JPH06213027A - 車両の駆動力総合制御装置 - Google Patents

車両の駆動力総合制御装置

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JPH06213027A
JPH06213027A JP2049793A JP2049793A JPH06213027A JP H06213027 A JPH06213027 A JP H06213027A JP 2049793 A JP2049793 A JP 2049793A JP 2049793 A JP2049793 A JP 2049793A JP H06213027 A JPH06213027 A JP H06213027A
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JP
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throttle
opening
target opening
target
final
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JP2049793A
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Hideo Nakamura
英夫 中村
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】種々の制御項目毎のスロットル目標開度の切り
換えに際してエンジン出力に急激な変化が生じないよう
にする。 【構成】定速走行装置(ASCD)、トラクションコン
トローラから各スロットル目標開度TVOASC 、TVO
TCS がスロットルコントローラに入力される、スロット
ルコントローラでは、アクセルバイワイヤ用スロットル
目標開度TVOABW を演算するとともに、TVOABW と
TVOASC のうち大きい方の目標開度と、TVOTCS を
比較して、小さい方の値を最終スロットル目標開度TV
OSET として選択する。すなわちTVOTCS >TVOAS
C >TVOABW の優先順位をベースとする3データ間の
大小関係で、切り換える。これにより、各目標開度の大
小関係が入れ換わる点で切り替わるから、スロットル開
度に段差が生じない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、モータによってエン
ジンのスロットルバルブの開閉を行い、車両の駆動力を
制御する駆動力総合制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の駆動力総合制御装置とし
ては、例えば特開平2−201036号公報などに開示
されたものがある。これは、アクセル開度に基づく電子
制御スロットル装置、いわゆるアクセルバイワイヤ(A
BW)制御用の目標値(目標開度)と、定速走行装置
(ASCD)制御用目標値、並びにトラクション制御装
置(TCS)制御用の目標値の中から、各制御の切り替
えモードに応じて選択して、スロットルバルブの最終目
標開度としての開度指令を決定し、スロットル装置によ
るエンジンへの吸入空気量を制御するようにしたもので
ある。なお、各装置での制御の上記目標値は、スロット
ル開度、エンジントルク、駆動軸トルク、あるいはまた
一定エンジン回転当りの吸入空気量などの形で表わされ
るが、最終的にエンジン出力を制御するためのスロット
ル開度に変換されるものであり、以下、スロットル目標
開度で代表させて説明する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記ABW、ASC
D、TCSの各装置ではそれぞれ独立にその制御目標
値、すなわちスロットル目標開度を演算している。そし
て、各装置で演算された個別のスロットル目標開度が、
駆動輪のスリップ状態やASCDのスイッチ操作状況に
したがってその都度選択される。
【0004】この場合の最終スロットル目標開度の選択
切り換え状況が図10に示される。時間区間A’ではア
クセルバイワイヤ用目標開度TVOABW が、最終スロッ
トル目標開度TVOSET として選択されている。駆動輪
のスリップ状態が検出されると、トラクション制御用目
標開度TVOTCS が、全開相当の例えば80degから
スリップを抑止するのに必要な小開度に変化し、このT
VOTCS が区間B’において最終スロットル目標開度T
VOSET として選択される。
【0005】その後駆動輪スリップ状態が解消される
と、区間C’で再びアクセルバイワイヤ用目標開度TV
OABW が、最終スロットル目標開度TVOSET として選
択される。区間D’では、ASCD用セットスイッチが
ドライバーによって押されたのに対応して、ASCD用
目標開度TVOASC が、ゼロ開度から走行速度を目標車
速に維持するのに必要な開度になり、ドライバーがアク
セルペダルを戻すと、TVOASC が最終スロットル目標
開度TVOSET として選択された状態となっている。
【0006】ここで、再び駆動輪のスリップ状態が検出
されると、区間E’ではまたTVOTCS が最終スロット
ル目標開度TVOSET として選択される。駆動輪のスリ
ップがおさまると、区間F’でASCD用目標開度TV
OASC が再び最終スロットル目標開度TVOSET として
選択される。
【0007】図10に示されるように、上記従来例にお
いては、区間A’からB’、区間B’からC’、その他
各区間の切り換えタイミングにおいて、最終目標スロッ
トル開度に段差が生じている。すなわち、各制御の切り
替えモードに応じて単純に各制御目標値間を切り換える
のみであるため、制御の切換の前後におけるスロットル
目標開度値の間に大きな開きが発生することが避けられ
ず、このような開きが発生したときには、その切換の際
にエンジン出力が急激に変化して、駆動トルクに段差が
発生して車両の運転性が損なわれてしまうという問題が
ある。したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、
制御の切り換えに際してエンジン出力に急激な変化が生
じないようにした車両の駆動力総合制御装置を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、図1
に示すように、個別にスロットル目標開度を演算する複
数の制御目標値演算手段1(1a、1b、…)と、スロ
ットル開度を検出するスロットル開度検出手段2と、前
記複数の制御目標値演算手段1で演算された各スロット
ル目標開度の大小関係に基づいて最終スロットル目標開
度を演算する最終目標開度演算手段3と、スロットル開
度検出手段2によって検出されたスロットル開度が最終
目標開度演算手段3で演算された前記最終スロットル目
標開度と一致するようにスロットル開度を制御するスロ
ットル開度制御手段4とからなるものとした。
【0009】
【作用】各スロットル目標開度の大小関係から最終スロ
ットル目標開度を求める最終目標開度演算手段を設けた
から、各スロットル目標開度の大小関係が変わる時点、
すなわち各スロットル目標開度が交差する点で制御間の
スロットル目標開度が切換わり、スロットル開度に段差
が生じない。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。この実施例ではABW、ASCD、並びにTCS
の制御に基づいて車両の駆動力が制御される。図2に本
実施例のシステム構成が示される。エンジンの吸入空気
量を調節するスロットルバルブ8は、DCモータおよび
電磁クラッチを用いた電子式のスロットルアクチュエー
タ30により駆動される。スロットルアクチュエータ3
0にはアクセルペダル13からのアクセルワイヤ14が
接続されるとともに、その第1および第2の電磁クラッ
チ32、33とDCモータ31はスロットルコントロー
ラ10の出力により制御される。
【0011】スロットルコントローラ10は、ワンチッ
プマイコンで構成され、CPU、RAM、ROM、デジ
タルポート、A/Dポート、ならびに各種タイマーを内
蔵している。スロットルコントローラ10にはアクセル
センサ15、およびスロットル開度検出手段としてのス
ロットルセンサ16が接続されている。アクセルセンサ
15は、スロットルアクチュエータに設けられたアクセ
ルセンサ15Aとアクセルペダル13部に設けられたア
クセルセンサ15Bとで2重系とされ、それぞれ、アク
セル開度ACCをポテンショメータの出力電圧によって
検知する。スロットルセンサ16はスロットル開度TV
Oをポテンショメータの出力電圧によって検知する。
【0012】ASCDコントローラ11には、車速セン
サ17、自動定車速制御の開始を指示するセットスイッ
チ18、自動定車速制御の解除を指示するキャンセルス
イッチ19が接続されている。車速センサ17は、トラ
ンスミッション出力軸などに設けられた電磁ピックアッ
プ等を含み、車速に比例した周波数のパルス信号を出力
する。トラクションコントローラ12には、車両前後の
各車輪の回転速度を検出する車輪速センサ21、22が
接続され、駆動輪のスリップ検出が行なわれる。
【0013】図3は、スロットルアクチュエータ30の
詳細構造を示す。アクセルペダル13から導かれたアク
セルワイヤ14が接続されるアクセルドラム36と、D
Cモータ31が装備され、アクセルドラム36とスロッ
トルバルブ8のスロットル軸35との間にノーマルクロ
ーズタイプの第1の電磁クラッチ32が設けられるとと
もに、DCモータ31とスロットル軸35との間にノー
マルオープンタイプの第2の電磁クラッチ33が設けら
れている。
【0014】スロットル軸35にはスロットルバルブ8
を閉方向に付勢するスロットルバルブ用リターンスプリ
ング38が設けられ、アクセルドラム36には、これを
閉方向に付勢するアクセルドラム用リターンスプリング
37が設けてあるさらに、スロットル軸35上にはスロ
ットルバルブ8の回転角を計測する前述のスロットルセ
ンサ16、アクセルドラム36にはその回転角を計測す
る前述のアクセルセンサ15Aがそれぞれ所定の位置に
配置してある。
【0015】第1および第2の電磁クラッチ32、33
は各々スロットルコントローラ10からその電磁クラッ
チコイル39、40への通電のオン、オフにより作動
し、常時は、第1の電磁クラッチ32では、クラッチプ
レート41がアクセルドラム36と連結方向にスプリン
グ43で付勢されており、第2の電磁クラッチ33で
は、クラッチプレート42がDCモータ31から遮断さ
れる方向にスプリング44で付勢されている。
【0016】スロットルコントローラ10はアクセルセ
ンサ15から入力するアクセル開度を基にABWとして
のスロットル目標開度TVOABW を演算する。ASCD
コントローラ11では、ドライバーによってセットスイ
ッチ18が押されることによりASCD制御が開始さ
れ、そのセットスイッチ18が押された時点での走行速
度を目標車速として記憶し、実車速がこの目標車速に一
致するようなASCD用のスロットル目標開度TVOAS
C を演算する。この演算結果のデータはシリアル通信で
スロットルコントローラ10へ出力される。
【0017】トラクションコントローラ12は、駆動輪
の回転速度を検出する車輪速センサ21と従動輪の回転
速度を検出する車輪速センサ22からの信号を基に計測
された駆動輪のスリップ率Sが所定値S0を越えた場合
に、エンジン出力を低減させるトラクション制御用のス
ロットル目標開度TVOTCS を演算し、シリアル通信で
その演算結果データをスロットルコントローラ10へ出
力する。ASCDコントローラ11ならびにトラクショ
ンコントローラ12もスロットルコントローラ10と同
様に、ワンチップマイコンとして構成されている。
【0018】そしてスロットルコントローラ10では、
その内部で演算したスロットル目標開度TVOABW に加
え、ASCDコントローラ11から入力されたASCD
用スロットル目標開度TVOASC と、トラクションコン
トローラ12から入力されたトラクション制御用スロッ
トル目標開度TVOTCS の3目標開度を基にして、最終
スロットル目標開度を決定し、実スロットル開度がこの
目標値に一致するような、DCモータ31の駆動電圧を
出力する。
【0019】図4には上記ASCDコントローラ11に
おける制御動作のフローが示される。まずステップ10
1において、車速センサ17の出力波形から車速VSP
が計測される。ステップ102で、キャンセルスイッチ
19の状態がチェックされる。キャンセルスイッチ19
がオフであれば、ステップ103に進み、セットスイッ
チ18の状態がチェックされる。そしてセットスイッチ
18がオンのときにはステップ104に進み、オフなら
ばステップ106に進む。
【0020】ステップ104では、その時点における車
速VSPを、目標車速VSPR として記憶し、次のステ
ップ105でASCD作動フラグをセットして、ASC
D作動状態に入ることが記憶される。一方、ステップ1
06においては、ASCD作動フラグの状態がチェック
され、このフラグが立っているときにはステップ107
に進んで、ASCD制御演算が実行される。
【0021】ステップ107においては、目標車速VS
PR と実車速VSPとの偏差から、PI制御則を用いて
ASCD制御用スロットル目標開度TVOASC が次式に
より演算される。 TVOASC =Kp×VSPD +Ki×VSPI VSPD =VSPR −VSP VSPI =VSPI (old)+VSPD ただし、VSPI (old)は、前回サイクル時のVS
PI の値 Kp、Kiは定数 である。
【0022】ステップ102におけるチェックでキャン
セルスイッチ19がオンであれば、ステップ108に進
み、ASCD作動フラグがクリアされて現行のASCD
制御が解除される。このあとステップ109で、ASC
D用スロットル目標開度TVOASC から所定開度ΔT1
を減算してスロットル目標開度がリセットされる。ただ
し、全閉相当のTVOASC =0となった場合にはリセッ
トは停止される。上記フローが例えば300msecな
ど一定のサイクル周期で繰り返される。ステップ101
〜109が発明の制御目標値演算手段の1つを構成して
いる。
【0023】次に、図5にはトラクションコントローラ
12における制御の流れが示される。まず、ステップ2
01において、車輪速センサ21、22の出力波形を基
に、従動輪の回転速度Vfと駆動輪の回転速度Vrが計
測される。続いてステップ202で、両回転速度Vfお
よびVrから、駆動輪のスリップ率Sが演算されるとと
もに、ステップ203において、スロットルセンサ16
の出力をA/D変換したものを基に、スロットル開度が
計測演算される。
【0024】そして次のステップ204において、駆動
輪のスリップ率Sが基準レベルS0と比較される。スリ
ップ率Sが基準レベルS0 より大きい場合には、ステッ
プ205に進んで、トラクション制御演算が行なわれ
る。ここでは、次式のように実スロットル開度TVOか
ら所定開度ΔT2を減算した値がトラクション制御用ス
ロットル目標開度TVOTCS とされる。ただし、TVO
TCS =0の場合は減算は行なわれない。 TVOTCS =TVO−ΔT2
【0025】ステップ204の比較においてスリップ率
Sが基準レベルS0 以下のときには、ステップ206に
進み、トラクション制御の解除が行なわれ、次式のよう
にスロットル目標開度が所定開度ΔT3を加算されてリ
セットされる。ただし、全開相当のTVOTCS =80
(°)の場合は行なわれない。 TVOTCS =TVOTCS (old) +ΔT3 TVOTCS (old) は前回サイクル時のTVOTCS
の値である。上記フローが例えば10msecのサイク
ルで繰り返される。ステップ201〜206が発明の制
御目標値演算手段の1つを構成している。
【0026】次に、スロットルコントローラ10におけ
る制御の流れが図6に示される。まず、ステップ301
において、各センサ類、スイッチ類からの入力信号に基
づいて、システムの診断が行なわれ、ステップ302
で、故障の有無が確認される。システムが正常であれ
ば、ステップ303に進み、アクセルセンサ15からの
出力をA/D変換したものを基に、アクセル開度ACC
が計測演算される。
【0027】続いてステップ304において、スロット
ルセンサ16からの出力を同様にA/D変換したものか
らスロットル開度TVOが計測演算される。そしてステ
ップ305で、アクセル開度ACCから、予め記憶して
おいたマップデータに基づいて、アクセルバイワイヤ用
スロットル目標開度TVOABW が演算される。上記マッ
プデータは、駆動系特性と車両の運転性を考慮して予め
決定される例えば図7に示されるような特性を表わすも
のとして記憶されている。
【0028】このあとステップ306において、先のA
SCDコントローラ11から入力されたASCD用スロ
ットル目標開度TVOASC 、トラクションコントローラ
12から入力されたトラクション制御用スロットル目標
開度TVOTCS 、ならびにステップ305で演算された
アクセルバイワイヤ用スロットル目標開度TVOABWの
3データのなかから、最終スロットル目標開度TVOSE
T が選択決定される。
【0029】この最終スロットル目標開度TVOSET の
選択決定は、図8の選択マップに従って行なわれる。こ
こでは、TVOTCS >TVOASC >TVOABW の優先順
位をベースとして、3データ間の大小関係をもとにいず
れかが選択されるものとされている。つまり、TVOAB
W とTVOASC のうち大きい方の目標開度と、TVOTC
S を比較して、小さい方の値を最終スロットル目標開度
TVOSET としている。
【0030】ステップ307では、PID制御等の公知
の制御手法を用いて、最終スロットル目標開度TVOSE
T と実スロットル開度TVOとの偏差TVOD に基づい
て、モータ駆動電流を指示するDUTY、モータ回転方
向を指示するDIRが演算される。 次いで、ステップ
308において、マイコンの所定のI/OレジスタにD
UTYおよびDIR、ならびに電磁クラッチ駆動電流の
オン、オフを指示するCLUTCHが書き込まれ、PW
M信号とモータ回転方向を指示する1ビット信号、電磁
クラッチ駆動信号が出力される。これにより、図示省略
した公知のDCモータ駆動用ブリッジ回路などを経てD
Cモータ31が駆動され、スロットルバルブ8が作動制
御される。
【0031】ステップ302のチェックにおいて、シス
テムが正常でない場合には、ステップ309に進んで、
CLUTCH、DUTY、DIRの各値が初期化されて
次のサイクルに入る。スロットルコントローラ10で
は、上記のフローが例えば1msecごとのサイクルで
繰り返される。ステップ301〜305が発明の制御目
標値演算手段の1つを構成し、ステップ306が最終目
標開度演算手段を、そしてステップ307、308がス
ロットル開度制御手段を構成している。
【0032】図9は、以上の構成になる実施例における
最終スロットル目標開度の変化状況を示す。区間Aで
は、アクセルバイワイヤ用目標開度TVOABW が、最終
スロットル目標開度TVOSET として選択されている。
すなわち、まずTVOABW とTVOASC が比較される。
ここではASCDはセットされておらず、TVOASC は
ゼロである。したがって大きい方のTVOABWと、TV
OTCS とが次に比較されて、小さい方のTVOABW の値
が最終スロットル目標開度TVOSET として選択されて
いる。この選択状況は、図8の選択マップにおけるモー
ドM2に該当する。
【0033】駆動輪のスリップ状態が検出されると、ト
ラクション用目標開度TVOTCS が、全開相当値からス
リップを抑止するのに必要な小開度方向に変化する。T
VOTCS がTVOABW の値よりも低くなると、その時点
で最終スロットル目標開度TVOSET としてTVOTCS
に切り換えられ、区間Bとなる。選択マップにおけるモ
ードM4に該当する。
【0034】次に区間Cは、再び選択マップにおけるモ
ードM2に該当する。すなわち、駆動輪のスリップ状態
が解消して、TVOTCS の値が上昇してきてアクセルバ
イワイヤ用目標開度TVOABW を越したとき、小さくな
った側のTVOABW が選択されて最終スロットル目標開
度TVOSET となっている。
【0035】この間にASCD用セットスイッチ18が
ドライバーによって押されると、ASCD用目標開度T
VOASC が、ゼロから車速を目標車速に維持するのに必
要な開度にまで上昇するとともにアクセルペダル13が
開放されTVOABW が全閉値に向かう。 この結果TV
OASC がTVOABW を越したとき両者のうち大きいほう
が選択され、これがTVOTCS と比較されて小さいほう
のTVOASC が最終スロットル目標開度TVOSET とし
て選択されて、区間Dとなる。選択マップにおけるモー
ドM1に該当する。
【0036】区間Eでは、また駆動輪のスリップ状態が
検出されたことにより、トラクション制御用目標開度T
VOTCS が、全開相当値からスリップを抑止するのに必
要な小開度方向へ下降し、TVOTCS がASCD用目標
開度TVOASC より小さくなった点で、TVOTCS が最
終スロットル目標開度TVOSET として選択されてい
る。これは選択マップにおけるモードM3に該当する。
【0037】駆動輪のスリップ状態がおさまり、TVO
TCS が全開方向へ上昇してASCD用目標開度TVOAS
C を越すと、TVOTCS と比較して小さくなったほうの
TVOASC が再び最終スロットル目標開度TVOSET と
して選択されて区間Fとなる。選択マップにおけるモー
ドM1に該当する。
【0038】このように、本実施例では、アクセルバイ
ワイヤ、定速走行、ならびにトラクション制御における
各スロットル目標開度の大小関係のみに基づいて最終ス
ロットル目標開度TVOSET を選択するようにしたか
ら、図9に示されるように各装置のスロットル目標開度
が互いに一致する点で切り換えられる。これにより、各
コントローラはそれぞれにスロットルバルブの実開度情
報を要することなく、最小限の入出力データだけで、簡
単なシングルバルブ型のスロットル装置でも駆動トルク
に段差変動のない円滑な駆動力制御が得られる。
【0039】
【発明の効果】以上のとおり、本発明は、個別にスロッ
トル目標開度を演算する複数の制御目標値演算手段に対
して、最終目標開度演算手段を設けて、その複数のスロ
ットル目標開度間の大小関係に基づいて最終スロットル
目標開度を演算するようにしたから、各スロットル目標
開度の大小関係が入れ換わる時点で制御間のスロットル
目標開度が最終スロットル目標開度として切換わり、切
り替わりの際にスロットル開度に段差が生じない。した
がって、種々の制御項目毎にコントローラを分割構成し
た場合にも、各コントローラからは最終目標開度演算手
段へそれぞれのスロットル目標開度のみを送出するだけ
で、シングルバルブ型のスロットル装置でも円滑な駆動
力制御が得られ、コストアップを招くことなく快適な運
転性が確保されるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図である。
【図2】発明の実施例を示すブロック図である。
【図3】スロットルアクチュエータを示す断面図であ
る。
【図4】ASCDコントローラにおける制御の流れを示
すフローチャートである。
【図5】トラクションコントローラにおける制御の流れ
を示すフローチャートである。
【図6】スロットルコントローラにおける制御の流れを
示すフローチャートである。
【図7】アクセルバイワイヤ用のアクセル開度とスロッ
トル目標開度の関係を示す特性図である。
【図8】スロットルコントローラにおける選択マップを
示す図である。
【図9】実施例における最終スロットル目標開度の変化
状況を示す図である。
【図10】従来例における最終スロットル目標開度の変
化状況を示す図である。
【符号の説明】
1 制御目標値演算手段 2 スロットル開度検出手段 3 最終目標開度演算手段 4 スロットル開度制御手段 8 スロットルバルブ 10 スロットルコントローラ 11 ASCDコントローラ 12 トラクションコントローラ 13 アクセルペダル 14 アクセルワイヤ 15(15A、15B) アクセルセンサ 16 スロットルセンサ 17 車速センサ 18 セットスイッチ 19 キャンセルスイッチ 21、22 車輪速センサ 30 スロットルアクチュエータ 31 DCモータ 32 第1の電磁クラッチ 33 第2の電磁クラッチ 35 スロットル軸 36 アクセルドラム 37、38 リターンスプリング 39、40 電磁クラッチコイル 41、42 クラッチプレート 43、44 スプリング TVOABW アクセルバイワイヤ用目標開度 TVOASC ASCD用目標開度 TVOTCS トラクション用目標開度 TVOSET 最終スロットル目標開度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02D 41/22 310 E 8011−3G

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 個別にスロットル目標開度を演算する複
    数の制御目標値演算手段と、スロットル開度を検出する
    スロットル開度検出手段と、前記複数の制御目標値演算
    手段で演算された各スロットル目標開度の大小関係に基
    づいて最終スロットル目標開度を演算する最終目標開度
    演算手段と、前記スロットル開度検出手段によって検出
    されたスロットル開度が前記最終目標開度演算手段で演
    算された前記最終スロットル目標開度と一致するように
    スロットル開度を制御するスロットル開度制御手段とか
    らなることを特徴とする車両の駆動力総合制御装置。
JP2049793A 1993-01-13 1993-01-13 車両の駆動力総合制御装置 Pending JPH06213027A (ja)

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Effective date: 19990817