(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動系を駆動する内燃機関に対し燃料噴射量を設定するために、その内燃機関の運転状態を示す諸量に基づき内燃機関に要求されている要求トルクを算出し、その要求トルクに基づいて燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定装置において、予め所定の要求トルクに対しある時点でその所定要求トルクの全量を内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動の速度が最初にゼロになる速度ゼロ到達時間を求めると共に、前記ある時点で前記所定要求トルクの一部を分割した部分要求トルクを内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動による前記速度ゼロ到達時間後の変位が前記所定要求トルクの全量を内燃機関にステップ状に与えたときの平衡値でピーク値となるように前記部分要求トルクと前記所定要求トルクとの分割比を求めておき、運転状態から要求されている要求トルクを前記分割比で分割して現在与えるべき部分要求トルクを求めると共に、現在より前記速度ゼロ到達時間後に与えるべき残り分の要求トルクを求め、これら現在の部分要求トルクと前記速度ゼロ到達時間前の残分要求トルクとの和を燃料噴射量設定用の要求トルクとすることを特徴とする燃料噴射量設定装置。
【請求項２】
駆動系を駆動する内燃機関の運転状態を示す諸量に基づきその内燃機関の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定装置において、予め所定の要求噴射量に対しある時点でその所定要求噴射量の全量を内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動の速度が最初にゼロになる速度ゼロ到達時間を求めると共に、前記ある時点で前記所定要求噴射量の一部を分割した部分要求噴射量を内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動による前記速度ゼロ到達時間後の変位が前記所定要求噴射量の全量を内燃機関にステップ状に与えたときの平衡値でピーク値となるように前記部分要求噴射量と前記所定要求噴射量との分割比を求めておき、運転状態から要求されている要求噴射量から前記分割比で分割して現在与えるべき部分要求噴射量を求めると共に、現在より前記速度ゼロ到達時間後に与えるべき残り分の要求噴射量を求め、これら現在の部分要求噴射量と前記速度ゼロ到達時間前の残分要求噴射量との和を燃料噴射量として設定することを特徴とする燃料噴射量設定装置。
【請求項３】
所定の要求トルクを内燃機関に与えたときに駆動系に生じる非線形なねじれ振動に対し線形性を有する任意の要求関数を定義し、この要求関数についての前記速度ゼロ到達時間及び分割比を求めておき、運転状態から要求されている現在の要求トルクを要求関数に変換し、前記分割比で分割した現在の部分要求関数と前記速度ゼロ到達時間後の残分要求関数との和を設定用の要求関数とし、この設定用要求関数を要求トルクに逆変換することを特徴とする請求項１記載の燃料噴射量設定装置。
【請求項４】
所定の燃料噴射量を内燃機関に与えたときに駆動系に生じる非線形なねじれ振動に対し線形性を有する任意の要求関数を定義し、この要求関数についての前記速度ゼロ到達時間及び分割比を求めておき、運転状態から要求されている現在の要求噴射量を要求関数に変換し、前記分割比で分割した現在の部分要求関数と前記速度ゼロ到達時間後の残分要求関数との和を設定用の要求関数とし、この設定用要求関数を燃料噴射量に逆変換することを特徴とする請求項２記載の燃料噴射量設定装置。
【請求項５】
運転状態から要求されている現在の要求トルクをＤ（ｔ）、前記速度ゼロ到達時間をＴｐ、前記分割比をＣｓとしたとき、出力される要求トルクＳ（ｔ）は、
Ｓ（ｔ）＝Ｃｓ・Ｄ（ｔ）＋（１−Ｃｓ）・Ｄ（ｔ−Ｔｐ）
で表されることを特徴とする請求項１記載の燃料噴射量設定装置。
【請求項６】
運転状態から要求されている現在の要求噴射量をＥ（ｔ）、前記速度ゼロ到達時間をＴｐ、前記分割比をＣｓとしたとき、出力される燃料噴射量Ｆ（ｔ）は、
Ｆ（ｔ）＝Ｃｓ・Ｅ（ｔ）＋（１−Ｃｓ）・Ｅ（ｔ−Ｔｐ）
で表されることを特徴とする請求項２記載の燃料噴射量設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバ要求トルク（又はドライバ要求噴射量）の変化によって誘発される駆動系のねじれ振動を抑制する燃料噴射量設定装置に係り、特に、ドライバ要求トルク（又はドライバ要求噴射量）のあらゆる変化に対し随時最適なフィルタ処理を行うことのできる燃料噴射量設定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の加減速時に駆動系に生じるねじれ振動を燃料噴射制御によって抑制する方法は、大別すると２つの方法になる。
【０００３】
１つの方法は、特願平１１−１５２５０２号、１１−１５４０２３号などの文献に記載されており、エンジン回転数を検出してフィードバック制御を行い、ねじれ振動の減衰を早めるよう作動するものである。
【０００４】
もう１つの方法は、特願平１１−１５２５０１号などの文献に記載されており、ねじれ振動の加振源であるエンジンにおいて、エンジントルクの変化が駆動系にねじれ振動を誘発しないようドライバが要求する燃料噴射量に適当なフィルタ処理を行うフィードフォワード制御を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者の方法は、発生してしまったねじれ振動を速やかに減衰させる効果があるものの、ねじれ振動を発生させないようにすることはできない。
【０００６】
後者の方法は、ドライバ要求に対する応答性を良くする要求と、誘発されるねじれ振動の大きさを抑える要求とが一方を満足させると他方が満足されないトレードオフの関係になり、両要求の妥協点を選ばざるを得ない。前記文献特願平１１−１５２５０１号では、この妥協点をより応答性を良くする側に求めたものであり、前記トレードオフの関係を解消することはできない。
【０００７】
フィルタ処理の代表的なものとして、いわゆるｎ次遅れフィルタや出力変化量に制限を加えるなましフィルタがある。ｎ次遅れフィルタとして多く用いられる１次遅れフィルタの特性と、なましフィルタの特性とを以下に説明する。
【０００８】
図１０は、１次遅れフィルタのステップ応答特性を示したもので、横軸は時間、縦軸は入力及び出力を表す。
【０００９】
また、図１１は、なましフィルタの特性を示したもので、横軸は時間、縦軸は入力及び出力を表す。
【００１０】
１次遅れフィルタでは、フィルタの時定数を変えることにより、出力がａ１，ｂ１，ｃ１のようになる。なましフィルタでは、入力の変化量が制限値を超えると出力が入力と同等になるまで出力の変化量が制限され、その制限値を変えることにより、出力がａ２，ｂ２，ｃ２のようになる。
【００１１】
次に、図１２に１次遅れフィルタの有無によるエンジン回転と駆動系に生じるねじれ振動との関係を示す。横軸は時間、縦軸は上段がドライバ要求トルク（又は噴射量）及びフィルタ出力、中段がエンジン回転数、下段がねじれ量（＝ねじれ振動の変位）を表す。１次遅れフィルタが無い場合を実線で示し、１次遅れフィルタが有る場合を破線で示す。
【００１２】
ドライバ要求トルクがある時点でステップ状に変化したとき、１次遅れフィルタが無い場合には、エンジン回転数が大きな振幅で変化し、ねじれ量も大きな振幅で変化する。ドライバ要求トルクを１次遅れフィルタで処理し、破線で示したような処理後波形をエンジンに与えた場合には、ドライバ要求トルクのステップ状の変化に対し、エンジン回転数もねじれ量も振幅が小さくなるが、その一方で応答遅れが生じる。図示のように、応答遅れは、ピークの生じる時間の差として見ることができる。なましフィルタを用いた場合でも、同様に、応答の振幅は小さくなるが、応答遅れが生じる。
【００１３】
前記文献特願平１１−１５２５０１号は、この応答遅れを改善するために、エンジン回転数等に応じてあるドライバ要求トルク（又は噴射量）まではなまし処理を行わないで応答性を改善しつつその後の変化量（なまし量）を前回までの噴射量とエンジン回転数等とによって適当な値に設定してねじれ振動を低減するものであるが、図１３に示すように、完全に応答遅れを無くし、かつねじれ振動を抑制することはできない。図１３は、図１２と同様に、横軸は時間、縦軸は上段がドライバ要求トルク（又は噴射量）及びフィルタ出力、中段がエンジン回転数、下段がねじれ振動の変位を表し、１次遅れフィルタが無い場合を実線で示し、１次遅れフィルタが有る場合を破線で示す。
【００１４】
また、前記文献特願平１１−１５２５０１号の技術では、ドライバ要求トルクの変化に応じて処理後の変化を適切に変えることができない。その詳細を以下に説明する。図１４、図１５、図１６は、いずれも横軸が時間、縦軸がドライバ要求トルク（実線）及びフィルタ出力（破線）としたものである。
【００１５】
図１４に示されるように、ドライバ要求トルクが制御点Ａの状態から制御点Ｂの状態へステップ状に変化したときに最適となるようフィルタの諸値を設定した場合のフィルタ出力が制御点Ｃからの破線の如くであったものとする。
【００１６】
図１５に示されるように、ドライバ要求トルクが制御点Ａの状態から制御点Ｃの状態へランプ状（傾斜状）に変化したときでも、フィルタ出力は図１４のときと変わらない。しかし、これら２つのドライバ要求トルクは制御点Ａから制御点Ｃに至る経緯が異なるので、図１５におけるフィルタの諸値の最適値は図１４のものとは異なったものでなければならない。また、制御点Ｃの最適値も異なったものでなければならない。
【００１７】
次に、図１５のランプ状に変化するドライバ要求トルクに対する最適のフィルタ出力が図１５の破線の如くであったものとする。ドライバ要求トルクのステップ状変化に対する最適のフィルタ出力がドライバ要求トルクのランプ状変化に対する最適のフィルタ出力ではないのと同様に、図１５の破線のフィルタ出力は、図１６に示したような緩い傾斜のドライバ要求トルクのランプ状変化に対する最適のフィルタ出力ではない。
【００１８】
このように、前記文献特願平１１−１５２５０１号の技術では、ドライバ要求トルクが特定の変化をした場合にしか最適な処理を行うことができない。
【００１９】
この点を改善し、ドライバ要求トルクのあらゆる変化の仕方に対し最適なフィルタ処理を行えるよう、前記文献特願平１１−１５２５０１号のなまし開始点  （制御点Ｂ）やその後の変化量（なまし量）をドライバ要求トルクの変化に応じて変化させる方法も考えられるが、そのためには、複雑なアルゴリズムが必要になると共に設定しなければならない設定値（キャリブレーション値）の数が多くなり、ドライバ要求トルクのあらゆる変化に適合する諸値を設定する作業（キャリブレーション）が膨大なものとなり、現実的でない。
【００２０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ドライバ要求トルク（又はドライバ要求噴射量）のあらゆる変化に対し随時最適なフィルタ処理を行うことのできる燃料噴射量設定装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、駆動系を駆動する内燃機関に対し燃料噴射量を設定するために、その内燃機関の運転状態を示す諸量に基づき内燃機関に要求されている要求トルクを算出し、その要求トルクに基づいて燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定装置において、予め所定の要求トルクに対しある時点でその所定要求トルクの全量を内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動の速度が最初にゼロになる速度ゼロ到達時間を求めると共に、前記ある時点で前記所定要求トルクの一部を分割した部分要求トルクを内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動による前記速度ゼロ到達時間後の変位が前記所定要求トルクの全量を内燃機関にステップ状に与えたときの平衡値でピーク値となるように前記部分要求トルクと前記所定要求トルクとの分割比を求めておき、運転状態から要求されている要求トルクを前記分割比で分割して現在与えるべき部分要求トルクを求めると共に、現在より前記速度ゼロ到達時間後に与えるべき残り分の要求トルクを求め、これら現在の部分要求トルクと前記速度ゼロ到達時間前の残分要求トルクとの和を燃料噴射量設定用の要求トルクとするものである。
【００２２】
また、本発明は、駆動系を駆動する内燃機関の運転状態を示す諸量に基づきその内燃機関の燃料噴射量を設定する燃料噴射量設定装置において、予め所定の要求噴射量に対しある時点でその所定要求噴射量の全量を内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動の速度が最初にゼロになる速度ゼロ到達時間を求めると共に、前記ある時点で前記所定要求噴射量の一部を分割した部分要求噴射量を内燃機関にステップ状に与えたとき応答して駆動系に生じるねじれ振動による前記速度ゼロ到達時間後の変位が前記所定要求噴射量の全量を内燃機関にステップ状に与えたときの平衡値でピーク値となるように前記部分要求噴射量と前記所定要求噴射量との分割比を求めておき、運転状態から要求されている要求噴射量から前記分割比で分割して現在与えるべき部分要求噴射量を求めると共に、現在より前記速度ゼロ到達時間後に与えるべき残り分の要求噴射量を求め、これら現在の部分要求噴射量と前記速度ゼロ到達時間前の残分要求噴射量との和を燃料噴射量として設定するものである。
【００２３】
所定の要求トルクを内燃機関に与えたときに駆動系に生じる非線形なねじれ振動に対し線形性を有する任意の要求関数を定義し、この要求関数についての前記速度ゼロ到達時間及び分割比を求めておき、運転状態から要求されている現在の要求トルクを要求関数に変換し、前記分割比で分割した現在の部分要求関数と前記速度ゼロ到達時間後の残分要求関数との和を設定用の要求関数とし、この設定用要求関数を要求トルクに逆変換してもよい。
【００２４】
所定の燃料噴射量を内燃機関に与えたときに駆動系に生じる非線形なねじれ振動に対し線形性を有する任意の要求関数を定義し、この要求関数についての前記速度ゼロ到達時間及び分割比を求めておき、運転状態から要求されている現在の要求噴射量を要求関数に変換し、前記分割比で分割した現在の部分要求関数と前記速度ゼロ到達時間後の残分要求関数との和を設定用の要求関数とし、この設定用要求関数を燃料噴射量に逆変換してもよい。
【００２５】
運転状態から要求されている現在の要求トルクをＤ（ｔ）、前記速度ゼロ到達時間をＴｐ、前記分割比をＣｓとしたとき、出力される要求トルクＳ（ｔ）は、
Ｓ（ｔ）＝Ｃｓ・Ｄ（ｔ）＋（１−Ｃｓ）・Ｄ（ｔ−Ｔｐ）
で表されてもよい。
【００２６】
運転状態から要求されている現在の要求噴射量をＥ（ｔ）、前記速度ゼロ到達時間をＴｐ、前記分割比をＣｓとしたとき、出力される燃料噴射量Ｆ（ｔ）は、
Ｆ（ｔ）＝Ｃｓ・Ｅ（ｔ）＋（１−Ｃｓ）・Ｅ（ｔ−Ｔｐ）
で表されてもよい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２８】
図１に本発明に係る燃料噴射量設定装置に使用するねじれ振動抑制フィルタの構成を示す。図示されるように、このフィルタは、ドライバ要求トルクＤ（ｔ）又はドライバ要求噴射量Ｅ（ｔ）（以下、噴射量の記載は省略することがある）に定数Ｃｓを掛ける積算器１と、ドライバ要求トルクＤ（ｔ）を所定の無駄時間要素Ｔｐだけ遅延させる遅延器２と、定数Ｃｓの補数１−Ｃｓを求める引算器３と、遅延されたドライバ要求トルクＤ（ｔ−Ｔｐ）に補数１−Ｃｓを掛ける積算器４と、２つの積の和をとる加算器５とからなる。このフィルタは、ある時点ｔでのドライバ要求トルクＤ（ｔ）を分割比Ｃｓに基づきＣｓ：１−Ｃｓで分割し、その時点ｔで部分要求トルクＣｓ・Ｄ（ｔ）を出力し、その時点ｔから所定の無駄時間要素Ｔｐが経過した時点ｔ＋Ｔｐで残分要求トルク（１−Ｃｓ）・Ｄ（ｔ）を出力するものである。時間ｔにおいて出力される要求トルクＳ（ｔ）は、その時点ｔで出力される部分要求トルクと無駄時間要素Ｔｐ後の時点で出力されるべき残分要求トルクとの和であるから、
Ｓ（ｔ）＝Ｃｓ・Ｄ（ｔ）＋（１−Ｃｓ）・Ｄ（ｔ−Ｔｐ）
で表される。
【００２９】
本発明に係る燃料噴射量設定装置の全体的な構成を図２に示す。
【００３０】
この燃料噴射量設定装置は、ドライバ要求トルク算出手段（又はドライバ要求噴射量算出手段）２１と、加速フィーリングチューニング用のなましフィルタ２２と、ねじれ振動抑制フィルタ２３と、トルク噴射量変換器２４とからなる。内燃機関の運転状態を示す諸量は、アクセル開度、エンジン回転数、水温などである。これらの諸量は、図３に示した各種センサからなる運転状態検出手段により検出される。これらの諸量から、ドライバ要求トルク算出手段又はドライバ要求噴射量算出手段２１によりドライバ要求トルク又はドライバ要求噴射量が算出される。なましフィルタ２２については説明を省略する。トルク噴射量変換器２４は、トルクベース制御を行う場合にフィルタ２３の後段に設けられ、要求トルクＳ（ｔ）から燃料噴射量Ｑへの変換を行うものである。トルクベース制御を行う場合は、トルク噴射量変換器２４から燃料噴射量Ｑが出力されるが、噴射量ベース制御を行う場合は、フィルタ２３から燃料噴射量Ｑが出力される。
【００３１】
本発明の燃料噴射量設定装置は、エンジン制御を行うエンジンＥＣＵ或いは車両制御を行う車両ＥＣＵの中に組み込んでもよい。図３に示したディーゼルエンジンの制御装置は、エンジンＥＣＵ３１と、各種センサ（運転状態検出手段）３２と、各種アクチュエータ３３と、燃料噴射系３４と、車両ＥＣＵ３５、車室内の各種入力系（運転状態検出手段）３６とからなる。エンジンＥＣＵ３１に本発明の燃料噴射量設定装置が含まれている。
【００３２】
各種センサ３２が検出する内容は、カム角度（クランク角及び気筒判別）、吸気圧、吸気温、水温、エンジン回転数（Ｎｅ）などである。各種アクチュエータ３３が駆動する対象は、ＥＧＲ開度、スロットル開度、排気ブレーキなどである。燃料噴射系３４は、高圧の燃料を蓄えるコモンレール３４１と、コモンレール３４１の圧力を検出する圧力センサ３４２と、コモンレール３４１からの燃料を各燃焼室内に噴射する複数のインジェクタ３４３と、インジェクタ３４３の電磁弁３４４と、コモンレール３４１に高圧の燃料を供給する高圧ポンプ３４５と、高圧ポンプ３４５の高圧を調節する圧力コントロール弁３４６とからなる。エンジンＥＣＵ３１では、求めた燃料噴射量Ｑから、さらにコモンレール３４１の圧力等を考慮してインジェクタ３４３の開弁期間が決定される。この開弁期間に基づいて電磁弁３４４に開弁パルス（信号線は図示せず）が出力される。
【００３３】
エンジンＥＣＵ３１と車両ＥＣＵ３５とは車内ＬＡＮ３７によって相互に情報交換可能に結ばれている。車両ＥＣＵ３５には、自動変速を行うオートマチックトランスミッション（Ａ／Ｔ）３５１、タイヤのロックを防止するアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）３５２、スリップを防止するトランクションコントロールシステム（ＡＳＲ）３５３などが付加されている。
【００３４】
車室内の各種入力系３６としては、アクセルペダルに設けられたアクセル開度センサ３６１、クルーズコントロールスイッチ３６２、ブレーキスイッチ３６３などがある。クルーズコントロールスイッチ３６２は、高速走行等においてアクセルペダルを踏まなくても一定速度を自動保持するオートクルーズを設定するスイッチであり、スイッチオフ時にはアクセル開度センサ３６１の示すアクセル開度が運転状態として作用するが、スイッチオン時には、アクセルペダルによらない自動アクセル開度が運転状態として作用することになる。ブレーキスイッチ３６３には、排気ブレーキ、リターダなどがあり、トルクベース制御においてはこれらの入力がドライバ要求トルクの算出に関係してくる。
【００３５】
本発明の原理を以下に説明する。
【００３６】
まず、図４に本発明のフィルタの有無によるエンジン回転と駆動系に生じるねじれ振動との関係を示す。横軸は時間、縦軸は上段がドライバ要求トルク（又はドライバ要求噴射量）及びフィルタ出力、中段がエンジン回転数、下段がねじれ量（ねじれ振動の変位）を表す。本発明のフィルタが無い場合を実線で示し、本発明のフィルタが有る場合を破線で示し、その他の予想線を一点鎖線で示す。図５は、図４のうち本発明のフィルタが有る場合を実線で示したものである。
【００３７】
図４に示されるように、ドライバ要求トルクがある時点で制御点Ａの状態から制御点Ｂの状態へステップ状に変化したとき、即ち、ドライバ要求トルクの全量をステップ状に与えたとき、フィルタが無い場合には、エンジン回転数が大きな振幅で変化し、ねじれ振動の変位も大きな振幅で変化することは従来技術の欄でも述べたとおりである。このねじれ振動の変位が収束する線を平衡線Ｌと呼ぶ。ねじれ振動は、平衡線Ｌを中心とした減衰振動である。
【００３８】
この平衡線Ｌを最大値（又は最小値）とするような減衰振動が誘発されるように、ドライバ要求トルクをある時点で制御点Ａの状態から制御点Ｂ´の状態へステップ状に変化させたものとする。このときのエンジン回転数及びねじれ振動の変位は、ねじれ振動の変位が平衡線Ｌに達するまでは破線で推移し、平衡線Ｌに達した後は一点鎖線で推移する。ここで、ねじれ振動の変位が平衡線Ｌに達した時点Ｔｐでは、ねじれ振動の速度はゼロになっている。即ち、Ｔｐは、ドライバ要求トルクのステップ状の変化に応答して駆動系に生じるねじれ振動の速度が最初にゼロになる速度ゼロ到達時間である。この時点Ｔｐで、ドライバ要求トルクを制御点Ｂ´の状態から制御点Ｂの状態へステップ状に変化させると、この新たなステップ状変化によるねじれ振動と最初のステップ状変化によるねじれ振動の揺れ返しとが相殺されるので、ねじれ振動の変位が平衡線Ｌに達したままで推移する。また、エンジン回転数も右肩上がりに推移する。
【００３９】
このように、制御点Ａの状態から制御点Ｂ´の状態へステップ状に変化させてから時間Ｔｐを遅らせて制御点Ｂ´の状態から制御点Ｂの状態へステップ状に変化させると、図５に示されるように、揺れ返しの振動を発生することなく、平衡線Ｌに変位を到達させることができる。また、ドライバ要求トルクが制御点Ａの状態から制御点Ｂの状態へステップ状に変化した場合に対する応答遅れも従来技術に比べて小さくなる。もし、駆動系に線形性が成り立っていれば、応答遅れはゼロとなる。
【００４０】
任意の制御点Ａの状態から制御点Ｂの状態へのステップ状の変化に対し、制御点Ａの状態から制御点Ｂ´の状態へのステップ状の変化と時間Ｔｐを遅らせて制御点Ｂ´の状態から制御点Ｂの状態へのステップ状に変化とに分割した場合の時間Ｔｐ及び制御点Ｂ´の最適値をあらゆる運転状態（エンジン回転数、負荷トルク、ギア比又はギアポジション）において設定すれば、ドライバ要求トルクのステップ状変化に対しては図５に示すような駆動系のねじれ振動の応答を得ることができる。
【００４１】
次に、図１５，１６に示したようなランプ状変化や任意変化に対する応答について考察する。以下、駆動系がエンジン出力トルクに対して線形である場合と、非線形である場合とに別けて説明する。
【００４２】
エンジン出力トルクと駆動系ねじれ量との間に線形性が成り立っている場合、重ね合わせの原理を適用することができる。また、エンジン出力トルクがステップ状に変化するとき、そのステップ高さ（制御点Ｂ−制御点Ａ）の絶対値によらず、ねじれ振動の変位が最大値（最小値）に達する時間は一定であり、ステップ分割した場合における初めのステップ高さ（制御点Ｂ´−制御点Ａ）と全体のステップ高さ（制御点Ｂ−制御点Ａ）との割合も一定である。これらの値（時間、割合）は、エンジンマウント、プロペラシャフト、ドライブシャフト等のバネ定数や減衰係数、ギア比等によって定まる。ギア比は経時変化なく一定であり、バネ定数や減衰係数も劣化を無視すれば不変であるから、各ギアポジション毎にエンジン出力トルクがステップ状変化をしたときの遅らせ時間（以下、無駄時間要素と呼ぶ）Ｔｐとステップ分割の割合（制御点Ｂ´−制御点Ａ）／（制御点Ｂ−制御点Ａ）＝Ｃｓ（以下、分割比と呼ぶ）とを最適に設定しておき、以下に示すような演算処理を行って重ね合わせの原理を実行すれば、あらゆるドライバ要求トルクの変化に対し、図５に示すような駆動系のねじれ振動の応答を得ることができる。
【００４３】
そこで、まず、図６に示されるように、基準時刻ｔ0 以前（ｔ＜ｔ0 ）ではドライバ要求トルクＤ（ｔ）＝０であり、かつ、ねじれ振動が十分収束していてｄ（ｔ0 ）＝０であったものとし、ｔ＞ｔ0 でＤ（ｔ）が任意に変化して任意時刻ｔn でＤ（ｔn ）となった場合において、所定の時間刻みΔｔにて基準時刻ｔ0 〜任意時刻ｔn の期間をｎ個の微小期間に分割し、ドライバ要求トルクの時間刻み毎の変化量をＤi とする。即ち、ｔ0 〜ｔ1 の変化量をＤ1 、ｔ1 〜ｔ2 の変化量をＤ2 、…、ｔn-1 〜ｔn の変化量をＤn とする。それぞれの変化量は、時間刻み毎に与えるステップ状変化と考えられ、Ｄi （ｔ）とおけば、時間をＴとした単位ステップ関数Ｖ（Ｔ）、
Ｔ＜０のときＶ（Ｔ）＝０
Ｔ≧０のときＶ（Ｔ）＝１
を用いて、
Ｄi （ｔ）＝Ｖ（ｔ−ｔi ）｛Ｄ（ｔi ）−Ｄ（ｔi-1 ）｝
となる。即ち、Ｄ1 （ｔ）はｔ＜ｔ1 では値がゼロであり、ｔ≧ｔ1 では値がＤ1 となる。同様に、Ｄn （ｔ）はｔ＜ｔn では値がゼロであり、ｔ≧ｔn ではＤn となる。
【００４４】
ドライバ要求トルクがｔ0 〜ｔn の期間に変化をしたときに誘発される駆動系のねじれ振動ｄ（ｔ）は、それぞれのステップ状変化Ｄ1 （ｔ）〜Ｄn （ｔ）によって誘発されるねじれ振動ｄ1 （ｔ），ｄ2 （ｔ），…，ｄn （ｔ）の重ね合わせによる結果と考えられる。
【００４５】
一方、それぞれのステップ状変化Ｄ1 （ｔ）〜Ｄn （ｔ）について、前述のように無駄時間要素Ｔｐ、分割比Ｃｓを適用してステップを分割し、これら分割した波形をＤ1 ´（ｔ）〜Ｄn ´（ｔ）とする。図７に示されるように、ステップ状変化Ｄ1 （ｔ）は、時刻ｔ0 以降存在する部分ステップ状変化Ｃｓ・Ｄ1 （ｔ）と時刻ｔ0 ＋Ｔｐ以降存在する残分ステップ状変化（１−Ｃｓ）・Ｄ1 （ｔ−Ｔｐ）とに分割される。Ｄ1 （ｔ−Ｔｐ）はｔ＜ｔ1 ＋Ｔｐでは値がゼロであり、ｔ≧ｔ1 ＋Ｔｐでは値が存在する。同様に、ステップ状変化Ｄn （ｔ）は、時刻ｔn 以降存在する部分ステップ状変化Ｃｓ・Ｄn （ｔ）と時刻ｔn ＋Ｔｐ以降存在する残分ステップ状変化（１−Ｃｓ）・Ｄn （ｔ−Ｔｐ）とに分割される。Ｄn （ｔ−Ｔｐ）はｔ＜ｔn ＋Ｔｐでは値がゼロであり、ｔ≧ｔn ＋Ｔｐでは値が存在する。
【００４６】
このようにしてそれぞれのステップ状変化Ｄ1 （ｔ）〜Ｄn （ｔ）について部分ステップ状変化と残分ステップ状変化とを求め、これら部分ステップ状変化と残分ステップ状変化とを時間経過を考慮して重ね合わせれば、個々のステップ状変化Ｄ1 （ｔ）〜Ｄn （ｔ）に対してねじれ振動を伴わない応答が得られるのであるから、重ね合わせた応答もねじれ振動を伴わないことになる。なお、図６においてはｔn ＜Ｔｐの例を示してあるが、ｔn ≧Ｔｐであっても前記したステップ分割や重ね合わせが成立することは勿論である。
【００４７】
ドライバ要求トルクの連続的な変化に対応するには、ｔ0 〜ｔn の時間刻みを極限まで細分化すればよい。即ち、ｎ→∞（Δｔ→０）の極限値を求めれば、任意時刻ｔn での出力するべき要求トルクＳ（ｔn ）は、
【００４８】
【数１】
0004296700.tif 000002
【００４９】
となる。この要求トルクＳ（ｔ）は、ドライバ要求トルクＤ（ｔ）に分割比Ｃｓを掛ける比例項と、ドライバ要求トルクＤ（ｔ）を無駄時間要素Ｔｐで遅延させて補数１−Ｃｓを掛ける比例項との和であるから、車両ＥＣＵ（エンジン制御ユニット）において簡単な演算処理で演算することができる。
【００５０】
上式は、ドライバ要求トルクＤ（ｔ）の連続的な変化を仮定して得られた解ではあるが、結果的にＤ（ｔ）の微分項を含まないので、Ｄ（ｔ）が不連続（ステップ状変化等）であっても適用できる。エンジン出力トルクと駆動系ねじれ量との間に線形性が成り立っていない場合には、重ね合わせの原理が適用できないので、上式（２）をそのまま利用することはできない。しかしながら、実際のＭＴ車やＡＴ車のロックアップ時の駆動系の応答において、ギヤのバックラッシュやフリクションによるヒステリシス等の非線形要因はほとんど無視できるので、ねじれ量によるバネ定数の変化に対して適当な補正を行えば十分有効な近似解が得られる。図８に、エンジン出力トルクに対して線形な駆動系ねじれ量（バネ定数）を破線で示し、非線形な駆動系ねじれ量（ねじれ量によるバネ定数変化）を実線で示す。
【００５１】
図８に示すようにエンジン出力トルクと駆動系ねじれ量との間に線形性が成り立たない場合でも、エンジン出力トルクと静的な駆動系ねじれ量との間に１対１の関係が成り立つときには、図９に示されるように、エンジン出力トルクを静的な駆動系ねじれ量に比例する関数Ｇに変換することは可能である。そこで、ドライバ要求トルクＤ（ｔ）を任意の要求関数Ｇ（ｔ）に変換し、この要求関数Ｇ  （ｔ）について無駄時間要素Ｔｐ及び分割比Ｃｓを求めておく。この要求関数Ｇ（ｔ）を上式（１）、（２）に代入し、要求関数Ｓ´（ｔ）を得る。この要求関数Ｓ´（ｔ）を逆変換して出力するべき要求トルクＳ（ｔ）を求める。
【００５２】
ドライバ要求トルクＤ（ｔ）から要求関数Ｇ（ｔ）への変換や要求関数Ｓ´  （ｔ）から要求トルクＳ（ｔ）への逆変換は、エンジンＥＣＵ３１又は車両ＥＣＵ３５に組み込まれているねじれ振動抑制フィルタ２３において２次元または３次元のテーブル参照や近似変換式によって簡単に処理することができる。このような関数変換・逆変換を行う手段は、図１に破線括弧で囲んで示されている。即ち、変換テーブル６は、ドライバ要求トルクＤ（ｔ）から要求関数Ｇ（ｔ）への変換を行い、逆変換テーブル７は、要求関数Ｓ´（ｔ）から要求トルクＳ（ｔ）への逆変換を行うものである。このような変換・逆変換手段がねじれ振動抑制フィルタの前後段に挿入されている場合は、フィルタ内では式（２）の代りに、
Ｓ´（ｔ）＝Ｃｓ・Ｇ（ｔ）＋（１−Ｃｓ）・Ｇ（ｔ−Ｔｐ）
が演算されることになる。
【００５３】
また、バネ定数変化による振動周期の変化に対して、ＴｐをＤ（ｔ）またはＧ（ｔ）によって適当に補正することを併せて行ってもよい。
【００５４】
以上説明したように、本発明によれば、ステップ応答特性をもとに無駄時間要素Ｔｐと分割比Ｃｓとを予め求めておき、運転状態から要求されている要求噴射量を現在与えるべき部分要求噴射量と現在より無駄時間要素Ｔｐ後に与えるべき残分要求噴射量とに分割したので、ねじれ振動の発生を抑制できると同時に応答遅れもなくすることができる。しかも、このフィルタ処理は、ねじれ振動抑制フィルタ２３において簡単な演算で実現することができる。
【００５５】
これまでの説明では、トルクベース制御を行う場合を中心に説明した。噴射量ベース制御を行う場合は、ドライバ要求噴射量算出手段２１が出力するドライバ要求噴射量Ｅ（ｔ）をフィルタ処理して燃料噴射量Ｆ（ｔ）を得ることになるが、速度ゼロ到達時間Ｔｐ、分割比Ｃｓは同じであり、フィルタ２３内では式（２）の代りに、
Ｆ（ｔ）＝Ｃｓ・Ｅ（ｔ）＋（１−Ｃｓ）・Ｅ（ｔ−Ｔｐ）
が演算されることになる。こうして求めた燃料噴射量Ｆ（ｔ）が燃料噴射量Ｑとしてインジェクタ３４３の開弁期間決定に使用される。
【００５６】
本発明は、既に他のフィルタ（１次遅れフィルタやなましフィルタ）によって処理された値に対しても有効に作用するので、加速フィーリングのチューニングのために行うフィルタ処理と、ねじれ振動の抑制のために行うフィルタ処理とを分離して行うことができる。従って、加速フィーリングチューニング用のフィルタの後段に本発明のフィルタを挿入した構成をとることができる。
【００５７】
ところで、通常、エンジンがアイドリング中には、回転数を目標値に維持するために回転数フィードバック制御が行われる。さらに、車両走行中であっても、ストール防止のため回転数フィードバック制御が働き、ドライバがアクセルペダルを踏まなくてもある一定回転を維持して走行する。この一定回転を維持して走行する状態をローリングアイドル又はアイドル走行と呼ぶ。ローリングアイドルであっても、フィードバックゲインが過大であったり制御上の遅れが大きかったりすると、駆動系にねじれ振動が誘発されることがあり、場合によってはフィードバック制御系と共振して回転数が著しくハンチングして走行不能（ストール）状態になることがある。
【００５８】
本発明のフィルタを回転数フィードバック制御系（アイドルフィードバック制御系）の下流に配置すると、前記のようなフィードバック制御系との共振によるねじれ振動も抑制される。このことから、本発明のフィルタを回転数フィードバック制御系の下流に配置すると共振限界が拡大することになるので、フィードバックゲインを上げることができ、アイドルフィードバック制御本来の回転維持機能を向上させることができる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００６０】
（１）ねじれ振動の発生を抑制できると同時に応答遅れもなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料噴射量設定装置に使用されるフィルタの構成図である。
【図２】図１のフィルタを用いた燃料噴射量設定装置の構成図である。
【図３】本発明の燃料噴射量設定装置を組み込んだディーゼルエンジンの制御装置の構成図である。
【図４】本発明の原理を示す特性図である。
【図５】本発明の原理を示す特性図である。
【図６】本発明の原理を示す特性図である。
【図７】本発明の原理を示す特性図である。
【図８】本発明を非線形系に適用するための特性図である。
【図９】本発明を非線形系に適用するための特性図である。
【図１０】従来技術における特性図である。
【図１１】従来技術における特性図である。
【図１２】従来技術における特性図である。
【図１３】従来技術における特性図である。
【図１４】従来技術における特性図である。
【図１５】従来技術における特性図である。
【図１６】従来技術における特性図である。
【符号の説明】
１  積算器
２  遅延器
３  引算器
４  積算器
５  加算器
６  変換テーブル
７  逆変換テーブル
２１  ドライバ要求トルク算出手段（ドライバ要求噴射量算出手段）
２３  ねじれ振動抑制フィルタ
２４  トルク噴射量変換器
【図１】
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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