(57)【要約】    【課題】  減速燃料カット状態からの加速時などに、車両の前後振動（車両駆動系のねじり振動）を抑制する。    【解決手段】  加速後のねじり振動期間の間、エンジン出力を増加させるように、エンジンの吸入空気量を増量補正すると共に、前記エンジン出力の増加を相殺するように、点火時期を遅角補正（ＨＯＳ１）することにより、点火時期の進角余裕度を確保する。そして、前記ねじり振動期間、エンジン回転数の変化率ΔＮｅに応じ、該変化率が負のときに点火時期を進角補正（ＨＯＳ２）する。【選択図】  図４
2007100662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の加速状態を検出する加速状態検出手段と、
機関回転数の変化率を検出する回転数変化率検出手段と、
加速検出後の所定期間、機関出力を増加させるように、機関の吸入空気量を増量補正する空気量増量補正手段と、
前記所定期間、前記機関出力の増加を相殺するように、点火時期を遅角補正する第１の点火時期補正手段と、
前記所定期間、機関回転数の変化率に応じ、該変化率が負のときに点火時期を進角補正する第２の点火時期補正手段と、
を含んで構成される車両用内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第２の点火時期補正手段は、前記所定期間、機関回転数の変化率に応じ、該変化率が負のときに点火時期を進角補正し、該変化率が正のときに点火時期を遅角補正することを特徴とする請求項１記載の車両用内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記所定期間は、車両駆動系のねじり振動の発生期間であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記所定期間は、減速状態からの加速時に駆動系のガタを詰める期間を除いて設定されることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記所定期間は、加速検出後、機関回転数の変化率が所定値以上となってから、機関回転数が収束するまでの期間とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の車両用内燃機関の制御装置。
【請求項６】
所定の減速運転時に燃料供給を停止する減速燃料カット手段を備え、
前記加速状態検出手段は、前記燃料カット手段による燃料供給停止状態から、ドライバーのアクセル操作に基づいて燃料供給を再開した場合を、加速として検出するものであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の車両用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、車両の加速時に車両の前後振動を抑制するための車両用内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の技術では、加速検出直後の所定時間の間、機関回転数の正の変化率が所定値以上であるときに点火時期を遅角補正することにより、車両の前後振動（車両駆動系のねじり振動）を抑制している。
すなわち、車両の前後振動の起振力は機関回転数の変化率が正の方向に所定値以上変化すると大きくなるので、この瞬時に機関の出力トルクを一時的に低減することにより振動を低減している。
【特許文献１】特開平８−０２８４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両の前後振動を抑制するためには、機関回転数の変化率が正のときに機関の出力トルクを低下させる他、機関回転数の変化率が負のときに機関の出力トルクを増加させることが有効である。すなわち、車両の駆動軸が駆動系の反力を受けて、ねじり返されるときに、機関の出力トルクを増加させることで、ねじり振動を打ち消すことが可能である。
【０００４】
しかし、ＭＢＴ点火時期で運転する領域の場合は、点火時期を進角してもトルク増加が得られない。また、ノッキング限界の点火時期で運転している場合は、進角するとノッキングを生じるため、点火時期進角によるトルク増加の実施が困難である。
本発明は、このような実状に鑑み、点火時期の進角余裕度を確保することで、点火時期進角によるトルク増加を用いて、加速時の車両の前後振動を的確に抑制可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明では、加速検出後の所定期間、機関出力を増加させるように、吸入空気量を増量補正する一方、前記機関出力の増加を相殺するように、点火時期を遅角補正する。そして、この状態で、機関回転数の変化率に応じ、該変化率が負のときに、点火時期を進角補正する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、吸入空気量を増量補正した分、点火時期を遅角補正して、点火時期の進角余裕度を確保することができる。そして、この状態で、機関回転数の変化率が負のときに、点火時期を進角補正することで、車両の前後振動（駆動系のねじり振動）を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す車両用内燃機関（エンジン）のシステム図である。
車両に搭載されるエンジン１は、その吸気通路２に吸入空気量制御用の電制スロットル弁３を備えている。また、気筒毎に、燃料噴射弁４と点火プラグ５とを備えている。
エンジン１の出力側は、変速機６を介して、車両の駆動軸７に接続されている。
【０００８】
前記電制スロットル弁３、燃料噴射弁４、点火プラグ５の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１０により制御される。
ＥＣＵ１０には、各種センサより信号が入力されている。
アクセルペダルセンサ１１は、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）ＡＰＯを検出し、対応する信号を出力する。
【０００９】
クランク角センサ１２は、エンジン１のクランク軸の回転に同期した信号を出力するもので、この信号からエンジン回転数Ｎｅを検出可能である。
エアフローメータ１３は、エンジン１の吸入空気量Ｑａを検出し、対応する信号を出力する。
車速センサ１４は、車速（変速機６の出力軸回転数）ＶＳＰを検出し、対応する信号を出力する。
【００１０】
ここにおいて、ＥＣＵ１０では、主にアクセル開度ＡＰＯに基づいて目標空気量を定め、これを得るように電制スロットル弁３の開度を制御し、これにより制御される吸入空気量Ｑａに対し所望の空燃比となるように燃料噴射弁４の燃料噴射量を制御する。そして、吸入空気と噴射燃料との混合気を、点火プラグ５により点火して、燃焼させ、エンジン出力を得る。
【００１１】
また、所定の減速運転時には、燃料噴射弁４の燃料噴射を停止する燃料カットを行って、燃費を節減する。具体的には、アクセル開度ＡＰＯ＝０（アクセルペダルからの足離し状態）で、かつ、エンジン回転数Ｎｅが所定の燃料カット回転数以上であることを条件（燃料カット開始条件）として、燃料カットを開始し、その後、ドライバーのアクセル操作によりアクセル開度ＡＰＯ＞０となるか、エンジン回転数Ｎｅが所定の燃料リカバー回転数以下となった時点で、燃料カットを終了し、燃料リカバー（燃料噴射再開）とする。
【００１２】
更に、ドライバーのアクセル操作（アクセルＯＦＦ→ＯＮ）による加速を検出した場合、特に、減速燃料カット状態から、ドライバーのアクセル操作に基づいて燃料供給を再開した場合に、車両の前後振動（駆動系のねじり振動）を防止すべく、エンジンのトルク制御を行う。
すなわち、図４を参照し、減速燃料カット状態から、ドライバーのアクセル操作（アクセルＯＦＦ→ＯＮ）により加速した場合、変速機のギアのバックラッシュ（ガタ）を詰めた後、エンジン出力が車両の駆動軸へ伝わるが、駆動軸には、エンジン出力とこれに対する駆動系の反力とが交互に作用して、ねじり振動を生じる。すなわち、アクセルＯＦＦ→ＯＮ後、ガタ詰め期間を経た後、ねじり振動期間となり、ねじり振動期間では、エンジン回転数の変化率が大きくなり、また、正の値と、負の値を交互に繰り返す。
【００１３】
従って、上記のねじり振動期間にて、エンジンのトルク制御を行って、車両の前後振動（駆動系のねじり振動）を抑制する。
かかるトルク制御について、図２、図３のフローチャートにより、説明する。
図２はトルク制御フラグ設定ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは所定時間毎に実行される。
【００１４】
Ｓ１では、トルク制御フラグＦ＝１か否かを判定し、Ｆ＝０であれば、Ｓ２へ進む。
Ｓ２では、アクセルペダルセンサからの信号に基づいて、加速（アクセルＯＦＦ→ＯＮ）直後か否か、すなわちアクセルＯＦＦ→ＯＮより、所定時間内か否かを判定する。
尚、ここで検出する加速として、減速燃料カット状態からのアクセル操作による燃料リカバー時のみを検出するようにしてもよい。減速燃料カット状態からの加速の場合が最も車両前後振動が大となるからである。
【００１５】
Ｓ２で加速直後と判定された場合は、Ｓ３へ進み、ねじり振動の開始判定を行う。具体的には、エンジン回転数Ｎｅの変化率（単位時間内の変化量）ΔＮｅを検出していて、これが所定値ＳＬ以上となったか否かを判定する。
Ｓ３でねじり振動開始（ΔＮｅ≧ＳＬ）と判定された場合は、Ｓ４へ進み、トルク制御を開始すべく、トルク制御フラグＦを１にセットする。
【００１６】
トルク制御フラグＦ＝１のセット後は、次回のルーチンより、Ｓ１での判定でＳ５へ進み、ねじり振動の終了判定を行う。具体的には、エンジン回転数Ｎｅが収束、すなわちエンジン回転数の変化率ΔＮｅが０付近に収束したか否かを判定する。
Ｓ５でねじり振動終了と判定された場合は、Ｓ６へ進み、トルク制御フラグＦを０にリセットする。
【００１７】
図３は空気量及び点火時期制御ルーチンのフローチャートである。本ルーチンも所定時間毎に実行される。
Ｓ１１では、トルク制御フラグ＝１か否かを判定する。
トルク制御フラグ＝０の場合は、トルク制御は行わない。このため、Ｓ１９へ進んで、目標空気量増量を解除すべく、空気量増量補正係数ＫＱを１（補正なし）にする。また、Ｓ２０へ進んで、点火時期補正を解除すべく、点火時期第１補正量ＨＯＳ１、点火時期第２補正量ＨＯＳ２を共に０（補正なし）にする。
【００１８】
これらの後、Ｓ２１で、基本目標空気量（主にアクセル開度に基づいて設定）に空気量増量補正係数ＫＱを乗じて、最終的な目標空気量を算出するが、ここでは、ＫＱ＝１であるので、目標空気量＝基本目標空気量となる。
また、Ｓ２２で、基本点火時期ＭＡＤＶ（エンジン回転数と負荷とに基づいて設定）に対し、点火時期第１補正量ＨＯＳ１を減算し、また点火時期第２補正量ＨＯＳ２を加算して、最終的な点火時期ＡＤＶを算出するが、ここでは、ＨＯＳ１＝０、ＨＯＳ２＝０であるので、点火時期ＡＤＶ＝基本点火時期ＭＡＤＶとなる。
【００１９】
Ｓ１１での判定で、トルク制御フラグＦ＝１の場合は、トルク制御を行うため、Ｓ１２へ進む。
Ｓ１２では、トルク制御の初回か否かを判定し、初回の場合のみ、Ｓ１３、Ｓ１４を実行する。
Ｓ１３では、目標空気量増量のため、空気量増量補正係数ＫＱを予め定めた値ＫＱ０（＞１）に設定する。すなわち、点火時期の進角余裕度を確保するため（点火時期の進角補正によるトルクアップを可能とするため）、予め点火時期を遅角することを前提に、その点火時期遅角によるトルク減少を相殺すべく、目標空気量増量の大きさ（空気量増量補正係数ＫＱ）を決定する。
【００２０】
Ｓ１４では、目標空気量増量によるエンジントルクのアップ分を相殺するように、点火時期を遅角補正すべく、点火時期第１補正量ＨＯＳ１を予め定めた値ＲＥＴに設定する。
Ｓ１５では、クランク角センサからの信号に基づいて、エンジン回転数Ｎｅを検出しつつ、エンジン回転数Ｎｅの変化率（単位時間内の変化量）ΔＮｅを算出する。
Ｓ１６では、エンジン回転数の変化率ΔＮｅを０と比較する。
【００２１】
比較の結果、エンジン回転数の変化率ΔＮｅが負（ΔＮｅ＜０）のときは、Ｓ１７へ進み、車両の駆動軸をねじり返そうとする力に対抗するように、エンジントルクを増加すべく、点火時期を進角補正するように、点火時期第２補正量ＨＯＳ２を前回値に対し増大させる。尚、前回値に対し増大させるのではなく、予め決めた正の値（一定値、又はΔＮｅに比例した値）として、応答性を高めてもよい。
【００２２】
また、エンジン回転数の変化率ΔＮｅが正（ΔＮｅ＞０）のときは、Ｓ１８へ進み、車両の駆動力をねじる力を抑制するように、エンジントルクを減少すべく、点火時期を遅角補正するように、点火時期第２補正量ＨＯＳ２を前回値に対し減少させる。尚、前回値に対し減少させるのではなく、予め決めた負の値として、応答性を高めてもよい。
これらの後、Ｓ２１で、次式のように、基本目標空気量に空気量増量補正係数ＫＱを乗じて、最終的な目標空気量を算出する。
【００２３】
目標空気量＝基本目標空気量×ＫＱ
ここでは、ＫＱ＞１であるので、目標空気量は、基本目標空気量に対し、増量補正される。
また、Ｓ２２で、次式のように、基本点火時期ＭＡＤＶに対し、点火時期第１補正量ＨＯＳ１を減算し、また点火時期第２補正量ＨＯＳ２を加算して、最終的な点火時期ＡＤＶを算出する。
【００２４】
ＡＤＶ＝ＭＡＤＶ−ＨＯＳ１＋ＨＯＳ２
ここでは、第１補正量ＨＯＳ１＞０であるので、第１補正量ＨＯＳにより、一律に遅角補正がなされて、点火時期の進角余裕度を確保することができる。その上で、第２補正量ＨＯＳ２により、エンジン回転数の変化率ΔＮｅに応じて、該変化率ΔＮｅが負のときは、点火時期の進角補正、該変化率ΔＮｅが正のときは、点火時期の遅角補正がなされ、車両の前後振動（駆動系のねじり振動）が抑制される。
【００２５】
尚、Ｓ１８を省略し、エンジン回転数の変化率ΔＮｅに応じた点火時期制御を、Ｓ１７でのエンジン回転数の変化率ΔＮｅが負のときに進角補正する制御のみとしてもよい。
図４は燃料リカバー時のトルク制御のタイムチャートである。
減速燃料カット状態から、ドライバーのアクセル操作によってアクセル開度ＡＰＯ＞０となると、その時刻ｔ１から、燃料供給が再開される。
【００２６】
その後、ガタ詰め期間を経て、時刻ｔ２より、ねじり振動が開始され、時刻ｔ３まで続く。
ねじり振動期間の間、目標空気量を増量補正することで、その分、スロットル開度を増大させ（同時に空燃比を一定とするように燃料噴射量も増量）、点火時期の進角余裕度確保のためにトルクアップを図る。そして、点火時期第１補正量ＨＯＳ１により、点火時期を遅角補正することで、空気量補正によるトルクアップ分を相殺すると共に、進角余裕度を確保する。
【００２７】
そして、ねじり振動期間の間、エンジン回転数の変化率ΔＮｅに応じ、該変化率ΔＮｅが負のときに、点火時期第２補正量ＨＯＳ２により、点火時期を進角補正することで、ねじり反力に対抗するようにエンジントルクを増大し、ねじり振動を抑制する。
また、図４には示していないが、エンジン回転数Ｎｅの変化率ΔＮｅが正のときは、点火時期第２補正量ＨＯＳ２により、点火時期を遅角補正することで、ねじり力を減少させるようにエンジントルクを減少し、これによってもねじり振動を抑制する。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、車両の加速状態を検出する加速状態検出手段（Ｓ２）と、エンジン回転数の変化率を検出する回転数変化率検出手段（Ｓ１５）と、加速検出後の所定期間、エンジン出力を増加させるように、エンジンの吸入空気量を増量補正する空気量増量補正手段（Ｓ１３）と、前記所定期間、前記エンジン出力の増加を相殺するように、点火時期を遅角補正する第１の点火時期補正手段（Ｓ１４）と、前記所定期間、エンジン回転数の変化率に応じ、該変化率が負のときに点火時期を進角補正する第２の点火時期補正手段（Ｓ１６、Ｓ１７）と、を備えることにより、吸入空気量を増量補正した分、点火時期を遅角補正して、点火時期の進角余裕度を確保することができ、この状態で、エンジン回転数の変化率が負のときに、点火時期を進角補正することで、車両の前後振動（駆動系のねじり振動）を効果的に抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態によれば、前記第２の点火時期補正手段は、前記所定期間、エンジン回転数の変化率に応じ、該変化率が負のときに点火時期を進角補正（Ｓ１７）し、該変化率が正のときに点火時期を遅角補正（Ｓ１８）することにより、振動収斂をより向上させることができる。
また、本実施形態によれば、前記所定期間は、車両駆動系のねじり振動の発生期間とすることにより、更には、減速状態からの加速時に駆動系のガタを詰める期間を除いて設定することにより、空気量増量や点火時期遅角による燃費の悪化を必要最小限にとどめることができる。
【００３０】
また、本実施形態によれば、前記所定期間は、加速検出後、エンジン回転数の変化率が所定値以上となってから、エンジン回転数が収束するまでの期間とすることにより、簡単な論理で、ねじり振動期間を的確にとらえて、振動収斂を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、所定の減速運転時に燃料供給を停止する減速燃料カット手段を備え、前記加速状態検出手段は、前記燃料カット手段による燃料供給停止状態から、ドライバーのアクセル操作に基づいて燃料供給を再開した場合を、加速として検出するものとすることにより、車両前後振動が最も問題となる減速燃料カット状態からの加速に対応することができる。
【００３１】
上記の実施形態では、空気量増量補正手段を、スロットル開度の増大補正で実現したが、バルブタイミング可変機構を備えたエンジンであれば、バルブタイミングを変更することにより、エンジンの吸入空気量の補正を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンのシステム図
【図２】トルク制御フラグ設定ルーチンのフローチャート
【図３】空気量及び点火時期制御ルーチンのフローチャート
【図４】燃料リカバー時のトルク制御のタイムチャート
【符号の説明】
【００３３】
１  エンジン
２  吸気通路
３  電制スロットル弁
４  燃料噴射弁
５  点火プラグ
６  変速機
７  車両駆動軸
１０  ＥＣＵ
１１  アクセルペダルセンサ
１２  クランク角センサ
１３  エアフローメータ
１４  車速センサ
【図１】
2007100662.tif 000003
【図２】
2007100662.tif 000004
【図３】
2007100662.tif 000005
【図４】
2007100662.tif 000006