JPH0245637A - 車載内燃機関のスロットル開度制御装置 - Google Patents
車載内燃機関のスロットル開度制御装置Info
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- JPH0245637A JPH0245637A JP19396888A JP19396888A JPH0245637A JP H0245637 A JPH0245637 A JP H0245637A JP 19396888 A JP19396888 A JP 19396888A JP 19396888 A JP19396888 A JP 19396888A JP H0245637 A JPH0245637 A JP H0245637A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- engine
- throttle opening
- internal combustion
- throttle valve
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (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。
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)
本発明は車載内燃機関のスロットル間度制jB装置に関
し、より具体的にはスロットル弁にパルスモータを連結
し、該モータを通じてスロットル弁を開閉制御する車載
内燃機関のスロットル開度制御装置に関する。
し、より具体的にはスロットル弁にパルスモータを連結
し、該モータを通じてスロットル弁を開閉制御する車載
内燃機関のスロットル開度制御装置に関する。
(従来の技術)
内燃機関の吸気路に配設されているスロットル弁にパル
スモータを連結し、機関の運転状態に応じて其の開閉を
制御することは良く知られており、その−例として特開
昭60−35141号公報記載の技術を挙げることが出
来る。この技術においてはアクセルペダルとスロットル
弁との機械的連結を完全に切り離し、パルスモータの駆
動力のみによってスロットル弁を開閉しているが、これ
以外にもアクセルペダルとスロットル弁との機械的連結
を残したまま平行してスロットル弁にパルスモータを連
結し、アクセルペダル操作と独立に開閉制御する手法も
良く知られている。
スモータを連結し、機関の運転状態に応じて其の開閉を
制御することは良く知られており、その−例として特開
昭60−35141号公報記載の技術を挙げることが出
来る。この技術においてはアクセルペダルとスロットル
弁との機械的連結を完全に切り離し、パルスモータの駆
動力のみによってスロットル弁を開閉しているが、これ
以外にもアクセルペダルとスロットル弁との機械的連結
を残したまま平行してスロットル弁にパルスモータを連
結し、アクセルペダル操作と独立に開閉制御する手法も
良く知られている。
(発明が解決しようとする課題)
いづれの場合にせよ、パルスモータを介してスロットル
弁を開閉駆動する限り、パルスモータの特性上からスロ
ットル開度に対する吸気量がステップ状に変化するのを
避けられず、アクセルペダルを通じて開閉する場合に得
られる如き滑らかな変化は期待することが出来ない。こ
の階段状の変化の程度は、機関の吸気路のボア径(スロ
ットル弁の面積)及びパルスモータのステップ角によっ
て決定される。この場合、吸気路ボア径に付いては予定
する機関出力等の種々の要因から設計するものであるこ
とから、階段状の変化を解消するためにのみ変更するこ
とは困難であり、又パルスモータに関しても極数を増や
す或いは減速ギヤ比を太き(する等の対策を考えること
が出来るが、それとても限界があることは否定出来ない
。
弁を開閉駆動する限り、パルスモータの特性上からスロ
ットル開度に対する吸気量がステップ状に変化するのを
避けられず、アクセルペダルを通じて開閉する場合に得
られる如き滑らかな変化は期待することが出来ない。こ
の階段状の変化の程度は、機関の吸気路のボア径(スロ
ットル弁の面積)及びパルスモータのステップ角によっ
て決定される。この場合、吸気路ボア径に付いては予定
する機関出力等の種々の要因から設計するものであるこ
とから、階段状の変化を解消するためにのみ変更するこ
とは困難であり、又パルスモータに関しても極数を増や
す或いは減速ギヤ比を太き(する等の対策を考えること
が出来るが、それとても限界があることは否定出来ない
。
従って、本発明の目的は従来技術の上述の欠点を解消す
ることにあり、パルスモータを介してスロットル弁を駆
動するに際して其の開度を微小に制御することを可能と
する車載内燃機関のスロットル開度制御装置を提供する
ことにある。
ることにあり、パルスモータを介してスロットル弁を駆
動するに際して其の開度を微小に制御することを可能と
する車載内燃機関のスロットル開度制御装置を提供する
ことにある。
(課題を解決するための手段)
上記の課題を解決するために本発明は第1図に示す如く
、車両運転席床面に配されたアクセルペダルの踏込量を
検出するアクセルペダル踏込量検出手段1、機関の運転
状態を検出する機関運転状態検出手段2、該機関運転状
態検出手段及び前記アクセルペダル踏込量検出手段の出
力を入力して機関吸気路に設けられたスロットル弁の開
度の目標値を設定するスロットル開度目標値設定手段3
、該スロットル開度目標値設定手段の出力を入力して実
開度との偏差を解消すべくパルスモータの指令値を演算
するモータ指令値演算手段4、該モータ指令値演算手段
の出力を入力して回転するパルスモータ5及び該パルス
モータに連結され、その回転に応じて機関吸気路を開閉
するスロットル弁6からなる車載内燃機関のスロットル
開度制御装置において、前記モータ指令値演算手段は、
偏差が所定範囲内に入ったときは該スロットル弁の駆動
をステップ角による制御からデユーティ制御に切り換え
る如(指令値を演算する様に構成した。
、車両運転席床面に配されたアクセルペダルの踏込量を
検出するアクセルペダル踏込量検出手段1、機関の運転
状態を検出する機関運転状態検出手段2、該機関運転状
態検出手段及び前記アクセルペダル踏込量検出手段の出
力を入力して機関吸気路に設けられたスロットル弁の開
度の目標値を設定するスロットル開度目標値設定手段3
、該スロットル開度目標値設定手段の出力を入力して実
開度との偏差を解消すべくパルスモータの指令値を演算
するモータ指令値演算手段4、該モータ指令値演算手段
の出力を入力して回転するパルスモータ5及び該パルス
モータに連結され、その回転に応じて機関吸気路を開閉
するスロットル弁6からなる車載内燃機関のスロットル
開度制御装置において、前記モータ指令値演算手段は、
偏差が所定範囲内に入ったときは該スロットル弁の駆動
をステップ角による制御からデユーティ制御に切り換え
る如(指令値を演算する様に構成した。
(作用)
スロットル弁を適宜なデユーティ比で駆動することによ
ってパルスモータの1ステップ角未満に相当する分解能
を得ることが出来、よってスロットル開度を微、少に制
御することが出来て吸気量を正確に制御することが出来
る。
ってパルスモータの1ステップ角未満に相当する分解能
を得ることが出来、よってスロットル開度を微、少に制
御することが出来て吸気量を正確に制御することが出来
る。
(実施例)
以下、添付図面に即して本発明の詳細な説明する。第2
図は本発明に係る車載内燃機関のスロットル開度制御装
置を全体的に示す概略図であり、同図に従って説明する
と、符号10は内燃機関を示す。内燃機関10は吸気路
12を備えており、その先端側に取着されるエアクリー
ナ14を介して導入された吸気は、前記したスロットル
弁6によって流量を調節されつつインテークマニホルド
18に入り、燃料噴射弁20を介して燃料の供給を受け
、吸気弁22が開閉する吸気ボートを通じて燃焼室24
に流入する。流入した混合気は、点火プラグ(図示せず
)によって点火されて燃焼し、ピストン26を駆動した
後、排気弁28で開閉される排気ボートを通ってエキゾ
ーストマニホルド30に入り、エキゾーストパイプ(図
示せず)を経て機関外に放出される。
図は本発明に係る車載内燃機関のスロットル開度制御装
置を全体的に示す概略図であり、同図に従って説明する
と、符号10は内燃機関を示す。内燃機関10は吸気路
12を備えており、その先端側に取着されるエアクリー
ナ14を介して導入された吸気は、前記したスロットル
弁6によって流量を調節されつつインテークマニホルド
18に入り、燃料噴射弁20を介して燃料の供給を受け
、吸気弁22が開閉する吸気ボートを通じて燃焼室24
に流入する。流入した混合気は、点火プラグ(図示せず
)によって点火されて燃焼し、ピストン26を駆動した
後、排気弁28で開閉される排気ボートを通ってエキゾ
ーストマニホルド30に入り、エキゾーストパイプ(図
示せず)を経て機関外に放出される。
又、該内燃機関が搭載される車両の運転室床面にはアク
セルペダル32が配置されており、該ペダルは図示しな
いスプリングによってアイドル位置に付勢されると共に
、運転者の踏込動作に応じて回動する。図示の如く、該
アクセルペダルとスロットル弁6との機械的連結は断た
れており、それに代えてスロットル弁の近傍には前記し
たパルスモータ5が設けられる。該パルスモータは、ク
ラッチ機構及び減速ギヤ機構(図示せず)を介してスロ
ットル弁の弁軸6aと連結して該弁を開閉駆動する。尚
、該スロットル弁軸6aにはリターンスプリング(図示
せず)が設けられており、スロットル弁を全閉方向に常
時付勢している。該スロットル弁の開度はポテンショメ
ータ等からなるスロットルセンサ40を通じて検出され
る。
セルペダル32が配置されており、該ペダルは図示しな
いスプリングによってアイドル位置に付勢されると共に
、運転者の踏込動作に応じて回動する。図示の如く、該
アクセルペダルとスロットル弁6との機械的連結は断た
れており、それに代えてスロットル弁の近傍には前記し
たパルスモータ5が設けられる。該パルスモータは、ク
ラッチ機構及び減速ギヤ機構(図示せず)を介してスロ
ットル弁の弁軸6aと連結して該弁を開閉駆動する。尚
、該スロットル弁軸6aにはリターンスプリング(図示
せず)が設けられており、スロットル弁を全閉方向に常
時付勢している。該スロットル弁の開度はポテンショメ
ータ等からなるスロットルセンサ40を通じて検出され
る。
更に、吸気路12のスロットル弁下流の適宜位置には、
吸入空気の圧力を絶対圧力で検出する映気圧センサ42
が設けられ、更に其の下流側には吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ44が設けられると共に、スロットル
弁の上流側の適宜位置には大気圧を検出する大気圧セン
サ46が設けられる。又、アクセルペダルの付近には其
の踏込ft(アクセル開度)を検出する前記したアクセ
ルペダル踏込量検出手段たるアクセルセンサ48が設け
られると共に、燃焼室付近の適宜位置には冷却水温を検
出する水温センサ50が設けられ、更にディストリビュ
ータ(図示せず)内等の適宜位置には機関のクランク角
度を検出するクランク角センサ52が設けられ、他方ト
ランスミッション(図示せず)の適宜位置にも車両の走
行速度を検出する車速センサ54が設けられる。これら
センサの出力は制御ユニット58に送出される。
吸入空気の圧力を絶対圧力で検出する映気圧センサ42
が設けられ、更に其の下流側には吸入空気の温度を検出
する吸気温センサ44が設けられると共に、スロットル
弁の上流側の適宜位置には大気圧を検出する大気圧セン
サ46が設けられる。又、アクセルペダルの付近には其
の踏込ft(アクセル開度)を検出する前記したアクセ
ルペダル踏込量検出手段たるアクセルセンサ48が設け
られると共に、燃焼室付近の適宜位置には冷却水温を検
出する水温センサ50が設けられ、更にディストリビュ
ータ(図示せず)内等の適宜位置には機関のクランク角
度を検出するクランク角センサ52が設けられ、他方ト
ランスミッション(図示せず)の適宜位置にも車両の走
行速度を検出する車速センサ54が設けられる。これら
センサの出力は制御ユニット58に送出される。
更に、本制御装置においては、オルタネータ(図示せず
)のフィールド電流を検出するACGセンサ60、パワ
ーステアリング(図示せず)の作動/不作動を検出する
パワステスイッチ62、ニアコンディショナ(図示せず
)の作動/不作動を検出するエアコンスイッチ64、ス
タータ(図示せず)の作動/不作動を検出するスタータ
スイッチ66、バッテリ(図示せず)の電圧を検出する
バッテリ電圧センサ68、シフトレバ−(図示せず)の
レンジ位置を検出するレンジセレクタスイッチ70及び
シフト位置(ギヤ段)を検出するシフトポジションスイ
ッチ72(例えば、ミッション制御ユニットのソレノイ
ド励磁信号を参照して検出する)が設けられて制御ユニ
ットに出力を送ると共に、オートクルーズ制御のために
ブレーキスイッチ74、メインスイッチ76、セットス
イッチ78及びリジュームスイッチ80も設けられる。
)のフィールド電流を検出するACGセンサ60、パワ
ーステアリング(図示せず)の作動/不作動を検出する
パワステスイッチ62、ニアコンディショナ(図示せず
)の作動/不作動を検出するエアコンスイッチ64、ス
タータ(図示せず)の作動/不作動を検出するスタータ
スイッチ66、バッテリ(図示せず)の電圧を検出する
バッテリ電圧センサ68、シフトレバ−(図示せず)の
レンジ位置を検出するレンジセレクタスイッチ70及び
シフト位置(ギヤ段)を検出するシフトポジションスイ
ッチ72(例えば、ミッション制御ユニットのソレノイ
ド励磁信号を参照して検出する)が設けられて制御ユニ
ットに出力を送ると共に、オートクルーズ制御のために
ブレーキスイッチ74、メインスイッチ76、セットス
イッチ78及びリジュームスイッチ80も設けられる。
第3図は此の制御ユニット58の詳細を示すが、該ユニ
ットにおいてスロットルセンサ40等のアナログ出力は
レベル変換回路88に入力され、そこで適宜レベルに変
換された後マイクロ・コンピュータ90に入力され、そ
のA/D変換回路90aでデジタル値に変換されてRA
M90eに一時格納される。又、クランク角センサ52
等のデジタル出力は波形整形回路92で波形整形されて
入力ボート90bを介してマイクロ、コンピュータ内に
入力される。マイクロ・コンピュータにおいてCPU9
0 cは、これらの入力からROM90dに格納されて
いるプログラムに従って後述の如く制御値を演算し、出
力ボート90rを介して出力回路94に送り、更にトラ
ンジスタ等からなる駆動回路96を介してパルスモータ
5を駆動し、よってスロットル弁6を開閉制御する。尚
、以上において、アクセルセンサ48を除くクランク角
センサ52等が機関運転状態検出手段に、またマイクロ
・コンピュータ90がスロットル開度目標値設定手段及
びモータ指令値設定手段に相当する。
ットにおいてスロットルセンサ40等のアナログ出力は
レベル変換回路88に入力され、そこで適宜レベルに変
換された後マイクロ・コンピュータ90に入力され、そ
のA/D変換回路90aでデジタル値に変換されてRA
M90eに一時格納される。又、クランク角センサ52
等のデジタル出力は波形整形回路92で波形整形されて
入力ボート90bを介してマイクロ、コンピュータ内に
入力される。マイクロ・コンピュータにおいてCPU9
0 cは、これらの入力からROM90dに格納されて
いるプログラムに従って後述の如く制御値を演算し、出
力ボート90rを介して出力回路94に送り、更にトラ
ンジスタ等からなる駆動回路96を介してパルスモータ
5を駆動し、よってスロットル弁6を開閉制御する。尚
、以上において、アクセルセンサ48を除くクランク角
センサ52等が機関運転状態検出手段に、またマイクロ
・コンピュータ90がスロットル開度目標値設定手段及
びモータ指令値設定手段に相当する。
続いて、第4図フロー・チャートを参照して本制御装置
の動作を説明する。
の動作を説明する。
先ず、S10において装置各部をイニシャライズする。
尚、この動作は機関の始動時に行われ、その後は312
以下の動作が所定時間、例えば10n+s毎にループし
て繰り返される。
以下の動作が所定時間、例えば10n+s毎にループし
て繰り返される。
続いて、S12において前回演算した制御値を出力ルー
チン(図示せず)を介して出力し、続いてS14におい
て機関回転数等の制御パラメータを読み込んだ後、次の
316においてスロワI・ル開度の基準開度θTHMを
検索する。これは、アクセル開度θAPと機関回転数N
eとからROM90dに格納されているマツプを参照し
て検索する続いて、318においてアイドル制御域にあ
るか否か判断する。これはスタータスイッチ信号、レン
ジセレクタ信号、車速、吸気圧力、スロットル開度及び
機関回転数等から判断し、特に機関回転数が適宜設定し
た減速回転数以下でアイドル判別回転数以上である場合
にアイドル制御域にあると判断し、S20に進んでアイ
ドル開度θ1dleを演算する。
チン(図示せず)を介して出力し、続いてS14におい
て機関回転数等の制御パラメータを読み込んだ後、次の
316においてスロワI・ル開度の基準開度θTHMを
検索する。これは、アクセル開度θAPと機関回転数N
eとからROM90dに格納されているマツプを参照し
て検索する続いて、318においてアイドル制御域にあ
るか否か判断する。これはスタータスイッチ信号、レン
ジセレクタ信号、車速、吸気圧力、スロットル開度及び
機関回転数等から判断し、特に機関回転数が適宜設定し
た減速回転数以下でアイドル判別回転数以上である場合
にアイドル制御域にあると判断し、S20に進んでアイ
ドル開度θ1dleを演算する。
第5図はアイドル開度演算のサブルーチンを示すフロー
・チャートであり、同図に従って説明すると、先ず51
00においてフィードバック制御用の目標回転数N r
efを検索し、実際の機関回転数との偏差SNを算出す
る。第6図は目標回転数Nrefを示す説明グラフであ
るが、図示の如(目標回転数はDレンジ又はNレンジの
いづれにあるかによって負荷の有無から異なった値が設
定される。斯る特性はROM90 dにテーブルとして
格納されており、水温T−で検索する。本ステップにお
いては同時に、算出した偏差SNに応じて、カウンタ値
Nを検索する。これは後述の如く、制御周期を変えるた
めである。即ち、本制御動作の周期は原則的に10m5
であるが、フィードバックモードとデユーティモードに
入るときは100〜500m5と長くするため、本ステ
ップで其の際に周期を基本周期の何倍(前記N)とする
か偏差に応じて検索しておくものである。具体的には前
記ROM内に図示しないテーブルが格納されており、そ
れを偏差から検索する。而して、該テーブルにおいては
偏差に逆比例して周期が設定されており、即ち偏差が小
さいときは緩慢な制御で足りるので長く、大きいときは
迅速に差を解消するため短くなる様に設定されている。
・チャートであり、同図に従って説明すると、先ず51
00においてフィードバック制御用の目標回転数N r
efを検索し、実際の機関回転数との偏差SNを算出す
る。第6図は目標回転数Nrefを示す説明グラフであ
るが、図示の如(目標回転数はDレンジ又はNレンジの
いづれにあるかによって負荷の有無から異なった値が設
定される。斯る特性はROM90 dにテーブルとして
格納されており、水温T−で検索する。本ステップにお
いては同時に、算出した偏差SNに応じて、カウンタ値
Nを検索する。これは後述の如く、制御周期を変えるた
めである。即ち、本制御動作の周期は原則的に10m5
であるが、フィードバックモードとデユーティモードに
入るときは100〜500m5と長くするため、本ステ
ップで其の際に周期を基本周期の何倍(前記N)とする
か偏差に応じて検索しておくものである。具体的には前
記ROM内に図示しないテーブルが格納されており、そ
れを偏差から検索する。而して、該テーブルにおいては
偏差に逆比例して周期が設定されており、即ち偏差が小
さいときは緩慢な制御で足りるので長く、大きいときは
迅速に差を解消するため短くなる様に設定されている。
従って、Nの値は例えば50とすると、基本周期の50
倍たる500m5を制御周期とすることを意味する。
倍たる500m5を制御周期とすることを意味する。
続いて、5102において水温増量補正θTWをROM
内のテーブルから検索し、次いで5IO4にニアコンデ
ィショナ等の負荷増量補正θLOADを同様にテーブル
から検索する。これらの値は、適宜設定しておく。
内のテーブルから検索し、次いで5IO4にニアコンデ
ィショナ等の負荷増量補正θLOADを同様にテーブル
から検索する。これらの値は、適宜設定しておく。
続いて、5106において機関回転数Neが適宜設定し
た基準低回転数N LOPを超えているか否か判断し、
超えていない場合には5108に進んで非常用のスロッ
トル開度を出力して機関回転数を迅速に上昇させる。こ
れは、発進乃至はパニックブレーキによって通常の制御
ではあり得ない様な低回転に陥った場合の非常対策であ
る。
た基準低回転数N LOPを超えているか否か判断し、
超えていない場合には5108に進んで非常用のスロッ
トル開度を出力して機関回転数を迅速に上昇させる。こ
れは、発進乃至はパニックブレーキによって通常の制御
ではあり得ない様な低回転に陥った場合の非常対策であ
る。
8106で肯定された場合、続いて5110においてダ
ッシュポット制御が必要か否か判断し、必要と判断され
た場合には5112に進んで機関回転数を徐々に低下さ
せて急激な負圧変化を回避する。これは主として未燃焼
ガスの排出を防止するためである。尚、ダッシュポット
制御が必要か否かは機関回転数の変化から判断する。
ッシュポット制御が必要か否か判断し、必要と判断され
た場合には5112に進んで機関回転数を徐々に低下さ
せて急激な負圧変化を回避する。これは主として未燃焼
ガスの排出を防止するためである。尚、ダッシュポット
制御が必要か否かは機関回転数の変化から判断する。
5iloにおいて否定された場合にはフィードバック制
御乃至はデユーティ制御に入ることになる。而して、そ
の場合には制御周期を変更することから、先ず5114
において該制御に入るのが初めてか否か判断し、肯定さ
れる場合8116に進んで偏差SNがデユーティ制御許
容回転数NDUTY内に入ったか否か判断し、然らざる
場合には8118において3100で検索したNをカウ
ンタC1dleにセットし、5120において通常のフ
ィードバック制御を行う。フィードバック制御において
は、スロットル開度は、適宜設定するフィードバック基
本量θFBに前述の水温及び負荷増量補正θ仙、θLO
ADを合算して決定する。而して、3116において偏
差が許容回転範囲内に入ったと判断されたときは続いて
5122に進み、水温T―がデユーティ制御許容水温T
wDtlTYを超えているか否か判断し、超えていない
場合はフィードバック制御に止まると共に、超えている
場合は5L24においてNをカウンタC1dleにセッ
トした後、8126に進んでデユーティ制御に移行する
。即ち、本制御動作においては、実回転数と目標回転数
との偏差が僅少となるまではフィードバック制御を行う
と共に、偏差が僅かになった時点で後述のデユーティ制
御に移行し、更にスロットル開度を微少制御する。その
意味からデユーティ制御許容回転数N DEITYは、
例えば150rpm等の僅かな値とする。又、この場合
、5122で水温を判断するのは低水温状態においては
補正増量が大きいことから精緻なデユーティ制御を行う
意味がないからであり、従って此の水温T wDUTY
は、それを判別するに足る程の値を適宜設定する。
御乃至はデユーティ制御に入ることになる。而して、そ
の場合には制御周期を変更することから、先ず5114
において該制御に入るのが初めてか否か判断し、肯定さ
れる場合8116に進んで偏差SNがデユーティ制御許
容回転数NDUTY内に入ったか否か判断し、然らざる
場合には8118において3100で検索したNをカウ
ンタC1dleにセットし、5120において通常のフ
ィードバック制御を行う。フィードバック制御において
は、スロットル開度は、適宜設定するフィードバック基
本量θFBに前述の水温及び負荷増量補正θ仙、θLO
ADを合算して決定する。而して、3116において偏
差が許容回転範囲内に入ったと判断されたときは続いて
5122に進み、水温T―がデユーティ制御許容水温T
wDtlTYを超えているか否か判断し、超えていない
場合はフィードバック制御に止まると共に、超えている
場合は5L24においてNをカウンタC1dleにセッ
トした後、8126に進んでデユーティ制御に移行する
。即ち、本制御動作においては、実回転数と目標回転数
との偏差が僅少となるまではフィードバック制御を行う
と共に、偏差が僅かになった時点で後述のデユーティ制
御に移行し、更にスロットル開度を微少制御する。その
意味からデユーティ制御許容回転数N DEITYは、
例えば150rpm等の僅かな値とする。又、この場合
、5122で水温を判断するのは低水温状態においては
補正増量が大きいことから精緻なデユーティ制御を行う
意味がないからであり、従って此の水温T wDUTY
は、それを判別するに足る程の値を適宜設定する。
第7図はデユーティ制御のサブルーチンを示すフロー・
チャートであるが、このフロー・チャートの説明に入る
前に、第8図及び第9図を参照して此のデユーティ制御
を概略的に説明する。第8図において其の下方に示す如
く、実際の機関回転数が目標回転数に接近して偏差が僅
かになった時点でデユーティ制御に入ることは先に述べ
た通りであるが、この制御は其れまでのフィードバック
制御(乃至はLOPモード、DPモード)がパルスモー
タの回転量を1ステツプ角以上とするのに対し、それよ
り微小な1ステツプ角未満の回転を制御し、よって機関
回転数を微小に制御するものである。即ち、あるステッ
プ角n及びその次のステップ角n+1に付いて制御周期
の中途で回転方向を切り換え、結果として破線で示す如
く、1ステツプ角未満の回転を可能とする。尚、実施例
においてはlステップ角はスロットル開度に換算して0
.36度に相当する。又、第8図において制御周期は、
フィードバック制御もデユーティ制御も共に、前記した
Nの値に応じて100〜500m5と長くなっているこ
とは先に述べた通りである第9図は此の制御を更に詳細
に説明するものであるが、理解の便宜上、前記パルスモ
ータを同図(a)に示す如く、φ1〜φ4からなる4相
とする。同図(b)は通常の2相励磁の例を示しており
、これは周知の如く、所定の方向、例えば正方向に回転
させる際にはφ1〜φ4を2相づつ励磁して行うもので
ある。而して、同図(C)は本発明に係るデユーティ制
御を示しており、この場合には例えば、φ4.1と励磁
した後にφ1,2を励磁して正方向に回転させ、続いて
、再びφ4.1を励磁させて行う。この結果、パルスモ
ータは、正転方向に隣接するφ2,3が励磁されること
なく、逆転方向にあるφ4,1が励磁されるため、逆転
する。続いて、φ1.2を励磁すれば再び正方向に反転
することとなり、以上の如く、任意の相を中心として其
の左右の相を交互に励磁することにより、パルスモータ
を1ステツプ角の範囲内で振らせることが出来る。この
場合、図示の如く、φ1,2を励磁する時間をし、全体
を周期Tとすればデユーティ制御と把らえることが出来
、デユーティ=t/TX100%として把らえることが
出来る。従って、t/Tを適宜決定することにより、第
8図上部に破線で示す如く、1ステツプ角未満の範囲に
おいて所望の回転量を得ることが出来る。即ち、従来の
パルスモータの制御においては、1ステツプ角未満の回
転を得ることば出来なかったが、本発明に係る制in
(既述の如く「デユーティ制御」と称する)によるとき
は、それが可能となるものである。
チャートであるが、このフロー・チャートの説明に入る
前に、第8図及び第9図を参照して此のデユーティ制御
を概略的に説明する。第8図において其の下方に示す如
く、実際の機関回転数が目標回転数に接近して偏差が僅
かになった時点でデユーティ制御に入ることは先に述べ
た通りであるが、この制御は其れまでのフィードバック
制御(乃至はLOPモード、DPモード)がパルスモー
タの回転量を1ステツプ角以上とするのに対し、それよ
り微小な1ステツプ角未満の回転を制御し、よって機関
回転数を微小に制御するものである。即ち、あるステッ
プ角n及びその次のステップ角n+1に付いて制御周期
の中途で回転方向を切り換え、結果として破線で示す如
く、1ステツプ角未満の回転を可能とする。尚、実施例
においてはlステップ角はスロットル開度に換算して0
.36度に相当する。又、第8図において制御周期は、
フィードバック制御もデユーティ制御も共に、前記した
Nの値に応じて100〜500m5と長くなっているこ
とは先に述べた通りである第9図は此の制御を更に詳細
に説明するものであるが、理解の便宜上、前記パルスモ
ータを同図(a)に示す如く、φ1〜φ4からなる4相
とする。同図(b)は通常の2相励磁の例を示しており
、これは周知の如く、所定の方向、例えば正方向に回転
させる際にはφ1〜φ4を2相づつ励磁して行うもので
ある。而して、同図(C)は本発明に係るデユーティ制
御を示しており、この場合には例えば、φ4.1と励磁
した後にφ1,2を励磁して正方向に回転させ、続いて
、再びφ4.1を励磁させて行う。この結果、パルスモ
ータは、正転方向に隣接するφ2,3が励磁されること
なく、逆転方向にあるφ4,1が励磁されるため、逆転
する。続いて、φ1.2を励磁すれば再び正方向に反転
することとなり、以上の如く、任意の相を中心として其
の左右の相を交互に励磁することにより、パルスモータ
を1ステツプ角の範囲内で振らせることが出来る。この
場合、図示の如く、φ1,2を励磁する時間をし、全体
を周期Tとすればデユーティ制御と把らえることが出来
、デユーティ=t/TX100%として把らえることが
出来る。従って、t/Tを適宜決定することにより、第
8図上部に破線で示す如く、1ステツプ角未満の範囲に
おいて所望の回転量を得ることが出来る。即ち、従来の
パルスモータの制御においては、1ステツプ角未満の回
転を得ることば出来なかったが、本発明に係る制in
(既述の如く「デユーティ制御」と称する)によるとき
は、それが可能となるものである。
更に、第9図(d)は2ステツプ角の範囲に亘ってデユ
ーティ制御する例を示す。この場合は、例えばφ1,2
と励磁した後、φ2,3、φ3.4と励磁し、続いてφ
2,3、φ1.2と逆方向に励磁した後再びφ2,3と
正方向に励磁する。従って、この例においても、t/T
を適宜設定することにより2ステツプ角の範囲において
所望の回転量を得ることが出来る。又、同様にして3ス
テツプ角の範囲に亘る制御が可能であることは云うまで
もないであろう。尚、以上においてデユーティの分解能
は具体的には、制御周期(CPU同期タイミング)/周
期TX100%で表わされ、その最小値は例えば、10
ms/ 500m5X 100=2%とする。
ーティ制御する例を示す。この場合は、例えばφ1,2
と励磁した後、φ2,3、φ3.4と励磁し、続いてφ
2,3、φ1.2と逆方向に励磁した後再びφ2,3と
正方向に励磁する。従って、この例においても、t/T
を適宜設定することにより2ステツプ角の範囲において
所望の回転量を得ることが出来る。又、同様にして3ス
テツプ角の範囲に亘る制御が可能であることは云うまで
もないであろう。尚、以上においてデユーティの分解能
は具体的には、制御周期(CPU同期タイミング)/周
期TX100%で表わされ、その最小値は例えば、10
ms/ 500m5X 100=2%とする。
而して、第7図フロー・チャートに戻って説明すると、
5200において水温T−から周期Tを検索する。第1
0図に示す如く、周期は水温に反比例して設定されてお
り、斯る特性はROM内にテーブルとして格納される。
5200において水温T−から周期Tを検索する。第1
0図に示す如く、周期は水温に反比例して設定されてお
り、斯る特性はROM内にテーブルとして格納される。
水温が高くなる程周期を短くするのは、第6図に示した
如く、目標回転数が水温に逆比例して設定されているた
めである。即ち、機関回転数は低くなればなる程スロッ
トル開度が変化した際の吸気量の変動量が大きくなるこ
とから、第6図との関連において低温側が低回転数側と
なるために、周期を短くして微細に制御する必要がある
故である。
如く、目標回転数が水温に逆比例して設定されているた
めである。即ち、機関回転数は低くなればなる程スロッ
トル開度が変化した際の吸気量の変動量が大きくなるこ
とから、第6図との関連において低温側が低回転数側と
なるために、周期を短くして微細に制御する必要がある
故である。
続いて、5202において偏差SNから前述のむ(オン
時間)を演算すると共に、ステップ角数を検索する。第
11図に偏差に対応したステップ角数を示す。ステヅプ
角を偏差に比例させたのは云うまでもなく、偏差が大き
い程ステップ角数を大きくするのが望ましいからであり
、図示例に付いて云えば、偏差50〜99rpn+では
2ステツプ角の範囲でデユーティ制御を行うことになる
。
時間)を演算すると共に、ステップ角数を検索する。第
11図に偏差に対応したステップ角数を示す。ステヅプ
角を偏差に比例させたのは云うまでもなく、偏差が大き
い程ステップ角数を大きくするのが望ましいからであり
、図示例に付いて云えば、偏差50〜99rpn+では
2ステツプ角の範囲でデユーティ制御を行うことになる
。
この特性もROM内にテーブルとして格納される再び、
第5図フロー・チャートに戻ると、5122においてい
づれかのモード(3108,112,120,126)
で決定された制御値をアイドル制御用開度θ1dleと
してメインルーチンに戻る。尚、5114で否定された
ときは5130に移行してカウンタ値をデクリメントし
、続いて5132でカウンタ値が零に達したと判断され
るまでループする度に8128にジャンプして制御値を
変えることなくメインルーチンに戻る。而して、513
2において零に達したと判断されるときは8116に移
行し、フィードバックモード或いはデユーティモードに
進んで制御値を新たに決定する。即ち、第4図メインル
ーチンが10+sでループされているため、第5図サブ
ルーチンにおいて一旦フイードバックモード(或いはデ
ユーティモード)に進んで制御周期が500m5等と長
くされたときは、その周期の最初に一度制御値を決定す
れば其の後は其れを踏襲するのみで変えることなく50
0m5が経過するのを待つものである。
第5図フロー・チャートに戻ると、5122においてい
づれかのモード(3108,112,120,126)
で決定された制御値をアイドル制御用開度θ1dleと
してメインルーチンに戻る。尚、5114で否定された
ときは5130に移行してカウンタ値をデクリメントし
、続いて5132でカウンタ値が零に達したと判断され
るまでループする度に8128にジャンプして制御値を
変えることなくメインルーチンに戻る。而して、513
2において零に達したと判断されるときは8116に移
行し、フィードバックモード或いはデユーティモードに
進んで制御値を新たに決定する。即ち、第4図メインル
ーチンが10+sでループされているため、第5図サブ
ルーチンにおいて一旦フイードバックモード(或いはデ
ユーティモード)に進んで制御周期が500m5等と長
くされたときは、その周期の最初に一度制御値を決定す
れば其の後は其れを踏襲するのみで変えることなく50
0m5が経過するのを待つものである。
更に、第4図に戻ると、S18においてアイドル制御域
にないと判断された場合はS22に進み、所定の開度θ
1dle−refをもってアイドル開度とする。この所
定開度は例えば、アイドル制御での上限開度たる10度
(但し、WOT=84度)とする。
にないと判断された場合はS22に進み、所定の開度θ
1dle−refをもってアイドル開度とする。この所
定開度は例えば、アイドル制御での上限開度たる10度
(但し、WOT=84度)とする。
続いて、S24においてオートクルーズ制御域にあるか
否か判断する。これは、前記したブレーキスイッチ74
、メインスイッチ76等の出力信号から判断する。而し
て、クルーズ制御域にあると判断された場合はS26に
おいて設定車速を保つべく適宜オートクルーズ開度θc
ruを演算すると共に、然らざる場合は32Bにおいて
オートクルーズ開度を零とする。
否か判断する。これは、前記したブレーキスイッチ74
、メインスイッチ76等の出力信号から判断する。而し
て、クルーズ制御域にあると判断された場合はS26に
おいて設定車速を保つべく適宜オートクルーズ開度θc
ruを演算すると共に、然らざる場合は32Bにおいて
オートクルーズ開度を零とする。
続いて、S30において目標開度θTll0を算出する
。これは、それまでに算出した開度、即ち、基準開度θ
THM、アイドル開度θ1dle、オートクルーズ開度
θcruの中から最大値を選んで行う。斯く最大値を採
ることによって、アイドル制御域とオートクルーズ制御
域等が重複する運転状態においても、それらの全てを満
足するスロットル開度を実現することが出来る。尚、選
択した最大値は開度で示されているので、本ステップに
おいて所定数(1パルス当りの開度)で割ってパルス数
に変換する。
。これは、それまでに算出した開度、即ち、基準開度θ
THM、アイドル開度θ1dle、オートクルーズ開度
θcruの中から最大値を選んで行う。斯く最大値を採
ることによって、アイドル制御域とオートクルーズ制御
域等が重複する運転状態においても、それらの全てを満
足するスロットル開度を実現することが出来る。尚、選
択した最大値は開度で示されているので、本ステップに
おいて所定数(1パルス当りの開度)で割ってパルス数
に変換する。
最後に、S32に進んで目標値と現在開度との差を算出
して制御値θCMD (変位量)を決定し、再び31
2にループする。
して制御値θCMD (変位量)を決定し、再び31
2にループする。
本実施例においては上記の如く、フィードバック制御を
通じてスロットル開度を目標値に集束させると共に、偏
差が微小となった後はスロットル弁自体をデユーティ制
御して振動させ、よって1ステツプ角未満の回転を得る
如くに構成したので、所望のスロットル開度を精緻に実
現することが出来る。
通じてスロットル開度を目標値に集束させると共に、偏
差が微小となった後はスロットル弁自体をデユーティ制
御して振動させ、よって1ステツプ角未満の回転を得る
如くに構成したので、所望のスロットル開度を精緻に実
現することが出来る。
尚、本発明をアクセルペダルとスロットル弁との機械的
連結が完全に切り離された機構に付いて説明して来たが
、本発明は機械的連結を残したままパルスモータを追加
的に設けたものに付いても妥当することは云うまでもな
い。
連結が完全に切り離された機構に付いて説明して来たが
、本発明は機械的連結を残したままパルスモータを追加
的に設けたものに付いても妥当することは云うまでもな
い。
(発明の効果)
請求項1項に記載した車載内燃機関のスロットル開度制
御装置においてモータ指令値演算手段は、偏差が所定範
囲内に入ったときはスロットル弁の駆動をステップ角に
よる制御からデユーティ制御に切り換える如く指令値を
演算する様に構成したので、パルスモータを介してスロ
ットル弁の駆動を制御するに際し、モータの回転を1ス
テップ角未満の範囲において制御することが出来、よっ
てスロットル開度を微小に制御することが出来る。而し
て、このデユーティ制御は具体的には請求項2項に記載
する如く、所定時間毎にスロットル弁の移動方向を切り
換えて行うものである。
御装置においてモータ指令値演算手段は、偏差が所定範
囲内に入ったときはスロットル弁の駆動をステップ角に
よる制御からデユーティ制御に切り換える如く指令値を
演算する様に構成したので、パルスモータを介してスロ
ットル弁の駆動を制御するに際し、モータの回転を1ス
テップ角未満の範囲において制御することが出来、よっ
てスロットル開度を微小に制御することが出来る。而し
て、このデユーティ制御は具体的には請求項2項に記載
する如く、所定時間毎にスロットル弁の移動方向を切り
換えて行うものである。
又、請求項3項に記載した装置にあっては該制御のデユ
ーティ比を機関の運転状態に応じて可変としたので、ス
ロットル制御を機関の運転状態に即応して一層効果的に
行うことが出来る。
ーティ比を機関の運転状態に応じて可変としたので、ス
ロットル制御を機関の運転状態に即応して一層効果的に
行うことが出来る。
第1図は本発明のクレーム対応図、第2図は本発明に係
る車載内燃機関のスロットル開度制御装置を全体的に示
す概略図、第3図は其の中の制御ユニットの詳細を示す
ブロック図、第4図は該装置の動作を示すフロー・チャ
ート、第5図はその中のアイドル開度演算サブルーチン
を示すフロー・チャート、第6図はその演算に使用する
目標回転数の特性を示す説明グラフ、第7図は第6図の
デユーティ制御サブルーチンを示すフロー・チャート、
第8図はデユーティ制御を説明する波形図、第9図は同
様にデユーティ制御を説明するタイミングチャート、第
10図は第7図フロー・チャートで演算に使用する周期
の特性を示す説明グラフ及び第11図は同様に其の中で
演算に使用するステップ角数の特性を示す説明グラフで
ある。 l・・・アクセルペダル踏込量検出手段(アクセルセン
サ4B)、2・・・機関運転状態検出手段(クランク角
センサ52等)、3・・・スロットル開度目標値設定手
段(マイクロ・コンピュータ90)、4・・・モータ指
令値演算手段(マイクロ・コンピュータ90)、5・・
・パルスモータ、6・・・スロットル弁、10・・・内
燃機関、12・・・吸気路、32・・・アクセルペダル
、40・・・スロットルセンサ、42・・・吸気圧セン
サ、44・・・吸気温センサ、46・・・大気圧センサ
、48・・・アクセルセンサ、50・・・水温センサ、
52・・・クランク角センサ、54・・・車速センサ、
58・・・制御ユニット、60・・・ACGセンサ、6
2・・・パワステスイッチ、64・・・エアコンスイッ
チ、66・・・スタータスイッチ、68・・・バッテリ
電圧センサ、70・・・レンジセレクタスイッチ、72
・・・シフトポジションスイッチ、74・・・ブレーキ
スイッチ、76・・・ACメインスイッチ、78・・・
ACセットスイッチ、80・・・ACリジュームスイッ
チ、90・・・マイクロ・コンピュータ 第4図 出願人 本田技研工業株式会社 代理人 弁理士 吉 1) 豊 第6 図 第 図 (a) (b) 第9図 (C) (d) 第10図 水温TW 第11図 +00 ′50づ&85〜 (rpm) 8、補正の内容 (1)明細書の発明の詳細な説明を以下の通り補正す■
明細書第19頁第1行の「反比例」を「比例」補正する
。 ■明細書第19頁第3行の「短く」を「長く」と正する
。 ■明細書第19頁第7行乃至第8行の「くなるこから、
第6図との関連において低温側が低回転数側となるため
に、周期を短くして微細」を「くなることから、周期を
短くして微細」と補正する。 2)図面 第10図を別紙の通り補正する。
る車載内燃機関のスロットル開度制御装置を全体的に示
す概略図、第3図は其の中の制御ユニットの詳細を示す
ブロック図、第4図は該装置の動作を示すフロー・チャ
ート、第5図はその中のアイドル開度演算サブルーチン
を示すフロー・チャート、第6図はその演算に使用する
目標回転数の特性を示す説明グラフ、第7図は第6図の
デユーティ制御サブルーチンを示すフロー・チャート、
第8図はデユーティ制御を説明する波形図、第9図は同
様にデユーティ制御を説明するタイミングチャート、第
10図は第7図フロー・チャートで演算に使用する周期
の特性を示す説明グラフ及び第11図は同様に其の中で
演算に使用するステップ角数の特性を示す説明グラフで
ある。 l・・・アクセルペダル踏込量検出手段(アクセルセン
サ4B)、2・・・機関運転状態検出手段(クランク角
センサ52等)、3・・・スロットル開度目標値設定手
段(マイクロ・コンピュータ90)、4・・・モータ指
令値演算手段(マイクロ・コンピュータ90)、5・・
・パルスモータ、6・・・スロットル弁、10・・・内
燃機関、12・・・吸気路、32・・・アクセルペダル
、40・・・スロットルセンサ、42・・・吸気圧セン
サ、44・・・吸気温センサ、46・・・大気圧センサ
、48・・・アクセルセンサ、50・・・水温センサ、
52・・・クランク角センサ、54・・・車速センサ、
58・・・制御ユニット、60・・・ACGセンサ、6
2・・・パワステスイッチ、64・・・エアコンスイッ
チ、66・・・スタータスイッチ、68・・・バッテリ
電圧センサ、70・・・レンジセレクタスイッチ、72
・・・シフトポジションスイッチ、74・・・ブレーキ
スイッチ、76・・・ACメインスイッチ、78・・・
ACセットスイッチ、80・・・ACリジュームスイッ
チ、90・・・マイクロ・コンピュータ 第4図 出願人 本田技研工業株式会社 代理人 弁理士 吉 1) 豊 第6 図 第 図 (a) (b) 第9図 (C) (d) 第10図 水温TW 第11図 +00 ′50づ&85〜 (rpm) 8、補正の内容 (1)明細書の発明の詳細な説明を以下の通り補正す■
明細書第19頁第1行の「反比例」を「比例」補正する
。 ■明細書第19頁第3行の「短く」を「長く」と正する
。 ■明細書第19頁第7行乃至第8行の「くなるこから、
第6図との関連において低温側が低回転数側となるため
に、周期を短くして微細」を「くなることから、周期を
短くして微細」と補正する。 2)図面 第10図を別紙の通り補正する。
Claims (3)
- (1) a.車両運転席床面に配されたアクセルペダルの踏込量
を検出するアクセルペダル踏込量検出手段、 b.機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段、 c.該機関運転状態検出手段及び前記アクセルペダル踏
込量検出手段の出力を入力して機関吸気路に設けられた
スロットル弁の開度の目標値を設定するスロットル開度
目標値設定手段 d.該スロットル開度目標値設定手段の出力を入力して
実開度との偏差を解消すべくパルスモータの指令値を演
算するモータ指令値演算手段、 e.該モータ指令値演算手段の出力を入力して回転する
パルスモータ、 及び f.該パルスモータに連結され、その回転に応じて機関
吸気路を開閉するスロットル弁、 からなる車載内燃機関のスロットル開度制御装置におい
て、前記モータ指令値演算手段は、偏差が所定範囲内に
入ったときは該スロットル弁の駆動をステップ角による
制御からデューティ制御に切り換える如く指令値を演算
することを特徴とする車載内燃機関のスロットル開度制
御装置。 - (2) 前記デューティ制御は、所定時間毎にスロット
ル弁の移動方向を切り換えて行うことを特徴とする請求
項1項記載の車載内燃機関のスロットル開度制御装置。 - (3) 前記デューティ制御のデューティ比を機関の運
転状態に応じて可変とすることを特徴とする請求項2項
記載の車載内燃機関のスロットル開度制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193968A JPH0826806B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 車載内燃機関のスロットル開度制御装置 |
| US07/385,573 US5002028A (en) | 1988-07-27 | 1989-07-26 | Throttle control system for vehicular internal combustion engine |
| EP89307659A EP0353072B1 (en) | 1988-07-27 | 1989-07-27 | Throttle control system for vehicular internal combustion engine |
| DE8989307659T DE68906480T2 (de) | 1988-07-27 | 1989-07-27 | Steuerungssystem des drosselventils der brennkraftmaschine eines motorfahrzeugs. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63193968A JPH0826806B2 (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 車載内燃機関のスロットル開度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0245637A true JPH0245637A (ja) | 1990-02-15 |
| JPH0826806B2 JPH0826806B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16316765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63193968A Expired - Fee Related JPH0826806B2 (ja) | 1988-07-27 | 1988-08-03 | 車載内燃機関のスロットル開度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0826806B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63109259A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-13 | Mazda Motor Corp | エンジンのスロツトル弁制御装置 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63193968A patent/JPH0826806B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63109259A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-13 | Mazda Motor Corp | エンジンのスロツトル弁制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0826806B2 (ja) | 1996-03-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |