(57)【要約】【課題】車両の振動が抑制されるようにエンジンを適切に制御する。【解決手段】ＥＣＵは、定常走行中であると判定されると（Ｓ１００）、車両の前後方向の振動波形の周波数スペクトルを算出するステップ（Ｓ１０２）と、第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）以上であるか、もしくは、第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）以上であると判定される場合に（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、各気筒の発生トルクを算出するステップ（Ｓ１０６）、各気筒の噴射量の補正量を算出するステップ（Ｓ１０８）と、次のサイクルが終了したときに再度各気筒の発生トルクを算出するステップ（Ｓ１１２）と、気筒間トルク差がしきい値Ａ以下であると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、補正量を確定するステップ（Ｓ１１６）とを含む、制御処理を実行する。【選択図】図７
2018178736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒の各々に燃料を噴射する燃料噴射装置が設けられたエンジンを搭載する車両の振動抑制装置であって、
前記エンジンの運転状態に基づいて前記各気筒に対する燃料噴射量の指令噴射量を算出し、算出された前記指令噴射量に基づいて前記各燃料噴射装置を制御する制御部と、
前記各気筒に対する燃料噴射量の補正量を記憶する記憶部と、
前記車両の振動を検出する振動検出部とを備え、
前記制御部は、前記車両の定常走行中に、
前記振動検出部から前記車両の前後方向の振動情報を取得し、
取得した前記車両の前後方向の振動情報について、前記エンジンの回転数に依存する判定周波数帯での振動レベルが振動判定しきい値を超えているか否かを判定し、
前記判定周波数帯における振動レベルが前記振動判定しきい値よりも高いと判定された場合には、前記各気筒の発生トルクを算出するとともに、前記複数の気筒間のトルク差が低減するように前記各気筒に対する燃料噴射量の補正量を算出し、
算出された前記補正量に基づいて前記各気筒に対する燃料噴射量の前記指令噴射量を補正して前記各燃料噴射装置を制御するとともに、算出された前記各気筒に対する前記補正量を前記記憶部に記憶する、車両の振動抑制装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記各気筒の発生トルクから前記複数の気筒における平均発生トルクを算出するとともに、前記各気筒の発生トルクが前記平均発生トルクに近づくように前記補正量を算出する、請求項１に記載の車両の振動抑制装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記トルク差がトルク差判定しきい値以下になるまで、前記各気筒に対する燃料噴射量の補正量を算出する処理を繰り返し実行する、請求項１または２に記載の車両の振動抑制装置。
【請求項４】
前記制御部は、燃焼時の筒内圧の波形と非燃焼時の前記筒内圧の波形との比較結果に基づいて前記各気筒の発生トルクを算出し、算出した前記各気筒の発生トルクのうちの最大値と最小値との差分を前記トルク差として算出する、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の振動抑制装置。
【請求項５】
前記判定周波数帯は、前記エンジンの０．５次振動に対応する第１周波数帯と、１次振動に対応する第２周波数帯と、２次振動に対応する第３周波数帯とのうちの少なくともいずれかを含み、前記振動判定しきい値は前記判定周波数帯ごとに個別に設定される、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の振動抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを起振源とする車両の振動を抑制するエンジンの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の振動を抑制するためにエンジンなどの動力源の回転数の振動成分を取得し、取得された振動成分が減衰するように燃料噴射量等のエンジンの制御パラメータを調整する技術が公知である。
【０００３】
たとえば、特表２００３−５０２５５５号公報（特許文献１）には、エンジン速度信号を解析して、平均エンジン速度と、振動成分とを識別し、振動成分が減衰するようにエンジントルクを変更する技術が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００３−５０２５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、振動成分を減衰させるエンジントルクを発生させるためのエンジンの制御指令値と、実際に発生する実トルクとにずれが生じると、振動成分が十分に減衰せず、想定の制振性能が得られない場合がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、車両の振動が抑制されるようにエンジンを適切に制御する車両の振動抑制装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に係る車両の振動抑制装置は、複数の気筒の各々に燃料を噴射する燃料噴射装置が設けられたエンジンを搭載する車両の振動抑制装置である。振動抑制装置は、エンジンの運転状態に基づいて各気筒に対する燃料噴射量の指令噴射量を算出し、算出された指令噴射量に基づいて各燃料噴射装置を制御する制御部と、各気筒に対する燃料噴射量の補正量を記憶する記憶部と、車両の振動を検出する振動検出部とを備える。制御部は、車両の定常走行中に、振動検出部から車両の前後方向の振動情報を取得する。制御部は、取得した車両の前後方向の振動情報について、エンジンの回転数に依存する判定周波数帯での振動レベルが振動判定しきい値を超えているか否かを判定する。制御部は、判定周波数帯における振動レベルが振動判定しきい値よりも高いと判定された場合には、各気筒の発生トルクを算出するとともに、複数の気筒間のトルク差が低減するように各気筒に対する燃料噴射量の補正量を算出する。制御部は、算出された補正量に基づいて各気筒に対する燃料噴射量の指令噴射量を補正して各燃料噴射装置を制御するとともに、算出された各気筒に対する補正量を記憶部に記憶する。
【０００８】
振動レベルが振動判定しきい値よりも高い場合には、エンジンが起振源となって車両の前後方向に振動が発生していると考えられる。そのため、複数の気筒間のトルク差を低減するように補正量を算出し、算出された補正量を用いて各燃料噴射装置の制御を行なうことによって、エンジンのトルク変動を抑制することができる。その結果、車両の前後方向の振動を抑制することができる。
【０００９】
好ましくは、制御部は、各気筒の発生トルクから複数の気筒における平均発生トルクを算出するとともに、各気筒の発生トルクが平均発生トルクに近づくように補正量を算出する。
【００１０】
このようにすると、複数の気筒における発生トルクが平均発生トルクに近づくように補正量が算出されるので、複数の気筒間のトルク差を解消するとともに複数の気筒において発生するトルクの総和の変動を抑制することができる。その結果、エンジンのトルク変動を抑制することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、制御部は、トルク差がトルク差判定しきい値以下になるまで、各気筒に対する燃料噴射量の補正量を算出する処理を繰り返し実行する。
【００１２】
このようにすると、気筒間のトルク差を解消し得る燃料噴射量の補正量を算出することができる。そのため、エンジンのトルク変動を抑制することができる。
【００１３】
さらに好ましくは、制御部は、燃焼時の筒内圧の波形と非燃焼時の筒内圧の波形との比較結果に基づいて各気筒の発生トルクを算出し、算出した各気筒の発生トルクのうちの最大値と最小値との差分をトルク差として算出する。
【００１４】
このようにすると、気筒間のトルク差を精度高く算出することができる。そのため、トルク差が低減するように補正量を算出することによって、エンジンのトルク変動を抑制することができる。
【００１５】
さらに好ましくは、判定周波数帯は、エンジンの０．５次振動に対応する第１周波数帯と、１次振動に対応する第２周波数帯と、２次振動に対応する第３周波数帯とのうちの少なくともいずれかを含む。振動判定しきい値は判定周波数帯ごとに個別に設定される。
【００１６】
このようにすると、エンジンを起振源とした振動が車両に発生しているか否かを精度高く判定することができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によると、車両の振動が抑制されるようにエンジンを適切に制御する車両の振動抑制装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両の概略構成を示す図である。
【図２】エンジンの概略構成を示す図である。
【図３】ＥＣＵにおいて構成される演算ブロックを示す図である。
【図４】車両の前後方向の振動波形の周波数スペクトルを示す図である。
【図５】筒内圧を用いて気筒内での燃焼によって発生する発生トルクを算出する方法を説明するための図である。
【図６】指令噴射量の補正量の算出方法を説明するための図である。
【図７】ＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。
【図８】ＥＣＵの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。
【００２０】
図１は、車両１の概略構成を示す図である。本実施の形態において、車両１は、エンジン１０を駆動源とする車両であるものとして説明するが、たとえば、エンジン１０が駆動源あるいは発電源として搭載されていればよく、エンジン１０に加えてまたは代えてモータジェネレータを駆動源とするハイブリッド車両であってもよい。
【００２１】
図１に示されるように、本実施の形態に係る車両１は、エンジン１０と、トランスミッション（以下、単にＴ／Ｍと記載する）３０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２００とを含む。
【００２２】
エンジン１０のクランク軸には、Ｔ／Ｍ３０の入力軸が接続される。Ｔ／Ｍ３０の出力軸には、左右の駆動輪８０が接続される。
【００２３】
Ｔ／Ｍ３０は、変速機と、ディファレンシャルギヤ（いずれも図示せず）とを含む。変速機は、遊星歯車装置等を用いて構成される有段式の自動変速機であってもよいし、無段式の自動変速機であってもよいし、手動変速機であってもよい。
【００２４】
エンジン１０は、ガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジン等の内燃機関である。本実施の形態においては、たとえば、エンジン１０は、ディーゼルエンジンである場合を一例として説明する。エンジン１０は、複数の気筒を有する。具体的には、エンジン１０は、第１気筒２４ａ、第２気筒２４ｂ、第３気筒２４ｃおよび第４気筒２４ｄを含む。エンジン１０には、第１気筒２４ａ内の筒内圧を検出する第１筒内圧センサ３４ａと、第２気筒２４ｂ内の筒内圧を検出する第２筒内圧センサ３４ｂと、第３気筒２４ｃ内の筒内圧を検出する第３筒内圧センサ３４ｃと、第４気筒２４ｄ内の筒内圧を検出する第４筒内圧センサ３４ｄとが設けられる。
【００２５】
以下、図２を参照して、車両１に搭載されるエンジン１０の構成について説明する。図２は、エンジン１０の概略構成を示す図である。図２には、第１気筒２４ａを含むエンジン１０の断面が示される。
【００２６】
図２に示すように、エンジン１０は、ピストン１４と、吸気バルブ２２と、第１気筒２４ａと、排気バルブ２６と、燃料噴射弁２８とを含む。なお、図２において、矢印は、エンジン１０の作動時における吸気の流れと排気の流れとを示す。
【００２７】
ピストン１４は、第１気筒２４ａ内に収納される。ピストン１４は、コネクティングロッド１５を介して図示しないクランクシャフトに接続されている。ピストン１４が上下方向に往復運動すると、この往復運動がコネクティングロッド１５によって回転運動に変換され、クランクシャフトが回転される。ピストン１４の外周にはリング溝が設けられ、このリング溝に複数個（たとえば、３個）のピストンリング１６が嵌め合わされる。
【００２８】
第１気筒２４ａは、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１８とによって構成される。シリンダブロック１２には、円孔が図１の紙面の上下方向を中心軸の方向として設けられる。シリンダヘッド１８には、一方端がインテークマニホールド（図示せず）に接続され、他方端がシリンダブロック１２の第１気筒２４ａに接続される吸気ポート２０と、一方端がエキゾーストマニホールド（図示せず）に接続され、他方端がシリンダブロック１２の第１気筒２４ａに接続される排気ポート３０が形成される。
【００２９】
吸気ポート２０は、吸気口（図示せず）から取り込まれ、インテークマニホールドを経由して流通する空気を第１気筒２４ａに流通させる。吸気ポート２０と第１気筒２４ａとの接続部分には、吸気バルブ２２が設けられる。吸気バルブ２２は、基本的にはクランクシャフトの回転に同期して作動し、吸気ポート２０と第１気筒２４ａとの間を連通したり、連通を遮断したりする。
【００３０】
排気ポート３０は、第１気筒２４ａ内から排出される気体をエキゾーストマニホールドに流通させる。排気ポート３０と第１気筒２４ａとの接続部分には、排気バルブ２６が設けられる。排気バルブ２６は、吸気バルブ２２と同様に、基本的にはクランクシャフトの回転に同期して作動し、排気ポート３０と第１気筒２４ａとの間を連通したり、連通を遮断したりする。
【００３１】
シリンダヘッド１８には、第１気筒２４ａを中心軸方向からみて中央部分に燃料噴射弁２８が設けられる。燃料噴射弁２８は、図示しないコモンレールに接続されており、コモンレールに貯留された高圧燃料が燃料噴射弁２８に供給される。燃料噴射弁２８は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって作動し、第１気筒２４ａ内であって、かつ、ピストン１４の上部に形成される燃焼室に直接燃料を供給する。燃料噴射弁２８は、円筒形状を有し、シリンダヘッド１８に形成される円孔に挿入されて設けられる。燃料噴射弁２８の先端において、燃料が噴射される噴孔部３２は、第１気筒２４ａ内に露出するように設けられる。第１気筒２４ａの頂部であって、シリンダヘッド１８内には、第１筒内圧センサ３４ａが設けられる。
【００３２】
なお、図２を用いて第１気筒２４ａの構成について説明したが、第２気筒２４ｂ、第３気筒２４ｃおよび第４気筒２４ｄについても同様の構成を有している。そのため、それらの構成についての詳細な説明は繰り返さない。
【００３３】
図１および図２を参照して、ＥＣＵ２００は、各種処理を行うＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１４８と、ＣＰＵの処理結果、プログラム、あるいは、データ等を記憶するメモリ１５０と、ＥＣＵ２００の外部の機器と情報のやり取りを行なうための入力ポートおよび出力ポート（いずれも図示せず）とを含む。本実施の形態においてＣＰＵ１４８が「制御部」に対応する。メモリ１５０は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）およびＲＡＭ（Random  Access  Memory）等によって構成され、少なくとも書き換え可能な記憶領域を含む。本実施の形態においてメモリ１５０が「記憶部」に対応する。
【００３４】
ＥＣＵ２００は、入力ポートに接続された各種センサ等の機器から信号を受信し、受信した信号に基づいて出力ポートに接続された各種機器（たとえば、燃料噴射弁２８）等を制御する。
【００３５】
入力ポートに接続された各種センサは、第１筒内圧センサ３４ａと、第２筒内圧センサ３４ｂと、第３筒内圧センサ３４ｃと、第４筒内圧センサ３４ｄと、Ｇセンサ３００と、車速センサ３０２と、アクセル開度センサ３０４とを含む。
【００３６】
第１筒内圧センサ３４ａ、第２筒内圧センサ３４ｂ、第３筒内圧センサ３４ｃ、および、第４筒内圧センサ３４ｄは、第１気筒２４ａ、第２気筒２４ｂ、第３気筒２４ｃおよび第４気筒２４ｄ内の筒内圧をそれぞれ検出する。第１筒内圧センサ３４ａ、第２筒内圧センサ３４ｂ、第３筒内圧センサ３４ｃ、および、第４筒内圧センサ３４ｄは、検出した第１気筒２４ａ、第２気筒２４ｂ、第３気筒２４ｃおよび第４気筒２４ｄ内の筒内圧を示す信号をＥＣＵ２００にそれぞれ出力する。
【００３７】
Ｇセンサ３００は、車両１の前後方向、上下方向および左右方向の加速度を検出する。Ｇセンサ３００は、たとえば、検出した車両１の前後方向の加速度を示す信号と、上下方向の加速度を示す信号と、左右方向の加速度を示す信号とをＥＣＵ２００に出力する。本実施の形態においてＧセンサ３００が「振動検出部」に対応する。
【００３８】
車速センサ３０２は、車両１の速度を検出する。車速センサ３０２は、検出した車両１の速度を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。
【００３９】
アクセル開度センサ３０４は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量をアクセル開度として検出する。アクセル開度センサ３０４は、検出したアクセル開度を示す信号をＥＣＵ２００に出力する。
【００４０】
以上のような構成を有する車両１においては、エンジン１０が起振源となって車両１が振動する場合がある。たとえば、エンジン１０において生じる振動の周波数が車両１の共振域内であると車両１の前後方向等に比較的大きな振動が発生し、運転者が違和感を覚える場合がある。そのため、このような車両１の振動を抑制するためにエンジン１０の回転数の振動成分を取得し、取得された振動成分が減衰するように燃料噴射量等のエンジン１０の制御パラメータを調整することが考えられる。
【００４１】
しかしながら、振動成分を減衰させるエンジントルクを発生させるためのエンジン１０の制御指令値と、実際に発生する実トルクとにずれが生じると、振動成分が十分に減衰せず、想定の制振性能が得られない場合がある。
【００４２】
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００は、以下のような構成を有することを特徴とする。具体的には、ＥＣＵ２００は、車両１の定常走行中に、Ｇセンサ３００から車両１の前後方向の振動を取得する。ＥＣＵ２００は、取得した車両１の前後方向の振動について、エンジン１０の回転数に依存する判定周波数帯での振動レベルが第１しきい値を超えているか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、取得した振動レベルが第１しきい値よりも高いと判定された場合には、各気筒の発生トルクを算出するとともに、複数の気筒間のトルク差が低減するように各気筒に対する燃料噴射量の補正量を算出する。ＥＣＵ２００は、算出された補正量に基づいて各気筒に対する燃料噴射量の指令噴射量を補正して各燃料噴射装置を制御する。ＥＣＵ２００は、算出された各気筒に対する補正量をメモリ１５０に記憶する。
【００４３】
このようにすると、エンジン１０のトルク変動を抑制することができる。その結果、エンジン１０のトルク変動に起因した車両１の前後方向の振動を抑制することができる。
【００４４】
図３は、ＥＣＵ２００において構成される演算ブロックを示す図である。図３に示すように、ＥＣＵ２００は、周波数スペクトル算出部２０２と、振動レベル判定部２０４と、発生トルク算出部２０６と、補正量算出部２０８と、トルク差判定部２１０と、補正量確定部２１２とを含む。
【００４５】
周波数スペクトル算出部２０２は、Ｇセンサ３００から受信する車両１の前後方向の加速度を示す信号から車両１の前後方向の振動情報を取得する。この実施形態では、車両１の前後方向の加速度を示す信号から振動波形を取得し、それを周波数解析して車両１の前後方向の振動波形の周波数スペクトル（振動情報）を取得する。周波数スペクトル算出部２０２は、たとえば、予め定められた期間において取得した車両１の前後方向の振動波形をフーリエ変換することによって、図４に示すような周波数スペクトルを取得する。図４は、車両の前後方向の振動波形の周波数スペクトルを示す図である。図４の横軸は、周波数を示し、図４の縦軸は、振動レベル（振動強度）を示す。
【００４６】
振動レベル判定部２０４は、図４に示される周波数スペクトルにおける判定周波数帯での振動レベルを、判定周波数帯ごとに設定された振動レベルのしきい値（振動判定しきい値）と比較することで、判定周波数帯での振動レベルが振動判定しきい値よりも高いか否かを判定する。
【００４７】
ここで、判定周波数帯は、エンジン１０の回転数に依存する周波数帯として設定されており、たとえば、エンジン１０の０．５次振動に対応する第１周波数帯と、エンジン１０の１次振動に対応する第２周波数帯と、エンジン１０の２次振動に対応する第３周波数帯とのうちの少なくともいずれかを含む。本実施の形態においては、判定周波数帯は、たとえば、第１周波数帯と第２周波数帯とを含むものとする。また、振動判定しきい値は、判定周波数帯ごとに個別に設定されており、第１周波数帯における振動判定しきい値はしきい値Ｖ（１）であり、第２周波数帯における振動判定しきい値はしきい値Ｖ（２）である。
【００４８】
振動レベル判定部２０４は、図４に示される周波数スペクトルのうちの第１周波数帯における振動レベルの最大値（以下、第１最大値と記載する）と、第２周波数帯における振動レベルの最大値（以下、第２最大値と記載する）とを取得する。振動レベル判定部２０４は、第１最大値がしきい値Ｖ（１）よりも大きいか、もしくは、第２最大値がしきい値Ｖ（２）よりも大きいかを判定する。しきい値Ｖ（１）およびしきい値Ｖ（２）は、たとえば、エンジン１０を起振源とした振動が発生していることを判定するためのしきい値であって、実験的あるいは設計的に適合される。
【００４９】
図４においては、たとえば、振動レベルが第１最大値となる第１周波数帯の周波数がｆ（１）であって、振動レベルが第２最大値となる第２周波数帯の周波数がｆ（２）である場合において、第１最大値がしきい値Ｖ（１）よりも大きく、かつ、第２最大値がしきい値Ｖ（２）よりも大きい状態が示される。
【００５０】
発生トルク算出部２０６は、振動レベル判定部２０４において、第１最大値がしきい値Ｖ（１）よりも大きい、もしくは、第２最大値がしきい値Ｖ（２）よりも大きいと判定される場合に、エンジン１０に起因する振動が発生していると判断して、振動抑制の制御を実行する。振動抑制の制御では、まず、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生する発生トルクを算出する。以下の説明において、第１気筒２４ａにおいて発生する発生トルクをＴｒ（１）とし、第２気筒２４ｂにおいて発生する発生トルクをＴｒ（２）とし、第３気筒２４ｃにおいて発生する発生トルクをＴｒ（３）とし、第４気筒２４ｄにおいて発生する発生トルクをＴｒ（４）として説明する。
【００５１】
発生トルク算出部２０６は、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における筒内圧に基づいて第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生する発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）を推定する。
【００５２】
具体的には、発生トルク算出部２０６は、燃焼時の筒内圧の波形と、非燃焼時の筒内圧の波形との比較結果に基づいて発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）を推定する。
【００５３】
図５は、筒内圧を用いて気筒内での燃焼によって発生する発生トルクを算出する方法を説明するための図である。図５の縦軸は、筒内圧を示し、図５の横軸は、クランク角を示す。図５の実線は、燃焼時におけるクランク角と筒内圧との関係を示す。図５の破線は、非燃焼時におけるクランク角と筒内圧との関係を示し、燃焼時と相違する部分を示す。
【００５４】
図５に示すように、燃焼時の筒内圧の波形は、非燃焼時の筒内圧の波形と比較して、燃焼時の燃焼エネルギー（図５の斜線部分）によって筒内圧のピークが上昇した波形になる。図５において、たとえば、クランク角度がＴＤＣ（Top  Dead  Center）である場合において、非燃焼時の筒内圧の最大値がＰｍａｘ（０）であるのに対して、燃焼時の筒内圧の最大値は、Ｐｍａｘ（０）よりも高いＰｍａｘ（１）となる。
【００５５】
この燃焼エネルギーからフリクション等の機械的な損失および冷却損失を除外した部分がピストン１４を下方に押す仕事量（すなわち、トルク）に相当する部分となる。
【００５６】
発生トルク算出部２０６は、たとえば、ＴＤＣを含む所定のクランク角の範囲における、燃焼時の筒内圧の波形（実線）と、非燃焼時の筒内圧の波形（破線）とによって囲まれる斜線部分の面積を燃焼エネルギーとして算出する。発生トルク算出部２０６は、たとえば、燃焼時の筒内圧の波形を所定のクランク角の範囲で積分した値から非燃焼時の筒内圧の波形を所定のクランク角の範囲で積分した値を減算することによって燃焼エネルギーを算出してもよい。
【００５７】
発生トルク算出部２０６は、算出された燃焼エネルギーから機械的損失および冷却損失分を減算した値を発生トルクとして算出する。なお、発生トルク算出部２０６は、たとえば、エンジン１０の状態（エンジン回転数、冷却水温等）に基づいて機械的損失および冷却損失を算出する。発生トルク算出部２０６は、エンジン回転数と機械的損失との関係を示すマップや、冷却水温と冷却損失との関係を示すマップ等を用いて機械的損失および冷却損失を算出する。
【００５８】
補正量算出部２０８は、発生トルク算出部２０６によって算出された各気筒の発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）に基づいて、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々に噴射される燃料の指令噴射量の補正量を算出する。
【００５９】
具体的には、補正量算出部２０８は、各気筒の発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）から第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄにおける平均発生トルクを算出するとともに、各気筒の発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）が算出した平均発生トルクに近づくように各気筒の指令噴射量の補正量を算出する。
【００６０】
補正量算出部２０８は、たとえば、発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）の総和を気筒数４で除算することによって平均発生トルクＴｒ（０）を算出する。補正量算出部２０８は、算出された平均発生トルクＴｒ（０）と各気筒の発生トルクとの差分に基づいて指令噴射量の補正量を算出する。
【００６１】
図６は、指令噴射量の補正量の算出方法を説明するための図である。図６の縦軸は、トルクを示し、図６の横軸は、気筒番号を示す。図６には、ある時点において第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生する発生トルクが示される。
【００６２】
補正量算出部２０８は、Ｔｒ（０）−Ｔｒ（１）を第１気筒２４ａのトルク補正量として算出し、算出されたトルク補正量に基づいて第１気筒２４ａにおける指令噴射量の補正量を算出する。補正量算出部２０８は、たとえば、トルク補正量と指令噴射量の補正量との関係を示すマップ、表あるいは数式等を用いて指令噴射量の補正量を算出する。トルク補正量と指令噴射量の補正量との関係を示すマップ、表あるいは数式等は、たとえば、予め実験等によって適合されて作成され、予めメモリ１５０に記憶される。
【００６３】
補正量算出部２０８は、同様に、Ｔｒ（０）−Ｔｒ（２）を第２気筒２４ｂのトルク補正量として算出し、算出されたトルク補正量に基づいて第２気筒２４ｂにおける指令噴射量の補正量を算出する。補正量算出部２０８は、同様に、Ｔｒ（０）−Ｔｒ（３）を第３気筒２４ｃのトルク補正量として算出し、算出されたトルク補正量に基づいて第３気筒２４ｃにおける指令噴射量の補正量を算出する。補正量算出部２０８は、同様に、Ｔｒ（０）−Ｔｒ（４）を第４気筒２４ｄのトルク補正量として算出し、算出されたトルク補正量に基づいて第４気筒２４ｄの指令噴射量の補正量を算出する。第２気筒２４ｂ〜第４気筒２４ｄの指令噴射量の補正量の算出方法は、上述の第１気筒２４ａの指令噴射量の補正量の算出方法と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００６４】
トルク差判定部２１０は、補正量算出部２０８において算出された補正量が反映された次の燃焼サイクルでの発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）を算出し、算出された発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）のうちの最大値と最小値との差分をトルク差として算出する。
【００６５】
トルク差判定部２１０は、算出されたトルク差がトルク差判定しきい値として設定されたしきい値Ａ以下であるか否かを判定する。しきい値Ａは、各気筒のトルク差が十分に小さくなったことを判定するためのしきい値であって、あらかじめ実験等によって適合される。
【００６６】
補正量確定部２１２は、トルク差判定部２１０によってトルク差がしきい値Ａ以下であると判定される場合には、各気筒のトルク差が十分に小さくなったと判定して、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における補正量を確定する。補正量が確定される場合には、次に補正量の算出が行なわれるまで確定された補正量を用いた燃料噴射制御が行なわれる。一方、トルク差判定部２１０によってトルク差がしきい値Ａよりも大きいと判定される場合には、各気筒のトルク差が十分に小さくなっていないと判定して、発生トルク算出部２０６および補正量算出部２０８によって発生トルクを算出する処理と、指令噴射量の補正量を算出する処理とが再度実行される。
【００６７】
図７を参照して、本実施の形態に係る車両の振動抑制装置であるＥＣＵ２００で実行される制御処理について説明する。図７は、ＥＣＵ２００で実行される制御処理を示すフローチャートである。
【００６８】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、車両１が定常走行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、所定時間当たり（たとえば、単位時間当たり）のアクセル開度の変化量が、アクセルペダルの操作が行なわれているか否かを判定するためのしきい値以下であって、Ｇセンサ３００により検出される上下方向の加速度の変化によって示される振動の振幅が、悪路走行中であるか否かを判定するためのしきい値以下であって、かつ、車速センサ３０２の検出結果に基づく所定時間当たり（たとえば、単位時間当たり）の車両１の速度の変化量がしきい値以下である場合に、車両１が定常走行中であると判定する。車両１が定常走行中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。
【００６９】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、Ｇセンサ３００により検出される車両１の前後方向の振動波形の周波数スペクトルを算出する。
【００７０】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、第１周波数帯に対応する第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）以上であるか、もしくは、第２周波数帯に対応する第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）以上であるかを判定する。第１周波数帯に対応する第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）以上であって、かつ、第２周波数帯に対応する第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）以上であると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。
【００７１】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生した発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）を算出する。ＥＣＵ２００は、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々の筒内圧に基づいて発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）を算出する。発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）の具体的な算出方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返さない。
【００７２】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における指令噴射量の補正量を算出する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ２００は、算出された補正量が反映された次の燃焼サイクルが終了したか否かを判定する。次のサイクルが終了したと判定される場合、処理はＳ１１２に移される。
【００７３】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ２００は、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生する発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）を算出する。
【００７４】
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ２００は、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの気筒間のトルク差がしきい値Ａ以下であるか否かを判定する。気筒間のトルク差がしきい値Ａ以下であると判定されると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。Ｓ１１６にて、ＥＣＵ２００は、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における指令噴射量の補正量を確定する。
【００７５】
なお、定常走行中でないと判定される場合や（Ｓ１００にてＮＯ）、第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）よりも小さく、かつ、第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）よりも小さいと判定される場合には（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理は終了される。
【００７６】
Ｓ１０８にて算出された補正量が反映された次の燃焼サイクルが終了していないと判定される場合（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０に戻され、次の燃焼サイクルが終了するまで処理が待機する。
【００７７】
また、気筒間トルク差がしきい値Ａよりも大きいと判定される場合（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移され、再度第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々の指令噴射量の補正量が算出される。
【００７８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１の制御装置であるＥＣＵ２００の動作について図８を用いて説明する。図８は、ＥＣＵ２００の動作を説明するための図である。図８の縦軸は、トルクを示し、図８の横軸は、気筒番号を示す。
【００７９】
たとえば、車両１が定常走行中である場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、車両１の前後方向の振動波形の周波数スペクトルが算出される（Ｓ１０２）。算出された周波数スペクトルにおけるエンジン１０の０．５次振動に対応する第１周波数帯に対応する第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）以上であるか、もしくは、エンジン１０の１次振動に対応する第２周波数帯に対応する第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）以上であるかが判定される（Ｓ１０４）。この判定処理によって車両１の前後方向にエンジン１０に起因する振動が発生しているか否かが判定される。第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）以上であるか、もしくは、第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）以上であると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生する発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）が算出される（Ｓ１０６）。
【００８０】
算出された発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）に基づいて平均発生トルクＴｒ（０）が算出され、算出された平均発生トルクＴｒ（０）と発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）との差に基づいて第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における指令噴射量の補正量が算出される（Ｓ１０８）。
【００８１】
算出された補正量を用いて次のサイクルの燃料噴射制御が実行され、次のサイクルが終了した場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、再度第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生する発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）が算出される（Ｓ１１２）。このとき、図８に示すように、算出された次サイクルの発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）の各々がほぼ平均発生トルクＴｒ（０）になることによって、トルク差がしきい値Ａ以下である場合には（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、各気筒のトルク差が十分に小さくなったと判定されるため、補正量が確定される（Ｓ１１６）。そのため、その後の燃料噴射制御において確定された補正量が用いられる。一方、気筒間のトルク差がしきい値Ａよりも大きい場合には（Ｓ１１４にてＮＯ）、各気筒のトルク差が十分に小さくなっていないと判定されるため、算出された発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）を用いて再度補正量が算出される（Ｓ１０８）。
【００８２】
以上のようにして、本実施の形態に係る車両の振動抑制装置によると、第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）以上であるか、もしくは、第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）以上である場合、エンジン１０のトルク変動に起因して車両１の前後方向に振動が発生していると考えられる。そのため、第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄ間のトルク差を低減するように第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における指令噴射量の補正量を算出し、算出された補正量を用いて燃料噴射制御が行なわれることによってエンジン１０のトルク変動を抑制することができる。その結果、エンジン１０のトルク変動に起因した車両の前後方向の振動を抑制することができる。したがって、車両の振動が抑制されるようにエンジンを適切に制御する車両の振動抑制装置を提供することができる。
【００８３】
さらに、各気筒の発生トルクＴｒ（１）〜Ｔｒ（４）が平均発生トルクＴｒ（０）に近づくように第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄにおける指令噴射量の補正量が算出されるため、複数の気筒間のトルク差を解消するとともに複数の気筒において発生するトルクの総和の変動を抑制することができる。その結果、エンジンのトルク変動を抑制することができる。
【００８４】
さらに、複数の気筒間のトルク差がしきい値Ａ以下になるまで補正量の算出が繰り返し実行されるため、気筒間のトルク差を解消し得る複数の補正量を算出することができる。そのため、エンジンのトルク変動を抑制することができる。
【００８５】
さらに、燃焼時における第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における筒内圧の波形と、非燃焼時における第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々における筒内圧の波形との比較結果に基づいて第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの各々において発生する発生トルクを算出することによって、各気筒の発生トルクを精度高く算出することができる。そのため、気筒間のトルク差を精度高く算出することができる。その結果、エンジンのトルク変動を抑制することができる。
【００８６】
さらに、エンジンの０．５次振動に対応する第１周波数帯と、１次振動に対応する第２周波数帯と、２次振動に対応する第３周波数帯とのうちの少なくともいずれかの周波数帯の振動レベルとしきい値とを比較することによって、エンジン１０のトルク変動に起因した振動が車両１に発生しているか否かを精度高く判定することができる。
【００８７】
以下、変形例について説明する。
上述の実施の形態においては、第１筒内圧センサ３４ａ〜第４筒内圧センサ３４ｄは、それぞれ第１気筒２４ａ〜第４気筒２４ｄの頂部に設けられるものとして説明したが気筒内の圧力を検出できる位置であれば、特に気筒の頂部に設けられることに限定されるものではない。たとえば、気筒の側面のうちのピストンが到達しない位置に設けられてもよいし、グロープラグが設けられる場合には、グロープラグ近傍に設けられてもよい。
【００８８】
さらに上述の実施の形態においては、発生トルクを燃焼時の筒内圧の圧力波形の面積と非燃焼時の筒内圧の圧力波形の面積との差分（両方の圧力波形で囲まれた部分の面積）に基づいて算出するものとして説明したが、たとえば、燃焼時の筒内圧の最大値Ｐｍａｘ（１）と、非燃焼時の筒内圧の最大値Ｐｍａｘ（０）との差分Ｐｍａｘ（１）−Ｐｍａｘ（０）に基づいて発生トルクを推定してもよい。
【００８９】
さらに上述の実施の形態においては、４気筒のエンジンを一例として説明したが、複数の気筒を有していればよく、特に４気筒のエンジンに限定されるものではない。
【００９０】
さらに上述の実施の形態においては、エンジン１０の０．５次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の１次振動に対応する周波数帯の振動レベルとのうちの少なくともいずれかが対応するしきい値を超える場合に、エンジン１０の動作に起因した前後振動が発生していると判定した。しかしながら、このような判定方法に限定されるものではない。たとえば、エンジン１０の０．５次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の１次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の２次振動に対応する周波数帯の振動レベルとのいずれもが対応するそれぞれのしきい値を超える場合に、エンジン１０の動作に起因した前後振動が発生していると判定してもよい。あるいは、エンジン１０の０．５次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の１次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の２次振動に対応する周波数帯の振動レベルとのうちの少なくともいずれか一つが対応するしきい値を超える場合に、エンジン１０の動作に起因した前後振動が発生していると判定してもよい。あるいは、エンジン１０の０．５次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の１次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の２次振動に対応する周波数帯の振動レベルとのうちの少なくともいずれか二つが対応するしきい値を超える場合に、エンジン１０の動作に起因した前後振動が発生していると判定してもよい。たとえば、エンジン１０の０．５次振動に対応する周波数帯の振動レベルと、エンジン１０の１次振動に対応する周波数帯の振動レベルとのいずれもが対応するしきい値を超える場合に、エンジン１０の動作に起因した前後振動が発生していると判定してもよい。
【００９１】
上述の実施の形態においては、アクセル開度と、上下方向の加速度の変化によって示される振動の振幅と、車両１の速度とに基づいて車両１が定常走行中であるか否かを判定するものとして説明したが、アクセル開度と、上下方向の振動の振幅と、車両１の速度とのうちの少なくともいずれかに基づいて車両１が定常走行中であるか否かを判定してもよいし、これらに加えて、エンジン回転数の単位時間当たりの変化量がしきい値以下であるという条件あるいは変速比の単位時間当たりの変化量がしきい値以下であるという条件が成立している場合に、車両１が定常走行中であると判定してもよい。
【００９２】
上述の実施の形態においては、車両１が定常走行中であって、かつ、判定周波数帯の振動レベルがしきい値以上である場合に、指令噴射量の補正量の算出が行なわれるものとして説明した。しかしながら、このような場合に限定されるものではなく、たとえば、車両１が定常走行中であって、判定周波数帯の振動レベルがしきい値以上である場合に加えて、前回補正量が確定してから予め定められた期間が経過している場合に、指令噴射量の補正量の算出が行なわれてもよい。
【００９３】
上述の実施の形態においては、エンジン１０は、燃焼室内に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴エンジンである場合を一例として説明したが、たとえば、エンジン１０は、ガソリンエンジンであって、かつ、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射装置を備えたエンジンであってもよい。
【００９４】
上述の実施の形態においては、車両１の前後方向の振動波形の周波数スペクトルを算出し、エンジン１０に起因する振動が発生しているか否かを判定するために、算出された周波数スペクトルのうちの第１周波数帯の第１振動レベルがしきい値Ｖ（１）以上であるか、もしくは、第２周波数帯の第２振動レベルがしきい値Ｖ（２）以上であるかを判定するものとして説明した。しかしながら、このような判定方法に限定されるものではない。たとえば、上記判定に代えて、車両１の前後方向の振動波形からバンドパスフィルタ等の各種フィルタを用いて第１周波数帯の振動波形と、第２周波数帯の振動波形とを抽出し、抽出された第１周波数帯の振動波形の振幅の最大値がしきい値Ｖ（１）以上であるか、もしくは、第２周波数帯の振動波形の振幅の最大値がしきい値Ｖ（２）以上であるかを判定してもよい。
【００９５】
上述の実施の形態においては、判定周波数帯のうちの振動レベルの最大値がしきい値よりも大きいか否かを判定することによって、エンジン１０のトルク変動に起因した振動が車両１に発生しているか否かを判定するものとして説明した。しかしながら、このような判定方法に限定されるものではない。たとえば、判定周波数帯の振動レベルの積算値を算出し、算出された積算値がしきい値よりも大きいか否かによって、エンジン１０のトルク変動に起因した振動が車両１に発生しているか否かを判定してもよい。
【００９６】
上述の実施の形態においては、判定周波数帯は、第１周波数帯と第２周波数帯とを含むとして説明したが、単一の周波数を含むものであってもよい。
【００９７】
なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９８】
１  車両、１０  エンジン、１２  シリンダブロック、１４  ピストン、１５  コネクティングロッド、１６  ピストンリング、１８  シリンダヘッド、２０  吸気ポート、２２  吸気バルブ、２４ａ  第１気筒、２４ｂ  第２気筒、２４ｃ  第３気筒、２４ｄ  第４気筒、２６  排気バルブ、２８  燃料噴射弁、３０  排気ポート、３２  噴孔部、３４ａ  第１筒内圧センサ、３４ｂ  第２筒内圧センサ、３４ｃ  第３筒内圧センサ、３４ｄ  第４筒内圧センサ、８０  駆動輪、１４８  ＣＰＵ、１５０  メモリ、２００  ＥＣＵ、２０２  周波数スペクトル算出部、２０４  振動レベル判定部、２０６  発生トルク算出部、２０８  補正量算出部、２１０  トルク差判定部、２１２  補正量確定部、３００  Ｇセンサ、３０２  車速センサ、３０４  アクセル開度センサ。
【図１】
2018178736.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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