JPH07502798A - 動力付バタフライ本体を設けたエンジン制御システム - Google Patents
動力付バタフライ本体を設けたエンジン制御システムInfo
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- 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】
動力付バタフライ本体を設けたエンジノ制御システム本発明は燃料噴射/ステム
を装備した自動車の内燃機関用の動力付バタフライ本体を設けたエンジン制御1
1/ステムに関する。
自動車の火花点火式内燃機関を装備している従来の燃料噴射/ステムでは、少な
くとも1つの遮断要素が(以下「バタフライ」と呼ぶ)、バタフライ本体のダク
トの中のスピンドルに回転可能に設けられており、ケーブルで操作される機械的
な伝達によって加速ペダルに接続されていて、運転手からの要求に応じて、エン
ジンへの流入空気流量を変化させるためにダクト内のバタフライの角度が制御で
きる。
同時に近代の火花点火エンジンは電子制御とモニタリングの装置を装備している
。この装置をエツジ/制御ユニットと呼ぶ。エンジン制御ユニットはコンピュー
タを含んでおり、工7ジ/の点火回路と燃料噴射回路の制御とモニタリングの機
能をもっている。
このエンツノ制御ユニットはエンジンの操作パラメータを検出する幾つかのセッ
サと接続されており、そのセッサから、信号、特にエンジン速度、エンジンのシ
ャフトの位置、取込ロマニホールドの空気圧を表わす信号を空気温度、冷却回路
の水温の信号を共に受取る。これらの信号は述べられているものに制限されない
。
この制御ユニットのメモリに記録されているデータに基づくと共に、このエンジ
ン制御ユニットが接続されているセッサからの受信信号に基づいて、ニンジン制
御ユニットは点火及び噴射回路を制御する命令を作り出し、噴射器の巻線、燃料
ボ/プ、及び点火コイル等の回路のアクチユエータに命令を送信し、アクチエエ
ータを作動させる。
その結果、点火及び噴射回路の操作は、エンジンを使用するある構成の下で、特
ニ、冷温始動の間及び低速アイドルで操作するときに、空気供給回路の制御と一
貫している方法と同様にして適切に制御される。従って、運転手の要求に従って
以下のことが起こる。即ち、バタフライの角度がセンサによって検出される。
センサは対応する信号をエンジノ制御ユニメトに送信する。エンジン制御ユニ。
トはこの信号を考慮に入れて、制御信号を作り出し、それを点火及び噴射回路の
アクチュエータに送り、更にエンジンが始動する段階及び低いアイドルで運転す
る段階で別の制御信号を作り出し、それをバタフライをうま(作動させる電気ス
テップモータのようなアクチュエータに送信する。この後者のアクチェエータは
、バタフライの回りのバイパスとして空気取込回路に設けられている。
更に、安全や運転を快適にするための設備、例えば、tイールスビノを防止する
ための/ステム、車輪のロックを防止する/ステム、運転者により選択される速
度を設定する/ステムを自動車に装備する方法も知られている。これらのシステ
ムの各々は、電子制御装置やモニタリング装置を持っており、適当なセンサから
情報を受けて、乗物の運転状態やその部品の運転状態を見ながら、これらの情報
をもとに過当なアクチーエータに伝達される制御命令を用意する。
上に述べた特別なシステムの各々にχ1し、適当なアクチュエータの1つは、例
えばバタフライの角度を制御する電気モータのようなアクチュエータであり、こ
のバタフライと加速ペダル、士イールスピンを防止する/ステムのアクチュエー
タは、安全性の明白な理由から、加速ペダルの作動により、運転者によってなさ
れる制御に優先するアンチロノクシステムのアクチーエータと連結しているケー
ブルによる機械的制御と並行に設置すられている。
しかしながら、安全/ステム(反ナイールスピン、アンチロック)が割り込む期
間外では、流入空気の制御は、加速ペダルを運転者が作動させることにより、運
転者が直接制御できる。このことから、過渡状懸では乗物の運動が変化するとき
に、特に、工/ツノトルクが、ある程度、駆動輪によって制御される。
この欠点を克服するために、加速ペダルとバタフライの角度の間の機械的伝達法
則の代りに、その角運動の連続する性質を制御し、最終的には低いアイドル速度
を設定する機能の他に、バタフライの動的訂正の機能を組込んだプログラム可能
な伝達法則を使用する提案がこれまでなされてきた。
その結果、加速ペダルとバタフライの間に、電気モータ等の付加的なアクチュエ
ータやフンピ講−夕を念む付加的制御監視装置を設けることが提案されてきた。
この付加的制御装置は、加速ペダルの角度を検出するセンサからの信号を受信し
、この信号を考慮して、バタフライをうまく作動させるアクチュエータを制御す
るための信号を作り出すものである。
バタフライを巧みに制御するために、少なくとも2つの異なるアクチェエータを
備える装備を単純化して、1つのアクチュエータでバタフライの位置を制御する
ことが最近提案されている。
2つのアクチュエータとは、1つは二/ツノ制御ユニットにより直接制御されて
おり、冷温始動の間及び低いアイドル速度を設定するために作動を始めるらので
、池の1つは前記制御ユニットによって制御され、加速ペダルの位置に敏感で、
動的な訂正と前進性の機能を要求するアクチュエータである。
動的な訂正と前進性の機能に対しては、各々速度を設定するためのシステム、士
イールスビノを防止するだめの/ステムに属する第3又は第4のアクチュエータ
を付加してもよい。
バタフライの位置を制御する1つのアクチュエータは、それ自体がそれ専用の電
子制御監視装置によって制御され、バクフライ制御ユニットと呼ばれるもので、
対応する七ノ号から受信する加速ペダルの角度を表す信号に基づ(たけてなく、
適当なコノタフタから受信した信号並びにバタフライ制御ユニットに接続されて
いるエンジノ制御ユニメトからの信号にも基づいて、加速ペダルの位置とバタフ
ライの位置の間の伝達法則を作り出す。
ツノタフタから受信する信号とは、例えば、乗物の速度を設定するシステムの信
号であり、選択された速度を維持可能にする位置にバタフライを配置し、また、
必要な場合には再びバタフライを閉めて、ナイールスピンを防止するシステムか
らの信号である。
更に、そのような装置においては、バクフライの単1のアクチュエータ及びバタ
フライの角度を検出するセッサーは、各々、バタフライ本体に既に組込まれてい
た。この場合には、バタフライ制御ユニットは、一方で、電子電力回路によって
制御されるバタフライのアクチュエータに直接接続されており、他方では、バタ
フライの角度を検出する七/すに直接接続されている。
そのセ/すから発するバタフライの角度の信号はバタフライの位置を自動的に制
御する回路により受信される。この回路はバタフライ制御ユニットに設けられて
おり、バタフライの角度の信号を少なくとも1つの角度規準信号と比較し、この
比較からのり差信号に基づいてバタフライの位置を制御するための命令を作り出
し、前記電力回路に送信する。
このHaの欠点は、バタフライの制御がバタフライの制御ユニットのみに備えら
れていることであり、その結果、このユニ、トの故障及び、バタフライ制御ユニ
ットがエンジノ制御ユニメトから情報を受取るため通信ラインの故障の場合に、
安全性を損う要因となっていることである。
エンジンの動力をl&1少させるための)\タフライの閉鎖に関する安全性の欠
陥が、運転者の要求の監視に関しても見出されており、この監視は加速ペダルの
位置を検出する七ノ号−によってのみ行fiわれでおり、また、加速ペダルはバ
タフライ制御ユニットに1百接接続されている。同様に、バタフライの角度の監
視は、ノイタフライ制御ユニットに直接接続された対応する七/すによってのみ
行なわれる本発明を通じて、上記で述べたタイプの勤カイ1工/ノン制御/ステ
ムの欠点を克服することが提案されている。本発明の目的は、採用される構造の
観点及びそれを達成するための部品との両方の観点から、改善された安全性を示
す制御システムと、従来技術の/ステムよりも種々の実用的な要求に適した制御
/ステムを提案するこ七である。
更に正確には、この問題に関し、本発明の具体的目的はバタフライの位置、運転
者の要求、2つの制御ユニットの1つ及び/又は他方の正しい運転を監視するた
めだけでなく。必要な場合、2つの制御ユニ、トの間の通信ラインが切れている
場合においてもエンジンの動力を減少させるために設けられる冗長度きあるシス
テムを提供することである。
本発明の他の目的は、そのコストが上級車だけでなく中級車の自動車にも十分に
適用できる程度の構造をもった動力付バタフライ本体を備えたエンジノ制御/ス
テムを提案することである。
最後に、本発明の他の目的は、現在の二ノノノ制御ユニットに装備されているコ
ネクタに利用可能な全ピ/を使用することができるエツジ/制御#/ステムを提
案することである。
本発明による工/ツノ制御ユニットは比較的小さな範囲の変更のみで、全体のサ
イズや/ステムの廻りの部品への接続に関してはコノバチプルで、幾何学的にも
交換可能で、本発明によるエンジノ制御ユニメトを従来装備されてtまたエンジ
ンに組込んでも何の問題も生じない/ステムを提案するごとである。
この目的を達成するために、本発明の主題は、動カイ4バタフライ本体を備えた
エンジン制御/ステムであり、以下のものを具備するタイプである。即ち、少な
くとも1つのバタフライと、少なくとも1つのバクフライアクチ二エー夕と及び
少なくとも1つのバタフライの角度を検出するセンサーを具備する動力付バタフ
ライ本体を有し、前記バタフライは前記本体のダクトの中のスピンドルに設けら
れ、回転可能であり、前記バタフライアクチ二エー夕は前記バタフライのスピン
ドルの回転を惹起し、バタフライ本体に組ろ入れられており、前記センサもまた
バタフライ本体に組み入れられており、少なくとも1つの前記アクチュエータを
挿作する動力回路と少なくとも1つのバタフライの位置を自動制御する回路とを
具備する第1の電子計算制御回路を有し、前記バタフライ制御回路は前記バタフ
ライに直接接続されており、前記回路はバタフライの角度を検出するセンづ−か
ら受けた信号を、バタフライの位置に関する少なくとも1つの規準信号と比較し
、その比較の結果の誤差信号に基づいて、バタフライの位置を制御するための命
令を作り出し、その命令を動力回路に伝達するものであり、前記センサはバタフ
ライ制御回路と直接に接続されており、韮た、エンツノを制御するための第2の
電子計算制御ユニットを有し、このエンジン制御ユニットはエンジンの操作パラ
メータを検出するセンサーに接続されており、その七/寸−から少なくとも、エ
ツジ/の回転速度と、エンジンのシャフトの位置々、取り入れ口7ニホールドの
空気圧及び/又は空気流量に関する情報を受取り、噴射と点火を要求するための
命令を作り出し、その命令をエンジンの操作を制御する燃宇4噴削及びp5火回
路のアクチェエータに伝送し、情報を通信ライ/によって接続されているバタフ
ライ制御ユニットに伝送するエンジン制御ユニット(15)とから+lff1さ
れており、前記エンジン制御ユニットは、バクフライの角度の前記規準信号を、
工/ノン制御二二ノ)−に直接接続されている少なくとも1つのλ1応するセッ
サによって供給される加速ペダルの位置についての少な(とも1つの信号に基づ
いて作り出し、Fj記規準信号を通信ラインによってバタフライ−I89ユニッ
トに伝送し、バタフライ制御ユニットは単lの装置を構成するためにバタフライ
本体に組込まれており、バタフライの角度に関する前記信号は通信ラインによっ
てバタフライ制御ユニットからエンジン制御ユニットに伝送されることを特徴と
する。
しかしながら、安全システム(反ホイールスピン、アンチロック)が$1す込む
期間外では、取り入れられた空気の制御は、加速ペダルを運転者が作動させるこ
とにより、まだ運転者の直接に制御できる。このことから、過渡状態では乗物の
運動が変化すると同様に、特に、エンツノトルクがある程度、駆動輪に制御され
る。
この欠点を克服するために、加速ペダルとバタフライの位置の間の機械的伝達法
則の代りに、その角運動の連続する性質を制御し、最終的には低いアイドル速度
を設定する機能の他に、バタフライの動的訂正の機能を組込んだプログラム可能
な伝達法則を使用する提案がこれまでなされてきた。
その結果、加速ペダルとバタフライの間に、電気モータ等の付加的なアクチェエ
ータやフンビコータを含む付加的制御監視装置を設けることが提案されてきた。
この付加的制御装置は、加速ペダルの角度を検出するセンサからの信号を受信し
、この信号を考慮して、バタフライをうまく作動させるアクチェエータを制御す
るための信号を作り出すものである。
このように、エンジノ制御回路装置は、正常運転する構成で、3つの回路、即ち
、空気、燃料及びエンジンの点火の制御を行っている。
有利な実施例においては、前記動力付バタフライ本体のアクチエエータはバタフ
ライのスピンドルに直接取付けられており、そのスピンドルがバタフライとアク
チュエータに共通である。そして、このアクチュエータは使用部品の数を制限し
、かつ、このアクチュエータは2極制御の電気式アクチュエータであり、電力が
供給されないときはトルクを保持しな(1゜このアクチェエータはバタフライ制
御ユニ2)に作り出された電気命令手段により開く方向及び閉じる方向に操作す
ることができる。
更に、前記動力付バタフライ本体は、少なくとも1つのリターンスプリングを具
備し、前記リターンスプリングは前記アクチェエータがもはや動力を供給しない
ときはバタフライを閉じる方向に動かし、僅かに開いているが、乗物が低速度で
動くことができる程度の低いアイドルでエンジンを操作する位置にまで閉じる。
アクチェエータの不作動を導くような通信回線又はバタフライ制御装置に故障が
ある場合に、リターンスプリングがバタフライを戻し、その結果、自動車は動く
が、車庫や修理工場まで低速度で動かすことができない。
この装置を改良するために、エンジンが、エンジン制御ユニットまたはバタフラ
イ制御ユニットからの命令に従って作動するが、アクチュエータの作動がない場
合、或いは過信ライ/の故障などの理由から、バタフライがリターンスプリング
によって定められている低いアイドルの位置又はその近傍の位置に戻る場合には
、点火時期及び/又は噴射期間を訂正して、エツジ/の速度を制限する。
安全性を改良する目的で、特に、加速ペダルの位置を検出するセンサーの故障の
場合には、前記バタフライ制御ユニットはlI!接に、少なくとも1つの加速ペ
ダルの動作を検出するセンサにII続されており、前記センサは、例えばペダル
の作動を検出するためのコノタフタまたはペタルの位置を検出する第2のセンサ
からなり、加速ペダルからの信号はエンジン制御ユニット及びバタフライ制御ユ
ニットに対して分画され、加速ペダルの作動を検出するセンサからの信号がバタ
フライ制御ユニットからエンジン制御ユニットに通信ラインを介して伝送される
。
更1こ、安全性を改良するために、前記エンジン制御ユニットは、主として取り
入れロマニナールドの空気圧又は、・及び空気流量を検出するセ/す及びエンジ
ン速度を検出するセッサから受取る1^報に基づいて、バタフライの再構築され
た角度の信号を作り出し、荊紀再榎築される角度はエンジン制御ユニ、トにおい
て履行される少なくとも1つの統一した制御手順で、前記規準信号及び/又はバ
タン、ライの角度を検出するセッサからの信号で通信ラインを介してバタフライ
制御ユニットから受信した信号と比較し、前記再構築した位置信号は通信ライン
を介してバタフライ制御ユニットに伝送される。
このように、バタフライの位置を検出するセンサーが故障の場合には、バタフラ
イ制御装置はバタフライの再構成した位置信号を使用することができる。
この信号はエンジノ制御装置によって送信され、エンジノ制御装置によって渡さ
れた基準を実質的に考慮してバクフライを位置決めするように指定された自動制
御パラメータと結合される。
さらに、自動車の特別な状朽及び/又はエンツノの運転に関連する物理量の値を
考慮にいれるために、加速ペダルに表された運転者の要求を考慮しないで、空気
回路を制御するために、前記エツジ/制御ユニ、トは、少な(とも部分的に、例
えばエンジン速度等の少なくとも1つの別の信号を考慮して作り出したもので、
プログラムされた法則に合致する規準を加速ペダルの位置を検出するセンサから
受信した信号に基づいて作り出した規準の代りに使用して、低いアイドル速度、
又は乗物の速度を設定或いは乗物の速度を設定又は制限するもので、前記側の信
号は、例えば、エンツノの冷却水の温度のようなエンノンの運転パラメータを検
出する少なくとも1つの付加的センサからの信号、及び/又は、例えばホイール
スピノを防止するための装置、車輪をロックから防止するための装置、自動ギヤ
ボックスを制御するための装置、乗物の高度を制御するための装置のような乗物
の少なくとも1つの他の計算制御装置からの信号、又は、噴射された燃料の量、
エンジンに吸入された空気量又は加速ペダルの運動の順行性質及び/又は遷移状
態のエツジ/トルクの変化のような噴射及び点火回路の操作パラメータに基づい
てエンジン制御ユニットにより作り出された少なくとも1つの信号からの信号で
ある。
特に、自動車が速度を設定する/ステムを備えることもできる。この場合は、例
えば、設定の開始/停止の信号速度規準を選択する信号のような速度の設定を要
求する信号、ブレーキ信号及び/又は運転手又は池のソースから来るクラ、子信
号でエン)7制御ユニy+によって考慮されている信号が、通信ラインによって
、バタフライ制御ユニットかりエンノン制御ユニットに伝送され、前記バタフラ
イ制御ユニットは前記信号を少なくと61つのクラブチフンタフタ、ブレーキフ
/ククタ、開始/停止及び/又は速度規準を選択するコ/タクタの手段によって
得るのが有利である。
このように、バタフライ制約ユニットはインタフェースとして用いられ、それを
介してエツジ/制御ユニットに向けられた惰相は通過するが、この情報を受ける
ためにエツジ/制御ユニットのフ不りタの形を変えるZ・要件はない。というの
は、この目的のための端子は、接続端子の数が少ないこと、更に、バタフライ制
御ユニットを/ステムの他の部品に接続する必要から、バタフライ制御ユニット
で使用できるからである。
通信回線に関し、この回線は並列11続、又は直列接続で、一方向又は2方向で
、1本の導線ライン又はフィンの導線ライン又は1本又は2本の導線をもつ2方
向ライ/でその中を情報が明確な/−ケノス及びいわゆる「VANJ又はrCA
NJプロトコールのようなプロトフールに従って双方向に流れる。
しかし、好ましくは、前記通信ラインは2方向/リアルライノであり、少なくと
も2本の電気及び/又は光導線からなり、その各々はエツジ/制御ユニットとバ
タフライ制御ユニットの間に一方向の通信を櫂供するものであり、前記シリアル
ラインは2つの制御ユニ1トの間にクロ/り信号を伝送する少な(とも1つの(
1加的な導体を具liしている。
この回線をエツジ/制御ユニットに接続するためには、従来のエツジ/制御ユニ
ットのフネクタに設けられた端子を、低いアイドルで運転する空気量を審11j
するためのアクチュエータの挿作するために、有利に使用することができる。
更に、この/ステムの操作の安全性を改良するために、前記2つの制御ユニット
の各々は、自己診断手続及び相互診断手続を行うものであり、その診断手続は各
ユニット内において、そのユニットの人出力に関する診断、計算の診断、そのユ
ニットが他のユニットから通信ライ/を介して受信する情報の診断、各制御ユニ
ット内で前記ライ/を管理する回路及び通信プロトコルによって行なわれるテス
トによって検討される正しい操作の診断を行こなう。
この目的のために、前記2つの制御ユニ2)の各々は、通信ライン及び/又は他
方の制御ユニットに故障がある場合にも、前記の診断を提供するために十分な信
号を直接に受信している。
このような構成によれば、故障が診断された場合に、エンジン制御ユニット又は
バタフライ制御ユニットによってバタフライを開く限度の制限を可能にするので
ある。その構成は、少なくともバタフライの位置を自動制御とアクチュエータの
動力制御のためのマイクロコントローラを少なくとも1つ具備しており、そのマ
イクロフットローラはバタフライ本体に組み込まれている。
更に、好ましくは、前記2つの制御ユニットの各々は、少なくとも1つのマイク
ロコノトローラを具備している。
従って、故障が起きた場合には、バタフライ制御ユニットが電気的制御手段また
はアクチュエータの不作動にによって、バタフライが閉じることを要求し、回線
がまだ操作できるときは、エンジノ制御ユニ、トに噴射及び/又は点火の修正及
び/又は切断を要求するのように構成するのが有利である。対象的に、故障が起
きたときは、工/ノア制御ユニットは直接に噴射及び/又は点火の修正及び/又
は切断を要求してもよいし、回線がまだ使用可能なときは、1<タフライ制御ユ
ニットに電気制御またはアクチュエータの不作動によって、バタフライを閉じる
ように二青求してもよい。
/イタフライの角度を再構築するために、これまでに述べた実施例の変影として
、空気流量を測定する装置を空気上ノ寸−の代わりに、または、それに加えて使
用してもよい。そして、この装置を動力付バタフライ本体に組み込むのが有利で
ある。そして、対応する信号は通信回線を介してバタフライ制御ユニ、トからエ
ンジノ制御ユニ、トに送られる。エツジ/制御ユニットは、この信号を、バタフ
ライの再構築した位置の信号を作り出すために受信したエンジンの速度の信号と
一緒に考慮する。
噴射装置がいわゆる/ノグルボイノト型で、流入ノ(イブに燃料を噴射するため
に、バタフライの上流に、1つ又は並べた2つの噴IJ器を具備するときは、噴
射器と圧力制御器を念も燃料供給回路を、動力付・ダタフライ本体に組み入れる
ことは可能である。噴射器の制御は、例えば、デジタル信号として、エンジン制
御ユニットからバタフライ制御ユニ、トに通信ラインを介して伝送する。
本発明の池の特徴及び利沖は、以下に述べる非制隔的な方法で、/ステムのプロ
、り図を表している唯一の図を引用した実施例から明白になるであろう。
動力付バタフライ本体を備えた工/ツノ制御/ステムは、唯一の添付図でブロッ
ク線図で示されており、その/ステムは、動力付ツクタフライ本体2と)〈タフ
ライ制御装置3と吋ばれる電子二1算制陣ユニ、トからなる電子機械装置を含む
ブロックlをfA惰している。
動カイ1バタフライ本体2自体は、例えばフルこニウム合金製で、ダクトがそこ
を横切っていて、そのダクトの中のスビノドル6上に/<タフライ5が軸支され
ているバタフライ本体4それ0体を、l・タフライ5の回転を制御するためのア
クチユエータ7及びバタフライ5の角度を検出するセンサー8の他に、具備して
−する。アクチュエータ7とセノ+−8はバタフライ本体4と直接一体として構
成されている。
アクチュエータ7は、バタフライ5のスビ/ドル6に直接取付けられている回転
型電気アクチュエータであり、良好な精度と摩擦を減少させるために2個のポー
ルベアリノグによって支持されているスピノドル6だけが、機械部品の数を少な
くするために、アクチュエータ7とバタフライ5のために設けられている。
アクチュエータ7はステ、ブモータを用いてもよいが、好ましくは、円環状巻線
をもつ固定子と永久磁石を具備し、刷子がなく、比較的大きな回転子/固定子の
空隙(0,8mmまで)をもつトルクモータで構成するのがよい。このトルクモ
ータは取付を容易にし、固定子の中で回転子が機械的に動かなくなる危険性を少
なくし、動力が供給されていないときに残留の保持トルクがない。
]ルツクー夕は、安定状セにおいて、低い電力消費の直流で動力が供給される。
そして、スタートアップの間、バタフライ5の位置決めを低い電圧(約5.5V
)で操作することができる。このトルクモータは二極制御をもつモータで、バタ
フライ5を開(方向にも、閉じる方向にも電気信号で制御可能で、バタフライ5
を90度の角度偏位を可能にしている。この偏位にわたって、トルクモータは実
質的に一定のトルクを示し、この角度偏位に対しては短時間で、例えば1方向又
は他の方向に100m5のオーダで移11できる。そして、これは、エンジンの
応答時間及び自動車の力学的拘束と調和している。ステップモータではなく、ト
ルクモータを選択することにより、バタフライ5の位置決めに対し、より精度の
良い角度を得ることができ(0,10以下)、同時にモータに電圧が作用してい
ないききlこ残留トルクがないという安全性のPI徴を得ることができる。また
、限られたコストで大きな信軸性を与えるとともに、組立の容易性と高度の単純
性及び機械的頑丈さも同様に得られる。
動力付バタフライ本体2において、リターノスプリノグ(図示していない)がバ
タフライ5をその閉鎖位置に押し突けており、アク子ユニータフに動力が供給さ
れないと、バタフライ5は静止の位置に戻っている。それは僅かに開いた位置で
、この位置ではエンジンは低いアイドルで運転可能で、その結果、乗物は低速度
で動き続けることができる。リクーノスブリ/グのこの静止の位置は、バタフラ
イが完全に閉じている位置ではなく、またそれは単lのリター/スプリングの構
造や調整によって得るようにしてもよい。
別の実施例として、2つのスブリ/グを用いて、バタフライ5が僅かに開いてい
る静止の位置に対応する平衡点を定めてもよい。
バタフライ5の角度を検出するセンサー8はホール効果上フサ−でもよいが、好
ましくは、バタフライの角度をリコビーするためにボテシンッメータを選ぶのが
よい。それにより、このヂテン/gメータをアクチュエータ7と一体に構成する
ことができる。
従って、動力付バタフライ本体2は補助的な空気弁なしで、構成することができ
、容積と重量が減少し、従来のバタフライ本体と交換可能である。この動力付き
バタフライ本体2は、利用できる2つのエネルギー源を持っていることに注目せ
よ。これにより、エンノンのあらゆる運転条件の下で、バタフライ5を閉じるこ
とができる。2つのエネルギー源とは、電気的アクチュエータ7(2極制御をも
つトルクモータ)とりターノスプリングである。
バタフライの電気制御装r!13はバタフライ本体4に直接組込まれる。この電
気制御装a3は、アクチュエータフを制御するための電源回路9とアナログデジ
タル変換器を備えたマイクロコノトローラ10を具備している。この電源回路9
はアクチュエータ7に直接接続されている。マイクロコノトローラIOは、好ま
しくは一体杉成するのがよい。それは、バタフライ5の角度をリコビーするため
の七/4t−8に直接接続されていて、角度の意味で特にバタフライ5を以下に
より目動制御している。即ち、センづ−8から受けた信号をバタフライの角度の
参照信号と比較しく参照信号は以下に規定される条件の下で、形成され、バタフ
ライの制御装5!3に伝達される)、及び比較から得られる誤差信号に基づいて
、バタフライの角度を制御するための命令を作り出し、多分中間段階11を経て
電源回路9に伝送される。この中間段階11は、電力段階9とマイクロコントロ
ーラ10の間のイノタフエース段階であり、制御信号を整形する。電力段階9で
は、電力はパルス巾変調の脈動信号に制御された+4gのブリツノによって供給
される。
その結果、マイクロコツトa−ラ10からの出力が詰まっている間は、Hffi
ブリツノは不作動となる。
バタフライ5の動きは比例、積分及び微分型の自動制御閉ループによって制御さ
れ、モニタされている。そして低いアイドル速度の設定を提供するために、0.
1度よりも良好な、十分な分解能を提供する。
バクフライ5の制御装置13は、Ti源供給ユニット12を具備しており、それ
は導線13及びx4によって電池(図示されていない)に接続されており、一方
では電力段階9に電力を供給し、他方では、マイクロコノトローラ10.97形
段階I1.及びバタフライの角度をリコピーするためのヂテ//ヨメータ8に種
々の電圧の電力を供給している。ボテツノl+メータ8からの信号は動力付バタ
フライ本体2に組込まれているマイクロコントローラlOによってのみ読み出さ
れ、混信を排除している。制御装a3は、また、以下に述べる池の役割をも果た
している。
このシステムは、エンジン制御ユニットと呼んでいる電子計算及び制御ユニット
15を備えており、それは、また、マイクロコノトローラの形で実現され、アナ
ログデジタル変換器を組込んでいる。
このエンジン制御ユニット15は、その内部構成として、l1iiの二/ジン制
御計算機の構成と比較して、変更は限られている。特に、標準エンノンの計算機
のコネクタと同じコネクタを装備し、幾何学的形状や全体のサイズは同じである
。
エンジン制御ユニット15は、16でエンジンの運転パラメータを検出スるセッ
サーに接続されている。そのセッサーは参照番号17で表わされており、+8で
エンジノ速度についての信号とエツジ/シャフトの位置についての信号を検出し
、19で、入ロマニ士−ルドの空気圧の信号を検出し、20で、エンジンの冷却
水の温度についての信号を検出する。
二ニア115は、これらの信号に基づいて、噴射と点火を制御する命令を作り出
し、21で、参照番号22で表わされているエン)/の燃料噴射と点火回路用の
アクチュエータに伝送する。その操作は、ユニット15が制御し、モニタしてい
る。特に、ユニット15は、噴q1の時期と期間を決定する。それは、供給燃料
の圧力を考慮して、噴射される燃料のmの決定を可能にしている。また、ユニッ
ト15は、ヰ目当する制御命令を、噴#4器の巻線に23で送信し、燃料ポツプ
に24で送信する。同時に、ユニット15は、点火の時期とエネルギーを定め、
相当する命令を点火フィルに25で送信する。
工/、;ン制御ユニット15は、また、加速ペダル27の角度に関する信号を少
なくとも1つの角度上/す28から26で受ける。
角度七ノ4t28は、例えば、ペダル27の角度をリコピーするボテノン璽メー
クからなる。
このセッサ28は加速ペダル27と一体に構成されていてもよく、また、このペ
ダル27とは分離しており、ケーブルで接続されていてもよtl。(蔦ずれの場
合ら、セッサ28は2個のりターノスブリノグを備えている。
加速ペダル27は、オブ/ヲノとして、いわゆる「キックダウン」として知られ
ている機能のために硬い箇所を表面にもっていてもよい。加速ペダル27は、ま
た、ペダルの動作を検出するためのセッサ29と結合して0る。このセンサ29
は・例えば「フット・オフ」)/タフタ−と云わiする。ペダル27の作動(こ
敏感なマルチコンタクタ−である。七/号29はペダル27の角度を検出する第
2(f) セ;/’t、例んは第2のボテ//7メータでもよい。 ・セ/す2
9は、加速ペダル27からの信号で、一方では、エンジン制御ユニブト3に行き
、他方ではバタフライ制御ユニ、(3に行く信号を分離するため(こ、バタフラ
イ制御ユニット3に導線30によって直II I!続されて(鬼る。
バタフライの制御ユニット3は、また、ブレーキセフすに直接接続されている。
ブレーキセ/すは、この実施例では、ブレーキペダル31の動作用のコンタクタ
32からなり、導線33によって、バタフライ制御ユニット3に接続されている
。
バタフライ制御ユニット3は、導線33と並列に、少なくとも1つの導線、例え
ば4つの導線34〜37によって、乗物の速度を設定する機能を制御するための
制御ユニット38に接続されている。例えば、導線34は、このシステムを開始
/停止のためのコンタクタに接続され、導線35はクラッチコンタクタまたは自
動ギヤボノクスコノタクタに接続され、導線36と37は各々、選択されたスピ
ードをメモリにストアするための]/ククタ及び乗物の規準スピードを選ぶため
にメモリからこの情報を取り出すコンタクタに接続されている。
更に、バタフライ制御ユニット3は、IJ線39によって、スピードを設定する
ための/ステムの操作を指示する警報灯と接続されている。
2つの制御装置3と15は、情報を交換するための通信回線40を介して他方に
接続されている。この通信回線40は色々なPjlのタイプのものでもよい。し
かしながら、少なくとも2つの導線41及び42を含む2方向/リアルラインを
用いるのが有利である。前記導線の第1のもの41は、エンノノ7制御ユニフト
15からバタフライ制御ユニット3に情報を伝送し、第2のもの42は、反対方
向に情報伝送を提供する。導線41と42の各々は、制御ユニット3と15の間
の一方向通信を提供し、それらは電気伝導線からできている。しかし、2つの制
御ユニット3と15の各々が、適当な光−電気変換器を装備しているならば、前
記導@4tと42は先ファイバを用いたIJllでもよい。
通信線40は、2つの制御装a3と15の間にクロlり信号を伝送する少なくと
も1つの付加的連綿43を具備しているのが有利である。
安全性の理由から、変形例として、2方向/リアルライノ40は2つの導線41
と42に限られるが、ノエスト44であってもよい。そして、それは、通信線4
Oをエンジン制御ユニット15に接続するために、従来のエンジン制御ユニット
に装備されているコネクタに利用できる端子を使用するこきができる。前記コネ
クタは、最新のバタフライ本体の補助空気制御弁のアクチュエータまで接続する
ために装備されている。この設備は更に使用の利益を増大させている。何故なら
ば、本発明によるエツジ/制御ユニットI5は、最新の制御ユニットと比較して
できる限り変更されておらず、それらに装備されているコネクタに利用できる端
子が、付加的なコネクタを取付ける必要なしに、使用できるからである。
2つの制御ユニット3及び15の各々は、受信信号と送信信号の統一のために虞
供している手順に従って、当該ユニットの外部との情報交換を管理する段階を備
えていて、シリアル通信線40を管理し、正しい操作が、前記ユニット3及び1
5の各々と通信規約に実行されるテストによってモニタされている。従って、制
御ユニット3と15の各々は管理する機能と、処理機能と、人出機能、即ちシリ
アルインタフェース機能を合体させ、適当なメモリを含んでいるのが1r利であ
る。
/リアルライン40によって、2つの制御ユニ、ト3七15は情報を交換する0
バタフライ制御ユニlト3は、乗物のスピードを設定する機能を制御する制御ユ
ニ、ト38から発して制御ユニ、ト3にくる信号、即ち、この機能を開始/停止
する信号、クラ、チ又は自動キ゛ヤf7クスを動作させる信号、及びメモリにス
トアし又は乗物に対して選ばれたスピードのlIJ?Jをメモリから読出してく
るための信号の他に、特に、バタフライ5の角度に関する信号をエンジン制御ユ
ニット15に送信する。前記角度に関する信号は、センサ8、加速ペダル27と
接合している「フlト・オフ」コンタクタ29、及びコンタクタ32から受信す
る。
スピードの設定を制御するためのこれらの信号は、制御ユニット38かうRして
おり、エンジン制御ユニット+5に考慮される目的があり、バタフライの制御ユ
ニット3と7リアルライ/40を通過する。それは、単に、対応するコネクタ端
子をユニット3のコネクタに組込むのが有利だからである。何故ならば、ライン
34〜39をエンノン制御ユニット15に直接接続すると形を変えたコネクタが
必要になるからである。更に、バタフライの制御ユニット3はエンノン制御ユニ
ット15と同様に、自己診断及び相互に作用する診断手続を実行する。各ユニッ
トの診断手順はそのユニットの人出に関する診断、その計算に関する診断、及び
、ノリアルライノ40を介して他のユニットから受ける情報に関する診断を実行
する。その結果、ユニット3は、通信を有効にするメツセージの他に、動力付バ
タフライ本体2に関する自己診断情報、ユニット3に関する自己診断情報をライ
ン40を介して、ユニット15に送信する。
エツジ/制御ユニット15は、反対方向に、ユニット3にバタフライの位置に関
する規準信号を伝送する。ユニット3はバタフライの再構築した角度に関する信
号を作り出し、バタフライ5を駆動し、計算を達成し、必要な手順を実行し、診
断をM行し、もし必要ならば、スピードの設定のための/ステム38の操作を示
す警告ラップを制御する信号の池に以下に定義する緊急測定を行うための信号を
作り出している。
そして、ユニット3は、通1gを有効にするためのメツセージの他に、エンジン
制御ユニット15の自己診断に関する情報を、導線39を介して警告ランプに再
び送信する。
エツジ/制御ユニット15で、バタフライの再構築された角度に関する信号の作
成が主にユニット15が対応するセンサから受信した取入口マニホールドの空気
圧に関する信号と工/ツノスピードに関する信号に基づいて、規定されているユ
ニット15は、−貫したモニタエフ1手続を実行する。その手続きは互いに、ユ
ニットからライフ40経由で受信したバタフライの角度についての信号、バタフ
ライの再構築した角度についての信号、及び、セ/す28から受信した加速ペダ
ルの位置についての信号を比較する。同様に、バタフライの制御ユニ・7ト3も
一貫したモニタリング手続を実行して(翫る。その手続きは、お互いに、センサ
8から直接に受信したバタフライの角度についての信号、及びエンノン制御ユニ
ット15から/リアルライ/40を経由して受信した規準角度及び再構築した角
度についての信号を比較する。
上記の変形上して、取入口空気流量信号の代りに取入口マニホールドの空気圧信
号を代用し、バタフライの再横築した角度の信号を得るために、主としてエンジ
ン速度の信号と結合してもよい。
この場合には、例えば、温薄膜又は温針金型の体積流量計を動力付バタフライ本
体2に組み込み、取入口空気流量信号はバタフライの制御ユニット3で読取り、
/リアルライ/40を経由させて、エツジ/制御ユニ1ト15に伝送してもよい
。
上Tyiべたように、エンジン制御ユニット15の池の役割は、噴射と点火を制
御しなから同時に、バタフライ5を制御する角度を計算すること、即ちバタフラ
イの位置の規準を作り出すことである。このバタフライの位置についての規準信
号は、ペダル五B従モードを考慮して、加速ペダル27/バタフライ5のプログ
ラムされた伝達法nりによって与えやれる。
即ち、この伝達法則は、加速ペダル27を介して、運転手により伝えられる要求
、基本的にはヂテノ/3メータ28によって供給されるペダル27の位置の信号
の関数として、他のパラメータを考慮している。他のパラメータとしては、例え
ば、速度設定モードにおける乗物の速度、ホイールスピンを防止するまたはホイ
ールのロックを防止するための/ステムの計算機等の搭載コンピュータからの信
号、ギヤボックス或いは電子制御変速機からの信号、接続@rx〜46の各々に
よってエツジ/制御ユニットI5に直接伝達される、或いはバタフライの制御ユ
ニット3に伝送し、/リアルライン40を11由してエンツノ制御ユニット15
にC云送される信号である。
この規準を作る法Llξ1は、また、冷却水の温度、エンジン速度、特に低いア
イドル速度の設定モードにおけるエンジン速度等のエンジンの運転条件も考慮に
入れている。この法則は、また、乗心地に関して採用している方策も採用してお
り、加速ペダル27の運動に関して、バタフライ5の角度の進行を導入するため
の重み付き係数やバタフライに対して動力学的訂正を適用するための重み付き係
数をも考慮に入れている。
考慮に入れるべき池の方策は、取り入れられた空気の管理及び噴射燃料の量の管
理によって汚染を防止し、燃料消費を節約する方策であってもよい。更に、バタ
フライの位置についての規準法則の公式化は、また、ユニット15によって診断
される状態に基づいて与えられている。
要約すれば、この゛工/ノン制御ユニット15は基本的には次の機能を与えてい
る。即ち、物理的入力量を表わす少なくとも1つの信号、及び/又はその/ステ
ムは関連する/ステムの状態に基づいて、上に述べたような、バタフライの位置
の規準の公式化、自己診断及びバタフライの他の制御装置3との相互診断、必要
な場合の緊急手段の適用及びシリアルライノ40の管理をする機能を与えている
。診断が故障である場合には、ユニ、)+5は導線47の手段によって警報灯の
指示器を操作するようにすることもできる。
バタフライの制御ユニット3は、その役割として、上に述べたシリアルライン4
0を管理すること、速度を設定するための/ステム操作に必須の入力を得ること
及び自己診断やユニット15の相互診断の相当する信号を池のユニブト15にラ
イ/40を経由して送信することの役割の他に、更に、必須の基能を果たす。
即ち、ユニット3がライン40を経由してユニット15から受信したバタフライ
角度の規準信号の応用であり、エツジ/制御ユニット15によって伝えられた規
準に基づきバタフライ5を正確に位置決めするための、バタフライ5の角度の自
動制御と、バタフライ5がスイッチオンされた時間をチェックしてバタフライ5
の角度の初期化である。
ユニット3及び15の1方又は/及び他方が故障と診断したとき、または統一手
順の実行により、問題のユニットで作り出された信号及び/又はこのユニットに
接続しているセッサから得た信号が、/リアルライ/40を通して他のユニブト
から得た信号との矛盾が明らかになったときは、故障又は矛盾の程度に従って、
緊急手段が2つのユニット3及び5の一方及び/又は他方に適用される。緊急手
段の方策は診断された欠陥に従って、乗客の安全を保護するために徐々に適用さ
れる。一方では、エンジノの操作を停止するような危険な場合を除き、低速度で
乗物が動き続けるようにしている。
緊急モードにおいては、事故の出所や過酷さの機能としての進行動作は、限度は
あるが、第2の機能、例えば乗物の速度を設定するモードの操作を阻止する等を
行うようにしてもよい。これは、診断された事故の場合にエンジン制御ユニット
15によ−)で、またはバタフライの制御ユニット3によって要求されるバタフ
ライの開きの最大限度に、制限を設けるらのでもよい。適用される緊急手段はバ
タフライ5を再び閉じる要求の電気信号であってもよく、それは、2つのユニ。
ト15と3の1方及び/又は他方から発しているものでもよい。緊急手段は、ま
た、低い速度で乗物が動かす機械的機能を保ち続けながら、バタフライ5のアク
チュエータフの動作を抑えることであってもよい。
アクチュエータフの作動がないという0とは、エンジン制御ユニット15からの
電気命令又はバタフライの制御ユニット3からの電気命令に一致し、シリアルラ
イン40の切断、またはユニットI5の故障によって起こされるようにしてもよ
い。その結果は、リター7スブリノグの作用によって、加速の低いアイドルの位
置又はその近傍(α置にバタフライ5を戻すことであり、それは、エンジン制御
ユニ、ト15の内部では、工//)の速度を制限するために点火及び/又は噴射
の時期の訂正を導く。
危険の場合には、例尤/リアルライン40が切断していても、別の経路によって
エンジノの動力を減少させることは可能である。一方では、エンツノ制御二二ッ
)15は噴射及び/又は点火の切断を要求し、他方では、バタフライ5を閉じる
ようにしてもよい。これは2つの手段によって行える。即ち、エンジン制御ユニ
ット15またはバタフライの制御ユニットからの要求によって電気的に行うか、
又は、アクチュエータ7のパワー制御段階9の不活性化をした後、リターンスブ
リ/グによって機械的に行うこともできる。
/リアルライ/40の故障が検出されたとき、及び運転手がエンノンのパワーを
制御できない事故が起ったことを制御ユニット15が検出したときは、エンジン
制御ユニット15は、エンジンのパワーを減少させるために、噴射及び/又は点
火の修正或いは切断を要求するようにしてもよい。
アクチュエータフの動力供給は、ブレーキペダル31が作動したときは、バタフ
ライの制御ユニット3によって、多分ある時間遅れの後で、切断するようにでき
る。
このように、本/ステムの構成は、その3つの回路、即ち、空気供給回路、燃料
供給回路及び点火回路によってエンジノの全体的管理が可能であり、また、必要
によってこれら3つの回路を非常に迅速にかつ同時に動作させることのできるエ
ンジン制御ユニットi5のみによってエンジンの全体的管理が可能であることは
注目される。従って、動力付バタフライ本体2にバタフライの電気制御ユニット
3を連結されている合体ユニット1はエンジン制御ユニット】5に関して、動力
付バタフライ本体2が知的アクチュエータとして作動するユニットのようなもの
であり、バタフライの制御ユニット3はエンジン制御ユニット15とマスタース
レーブの関係にある。
以上に述べてきたように、本/ステムは、構成要素と結合した安全性の特徴と上
で説明したような本/ステムの構成を接続した安全性の特徴及び本システムとの
冗長性により、高度の信頼性を示し、事故の場合のきわめて高い安全性を保障し
ている。
特に、各制御ユニット3及び15は、/リアルライン40に外乱がある場合又は
切断がある場合及び77′又は他方の制御コニノドが故障している場合でも、十
分な自己診断のために供給される情報を受ける。
更に、本/ステムはバタフライ5の位置をモニタするための2つの分離した手段
を(H供している。第1の手段はバタフライのスピ/ドルに設けたボテシン1メ
ータのようなセッサであり、そこからの信号はバタフライの制御ユニット3によ
って直接に読取られ、ライン40を介して、エンジン制御ユニット15に送られ
る。
第2の手段は、バタフライの再構築された角度についての信号であり、この信号
は、エツジ/制御ユニ、ト15によって、特に、エンジンの速度と流入空気圧又
は空気流mに基づいて工1算される。バタフライの位置を検出するためのセッサ
8が故障の場合は、バタフライの制御ユニット3はバタフライの再構築された角
度の信号を使用してもよい。制御ユニット3は、その信号をライン40を介して
、エンジン制御ユニット15から受信し、バタフライの検出された位置の信号の
代りに用いるように指定されている自動制御・くうメータと結合させて、lイタ
フライの角度の自動制御を提供する。即ち、エンジン制御ユニット15から渡た
されたlU’lKを実質的に考慮してバタフライの角度を決める。これは多分効
率は損なわれるか、しかしバタフライ5の許容できる駆動に対しては十分な効率
である。
本/ステムは、また運転手の要求をモニタする2つの独立の手段を提供している
。第1の手段はセ/す28即ち、加速ペダル27の角度をリフビーするボテン/
ヲメークであり、そこからの信号はエン/)制御ユニット15によって直接読取
られる。
第2の手段は[フットオフJコ/タクタ29即ち、加速ペダル27の作動に敏感
な第2のボテツノgメータであり、バタフライの制御ユニy)3はそこからの信
号を1ri接に読み取りライ/40を介して、エンジン制御ユニット15に再伝
送する。その結果、加速ペダルの角度を検出するためのセンサ28が故障の場合
には、エンジン制御ユニット15は、バタフライの制御ユニット3とフンタフタ
29によって未だ加速ペダル27の作動についての利用できる情報をもっている
。
更に、この冗長性と安全性の特徴は、使用されるエンジンの操作パラメータを検
出するセンサをfI復させる必要なしに得られることは注目される。起っている
ことは、2つの制御ユニット3及びI5の各々を操作に必要な信号で、このユニ
2トには直接接続されていないセ/すから発生する信号が、他の制御ユニットと
シリアルライ/を通って、このユニットに到達するということである。2つの制
御ユニット3と15の各々は、外部システム又は関連/ステムからの情報を他方
のユニットに送るためのインタフェース、又は逆の意味で、この他の制御ユニッ
トから発する情報を外部/ステム又は関連/ステムに送るためのインタフェース
として用いることもできる声は注目される。
加速ペダル/バタフライのプログラム可能な変換法則の池に、本発明によるシス
テムの主要な特長は、2つのマイクロフットローラに機能を分散させていること
により、非常に多くの達成可能な機能を利用できることである。その機能のいく
つかは新規なものであり、それはエンジンの制御に作用するか、乗物の制御に作
用するかによって2つのカテゴリに分類できる。
第1のカテゴリにおいては、エツジ/のパワーを計測し、特に汚染物の放出とい
う意味で、また燃料消費という意味でエンジノの操作を最適にするという目的を
達成するために、スタート、特に冷温始動のためにバタフライを予備配置するこ
と、例えば、バタフライの角運動の減衰並びに水温の関数として低いアイドリノ
グスピードを設定すること、遷移状管下にある空気/燃料混合のリッチをめるこ
と及びエンジン速度を制限することを加速ペダル/l<タフライのプログラム可
能な伝達法則に組込ることかできる。
第2のカテゴリに属する機能は、その機能によって、r<タフライの角度の制御
が乗心地、運転の喜び及び/又は安全性を改良するための乗物に関する結果を生
じさせるような機能である。この#!能は、乗物の速度を設定及び/又は制限す
る機能、十イールスピノを起こさないようにバタフライを制御する機能、及び/
又はアノチロ1りの機能、急動を減少させる機能、電子ギヤボックス、反衝突シ
ステム、案内システム及び/又は例えばコーナリングのときのアクティブ・サス
ペノ7Mノ/ステムのような乗物の高さを制御する/ステムと相互作用する機能
である。
本発明によるエンノン制御ユニットを生産するために、最新の工/ジン制御ユニ
ットは基本的には維持されるかも知れない。本発明によるシステムにおいては、
/リアルライフ40をエノノ7MH二二、トI5に接続するために、従来のエン
ツノ制御ユニットの補助空気供給回路のアクチュエータを操作するためのコネク
タターミナルが使用されている。従来のユニットの補助空気回路を制御する制御
電子回路と比較すると、本発明の制御電子回路はバタフライの動的1ill!1
gの全範囲に拡張されている。(例えば、1時間当りの空気11j給量は0〜4
00kgである。)
1枚の図を引用してこれまでに述べてきた本/ステムはマルチポイント皇(分岐
型)の噴射装置に特に遇している。マルチポイント皇の噴射装置とは、エンジ/
の各/す/グに少なくとも1つの噴射器を含み、噴射パイプの下流端で、エンツ
ノの/す/ダヘノドのすぐ近(のバタフライ本体の下流に噴射を行うものである
。もし、噴射装置がソングルヂイント型の噴11[に適している場合は、単1又
は2つの並んだ噴射器は、バタフライ本体4に直接合体させて取付け、バタフラ
イ5の上流に直接燃料を噴射する。また、噴射器に供給するための圧力制御器も
この本体4に組込まれる。
フロントページの続き
(72)発明者 ワレラン、フィリップフランス国 78500 サルトルヴイ
ル リュ ドウ ブリュッセル 15
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.燃料噴射システムを備えた火花点火内燃焼間のための動力付バタフライ本体 を有するエンジン制御システムであって、少なくとも1つのバタフライ(5)と 、少なくとも1つのバタフライアクチュエータ(7)と及び少なくとも1つのバ タフライの角度を検出するセンサ(8)を具備する動力付バタフライ本体(2) を有し、前記バタフライ(5)は前記本体(4)のダクトの中のスピンドル(6 )に設けられ、回転可能であり、前記バタフライアクチュエータ(7)は前記バ タフライ(5)のスピンドルの回転を惹起し、バタフライ本体(4)に組み入れ られており、前記センサ(5)もまたバタフライ本体(4)に組み入れられてお り、少なくとも1つの前記アクチュエータ(7)を操作する動力回路(9)と少 なくとも1つのバタフライの角度を自動制御する回路(10)とを具備する第1 の電子計算制御回路(3)を有し、前記バタフライ制御回路(3)は前記バタフ ライに直接接続されており、前記回路(10)はバタフライの角度を検出するセ ンサ(8)から受けた信号をバタフライの角度に関する少なくとも1つの規準信 号と比較し、その比較の結果の誤差信号に基づいて、バタフライの角度を制御す るための命令を作り出し、その命令を動力回路(9)に伝送するものであり、前 記センサ(8)はバタフライ制御回路と直接に接続されており、また、エンジン を制御するための第2の電子計算制御ユニット(15)を有しこのエンジン制御 ユニット(15)はエンジンの操作バラメータを検出するセンサ(17)に接続 されており、そのセンサ(17)から少なくとも、エンジンの回転速度(18) と、エンジンのシャフトの位置と、取入口マニホールドの空気圧及び/又は空気 流量(19)に関する情報を受取り、噴射と点火を要求するための命令を作り出 し、その命令をエンジンの操作を制御する燃料噴射及び点火回路のアクチュエー タ(22)に伝送し、情報を通信ライン(40)によって接続されているバタフ ライ制御ユニット(3)に伝送するエンジン制御ユニット(15)とからなる前 記制御システムにおいて、前記エンジン制御ユニット(15)はバタフライ(5 )の位置の前記規準信号を、エンジン制御ユニット(15)に直接接続されてい る少なくとも1つの対応するセンサ(28)によって供給される加速ペダル(2 7)の位置についての少なくとも1つの信号に基づいて作り出し、前記規準信号 を通信ライン(40)によってバタフライ制御ユニット(3)に伝送し、バタフ ライ制御ユニット(3)は単1装置を構成するためにバタフライ本体(4)に組 込まれており、バタフライ(5)の角度に関する前記信号は通信ライン(40) によってバタフライ制御ユニット(3)からエンジン制御ユニット(15)に伝 送されることを特徴とする前記エンジン制御システム。 2.前記動力付バタフライ(2)のアクチュエータ(7)は、例えばトルクモー タのような電気式アクチュエータであって、2極制御を有するが、電力が供給さ れないときはトルクを保持しないものであることを特徴とする請求範囲1に記載 のエンジン制御システム。 3.前記動力付バタフライ本体(2)のアクチュエータ(7)はバタフライ(5 )のスピンドル(6)に直接取付けられており、そのスピンドル(6)がバタフ ライ(5)とアクチュエータ(7)に共通であることを特徴とする請求範囲1ま たは2のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 4.前記動力付バタフライ本体(2)は少なくとも1つのリターンスプリングを 具備し、前記リターンスプリングは前記アクチュエータ(7)が動力を供給しな いときはバタフライ(5)を閉じる方向に動かし、僅かに開いているが、乗物が 低速度で動くことができる程度の低いアイドルでエンジンを操作する位置にまで 閉じることを特徴とする請求範囲1〜3のいずれか1に記載の前記エンジン制御 システム。 5.エンジンが、エンジン制御ユニット(15)またはバタフライ制御ユニット からの命令に従って作動しているが、アクチュエータ(7)の作動がない場合、 或いは通信ライン(40)の故障などの理由からバタフライ(5)がリターンス プリングによって定められている低いアイドルの位置又はその近傍の位置に戻る 場合には、点火時期及び/又は噴射期間を訂正して、エンジンの速度を制限する ことを特徴とする請求の範囲4に記載のエンジン制御システム。 6.前記バタフライ制御ユニット(3)は直接に少なくとも1つのブレーキセン サ(32)に接続されており、ブレーキペダル(31)が作動されたときに、バ タフライ制御ユニット(3)は切離され、或る時間遅れの後に、ブレーキセンサ (32)からの信号がバタフライ制御ユニット(3)からエンジン制御ユニット (15)に通信ライン(40)を介して伝送されることを特徴とする請求範囲1 〜5のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 7.前記バタフライ制御ユニット(3)は直接に、少なくとも1つの加速ペダル (27)の作動を検出するセンサ(29)に接続されており、前記センサ(29 )は例えばペダルの作動を検出するためのコンタクタまたはペダルの位置を検出 する第2のセンサからなり、加速ペダル(27)からの信号はエンジン制御ユニ ット(15)及びバタフライ制御ユニット(3)に対して分離され、加速ペダル の作動を検出するセンサ(29)からの信号がバタフライ制御ユニット(3)か らエンジン制御ユニット(15)に通信ライン(40)を介して伝送されること を特徴とする請求範囲1〜6のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 8.前記エンジン制御ユニット(15)は、主として取入口マニホールドの空気 圧又は/及び空気流量を検出するセンサ及びエンジン速度を検出するセンサから 受取る情報に基づいて、バタフライの再構築された角度の信号を作り出し、前記 再構築される角度はエンジン制御ユニット(15)において履行される少なくと も1つの統一した制御手順で、前記規準信号及び/又はバタフライ(5)の角度 を検出するセンサからの信号で通信ライン(40)を介してバタフライ制御ユニ ット(3)から受信した信号と比較し、前記再構築した位置信号は通信ライン( 40)を介してバタフライ制御ユニット(3)に伝送されることを特徴とする請 求範囲1〜7のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 9.前記バタフライ制御ユニット(3)は少なくとも1つの一貫した制御手順で バタフライの規準信号とバタフライ制御ユニット(3)が通信ライン(40)を 介してエンジン制御ユニット(15)から受信したバタフライの再構築された角 度の信号と対応するセンサ(8)から直接に受信した信号との中から少なくとも 2つの信号をお互いに比較することを特徴とする請求範囲8に記載のエンジン制 御システム。 10.前記エンジン制御ユニット(15)は、少なくとも部分的に、例えばエン ジン速度(18)等の少なくとも1つの別の信号を考慮して作り出したもので、 プログラムされた法則に合致する規準を加速ペダルの位置を検出するセンサ(2 8)から受信した信号に基づいて作り出した規準の代りに使用して、低いアイド ル速度、又は乗物の速度を設定或いは乗物の速度を設定又は制限するもので、前 記別の信号は、例えば、エンジンの冷却水の温度のようなエンジンの運転バラメ ータを検出する少なくとも1つの付加的センサからの信号、及び/又は、例えば ホイールスピンを防止するための装置(44)、車輪をロックから防止するため の装置(45)、自動ギヤボックスを制御するための装置(46)、乗物の高度 を制御するための装置のような乗物の少なくとも1つの他の計算制御装置からの 信号、又は、噴射された燃料の量、エンジンに吸入された空気量又は加速ペダル の運動の順行性質及び/又は遷移状態のエンジントルクの変化のような噴射及び 点火回路の操作パラメータに基づいてエンジン制御ユニット(15)により作り 出された少なくとも1つの信号からの信号であることを特徴とする請求範囲1〜 9のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 11.例えば、設定(36)の開始/停止の信号速度規準(35)を選択する信 号のような速度の設定を要求する信号、ブレーキ信号(33)及び/又は運転手 又は他のソース(38)から来るクラッチ信号(37)でエンジン制御ユニット (15)によって考慮されている信号が、通信ライン(40)によって、バタフ ライ制御ユニット(3)からエンジン制御ユニットに伝送され、前記バタフライ 制御ユニットは前記信号を少なくとも1つのクラッチコンタクタ、ブレーキコン タクタ、開始/停止及び/又は速度規準を選択するコンタクタの手段によって得 ることを特徴とする請求範囲1〜10のいずれか1に記載のエンジン制御システ ム。 12.前記通信ライン(40)はパラレル又はシリアルで、一方向又は2方向で 1本の導線ライン又はツインの導線ライン又は1本又は2本の導線をもつ2方向 ラインでその中を情報が明確なシーケンス及びいわゆる「VAN」又は「CAN 」プロトコールのようなプロトコールに従って双方向に流れるものであることを 特徴とする請求範囲1〜11のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 13.前記通信ライン(40)は2方向シリアルラインであり、少なくとも2本 の電気及び/又は光導線(41,42)からなり、その各々はエンジン制御ユニ ット(15)とバタフライ制御ユニット(3)の間に一方向の通信を提供するも のであり、前記シリアルライン(40)は2つの制御ユニット(3,15)の間 にクロック信号を伝送する少なくとも1つの付加的な導体(43)を具備してい ることを特徴とする請求範囲12に記載のエンジン制御システム。 14.前記2つの制御ユニット(3、15)の各々は、自己診断手続及び相互診 断手続を行うものであり、その診断手続は各ユニット内において、そのユニット の人出力に関する診断、計算の診断、そのユニットが他のユニットから通信ライ ン(40)を介して受信する情報の診断、各制御ユニット内で前記ラインを管理 する回路及び通信プロトコルによって行なわれるテストによって検討される正し い操作の診断を行ことを特徴とする請求範囲1〜13のいずれか1に記載のエン ジン制御ユニット。 15.前記2つの制御ユニット(3、15)の各々は、通信ライン(40)及び /又は他方の制御ユニットに故障がある場合にも、前記の診断を提供するために 十分な信号を直接に受信していることを特徴とする請求範囲14に記載のエンジ ン制御システム。 16.故障が生じた場合に、前記バタフライ制御ユニロット(3)は電気制御の 手段により、或いはアクチュエータ(7)を抑制することによってバタフライ( 5)の閉鎖を直接に要求し、通信ラインが未だ使用できるときは、エンジン制御 ユニット(15)に噴射及び/又は点火を修正し、遮断することを請求すること を特徴とする請求範囲14又は15のいずれか1に記載のエンジン制御システム 。 17.故障が生じた場合に、エンジン制御ユニット(15)は噛射及び/又は点 火の修正及び/又は遮断を直接に要求し、及び/又は通信ライン(40)が未だ 使用できる場合はバタフライ制御ユニット(3)に電気制御またはアクチュエー タ(7)を抑制することによって再度バタフライ(5)を閉じることを請求する ことを特徴とする請求範囲14〜16のいずれか1に記載のエンジン制御システ ム。 18.前記2つの制御ユニット(3、15)の各々は、少なくとも1つのマイク ロコントローラを具備していることを特徴とする請求範囲1〜17のいずれか1 に記載のエンジン制御ユニツト。 19.バタフライ(5)の角度を検出するセンサ(8)が故障の場合に、バタフ ライ制御ユニット(3)はバタフライ(5)の再構築された角度の信号を使用し この信号はエンジン制御ユニット(15)によって送信きれ、エンジン制御ユニ ット(15)によって供給きれる規準を実質的に考慮してバタフライ(5)を位 置決めするために指定されている自動制御バラメータと結合していることを特徴 とする請求範囲9〜18のいずれか1に記載のエンジン制御ユニット。 20.故障が診断された場合に、バタフライが開かれる範囲がエンジン制御ユニ ット(15)又はバタフライ制御ユニット(3)によって制限されることを特徴 とする請求範囲1〜19のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 21.前記バタフライ電気制御ユニット(3)はバタフライ(5)の角度の自動 制御とアクチュエータの動力操作を少なくとら備えたマイクロコントローラを少 な(とも1つ具備しておりバタフライ本体(4)と一体になっていることを特徴 とする1〜20のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 22.取り込み空気流量を測定する装置が動力付バタフライ本体(2)に組込ま れており、通信ライン(40)はバタフライ制御ユニット(3)からエンジン制 御ユニット(15)に、空気流量に相当する信号、特に、エンジン制御ユニット (15)によって再構築したバタフライの角度の信号を作り出すためにエンジン (18)の速度の信号を考慮した信号を送信可能であることを特徴とする請求項 1〜22のいずれか1に記載のエンジン制御システム。 23.いわゆるシングルポイント型の噴射システムを備えたエンジンに対し、少 なくとも1つの噴射器と圧力制御器を備えた燃料供給回路が動力付バタフライ本 体(2)に組込まれており、前記燃料供給回路は各噴射器の制御をデジタル信号 として、エンジン制御ユニット(15)からバタフライ制御ユニットに通信ライ ン(40)を介して伝送することを特徴とする請求範囲1〜22のいずれか1に 記載のエンジン制御システム。
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