JPH01211632A - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料制御装置

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JPH01211632A
JPH01211632A JP3605688A JP3605688A JPH01211632A JP H01211632 A JPH01211632 A JP H01211632A JP 3605688 A JP3605688 A JP 3605688A JP 3605688 A JP3605688 A JP 3605688A JP H01211632 A JPH01211632 A JP H01211632A
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JP
Japan
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injector
internal combustion
combustion engine
drive
crank angle
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JP3605688A
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Yoshiaki Sugano
菅野 佳明
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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  • 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〕 この発明は、例えば内燃機関の吸入空気量をエアフロー
センサにより検出し、この検出出力により内燃機関の燃
料供給量をタイミング制御する内燃機関の燃料制御装置
に関するものである。
(従来の技術〕 従来のこの種の装置は、クランク角センサにより内燃機
関のクランク角を検出し、吸気量検出手段により内燃機
関の吸入空気量を検出し、上記吸気量検出手段の検出結
果に基づいて演算手段により内燃機関の各気筒毎に設け
られ燃料を供給するインジェクタの駆動時間を計算し、
駆動手段により上記クランク角センサの出力に同期して
上記インジェクタを駆動し且つ内燃機関の運転状態に応
じて上記インジェクタの駆動タイミングを変えていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の内燃機関の燃料制御装置は以上のように構成され
ているので、内燃機関のクランク角に同期してインジェ
クタの駆動を制御しているが、内燃機関が高回転・高負
荷になった場合にインジェクタを駆動するパルスの時間
幅が内燃機関の一吸気時間よりも長くなり、インジェク
タが開弁して燃料を内燃機関に供給している間に内燃機
関の吸気バルブが閉し、内燃機関の加速時に供給燃料量
を増量しても増量した燃料が増量期間中に内燃機関に入
らないために過渡時の空燃比を適正に制御出来ない等の
課題があった。
そこで、インジェクタを駆動するパルスの時間幅が長い
場合には、内燃機関の吸気バルブが開くよりもかなり前
にインジェクタの駆動を開始してインジェクションタイ
ミングを切換えることが行われているが、インジェクタ
の駆動時間と内燃機関の回転数の周期よりインジェクシ
ョンタイミングを切換えていたのではインジェクタを駆
動するパルスの時間幅が短い場合に、遅いタイミングで
も内燃機関に所要の燃料量を供給できるにもか−ねらず
、早いタイミングでインジェクタを駆動して燃料を供給
してしまい、燃料供給のタイミング上のずれが生じたり
、あるいは過渡時におけるインジェクションタイミング
の切換え遅れによる燃料の供給不足等の課題があった。
この発明は、インジェクタに印加するパルスの時間幅の
変化量を基にインジェクタの駆動タイミングを切換える
ことのできる内燃機関の燃料制御装置を得ることを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る内燃機関の燃料制御装置は、燃料制御装
置において、演算手段により演算されたインジェクタの
駆動時間の今回と前回との差の変化量を求める変化量演
算手段を設け、内燃機関の運転状態に応じて駆動タイミ
ングを切換えるように設けられた駆動手段は駆動時間の
変化量に基づいてインジェクタの駆動タイミングを切換
えるようにしたものである。
〔作 用〕
この発明における内燃機関の燃料制御装置は、駆動手段
が駆動時間の変化量からインジェクタの駆動時間を予測
し、インジェクタの予測駆動時間が所定時間以上で且つ
例えば高回転時のような所定の運転状態の場合には早め
にインジェクタを駆動し、そうでない場合には、遅めに
インジェクタを駆動するようにインジェクションタイミ
ングを切換える。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例による内燃機関の燃料制御装置
の構成を示し、1は第1気筒〜第4気筒(#1〜#4)
の4つの気筒から構成される内燃機関、10は内燃機関
1の吸気管、11は内燃機関1の排気管、吸気管10の
上流側からエアクリーナ12、カルマン式エアフローセ
ンサ(以下、AFSと称す)13、スロットルバルブ1
4が順に配設されている。15はスロットルバルブ14
より下流側の吸気管10部分に設けられたサージタンク
、1Gは内P:ja関1の#1〜#4に夫々配設された
第1〜第4インジエクタ16A〜16Dである。17は
クランク角センサで、内燃機関1の回転に応して第8図
(a)に示すようなりランク角パルス(以下、SGT信
号と称す)(例えばパルスの立上りから次の立上りまで
クランク角で180’とし、BTDC75°で立上り、
BTDC5°で立下る。)および例えば#1の圧縮工程
時にr )(」レヘルの気筒識別信号(以下、SGC信
号と称す)を出力する。18は内燃機関1の冷却水温を
検出する水温センサである。20はAN検出手段で、A
FS13の出力とクランク角センサ17の出力とにより
、内燃機関1の所定のクランク角度間に入るAFS13
の出力パルス数を計算する。21はAN演算手段で、A
N検出手段20の出力から後述の(2)式と同様の計算
を行なって内燃機関1が吸入すると考えられる空気量に
対応するAFS13の出力相当のパルス数を計算する。
又、制御手段22は、AN演算手段21の出力、クラン
ク角センサ17および水温センサ18の出力より内燃機
関1が吸入する空気量に対応してインジェクタ16の駆
動時間を制御し、内燃機関1の運転状態(例えば回転数
)とインジェクタ16を駆動する時間の変化量を基にイ
ンジェフタ16を駆動するためのパルスの時間幅の予測
値とによりインジェクタ16の駆動タイミングを制御し
、これにより内燃機関1に供給する燃料量および供給タ
イミングを制御する。
第2図はこの実施例のより具体的構成を示し、30はA
FS 13、クランク角センサ17および水温センサ1
8の出力信号を受け、エンジン1の各気筒毎に設けられ
た4つの第1〜第4インジエクタ16A〜16Dを制御
する制御装置であり、この制御装置30は第1図におけ
るAN検出手段20〜制御手段22に相当し、CPU3
2、第3図、第5図および第6圀のフローをプログラム
にして格納すると共に演算や判定用のデータを格納して
いるROM33、RAM34等を内蔵したマイクロコン
ピュータ(以下、マイコンと称す。)31により実現さ
れる。又、35はAFS13の出力を一方の人力とし他
方の出力端子をマイコン310入力端子P1に接続した
カウンタで、AFS13の出力パルスの周期を測定する
。又、AFS13の出力はマイコン31の割込入力端子
P2にも入力されるように構成されている。36は水温
センサ18とA/Dコンバータ31との間に接続された
インタフェース、38は波形整形回路で、クランク角セ
ンサ17のSGT出力が入力され、その出力はマイコン
31の割込入力端子P3およびカウンタ39に入力され
る。40は波形整形回路で、クランク角センサ17のS
GC出力が入力され、その出力はマイコン31のボート
に入力される。41は割込入力端子P4に接続されたタ
イマ、42はバッテリ電圧■8をA/D変換し、マイコ
ン31に出力するA/Dコンバータ、43〜46はマイ
コン31と第1〜第4ドライバ47〜50との間に設け
られた#1〜#4用の第1〜第4タイマで、第1〜第4
ドライバ47〜50の出力端子は第1〜第4インジエク
タ16A〜16Dに夫々接続される。
次に、第2図に示した燃料制御装置の動作について説明
する。AFS13の出力はカウンタ35に入力され、カ
ウンタ35は入力されるパルスの立上り間のその周期を
測定する。マイコン31は、AFS13からのパルスの
立上りを割込入力端子P2に入力され、AFS13の出
力パルス周期毎に割込処理を行い、カウンタ35がらそ
の周期を読込む。水温センサ18の出力はインタフェー
ス36により電圧に変換され、A/Dコンバー137に
より所定時間毎にディジタル値に変換されてマイコン3
1に入力される。クランク角センサ17のSGT出力は
波形整形回路38を介してマイコン31の割込入力端子
P3およびカウンタ39に入力される。マイコン31は
、クランク角センサ17のSGT出力の立上り毎に割込
処理を行い、SGT出力の立上り間の周期をカウンタ3
9の出力から検出する。又、このSGT信号の立上り毎
にクランク角センサ17のSGT信号をチエツクし、#
1シリンダの圧縮行程を検出する。タイマ41は、所定
時間毎にマイコン31の割込入力端子P4へ割込信号を
発生する。A/Dコンバータ42はバッテリ電圧をA/
D変換し、マイコン31は所定時間毎にこのバッテリ電
圧のデータを取込む。第1〜第4タイマ43〜46はマ
イコン31にプリセットされ、マイコン31の出力ポー
トP5〜P8より夫々トリガされて所定のパルス幅を夫
々出力し、この出力が第1〜第4ドライバ47〜50を
夫々介して第1〜第4インジエクタ16A〜16Dを夫
々駆動する。
次に、マイコン31内のCPU32の動作を第3図、第
5図および第6図のフローチャートによって説明する。
まず、第3図はCPU32のメインプログラムを示し、
CPU32にリセット信号が入力されると、ステップ1
00でRAM34、入出力ポート等をイニシャライズし
、ステップ101で水温センサ18の出力をA/D変換
し、RAM34にWTとして記憶する。ステップ102
でバフテリ電圧をA/D変換してRAM34へVBとし
て記憶する。ステップ103ではクランク角センサ17
の周期TRより30/TRの計算を行い、回転数N、を
計算する。ステップ104で後述する負荷データANと
回転数N、よりAN、N、/30の計算を行い、AFS
13の出力周波数F8を計算する。ステップ105では
出力周波数F3より第4図に示すようにF8に対して設
定されたf。
より基本駆動時間変換係数に、を計算する。ステップ1
06では変換係数に、を水温データWTにより補正し、
駆動時間変換係数に+ としてRAM34に記憶する。
ステップ107にて、定数KPAと水温データWTによ
り予めROM33に記憶されたデータテーブルf3をマ
ツピングして算出した水温補正加速増量係数f、(WT
)とからKIA−KPAX f 3(WT)の演算を行
なって過渡補正用駆動変換係数KIAを算出しRAM3
4に記憶する。
ステップ108ではバッテリ電圧データVBより予めR
OM33に記憶されたデータテーブルf4をマンピング
し、ムダ時間T、を計算しRAM34に記憶する。ステ
ップ108の処理後は再びステップ101に戻って上記
処理を繰り返す。
第5図は割込人力P2即ちAFS13の出力信号に対す
る割込処理を示す。ステップ201ではカウンタ35の
出力TAを検出し、カウンタ35をクリヤする。このT
AはAFS13の出力パルスの立上り間の周期で、この
AFS13の出カバルス周期TA @RAM34に記憶
する。ステップ202で積算パルスデータpHに残りパ
ルスデータP、を加算する。ステップ203では、残り
パルスデータP、に156を設定する。ステップ203
の処理後、第5図の割込処理を完了する。
第6図はクランク角センサ17の出力によりマイコン3
1の割込入力端子P3に割込信号が発生した場合のCP
U32の割込処理を示す。ステップ301でクランク角
センサ17の立上り間の周期をカウンタ39より読み込
み、周期TRとしてRAM34に記憶し、カウンタ39
をクリヤする。
ステップ302で周期TR内にAFS13の出力パルス
がある場合は、ステップ303でその直前のAFS13
の出力パルスの時刻t。Iとクランク角センサ17の今
回の割込時刻t。2の時間差Δt=1.2  to+を
計算し、これを周期Ts とし、周期TR内にAFS1
3の出力パルスが無い場合は、ステップ304にて周期
TRを周期T、とする。
ステップ305では156 X T s/ T Aの計
算により例えばステップ303の時間差ΔtをAFS1
3の出力パルスデータΔPに変換する。ステップ306
ではパルスデータΔPが156以下ならばステップ30
8へ、大きければステップ307でΔPを156にクリ
ップする。ステップ308では残りパルスデータPDか
らパルスデータΔPを減算し、新しい残りパルスデータ
ΔPとする。ステップ309では残りパルスデータPD
が0以上であればステップ313へ、他の場合にはパル
スデータΔPの計算値がAFS13の出力パルスよりも
大きすぎるのでステップ310でパルスデータΔPをP
D と同じにし、ステップ312で残りパルスデータP
、をOにする。ステップ313では積算パルスデータP
、にパルスデータΔPを加算し、新しい積算パルスデー
タP+t とし次ステツプ314に進む。このデータP
、lが、今回のクランク角センサ17の立上り間にAF
S13が出力したと考えられるパルス数に相当する。
AFS13の出力即ち所定のクランク角における検出吸
気量をAN(tl、所定のクランク角の前回および今回
に内燃機関1が吸入する空気量を夫々AN+n−++ 
 およびANLI、、、フィルタ定数をKとした場合に
、 A N (nl−K + X A N (、−++ +
 KzX A N +t+  −(1)が成立するが、
ステップ314では上記(1)式に相当する計算を行う
。即ち、クランク角センサ17のSGT信号の前回の立
上りまでに計算された負荷データANと積算パルスデー
タP11とフィルタ定数に+、kgより、kl・AN+
に、・PRの計算を行い、結果を今回の新しい負荷デー
タANとする。
ステップ315ではこの負荷データANが所定値βを超
えればステップ316でβにクリップし、内燃機関1の
全開時においても負荷データANが実際の値よりも太き
(なりすぎないようにし、β以下ならばステップ317
に進む。ステップ317で積算パルスデータPRをクリ
ヤする。ステップ318で負荷データANと駆動時間変
換係数に1、ムダ時間T、より駆動時間データTI=A
N、Kl+T、の計算を行う。ステップ319では新し
い負荷データANと前回の負荷データANOLD との
差ΔANを求め、ステップ320ではΔANが所定値γ
1より大きいか否かを判定し、以下の小さい場合にはス
テップ324でA N OLD −A NとしてRAM
34に記憶する。又、ΔAN>71 の場合にはステッ
プ321でΔANが所定値T2より大きいか否かを判定
し、以下で小さい場合にはステップ323に進み、大き
い場合にはステップ322でΔANをT2にクリップし
、ステップ323に進む。ステップ323では駆動時間
データT1 と差値ΔANと過渡補正用駆動変換係数K
IAによりT、=T、+ΔANXKIAにより駆動時間
データT1を補正して求め、ステップ324でANOL
D−ANとしてRAM34に記憶する。ステップ325
にて、今回の駆動時間データT、から前回の駆動時間デ
ータTl0LDを差引いて駆動時間データ変化量ΔT1
を算出する。ステップ326にて、駆動時間データ変化
量ΔT1が正か否かを判定し、正でないならばステップ
327にて今回の駆動時間データT1を実駆動時間デー
タT1′とし、正ならばステップ328にて今回の駆動
時間データT1と駆動時間データ変化量へT1 と正の
定数CAを用いてT s ’ = T ++ΔT、XC
Aの演算式に従って実駆動時間データTl′の演算を行
う。ステップ329にて実駆動時間データT1′を第1
〜第4タイマ43〜46にプリセットする。ステップ3
30では、実駆動時間データ下工′が予めROM33に
設定された所定値CT以上か否かを判定し、未満ならば
ステップ332aにてタイミングフラグをクリアし、以
上ならばステップ331にて内燃機関1の回転数N8が
所定回転数0M以上か否かを判定する。ステップ331
の判定において、Ne<C,で未満ならばステップ33
2aにてタイミングフラグをクリアし、N8≧CNで以
上ならばステップ332bにてタイミングフラグをセッ
トする。ステップ333にて実駆動時間データT0′(
又は、今回の駆動時間データT、)を前回の駆動時間デ
ータT1゜、に設定してRAM34に記憶する。ステッ
プ334ではクランク角センサ17から出力されるSG
C信号のレベル判定を行い、「H」レベルならばステッ
プ335にてシリンダカウンタをクリアしてシリンダカ
ウント(I Ccを0にし、「L」レベルならばステッ
プ336にてシリンダカウンタに+1を増加してシリン
ダカウント値CcをC6=c、+1にして更新する。次
にステップ337にてタイミングフラグがクリアおよび
セットのいずれかであるかを判定し、クリアならばステ
ップ338に進み、セットならばステップ345に進む
。ステップ338ではシリンダカウンタがOか否かを判
定し、0ならばステップ339にて第4タイマ46をト
リガして#4のインジェクタ16Dを駆動し、0でない
ならばステップ340にてシリンダカウンタが1か否か
を判定し、1ならばステップ341にて第2タイマ44
をトリガして#2のインジェクタ16Bを駆動し、1で
ないならばステップ342に進む。ステップ342にて
シリンダカウンタが2か否かを判定し、2ならばステッ
プ343にて第1タイマ43をトリガして#1のインジ
ェクタ16Aを駆動し、2でなければ3であるのでステ
ップ344にて第3タイマ45をトリガして#3のイン
ジェクタ16Cを駆動する。
又、ステップ345ではシリンダカウンタが0か否かを
判定し、0ならばステップ346にて第2タイマ44を
トリガして#2のインジェクタ16Bを駆動し、0でな
いならばステップ347にてシリンダカウンタが1か否
かを判定し、1ならばステップ348にて第1タイマ3
3をトリガして#1のインジェクタ16Aを駆動し、1
でなければステップ349に進む。ステップ349にて
シリンダカウンタが2か否かを判定し、2ならばステッ
プ350にて第3タイマ45をトリガして#3のインジ
ェクタ16Cを駆動し、2でないならばステップ351
にて第4タイマ46をトリガして#4のインジェクタ1
6Dを駆動する。
上記のようにして#1〜#4のインジェクタ16A−1
6Dのいずれかを駆動して一連の割込処理を終了して戻
りとなる。
第7図はスロットルバルブ14が開いた場合の様子を示
す。内燃機関1がn−1回目とn回目に夫々吸入する空
気量をQ、。)l Q@(11−1+とし、AFS13
をn回目に通過する空気量Ql(n)とすると上記(1
)式に対応して下記(2)式が成立する。
Qa+n+ −K + X Qa+n−+l + K2
×Qa+n+   ”’(2)第7図において、(a)
はスロットルバルブ14の開度、(b)はAFS13を
通過する吸入空気量Q。
であり、オーバシュートする。(C)は(2)式で補正
した内燃機関1が吸入する空気量QQであり、同はサー
ジタンク15内の圧力Pである。又、(e)はQ8の変
化量ΔQを示し、(f)は供給燃料量f、を示す。
fulはQ8に基づくものであり、fulはΔQ8に基
づいて補正したものである。
第8図は内燃機関1の各工程における各種信号のタイミ
ング図であり、特に実線で示しである信号波形はタイミ
ングフラグセット時のものである。
第8図において、[a)はSGT信号、(b)はSCC
信号、(C)はシリンダカウンタの値Cc、(d)は#
1の第1インジエクタI への駆動パルス、(e)は#
3の第3インジェクク1.Cの駆動パルス、(f)は#
4の第4インジエクタI Dの駆動パルス、(g)は#
2の第2インジェクタ1.Bの駆動パルス、(h)は#
2の工程を示し、爆は爆発工程、排は排気工程、吸は吸
気工程、圧は圧縮工程である。タイミングフラグのセッ
ト時には実線の図示のようになるが、タイミングフラグ
のクリア時には第8図(d)〜(g)の−点鎖線でイン
ジェクタ駆動パルスの立上り時を示すようにタイミング
フラグのセット時よりl5GT信号周期分遅れて通常の
タイミングで燃料噴射が行われることが理解される。又
、第8図は回転数が高回転時のものであり、低回転時に
はタイミングフラグはクリア時で、第8図中のタイミン
グフラグクリア時と同様の状態となる。
又、第8図において、第8図(d)〜第8 IF (g
)のインジェクタ駆動パルスの立上りは実際には第8図
(a)のSGT信号の立上りより処理時間分の掻く短時
間遅れている。
なお、上記実施例では、クランク角センサ17の立上り
間のAFS13の出力パルスをカウントしたが、これは
立下り間でも良く、又クランク角センサ17の数周期間
のAFS13出力パルス数をカウントしても良い。又、
AFS13の出力パルスをカウントしたが、出力パルス
数にAFS13の出力周波数に対応した定数を乗じたも
のを計数しても良い。さらに、クランク角の検出にクラ
ンク角センサ17の代りに内燃機関1の点火信号を用い
ても同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、演算されたインジェク
タの駆動時間の変化量に基づいてインジェクションタイ
ミングを切換えるように構成したので、インジェクショ
ンタイミングの切換え遅れ等による燃料量の不足をきた
すことなく適正な空燃比制御を行うことができるものが
得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による内燃機関の燃料制御
装置全体の構成図、第2図は第1図の装置の更に具体的
な構成図、第3図は上記装置内のCPUのメインルーチ
ンを示すフロー図、第4図は上記装置のAFS出力周波
数に対する基本駆動時間変換係数の関係を示す図、第5
図、第6図(a)ないし第6図fc)は上記装置内のC
PUの割込処理ルーチンを示すフロー図、第7図は内燃
機関の過渡時の吸入空気量等の変化を示す波形図、第8
図は内燃機関の各工程における各種信号のタイミング図
である。 図中、1・・・内燃機関、10・・・吸気管、13・・
・AFS、14・・・スロットルバルブ、16・・・イ
ンジェクタ、17・・・クランク角センサ、18・・・
水温センサ、20・・・AN検出手段、21・・・AN
演算手段、22・・・制御手段、。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関のクランク角を検出するクランク角センサ、上
    記内燃機関の吸入空気量を検出する吸気量検出手段、内
    燃機関の各気筒に設けられ燃料を供給するインジェクタ
    、上記吸気量検出手段の検出結果に基づいて上記インジ
    ェクタの駆動時間を計算する演算手段、上記クランク角
    センサにより検出されたクランク角に同期して上記イン
    ジェクタを駆動し且つ上記内燃機関の運転状態に応じて
    上記インジェクタの駆動タイミングを変える駆動手段と
    を備えた内燃機関の燃料制御装置において、上記演算手
    段により計算された駆動時間の今回と前回との差を求め
    る変化量演算手段を備え、上記駆動手段は上記変化量演
    算手段により求められた駆動時間の変化量に基づいて上
    記インジェクタの駆動タイミングを切換えることを特徴
    とする内燃機関の燃料制御装置。
JP3605688A 1988-02-18 1988-02-18 内燃機関の燃料制御装置 Pending JPH01211632A (ja)

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