JPH066923B2 - 電子制御燃料噴射装置 - Google Patents

電子制御燃料噴射装置

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JPH066923B2
JPH066923B2 JP27553184A JP27553184A JPH066923B2 JP H066923 B2 JPH066923 B2 JP H066923B2 JP 27553184 A JP27553184 A JP 27553184A JP 27553184 A JP27553184 A JP 27553184A JP H066923 B2 JPH066923 B2 JP H066923B2
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intake
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は内燃機関の燃料噴射を実行する電子制御燃料噴
射装置に関し、特に前記内燃機関が気筒毎の吸気管にス
ロットル弁を備える、いわゆる独立吸気型内燃機関に最
適の燃料噴射を実行する電子制御燃料噴射装置に関する
ものである。
[従来の技術] 従来より内燃機関に最適量の燃料を供給し、所望の空燃
比で内燃機関を運転しているが、通常は多気筒の内燃機
関の吸入空気量は全気筒の平均値として圧力センサ又は
エアフロメータにより検出されている。
しかし、近年では内燃機関の運転性能をより向上させ、
加速応答性等のレスポンスをより良好とするために内燃
機関の各気筒毎にスロットル弁を設ける、いわゆる独立
気筒型内燃機関が提案されるに至っており、その燃料噴
射の技術が研究、開発されている。
即ち、独立吸気型内燃機関は各気筒毎にスロットル弁を
有するために応答性が良好となることはもちろん、気筒
間の圧力干渉がなくなり一層効率良く内燃機関を運転す
ることが可能となるのである。その反面、各気筒の吸入
空気量を検出するためには気筒毎にエアフロメータや圧
力センサ等を備える必要があり、構造が複雑となってい
た。
そこで、独立気筒型内燃機関の燃料噴射装置としては構
造が簡単なエアフロメータ方式が主流であり、また吸気
管圧力を検出するものは各気筒に通じる連通管を新たに
設け、平均化された圧力を検出するものが提案されてい
る。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら上記技術も以下のごとき問題点を有してお
り未だに充分なものではなかった。
即ち、独立気筒型内燃機関の最大の利点として、レスポ
ンスの向上が挙げられるのであるが、各吸気管にエアフ
ロメータを設けるものは該エアフロメータが吸入空気の
抵抗として作用するために上記利点を減却するように働
くのである。
また、吸入空気圧を検出するために各気筒に連通管を設
けるものも、該連通管を介して気筒間の圧力干渉が新た
な問題点として発生することになり、しかも構造が複雑
となるためコスト的にも問題があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
独立気筒型内燃機関においても、その独立気筒型の有す
る特徴を生かしつつ、構造が簡単で、しかも正確に内燃
機関の要求する燃料量を噴射供給し、最適運転状態とす
ることのできる優れた電子制御燃料噴射装置を提供する
ことを目的としている。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、上述の問題点を解消した電子制御燃料噴射装
置であって、次の手段からなる。即ち、各気筒の吸気管
ごとにスロットル弁を有する内燃機関の吸気管圧力を検
出して該内燃機関に噴射供給する燃料量を決定する電子
制御燃料噴射装置において、前記内燃機関の気筒数より
も少ない数の気筒について各スロット弁下流の吸気管に
吸気圧センサを設け、該吸気圧センサが設けられている
気筒が吸気行程にある所定のクランク角に同期して前記
吸気圧センサ出力を吸気圧力として取り込む圧力検出手
段と、前記スロットル弁の開度を、前記吸気圧を取り込
む頻度より高い頻度で検出するよう予め定められた所定
クランク角毎に検出するスロットル開度検出手段と、前
記圧力検出手段により検出された吸気圧力に基づき基準
燃料噴射量を算出する基準燃料噴射量算出手段と、前記
圧力検出手段が圧力を検出するクランク角近傍のクラン
ク角にて、前記スロットル開度検出手段により検出され
たスロットル開度に基づいて前記基準燃料噴射量の補正
基準値を求める補正基準値算出手段と、前記圧力検出手
段が圧力を検出するクランク角近傍のクランク角以外の
クランク角にて、前記スロットル開度検出手段により検
出されたスロットル開度に基づいて、前記基準燃料噴射
量の補正値を求める補正値算出手段と、前記補正値と前
記補正基準値との差に基づき、前記基準燃料噴射量を補
正する補正手段と、を備えている。
〔作用〕
このような構成により、本発明は次のように作用する。
即ち、 複数気筒の各吸気管にはスロットル弁が設けられてお
り、その複数の吸気管数より少ない吸気管のスロットル
弁下流の吸気管に圧力センサが設けられ、その圧力セン
サが設けられている気筒が吸気行程にある所定のクラン
ク角に同期して、圧力検出手段が圧力センサ信号を取り
込む。
つまり、各吸気管にスロットル弁が設けられている所謂
独立吸気型機関においては、圧力センサが取り付けられ
ている吸気管の気筒が吸気行程にある場合にのみ、その
気筒のスロットル弁下流に吸入空気量に応じた吸気圧力
を生じるので、圧力検出手段は、そのタイミングの圧力
センサ信号を吸気圧力として検出するのである。
また、スロットル開度検出手段は、前記吸気圧力検出手
段が圧力センサ信号を吸気圧力として検出する周期より
も短い周期でスロットル開度を検出する。本発明におい
ては、このタイミングを所定クランク角毎に行うように
している。
基準燃料噴射量算出手段は、前記検出された吸気圧力に
応じて基準となるべき燃料噴射量(TPPM)を算出す
る。
一方、補正基準値算出手段は、前記スロットル開度検出
手段により検出されるスロットル開度の内、圧力検出手
段が吸気圧力を検出するクランク角近傍のクランク角に
て検出されるスロットル開度に応じて前記基準燃料噴射
量を補正する際に基準となる補正基準値(TPTAB)
を算出する。尚、スロットル開度は所定クランク角毎に
吸気圧力より高い頻度で検出されているから、必ず、吸
気圧力を検出するクランク角近傍のクランク角にてスロ
ットル開度を検出している。
また、補正値算出手段は、上記補正基準値を算出するた
めに用いられるスロットル開度の検出タイミングとは異
なるタイミングで検出されたスロットル開度に基づき、
基準燃料噴射量の補正値(TPTA)を算出する。
以上から算出された、基準燃料噴射量の補正値と補正基
準値との差(ΔTPTA)に基づいて、補正手段は前記
基準燃料噴射量を補正し、機関の運転状態に応じた燃料
噴射量を算出し、内燃機関に噴射供給することになる。
このような作用により、吸気管圧力(吸気圧力)を全気
筒の平均値として検出することができない独立吸気型内
燃機関において、圧力センサが設けられている気筒が吸
気行程となった際の吸気圧力を基準として基準燃料噴射
量を算出し、次にその気筒が吸気行程に入り再度吸気圧
力で検出できるようになるまでの期間に対しては吸気圧
力よりは高い頻度で所定クランク角毎に検出しているス
ロットル開度の変化に応じて基準燃料噴射量を補正する
ので、常に正確な燃料噴射量の算出が可能となる。ま
た、スロットル開度変化による補正分は吸気圧力を検出
した時点近傍のスロットル開度を基準にして行われるの
で、更に精度の高い補正が可能となるのである。
以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。
[実施例] 第2図は、実施例の電子制御燃料噴射装置が搭載される
4気筒独立吸気型内燃機関の制御システムの概略図であ
る。
図において、10は4気筒エンジンを示しており、各気
筒の吸気管11には図示しないアクセルペダルに連動す
るスロットル弁12及び図示しないフューエルタンクに
連通し、吸気管に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁13
が設けられている。気筒は図面上部より第1気筒、第2
気筒、第3気筒、第4気筒の順に配置されている。ま
た、各気筒毎に備えられる点火プラグ14はディストリ
ビュータ15により適宜高電圧を供給され、点火時期を
決定している。16はスロットル弁12の開度を検出す
るスロットル開度センサでスロットル弁12の開度に比
例したアナログ出力を出力する。本実施例においては第
1気筒の吸気管11のスロットル弁12下流側に、吸気
管圧力を検出する圧力センサからなる吸気圧センサ17
が設けられている。また、18は内燃機関10の冷却水
温を検出する水温センサ、19は内燃機関10の排気中
の酸素濃度を検出する酸素センサ、20は吸入空気温を
検出する吸気温センサを表わしている。
これらの各種センサ出力や各種機器の作動状態は電子制
御装置30で集中的に処理されている。電子制御装置3
0は図示のごとくマイクロコンピュータを中心とする論
理演算回路によって構成されるもので、車載用のバッテ
リ21からキースイッチ22を介して電力供給を受けて
作動する。31はコンピュータの中心部で、各種演算を
実行するCPUであり、ROM32内に格納されている
後述する制御プログラムやマップに応じて処理を行う。
33はデータの一時的記憶を行うRAMである。34は
前記した各種センサ、スロットル開度センサ16、吸気
圧センサ17、水温センサ18、酸素センサ19及び吸
気温センサ20からの出力、及びディストリビュータ1
5からの気筒判別信号、クランク角の回転角に応じた回
転角信号を入力する入力ポートで、A/D変換器や波形
整形器等を含み、CPU31に必要な情報を適宜出力す
る。35は出力ポートであり、各気筒の燃料噴射弁13
に開弁の時期や時間をCPU31の演算結果に応じて出
力し、また点火プラグ14の点火時期を決する信号をデ
ィストリビュータ15に出力している。これら電子制御
装置30の各構成素子間はデータ及びアドレスバス36
により接続されている。
第3図(A)及び(B)はROM32内に格納されてい
る本実施例の制御ルーチンのフローチャートを表わして
いる。
(A)図は、内燃機関10のクランク角に同期してCP
U31にて繰り返し実行されるルーチンで吸気圧センサ
17及びスロットル開度センサ16の出力を取込むタイ
ミングを管理している。まず、所定のクランク角とな
り、CPU31が本ルーチンの処理に入るとステップ1
00にて吸気管圧力PMを取込むタイミングであるか否
かが判断される。PMの取込みタイミングとは、第4図
のタイミングチャート(A)図に示すごとく第1気筒の
TDCを基準としたクランク角度を横軸にとったとき、
吸気圧センサ17が第1気筒の吸気工程中の圧力状況を
示す出力を生じているタイミングのことである。従っ
て、第4図(A)のタイミングチャートからも明らかな
ごとく実線で示している第1気筒のPMが大きく窪む変
化を生じている期間(約0°CA〜360°CA)の任
意の時点、本実施例では約160°CAでPMの取込み
が開始されるのである。本ステップ100にて内燃機関
10のクランク角が約160°CAであると判断されれ
ば次のステップ110にて吸気圧センサ17の出力のA
/D変換処理が開始され、吸気圧センサ17の出力を入
力ポート34においてA/D変換し、その値PMAD
((B)図)を一時的にバッファに記憶する等の一連の
処理が開始される。また、クランク角度が約160°C
A以外であれば上記の如きステップ110の処理が開始
されることなく次のステップ120が処理される。この
ステップ120とは、スロットル開度センサ16の出力
TAを取込むタイミングであるか否かを判断するもので
ある。このタイミングも前述のPM取込みタイミングと
同様にクランク角度に同期しているものであり、第4図
(D)に示すようにPMの取込みタイミングよりは細か
くそのサンプリングを実行している。本実施例ではクラ
ンク角度0°CA〜720°CAの間に等間隔に4回の
サンプリングを実行している例を示しており、第4図
(D)において点線がスロットル開度センサ16のアナ
ログ出力TAを、実線がそのA/D変換値TAADを表
わしている。図はPMADの第1回目の取込み後、第2
回目の取込みまでの間にスロットル開度TAが変化して
いる状態を表わしている。ステップ120にて、このT
Aの取込み時期であると判断されたときのみ次のステッ
プ130へ進みTAのA/D変換処理が開始され、それ
以外であれば本ルーチンを終了して他のルーチンの処理
へ移る。
第3図(B)は本実施例のメインルーチンを表わしてお
り、内燃機関10へ噴射供給する燃料量を決定する。本
ルーチンはCPU31にて所定時間毎に繰り返し実行さ
れているものである。本ルーチンの処理にCPU31が
入るとまずステップ200にて吸気管圧力PMのA/D
変換(前述のステップ110)が終了しており、最新の
PM値の取込みがなされているか否かの判断がなされ
る。本ステップにて最新のPMのA/D変換が終了して
いないと判断すれば後述するステップ230へと処理は
進み、A/D変換が終了していれば次のステップ210
が処理される。ステップ210では吸気圧センサ17の
出力PMのA/D変換値PMADがCPU31内で算出
される。そして、このA/D変換値PMADとそのとき
の内燃機関10の回転数NEとの2つの値に基づいて基
準燃料噴射量(燃料噴射弁13の開弁時間)TPPMが
算出される(ステップ220)。即ち、クランク角度が
160°CA毎にTPPMが算出される(第4図
(C))のである。続くステップ230、及びステップ
240は前述のステップ200及びステップ210と同
様な処理を実行するもので、第3図(A)のステップ1
30におけるスロットル開度TAの取込み処理が終了
し、最新のTA値が得られているか否かを判断し(ステ
ップ230)、終了していなければ後述するステップ2
80が実行され、終了しているときのみCPU31にて
TAのA/D変換値TAADの算出(第4図(D))が
実行される(ステップ240)。そして、次のステップ
250の処理によりその値TAADと現在の内燃機関1
0の回転数NEとから燃料噴射量TPの補正値TPTA
を算出してRAM33に格納する。これらの関係を第4
図(D)及び(E)に表わしている。なお、前述のTP
PM及び本ステップのTPTAの算出は共に実際に演算
を実行するものでも、また実行速度を高めるために予め
ROM32内にマップとして用意しておき、このマップ
の検索により算出するものでもよい。次のステップ26
0ではステップ250で算出したTPTAがPMのA/
D変換を実行する直前のタイミングのものであるか否か
を判断する。第4図(B)及び(D)に示すようにPM
ADは720°CA毎に、TAADは180°CA毎に
算出されているものであり、PMADが算出される直前
のTAAD、本実施例ではクランク角約150°CAに
同期して実行されるTAADにより前述のTPTAが算
出されたか否かを判断するのである。そしてこのTPT
AがPMADの直前タイミングのものであるときのみス
テップ270が実行され、TPTAの値が変数TPTA
B(補正基準値)に設定され、それ以外であればステッ
プ280へと進む。このTPTAとTPTABとの関係
を示したものが第4図(E)であり、実線がTPTA
を、点線がTPTABを表わしている。TPTABの設
定は上記したPMADの直前でなくても、PMAD値と
ほぼ等価なTPTAをTPTABに設定できればよい。
例えばPMAD直後であってもよい。
ステップ280及びステップ290は、燃料噴射時間T
P算出のためのステップであり、最も新しいTPPMの
値、TPTABの値及びTPTAの値から次式によって
TPを算出する。
TP=TPPM+(TPTA−TPTAB)即ち、TP
PMの値にステップ280で算出される(TPTA−T
PTABの値による補正を施すのである。TPTABは
前述のようにTPPM算出時の直前に算出されたもので
あり、このスロットル開度TAの燃料噴射時間に及ぼす
影響(TPTAB)は既にTPPMの値に反映されてい
る。しかし、このTPPM算出時点よりスロットル弁1
2が開閉制御されると当然に吸気管圧力PMも変化する
が、このPMの変化は次の所定クランク角(160°C
A)までは算出することができない。そこで、このPM
の検出不可能な時間内に実行する燃料噴射時間TPの算
出が必要になると、その時のスロットル開度TAから算
出されたTPTAとTPTABとの差、即ち、TPPM
算出時点から比べてどれだけスロットル開度TAに基づ
く燃料噴射時間の変化があるかを算出し、この値をTP
PMと加算することで内燃機関10の要求する燃料噴射
時間TP(第4図(F))を算出するのである。第4図
(E)の斜線部分がこのスロットル開度TA基づく燃料
噴射時間の補正幅を表わしている。このようにして算出
されたTPは次にステップ300にて各種の既存の補
正、例えば酸素センサ19の出力に基づくフィードバッ
ク補正、水温センサ18に基づく冷寒時増量補正等の補
正係数Kを乗じて実際に燃料噴射弁13で実行する燃料
噴射時間TPが算出され、本ルーチンを終了する。その
後、所定のクランク角に同期して実行される図示しない
燃料噴射実行ルーチンによりこの所定アドレスに格納さ
れたTPの値に応じて各気筒に適宜燃料噴射が実行され
第4図(F)に示すタイミングで時間TPの間燃料噴射
弁13を開弁するのである。第4図(F)における各T
Pの値の上部添字はそのTPの時間開弁される燃料噴射
弁13の気筒番号を表わしている。以上の説明から明ら
かなように、第4図(F)のTPの値の添字3(図中左
方より2番目)のTPの算出から、次の添字の3のTP
(図中右方より3番目)の算出までは(C)図左方のT
PPM値に基づいて算出されたもので、次の第2気筒の
TPはTPPMの値を補正することなく(TP=TPP
M)、次の第1気筒のTPはその直前のスロットル開度
TAの変化を反映したTPTA1だけの補正(TPTA1
−TPTAB)がTPPMにされ、以下同様にして最終
的な燃料噴射時間TPが算出されるのである。
上記詳述のごとく、本実施例の電子制御燃料噴射制御装
置は、第2図にその構成を示すように独立気筒型内燃機
関10の1つの気筒の吸気管11に、そのスロットル弁
12の下流に設けた唯一の吸気圧センサ17により所定
クランク角に同期して吸気圧PMを検出している。従っ
て、構造が簡単であり、設計段階で制約を受けることも
ない。しかも、このような簡単な構造であるにも拘ら
ず、吸気管圧PMの検出が不能な期間はスロットル弁1
2の開度を所定クランク角毎に常に検出し、その開度の
変化に応じて吸気管圧PMにより求められた燃料噴射時
間TPPMを精度良く補正しているのである。これによ
り、内燃機関10は各気筒毎に最適燃料量の供給を受
け、独立気筒型内燃機関10の有するレスポンスの良さ
を一層引出すことが可能となる。また、上記スロットル
弁12の開度TAの検出は、吸気管圧PMと同様にクラ
ンク角度に同期して実行されているため、TPPMの算
出時の極めて近傍でTPTABとなるTPTAを算出す
ることが簡単に行える。即ち、TAの検出するクランク
角度の1つをPMを検出する吸気工程中のクランク角度
とほぼ同一にすれば、TPPMの値にそのときのスロッ
トル開度TAの値を完全に反映させることが可能であ
り、次にPMを検出する間はそのときのスロットル開度
TAからどれだけ開度が変化したかを検出することで燃
料噴射時間TPは内燃機関10の要求する燃料量に正確
に一致させることが可能となるのである。
なお、本実施例では常にスロットル開度TAの検出をク
ランク角に同期して実行する場合について述べたが内燃
機関10の回転数が上昇し、TAの検出頻度が必要以上
に高くなった場合には所定時間毎にTAの取込みを実行
したり。あるいはPMの取込みタイミングにのみ同期し
てTPTABとなるスロットル開度TAを取込み、それ
以外は所定時間毎にTAを取込む等のクランク角同期と
所定周期とのTA取込みを混在させた装置としてもよ
い。
[発明の効果] 以上実施例を挙げて詳細に説明した如く、本発明の電子
燃料噴射制御装置は、 独立吸気型内燃機関における吸気管圧力(吸気圧力)に
基づく燃料噴射量を、各気筒の吸気管に連通管を設ける
ことなく、しかも少ない数の圧力センサを用いて精度良
く算出できるものである。
従って、独立気筒型内燃機関のレスポンス特性を最大限
に発揮させることができることはもちろん、その構造は
簡単で、装置の信頼性が向上し、低コスト化を達成でき
る。しかも、スロットル開度もクランク角に同期して検
出するために、吸気管圧力検出時点のスロットル開度が
容易に検出でき燃料噴射量の算出は極めて高頻度で行わ
れ、排気浄化や燃費の一層の向上が可能となるのであ
る。
尚、特許請求の範囲における各手段は本実施例におい
て、圧力検出手段は第3図(A)におけるステップ10
0及びステップ110、スロットル開度検出手段は第3
図(A)におけるステップ120及びステップ130、
基準燃料噴射量算出手段は第3図(B)におけるステッ
プ220、補正基準値算出手段は第3図(B)における
ステップ250、ステップ260、及びステップ27
0、補正値算出手段は第3図(B)におけるステップ2
50、及びステップ260、補正手段は(B)第3図に
おけるステップ280及びステップ290に相当するも
のであるが、勿論これに限定されるものではない。
尚、第1図は本実施例の基本的構成図を示すものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例の基本的構成図、第2図は実施例の概
略構成図、第3図(A)、(B)はその制御プログラム
のフローチャート、第4図はその制御の処理状態を示す
タイミングチャートを示す。 M1…吸圧力検出手段 M2…回転数検出手段 M3…スロットル開度検出手段 M4…基準燃料噴射量算出手段 M5…補正手段 10…独立気筒内燃機関 11…吸気管 12…スロットル弁 13…燃料噴射弁 16…スロットル開度センサ 17…吸気圧センサ 30…電子制御装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各気筒の吸気管ごとにスロットル弁を有す
    る内燃機関の吸気管圧力を検出して該内燃機関に噴射供
    給する燃料量を決定する電子制御燃料噴射装置におい
    て、 前記内燃機関の気筒数よりも少ない数の気筒について各
    スロットル弁下流の吸気管に吸気圧センサを設け、 該吸気圧センサが設けられている気筒が吸気行程にある
    所定のクランク角に同期して前記吸気圧センサ出力を吸
    気圧力として取り込む圧力検出手段と、 前記スロットル弁の開度を、前記吸気圧を取り込む頻度
    より高い頻度で検出するよう予め定められた所定クラン
    ク角毎に検出するスロットル開度検出手段と、 前記圧力検出手段により検出された吸気圧力に基づき基
    準燃料噴射量を算出する基準燃料噴射量算出手段と、 前記圧力検出手段が圧力を検出するクランク角近傍のク
    ランク角にて前記スロットル開度検出手段により検出さ
    れたスロットル開度に基づいて、前記基準燃料噴射量の
    補正基準値を求める補正基準値算出手段と、 前記圧力検出手段が圧力を検出するクランク角近傍のク
    ランク角以外のクランク角にて前記スロットル開度検出
    手段により検出されたスロットル開度に基づいて、前記
    基準燃料噴射量の補正値を求める補正値算出手段と、 前記補正値と前記補正基準値との差に基づき、前記基準
    燃料噴射量を補正する補正手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の電子制御燃料噴射
    装置。
JP27553184A 1984-11-29 1984-12-28 電子制御燃料噴射装置 Expired - Lifetime JPH066923B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27553184A JPH066923B2 (ja) 1984-12-28 1984-12-28 電子制御燃料噴射装置
US06/802,459 US4644784A (en) 1984-11-29 1985-11-27 Suction pipe pressure detection apparatus
EP85115101A EP0183265B1 (en) 1984-11-29 1985-11-28 Suction pipe pressure detection apparatus
DE8585115101T DE3581601D1 (de) 1984-11-29 1985-11-28 Saugleitungsdruckmessvorrichtung.

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