(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの運転条件を検出する手段と、
エンジンの運転条件に応じて各気筒に対する燃料の供給量を制御する燃料供給制御手段と、
所定の運転条件において燃料供給を停止する燃料供給停止手段とを備えたエンジンにおいて、
前記燃料供給停止手段の作動から非作動への切り換えに基づいて燃料供給の再開が行われたことを検出する燃料供給再開検出手段と、
前記燃料供給再開の検出に基づいて、燃料供給再開後の駆動系のねじり振動が第１回目のピークに達する直前に燃焼する予定の気筒への燃料供給を停止する燃料供給再開制御手段とを備え、
該燃料供給再開制御手段は、車速とエンジン回転数から燃料供給再開後の駆動系のねじり振動が第１回目のピークに達する時間の直前に燃焼する予定の気筒を演算する非噴射気筒演算手段と、
この気筒への燃料供給を停止するねじり振動抑制手段とからなることを特徴とするエンジンのトルク制御装置。
【請求項２】
前記非噴射気筒演算手段は、エンジン回転数の２乗に所定の定数を乗じた値を車速で除して、この値を超えない最大の自然数を演算することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項３】
前記燃料供給再開検出手段は、アイドルスイッチまたはスロットル開度からの信号に基づいて燃料供給の再開が行われたことを検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのトルク制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料の供給停止状態からの供給再開時に発生する車両の前後振動を抑制するエンジンのトルク制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の走行中に特定の条件、例えば、車速あるいはエンジン回転数が所定値以上で運転者がアクセル開度がゼロの惰性走行時等では、エンジンへの燃料供給を停止して、無駄な燃料の消費を防止し、さらにはエンジンブレーキの効きを高めたりしている。そして、このような燃料供給停止状態から運転者がアクセルを踏み込んだり、エンジン回転数が所定の下限値よりも低くなると、エンジンへの燃料供給が再開される。
【０００３】
ところで、この燃料供給の再開に伴って、エンジンの出力はステップ状に大きくなり、特に手動変速機や惰性走行時にロックアップクラッチを締結する自動変速機を備えた車両では、このトルク変動に伴って駆動系にねじり振動が発生し、これが車両の前後方向の振動、つまりトルクショックとなって乗員に不快感をもたらす。
【０００４】
このような不都合を解消するため、本願出願人は、特開平８−１７７５６４号公報や特開平８−２８３２２号公報を提案しており、これらは、燃料供給再開時に、上記車両の前後振動を減衰させるのに必要な気筒パターンに従って燃料供給を休止させるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のエンジンのトルク制御装置にあっては、燃料供給を休止させる気筒の判別を、予め設定したパターンによって行っていたため、例えば、車速とエンジン回転数に応じた格子状のパターンマップなどを実験などにより作成する必要があり、このパターンマップの作成に多大な労力を要するという問題があり、また、このパターンマップをエンジン制御コントローラに格納するためには、大きな記憶容量を必要とするため製造コストが上昇するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、パターンマップを用いることなく燃料供給の再開に伴う駆動系のねじり振動を抑制して、製造コストの低減と運転性の向上を両立させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図５に示すように、エンジンの運転条件を検出する運転状態検出手段１００と、エンジンの運転条件に応じて各気筒に対する燃料の供給量を制御する燃料供給制御手段１０１と、所定の運転条件において燃料供給を停止する燃料供給停止手段１０２とを備えたエンジンにおいて、前記燃料供給停止手段１０２の作動から非作動への切り換えに基づいて燃料供給の再開が行われたことを検出する燃料供給再開検出手段１０３と、前記燃料供給再開の検出に基づいて、燃料供給再開後の駆動系のねじり振動が第１回目のピークに達する直前に燃焼する予定の気筒への燃料供給を停止する燃料供給再開制御手段１０４とを備え、該燃料供給再開制御手段１０４は、車速とエンジン回転数から燃料供給再開後の駆動系のねじり振動が第１回目のピークに達する時間の直前に燃焼する予定の気筒を演算する非噴射気筒演算手段１０５と、この気筒への燃料供給を停止するねじり振動抑制手段１０６とからなる。
【０００９】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記非噴射気筒演算手段１０５は、エンジン回転数の２乗に所定の定数を乗じた値を車速で除して、この値を超えない最大の自然数を演算する。
【００１０】
また、第３の発明は、前記第１の発明において、前記燃料供給再開検出手段１０４はアイドルスイッチまたはスロットル開度からの信号に基づいて燃料供給の再開が行われたことを検出する。
【００１１】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、燃料供給停止状態から燃料供給の再開が検出されると、燃料供給再開後の駆動系のねじり振動が第１回目のピークに達する直前に燃焼する予定の気筒への燃料供給が停止されるため、駆動系のねじり振動を抑制しながらも、前記従来例のように燃料噴射のパターンマップを用いることなく、燃料供給の再開に伴う駆動系のねじり振動を容易に抑制することが可能となって、前記従来例のようなパターンマップを作成するための実験工程を省略することで、開発期間及びコストの低減を図るとともに、エンジン制御コントローラに必要な記憶容量をパターンマップの容量に応じて低減して直接的な製造コストの低減を実現しながらも、前記従来例と同様に運転性を確実に確保することが可能となるのである。
【００１２】
そして、駆動系のねじり振動が第１回目のピークに達する時間を車速とエンジン回転数に基づいて演算し、この時間の直前に燃焼する予定の気筒をエンジン回転数から容易に求めることができ、この気筒を非噴射気筒とすることで、駆動系のねじり振動を確実に抑制することができる。
【００１３】
また、第２の発明は、エンジン回転数の２乗に所定の定数を乗じた値を車速で除して、この値を超えない最大の自然数から非噴射気筒を容易かつ迅速に求めることができ、前記従来例のように噴射、非噴射のパターンマップを用いることなく、確実にねじり振動を抑制して車体の前後振動を防止することができる。
【００１４】
また、第３の発明は、燃料供給の再開をアイドルスイッチまたはスロットル開度からの信号に基づいて容易かつ迅速に検出して、燃料噴射再開の制御を容易かつ正確に行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、マイクロコンピュータを主体に構成された燃料噴射制御装置２の概略を示し、車両の運転状態を検出する各種センサとして、エンジン回転数センサ１Ａ、車速センサ１Ｂ、吸気量センサ１Ｃ、アイドルスイッチ１Ｄ、スロットル開度センサ１Ｅからの信号が入力される。
【００１７】
燃料噴射制御装置２は、上記センサからの信号に基づいてエンジンの燃料噴射量を制御しており、基本的には、エンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａに基づいて、各気筒の吸気ポートにそれぞれ設けた燃料噴射弁６から供給する燃料噴射量を演算し、所定のタイミングで燃料噴射信号を出力する燃料制御回路３を備えている。燃料噴射弁６は、この噴射信号に基づいて開閉動作し、エンジン回転に同期して燃料を噴射供給する。
【００１８】
また、この燃料噴射制御装置２には、エンジン回転数が所定値以上でかつスロットル開度ＴＶＯが全閉の惰性走行時など、燃料噴射弁６からの噴射を停止させる燃料供給停止回路４と、この燃料供給停止が解除されたときにアクセル開度が所定値を超えたことを条件に、一定の期間だけ、所定の燃料噴射パターンにしたがって燃料の噴射を休止するトルク回復制御回路５とを備える。
【００１９】
このトルク回復制御回路５は、燃料供給の停止状態からの再開時に、再開が判断された直後に最初に燃焼する気筒を先頭として、再開に伴って発生する車両駆動系のねじり振動を打ち消すようなエンジントルクを発生させるべく、後述するように、車速ＶＳＰとエンジン回転数Ｎｅから燃料非噴射気筒を演算し、演算した燃料噴射パターンにしたがって、各気筒に対する燃料の供給を停止することにより、加速性能を損なうことなく、燃料供給再開時のトルクショックを短時間に吸収するもので、特に本発明ではこのトルク回復制御への移行を、予め設定したパターンマップから燃料非噴射気筒を求めるのではなく、車両の運転状態から演算することで、振動特性に合わせた最適なタイミングでトルク低減制御を行い、緩加速、急加速などあらゆる条件下でトルクショックを効果的に抑制する。
【００２０】
次に、燃料噴射制御装置２で行われる制御の一例を、図２、図３に示すフローチャートを参照しながら詳述する。図２の制御ルーチンは、アイドルスイッチのオン、オフに基づいて燃料噴射停止状態から燃料噴射状態への移行を判断するものであり、例えば１０msecごとに実行される。まず、ステップＳ２１では、例えばアイドルスイッチからの信号に基づいて実行される燃料供給の停止状態にあるかどうかを判断し、アイドルスイッチがＯＮ、すなわち燃料供給停止状態にあるときはステップＳ２２へ進んでその他のジョブを実行した後、この制御ルーチンを終了する一方、アイドルスイッチがＯＦＦの場合には、ステップＳ２３へ進む。
【００２１】
ステップＳ２３では、燃料噴射が停止されているか否かを吸気量センサ１Ｃから検出された吸入空気量Ｑａに基づいて判断する。燃料噴射が停止されていない場合、ステップＳ２２においてその他のジョブを実行した後、この制御ルーチンを終了する。
【００２２】
上記ステップＳ２３において燃料噴射が停止されていると判断された場合は、ステップＳ２４へ進んで、燃料噴射開始フラグＦｓに１をセットするとともに燃料噴射制御開始後の経過時間を計測する燃料噴射開始カウンタＣＮＴに初期所定値ＴＩＭＰＳＲを設定し、制御対象気筒を示すカウンタｍを０に初期化する。
【００２３】
そして、ステップＳ２５では、燃料噴射再開直後に燃料噴射される第１の気筒から数えて非噴射とするｎ番目の気筒を次式に基づいて演算する。
【００２４】
【数１】
0003726403.tif 000002
【００２５】
ただし、Ｃは所定の定数、Ｎｅはエンジン回転数、ＶＳＰは車速で、[ ]はガウスの記号を示す。
【００２６】
これら燃料噴射開始フラグＦｓの設定と非噴射気筒ｎの演算を行った後は、上記と同様にステップＳ２２でその他のジョブを実行し、この制御ルーチンを終了する。
【００２７】
ここで、非噴射気筒ｎの演算について、図４を参照しながら説明する。
【００２８】
いま駆動系のドライブシャフトに発生する駆動トルクをＴｏ、エンジントルクをＴｅとすると、スロットル開度ＴＶＯ＝０／８となるアクセルを離した状態から、図中時間Ｔ０で運転者がアクセルを踏み込んでスロットル開度ＴＶＯが増大すると、アイドルスイッチがＯＦＦとなって燃料噴射停止制御が終了し、燃料噴射制御が再開される。
【００２９】
このとき、エンジントルクＴｅがステップ状に増大するため、駆動系のドライブシャフトをバネとするねじり振動が発生してトルクＴｏは図示のように変動する。
【００３０】
ここで、燃料噴射制御を再開した時間Ｔ０から駆動トルクＴｏが第１のピークＰに到達するまでの時間をｔとし、エンジン回転数Ｎｅから決まる燃焼間隔をΔｔとすると、この第１ピークＰ直前に燃焼するｎ番目の気筒の燃料噴射を停止すれば、駆動系のねじり振動は図中破線のグラフから実線のように低減することができる。したがって、非噴射気筒ｎは、次式で表される。
【００３１】
【数２】
0003726403.tif 000003
【００３２】
駆動系ねじり固有値ｆは、次式のように表現される。
【００３３】
【数３】
0003726403.tif 000004
【００３４】
ただし、ｉ；駆動系総減速比
Ｋ；ドライブシャフトバネ定数
ｉｐ；エンジン回転慣性
Ｃ1；ドライブシャフトバネ定数Ｋとエンジン慣性ｉｐから決まる定数
である。第１ピークＰまでの時間ｔは駆動系ねじり振動周期（１／ｆ）の１／２であるから、
ｔ  ＝  １／２ｆ  ＝Ｃ1／２・ｉ      ………（４）
となる。
【００３５】
さらに駆動系総減速比ｉは、次式で表される。
【００３６】
【数４】
0003726403.tif 000005
【００３７】
ただし、ｒ；タイヤ動半径
Ｃ2；タイヤ動半径から決まる定数
Ｎｅ；エンジン回転数
ＶＳＰ；車速
である。
【００３８】
したがって、上記（１）〜（５）式より、
【００３９】
【数５】
0003726403.tif 000006
【００４０】
となり、この（６）式より駆動系のねじり振動ピークＰに到達するまでの時間ｔを求めることができる。
【００４１】
そして、
Δｔ＝Ｃ3／Ｎｅ  ………（７）
で表される。ただし、Ｃ3は定数。
【００４２】
したがって、上記（１）〜（６）式より、非噴射気筒ｎは、
【００４３】
【数６】
0003726403.tif 000007
【００４４】
より、車速ＶＳＰとエンジン回転数Ｎｅに基づいて演算することができる。なお、Ｃは所定の定数であり、ｎは演算結果を超えない最大の自然数である。
【００４５】
上記（１）または（８）式によって、特別なマップやテーブルを用いることなく、車速ＶＳＰとエンジン回転数Ｎｅから燃料噴射再開直後に発生する駆動系のねじり振動が第１回目のピークＰを迎える直前に燃焼する予定の気筒ｎを容易に演算することが可能となって、燃料噴射再開後の最先の気筒からｎ番目の気筒を非噴射とすることで、燃料噴射停止状態から燃料噴射再開直後の駆動系のねじり振動を抑制することができるのである。
【００４６】
次に、図３は、上記ステップＳ２５で求めた燃料噴射再開直後に燃料噴射を停止するｎ番目の気筒より、最先の気筒（ｎ＝１）から順次の気筒に燃料噴射、非噴射の実行を直接行うフローチャートである。
【００４７】
まず、ステップＳ２６において燃料噴射停止状態から燃料噴射状態に移行したか否かすなわち燃料噴射開始フラグＦｓの値が１であるか否かを判断する。燃料噴射開始フラグＦｓの値が１でない場合、ステップＳ２７において燃料噴射を停止し、その後ステップＳ２８において燃料噴射開始フラグＦｓ及び燃料噴射開始カウンタＣＮＴをすべて０にクリアしてこの制御ルーチンを終了する。
【００４８】
一方、ステップＳ２６において、燃料噴射開始フラグＦｓの値が１であると判断された場合、ステップＳ２９において燃料噴射制御が所定時間行われたか否かすなわち燃料噴射開始カウンタＣＮＴの値が０であるか否かを判断する。ＣＮＴ＝０である場合には、ステップＳ３０において燃料噴射を実行し、その後ステップＳ２８において燃料噴射開始フラグＦｓ及び燃料噴射開始カウンタＣＮＴをすべて０にクリアしてこの制御ルーチンを終了する。
【００４９】
さらに、ステップＳ２９において燃料噴射開始カウンタＣＮＴの値が０でないと判断された場合、ステップＳ３１において燃料噴射開始カウンタＣＮＴの減算を行う（ＣＮＴ＝ＣＮＴ−１）。
【００５０】
次にステップＳ３２において、今回の制御対象気筒ｍ＝ｍ＋１を演算してから、ステップＳ３３で現在の制御対象気筒ｍが上記ステップＳ２５で求めた非噴射気筒であるか否かを判定する。
【００５１】
そして、ｍ＝ｎの場合には、ステップＳ３５へ進んで制御フラグＦ（Ｃ）を０として燃料噴射を停止する一方、そうでない場合には、ステップＳ３４へ進んで制御フラグＦ（Ｃ）を１として燃料噴射を実行する。
【００５２】
上記図２、図３の制御を実行することにより、燃料噴射停止状態から燃料噴射再開状態への移行の際には、燃料噴射再開時Ｔ０から所定の時間ＴＩＭＰＳＲ内で、上記（１）または（８）式によって駆動系のねじり振動が第１回目のピークＰを迎える直前の気筒ｎ（ここでは、ｎ＝５）の燃料噴射を停止することで、図４の破線に示すように、制御を行わない場合の駆動軸トルク（図中破線）を本実施形態の制御による駆動軸トルク（図中実線）のようにねじり振動を抑制することができ、前記従来例のように燃料噴射のパターンマップを用いることなく、燃料供給の再開に伴う駆動系のねじり振動を容易に抑制することが可能となって、前記従来例のようなパターンマップを作成するための実験工程を省略することで、開発期間及びコストの低減を図るとともに、エンジン制御コントローラに必要な記憶容量を低減して直接的な製造コストの低減を実現しながらも前記従来例と同様に運転性を確実に確保することが可能となるのである。
【００５３】
なお、上記実施形態において、燃料噴射停止状態から燃料噴射状態への移行をアイドルスイッチのオン、オフに基づいて判断したが、エンジン回転数の大小や、ギヤ位置センサから検出される変速機のギヤ位置に基づく変速機の変速比の大小、車速センサから検出される車速ＶＳＰの大小、アクセル踏み込み速度の大小等の運転条件の変化に基づいて適宜判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンの燃料供給制御装置の概念図。
【図２】同じく燃料噴射停止状態から燃料噴射状態の移行を判断するフローチャートである。
【図３】燃料噴射再開直後に燃料噴射される気筒を先頭にして、順次の気筒へ燃料噴射、非噴射を行うフローチャートである。
【図４】燃料噴射再開時における、ねじり振動と非噴射気筒ｎの関係を示すグラフで、スロットル開度ＴＶＯ、エンジントルクＴｅ、駆動トルクＴｏ及び燃料噴射制御フラグＦ（Ｃ）の状態と時間の関係を示す。
【図５】第１ないし第４の発明のいずれか一つに対応するクレーム対応図。
【符号の説明】
１Ａ  エンジン回転数センサ
１Ｂ  車速センサ
１Ｃ  吸気量センサ
１Ｄ  アイドルスイッチ
１Ｅ  スロットル開度センサ
２  燃料噴射制御装置
３  燃料供給制御手段
４  燃料供給停止手段
５  トルク回復制御手段
６  燃料噴射弁
１００  運転状態検出手段
１０１  燃料供給制御手段
１０２  燃料供給停止手段
１０３  燃料供給再開検出手段
１０４  燃料供給再開制御手段
１０５  非噴射気筒演算手段
１０６  ねじり振動抑制手段
【図１】
0003726403.tif 000008
【図２】
0003726403.tif 000009
【図３】
0003726403.tif 000010
【図４】
0003726403.tif 000011
【図５】
0003726403.tif 000012