JPH02119658A - 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、操舵輪が駆動される車両に搭載されるエンジ
ンの制御装置に関するものである。

（従来技術） 例えば最近乗用車などにおいても多くなってきている４
輪駆動車（所謂４ＷＤ車）やフロントエンジン・フロン
トドライブ車（所謂ＦＦ車）などの車両では、通常操舵
輪（前輪）が駆動される構成となっている。

ところが、このような操舵輪が駆動されるように構成さ
れた車両の場合、例えば直進走行状態において急加速を
行ったりすると、わずかではあるがステアリングが左ま
たは右方向に取られ、直進安定性が害される現象が生じ
る。この現象は、特に第１速、第２速等の低速ギヤを使
用して走行している時や過給機付エンジンなどのように
出力トルクの大きなエンジンの車両での急加速走行（例
えば追い越し加速など）の時に発生しやすく、−般にト
ルクステア現象と呼ばれている。そして該トルクステア
現象が発生すると、操舵時の保舵力自体も悪化する。該
現象は、上述のように操舵輪、つまり前輪に駆動軸が組
み込まれていることにより生じるものである。

すなわち、今例えば第８図に示すように駆動軸５１と被
駆動軸５２とが相互にある角度α曲げられた状態でジヨ
イント５０によって図示の如く接続されたトルク伝達機
構において、今その駆動側から被駆動側にトルクを伝達
しようとすると、先ず該ジヨイント５０には相互に真直
ぐになろうとする力が働く。

この力は、一般に次のように表わされる。

Ｍ＝Ｔ−ｔａｎα　　　　　・・・・・・（＋）但し、
Ｍ：伸ばそうとする力のモーメントＴ：伝達トルク α：ジヨイント角 一方、第９図（上面図）及び第１θ図（背面図）は、一
般的なＦＦ車の場合を例に取って前輪側左右駆動軸５１
Ｌ、５１Ｒの配置状態を示したものであり、エンジン本
体Ｅがレイアウト上横置き設置される関係で、デファレ
ンシャルギヤ５３の位置が当該車両の中心ｓ−ｓ’　か
ら左側に相当距離偏位し、その結果、左右のジヨイント
角が上下、前後両方向共にある角度（β、、βり、（γ
１．γｔ）異なった状態となり上記第８図の左右均等な
ジヨイント構造とは、その点で異なっている。

従って、当該ジヨイント５０を真直ぐに伸ばそうとする
力も左側と右側とでは相異するようになる。もちろん、
上記第１０図に示す上下方向側左右のジヨイント角β１
とβ、とが異なっていても、上記第９図に示す前後方向
ジョ、インド角γ１．γ。

がγ１＝γ、＝０度であれば問題はないのであるが、実
際には図示のように所定の角度がついている。

そのため、結局上記（１）式で示したモーメントがキン
グピンまわりの回転力を生み、この回転力が車両の左右
で異なることになるために上述したトルクステア現象が
起こることになる。

そこで、従来より該問題に対する対策として、例えば次
のような構成の採用が種々検討されている。

先ず、第１に上記駆動軸の配置を左右対称にすることで
ある。例えばエンジンの下方にトランスアクスルを置く
か、あるいはエンジンの前または後方にトランスアクス
ルを置き、デファレンンヤルギャを車の中央に持ってく
る、あるいは上記第９図のレイアウトのままで長いほう
の駆動軸の中間にジヨイントを１個人れる方法などが考
えられている。しかし、デファレンシャルギヤを中央に
置く方法は、エンジンルームのスペースが大きくなって
、エンジン横置き型ＦＦ車本来のメリットがなくなり、
また中間ジヨイントを入れる方法は、コストや重竜面で
得策でない欠点がある。

次に第２の方法は、上記第９図の構成でジヨイント角γ
１．γ、を０度にすることである。そうすれば、ジヨイ
ントに伸びようとする力が働いても、キングピンまわり
の回転モーメントとしては現れてこない。しかし、実際
の車では最小回転半径がジヨイントの最大作動角で決ま
ること、またフルステアしたときのタイヤの切れ角は内
輪側のほうが外輪側よりも大きく、したがって駆動軸に
やや後退角をつけたほうがジヨイント部の作動角を最大
限に利用できることなどから、この方法は実現しにくい
のが実情である。

さらに第３の方法としては、エンジンやトランスアクス
ルを少し傾けて、上記左右のジヨイント角の差をできる
だけ小さくすることである。理論的には、多少でも角度
差があればトルクステア現象そのものは発生するが、実
際には各部に摩擦部分があるので、該角度差が一定の大
きさ以下では余り気にならないようにすることも不可能
ではない。従って、この方法が最も実現性が高い。

（発明が解決しようとする課題） しかし、以上に述べた３種の対策手段は、何れもサスペ
ンションの設定或いは車軸部の構造等それに類するメカ
ニカルな解決方法である。従って、このようなメカニカ
ルな解決方法による場合、例えば最も実現性が高く有効
であると認められる」二記第３の方法による場合でも、
要するに多少でもジヨイント角がある限りある程度のト
ルクステア現象は発生する訳であり、完全な解決には限
界がある。

このため例えば通常の無過給エンジンのように比較的低
トルクのエンジンの車両に適用した場合には殆んどトル
クステアを感じさせないような良好なサスペンション設
定の場合であっても、一方ターボチャージャーやスーパ
ーチャージャーなどの機械式過給機を備えた過給機付エ
ンジン搭載車両に適用した場合には、例えば第１１図の
トルク特性（３０００回転付近で最高トルク２５ｋｇ−
ｍを発生）に示されるような急激な出力トルクの増大に
よって比較的大きなトルクステアを感じさせ、又操舵時
の保舵力を悪化させるケースが生じる。

もちろん、上記のような過給機付のエンジンにおいては
、例えば特開昭６２−１６５５３３号公報や実開昭６１
−１１３９３６号公報等に示されているように従来から
例えばエンジン回転数やエンジン負荷を制御パラメータ
とする過給圧の制御システムが設けられている。

しかし、このような従来の過給圧制御システムは、例え
ば加速時などにおいて実際のエンジン回転数の変化率や
負荷量に応じて過給圧を高目に補正し、積極的に加速応
答性を向上させて走り感を良好にしようとする趣旨のも
のであり、上述したようなトルクステア現象の発生条件
との関係で過給圧を制御しようとする技術的思想のもの
は知られていないのが実情である。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題を解決することを目的とし
てなされたもので、操舵輪が駆動されるように構成され
た車両に搭載されるエンジンにおいて、エンジントルク
そのものから又は直接、間接にエンジントルクを示す任
意のトルクパラメータからエンジントルクを検出するエ
ンジンのトルク検出手段と、該エンジントルク検出手段
を利用して経時的に検出されたエンジントルクの変化量
が所定値以上の上昇量を示したときには上記エンジンの
出力を所定量低下させるエンジン出力制御手段とを設け
たことを特徴とするものである。

（作　用） 上記本発明のエンジンの制御装置の構成では、エンジン
トルクの検出手段を備え、加速時等においてエンジント
ルクの上昇量が予め設定された所定の値以上となった時
には、例えば供給燃料の低減や過給機付エンジンの過給
圧を低下させるなどエンジン出力低下の措置を講じてエ
ンジンから操舵輪に作用する駆動トルクを低減し、それ
によって応答性よくトルクステア現象の発生を防止し、
又保舵力の向上を図るように作用する。

（発明の効果） 従って、上記本発明のエンジンの制御装置の構成によれ
ば、車両の操安性、特に前輪操舵時における保舵力の急
変を可及的に防止することができ、走行性能の向上を図
ることができる。

（実施例） 第２図〜第７図は、本発明の実施例に係る過給機付エン
ジンの制御装置を示している。

先ず第２図は、上記実施例装置の制御システムの概略図
であり、図中符号ｌはターボ過給機６を備えた例えば直
列４気筒エンジンを示している。

上記ターボ過給機６は、吸気圧縮用のコンプレッサホイ
ール６ａおよび該コンプレッサホイール駆動用のタービ
ンホイール６ｂを各々備え、これら各ホイールを回転軸
７によって相互に連結するとともに当該回転軸７を軸受
部１４により回転可能に支持して構成されている。

そして、上記エンノン本体ｌの各気筒の吸気マニホール
ド部３１にインタークーラー５を介して共通に連通ずる
吸気通路２には、その吸気上流側から吸気下流側にかけ
て順次エアクリーナ３、エアフロメータ４、上記ターボ
過給機６のコンプレッサホイール６ａ、インタークーラ
ー５、スロットル弁１５ａ、Ｉ５ｂ、フューエルインジ
ェクタ５がそれぞれ設けられているとともに上記コンプ
レッサホイール６ａをバイパスするバイパス吸気通路１
６が形成されており、該バイパス吸気通路１６には三方
電磁弁構成のデユーティ−ソレノイドバルブ４４が介設
されている。該デユーティ−ソレノイドバルブ４４は、
後述するエンジンコントロールユニット２４から供給さ
れる過給圧制御信号Ｓｐによってコントロールされ、後
述するウェストゲートアクチュエータ４３を介してウェ
ストゲートバルブ１１を第３図又は第４図に示すように
開度制御する。

すなわち、本実施例におけるエンジントルク制御手段１
７は、上記第３図及び第４図に具体的に示すように、例
えばダイヤフラムよりなるウェストゲートアクチュエー
タ４３と三方電磁弁よりなる上記デユーティ−ソレノイ
ドバルブ４４とを組合せた構成が採用されており、該デ
ユーティ−ソレノイドバルブ（その電磁コイル）４４に
印加される過給圧制御信号ｓｐのデユーティ−値りによ
って大気圧側と吸気負圧側の作用比が変化せしめられて
上記ダイヤフラム弁によって構成されるウェストゲート
アクチュエータ４３の作動室４３ａ内の圧力値が変えら
れ、その作動軸４３ｂのストローク量が変化して最終的
に後述するウェストゲートバルブ１１の開弁量が変えら
れる。この開弁量の変化は、例えば当該作動軸４３ｂの
リフト量を電位差計的に差動電圧の形で検出する所定の
ウェストゲートバルブ開度センサ（図示省略）によって
任意に検出され、該検出値は必要に応じて後述するエン
ジンコントロールユニット２４に入力される。また上記
スロットル弁１５ａ、１５ｂの回転軸には、図示しない
リンクレバーを介してスロットル開度を検出するスロッ
トル開度センサ（図示省略）が設けられている。

また、上記の如くエンジン本体１の排気通路９の途中に
は上記ターボ過給機６のタービンホイール６ｂが設けら
れており、エンジンから排出される排気ガスの排気ガス
エネルギーによる当該タービンホイール６ｂの回転によ
って上記コンプレッサホイール６ａを高速で回転駆動し
て吸気の過給を行うようになっている。そして、上記排
気通路９は、当該タービンホイール６ｂのタービンハウ
ジング部分でそのインレット側８Ａからアウトレット側
８Ｂにかけて略Ｕ状に迂回され、該迂回部の上記インレ
ット側８Ａとアウトレット側８Ｂとは上記タービンハウ
ジングをバイパスして排気ガスのリリーフ通路ｌＯが設
けられており、該リリーフ通路ｌＯの上記アウトレット
側８Ｂ側付近にはウェストゲートバルブ１１が配置され
ている。該ウェストゲートバルブ１１は、リンクレバー
１２を介して上記ダイヤフラムよりなるウェストゲート
アクチュエータ４３の上述した作動軸４３ｂに連結され
ており、当該ウェストゲートアクチュエータ４３は、電
気的に制御される上記デユーティ−ソレノイドバルブ４
４を介して上記吸気通路２の上記コンプレッサホイール
６ａの下流側と上流側に各々吸気負圧導入通路１４０お
よび吸気リリーフ通路（大気側）１６０を介して連通せ
しめられており、後述するエンジンコントロールユニッ
ト２４からの過給圧制御信号Ｓｐによってその開弁時間
を制御される当該デユーティ−ソレノイドパルプ４４の
開弁時間（デユーティ−値Ｄ）に応じて上記ウェストゲ
ートバルブ２の開弁時間、すなわち排気ガスのリリーフ
量を加減して上記吸気通路側コンプレッサホイール６ａ
による吸気の過給圧を所定の過給圧状態（ノッキング抑
制、トルクステア防止）にコントロールする（後述）。

今、例えば第３図の状態は、上記デユーティ−ソレノイ
ドバルブ４４が大気側通路１６０側を閉じ、他方吸気負
圧導入通路１４０側を所定開度開放して上記ウェストゲ
ートアクチュエータ４３のダイヤフラム作動室４３ａ内
に所定量の吸気負圧を導入し、それによりリンクレバー
１２を介してウェストゲートバルブ１１を所定の開度オ
ープンにして排気ガスをリリーフし過給圧を低減制御し
ている状態を示している。また、第４図の状態は、これ
とは逆に上記デユーティ−ソレノイドバルブ４４が大気
側通路１６０側を完全に開放し、他方吸気負圧導入通路
１４０側を完全に閉じて上記ウェストゲートアクチュエ
ータ４３のダイヤフラム作動室４３ａ内に大気圧を導入
し、それによりリンクレバー１２を介し、てウェストゲ
ートバルブｌｌを全閉にして排気ガスのリリーフを遮断
し過給圧を上昇方向に制御している状態を示している。

一方、エンジンコントロールユニット２４は、例えば８
ビット程度のマイクロコンピュータにより構成されてお
り、上記の各種検出信号とともに図示しないスロットル
開度センサ（加速検出用）の検出値θＴ　ＶＯｓブース
ト圧センサで検出された吸気マニホールド圧Ｐａ、ノッ
クセンサ２１によって検出されたノッキング検出信号Ｖ
　ｎｏ、上記エア７０メータ４により検出された吸入空
気量Ｑ１アイドル接点のＯＮ信号（図示省略）、０．セ
ンサの出力Ｖｏ（図示省略）、エンジン冷却水温Ｔｗな
どのエンジンのトルク、過給圧、空燃比、点火時期、ノ
ッキング抑制制御等各種の制御に必要な制御パラメータ
が各々アナログマルチプレクサ等を介して所定の周期で
入力されるようになっている。

次に、上記エンジンコントロールユニット２４による上
記エンジントルクの制御動作について第５図〜第７図の
フローチャート並びにタイムチャート等を参照して詳細
に説明する。

上記エンジンコントロールユニット２４は、先ず第５図
のフローチャートに示すようなノッキングコントロール
を中心とした基本となる過給圧の制御機能を備えている
。

該システムでは、先ずステップＳ１で過給圧コントロー
ル用の上記デユーティ−ソレノイドバルブ４４のデユー
ティ−値りをハイオクガソリンに対応した値ＤＨＩＯ＝
　１００％、レギュラーガソリンに対応した値ＤＲＥＧ
＝Ｏ％に初期セットする。

次にステップＳ、に進み、現在のエンジンの運転領域が
エンジン負荷Ｔｐとエンジン回転数Ｎｅとによりて決定
される本来の過給領域にあるか否かを判定する。その結
果、ＹＥＳ（過給領域）の場合には更にステップＳ３に
進んで上記デユーティ−値りをハイオク対応値Ｄ＝Ｄｏ
ｔｏ＝　ｌ　Ｏ０％（上記大気側通路１６０開放・・・
第４図の状態）にセットする。他方、Ｎｏの場合には、
そのままステップＳ、にリターンする。

上記ステップＳ３でデユーティ−値りの／％イオクガソ
リンに対応したセットが終わると、それに応じて上記タ
ーボ過給機６を作動させて過給圧を十分に上昇させ上記
第１１図のトルク特性に対応してエンジンのトルクアッ
プを図る。そして、ステップＳ４で、その結果実際にノ
ブキングが発生しているか否かを判定し、ノブキングの
発生していないＮＯの判定の場合には後述するステップ
Ｓ、〜Ｓ、の過給圧の低下制御をジャンプして、そのま
まステップＳ、の動作に進んで上記ステップＳ。

でのハイオクセット値Ｄｏｗｏを出力する。この結果、
十分なエンジン出力の向上と加速性能が保証される。

他方、ＹＥＳ（ノブキング発生）の場合には、ステップ
Ｓ、に進んで上記過給圧コントロール用のデユーティ−
ソレノイドバルブ４４に供給すべきデユーティ−値りを
例えば２５％程度低く（Ｄ＝Ｄ−２５（％））補正する
。

その結果、さらに該補正によって最終的なデユーティ−
値りがＤ＝Ｏ％となったか否かを判定して、Ｙ　Ｅ　Ｓ
　（Ｄ　＝　０％）の場合には、そのままＤ−０％に固
定セットした上で上記最終ステップＳ８に進み、デユー
ティ−ソレノイドバルブ４４を制御する。一方、Ｄ＝Ｏ
％になっていない場合には、ノッキングの抑制を目的と
してＤ＝Ｏ％になるまでデユーティ−値を減量補正する
（繰り返して）。

次に上記エンジンコントロールユニット２４は、上記基
本となる過給圧制御ルーチンに対し、第６図に召すよう
なトルクステア現象防止のための過給圧制御ルーチン（
サブルーチン）を有している。

すなわち、第６図のフローチャートでは、先ずステップ
Ｓ、で本フローチャートの以下に述べる制御に必要な各
種の制御パラメータ（エンジン回転数Ｎｅ等）を読み込
み、続いてステップＳ、の上述した本来の過給領域を仕
切る負荷スイッチＴＩ）ＳＷがＯＦＦからＯＮに変化し
たか否かを判定する（第７図（ａ）参照）。

その結果、ＹＥＳの判定があった時、つまり今、過給領
域に入ったと認められる場合には、先ずステップＳ、で
現在の変速機シフト状態が低速ギヤ、つまり上述したト
ルクステア現象の発生が予想される第１速または第２速
ギヤ位置であるか否かを判定し、本来トルクステア現象
を発生しやすい低速ギヤでの走行状態であることを条件
として初めてステップ５４〜Ｓ１の過給圧低減制御条件
の設定、ステップＳｓ、Ｓｓの過給圧制御動作に進む。

一方、これとは逆に低速ギヤでの走行でないＮＯの判定
場合には、そのまま定常時の上述したハイオクセットに
よる過給圧コントロールを行う（ステップＳ、。）。

上記低速ギヤでの走行であることが認定された場合、先
ず上記ステップＳ、では、例えば第７図（ｂ）の過給領
域に入った時間ｔ、の時点でのエンジン回転数Ｎｅ（こ
の回転数Ｎｅは、本フローの場合にはレギュラーセット
時点でのエンジン回転数である）を読み込む。次に該時
点１．から所定時間Δ１．（例えば０．２秒程度）経過
した１１時点でのエンジン回転数Ｎｅｔを読み込む。

そして、ステップＳａで、その間のエンジン回転数Ｎｅ
の変化量ΔＮｅ＝Ｎｅ、−Ｎｅ、を演算する。

そして、更にステップＳ、で該演算値ΔＮｅの値が所定
の設定値ΔＮｅｓ以上となっているか否かを判定し、そ
の結果がＮｏのエンジン回転数Ｎｅの上昇度が設定値よ
りも低い場合には、上記１１時点で即ステップＳＩＯに
進んでハイオクセットを行ってノッキングの生じにくい
ハイオクタンガソリンに対応した過給圧の上昇制御を実
行する（第７図（ｃ）参照）。他方、ＹＥＳのエンジン
トルクの上昇度が高い場合にはステップＳ、に進んで上
記第７図（ｂ）の時間１１時点から更に所定時間Δ１１
（例えば０．５秒〜１．０秒程度）の遅延をかけて同図
ｔ、１時点までは仮に上記第５図で述べた過給領域では
あったとしても当該所定時間Δｔ、が経過するまでは上
記過給圧コントロールのためのデユーティ−ソレノイド
バルブ４４の制御信号ｓｐのデユーティ−値りをレギュ
ラーガソリンに対応した値Ｄ　ＲＥＧにセットする。こ
の結果、上記ハイオクセットの場合に比べてエンジンへ
の過給圧は低下して、トルクの上昇度も低下する。従っ
て、トルクステア現象は生じにくくなる。

次に、ステップＳ、で上記遅延時間Δｔ、が経過したか
否かを判断し、ＹＥＳ（Δ１１経過）となって上記第７
図（ｂ）における時間ｔ３時点の例えば、トルク低下時
点（この時点ｔ３は、例えば第１１図のトルク特性のピ
ークトルクＮ　ｅ（ｖＡｒｒ）点に対応する）に達した
場合に初めて最終ステップＳＩｏに進んで上記デユーテ
ィ−値りをハイオクセットに対応した値ＤＨＩＱにセッ
トして積極的なトルクアップを前提とした過給圧の制御
を行う（第７図（ｄ）参照）。

従って、本実施例の構成によれば、例えば第５図のフロ
ーチャートに示す過給圧制御システムの本来の制御ロジ
ックでは過給圧を上昇させ、十分にトルクアップを図る
べき領域ではあっても、それが過給領域に入ってすぐの
場合であり、しかもトルクステア現象の生じ易い低速ギ
ヤでの走行時である場合には更に所定時間Δｔ、たけ遅
らせて当該所定時間Δｔ、内は本来のトルクアップ量を
抑制するようになっている。しかも、該所定の遅延時間
Δ１１は、上述のようにエンジン回転数Ｎｅが上記設定
変化値ΔＮｅｓ以上の大きさで上昇しているような場合
（例えば第１１図（イ）の領域がそれである）、該エン
ジン回転数ＮｅがΔｔ７時間後には最大トルク発生回転
数Ｎ　ｅ（ＭＡｘＴ）（第１１図参照）よりも高くなり
、従って発生トルクは逆に小さくなって上記過給圧コン
トロール用デユーティ−ソレノイドバルブ４４のデユー
ティ−値りをハイオクガソリンに対応した値ＤＨＩＯに
セットしてもトルクステア防止対策上、特に問題がない
ような領域（第１１図（ロ）の領域）に移行するに十分
なだけの時間に設定されている。

従って、過給圧の急激な上昇によるエンジントルクの急
激な上昇は、その時のエンジン回転数Ｎｅの上昇度合に
対応してトルク特性上、トルクステアの発生が懸念され
る時間内だけ効果的に抑制され、ステアリングの保舵力
も向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願発明のクレーム対応図、第２図は、本願
発明の実施例に係るエンジンの制御装置のシステム構成
を示す制御系統図、第３図及び第４図は、同実施例装置
の第２図の要部を拡大して示す相互に異なった状態（過
給圧制御動作、フル過給状態）の動作説明図、第５図は
、同実施例装置の基本となる過給圧制御動作を示すフロ
ーチャート、第６図は、同実施例装置のトルクステア現
象防止のための過給圧低減制御動作を示すフローチャー
ト、第７図は、上記第６図のフローチャートに対応した
本発明実施例の動作上の特徴を示すタイムチャート、第
８図は、本願発明の技術的な背景となっているトルクス
テア現象を原理的に説明するためのジヨイント機構の構
造図、第９図は、同様の説明をＦＦ車の前輪側車軸を例
にとって説明する平面図、第１Ｏ図は、同背面図、第１
１図は、過給機付エンジンのトルク特性の一例を示すグ
ラフである。 ｌ・・・・・エンジン本体 ２・・・・・吸気通路 ４・・・・・エアフロメータ ５・・・・・インタークーラー ６・・・・・ターボ過給機 ６ａ　・・・・コンプレッサホイール ６ｂ・・・・タービンホイール ９・・・・・排気通路 ｌＯ・・・・リリーフ通路 １１・・・・ウェストゲートバルブ ＋５ａ、１５ｂ　・・スロットル弁 １６・・・・バイパス吸気通路 ２４・φ・・エンジンコントロールユニット４４・・・
・デューティーソレノイドバルブ第３図 第５図 第４図 曲 第９図 第１０図 ０ｏ０ ２０００　　３０００　　ａ　　　５０００　６０００
工ンジン回転数（ｒｐ■）　Ｎｅ 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、操舵輪が駆動されるように構成された車両に搭載さ
   れるエンジンにおいて、エンジントルクそのものから又
   は直接、間接にエンジントルクを示す任意のトルクパラ
   メータからエンジントルクを検出するエンジントルク検
   出手段と、該エンジントルク検出手段を利用して経時的
   に検出されたエンジントルクの変化量が所定値以上の上
   昇量を示したときには上記エンジンの出力を所定量低下
   させるエンジン出力制御手段とを設けたことを特徴とす
   るエンジンの制御装置。