(57)【要約】【課題】応答性に優れ、駆動系を起振源とするスナッチングやトップスロー等の低周波振動を精度良く抑制する。【解決手段】４輪の各アクスルハウジングには、前後方向に発生する力を検出する、力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrが埋設されており、力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rr、変速段スイッチ２２、アクセル開度センサ２３からの信号は振動抑制部４０に入力される。振動抑制部４０は、力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrからの信号から１〜３（２〜５）Hzの周波数成分を抽出し、この周波数成分のレベルが閾値を超える場合に共振条件成立として、予めメモリしておいたキャンセル信号を読み込み、振幅レベルを設定してエンジン制御部３０に燃料噴射の出力パルスの補正項の一つとして出力し、スナッチング（トップスロー）の抑制を図る。【選択図】図３
2005256780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも４輪の何れか一つの車輪に作用する力を検出する力検出手段と、
上記力検出手段の信号から予め設定しておいた周波数成分の信号を抽出する周波数成分抽出手段と、
エンジンからの駆動力変動を起振力として駆動系に振動が伝達される際に、上記周波数成分抽出手段で抽出した周波数成分の信号を予め設定しておいた共振条件と比較して該共振条件を満足するか否かを判定する共振判定手段と、
上記共振判定手段で上記共振条件を満足すると判定した際に、上記共振状態を解除するキャンセル信号を生成し、該キャンセル信号をエンジン制御手段に出力するキャンセル信号生成出力手段とを備えたことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記周波数成分抽出手段を複数有し、それぞれの上記周波数成分抽出手段に対応して、上記共振判定手段と上記キャンセル信号生成出力手段を複数設けたことを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記力検出手段は、上記少なくとも４輪の何れか一つ車輪の前後方向に作用する力を検出するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に駆動系を起振源とするスナッチングやトップスロー等の低周波振動を抑制するエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車両においては、アクセルＯＮ時等に発生するスナッチングや、低速走行でトップギヤに入れた際等に発生するトップスロー等の駆動系を起振源とする低周波振動は、エンジンからの駆動力変動を起振力として駆動系に伝達される不快な振動であるため、様々な抑制策が提案されている。
【０００３】
例えば、特開２０００−３４５８９３号公報では、車両の加減速時に、駆動系に生じるねじり振動によって変動するエンジンの回転速度の変動を検出し、これを打ち消すように燃料噴射量を逐次増減補正するようにした技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３４５８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、エンジンの回転速度の変動の全てが車体側の振動となっているわけではないため、上述の特許文献１に開示される技術のように、エンジンの回転速度の変動を基に制御を行う技術では、駆動系を起振源とするスナッチングやトップスロー等の低周波振動を精度良く抑制することができないという問題がある。また、エンジンの回転速度の変動として検出される際には、すでに、起振源である駆動系から振動が伝達された状態であるため、応答性に劣るという問題もある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、応答性に優れ、駆動系を起振源とするスナッチングやトップスロー等の低周波振動を精度良く抑制することができるエンジン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】
【０００６】
本発明は、少なくとも４輪の何れか一つの車輪に作用する力を検出する力検出手段と、上記力検出手段の信号から予め設定しておいた周波数成分の信号を抽出する周波数成分抽出手段と、エンジンからの駆動力変動を起振力として駆動系に振動が伝達される際に、上記周波数成分抽出手段で抽出した周波数成分の信号を予め設定しておいた共振条件と比較して該共振条件を満足するか否かを判定する共振判定手段と、上記共振判定手段で上記共振条件を満足すると判定した際に、上記共振状態を解除するキャンセル信号を生成し、該キャンセル信号をエンジン制御手段に出力するキャンセル信号生成出力手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるエンジンの制御装置は、応答性に優れ、駆動系を起振源とするスナッチングやトップスロー等の低周波振動を精度良く抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１〜図４は本発明の実施の形態を示し、図１は車両全体の概略構成図、図２は振動抑制部で実行される振動抑制プログラムのフローチャート、図３はスナッチング抑制制御ルーチンのフローチャート、図４はトップスロー抑制制御ルーチンのフローチャートである。
【０００９】
図１において、符号１は自動車等の車両であり、この車両１のエンジン２による駆動力は、エンジン２後方の変速装置３からトランスミッション出力軸３ａを経てセンターデファレンシャル装置４に伝達される。
【００１０】
更に、このセンターデファレンシャル装置４に伝達された駆動力は、リヤドライブ軸５、プロペラシャフト６、ドライブピニオン軸部７を介して後輪終減速装置８に入力される一方、センターデファレンシャル装置４からはギヤ列（図示せず）、フロントドライブ軸９を介して前輪終減速装置１０に入力されるように構成されている。
【００１１】
また、後輪終減速装置８に入力された駆動力は、後輪左アクスル軸１１rlを経て左後輪１２rlに、後輪右アクスル軸１１rrを経て右後輪１２rrに伝達される一方、前輪終減速装置１０に入力された駆動力は、前輪左アクスル軸１１flを経て左前輪１２flに、前輪右アクスル軸１１frを経て右前輪１２frに伝達される。
【００１２】
また、図１中、符号３０はエンジン制御部を示し、このエンジン制御部３０には、エンジン水温センサ、Ｏ2センサ、クランク角センサ、エアフローセンサ、スロットルセンサ、エアコンスイッチ等のセンサ・スイッチ類（以上図示せず）が接続されている。そして、公知の、燃料噴射の出力パルス幅Ｔiを求め制御する燃料噴射制御や、点火時期制御等を実行してエンジン２を制御する。すなわち、エンジン制御部３０は、エンジン制御手段として設けられている。
【００１３】
また、図１中、符号４０は振動抑制部を示し、この振動抑制部４０には、ベアリング（図示せず）を介してそれぞれのアクスル軸１１fl，１１fr，１１rl，１１rrを回転自在に支持するアクスルハウジング１３fl，１３fr，１３rl，１３rrに埋設した、力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrが接続されている。この各力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrは、各輪に作用する前後方向の力をアクスルハウジング１３fl，１３fr，１３rl，１３rrに生じる変位量に基づき検出する力検出手段として構成される（例えば、特開平９−２２４０号公報を参照）。また、力検出手段は、上述の構成に限らず、例えば、特開２００３−１０４１３９号公報に示すような構成であっても良い。
【００１４】
更に、振動抑制部４０には、変速装置３の変速段を検出する変速段スイッチ２２、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２３が接続されている。そして、後述の振動抑制プログラムに従って、駆動系を起振源とする低周波振動を抑制する信号（キャンセル信号）を演算し、このキャンセル信号を、燃料噴射の出力パルス幅Ｔiの補正項の一つとしてエンジン制御部３０に出力する。
【００１５】
次に、振動抑制部４０で実行される振動抑制プログラムを、図２〜図４のフローチャートで説明する。  
まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で、必要パラメータ、すなわち、各力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrからの各輪に前後方向に発生する力を示す信号、変速段スイッチ２２からの変速段信号、アクセル開度センサ２３からのアクセル開度を示す信号θaを読み込む。
【００１６】
次いで、Ｓ１０２に進み、アクセル開度を示す信号θaの微分値（ｄθa／ｄｔ）を演算する。
【００１７】
そして、Ｓ１０３に進み、アクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が予め設定しておいた閾値Ｃ1以上か否か判定し、アクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が予め設定しておいた閾値Ｃ1以上の場合はＳ１０４に進んで、後述するスナッチング抑制制御を実行し、プログラムを抜ける。
【００１８】
一方、Ｓ１０３で、アクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が予め設定しておいた閾値Ｃ1より低い場合は、Ｓ１０５に進み、アクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が予め設定しておいた閾値Ｃ2以下か否か判定する。
【００１９】
Ｓ１０５の判定の結果、アクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が予め設定しておいた閾値Ｃ2以下の場合はＳ１０６に進んで、後述するトップスロー抑制制御を実行してプログラムを抜け、アクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が予め設定しておいた閾値Ｃ2より大きい場合はそのままプログラムを抜ける。
【００２０】
すなわち、スナッチングはアクセルを急に踏み込んだ時や急に戻した時等のアクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が比較的大きな状態で発生し、トップスローはアクセルを踏み込まないアクセル開度を示す信号の微分値の絶対値｜（ｄθa／ｄｔ）｜が比較的小さな状態において発生する。従って、これらの抑制制御の区別を行うため、予め閾値Ｃ1、Ｃ2を実験等により求めておき、これらを用いてスナッチングとトップスローのどちらが発生しやすい状態であるのか判定するのである。
【００２１】
Ｓ１０４のスナッチング抑制制御は、図３に示すフローチャートに従って実行される。まず、Ｓ２０１で、各力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrからの各輪に前後方向に発生する力を示す信号をそれぞれフィルタ処理して、スナッチングに固有な１〜３Hzの周波数成分を抽出する。
【００２２】
次いで、Ｓ２０２に進み、各輪何れかの抽出された１〜３Hzの周波数成分が、予め設定しておいた閾値レベルを超えているか（すなわち、共振条件が成立しているか）判定する。
【００２３】
そして、各輪何れかの抽出された１〜３Hzの周波数成分が、予め設定しておいた閾値レベルを超えている場合は、共振条件成立と判定し、Ｓ２０３に進み、全ての車輪の抽出された１〜３Hzの周波数成分が、予め設定しておいた閾値レベルを超えていない場合は、共振条件不成立としてルーチンを抜ける。
【００２４】
共振条件成立と判定してＳ２０３に進むと、現在の変速段に応じて、予めメモリしておいたマップを参照し、キャンセル信号を読み込む。このマップは、予め実験等により求め形成しておくものであり、各変速段毎に、例えば、１〜２周期の長さの１〜３Hzの周波数のキャンセル信号が記憶されている。
【００２５】
次いで、Ｓ２０４に進み、Ｓ２０２で閾値レベルを超えていると判定した抽出された１〜３Hzの周波数成分のレベルに応じ、具体的には、抽出された１〜３Hzの周波数成分の振幅レベルが大きいほど大きなレベルに、Ｓ２０３で読み込んだキャンセル信号の振幅レベルに設定して、キャンセル信号を生成する。
【００２６】
そして、Ｓ２０５に進み、エンジン制御部３０にＳ２０４で生成したキャンセル信号を出力してルーチンを抜ける。
【００２７】
また、Ｓ１０６のトップスロー抑制制御は、図４に示すフローチャートに従って実行される。まず、Ｓ３０１で、各力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrからの各輪に前後方向に発生する力を示す信号をそれぞれフィルタ処理して、トップスローに固有な２〜５Hzの周波数成分を抽出する。
【００２８】
次いで、Ｓ３０２に進み、各輪何れかの抽出された２〜５Hzの周波数成分が、予め設定しておいた閾値レベルを超えているか（すなわち、共振条件が成立しているか）判定する。
【００２９】
そして、各輪何れかの抽出された２〜５Hzの周波数成分が、予め設定しておいた閾値レベルを超えている場合は、共振条件成立と判定し、Ｓ３０３に進み、全ての車輪の抽出された２〜５Hzの周波数成分が、予め設定しておいた閾値レベルを超えていない場合は、共振条件不成立としてルーチンを抜ける。
【００３０】
共振条件成立と判定してＳ３０３に進むと、現在の変速段に応じて、予めメモリしておいたマップを参照し、キャンセル信号を読み込む。このマップは、予め実験等により求め形成しておくものであり、各変速段毎に、例えば、１〜２周期の長さの２〜５Hzの周波数のキャンセル信号が記憶されている。
【００３１】
次いで、Ｓ３０４に進み、Ｓ３０２で閾値レベルを超えていると判定した抽出された２〜５Hzの周波数成分のレベルに応じ、具体的には、抽出された２〜５Hzの周波数成分の振幅レベルが大きいほど大きなレベルに、Ｓ３０３で読み込んだキャンセル信号の振幅レベルに設定して、キャンセル信号を生成する。
【００３２】
そして、Ｓ３０５に進み、エンジン制御部３０にＳ３０４で生成したキャンセル信号を出力してルーチンを抜ける。
【００３３】
このように、本実施の形態では、振動抑制部４０は、周波数成分抽出手段、共振判定手段、キャンセル信号生成出力手段としての機能を有して構成されている。
【００３４】
そして、本実施の形態によれば、力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrを起振源に近いアクスルハウジング１３fl，１３fr，１３rl，１３rrに埋設して取り付け、この力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrからの信号を基に、スナッチング及びトップスロー等の駆動系を起振源とする低周波振動を抑制するようになっているので、最も起振源に近い部位の正確な信号によりレスポンス良く振動の抑制を行うことができる。また、スナッチング及びトップスロー等の駆動系を起振源とする低周波振動以外の信号により誤差を生じることなく、確実にスナッチング及びトップスロー等の駆動系を起振源とする低周波振動の抑制を行うことが可能である。
【００３５】
尚、本実施の形態では、スナッチングとトップスローの両方を抑制する制御を示しているが、スナッチングのみ抑制する、或いは、トップスローのみ抑制する制御として採用することもできる。
【００３６】
また、力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrは、４輪全てに設けることなく、何れか１輪、２輪、或いは、３輪に設けるものであっても良い。
【００３７】
更に、力検出センサ２１fl，２１fr，２１rl，２１rrからの信号はフィルタ処理にて特定周波数成分を抽出して、そのレベルにより共振状態か否か判定するようになっているが、その他の公知の方法、例えば、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform ）等により周波数分析を行い共振状態を判定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】車両全体の概略構成図
【図２】振動抑制部で実行される振動抑制プログラムのフローチャート
【図３】スナッチング抑制制御ルーチンのフローチャート
【図４】トップスロー抑制制御ルーチンのフローチャート
【符号の説明】
【００３９】
１    車両
２    エンジン
３    変速装置
１２fl，１２fr，１２rl，１２rr  車輪
１３fl，１３fr，１３rl，１３rr  アクスルハウジング
２１fl，２１fr，２１rl，２１rr  力検出センサ（力検出手段）
２２    変速段スイッチ
２３    アクセル開度センサ
３０    エンジン制御部（エンジン制御手段）
４０    振動抑制部（周波数成分抽出手段、共振判定手段、キャンセル信号生成出力手段）
代理人    弁理士    伊  藤    進
【図１】
2005256780.tif 000003
【図２】
2005256780.tif 000004
【図３】
2005256780.tif 000005
【図４】
2005256780.tif 000006