JP4075395B2 - 車両用エンジンの制御装置 - Google Patents
車両用エンジンの制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4075395B2 JP4075395B2 JP2002035960A JP2002035960A JP4075395B2 JP 4075395 B2 JP4075395 B2 JP 4075395B2 JP 2002035960 A JP2002035960 A JP 2002035960A JP 2002035960 A JP2002035960 A JP 2002035960A JP 4075395 B2 JP4075395 B2 JP 4075395B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- engine
- torque reduction
- value related
- resonance frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Description
【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、次のような基本的な解決手法を備えていることを前提としてある。すなわち、
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】
上記基本的な解決手法によれば、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】
本発明は、上記基本的な解決手法を前提として、次のような解決手法を合わせて選択的に採択したものである。すなわち、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（請求項１対応）、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（請求項２対応）。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（請求項３対応）。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（請求項４対応）。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（請求項５対応）、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（請求項６対応）、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（請求項７対応）、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（請求項８対応）、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（請求項９対応）、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。
【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、Cesnfとは、駆動系の共振によるショックを起すトルクのCe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＋ａ２）／（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、Ｃｅ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、Ｑ２４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、ＮＯｘ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ＹＥＳ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、Ｑ２６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
【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、次のような基本的な解決手法を備えていることを前提としてある。すなわち、
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】
上記基本的な解決手法によれば、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】
本発明は、上記基本的な解決手法を前提として、次のような解決手法を合わせて選択的に採択したものである。すなわち、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（請求項１対応）、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（請求項２対応）。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（請求項３対応）。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（請求項４対応）。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（請求項５対応）、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（請求項６対応）、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（請求項７対応）、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（請求項８対応）、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（請求項９対応）、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。
【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、Cesnfとは、駆動系の共振によるショックを起すトルクのCe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＋ａ２）／（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、Ｃｅ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、Ｑ２４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、ＮＯｘ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ＹＥＳ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、Ｑ２６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
Claims (9)
- 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、
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と、
を備え、
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。 - 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、
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。 - 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、
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。 - 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、
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４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５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。 - 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、
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７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８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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002035960A JP4075395B2 (ja) | 2001-05-25 | 2002-02-13 | 車両用エンジンの制御装置 |
| US10/152,990 US6678605B2 (en) | 2001-05-25 | 2002-05-23 | Control system for internal combustion engine |
| DE60226807T DE60226807D1 (de) | 2001-05-25 | 2002-05-23 | Steuerungssystem für eine Brennkraftmaschine |
| EP02011543A EP1260693B1 (en) | 2001-05-25 | 2002-05-23 | Control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-156824 | 2001-05-25 | ||
| JP2001156824 | 2001-05-25 | ||
| JP2002035960A JP4075395B2 (ja) | 2001-05-25 | 2002-02-13 | 車両用エンジンの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003041987A JP2003041987A (ja) | 2003-02-13 |
| JP4075395B2 true JP4075395B2 (ja) | 2008-04-16 |
Family
ID=26615706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002035960A Expired - Fee Related JP4075395B2 (ja) | 2001-05-25 | 2002-02-13 | 車両用エンジンの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4075395B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4172391B2 (ja) | 2003-12-24 | 2008-10-29 | 株式会社デンソー | 車両統合制御システムおよびプログラム |
| JP2007077881A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Denso Corp | 運転システム |
| WO2007096768A1 (en) | 2006-02-23 | 2007-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle driving force control apparatus and method |
| JP4525613B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2010-08-18 | トヨタ自動車株式会社 | 車両用動力伝達装置の制御装置 |
| JP4779714B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 運転者操縦入力による車体振動を抑制された車輌 |
| JP4779716B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 運転者操縦入力による車体振動を抑制された車輌 |
| JP4779715B2 (ja) * | 2006-03-08 | 2011-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 運転者操縦入力による車体振動を抑制された車輌 |
| JP5499897B2 (ja) * | 2010-05-18 | 2014-05-21 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの出力制御装置 |
| JP6002339B1 (ja) * | 2016-01-29 | 2016-10-05 | 川崎重工業株式会社 | ガスエンジン駆動システムおよびガスエンジン制御方法 |
| JP2020070770A (ja) * | 2018-11-01 | 2020-05-07 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
-
2002
- 2002-02-13 JP JP2002035960A patent/JP4075395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003041987A (ja) | 2003-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6678605B2 (en) | Control system for internal combustion engine | |
| JP2923849B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP4075395B2 (ja) | 車両用エンジンの制御装置 | |
| JP3747521B2 (ja) | 内燃機関の燃料カット制御装置 | |
| JP2844407B2 (ja) | 内燃機関の点火時期制御装置 | |
| JP3791032B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JPH0366505B2 (ja) | ||
| JP4496670B2 (ja) | 車両用エンジンの制御装置 | |
| JP2006316761A (ja) | 内燃機関のトルク制御装置 | |
| JP2002349331A (ja) | 車両用エンジンの制御装置 | |
| JP4040530B2 (ja) | 内燃機関の点火時期制御装置 | |
| JPS59188041A (ja) | 内燃エンジンの減速時燃料供給制御方法 | |
| JP3401911B2 (ja) | 内燃機関の過渡ノック抑制制御装置 | |
| JP2581033B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射量制御方法 | |
| JP2007100662A (ja) | 車両用内燃機関の制御装置 | |
| JPH08218911A (ja) | 車両用内燃エンジン制御装置 | |
| JPS62253962A (ja) | 自動車用エンジンの点火時期制御装置 | |
| JPH01130031A (ja) | エンジンの燃料カツト制御方法 | |
| JP2536617B2 (ja) | 内燃エンジンの加速時の燃料供給量制御方法 | |
| JP2004360475A (ja) | 内燃機関の点火時期制御装置 | |
| JPH0561468B2 (ja) | ||
| JP4357388B2 (ja) | 内燃機関の制御方法 | |
| JP3236049B2 (ja) | 可変バルブタイミング制御機構付エンジンの燃料噴射制御方法 | |
| JPH08177565A (ja) | エンジンのトルク制御装置 | |
| JPH0526939B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050114 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070702 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070710 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070903 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080108 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080121 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110208 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120208 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130208 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140208 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |