JPH01193062A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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し、特に、車体振動の
低減を目積したエンジンの制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、例えば流体継手等を経由せずに動力を伝達してい
る車両において、比較釣魚なアクセル操作を行なうと、
車両はガクガクとした車体の前後振動を起こした。これ
はエンジンのトルク変化が起震源となり、それが駆動系
の共振により増大したものである。これに対し、エンジ
ンのトルク変化を制限したり、駆動系の剛性を適正化す
る対策が取られているが、十分とは言えない。

また、最近積極的にエンジンのトルクを変化させ、振動
を素早く、収束させる案が出ている（特開昭５８−４８
７３８号等）、この特開昭５８−４８７３８号は、エン
ジン回転数変化を検出して、この回転数変化に対してエ
ンジントルクを逆特性となるようにするというものであ
る。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記特開昭５８−４８７３８号の方法は、エ
ンジン回転数が上昇するときには点火時期を遅角側にす
ることにより、トルクを低下させるため、例えば無負荷
レーシング時、自動変速機（Ａ／Ｔ）装着時、パートタ
イム４ＷＤにおける２ＷＤ設定時等において、レスポン
スが大幅に低下するという欠点がある。

即ち、無負荷時はもともとエンジンと駆動系とが切り離
されている状態であり、この状態では加速振動が生じる
ことはないにもかかわらず、エンジン回転数が急上昇し
ようとしたときに、点火時期等が遅角してしまい、エン
ジン回転数の立ち上がりが悪くなってしまう、また、２
ＷＤや変速機の第１速等のように駆動輪に大きなトルク
が伝達される状態では、エンジンの出力が急上昇したと
き、駆動輪が路面との間で若干のスリップを生じている
ため、駆動系のネジリ量が少なく共振を起こしにくいも
のであるが、このときに、上述のエンジン制御を行なう
と、その加速性、特に発進加速性に悪影響を及ぼしてし
まう、また、このような状態を個々のセンサで検出する
とコストアップにつながったり、上記後者の場合は、ス
リップの発生しにくい路面の場合には、たとえ第１速ギ
アであっても加速振動を生じてしまうため、これに対処
できない。

そこで本発明は、エンジン回転数に基づいて車体振動を
抑制するエンジンの制御装置において、例えば上述のレ
ーシング時や第１速ギアによる発進加速等時といった高
い回転吹きが必要な場合での、トルク低下を防止できる
エンジンの制御装置を提案するものである。

［問題点を解決するための手段及び作用］上記課題を達
成するための本発明の構成は、第１図に示すように、加
速時の車体前後振動をエンジン回転数により検出し、こ
の検出結果に基づいてエンジンの出力トルク制御を行な
うトと、上記手段を有するエンジンの制御装置において
、エンジン回転数の上昇度を検出する検出手段と、上記
手段の出力が所定値以上のときに、前輪トと、上記手段
の出力トルク制御を制限する制限手段とを具僅したこと
を特徴とする。

（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明の詳細な説明する。こ
の実施例は、従来の車体撮動制御であるところの車体振
動と逆位相のトルク制御により、エンジン出力が低下し
て、そのためにレーシング時等の無負荷（軽負荷）時に
、エンジン吹き上がり等が悪化するのを防止するのを主
な課題とし、その概略は無負荷時等のようなエンジン回
転数上昇度が一定以上のときに、トルク制御を制限しよ
うというものである。

くエンジン振動抑制システム〉 第４図〜第６図を用いて、この実施例の各々を適用した
エンジン振動抑制システムの全体構成について説明する
。

第４図は４気筒の燃料噴射式エンジンの全体図である０
本実施例に特に関連する部分はエアフローメータ１、ス
ロットル弁２、インジェクタ５、冷却水温を検知する温
度センサ８、点火プラグ９、点火コイル１０．ディスト
リビュータ１１、イグナイタ１８、吸気管内圧Ｂを検出
するためのブースト圧センサ１９、エンジン全体の制御
を行なうエンジンコントローラ（ＥＣＵ）２０．そして
スロットル弁２の開度（ＴＶＯ）を検知する開度センサ
２２、アクセル開度を検知する開度センサ２３、変速機
（不図示）のギア位置ＧＰを検知するポジションセンサ
２４等である。

吸入された空気は、エアフローメータ１により吸気量Ｑ
、を測定される。この吸入空気はスロットル弁２により
、その量を調整されながら、サージタンク３を経て、エ
ンジン本体６の燃焼室に導かれる。ガソリンはインジェ
クタ５から噴射される。この噴射時間はＥＣＵ２０から
出力されるパルス信号τによって規定される。燃焼した
混合気は排気マニホールド、触媒コンバータ１７を経て
大気中に放出される。

ディストリビュータ１１のクランク角センサ１２からは
クランク角信号ｃＡが、シリンダセンナ１３からはシリ
ンダ信号ＣＹが、エンジン回転毎にＥＣＵ２０に向けて
出力され、気筒の判別とエンジン回転の同期に利用され
る。

尚、イグナイタ１８は周知のものと同じもので、点火時
期信号Ｉ。の立ち上がり時に、−次電流をカットして、
カット後の一定時間後に通電を再開するものである。

第５図はＥＣＵ２０の内部構成と、それと種々のセンサ
等との接続を示す図である。同図において、クランク角
信号ＣＡは波形整形回路３０を経て、ＣＰＵ３４の割込
み端子に入力される。この信号ＣＡはＴＤＣの４５度前
の回転角信号であり、ＢＴＤＣ４５度で表わされ、ＣＰ
Ｕ３４に入力されると、割込みルーチンが呼び出されて
、例えばエンジン回転数の演算等が行なわれる。シリン
ダセンサ１３からの信号Ｃｖは、デジタルバッファ３２
．入力ボート３３を経て、ｃｐυ３４に入力されて、気
筒判別に使用される。

アナログ信号であるブースト圧Ｂ、吸気量Ｑ１等はアナ
ログバッファ３３を経て、Ａ／Ｄ変換器４６によりデジ
タル値に変換され、この変換されたデジタル値はＣＰＵ
３４に入力される。３６〜４０はプログラム可能なタイ
マ（ＰＴＭ）であり、それらにセットされるデータは上
から順に夫々、点火時期Ｉ（１，４つのシリンダの為の
４つの燃料噴射パルスτ、〜τ４である。これらのＰＴ
Ｍのクロック信号は自由にカウントするカウンタ（ＦＲ
Ｃ）４２から供給される。

ＲＯＭ４３は後述のフローチャートの如き制御手順のプ
ログラム等を格納する。ＲＡＭ４２は制御に必要な中間
データを一時的に保存するために用いられる。

第６図はＥＣＵ２０で行なわれるエンジン制御の機能ブ
ロック図である。インジェクタ５からの燃料噴射量τを
演算するブロックであるＥＧＩセクションは周知なもの
である０点火時期を制御するＥＳＡセクションが車体振
動抑制のためのトルク制御を行なう中心部分である。

（ＥＳＡセクションの概要〉 この実施例におけるＥＳＡセクションの制御の概要を第
２図、第３図、第６図を用いて説明する。第２図は、ア
クセルが踏まれて、スロットル弁２が開いた（ＴＶＯは
スロットル開度）ときの、エンジン回転数Ｎの変化をマ
クロ的に示したものであり、第３図はエンジン回転数Ｎ
等をミクロ的に表わしたものである。

車体振動（加速度Ｇで表わされる）の周期は、例えば変
速比等といった駆動系の状態が変化しない限りは、第３
図（ｂ）に示すように大体変動はない、即ち、振動の振
幅に変化はあるものの、振動周期には、車種によって、
また振動の経過時間等によっては変化はない、また、車
体振動が発生すると、駆動系に捩りが発生し、それは回
転Ｎの変動に表われる。これらのことは、換言すれば、
車体振動は、間接的にはエンジン回転数Ｎの変動ΔＮ（
第３図の（ｅ））としてとらえられることを意味する。

即ち、車体振動は周期変動であるから、回転数変動ΔＮ
は、振幅９位相差は別にして車体振動と同じ周期をもつ
（第３図（６））、従って、ΔＮは振動抑制には最も適
当な情報であり、そこで、これを適当に情報処理して、
点火時期Ｉ（ｌの進角／遅角量ΔＩ、に変換して、振動
抑制のためのトルク制御を行なう、このような制御がＥ
　、Ｓ　Ａセクションで行なわれる主な内容である。

ＥＳＡセクションは主にプログラム制御で行なわれるた
めに峻別することは困難であるが、機能的にみて、大き
く「要求点火時期計算ブロック」と「要求トルク計算ブ
ロック」の２つに区別できる。エンジンのトルク変更制
御の特性は、車体振動周期の逆位相で行なうようにする
とよい、逆位相となるようなトルク変化を発生する点火
時期補正量ΔＩｏを演算するのが「要求点火時期計算ブ
ロック」の役目であり、この計算ブロックは後述の各実
施例の制御プログラムの所定のステップにて実現される
。

トルク制御を点火時期に反映して現在の振動を抑えるた
めに、現時点のサイクルでの回転数変動ΔＮ０と２００
ｍ５間の回転数変動の平均値ΔＲ２゜。どの差 へＮＯ−へＦ４２００ から△ＩＱを演算する。即ち、 ΔＩＧ＝定数×（ΔＮ０−△ＦＪｚｏｏ）である。

「要求トルク計算ブロック」では、（ΔＮｏ−ΔＮ、。

。）が演算される。ここで、ΔＩＧ演算のための「定数
」を正とすれば、（ΔＮＯ−ΔＦｌ！２．．．）等が、
正のときはトルク低下方向に、負のときはトルク上昇方
向の制御を意味するものとする。

狙１目四１劃 この制御は、急加速後の所定時間のエンジン回転数の変
化の大きさが所定値以上であれば、無負荷状態若しくは
軽負荷状態であると判断して、それ以降の点火時期の遅
角等によるエンジントルクを低下させる制御を中止する
。これにより、クラッチＳＷおよびニュートラルＳＷを
使わずに、無負荷状態等が判定でき、コストアップなく
して、無負荷レーシング時、第１速発進時等のレスポン
スの悪化を防ごうというものである。即ち、ギアがニュ
ートラル位置若しくは第１速状態では、車体振動は起こ
らないか、起きにくいのであるから、車体振動の抑制は
不必要であり、不必要な制御のためにレスポンス悪化を
防止しようというものである。このために、第８図に示
すように、加速検知後の１８時間経過後に、エンジン回
転数上昇度をみて、無負荷状態若しくは軽負荷状態であ
ると判断するのである。

第７Ａ図〜第７Ｄ図に従ってこの実施例の制御の詳細説
明を行なう、ここで、第７Ａ図はＰＴＭ４７により５ｍ
ｓ毎に割り込み起動されるＥＳＡセクションのメインル
ーチンである。第７Ｂ図はメインルーチン中の点火時期
補正量ΔＩ６計算（ステップ３１０６）の詳細を表わし
たものである。第７Ｃ図はクランク角信号ｃＡ　（＝Ｔ
ＤＣ前４５度）の割り込みにより起動されるところのエ
ンジン回転数並びにエンジン回転数変動ΔＮの計算のた
めのルーチンである。また、第７Ｄ図はイグナイタ１８
への点火パルスを制御するためのＰＴＭ３６により起動
されるＯ　ＣＩ　（＝　ＯＵＴＰＵＴＣＯＭＰＡＲＥ　
ＩＮＴＥＲＲＩＩＰＴ）　ルーチンテある。

先ず、第７Ｃ図のクランク角信号割り込みルーチンから
説明する。ＴＤＣの前の４５度にクランクが回転すると
、ステップＳ７０に進み、　ＦＦＬＣ４１から現在時刻
ｔ、を読み込む。ステップＳ７２では、前回の割り込み
時に計算しておいたその割り込み時刻上〇とから、ＴＤ
Ｃ周期ｔｙｏｃ（クランク半回転に要する時間）を、 ｔｔｏｃ　　＝　　ｔｔ　　−ｔ。

に従って演算する。ステップＳ７４で、次回の割り込み
のためにｔ、の値をｔｏにセーブしておき、ステップＳ
７６で、エンジン回転数Ｎを計算する。ステップＳ７８
では、前回のＢＴＤＣ４５度時に計算されたエンジン回
転数Ｎ０とからエンジン回転数変動ΔＮを、 ΔＮ＝Ｎ−Ｎ。

から求める。ステップＳ８０では、次回の回転数変動を
演算するときのために、エンジン回転数ＮをＮｏにセー
ブしておく。

第７へ図に従って、５ｍｓ毎に起動されるメインルーチ
ンの説明を行なう。このメインルーチンは、通常点火時
期！。Ｎ及び加速時の振動抑制を行なうための点火時期
補正量Δ１．を計算し、最終点火時期Ｉ。

ＩＱ”ＩＧＮ＋ΔＩＧ を計算する。このＩＱは、ＰＴＭ３６に対しパルス幅と
して演算出力される。さて、ステップＳ９０で、通常の
条件に従って、通常点火時期Ｉ。Ｎの計算を行なう、こ
の通常の条件とは、例えば、ガソリンオクタン価、ノッ
キング発生量等である。

ステップＳ９２では、スロットル開度ＴＶＯ，エンジン
水温Ｔｗ等を読み込む。ステップＳ９４で、エンジン水
温ＴＶが所定値Ｔ　ｗａ以下であれば、同じくステップ
５１２２に進んで、△１．を“０“に設定する。これは
、車体振動が発生していて、点火時期１Ｇを補正する必
要があるときでも、水温が低い状態でトルク制御を行な
って点火時期を遅せれると、失火する可能性があるから
である。

ステップＳ９６〜ステツプ５ｔｏｏは、加速が開始され
たかを検出する手順である。ここで、ＴＶＯＯは、前回
（の５ｍｓ割り込み）に求められたスロットル開度であ
る。加速の開始はＳｍｓ間のスロットル開度変化ΔＴＶ
Ｏが所定値ΔＴＶＯ１以上であるか否かによって判断さ
れる。加速開始でなければ、 ΔＴＶＯ≦ΔＴＶＯ。

であるから、ステップ５１１２で、加速振動の制御中で
あるかを、フラグＦ’ａｃのセット状態を調べることに
より確認する。このＦＡｃフラグはステップ５１０２で
セットされ、加速開始検出後は、スロットル開度変化Δ
ＴＶＯが小であっても、一定の時間（第３図（ｄ））は
加速中であり、その間は加速振動制御を行なう必要があ
るために、加速振動制御中であることを覚えておくため
にある。

このフラグがセットしていなければ、ステップ５１２２
に進み、Δｔｏを′″０”に設定する。

ステップ５１００で加速開始を検知すると、ステップ亭
１０２に進み、上記Ｆ＾Ｃフラグをセットし、ステップ
５１０４でゲインカウンタＧｃを初期値Ｇｃｏにセット
する。ステップ３１１４．ステップ５１１６では、ゲイ
ンカウンタＧｃを減算しつつ、Ｇｃが所定の値Ｇｅｌに
達したかを調べる。

ＧｃがＧｅｔに達したとは、加速開始から計って時間Ｔ
ｒ　　（第８図）が経通したことを意味する。この１１
時間が経過した時点でステップ５１２６に進み、エンジ
ン回転数上昇度を調べる。即ち、ステップ５１２６で、
クランク角割り込みルーチンで計算した現時点でのエン
ジン回転数Ｎと加速前のエンジン回転数Ｎ、と比較して
、 Ｎ−Ｎｂ＞ＮＴＨ であれば、無負荷（若しくは、振動が起こらないほどの
軽負荷）であると判断して、トルク制御を中止するため
に、ステップ５１２０に進んで加速振動制御フラグＦＡ
Ｃをリセットする。ＮＴＨの目安としてのエンジン回転
数上昇は、無負荷状態では、１秒間に５ｏｏｏ回転程度
である。

ステップ５１１６のＧｃｌは、 に基づいて決定される０分母の“５”は、メインルーチ
ンが５ｍｓ毎に起動されるためである。実際には、実際
にエンジン回転数が上昇を始めるまでの応答に、通常エ
ンジン回転数周期の１．５倍程度の時間がかかるために
、 とすると精度が上がる。また、第１速か否かの判定は、
エンジン回転数の上昇が１０００回転程度であるために
、ＮＴＨをそれに見合ったものとする必要がある。

第７Ｂ図により、点火時期補正量計算ルーチンを説明す
る。このサブルーチンの目的は、点火時期補正量ΔＩ（
Ｉを計算すると共に、この補正量のリミット制御を行な
うことにある。先ず、ステップＳ５０で、 Ｋ、ｘｘｏ　ｘＧｃ により制御ゲインを計算する。尚、制御ゲインＫＯはに
０の定数倍であってもよい。

ステップＳ５２では、ステップＳａＯ（第７Ｃ図）で求
められた最新のエンジン回転数Ｎ０．２００ｍ５間の回
転数変動ΔＦＪ　ｚｏｏの平均値を演算する。２００ｍ
５の間に、メインルーチンは４０回実行されるから、こ
のΔＦＪ２゜０は、現在のエンジン回転数Ｎｏと２００
ｍ５前のエンジン回転数Ｎ、。。とから、 ΔＦＪｘ。。−１と二１駐Ｌ で計算される。ステップＳ５４では次回のサイクルにお
いてΔＮ２゜０を計算できるように、Ｎ　２１１０−Ｉ
　Ｎ　ｔｓｓ　＋　＝＋　Ｎ　１０１　Ｎ　ｓを更新す
る・ステップ３５６では、ステップＳ７８で求めた最新
のエンジン回転数変動ΔＮｏとステップＳ５２で求めた
ΔＮ２゜。上の差から、 △１．＝Ｋｏｘ　（ΔＮ、−ΔＮａｏｏ）点火時期補正
量を計算する。ここで、（ΔＮ、−ΔＮ、。。）に意味
するところは、現時点でのエンジン回転数ΔＮ０から直
流成分ΔＮ２゜。を差し引こうとするものである、とい
うのは加速時は基本的にエンジン回転数は上昇方向にあ
るため、その変化分のみを検出する必要があるからであ
る。

ステップＳ５８〜ステツプＳ６４は、点火時期補正量Δ
Ｉ（１のリミット制御を行なう、最大リミット値はΔＩ
（ｌ□８、最小リミット値はΔＩ　ＧＭＩＮである。

〈実施例の効果） かくして、この実施例によれば、急加速後の所定時間子
亀のエンジン回転数の変化（Ｎ−Ｎｂ）の大きさが所定
値ＮＴＨ以上であるかを判断して、無（軽）負荷状態を
検出し、その結果、点火時期の遅角等によるエンジント
ルクの無駄な低下制御を中止する。無負荷時レーシング
のレスポンスの悪化を防ぎ、１速での軽快な発進が可能
となる。

なお、この方法においても加速の極く初期（ＴＩ以前）
には点火時期の遅角化を行うため、原理上レスポンスが
多少悪化するが、その時間が僅かであるため、実質上問
題にならない。

また、本手法は、ＺＷＤ時と４ＷＤ時での負荷の違いに
鑑みて、前者のときの方を後者のときの方よりも、レス
ポンスをより向上させるような制御に通用できる。その
場合、第８図に示すように、加速開始検知からの１２時
間後に、エンジン回転数上昇度を調べて、その上昇度か
ら２ＷＤ状態か４ＷＤ状態かを判断し、２ＷＤ状態と判
断されれば、点火時期遅角化等のトルク低下制御を停止
させて、レスポンス上昇が計れるのである。

尚、この実施例では、エンジントルクを変化させる手段
として点火時期を補正していたが、上記効果を達成する
ためには、空燃比、オルタネータ等の補機類の負荷、Ｅ
ＧＲ量、スロットル開度等を補正してもよい。

また、車体撮動を検出する手段として、エンジン回転数
変動の他に、車体加速度、車輪速変化。

駆動軸のねじれ、エンジン変位等がある。

また、加速要求検知手段として、スロットル開度ＴＶＯ
，アクセル開度α等の他に、吸気負圧Ｂで行なってもよ
い、但し、この場合、エンジン回転数が低い場合に負圧
Ｂは僅かなアクセル開度でも吸気負圧Ｂは大きく変化す
るために、エンジン回転数による補正が必要である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明のエンジンの制御装置によれ
ば、例えばレーシング時や第１速ギアによる発進加速等
といったような、無負荷、低負荷域という高い回転吹き
が必要な場合において、振動抑制のためのトルク低下制
御が停止されて、項トルク永期待でき、高吹き上がり、
発進性の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明した図、 第２図は加速開始からのエンジン回転数−Ｎの様子を示
す図、 第３図は車体振動とそれを抑制するためのトルク制御と
の位相関係を説明する図、 第４１は実施例のエンジンシステムの全体ブロック図、 第５図はエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）の内部構成を
示す図、 第６図はＥＣＵにて行なわれるエンジン制御の機能ブロ
ック図、 第７Ａ図〜第７Ｄ図は実施例に係る制御フローチャート
、 第８図は実施例の動作原理を説明する図である。 図中、 １・・・エアフローセンサ、２・・・スロットル弁、３
・・・サージタンク、４・・・吸気管、５・・・インジ
ェクタ、６・・・エンジン本体、８・・・水温センサ、
９・・・点火プラグ、１０・・・点火コイル、１１・・
・ディストリビュータ、１２・・・クランク角センサ、
１３・・・シリンダセンサ、１４・・・排気管、１８・
・・イグナイタ、１９・・・ブースト圧センサ、２０・
・−ＥＣＵ、２２・・・スロットル開度センサ、２３・
・・アクセル開度センサ、２４・・・ギア位置センサ、
３０・・・波形整形器、４６・・・Ａ／Ｄコンバータ、
３４・・・ＣＰＵ、３６〜４０・・・プログラムタイマ
、４１・・・ＦＲＣ，４２・・・ＲＡＭ、４３・・・Ｒ
ＯＭ、４５・・・出力インターフ工−スである。 第１図 第２図 第６図 ｉｏの

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加速時の車体前後振動をエンジン回転数により検
   出し、この検出結果に基づいてエンジンの出力トルク制
   御を行なうトルク制御手段を有するエンジンの制御装置
   において、 エンジン回転数の上昇度を検出する検出手段と、 上記手段の出力が所定値以上のときに、前記トルク制御
   手段の出力トルク制御を制限する制限手段とを具備した
   ことを特徴とするエンジンの制御装置。