JP3281993B2

JP3281993B2 - エンジンの制御装置

Info

Publication number: JP3281993B2
Application number: JP09849093A
Authority: JP
Inventors: 邦公南谷
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 2002-05-13
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JPH06288327A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジン振動抑制のため
の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば特開昭５８ー４８７３
８号公報に記載されているように、急な加速時や減速時
においてエンジン振動に起因して発生する車両の前後振
動（カーバッキング）を抑制するため、エンジンの回転
偏差を検出し、回転偏差に応じて点火時期を遅角あるい
は進角させてエンジンの出力トルクを調整する技術（ア
クティブ制御という）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにエンジン
振動を回転偏差によって検出し、該回転偏差に応じて点
火時期を遅角側あるいは進角側に補正することによって
トルクを調整しエンジン振動を抑制しようとする場合
に、エンジンの運転状態によっては点火時期に対するエ
ンジンのトルク変化が緩慢でエンジン振動を十分に抑制
できない場合がある。特に、減速燃料カットから燃料供
給状態に復帰した時にアクティブ制御を行った場合、こ
の減速燃料カットからの復帰時というのは、吸気管内に
残留する燃料がない状態で燃料が噴射されるためオーバ
ーリーンとなり、また、燃料カット中に燃焼室が冷やさ
ているため燃焼が不安定となるため、エンジン振動が発
生しやすく、そのため、このような減速燃料カットから
の復帰時にアクティブ制御によってエンジン振動を抑制
したいという要求があるが、この減速燃料カットからの
復帰時というのは、スロットル全閉で元々吸入空気量が
少なく、そのうえ、復帰ショックというものがあって、
この復帰ショックを抑制するために点火時期を遅角させ
るとともにＩＳＣ（アイドル回転制御装置）を吸入空気
量減量側に設定するような制御が行われた場合は吸入空
気量は一層少なくなり、そのため、点火時期に対するエ
ンジントルクの変化が緩慢で、アクティブ制御を行って
も十分な振動抑制効果が得られない。

【０００４】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、点火時期に対するトルク特性感度を高めてエ
ンジン振動抑制制御の振動抑制効果を向上させることを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係るエンジンの
制御装置は、図１の（ａ）に示すように、エンジン振動
に関連するパラメータを検出するエンジン振動検出手段
と、該エンジン振動検出手段により検出したパラメー
タ、例えば回転偏差に応じてエンジン振動を抑制する方
向に点火時期を補正する点火時期補正手段と、該点火時
期補正手段の作動中はエンジンの吸入空気量を所定量増
量する吸入空気量増量手段を備えたことを第１の特徴と
する。

【０００６】また、上記エンジンの制御装置は、エンジ
ン振動抑制のための点火時期補正と該補正中にエンジン
の吸入空気量を所定量増量する制御を、特にエンジンの
吸入空気量が通常運転時より少ない運転状態、例えば減
速燃料カットからの復帰後所定期間内に実行するような
構成とするのがよい。

【０００７】また、本発明に係るエンジンの制御装置
は、図１の（ｂ）に示すように、減速燃料カットからの
復帰時の吸入空気量を要求空気量に対し減量する燃料復
帰時空気量減量手段と、減速燃料カットからの復帰時に
点火時期を要求点火時期よりも遅角させる燃料復帰時点
火時期遅角手段を備え、減速燃料カットからの復帰時
に、減量された吸入空気量を吸入空気量増量手段によっ
て徐々に要求空気量を越える値まで増量し、この吸入空
気量の増量が行われた後で点火時期補正手段により点火
時期を徐々に要求点火時期まで進角させ、その進角の過
程でエンジン振動検出手段により検出したパラメータに
応じた点火時期の補正を実行するよう構成することを第
２の特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、エンジン振動に関連するパラ
メータ、例えばエンジンの回転偏差が検出され、その検
出を受けてエンジン振動を抑制する方向に点火時期の遅
角あるいは進角補正が行われる。また、点火時期補正中
はエンジンの吸入空気量が所定量増量され、それによっ
て、点火時期に対するトルク特性感度が高められ、点火
時期の補正による振動抑制効果が向上する。

【０００９】また、加速時のように吸入空気量が元々多
い領域では吸入空気量をそれ以上増量するとノッキング
発生の懸念があるが、本発明によれば、エンジン振動抑
制のための点火時期の補正およびその補正中の吸入空気
量の増量を減速燃料カットからの復帰時のように吸入空
気量が少なくてトルク特性感度の悪い運転状態において
行うことにより、そのようなノッキングの懸念を伴わず
にトルク特性感度を高めエンジン振動を効果的に抑制す
るようにできる。

【００１０】また、本発明によれば、減速燃料カットか
らの復帰時の吸入空気量が要求空気量に対し減量され、
その減量された吸入空気量が復帰後徐々に増量され、ま
た、減速燃料カットからの復帰時に点火時期が要求点火
時期よりも遅角され、吸入空気量が要求空気量を越える
値まで増量された後で点火時期が徐々に要求点火時期ま
で進角されることによって減速燃料カットからの復帰時
の復帰ショックが防止されるとともに、吸入空気量の増
量後点火時期が徐々に進角される過程でエンジン振動抑
制のための点火時期補正が実行されることによってトル
ク特性感度が高まり効果的な振動抑制が行われる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１は本発明の実施例の全体システム図で
ある。この実施例において、エンジン１は直列４気筒で
あって、その吸気通路２には上流側から順に、吸入空気
量を検出するエアフローセンサ３と、吸気量を調整する
スロットル弁４と、燃料噴射用のインジェクタ５が配設
され、また、スロットル弁４をバイパスするバイパス通
路６が形成されて、該バイパス通路６には電磁弁で構成
されたＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブ
７が配設されている。また、エンジン１の排気通路８に
は排気ガス浄化のための触媒装置９が設けられ、該触媒
装置９の上流側には、空燃比フィードバック制御のため
排気ガス中の酸素濃度からエンジンの空燃比を検出する
Ｏ₂センサ１０が配設されている。そして、エンジンの
燃焼室１１には点火プラグ１２が配設され、点火プラグ
１２はディストリビュータ１３を介してイグナイタ１４
に接続されている。

【００１３】上記エンジン１の空燃比，点火時期，アイ
ドル回転数等の制御は、マイクロコンピュータで構成し
たコントロールユニット１５によって行われる。そのた
め、コントロールユニット１５には、エアフローセンサ
３から吸入空気量信号が、ディストリビュータ１３に付
設されたクランク角センサおよび回転センサからクラン
ク角信号および回転信号が情報として入力され、また、
エンジン１に付設された水温センサ１６からエンジン水
温信号が、さらに、Ｏ₂センサ１０から空燃比信号が入
力される。

【００１４】コントロールユニット１５はこれら入力情
報に基づいて燃料噴射量，点火時期，ＩＳＣ制御量等の
演算を行い、インジェクタ５，イグナイタ１４およびＩ
ＳＣバルブ７にそれぞれの制御信号を出力する。そし
て、空燃比の制御では、エンジンの負荷と回転数をパラ
メータとするマップによって、目標空燃比を超希薄設定
とする空燃比リーン制御ゾーンと、λ（空気過剰率）＝
１の理論空燃比あるいはそれよりリッチ側の設定とする
空燃比リッチ制御ゾーンが規定され、エンジン水温が所
定値以上のときにはこのマップに基づいた目標空燃比に
収束するよう燃料噴射量による空燃比のフィードバック
制御が行われる。また、点火時期に制御では、エンジン
回転数（Ｎｅ）と吸気充填量（Ｃｅ）をパラメータとす
るマップ（図３参照）によって点火時期が設定され点火
信号がイグナイタ１４に出力される。また、ＩＳＣの制
御では、エンジン水温（ｔｈｗ）をパラメータとするマ
ップ（図４）によってＩＳＣ充填量（バイパスエア量）
が設定されＩＳＣバルブ７が制御される。

【００１５】また、この実施例ではつぎのようなアクテ
ィブ制御が行われる。

【００１６】図５はこの実施例のアクティブ制御の概略
を示すタイムチャートであって、（ａ）は走行時のスロ
ットル弁開度（ＴＶＯ）の変化、（ｂ）はエンジン回転
数（Ｎｅ）の変化、（ｃ）は吸気充填量（Ｃｅ）の変
化、（ｄ）はアクティブ制御実行期間を設定するタイマ
ー値（ｃａｃｔ）、（ｅ）は燃料噴射量を設定する基本
噴射パルス巾（τａ）、（ｆ）は基本点火時期（ｔｈｔ
ｉｇ）、（ｇ）はＩＳＣ充填量をそれぞれ示す。

【００１７】図５に示すように、走行中運転者がアクセ
ルを戻してスロットル弁開度が全閉になると、エンジン
回転数が所定値（ｋｆｃ）より高ければ減速燃料カット
が開始され、同時にアクティブ制御のタイマーが所定値
（ｋａｃｔ）にセットされる。そして、エンジン回転数
がｋｆｃまで低下すると、燃料復帰し、上記タイマーの
カウントダウンが開始されて、タイマー値がゼロ（０）
になるまでの期間は点火時期補正によるアクティブ制御
が行われ、また、同時にＩＳＣによる吸入空気量の増量
が行われる。

【００１８】図６および図７はこの実施例のアクティブ
制御の概略を示すフローチャートである。この制御はＳ
１〜Ｓ２４のステップからなり、スタートすると、まず
Ｓ１でエンジン回転数（Ｎｅ）を読み込み、次いでＳ２
で吸入空気量（Ｑａ）を読み込む。そして、Ｓ３でＱａ
をＮｅで割った値に定数（Ｋ）をかけて吸気充填量（Ｃ
ｅ）を算出し、次いで、Ｓ４でＣｅに定数（Ｋｆ）をか
けて基本噴射パルス巾（τａ）を算出し、Ｓ５でＮｅと
Ｃｅのマップ（図３）から基本点火時期（ｔｈｔｉｇ）
を求め、また、Ｓ６で水温マップ（図４）からＩＳＣの
基本充填量（ｃｅｎｏ）を求め、Ｓ７へ進む。

【００１９】Ｓ７と次のＳ８は減速燃料カット条件判定
のステップであって、まず、Ｓ７でスロットル弁開度
（ＴＶＯ）が全閉かどうかを見て、全閉であれば、さら
にＳ８でエンジン回転数（Ｎｅ）が所定値（Ｋｆｃ）よ
り高いかどうかを見る。そして、ＴＶＯ全閉でＮｅ＞Ｋ
ｆｃなら、減速燃料カット条件成立ということで、Ｓ９
で燃料噴射のパルス巾（τａ）をゼロ（０）設定とし、
Ｓ１０でアクティブ制御のタイマー値（ｃａｃｔ）を所
定値（ｋａｃｔ）にセットする。そして、Ｓ１１へ進ん
でτａ＝０の燃料噴射すなわり燃料カットを実行し、Ｓ
１２で上記ｔｈｔｉｇで点火を行い、Ｓ１３で上記ｃｅ
ｎｏに相当する吸入空気量（Ｑｉｓｃ）の関数としてＩ
ＳＣバルブ駆動のデューティ値を設定し、Ｓ１５でＩＳ
Ｃバルブを駆動する。

【００２０】また、Ｓ７でＴＶＯ全閉のままＳ８でＮｅ
≦Ｋｆｃになったときは、減速燃料カットからの燃料復
帰条件が成立したということで、Ｓ１６でタイマーをカ
ウントダウンした後、Ｓ１７でタイマー値（ｃａｃｔ）
がゼロ（０）より大きいかどうかを見る。そして、ｃａ
ｃｔが０より大きいときは、つぎのＳ１８〜Ｓ２２でア
クティブ制御を行う。

【００２１】Ｓ１８では今回のエンジン回転数（Ｎｅ）
と前回のエンジン回転数（Ｎｅｏ）の偏差ｄＮｅを算出
し、次いでＳ１９でエンジン回転数の前回値（Ｎｅｏ）
を今回値（Ｎｏ）によって更新する。そして、Ｓ２０へ
進み、なまし処理によって平均回転偏差（ｄＮｅａｖ）
を算出する。つまり、前回求めた平均回転偏差（ｄＮｅ
ａｖ）に所定の重み係数（ｋα）をかけたものに、今回
の回転偏差（ｄＮｅ）に（１−ｋα）をかけたものを足
し込んだものを今回の平均回転偏差（ｄＮｅａｖ）とす
る。そして、Ｓ２１で今回の回転偏差（ｄＮｅ）と平均
回転偏差（ｄＮｅａｖ）の差に所定の係数Ｋｇをかけて
アクティブ制御の補正量（ｒｅｔａｃｔ）を算出し、Ｓ
２２へ進んで、ｒｅｔａｃｔが正の値であれば基本点火
時期（ｔｈｔｉｇ）を｜ｒｅｔａｃｔ｜だけ遅角させ、
また、ｒｅｔａｃｔが負の値であればｔｈｔｉｇを｜ｒ
ｅｔａｃｔ｜だけ進角させて最終的な点火時期（ｔｈｔ
ｉｇ）を算出する。

【００２２】Ｓ１８〜Ｓ２２でこのようにアクティブ制
御を実行したときは、つぎにＳ２３へ進み、Ｓ６で求め
たＩＳＣの基本充填量（ｃｅｎｏ）に所定量（Ｋｃ）だ
け増量して最終的なＩＳＣ充填量（ｃｅｎｏ）を算出す
る。そして、Ｓ１１で燃料噴射を行い、Ｓ１２で点火を
実行し、Ｓ１３〜Ｓ１５と進んでＩＳＣを実行する。ま
た、Ｓ１７でタイマー値（ｃａｃｔ）が０になれば、Ｓ
２４へ進んでタイマーをリセットし、直接Ｓ１１へ進ん
で通常の制御を行う。

【００２３】上記アクティブ制御によれば、減速燃料カ
ットからの復帰時に吸入空気量が増量されることによっ
て点火時期に対するトルク特性感度が高まり、点火時期
のアクティブ制御によるエンジン振動抑制効果が向上す
る。

【００２４】図８はこの実施例のアクティブ制御の詳細
を示すタイムチャートである。

【００２５】この実施例のアクティブ制御は、減速燃料
カットからの復帰時の復帰ショック低減を重視したもの
であって、図８に示すように減速燃料カット時に復帰に
備えてＩＳＣ充填量を減量し、また、このＩＳＣ充填量
の減量に加えて減速燃料カットからの復帰時に点火時期
を遅角し、そして、復帰後、ＩＳＣ充填量を徐々に増量
し、また、充填量が要求レベル（一点鎖線）を越える所
定の増量レベルに達した後で点火時期を徐々に要求点火
時期まで進角させるようにし、それによって燃料復帰時
の復帰ショックを抑制している。また、点火時期を徐々
に進角させる過程でエンジンの回転偏差に応じて点火時
期の補正によるアクティブ制御を行うようにしている。

【００２６】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、吸入空気量を増量し点火時期に対するトルク特性感
度を高めた状態で回転偏差等に応じた点火時期の補正を
行うことによりエンジン振動抑制を効果的に行うことが
でき、特に減速燃料カットからの復帰時のような吸入吸
気量が少ない運転状態での振動抑制効果を向上させるこ
とができる。

【００２７】また、減速燃料カットからの復帰時の吸入
空気量を減量するとともに復帰時に点火時期を遅角さ
せ、その後、吸入空気量を徐々に増量し、吸入空気量が
所定増量値に達した後で点火時期を徐々に要求点火時期
まで進角させて、その進角過程で点火時期の補正による
エンジン振動抑制制御を行うことで、復帰ショックを抑
えつつ効果的に振動抑制を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構成図

【図２】本発明の実施例の全体システム図

【図３】本発明の実施例における点火時期マップ

【図４】本発明の実施例におけるＩＳＣマップ

【図５】本発明の実施例のアクティブ制御の概略を示す
タイムチャート

【図６】本発明の実施例のアクティブ制御の概略を示す
フローチャート（その１）

【図７】本発明の実施例のアクティブ制御の概略をフロ
ーチャート（その２）

【図８】本発明の実施例のアクティブ制御の詳細を示す
タイムチャート

【符号の説明】

１エンジン３エアフローセンサ５インジェクタ６バイパス通路７ＩＳＣバルブ１２点火プラグ１３ディストリビュータ１４イグナイタ１５コントロールユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02P 5/15 F02D 29/02 F02D 41/10 330 F02D 45/00 362 F02D 45/00 330

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン振動に関連するパラメータを検
出するエンジン振動検出手段と、該エンジン振動検出手段により検出したパラメータに応
じてエンジン振動を抑制する方向に点火時期を補正する
点火時期補正手段と、該点火時期補正手段の作動中はエンジンの吸入空気量を
所定量増量する吸入空気量増量手段と、減速燃料カットからの復帰時の吸入空気量を要求空気量
に対し減量する燃料復帰時空気量減量手段と、該減速燃料カットからの復帰時に点火時期を要求点火時
期よりも遅角させる燃料復帰時点火時期遅角手段を備
え、前記吸入空気量増量手段は前記減速燃料カットからの復
帰時に前記燃料復帰時空気量減量手段によって減量され
た吸入空気量を徐々に要求空気量を越える値まで増量す
るものとし、前記点火時期補正手段は前記減速燃料カットからの復帰
後吸入空気量が増量された後で点火時期を徐々に要求点
火時期まで進角させ、その進角の過程で前記エンジン振
動検出手段により検出したパラメータに応じた点火時期
の補正を実行するものとしたことを特徴とするエンジン
の制御装置。