JP2003041987A

JP2003041987A - 車両用エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP2003041987A
Application number: JP2002035960A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kisaka; 浩幸木坂; Yoshiyuki Shinya; 義之進矢; Shingo Harada; 真悟原田; Akitomo Kume; 章友久米
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-02-13
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2022-02-13
Also published as: JP4075395B2

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動系の共振周波数を含む加速態様であること
を確実に検出して、振動を低減する。【解決手段】ギア比に対応した駆動系の共振周波数があ
らかじめ設定されている。アクセル開度の増大操作が検
出されたとき、エアフローメータ６で検出された吸入空
気量信号から求める充填効率の時間変化から、上記共振
周波数成分が抽出される。抽出された共振周波数成分
は、位相合わせが行われた後、エンジントルクの低減量
に換算される。点火時期の遅角や燃料噴射量の減量補正
等によって、換算されたエンジントルクの低減量だけエ
ンジントルクが低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用エンジンの制
御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】車両においては、エンジン負荷が増大さ
れる加速時に、駆動系から不快な振動を発生することが
多い。この不快な振動は、駆動系のうちドライブシャフ
トがねじり振動されることを主要因としており、エンジ
ン負荷の増大に伴って増大されるエンジントルクが駆動
系の共振周波数成分を含むときに発生する。そして、こ
の共振周波数は、変速機のギア比毎に相違している。

【０００３】駆動系から発生される不快な振動を低減す
るために、特開平８−２３２６９６号公報には、変速機
のギア比に応じて設定される共振周波数成分を含むこと
になる所定態様の加速時つまりエンジン負荷の増大態様
が所定態様のときに、供給燃料量を低減することによっ
てエンジントルクを低減することが開示されている。そ
して、所定態様の加速の検出タイミングから、エンジン
回転数約１回転分だけ遅延させて供給燃料量の低減を行
うことも開示されている（位相合わせ）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記公報記
載のものでは、駆動系の共振周波数成分を含むこととな
る加速の態様というものを、代表的にあらかじめ幾つか
設定して、このあらかじめ設定された加速の態様である
ことを検出したことを条件として、振動低減のためのエ
ンジントルク低減の制御を実行するようになっている。

【０００５】しかしながら、駆動系の共振周波数成分を
含むことになる加速の態様は事実上無限に考えられるも
のであり、これに加えて共振周波数がギア比毎に相違す
ることを勘案すると、あらかじめ共振周波数成分を含む
ことになる加速の態様をあらかじめ設定するということ
は、駆動系の振動を十分に低減する上で改善の余地があ
る。すなわち、共振周波数成分を含む加速態様であって
も、この加速態様があらかじめ設定されていない限り、
エンジントルクの低減制御が実行されなくて、駆動系の
振動を生じてしまうことになる。

【０００６】本発明は以上のような事情を勘案してなさ
れたもので、その目的は、加速時における駆動系の振動
をより確実に低減できるようにした車両用エンジンの制
御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にあっては、基本的に、加速開始時に、その
加速によって実現されるであろうエンジン負荷に関する
値の時間変化を予測し、その中から駆動系の共振周波数
成分を抽出して、この抽出された共振周波数成分を低減
するようにエンジントルクを低減するようにしてある。
具体的には、次のような解決手法を採択してある。すな
わち、特許請求の範囲における請求項１に記載のよう
に、アクセル開度に関する値を検出するアクセル開度検
出手段と、エンジン回転数に関連した値を検出するエン
ジン回転数検出手段と、前記アクセル開度検出手段の検
出結果に基づいてドライバーによるアクセル開度の増大
操作が行われたことが検出されたとき、前記エンジン回
転数に関する値及び前記アクセル開度に関する値に基づ
き、アクセル開度の増大操作から所定期間範囲における
エンジン負荷に関連した値の時間変化を予測するエンジ
ン負荷変化予測手段と、前記エンジン負荷変化予測手段
で予測されたエンジン負荷に関する値の時間変化から、
車両の駆動系の共振周波数成分を抽出するフィルタ手段
と、前記フィルタ手段によって抽出された共振周波数成
分に対応するタイミングにおいて、共振周波数成分に対
応するエンジントルクを低減させるトルク低減手段と、
を備えているようにしてある。上記アクセル開度に関す
る値としては、例えばアクセル開度やスロットル開度が
ある。上記エンジン回転数に関連した値としては、例え
ばエンジン回転数、車速、トルコンのタービン回転数等
がある。上記エンジン負荷に関連した値としては、例え
ば充填効率等がある。また、上記共振周波数成分に対応
するタイミングは、アクセル操作からの経過時間とする
ことができる。

【０００８】上記解決手法によれば、実現が予測される
エンジン負荷に関する値の時間変化の中から駆動系の共
振周波数成分を抽出して、この抽出された共振周波数成
分を低減するようにエンジントルクを低減するので、共
振周波数成分を含むために駆動系の振動が発生すること
になる加速時というものを確実に把握しつつ、共振周波
数成分に起因する駆動系の振動を確実に低減することが
できる。なお、車体振動を検出したときにエンジントル
クを低減することも考えられるが（フィードバック制
御）、この場合は応答性の点で問題となり（車体振動を
検出してからエンジントルクを低減したのでは遅すぎ
る）、事実上採用できないものである。

【０００９】上記解決手法を前提として、次のような解
決手法を合わせて採択することができる。前記フィルタ
手段によって抽出された共振周波数成分に対応するタイ
ミングを、エンジン回転数に応じて補正する補正手段を
備え、エンジン回転数が低いほどトルク低減が早く行わ
れるように前記トルク低減タイミングを補正することに
よって、エンジン回転数が低い時の演算遅れによるエン
ジントルクの低減タイミング遅れを防止し、駆動系の振
動をより確実に低減することができる。

【００１０】また、エンジン負荷が所定値よりも小さい
ときに、前記トルク低減手段によるトルク低減の制御を
禁止する禁止手段をさらに備えたものとすることができ
る。エンジン負荷が元々小さいときは駆動系の振動その
ものが事実上問題とならないので、制御の簡単化や加速
要求を十分満足させる上で好ましいものとなる。

【００１１】車両に搭載された変速機が無段変速機であ
る場合は、変速時に、無段変速機のイナーシャ相当分の
トルクだけ低減するエンジントルクを小さくすることが
できる。すなわち、無段変速機にあっては、加速時に低
速段側へとギア比を変更するように制御されるのが一般
的であるが、この低速段側へのギア比変更に伴って無段
変速機がトルクを吸収することになるので、この分だけ
低減すべきエンジントルクを小さくすることによって、
駆動系の振動低減のためのエンジントルクの低減量をよ
り最適化して、駆動系の振動低減を十分に行う上で好ま
しいものとなる。

【００１２】また、前記トルク低減手段を、共振周波数
成分に対応する要求トルク低減量が第１設定値以下の小
さいときには点火時期の遅角によるエンジントルクの低
減を行う一方、該トルク低減量が該第１設定値よりも大
きい値に設定された第２設定値以上の大きいときには燃
料カットによるエンジントルクの低減を行うようにさ
れ、しかも前記要求トルク低減量が前記第１設定値と第
２設定値との間の大きさのときに、前記共振周波数成分
に対応するタイミングで点火時期の遅角のみによってト
ルク低減をを行うように構成し、前記要求トルク低減量
が前記第１設定値と第２設定値との間の大きさのとき
に、当該共振周波数成分によって発生するトルクの山の
直後に発生するトルクの谷が小さくなるように、前記タ
イミングより遅いタイミングにおいてエンジントルクを
増大させるトルク増大手段をさらに備えることができ
る。この場合、低減すべきトルクが第１設定値以下とな
る小さいときは点火時期の遅角によって精度よくトルク
の低減を行うことができ、低減すべきトルクが第２設定
値以上となる大きいときは、燃料カットによってトルク
を十分に低減することが可能となり、更に、低減すべき
トルクが第１設定値と第２設定値との間の中程度のとき
は、共振周波数成分に対応する加速振動のうちトルクの
谷となる部分を埋めるようにトルク増大を行うことによ
って、当該加速振動が十分に防止あるいは抑制されるこ
とになる。

【００１３】なお、その際、前記要求トルク低減量が前
記第１設定値と第２設定値との間の大きさのときに、前
記トルク低減手段は点火時期を最大遅角量にまで遅角さ
せる事により、加速当初のトルクの山を極力小さいもの
として、その次に発生されるトルクの谷も小さいものと
することができ、全体としてより効果的に加速振動を低
減することが可能となる。さらに、トルク増大手段を、
トルク低減手段による点火時期の最大遅角によって得ら
れるトルク低減量と要求トルク低減量との差分に応じた
トルクだけトルク増大を行うようにすることにより、ト
ルク増大量の設定が容易となる。なお、前記トルク増大
手段は、空燃比のリッチ化または吸入空気量の増量のう
ち少なくとも一方によってトルク増大を行うようにする
ことができ、これによって、トルク増大を簡単かつ精度
良く行う上で好ましいものとなる。

【００１４】さらにまた、前記トルク低減手段を、共振
周波数成分に対応する要求トルク低減量を得るのに必要
なリーン化補正後の空燃比が排気ガス中のＮＯｘ量が所
定値以上となる所定空燃比範囲に該当しないときは、該
リーン化補正によって前記要求トルク低減量を実現させ
る一方、該リーン化補正後の空燃比が該所定空燃比範囲
にあるときは点火時期の遅角によって前記要求トルク低
減量を実現するように構成する事により、加速振動低減
のためのエンジントルク低減を、燃費向上に有利な空燃
比のリーン化補正を極力有効に利用して行いつつ、点火
時期の遅角をも有効に利用してＮＯｘの増大を防止ある
いは抑制することができる。

【００１５】具体的には、前記リーン化補正後の空燃比
が前記所定空燃比範囲よりもリーンな空燃比として設定
される特定空燃比よりもリーンになるときは、該特定空
燃比に補正された状態でエンジントルクの低減を実現さ
せると共に、該特定空燃比としただけでは前記要求トル
ク低減量に対して不足する分のトルク低減量を点火時期
の遅角によって実現するよう構成し、さらに、前記特定
空燃比に補正することにより得られるトルク低減量と点
火時期を遅角することにより得られるトルク低減量との
加算値が前記要求トルク低減量よりも小さいときは、燃
料カットによるトルク低減を行うように構成する事によ
って、加速振動低減のためのエンジントルク低減を、燃
費向上に有利な空燃比のリーン化補正を極力有効に利用
して行いつつ、点火時期の遅角をも有効に利用してＮＯ
ｘの増大を防止あるいは抑制することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、駆動系の共振周波数成
分を含むような加速態様であるということを確実に把握
して、駆動系の振動を確実に低減することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１において、１は多気筒（実施
形態では火花点火式の直列４気筒）とされたエンジン本
体で、その吸気通路が符号２で示される。吸気通路２
は、途中にサージタンク３を有し、その上流側の吸気通
路が各気筒共通の共通吸気通路４とされている。この共
通吸気通路４には、その上流側から下流側へ順次、エア
クリーナ５、エンジン負荷検出手段としてのエアフロー
メータ６、スロットル弁７が配設されている。また、サ
ージタンク３の下流側における吸気通路２は、各気筒毎
に個々独立して設けられた独立吸気通路８とされ、この
独立吸気通路８には燃料供給手段としての燃料噴射弁９
が配設されている。

【００１８】図１中Ｕは、マイクロコンピュータを利用
して構成された制御ユニット（コントローラ）である。
この制御ユニットＵには、エアフローメータ６で検出さ
れたエンジン負荷に関する値としての吸入空気量信号、
スロットル弁７の開度（アクセル開度に関する値に対
応）を検出するスロットル開度センサ７ａからのスロッ
トル開度信号、エンジン回転数センサ１０によって検出
されたエンジン回転数信号、変速機のギア比を検出する
ギア比検出センサ１１からのギア比信号が入力される。
また、制御ユニットＵからは、エンジントルク低減制御
のために、燃料噴射弁９へ燃料噴射量信号が出力される
と共に、点火プラグ１２の点火時期を制御するイグナイ
タ１３へ点火時期信号が出力される。

【００１９】図２は、アクセルペダルを一気に踏み込ん
だいわゆるステップ応答のときに、エンジン回転数の変
化（車両の振動を示すトルク変化あるいは車両の前後加
速度の変化と同じ）を示すものである。アクセルペダル
をステップ応答的に踏み込んだときは、実質的に全ての
周波数成分を含むものであり、したがって、加速時にお
ける駆動系の共振周波数成分をも含むこととなって、加
速初期に大きなトルク変化（増大）を生じる。特に、図
２で破線丸印で囲んだ加速初期時の１回目の大きなトル
ク増大は、駆動系が共振した不快な振動に起因するもの
であり、この大きなトルク増大を防止することが、その
直後のトルクの大きな落ち込みを防止あるいは抑制する
ことにもなって、駆動系の発生する不快な振動を効果的
に低減する上で効果的となる。

【００２０】図３は、ギア比毎の駆動系の共振周波数を
示すものであり、図３の例では、共振周波数は、１速で
は２Ｈｚ付近であり、２速では４Ｈｚ付近であり、３速
では６Ｈｚ付近であり、４速では８Ｈｚ付近であり、５
速では１０Ｈｚ付近である。この２Ｈｚ〜１０Ｈｚの共
振周波数は、アクセルペダルをステップ的に踏み込んだ
ときは全て含まれることになる。

【００２１】制御ユニットＵは、加速時の駆動系の振動
防止のために、加速開始時に予測された吸入空気量信号
の時間変化の中からギア比に応じた共振周波数成分を抽
出し、この抽出された共振周波数成分のトルクを燃料噴
射タイミングに適合させるために演算遅れ分位相調整し
た後、共振周波数成分のトルク分だけエンジントルクを
低減するように制御する。このような制御ユニットＵの
制御内容を、図式的に示したのが図４である。

【００２２】この図４について説明するが、図４では、
時間は燃料噴射タイミングを基準として設定されてい
る。まず、変化予測手段２０によって、エアフローメー
タ６で検出された吸入空気量信号に基づいて充填効率
（Ce）の時間変化を予測演算し、演算結果（符号３１で
示すような態様）がバンドパスフィルタ２１に入力され
る。バンドパスフィルタ２１は、ギア比に応じた共振周
波数成分を抽出するようにそのフィルタ係数が設定、変
更されており、ギア比に応じた共振周波数成分が出力さ
れ、その出力の態様が符号３２で示される。ここで、Ce
snfとは、駆動系の共振によるショックを起すトルクのC
e全体に占める割合である。

【００２３】バンドパスフィルタ２１からの出力は、演
算による制御実行タイミングの遅れを補償するために、
位相適合手段２２によって位相が進められる。この位相
適合（位相補正）は、エンジン回転数をパラメータとし
て行うのが好ましい。例えば、エンジン回転数が小さく
（低く）なるほど、トルク低減が早く実施される様、位
相の進め度合を大きくする。すなわち、燃料噴射タイミ
ングや点火時期の設定は通常エンジン回転数に基づいて
行われるが、エンジン回転数そのもの検出が、通常はエ
ンジン１回転毎に発生されるパルスの周期に基づいて演
算によって得るようにしてあるので、エンジン回転数が
小さいときは発生される上記パルスの周期が長くなって
演算による応答遅れが大きくなるため、上述のようにエ
ンジン回転数が小さいほど位相が進められるようにして
ある。なお、位相適合手段２２によって位相適合された
状態が、符号３３で示される。

【００２４】上述のように位相合わせされた後の共振周
波数成分のトルクの大きさが、低減トルク換算手段２３
によって、エンジントルクの低減量として設定され、こ
の設定されたエンジントルクの低減量が符号３４で示さ
れる。なお、エンジントルク低減の手法としては、点火
時期調整（点火時期の遅角）のみ、燃料噴射量調整（燃
料噴射量減少補正）のみ、あるいは点火時期と燃料噴射
量の両方の調整等、適宜行うことができる。また、演算
されたトルク低減量を、ドライバーのアクセルペダル操
作速度に関連する値（アクセル開度の変化速度、スロッ
トル開度の変化速度など）に基づき、アクセル操作速度
が大きいほどトルク低減量が小さくなるよう補正を施し
ても良い（アクセル開度及びアクセル操作速度が、それ
ぞれ所定値を超える場合は、トルク低減量を零にしても
よい）。このアクセル操作速度に基づく補正により、ド
ライバーがエンジン出力の増大を所望している時の出力
確保を行う事が出来、ドライバーが制御に対して違和感
を持つ事を防止できる。

【００２５】図５は、図４で示した制御ユニットＵの制
御内容をより具体的に示すフローチャートであり、以下
このフローチャートについて説明する。なお、以下の説
明でＱはステップを示す。まず、Ｑ１において、吸入空
気量、エンジン回転数、ギア比、スロットル弁開度の各
種データが読み込まれる。Ｑ２では、現在のギア位置に
応じた共振周波数が設定される。Ｑ３では、共振周波数
とエンジン回転数に基づいて、バンドパスフィルタ２１
のフィルタ係数が設定される。このフィルタ係数は、共
振周波数の中心値とその前後の帯域の大きさを設定する
ものである。バンドパスフィルタは、例えば２次元デジ
タルフィルタとすることができ、その伝達関数をＨ
（ｚ）は、次の５つのフィルタ係数ａ０、ａ１、ａ２，
ｂ１、ｂ２を用いて次式のように示され（式中「-2」は
「マイナス２乗」）、Ｑ３ではこの５つのフィルタ係数
を設定（変更）する処理となる。

【００２６】Ｈ（ｚ）＝（ａ０・ｚ-2＋ａ１・ｚ＋ａ
２）／（ｚ-2＋ｂ１・ｚ＋ｂ２）

【００２７】Ｑ４では、エンジン負荷としての吸入空気
量が所定値以上の高負荷時であるか否かが判別される。
このＱ４の判別でＮＯのときつまり低負荷のときは、エ
ンジントルクの低減制御が不要であるとして、そのまま
リターンされる。Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５に
おいて、共振周波数成分の抽出が行われる（図３のバン
ドパスフィルタ２１の処理に対応。抽出した結果は、Ｃ
ｅ全体に占めるトルクの割合Cesnfで表される）。次い
で、Ｑ６において、抽出された共振周波数成分の位相合
わせが行われる（図３の位相適合手段２２の処理に対
応）。

【００２８】Ｑ７では、位相合わせが行われた共振周波
数成分をトルクに変換する（図３の低下トルク換算手段
２３の処理に対応）。このＱ７の変換は、Cesnfに所定
の換算係数を掛ける事によって行われる。

【００２９】Ｑ７の後は、共振周波数成分に対応するト
ルクを低減すべく、トルクダウンのタイミングと要求ト
ルクダウン量が決定され、その要求トルクダウン量を実
現する点火時期の遅角補正量や燃料噴射量の減量補正量
が予め設定された点火時期と燃料噴射量とトルクダウン
量とのマップに基づいて決定され、上記トルクダウンタ
イミングで実行される（Ｑ１０の処理）。ただし、実施
形態では、変速機が無段変速機である場合にも対応すべ
く、Ｑ８、Ｑ９の処理が別途設定されている。すなわ
ち、Ｑ８において、ギア比の変動があるか否かが判別さ
れ、この判別でＹＥＳのときは、Ｑ９において、変速機
が無段変速機であることを前提として、無段変速機の変
速に伴うイナーシャに相当する分だけ、エンジントルク
の低減量が小さくなるように補正される。Ｑ９でのイナ
ーシャ相当分のトルクは、「（今回のギア比−前回のギ
ア比）／エンジン回転数」に所定の換算係数を乗算する
ことにより算出される。上記Ｑ８の判別でＮＯのとき、
あるいはＱ９の後は、それぞれＱ１０において、エンジ
ントルクの低減が実行される。また、ドライバーのアク
セル操作速度を検出し、アクセル操作速度が大きくなる
ほど上記トルクダウン量を減量補正するようにして、ド
ライバーの出力要求を確保するようにしてもよい。

【００３０】上述した図５におけるＱ１０の詳細につい
て、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。ま
ず、Ｑ２１において、低減すべきトルクダウン量（実施
形態ではトルクダウン率）が、第１設定値（例えば３０
％）よりも大きいか否かが判別される。このＱ２１の判
別でＮＯのときは、Ｑ２２において、点火時期の遅角に
よるトルクダウンが行われる。

【００３１】Ｑ２１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２３に
おいて、低減すべきトルクダウン量が第２設定値（第１
設定値よりも大で、例えば７０％）よりも小さいか否か
が判別される。このＱ２３の判別でＮＯのときは、Ｑ２
４において、燃料カットによるトルクダウンが行われ
る。

【００３２】Ｑ２３の判別でＹＥＳのときは、低減すべ
きトルクダウン量が、第１設定値と第２設定値との間の
範囲である。このときは、まず、Ｑ２５において、点火
時期が失火を生じない範囲で最大遅角量に設定される。
次いで、Ｑ２６において、図２において埋めたいトルク
の谷として示される部分でのトルク低下分が算出される
が、これは要求トルク低減量に応じて設定することもで
き、例えば要求トルク低減量の所定割合（例えば７０
％）として設定することができる。

【００３３】この後、Ｑ２６で算出されたトルク低下分
に対応したトルク増大分としてトルクアップ量が算出さ
れる（要求されるトルクアップ分に対応した例えば吸入
空気量の増大分の算出や、燃料噴射量の増量補正分の算
出）。そして、Ｑ２８において、１回目のトルクの山の
次に発生するトルクの谷となったタイミングが確認され
えると、Ｑ２９において、トルクアップが実行される。

【００３４】ここで、Ｑ２７でのトルクアップ量として
は、低減すべき要求トルク低減量から、最大遅角量とす
ることによって低減されるトルク低減量を差し引いたト
ルク差分とすることができる。すなわち、点火時期を遅
角することによって、加速振動の１回目のトルクの山が
十分とは言えないまでもかなり小さくされるので、その
次に発生されるトルクの谷も、点火時期を遅角しない場
合に比して小さくなる。したがって、点火時期の遅角の
みでは不足する分のトルク低減量を、トルク増大量とし
て設定することにより、トルク増大量を誤って大きく設
定しすぎてしまう事態を防止する上で好ましいものとな
る。

【００３５】＜第二の実施形態＞次に上記図５における
Ｑ１０でのトルクダウン制御に関する、第二の実施形態
について説明する。本実施形態においては、上記図５に
おけるトルクダウンを、空燃比のリーン化補正と点火時
期の遅角とを利用して行うようになっており、その概略
について、図７を利用して説明する。まず、図７には、
空燃比をリーン化していくことによるトルクダウン量の
変化つまりトルクが低減されていく様子と、ＮＯｘ量が
変化していく様子とが示される。この図７から明らかな
ように、トルク低減量は、空燃比のリーン化を進めて行
くほど大きくなる。

【００３６】一方、ＮＯｘ量は、空燃比が１６付近で最
大となり、空燃比１６付近からリッチになってもあるい
はリーンになっても、それぞれＮＯｘ量は低減されてい
く。図６において、空燃比１６よりもリッチな第１空燃
比α１（＞理論空燃比）と、空燃比１６よりもリーンな
第２空燃比α２が設定される。この２つの空燃比α１と
α２とは、それぞれ空燃比１６に近い値であって、ＮＯ
ｘ量が同一値となるよう値から選択、設定されている。
つまり、α１とα２との間の空燃比範囲が、ＮＯｘ量が
所定値以上となる所定空燃比範囲となる。

【００３７】空燃比がα１とα２との間にある所定空燃
比範囲では、空燃比のリーン化補正によるトルクダウン
制御を行うことなく、点火時期の遅角によるトルクダウ
ン制御のみが行われる。上記所定空燃比範囲外のとき、
つまりリーン化補正後の空燃比がα１よりもリッチなと
き、あるいはα２よりもリーンなときは、それぞれ、空
燃比のリーン化補正によるトルクダウン制御のみが行わ
れる。

【００３８】リーン化補正の空燃比に対して、α２より
も大きく（リーンに）設定された特定空燃比βが設定さ
れている。この空燃比βは、リーン化限界となる空燃比
でああって、それ以上リーンにしても確実な燃焼を確保
しつつトルク低減量を増大させることが難しくなる。要
求トルク低減量に必要な理論上のリーン化補正後の空燃
比が、上記特定空燃比β以上となるときは、この特定空
燃比βの値でもってリーン化補正が実行される。これと
共に、特定空燃比βとしただけでは不足するトルク低減
量の分だけ点火時期の遅角が行われる。

【００３９】上述したトルク低減制御の具体例につい
て、図８のフローチャートを参照しつつ説明する。ま
ず、Ｑ２１において、要求トルク低減量を空燃比のリー
ン化のみによって実現する場合に必要なリーン補正後の
空燃比ＡＦ・Ａが決定される。Ｑ２２では、補正後の空
燃比ＡＦ・Ａが、前述したα１とα２との間の所定空燃
比範囲であるか否かが判別される。Ｑ２２の判別でＹＥ
Ｓのときは、ＮＯｘ量増大を防止あるいは抑制すべく、
Ｑ２３において、点火時期の遅角のみによるトルク低減
が実行される。

【００４０】前記Ｑ２２の判別でＮＯのときは、補正後
の空燃比ＡＦ・Ａが、前述した特定空燃比β以上である
か否かが判別される。このＱ２４の判別でＮＯのとき
は、Ｑ２５において、補正後の空燃比ＡＦ・Ａを実行す
ることによるトルク低減が行われる（空燃比のリーン化
補正のみによるトルク低減）。

【００４１】前記Ｑ２４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２
６において、空燃比をβにしたときのトルク低減量と要
求トルク低減量との差分となる不足のトルク低減量が算
出される。次いで、Ｑ２７において、算出された不足の
トルク低減量に相当する点火時期の遅角量が決定され
る。そして、Ｑ２８において、空燃比をβとするリーン
化補正によるトルク低減と、Ｑ２７で決定された遅角量
での点火時期の遅角によるトルク低減とが行われる。

【００４２】ここで、空燃比のリーン化補正によるトル
ク低減量と点火時期の遅角によるトルク低減量との加算
値が、要求トルク低減量よりも小さくなってしまうとき
は、燃料カットのみを行うようにすることもできる。図
８において、リーン化補正後の空燃比がα２よりもリッ
チな場合は、全て点火時期の遅角のみによるトルク低減
制御とするようにしてもよい。

【００４３】また、全体として、要求トルク低減量が小
さいとき（第１所定値以下のとき）は点火時期の遅角の
みによるトルク低減制御を行い、要求トルク低減量が大
きいとき（第１所定値よりも大きく設定された第２所定
値以上のとき）は、燃料カットのみによるトルク低減制
御を行い、要求トルク低減量が上記第１所定値と第２所
定値との間の中程度のときに、空燃比のリーン化補正に
よるトルク低減制御を行うようにして、このリーン化補
正のときのトルク低減制御として、前述したように点火
時期の遅角をも組み合わせた本発明手法を採択するよう
にすることもできる。以上実施形態について説明した
が、本発明はこれに限らず例えば次のような場合をも含
むものである。エンジンとしては、Ｖ型エンジン、ディ
ーゼルエンジン、過給機付きエンジン等、その種類は特
に問わないものである。エンジン負荷に関する値として
は、吸入空気量の他に、アクセル開度、スロットル開
度、吸気負圧、吸気流速等適宜選択することができる。
フロ−チャ−トに示す各ステップ（ステップ群）あるい
はセンサやスイッチ等の各種部材は、その機能の上位表
現に手段の名称を付して表現することができる。また、
フロ−チャ−トに示す各ステップ（ステップ群）の機能
は、制御ユニット（コントローラ）内に設定された機能
部の機能として表現することもできる（機能部の存
在）。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限ら
ず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたも
のを提供することをも暗黙的に含むものである。さら
に、本発明は、制御方法として表現することも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたエンジンの全体系統図。

【図２】加速時に駆動系の共振に起因する振動例を示す
図。

【図３】ギア位置に応じた共振周波数の一例を示す図。

【図４】本発明の制御内容をブロック図的に示す図。

【図５】本発明の制御例を示すフローチャート。

【図６】トルクの低減と増大との制御を示すフローチャ
ート。

【図７】空燃比のリーン化補正を利用したトルク低減制
御を示す図。

【図８】図７のトルク低減制御を示すフローチャート。

【符号の説明】

１：エンジン本体２：吸気通路６：エアフローメータ（エンジン負荷検出手段）７：スロットル弁７ａ：スロットル開度センサ（アクセル開度に関する値
の検出）９：燃料噴射弁１０：エンジン回転数センサ１１：ギア位置センサ１２：点火プラグ１３：イグナイタ２１：バンドパスフィルタ（共振周波数成分抽出）２２：位相適合手段２３：低減トルク換算手段Ｕ：制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２５Ｆ０２Ｄ 41/04 ３２５Ｂ３２５Ｇ３２５Ｊ３３０３３０Ｂ３３０Ｇ３３０Ｊ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ３０１Ｈ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｚ３５８３５８ＣＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者原田真悟広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者久米章友広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内Ｆターム(参考） 3D041 AA01 AB01 AC01 AC19 AD02 AD04 AD05 AD31 AE07 AE08 AE09 AF01 3G022 CA04 DA02 EA07 GA05 GA06 GA08 GA20 3G084 BA09 BA11 BA17 CA04 DA39 EA01 EB12 EC03 FA06 FA07 FA10 FA33 3G093 AA06 BA33 CB04 DA01 DA06 DA09 DB11 EA02 EA04 EA05 EA13 EC01 FA11 FA12 FB02 FB05 3G301 HA01 JA37 KA12 KB01 LB01 LC01 MA01 MA24 NA09 NB07 ND02 NE06 NE19 PA01Z PA11Z PE01Z PF08Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アクセル開度に関する値を検出するアクセ
ル開度検出手段と、エンジン回転数に関連した値を検出するエンジン回転数
検出手段と、前記アクセル開度検出手段の検出結果に基づいてドライ
バーによるアクセル開度の増大操作が行われたことが検
出されたとき、前記エンジン回転数に関する値及び前記
アクセル開度に関する値に基づき、アクセル開度の増大
操作から所定期間範囲におけるエンジン負荷に関連した
値の時間変化を予測するエンジン負荷変化予測手段と、前記エンジン負荷変化予測手段で予測されたエンジン負
荷に関する値の時間変化から、車両の駆動系の共振周波
数成分を抽出するフィルタ手段と、前記フィルタ手段によって抽出された共振周波数成分に
対応するタイミングにおいて、共振周波数成分に対応す
るエンジントルクを低減させるトルク低減手段と、を備
えていることを特徴とする車両用エンジンの制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記フィルタ手段によって抽出された共振周波数成分に
対応するタイミングを、エンジン回転数に応じて補正す
る補正手段をさらに備え、前記補正手段は、エンジン回転数が低いほどトルク低減
が早く行われるように前記トルク低減タイミングを補正
するように構成されている、ことを特徴とする車両用エ
ンジンの制御装置。
【請求項３】請求項１において、エンジン負荷が所定値よりも小さいときに、前記トルク
低減手段によるトルク低減の制御を禁止する禁止手段を
さらに備えている、ことを特徴とする車両用エンジンの
制御装置。
【請求項４】請求項１において、車両に搭載された変速機が無段変速機とされ、前記トルク低減手段は、前記無段変速機の変速時に、該
無段変速機のイナーシャ相当分のトルク分だけ低減する
エンジントルクを小さくする、ことを特徴とする車両用
エンジンの制御装置。
【請求項５】請求項１において、前記トルク低減手段は、共振周波数成分に対応する要求
トルク低減量が第１設定値以下の小さいときには点火時
期の遅角によるエンジントルクの低減を行う一方、該ト
ルク低減量が該第１設定値よりも大きい値に設定された
第２設定値以上の大きいときには燃料カットによるエン
ジントルクの低減を行うようにされ、しかも該要求トル
ク低減量が前記第１設定値と第２設定値との間の大きさ
のときには、前記共振周波数成分に対応するタイミング
で点火時期の遅角のみによってトルク低減をを行うよう
に構成されており、前記要求トルク低減量が前記第１設定値と第２設定値と
の間の大きさのときに、当該共振周波数成分によって発
生するトルクの山の直後に発生するトルクの谷が小さく
なるように、前記タイミングより遅いタイミングにおい
てエンジントルクを増大させるトルク増大手段をさらに
備えている、ことを特徴とする車両用エンジンの制御装
置。
【請求項６】請求項５において、前記要求トルク低減量が前記第１設定値と第２設定値と
の間の大きさのときに、前記トルク低減手段は点火時期
を最大遅角量にまで遅角させる、ことを特徴とする車両
用エンジンの制御装置。
【請求項７】請求項６において、前記トルク増大手段は、前記トルク低減手段による点火
時期の最大遅角によって得られるトルク低減量と前記要
求トルク低減量との差分に応じたトルクだけトルク増大
を行う、ことを特徴とする車両用エンジンの制御装置。
【請求項８】請求項１において、前記トルク低減手段が、空燃比のリーン化補正によるエ
ンジントルク低減と、点火時期の遅角によるエンジント
ルクの低減とを行えるように設定され、前記トルク低減手段は、共振周波数成分に対応する要求
トルク低減量を得るのに必要なリーン化補正後の空燃比
が、排気ガス中のＮＯｘ量が所定値以上となる所定空燃
比範囲に該当しないときは、該リーン化補正によって前
記要求トルク低減量を実現させる一方、該リーン化補正
後の空燃比が該所定空燃比範囲にあるときは点火時期の
遅角によって前記要求トルク低減量を実現するように設
定されている、ことを特徴とする車両用エンジンの制御
装置。
【請求項９】請求項８において、前記トルク低減手段は、前記リーン化補正後の空燃比が
前記所定空燃比範囲よりもリーンな空燃比として設定さ
れる特定空燃比よりもリーンになるときは、該特定空燃
比に補正された状態でエンジントルクの低減を実現させ
ると共に、該特定空燃比としただけでは前記要求トルク
低減量に対して不足する分のトルク低減量を点火時期の
遅角によって実現するようにされている、ことを特徴と
する車両用エンジンの制御装置。
【請求項１０】請求項９において、前記トルク低減手段は、燃料カットによるトルク低減を
も行うように設定されて、前記特定空燃比に補正するこ
とにより得られるトルク低減量と点火時期を遅角するこ
とにより得られるトルク低減量との加算値が前記要求ト
ルク低減量よりも小さいときは、燃料カットによるトル
ク低減を行うように設定されている、ことを特徴とする
車両用エンジンの制御装置。