JPH06146970A - エンジン制御用電子装置 - Google Patents
エンジン制御用電子装置Info
- Publication number
- JPH06146970A JPH06146970A JP29424092A JP29424092A JPH06146970A JP H06146970 A JPH06146970 A JP H06146970A JP 29424092 A JP29424092 A JP 29424092A JP 29424092 A JP29424092 A JP 29424092A JP H06146970 A JPH06146970 A JP H06146970A
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- JP
- Japan
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- throttle
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- low
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
- F02D11/06—Arrangements 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
- F02D11/10—Arrangements 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
- F02D2011/101—Arrangements 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 means for actuating the throttles
- F02D2011/102—Arrangements 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 means for actuating the throttles at least one throttle being moved only by an electric actuator
Landscapes
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コストのDA変換器が使用でき、演算部の
ソフトウェア負荷が少なくてすみ、高速演算を必要とし
ないエンジン制御用電子装置を提供する。 【構成】 スロットル開度をフィードバック制御するエ
ンジン制御用電子装置において、スロットル開度の目標
値をディジタル値で設定する手段、このデジタルの目標
値をアナログの制御目標値に換算する手段であって、ス
ロットルの低開度域においては制御目標値の変化を小さ
く、スロットルの高開度域で制御目標値の変化を大きく
換算する手段、およびこの制御目標値に応じてスロット
ルをフィードバック制御する手段を設ける。 【効果】 非線形増幅回路による高分解能領域をISC
に用い、低分解能領域をISC以外の領域に用いること
で、比較的低分解能のDA変換器を用いてISCが実現
できる。
ソフトウェア負荷が少なくてすみ、高速演算を必要とし
ないエンジン制御用電子装置を提供する。 【構成】 スロットル開度をフィードバック制御するエ
ンジン制御用電子装置において、スロットル開度の目標
値をディジタル値で設定する手段、このデジタルの目標
値をアナログの制御目標値に換算する手段であって、ス
ロットルの低開度域においては制御目標値の変化を小さ
く、スロットルの高開度域で制御目標値の変化を大きく
換算する手段、およびこの制御目標値に応じてスロット
ルをフィードバック制御する手段を設ける。 【効果】 非線形増幅回路による高分解能領域をISC
に用い、低分解能領域をISC以外の領域に用いること
で、比較的低分解能のDA変換器を用いてISCが実現
できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エンジン制御用電子装
置に関し、特にスロットル開度のフィードバック制御を
行うエンジン制御用電子装置に関するものである。
置に関し、特にスロットル開度のフィードバック制御を
行うエンジン制御用電子装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のエンジン制御用電子装置において
は、スロットル弁位置の分解能および精度は、ECU
(電子制御装置)におけるDA変換器の分解能に依存し
ていた。その理由を図4を用いて説明する。図4は、エ
ンジンのスロットルをDCサーボ式電子スロットルで制
御する従来例のエンジン制御用電子装置である。ECU
1の演算部20は各種入力信号を受けて演算を行い、演
算結果をDA変換器8によりアナログ量に変換し、これ
をモータ駆動回路10によりモータ制御電流に変換して
スロットルボディー2へ出力し、スロットル弁を開閉さ
せる。スロットルポジションセンサ3は、スロットル弁
の開度に応じた電圧をモータ駆動回路10にフィードバ
ックする。
は、スロットル弁位置の分解能および精度は、ECU
(電子制御装置)におけるDA変換器の分解能に依存し
ていた。その理由を図4を用いて説明する。図4は、エ
ンジンのスロットルをDCサーボ式電子スロットルで制
御する従来例のエンジン制御用電子装置である。ECU
1の演算部20は各種入力信号を受けて演算を行い、演
算結果をDA変換器8によりアナログ量に変換し、これ
をモータ駆動回路10によりモータ制御電流に変換して
スロットルボディー2へ出力し、スロットル弁を開閉さ
せる。スロットルポジションセンサ3は、スロットル弁
の開度に応じた電圧をモータ駆動回路10にフィードバ
ックする。
【0003】このようなDCサーボ式電子スロットルに
おけるDA変換器8の出力のスロットル開度指令値(以
下単に「指令値」という)の波形は、図5に示すように
なる。図において横軸は時間で縦軸は指令値であり、演
算部20により指令値出力タイミング毎に演算された結
果の出力は、DA変換器8によりアナログ量に変換され
指令値として出力される。したがって、この指令値の分
解能は、使用するDA変換器8のビット数に応じたもの
となる。
おけるDA変換器8の出力のスロットル開度指令値(以
下単に「指令値」という)の波形は、図5に示すように
なる。図において横軸は時間で縦軸は指令値であり、演
算部20により指令値出力タイミング毎に演算された結
果の出力は、DA変換器8によりアナログ量に変換され
指令値として出力される。したがって、この指令値の分
解能は、使用するDA変換器8のビット数に応じたもの
となる。
【0004】このようなDCサーボ式電子スロットルに
よりISC(アイドルスピードコントロール)を行う場
合、エンジンを低速度で回転させるアイドリング時のス
ロットルの開度に対する指令値としては、低速時に細か
い段階でスロットル弁の開度を調節するために、高い分
解能が必要となる。このため、DA変換器8として12
ビット程度の高分解能のDA変換器を使用し、図5にお
ける分解能を高いものとする必要があった。
よりISC(アイドルスピードコントロール)を行う場
合、エンジンを低速度で回転させるアイドリング時のス
ロットルの開度に対する指令値としては、低速時に細か
い段階でスロットル弁の開度を調節するために、高い分
解能が必要となる。このため、DA変換器8として12
ビット程度の高分解能のDA変換器を使用し、図5にお
ける分解能を高いものとする必要があった。
【0005】また、DA変換器8として12ビットの高
分解能のDA変換器を使用する代わりに、10ビットの
中分解能のDA変換器を用いて指令値をデューティー出
力することも提案されている(米国特許第463822
8号)。この方法は、図6に示すような波形の指令値を
得るもので、演算部が図5の場合よりも短い指令値出力
タイミングで指令値を演算出力し、この指令値がモータ
駆動回路10を通してモータ制御電流に変換される。こ
のデューティー出力によりDA変換器8の分解能よりも
細かい段階に調整されたモータ駆動電流を得ることがで
きる。したがって、比較的低い分解能のDA変換器を使
用してもスロットルに対しては高い分解能の制御が行え
るものである。
分解能のDA変換器を使用する代わりに、10ビットの
中分解能のDA変換器を用いて指令値をデューティー出
力することも提案されている(米国特許第463822
8号)。この方法は、図6に示すような波形の指令値を
得るもので、演算部が図5の場合よりも短い指令値出力
タイミングで指令値を演算出力し、この指令値がモータ
駆動回路10を通してモータ制御電流に変換される。こ
のデューティー出力によりDA変換器8の分解能よりも
細かい段階に調整されたモータ駆動電流を得ることがで
きる。したがって、比較的低い分解能のDA変換器を使
用してもスロットルに対しては高い分解能の制御が行え
るものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は、前者は、高分解能のDA変換器を使用しなければな
らないため、コスト高となる。また、後者は、演算部の
ソフトウェア負荷が増大し、かつ演算部を高速化しなけ
ればならない。これに対し本発明は、低コストのDA変
換器が使用でき、演算部のソフトウェア負荷が少なくて
すみ、高速演算を必要としないエンジン制御用電子装置
を提供することを目的とするものである。
は、前者は、高分解能のDA変換器を使用しなければな
らないため、コスト高となる。また、後者は、演算部の
ソフトウェア負荷が増大し、かつ演算部を高速化しなけ
ればならない。これに対し本発明は、低コストのDA変
換器が使用でき、演算部のソフトウェア負荷が少なくて
すみ、高速演算を必要としないエンジン制御用電子装置
を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、スロットル開度をフィードバック制御するエ
ンジン制御用電子装置において、スロットル開度の目標
値をディジタル値で設定する手段、このデジタルの目標
値をアナログの制御目標値に換算する手段であって、ス
ロットルの低開度域においては制御目標値の変化を小さ
く、スロットルの高開度域で制御目標値の変化を大きく
換算する手段、およびこの制御目標値に応じてスロット
ルをフィードバック制御する手段を設ける。
本発明は、スロットル開度をフィードバック制御するエ
ンジン制御用電子装置において、スロットル開度の目標
値をディジタル値で設定する手段、このデジタルの目標
値をアナログの制御目標値に換算する手段であって、ス
ロットルの低開度域においては制御目標値の変化を小さ
く、スロットルの高開度域で制御目標値の変化を大きく
換算する手段、およびこの制御目標値に応じてスロット
ルをフィードバック制御する手段を設ける。
【0008】
【作用】非線形増幅回路を用いることで、DA変換器の
出力指令値の一部領域を高分解能領域としてその高分解
能領域をISCに用い、高分解能領域以外の領域をIS
C以外の領域に用いることにより比較的低分解能のDA
変換器を用いて高分解能のISCが実現できる。
出力指令値の一部領域を高分解能領域としてその高分解
能領域をISCに用い、高分解能領域以外の領域をIS
C以外の領域に用いることにより比較的低分解能のDA
変換器を用いて高分解能のISCが実現できる。
【0009】
【実施例】本発明の実施例の回路を図1を用いて説明す
る。本エンジン制御用電子装置は、大きく分けて、EC
U(電子制御装置)1、スロットルボディー2、スロッ
トルポジションセンサ3、およびアクセルポジションセ
ンサ4により構成される。ECU1は、入力バッファ
5、AD変換器6、MPU7、10ビットDA変換器
8、非線形増幅回路9およびモータ駆動回路10により
構成される。
る。本エンジン制御用電子装置は、大きく分けて、EC
U(電子制御装置)1、スロットルボディー2、スロッ
トルポジションセンサ3、およびアクセルポジションセ
ンサ4により構成される。ECU1は、入力バッファ
5、AD変換器6、MPU7、10ビットDA変換器
8、非線形増幅回路9およびモータ駆動回路10により
構成される。
【0010】スロットルボディー2では、スロットル弁
12のスロットル軸13とモータ14とが減速ギヤ15
を介して接続されている。スロットルポジションセンサ
3およびアクセルポジションセンサ4には、図示しない
がポテンショ式のような接触式センサあるいはホール素
子を用いた非接触式のセンサを用いる。アクセルポジシ
ョンセンサ4は、図示しないが車両のアクセルペダルに
取り付けられ、スロットルポジションセンサ3は、その
センシング部がスロットルボディー2のスロットル軸1
3に取り付けられる。
12のスロットル軸13とモータ14とが減速ギヤ15
を介して接続されている。スロットルポジションセンサ
3およびアクセルポジションセンサ4には、図示しない
がポテンショ式のような接触式センサあるいはホール素
子を用いた非接触式のセンサを用いる。アクセルポジシ
ョンセンサ4は、図示しないが車両のアクセルペダルに
取り付けられ、スロットルポジションセンサ3は、その
センシング部がスロットルボディー2のスロットル軸1
3に取り付けられる。
【0011】次に、図1の回路の作動を説明する。EC
U1は、各種入力信号16およびアクセルポジションセ
ンサ4からの信号を入力バッファ5に受け、MPU7に
おいてこの各種入力信号16を用いてスロットル弁12
の開度Aに関する演算を行う。MPU7、DA変換器
8、非線形増幅回路9の動作については後で詳細に説明
するが、この演算結果をDA変換器8、非線形増幅回路
9により変換して、モータ駆動回路10によりモータ制
御電流をスロットルボディー2へ出力し、スロットル弁
12を開閉させる。
U1は、各種入力信号16およびアクセルポジションセ
ンサ4からの信号を入力バッファ5に受け、MPU7に
おいてこの各種入力信号16を用いてスロットル弁12
の開度Aに関する演算を行う。MPU7、DA変換器
8、非線形増幅回路9の動作については後で詳細に説明
するが、この演算結果をDA変換器8、非線形増幅回路
9により変換して、モータ駆動回路10によりモータ制
御電流をスロットルボディー2へ出力し、スロットル弁
12を開閉させる。
【0012】アクセルポジションセンサ4は、アクセル
踏力に合わせて変動するアクセルポジション電圧VA を
各種入力信号16と共にECU1の入力バッファに出力
する。入力バッファ5は、入力信号のノイズ取り、レベ
ル変換およびAD変換器6とMPU7の保護の役割を行
う。AD変換器6は、各種入力信号6の内のアナログ量
をディジタル値に変換し、シリアルまたはパラレルデー
タとしてMPU7に伝送する。本例のAD変換器6とし
ては8〜12ビット程度のものが用いられる。
踏力に合わせて変動するアクセルポジション電圧VA を
各種入力信号16と共にECU1の入力バッファに出力
する。入力バッファ5は、入力信号のノイズ取り、レベ
ル変換およびAD変換器6とMPU7の保護の役割を行
う。AD変換器6は、各種入力信号6の内のアナログ量
をディジタル値に変換し、シリアルまたはパラレルデー
タとしてMPU7に伝送する。本例のAD変換器6とし
ては8〜12ビット程度のものが用いられる。
【0013】スロットルボディー2は、ECU1からの
モータ制御電流をモータ14に入力し、モータ14の動
力を減速ギヤー15を介してスロットル軸13に伝え、
スロットル弁12を開閉させる。スロットルポジション
センサ3は、スロットル軸13の変動に合わせて変動す
るスロットルポジション電圧VT をECU1のモータ駆
動回路10にフィードバックする。
モータ制御電流をモータ14に入力し、モータ14の動
力を減速ギヤー15を介してスロットル軸13に伝え、
スロットル弁12を開閉させる。スロットルポジション
センサ3は、スロットル軸13の変動に合わせて変動す
るスロットルポジション電圧VT をECU1のモータ駆
動回路10にフィードバックする。
【0014】次に、MPU7、DA変換器8、非線形増
幅回路9の動作の詳細を説明する。MPU7は図2に示
すように、各種入力信号16を取り込み、車両の走行状
態、例えば停止中、クルーズコントロール中またはタイ
ヤがスリップしているといった状態に応じて目標とする
スロットル弁12の開度Aを演算する。この開度Aから
まず、モータ駆動回路10の入力値V0 をV0 =g
(A)として演算する。次に、非線形増幅回路9の入力
値Vi をVi =f-1(V0 )として演算する。MPU7
はこのVi を10ビットデータに変換し出力する。
幅回路9の動作の詳細を説明する。MPU7は図2に示
すように、各種入力信号16を取り込み、車両の走行状
態、例えば停止中、クルーズコントロール中またはタイ
ヤがスリップしているといった状態に応じて目標とする
スロットル弁12の開度Aを演算する。この開度Aから
まず、モータ駆動回路10の入力値V0 をV0 =g
(A)として演算する。次に、非線形増幅回路9の入力
値Vi をVi =f-1(V0 )として演算する。MPU7
はこのVi を10ビットデータに変換し出力する。
【0015】ここで、g(x)は、スロットル弁12の
開度xとモータ駆動回路10の入力値(以下「指令値」
という)との関数であり、f(x)は非線形増幅回路9
の入出力特性を表す関数であり、f-1(x)はその逆関
数を示す。f(x)については図3を用いて後で詳細に
説明する。DA変換器8は、MPU7からの10ビット
データに変換されたVi を10ビット離散電圧V* i に
変換して出力する。非線形増幅回路9は、入力電圧に対
してV0 * =f(Vi * )を出力する。モータ駆動回路
10は、V0 * とスロットルポジションVT を入力とし
てモータ電流を出力する。
開度xとモータ駆動回路10の入力値(以下「指令値」
という)との関数であり、f(x)は非線形増幅回路9
の入出力特性を表す関数であり、f-1(x)はその逆関
数を示す。f(x)については図3を用いて後で詳細に
説明する。DA変換器8は、MPU7からの10ビット
データに変換されたVi を10ビット離散電圧V* i に
変換して出力する。非線形増幅回路9は、入力電圧に対
してV0 * =f(Vi * )を出力する。モータ駆動回路
10は、V0 * とスロットルポジションVT を入力とし
てモータ電流を出力する。
【0016】ここで、非線形増幅回路9の特性およびそ
の作用について図3を用いて説明する。図において、横
軸は入力電圧であり、縦軸は出力電圧である。非線形増
幅回路9の入力電圧すなわちDA変換器8の出力電圧の
全領域に対し、ISCに相当する低い入力電圧の領域で
は、12ビットのDA変換器に相当する高い分解能の出
力電圧が得られ、ISC相当以外の高い入力電圧の領域
では、比較的低い分解能の出力電圧が得られる特性とな
っている。
の作用について図3を用いて説明する。図において、横
軸は入力電圧であり、縦軸は出力電圧である。非線形増
幅回路9の入力電圧すなわちDA変換器8の出力電圧の
全領域に対し、ISCに相当する低い入力電圧の領域で
は、12ビットのDA変換器に相当する高い分解能の出
力電圧が得られ、ISC相当以外の高い入力電圧の領域
では、比較的低い分解能の出力電圧が得られる特性とな
っている。
【0017】前記の従来例のDCサーボ式電子スロット
ルにおいては、スロットル弁12の開度の全制御範囲に
おいて同程度の分解能が得られる制御が行われ、ISC
領域以外のそれほど高い分解能を必要としない領域に対
しても高分解能の制御を行っていた。これに対し本発明
は、ISC領域以外ではそれほど高い分解能を必要とせ
ず、ISC領域の数倍程度の分解能があれば十分である
点から、非線形増幅回路9を使用し、ISC領域で高分
解能の制御を行い、ISC領域以外では低分解能の制御
を行っている。これにより、装置全体の分解能を比較的
低くでき、10ビットDA変換器といったビット数の比
較的少ない安価なDA変換器8を使用できる。またMP
U7の演算の負担および演算速度は従来例と同程度の低
いものですむ。
ルにおいては、スロットル弁12の開度の全制御範囲に
おいて同程度の分解能が得られる制御が行われ、ISC
領域以外のそれほど高い分解能を必要としない領域に対
しても高分解能の制御を行っていた。これに対し本発明
は、ISC領域以外ではそれほど高い分解能を必要とせ
ず、ISC領域の数倍程度の分解能があれば十分である
点から、非線形増幅回路9を使用し、ISC領域で高分
解能の制御を行い、ISC領域以外では低分解能の制御
を行っている。これにより、装置全体の分解能を比較的
低くでき、10ビットDA変換器といったビット数の比
較的少ない安価なDA変換器8を使用できる。またMP
U7の演算の負担および演算速度は従来例と同程度の低
いものですむ。
【0018】なお、以上の実施例では、MPU7でV0
=g(A),Vi =f-1(V0 )という演算を行ってい
るが、Vi =f-1{g(A)}として、f-1{g
(A)}=h(A)と一度に演算しても良いものであ
る。また、以上の実施例では、10ビットDA変換器を
用いているが、制御対象の要求精度次第で8ビットや1
2ビットなど他のビット数のDA変換器でも同様に実施
できる。
=g(A),Vi =f-1(V0 )という演算を行ってい
るが、Vi =f-1{g(A)}として、f-1{g
(A)}=h(A)と一度に演算しても良いものであ
る。また、以上の実施例では、10ビットDA変換器を
用いているが、制御対象の要求精度次第で8ビットや1
2ビットなど他のビット数のDA変換器でも同様に実施
できる。
【0019】
【発明の効果】本発明は、ISCなど限られたスロット
ル開度の範囲にのみ高分解能、高精度が要求されるエン
ジン制御用電子装置において、DA変換器の出力の後に
非線形増幅回路を付加することで、ISC領域を高分解
能で制御し、それ以外の領域はそれ以下の分解能で制御
することにより、比較的低分解能のDA変換器を使用し
ても高分解能のDA変換器を使用した電子制御装置と同
様の制御が実現できる。
ル開度の範囲にのみ高分解能、高精度が要求されるエン
ジン制御用電子装置において、DA変換器の出力の後に
非線形増幅回路を付加することで、ISC領域を高分解
能で制御し、それ以外の領域はそれ以下の分解能で制御
することにより、比較的低分解能のDA変換器を使用し
ても高分解能のDA変換器を使用した電子制御装置と同
様の制御が実現できる。
【図1】本発明のエンジン制御用電子装置の実施例のブ
ロック図。
ロック図。
【図2】本発明の実施例の演算処理を説明するフローチ
ャート。
ャート。
【図3】本発明の実施例に用いる非線形増幅回路の特性
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図4】従来例のエンジン制御用電子装置のブロック
図。
図。
【図5】図4のDA変換器の出力波形の第1の例を示す
グラフ。
グラフ。
【図6】図4のDA変換器の出力波形の第2の例を示す
グラフ。
グラフ。
1…ECU 2…スロットルボディー 3…スロットルポジションセンサ 4…アクセルポジションセンサ 5…入力バッファ 6…AD変換器 7…MPU 8…DA変換器 9…非線形増幅回路 10…モータ駆動回路 12…スロットル弁 13…スロットル軸 14…モータ 15…減速ギヤー 16…各種入力信号
Claims (1)
- 【請求項1】 スロットル開度をフィードバック制御す
るエンジン制御用電子装置において、スロットル開度の
目標値をディジタル値で設定する手段、このディジタル
の目標値をアナログの制御目標値に換算する手段であっ
て、スロットルの低開度域においては制御目標値の変化
を小さく、スロットルの高開度域で制御目標値の変化を
大きく換算する手段、およびこの制御目標値に応じてス
ロットルをフィードバック制御する手段を設けたことを
特徴とするエンジン制御用電子装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29424092A JPH06146970A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | エンジン制御用電子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29424092A JPH06146970A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | エンジン制御用電子装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06146970A true JPH06146970A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=17805168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29424092A Pending JPH06146970A (ja) | 1992-11-02 | 1992-11-02 | エンジン制御用電子装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06146970A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1081358A2 (en) * | 1999-09-01 | 2001-03-07 | Hitachi, Ltd. | Throttle controlling device |
-
1992
- 1992-11-02 JP JP29424092A patent/JPH06146970A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1081358A2 (en) * | 1999-09-01 | 2001-03-07 | Hitachi, Ltd. | Throttle controlling device |
EP1081358A3 (en) * | 1999-09-01 | 2003-06-04 | Hitachi, Ltd. | Throttle controlling device |
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