JPH01113540A - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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Publication number
JPH01113540A
JPH01113540A JP62268307A JP26830787A JPH01113540A JP H01113540 A JPH01113540 A JP H01113540A JP 62268307 A JP62268307 A JP 62268307A JP 26830787 A JP26830787 A JP 26830787A JP H01113540 A JPH01113540 A JP H01113540A
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JP
Japan
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accelerator
throttle
engine
throttle opening
characteristic
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Application number
JP62268307A
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English (en)
Inventor
Kazutoshi Nobumoto
信本 和俊
Toshihiro Matsuoka
俊弘 松岡
Toshiaki Tsuyama
俊明 津山
Shigemochi Nishimura
西村 栄持
Kaoru Toyama
外山 薫
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Priority to US07/261,971 priority patent/US4898138A/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/105Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type characterised by the function converting demand to actuation, e.g. a map indicating relations between an accelerator pedal position and throttle valve opening or target engine torque
    • 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
    • F02D41/24Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
    • F02D41/2406Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
    • F02D41/2496Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories the memory being part of a closed loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder

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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)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (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) 本発明はエンジンの制御装置に関し、特に、例えばスロ
ットル弁等のエンジン出力調整部材の、アクセル操作に
対する応答の改良に関する。
(従来の技術) 自動車エンジンの出力を調整する要素には、燃料供給量
、空燃比等があり、これらの調整要素を決定する支配的
ファクタは、例えばガソリンエンジンではスロットル弁
の開度である。伝統的なガソリンエンジンにおいては、
このスロットル弁はアクセルペダルと機械的に係合して
おり、従ってスロットル開度はアクセルペダルの踏み込
み量によって決定されていた。
しかし、機械的係合によるスロットル開度の調整はアク
セル踏み込み量とスロットル開度とが常に1対1に対応
するために、運転状況の変化に対応したエンジン出力の
調整は不可能である。
そこで、エレクトロニクスの進歩と共に登場したのが電
子制御のスロットルコントローラであり、アクセルをド
ライバからの走行要求情報の入力源と考えて、アクセル
踏込み量からドライバの運転要求を自動車側が判断し、
この要求とエンジンの出力特性とを考慮して、最適なス
ロットル開度を決定しようとするものである。このよう
な電子制御のスロットルコントローラの従来例として、
スロットルコントローラの信頼性改良に関する技術に例
えば特開昭59−122742号があり、アクセル踏込
み量に対するスロットル関度の特性の改良に関するもの
として例えば特開昭61−171846号がある。
(発明が解決しようとする問題点) 一方、自動車に対する要求の多様化、エレクトロニクス
の更なる進歩に従って、例えばターボチャージャ等の過
給器を備えたエンジン、例えば電子制御変速器(以下、
EATと略す)等を備えたA T 付き自動車、パワー
モード、ノーマルモード、エコノミモード等の運転モー
ドを設定可能にした自動車、自動走行機能を備えた自動
車等が開発、商品化されるに至っている。
ところで、アクセルの操作において、アクセルを踏込ん
だときは、運転者は加速を要求していることから、その
時における車の動きに対して、その動きが多少運転者の
考えていることと異なっても、さほど違和感を感じるこ
とはないが、アクセルを戻して減速しようとしたときは
、それに車の動きがすばやく対応してくれないと、不安
感を生じてしまう。特に、低回転の高負荷からのわずか
な減速では、その出力変化が極めて小さいから向夏であ
る。
そこで、本発明は上述従来例の欠点を除去するために提
案されたものでその目的は、アクセル操作に対する減速
応答性を向上して、走行安定性が高まったエンジンの制
御装置を提案するところにある。
(問題点を解決するための手段及び作用)上記課題を達
成するための本発明の構成は、第1図に示すように、ア
クセル操作量と、アクセルの踏込み状態と戻し状態とを
検出するアクセル操作検出手段と、エンジン出力を調整
するエンジン出力調整部材と、上記検出されたアクセル
操作量に基づいて上記調整部材の駆動量を演算する演算
手段と、演算された駆動量に応じて上記調整部材を駆動
する駆動手段と、アクセルの戻し時は、アクセルの踏込
み時よりも、エンジン出力が低くなるような駆動量を前
記演算手段が出力するように、前記演算手段を制御する
制御手段とを備えたことを特徴とする。
(実施例) 以下添付図面を参照して、本発明をターボチャージャ及
びEAT機能を備えたガソリンエンジンに適用した実施
例を詳細に説明する。このEAT機能は、後述するよう
に、ギア位置(GP)が1速から4速(オーバドライブ
)まであり、更に、変速モードについては、所謂’DJ
  (ドライブ)レンジにおいて、「パワー」モード、
「ノーマル」モード、「エコノ、ミー」モードの3つの
モードが備わっており、各モードに特有の変速パターン
が電子的に用意されている。これらのモードは、後述す
るように、ドライバが好みに応じて車内のスイッチによ
り選択可能である。これらの各モードにおいては、ギア
がシフトされる速度(変速点)は、上記のパターン類で
、より低い側に移行する。即ち、1つのエンジン回転速
度に注目すれば、変速比は凡そこの順で相対的に小さく
なっているということができる。
〈実施例の概要〉 第2A及び第2B図は、この実施例におけるスロットル
制御の概要を示したものであり、特に、第2A図は定常
時におけるそれを、第2B図は過渡時におけるそれを示
した。ここで、定常時特性とは、アクセル踏込み量変化
に対するスロットル開度の過渡変化経過後の静的特性を
言うものとする。
定常時 第2A図に従って、定常走行時における目標スロットル
開度TAGETは、先ず、アクセル踏込み量α(%)に
応じてマツプから決定される。このとき、アクセルモー
ドとアクセルの戻し中であるか否かに応じて、上記マツ
プを第2A図に示すように、4 fffij類用意する
。こうして、基本スロットル開度TVOBが決定される
。このTVO,に対し、アクセル踏込速度&、車速V、
過給器のブースト圧B等の夫々に基づいた補正GAv1
GV1G、が施されて、定常時の目標スロットル開度T
AGETを決定する。
第2A図によると、基本スロットル開度特性TVO6は
、全体的に、エコノミー(第2A図の(a))ロノーマ
ル(第2A図の(b))中パワー(第2A図の(C))
の順に、僅かのアクセル踏込み量変化に対してより太き
目のスロットル開度が得られる。しかし、このままでは
、同じモード内でも、ギアの変速比が大きいほど(3速
=> 2 速=>1速)、軸出力は大きくなるので、ト
ルクショックが発生し易くなるために、ギアの変速比が
大きいほどスロットル利得を低目に設定している。
また、アクセルの戻し時には、モード設定にかかわらず
第2A図の(d)のような特性にしであるために、アク
セルの閉じ変化は略そのままスロットルの閉じ変化とな
る。従って、比較的大目にアクセルを踏込んだ状態での
アクセル戻し操作に対して、ドライバの要求通りに減速
を行なう。
また、第2A図の(e)によれば、パワーモードにおい
ては、アクセル踏込速度&が大きいほど利得を高くして
、ドライバの加速要求に答えようとしている。アクセル
踏込み量αの大小にかかわらず、踏込速度&が大という
ことは、ドライバが加速の要求を行なっていることを示
すからである。
第2A図の(f)によれば、車速が高いほど利得を上げ
ている。
第2A図の(g)によれば、ブースト圧が高いほど、利
得は小さくなっている。ブースト圧が高いと、エンジン
トルクが大なので、所謂ターボ的なピーキーで段差のあ
る出力特性となるが、(g)に示したような補正を加え
て、フラットな出力特性を得て、車両の運動のコントロ
ール性を向上ことができる。
かくして、定常特性に従った目標開度TAGETは、 T A  G E T = T V On−GAv  
−Gv’Gaである。
尚、本実施例に適用されている定常特性における目標ス
ロットル開度TAGETの補正要因には、その他に、水
温補正、大気圧補正、ハンドル舵角補正、エアコン作動
時の補正等があるが、本発明とは直接には関係がないの
で、その説明は省略する。
通]L時 第2B図に、アクセル開度が変化したときの、過渡時に
おけるスロットル制御を示す。即ち、定常時として演算
され求められた目標開度TAGETに補正を施して、最
終的な目標スロットル開度TAGETFを求めるのであ
る。
即ち、TAGETに対して第2B図の(a)のようなリ
ミッタ処理を施す。これは、演算されたスロットル開度
TAGETの値が、100%以上若しくは負になるのを
防止するためである。
第2B図の(b)〜(d)はフィルタ処理を行なう。本
実施例ではデジタルの−次応答フィルタを用いている。
この−次応答フィルタにより、アクセル開度の急増に対
応したTAGETの急増は平滑化され緩やかなものとな
る。さらに、このフィルタの係数β(時定数の逆数)を
、 1速ギアの使用時、又はアクセルの戻し中、または後述
のスロットルの電子制御が故障したときの機械的制御に
よるとき等(第2B図の(b))は、β第1にし、 アクセル踏込速度&が大きいときは係数βを比較的小古
註に設定(第2B図の(C)) L/、aが小さいとき
は係数βを太き目に設定(第2B図の(d))する。゛ 第2B図の(b)によると、応答遅れがなく、アクセル
変化に対し敏感に反応するので、1速ギア使用時は発進
応答性が重視されるという要求が満足される。アクセル
戻し中も応答遅れがなく敏感に応答するので、ドライバ
の減速しようという操作意志に的確に追随する。また、
アクセル踏込速度&が大きいとき、即ち急加速時は、応
答遅れが大きくなり、トルクショックが減り滑らかな加
速となる。
尚、第2B図に示したスロットル開度の過渡特性制御は
、1速ギア、アクセル踏込速度&、アクセル戻し中か否
かというファクタ等によって変化するが、本明細書にお
いては第10C図等に、更にギア位置、設定モード等を
も加味した実施例をも開示されている。
くエンジン制御システムの構成〉 第3図は、本発明に係るエンジン制御装置をターボチャ
ージャ式エンジンに適用した実施例の構成図である。図
中の主な構成要素について説明すると、1はエアクリー
ナ、2は吸気温センサ、3はエアフローメータ、4はタ
ーボチャージャ、5゛はウェストゲートバルブ、6はエ
ンジン本体、7はインタークーラである。かくして、タ
ーボチャージャ4の過給に応じて吸入された空気は、エ
アフローメータ3によりその吸気量Q1を計測されなが
ら、インタークーラフにより冷却されつつ、エンジン本
体のインテークマニホールドに向けて自動する。
8はスロットル弁、9はこのスロットル弁を駆動するア
クチュエータ、10は、吸気管内の圧力を測定するブー
スト圧センナ、11はインジェクタである。かくして、
吸入空気は、スロットル弁8により、その量を規制され
ながら、インジェクタ11から噴射される燃料と混合さ
れ、エンジン本体6内の燃焼室に供給され、燃焼爆発す
る。排気ガスは排気通路を通り、ターボチャージャ4に
その燃焼エネルギーを回転エネルギーに変えて与え、さ
らに、触媒コンバータ12により浄化され排出される。
13は電子制御式自動変速機、所謂EATである。この
EAT13はEATコントローラ(EATC)50によ
って制御される。周知のようにその内部には、トルクコ
ンバータ14、オーバドライブ機構を備えた遊星ギア部
15と、そしてそれらの為のソレノイドバルブ、油圧回
路等が含まれた油圧制御部17とからなる。EATC5
0とEAT13との間には、前記ソレノイドバルブを開
閉して油圧回路を駆動する信号の他に、この信号による
シフト結果状態を示すシフト信号(後述の5QLI〜5
OL4)等の信号がある。また、EATの出力軸には車
速センサ16が設けられている。
18はスロットル弁を駆動するDCサーボモータのため
のサーボコントロール回路を内蔵したスロットルコント
ローラである。尚、このサーボモータはスロットルアク
チュエータ9内にある。20はアクセルペダル、21は
そのアクセルの踏込み量を検知するアクセルポジション
センサである。
〈関連するスイッチ類〉 第4A図は上述のモード(パワー、ノーマル。
エコノミー)を選択するスイッチである。
第4B図は、所謂自動走行機能を駆使するためのスイッ
チであり、「メイン(MAIN)Jスイッチは自動走行
を制御するコントローラ(ASC)に電源を投入するた
めのものであり、rセット(SET)Jスイッチは、巡
航速度を設定するためとこのスイッチを所定時間押し続
けることにより加速を行なうためのものであり、「復帰
(RESUME)Jは自動走行モードが解除された後に
再びもとの巡航速度に復帰するためのスイッチ、「コー
スト(COAST)Jスイッチはスロットルを全閉する
ためのものである。
くスロットルセンサ/アクチュエータ〉第5図に、本実
施例のエンジンシステムに用いられるスロットルセンサ
/アクチュエータのアセンブリの構成を示す。このセン
サ/アクチュエータは、スロットル弁の自動車における
役割の重大性に鑑みて、所謂フェールセーフ機能を有し
たものである。
第5図において、8はスロットル弁、9はスロットルア
クチュエータ、18はスロットルコントローラ、20は
アクセルペダルである。これらは第3図に関連して既に
説明した。アクセル踏込み量を検知するアクセルポジシ
ョンセンサ21はフェールセーフのために2つあり、2
1bが主、21aがバックアップ用である。これらのセ
ンサはポテンショメータになっており、その出力はアク
セルを一杯踏込んだときのアクセル踏込み量に対するパ
ーセンテージが電圧値に変換されたものである。29は
アクセルペダル20にワイヤによりリンクしたプーリ、
31はスロットル弁8とリンクされた係合片である。
スロットルアクチュエータ9は、サーボモータ28と、
ソレノイド27と、プーリ25と、このソレノイドが付
勢されたときにDCサーボモータ28の回転力をプーリ
25に伝える電磁クラッチ25と、モータ28のサーボ
制御のためにプーリ25の回転量及び回転速度を検出し
てスロットルコントローラ18に帰還するための回転セ
ンサ24等からなる。プーリ25はワイヤによりプーリ
32とリンクしている。尚、プーリ29,32と係合片
31は、同一回転軸を中心にして回動するものであるが
、第5図においては、説明の便宜上、回転運動を直線運
動に変換して表わしている。スロットルセンサ33は、
スロットル弁8の全開状態若しくは全閉状態の検出と、
スロットルの電子制御が故障したときにスロットル弁8
がプーリ29により直接駆動されるときのスロットル開
度を検出するためにある。
プーリ29と係合片31とは、その保合位置までに遊び
があり、そして通常、係合片31はプーリ32と係合状
態にあるように設定されている。
また、ECU40が自己診断によりOKと判断したとき
は、クラッチ26は接続の状態になっている。従って、
アクセル20を踏むと、そのアクセル踏込み量αはセン
サ21aにより検知されると同時に、その信号αがスロ
ットルコントローラ18を経由してECU40に送られ
る。そして、ECU40では、後述の制御により、最終
目標スロットル開度TAGETFが即座に演算され、そ
の結果がスロットルコントローラ18に送られる。
スロットルコントローラ18は、TAGETFをD/A
変換してモータ28を回転させるとともに、センサ24
からの帰還信号に基づいて、所定回転位置になるように
サーボコントロールを行なう。即ち、サーボモータはそ
のTAGETFに応じた量だけ回転してプーリ32を回
転させるので、係合により係合片31が回転し、スロッ
トル弁8がTAGETFに見合った量だけ開かれる。
保合片31が回転すると、係合片31はプーリ29に対
して逃げるので、通常状態では、プーリ29によってス
ロットル弁8が直接開閉されることはない。
一方、スロットルコントロールに関する制御回路が異常
と判断されたときは、電磁クラッチ26は断であるから
、所定の遊び量だけアクセルを踏込んだ以降にプーリ2
9と係合片31とが係合され、以後、スロットル弁8は
、アクセルペダルとの機械的結合により直接開閉される
くコントローラ40への入出力信号〉 第6図は、ECU40の入出力信号等を示した図である
α(マスク)とα(サブ)は前述のスロットルアクチュ
エータからのアクセル踏込み量である。
同ワく、スロットルとスロットル(サブ)もスロットル
センサ33により計測されたスロットル開度である。
変速ソレノイド信号(SQLI〜5OL4)はEATC
50からくる信号で、現時点での変速位置が1速〜4速
のいずれかのギア位置にあることを示すものである。P
、N、Rレンジ信号は周知のセレクタレバーからのセレ
クト位置を示す信号である。また、ノーマル、パワー、
エコノミー等のモード信号は、第4A図に示したスイッ
チからの信号である。MAIN、SET、RES、C0
AST等の信号は第4B図に示したスイッチからの信号
である。
エンジン回転数Nはディストリビュータ41から、車速
信号Vは車速センサ16から、水温Tw信号は水温セン
サ42から、大気圧信号P^は不図示の気圧センサから
、ブースト圧Bはブーストセンサ10から、ハンドル角
信号は不図示の舵角センサから、A/C負荷信号は不図
示のエアコンから、夫々得られる信号である。
出力信号として、前述のTAGETFの他に、DCサー
ボモータ28への通電を強制的にOFFする信号、クラ
ッチ26を断にする信号等がある。
また、その他のフェールセーフ機構として、ブレーキス
イッチは2系統設けられている。更に、ブレーキペダル
が押されると、アクセルは全閉になるから、第6図の回
路により、サーボモータ28への通電がOFFされる。
即ち、ECU40による演算制御を経ずしてスロットル
を強制的に全閉にする。
第6図のECU40内に、ECU40内で行なわれる制
御の機能のうち、本発明に特に関連する部分をブロック
的に示す。その機能として、走り感制御と、スロットル
目標値制御と、スロットル演算制御である。走り感制御
は、アクセル踏込み量、ギア位置、走行モード等から最
適なスロットル開度値を設定しようとするものである。
その他の機能として、自動走行制御(ASC)とフェー
ルセーフがある。
尚、第6図において、スロットル目標値設定制御は、走
り感制御とASC制御からのいずれか一方の入力を選択
するようになっているが、これは、走り感制御は主にド
ライバによるアクセル踏込み量から目標スロットル開度
を決定するのに対し、自動走行中は、原則的にはドライ
バのアクセル操作と関係無しに、設定された車速と実際
の車速とに基づいて、スロットル開度を決定するためで
あるからである。
〈コントローラの構成〉 第7図はスロットル制御を行なうECU40の内部構成
を示すブロック図である。301は人出力(Ilo)ボ
ート、302はマイクロプロセッサ等のCPUである。
301の出力ボート部分はラッチタイプとなっており、
ドライバ308に接続される。又、303は後述の実施
例に係る制御プログラム、マツプ等を格納するROM、
304は制御に用いる種々の一時的なデータを格納する
ためのRAM、305はタイマ割込みのための時間を設
定するプログラム式のタイマ、306はアクセル踏込み
量α等をデジタル値に変換するためのA/Dコンバータ
(ADC)である。307は割込み制御部である。
くスロットル制御の概要〉 第8図に、第3図のエンジン制御システムにおける特に
本実施例に関連する部分を中心にした制御プログラム間
の関係を示す。第8図に示した制御プログラムのうち、
本明細書においては、EAT制御に係る部分と燃料制御
に係る部分の詳細は、本発明に特に関係がないので割愛
しである。
本発明に特に関連する制御プログラム部分は、第8図の
スロットル制御メインルーチン(その詳細は第9図以下
に示す)と、スロットル間度出カルーチン(その詳細は
第10図以下に示す)である。前者は、30m5毎のタ
イマ割込みにより起動され、後者は15ms毎のタイマ
割込みにより起動される。尚、これらの時間は、1例に
過ぎず、例えば30msというメインルーチンの制御間
隔は、制御対象に対し制御したい最高周波数の数倍以上
の制御周期を設定して決定するようにしてもよい。また
、これら2つの割込みルーチンによってコールされるサ
ブルーチンを夫々更に、第8図に示す。
第9図に従って、スロットル制御のメインルーチンの概
略を説明する。このメインルーチンは前述したように、
30m5毎にタイマ起動される。
先ず、ステップS2で、ドライバによるアクセル操作を
検出する。このサブルーチンの詳細は第9A図に示す。
ステップS4.ステップS6で、後述の10ms毎のタ
イマ割込みルーチン(第10図)で検出したアクセル開
度α及びモードMをメモリから読出し、これらの信号に
基づいて、ステップS8で、基本スロットル開度マツプ
(ROM303内に格納)をサーチしてTVO,を決定
する。このステップS2のTVOBサーチは第2A図の
(a)〜(d)に相当し、その詳細は第9C図に示す。
ステップS2で求められたTVO,に対し、ステップS
10でアクセル踏込速度補正を行なって出力T0を得る
。このステップS10の補正処理は第2A図の(e)に
相当し、その詳細は第9D図に示す。
次に、ステップSttで現在の走行モードがパワーモー
ド(M=3)にあるか否かを調べ、パワーモードにある
ときのみ、ステップS14で、車速に従った補正を行な
って、スロットル開度Tlを得る。この車速補正は第2
A図の(f)に相当するもので、その詳細は第9E図に
示す。
ステップS16ではブースト圧補正を行なう。
この補正は第2A図の(g)に相当し、その詳細は第9
F図に示す。次に、ステップS18でリミッタ処理を行
なう。このリミッタ処理は第2B図の(a)に相当し、
その詳細は第9G図に示す。
こうして、あるモード及びギア位置にある状態で、ある
踏込み位置にふまれているアクセル開度αに対する定常
時(静時)のスロットル開度TAGETが演算された。
第10図に従って、スロットル間1出カルーチンの概要
を説明する。このルーチンは15ms毎にタイマ起動さ
れ、この出力ルーチンの一部に、アクセル開度αを変化
させたときの初期時期(過渡期)に対する制御(フィル
タ処理)が組み込まれている。ステップ5200で、車
速センサ16から車速Vを入力し、ステップ5202で
、A/Dコンバータ306からアクセル開度αとブース
ト圧Bを入力する。更に、後の演算のために、前回(1
5ms前)に計測され記憶されていたアクセル開度値を
αn−1に格納し、今回計測したαをα。に格納する。
尚、ステップ5204では入力ボート301から、変速
ギア位置GPとモードスイッチ位置をRAM304内に
読み込む。ここで、 GP=1 (1速) GP=2 (2速) GP=3 (3速) GP=4 (4速) M=3(パワーモード) M第2(ノーマルモード) M=1 (エコノミーモード) である。これらのRAM304内に記憶されたデータは
、他の制御における色々のステップで使用される。ステ
ップ3206では、アクセル踏込速度&を演算する。こ
の演算ルーチンの詳細は第1OA図に示す通りである。
この&は前述の車速補正サブルーチンで使用される。こ
こで、説明の便宜上、アクセル踏込速度計算ルーチンを
先に説明する。
アクセル踏゛入′ 1十 ステップ5210で、前回のアクセル開度α。
と前回のアクセル開度αn−1をRAMから読出す。そ
して、ステップ5212でアクセル踏込速度&を、 と=α。−αn−1 により計算する。即ち、15ms間の開度変化をアクセ
ル踏込速度とする。尚、ドライバの意志を的確に把握す
るためには、例えば、60m5前のデータ、即ち、α1
1−4と比較するようにしてもよい。即ち、 と8αn−αn−4 である。この時間間隔はドライバの意志を確実に把握で
き、できるだけはやくその意志を制御にフィードバック
するために、できるだけ短い時間間隔がよい。
ステップ5214で&1.つと&との比較を行なう。こ
こで、& 、、、はアクセルをある速度で踏込み続ける
という1つのアクセル操作過程で、過去検出された最大
のとの値である。aが増大していれば、即ち、 et > a −maw であれば、ステップ5216で、この現在のとによりと
、□を更新する。即ち、 &、lI、l←と である0次に、ステップ5218で、&と所定の小さな
定数εと比較する。もし&がεより小さければ、即ち、 &くε であれば、これはアクセル戻し中は勿論のこと、アクセ
ルの踏込みを中止した(アクセルがほとんど停止した)
状態を指し、そのときはステップ5220で、&、□を
0″とする。このようにすることにより、′0″でない
値を有するときのと□8は、アクセルが踏まれ続けられ
る(αが単調に増加する)というアクセル操作での、最
大アクセル踏込速度ということになる。
このアクセル踏込速度計算サブルーチンで求められた&
及び5c 、axは、他のルーチンで使われるために、
RAM304に記憶される。
再び第10図の説明に戻る。ステップ3208は、アク
セル変化の過渡期に対する応答処理を行なって、最終目
標スロットル開度TAGETFを演算し、スロットルア
クチュエータ9に出力するものであり、第2B図の(b
)〜(d)に相当し、その詳細は第10B図に示す。
尚、第10B図は、過渡応答処理の1つの形態であり、
その変形実施例を第10C図に示す。
[以下余白] 以下、スロットル開度制御の詳細について、フローチャ
ートに基づいて説明する。
〈スロットルの定常時制御の詳細〉 L辷しり!(第9A図) ステップS20では、アクセル踏込速度&をRAM30
4から読出し、ステップS22では、フラグAFを調べ
る。このAFフラグは初期状態では“0”にリセットさ
れており、アクセル戻し動作を検出すると、“1“にセ
ットされる。このアクセル戻し動作の検出は、戻し時に
基本スロットル開度マツプを変更するためと、TAGE
TFの過渡処理において必要となる(第9C図のステッ
プS44.S46及び第10B図のステップ8248を
参照)。
さて、アクセル開度αがドライバにより第9B図のよう
に変化させられたときを想定する。初期時は、APはリ
セットしているから、ステップS24に進む。ステップ
S24でアクセルが踏込まれつつあると検出されたとき
、即ち、 と〉0 のとぎ、アクセル踏込み状態と判断して、ステップS3
2でAFをリセットしたままにする。即ち、アクセルを
踏込み中は、ステップ52oe>ステップ522g=>
ステップ524=>ステップS32を繰り返す。
アクセルを戻し始めようとして、アクセル開度αが減少
したと籾は、 と≦O を検出して、ステップ326に進む。ステップS26で
は、アクセル戻し動作が一定以上の速度に達したか、即
ち、 &<−A (Aは正数) を判断する。−窓以上でなければ、ノイズとして処理す
る(ステップ528)。
&<−Aが検出されると、ステップS30に進んで、ア
クセル戻し動作が行なわれたことを示すためにAPを1
″′にセットする。
−度、AFがセットすると、ステップS22からステッ
プS34に進むようになる。ステップS34では、アク
セル踏込速度&が定数値Aを超えたかを調べる。超えた
ときのみ、ステップS36でAPをリセットし、戻し中
か、若しくは踏込み中でも&がAを超えない程度では、
AFはセットしたままである(ステップ530)。
このようにして、アクセルの戻し状態を検知する。更に
、−A−Aの不感領域を設けることにより誤検出が防止
できる。これは、本実施例では、アクセル戻し時は、踏
込みとは異なったカーブに沿ってスロットルを閉じよう
とする(第12B図参照)ために、アクセル戻しの誤検
出は、スロットル開度の急変につながるからである。
尚、ステップS26のAとステップS34のAとは異な
る数値でもよい。
基本スロットル間 マツプサーチ(第9C図ステップ3
40.S42で、ステップ36(第9図)でよみこんだ
現在の運転モードMが、エコノミーモードか、ノーマル
モードか、パワーモードかを調べる。更に、ノーマルモ
ード、パワーモードのいずれかにあるときで、アクセル
戻し中(AF=1)を検出しているかも調べる(ステッ
プS44,546)。そして、各状態に適したマツプを
決定し、ステップ356で、そのときのアクセル踏込み
量αに対応した基本スロットル開度T V Oaをマツ
プから読出す。尚、各状態に対応したマツプのより詳細
な特性を第11図(a)〜(d)に示す。
ここで、アクセル戻しマツプを持つことによるメリット
を第12A図と第12B図の対比から説明する。パワー
モード、若しくはノーマルモードにおいては、第11図
をみてもわかるように、あるアクセル開度以下では比較
的急峻であり、その開度以上では逆に比較的なだらかと
なる。そのようなアクセル開度は、少なくとも中速以上
の場合が多い。一方、このような中速以上の速度領域に
おいては、ドライバがアクセルを戻したときに、その戻
しに応じて自動車が素直に減速した方が走行に安定感が
得られることは言うまでもない。
しかしながら、パワーモード及びノーマルモード中のア
クセル戻し時にも、第11図の(b)。
(c)のような特性のマツプを用いると、例えばパワー
モードで、第12A図において、アクセル開度が△α宜
たけ戻したとすると、それによるスロットルアクセル開
度変化はΔT)11となり、その変化は極めて小さい、
従って、アクセル戻しによる減速はドライバの予想に反
して少ないものとなる。逆に、アクセル開度が小のとき
(例えば20%)のときは、わずかのアクセル開度変化
に対しても大きなスロットル開度変化が発生し、減速は
予想以上のものとなる。
そこで、第11図の(d)のような比較的リニアな戻し
特性をパワーモード、ノーマルモードに対して追加する
と、第12B図に示したように、アクセル開度減少(△
α2)にリニアに対応したスロットル開度減少(ΔTH
2)が得られ、前述の不都合は解消する。
尚、エコノミーモードに対しては、戻し特性を追加しな
いのは、この実施例では、エンジンの出力特性により、
エコノミーモードのマツプ特性が比較的リニアであり、
戻し用のマツプが特に必要ないからである。しかし、ス
ロットルが低開度の領域で出力特性のよくないエンジン
では、利得が大きなマツプ特性を必要とする。そのよう
な場合では、エコノミーモードであっても、アクセル戻
し時のためのマツプを必要とする。
アクセル踏′入゛  正  9D 先ず、ステップ360で、ステップ5206のアクセル
踏込速度計算ルーチンで演算された最大アクセル踏込速
度&、□をRAM304から読出す。ステップ362.
S64で、現在の運転そ一ドを調べ、ステップ366〜
ステツプS70で、現在の運転モードに応じた補正利得
マツプを選択する。そして、ステップS72で、選択さ
れたマツプから、と□8に応じた補正利得GAvを読出
して、 T、!TVO,XGAV を演算する。
ここで、GAvはエコノミーモードについては、と1.
Xの全域でGAV−1である。即ち、補正無しである。
尚、この実施例ではエコノミーモードにおいてはGAV
=1としたが、エンジンの特性に応じて、例えばスロッ
トル開度が低い領域でエンジン出力のよくないような場
合は、GAV≧1としてもよい。
一方、ノーマルモード及びパワーモードにおけるGAv
の特性°の傾向は、おおむね、最大アクセル踏込速度&
、□が大きいほど利得を高くして、ドライバの加速要求
に答えようとしている。アクセル開度が低開度であろう
が高開度であろうが、踏込速度&1□が大ということは
、ドライバが加速の要求を行なっていることを示すから
である。
ここで、GAvを、その時点での踏込速度&ではなく、
最大アクセル踏込速度ex 、、、に応じて求めるよう
にしたのは次の理由による。即ち、ドライバが加速を増
加させようとするときは、lt 、、、は常に更新され
ていくので、δとet 、、llは同じ意味になる。一
方、&が、と≧εの範囲で増加したり減少したりすると
きは、ドライバの加速意志を重視して、減少時のとでは
なく5Emaxを使って補正利得GAVを得るわけであ
る。このようにしても、δくεになるとetIIIIM
は“0″になり、このときのGAVは1”になる、即ち
、補正はなくなるので、そして、と0,8が&A (ス
テップ366〜ステツプS70参照)を超えるとGAV
の値は停留するので、問題ないのである。
補正利得GAvが求められたら、ステップS72で、暫
定目標スロットル開度T0を、 To ±TVOB X GAV により演算する。
車′補正(第9E図) ステップS74において、ステップ5200 (第10
図)で車速センサ16から読み込んだ車速VをRAM3
04から取り出して、ステップS76で車速に応じた補
正利得Gvを読出して、ステップS7Bで、 TI =7o xQv を演算する。この実施例では、車速Vが60 Km/h
を超えると、この補正が効きだし、120にm/hを超
えると、補正利得は停留するようにする。
ブースト圧補正(第9F図) ステップS80で、ステップ5212で得たアクセル踏
込速度&を取り出し、ステップS82ではステップ52
02で得たブースト圧Bを取り出す。そして、ブースト
圧Bが負の場合に比して正の場合の方が相対的に少ない
値を取る特性を有するブースト圧補正GM (ステップ
S86,388)を選択する。即ち、 G!1(B:正)<Gs (B:負) である。こうすると、ブースト圧Bが負のときは利得を
高めることにより早目にターボゾーン(ブースト圧が正
の状態)にもってゆく。また、ブースト圧が正のときは
、利得を低く設定することにより、エンジン出力の過度
の増大による車両の運動特性のコントロールのしにくさ
を補償すると共に、加速ショックが防止される。
一般に、急加速を行なうと、車速は加速して、ブースト
圧Bは負(Iにより示す)から正(IIにより示す)に
変化して行く。従来の場合は、第13A図に示したよう
に、Iの領域からIIの領域に移行する時点で加速ショ
ックが発生するが、本実施例によれば第13B図に示し
たように加速度は速やかに最大に達し、その後は加速に
変動は少なく滑らかになっていることがわかる。
さて、第9F図に示した実施例では、単にブースト圧B
が負の場合に比して正の場合の方が相対的に少ない値を
取るような特性をもつ補正を行な、う以上に、更に精緻
な補正制御を行なうことにより、ドライバのアクセル操
作からドライバの意志をより多く読取って、そのアクセ
ル操作に対応したスロットル制御を行なうようにしてい
る。即ち、ステップ386に示したように、&が所定値
&5以上のときは、即ち、ドライバが急加速を行なおう
としているときは、ターボゾーンにない場合は、ブース
ト圧Bが小さければ小さいほどG。
を“1”より太き目の値として早目にターボゾーンに入
るようにし、ターボゾーンに入ったらブースト圧補正を
行なわないようにする(Ga”1)。
アクセル踏込速度&が、 とくαB であるとぎは、急加速をドライバは望んでいないのであ
るから、非ターボゾーンでは、ある程度の加速性を保持
しくGIS=1)、ターボゾーンでは、必要以上の加速
を抑えるために、GBを1以下とする。
リミッタ   第9G・ この処理は、スロットル開度は0%から100%の範囲
でしか開閉できないことに鑑みて、演算により発生し得
る目標スロットル開度(ステップS90で演算されたT
2)が負の値になったときを0″にしくステップ598
)、100以上になったときを100とする(ステップ
596)ものである。このように、リミッタ処理された
スロットル開度がT:ACETである(ステップ510
0)。
以上のようにして、ある運転状態において、(I)運転
モードに応じて、 (II )アクセル開度αに応じて、 (III )アクセル戻し中であるか否かに応じて、(
IV )アクセル踏込速度et11IKに応じて、(V
)車速Vに応じて、 (Vl )ブースト圧Bとアクセル踏込速度&に応じて
、 スロットル開度の静特性TAGETが決定される。
〈過渡時のスロットル制御の詳細)・・・基本例この過
渡時のスロットル制御は、主にアクセル開度αが大きく
変化したときの、スロットル開度の急激な変化を一時応
答フィルタによる処理により吸収するためのものである
。そして、更に、この応答フィルタの係数(時定数の逆
数)を走行条件により変化させることにより、最適な走
行間を得るものである。
ここで先ず、デジタルフィルタについて説明する。第1
4図に示すように、破線で示した急激なアクセル開度変
化を吸収するには、実線で示したようなスロットル開度
変化とするのが適当である。このような曲線は例えば指
数関数曲線で得られ、フィルタとして実現するためには
一次応答フィルタが好適である。−次応答フィルタは電
気回路で表わすと、第15図のようなRC積分回路に対
応することは周知である。この積分回路において、入力
電圧Xと出力電圧Yとの間には、の関係がある。Sは微
分演算子である。すると、上式を時間空間に変換すると
、 これは、 と書き換えられるから、 が得られる。RCが時定数であり、この値が大きい(逆
数が小)ときは、より緩やかなカーブとなり、時定数が
小(逆数が大)のときはより急なカーブになることはよ
く知られている。そこで、以下の説明では、上式のxo
をステップ5tooのリミッタ処理で得たTAGETと
し、Yoを最終スロットル開度目標値TAGETFとし
、とする。
さて、制御を第10B図に従って説明する。ステップ5
230.ステップ5232で、踏込速度α及びギア位置
GPを読出す。ステップ5234で、前記ステップ51
00で演算した暫定の目標スロットル開度TAGETを
RAM内のTHRIに格納しておく。ステップ5236
では、前回(30ms前)演算された最終スロットル開
度TAGETFをRAM内のTI(R2から読出す。
ステップ5238で、スロットルが閉じ方向にあるのか
、開き方向にあるのかを判断する。即ち、閉じ方向にあ
るのならば、 T HRI< T HR2 であるから、ステップ5252に進んで、THR2を更
新しておく。そして、ステップ5254でTHR,のT
AGETを最終スロットル開度TAGETFとし、ステ
ップ5256でこのTAGETFをスロットルコントロ
ーラ18を介してスロットルアクチュエータ9に出力す
る。閉じ方向にあるときは、応答遅れのフィルタ処理を
行なう必要がないからである。
一方、スロットルが開き方向にあるとき、即ち、   
 ・ THRI≧THR2 のときは、ステップ5240に進む、ステップ5240
はとの僅に応じて係数βの値を変更するためにある。即
ち、 と<&。
ならば、アクセルの踏込速度が小さいので加速ショック
は少ないと考えられるから、実際のスロットル開度をよ
り急峻にして加速応答性の確保を重視するために、β°
を大き目の値(例えばβ−0゜08)とする(ステップ
5242)、逆に、a≧ha のときは、加速ショックを抑えるために、アクセル変化
に対するスロットル変化をより緩やかにするために、係
数βを小さ目の値(例えば、β第0.04)に設定する
(ステップ5244)。
ステップ5246で、フィルタリング処理を行なう。こ
れは、今回のTHR2が前回(30ms前)のTHR2
に対して、 βX (THRI −THR2) たけ漸増するようなフィルタ処理である。例えば、β−
0,04であれば、 である、また、etoの値として、例えば、9.4% 7.5ms が適当である。
ステップ5248では、ギア位置が1速にある(GP−
1)か、または、アクセル戻し中(AF=1)かを調べ
る。ギアが1速若しくはAF−1にあれば、THR,に
格納すべき値として、ステップ5246で演算した値は
採用せずに、ステップ5250でTAGETを採用する
。これは1速若しくはアクセル戻し中のときは、アクセ
ル操作に対する応答速度を重視するためである。即ち、
1速は主に発進時に使用することが多く、このときはエ
ンジン回転数は低い、エンジンの低回転数領域は低トル
ク域(特に、ターボエンジンにおいて顕著である)であ
り、AT自動車では、その場合、加速ショックよりも発
進の応答性悪化として現われてくるからである。また、
アクセル戻し中に、フィルタ処理を行なうと、ドライバ
のアクセル操作感に合致した減速感が得られないからで
ある。
もし1速でもAF−1でもないならば、ステップ525
0.ステラ2s 2 s sで、遅れさせられたTHR
2をスロットル開度として出力する。
〈過渡時のスロットル制御の詳細)・・・変形例上述の
過渡時のスロットル制御の基本系は、アクセルの踏込速
度&に応じて、アクセル開度αの変化に対するスロット
ル開度変化の緩やかさの度合を変更するものであるが、
この変形例は、更にギア位置GPと運転モードMにも応
じて、このスロットル開度変化の緩やかさの度合を変化
させようとするものであり、その制御の詳細は第100
図に示す。
さて、第10B図に示した基本形では、アクセル踏込速
度との値により、2通りのβを用意していたが、この変
形例では、と及びギア位置GPと運転モードMに応じて
βの値を変更させるものであるから、βをどのように選
択するかのみを説明すれば足りる。その選択ステップが
ステップ5278であり、その詳細なプログラムは第1
0D図に示す、また、第10D図の制御により選択され
る係数βと、と、ギア位置GP、運転モードMとの対応
関係を第10E図の(a)、(b)に示す。
第10E図に示された関係によると、βは、■:アクセ
ル踏込速度&が大きいほど比較的小さい。これは、第1
0C図に示した基本形に係る制御と同じ理由による。
■:1速ギアまたはアクセル戻し中の場合を除いて、低
速ギアはどβを小さくして遅れ時間を大きくとる。低速
ギアはど、トルクが大きくなるのでアクセル踏込速度変
化による加速ショックが太きいかうである。
■:モードに関してのβの値は、 β(:パワー)くβ(:ノーマル) くβ(=エコノミー) の順である。つまり、エコノミーモードよりもノーマル
モード、ノーマルモードよりもパワーモードの方が遅れ
が大きくなる。
こうして、アクセル踏込速度&及びギア位置GPと運転
モードMに応じた一次応答遅れ時間を設定することによ
り、アクセル開度の急変がスロットル開度の急変にはな
らずに平滑化され、加速ショックの減少が図られる。
(他の変形例) 尚、以上説明した実施例においては、EAT車により説
明したが、所謂MT車に対しても本発明を適用できる。
何故ならば、MT車においても低ギアはどアクセルを大
きく踏込んだときの加速ショックの問題が存在するから
である。そして、変速モードの変更も、上記実施例では
、変速点の変更により行なっているが、最終変速比を変
えることにより変速モードの変更を行なうような自動車
にも適用できる。
また、ガソリン自動車に限らず、ディーゼル車において
も適用可能である。
更に、過給器はターボチャージャに限られず、所謂スー
パーチャージャ、慣性過給器等に対しても適用可能であ
る。
(発明の効果) 以上説明したように本発明のエンジンのスロットル弁制
御装置によれば、アクセルの踏込み状態と戻し状態とを
検出して、アクセルの戻し時は、アクセルの踏込み時よ
りも、エンジン出力が低くなるようなエンジン出力調整
部材の駆動量を出力するように制御することにより、減
速応答性が向上し、走行安定性が高まる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す機能ブロック図、第2A図
、第2B図は実施例に係るスロットル開度演算制御の全
体図、 第3図は本発明を適用したエンジンシステムの全体図、 第4A図、第4B図は第3図実施例の自動車に使用され
るスイッチ類を説明する図、 第5図はスロットルアクチュエータとスロットルコント
ローラの関係を説明する図、 第6図はエンジンコントローラユニット(ECU)40
の信号系統図、 第7図はECU40内の構成を示す図、第8図はエンジ
ン制御と自動変速機制御との関係を示す図、 第9図はスロットル制御プログラムのメインルーチンの
フローチャート、 第9A図はアクセル操作検出制御プログラムのフローチ
ャート、 第9B図はアクセル操作とフラグAFとの関係を具体例
により示す図、 第9C図は基本スロットル開度マツプサーチ制御プログ
ラムのフローチャート、 第9D図はアクセル踏込速度補正制御プログラムのフロ
ーチャート、 第9E図は車速補正制御プログラムのフローチャート、 第9F図はブースト圧補正制御プログラムのフローチャ
ート、 第9G図はリミッタ処理制御プログラムのフローチャー
ト、 第10図はスロットル開度出力ルーチン制御プログラム
のフローチャート、 第10A図はアクセル踏込速度計算制御プログラムのフ
ローチャート、 第10B図は基本形に係る応答遅れ処理の制御プログラ
ムのフローチャート、 第10C図、第10D図は変形例に係る応答遅れ処理の
制御プログラムのフローチャート、第10E図(a)、
(b)は上記変形例に係る係数βの特性値を示す表の図
、 第11図(a)〜(d)は基本スロットル開度マツプの
特性図、 第12A図、第12B図はアクセル戻しマツプの必要性
を説明する図、 第13A図、第13B図は木渓施例に係るブースト圧補
正をもつことによる効果を従来例との比較で説明した図
、 第14図は一次応答フィルタのタイミングチャート、 第15図は一次応答フィルタをデジタルフィルタにより
設計するときの手法を説明する図である。 図中、 1・・・エアクリーナ、2・・・温度センサ、3・・・
エアフローメータ、4・・・ターボチャージャ、5・・
・ウェストゲートバルブ、6・・・エンジン本体、7・
・・インタークーラ、8・・・スロットル弁、9・・・
スロットルアクチュエータ、10・・・ブースト圧セン
サ、11・・・インジェクタ、12・・・触媒コンバー
タ、13・・・電子制御自動変速機、14・・・トルク
コンバータ、15・・・遊星歯車機構、16・・・車速
センサ、17・・・油圧制御部、18・・・スロットル
コントローラ、20・・・アクセルペダル、21,21
a、21b・・・アクセル開度センサ、24.33・・
・スロットル開度センサ、25,29.32・・・プー
リ、26・・・クラッチ、27・・・ソレノイド、28
・・・DCサーボモータ、31・・・係合部材、40・
・・ECU、41・・・ディストリビュータ、50・・
・EATCである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アクセル操作量と、アクセルの踏込み状態と戻し
    状態とを検出するアクセル操作検出手段と、 エンジン出力を調整するエンジン出力調整部材と、 上記検出されたアクセル操作量に基づいて上記調整部材
    の駆動量を演算する演算手段と、 演算された駆動量に応じて上記調整部材を駆動する駆動
    手段と、 アクセルの戻し時は、アクセルの踏込み時よりも、エン
    ジン出力が低くなるような駆動量を前記演算手段が出力
    するように、前記演算手段を制御する制御手段とを備え
    たことを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. (2)前記調整部材はエンジンの吸気路上流に設けられ
    たスロットル弁であり、 前記演算手段は、アクセル踏込み時の基本スロットル開
    度と、この開度特性よりも出力低下側の特性を有すると
    ころのアクセル戻し時の基本スロットル開度とを演算す
    る手段を含み、 前記制御手段は、前記アクセル操作検出手段がアクセル
    の戻しを検出したときに、前記演算手段が上記アクセル
    戻し時の基本スロットル開度特性を選択するように制御
    する事を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のエン
    ジンのスロットル弁制御装置。
  3. (3)アクセル開度に対するスロットル開度特性に関し
    て、 前記アクセル戻し時の基本スロットル開度の特性は略リ
    ニアであり、 前記アクセル踏込み時の基本スロットル開度はは、上記
    アクセル戻し時の基本スロットル開度の特性よりも出力
    上昇側の特性を有する事を特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載のエンジンの制御装置。
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