JPS6394079A - トルワ制御装置 - Google Patents

トルワ制御装置

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JPS6394079A
JPS6394079A JP13122487A JP13122487A JPS6394079A JP S6394079 A JPS6394079 A JP S6394079A JP 13122487 A JP13122487 A JP 13122487A JP 13122487 A JP13122487 A JP 13122487A JP S6394079 A JPS6394079 A JP S6394079A
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JP
Japan
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engine
register
idle
value
ignition
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JP13122487A
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Toshio Furuhashi
俊夫 古橋
Masaaki Fujisawa
藤沢 正明
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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、エンジンがアイドル状態にある場合する。
従来より、アイドル時のエンジン回転速度制御方法につ
いては、エンジンの吸入空気量(混合気量を含む)又は
混合気の度合(空燃比)を繰作してアイドル回転速度変
動を防止する制御方式が種種提案されている。
この従来の方式では、吸気系、燃料系の応答遅れが支配
的である為、エンジン回転速度の変動の発生を検出して
吸気量、燃料量又は混合気量の追加を行なっても、追加
した址がエンジン回転速度の変動に対して有効に作用す
るトルクを発生するのは各種追加量が無い場合によって
決まる回転速度まで一旦低下した後であって効果が小さ
かった。
本発明は早い応答性を有したアイドル回転数制御方法を
得ることを目的とし、その特徴は実際のアイドル回転数
が変動することを検出し、その変動に基づいて点火時期
を変更してトルク制御するようにしたものである。
以下図面に基づき本発明の詳細な説明する。
第1図はエンジン系統全体のシステム図である。
先ず、エンジンのシリンダへ導びかれる吸入空気の流れ
について説明する。エアークリーナ2より導入された空
気はターボチャージャ4のタービン6により高速回転さ
れるコンプレッサ8により圧縮される。圧縮された空気
はスロットルチャンバ内に設けられたスロットルバルブ
10あるいはエアーバイパスバルブ14を介してエンジ
ンの各シリンダに導入される。第1図では1個のシリン
ダのみ代表的に示した。このシリンダには吸気バルブ1
6が設けられており、この吸気バルブ16の開弁時に空
気および後述する燃料からなる混合気が導入される。ス
ロットルバルブ10は運転者によって制御されるアクセ
ルペダル12と機械的に連動し、アクセルペダルの踏込
量に応じてスロットルバルブの開度が定まる。その結果
、空気抵抗が制御され、シリンダ内へ導入される空気量
が制御される。
次に燃料供給系につき説明する。燃料タンク20からフ
ィルタ22を介して燃料ポンプ24へ燃料が導びかれ、
燃料ポンプ24で加圧された燃料は燃圧制御弁26でイ
ンテークマニホールド圧に対し、一定圧力に保持される
ように制御される。
噴射弁28には燃圧制御弁26により制御された圧力の
燃料が導入され、制御ユニット30で作られた出力パル
スにより噴射弁が開き、燃料がインテークマニホールド
内に供給される。インテークマニホールド内に供給され
た燃料は、吸入空気と共に混合気を形成し、吸気バルブ
16を介してシリンダ内に導入される。
次に点火系につき説明する。バッテリ40にキースイッ
チ42を介して接続された点火コイルの他端は制御ユニ
ット3oに接続されている。制御ユニット30内に設け
られたパワートランジスタにより点火コイル44にエネ
ルギ充電の為の充電電流が供給される0次に該充電電流
が遮断されることにより点火コイル44の2次コイルに
高電圧を発生し、該高電圧はディストリビュータ46を
介して各シリンダに設けられている点火プラグ50へ供
給される。上記ディストリビュータ46はシリンダ内の
ピストン48により回転力が与えられる出力軸と機械的
に連動して回転する。
上述のシリンダに導入された混合気はピストン48によ
り圧縮され、点火プラグ50からの火花エネルギにより
燃焼を開始する。混合気の燃焼により生じる熱エネルギ
は機械エネルギに変換され、エンジンの出力軸を介して
機械エネルギが出力される。
次に排気系について説明する。シリンダ内の燃焼ガスは
排気バルブ(図示せず)を介して排気管52に導びかれ
、タービン6を回転させる。その後触媒ユニット54お
よびマフラ56を介して大気へ放出される。尚タービン
6にはバイパス通路60が設けられており、バイパス通
路の開口をダイヤフラム58で制御することによりター
ビン6の回転速度の調整が行なわれる。また排気管とイ
ンテークマニホールドとの間にEGRバルブ62が設け
られており、排気ガスが吸気系に導びかれる。スタータ
系を説明する。エンジンの出力軸にはスタータモータ6
4が必要に応じて接続される機構となっている。スター
タスイッチ6Gがターンオンすることにより、スタータ
モータが励磁され、それと共にスタータ軸に設けられた
ピニオンがエンジンの出力軸に設けられたフライホイル
に結合し、エンジンのピストンを駆動する。この動作に
よりエンジンのシリンダ内で熱エネルギが機械エネルギ
に変換され、エンジンはこの新たに発生したエネルギで
出力軸を動かす、このことによリエンジンは自走状態と
なり、スタート動作を完了する。
次にエンジン制御のためのセンサにつき説明する。制御
ユニット30には上記エンジンの各系統の状態を表わす
入力信号としてノックセンサ72、水温センサ74、ス
ロットルスイッチ76、圧力センサ78、クランク角セ
ンサ8o、排気ガスセンサ82、スタータスイッチ66
の各出力が入力される。ノックセンサ72は既に知られ
ている方法によりノッキング状態に応じてパルスを発生
する。水温センサ74はエンジンの冷却水温に基づくア
ナログ電圧をユニット30へ伝える。スロットルスイッ
チ76はスロットルの全開状態で41 HI+レベルの
出力を出し、その他の状態で゛′L″レベルの出力を出
す、圧力センサ78はインテークマニホールド内のスロ
ットルバルブ玉状の圧力に応じた電圧を出力する。
クランク角センサ80は既に知られている如く2種のス
リットを切った円板がエンジンの出力軸シャフトに同期
して回るディストリビュータのシャフトに固定され、該
円板の回転がホトカプラにより検知される。これにより
エンジンの出力軸の回転に応じ、基準角パルス(以下R
EFパルスと記す。)と単位回転角パルス(以下POS
パルスと記す。)とを発生する。4気筒エンジンでは基
準角(REF)パルスは90度毎に、単位(pos)パ
ルスは例えば2度毎にそれぞれ発生する。
次に制御ユニットについて説明する。第2図は第1図の
制御ユニット30の詳細回路構成図であり、セントラル
プロセツシングユニット(以下CPUと記す、)102
とリード・オンリ・メモリ104(以下ROMと記す。
)とランダム・アクセス・メモリ106(以下RAMと
記す。)と入出力回路108とから構成されている。上
記CPU102はROM104内に記憶された各種のプ
ログラムにより、入出力回路108からの入力データを
演算し、その演算結果を再び入出力回路108へ戻す。
これらの演算に必要な中間的な記憶はRAM106を使
用する。CPIJ102. ROM104. RAM1
06.入出力回路108間の各種データのやり取りはデ
ータ・バスとコントロール・バスとアドレス・バスから
なるパスライン110によって行なわれる。
入出力回路108には第1のアナログ・ディジタル・コ
ンバータ132(以下ADC(1)と記す)と第2のア
ナログ・ディジタル・コンバータ136(以下ADC(
2)と記す)とエンジン回転速度を検出する角度信号処
理回路140と1ビツト情報を入出力する為のディスク
リート入出力回路193(以下DI○と記す)との入力
手段を待つ。
ADC132にはバッテリ電圧検出センサ122(以下
VBSと記す)と冷却水温センサ74(以下TWSと記
す)と大気温センサ124(以下TASと記す)と調整
電圧発生器126(以下VH3と記す)とスロットル角
センサ128(以下θTll5と記す)と排気ガスセン
サ82(以下λSと記す)との出力がマルチ・プレクサ
130(以下MPXと記す)に加えられ、MPX130
によりこの内の1つを選択しADC(1)132以下へ
入力する。ADC(1)132の出力であるディジタル
値はレジスタ134(以下REGと記す)に保持される
また圧力センサ78(以下■C8と記す)はADC(2
)136へ入力され、ADC(2)136を介してディ
ジタル変換され、レジスタ138(以下REGと記す)
へセットされる。
角度センサ80(以下ANGSと記す)からはREF(
基準クランク角例えば180度クランク角を示す信号)
とPO3(単位角例えば2度クランク角を示す信号)と
が出力され、角度信号処理回路140へ加えられ、ここ
でエンジン速度の計測が行なわれる。DIO193には
スロットルスイッチ7G(以下T H−S Wと記す)
とトップギヤスイッチ142(以下TOP−SWと記す
)とスタータスイッチ66(以下S T A RT −
S Wと記す)とが入力されている。
次にCPUの演算結果に基づくパルス出力回路および制
御対象について説明する。噴射弁28を制御するための
制御回路152 (INJCと記す)は演算結果のディ
ジタル値をパルス出力に変換する回路である。従って燃
料噴射量に相当したパルス幅を有するパルスがINJC
152で作られ、ANDゲート154を介してインジェ
クタ28へ印加される。
点火パルス発生回路156(以下IGNCと記す)は点
火時期をセットするレジスタ(ADVと記す)と点火コ
イルの1次電流通電tjD始時間をセットするレジスタ
(DWLと記す)とを有し、CPUよりこれらデータが
セットされる。セットされたデータに基づいてパルスを
発生し、第1図の点火コイル44の1次電流を制御する
ためのイグニッション162へANDゲート158.1
60を介してこのパルスを加える。このIGNC156
は第8図を用いて後述する。
エアーバイパスバルブ14の開弁率は制御回路(以下l
5CCと記す)164からANDゲート16Gを介して
加えられるパルスによって制御される。l5CC164
はパルス幅をセットするレジスタl5CDと繰返しパル
ス周期をセットするレジスタI SCPとを持っている
。このl5CCの詳細回路は第7図で説明する。
第1図に示したEGR制御弁62を制御するEGR量制
御パルス発生回路168(以下EGRCと記す)にはパ
ルスのデユーティを表わす値をセットするレジスタEG
RDとパルスの繰返し周期を表わす値をセットするレジ
スタEGRPとを有している。このEGRCの出力パル
スはANDゲート170を介してEGR制御弁62に加
えられる。
このEGRC回路も第26図を用いて後述する。
また1ビツトの入出力信号は回路DIOIり3により制
御される。入力信号としてはスロットルスイッチからの
TH−SW倍信号トップギアスイッチ142からのTo
p−sw倍信号スタータスイッチ66からの5TART
−SW倍信号ある。また出力(3号としては燃料ポンプ
24を駆動するためのパルス出力信号がある。このDI
O193は端子を入力端子として使用するか、出力端子
として使用するかを決定するためのレジスタDDR19
2と、出力データをラッチするためのレジスタDOUT
194とが設けられている。
モードレジスタ172(以下MODと記す)は入出力回
路108内部の色々な状態を指令する命令を保持するレ
ジスタであり、例えばこのモードレジスタ172に命令
セットすることにより、ANDゲート154,158,
166.170を総て動作状態にさせたり、不動作状態
にさせたりする。このようにモードレジスタ172に命
令をセットすることにより、INJC152やIGNC
156。
l5CC164,EGRC168の出力の停止や起動を
制御できる。
以上のような構成において、まずエアーバイパスバルブ
14およびEGRバルブ62の作動を説明する。
第3図において、ステップ410でスロットルスイッチ
76がONかどうかが判断される。もしONであれば排
気ガス環流制御は行なわれない。
従ってステップ412へ進み、ここでレジスタEGRD
にゼロをセットする。このことによりEG、R弁62の
開弁率はゼロになる。次にステップ414でレジスタl
5CDに所定の値をセットする。このため、レジスタI
 SCDにセットされた値に応じて第1図のエアーバイ
パスバルブ14が制御される。バイパス通路の空気流量
を制御するエアーバイパスバルブ14は特定の運転状態
にンジンに負荷のかかるカーエアコンデショナーを使用
中の運転等の場合にはバイパス通路の空気流量を増加さ
せる。ステップ414で冷却水温に応じてエアーバイパ
スバルブ14のデユーティがレジスタI SCDに設定
される。この値に応じてアイドル時のエンジン回転速度
が制御される。このステップ414の終了により再び4
10へ進み、このフローを繰り返す。
一方スロットルスイッチ76がオンでない状態ではエア
ーバイバストバルブ14は開弁されず、代りにfJc気
ガス環流制御が行なわれる。このためにステップ418
でレジスタl5CDにゼロをセットする。ステップ42
2で冷却水温が一定値例えばTA’Cより品いかどうか
を判断し、もし高ければEGRを掛けないようにする。
このためステツブ426でEGRをかけない制御を行う
ための値ゼロを設定する。またステップ422で冷却水
温が一定値(TA”C)より低い値であればステップ4
24へ進む。ステップ424で冷却水温がT B ℃よ
り低いかどうかを判断する。もし低い場合、やはりEG
Rを掛けないのでステップ426でEGRをかけない制
御を行うために値ゼロを設定する。これらの値はステッ
プ430でEGRDレジスタにセットされる。
一方冷却水温T W h< T B ’Cより高<TA
”Cより低い場合EGRを行う、このときのEGR量は
圧力センサ78の出力VCとエンジン回転速度Nで定ま
る。出力VCとNとによるEGR量のマツプはROMの
アドレスに設けられており、このマツプから検索してE
GR量を定める。ステップ428でこの検索を行い、こ
の値をステップ430でレジスタEGRDヘセツ1〜す
る。このレジスタEGRDのセット値に応じて第1図に
示したEGR弁62は駆動される。
第3図に示したフローチャートでは、ステップ430あ
るいはステップ414の終了により、再びステップ41
0へ戻る。このようにすることによりコンピュータはエ
アーバイパスバルブ14を制御するためのステップ41
0からステップ414までのフローチャートかあるいは
ステップ418からステップ430までのステップのフ
ローチャートを常に実行できる。
次にスロットルスイッチがONの時の点火制御による回
転数の制御がステップ410から414と並行して行な
われる。このフローを第4図に基づき説明する。
第4図は第3図に示すフローより実行レベルの高いフロ
ーであり、まずステップ702で始動中かどうかを判断
する。始動中の場合、始動中の燃料を供給し、さらに点
火時期を決定するので、これらの計算の為にステップ7
04へ進む。このステップ704でエンジン冷却水温の
値TWに基づいて始動燃料を決定する。またステップ7
06でエンジン回転速度Nと水温TWとに基づいて点火
位置0を決定する。
一方始動中でない場合はステップ708でインテークマ
ニホールド圧Pとエンジン速度Nとから710〜724
は点火位置の演算フローチャートである。ここで制御さ
れる点火進角値はエンジン回転速度Nに対し第5図の如
き特性になる。つまりアイドル回転速度NLL値より低
くなると進角値W2に向けて進角させる。これによりト
ルク出力を増加させてエンジン回転数を目標値NLLに
近づける。尚目標回転速度NLLでは進角量が少なくW
l値であり、エンジン回転速度に対し点火進み角が少な
いのでトルク出力が少ない。従って目標回転速度NLL
値の付近でエンジンの回転速度がバランスするはずであ
る。尚スロットルスイッチが開いてアクセルが踏み込ま
れている時の進角値は第5図に示されていない。この場
合、具体的にはマニホールド圧Pとエンジン回転速度N
との関数によって決まる。この関係はADVマツプとし
て110M104のアドレスに格納されている。
まず、ステップ710でスロットルスイッチが閉じてい
るかどうかを判断し、閉じている場合。
ステップ712でアイドル回転速度NLLより大きいか
どうかを見る。ここで大きい場合、ステップ716でエ
ンジン回転速度Nの関係として第5図に示した点火進角
に対応した角度θが決められる。この値は第5図の如く
、回転速度Nが増加してもNLL付近では一定なので回
転速度Nが増加するほど最高トルク出力特性に比べ遅角
状態となる。従って出力トルクは減少する。しかし目標
回転速度NLLより大幅に大きい場合、第5図の如く回
転速度Nに対応して進角している。この領域は高速回転
でエンジンブレーキが掛けられたような場合に用いられ
るもので、運転の滑らかさと排気ガス状態なども考1&
シて決められる。
いずれにしても回転速度NがNLLより大きい場合はス
テップ716のように減速特性となり、そうでない場合
はステップ714のように加速特性となるように点火位
置が定められる。
スロットルスイッチが開いている場合、ステツプ718
で0が圧力Pと回転速度より求められる。
またステップ720でこの圧力Pが規定値(ターボチャ
ージャの動作開始を示す圧)より大きい値のとき、ステ
ップ718で求められた0に補正係数OCがステップ7
22で加算され、その値が0とされる。
ステップ724は点火パルスを受けてからパワトランジ
スタを含む点火コイル電流の制御部が動作するまでの時
間を補正するものであり、補正量f (N)は第6図の
如き特性になる。つまり制御部の遅れはほぼ一定時間と
考えられ、この時間に対応したエンジン回転角をf (
N)として求め、ステップ724でf (N)とθの加
算を行ない、この値をθTAGETとする。
このθTAGETはADVDヘセットされる。
ステップ726〜734は安全対策であり、ステップ7
26で回転速度Nが最高回転速度NMAX越えた場合ス
テップ726からステップ734ヘジヤンプして燃料ポ
ンプをオフする。最高回転速度NMAXを越えていない
場合、ステップ728で圧力の最大値を求める。圧力P
がPMAXより大きいとき、燃料ポンプをオフするため
ステップ734ヘジヤンプする。そうでない場合、燃料
ポンプをオンさせる。尚すでにオン状態のときさらにオ
ンさせるよう入出力回路ヘデータセットしても問題は生
じない。この後ステップ736で点火コイルの一次電流
の流れ始め点を演算し、終了報告プログラムヘジャンプ
してプログラムは終了する。
第7図は第2図の制御回路EGRC168およびl5C
C164詳細図である。第2図でl5CDとEGrtD
の各レジスタはパルス幅を表わすもので、レジスタ80
2に相当する。またl5CPとEGRPに相当するレジ
スタが806である。
今、MODEレジスタ172のビットbOにIt HI
tがセットされているとする。このためANDゲート1
66と816が共に動作状態である。カウンタ回路で構
成されるタイマ804はANDゲート816からのクロ
ックを計数する。この計数値Bはレジスタ806の値と
コンパレータ810で比較され、計数値Bの値がレジス
タ806の値C以上になるとタイマ804はクリアされ
る。従ってタイマ804はレジスタ806の値Cで定ま
る周期で計数をくり返す。
またタイマ804の計数値はレジスタ802の値とコン
パレータ808で比較される。このときレジスタ802
の値Aがタイマ804の計数値Bより大なる条件でフリ
ップフロップ812をセットし、値Bが値A以上となる
条件でリセットされる。このためフリップフロップ81
2のセット時間はレジスタ802の値Aにより定まる。
この値Aを大きくすることによりブリッププロップ81
2のセット時間は長くなる。
さらに上で述べた如く、タイマ804の計数はレジスタ
806のセラ1−値に応じた周波数で繰返されるので、
フリップフロップ812のセット出力はレジスタ806
のセラ1〜値により繰返し周ft1lに応じ、繰返し出
力される。MODEレジスタ172のboビットがIt
 HI+レベルなのでANDゲート166を介して出力
される。
MODEレジスタ172のbOをLL L Itにする
とANDゲート166と816は○FFL、フリップフ
ロップ812の出力は停止され、同時にタイマ804へ
の入力も停止される。
従って第2図に示すMODEレジスタ172へCPUか
ら制御データをセットすることにより。
第7図の回路動作のスタートあるいは停止を制御できる
。第7図はMODEレジスタのbOによりANDゲート
166と816が制御される例であるがboは第2図の
l5CC164を制御するビットである。第2図のIE
GRC168も第7図と同様の構成であるが、l5CC
164の動作のスタートとストップはMODEレジスタ
のbOビットで制御され。
EGRC168はb2ビットで制御される。
第8図は第2図のIGNC156の詳細図である。
CPUより点火コイルの一次電流通電間始点を制御する
データがDWLレジスタヘセットされ、点火時期を表わ
すデータがADVレジスタヘセットされる。今DWLレ
ジスタのセット値をA、ADVレジスタのセット値をC
とする。
今、MODEレジスタ172のb1ピッ1−がit H
uであると、ANDゲート158と860は信号を伝え
る状態になっており、posパルスがANDゲート86
0を介してカウンタ850へ入力される。この850の
カラントイ直はこのため、エンジンクランク角に応じて
増大し、基準角を示すREFパルスによりクリアされる
。このカウント値をBとする。カウント値が小さいとき
は比較器852のA>Bの出力がORゲートを介してフ
リップフロップ856へ加えられ、フリップフロップ8
56はリセット状態となる。従ってANDゲート158
からはパルス出力が出ない。カウンタ850のカラン1
〜値が大きくなるとDWLレジスタの値Aよりカウンタ
850のカウント値が大きくなり、ANDゲート864
を介してフリップフロップ856はセットされる。この
セット出力がANDゲート158を介しさらに第2図の
ANDゲート160を介して点火装置に加えられ、点火
コイルに一次コイル電流が流れる。カウント値がさらに
高くなるとコンパレータ854のC≦B出力によりフリ
ップフロップ856は再びOFFする。これによりAN
Dゲート858からパルス出力は停止し、点火のための
スパークが生じる。
以上の通り1本発明によればエンジンのアイドこ ル回転数の変動を検出し、詳の変動を打ち消すよ制御自
体もデジタルコンピュータを用いて制御しているのでき
め細かい制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はエンジン制御システムの構成図、第2図は制御
ユニットの構成図、第3図、第4図はフローチャート図
、第5図、第6図は特性図、第7図、第8図は出力回路
の構成図である。 30・・・制御ユニット、44・・・点火コイル、46
・・茶2目 第1:)の 1御 d

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)、エンジンの実際アイドル回転数を検出する
    回転数検出手段; (b)、前記エンジンのアイドル状態を検出するアイド
    ル状態検出手段; (c)、前記アイドル状態検出手段がアイドル状態を検
    出した時に目標アイドル回転数と実 際アイドル回転数を比較して実際アイドル 回転数が目標アイドル回転数より高い場合 はこの時のエンジントルクを減少するよう な2進点火データと発生し、実際アイドル 回転数が目標アイドル回転数より低い場合 はこの時のエンジントルクを増大するよう な2進点火データを発生するセントラルプ ロセッシングユニット、リードオンリメモ リおよびランダムアクセスメモリよりなる 演算手段; (d)、前記演算手段からの2進点火データがセットさ
    れるレジスタ、所定のエンジン基準 角度から計数を開始するカウンタおよび前 記レジスタと前記カウンタの値を比較する コンパレータとよりなるデータ変換手段; (e)、前記コンパレータの出力に基づいて点火コイル
    の一次電流を制御する出力手段とよ りなるトルク制御装置。
JP13122487A 1987-05-29 1987-05-29 トルワ制御装置 Pending JPS6394079A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10047821B4 (de) * 2000-09-27 2017-05-18 Volkswagen Ag Verfahren zur Radmomentkonstanthaltung in einem Kraftfahrzeug sowie entsprechende Leerlaufregleranordnung
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