(57)【要約】【課題】点火時期を制御することによりしゃくりショックを低減させる内燃機関の点火時期制御装置において、遅れを生じることなく、適切な点火時期制御を実施できるものを提供すること。【解決手段】車両が加速する際の運転領域に応じて設定された点火時期情報に基づいて内燃機関の点火時期制御を実施する制御手段と、車両が加速する際に発生する車両前後振動の１サイクル目の振幅値、２サイクル目の振幅値および２サイクル目以降の振動周波数に基づいて、当該加速時の運転領域について、前記点火時期情報を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が加速する際の運転領域に応じて設定された点火時期情報に基づいて内燃機関の点火時期制御を実施する制御手段と、
車両が加速する際に発生する車両前後振動の１サイクル目の振幅値、２サイクル目の振幅値および２サイクル目以降の振動周波数に基づいて、当該加速時の運転領域について、前記点火時期情報を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記補正手段による点火時期の補正は、次回の同じ運転領域での車両加速時の車両前後振動の１サイクル目の振幅値が所定値に近づくように点火時期を補正するものであって、該所定値は、所定の振幅値以下であり、かつ、補正による燃費悪化が所定値以下となるものである、ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、
前記補正手段による点火時期の補正は、次回の同じ運転領域での車両加速時の内燃機関のトルク変動が、車両前後振動と逆位相をなすように点火時期を補正するものである、ことを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火時期制御装置に関する。特に、加速時のエンジンのトルク変動に起因して、車両が前後方向に振動するしゃくりショックを低減するために点火時期を制御する点火時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
急なアクセルＯＮ操作などがあった場合には、内燃機関のトルクの急激な増加に対して駆動輪が追従できないために、内燃機関から駆動輪へトルクを伝達する駆動系にねじれが生じ、それに起因する内燃機関の変位をマウントで吸収する際に加速変動が起き、車両が前後方向に振動する現象（しゃくりショック）が発生し、ドライバリティが悪化することがある。
【０００３】
特許文献１に開示された内燃機関の点火時期制御装置は、加速時、内燃機関の回転数に基づいた回転変動量を算出し、変速比に応じた位相遅れ補正後、車両駆動力の変動を低減させるように点火時期を遅角させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２４９２５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、特許文献１に開示されている内燃機関の点火時期制御装置では、回転変動量を算出し、変速比に応じた位相遅れ補正を実行するため、時間遅れが発生して、車両駆動力の変動（しゃくりショック）を十分に抑えることが困難である。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたものであり、点火時期を制御することによりしゃくりショックを低減させる内燃機関の点火時期制御装置において、遅れを生じることなく、適切な点火時期制御を実施できる内燃機関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の点火時期制御装置は、車両が加速する際の運転領域に応じて設定された点火時期情報に基づいて内燃機関の点火時期制御を実施する制御手段と、車両が加速する際に発生する車両前後振動の１サイクル目の振幅値、２サイクル目の振幅値および２サイクル目以降の振動周波数に基づいて、当該加速時の運転領域について、前記点火時期情報を補正する補正手段と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
かかる構成を備える内燃機関の点火時期制御装置によれば、加速時の運転条件で補正を入れるので、遅れを生じることなく、適切な点火時期制御を実現できる。また、学習補正が進むにつれて補正量も減り点火時期の最適化ができる。
【０００９】
例えば、前記補正手段による点火時期の補正は、次回の同じ運転領域での車両加速時の車両前後振動の１サイクル目の振幅値が所定値に近づくように点火時期を補正するものであって、該所定値は、所定の振幅値以下であり、かつ、補正による燃費悪化が所定値以下となるものである。
【００１０】
かかる構成を備える内燃機関の点火時期制御装置によれば、ショックの低減と燃費向上の両立が図られる。
【００１１】
例えば、前記補正手段による点火時期の補正は、次回の同じ運転領域での車両加速時の内燃機関のトルク変動が、車両前後振動と逆位相をなすように点火時期を補正するものである。
【００１２】
かかる構成を備える内燃機関の点火時期制御装置によれば、逆位相で補正を入れることで、しゃくりを小さくできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、遅れを生じることなく、適切な点火時期制御を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置が実行する処理動作を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置が実行する処理動作を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置を搭載した車両において、しゃくりショックが収束する様子を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る内燃機関の点火時期制御装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、点火時期制御装置１およびこれを適用した内燃機関２の概略構成を示している。
【００１６】
この内燃機関（エンジン）２は、図示しない車両に搭載された、例えば４気筒４サイクルエンジンなどである。エンジン２の吸気管４には、スロットル弁５が設けられており、このスロットル弁５の開度ＴＨは、スロットル開度センサ６によって検出され、その検出信号は、後述するＥＣＵ３に出力される。
【００１７】
吸気管４のスロットル弁５よりも下流側、かつ、吸気弁（図示せず）のすぐ上流側には、燃料噴射弁（インジェクタ）７が気筒ごとに設けられている（図においては１つのみを示す）。各インジェクタ７は、燃料ポンプ（図示せず）に接続されるとともに、ＥＣＵ３に電気的に接続されていて、その開弁時間（燃料噴射時間）ＴＯＵＴは、ＥＣＵ３からの駆動信号によって制御される。
【００１８】
エンジン２の各気筒には、点火プラグ８（図においては１つのみを示す）が設けられており、ディストリビュータ９を介してＥＣＵ３に接続されている。各点火プラグ８は、ＥＣＵ３からの駆動信号により点火時期ＩＧＬＯＧに応じたタイミングで高電圧が加えられ、次に遮断されることによって放電し、それにより、各気筒内で混合気の点火が行われる。
【００１９】
吸気管４のスロットル弁５よりも下流側には、吸気管内絶対圧センサ１０が配置されている。この吸気管内絶対圧センサ１０は、吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ３に出力する。また、吸気管４には、吸気管内絶対圧センサ１０の下流側に、吸気温センサ１１が取り付けられており、吸気管４内の吸気温ＴＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ３に出力する。さらに、エンジン２の本体には、エンジン水温センサ１２が取り付けられており、エンジン２の本体内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出し、その検出信号をＥＣＵ３に出力する。
【００２０】
エンジン２のクランクシャフト（図示せず）の周囲には、気筒判別センサ１３、ＴＤＣセンサ１４およびクランク角センサ１５が設けられている。これらのセンサ１３〜１５は、マグネットロータやＭＲＥピックアップなどで構成され、それぞれの所定クランク角度位置でパルス信号を発生し、ＥＣＵ３に出力する。具体的には、気筒判別センサ１３は、特定の気筒の所定のクランク角度位置で、気筒判別信号ＣＹＬを発生する。ＴＤＣセンサ１４は、各気筒の吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）よりも少し前の所定のクランク角度位置で、ＴＤＣ信号を発生する。４気筒タイプでは、ＴＤＣ信号はクランク角１８０度ごとに１パルスが出力される。また、クランク角センサ１５は、ＴＤＣ信号よりも短い所定のクランク角度の周期（例えば３０度ごと）で、クランク角信号ＣＲＫを発生する。
【００２１】
ＥＣＵ３は、これらの気筒判別信号ＣＹＬ、ＴＤＣ信号およびクランク角信号ＣＲＫに基づき、気筒ごとのクランク角度位置を判別するとともに、クランク角信号ＣＲＫに基づき、エンジン２の回転数（以下「エンジン回転数」という。）ＮＥを算出する。
【００２２】
ＥＣＵ３には、さらに、車速センサ１９から、車両の速度（車速）ＶＰを表す検出信号が、ギヤ比送信部２０からギヤ比ＧＲを表す検出信号がそれぞれ出力される。また、ＥＣＵ３には、車両の前後方向の加速度を検出する加速度センサ２３から、車両の加速度ＶＡを表す検出信号が出力される。なお、図１において符号１６は排気管を示している。
【００２３】
ＥＣＵ３は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。
【００２４】
ＣＰＵは、既述の各種のセンサで検出されたエンジンパラメータ信号に基づいて、エンジン２の運転状態を判別するとともに、その判別結果に応じ、ＴＤＣ信号の発生に同期して、燃料噴射時間ＴＯＵＴおよび点火時期ＩＧＬＯＧを演算し、その演算結果に基づく駆動信号をインジェクタ７およびディストリビュータ９に出力する。また、車両の加速時には、点火時期ＩＧＬＯＧの制御を後述するように実行する。
【００２５】
また、ＥＣＵ３は、車両が加速する際の運転領域毎に設定された点火時期マップ（点火時期情報）を有しており、この点火時期マップに従って点火時期を決定する。この点火時期マップは、後述の学習補正により更新される。
【００２６】
図２、図３は、ＥＣＵ３が実行する点火時期の学習補正の一例を示すフローチャートである。図２は、車両前後振動において最大振幅となる１サイクル目によって発生するショックを緩和させるために実行される処理動作を示しており、図３は、車両前後振動の２サイクル目以降を抑制するために実行される処理動作を示している。本実施形態では、図２および図３に示す処理動作は同時進行的に実行される。
【００２７】
図２に示すように、アクセルＯＮ（アクセルの踏込操作）があると（ＳＴ１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３は、アクセルＯＮ時の運転領域を確認する。具体的には、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、車速ＶＰ、ギヤ比ＧＲなどを読み取る（ＳＴ２）。
【００２８】
次に、ＥＣＵ３は、車両前後振動の１サイクル目の加速度の振幅を読み取り（ＳＴ３）、読み取った振幅値が該当運転領域の第１基準値を超えているか否かを判定する（ＳＴ４）。ここで、第１基準値は、ステップＳＴ２で確認した運転領域に対応付けてＥＣＵ３が予め記憶している基準振幅値である。この基準振幅値は、特に限定されるものではないが、例えば、一般的な乗員がそのレベルのしゃくりショックによって不快と感じるか否かの境界値とすることができる。本ステップで肯定判定した場合は、処理をステップＳＴ５へ移行し、否定判定した場合は、処理をステップＳＴ６へ移行する。
【００２９】
ＳＴ５において、ＥＣＵ３は、該当運転領域に対応する点火時期マップの１サイクル目の点火時期を遅角側に変更（補正）して更新する。点火時期の遅角側への変更量（補正量）は、次回の同じ運転領域での車両加速時の車両前後振動の１サイクル目の振幅値が所定値にできるだけ近づくようにする。該所定値は、所定の振幅値以下（例えば、一般的な乗員がそのレベルのしゃくりショックにより不快と感じるか否かの境界値以下）であり、かつ、点火時期の遅角側への変更による燃費悪化が所定値以下（しゃくりショック発生中の瞬間燃費が所定値［ｋｍ／ｌ］以上）とすることができる。
【００３０】
ＳＴ６において、ＥＣＵ３は、読み取った振幅値が該当運転領域の第２基準値を超えているか否かを判定する（ＳＴ６）。ここで、第２基準値は、ステップＳＴ２で確認した運転領域に対応付けてＥＣＵ３が予め記憶している基準振幅値（第１基準値より低い値）である。この基準振幅値は、特に限定されるものではないが、例えば、多くの乗員がそのレベルのしゃくりショックにより不快と感じない程度の値とすることができる。ここで、肯定判定した場合は、点火時期マップを更新することなく、ステップＳＴ１に戻る。一方、本ステップで否定判定した場合は、処理をステップＳＴ７へ移行する。
【００３１】
ＳＴ７において、ＥＣＵ３は、該当運転領域に対応する点火時期マップの１サイクル目の点火時期を進角側に変更（補正）して更新する。これにより、燃費向上が図られる。
【００３２】
次に図３の処理動作について説明する。すなわち、アクセルＯＮ（アクセルの踏込操作）があると（ＳＴ２１）、ＥＣＵ３は、アクセルＯＮ時の運転領域を確認する。具体的には、エンジン回転数Ｎｅ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、車速ＶＰ、ギヤ比ＧＲなどを読み取る（ＳＴ２２）。
【００３３】
次に、ＥＣＵ３は、車両前後振動の２サイクル目の加速度の振幅値および２サイクル目以降の振動周波数を読み取り（ＳＴ２３）、読み取った２サイクル目の振幅値が該当運転領域の基準値を超えているか否かを判定する（ＳＴ２４）。この基準値は、特に限定されるものではないが、例えば、一般的な乗員がそのレベルのしゃくりショックによって不快と感じるか否かの境界値とすることができる。ここで肯定判定した場合は、処理をステップＳＴ２５へ移行し、否定判定した場合は、処理をステップＳＴ２１へ戻す。
【００３４】
ＳＴ２５において、ＥＣＵ３は、次回の同じ運転領域に係る車両加速時におけるエンジン２のトルク変動が、ＳＴ２３で読み取った２サイクル目以降の振動周波数と同じ周期であり、かつ、車両前後振動と逆位相を成すように、該当運転領域に対応する点火時期マップを変更（補正）して更新する。なお、同位相の点火時期は遅角させ、逆位相の点火時期は進角させる。
【００３５】
図４は、以上に説明した内燃機関の点火時期制御装置１を搭載した車両において、１回目のアクセルＯＮ時に発生したしゃくりショックが、既述の学習補正によって、その後のアクセルＯＮ時に緩和された様子を示している。
【００３６】
この図４に示す例では、時間Ｔ１において、アクセルＯＮがあり、その直後に、車両加速度および車速値が大きく振動している。つまり、車両がしゃくりショックを起こしている。時間Ｔ１直後にしゃくりショックを抑制するために、図４の「点火時期」に示すように、予め設定された初期値に従って点火時期制御が行われているが、初期値に基づく点火時期制御では、十分にしゃくりショックを抑制できていない。
【００３７】
しかし、ＥＣＵ３は、時間Ｔ１直後に、既述したように、アクセルＯＮ時の運転領域を確認するとともに（ＳＴ２、ＳＴ２２）、１サイクル目の加速度の振幅、２サイクル目の加速度の振幅および２サイクル目以降の振動周波数を読み取り（ＳＴ３、ＳＴ２３）、読み取った値に応じて点火時期マップを更新している。
【００３８】
このため、時間Ｔ３において、同じ運転領域（エンジン回転数、吸気管負圧、車速およびギヤ比が何れも同等）で再びアクセルＯＮされると、点火時期の遅角量が前回のアクセルＯＮ時よりも増加されていることにより、時間Ｔ３直後の車両加速度の１サイクル目の振幅が大幅に低減される。つまり、車両に生じるショックが大幅に低減される。なお、図示しないが、１サイクル目の加速度の振幅値が小さく、該当運転領域の第２基準値未満である場合は、該当運転領域に対応する点火時期マップの１サイクル目の点火時期を進角側に変更されるため、燃費の向上が図られる。
【００３９】
また、時間Ｔ３直後では、エンジン２のトルク変動が、車両前後振動と逆位相を成すように点火時期制御が実行されているので、車両前後振動が迅速に収束している。
【００４０】
以上の説明から明らかなように本発明の実施の形態に係る点火時期制御装置１によれば、遅れを生じることなく、しゃくりショックを確実に抑制でき、車両の状態（特に駆動系の状態）によっては、ＳＴ７において、点火時期マップが進角側に補正されることで、燃費向上が見込まれる。
【００４１】
また、加速時のしゃくりショックの大きさおよび傾向（周波数等）は、運転領域毎に異なるが、本発明の実施の形態に係る点火時期制御装置１によれば、運転領域毎に学習補正を実施するので、適切な学習補正が可能となる。
【符号の説明】
【００４２】
１    内燃機関の点火時期制御装置
２    内燃機関
３    ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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