JPH02201038A - エンジン出力制御装置 - Google Patents

エンジン出力制御装置

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JPH02201038A
JPH02201038A JP2128389A JP2128389A JPH02201038A JP H02201038 A JPH02201038 A JP H02201038A JP 2128389 A JP2128389 A JP 2128389A JP 2128389 A JP2128389 A JP 2128389A JP H02201038 A JPH02201038 A JP H02201038A
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shaft torque
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torque
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一英 栂井
Yoshiro Danno
団野 喜朗
Masato Yoshida
正人 吉田
Makoto Shimada
誠 島田
Katsunori Ueda
克則 上田
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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、たとえばスロットル弁によりエンジン出力
を制御するエンジン出方$−1m装置に関する。
(従来の技術) 一般に、エンジン出力制御装置として、ドライブ・バイ
−ワイヤ(Dr t ve−by−Wire)と称する
ものが開発され、実用化されつつある。
これは、アクセルペダルとスロットル弁とを機械的に連
結せず、アクセルペダルの踏込み位置(操作量)を検知
し、その検知位置から目標駆動軸トルクを定め、その目
標駆動軸トルクが得られるようにスロットル弁をモータ
駆動するものである。
そして、このドライブ・バイ・ワイヤの適用例とし、で
は、アクセル操作とエンジン出力との関係を運転者感覚
や車両の動きを考慮した所定の条件に合わせる制御、い
わゆるスロットルバイワイヤ制御がある。
また、車輪にスリップが生じたとき、アクセルペダルの
踏込みにかかわらずスロットル弁の開度を絞り、スリッ
プを収束させるトラクション制御がある。
さらに、アクセルペダルを離した状態でも任意の速度を
一定に維持するオートクルーズ制御がある。
一方、これら三種類の制御の全てをドライブ・バイ・ワ
イヤのシステム装置として一体化できれば、好都合であ
る。
(発明が解決しようとする課題) ただし、このような一体化を行なうにあたり、各制御の
構成を単に並べるだけでは、装置形状が大形になるとい
う問題がある。
また、各制御の最終的な操作手段はスロットル弁であり
、しかもスロットル弁の数は一つしかないため、一体化
にあたってはスロットル弁に対する開度制御が複雑にな
るという問題がある。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、装置形状の大形化を招くこと
なく、また制御の複雑化を招くことなく、アクセルバイ
ワイヤ制御、トラクション制御、およびオートクルーズ
制御の一体的な組込みを可能とするエンジン出力制御装
置を提供することにある。
[発明の構成〕 (課題を解決するための手段) アクセルの操作量に応じて目標駆動軸トルクTwt1を
決定する手段と、車輪のスリップが収束し得る目標駆動
軸トルクT vt2を求める手段と、定速度走行に必要
な目標駆動軸トルクTwt3を求める手段と、これら目
標駆動軸トルクTwt1. Twt2 、 TvL3の
うち一つを少なくとも運転モードに応じて選択する手段
と、この手段で選択される目標駆動軸トルクを得るのに
必要な目標エンジン出力制御量を求める手段と、この手
段で求まる目標エンジン出力制御量に応じて前記エンジ
ン出力制御量を調節する手段とを備える。
(作用) スロットルバイワイヤ制御の目標駆動軸トルクTwt4
、)ラクション制御の目標駆動軸トルクTwt2.およ
びオートクルーズ制御の目標駆動軸トルクTwt3がそ
れぞれ発生し、これら目標駆動軸トルクのうちの一つが
運転モードなどに応じて選択される。そして、選択され
た目標駆動軸トルクから目標エンジン出力制御量が求め
られ、その目標エンジン出力制御量に応じてエンジン出
力制御量が21Mr1される。この目標エンジン出力制
御量を求めてからエンジン出力制御量を調節するまでの
構成は、スロットルバイワイヤ制御、トラクション制御
、オートクルーズ制御に兼用である。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。
第1図において、1はエアクリーナで、エレメント2お
よびエアーフローセンサ3を有している。
このエアーフローセンサ3は、エレメント2を通して吸
込まれる吸入空気量を検出するものである。
このエアクリーナ1からエンジン本体4にかけて燃焼用
空気を導入する吸気路5が設けられ、その吸気路5の中
途部にスロットル弁6が配設されている。
スロットル弁6は、吸気路5を通る空気の量(エンジン
出力側8量に相当)を調節するもので、全閉位置から全
開位置までスムーズな回動が可能である。そして、この
スロットル弁6の回動輪がステップモータ7のシャフト
に連結されている。
また、エンジン本体4の出力軸にトルクコンバータ11
のポンプが連結され、そのトルクコンバータ11のター
ビンにシャフト12が連結されている。さらに、シャフ
ト12にトランスミッション13を介して駆動軸14が
連結され、その駆動軸14に車輪15が装着されている
なお、トルクコンバータ11、シャフト12、およびト
ランスミッション13により、オートマチックトランス
ミッションが構成されている。
また、上記エアフローセンサ3で検出される吸入空気f
f1Aはエンジン制御用コンピュータ(以下、ECfと
称す)16に送られ、そこで1回転当たりの吸入空気j
;L A / N rが所定クランク角度毎に計算され
、その吸入空気、fl A / N rに応じて決まる
量の燃料がエンジン本体4のシリンダに噴射されるよう
になっている。
さらに、EC116で計算される吸入空気iA/Nrは
、後述する主制御部70に供給されるようになっている
なお、吸入空気量の194位については、以下の説明で
も、1回転当りの空気量A/Nを使用する。
一方、20はアクセルペダルで、スロットルバイワイヤ
(TBW)制御部30に接続されている。
このスロットルバイワイヤ制御部30は、アクセルペダ
ル20の操作量として踏込み位置Apを検知し、その検
知位置Apに応じた目標駆動軸トルクTvL1を決定す
るものである。
40はトラクション制御部で、図示しないセンサで検知
される従動輪速度vrと駆動輪速度Vrとから車輪のス
リップを検知し、そのスリップが収束し得る目標駆動軸
トルクT vt2を求めるものである。
50はオートクルーズ制御部であり、オートクルーズス
イッチ60の操作によってオートクルーズモード(AS
Cモード)が設定されたとき、そのときの車速を一定に
維持するのに必要な、つまり定速度走行に必要な目標駆
動軸トルクTwt3を求めるものである。
これら制御部で決定もしくは求められる目標駆動軸トル
クTwtl 、 Twt2 、7wt3は、主制御部7
0に供給される。
この主制御部70は、目標駆動軸トルクTwtI。
Twt2 、 Twt3のうち一つを少なくとも運転モ
ードに応じて選択する機能手段、この手段で選択される
目標駆動軸トルクを得るのに必要な目標エンジン出力制
御量として目標吸入空気量を求める機能手段、この手段
で求まる目標吸入空気量およびECl16からの吸入空
気量A / N rに応じて上記スロットル弁6に対す
る目標スロットル開度θを求める機能手段を有している
なお、運転モードとしては、オートクルーズスイッチ6
0の操作によって設定されるオートクルーズモードや、
トラクション制御部40において求められるスリップI
IDVが一定値以上のときに設定されるトラクションモ
ード(TRCモード)がある。
そして、この主制御部70で求まる目標スロ・ソトル開
度θは、モータ駆動制御部90に供給されるようになっ
ている。
モータ駆動制御部90は、目標スロ・ントル開度θに対
応する数の駆動パルスをステ・ンブモータフに供給し、
スロットル弁6の開度が目標スロ・ントル開度θに設定
するものである。
スロットルバイワイヤ制御部30からモータ駆動制御部
90にかけての具体的な構成を第2図に示す。
まず、スロットルバイワイヤ30は、アクセルペダル位
置センサ31、および目標駆動軸トルク決定部32から
なる。
アクセルペダル位置センサ31は、アクセルペダル20
の踏込み位置Apを検知するもので、たとえばポテンシ
ョメータを用い、踏込み位置Apに対応する電圧レベル
の信号を出力する。
目標駆動軸トルク決定部32は、アクセルペダル位置A
pと車速V(従動輪速度Vl’)とをパラメータとして
目標駆動軸トルクT Vtlを決定するもので、たとえ
ば低速域では発進時の加速感を考慮して車速Vにかかわ
らずアクセルペダル位置Apに等しく対応する値を決定
し、車速■が所定以上では速度の安定性(速度維持)を
考慮して車速Vの増加とともに減少する値を決定するよ
うになっている。この決定条件を第3図に示す。
トラクション制御部40は、従動輪速度V「から車体加
速度を求める微分器41、この微分器41で求まる車体
加速度と予め記憶している車体重量W、車輪径Rとから
路面に伝達可能な基準駆動軸トルクTwoを算出する基
準駆動軸トルク算出部42、駆動輪速度Vrから従動輪
速度Vrを減算してスリップjlDV (−Vr −V
f )を求める減算部43、この減算部43で得られる
スリップ量DVからフィードバックの操作量ΔT(トル
ク量)を演算するPID調節器44、このPID調節器
44で得られる操作量ΔTを補正量として基準駆動軸ト
ルクTwoに加算する加算部45からなり、基準駆動軸
トルクTwoに基づき、かつスリップ量DVのフィード
バックにより、目標駆動軸トルクTwt2を求めるよう
になっている。
オートクルーズ制御部50は、駆動軸14に伝わる実駆
動軸トルクメータを算出する実駆動軸トルク算出部51
、オートクルーズスイッチ60でオートクルーズモード
が設定されたときの従動輪速度Vrを目標車速Vtとし
て決定する目標車速決定部52、この目標車速決定部5
1で決定される目標車速Vtから従動輪速度vrを減算
して速度偏差ΔVを求める減算部53、この減算部53
で得られる速度偏差ΔVからフィードバックの操作量Δ
T()ルクEl)を演算するPID調節器54、このP
ID調節器54で得られる操作量ΔTを補正量として実
駆動軸トルクメータに加算する加算部55からなり、実
駆動軸トルクTv11に基づき、かつ速度偏差ΔVのフ
ィードバックにより、目標駆動軸トルクTwt3を求め
るようになっている。
ここで、実駆動軸トルク算出部51は、図示しないエン
ジン回転数センサで検知されるエンジン回転数Ne、お
よび予め記憶している前記トルクコンバータ11のトル
ク容量係数G、)ルク比τを用い、下式から実駆動軸ト
ルクTvmを算出するものである。
Tvg−r (e) C(e) Ne2なお、eはエン
ジン本体4の出力軸とトルクコンバータ11のタービン
との回転数比であり、この回転数比eをパラメータとし
てトルク容量係数C,トルク比τが定まるようになって
いる。この関係を第4図に示す。
なお、計算によらなくても、トルクメータを使った計測
によって実駆動軸トルクTvmを求めることも可能であ
る。
主制御部70は、制御部30,40.50から供給され
る目標駆動軸トルクTwt11 ”Tvg2 。
1wt3のうち一つを後述する選択制御部76の指令に
応じて選択出力する目標駆動軸トルク選択部71、この
選択部71で選択される目標駆動軸トルクTwtから目
標エンジン出力トルクTeを算出する目標エンジン出力
トルク算出部72、この算出部72で求まる目標エンジ
ン出力トルクTeから目標吸入空気ff1A/Ntを求
める目標空気量算出部73、この算出部73で求まる目
標吸入空気QA/Ntとエンジン回転数Ne、吸入空気
量A / N rとから目標スロットル開度θを算出す
る目標開度算出部74、目標駆動軸トルクTwtl+r
vt2 、 Tvg3の値の相互を比較する目標駆動軸
トルク比較部75、この比較部75の比較結果とオート
クルーズ60の操作およびトラクション制御部40のス
リップ量DVの値に基づく運転モードとに応じて上記選
択部71の選択動作を制御する選択制御部76からなる
ここで、目標エンジン出力トルク算出部72は、下式の
ように、トランスミッション13のギヤ比ρおよびトル
クコンバータ11のトルク比τを考慮した上で、目標駆
動軸トルクTvLを得るのに必要な目標エンジン出力ト
ルクTeを算出するものである。
Te =Twt/ (ρτ) 目標空気量算出部73は、吸入空気量A/Nとエンジン
出力Teとの間にある第5図に示す関係をマツプ(対応
表)として記憶しており、そのマツプに基づいて上記目
標エンジン出力トルクTeに対応する目標吸入空気量A
/Ntを求めるものである。なお、第5図の関係を数式
として記憶しておき、その数式を使って目標吸入空気f
f1A/Ntを算出することも勿論可能である。
目標開度算出部74は、エンジン、回転数Neをパラメ
ータとして吸入空気量A/Nとスロットル開度θとの間
にある第6図の関係に基づき、目標空気量算出部73か
らの目標吸入空気ff1A/Ntに対応する目標スロッ
トル開度θを算出するものである。
また、目標開度算出部74は、スロットル弁位置の誤差
による吸入空気量の偏差を修正するべく、開度の算出に
当り、吸入空気量A / N rを補正量としてフィー
ドバックするようになっている。
この目標開度算出部74の具体例を第7図に示す。
第7図に示すように、目標吸入空気i A /、N t
が目標スロットル開度算出部701および減算部702
に供給される。
目標スロットル開度算出部701は、目標吸入空気ff
1A/Ntとエンジン回転数Neとから目標スロットル
開度θtを算出するものである。
減算部702は、目標吸入空気量A/Ntと吸入空気i
1 A / N rとの偏差を算出するもので、その偏
差はPI調節器703においてフィードバックの操作量
Δθ(開度m)となる。そして、この操作量Δθが加算
部704で目標スロットル開度θtに加算され、最終的
な目標スロットル開度θが得られるようになっている。
つぎに、上記のような構成において第8図を参照しなが
ら動作を説明する。
アクセルペダル20を踏込むと、その踏込み位置Apが
アクセルペダル位置センサ31で検知される。
このとき、車速Vが低速域であれば、発進時の加速感を
考慮して、車速Vにかかわらずアクセルペダル位置Ap
に等しく対応する目標駆動軸トルク”rwtlが目標駆
動軸トルク決定部32で決定される。車速■が所定以上
であれば、速度の安定性(速度維持)を考慮して、車速
Vの増加とともに減少する目標駆動軸トルクTwtlが
目標駆動軸トルク決定部32で決定される。
決定された目標駆動軸トルクTwtlは、主制御部70
に供給される。
また、トラクシシン制御部40は、駆動輪速度V「から
従動輪速度Vfを減算してスリップ量DVを求め、その
スリップが収束し得る目標駆動軸トルクT vt2を求
める。
すなわち、従動輪速度V「から車体加速度を求め、その
車体加速度と予め記憶している車体型ユW、車輪径Rと
から路面に伝達可能な基準駆動軸トルクTwoを算出す
る。同時に、駆動輪速度Vrから従動輪速度Vfを減算
してスリップ1DV(=Vr −Vr )を求め、その
スリップ量DVからフィードバックの操作量ΔT()ル
ク量)を得る。そして、得られた操作量ΔTを補正量と
じて基準駆動軸トルクTwoに加算し、目標駆動軸トル
クTwt2を求める。
この目標駆動軸トルクT wt2は、主制御部70に供
給される。
オートクルーズ制御部50は、駆動軸14に伝わる実駆
動軸トルクTvmをエンジン回転数N8およびトルクコ
ンバータ11のトルク容量係数C。
トルク比τに基づいて常に算出している。同時に、オー
トクルーズスイッチ60の状態を監視しており、オート
クルーズスイッチ60が操作されてオートクルーズモー
ドが設定されると、そのときの従動輪速度V「を目標車
速Vtとして決定する。
さらに、決定した目標車速Vから従動輪速度vrを減算
し、速度偏差ΔVを求め、その速度偏差ΔVからフィー
ドバックの操作量ΔTを得る。そして、得られた操作量
ΔTを補正量として実駆動軸トルクTvalこ加算し、
目標駆動軸トルクT vt3を求める。
この目標駆動軸トルクT vt3は、主$A御部70に
供給される。
なお、オートクルーズ制御部50は、オートクルーズス
イッチ60が再び操作されてオートクルーズモードが解
除されたとき、または車両のブレーキペダルやアクセル
ペダル20が踏込まれたとき、それを検知して目標車速
Vtの決定を解除する。
一方、主制御部70は、制御部30.40゜50からの
目標駆動軸トルクTwtl 、 Twt2、Twt3の
値を相互に比較する。また、トラクション制御部40の
スリップ量DVが一定値以上であればトラクションモー
ドcrRckモード)を設定し、スリップ1lDVが一
定値以下のときはトラクションモードを設定しない。さ
らに、オートクルーズスイッチ60によるオートクルー
ズモード(ASCモード)の設定がなされているかどう
かの判別を行なう。
しかして、主制御部70において、トラクションモード
でなく、シかもオートクルーズモードでない条件が成立
すれば、スロットルバイワイヤ制御部30の目標駆動軸
トルクTwt1が選択される。
目標駆動軸トルクTwt+が選択されると、その目標駆
動軸トルクTwt1を得るのに必要な目標エンジン出力
トルクTeがトランスミッション13のギヤ比ρおよび
トルクコンバータ11のトルク比rを考慮した上で算出
される。そして、目標エンジン出力トルクTeを得るの
に必要な目標吸入空気量A/Ntが求められ、その目標
吸入空気量A/Ntを得るのに必要な目標スロットル開
度θがエンジン回転数Neおよび吸入空気量A/Nrに
基づいて算出される。
目標スロットル開度θが算出されると、その算出結果に
応じてステップモータ7が駆動され、スロットル弁6が
目標スロットル開度θに設定される。
こうして、アクセルペダル20の踏込み位置Apに応じ
た目標駆動軸トルクTwtlが実際に発揮されて駆動軸
14に伝わり、車輪15で駆動力となる。
また、主制御部70において、トラクションモードでは
ないが、オートクルーズモードであるという条件が成立
すれば、オートクルーズ制御部50の目標駆動軸トルク
Twt3が選択される。
目標駆動軸トルクTwt3が選択されると、その目標駆
動軸トルクTwt3を得るのに必要な目標エンジン出力
トルクT(3が算出され、上記同様にして目標吸入空気
量A/Nt 、目標スロットル開度θが順次に算出され
る。そして、スロットル弁6が目標開度θに設定される
こうして、目標駆動軸トルクT vt3が実際に発揮さ
れて駆動軸14に伝わり、目標車速Vtの定速度走行が
なされる。
ただし、この定速度走行において、オートクルーズスイ
ッチ60の再操作によってオートクルーズモードが解除
されたとき、またはオートクルーズモード解除指令に相
当するブレーキペダルの踏込みやアクセルペダル20の
踏込みがなされた場合、目標駆動軸トルクTwt3の選
択が解除され、定速度走行の終了となる。
さらに、主制御部70において、トラクションモードの
設定がなされ、その上でトラクション制御部40の目標
駆動軸トルクT Vt3の値が最大ではないとう条件が
成立したら、つまり目標駆動軸トルクT vt2の値が
他の目標駆動軸トルクT’vtl。
T vt3のいずれかの値よりも小さいという条件が成
立すれば、目標駆動軸トルクTwt2が選択される。
すなわち、目標駆動軸トルクT Vt2の値が小さくな
るという現象は、スリップの発生に起因するものであり
、安全性の確保のために目標駆動軸トルクT vt2が
選択される。
目標駆動軸トルクTwt2が選択されると、その目標駆
動軸トルクTwt2を得るのに必要な目標エンジン出力
トルクTOが算出され、上記同様にして目標吸入空気j
tA/Nt 、目標スロットル開度θが順次に算出され
る。そして、スロットル弁6が目標開度θに設定される
こうして、目標駆動軸トルクT vt2が実際に発揮さ
れて駆動軸14に伝わることにより、スリップが収束さ
れる。
ただし、トラクションモードであっても、目標駆動軸ト
ルクTwt2の値が最大であれば、つまりスリップが発
生していなければ、オートクルーズモードの有無に応じ
た目標駆動軸トルクTwtlまたは目標駆動軸トルクT
 vt3の選択がなされる。
このように、スロットルバイワイヤ制御、トラクション
制御、およびオートクルーズ制御を互いの共通要素であ
る目標駆動軸トルクTwtによって統一化することによ
り、目標駆動軸トルクTwtからスロットル開度θを求
めるまでの構成を各制御に兼用することができる。
したがって、装置形状の大形化を招くことなく、スロッ
トルバイワイヤ制御、トラクション制御。
およびオートクルーズ制御の全てをドライブ・パイ・ワ
イヤのシステム装置として一体化することができる。
しかも、各制御の目標駆動軸トルクTvJ。
7wt2 、 Twt3を互いの値の大きさおよび運転
モードに応じて選択する構成であるから、スロットル弁
6に対する開度制御の複雑化を招くことなく、各制御の
機能を存分に引出すことができる。すなわち、トラクシ
ョン制御による安全性の向上などを確保することができ
る。
なお、上記実施例では、スロットル弁6をステップモー
タで駆動したが、ステップモータに限らずDCモータを
使って駆動してもよく、その場合はスロットル開度セン
サ8の検知開度を取込み、その検知開度が目標スロット
ル開度θと一致するようDCモータを駆動することにな
る。また、モータに限らず、油圧駆動あるいは空気圧駆
動してもよい。
また、エンジン出力制御量が吸入空気量であるガソリン
エンジンを例に説明したが、エンジン出力制御量が燃料
噴射量であるディーゼルエンジンについても同様に適用
可能である。
その他、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。
[発明の効果] 以上述べたようにこの発明によれば、アクセルの操作量
に応じて目標駆動軸トルクTwtlを決定する手段と、
車輪のスリップが収束し得る目標駆動軸トルクTwt2
を求める手段と、定速度走行に必要な目標駆動軸トルク
Twt3を求める手段と、これら目標駆動軸トルクTw
tl 、 Twt2 、7wt3のうち一つを少なくと
も運転モードに応じて選択する手段と、この手段で選択
される目標駆動軸トルクを得るのに必要な目標エンジン
出力制御量を求める手段と、この手段で求まる目標エン
ジン出力制御量に応じて前記エンジン出力制御量を調節
する手段とを備えたので、装置形状の大形化を招くこと
なく、また制御の複雑化を招くことなく、アクセルバイ
ワイヤ制御、トラクション制御、およびオートクルーズ
制御の一体的な組込みを可能とするエンジン出力制御装
置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成およびそれに関わる
車両の構成を示す図、第2図は第1図の要部の構成を具
体的に示す図、第3図は同実施例における目標駆動軸ト
ルクの決定条件を示す図、第4図は同実施例における実
駆動軸トルク算出に用いるデータを示す図、第5図は同
実施例における目標エンジン出力トルク算出に用いるデ
ータを示す図、第6図は同実施例におけるスロットル開
度算出に用いるデータを示す図、第7図は同実施例にお
ける目標開度算出部の構成を具体的に示す図、第8図は
同実施例の動作を説明するためのフローチャートである
。 4・・・エンジン本体、6・・・スロットル弁、14・
・・駆動軸、30・・・スロットルバイワイヤ制御部、
40・・・トラクション制御部、50・・・オートクル
ーズ制御部、70・・・主制御部、90・・・モータ駆
動制御部。 第3図 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第4図 A/N− 第6図 ノア4 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エンジン出力制御量に基づいたエンジン出力を駆動軸に
    伝える車両において、アクセルの操作量に応じて目標駆
    動軸トルクTwt_1を決定する手段と、車輪のスリッ
    プが収束し得る目標駆動軸トルクTwt_2を求める手
    段と、定速度走行に必要な目標駆動軸トルクTwt_3
    を求める手段と、これら目標駆動軸トルクTwt_1、
    Twt_2、Twt_3のうち一つを少なくとも運転モ
    ードに応じて選択する手段と、この手段で選択される目
    標駆動軸トルクを得るのに必要な目標エンジン出力制御
    量を求める手段と、この手段で求まる目標エンジン出力
    制御量に応じて前記エンジン出力制御量を調節する手段
    とを具備したことを特徴とするエンジン出力制御装置。
JP1021283A 1989-01-31 1989-01-31 エンジン出力制御装置 Expired - Lifetime JP2979544B2 (ja)

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