JPH01203621A - 内燃機関の空気量制御装置 - Google Patents

内燃機関の空気量制御装置

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JPH01203621A
JPH01203621A JP2838588A JP2838588A JPH01203621A JP H01203621 A JPH01203621 A JP H01203621A JP 2838588 A JP2838588 A JP 2838588A JP 2838588 A JP2838588 A JP 2838588A JP H01203621 A JPH01203621 A JP H01203621A
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JP
Japan
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control
operating state
control unit
traction
engine
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JP2838588A
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Hideyuki Tamura
英之 田村
Hiroyuki Ueda
上田 宏幸
Nobutaka Takahashi
高橋 伸孝
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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)

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、自動車等内燃機関の空気量制御装置に係り、
詳しくは、駆動輪のスリップを抑制するトラクシシン制
御の作動中は吸気通路の絞弁をバイパスする通路を流れ
るバイパス空気量を該作動状態に応じて補正する空気量
制御装置に関する。
(従来の技術) 近時、自動車等内燃機関の吸入空気量の制御は運転状態
の変化に対応した種々の運転モードを判別して行われる
が、その中でも特に始動モード、アイドルモードおよび
加・減速モードにおいてはエンジン内の燃焼状態が過渡
的に変化するため、より精密な吸入空気量の制御が望ま
れる。
このような吸入空気量の制御は最終的にエンジン回転数
の安定な制御を目指すものであり、アイドル回転数を制
御する装置では絞弁の上流側と下流側を連通ずるバイパ
ス通路に設けたISOバルブ(Idle 5peed 
Control Valve :アイドル制御弁)によ
りアイドル時の吸入空気量を変えてアイドル回転数をす
るいわゆる補助空気置割fil(IsC)を行っている
。その制御態様としては、デユーティ制御されるISC
バルブによりバイパス通路の面積(開度)をアナログ的
に可変として空気流量を操作し、アイドル回転数を所定
の目標値に一致させるようにデユーティ制御のデユーテ
ィ値(以下、l5CiiIJ御値という)をフィードバ
ック制御している。また、エアコンデッショナおよびパ
ワーステアリング等の補機負荷が加わった場合には、回
転数の落ち込みを防止するため、補機負荷の大きさに応
じて決められた固定値の負荷補正分としての補正デユー
ティ値を上述のISC制御値に加えて制御している。こ
れにより、アイドル時の空気流量を精密に操作して正確
かつ応答性良くアイドル回転数の制御が行われる。
ところで、マイクロコンピュータ応用技術等の発展に伴
い、車両においても、変速機(変速比)の制御、走行速
度の制御、スキッドコントロール(横すべりに対する制
御)、車高制御など、主として車両の走行状態を希望す
る状態に保つための制御(以下、単に走行制御という)
が種々試みられており、安全性と快適性をより高いレベ
ルで達成しようとする傾向にある。駆動輪から路面へ伝
達されるトルクを最大にする制御、いわゆるトラクショ
ンコントロールもこのような走行制御のうちの一つであ
り、トラクションコントロールを実現するためには駆動
輪が過回転(ホイルスピン)した時には速やかに発生ト
ルクを抑制する必要がある。
従来のこの種の走行制御を行う装置としては、例えば特
開昭62−150034号公報に記載されたものがある
。この装置では、通常のスロットルバルブとは別にトラ
クシシンコントロール用のスロットルバルブを設け、こ
のトラクションコントロール用のスロットルバルブを開
閉制御することにより吸入空気量を制御してエンジン出
力を減少させる。そして、これにより車両の駆動力が減
少し、例えば路面凍結時の発進性の確保や駆動トルクが
路面摩擦力を超えてタイヤがスリップし車両が縦、横方
向へ滑るという不具合の防止がなされる。また、車両の
スリップ制御中は加速時の増量補正を禁止して空燃比の
オーバリッチを防止しようとしている。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の内燃機関の空気量制御
装置にあっては、上記スリップ制御と補助空気量制御と
が互いに独立して作動する構成となっていたため、スリ
ップ制御中に補助空気量制御が行われるとエンジンの発
生トルクが不安定となりスリップ制御が正常に働かなく
なってスリップ制御中にも拘らず車両のスリップが発生
したりして、過渡のトルク減少が生じてしまうという問
題点があった。
すなわち、補助空気量制御にはエアコンデッショナやパ
ワーステアリング等の補機負荷のための制御の他に走行
中に急にアクセルペダルを離すような急加速時に開弁し
て排気エミッション(HC等)M化やオイル消費を防ぐ
ABバルブやBC(Boost Control)バル
ブのための制御があるが、これらABパルプやBCバル
ブを制御するためのデユーティ値はエンジンの運転状態
をパラメータとして決定されていることからスリップ制
御中のようにエンジンが過渡状態となっているときにエ
ンジンの運転状態に基づいてABバルブやBCバルブの
ための補助空気量制御を行うとエンジンの発生トルクが
変動してスリップが防止できないあるいは必要以上にト
ルクが減少してしまうことがある。
(発明の目的) そこで本発明は、駆動輪のスリップを抑制するトラクシ
ョン制御の作動状態を検出し、トラクシジン制御の作動
中は吸気通路の絞弁をバイパスする通路を流れるバイパ
ス空気量を該作動状態に応じて補正することにより、ト
ラクション制御中のトルク変動を防止してトラクション
制御の実効を図り、スリップを確実に抑制するとともに
過度のトルク減少を防止することを目的としている。
(課題を解決するための手段) 本発明による内燃機関の空気量制御装置は上記目的達成
のため、その基本概念図を第1図に示すように、エンジ
ンの運転状態を検出する運転状態検出手段aと、エアコ
ンデンショナ、パワーステアリング等、補機負荷の作動
状態を検出する補機負荷検出手段すと、駆動輪のスリッ
プを抑制するトラクション制御の作動状態を検出する作
動状態検出手段Cと、エンジンの運転状態および補機負
荷の作動状態に基づいて最適な空気量を供給できるよう
に空気量可変手段eの制御値を演算するとともに、トラ
クション制御中は該制御値をトラクション制御の作動状
態に応じて補正する制御手段dと、吸気通路の絞弁をバ
イパスする通路に配設され、制御手段dの出力に基づい
て吸入空気の流量を変える前記空気量可変手段eと、を
備えている。
(作用ン 本発明では、駆動輪のスリップを抑制するトラクション
制御の作動状態が検出され、トラクション制御の作動中
は吸気通路の絞弁をバイパスする通路を流れるバイパス
空気量が該作動状態に応じて補正される。したがって、
トラクション制御中はエンジン運転状態に基づいて決定
されるABバルブやBCバルブのための補助空気量制御
が停止されるため、エンジンの発生トルクが不安定とな
ることがない。その結果、スリップが確実に抑制される
とともに、過渡のトルク減少が防止される。
(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第2〜5図は本発明の一実施例を示す図であり、本実施
例は本発明をタンデムスロットルバルブ方式のトラクシ
シン制御システムを備えた車両に適用したものである。
まず、構成を説明する。第2図において、1はエンジン
であり、吸入空気は吸気管2、スロットルチャンバ3を
通して各気筒に供給され、燃料は噴射信号Stに基づい
てインジェクタ4により噴射される。そして、気筒内の
混合気は図示しない点火プラグの放電作用によって着火
、爆発し、排気となって排気管を通して外部に排出され
る。
ここで、吸入空気の流れはアクセルペダル8に連動スる
スロットルチャンバ3内のスロットルバルブ9により制
御され、アイドリング時にはスロットルバルブ9はほと
んど閉じている。アイドル時の吸入空気はスロットルバ
ルブ9の上流と下流とを連通ずるバイパス通路10を通
り、該通路10に介装した流量制御弁(空気量可変手段
)11により適宜必要な量の空気が確保される。流量制
御弁11は開度信号Scのデユーティ値りに応じてバイ
パス通路IOの1lll路面積を制御する。スロ7)C
バルブ9の上流側の吸気管2内にはトラクションコント
ロール(Te3)用スロットルバルブ12カ配設されて
おり、TC3C3用スロツトCバルブ12度はロッド1
3を介して連結されたTC3用DCモータ14により制
御される。TC3C3用スロツトCバルブ12常は全開
状態にあり、後述するTCSコントロールユニット43
からの制御信号によりTC8用DCモータ14を駆動す
るためのモータ制御ユニット15からTC3用DCモー
タエ4は電流が供給されると、TC3用DCモータ14
は所定角度回転し、それに連動してTC3C3用スロツ
トCバルブ12じる。モータ制御ユニット15には図外
のバッテリからヒユーズ1Gおよびリレー17を介して
電源V、が供給されており、モータ制御ユニット15は
接地されている。また、リレー17のコイルは図外のイ
グニッションスイッチに接続され、イグニッションスイ
ッチがONになるとリレー17のコイルにイグニッショ
ン電源VIGNが供給されて電流が流れ、内部の接点が
開いて絶縁状態となり、バッテリからモータ制御ユニッ
ト15への電流供給を遮断する。上記、ロッド13、T
C3用スロットルモータ14、モータ制御ユニット15
と、ヒユーズ16およびリレー17は全体として駆動手
段18を構成する。
吸入空気の流11Qaはエアフローメータ20により検
出され、スロットルバルブ9の開度TVO。
はスロットル開度センサ21により検出される。TC3
C3用スロツトCバルブ12度TVO□はTC8用スロ
ットル間度センサ22により検出され、この間度TVO
,信号は、−旦モータ制御ユニット15に入力され、内
部のバッファ15aを通した後で後述するコントロール
ユニット41に出力される。
・  また、エンジン1のクランク角Caはクランク角
センサ23により検出され、コントロールユニット41
でクランク角Caを表すパルスを計数することにより、
エンジン回転数Nを知ることができる。
車両の速度vspは車速センサ24により検出され、エ
アコンデッショナ、パワーステアリング等補機負荷の作
動は各種スイッチ(補機負荷検出手段)25により検出
される。また、車両のアイドル状態(パーキングあるい
はニュートラル状B)はニュートラルスイッチ26によ
り検出され、ウォータジャケットを流れる冷却水の温度
Twは水温センサ27により検出される。車輪の回転速
度(車輪速)は前後左右輪に設けられた車輪速センサ3
1.32.33.34により検出される。ここで、車輪
速センサ31は前輪右側の車輪速を、車輪速センサ32
は前輪左側の車輪速を、車輪速センサ33は後輪右側の
車輪速を、車輪速センサ34は後輪左側の車輪速をそれ
ぞれ検出する。FR車の場合、前輪が非駆動輪、後輪が
駆動輪となり、前輪(非駆動輪)が車輪速V、からは実
際の車速(車体速)が演算され、車輪速V、、VRから
は両者の差または比に基づいて後述するTCSコントロ
ールユニット43で駆動輪のスリップ状態が検出される
。さらに、ブレーキペダル35の踏み込みはブレーキス
イッチ36により検出され、トラクション制御の0N1
0FFはトラクション0N10FFスイツチ37により
ドライバーがマニュアルで選択する。
上記エアフローメーク20、クランク角センサ23およ
び水温センサ27は運転状態検出手段38を構成し、運
転状態検出手段38、スロットル開度センサ21、TC
3用スロットル開度センサ22、車速センサ24、各種
スイッチ25およびニュートラルスイッチ26からの信
号はコントロールユニット41に入力され、コントロー
ルユニット41はこれらのセンサ情報に基づいてエンジ
ンの燃焼制御や空気量制御を行う。コントロールユニッ
ト41は制御手段としての機能を有し、マイクロコンピ
ュータ等により構成される。コントロールユニット41
には上記各センサ20.21.22.23.24.25
.26.27からの信号および後述するTCSコントロ
ールユニット43からのTC3作動中信号が入力される
とともに、コントロールユニット41からはモータ制御
ユニット15に開度TVO,信号が通信用IC等を介し
てA/Tコントロールユニット42に開度T V Or
 (8号や車速vSP信号が、TCSコントロールユニ
ット43にエンジン回転数Nが、インジェクタ4に噴射
信号Siが、流量制御弁11に開度信号Scがそれぞれ
出力される。インジェクタ4は噴射信号Siに基づき開
弁じてエンジン1に燃料を噴射する。
一方、絞弁開度センサ21および車速センサ24からの
信号はコントロールユニット41を介してA/Tコント
ロールユニット42に入力され、A/Tコントロールユ
ニット42はこれらのセンサ情報に基づいて自動変速機
の変速制御を行う。A/Tコントロールユニット42は
変速状態検出手段としての機能を有し、マイクロコンピ
ュータ等により構成サレル。A/Tコントロールユニッ
ト42にはコントロールユニット41からの情報が通信
ICを通して入力されるとともに、A/Tコントロール
ユニット42からは図示しない自動変速機にシフトソレ
ノイド駆動信号が出力される。A/Tコントロールユニ
ット42は上記車速VSPおよびアクセル開度TVO,
などの入力信号に基づき自動変速機内部のシフトソレノ
イドA44およびシフトソレノイドB45を0N10F
Fさせて最適なギヤ位置に制御を行う。また、演算に必
要な各種プログラムはA/Tコントロールユニント42
内のマイクロコンピュータの所定のメモリに記憶させて
おり、該メモリの一部のエリアはバッテリバンクアップ
エリアとして確保され、そのエリア内に自動変速機の変
速段の選択とその選択時期を、実験等によって予測され
る走行状態との対比のもとに予め変速点特性(シフトス
ケジュール)としてテーブルマツプの形で保持している
一方、ニュートラルスイッチ26、車輪速センサ31、
32.33.34、ブレーキスイッチ36およびトラク
ション0N10FFスイツチ37からの信号はTCSコ
ントロールユニット43に入力され、TC3コントロー
ルユニット43はこれらのセンサtitに基づいてエン
ジンの出力トルクを減少させて駆動輪のスリップを抑制
するトラクション制御やタイヤへの駆動力を下げてスリ
ップを防止するブレーキ制御を行う。TCSコントロー
ルユニント43は作動状態検出手段としての機能を有し
、マイクロコンピュータ等により構成される。TCSコ
ントロールユニット43には上記各センサ26.31.
32.33.34.35.37からの信号、モータ制御
ユニット15からのスロットルバルブ9の実開度信号、
コントロールユニット41からのエンジン回転INおよ
びA/Tコントロールユニット42からのシフトソレノ
イド駆動信号が入力されるとともに、TCSコントロー
ルユニット43からはモータ制御ユニット15にTC3
用スロットルバルブ12の開度TVO2を操作するため
の制限信号が、コントロールユニッ)41にトラクショ
ン制御の作動状態を知らせるためのTC3作動中信号が
、ブレーキ油圧アクチュエータ46にブレーキ制御信号
がそれぞれ出力される。ブレーキ油圧アクチュエータ4
6はTCSコントロールユニット43からのブレーキ制
御信号により前後左右輪毎のブレーキを制御(ブレーキ
液圧を増減操作)する。なお、47はイグニッション電
源V、いからの電流供給によりTCSコントロールユニ
ット43のトラクション制御の作M 状Mを知らせるT
C3作動中ランプであり、48はトラクション制御の異
常またはトラクション制御のOFFを知らせるTCSフ
ェイルランプである。
次に、作用を説明するが、最初にトラクシシン制御シス
テムについて述べる。
特に、低μ(摩擦係数)路での加速中の車両安定性と操
縦性とを確保するためにトラクション制御を行うことは
公知である(SAE870337参照)。本発明で採用
しているトラクション制御システムの基本的作動は■エ
ンジントルク制御■ブレーキ制御であり、以下その概要
を述べる。
エンジン ル ″ 路面の状態に応じてエンジントルクを自動的に減少させ
ることを目的とする。路面の状態検知は前後輪左右の各
ホイールに取付けられた車輪速センサ31.32.33
.34の信号から駆動輪のスリップ状態を検出すること
により行い、また、エンジントルクの減少はアクセルペ
ダルに連動したスロットルバルブ9とは独立のTC3用
スロットルバルブ12を閉じることにより行う。各スロ
ットルバルブの作動を第3図を用いて説明する。同図に
おいて、横軸の非駆動輪平均速度は車両の実車速を意味
し、縦軸の駆動輪速度と非駆動輪平均速度との差は駆動
輪のスリップ状態を代表するスリップ量を示すゆ本制御
では上記実車速およびスリップ量に基づきTCSコント
ロールユニット43でTC3用スロットルバルブ12の
目標位置を決定する。すなわち、通常スロットルバルブ
9作動領域ではTC8用スロットルバルブ12は全開で
あり、TC3用スロットルバルブ12開度保持領域では
TC3用スロットルバルブ12のその時の開度を保持す
る。
例えば、−旦TC3用スロットルバルブ12が開かれた
場合、次回の処理で再びこの領域に入ると前回のTC3
用スロットルバルブ12の開度TVO。
を保持する。TC3用スロットルバルブ12閉領域では
TC3用スロットルバルブ12の目標開度を閉じ方向に
制御する。また、モータ制御ユニット15はTC5用ス
ロ7トルバルブ12の開度’rvozが前記目標開度と
なるようにTC3用スロットルバルブ12とリンクした
TC3用DCモータ14をフィードバック制御する。ま
た、目標開度が全開でない時はスリップ制御作動中信号
(TC3作動中信号)を発生させ、コントロールユニッ
ト41にスリップ制御作動の有無を知らせる。このよう
に、スロットルバルブを操作してエンジントルクを制御
するものでは、特にエンジントルクを応答性良く、円滑
かつ十分に減少させることができる点で優れたシステム
となっている。
プy二上MM タイヤの駆動力を下げてスリップを防止するために用い
られる。特に、左右の駆動輪が異なるμの路面において
は、本システムを用いると左右輪毎の制御が可能となる
。第4図は本システムでのブレーキ圧作動を示す図であ
る。同図において、縦軸は左駆動輪速度(あるいは右駆
動輪速度)と非駆動輪平均速度との差による左右の駆動
輪のスリップ量を示しており、左右の駆動輪のスリップ
量と実車速とに基づいて同図に示す領域毎にブレーキ圧
を可変することにより行う。なお、同じスリップ量のと
きは前述のエンジントルク制御よりもブレーキ制御が先
になるように設定する。
第5図は上記トラクション制御システムを備えた車両に
おける開度信号Scのデユーティ値制御のプログラムを
示すフローチャートであり、本プログラムはコントロー
ルユニット41内の所定のメモリに格納されて所定の時
間に一度実行される。
まず、Plで次式■に従って開度信号Scの基本ISC
出力デューティ値ISCφを演算する。
ISCφ= I S Cr、1+ I S CAc+ 
I S Cpws・・・・・・■ 但し、xsct、:冷却水温Twに対応するISCの特
性値 l5CAc:エアコン補正値(エアコンデッショナON
時に付加) ISCrws:パワステ補正値(パワーステアリングO
N時に付 加) 次いで、Plでニュートラルスイッチ26からの出力あ
るいはスロットル開度センサ21からの開度TVO!に
基づきエンジンがアイドル状態にあるか否かを判別し、
アイドル状態のときはP、でエンジン回転数Nがエアコ
ンデンショナおよびパワーステアリングの作動状態に対
応するように設定された目標回転数N、に一致するよう
に流量制御弁11に送出される開度信号Scのデユーテ
ィ値を演算して今回の処理を終了する。これにより、流
量制御弁11が上記デユーティ値に応じてバイパス通路
10を開閉し、吸入空気量が調節されて現回転数Nが目
標回転数N、4となるようにフィードバンク制御される
アイドル状態にないときはP4でトラクション制御中か
(すなわち、TCSコントロールユニット43からコン
トロールユニット41にTCS作動中信号が出力されて
いるか)否かを判別し、トラクション制御中でなければ
通常の走行状態にあると判断してP、で吸入空気lQa
に基づきABパルプ補正値I S 0AIVを所定のテ
ーブルマツプからルックアップする。一般に、走行中に
急にアクセルペダルを離すような急減速時には、絞弁が
急閉してもインテークマニホールド内に未だ多量の吸気
が存在しており、インテークマニホールド内のブースト
が急激に上昇することがあったため、この高ブーストに
よりエンジンの燃焼状態が悪化してHCが増加してしま
う。このようなときABバルブを開き側に制御して排気
エミッションの改善を図る。次いで、P、でエンジン回
転数Nに基づきBCCパルプ正値ISCmcvを所定の
テーブルマツプからルックアップする。BCバルブは中
高速からの減速時にインテークマニホールド負圧が一定
以上(620ma/figで作動)上昇しないように外
気を導入し、吸入負圧を理想的な平衡状態としてオイル
(潤滑油)が燃焼室に持出されオイル消費が増大してし
まうのを防ぐ。次いで、P、で次式■に従って最終デユ
ーティ値ISOを演算して今回の処理を終える。
l5C=ISCφ+I S CAIV  + I S 
C1(y・・・・・・■ 一方、トラクション制御中のときはPaで最終デユーテ
ィ値ISCに基本デユーティ値ISCφを代入<l5O
=ISCφ)してABバルブ補正値ISC□9およびB
CCパルプ正値I S Cmcvの補正は行わない、こ
こで、ISC:=ISCφとする代わりにI SO−固
定値としてもよい。したがって、トラフシラン中はAC
バルブやBCバルブのための補助空気量制御が行われな
いので、エンジンの発生トルクがスリップ制御の予定値
からずれてしまうことがなくなり、スリップの抑制が確
実に行われるとともに、必要以上のトルク減少が発生す
ることもない。
なお、本実施例では本発明をタンデムスロットルバルブ
方式のトラクション制御システムに適用した例を示した
が、勿論これには限定されず、トラクシジン制御を備え
たシステムであれば他の内燃機関の空気量制御装置にも
適用できることは言うまでもない。
(効果) 本発明によれば、駆動輪のスリップを抑制するトラクシ
ョン制御の作動状態を検出し、トラクション制御の作動
中は吸気通路の絞弁をバイパスする通路を流れるバイパ
ス空気量を該作動状態に応じて補正しているので、トラ
クション制御中のトルク変動を防止してトラクション制
御の実効を図ることができ、スリップを確実に抑制する
とともに過渡のトルク減少を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本概念図、第2〜5図は本発明の一
実施例を示す図であり、第2図はその全体構成図、第3
図はその各スロットルバルブの作動を示す図、第4図は
そのブレーキ圧の作動を示す図、第5図はその開度信号
Scのデユーティ値制御のプログラムを示すフローチャ
ートである。 1・・・・・・エンジン、 10・・・・・−バイパス通路、 11・・・・・・流量制御弁(空気量可変手段)、25
・・・・・・各種スイッチ(補機負荷検出手段)、41
・・・・・・コントロールユニッI・(II ?11 
手段)、43・・・・・・TCSコントロールユニット
(([状JLi検出手段)、

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a)エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と
    、 b)エアコンデッショナ、パワーステアリング等、補機
    負荷の作動状態を検出する補機負荷検出手段と、 c)駆動輪のスリップを抑制するトラクション制御の作
    動状態を検出する作動状態検出手段と、d)エンジンの
    運転状態および補機負荷の作動状態に基づいて最適な空
    気量を供給できるように空気量可変手段の制御値を演算
    するとともに、トラクション制御中は該制御値をトラク
    ション制御の作動状態に応じて補正する制御手段と、e
    )吸気通路の絞弁をバイパスする通路に配設され、制御
    手段の出力に基づいて吸入空気の流量を変える前記空気
    量可変手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関の空気量制御装置。
JP2838588A 1988-02-05 1988-02-08 内燃機関の空気量制御装置 Pending JPH01203621A (ja)

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JP2838588A JPH01203621A (ja) 1988-02-08 1988-02-08 内燃機関の空気量制御装置
US07/657,935 US5224044A (en) 1988-02-05 1991-02-21 System for controlling driving condition of automotive device associated with vehicle slip control system

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JP2838588A JPH01203621A (ja) 1988-02-08 1988-02-08 内燃機関の空気量制御装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0412137A (ja) * 1990-04-27 1992-01-16 Mitsubishi Motors Corp 内燃エンジンの出力制御装置
KR100255010B1 (ko) * 1996-02-16 2000-05-01 하나와 요시카즈 차량용 구동력 제어 시스템

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