JPH01167443A - エンジンの燃料噴射制御装置 - Google Patents

エンジンの燃料噴射制御装置

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JPH01167443A
JPH01167443A JP32501687A JP32501687A JPH01167443A JP H01167443 A JPH01167443 A JP H01167443A JP 32501687 A JP32501687 A JP 32501687A JP 32501687 A JP32501687 A JP 32501687A JP H01167443 A JPH01167443 A JP H01167443A
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JP
Japan
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load
load curve
engine
curve
output
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JP32501687A
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English (en)
Inventor
Satoru Tozawa
戸澤 知
Masanori Tanimoto
政則 谷本
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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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】
本発明は、−時的に全負荷出力よりも大なる出力で運転
出来るようにしたエンジンの燃料噴射制御装置に関する
ものである。
【従来の技術】
エンジンの出力は、主としてエンジンへの燃料噴射量と
噴射時期とによって制御される。 (エンジンの負荷曲線について) 第8図に、エンジン回転数と出力トルクとの関係をとっ
た負荷曲線を示す。図中の曲線Q?は全負荷曲線であり
、乗用車等の車両はこの全負荷曲線より下の領域に動作
点をとって運転される。スロットルをフルスロットルに
固定すると全負荷曲線上で運転され、それより絞った状
態でスロットルを固定すれば、それに対応して全負荷曲
線より低い成る曲線(例えば、q+)が特定され、その
曲線上で運転が行われる。 全負荷曲線Q7上での運転について説明する。 今、点イで動作しているものとする。即ち、エンジン回
転数はn、で、出力トルクP、を出している。負荷が増
えて、出力トルクP2を出さなければそれに打ち勝つこ
とが出来なくなったとすると、エンジンはそのトルクを
求めて全9荷曲線QT上を登って行き、やがて点口に到
達する。そこまで登るに際しては、エンジン回転数をn
、→n!に低下させなければならない。つまり、車速は
低下する。負荷が減少した時には、動作点は上記とは逆
の方向に動き、車速は増大する。 負荷が最高点である点ハに対応する出力トルクP、より
も大になると、動作点は点へを乗り越えてしまうので、
エンジン回転数はどんどん低下しエンストに至ってしま
う。 エンジンの耐久性から見た場合、曲線Q0のように最高
出力トルクP1の平坦な部分を有する曲線でも構わない
が、この曲線では使い勝手が悪い。 なぜなら、上記平坦部分で動作している時、僅かな負荷
変化があっただけで、エンジン回転数は大きく変化する
。そのため、車速の変化が大きく、絣やされて出来る土
くれの大きさが所望のものと異なってしまうと共に、運
転者の作業フィーリングが悪い。 従って、実際に使用する全負荷曲線QTは、エンジン回
転数の大なる部分(例えば、点イの付近)の出力トルク
を下げて、点ハとの間に傾斜をつけたものとしである。 傾斜をつければ、負荷が変化して動作点が全負荷曲線上
を動いたとしても、エンジン回転数(車速)は大きくは
変わらないからである。 なお、僅かの負荷変化に対してエンジン回転数が大幅に
変わることは、トラクターに限らず一般の車両にあって
も好ましくないので、上記のような傾斜のついた特性と
しである。 スロットルを絞って固定すると、全負荷曲線Qアより下
にある成る曲線(例えば、q+)が特定され、負荷が増
減すると動作点はこの曲線上を動く。 (農業用トラクターのエンジン制御について)農業用ト
ラクター等に搭載されているエンジンの燃料噴射制御は
、従来、ガバナー等を用いた機械式の制御が行われてい
るが、乗用車等の車両とは異なって、全負荷曲線上の制
御が行われる。 第9図に農業用トラクターの概観を示す。第9図におい
て、9は農業用トラクター、9−1は回転して土を耕す
ロータリ、9−2はロータリを上げ下げするための支持
稈、9−3は尾輪、9−4は後輪である。 このような農業用トラクター9で農場を耕す時、土くれ
の大きさは車速に関係して変化するし、車速かやたらに
変化すると作業者の作業フィーリング上好ましくない。 従って、車速は略一定であることが望まれる。 しかしながら、農場には固い土9重い土或いは柔らかい
土等が不規則に分布しており、固い土等の部分に遭遇し
た時、ロータリ9−1にかかる負荷は増大し、車速は落
ちてしまう。 車速を一定に制御する技術としては、乗用車等で採用さ
れているオートクルーズ制?Il(エンジン定回転数制
御、定速走行制御)がある。これは、電子制御装置によ
ってコントロールされるエンジンを搭載した車両で行わ
れている。 オートクルーズ制御は、いくつもの負荷曲線に乗り移る
ことによって行われる。例えば、第8図の負荷曲線q、
上のエンジン回転数n2の点二で運転していて、負荷が
増加して出力トルクP2を出さなければならなくなった
とすると、電子制御装置は燃料噴射量、噴射時期につい
ての指令を変更して、点ニー点ホー点口という具合にエ
ンジン回転数を一定に保ったまま動作点を別の負荷曲線
に次々と乗り移らせ、所定の出力トルクを出す。 これにより、負荷が変動しても定速走行をすることが出
来る。 しかし、この技術を農業用トラクターに用いることは出
来ない。なぜなら、農業用トラクターでは全負荷曲線上
で運転しているので、負荷が増大したとしても、上には
乗り移るべき曲線がないからである。 そこで従来は、重い土や固い土のところではロータリ9
−1の深さを浅くし、柔らかい土のところでは深くする
というように手動にてロータリ9−1の深さを調整し、
車速か低下しないようにしていた。 なお、全負荷時の燃料噴射制御に関する文献としては特
開昭60−47842号公報、自動車の定速走行に関す
る文献としては特開昭57−153934号公報等があ
る。
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、手動でロータリの深さを変えていたので
は、負荷の増大が急激であった場合、ロータリを操作す
るタイミングがどうしても遅れがちになり、車速か低下
し、極端な時にはエンストするという問題点があった。 本発明は、以上のような問題点に鑑みなされたものであ
り、過大な負荷がかかった時、−時的にエンジンに過大
出力を出させて、車速を一定に保持することを目的とす
るものである。
【問題点を解決するための手段】
前記問題点を解決するため、本発明では、農場の耕耘の
仕上がり具合や運転者の作業フィーリングを良くするた
め、農業用トラクターにもオートクルーズ制御の考え方
を取り入れ、農業用トラクターに適したように改良せん
とするものである。 農業用トラクターにおいて−は、通常、全負荷曲線Qア
上で使用するので、負荷が増えた場合、乗り移るべき負
荷曲線がない。つまり、車速を変化させずに出力を負荷
に合わせるオートクルーズ制御をすることが出来ない。 そこで、本発明では、全負荷曲線Q1を上回る特別の負
荷曲線を幾つか設定しておき、これらに乗り移れるよう
にした。しかし、これらの負荷曲線上での運転は、エン
ジンの耐久性を考慮して限られた時間内で打ち切ること
とした。 即ち、本発明では、噴射量および噴射時期を電子的に制
御するエンジンの燃料噴射制御装置において、全負荷曲
線を上回る出力を出し且つそれぞれ運転許容時間を定め
た複数個の負荷曲線を設定する手段と、該複数個の負荷
曲線のうちからエンジン回転数を変化させることなく負
荷に応じた出力を出すものを選定する手段とを備えるこ
ととした。
【作  用】
全負荷曲線を上回る出力を出す負荷曲線は、エンジンの
負荷が増えた時、エンジン回転数を変えることな(、負
荷に応じた出力を出すことを可能としている。  。 該負荷曲線については運転許容時間が定めであるので、
エンジンの耐久性に悪影響を及ぼすことはない。 エンジン回転数を変えることなく負荷に応じた負荷曲線
を選定する手段は、負荷が全負荷曲線より増加した時の
オートクルーズ運転を可能とする。
【実 施 例] 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 本発明では、電子式の燃料噴射制御装置のメモリに、以
下に述べる趣旨に沿った負荷曲線のデータを記憶させ、
そのデータに基づいて所定の演算を行って動作に使用す
る負荷曲線を選定し、燃料噴射を制御する。 (負荷曲線の設定について) 第2図に、本発明で設定する特別の負荷曲線Qの群を示
す。このような負荷曲線Qの群を総称してQマツプと呼
ぶ、全負荷曲線QTの上に先ず負荷曲線Q、(耐久性で
は問題を生じないが使い勝手の点では難がある)、そし
てその上にQl。 Q2.・・・QMAXを設定する。 今、農業用トラクターが点イでオートクルーズ運転され
ていて、固い土のところに遭遇して負荷が大になったと
する。その負荷に打ち勝つためには出力を大にしてやら
ねばならぬ。するとオートクルーズ制御が働いて、動作
点は点イ→点ロー点ハ等と動かされ、負荷に打ち勝つ出
力のところで落ち着く。つまり、エンジン回転数(車速
はこれに比例)は変えることなく、設定した負荷曲線を
次々と乗り移って行って負荷に対処する。 エンジンの出力は、燃料噴射量とその噴射時期(上列点
前角度)によって決まるから、全負荷曲線を越える出力
を出すには、それに応じて燃料噴射量と噴射時期を決め
ておく。第3図、第4図にそれらを示す。 第3図は、第2図のQマツプに対応した燃料噴射量の負
荷曲線を示す。F、は全負荷曲線QTに対応した負荷曲
線であり、FoはQoに、FlはQ、にl  FMAX
はQMAXにそれぞれ対応している。 第4図は、第2図のQマツプに対応した噴射時期曲線を
示す。θ7は全負荷曲線Qtに対応した曲線であり、θ
。はQoに、θ1はQ、に、θWAXはQ、A、にそれ
ぞれ対応している。 第5図は、全負荷曲線QTを越えて設定された各負荷曲
線の運転許容時間を示す。曲線5−1゜5−2.5−3
と3つの例が示しであるが、これ、 らとは異なるカー
ブとなるように決めてもよい。 いずれにしても、これらの負荷曲線で運転することは耐
久性上問題が出て来るから、短時間で打ち切る。大出力
の負荷曲線になるほど運転許容時間は短くする。時間T
1は負荷曲線Q、の運転許容時間であり、例えば、30
秒位とすることが出来る。時間T WAXは負荷曲線Q
、A、の運転許容時間であり、例えば、2〜3秒位とす
ることが出来る。 以上、第2図から第5図で述べた事柄に関するデータを
次に説明する第1図のメモリに記憶させることによって
、全負荷曲線を上回る出力を出し且つそれぞれ運転許容
時間を定めた複数個の負荷曲線を設定することが出来る
。 (燃料噴射制御装置の構成について) 第1図に、本発明の実施例にかかわるエンジンの燃料噴
射制御装置のブロック図を示す。第1図において、aは
センサ1.bはコントローラ、Cはアクチュエータ類で
ある。 センサ類ユヒしては、エンジン回転数センサ1−3、車
速センサl−5,スリーブ位置センサl−7、噴射タイ
ミングセンサ1−9.オートクルーズ信号センサ1−1
0. ブレーキ信号センサ1−11、その他のセンサ1
−12がある。 コントローラb内には、CPU (中央処理装置>1−
1.メモリ1−21回転変化率演算部1−4.車速変化
率演算部1−6.スリーブ位置変化率演算部1−8があ
る。メモリ1−2に、第2図ないし第5図で述べた事柄
に関するデータが格納され、全負荷曲線を越える複数個
の負荷曲線が設定される。 アクチュエータ[cとしては、噴射ポンプ内のロータリ
ソレノイド1−13.噴射ポンプ内の高速ソレノイド1
−14.その他のアクチュエータインジケータIt−1
5,ウオーニングインジケータOrブザー1−16があ
る。 センサllaからの信号と、メモリ1−2内のデータを
基に所定の演算を行い、噴射ポンプ内のロータリソレノ
イド1−13によってスリーブ位置を動かして噴射量を
調整したり、或いは噴射ポンプ内の高速ソレノイド1−
14によってポンプ内圧を変えて噴射タイミングを調整
する。これらによって、所望の出力を出す。 第6図に、燃料噴射電子制御装置の回路図を示す。第6
図において、6−1はコントローラ、6−2はエンジン
回転数センサ、6−3は燃料温度センサ、6−4はスリ
ーブ位置センサ、6−5はスリーブアクチュエータ、6
−6は燃料カットバルブ、6−7は噴射時期コントロー
ルバルブ、6−8は燃料噴射パイプ、6−9はノズル、
6−1Oは水温センサ、6−11はプレーキスインチ、
6−12はクラッチスイッチ、6−13はオートクルー
ズランプ、6−14はオートクルーズスイッチ、6−1
5はメインスイッチ、6−16はメインランプ、6−1
7はリジュームスイッチ、6−18はセットスイッチ、
6−19はタコメータ、6−20は自己診断表示ランプ
、6−21は車速センサ、6−22はエアコンスイッチ
、6−23はアクセルセンサ、6−24はアクセルペダ
ル、6−25はドロッピングレジスタ、6−26はキー
スイッチ、6−27はバッテリである。 燃料は、燃料噴射パイプ6−8およびノズル6−9を経
てエンジンへ送り込まれる。燃料噴射量および噴射時期
は、スリーブアクチュエータ6−5、噴射時期コントロ
ールバルブ6−7を制御することによって決められる。 それらへの制御信号は、各種センサ(エンジン回転数セ
ンサ6−2゜スリーブ位置センサ6−4など)から取り
込んだ情報を基に、コントローラ6−1より与えられる
。 オートクルーズ運転をする時には、セットスイソチ6−
18をオンする。するとその時の車速(エンジン回転数
)等が記憶され、以後それを維持するように制御される
。オートクルーズの解除は、ブレーキがかけられたりク
ラッチが操作されたりして、ブレーキスイッチ6−11
やクラ・ノチスイッチ6−12からコントローラ6−1
へ信号が入った時にされる。なお、リジュームスイッチ
6−17を押すと、さきほど設定されていた車速等を再
び設定してくれる。このスイッチは、いわゆる瞬時再現
スイッチである。 (負荷曲線の選定について) 各種センサからの信号を基にコントローラで所定の演算
をすることにより、設定された複数個の負荷曲線のうち
からエンジン回転数を変化させることなく負荷に応じた
出力を出すものを選定するが、その演算は以下に述べる
フローの中で行われる。 第7図(a)および第7図(b)に、本発明の詳細な説
明するためのフローチャートを示す。以下の説明におけ
る項番■〜■は、それぞれフローチャート中のステップ
■〜0に対応する。 ■ 通常運転をしている。通常運転とは、オートクルー
ズ運転(オートクルーズスイッチON)等をしていない
ということである。 ■ オートクルーズ運転をするため、オートクルーズス
イッチをONL、たかどうかのチエ’7りをする。 ■、■ ウオーニングをリセットするかどうか決め、リ
セットするならリセットする。 ■ オートクルーズスイッチをONした(ステップ■)
から、オートクルーズ運転に入る。 ■ 初期化の処理をする。 N=Oにするとは、負荷曲線Qの添え字番号を0にする
、つまり運転に使用する負荷曲線として先ずQoを選定
したということである。 M=Oにするのは、使用する負荷曲線としてまだQOI
、か動員されていないからである。Mには、オートクル
ーズ運転に入ってから使用に供するために動員した負荷
曲線Qの添え字番号のうち、最も大きいものを入れるこ
とになっている。添え字番号の大きいものほど、大なる
出力を出す負荷曲線である。 TN=0にするのは、運転許容時間を負荷曲線Q0に対
応したものとするためである。第5図にはTN=Oが書
いてないが、その理由は、書くとすれば縦軸方向無限大
のところになってしまうからである。負荷曲線Q0によ
って運転する限り耐久性上は問題ないから、いつまでも
運転していてよい、つまり運転許容時間は無限大である
。 ■ 選定した負荷的vAQ(当初はQo)に基づいての
オートクルーズ制御を行う。 ■ N>Mかどうかチエツクする。これは、今使用して
いる負荷曲線が、オートクルーズ運転に入ってから今ま
でに動員された負荷曲線のうち最大の出力を出すものよ
り更に大なる出力を出すものかどうかのチエツクである
。当初はN=M=0ゆえ、ステップ■へ進む。 ■ いままでに使用した最大の負荷曲線より小さい出力
の負荷曲線であった時、それがQ、かどうかチエツクす
る。 [相] ステップ■でNOだったということは、N=0
即ちQoを用いているということであるので、M、TN
をそれに対応したOにする。 当初のフローはステップ■でOにされているから、2重
に同じ処理をするように見えるが、Bからステップ■へ
入って来るフローの場合、どのような負荷曲線を使用し
つつ入って来るのか分からない。その場合、ステップ■
、[相]は意味をもってくる。 ■ ステップ■で、今使用している負荷曲線は、いまま
で使用した負荷曲線より大なる出力を出すものであるこ
とが分かったので、運転許容時間T8をそれに対応した
新しいものに更新する。 第5図で示したように、大なる出力のものに対応した運
転許容時間はど短くなる。 @ 負荷曲線Qの添え字番号を、今使用しているところ
の最大の負荷曲線の番号に更新する。 ■ ステップ■でセットされた運転許容時間T。 が負荷曲線Q0に対応したTo(無限大)より小かどう
かチエツクする。 ■ ウオーニングをリセットする。なぜなら、このステ
ップに来るのは、T、=T、の時、即ち、負荷曲線Q 
Oを使用している時だからである。 この時には、なんらのウオーニングも必要としない。 ■ オートクルーズ運転を解除するかどうかを決定する
。解除すれば、ステップ@を経て通常運転(ステップ■
)に復帰する。解除しなければ、第7図(b)のフロー
に進む。 [相] 過大な出力を出す負荷面&5q(Qoより大な
る出力を出す負荷曲線)を使用しての運転が、ステップ
■でセットした運転許容時間TNを超えて行われていな
いかどうかのチエツクをする。 ステップ■でセットした運転許容時間は、オートクルー
ズ運転に入ってから今までに動員した負荷曲線のうち最
大のものに対応した時間であるから、最短の時間である
(第5図参照)。 その最短のものを基準にして時間オーバーを見ることに
したのは、フェイルセーフを考えてのことである。 Oウオーニングを点滅させるのは、目下、負荷面NIA
q、を超えた負荷曲線で運転していることを表示するた
めである。 [相] オートクルーズ運転を解除して通常運転に復帰
するに先立ち、ウオーニングをリセットする。 [相] 車速Vがオートクルーズ運転の設定車速v0よ
り大かどうかチエツクする。ギアが変えられなければ、
車速はエンジン回転数に比例するので、車速の代わりに
エンジン回転数同志を比較することにしてもよい。 このステップ以後ステップ[相]までは、エンジンの状
態を見ながら最適の負荷曲線に乗り移って行くフローで
ある。 [相] 車速Vが、下限車速VMINより小であるかど
うかチエツクする。下限車速VMINは、これより低下
すればエンストに至ってしまう等を考慮して設定してお
く。 ■ 車速が下限車速VMINより小の時、N=MAXに
する。即ち、負荷曲線のうち最大の出力を出すQ08を
使用する。早く手を打たねばエンストに至ってしまうと
いう緊急の事態だからである。 この後、ステップ■に戻り、Q14AXによっての運転
を行う。 0 車速が下限車速VMIMより大である時には、スリ
ーブ位1sが、今使用している負荷曲線での最大のスリ
ーブ位置SNより小かどうかチエツクする。 ■ ステップ0でNoということは、5=SNというこ
とであるから、最大のスリーブ位置になっているという
ことである。 そこで、N<MAXかどうか調べて、今使用している負
荷曲線が最大出力のものかどうかチエツクする。もし、
最大出力のものでないなら、上があるということである
から、1段上の負荷曲線に乗り換えれる余地があること
になる。 ■ 使用中の負荷曲線がQoかどうかのチエツクである
。もし、N=OつまりQoであれば、もはや下に乗り換
えるべき負荷曲線はない。 ON=N−1にするとは、1段下の負荷曲線に乗り換え
ることである。 @  N=N+1にするとは、1段上の負荷曲線に乗り
換えることである。 ■ 現在のスリーブ位置変化率S′が、オートクルーズ
運転で設定したスリーブ位置変化率So’より大かどう
かチエツクする。 スリーブ位置変化率S′が急激に大になるということは
、急に大きな負荷がかかって(例えば、固い土に出くわ
した場合)エンジンがそれに対応しようとしていること
に他ならない。その時は、ステップ0以降に進んで、適
合した負荷曲線に乗り移ることになる。 [相] 現在の車速変化率v′が、オートクルーズ運転
で設定した車速変化率■。′より大かどうかチエツクす
る。小である場合(ということは減速する割合が大の場
合ということになる。次に述べる大小比較の仕方参照。 )には、現在使用している負荷曲線が適当なものではな
いということであるから、ステップ0以降に進み、やは
り適当な負荷曲線に乗り移ることになる。 なお、ここでの大小の比較は次のようにする。 例えば、V ′= −30Orpm/see 、 VO
’ =  20Orpm/secの時は、V ’ < 
Vo  ’と判定する。 つまり、正負の符号も含めて大小を比較する。 0 車速変化率が設定値より大である時は、出力に余裕
があるということであるから、使用する負荷曲線を落と
す必要がある。 そこで、N>Oかどうかを見て、下位の負荷曲線がある
かどうか誦ぺる。 [相] こちらのステップに来る時は、下位の負荷曲線
が存在する時であるから、1段下の負荷曲線を選定する
。 [相] このステップは、第7図(a)の左下端にある
。運転許容時間をオーバーしていることを表示する。 このウオーニング点灯の後の運転法としては、オートク
ルーズを解除して通常運転に復帰したり、ロークリを浅
くして負荷を軽くしてやったりすることが考えられる。 【発明の効果】 以上述べた如く、本発明によれば、通常、全負荷曲線上
で運転されるエンジン(例、農業用トラクター等に搭載
されるエンジン)にあっても、オートクルーズ制御が可
能となった。 そのため、農業用トラクターの場合、耕耘されて出来る
土くれの大きさ(農業用トラクターの走行速度に関係)
が大きく変化することがなく、耕耘の仕上がり具合が良
くなった。また、定速で走行するので、運転者の作業フ
ィーリングが良(なった。
【図面の簡単な説明】
第1図・・・本発明の実施例にかかわるエンジンの燃料
噴射制御装置 第2図・・・本発明で使用するQマツプ(エンジン回転
数と出力トルクとの関係を示す図) 第3図・・・第2図のQマツプに対応した燃料噴射量の
負荷曲線を示す図 第4図・・・第2図のQマツプに対応した噴射時期曲線
を示す図 第5図・・・全負荷曲線QTを越えて設定された各負荷
曲線の運転許容時間を示す図 第6図・・・燃料噴射電子制御装置の回路図第7図(a
)および第7図(b)・・・本発明の詳細な説明するた
めのフローチャート 第8図・・・エンジンの負荷曲線 第9図・・・農業用トラクターの概観同図において、a
はセンサ類、bはコントローラ、Cはアクチュエータ類
、6−1はコントローラ、6−2はエンジン回転数セン
サ、6−4はスリーブ位置センサ、6−5はスリーブア
クチュエータ、6−7は噴射時期コントロールバルブ、
6−8は燃料噴射パイプ、6−14はオートクルーズス
イッチ、9は農業用トラクター、9−1はロータリ、9
−3は尾輪である。 特許出願人  いす望自動車株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  噴射量および噴射時期を電子的に制御するエンジンの
    燃料噴射制御装置において、全負荷曲線を上回る出力を
    出し且つそれぞれ運転許容時間を定めた複数個の負荷曲
    線を設定する手段と、該複数個の負荷曲線のうちからエ
    ンジン回転数を変化させることなく負荷に応じた出力を
    出すものを選定する手段とを備えたことを特徴とするエ
    ンジンの燃料噴射制御装置
JP32501687A 1987-12-22 1987-12-22 エンジンの燃料噴射制御装置 Pending JPH01167443A (ja)

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