JP2634604B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JP2634604B2 JP62245065A JP24506587A JP2634604B2 JP 2634604 B2 JP2634604 B2 JP 2634604B2 JP 62245065 A JP62245065 A JP 62245065A JP 24506587 A JP24506587 A JP 24506587A JP 2634604 B2 JP2634604 B2 JP 2634604B2
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、エンジンの制御装置に関するものであっ
て、とくに加減速時の車体の前後振動を抑制する制御装
置に関するものである。
[従来技術] 流体継手を経由せずにエンジンのトルクをトランスミ
ッションに伝達するようにした車両では、加減速時に種
々の周波数成分を有するトルク変動が発生し、このトル
ク変動の周波数が駆動系の固有振動の周波数とほぼ一致
すると、駆動系が共振し、これによって車体の前後振動
が発生するということはよく知られている。
このため、加速時には車体の前後振動に応じて点火時
期を変化させるなどしてエンジンの出力トルクを変化さ
せ、トルク変動と駆動系の固有振動との共振を防止し、
車体の前後振動を抑制するようにしたものが提案されて
いる(例えば、特開昭59-165865号公報参照)。ところ
が、上記従来のものは、車体の前後振動が検出されてか
ら、これに応じてエンジン出力トルクを変化させるよう
にしているので、応答が遅れ、加速初期には必然的に車
体の前後振動が発生するといった問題があった。
そこで、アクセルとスロットル弁との間にローパスフ
ィルタを設け、スロットル弁の急操作を抑制することに
より、駆動系を共振させるトルク変動が発生しないよう
にして、車体の前後振動を未然に防止するようにしたも
のが提案されている。しかし、このものは、加速時の車
体の前後振動に直接寄与するトルクとスロットル開度と
の関係が線型ではなく、また、このような関係は運転条
件によって変化するため、車体の前後振動を種々の運転
条件下で常に有効に防止しようとすれば、ローパスフィ
ルタの時定数をかなり大きく設定しなければならず、こ
れによってスロットル弁の開閉速度が抑制され、加速性
能の低下が起こるといった問題があった。
[発明の目的] 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、加速性能を低下させることなく、加減速時の車体
の前後振動を有効かつ未然に防止できるエンジンの制御
装置を提供することを目的とする。
[発明の構成] 上記の目的を達成するためになされた本発明は、アク
セル操作量に基づいてエンジン出力調節手段の制御量を
制御するエンジン出力制御手段を備えたエンジンの制御
装置において、アクセル操作量信号とエンジン回転数信
号とによりエンジンの発生トルクを予測する発生トルク
予測手段と、該発生トルク予測手段から出力される予測
トルク信号から所定周波数成分を除去する除去フィルタ
と、該除去フィルタによって調整された予測トルク信号
に基づいてエンジン出力調節手段の制御量を演算する制
御量演算手段とが設けられていることを特徴とするもの
である。
[発明の効果] 本発明によれば、アクセル操作量とエンジン回転数と
に基づいてエンジンの発生トルクを的確に予測すること
ができ、この発生トルクの信号をフィルタリングするこ
とにより、実際に発生するトルクに対してより細やかな
制御を行うことができ、とくに加速時の車体の前後振動
に直接寄与するトルクを有効に低減することができる。
この場合、加速性能を低下させることはない。
また、好ましく、アクセル操作量(開度)とその他の
所定の運転条件とから、まず共振成分除去フィルタを通
さない場合に発生すると予測されるエンジン出力トルク
予測値を演算し、次に、上記トルク予測値を共振成分除
去フィルタにかけて、車体を共振させる周波数成分を除
去した修正トルク予測値を求め、この修正トルク予測値
を出力するために必要とされるスロットル開度(制御
値)を逆に演算し、このスロットル開度に従って、スロ
ットル弁を実際に駆動するようにすれば、上記修正トル
ク予測値とほぼ等しいトルクが出力されるので、エンジ
ンの出力トルクには車体を共振させる周波数成分が全く
含まれなくなり、車体の前後振動をさらに有効かつ未然
に防止することができる。
[実施例] 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
第1図に示すように、4気筒エンジンEを構成する第
1〜第4気筒A,B,C,Dは、夫々、吸気ポート1a〜1dを介
して分岐吸気通路2a〜2dから吸気(混合気)を吸入し、
燃焼室3a〜3d内で燃焼させ、燃焼ガスを排気ポート4a〜
4dを介して分岐排気通路5a〜5dに排出するようになって
おり、これによって得られるエンジンEのトルクはパワ
ープラント系Pに伝達されるようになっている。
そして、第1〜第4気筒A〜Dの燃焼室3a〜3dに吸気
を供給するために共通吸気通路7が設けられ、この共通
吸気通路7には上流から順に、後で詳しく説明するよう
に吸気量を調節するスロットル弁8と、吸気の脈動を打
ち消して吸気量を安定化するとともに、慣性効果による
圧力波過給を行なう上で負の圧力波の圧力反転部として
作用するサージタンク9とが設けられ、このサージタン
ク9には第1〜第4気筒A〜Dの分岐吸気通路2a〜2dが
接続されている。
ところで、本実施例では、アクセルペダル11の踏み込
みに応じて、マイクロコンピュータで構成されるコント
ロールユニット12からの信号を受けてスロットル弁8を
開閉する、いわゆる電子式吸気制御方式が採用されてい
る。すなわち、アクセルペダル11の踏み込み量に応じて
電気抵抗が変化する可変抵抗13を流れる電流を検出する
ことにより、アクセル開度を電気信号として検出するア
クセルセンサ14が設けられ、このアクセル開度信号はコ
ントロールユニット12に入力されるようになっている。
そして、後で詳しく説明するように、上記アクセル開度
信号、エンジン回転数信号、トランスミッションのギヤ
位置信号等を入力情報として、コントロールユニット12
によってスロットル弁8の目標開度が演算され、この目
標スロットル開度に基づいてステップモータ15が駆動さ
れ、このステップモータ15の回転角に応じてスロットル
弁8が開閉されるようになっている。尚、サーボモータ
を用いてスロットル弁8を駆動するようにしてもよい。
また、ステップモータ15とスロットル弁8との間には電
磁クラッチ17が介設され、スロットル弁制御が異常なと
きには、コントロールユニット12からの信号によってこ
の電磁クラッチ17が切断され、このように電磁クラッチ
17が切断されたときにはリターンスプリング18の付勢力
によりスロットル弁8は閉じられるようになっている。
上記コントロールユニット12は、第2図に機能化して
示すように、エンジン発生トルク予測手段21と、所定の
周波数ゾーンのゲインをカットするバンドカットフィル
タ形式の共振成分除去フィルタ22と、目標スロットル開
度演算手段23と、スロットル弁制御手段24とで構成さ
れ、アクセル位置信号とエンジン回転数とギヤ位置信号
とを入力情報として、スロットル弁8(第1図参照)の
開閉制御を行なうようになっている。なお、目標スロッ
トル開度演算手段23は本願特許請求の範囲に記載された
制御量演算手段に相当する。
以下、コントロールユニット12による制御方法につい
て説明する。エンジン発生トルク予測手段21は、アクセ
ルセンサ14によって検出されるアクセル位置信号とエン
ジン回転数とを入力情報として、アクセルペダル11とス
ロットル弁8とが、直接1:1にリンクされたと仮定した
とき、すなわち後で説明するような車体の加減速振動の
防止を行なわないと仮定したときのエンジンEの発生ト
ルク予測値(以下、予測エンジントルクという)を算出
する。エンジンEの発生トルクは基本的にはスロットル
開度TVθとエンジン回転数Nの関数となり、その特性
は、エンジン回転数Nをパラメータとし、スロットル開
度TVθを独立変数とすれば、例えば第3図に示す曲線G1
〜G5のようになる。エンジン発生トルク予測手段21に
は、上記のような発生トルクのエンジン回転数Nとスロ
ットル開度TVθとに対する特性がマップ化されて記憶さ
れており、予測エンジントルクはこのようなマップを用
いて普通の補間方法で算出されるようになっている。
共振成分除去フィルタ22は、上記したようにエンジン
発生トルク予測手段21から出力される予測エンジントル
ク信号とギヤ位置信号とを入力情報として、予測エンジ
ントルクの波形から、加減速時に車体を共振させる周波
数成分を除去する。なお、加減速時に車体を共振させる
周波数成分は、トランスミッションのギヤ位置によって
異なるので、ギヤ位置に応じて共振成分除去フィルタ22
の共振周波数f0が決定されるようになっている。共振成
分除去フィルタ22のフィルタ特性は、例えば第4図中の
折線G7で示すようにバンドカットタイプとなっており、
予測エンジントルクの波形にこのようなフィルタがかけ
られると、車体共振の原因となる共振周波数f0の近傍の
周波数成分のみ除去され、その他の成分は残されるの
で、出力低下がほとんど起こらず、ローパスフィルタを
用いた場合のような出力不足による加速性能の低下が発
生しない。このようにして、加減速時に車体に共振を起
こさないトルク波形が得られ、このトルク波形が目標エ
ンジントルクとして出力されるようになっている。
目標スロットル開度演算手段23は、上記目標エンジン
トルクを発生させるために必要な目標スロットル開度を
演算する。エンジンEの出力トルクとスロットル開度と
エンジン回転数の相互の関係は、前記した第3図に示す
ような特性となっているので、ここではエンジン発生ト
ルク予測手段21によって発生トルク予測値を演算する際
用いたマップを再び用いて、目標スロットル開度を演算
するようにしている。
スロットル弁制御手段24は、上記目標スロットル開度
に基づいて、ステップモータ15を駆動し、スロットル弁
8を目標スロットル開度に追従させるようになってい
る。
このように、本実施例では共振成分除去フィルタ22の
フィルタリングの対象をトルクそのものとしているの
で、トルク変動の共振周波数成分を完全に除去すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明にかかる制御装置を備えた4気筒エン
ジンのシステム構成図である。 第2図は、第1図に示すエンジンのコントロールユニッ
トを機能化して示した図である。 第3図は、エンジンの出力トルクのスロットル開度及び
エンジン回転数に対する特性をエンジン回転数をパラメ
ータとして表わした図である。 第4図は、共振成分除去フィルタのフィルタリング特性
を示すゲインを周波数に対して表した図である。 E……エンジン、A〜D……第1〜第4気筒、P……パ
ワープラント系、7……共通吸気通路、8……スロット
ル弁、11……アクセルペダル、12……制御回路、14……
アクセルセンサ、15……ステップモータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 友巳 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツ ダ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−164629(JP,A) 特開 昭62−199948(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクセル操作量に基づいてエンジン出力調
    節手段の制御量を制御するエンジン出力制御手段を備え
    たエンジンの制御装置において、 アクセル操作量信号とエンジン回転数信号とによりエン
    ジンの発生トルクを予測する発生トルク予測手段と、 該発生トルク予測手段から出力される予測トルク信号か
    ら所定周波数成分を除去する除去フィルタと、 該除去フィルタによって調整された予測トルク信号に基
    づいてエンジン出力調節手段の制御量を演算する制御量
    演算手段とを設けたことを特徴とするエンジンの制御装
    置。
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