JPH0264244A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射量制御装置

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JPH0264244A
JPH0264244A JP63215492A JP21549288A JPH0264244A JP H0264244 A JPH0264244 A JP H0264244A JP 63215492 A JP63215492 A JP 63215492A JP 21549288 A JP21549288 A JP 21549288A JP H0264244 A JPH0264244 A JP H0264244A
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JP
Japan
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internal combustion
combustion engine
exhaust gas
operating state
intake pipe
Prior art date
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Application number
JP63215492A
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English (en)
Inventor
Michio Suzuki
道雄 鈴木
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0264244A publication Critical patent/JPH0264244A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/045Detection of accelerating or decelerating state
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (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】 光匪Ω旦り [産業上の利用分野コ 本発明は、内燃機関の排気の一部を吸気通路に還流させ
る排気再循環装置(以下、EGRと呼ぶ)を有し、内燃
機関の運転状態の過渡時に、適正な燃料量を内燃機関に
噴射供給する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
[従来の技術] 近年、内燃機関の排気に含まれる有害成分の低減を目的
として各種の制御を行なう装置が開発されている。こう
した装置の一つとして、前記有害成分のうち、特にNO
x発生の抑制を目的とし、排気の一部を吸気側に戻すよ
うに構成されたEGRがある。
一方、内燃機関の加速または減速時等の運転状態の過渡
時に、適正な燃料量を内燃機関に噴射供給する燃料噴射
量制御装置として、特開昭63−131840号公報、
特開昭60−50241号公報等に記載のものが提案さ
れている。この種の燃料噴射量側ta+装置においては
、内燃機関の機関回転速度および吸気管圧力を検出し、
雨検出信号に基づき基本燃料噴射量を算出すると共に、
内燃機関の運転状態の過渡時においては、前記吸気管圧
力の検出結果から、今回検出された吸気管圧力と前回検
出された吸気管圧力との偏差を算出し、該偏差に応じた
過渡時補正量で前記基本燃料噴射量を補正するといった
制御がなされている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、かかる燃料噴射量制御装置を、EGRを
有した内燃機関に適用すると、以下に述べるような問題
が生じた。
第5図(a)に示すように、内燃機関が加速状態にある
場合、吸気管圧力PMは上昇するが、こうした加速時の
途中で、EGRが動作を開始すると、そのEGRによる
排気の還流により吸気管圧力PMは急激に上昇する(時
刻tl)。ところが、EGRから吸気通路に流入される
排気中には、新気が含まれないために、その吸気管圧力
PMは、その還流される排気量相当の圧力分の誤差を含
んだ値となり、吸入空気量を正確に示すものではなくな
る。したがって、そのEGRが動作している今回(時刻
t2)検出された吸気管圧力PMと、EGRが動作して
いない前回(時刻tO)検出された吸気管圧力PMOと
の偏差へPM (=PM−PMO)に基づいて燃料噴射
量の過渡時補正責を決定すると、その過渡時補正量は、
内燃機関の運転状態が正確に反映されたものではなくな
り、空燃比は理論空燃比から大きく離れてしまう。
一方、第5図(b)に示すように、内燃機関が減速状態
にあり、その途中で、EGRが動作を停止した場合には
、EGR動作時の吸気管圧力PMは前述したように還流
分の誤差を含むために吸気管圧力PMは急激に減少する
(時刻t4)。したがって、今回(時刻t5)と前回(
時刻t3)との吸気管圧力の偏差ΔPMに基づいて過渡
時補正量を決定すると、その過渡時補正量は、内燃機関
の運転状態が正確に反映されたものではなくなり、加速
時と同様に空燃比が理論空燃比から大きく離れてしまう
即ち、加速状態または減速状態等のように内燃機関が過
渡時にあって、その途中で、EGRが動作を開始または
停止した場合に、空燃比が理論空燃比から大きく離れて
しまうという問題点があった。
また、この問題点に伴い、本来排気中の有害成分の低減
を目的としたEGRの動作開始または動作停止時に、逆
に排気特性が悪化してしまうという問題点もあった。
本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
、内燃機関が過渡時にある場合に、その途中でEGRの
動作の切り換え(動作開始または動作停止)が起こった
としても、空燃比を好適に制御する内燃機関の燃料噴射
量制御装置を提供することをその目的としている。
発班Ω盪戒 [課題を解決するための手段] かかる目的を達成するために、課題を解決するための手
段として、本発明は以下に示す構成を取った。即ち、本
発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、第1図の基本
的構成図に例示するように、吸気管圧力の所定周期毎の
検出を初めとして、内燃機関M1の運転状態を検出する
運転状態検出手段M2と、 該運転状態検出手段M2の検出結果に基づき、前記内燃
機関M1の負荷に応じた燃料量を前記内燃機関M1に噴
射供給する燃料噴射手段M3と、前記運転状態検出手段
M2により検出された運転状態の過渡時に、該運転状態
検出手段M2の吸気管圧力に関する検出結果から、今回
検出された吸気管圧力と1周間前である前回検出された
吸気管圧力との偏差を算出し、該偏差に応じた補正量で
前記噴射供給される燃料量を補正する過渡時燃料補正手
段M4と、 前記運転状態検出手段M2により検出された運転状態が
所定条件下にあるとき、前記内燃機関M1の排気の一部
を該内燃機関M1の吸気通路M5に還流させる排気再循
環手段M6と を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、 前記吸気管圧力を検出した前回から今回に至る開に、前
記排気再循環手段M6が、排気を還流させる動作状態か
ら非動作状態にまたは非動作状態から動作状態に切り換
わる動作切り換えを行なったか否かを判定する動作判定
手段M7と、前記動作判定手段M7で動作切り替えが行
われたと判定されたとき、前記過渡時燃料補正手段M4
における吸気管圧力の偏差を、前記排気再循環手段M6
にて還流される排気量相当の圧力分に応じて低下側に補
正する偏差補正手段M8とを設けたことを特徴としてい
る。
[作用] 以上のように構成された本発明の内燃機関の燃料噴射量
制御装置は、運転状態検出手段M2の検出結果に基づき
、燃料噴射手段M3によって、内燃機関M1の負荷に応
じた燃料量を内燃機関M1に噴射供給し、さらに、運転
状態検出手段M2により検出された運転状態の過渡時に
、運転状態検出手段M2の吸気管圧力に関する検出結果
から、過渡時燃料補正手段M4によフて、燃料噴射手段
M3にて噴射供給される燃料量を補正する。詳しくは、
その吸気管圧力に関する検出結果から、今回検出された
吸気管圧力と1周間前である前回検出された吸気管圧力
との1扁差を算出し、その偏差に応じた補正量でその燃
料量を補正している。−方、運転状態検出手段M2によ
り検出された運転状態が所定条件下にあるとき、内燃機
関M1の排気の一部を、排気再循環手段M6によって、
内燃機関Mlの吸気通路M5に還流させる。更には、前
記吸気管圧力を検出した前回から今回に至る間に、排気
再循環手段M6が、排気を還流させる動作状態から非動
作状態にまたは非動作状態から動作状態に切り換わる動
作切り換えを行なったか否かを、動作判定手段M7にて
判定し、その動作切り替えが行われたと判定されたとき
、過渡時燃料補正手段M4における吸気管圧力の偏差を
、排気再循環手段M6にて還流される排気量相当の圧力
分に応じて偏差補正手段M8によって、低下側に補正す
るように働く。
したがって、内燃機関M1が過渡時にあって、EGRの
動作切り換えがなされたと判断された場合には、内燃機
関M1へ噴射供給する燃料量の補正量を決定する吸気管
圧力の偏差が、排気再循環手段M6にて還流される排気
量相当の圧力分だけ、低下側に補正されるのである。
[実施例] 以下、本発明の好適な実施例を図面を用いて詳細に説明
する。
第2図は本発明の一実施例である内燃機関の燃料噴射量
制御装置を搭載した車両用の内燃機関1およびその周辺
装置を表す概略構成図である。
同図に示すように、内燃機関1の吸気通路2には、その
上流から、内燃機関1の吸入空気量を調節するスロット
ルバルブ3、吸入空気の脈動を抑えるためのサージタン
ク5および吸入空気中に燃料を噴射する燃料噴射弁6が
設けられている。また、排気通路7には、内燃機関暖機
後の特定運転領域下で排気を吸気通路2に還流させるE
GRIOが設けられている。
EGRloは、排気通路7と吸気通路2とを結ぶ排気還
流路11にEGRバルブ12を設けた構成をしている。
このEGRパル、ブ12は、サージタンク5の負圧を導
入することにより作動する負圧作動式のもので、制御通
路13でもって、EGRモジュし−914とバキューム
スイッチングバルブ(以下、vSVと呼ぶ。)15とを
介してスロットルバルブ近傍のボート16に接続される
EGRモジュレータ14は、サージタンク5からの吸入
空気の圧力を、調整し、一定圧力としてVSV15に伝
達する。VSV15は、外部(後述する電子制御回路)
からの指令信号に応じて開閉され、EGRモジュレータ
14からの吸入空気をEGRバルブ12側に開放・遮断
する。したがって、VSV15が開とされると、EGR
バルブ12にサージタンク5の負圧が加わり、そのVS
V15は開状態となり、一方、VSV15が閉とされる
と、EGRバルブ12にサージタンク5の負圧が加わり
、そのVSV15は閉状態となる。こうして、排気通路
10と吸気通路2との間の排気還流路11が開閉され、
排気還流の動作、非動作が制御される。
一方、内燃機関1には、その運転状態を検出するための
センサとして、図示しないディストリビュータ内に設け
られディストリビュータの1回転(クランク軸の2回転
)に24発のパルス信号を出力する回転速度センサ20
、サージタンク5に設けられ吸入空気の圧力を検出する
吸気圧センサ21等が備えられている。
前記各センサからの検出信号は、マイクロコンピュータ
を中心とする論理演算回路として構成された電子制御回
路30に出力される。電子制御回路30は、これら検出
信号に基づいて、燃料噴射弁6を駆動して内燃機関2へ
の燃料噴射量を制御したり、図示しないイグナイタを駆
動して点火時間を制御したり、前記VSV15を駆動し
て、EGR制御を実行する。
なお、電子制御回路30は、予め設定された制御プログ
ラムにしたがって、前記制御のための演算処理を実行す
るCPU31、CPU31で演算処理を実行するのに必
要な制御プログラムや初期データが予め記録されたRO
M32、同じ<CPU31で演算処理を実行するのに用
いられるデータが一時的に読み書きされるRAM33、
前記各センサからの検出信号を入力するための人力ポー
ト34、及びCPU31での演算結果に応じて燃料噴射
弁6やVSV15等に駆動信号を出力するための出力ボ
ート35等から構成されている。
前記電子制御回路30で実行される本発明にかかわる主
要な処理を示す燃料噴射量算出ルーチンおよびEGR動
作判定ルーチンについて、次に説明する。
第3図はEGR動作判定ルーチンを示すフローチャート
である。本ルーチンは、所定時間毎の割込にて実行され
る制御ルーチンである。
処理が開始されると、まず、VSV 15がオン状態、
すなわち開状態となっているか否かを判定する(ステ・
ンプ100)。ここで、オン状態と判定されると、フラ
グxvsvが値1か否かを判定する(ステップ110)
。フラグXVSVは、前回の本ルーチンの処理でVSV
15がオン状態となされた場合に値lを、オフ状態とな
された場合に(直0をとるフラ、グである。ステップ1
10で、xvsvが値0、叩ち、前回の本ルーチンの処
理でVSV15がオフ状態となされた場合、処理はステ
ップ120に進み、xvsvを1直1にセットする。続
いて、人力信号を受けると別ルーチンで加算を開始する
カウンタCVSVONをセットしくステップ130)、
次いで、EGR10の動作状態を示すフラグXEGRO
Nに値0、すなわちEGRloが動作していないという
憶えをセットする(ステップ140)。その後、処理は
rRETURNJに抜け、−旦終了する。
一方、ステップ110で、xVSVが値1、即ち、前回
の本ルーチンの処理でVSV 15がオン状態となった
と判定されていると、処理はステラプ酋50に進み、前
記カウンタCVSVONが300m5に該当する値より
大きいか否かを判定する。ここで、300m5より未だ
小さいと判定された場合、処理は既述したステップ14
0に進む。
一方、ステップ150で、CVSVONが300m5よ
り大きくなったと判定された場合、処理はステップ16
0に進み、フラグXEGRONに値1、すなわちEGR
IOが動作しているという憶えをセットする。その後、
処理はrRETURNJに抜け、−旦終了する。
即ち、ステップ100〜160の処理によれば、VSV
l 5が閉状態から開状態に切り換わった後、300m
5の経過後に、フラグXEGRONを立てて、EGR1
0が動作したことを示している。
これは、VSVl5が閉状態から開状態に切り換わった
後、EGRモジュレータ14からの吸入空気がEGRバ
ルブ12に伝達されて、実際にEGRバルブ12が開く
までにおよそ300m5掛かることから、こうした処理
が取られている。
また、ステップ100で、VSVl5がオン状態でない
、すなわち閉状態であると判定されると、処理はステッ
プ170に進み、フラグxvsvが埴0か否かを判定す
る。ここで、XVSVが値1、■1も、前回の本ルーチ
ンの処理でVSVl5がオン状態となされた場合、処理
はステップ180に進み、XVSVを値Oにセットする
。続いて、入力信号を受けると別ルーチンで加算を開始
するカウンタCVSVOFFをセットしくステップ19
0)、次いで、処理は既述したステップ160に進み、
XEGRONに埴1がセットされる。
一方、ステップ170で、XvSvが値0、即ち、前回
の本ルーチンの処理でVSVl5がオフ状態となったと
判定されると、処理はステ・ツブ192に進み、前記カ
ウンタCVSVOFFが200m5に該当する値より大
きいか否かを判定する。
ここで、200m5より未だ小さいと判定された場合、
処理は既述したステップ160に進む。−方、ステップ
170で、CVSVOFFが200m5より大きくなっ
たと判定された場合1.処理はステップ140に進み、
フラグXEGRONに値Oがセットされる。
即ち、ステップ100,170〜192の処理によれは
、VSV 15が開状態から閉状態に切り換わった後、
200m5の経過後に、フラグXEGRONをクリアし
て、EGRIOが動作していないことを示している。こ
れは、VSVl5が開状態から閉状態に切り換わった後
、実際にEGRバルブ12が閉じるまでにおよそ200
m5掛かることから、こうした処理が取られている。
第4図は燃料噴射量算出ルーチンを示すフローチャート
である。本ルーチンは、内燃機関1の1回転に1回、燃
料噴射弁6の噴射開始の30〜60°CA前に実行され
るルーチンである。
処理が開始されると、まず、回転速度センサ20の検出
結果から機関回転速度NEを、吸気圧センサ21の検出
結果から吸気管圧力PMをそれぞれ読み取る処理が行わ
れる(ステップ200)。
続いて、その機関回転速度NEと吸気管圧力PMとから
燃料の基本噴射時間TPを算出する処理が行なわれる(
ステップ210)。基本噴射時間TPは、機関回転速度
NEと吸気管圧力PMとの2次元マ・ンプで規定される
もので、予めROM32内に格納された上記のような基
本噴射時間マツプに基づいて、前記基本噴射時間TPは
算出される。
、続くステップ220では、EGRIOが動作している
か否かを、既述したEGR動作判定ルーチンで求められ
たフラグXEGRONが値1か否かから判定する。ここ
で、@1、すなわちEGRIOが動作していると判定さ
れた場合、処理はステップ230に進み、前記算出され
た基本噴射時間TPを、次式(1)に基づいて、EGR
IOにて還流される排気量相当の圧力分に対応する補正
係数TPEC;Rで補正する。
TP=TP・(1−TPEGR)    ・・・(1)
ステップ230の実行後、またはステ・ツブ220で、
XEGRONが1直1でないと判断されると、処理はス
テップ240に進む。ステ・ツブ240では、ステップ
200で読み取った吸気管圧力PMから、前回に本ルー
チンを処理したときに後述するステップ250で記・憶
した1回転前の吸気管圧力PMOを減算して、吸気管圧
力差分△PMを算出する。続いて、ステップ200で読
み取った吸気管圧力PMを、1回転前の吸気管圧力PM
Oとして記憶する(ステップ250)。
続くステップ260では、今回のEGRIOの動作状態
と内燃機関1の1回転前の動作状態とが等しいか否かを
、既述したEGR動作判定ルーチンで求められたフラグ
XEGRONの値と、前回に本ルーチンを処理したとき
に後述するステップ280で記憶した1回転前のフラグ
XEGRONOLDの値とが等しいか否かから判定する
。ここで、等しくないと判断された場合には、ステップ
240で算出された吸気管圧力差分ΔPMを前述した補
正係数TPEGRで補正する処理を、次式(2)に基づ
いて実行しくステップ270)、ΔPM=八PMへ(1
−TPEGR)  ・・・(2)続いて、EGR動作判
定ルーチンで求められた現在のフラグXEGRONの値
を、1回転前のフラグXEGRONOLDとして記憶す
る(ステップ280)。
ステップ280実行後、またはステップ260で、XE
GRONcD(iとXEGRONOLDO(7)値とが
等しいと判断されると、処理はステップ290に進む。
ステップ290では、これまでに算出された吸気管圧力
差分へPMに、図示しない水温センサから検出された水
温や機関回転速度NEから求められる係数kを乗じて、
過渡時補正量X1” Pを算出する。続くステップ30
0では、これまでに算出された基本噴射時間TPとその
過渡時補正量XTPとを加算して、燃料噴射弁6の開弁
時間である燃料噴射時間TAUを算出する。なお、前記
過渡時補正量XTPは、加速時にはΔPMが正の値を取
ることから正の値となり、減速時にはΔPMが負の値を
取ることから負の値となり、こうした結果、燃料噴射時
間TAUは、加速時には基本噴射量TPを増量する値と
なり、また減速時には基本噴射量TPを減量する値とな
る。ステ・ンプ300の実行後、処理は[RETURN
Jに抜けて、−旦終了する。
こうして構成された燃料噴射量算出ルーチンによれば、
本ルーチンを処理した前回から今回に至る間に、EGR
l 0が動作状態から非動作状態にまたは非動作状態か
ら動作状態に切り換わる動作切り換えがなされたと判断
されると(ステップ260)、前回の吸気管圧力PMか
ら1回転前の吸気管圧力PMOを減算した吸気管圧力差
分ΔPMを、EGRloにて還流される排気量相当の圧
力分に対応する補正係数TPEGRだけ低下側に補正す
るようになされている(ステップ270)。
したがって、その吸気管圧力差分へPMは、EGRIO
の動作開始時または動作停止時にあっても、吸入空気量
を正確に示し、こうした吸気管圧力差分ΔPMに基づい
て算出される過渡時補正量XTPは、内燃機関の運転状
態が正確に反映されたものとなる。この結果、空燃比の
変動を防ぎ、空燃比を理論空燃比の近傍に維持すること
ができる。
また、こうした効果に伴い、排気特性を向上させること
ができると共に、ドライバビリティも向上させることが
できる。
以上、本発明の一実施例を詳述してきたが、本発明は、
この実施例に同等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なる態様にて実施する
ことができるのは勿論のことである。
発月Iパ従果 以上詳述したように、本発明の内燃機関の燃料噴射量制
御装置は、内燃機関が過渡時にある場合に、その途中で
EGRが動作を開始または停止したとしても、空燃比の
変動を防ぎ、空燃比を理論空燃比の近傍に維持すること
ができる。
また、前記効果に伴い、排気特性を向上させることがで
きると共に、ドライバビリティも向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の内燃機関の燃料噴射量制御装置の基本
的構成を示す基本構成図、第2図は一実施例である内燃
機関の燃料噴射量制御装置を搭載した車両用の内燃機関
およびその周辺装置を表す概略構成図、第3図はその電
子制御回路にて実行されるEGR動作判定ルーチンのフ
ローチャート、第4図は同じくその電子制御回路にて実
行される燃料噴射量算出ルーチンのフローチャート、第
5図(a)および第5図(b)は発明が解決しようとす
る課題を説明するための説明図である。 Ml・・・内燃機関    M2・・・運転状態検出手
段M3・・・燃料噴射手段 M4・・・過渡時燃料補正手段 M5・・・吸気通路    M6・・・排気再循環手段
M7・・・動作判定手段  M8・・・偏差補正手段1
・・・内燃機関 6・・・燃料噴射弁 0・・・EGR 2・・・EGRバルブ 5・・・バキュームスイッチングバルブ0・・・回転速
度センサ ト・・吸気圧センサ 0・・・電子制置回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 吸気管圧力の所定周期毎の検出を初めとして、内燃機関
    の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 該運転状態検出手段の検出結果に基づき、前記内燃機関
    の負荷に応じた燃料量を前記内燃機関に噴射供給する燃
    料噴射手段と、 前記運転状態検出手段により検出された運転状態の過渡
    時に、該運転状態検出手段の吸気管圧力に関する検出結
    果から、今回検出された吸気管圧力と1周間前である前
    回検出された吸気管圧力との偏差を算出し、該偏差に応
    じた補正量で前記噴射供給される燃料量を補正する過渡
    時燃料補正手段と、 前記運転状態検出手段により検出された運転状態が所定
    条件下にあるとき、前記内燃機関の排気の一部を該内燃
    機関の吸気通路に還流させる排気再循環手段と を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置において、 前記吸気管圧力を検出した前回から今回に至る間に、前
    記排気再循環手段が、排気を還流させる動作状態から非
    動作状態にまたは非動作状態から動作状態に切り換わる
    動作切り換えを行なったか否かを判定する動作判定手段
    と、 前記動作判定手段で動作切り替えが行われたと判定され
    たとき、前記過渡時燃料補正手段における吸気管圧力の
    偏差を、前記排気再循環手段にて還流される排気量相当
    の圧力分に応じて低下側に補正する偏差補正手段と を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量制御装
    置。
JP63215492A 1988-08-30 1988-08-30 内燃機関の燃料噴射量制御装置 Pending JPH0264244A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63215492A JPH0264244A (ja) 1988-08-30 1988-08-30 内燃機関の燃料噴射量制御装置
US07/398,623 US4938198A (en) 1988-08-30 1989-08-25 Internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63215492A JPH0264244A (ja) 1988-08-30 1988-08-30 内燃機関の燃料噴射量制御装置

Publications (1)

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