傾向にあって、ノッキング限界と空燃比との
関係で求められる曲線の勾配がハイオクとレギュラーと
で異なっているので、点火時期の単純なシフトではこれ
に充分対応することができないという問題があった。
(問題点を解決するための手段) 上記目的をj構成するために、この発明ではエンジンの
制御装置を、ノッキングを抑制するようにエンジン制御
通を補正するノッキング抑制手段と、エンジンに供給さ
れる燃料のオクタン価を検出する燃料成分検出手段と、
この燃料成分検出手段の出力を受け、オクタン価が小さ
い程上記ノッキング抑制手段によるエンジン制御舟の補
正を大きくする第1ノッキング抑制補正手段と、エンジ
ンに供給される混合気の空燃比に相関する信号を検出す
る空燃比検出手段と、この空燃比検出手段の出力を受け
、空燃比が薄い捏上部ノッキング制御手段によるエンジ
ンの制御mの補正を大きくする第2ノッキング制御補正
手段とで構成した。
(作 用) 上記構成のエンジンの制御装置によれば、ノッキング抑
制補正手段によりエンジン制rIJm、例えば点火時期
や空燃比が、ノッキング抑制手段によるこれらの制御母
の補正に加えて、燃料成分検出手段の出力を受けて燃料
のオクタン価が小さい程エンジンの制御1ffiが大き
くなるように補正されるので、使用燃料のオクタン価の
相違に基づくノッキング限界が空燃比に応じて変化して
も、これに充分対応してノッキングの発生を確実に防止
できる。
(実施例) 以下、この発明の好適な実施例を添附図面に基づいて詳
細に説明する。
第1図から第3図は、この発明に係るエンジンの制御装
置の第1実施例を示している。
第1図はこの実施例装置の全体構成を示しており、エン
ジン10のシリンダブロック10aとシリンダヘッド1
0bとで形成した燃焼室12には、吸気バルブ14と排
気バルブ16および点火プラグ18とが配置されている
燃焼室12には、吸気バルブ14で開閉される吸気通路
20と、排気バルブ16で開閉される排気通路22とが
それぞれ接続されており、吸気通路20には、その上流
側から吸気空気ff1(Q)を計測するエアフローセン
サ24、吸入空気fit(Q)を制御するスロットルバ
ルブ26.燃焼室12に燃料を噴射供給する燃料噴射弁
28が順次配置されている。
排気通路22には、排気ガス中の酸素ff1(02)を
計測する。2センサ30が設けられるとともに、エンジ
ン10のノッキングを検出するノックセンサ32がシリ
ンダブロック10aに設けである。
点火プラグ18には、コントロールユニット34の点火
信号を受けて、高圧を発生するイグニッションコイル3
6と、イグニッションコイル36の高圧を各気筒の点火
プラグ18に分配するディストリビュータ38とが接続
されており、ディストリビュータ38の回転角はクラン
ク角信号としてコントロールユニット34に入力される
コントロールユニット34は、Cpu、ROM。
RAM、T/Fなどで構成されたマイクロコンピュータ
が使用され、第2図ないしは第3図に示す制御フローに
従ってエンジン10の点火時期をコントロールする。
第2図はコントロールユニット36で行なわれる制御の
メインルーチンを示しており、制御がスタートすると、
まず、ステップS1でユニット36を初期化する。
続くステップS2では、クランク角信号の周期TOより
回転数Neを演算し、ステップS3でエアフローセンサ
24の出力値から吸入空気口Qaが入力される。
ステップS4では、ステップS82と同S3で得たNe
とQaとに基いて充填ωCeが演算され、ステップS5
で充填ff1ceに係数KIを乗算して、燃料噴射弁2
8による基本噴射量TBが演算される。
ステップS6では、回転数Neと充填ff1ceの値か
ら、これらを関数として予め定められているマツプに基
いて基本点火時期θBが演算される。
次のステップS7と同S8とでは、充填ff1ceと回
転数Neとが、それぞれ所定の値(Ce ER。
NeER>よりも大きいか否かが判断され、CeとNe
がいずれもCeER,NeERよりも小さいと判断され
た場合には、ステップS9で02センサ30の出力値V
Oが入力され、ステップ810でVOが所定値(0,5
V)よりも大きいか否かが判断され、■0が0.5Vよ
りも小さければ空燃比がリーン側にあるので、ステップ
S11でフィードバック係数が大きくなるような処理を
する一方、VOが0.5Vよりも大きい場合には、空燃
比がリッチ側にあるので、ステップ312でフィードバ
ック係数が小さくなるよう処理が行なわれ、次のステッ
プ813でエンリッチ係@cEHの初期化が実行される
ステップS7と同S8とで、CeおよびNeがそれぞれ
CeER,NeERよりも大きいと判断された場合には
、現在の運転状態がエンリッチゾーンにあるので、ステ
ップ813でフィードバック係数の初期化を行なった後
、ステップS14でCeとNeのマツプからエンリッチ
係数CERが演算される。
以上のエンジンの運転状態に応じてフィードバック制御
ないしはエンリッチ制御が終了すると、ステップS15
でステップS4で求めた今回の充填量Ceから前回の充
填ff1ce”を減算して充填口の変化分ΔCeが求め
られ、次のステップ816では、前回の充填ff1Ce
*をCeとしてその更新が行なわれる。
充填ff1ceの変化分ΔCeは、エンジン10の加速
に対応するので、ステップ817ではΔCeが所定の値
ΔCACCよりも大きいか否かが判断され、ΔCeが所
定の値ΔCACCよりも大きいか等しければ加速中なの
で、ステップ518で加速遅角量θACCの計算が行な
われる。
加速遅角量θACCは、加速基本遅角mθACCBに、
第3図に示す制御フローで求められる使用燃料のオクタ
ン価を反映したノックフィードバック遅角ωの平均値θ
Rを乗算して求められる。
一方、ステップ817でΔCeがΔCACCよりも小さ
く非加速中と判断された場合には、ステップS18で加
速遅角量θ^CCがOよりも大きいか否かが判断され、
θACCがOよりも大きく加速に対して点火時期の遅角
補正が行なわれている場合には、ステップ819でθA
CCからΔCACCを減算し、ステップ820で減算し
たθACCがOよりも小さいか否かを判断し、この比較
でθACCが0以上であればステップ822に移行し、
メインルーチンを繰返すことでθACCを徐々に減衰さ
せ、θACCが0よりも小になるとステップ821で、
θACCを0にセットする。
加速中の加速遅角量θ^CCの演算ないしは非加速中の
θACCの減衰が行なわれた後は、ステップ822でバ
ッテリ電圧VBが入力され、ステップS23でVBのテ
ーブルから無効噴射時間TVが求めた後、ステップ32
4で最終噴射ff1Tiが求められ、ステップS2にリ
ターンする。
第3図は上記ステップS18で加速遅角量θACCを演
算する時に用いるノックフィードバック遅角量θRを求
め、且つ最終点火時期を演算し、その結果を点火プラグ
18に出力するインタラブドルーチンを示している。
このインタラブドルーチンは所定のクランク角(ATD
060度)毎に実行され、制御がスタートすると、ステ
ップ330で割込時刻t2が入力され、ステップ331
で前回の割込時刻t1をt2から減算して、第2図に示
したステップS2で用いられる周期TOが計算された後
、ステップ832で次回の周期を求めるために割込時刻
t1がt2に更新される。
次いで、ステップ833では、第2図のステップ$4で
求めた充填量Ceが所定の値Ce KCよりも大きいか
否かが判断される。
なお、ここで用いる所定値Ce KCは、充填けがこの
値以下では、レギュラーに対してノッキングが発生する
惧れが殆どない値に設定されている。
ステップ833でceがC,e KCよりも大きいと判
断されると、ステップ834でノックセンサ32の出力
値(ノック強度Ik)が入力され、続くステップS35
でIkの値が0よりも大きいか否かが判断される。
ステップS3Sで■にが0よりも大きいと判断された場
合には、ステップ836で現在のノックフィードバック
遅角RθRに、ノッキング強度■にに所定の定数KRを
乗算した値を加口して新たなノックフィードバック遅角
はθRをセットする。
また、ステップ335で■にが0よりも小さいと判断さ
れた場合には、ステップ837で現在のノックフィード
バック遅角mθRから微小角度ΔθRを減算し、新たな
ノックフィードバック遅角1を求め、ステップ838で
その値が0よりも小さいか否かが判断される。
ステップ338でθRがOよりも小さいと判断されると
ステップ839でθRを0に設定する。
つまり、上記ステップ834〜同36では、エンジン1
0が現在の点火遅角aでノッキングを起こしていればノ
ックフィードバック遅角かθRが大きくなるように補正
する一方、ノッキングを起こしていなければステップ3
37でノックフィードバック遅角mθRを微小角度だけ
進角させているとともに、ノックフィードバック遅角口
θRが0以下になると、ベースの遅角mOBが最大出力
時に設定されている関係から、出力の低下を来たすので
θRが0以下にならないようにしている。
ステップ336と同37とで新たなノックフィードバッ
ク遅角量θRを設定すると、続くステップ840〜34
3で現在のエンジン10の運転状態がオクタン価判定ゾ
ーンにあるか否かが判断される。
この実施例では充填量の上・下限値(Ce o CTI
t 、 CeoCTL )と回転数の上・下限値(Ne
CTH、N e 0CTL )とを設定し、現在のエン
ジン10の充N1mceと回転数Neとがこれらの上・
下限値で区画されたゾーン内にあれば、ステップ344
で複数個のノックフィードバック遅角mθRから荷重平
均を求め、平均ノックフィードバック遅角量θRを演算
する。
ここで求められる平均ノックフィードバック遅角量θR
は、ノックフィードバック遅角RθRがノック強度Iに
の大ぎさないしは有無によって、インタラブドルーチン
が実行される度に増減補正され、且つその値の荷重平均
なので、エンジン10に使用されている燃料のオクタン
価を反映したものとなる。
つまり、同じ充填mで比較すると、オクタン価の高いハ
イオクの場合よりもオクタン価の低いレギュラーの方が
遅角量θRを大きくしなければノッキングが起こること
になるが、θRはノック強度IKの大きさないしは有無
によって補正されており、その結果θRの値は使用燃料
(ハイオク。
レギュラー)によって異なるノッキング限界を検知して
いるとともに、その平均値を求めれば使用燃料の種類、
すなわち使用燃料のオクタン価を間接的に検知できるこ
とになる。
ステップ833で充11fflCeがCe KCより小
さいと判断されると、ステップ345でノックフィード
値をθRをOに設定し、ステップ846の最終点火時期
の計算が行なわれるとともに、ステップ340〜同84
3でオクタン価判定ゾーンにないと判断された時、およ
びステップ844で平均ノックフィードバック遅角Iθ
Rが求められた後にステラ7846が実行される。
ステップ5.16では、ベースの遅角量θBからステッ
プ318で求めた加速遅角量θACCと、上記ステラ7
83B、 837.839で求めたθRとをそれぞれ減
算して最終点火時期θSを演算し、ステップS47でス
テップ824で求めた最終噴射はTiをタイマーに出力
して燃料噴射弁28から燃料の噴射を行ない、続くステ
ップ848で最終点火時期θS用いて通電時間TSを演
算した後、ステップ349でTSを点火タイマに出力し
、イングニツションコイル36とディストリビュータ3
8とを介して点火プラグ18に通電し、再びスタートに
戻る。
さて、以上の如き制御が行なわれるエンジン10の制御
装置では、エンジン10の加速時に、点火時期が加速に
対する遅角に加えて、エンジン10の使用燃料のオクタ
ン価を反映した遅角が設定され、オクタン価が低い程点
火時期の遅角mが大きくなるように制御される。
従って、使用燃料によってノッキング限界が異なり、特
に加速時にノッキングが発生し易くなるのが防止できる
第4図から第10図は、この発明に係るエンジンの制御
装置の第2実施例を示している。
同図に示す実施例では、加速時における燃料補正を使用
燃料のオクタン価に応じてさらに補正するものであって
、上記第1実施例と同−若しくは相当する部分には同符
号を付して説明を省略し、以下にその特徴点についての
み説明する。
この実施例では第4図にその全体図を示すように、上記
実施例と同様にマイクロコンピュータで構成したコント
0−ルユニット34で制御を行なうが、コントロールユ
ニツ1〜34にはツユエルタンク40に設けられたオク
タン価センサ42、吸気通路20に設けられた圧力セン
サ44、スロットルバルブ26に設けられたスロットル
開度センサ46、エンジン10のピストン10Cに連結
されたクランク軸10dの回転を検出するクランク角セ
ンサ48の出力がそれぞれ入力され、燃料噴射弁28か
らの燃料噴射を以下の制御フローに基いてコントロール
する。
第5図はコントロールユニット34の基本ルー≠ンを示
しており、制御がスタートするとステップ3100で、
まず、初期化され続くステップ5IQ1で圧力センサ4
4の出力値が入力され、マニホールド圧が読み込まれる
ステップ5102では、マニホールド圧とクランク角セ
ンサ48から演算された回転数Nとに基づき基本燃料噴
射パルス巾plNJが演算され、続くステップ5103
ではオクタン価センサ42の出力値が読み込まれる。ス
テップ5104ではオクタン価センサ42の出力値に応
じた加速燃料補正係数HPREの演算が行なわれ、スタ
ートにリターンする。
ここで、加速燃料補正係数)I PREは、第8図に示
ずように、オクタン価が大きくなる程小さい値となるよ
うに設定されている。
一方、一定時間、例えば5ms経過毎に第6図に示す割
込みルーチンが実行される。同図に示す割込みルーチン
では、ステップ5105でスロットル開度センサ46の
出力値θTHが入力され、ステップ8106で前回のス
ロットル開度センサ46の出力値0BEFと、θTll
の変化量θが演算され、ステップ3107では、次回の
変化分を求めるためにスロットル開度の更新を行う。
しかる後、ステップ8108で変化分θが加速判定定数
θ^CCよりも大きいか否かが判断され、θがθACC
よりも小さければ加速時でないのでスタートに戻るが、
θがθ^CCよりも大きければ加速時なのでステップ5
109が実行される。
ステップ3109では、θ(加速度合)に応じた臨時噴
aA基パルス巾PEXが演算され、このPEXは第9図
に示すようにθが大きくなる程大きくなるように設定さ
れている。
次のステップ5110では、上記ステップ5104で演
算したオクタン価に応じた加速増量補正係数1−I P
REをPEXに乗鐸して、臨時噴射パルス巾P′賀の計
算が行われ、ステップ5111ではP’ Wのパルス巾
で臨時噴射がセットされ、燃料噴射弁28から臨時噴射
が行われ、加速に対づる燃料増口の時間遅れを回避して
いる。
そして、次のステップ5112では、θ(加速度合)に
応じた基本加速増a率HACCBが求められるが、この
HACCBはPEXと同様にθが大きくなる程大ぎくな
るように設定されている。
ステップ5113では、ステップ5112で演算した基
本加速増昂率1−I ACCBに、ステップ5104で
求めたオクタン価に応じた加速増量補正値数HPREを
重管して、オクタン価補正された加速増量補正値)I 
ACCを演算してスタートに戻る。
さらに、一定のクランク角毎に第7図に示す割込みルー
チンが実行される。
同図に示す割込みルーチンでは、まず、ステップ511
4でクランク角センサ48の出力値に基づいて割込み時
刻が読み出された後、ステップ5115で前回の割込み
時刻との差によりエンジン10の回転数Nが算出される
続゛くステップ5116では、噴射パルス巾PWがステ
ップ5102で求めた基本燃料噴射パルス巾PI旧に、
ステップ5113で求めたオクタン価補正された加速増
量補正値1−I ACCを乗0して演算され、ステップ
5117では加速増l 1−I ACCから所定の減衰
定数D ACCを減算して、新たな加速増量H’ACC
を設定した後、ステップ8118でH’ACCが1より
も大きいか否かが判断され、)−1’Accが1よりも
大きければステップ$119でPI4でパルス巾で燃料
噴射がセットされてスタートに戻る。
一方、ステップ8118で)−1’Accが1よりも小
さいと判断されると、ステップ5120でl−1’Ac
cを1にセットしてステップ5119が実行される。
以上の各ステップを経て燃料の噴射が行なわれる状態を
第10図に示している。
さて、以上のようにしてエンジン10の噴射燃料を制御
する本実施例装置においては、加速時の燃料噴射は、加
速度合に応じて加速が大きい程大きくなる臨時噴射パル
ス巾P14′を、オクタン価に応じてオクタン価が高く
なる程小さくなる加速増量補正係数HPREで補正して
直ちに臨時噴射するので、加速直後の空燃比の低下が防
止される。
また、加速度合に応じた基本加速増団率)I ACCB
も、加速の度合とオクタン価とに応じて補正されるので
ノッキングが生じ易くなることが回避される。
以上の作用をより具体的に示したので第11図であり、
同図は空燃比と充1atffiとの関係で、ハイオクと
レギュラーとのノッキング限界を示している。
今、エンジン10の運転状態が第3図のA点にあって、
加速の要求があったとすると、加速増Mを全く行なわな
いとすれば、同図の実線で示す曲線を経て加速後の動作
点Bに至達し、ハイオク。
レギュラーのノッキング限界を通ってしまう。
ここで、加速増量を行えばノッキング限界を通過しなく
なるが、単純な加速増ωでは、使用燃料に適合させるこ
とができない。そこで、本実施例では加速増Rに加えて
、その増り値を使用燃料のオクタン価で補正し、オクタ
ン価が小さくなる程大きくなるようにしている。
これにより、加速後動作点八から加速後動作点Bに至る
経路は、使用燃料のオクタン価によって異なったものと
なり、ハイオク、レギュラーのノッキング限界をそれぞ
れ回避してA−Bに到達し、使用燃料のそれぞれに最適
な加速増量が行われる。
なお、上記第2実施例で示した制御の加速判定定数θ八
CCを、オクタン価に応じたものとし、オクタン価が低
い場合には、小さな加速状態でも加速増量を行う一方、
オクタン価が高い場合にはかなり大きな加速状態になら
なければ加速増?を行わないようにし、加速判定レベル
を設けてもよい。
(発明の効果) 以上実施例で詳細に説明したように、この発明に係るエ
ンジンの制御装置によれば、エンジンの加速時に、エン
ジンの制御】、例えば点火時期ないしは燃料をコントロ
ールしてノッキングを抑制する場合に、その制御岳を使
用燃料のオクタン価に応じて、オクタン価が小さい程大
きくなるように補正するので、低オクタン価によって加
速時にノッキングが発生し易くなるのを確実に防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図から第3図は本発明装置の第1実施例を示してお
り、第1図は同装置の全体説明図、第2図および第3図
は同v2置の制御用フローチャート図、第4図から第1
1図は本発明装置の第2実施例を示しており、第4図は
同装置の全体説明図、第5図から第7図は同装置の制御
用フローチャート図、第8図はオクタン価とその補正係
数との関係を示す説明図、第9図は加速と臨時噴射パル
ス巾、基本加速増量率との関係を示す説明図、第10図
は加速時のスロットル開度、噴射パルス巾、減衰定数の
関係を示す説明図、第11図は同装置の作動を示す説明
図である。 10・・・エンジン     18・・・点火プラグ2
8・・・スロットルバルブ 28・・・燃料噴射弁32
・・・ノックセンサ 38・・・ディストリビュータ 42・・・オクタン価センサ 46・・・スロットル開度センサ 48・・・クランク角センサ 特許出願人      マ ツ ダ 株式会社代 理 
人      弁理士 −色 健 軸周       
 弁理士 松 本 雅 利第4図 笥5図      第6図 ハメグクラントルーンン        −桔す−fF
4ηP+l+$4込み(5mSec)第11図 リッチ               ソーツA/F 第7図 第8図  第9図 第1O図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ノッキングを抑制するようにエンジン制御量を補正する
    ノッキング抑制手段と、エンジンに供給される燃料のオ
    クタン価を検出する燃料成分検出手段と、この燃料成分
    検出手段の出力を受け、オクタン価が小さい程上記ノッ
    キング抑制手段によるエンジン制御量の補正を大きくす
    る第1ノッキング抑制補正手段と、エンジンに供給され
    る混合気の空燃比に相関する信号を検出する空燃比検出
    手段と、この空燃比検出手段の出力を受け、空燃比が薄
    い程上部ノッキング制御手段によるエンジンの制御量の
    補正を大きくする第2ノッキング制御補正手段とを有す
    るとを特徴とするエンジンの制御装置。
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