JPH04171241A - エンジンの出力制御装置 - Google Patents

エンジンの出力制御装置

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Publication number
JPH04171241A
JPH04171241A JP29817290A JP29817290A JPH04171241A JP H04171241 A JPH04171241 A JP H04171241A JP 29817290 A JP29817290 A JP 29817290A JP 29817290 A JP29817290 A JP 29817290A JP H04171241 A JPH04171241 A JP H04171241A
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JP
Japan
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torque
engine
ignition
fuel
amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP29817290A
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English (en)
Inventor
Kazuhide Togai
一英 栂井
Katsunori Ueda
克則 上田
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Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Publication date
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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • 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) 本発明は車両の運転情報に応じてエンジンの出力を規制
するエンジンの出力制御装置に関する。
(従来の技術) 自動車を急加速すると駆動輪にスリップが発生して、エ
ンジン出力が十分に路面に伝達されない現象が発生する
。このようなスリップの発生は滑りやすい路面において
は頻繁に発生する。このようなスリップの発生を防止す
るために、路面の状態に応じてエンジン出力を低減させ
て、加速時の駆動輪のスリップの発生を防止するエンジ
ン出方制御装置が知られている。
このような、エンジン出力制御装置において。
エンジン出力を低減させる手段として、スロットル弁の
開度をアクセルリンク系に優先して別のリンク系で制御
するものや、スロットル弁を吸気路上に前後2段に配設
したものがある。更に、エンジンの全気筒中の所定の気
筒の燃料カットを行なって、体筒制御するものや、点火
時期を遅らせたり(リタード)することが行なわれて、
エンジン出力の低減が図られている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、スロットル弁の開度規制を行なう場合には、ス
ロットル弁を駆動する駆動機構等を追加する必要がある
ため、エンジンのハードウェアを一部変更する必要があ
り、コスト低減を図りずらく、その上スロットル弁によ
る空気量制御では応答性が悪いという問題があった。
更に、燃料カット気筒の数を増減制御するエンジンの出
力低減制御を行なう場合には、目標となるエンジントル
クに対し、予め設定した定数テーブル(マツプ)によっ
て燃料カット気筒数、点火時期を求め、それに基づき点
火角(点火時期)。
個々のインジェクタ噴射量を制御するようにしている。
しかし、これらのマツプによる燃料カット気筒数、点火
時期の算出を行なうにはコピュータのメモリの容量を多
量に必要とすることとなり、ROM容量が不足がちの自
動車のコンピュータにおいて不合理なものと成る可能性
があった。
また、マツプのため、細かな制限条件を組み合わせるこ
とが難しく、既存の電子制御装置を基に制御システムを
構成する上で、柔軟性に書けるという問題もあった6 本発明の目的は、マイクロコンピュータの必要メモリ容
量を低減できるエンジンの出力制御装置を提供すること
にある6 (課題を解決するための手段) 上述の目的を達成するために1本発明は、車両の運転状
態情報及び走行状態情報に応じた目標エンジントルクを
算出する目標エンジントルク算出手段と、上記車両のエ
ンジンの各気筒毎に所定量の燃料噴射を行なう燃料噴射
制御手段と、上記車両のエンジンの各気筒毎に所定点火
角で点火を行なう点火制御手段と、上記エンジンの吸入
空気量に基づき現在の予想トルクを算出する予想トルク
算出手段と、上記目標エンジントルクと予想トルクのト
ルク偏差から必要なトルク低減量を算出する出力規制量
算出手段と、上記必要トルク低減量に応じた燃料カット
気筒数を算出するカット気筒数算出手段と、上記目標エ
ンジントルクより上記燃料カット気筒数相当の損失トル
クを引いた残差を求め、その残差相当の点火リタード量
を算出する点火時期算出手段と、上記燃料カット気筒数
に応じて上記燃料噴射制御手段を制御すると共に上記点
火時期に応じて上記点火制御手段を制御するエンジン出
力制御手段とを有したことを特徴とする。
(作  用) 出力規制量算出手段が目標エンジントルク算出手段から
の目標エンジントルクと予想トルク算出手段からの予想
トルクのトルク偏差から必要なトルク低減量を算出し、
カット気筒数算出手段がこの必要トルク低減量に応じた
燃料カット気筒数を算出し、点火時期算出手段が目標エ
ンジントルクより燃料カット気筒数相当の損失トルクを
引いた残差を求め、その残差相当の点火リタード量を算
出するので、エンジン出力制御手段が算出された燃料カ
ット気筒数で燃料噴射制御手段を制御すると共に算出さ
れた点火リタード量に応じて点火制御手段を駆動制御出
来る。
(実施例) 第1図のエンジンの出力制御装置は前輪駆動車に装着さ
れる。このエンジンの出力制御装置はエンジン10の燃
料供給系、点火系の制御を行なうエンジンコントローラ
(ECIコントローラ)16と車両の各種運転情報に応
じた目標出力値を算出するトラクションコントローラ1
5を備え、これらが共動してエンジン10の出力制御を
行なう。
エンジン10は6気筒の各気筒別燃料噴射装置付であり
、その吸気路4はエアクリーナ5、吸気管6から成り、
その途中にはスロットル弁7が配設される。スロットル
弁7にはスロットルセンサ8が取り付けられている。排
気路1には空燃比センサ2とその下流に触媒24及び図
示しないマフラーが配設される。
このエンジン10は排気路1に配設される空燃比センサ
2より得られた空燃比(A/F)情報をエンジンコント
ローラ16に出力し、このコントローラ16が空燃比情
報に応じた燃料供給量を算出し、その供給量の燃料を噴
射ノズル3が適時に吸気路4に噴射供給し、適時に点火
プラグ22が着火処理をするという構成を採る。
車両には左右前輪WFL、WFRが駆動輪として、左右
後輪WRL、WRRが従動輪として配設されている。こ
れら左右前輪WFL、VFRには左右前輪の車輪速度V
FL、VFRを出力する車輪速センサ11,12がそれ
ぞれ対設され、左右後輪WRL、WRRには左右後輪の
車輪速度VRL、VRRを出力する車輪速センサ13,
14がそれぞわ対設されている。
これら各車輪速度情報はトラクションコントローラ15
に入力される。
この他に、トラクションコントローラ15にはスロット
ル開度情報を発するスロットルセンサ8、吸入空気量情
報を発するエアフローセンサ9、単位クランク角信号及
びその信号よりエンジン回転数Ne情報を発するクラン
ク角センサ20が接続されている。更に、このトラクシ
ョンコントローラ15はエンジンコントローラ16に後
述の要求エンジントルクTrefoを出力すると共に各
センサよりのデータをも出力8来る。
他方、エンジンコントローラ16にはトラクションコン
トローラ15を介しての各センサよりのデータが入力さ
れ、しかも、空燃比センサ2より得られた空燃比(A/
F)情報が入力される。更に、エンジン冷却水の温度情
報を発する水温センサ19、吸気温度情報を発する吸気
温センサ17、大気圧情報を発する大気圧センサ18.
エンジン10のノック情報を発するノックセンサ21、
触媒24の温度情報を出力する触媒温度センサ25、排
ガス温度情報を出力する排温センサ26が接続されてい
る。
トラクションコントローラ15及びエンジンコントロー
ラ16はそれぞれマイクロコンピュータでその要部が構
成され、特に、トラクションコントローラ15は第9図
に示す要求エンジントルク算出プログラムに沿って要求
エンジントルクTrefoを算出し、その値をエンジン
コントローラ16に出力する。エンジンコントローラは
第10図乃至第13図の制御プログラムに沿って制御値
を算出し、適時に燃料カット気筒以外の気筒の噴射ノズ
ル15を所定噴射量を達成すべく駆動し、適時に点火回
路23を介して点火プラグ22を点火駆動させる。
ここでトラクションコントローラ15及びエンジンコン
トローラ16の機能を第2図と共に説明する。トラクシ
ョンコントローラ15は要求エンジントルク算出手段と
しての機能を有し、車両の運転状態情報及び走行状態情
報に応じた要求エンジントルクT refoを算出する
他方、エンジンコントローラ16は、少なくとも、第2
図に示すように、目標エンジントルク算出手段と、予想
トルク算出手段と、出力規制量算出手段と、カット気筒
数算出手段と、点火時期算出手段と、エンジン出力制御
手段としての機能を有す。
第3図には第1図のエンジンの出力制御装置がが示され
ている。ここで、目標エンジントルク算出手段は車両の
運転状態情報及び走行状態情報に応じた要求エンジント
ルクT refoと水温損失補正値Twt等に基づき目
標エンジントルクT refを算出する。予想トルク算
出手段はエンジン10の吸入空気量A/Nに基づき現在
の予想トルクT expを算出し、出力規制量算出手段
が目標エンジントルクT refと予想トルクT ex
pのトルク偏差から必要トルク低減量T redを算出
する。カット気筒数算出手段はこの必要トルク低減量T
 redに応じた燃料カット気筒数Nfcを算出し、点
火時期算出手段が目標エンジントルクTrefより燃料
カット気筒数Nfc相当の損失トルクNfcXTfcl
を引いた残差を求め、その残差相当の必要リタード量θ
retと、点火時期θadvを算出する。エンジン出力
制御手段は算出された燃料カット気筒数Nfcで燃料噴
射制御手段としての噴射ノズル3を駆動制御すると共に
算出された点火時期θadvに応じて点火制御手段とし
ての点火プラグ22を駆動制御出来る。
特に、ここでは点火時期算出手段が算出された点火時期
θadvをノック補正し、リタード修正制御できる。
上述の処で、現在の予想トルクT expは吸入空気量
A/Nに基づき算出されるものとしたが、これに代えて
、吸気負圧PBや、スロットル開度θ等を用いても良い
ここで、エンジンコントローラ16が以下の制御で用い
る計算式を順次説明する。
目標エンジントルクTrefは(1)式で計算される。
Tref= Trefo+ Twt+Tap+T1ac
”(1)ここで、Trefoは要求トルク、Twtは摩
擦損失トルクを補う水温補正トルク(水温低下と共に値
Tutが増加するように設定されたマツプを用いる)、
Tapは大気圧補正トルク(大気圧低下と共に値Tap
が増加するように設定されたマツプを用いる)、T、a
eはエアコン補正トルク(固定値、アイドル時の負荷相
当)を示す。
予想トルクT expは(2)式で計算される。
Texp= a X Abn −b ”・(2)ここで
、Abnは吸入空気量(A/N%)、a、bは係数(回
転数に応じてそれぞれ設定された値を予め作成のマツプ
より読み取る)を示している。
なお、その特性を第3図中の非低減トルクとして示した
必要トルク低減量Tredは(3)式で、T redに
応じた燃料カット気筒数(体筒数)Nfcは(4)式で
それぞれ計算される。
Tred= Tref −Texp・・・(3)Nfc
= Tred/ Tfcl・・(4)ここで+ (1)
、(2)式より(3)式が算出され、Tfclは1気筒
当りのトルク変化量を示しく5)式で算出される。なお
、第5図に示すようなマツプによってNfcは整数値に
決定される。
Tfcl=aXAbn/6”・(5) リタードによって補正すべきトルクT retは(6)
式で、必要リタード量θretは(7)式で、点火時期
θadνは(8)式で計算される。
Tret=: Tred −NfcX Tfcl”・(
6)θret=TretXKretX(6−Nfc)十
〇ret。
・・・(7) θadv=θb+Max[θwt、θap]十〇at−
θret・・・(8) ここで、Tfclは1気筒当りのトルク低減量。
Kr5tはリタードゲイン(Aハと回転数Neに応じて
算出出来るマツプを予め作成しておく)、θrat。
は無効リタード量(A/Nと回転数Neに応じて算出出
来るマツプマツプを予め作成しておく)、θbは基本点
火時期、θwt、θaP、θatは水温、大気圧、吸気
温による点火時期補正値をそれぞれ示し、これらは通常
のルーチンと同様に算出される6なお無効リタード量θ
retoはリタードによってトルク低減効果がない領域
が設定されることとなる。
ここで、共にキーオンで駆動するトラクションコントロ
ーラ15及びエンジンコントローラ16による制御処理
を第10図乃至第14図の各制御プログラムに沿って説
明する。
トラクションコントローラISは図示しないメインルー
チンで、各センサ及び回路の故障判定。
各エリアに初期値をセットして初期設定を行ない、各セ
ンサの出力を受は取り、各エリアにセットし、その他の
処理を行なっている。その間の所定の割込みタイミング
(時間割込み)毎に要求エンジントルク算出ルーチンに
入る。
ここでは、各車輪速センサより各データを受けて所定ノ
アドL/ XVFR9VFL、 VRI、Vxr、にス
トアする。
ステップa2では非駆動輪の左右平均車輪速より車体速
度Vcを求めストアする。更に、車体速度Vcを微分し
て前後加速度acを算出する。そして、この前後加速度
acのピーク値aQMA工において、第4図のμ−8特
性に基づく理論から分かるようにその時に路面の摩擦係
数が最大となっているので、この前後加速度のピーク値
aCMA工を路面の摩擦係数の推定値と設定する。その
上でその時点のスリップ比Sをもとめる。そして、スリ
ップ比S相当の車輪速炭分を上乗せした目標車輪速度V
wを算出する。ステップa6に達すると目標車輪速度V
Wを微分して目標車輪加速度Vw/dtを算出する。
ステップa7では目標車輪速度vwを実現するための駆
動輪トルクは、目標車輪加速度Vw/dtを基に、車両
重量W、タイヤ半径R1走行抵抗に応じ駆動輪トルクT
wを求め、その駆動輪トルクTwに変速ギア比を考慮し
て、要求エンジントルクTrefoを算出し、エンジン
コントローラ16に出方する。
エンジンコントローラ16はキーオンによって、ECU
メインルーチンをスタートさせる。
ここでは、まず、図示しない初期設定をし、各センサの
検出データを読み、所定のエリアに取り込む。
ステップb2では燃料カットゾーンが否かをエンジン回
転数Neとエンジン負荷情報(ここでは吸入空気量A/
N)よ判定し、カットではステップb3に進んで、空燃
比フィードバックフラグFBFをクリアし、燃料カット
フラグFCFを1としてステップbloに進む。
燃料カットでないとしてステップb5に達すると、燃料
カットフラグFCFをクリアし1周知の空燃比フィード
バック条件を満たしているが否かを判定する。満たして
いない、例えば、パワー運転域のような過渡運転域の時
点では、ステップb12において、現運転情報(A/N
、 N )に応じた空燃比補正係数KMAPを算出し、
この値をアドレスKAFに入力し、ステップb9に進む
空燃比フィードバック条件を満たしているとしてステッ
プb7に達すると、ここでは、空燃比センサ2の出力に
基づき、通常フィードバック制御定数に応じた補正値K
FBを算出する。
そしてこの値をアドレスKAFに取り込みステップb9
に進む。
ステップb9ではその他の燃料噴射パルス幅補正係数K
DTや、燃料噴射弁のデッドタイムの補正値TDを運転
状態に応じて設定し、更に、(8)式で用いる点火時期
θadv算出のための各補正値を算出してステップb1
0に進む。なお、補正値としては、水温低下に応じて進
角させる水温補正値θwtと、大気圧低下に応じて進角
させる大気圧補正値θaρと、吸気温低下に応じて進角
させる吸気温補正値θatとを用いて一各センサ出力を
算出し、所定エリアにストアする。
ステップbloではドエル角がエンジン回転数Neに応
じて増加する様、所定のマツプ(第9図にその一例の特
性線図を示した)に基づき設定される。
その後ステップbllのエンジン出力規制ルーチンに進
み、その後はステップb1にリターンする。
ところで、エンジン出力規制ルーチンでは、第12図(
a)、(b)に示す様にステップc1において、TCL
中フラフラグセットかを見て、セットされてないと、ス
テップc4に進み、TCL開始条件成立か否かを判定す
る。この判定条件はTCLよりの要求信号があり、変速
段はN、R段以外、アイドルスイッチがオフ、等の条件
が用いられる。ここで、開始条件不成立ではメインルー
チンにリターンし、成立で、ステップc5に達する。
ここでは、TCL中フラグを立て、その後、触媒温度、
排ガス温度等のイニシャライズがなされ、ステップC7
に進む。
他方、ステップC1でTCI、中フラグが立っていると
、ステップC2に進み、ここでTCL終了条件が成立す
るか否か判定される。このTCL終了条件はセンサ/ア
クチュエータのフェイルで成立し、その場合はステップ
C3でTCL中フラグをリセットし、メインにリターン
し、不成立ではステップc7に達する。
ステップc7では、TCL側からの要求エンジントルク
Trefoに損失トルク(水温補正トルクTut、大気
圧補正トルクTap、エアコン補正トルクT、aC)を
加算補正する。
ステップc8乃至clOでは、吸入空気量A/Nを基に
、トルク低減しない場合での予想トルクTaxpを(2
)式で算出する。そして、必要トルク低減量T red
は目標エンジントルクT refより予想トルクTax
ρを引く(3)式で算出し、燃料カット気筒数Nfcは
必要トルク低減量T redをT fclで除算する(
4)式とその1気筒当りのトルク低減量TfC1を(5
)式で算出する。なお、第5図に示すようなマツプによ
ってNfcは整数値に決定される。この後、ステップC
11に達するとここでは、体筒カット数に応じて、第7
図に示すようなマツプに基づきカット気筒ナンバーを決
定する。
この第7図のマツプはエンジン10の構造(第6図に示
すようにここではV型6気筒とする)、特性に基づき回
転バランス、冷却効率等が考慮されて各カット数に応じ
た気筒ナンバーが設定されている。
このようにしてカット数に応じた気筒ナンバーが設定さ
れると、ステップc12に進む。
この後、ステップc12では点火リタードによって低減
すべきトルクT retを、必要トルク低減量Tred
より体筒によるトルク低減量を引いて求める(6)式を
算出する。更に、ステップc13ではここでの必要リタ
ード量θretを、点火リタードによって低減すべきト
ルクTretにリタードゲインKret及び駆動気筒数
(6−Nfc)を乗算し、無効リタード量θretoを
加算して求める(7)式を算出する。更に、ステップc
14では点火時期θadvを。
基本点火時期θbに水温、大気圧、吸気温による点火時
期補正値(θwt、θaP、θat)をそれぞれ加算し
、必要リタード量θretを引くという(8)式を算出
する。
ステップc15に進むと、ここでは2.3休筒でエンジ
ン回転数Neが2000rpm未満の時にのみステップ
c16に進み、ノック信号が入っていると所定のリター
ド量をマツプにより求め、点火時期θadvを修正する
。このノック制限マツプは回転数と2,3体箇数に応じ
て予め設定しておく。
このステップe16の後メインルーチンにリターンする
このようなECIメインルーチンの間に、第13図のイ
ンジェクタ駆動ルーチンと第14図の点火駆動ルーチン
が行なわれる。
インジェクタ駆動ルーチンは所定のクランクパルス割込
みでステップd1,2に達し、吸入空気量A/Nとエン
ジン回転数Neを取り込み、燃料カットフラグFCFが
1ではリターンし、0で、ステップd4に進む。ここで
、基本燃料パルスIIIITBを設定し、メインパルス
幅データTinj=TBXKAFXKDT+TDを算出
し、ステップd6に進む。
ここで、Tinjをインジェクタ駆動用ドライバーの内
、燃料カット気筒とされてない気筒のドライバーにのみ
セットし、ドライバーをトリガし、噴射ノズル3が燃料
噴射を行ない、リターンする。
この処理によって燃料カット気筒数Nfc分のトルクが
低減される。
他方、第14図のクランクパルス割込みでステップe1
に達すると、ここでは1次電流通電クランク角帽である
ドエル角だけ1次電流を流すドエル角がドエル角カウン
タにセットされる。ステップe2では点火信号を目標点
火角で出力できる点火時期カウンタに目標点火時期θa
dvがセットされる。
これによって、各カウンタが所定クランクパルスのカウ
ント時に点火回路23を駆動し、点火プラグ22を点火
作動させる。この点火処理において、点火時期θadv
の含む必要リタード量θretだけの点火リタードによ
って低減すべきトルクTretが応答性良く低減される
(発明の効果) 以上のように、本発明は目標エンジントルクと予想トル
クのトルク偏差から必要なトルク低減量を算出し、必要
トルク低減量に応じた燃料カット気筒数を算出し、目標
エンジントルクより燃料カット気筒数相当の損失トルク
を引いた残差を求め、その残差相当の点火リタード量を
算出し、この燃料カット気筒数で燃料噴射制御手段を、
点火時期に応じて点火制御手段をそれぞれ駆動制御出来
るようにしたので、燃料カット気筒数に応じた出力低減
と点火リタード量に応じた出力低減を達成出来、特に、
各制御値を計算式で求めるのでマイクロコンピュータの
必要メモリ容量を低減できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明の一実施例としてのエンジンの出力制
御装置の全体構成図、第2図は本発明の制御手段のブロ
ック図、第3図は第1図の出力制御装置の制御手段の機
能ブロック図、第4図は同上装置の装着さ九た車両のス
リップ比−摩擦係数特性線図、第5図は同上装置で用い
る体筒気筒数設定マツプの説明図、第6図は同上装置の
装着された車両のエンジンの概略平面図、第7図は同上
装置で用いる体筒気筒ナンバー設定マツプの説明図、第
8図は同上装置で用いる運転域算出マツプの説明図、第
9図は同上装置で用いるドエル各算出マツプの説明図、
第10図は同上装置で用いるトラクションコントローラ
の行なう要求エンジントルク算出プログラムのフローチ
ャート、第11図乃至第14図は同上装置で用いるエン
ジンコントローラの行なう各制御プログラムのフローチ
ャートである。 2・・・空燃比センサ、3・・・噴射ノズル、7・・・
スロットル弁、8・・・スロットルポジションセンサ、
9・・・エアフローセンサ、10・・・エンジン、15
・・・トラクションコントローラ、16・・・エンジン
コントローラ、22・・・点火プラグ、T refo・
・・要求エンジントルク、θadv・・・点火時期、A
/F・・・空燃比、T ref・・・目標エンジントル
ク、Teχρ・・・予想トルク、Nfc・・・燃料カッ
ト気筒数、θret・・・必要リタード量、T red
・・・必要トルク低減量、T ret・・・リタードに
よって補正すべきトルク。 7′yF)4 % 杢C圀 (チーi   4jl+1) 一弗q幻 e 壱7θ医 う77茜 弗e圀 とδ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 車両の運転状態情報及び走行状態情報に応じた目標エン
    ジントルクを算出する目標エンジントルク算出手段と、
    上記車両のエンジンの各気筒毎に所定量の燃料噴射を行
    なう燃料噴射制御手段と、上記車両のエンジンの各気筒
    毎に所定点火角で点火を行なう点火制御手段と、上記エ
    ンジンの吸入空気量に基づき現在の予想トルクを算出す
    る予想トルク算出手段と、上記目標エンジントルクと予
    想トルクのトルク偏差から必要なトルク低減量を算出す
    る出力規制量算出手段と、上記必要トルク低減量に応じ
    た燃料カット気筒数を算出するカット気筒数算出手段と
    、上記目標エンジントルクより上記燃料カット気筒数相
    当の損失トルクを引いた残差を求め、その残差相当の点
    火リタード量を算出する点火時期算出手段と、上記燃料
    カット気筒数に応じて上記燃料噴射制御手段を制御する
    と共に上記点火時期に応じて上記点火制御手段を制御す
    るエンジン出力制御手段とを有したエンジンの出力制御
    装置。
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