JP4854780B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両を駆動する内燃機関の制御装置に関し、特に内燃機関の出力トルクの変動に起因する車両の振動を抑制する制御装置に関する。

特許文献１には、アクセルペダル操作時に発生する車両駆動系の振動を、スロットル弁の開度制御により抑制するスロットル制御装置が示されている。この装置によれば、インバースフィルタ制御による駆動系の振動抑制と、他の振動抑制制御（例えば点火時期の遅角制御）とが相互に干渉しないように実行される。ここで、インバースフィルタ制御は、スロットル弁開度指令値に対する駆動軸トルクの伝達特性Ｇｐと、アクセル開度に対する駆動軸トルクの目標伝達特性Ｇｍとを予め求めておき、Ｗ（＝Ｇｍ／Ｇｐ）の伝達特性を有する位相補償器を用いて、アクセル開度からスロットル弁開度指令値を算出する制御である。

また特許文献２には、車両駆動系の加速度Ａの微分値（微分加速度）ＤＡを算出し、微分加速度ＤＡに応じて点火時期を遅角補正することにより、車両の振動を抑制するようにした制御装置が示されている。微分加速度ＤＡは例えば機関回転数を２回微分することにより算出される。

特開２０００−２０５００８号公報 特許２７０１２７０号公報

特許文献１に示された装置は、検出されるアクセル開度について、位相補償器を用いて位相補償を行うものであるため、制御装置における演算量が多くなる。そのため、振動抑制制御が必要なアクセル開度が急変する状態に対処するためには、高性能の演算装置を使用する必要があり、コストを上昇させる要因となる。また、特許文献１に示された装置では位相補償器の設計に要する工数が大きくなるという課題もある。

また特許文献２に示された装置では、微分加速度ＤＡには検出遅れ及び演算遅れが含まれているため、振動の抑制効果が十分得られない場合があった。また、機関の回転速度に依存して検出遅れや演算遅れの影響が変化するため、すべての機関運転状態で良好な振動抑制効果を得ることが困難であった。

本発明は上述した点を考慮してなされたものであり、機関の出力軸に加わるトルクが急変したときに発生する車両駆動系の振動の抑制性能を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両を駆動する内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、前記機関の回転数（ＮＥ）を検出する回転数検出手段と、検出された機関回転数（ＮＥ）のハイパスフィルタ処理を行うハイパスフィルタ手段と、前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数（ＮＥＤＲＢＮ）に応じて前記機関の出力トルク制御量（ＩＧＬＯＧ）をフィードバック補正するフィードバックトルク補正手段とを備え、前記ハイパスフィルタ処理は、検出された機関回転数（ＮＥ）の２回微分値に相当する成分を抽出する処理であり、前記フィードバックトルク補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数（ＮＥＤＲＢＮ）が「０」となるように前記出力トルク制御量（ＩＧＬＯＧ）を補正することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は、前記車両の駆動系の共振周波数（ω0）より低い周波数に設定されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数（ＮＥＤＲＢ）について、タイミング補正を行うタイミング補正手段を備え、前記フィードバックトルク補正手段は、タイミング補正が行われた機関回転数（ＮＥＤＲＢＮ）に応じて前記出力トルク制御量（ＩＧＬＯＧ）を補正することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、前記タイミング補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理による位相の進み（ＴＤＲＢＡＤＶ）、前記回転数検出手段における検出遅れ、及び前記出力トルク制御量の変化が前記機関の出力トルクの変化に反映されるまでのトルク変化遅れ（ＴＤＲＢＤＬＹ）に応じて前記タイミング補正を行うことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、前記タイミング補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理による位相の進みに対応する進み時間（ＴＤＲＢＡＤＶ）を、前記機関の出力軸に接続された変速機の変速比（ＧＥＡＲＲＴＯ）に応じて算出し、前記進み時間（ＴＤＲＢＡＤＶ）を用いて前記タイミング補正を行うことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記フィードバックトルク補正手段は、前記機関出力軸に接続された変速機の変速比（ＧＥＡＲＲＴＯ）及び前記機関の吸入空気流量（ＧＡＩＲＣＹＬ）に応じて前記フィードバック補正のゲインを設定することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記フィードバックトルク補正手段が、前記出力トルク制御量（ＩＧＬＯＧ）を前記出力トルクを増加させる方向に補正するときは（ＩＧＤＲＢ＞０）、前記機関への燃料供給を停止する燃料カット運転を禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関の要求トルクが急変したことを検出するトルク変化検出手段と、前記要求トルクの急変が検出された時点から、前記車両の駆動系の共振周期とほぼ等しい補正期間だけフィードフォワード補正量を生成するフィードフォワード補正量生成手段と、前記フィードフォワード補正量により前記機関の出力トルク制御量を補正するフィードフォワードトルク補正手段とをさらに備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、車両を駆動する内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、前記機関の要求トルクが急変したことを検出するトルク変化検出手段と、前記要求トルクの急変が検出された時点から、前記車両の駆動系の共振周期とほぼ等しい補正期間だけフィードフォワード補正量を生成するフィードフォワード補正量生成手段と、前記フィードフォワード補正量により前記機関の第１出力トルク制御量（ＴＨＤＲＢＧ）を補正するフィードフォワードトルク補正手段と、前記機関の回転数を検出する回転数検出手段と、検出された機関回転数のハイパスフィルタ処理を行うハイパスフィルタ手段と、前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数に応じて前記機関の第２出力トルク制御量（ＩＧＬＯＧ）をフィードバック補正するフィードバックトルク補正手段とを備え、前記ハイパスフィルタ処理は、検出された機関回転数（ＮＥ）の２回微分値に相当する成分を抽出する処理であり、前記フィードバックトルク補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数（ＮＥＤＲＢＮ）が「０」となるように前記第２出力トルク制御量（ＩＧＬＯＧ）を補正することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、検出された機関回転数の２回微分値に相当する成分を抽出するハイパスフィルタ処理が行われ、ハイパスフィルタ処理された機関回転数に応じて機関の出力トルク制御量がフィードバック補正される。ハイパスフィルタ処理により、機関回転数の２回微分値に相当する成分（トルク変動を示す成分）を抽出することができ、しかもハイパスフィルタ処理の通過帯域で位相を進ませることができるので、従来の差分演算による手法に比べて、トルク変動成分の検出遅れを大幅に減少させることができる。その結果、車両駆動系の振動抑制効果を高めることができる。またハイパスフィルタ処理された機関回転数は機関出力トルクの変動を示すので、ハイパスフィルタ処理された機関回転数が「０」となるように、出力トルク制御量のフィードバック補正を行うことにより、車両駆動系の振動を効果的に抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は、車両駆動系の共振周波数より低い周波数に設定されるので、車両駆動系の振動の共振周波数成分を抽出し、この共振周波数成分を効果的に抑制することができる。

請求項３に記載の発明によれば、ハイパスフィルタ処理された機関回転数について、タイミング補正が行われ、タイミング補正が行われた機関回転数に応じて出力トルク制御量が補正される。ハイパスフィルタ処理により、トルク変動成分の位相が進むため、機関回転数の検出遅れなどを相殺するタイミング補正を行うことが可能となる。タイミング補正を行うことにより、フィードバック補正による振動抑制効果を高めることができる。

請求項４に記載の発明によれば、ハイパスフィルタ処理による位相の進み、回転数検出手段における検出遅れ、及び出力トルク制御量の変化が機関の出力トルクの変化に反映されるまでのトルク変化遅れに応じてタイミング補正が行われる。ハイパスフィルタ処理による位相の進み、機関回転数の検出遅れ、及びトルク変化遅れを考慮することにより、正確なタイミング補正を行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、ハイパスフィルタ処理による位相の進みに対応する進み時間が、前記機関の出力軸に接続された変速機の変速比に応じて算出され、算出された進み時間を用いてタイミング補正が行われる。車両駆動系の共振周波数は変速比に依存して変化するため、ハイパスフィルタ処理による位相進み量は変速比に依存して変化する。したがって、変速比に応じて進み時間を算出することにより、ハイパスフィルタ処理による位相進みに対応する正確な進み時間を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、変速機の変速比及び機関の吸入空気流量に応じてフィードバック補正ゲインが設定される。車両駆動系の共振周波数は変速比に依存して変化し、出力トルク制御量の変化に対する機関出力トルクの変化特性は吸入空気流量に依存して変化する。したがって、変速比及び吸入空気流量に応じてフィードバック補正ゲインを設定することにより、適切な補正を行うことができる。

請求項７に記載の発明によれば、出力トルク制御量が出力トルクを増加させる方向に補正されるときは、燃料カット運転が禁止されるので、燃料カット運転によって車両駆動系の振動が助長されることを防止することができる。

請求項８に記載の発明によれば、機関の要求トルクが急変したことが検出された時点から、車両駆動系の共振周期とほぼ等しい補正期間だけフィードフォワード補正量が生成され、このフィードフォワード補正量により機関の出力トルク制御量が補正されるので、機関の出力トルク変化特性をぼぼ同等に維持しつつ、車両駆動系の振動を効果的に抑制することができる。

請求項９に記載の発明によれば、機関の要求トルクが急変したことが検出された時点から、車両駆動系の共振周期とほぼ等しい補正期間だけフィードフォワード補正量が生成され、このフィードフォワード補正量により機関の第１出力トルク制御量が補正されるとともに、検出された機関回転数の２回微分値に相当する成分を抽出するハイパスフィルタ処理が行われ、ハイパスフィルタ処理された機関回転数が「０」となるように、第２出力トルク制御量がフィードバック補正される。要求トルクが急変したときに、共振周期とほぼ等しい補正期間だけフィードフォワード補正を行うことにより、機関の出力トルク変化特性をぼぼ同等に維持しつつ、車両駆動系の振動を効果的に抑制することができるとともに、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。 フィードフォワードトルク制御を説明するためのタイムチャートである。 フィードフォワードトルク制御の効果を説明するためのタイムチャートである。 機関回転数（ＮＥ）、機関回転数の１回微分値（ＤＮＥ）、及び機関回転数の２回微分値（ＤＤＮＥ）に推移を示すタイムチャートである。 機関回転数のハイパスフィルタ処理の周波数特性を示す図である。 フィードバックトルク制御の効果を説明するためのタイムチャートである。 スロットル弁開度指令値（ＴＨＤＲＢＧ）を算出する処理のフローチャートである。 図７の処理で実行されるＨＰＦ／タイミング補正処理のフローチャートである。 図８の処理で実行されるパラメータ設定処理のフローチャートである。 図７の処理で実行される基本トルク（ＴＲＱＤＲＢＴＧ）算出処理のフローチャートである。 図７の処理で実行されるフィードフォワード補正量（ＴＲＱＤＲＢＦＦ）算出処理のフローチャートである。 図１１の処理で参照されるテーブルを示す図である。 点火時期（ＩＧＬＯＧ）算出処理のフローチャートである。 図１３の処理で実行されるフィードバック補正量（ＩＧＤＲＢ）を算出する処理のフローチャートである。 図１２に示すテーブルの変形例を示す図である。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関とその制御装置の構成を示す図であり、図１において、内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、例えば４気筒を有し、エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下（ＥＣＵ）という）５に供給する。スロットル弁３には、スロットル弁３を駆動するアクチュエータ７が接続されており、アクチュエータ７は、ＥＣＵ５によりその作動が制御される。

吸気管２には、エンジン１の吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ１３が設けられている。吸入空気流量センサ１３の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。またエンジン１の各気筒に設けられた点火プラグ１５は、ＥＣＵ５に接続されており、点火プラグ１５による点火時期がＥＣＵ５により制御される。

スロットル弁３の下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ８及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ９が取付けられている。またエンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ１０が取り付けられている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、一定クランク角周期毎（例えば３０度周期）に１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスを発生する。また、カム角度位置センサ１２は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）と、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）でパルス（以下「ＴＤＣパルス」という）を発生する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。

ＥＣＵ５には、エンジン１によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３１、当該車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ３２、及びエンジン１のクランク軸（出力軸）に接続された変速機の変速段（ギヤ位置）ＮＧＲを検出するギヤ位置センサ３３が接続されている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、アクチュエータ７、燃料噴射弁６、点火プラグ１５に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。

ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記センサの検出信号に応じて、スロットル弁３の開度制御、エンジン１に供給する燃料量（燃料噴射弁６の開弁時間）の制御、及び点火プラグ１５の点火時期の制御を行う。

なお、エンジン１は図示しない吸気弁及び排気弁のバルブタイミング（具体的にはリフト量及び開弁期間）をエンジンの低回転域に適した低速バルブタイミングと、高速回転域に適した高速バルブタイミングとに切り換えるバルブタイミング可変機構を備えており、ＥＣＵ５は、エンジン１の運転状態に応じてバルブタイミングの切換制御を行う。

本実施形態では、エンジン１のクランク軸から変速機、ドライブシャフト、及び駆動輪を含む車両駆動系の共振による振動を抑制するために、フィードフォワードトルク制御（以下「ＦＦトルク制御」という）及びフィードバックトルク制御（以下「ＦＢトルク制御」）が実行される。

図２及び図３は、ＦＦトルク制御を説明するためのタイムチャートである。図２（ａ）は、アクセルペダルが踏み込まれたときのエンジン１の出力トルクＴＲＱＥの推移を示し、同図（ｂ）は対応する駆動軸トルクＴＲＱＤの推移を示す。図２の破線Ｌ１，Ｌ４がＦＦトルク制御を行わない場合のトルクの推移を示し、実線Ｌ２，Ｌ５が、ＦＦトルク制御を行った場合のトルクの推移を示す。また図２（ａ）の実線Ｌ３は、ＦＦトルク制御におけるＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦの推移を示す。このＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦは、車両駆動系の共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬの１周期分だけ生成され，アクセルペダル操作量ＡＰに応じて算出される基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧに加算される。図２に示す例では、要求トルクが増加するので、ＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦは負の値を有し、エンジン１の出力トルクを減少させる方向に基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧを補正する。

なお、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬは、車両駆動系の共振周波数をω0とすると、下記式（１）で与えられ、共振周波数ω0は下記式（２）で与えられる。式（２）の定数Ｋは式（３）で与えられる。式（２）のＩｅ及びＩｂは、それぞれエンジン１の慣性モーメント、及びエンジン１の出力側から駆動輪までのトルク伝達系全体の慣性モーメントである。またＧＥＡＲＲＴＯはギヤ比、Ｋｄはドライブシャフトの捩れ剛性を示す定数である。

ＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを加算することにより、エンジン出力トルクＴＲＱＥの立ち上がり特性（実線Ｌ２）は、破線Ｌ１に比べて部分的に傾きが減少するが、最大値に達するまでの時間を変化させることなく、駆動軸トルクＴＲＱＤの振動を大幅に低減することができる。

図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれＦＦトルク制御を行わない場合と行った場合に対応して、吸気圧ＰＢＡ及びエンジン回転数ＮＥをハイパスフィルタ処理したフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮ（エンジン回転の変動成分に相当する）の推移を示す。図３に示す吸気圧ＰＢＡの推移を比較すると、吸気圧ＰＢＡが最高値まで達するのに要する時間ＴＲ１とＴＲ２とはほぼ等しく、ＦＦトルク制御を行っても吸気圧ＰＢＡの立ち上り特性には影響を与えていないことが確認できる。さらにフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮを比較すると、エンジン回転数ＮＥの変動が大幅に低減されることが確認できる。

本実施形態では、ＦＦトルク制御は出力トルク制御量としてスロットル弁開度指令値ＴＨＤＲＢＧを用い、実際のスロットル弁開度ＴＨがスロットル弁開度指令値ＴＨＤＲＢＧと一致するように制御される。

次に図４〜図６を参照して、ＦＢトルク制御の概要を説明する。車両の急加速時あるいはクラッチを駆動側と被駆動側の回転数を一致させずに係合させた場合などに発生する車両駆動系の振動は、エンジントルクの変動で表わすことができるため、特許文献２に示されるようにエンジン回転数ＮＥの２回微分値ＤＤＮＥに応じたトルク制御が従来より行われている。

しかしながら、検出されるエンジン回転数ＮＥは、実際には瞬時値ではなく、１ＴＤＣ期間（例えば４気筒エンジンでは、クランク軸が１８０度回転する期間、６気筒エンジンでは１２０度回転する期間に相当する）の移動平均値であるため、０．５ＴＤＣ期間の検出遅れを伴っている。さらに１回微分値ＤＮＥは、実際には検出エンジン回転数ＮＥの差分値として算出されるため、さらに０．５ＴＤＣ期間の遅れを伴い、２回微分値ＤＤＮＥはさらに０．５ＴＤＣ期間の遅れを伴う。すなわち、合計で１．５ＴＤＣ期間の検出遅れがあるため、２回微分値ＤＤＮＥに応じたトルク制御では、駆動系の振動を十分に抑制することができない。

ここで、エンジン回転数ＮＥを例えば下記式（４）で表すと、１回微分値ＤＮＥ及び２回微分値ＤＤＮＥは、それぞれ下記式（５）及び（６）で与えられる。これらのパラメータを図示すると、例えば図４に示すようになる。
ＮＥ＝Ａ×ｓｉｎ(ω0t)＋Ｃｔ （４）
ＤＮＥ＝Ａω×ｃｏｓ(ω0t)＋Ｃ （５）
ＤＤＮＥ＝−Ａω0²ｓｉｎ(ω0t) （６）
ここで、Ａ及びＣは定数である。

式（４）と（６）を比較すると、２回微分値ＤＤＮＥは、もとのエンジン回転数ＮＥのスロープ成分Ｃｔを除去し、正弦波振動成分の符号を反転させたものに周波数ω0の２乗を乗算したものに相当する。したがって、エンジン回転数ＮＥについて、スロープ成分Ｃｔを除去するハイパスフィルタ処理を行うことにより、２回微分値相当のパラメータであるフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮを得ることができる。よって、フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮが目標値「０」に収束するようにエンジン１の出力トルクのフィードバック制御を行うことにより、車両駆動系の振動を抑制することができる。ハイパスフィルタ処理により２回微分値相当のパラメータ、すなわちトルク変動を示すパラメータを得るようにしたので、差分演算による１ＴＤＣ期間の検出遅れを無くすとともに、ハイパスフィルタ処理による位相の進みにより、トルク変動を示すパラメータの検出遅れを大幅に改善することができる。

さらにハイパスフィルタ処理による位相の進みとともに、エンジン回転数ＮＥの検出遅れ（０．５ＴＤＣ期間）及び出力トルク制御量（本実施形態では、点火時期ＩＧＬＯＧ）を変更してから実際に出力トルクが変化するまでのトルク変化遅れ（１ＴＤＣ期間）を考慮したタイミング補正を行うことにより、トルク変動の抑制効果をより高めることができる。

図５は、ハイパスフィルタ処理の周波数特性の一例を示すボード線図であり、実線がゲイン周波数特性を示し、破線が位相周波数特性を示す。このハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数ωｃは、駆動系の共振周波数ω0より若干低い周波数に設定する。より具体的には、駆動系の共振周波数ω0は式（２）及び（３）に示したようにギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯに依存して変化するので、最小の共振周波数ω0MINより若干低い周波数（例えば１．５Ｈｚ）程度に設定される。このように設定することにより、車両駆動系の振動の共振周波数成分を抽出して、この共振周波数成分を効果的に抑制することができる。

本実施形態では、ＦＢトルク制御については出力トルク制御量として、点火時期ＩＧＬＯＧを用い、フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮが「０」となるように、点火時期ＩＧＬＯＧがフィードバック制御される。

図６は、変速段を１速から２速に変更し、クラッチを急激に係合させたとき（時刻ｔ０）の、エンジン回転数ＮＥ、点火時期ＩＧＬＯＧ、及びフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮの推移を示すタイムチャートである。同図（ａ）は従来の２回微分値ＤＤＮＥに応じて点火時期ＩＧＬＯＧを制御した場合に対応し、同図（ｂ）は本実施形態のＦＢトルク制御、すなわちフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮを目標値「０」に収束させるよう点火時期フィードバック制御を実行した場合に対応する。本実施形態によれば、点火時期ＩＧＬＯＧが大きく変化して、トルク変動を示すフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮの変動が急速に収束可能であることが確認できる。

図７は、上述したＦＦトルク制御を実行する処理のフローチャートである。この処理は、所定時間ＴＣＡＬ（例えば１０ミリ秒）毎にＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。

ステップＳ１１では図８に示すＨＰＦ／タイミング補正処理を実行し、フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮを算出する。ステップＳ１２では、図１０に示すＴＲＱＤＲＢＴＧ算出処理を実行し、アクセルペダル操作量ＡＰ及びエンジン回転数ＮＥに応じた基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧを算出する。ステップＳ１３では、図１１に示すＴＱＤＲＢＦＦ算出処理を実行し、ＦＦ補正トルクＴＲＱＤＲＧＦＦを算出する。

ステップＳ１４では車速ＶＰが「０」であるか否かを判別し、ＶＰ＝０であるときは、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮを基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧに設定し（ステップＳ１５）、スロットル弁開度指令値ＴＨＤＲＢＧを基本開度指令値ＴＨＤＲＢに設定する（ステップＳ１６）。基本開度指令値ＴＨＤＲＢは、図示しない処理において、アクセルペダル操作量ＡＰが増加するほど増加するように設定される。

ステップＳ１４でＶＰ＞０であるときは、ステップＳ１２で算出される基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧにＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを加算することにより、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮを算出する（ステップＳ１７）。ステップＳ１８では、バルブタイミングフラグＦＶＴＳＯＮが「１」であるか否かを判別する。バルブタイミングフラグＦＶＴＳＯＮは、高速バルブタイミングを選択しているとき「１」に設定される。

ステップＳ１８の答が否定（ＮＯ）であって低速バルブタイミングが選択されているときは、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮ及びエンジン回転数ＮＥに応じてＴＲＱＴＨＬマップの逆検索を行い、低速用目標スロットル弁開度ＴＨＤＲＢＬを算出する（ステップＳ１９）。ＴＲＱＴＨＬマップは、スロットル弁開度ＴＨ及びエンジン回転数ＮＥからエンジンの目標トルクを算出するための低速用マップであり、ＴＲＱＴＨＬマップを、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮ及びエンジン回転数ＮＥに応じて逆検索することにより、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮを実現するための目標スロットル弁開度である低速用目標スロットル弁開度ＴＨＤＲＢＬが得られる。ステップＳ２０では、スロットル弁開度指令値ＴＨＤＲＢＧを低速用目標スロットル弁開度ＴＨＤＲＢＬに設定する。

一方ステップＳ１８の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち高速バルブタイミングが選択されているときは、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮ及びエンジン回転数ＮＥに応じてＴＲＱＴＨＨマップの逆検索を行い、高速用目標スロットル弁開度ＴＨＤＲＢＨを算出する（ステップＳ２１）。ＴＲＱＴＨＨマップは、スロットル弁開度ＴＨ及びエンジン回転数ＮＥからエンジンの目標トルクを算出するための高速用のマップであり、ＴＲＱＴＨＨマップを、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮ及びエンジン回転数ＮＥに応じて逆検索することにより、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮを実現するための目標スロットル弁開度である高速用目標スロットル弁開度ＴＨＤＲＢＨが得られる。ステップＳ２２では、スロットル弁開度指令値ＴＨＤＲＢＧを高速用目標スロットル弁開度ＴＨＤＲＢＨに設定する。

図８は、図７のステップＳ１１で実行されるＨＰＦ／タイミング補正処理のフローチャートである。
ステップＳ３１では、ハイパスフィルタ演算及びタイミング補正に用いる記憶値の更新を行う。具体的には、エンジン回転数記憶値ＮＥ１０Ｍ[i]（ｉ＝１，２）を、ＮＥ１０Ｍ[i-1]に設定するとともに、フィルタ処理後回転数記憶値ＮＥＤＲＢ[m]（ｍ＝１〜１０）を、ＮＥＤＲＢ[m-1]に設定する。すなわち、エンジン回転数記憶値ＮＥ１０Ｍ及びフィルタ処理後回転数記憶値ＮＥＤＲＢの記憶アドレスを１つずつずらす処理が行われる。

ステップＳ３２では、記憶値ＮＥ１０Ｍ[0]を、最新のエンジン回転数ＮＥに設定する。エンジン回転数ＮＥは、直近の１ＴＤＣ期間における検出エンジン回転数の移動平均値である。

ステップＳ３３では、下記式（７）によりハイパスフィルタ演算を行い、フィルタ処理後回転数の今回値ＮＥＤＲＢ[0]を算出する。
ＮＥＤＲＢ[0]＝ＣＮＥＡ０×ＮＥ１０Ｍ[0]＋ＣＮＥＡ１×ＮＥ１０Ｍ[1]
＋ＣＮＥＡ２×ＮＥ１０Ｍ[2]−ＣＮＥＢ１×ＮＥＤＲＢ[1]
−ＣＮＥＢ２×ＮＥＤＲＢ[2] （７）
ここでＣＮＥＡ０，ＣＮＥＡ１，ＣＮＥＡ２，ＣＮＥＢ１，及びＣＮＥＢ２は、例えば図５に示すような特性が得られるように設定されるフィルタ係数である。

ステップＳ３４では、図９に示すパラメータ設定処理を実行し、変速段ＮＧＲに応じたパラメータ設定を行う。選択している変速段ＮＧＲに依存して、駆動系の共振周期（共振周波数）及びハイパスフィルタ処理による位相進み量が変化するからである。本実施形態では、変速段ＮＧＲは、「１」（１速）から「６」（６速）までの値をとるので、図９のステップＳ４１〜Ｓ４５により、変速段ＮＧＲがいずれの値であるかを判別する。

そしてＮＧＲ＝１であるときは、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯを１速のギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯ１に設定し、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬを１速に対応した共振周期ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ１（例えば４４０ミリ秒）に設定し、ハイパスフィルタ処理による位相進み量に対応した進み時間ＴＤＲＢＡＤＶを１速の共振周波数に対応した進み時間ＴＭＤＲＢＡＤＶ１に設定する（ステップＳ４６）。

またＮＧＲ＝２であるときは、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯを２速のギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯ２に設定し、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬを２速に対応した共振周期ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ２（例えば３３０ミリ秒）に設定し、進み時間ＴＤＲＢＡＤＶを２速の共振周波数に対応した進み時間ＴＭＤＲＢＡＤＶ２に設定する（ステップＳ４７）。

またＮＧＲ＝３であるときは、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯを３速のギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯ３に設定し、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬを３速に対応した共振周期ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ３（例えば３００ミリ秒）に設定し、進み時間ＴＤＲＢＡＤＶを３速の共振周波数に対応した進み時間ＴＭＤＲＢＡＤＶ３に設定する（ステップＳ４８）。

またＮＧＲ＝４であるときは、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯを４速のギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯ４に設定し、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬを４速に対応した共振周期ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ４（例えば２８０ミリ秒）に設定し、進み時間ＴＤＲＢＡＤＶを４速の共振周波数に対応した進み時間ＴＭＤＲＢＡＤＶ４に設定する（ステップＳ４９）。

またＮＧＲ＝５であるときは、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯを５速のギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯ５に設定し、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬを５速に対応した共振周期ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ５（例えば２６０ミリ秒）に設定し、進み時間ＴＭＤＲＢＡＤＶを５速の共振周波数に対応した進み時間ＴＭＤＲＢＡＤＶ５に設定する（ステップＳ５０）。

またＮＧＲ＝６であるときは、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯを６速のギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯ６に設定し、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬを６速に対応した共振周期ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ６（例えば２４０ミリ秒）に設定し、進み時間ＴＤＲＢＡＤＶを６速の共振周波数に対応した進み時間ＴＭＤＲＢＡＤＶ６に設定する（ステップＳ５１）。

なお各パラメータについては、下記の関係が成立する：
ＧＥＡＲＲＴＯ１＞ＧＥＡＲＲＴＯ２＞ＧＥＡＲＲＴＯ３＞ＧＥＡＲＲＴＯ４＞ＧＥＡＲＲＴＯ５＞ＧＥＡＲＲＴＯ６
ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ１＞ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ２＞ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ３＞ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ４＞ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ５＞ＴＭＤＲＢＣＹＣＬ６
ＴＭＤＲＢＡＤＶ１＞ＴＭＤＲＢＡＤＶ２＞ＴＭＤＲＢＡＤＶ３＞ＴＭＤＲＢＡＤＶ４＞ＴＭＤＲＢＡＤＶ５＞ＴＭＤＲＢＡＤＶ６。

図８に戻り、ステップＳ３５では、下記式（８）により、クランク軸が２７０度回転するのに要する時間、すなわち１．５ＴＤＣ期間に相当する時間として、遅れ時間ＴＤＲＢＤＬＹを算出する。これは、上述したエンジン回転数ＮＥの検出遅れ（０．５ＴＤＣ期間）と、トルク変化遅れ（１ＴＤＣ期間）の和に相当する。なお、ＮＥ１０Ｍ[0]の単位は［ｒｐｍ］である。
ＴＤＲＢＬＤＹ＝４５／ＮＥ１０Ｍ[0] （８）

ステップＳ３６では、ステップＳ３４で算出された進み時間ＴＤＲＢＡＤＶから遅れ時間ＴＤＲＢＤＬＹを減算することにより、補正時間ＴＤＲＢＤＬＹＮを算出する。なお、補正時間ＴＤＲＢＤＬＹＮが負の値となったときは「０」に修正される。

ステップＳ３７では、下記式（９）により補正離散時間ｍ０を算出する。
ｍ０＝ＩＮＴ（ＴＤＲＢＤＬＹＮ／ＴＣＡＬ） （９）
ここで、ＴＣＡＬは本処理の実行周期であり、ＩＮＴ（Ｘ）はＸを整数化（例えば四捨五入による）する演算である。

ステップＳ３８では、フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮを、補正遅れ離散時間ｍ０だけ前の記憶値ＮＥＤＲＢ[m0]に設定する。これにより、フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮのタイミング補正が行われる。

図１０は、図７のステップＳ１２で実行されるＴＲＱＤＲＢＴＧ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ６１では、基本トルクマップ値の前回値ＴＲＱＥＮＧＴＧＺを今回値ＴＲＱＥＮＧＴＧに設定する。ステップＳ６２では、バルブタイミングフラグＦＶＴＳＯＮが「１」であるか否かを判別する。

ＦＶＴＳＯＮ＝０であって低速バルブタイミングが選択されているときは、基本開度指令値ＴＨＤＲＢ及びエンジン回転数ＮＥに応じてＴＲＱＴＨＬマップを検索し、低速用目標トルクＴＲＱＴＨＬを算出する（ステップＳ６３）。ステップＳ６４では、基本トルクマップ値ＴＲＱＥＮＧＴＧを低速用目標トルクＴＲＱＴＨＬに設定する。

一方、ＦＶＴＳＯＮ＝１であって高速バルブタイミングが選択されているときは、基本開度指令値ＴＨＤＲＢ及びエンジン回転数ＮＥに応じてＴＲＱＴＨＨマップを検索し、高速用目標トルクＴＲＱＴＨＨを算出する（ステップＳ６５）。ステップＳ６６では、基本トルクマップ値ＴＲＱＥＮＧＴＧを高速用目標トルクＴＲＱＴＨＨに設定する。

ステップＳ６７では、基本トルク変化量ＤＴＲＱＤＲＢＴＧを下記式（１０）により算出する。式（１０）に適用される基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧは前回算出値である。
ＤＴＲＱＤＲＢＴＧ＝｜ＴＲＱＥＮＧＴＧ−ＴＲＱＤＲＢＴＧ｜ （１０）

ステップＳ６８では、基本トルクマップ値ＴＲＱＥＮＧＴＧが基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧ（前回値）より大きいか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）、すなわちアクセルペダル操作量ＡＰが増加しているときは、基本トルク変化量ＤＴＲＱＤＲＢＴＧが所定増加閾値ＤＴＲＱＤＲＢＵＰより大きいか否かを判別する（ステップＳ６９）。ステップＳ６９の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち要求トルクの増加量が大きいときは、下記式（１１）により基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧを更新する（ステップＳ７１）。
ＴＲＱＤＲＢＴＧ＝ＴＲＱＤＲＢＴＧ＋ＤＴＲＱＤＲＢＵＰ （１１）

ステップＳ６９でＤＴＲＱＤＲＢＴＧ≦ＤＴＲＱＤＲＢＵＰであるときは、基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧを基本トルクマップ値ＴＲＱＥＮＧＴＧに設定する（ステップＳ７２）。ステップＳ６９及びＳ７１により、基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧの増加量が所定増加閾値ＤＴＲＱＤＲＢＵＰ以下に制限される。

一方ステップＳ６８の答が否定（ＮＯ）、すなわちアクセルペダル操作量ＡＰが減少しているときは、基本トルク変化量ＤＴＲＱＤＲＢＴＧが所定減少閾値ＤＴＲＱＤＲＢＤＷＮより大きいか否かを判別する（ステップＳ７０）。ステップＳ７０の答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち要求トルクの減少量が大きいときは、下記式（１２）により基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧを更新する（ステップＳ７３）。
ＴＲＱＤＲＢＴＧ＝ＴＲＱＤＲＢＴＧ−ＤＴＲＱＤＲＢＤＷＮ （１２）

ステップＳ７０でＤＴＲＱＤＲＢＴＧ≦ＤＴＲＱＤＲＢＤＷＮであるときは、前記ステップＳ７２に進む。ステップＳ７０及びＳ７３により、基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧの減少量が所定減少閾値ＤＴＲＱＤＲＢＤＷＮ以下に制限される。

所定増加閾値ＤＴＲＱＤＲＢＵＰ及び所定減少閾値ＤＴＲＱＤＲＢＤＷＮによるリミット処理は、目標トルクの極端に速い変化を防止するために行うものであり、運転者が加速または減速の遅れを感じることができない程度のものである。

図１１は、図７のステップＳ１３で実行されるＴＲＱＤＲＢＦＦ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ８１では、図１０の処理で算出される基本トルクマップ値の今回値ＴＲＱＥＮＧＴＧと前回値ＴＲＱＥＮＧＴＧＺを下記式（１３）に適用し、トルクマップ値変化量ＤＴＲＱＥＮＧＴＧを算出する。
ＤＴＲＱＥＮＧＴＧ＝ＴＲＱＥＮＧＴＧ−ＴＲＱＥＮＧＴＧＺ （１３）

ステップＳ８２では、ＦＦトルク制御実行フラグＦＤＲＢＣＴＲＬが「１」であるか否かを判別する。通常は、この答は否定（ＮＯ）であるので、ステップＳ８３に進み、トルク変化量積算値ＤＴＲＱＴＧＳＵＭを「０」に設定するとともに、アップカウントタイマＣＤＲＢＣＴＲＬの値を「０」に設定する。

ステップＳ８４では、ステップＳ８１で算出したトルクマップ値変化量ＤＴＲＱＥＮＧＴＧの絶対値がＦＦトルク制御実行閾値ＤＴＲＱＤＲＢＦＦより大きいか否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）であるときは直ちにステップＳ８６に進み、ＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを「０」に設定する。

ステップＳ８４で｜ＤＴＲＱＥＮＧＴＧ｜＞ＤＴＲＱＤＲＢＦＦであって、要求トルク（アクセルペダル操作量ＡＰ）の変化が大きいときは、ＦＦトルク制御実行フラグＦＤＲＢＣＴＲＬを「１」に設定する（ステップＳ８５）。その後ステップＳ８６に進む。

ＦＦトルク制御実行フラグＦＤＲＢＣＴＲＬが「１」に設定されると、ステップＳ８２の答が肯定（ＹＥＳ）となり、ステップＳ８７において下記式（１４）にトルクマップ値変化量ＤＴＲＱＥＮＧＴＧを適用し、トルク変化量積算値ＤＴＲＱＴＧＳＵＭを算出する。
ＤＴＲＱＴＧＳＵＭ＝ＤＴＲＱＴＧＳＵＭ＋ＤＴＲＱＥＮＧＴＧ （１４）

ステップＳ８８では、下記式（１５）に演算周期ＴＣＡＬを適用して、アップカウントタイマＣＤＲＢＣＴＲＬの値を更新する。
ＣＤＲＢＣＴＲＬ＝ＣＤＲＢＣＴＲＬ＋ＴＣＡＬ （１５）

ステップＳ８９では、タイマＣＤＲＢＣＴＲＬの値が、図９の処理で設定された共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬ以上であるか否かを判別する。最初はステップＳ８９の答は否定（ＮＯ）であるので、ステップＳ９０に進み、下記式（１６）にタイマＣＤＲＢＣＴＲＬの値及び共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬを適用し、角度パラメータＦＲＱＤＲＢＣＴＲＬを算出する。
ＦＲＱＤＲＢＣＴＲＬ＝ＣＤＲＢＣＴＲＬ×３６０／ＴＤＲＢＣＹＣＬ
（１６）

ステップＳ９１では、角度パラメータＦＲＱＤＲＢＣＴＲＬに応じて図１２に示すＤＲＢＳＩＮテーブルを検索し、波形係数ＤＲＢＳＩＮを算出する。ＤＲＢＳＩＮテーブルには、本実施形態では下記式（１７）により算出されるコサインカーブに相当する値が設定されている。
ＤＲＢＳＩＮ＝ｃｏｓ（ＦＲＱＤＲＢＣＴＲＬ）−１ （１７）

ステップＳ９０及びＳ９１により、ＦＦトルク制御開始時点を角度パラメータＦＲＱＤＲＢＣＴＲＬ＝０として、図１２に示す波形にしたがって変化する波形係数ＤＲＢＳＩＮが生成される。

ステップＳ９２では、トルク変化量積算値ＤＴＲＱＴＧＳＵＭが「０」より大きいか否かを判別する。ＤＴＲＱＴＧＳＵＭ＞０であるときは、ＦＦゲイン係数ＤＲＢＦＦＴＲＱを第１の係数値ＤＲＢＦＦＴＲＱＵＰに設定し（ステップＳ９３）、ＤＴＲＱＴＧＳＵＭ≦０であるときは、ＦＦゲイン係数ＤＲＢＦＦＴＲＱを、第１の係数値ＤＲＢＦＦＴＲＱＵＰより小さい第２の係数値ＤＲＢＦＦＴＲＱＤＷＮに設定する（ステップＳ９４）。アクセルペダル操作量ＡＰ（要求トルク）の減少時は、エンジン回転数が上昇しないようにするため、アクセルペダル操作量ＡＰの増加時よりゲインを低下させることが望ましい。このように、アクセルペダル操作量ＡＰの増加時と減少時でＦＦゲイン係数ＤＲＢＦＦＴＲＱを変更することにより、それぞれの過渡状態に適した補正を行うことができる。

ステップＳ９５では、波形係数ＤＲＢＳＩＮ、ＦＦゲイン係数ＤＲＢＦＦＴＲＱ、及びトルク変化量積算値ＤＴＲＱＴＧＳＵＭを下記式（１８）に適用し、ＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを算出する。
ＴＲＱＤＲＢＦＦ＝ＤＲＢＳＩＮ×ＤＴＲＱＴＧＳＵＭ×ＤＲＢＦＦＴＲＱ
（１８）

その後タイマＣＤＲＢＣＴＲＬの値が共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬ以上となると、ステップＳ８９からステップＳ９６に進み、ＦＦトルク制御実行フラグＦＤＲＢＣＴＲＬを「０」に設定するとともに、ＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを「０」に設定する。

図１１の処理により、例えばアクセルペダルが踏み込まれたときは、ＦＦトルク制御開始時点から図１２に示す波形にしたがって前半周期の間減少し、後半周期の間増加するＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦが生成される。また逆にアクセルペダルが踏み込まれた状態から戻されたときは、トルク変化量積算値ＤＴＲＱＴＧＳＵＭが負の値となるので、ＦＦトルク制御開始時点から図１２に示す波形を反転した波形にしたがって前半周期の間増加し、後半周期の間減少するＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦが生成される。このように図１２に示すような波形で変化するＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを生成することにより、要求トルク（アクセルペダル操作量ＡＰ）の急変に起因する振動を効果的に抑制することができる。

そして図７のステップＳ１７において、基本トルクＴＲＱＤＲＢＴＧにＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを加算することにより、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮが算出され、目標トルクＴＲＱＤＲＢＮに応じてスロットル弁開度ＴＨが制御される。したがって、エンジン１の出力トルクが目標トルクＴＲＱＤＲＢＮと一致するようにスロットル弁開度ＴＨが制御され、アクセルペダル操作量ＡＰが急激に変化したときの駆動系の振動を抑制することができる。

図１３は、点火時期ＩＧＬＯＧを算出する処理のフローチャートである。この処理は、ＴＤＣパルスの発生に同期してＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。点火時期ＩＧＬＯＧは、ピストンが圧縮上死点に位置するタイミングからの進角量で定義される。

ステップＳ１０１では、エンジン回転数ＮＥ及び吸入空気流量ＧＡＩＲに応じて基本点火時期マップを検索し、基本点火時期ＩＧＭＡＰを算出する。ステップＳ１０２では、図１４に示すＩＧＤＲＢ算出処理を実行し、点火時期ＩＧＬＯＬのフィードバック補正量ＩＧＤＲＢを算出する。

ステップＳ１０３では、下記式（２１）により、点火時期ＩＧＬＯＧを算出する。
ＩＧＬＯＧ＝ＩＧＭＡＰ＋ＩＧＤＲＢ （２１）

図１４は、図１３のステップＳ１０２で実行されるＩＧＤＲＢ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ１１１では、車速ＶＰが「０」より大きいか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、フュエルカットフラグＦＦＣが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１１２）。フュエルカットフラグＦＦＣは、エンジン１への燃料供給を遮断するフュエルカット運転を実行するとき「１」に設定される。

ステップＳ１１２の答が否定（ＮＯ）であるときは、エンジン停止フラグＦＭＥＯＦが「１」であるか否かを判別する。ステップＳ１１１の答が否定（ＮＯ）、またはステップＳ１１２若しくはＳ１１３の答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、すなわち車両の停止中、フュエルカット運転中、またはエンジン停止中は、フィードバック補正量ＩＧＤＲＢを「０」に設定し（ステップＳ１１４）、ステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１３の答が否定（ＮＯ）であるとき、すなわち車両走行中であり、かつフュエルカット運転が行われておらず、かつエンジン作動中であるときは、下記式（２２）にフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮ及びギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯを適用し、基本ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢＴＧを算出する（ステップＳ１１５）。

ここで、ＧＡＩＮＩＧＤＲＢはフィードバックゲイン係数であり、ＧＡＩＲＣＹＬは、気筒吸入空気流量であり、検出される吸入空気流量ＧＡＩＲ［ｇ／ｓｅｃ］をエンジン回転数ＮＥに応じて１ＴＤＣ期間当たりの吸入空気流量［ｇ／ＴＤＣ］に変換したものである。

式（２２）の右辺から気筒吸入空気流量ＧＡＩＲＣＹＬを除いた部分である下記式（２２ａ）は、式（６）に制御ゲインを乗算したものに相当する。共振周波数ω0の２乗は、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯの２乗に反比例するため、ギヤ比ＧＥＡＲＲＴＯの２乗の項が含まれている。
−ＧＡＩＮＩＧＤＲＢ×ＮＥＤＲＢＮ／ＧＥＡＲＲＴＯ² （２２ａ）

また式（２２）に気筒吸入空気流量ＧＡＩＲＣＹＬを含めたのは、気筒吸入空気流量ＧＡＩＲＣＹＬが大きいほど点火時期の補正によるトルク変化量が大きくなるからである。気筒吸入空気流量ＧＡＩＲＣＹＬが増加するほど、制御ゲインを減少させることにより、エンジン負荷の影響を受けることなく正確な補正を行うことができる。

ステップＳ１１６では、下記式（２３）及び（２４）により、進角側リミット値ＩＧＤＲＢＡＤＬＭＴ及び遅角側リミット値ＩＧＤＲＢＲＴＬＭＴを算出する。
ＩＧＤＲＢＡＤＬＭＴ＝ＩＧＭＡＰ−ＩＧＬＯＧ＋ＩＧＤＲＢ （２３）
ＩＧＤＲＢＲＴＬＭＴ＝ＩＧＬＧＧ−ＩＧＬＯＧ＋ＩＧＤＲＢ （２４）
ここで、ＩＧＭＡＰ，ＩＧＬＯＧ，及びＩＧＤＲＢは、それぞれ基本点火時期、点火時期、及びＦＢ補正量の前回値である。またＩＧＬＧＧは、遅角限界値であり、点火時期を遅角限界値ＩＧＬＧＧより遅角させると失火が発生するおそれが大きい。

すなわち、ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢの進角側リミット値ＩＧＤＲＢＡＤＬＭＴは、点火時期ＩＧＬＯＧが基本点火時期ＩＧＭＡＰより進角されないように設定され、遅角側リミット値ＩＧＤＲＢＲＴＬＭＴは、点火時期ＩＧＬＯＧが遅角限界値ＩＧＬＧＧより遅角されないように設定される。

ステップＳ１１７〜Ｓ１２１では、ステップＳ１１６で算出されるリミット値ＩＧＤＲＢＡＤＬＭＴ及びＩＧＤＲＢＲＴＬＭＴによるリミット処理を行う。すなわち、ステップＳ１１５で算出した基本ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢＴＧが進角側リミット値ＩＧＤＲＧＡＤＬＭＴより大きいときは、ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢを進角側リミット値ＩＧＤＲＧＡＤＬＭＴに設定し（ステップＳ１１７，Ｓ１１８）、基本ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢＴＧが遅角側リミット値ＩＧＤＲＧＲＴＬＭＴより小さいときは、ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢを遅角側リミット値ＩＧＤＲＧＲＴＬＭＴに設定し（ステップＳ１１９，Ｓ１２０）、基本ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢＴＧが遅角側リミット値ＩＧＤＲＢＲＴＬＭＴと進角側リミット値ＩＧＤＲＢＡＤＬＭＴとの間にあるときは、ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢを基本ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢＴＧに設定する（ステップＳ１２１）。

ステップＳ１２２では、フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮの絶対値が所定回転数閾値ＮＥＤＲＢＦＣ（例えば２００ｒｐｍ）より大きいか否かを判別する。ステップＳ１２２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ダウンカウントタイマＴＮＥＤＲＢＦＣを所定時間ＴＭＮＥＤＲＢＦＣ（例えば１秒）に設定してスタートさせ（ステップＳ１２３）、ステップＳ１２４に進む。ステップＳ１２２で｜ＮＥＤＲＢＮ｜≦ＮＥＤＲＢＦＣであるときは直ちにステップＳ１２４に進む。

ステップＳ１２４では、ステップＳ１２３でスタートしたタイマＴＮＥＤＲＢＦＣの値が「０」であるか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢの値が「０」より大きいか否かを判別する（ステップＳ１２５）。ステップＳ１２４の答が否定（ＮＯ）またはステップＳ１２５の答が肯定（ＹＥＳ）であるとき、すなわちフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮの絶対値が所定回転数閾値ＮＥＤＲＢＦＣを超えた直後であるとき、またはＦＢ補正量ＩＧＤＲＢが正の値であって、点火時期を進角方向に補正する値を有するときは、フュエルカット禁止フラグＦＩＧＤＲＢＦＣを「１」に設定する（ステップＳ１２７）。フュエルカット禁止フラグＦＩＧＤＲＢＦＣが「１」に設定されると、フュエルカット運転の実行が禁止される。

ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢが点火時期を進角方向に補正する値を有するときは、出力トルクを増加方向に補正する必要があるので、フュエルカット運転を禁止することにより、フュエルカット運転によって車両駆動系の振動が助長されることを防止することができる。

ステップＳ１２５の答が否定（ＮＯ）、すなわちフィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮの絶対値が所定回転数閾値ＮＥＤＲＢＦＣ以下であるか、または所定回転数閾値ＮＥＤＲＢＦＣを超えてから所定時間ＴＭＮＥＤＲＢＦＣが経過しており、かつＦＢ補正量ＩＧＤＲＢが「０」以下の値であるときは、フュエルカット禁止フラグＦＩＧＤＲＢＦＣを「０」に設定する（ステップＳ１２６）。

図１３及び図１４の処理によれば、フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮを「０」に収束させるように、ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢが算出され、ＦＢ補正量ＩＧＤＲＢにより基本点火時期ＩＧＭＡＰを補正することにより、点火時期ＩＧＬＯＧが算出される。フィルタ処理後エンジン回転数ＮＥＤＲＢＮをトルク変動を示すパラメータとして使用するようにしたので、従来のように差分演算により算出される２回微分値相当のパラメータを用いる場合と比べて、トルク変動を示すパラメータの検出遅れを大幅に改善し、良好な振動抑制効果を得ることができる。

本実施形態では、アクセルセンサ３１及びＥＣＵ５がトルク変化検出手段を構成し、クランク角度位置センサ１１及びＥＣＵ５が回転数検出手段を構成する。またＥＣＵ５が、フィードフォワード補正量生成手段、フィードフォワードトルク補正手段、ハイパスフィルタ手段、フィードバックトルク補正手段、タイミング補正手段、及び禁止手段を構成する。具体的には、図９及び図１１の処理がフィードフォワード補正量生成手段に相当し、図７のステップＳ１７〜Ｓ２２がフィードフォワードトルク補正手段に相当し、図８のステップＳ３１〜Ｓ３３がハイパスフィルタ手段に相当し、図１３のステップＳ１０３及び図１４の処理がフィードバックトルク補正手段に相当し、図８のステップＳ３１及びＳ３４〜Ｓ３８がタイミング補正手段に相当し、図１４のステップＳ１２５及びＳ１２７が禁止手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、ＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦの算出に使用するＤＲＢＳＩＮテーブルは、図１２に示す正弦波状の波形に対応するものに限るものではなく、例えば図１５（ａ）に示すように折れ線状に変化する波形、あるいは同図（ｂ）に示すように正弦波の半周期分の対応する波形、または同図（ｃ）に示すように直線状に変化する波形であってもよい。また、波形係数ＤＲＢＳＩＮが最小となる角度は、図１５の破線で示すように１８０度から若干ずれてもよい。

さらに上述した実施形態では、ＦＦ補正量ＴＲＱＤＲＢＦＦを生成する補正期間を共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬと一致させるようにしたが、必ずしも完全に一致させる必要はなく、若干短い期間または若干長い期間としてもよい。短すぎると、振動抑制効果が不十分となり、長すぎると振動を助長することになるので、共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬの近傍でそのような不具合が発生しない範囲に設定可能である。シミュレーションの結果によれば、算出される共振周期ＴＤＲＢＣＹＣＬが±０．２Ｈｚ程度に相当する期間ずれても、改善効果が得られる。最も共振周波数が低い（最も共振周期が長い）場合、すなわち変速段が１速のとき、共振周波数は例えば２．３Ｈｚ程度であるので、±１０％程度が許容範囲となる。

また上述した実施形態では、出力トルク制御量として、ＦＦトルク制御ではスロットル弁開度指令値ＴＨＤＲＢＧを用い、ＦＢトルク制御では点火時期ＩＧＬＯＧを用いたが、これに限るものではない。例えば、吸気弁のリフト量ＬＦＴを連続的に変更可能なエンジンでは、エンジン出力トルクの制御は主としてリフト量ＬＦＴを変化させて行うので、スロットル弁開度ＴＨに代えてリフト量ＬＦＴを用いることが望ましい。また、圧縮着火を行うディーゼルエンジンでは、エンジン出力トルクの制御は主として燃料噴射量ＱＩＮＪを変化させて行うので、出力トルク制御量として燃料噴射量ＱＩＮＪを用いることが望ましい。その場合、ＦＦトルク制御及びＦＢトルク制御のいずれにおいても、燃料噴射量ＱＩＮＪを出力トルク制御量として用いる。

また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。

１ 内燃機関
３ スロットル弁
４ スロットル弁開度センサ
５ 電子制御ユニット（トルク変化検出手段、回転数検出手段、フィードフォワード補正量生成手段、フィードフォワードトルク補正手段、ハイパスフィルタ手段、フィードバックトルク補正手段、タイミング補正手段、禁止手段）
７ アクチュエータ
１１ クランク角度位置センサ（回転数検出手段）
１５ 点火プラグ
３１ アクセルセンサ（トルク変化検出手段）
３３ ギヤ位置センサ

Claims (9)

1. 車両を駆動する内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、
   前記機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   検出された機関回転数のハイパスフィルタ処理を行うハイパスフィルタ手段と、
   前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数に応じて前記機関の出力トルク制御量をフィードバック補正するフィードバックトルク補正手段とを備え、
   前記ハイパスフィルタ処理は、検出された機関回転数の２回微分値に相当する成分を抽出する処理であり、
   前記フィードバックトルク補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数が「０」となるように前記出力トルク制御量を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記ハイパスフィルタ処理のカットオフ周波数は、前記車両の駆動系の共振周波数より低い周波数に設定されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置
3. 前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数について、タイミング補正を行うタイミング補正手段を備え、前記フィードバックトルク補正手段は、タイミング補正が行われた機関回転数に応じて前記出力トルク制御量を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記タイミング補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理による位相の進み、前記回転数検出手段における検出遅れ、及び前記出力トルク制御量の変化が前記機関の出力トルクの変化に反映されるまでのトルク変化遅れに応じて前記タイミング補正を行うことを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記タイミング補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理による位相の進みに対応する進み時間を、前記機関の出力軸に接続された変速機の変速比に応じて算出し、前記進み時間を用いて前記タイミング補正を行うことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記フィードバックトルク補正手段は、前記機関出力軸に接続された変速機の変速比及び前記機関の吸入空気流量に応じて前記フィードバック補正のゲインを設定することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記フィードバックトルク補正手段が、前記出力トルク制御量を前記出力トルクを増加させる方向に補正するときは、前記機関への燃料供給を停止する燃料カット運転を禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記機関の要求トルクが急変したことを検出するトルク変化検出手段と、
   前記要求トルクの急変が検出された時点から、前記車両の駆動系の共振周期とほぼ等しい補正期間だけフィードフォワード補正量を生成するフィードフォワード補正量生成手段と、
   前記フィードフォワード補正量により前記機関の出力トルク制御量を補正するフィードフォワードトルク補正手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
9. 車両を駆動する内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、
   前記機関の要求トルクが急変したことを検出するトルク変化検出手段と、
   前記要求トルクの急変が検出された時点から、前記車両の駆動系の共振周期とほぼ等しい補正期間だけフィードフォワード補正量を生成するフィードフォワード補正量生成手段と、
   前記フィードフォワード補正量により前記機関の第１出力トルク制御量を補正するフィードフォワードトルク補正手段と、
   前記機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   検出された機関回転数のハイパスフィルタ処理を行うハイパスフィルタ手段と、
   前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数に応じて前記機関の第２出力トルク制御量をフィードバック補正するフィードバックトルク補正手段とを備え、
   前記ハイパスフィルタ処理は、検出された機関回転数の２回微分値に相当する成分を抽出する処理であり、
   前記フィードバックトルク補正手段は、前記ハイパスフィルタ処理された機関回転数が「０」となるように前記第２出力トルク制御量を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。

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