(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の被駆動走行時に内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、
前記車両が駆動状態から被駆動状態に移行した際の機関負荷の変化量に基づいて所定時間後の機関負荷を予測する負荷予測手段と、
前記車両が前記駆動状態から前記被駆動状態に移行した際の前記内燃機関の機関回転数および前記負荷予測手段により予測された前記所定時間後の機関負荷に基づいて、前記所定時間後の目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、
前記所定時間後に前記内燃機関の出力トルクが前記目標トルク算出手段により算出された目標トルクになるよう内燃機関を制御して出力トルクを減衰する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記車両が駆動状態から被駆動状態に移行した際に発生する捩れ振動の周期の整数倍であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、内燃機関の燃焼行程における点火時期を遅角側に移行させることにより出力トルクを減衰させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関に失火が発生しない最遅角の点火時期に応じた失火限界トルクを算出する失火限界トルク算出手段を備え、
前記目標トルク算出手段は、算出した前記目標トルクが失火限界トルク算出手段により算出された失火限界トルクより小さくなる場合には、前記失火限界トルクを前記目標トルクに置き換えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記フュエルカットの開始時を前記所定時間の終了時とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速時にフュエルカットを実行する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動力源として内燃機関を搭載した車両においては、燃費を向上するために減速時に内燃機関に対する燃料の供給を停止するフュエルカット制御を実行する制御装置を備えたものが知られている。
【０００３】
このフュエルカット制御が実行されると、フュエルカットの実行開始前後において内燃機関が発生する出力トルクの大きさに段差が生じるため、車両にショックが生じ運転者に不快感を与える原因となっていた。そこで、内燃機関の制御装置において、フュエルカットの開始時に内燃機関が発生する出力トルクの変化に起因して車両にショックが発生することを抑制するようフュエルカット制御開始前に出力トルクを制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載された従来の制御装置は、所定の減速運転条件の成立時に内燃機関への燃料供給をカットする燃料カット手段と、燃料カット手段による燃料カットの開始を所定時間遅延させる燃料カットディレー手段と、燃料カットの遅延時間中に点火時期を遅角する点火時期遅角手段とを備えている。
【０００５】
これにより、減速中にスロットル弁を全閉にして出力トルクを減少させるのみならず遅角により出力トルクを減少させるので、フュエルカットの開始時におけるトルク段差を低減し、車両にショックが発生することを抑制するようになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−０３０４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述のような特許文献１に記載の従来の制御装置にあっては、出力トルクを減衰させる時間を考慮するようなものではなかった。すなわち、車両が駆動状態から被駆動状態に移行すると、内燃機関と駆動輪との間の捩れトルクが解放され捩れ振動が発生するが、出力トルクの減衰が開始されてから終了するまでの時間と捩れ振動の周期との関係によっては捩れ振動の振幅が増大し、車両が前後方向に振動する所謂しゃくりが発生し、ドライバビリティが低下する可能性があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、減速時において車両の前後振動が発生することを抑制しドライバビリティの低下を抑制できる内燃機関の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】
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的達成のため、（１）車両の被駆動走行時に内燃機関の出力トルクを制御する内燃機関の制御装置において、前記車両が駆動状態から被駆動状態に移行した際の機関負荷の変化量に基づいて所定時間後の機関負荷を予測する負荷予測手段と、前記車両が前記駆動状態から前記被駆動状態に移行した際の前記内燃機関の機関回転数および前記負荷予測手段により予測された前記所定時間後の機関負荷に基づいて、前記所定時間後の目標トルクを算出する目標トルク算出手段と、前記所定時間後に前記内燃機関の出力トルクが前記目標トルク算出手段により算出された目標トルクになるよう内燃機関を制御して出力トルクを減衰する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成により、現在の出力トルクを所定時間かけて目標トルクに減衰することができるので、出力トルクを所望の減衰速度で減衰することが可能となる。したがって、出力トルクの減衰速度が所望の速度とならなかったり減衰中に減衰速度が変化することに起因して車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。
【００１１】
また、上記（１）に記載の内燃機関の制御装置において、（２）前記所定時間は、前記車両が駆動状態から被駆動状態に移行した際に発生する捩れ振動の周期の整数倍であることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、出力トルクを捩れ振動周期の整数倍となる時間において目標トルクに減衰することができる。これにより、出力トルクの減衰に起因した捩れ振動の振幅の増大を抑制することが可能となる。したがって、出力トルクを減衰する場合において、車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。
【００１３】
また、上記（１）または（２）に記載の内燃機関の制御装置において、（３）前記制御手段は、内燃機関の燃焼行程における点火時期を遅角側に移行させることにより出力トルクを減衰させることを特徴とする。
【００１４】
この構成により、点火時期を遅角側に制御することにより出力トルクを減衰させることができる。これにより、出力トルクの制御に対する時間応答性を高めることができる。したがって、出力トルクを精度よく調節することができる。
【００１５】
また、上記（１）から（３）に記載の内燃機関の制御装置において、（４）前記内燃機関に失火が発生しない最遅角の点火時期に応じた失火限界トルクを算出する失火限界トルク算出手段を備え、前記目標トルク算出手段は、算出した前記目標トルクが失火限界トルク算出手段により算出された失火限界トルクより小さくなる場合には、前記失火限界トルクを前記目標トルクに置き換えることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、目標トルクが失火限界トルクを下回る場合には、失火限界トルクを目標トルクに設定することができる。これにより、出力トルクの減衰中に出力トルクが失火限界トルクまで低下し、所定時間の経過前に出力トルクの減衰速度が変化することを防止し、捩れ振動が増幅することを防止できる。
【００１７】
また、上記（１）から（４）に記載の内燃機関の制御装置において、（５）前記制御手段は、前記フュエルカットの開始時を前記所定時間の終了時とすることを特徴とする。
【００１８】
この構成により、捩れ振動が発生することを抑制した状態でフュエルカット制御を開始することが可能となり、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、減速時において車両の前後振動が発生することを抑制しドライバビリティの低下を抑制できる内燃機関の制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の構成を示す骨子図である。
【図３】捩れ振動に起因したしゃくりを示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係るトルク減衰制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る失火限界点火時期マップを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＭＢＴ図示トルクマップを示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るＭＢＴ点火時期マップを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る点火時期効率マップを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るトルク減衰制御を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両を示す概略構成図である。図２は、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の周辺の構成を示す骨子図である。なお、本実施の形態においては、本発明に係る内燃機関の制御装置をＦＲ（Front engine Rear drive）車両に適用した場合について説明する。
【００２３】
図１、２に示すように、車両１は、内燃機関を構成するエンジン２と、エンジン２により出力された回転トルクを増大させるトルクコンバータ３と、トルクコンバータ３の出力軸の回転速度を変速して出力する変速機構４と、を備えており、変速機構４の出力軸４６から出力される回転トルクは、図示しないディファレンシャルギアを介して駆動輪に伝達されるようになっている。
【００２４】
エンジン２は、後述するように、ガソリンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置により構成されている。また、トルクコンバータ３および変速機構４は、自動変速機５を構成している。
【００２５】
トルクコンバータ３は、図１、２に示すように、エンジン２と変速機構４との間に配置されており、エンジン２に入力軸３４を介して連結されるポンプ翼車３５と、変速機構４の入力軸の一部を構成する出力軸３６を介して連結されるタービン翼車３７と、一方向クラッチ３８によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車３９とを有している。ポンプ翼車３５とタービン翼車３７とは、流体を介して動力を伝達するようになっている。また、トルクコンバータ３の入力軸３４および出力軸３６は、ポンプ翼車３５およびタービン翼車３７とそれぞれ連結されている。
【００２６】
さらに、トルクコンバータ３は、ポンプ翼車３５とタービン翼車３７との間を直結するためのロックアップクラッチ４０を備えており、車両１の高速走行時において、作動油によりロックアップクラッチ４０が図示しないフロントカバーを掴み、ポンプ翼車３５とタービン翼車３７とを機械的に直結する係合状態をとることにより、解放状態と比較してエンジン２から変速機構４への動力の伝達効率が上がるようになっている。また、トルクコンバータ３は、後述するように、車速、エンジン回転数あるいはタービン回転数などが所定の条件を満たす場合において、ロックアップクラッチ４０が所定の滑り率でスリップするスリップ状態をとるようになっている。
【００２７】
また、ポンプ翼車３５には、変速機構４を変速制御するための油圧および各部に潤滑油を供給するための油圧を発生する機械式のオイルポンプ４１が設けられている。
【００２８】
変速機構４は、第１遊星歯車装置４２と、第２遊星歯車装置４３と、第３遊星歯車装置４４と、を備えている。第１遊星歯車装置４２のサンギヤＳ１は、クラッチＣ３を介して入力軸に連結可能であるとともに、一方向クラッチＦ２およびブレーキＢ３を介してハウジング４５に連結可能となっている。
【００２９】
第１遊星歯車装置４２のキャリアＣＡ１は、ブレーキＢ１を介してハウジング４５に連結可能となっている。第１遊星歯車装置４２のリングギヤＲ１は、第２遊星歯車装置４３のリングギヤＲ２と連結されており、ブレーキＢ２を介してハウジング４５に連結可能となっている。第２遊星歯車装置４３のサンギヤＳ２は、第３遊星歯車装置４４のサンギヤＳ３と連結されており、クラッチＣ４を介して入力軸に連結可能となっている。また、サンギヤＳ２は、一方向クラッチＦ４およびクラッチＣ１を介して入力軸に連結可能となっている。
【００３０】
第２遊星歯車装置４３のキャリアＣＡ２は、第３遊星歯車装置４４のリングギヤＲ３と連結されており、クラッチＣ２を介して入力軸に連結可能であるとともに、ブレーキＢ４を介してハウジング４５に連結可能となっている。また、キャリアＣＡ２は、ブレーキＢ４と並列に設けられた一方向クラッチＦ３により、入力軸の回転方向と反対方向への回転が阻止されるようになっている。また、第３遊星歯車装置４４のキャリアＣＡ３は、出力軸４６に連結されている。
【００３１】
車両１は、さらに、トルクコンバータ３によるトルクの増大比および変速機構４の変速段を油圧により制御するための油圧制御回路６を備えている。油圧制御回路６は、トランスミッションソレノイドＳ１〜Ｓ４、リニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵおよび作動油の油温を測定するためのＡＴ油温センサ３２を有している。
【００３２】
エンジン２は、燃焼室を形成する複数の気筒を備えており、空気と燃料とが混合した混合気が吸気ポートを介して各燃焼室に供給されるようになっている。また、各燃焼室にはプラチナやイリジウム合金製の電極を有する点火プラグが設置されている。点火プラグは、ＥＣＵ１０によって所定のタイミングで電極が通電されることにより放電し、燃焼室内の混合気に点火するようになっている。また、後述するように、ＥＣＵ１０は、点火プラグによる点火時期を所定のタイミングより遅角あるいは進角させることによりエンジン２の出力トルクを調節するようになっている。
【００３３】
車両１は、さらに、車外の空気をエンジン２に導入するための吸気管７１を備えており、この吸気管７１は、空気の流量を調整するためのスロットル弁３１と、エンジン２の運転状態がアイドル状態である場合にエンジン２に供給される空気の流量を調整するためのＩＳＣ（Idle Speed Control）用バイパス通路７３とを有している。ＩＳＣ用バイパス通路７３には、空気の流量を調整するためのＩＳＣ用バルブが設けられている。ＩＳＣ用バルブは、ＥＣＵ１０に制御されるＩＳＣ用バルブアクチュエータによって駆動されることにより、ＩＳＣ用バイパス通路７３における流量を変更するようになっている。
【００３４】
エンジン２がアイドル運転の状態である場合には、ＥＣＵ１０は、スロットル弁３１を全閉とするとともに、後述するＩＳＣ制御を実行しＩＳＣ用バルブの開度を調節するようになっている。したがって、アイドル状態において燃焼に必要な空気は、ＩＳＣ用バイパス通路７３を経てエンジン２に供給されるようになっている。
【００３５】
車両１は、さらに、エンジン２の機関回転数ｎｅを測定するためのエンジン回転数センサ２１と、エンジン２の吸入空気量を測定する吸入空気量センサ２２と、タービン翼車３７に接続されたトルクコンバータ３の出力軸３６の回転数を測定するためのタービン回転数センサ２３と、スロットル弁３１の開度を測定するためのスロットル開度センサ２４と、変速機構４の出力軸４６の回転速度に基づいて車速を測定するための車速センサ２５と、エンジン２の冷却水温度を測定するための冷却水温センサ２６と、ブレーキペダルに対する踏力を測定するブレーキセンサ２７と、を備えている。車両１は、さらにシフトレバー２８と、シフトレバー２８のポジションを検出する操作位置センサ２９と、アクセル開度を測定するためのアクセル開度センサ３０と、を備えている。
【００３６】
エンジン回転数センサ２１は、図示しないクランクシャフトの回転に基づいて、エンジン２の回転数を計測するようになっている。
【００３７】
スロットル開度センサ２４は、例えば、スロットル弁３１のスロットル開度に応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されており、スロットル弁３１のスロットル開度を表す信号を後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００３８】
車速センサ２５は、自動変速機５の出力軸回転数に基づいて、車速を表す信号を後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００３９】
ブレーキセンサ２７は、ブレーキペダルに対する運転者の操作踏力に応じたマスターシリンダ圧の変化あるいは操作ストロークを測定するようになっており、測定された踏力に応じた電気信号をブレーキ踏力信号として、後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００４０】
操作位置センサ２９は、運転者により操作されたシフトレバー２８の操作位置を検出するようになっている。
【００４１】
アクセル開度センサ３０は、例えば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、車両１に搭載されたアクセルペダルが運転者により操作されると、アクセルペダルの位置が示すアクセル開度を表す信号を、後述するＥＣＵ１０に出力するようになっている。
【００４２】
車両１は、さらに、電子制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０を備えている。本実施の形態においては、ＥＣＵ１０は、エンジン２を電気的に制御するためのエンジンＥＣＵ１１と、自動変速機５を電気的に制御するためのトランスミッションＥＣＵ１２と、によって構成されている。
【００４３】
ＥＣＵ１０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）および入出力インターフェースを有しており、アクセルペダルの操作量に応じてエンジン２が制御されるよう、エンジン２に対してエンジン制御信号を出力するようになっている。
【００４４】
また、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数センサ２１、吸入空気量センサ２２、タービン回転数センサ２３、スロットル開度センサ２４、車速センサ２５、冷却水温センサ２６、ブレーキセンサ２７、操作位置センサ２９およびアクセル開度センサ３０と接続されており、これらのセンサからエンジン回転数、吸入空気量、タービン回転数、スロットル開度、車速、冷却水温、ブレーキ踏力、シフトレバー２８の操作位置およびアクセル開度を表す信号をそれぞれ入力するようになっている。
【００４５】
また、ＥＣＵ１０は、これらの信号に基づいて、トルクコンバータ３におけるロックアップクラッチ４０の係合状態や変速機構４における変速段が制御されるよう油圧制御回路６を制御するようになっている。また、ＥＣＵ１０のＲＯＭは、車速およびスロットル開度に基づいた変速線図を表すマップや、変速制御を実行するためのプログラムなどを記憶している。
【００４６】
また、ＥＣＵ１０は、車両１の走行状態に応じて変速段を選択する自動変速モードと、手動操作に応じて変速段を選択する手動変速モードとを有するようになっていてもよい。ここで、車両１の走行状態とは、車両１の速度、スロットル開度、冷却水温およびＡＴ油温などの状態を意味する。
【００４７】
なお、ＥＣＵ１０は、後述するように、本発明に係る内燃機関の制御装置、負荷予測手段、目標トルク算出手段、失火限界トルク算出手段および制御手段を構成する。
【００４８】
以下、本発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置を構成するＥＣＵ１０の特徴的な構成について、図面を参照して説明する。
【００４９】
本発明に係る内燃機関の制御装置を構成するＥＣＵ１０は、車両１が駆動状態から被駆動状態に切替ると、所定時間後の目標トルクを算出し、現在のトルクを算出した目標トルクになるよう一定の速度で減衰させるようになっている。
【００５０】
具体的には、ＥＣＵ１０は、アクセル開度が"０"を表す信号をアクセル開度センサ３０から取得すると、吸入空気量センサ２２により検出された吸入空気量に基づいて現時点のエンジン負荷ｋｌおよびエンジン負荷の変化量ｄｌｋｌを算出するようになっている。吸入空気量とエンジン負荷ｋｌとの関係は予めマップとしてＲＯＭに記憶されている。
【００５１】
また、ＥＣＵ１０は、車両１の捩れ振動に起因したしゃくりを抑制するために、捩れ振動の固有振動周期に基づいて予め設定されているしゃくり抑制時間Ｔ４の経過後におけるエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌを算出するようになっている。したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１０は、本発明に係る負荷予測手段を構成し、しゃくり抑制時間Ｔ４は、本発明に係る所定時間を意味する。
【００５２】
捩れ振動とは、車両１の走行中に自動変速機５の出力軸４６や駆動輪に動力を伝達するドライブシャフトなどに生じている捩れが解放される際に発生する振動であり、車両１の諸元値により定まる固有の振動周期を有している。捩れ振動の振幅は、エンジントルクの減衰時間とこの振動周期との関係に応じて変化し、エンジントルクの減衰時間が捩れ振動の振動周期の整数倍であるときに、捩れ振動の振幅が最小となる。つまり、エンジントルクの減衰時間が捩れ振動の振動周期の整数倍の近傍に設定されると、図３に細線で示すように、捩れ振動の振幅の増大を抑制することができるが、減衰時間が捩れ振動の振動周期の整数倍以外となったり減衰速度が途中で変化すると、図３に太線で示すように、捩れ振動の振幅が大きくなるしゃくりが生じることになる。
【００５３】
一例として、ばね定数ｋのばねに接続された質量ｍの物体に外力Ｆ（ｔ）を加えた場合における、物体の変位ｘを表すバネマスモデルを用いて説明する。
【００５４】
物体に以下の外力が時刻ｔに応じて加わるものとする。
Ｆ（ｔ）＝０    （ｔ＜０）                     （１）
Ｆ（ｔ）＝Ｐ／ｔ１・ｔ    （０＜ｔ＜ｔ１）      （２）
Ｆ（ｔ）＝Ｐ    （ｔ１＜ｔ）                   （３）
【００５５】
この場合、ｔ１＜ｔにおける物体の変位ｘは以下の式（４）で表される。
【数１】
0005672250.tif 000002
ここで、ωは、ばね定数および物体の質量から求められる固有振動数に対応した角速度であり、ｘｓｔは、入力Ｐに対する静的変位である。
【００５６】
式（４）をｔで微分し、物体の速度が０となる時刻ｔ、つまり変位が最大となる時刻ｔを式（５）より求めると、式（６）が得られる。
【００５７】
ｃｏｓω（ｔ−ｔ１）−ｃｏｓωｔ＝０    （５）
ｔ＝ｔ１／２  ＋  ｎπ／ω              （６）
【００５８】
したがって、式（６）における時刻ｔにおいて、物体の変位の最大値ｘｍａｘは以下の式（７）で表される。
【数２】
0005672250.tif 000003
式（７）に表されるように、物体に式（２）により表される外力が加わる場合、ｔ１を固有振動数の整数倍にすると、物体の最大変位ｘｍａｘが静的変位ｘｓｔと等しくなる。したがって、しゃくり抑制時間Ｔ４を捩れ振動の振動周期の整数倍にし、このしゃくり抑制時間Ｔ４に合わせてエンジントルクを減衰することにより、車両１にしゃくりを発生させることなく正味トルクを減衰することが可能となる。
【００５９】
なお、捩れの発生する部材が複数存在しているため、実際には捩れ振動の振幅が減衰される度合いは、しゃくり抑制時間Ｔ４が捩れ振動の振動周期の何倍になるかに応じて変化する。したがって、シミュレーションの結果や実験結果に基づき、しゃくり抑制時間Ｔ４を振動周期の何倍にするかを設定するようにする。
【００６０】
また、ＥＣＵ１０は、現時点のエンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷の予測値Ｐｒｅｋｌに基づいて、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過後における目標正味トルクを算出する。したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１０は、本発明に係る目標トルク算出手段を構成する。目標正味トルクの算出方法については後述する。
【００６１】
なお、目標正味トルクが失火限界トルクより小さくなる場合には、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過前に実際の正味トルクが失火限界トルクまで低下し、その後しゃくり抑制時間Ｔ４の終了まで正味トルクの値が失火限界トルクに維持されることになる。つまり、正味トルクの減衰時間がしゃくり抑制時間Ｔ４より短くなるため、結果としてしゃくりが発生する可能性が生じる。そこで、ＥＣＵ１０は、現時点におけるエンジン回転数ｎｅおよび算出したエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌに基づいて、後述するように失火限界点火時期を算出するようになっている。
【００６２】
そして、ＥＣＵ１０は、現在のエンジン回転数ｎｅ、算出したエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌおよび失火限界点火時期に基づいて、後述するように失火限界トルクを算出するようになっている。したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１０は、本発明に係る失火限界トルク算出手段を構成する。そして、ＥＣＵ１０は、目標正味トルクが失火限界トルクよりも小さくなると判定した場合には、失火限界トルクを目標正味トルクに置き換えるようになっている。これにより、ＥＣＵ１０は、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過前に正味トルクが失火限界トルクを下回ることを防止するようになっている。
【００６３】
また、ＥＣＵ１０は、現在のエンジントルク（正味トルク）がしゃくり抑制時間Ｔ４によって目標正味トルクに減衰するようエンジン２を制御するようになっている。したがって、本実施の形態に係るＥＣＵ１０は、本発明に係る制御手段を構成する。
【００６４】
本実施の形態においては、ＥＣＵ１０は、各燃焼行程の点火時期を遅角させることによりエンジントルクを減衰させるようになっている。
【００６５】
なお、ＥＣＵ１０は、図示トルクからフリクショントルクおよび補機トルクを減算することにより正味トルクを算出するようになっている。ここで、フリクショントルクは、エンジン２の内部の各部材間において生じる摩擦力によって消費されるトルクを表しており、予め実験的な測定により求められている。また、補機トルクは、エアコンやオルタネータなど補機類の駆動によって消費されるトルクを表している。ＥＣＵ１０は、エアコンやオルタネータの作動状況に応じて補機トルクを算出するようになっており、例えば、各補機類の作動状況に応じた補機トルクの大きさを表すマップを予めＲＯＭに記憶しておき、このマップを参照することにより補機トルクを算出するようになっている。
【００６６】
次に、本実施の形態に係るトルク減衰制御処理について図４を参照して説明する。
【００６７】
なお、以下の処理は、アクセル開度が全閉状態になっていることを条件に、ＥＣＵ１０を構成するＣＰＵによって所定の時間間隔で実行されるとともに、ＣＰＵによって処理可能なプログラムを実現する。
【００６８】
まず、ＥＣＵ１０は、アクセル開度センサ３０からアクセルＯＦＦを表す信号が入力されると、現時点のエンジン負荷ｋｌおよびエンジン負荷の変化量ｄｌｋｌを算出する（ステップＳ１１）。本実施の形態においては、ＥＣＵ１０は、吸入空気量に基づいてエンジン負荷を算出する。
【００６９】
次に、ＥＣＵ１０は、車両１が被駆動状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン２の正味トルクが予め定められている所定値以下となった場合に車両１が被駆動状態であると判定する。この所定値は、例えば、車両１の走行抵抗や自動変速機５に形成されている変速段に応じたギヤ比、ディファレンシャルギヤのギヤ比およびエンジンの出力トルクなどに基づいて、エンジン２からディファレンシャルギヤに伝達する正味トルクと、駆動輪からディファレンシャルギヤに伝達するトルクとが釣り合う値ｅｔｑ１からオフセット量ＴＱＯＦＳを引いた値として予め算出されている。
【００７０】
ＥＣＵ１０は、車両１が被駆動状態であると判定した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行する。一方、車両１が被駆動状態でないと判定した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ＥＮＤに移行する。
【００７１】
次に、ＥＣＵ１０は、トルク減衰終了時のエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌを算出する（ステップＳ１３）。具体的には、ＥＣＵ１０は、ＲＯＭに記憶されているしゃくり抑制時間Ｔ４を参照するとともに、ステップＳ１１で算出した現時点のエンジン負荷ｋｌおよびエンジン負荷の変化量ｄｌｋｌに基づいて、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過後におけるエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌを算出する。
【００７２】
次に、ＥＣＵ１０は、現時点のエンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌに基づいて、目標正味トルクを算出する（ステップＳ１４）。具体的には、エンジン回転数センサ２１から入力される信号に基づき現時点のエンジン回転数ｎｅを算出する。そして、このエンジン回転数ｎｅと、ステップＳ１３において算出したエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌと、ＲＯＭに記憶されている目標トルク算出マップとを用いて、目標トルクを算出する。目標トルク算出マップは、エンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌと目標正味トルクとを対応付けたものであり、一般にエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌが小さいほど目標正味トルクが小さくなるよう定義されている。
【００７３】
なお、現時点のエンジン回転数ｎｅを用いるのは、しゃくり抑制時間Ｔ４が数百ミリ秒程度と短く、かつ、ロックアップクラッチ４０が係合状態となっているため、しゃくり抑制時間Ｔ４の前後におけるエンジン回転数ｎｅがほぼ同じ値になるためである。
【００７４】
次に、ＥＣＵ１０は、現時点のエンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌに基づいて、失火限界点火時期を算出する。（ステップＳ１５）。具体的には、ＥＣＵ１０は、現時点のエンジン回転数ｎｅと、エンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌと、図５に示す失火限界点火時期マップとを用いて、失火限界点火時期を算出する。失火限界点火時期マップは、エンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷ｋｌと、失火限界点火時期とを対応付けたものであり、エンジン負荷が低いほど、またエンジン回転数が高いほど失火限界点火時期が進角側になっている。なお、エンジン回転数ｎｅは、ステップＳ１４で算出した値を用いると好適である。
【００７５】
次に、ＥＣＵ１０は、現時点のエンジン回転数ｎｅ、エンジン負荷ｐｒｅｋｌの予測値およびステップＳ１５において算出した失火限界点火時期に基づいて、失火限界トルクを算出する（ステップＳ１６）。具体的には、ＥＣＵ１０は、エンジン回転数ｎｅ、エンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌおよびＭＢＴ図示トルクマップに基づいて、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過時点におけるＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）図示トルクを算出する。ＭＢＴ図示トルクマップは、図６に示すように、エンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷とＭＢＴ図示トルクとを対応付けたものであり、エンジン負荷が高いほどＭＢＴ図示トルクが高くなるように定義されている。
【００７６】
また、エンジン回転数ｎｅ、エンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌおよびＭＢＴ点火時期マップに基づいて、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過時点におけるＭＢＴ点火時期を算出する。ＭＢＴ点火時期マップは、図７に示すように、エンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷とＭＢＴ点火時期とを対応付けたものであり、エンジン負荷が低いほど、またエンジン回転数が高いほどＭＢＴ点火時期が進角側に定義されている。
【００７７】
次に、算出したＭＢＴ点火時期に対応する点火時期効率マップおよびステップＳ１５で算出した失火限界点火時期に基づいて効率を算出する。点火時期効率マップは、ＭＢＴ点火時期ごとに作成されており、図８に示すように、点火時期と効率とを対応付けたものである。また、ＭＢＴ点火時期における効率が１．０となるように定義されている。そして、ＥＣＵ１０は、ＭＢＴ図示トルクと効率との積から失火限界トルクを算出する。
【００７８】
次に、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１４で算出した目標正味トルクとステップＳ１６で算出した失火限界トルクとを比較する（ステップＳ１７）。
【００７９】
ＥＣＵ１０は、目標正味トルクが失火限界トルク以上であると判定すると（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ１９に移行する。一方、目標正味トルクが失火限界トルクより小さいと判定すると（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１８に移行する。
【００８０】
ステップＳ１８に移行した場合、ＥＣＵ１０は、失火限界トルクを目標正味トルクに置き換える。つまり、ＥＣＵ１０は、目標正味トルクが失火限界トルクより小さくならないよう目標正味トルクの値を置き換え、トルク減衰処理の実行中、すなわちしゃくり抑制時間Ｔ４の途中で正味トルクが失火限界トルクに到達し、トルク減衰速度が変化することを防止する。
【００８１】
次に、ＥＣＵ１０は、しゃくり抑制時間Ｔ４において、現時点の正味トルクが目標正味トルクに一定の速度で減衰するようエンジン２に対し遅角制御を実行する（ステップＳ１９）。なお、しゃくり抑制時間Ｔ４の開始時点は、上記のようにＥＣＵ１０が被駆動状態と判定した時点、つまり正味トルクがｅｔｑ１−ＴＱＯＦＳとなった時点を意味する。
【００８２】
具体的には、ＥＣＵ１０は、現時点の正味トルクと目標正味トルクとの差をしゃくり抑制時間Ｔ４で割ることにより、正味トルクの減衰速度を算出し、気筒数に応じて各気筒の燃焼行程の点火タイミングにおける要求正味トルクを算出する。なお、現時点の正味トルクは、現時点のエンジン回転数ｎｅ、エンジン負荷ｋｌおよびＭＢＴ図示トルクマップ（図６参照）からＭＢＴ図示トルクを算出するとともに、ＭＢＴ点火時期マップ（図７参照）および点火時期効率マップ（図８参照）から効率を算出し、算出したＭＢＴ図示トルクと効率との積から現在の図示トルクを算出し、この図示トルクからフリクショントルクおよび補機トルクを差し引くことにより求められる。
【００８３】
そして、現時点のエンジン回転数ｎｅ、次点火タイミング時の推定負荷ｐｒｅｋｌ１および算出した要求正味トルクに基づいて、次点火タイミングにおける点火時期を算出する。なお、次点火タイミング時の推定負荷ｐｒｅｋｌ１は、算出したエンジン負荷の変化量ｄｌｋｌと次点火タイミングまでの時間とによって算出される。この点火時期の算出は、上述した目標点火時期算出と同様に、ＭＢＴ図示トルクマップ（図６参照）、ＭＢＴ点火時期マップ（図７参照）および点火時期効率マップ（図８参照）に基づいて行われる。なお、ＥＣＵ１０は、現時点のエンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷ｋｌから求まる現時点の正味トルクと要求正味トルクとの差に応じて次に点火タイミングが生じる気筒における点火時期を補正するようにする。
【００８４】
そして、ＥＣＵ１０は、しゃくり抑制時間Ｔ４が経過するまでこのステップＳ１９における点火時期の算出を継続し、燃焼行程の点火タイミングごとに算出した点火時期に基づく遅角制御を行う。そして、ＥＣＵ１０は、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過後にフュエルカット制御を開始する。
【００８５】
このように構成された制御装置において実行されるトルク減衰制御処理について図１０に示すタイミングチャートを用いて説明する。なお、図１０において、実線は本実施の形態に係るトルク減衰制御を実行した場合の各特性を表し、破線は従来のトルク制御を実行した場合の各特性を表している。
【００８６】
まず、時刻ｔ１において、アクセル開度が０となり（実線８７）、エンジン回転数が低下する（実線８１）。次に、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間Ｔ３において、車両１が駆動状態から被駆動状態に移行する。また、ＥＣＵ１０は、現時点におけるエンジン負荷の変化量に基づいて、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過後におけるエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌを算出する（実線８４）。
【００８７】
これにより、しゃくり抑制時間Ｔ４においてエンジントルクを一定の速度で減衰させることができる（実線８２参照）。また、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過後における時刻ｔ５においてフュエルカット（Ｆ／Ｃ）が開始された場合においても、車両１にしゃくりが発生せず、ドライバビリティを向上することができる。
【００８８】
これに対し、従来のトルク減衰制御処理においては、時刻ｔ３の時点において、エンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌの算出を行わない。そのため、例えば、時刻ｔ３におけるエンジン負荷に基づいてしゃくり抑制時間Ｔ４の経過後の目標点火時期を設定し、しゃくり抑制時間Ｔ４の間に現在の点火時期を目標点火時期になるよう制御したとしても、点火時期９０として示すように、点火時期が失火限界点火時期より遅角側になってしまう可能性がある（破線８６参照）。この場合、点火時期が失火限界点火時期に到達するまでの時間がしゃくり抑制時間Ｔ４より短くなってしまい（破線８３参照）、結果としてしゃくりが生じ、ドライバビリティを低下させる結果となる（破線８９参照）。
【００８９】
以上のように、本発明の実施の形態に係るＥＣＵ１０は、現在の出力トルクを所定時間かけて目標トルクに減衰することができるので、出力トルクを所望の減衰速度で減衰することが可能となる。したがって、出力トルクの減衰速度が所望の速度とならなかったり減衰中に減衰速度が変化することに起因して車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。
【００９０】
また、ＥＣＵ１０は、出力トルクを捩れ振動周期の整数倍となる時間において目標トルクに減衰することができる。これにより、出力トルクの減衰に起因した捩れ振動の振幅の増大を抑制することが可能となる。したがって、出力トルクを減衰する場合において、車両にしゃくりなどの前後振動が発生することを抑制し、ドライバビリティの低下を防止することができる。
【００９１】
また、ＥＣＵ１０は、点火時期を遅角側に制御することにより出力トルクを減衰させることができる。これにより、出力トルクの制御に対する時間応答性を高めることができる。したがって、出力トルクを精度よく調節することができる。
【００９２】
また、ＥＣＵ１０は、目標正味トルクが失火限界トルクを下回る場合には、失火限界トルクを目標正味トルクに設定することができる。これにより、出力トルクの減衰中に出力トルクが失火限界トルクまで低下し、所定時間の経過前に出力トルクの減衰速度が変化することを防止し、捩れ振動が増幅することを防止できる。
【００９３】
また、ＥＣＵ１０は、捩れ振動が発生することを抑制した状態でフュエルカット制御を開始することが可能となり、ドライバビリティの低下を抑制することができる。
【００９４】
なお、以上の説明においては、ＥＣＵ１０は、しゃくり抑制時間Ｔ４においてエンジン２の出力トルクの減衰速度が一定となるよう正味トルクの大きさを制御する場合について説明した。しかしながら、ＥＣＵ１０は、しゃくり抑制時間Ｔ４において、点火時期を一定の速度で遅角側に移行するようにしてもよい。
【００９５】
この場合、出力トルクの減衰速度を一定とするよりも捩れ振動の振幅が大きくなる可能性があるものの、ＥＣＵ１０は、より簡単にトルク減衰制御処理を実現することができる。
【００９６】
具体的には、ＥＣＵ１０は、上記ステップＳ１４において、現時点のエンジン回転数ｎｅおよびエンジン負荷の予測値ｐｒｅｋｌに基づいて目標正味トルクを算出する代わりに、しゃくり抑制時間Ｔ４の経過時点における目標点火時期を算出する。そして、ＥＣＵ１０は、現時点の点火時期がしゃくり抑制時間Ｔ４の経過時点で目標点火時期となるよう点火時期を一定の速度で遅角させるようにする。
【００９７】
また、ＥＣＵ１０は、上記ステップＳ１５と同様に失火限界点火時期を算出し、目標点火時期が失火限界点火時期より遅角側になる場合には、失火限界点火時期を目標点火時期に置き換えるようにする。
【００９８】
以上のように、本発明に係る内燃機関の制御装置は、減速時において車両の前後振動が発生することを抑制しドライバビリティの低下を抑制できるという効果を奏するものであり、減速時にフュエルカットを実行する内燃機関の制御装置に有用である。
【符号の説明】
【００９９】
１  車両
２  エンジン
３  トルクコンバータ
４  変速機構
５  自動変速機
６  油圧制御回路
１０  ＥＣＵ（制御装置、負荷予測手段、目標トルク算出手段、失火限界トルク算出手段、制御手段）
２１  エンジン回転数センサ
２２  吸入空気量センサ
２３  タービン回転数センサ
２４  スロットル開度センサ
２５  車速センサ
２９  操作位置センサ
３０  アクセル開度センサ
３１  スロットル弁
３４  入力軸
３６  出力軸
４６  出力軸
７１  吸気管
【図１】
0005672250.tif 000004
【図２】
0005672250.tif 000005
【図３】
0005672250.tif 000006
【図４】
0005672250.tif 000007
【図５】
0005672250.tif 000008
【図６】
0005672250.tif 000009
【図７】
0005672250.tif 000010
【図８】
0005672250.tif 000011
【図９】
0005672250.tif 000012