JP2019060328A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃費を向上しかつＮＯＸ排出を抑制しつつ車体前後振動を抑制したエンジン制御装置を提供する。【解決手段】燃焼行程を順次繰り返すエンジン１の各燃焼行程における燃焼圧力を制御するエンジン制御装置１００を、エンジンが搭載される車両の前後方向車体振動を検出する振動検出部７０と、燃焼行程における燃焼圧力を制御する燃焼圧力制御部とを備え、燃焼圧力制御部は、前後方向車体振動が検出された場合に、相対的に燃焼圧力が高い高圧力燃焼行程と相対的に燃焼圧力が低い低圧力燃焼行程とを周期的に繰り返す振動抑制制御を実行する構成とする。【選択図】図６

Description

本発明は、車両に搭載されるエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。

レシプロエンジンのように周期的に燃焼行程を繰り返すエンジンを走行用動力源として有する自動車等の車両において、各燃焼行程間で燃焼変動（燃焼圧力のばらつき）が発生した場合には、エンジンの出力トルクに周期的な変動が生じることになる。
このようなトルク変動の周波数が車両固有の前後方向振動の固有周波数と一致した場合、車体の低周波の振動（サージング）が生じ、ドライバビリティ（運転しやすさ）や快適性が損なわれる。

エンジンの燃焼変動対策に関する従来技術として、例えば特許文献１には、高精度に燃焼安定度制御を行なうため、燃焼圧力に基づいて検出される燃焼状態から燃焼安定度指標を算出し、燃焼安定度指標が目標値となるように空燃比、ＥＧＲ量等を制御する場合に、機関運転状態に基づく期待発生トルクの推定値とそれまでの平均値との比に基づいて燃焼状態を補正した後の値で制御を行なうことが記載されている。
特許文献２には、内燃機関のトルク変動によって動力伝達系が振動して発生する車両前後方向の低周波の振動（サージング）を抑制するため、車両乗員にとって不快なサージングが発生する場合に、各気筒間の点火タイミングのばらつきを抑えるように、全気筒中、点火時期が進角側となっている１又は複数の気筒について、点火タイミングを一定量だけ遅角して各気筒間の点火タイミングのばらつきを減少させ、サージングを抑えることが記載されている。
特許文献３には、各気筒の燃焼変動を検出し気筒別に燃焼状態を制御して機関振動レベルを低減する装置に関して、気筒毎にＰｉ変動（燃焼変動）を検出することが記載されている。

特開平 ８−１４４８３０号公報 特開平 ８−３３８７８１号公報 実開平 ２− ８３３４４号公報

エンジンの燃焼状態のばらつきに起因するトルク変動や、これに伴う車体振動の抑制のための制御として、各気筒の燃焼状態を極力平準化（燃焼安定化指数ＣＯＶを極小化）するよう、燃焼圧力が高い気筒の点火時期遅延や空燃比のリーン化を行ったり、燃焼圧力が低い気筒の点火時期進角や空燃比のリッチ化を行うことが一般的である。
しかし、排ガスの一部を吸気側に循環させるＥＧＲを行っている場合には、ＥＧＲ量を増大させることによって、ポンプ損失の抑制による熱効率及び燃費の向上や、燃焼温度の低下によるＮＯ_Ｘ排出量の低減を図ることができるが、ＥＧＲ量が大きい領域では燃焼が緩慢となって各気筒の燃焼状態のばらつき（トルク差分）が大きくなり、上述した振動抑制制御によっては十分に振動抑制を図れない場合があった。
このため、燃焼安定化のためにＥＧＲ量を低減する必要が生じ、燃費改善やＮＯ_Ｘ排出抑制を十分に図れない場合があった。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、燃費を向上しかつＮＯ_Ｘ排出を抑制しつつ車体前後振動を抑制したエンジン制御装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、燃焼行程を順次繰り返すエンジンの各燃焼行程における燃焼圧力を制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンが搭載される車両の前後方向車体振動を検出する振動検出部と、前記燃焼行程における前記燃焼圧力を制御する燃焼圧力制御部とを備え、前記燃焼圧力制御部は、前記前後方向車体振動が検出された場合に、相対的に前記燃焼圧力が高い高圧力燃焼行程と相対的に前記燃焼圧力が低い低圧力燃焼行程とを周期的に繰り返す振動抑制制御を実行することを特徴とするエンジン制御装置である。
これによれば、車体前後振動の発生時に、高圧力燃焼行程と低圧力燃焼行程とを周期的に繰り返すことによって、エンジンの出力トルク変動に任意の周波数を与えることができ、この周波数を車両の固有振動数と異ならせることによって車体の共振を防止し、車体前後振動を効果的に抑制することができる。
また、このような制振制御を行う場合、各気筒の燃焼圧力を平準化して振動を抑制する場合に対し、各気筒の燃焼状態のばらつきが比較的大きい場合であっても十分な制振効果を得ることができる。
このため、ＥＧＲ量を比較的大きくすることができ、燃費を改善するとともにＮＯ_Ｘ排出量を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、燃焼行程を順次繰り返すエンジンの各燃焼行程における燃焼圧力を制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの出力軸回転速度を検出する速度検出部と、前記燃焼行程における前記燃焼圧力を制御する燃焼圧力制御部とを備え、前記燃焼圧力制御部は、前記出力軸回転速度が所定の範囲内にある場合に、相対的に前記燃焼圧力が高い高圧力燃焼行程と相対的に燃焼圧力が低い低圧力燃焼行程とを周期的に繰り返す振動抑制制御を実行することを特徴とするエンジン制御装置である。
これによれば、エンジンのトルク変動が車両と共振しやすい出力軸回転速度である場合に、振動抑制制御を行うことによって、車体前後振動を予防することができる。

請求項３に係る発明は、前記燃焼圧力制御部は、前記振動抑制制御を実行する際に、複数回連続した前記高圧力燃焼行程と複数回連続した前記低圧力燃焼行程とを交互に繰り返すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、エンジンの出力トルク変動の周波数を低下させ、車両の共振を効果的に抑制することができる。

請求項４に係る発明は、前記燃焼圧力制御部は、前記振動抑制制御により、前記エンジンに車両の前後方向振動の固有振動数よりも低周波の出力トルク変動を発生させることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置である。
これによれば、上述した効果を確実に得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、燃費を向上しかつＮＯ_Ｘ排出を抑制しつつ車体前後振動を抑制したエンジン制御装置を提供することができる。

本発明を適用したエンジン制御装置の第１実施形態により制御されるエンジンの構成を示す図である。 図１のエンジンを有する車両のパワートレーンの構成を示す図である。 第１実施形態のエンジン制御装置における車体前後振動抑制制御を示すフローチャートである。 図１のエンジンにおける燃焼圧力推移の一例を模式的に示す図であって、燃焼変動が実質的に存在しない場合を示す図である。 図１のエンジンにおける燃焼圧力推移の一例を模式的に示す図であって、１気筒毎に順次燃焼圧力が増減する場合を示す図である。 図１のエンジンにおける燃焼圧力推移の一例を模式的に示す図であって、２気筒毎に順次燃焼圧力が増減する場合を示す図である。 本発明を適用したエンジン制御装置の第２実施形態における車体前後振動抑制制御を示すフローチャートである。

以下、本発明を適用したエンジン制御装置の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のエンジン制御装置により制御されるエンジンの構成を示す図である。
エンジン１は、例えば乗用車等の自動車に走行用動力源として搭載される４ストローク水平対向４気筒の直噴（筒内噴射）ガソリンエンジンである。
エンジン１の出力は、後述する動力伝達機構を介して、車両の駆動輪に伝達される。

エンジン１は、出力軸である図示しないクランクシャフトの前端部側（変速機と反対側・縦置き搭載時における前側）から、順次配列された第１気筒１０、第２気筒２０、第３気筒３０、第４気筒４０を有する。
エンジン１は、例えば、クランクシャフトが車両の前後方向にほぼ沿って縦置き配置される。
第１気筒１０、第３気筒３０は、車幅方向右側に配置された右バンク、第２気筒２０、第４気筒４０は、車幅方向左側に配置された左バンクに設けられている。

第１気筒１０と第２気筒２０、第３気筒３０と第４気筒４０は、各気筒のクランクピンのオフセット量だけずらした状態で、実質的にクランクシャフトを挟んで対向して配置されている。
エンジン１における点火順序（爆発順序）は、第１気筒１０、第３気筒３０、第２気筒２０、第４気筒４０の順に設定され、クランク角において１８０°毎に実質的に等間隔で点火（爆発）するようになっている。

第１気筒１０、第２気筒２０、第３気筒３０、第４気筒４０は、それぞれシリンダ、ピストン、燃焼室、吸排気ポート、吸排気バルブ、動弁駆動機構などの他、インジェクタ１１，２１，３１，４１、点火栓１２，２２，３２，４２等を有する。
インジェクタ１１，２１，３１，４１は、各気筒の燃焼室内に、直接霧化されたガソリンを噴射する噴射装置である。
インジェクタ１１，２１，３１，４１の燃料噴射量及び燃料噴射時期は、エンジン１の運転状態に応じてエンジン制御ユニット１００によって制御されている。
インジェクタ１１，２１，３１，４１は、図示しない燃料ポンプによって加圧された燃料が導入され蓄圧されるとともに、エンジン制御ユニット１００から与えられる噴射信号に応じて開弁し、燃料を噴射する。
インジェクタ１１，２１，３１，４１の燃料噴射量及び噴射時期は、気筒毎に個別に制御可能となっている。

点火栓１２，２２，３２，４２は、各気筒内で形成された混合気に、電気的なスパークによって着火させるものである。
点火栓１２，２２，３２，４２の点火時期は、エンジン制御ユニット１００によって制御され、気筒毎に個別に制御可能となっている。

また、エンジン１は、吸気装置５０、排気装置６０、さらに図示しないバルブタイミング可変装置、冷却装置、潤滑装置、ＥＧＲ装置等を有する。
吸気装置５０は、各気筒に燃焼用空気を導入するものである。
吸気装置５０は、外気（大気）を燃焼用空気として導入する図示しないインテークダクト、ダスト等の異物を濾過する図示しないエアクリーナ、さらにスロットルバルブ５１、インテークマニホールド５２、吸気圧センサ５３等を有する。

スロットルバルブ５１は、エンジン１の出力調整のため空気流量を制御するものである。
スロットルバルブ５１は、電動アクチュエータによって開閉されるバタフライバルブ（スロットルバルブ）を有する電動スロットルであり、ドライバのアクセル操作に応じて設定される要求トルクに応じてエンジン制御ユニット１００によって開度を制御される。
インテークマニホールド５２は、スロットルバルブ５１を通過した空気を、各気筒の吸気ポートに導入する分岐管である。
吸気圧センサ５３は、インテークマニホールド５２内の圧力（吸気管負圧）を検出する圧力センサである。
吸気圧センサ５３の出力は、逐次エンジン制御ユニット１００に伝達される。

排気装置６０は、各気筒１０，２０，３０，４０の燃焼室から、排気ポートを経由して排出される排ガス（既燃ガス）を排出するものである。
排気装置６０は、エキゾーストマニホールド６１、エキゾーストパイプ６２、触媒コンバータ６３、サイレンサ６４、空燃比センサ６５、リアＯ_２センサ６６等を有して構成されている。

エキゾーストマニホールド６１は、各気筒１０，２０，３０，４０の排気ポートから出た排ガスを集合させる集合管である。
エキゾーストパイプ６２は、エキゾーストマニホールド６１において集合した排ガスを外部へ排出する管路である。

触媒コンバータ６３は、エキゾーストパイプ６２の中間部に設けられた排ガス後処理装置である。
触媒コンバータ６３は、例えばアルミナ等の担体に白金、ロジウム、パラジウム等の貴金属を担持させた三元触媒である。
触媒コンバータ６３は、エンジン１の空燃比がストイキ近傍となる所定の活性領域において、排ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_Ｘを低減する機能を有する。

サイレンサ６４は、エキゾーストパイプ６２における触媒コンバータ６３の下流側（出口側）に設けられ、音響エネルギを低減させる消音器である。

空燃比センサ６５は、触媒コンバータ６３の入口近傍に設けられ、エンジン１における空燃比に応じて異なった出力電圧を発生するものである。
エンジン制御ユニット１００は、空燃比センサ６５の出力に応じて、エンジン１における空燃比が三元触媒の活性範囲内となるように燃料噴射量を設定する空燃比フィードバック制御を行う。

リアＯ_２センサ６６は、触媒コンバータ６３の出口近傍に設けられ、排ガス中のＯ_２濃度に応じて異なった出力電圧を発生するものである。
リアＯ_２センサ６６の出力はエンジン制御ユニット１００に伝達される。

エンジン１は、さらに、クランク角センサ７０、水温センサ８０等を有する。
クランク角センサ７０は、エンジン１の出力軸である図示しないクランクシャフトの角度位置（クランク角・ＣＡ）を検出する磁気式の角度センサである。
クランク角センサ７０は、センサプレート７１、ポジションセンサ７２等を有して構成されている。

センサプレート７１は、クランクシャフトの後端部に固定された円盤状の部材であって、外周縁部には所定の角度間隔で複数のベーン（歯）が放射状に突き出して形成されたスプロケット状の形状となっている。
ポジションセンサ７２は、センサプレート７１の外周縁部に対向して配置された磁気ピックアップであり、マグネット、コア、コイル、ターミナル等を有する。
ポジションセンサ７２は、直前をセンサプレート７１のベーンが通過した際に、所定のパルス信号を出力するようになっている。
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ７０の出力に基づいて、エンジン１の回転数（クランクシャフト回転速度）を演算可能となっている。
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ７０の出力に基づいてクランクシャフトの角速度を逐次モニタすることによって、車両（車体）の前後方向振動を検出することが可能である。
クランク角センサ７０は、本発明にいう振動検出部及び速度検出部として機能する。

水温センサ８０は、シリンダヘッド及びシリンダに形成された冷却水流路であるウォータージャケット内を流れる冷却水（クーラント）の温度を検出するものである。
クランク角センサ７０、水温センサ８０の出力は、エンジン制御ユニット１００に伝達される。

エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、エンジン１及びその補器類を統括的に制御するものである。
また、エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の停止時にモータジェネレータ制御ユニット２２０と協調制御を行う機能を備えている。この点に関しては、後に詳しく説明する。
エンジン制御ユニット１００は、例えば、ＣＰＵ等の情報処理装置、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶装置、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
エンジン制御ユニット１００は、例えば、ドライバのアクセル操作等に基づいて設定される要求トルクに応じて、実際のトルクが要求トルクと実質的に一致するよう図示しないスロットルバルブの開度、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、バルブタイミング等を制御する。

エンジン制御ユニット１００は、エンジン１の出力トルク変動が車両の前後方向振動の固有振動数と共振し、車体振動が悪化することを防止する車体前後振動抑制制御を実行する。
エンジン制御ユニット１００は、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等を制御することによって、各気筒の燃焼行程における燃焼圧力（平均有効圧力）を、気筒毎に制御する機能を有する。
エンジン制御ユニット１００は、本発明にいう燃焼圧力制御部として機能する。

エンジン１の出力は、以下説明する動力伝達機構を介して各車輪に伝達される。
図２は、図１のエンジンを有する車両のパワートレーンの構成を示す図である。
図２に示すように、車両は、トルクコンバータ１１０、前後進切替部１２０、バリエータ１３０、フロントディファレンシャル１４０、リアディファレンシャル１５０、トランスファクラッチ１６０、トランスミッション制御ユニット２００等を備えたＡＷＤ車両である。

トルクコンバータ１１０は、エンジン１の出力をバリエータ１３０に伝達する流体継手である。
トルクコンバータ１１０は、車両が停止状態からエンジントルクを伝達可能な発進デバイスとしての機能を有する。
また、トルクコンバータ１１０は、トランスミッション制御ユニット２００によって制御され、入力側（インペラ側）と出力側（タービン側）とを直結する図示しないロックアップクラッチを備えている。

前後進切替部１２０は、トルクコンバータ１１０とバリエータ１３０との間に設けられ、トルクコンバータ１１０とバリエータ１３０とを直結する前進モードと、トルクコンバータ１１０の回転出力を逆転させてバリエータ１３０に伝達する後退モードとを、トランスミッション制御ユニット２００からの指令に応じて切り換えるものである。
前後進切替部１２０は、例えば、プラネタリギヤセット等を有して構成されている。

バリエータ１３０は、前後進切替部１２０から伝達されるエンジン１の回転出力を、無段階に変速する変速機構部である。
バリエータ１３０は、例えば、プライマリプーリ１３１、セカンダリプーリ１３２、チェーン１３３等を有するチェーン式無段変速機（ＣＶＴ）である。
プライマリプーリ１３１は、車両の駆動時におけるバリエータ１３０の入力側に設けられ、エンジン１の回転出力が入力される。
セカンダリプーリ１３２は、車両の駆動時におけるバリエータ１３０の出力側に設けられている。
セカンダリプーリ１３２は、プライマリプーリ１３１と隣接しかつプライマリプーリ１３１の回転軸と平行な回転軸回りに回動可能となっている。
チェーン１３３は、環状に形成されてプライマリプーリ１３１及びセカンダリプーリ１３２に巻き掛けられ、これらの間で動力伝達を行うものである。
プライマリプーリ１３１及びセカンダリプーリ１３２は、それぞれチェーン１３３を挟持する一対のシーブを有するとともに、トランスミッション制御ユニット２００による変速制御に応じて各シーブ間の間隔を変更することによって、有効径を無段階に変更可能となっている。

フロントディファレンシャル１４０は、バリエータ１３０から伝達される駆動力を、左右の前輪に伝達するものである。
フロントディファレンシャル１４０は、最終減速装置、及び、左右前輪の回転速度差を吸収する差動機構を備えている。
バリエータ１３０とフロントディファレンシャル１４０との間は、実質的に直結されている。

リアディファレンシャル１５０は、バリエータ１３０から伝達される駆動力を、左右の後輪に伝達するものである。
リアディファレンシャル１５０は、最終減速装置、及び、左右後輪の回転速度差を吸収する差動機構を備えている。

トランスファクラッチ１６０は、バリエータ１３０からリアディファレンシャル１５０へ駆動力を伝達する後輪駆動力伝達機構の途中に設けられ、これらの間の動力伝達経路を接続又は切断するものである。
トランスファクラッチ１６０は、例えば、接続時の締結力（伝達トルク容量）を無段階に変更可能な油圧式あるいは電磁式の湿式多板クラッチである。
トランスファクラッチ１６０の締結力は、トランスミッション制御ユニット２００によって制御されている。
トランスファクラッチ１６０は、締結力を変更することによって、前後輪の駆動トルク配分を調節可能となっている。
また、トランスファクラッチ１６０は、車両の旋回時や、ブレーキのアンチロック制御、車両挙動制御などの実行時に、前後輪の回転速度差を許容する必要がある場合には、締結力を低下（開放）させスリップさせることによって回転速度差を吸収する。

トランスミッション制御ユニット２００は、トルクコンバータ１１０のロックアップクラッチ、前後進切替部１２０、バリエータ１３０、トランスファクラッチ１６０等を統括的に制御するものである。
トランスミッション制御ユニット２００は、それぞれＣＰＵ等の情報処理手段、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶手段、入出力インターフェイス、及び、これらを接続するバス等を有して構成されている。
また、エンジン制御ユニット１００、トランスミッション制御ユニット２００は、例えば車載ＬＡＮシステムの一種であるＣＡＮ通信システム等を介して、相互に通信し、必用な情報の伝達が可能となっている。

第１実施形態のエンジン制御装置においては、エンジン１の出力軸変動が車両の前後方向固有振動数と実質的に一致し、共振が発生した場合に、各気筒の燃焼行程における燃焼圧力を周期的に変動させてトルク変動の周波数を車両の固有振動数とずらし、振動を抑制する振動抑制制御を実行する。
図３は、第１実施形態のエンジン制御装置における車体前後振動抑制制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ０１：車体前後振動検出＞
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ７０の出力に基づいて、車体の前後振動を検出する。
例えば、エンジン制御ユニット１００は、クランクシャフトの角速度変化及び駆動系における減速比、タイヤ径などの車両諸元から、車体前後振動の周波数及び振幅を演算する。
その後、ステップＳ０２に進む。

＜ステップＳ０２：共振発生判断＞
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ０１における車体前後振動の検出結果に基づいて、共振が発生しているか否かを判別する。
例えば、車両の前後方向の固有振動数と実質的に一致する周波数において、所定以上の振幅が検出された場合には、共振が発生しているものと判定される。
共振発生が判定された場合はステップＳ０３に進み、共振発生が判定されない場合はステップＳ０４に進む。

＜ステップＳ０３：所定パターンで燃焼圧力増減＞
エンジン制御ユニット１００は、エンジン１において、比較的（平均に対して）燃焼圧力の高い高圧力燃焼行程と、比較的燃焼圧力が低い低圧力燃焼行程とが交互に増減するよう、各気筒の燃焼状態を制御する車体前後振動抑制制御を実行する。
燃焼状態の制御は、例えば、燃料噴射量及び点火時期によって行うことができる。
高圧力燃焼行程においては、燃料噴射量の増量による空燃比のリッチ化、点火時期のＭＢＴ近傍までの進角等により、燃焼圧力（平均有効圧力）及び出力トルクを増大させる。
このとき、高圧力燃焼行程とする気筒のノッキング耐性に余裕がある場合には、点火時期の進角により燃焼圧力を増大させると、燃費を向上することができる。
低圧力燃焼行程においては、燃料噴射量の減量による空燃比のリーン化、点火時期のＭＢＴに対する遅延（リタード）等により、燃焼圧力（平均有効圧力）及び出力トルクを減少させる。
このとき、低圧力燃焼行程とする気筒の点火性、着火性に余裕がある場合には、空燃比のリーン化により燃焼圧力を低下させると、燃費を向上することができる。
この車体前後振動抑制制御については、後に詳しく説明する。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ０４：通常燃焼制御＞
エンジン制御ユニット１００は、各気筒の燃焼状態に意図的に変化をつけることをしない通常の燃焼制御を実行する。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

以下、上述した車体前後方向抑制制御についてより詳細に説明する。
図４は、図１のエンジンにおける燃焼圧力推移の一例を模式的に示す図であって、燃焼変動が実質的に存在しない場合を示す図である。
図４において、縦軸は各気筒内の燃焼圧力（平均有効圧力）を示しており、これはエンジン１の出力トルクと相関する。また、横軸は、点火順序（燃焼行程を迎える順序）を示している。（後述する図５、図６において同じ）
上述したように、第１実施形態において、エンジン１では、第１気筒１０、第３気筒３０、第２気筒２０、第４気筒４０の順に、クランク角において１８０°毎に実質的に等間隔で点火（爆発）するようになっている。

図４に示す状態は各気筒の燃焼行程における燃焼圧力変動が皆無である理想的な状態を示しているが、実際には燃焼状態のばらつきにより、燃焼圧力（平均有効圧力）変動及びこれに起因する出力トルク変動が発生することは避けられない。
特に、排ガスの一部を吸気系に再循環させるＥＧＲガスの流量（ＥＧＲ量）が大きい場合には、燃焼が緩慢となる結果、比較的大きな燃焼変動が発生しやすい。
燃焼安定化の観点からはＥＧＲ量を低減させることが好ましいが、ＥＧＲ量を低減させた場合、ポンプ損失の増大による熱効率、燃費の悪化や、燃焼温度の上昇によるＮＯ_Ｘ排出量増加の原因となる。

図５は、図１のエンジンにおける燃焼圧力推移の一例を模式的に示す図であって、１気筒毎に順次燃焼圧力が増減する場合を示す図である。
この場合、高圧力燃焼行程と低圧力燃焼行程とが１回ずつ交互に繰り返されることになり、図５に破線で示すような出力トルクの周期的変動が発生する。
第１実施形態のエンジンにおいては、クランク角１８０°ごとに点火が行われるので、出力トルク変動は、クランクシャフトの３６０°回転で一周期となる。

図６は、図１のエンジンにおける燃焼圧力推移の一例を模式的に示す図であって、２気筒毎に順次燃焼圧力が増減する場合を示す図である。
この場合、高圧力燃焼行程と低圧力燃焼行程とが２回ずつ交互に繰り返されることになり、図６に破線で示すような、クランクシャフトの７２０°回転で一周期となる出力トルクの周期的変動が発生する。

例えば、エンジン１の運転中に、ある一つの気筒で顕著な燃焼変動がスパイク的に発生した場合、図５に示すような、クランク角にして３６０°周期のトルク変動が発生することが多い。
このようなトルク変動が車両の前後方向振動の固有振動数と実質的に一致すると、共振により車体が前後方向に揺すられるような著大な前後振動（いわゆるユサユサ振動）が発生する。
このとき、例えば図６に示すような長周期のトルク変動を発生させれば、車両の固有振動数に対してトルク変動の周波数を低下させ、共振を防止して車体振動を抑制することが可能となる。
この場合、全気筒平均の燃焼圧力が制御介入前と同等となるようにすれば、車両の走行性能（エンジン１出力）を同等に維持することが可能である。

なお、図６においては、一例として高圧力燃焼行程と低圧力燃焼行程とを２回−２回ずつ交互に繰り返しているが、これに限らず、例えば３回−３回や、４回−４回、あるいは、それ以上の回数としてもよい。
また、高圧力燃焼行程、低圧力燃焼行程を繰り返す回数は、エンジン１の回転数（クランクシャフト回転速度）に応じて異ならせてもよい。
例えばクランクシャフト回転速度が１０００ｒｐｍのときに、図６のように７２０°周期のトルク変動を生成することで共振が回避できるのであれば、２０００ｒｐｍのときには高圧力燃焼行程、低圧力燃焼行程を４回−４回ずつ交互に繰り返す（繰り返し回数を回転数の増加に応じて増加させる）ことで、同じ周波数のトルク変動を生成し、共振を防止することができる。

以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）車体前後振動の発生時に、高圧力燃焼行程と低圧力燃焼行程とを周期的に繰り返すことによって、エンジン１の出力トルク変動に任意の周波数を与えることができ、この周波数を車両の前後方向振動の固有振動数と異ならせることによって共振を防止し、車体の前後振動を効果的に抑制することができる。
また、このような車体前後振動抑制制御を行う場合、各気筒の燃焼圧力を平準化して振動を抑制する場合に対し、各気筒の燃焼状態のばらつきが比較的大きい場合であっても十分な制振効果を得ることができる。
このため、ＥＧＲ量を比較的大きくすることができ、燃費を改善するとともにＮＯ_Ｘ排出量を抑制することができる。
（２）車体前後振動抑制制御を行う際に、高圧力燃焼行程と低圧力燃焼行程とを複数回−複数回ずつ交互に繰り返すことによって、エンジンの出力トルク変動の周波数を低下させ、車両の共振を効果的に抑制することができる。
（３）出力トルク変動を車両の前後方向振動の固有振動数よりも低周波とすることによって、共振の発生を確実に防止することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明を適用したエンジン制御装置の第２実施形態について説明する。
上述した第１実施形態と実質的に同様の箇所については同じ符合を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
車両の前後方向振動の固有振動数が既知であれば、共振が発生しやすいエンジン１のクランクシャフトの回転速度（回転数）も予め特定することが可能である。
そこで、第２実施形態においては、予め設定されたエンジン１の回転速度範囲において、フィードフォワード的かつ予防的に車体前後振動抑制制御を実行している。
図７は、第２実施形態のエンジン制御装置における車体前後振動抑制制御を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。

＜ステップＳ１１：エンジン回転数検出＞
エンジン制御ユニット１００は、クランク角センサ７０の出力に基づいて、クランクシャフトの回転速度（毎分回転数）を検出する。
その後、ステップＳ１２に進む。

＜ステップＳ１２：回転数判断＞
エンジン制御ユニット１００は、ステップＳ１１におけるクランクシャフト回転数の検出結果に基づいて、共振が発生しやすい所定回転数範囲内であるか否かを判別する。
通常車両の前後方向振動の固有振動数は車種ごとに固有かつ既知の値である。
一方、顕著な燃焼変動が発生した際のエンジン１の出力トルク変動の周波数はクランクシャフトの回転速度（回転数）に比例することから、エンジン制御ユニット１００は出力トルク変動により車体の共振が発生しやすい回転数範囲を所定回転数範囲として特定し、予めその値に関するデータを保持している。
エンジン１のクランクシャフト回転数が所定回転数範囲内である場合はステップＳ１３に進み、所定回転数範囲以外である場合はステップＳ１４に進む。

＜ステップＳ１３：所定パターンで燃焼圧力増減＞
エンジン制御ユニット１００は、第１実施形態のステップＳ０３と実質的に同様の車体前後振動抑制制御を実行する。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

＜ステップＳ１４：通常燃焼制御＞
エンジン制御ユニット１００は、各気筒の燃焼状態に意図的に変化をつけることをしない通常の燃焼制御を実行する。
その後、一連の処理を終了（リターン）する。

以上説明した第２実施形態によれば、上述した第１実施形態の効果と実質的に同様の効果に加えて、エンジン１のトルク変動が車両と共振しやすい出力軸回転速度である場合に、振動抑制制御を行うことによって、車体前後振動を予防的に防止することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）エンジン及びエンジン制御装置の構成は上述した実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、エンジンのシリンダレイアウト、気筒数、点火順序、燃料噴射方式や、パワートレーンのレイアウト等は適宜変更することができる。
また、本発明は、ガソリン以外の燃料を用いる火花点火式エンジンや、ディーゼルエンジン等の圧縮着火エンジンにも適用することができる。
（２）本発明は、単気筒のエンジンであっても連続する燃焼行程の燃焼圧力増減を制御することによって適用することができる。
（３）実施形態は等間隔爆発のエンジンについて説明したが、不等間隔爆発のエンジンであっても、燃焼圧力の制御によって任意のトルク変動周波数を得られるものであれば本発明を適用することが可能である。
（４）実施形態においては、それぞれ同じ回数だけ連続する高圧力燃焼行程と低圧力燃焼行程とを交互に繰り返しているが、これに限らず、高圧力燃焼行程が連続する回数と低圧力燃焼行程が連続する回数とを異ならせてもよい。
（５）実施形態においては、燃料噴射量及び点火時期によって各気筒の燃焼行程の燃焼圧力を増減させているが、燃焼圧力を制御する手法はこれに限らず、適宜変更することができる。
例えば、気筒毎にスロットルバルブを有するエンジンや、気筒毎にバルブタイミング、リフトを変更可能なエンジンにおいては、吸入空気量を変化させて燃焼圧力を増減させるようにしてもよい。
（６）第１実施形態においては、クランクシャフトの回転角速度をモニタして車両の前後方向振動を検出しているが、振動を検出する方法はこれに限らず適宜変更することができる。
例えば、車体に前後方向加速度を検出するＧセンサを設けたり、車輪の回転速度を検出する車速センサの出力（車速パルス信号周期）変動に基づいて振動を検出してもよい。

１ エンジン １０ 第１気筒
１１ インジェクタ １２ 点火栓
２０ 第２気筒 ２１ インジェクタ
２２ 点火栓 ３０ 第３気筒
３１ インジェクタ ３２ 点火栓
４０ 第４気筒 ４１ インジェクタ
４２ 点火栓 ５０ 吸気装置
５１ スロットルバルブ ５２ インテークマニホールド
５３ 吸気圧センサ ６０ 排気装置
６１ エキゾーストマニホールド ６２ エキゾーストパイプ
６３ 触媒コンバータ ６４ サイレンサ
６５ 空燃比センサ ６６ リアＯ_２センサ
７０ クランク角センサ ７１ センサプレート
７２ ポジションセンサ ８０ 水温センサ
１００ エンジン制御ユニット
１１０ トルクコンバータ １２０ 前後進切替部
１３０ バリエータ １３１ プライマリプーリ
１３２ セカンダリプーリ １３３ チェーン
１４０ フロントディファレンシャル １５０ リアディファレンシャル
１６０ トランスファクラッチ ２００ トランスミッション制御ユニット

Claims (4)

1. 燃焼行程を順次繰り返すエンジンの各燃焼行程における燃焼圧力を制御するエンジン制御装置であって、
   前記エンジンが搭載される車両の前後方向車体振動を検出する振動検出部と、
   前記燃焼行程における前記燃焼圧力を制御する燃焼圧力制御部とを備え、
   前記燃焼圧力制御部は、前記前後方向車体振動が検出された場合に、相対的に前記燃焼圧力が高い高圧力燃焼行程と相対的に前記燃焼圧力が低い低圧力燃焼行程とを周期的に繰り返す振動抑制制御を実行すること
   を特徴とするエンジン制御装置。
2. 燃焼行程を順次繰り返すエンジンの各燃焼行程における燃焼圧力を制御するエンジン制御装置であって、
   前記エンジンの出力軸回転速度を検出する速度検出部と、
   前記燃焼行程における前記燃焼圧力を制御する燃焼圧力制御部とを備え、
   前記燃焼圧力制御部は、前記出力軸回転速度が所定の範囲内にある場合に、相対的に前記燃焼圧力が高い高圧力燃焼行程と相対的に燃焼圧力が低い低圧力燃焼行程とを周期的に繰り返す振動抑制制御を実行すること
   を特徴とするエンジン制御装置。
3. 前記燃焼圧力制御部は、前記振動抑制制御を実行する際に、複数回連続した前記高圧力燃焼行程と複数回連続した前記低圧力燃焼行程とを交互に繰り返すこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 前記燃焼圧力制御部は、前記振動抑制制御により、前記エンジンに車両の前後方向振動の固有振動数よりも低周波の出力トルク変動を発生させること
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

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