JPH0536621B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのトルク変動に起因するエ
ンジン振動（ラフネス）を低減抑制するようにし
たエンジンの制御装置の改良に関する。

（従来の技術） 近年、自動車用エンジンにおいては、エンジン
の燃焼室に供給する混合気の空燃比をリーン側に
設定して、燃費率の向上を図ることが行われる傾
向にある。しかるに、混合気の空燃比を希薄側に
設定すると、燃費率が向上する反面、エンジンの
トルク変動が次第に大きくなつてエンジンのラフ
ネス状態が著しくなり、乗心地性が低下する。こ
のため、エンジンのトルク変動を小さく抑制しつ
つ燃費率の向上を図る必要がある。

そこで、従来、例えば特公昭56−33571号公報
に開示されるものでは、エンジン回転数を検出す
る回転数センサを設け、エンジン回転数が所定値
以上でトルク変動が小さいときには、エンジンに
供給する空気量を増大させて空燃比をリーンにす
る一方、エンジン回転数が所定値未満のときつま
りエンジン失火に起因してトルク変動が増大しよ
うとするときには、エンジンに供給する空気量を
低減し空燃比をリツチにして、トルク変動を小さ
くすることにより、エンジンのトルク変動を抑制
しつつ空燃比を可及的にリーン側に設定して、良
好な乗心地性の確保と燃費率の向上との両立を図
るようになされている。そして、エンジンの振動
を検出するセンサ（いわゆるラフネスセンサ）と
しては上記の如き回転数センサの他に、エンジン
のトルクを検出するトルクセンサやエンジンの振
動自体を検出する振動センサ等を用いることが知
られている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記複数種類のラフネスセンサのう
ち何れを採用するかについては、エンジンのトル
ク変動に起因するエンジン振動の低減抑制という
本来の目的からトルクセンサを選択するのが望ま
しいと考えられる。

しかるに、このようにトルクセンサを選択した
場合、その検出精度を仔細に見ると、アイドル運
転域を除く低回転・低負荷運転域では高い精度が
得られるものの、アイドル運転域ではトルクが小
さいのに起因してその検出精度は低下し、他の振
動センサ等に比べて悪くなる。また、高回転・高
負荷運転域では燃料増量により燃焼が緩慢になり
トルク変動が小さくなること、慣性力の増大に起
因してトルク変動の検出が困難になること、タイ
ヤがスピンし易くなりトルク変動の検出が不正確
になること等により、検出精度は低下して他の振
動センサ等に比べて悪くなる。このため、トルク
センサを全運転域で使用した場合には、アイドル
運転時および高回転・高負荷運転時においてはエ
ンジン振動の低減効果および燃費性の向上効果を
安定して十分に発揮し得なくなるという問題があ
る。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、トルクセンサの検出信号に基づ
くエンジン振動の低減抑制をその検出精度の高い
エンジン運転域（つまりアイドル運転域を除く低
回転・低負荷運転域）に特定制限し、他の運転域
ではトルクセンサよりも検出精度の高い振動セン
サ等の検出信号に基づいてエンジン振動を低減抑
制することにより、エンジンの全運転域でエンジ
ン振動の低減抑制と燃費性の向上とを安定確保す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段
は、第１図に示すように、エンジンの燃焼状態を
制御する燃焼制御手段４４と、エンジンのラフネ
ス状態を検出するラフネスセンサＡと、該ラフネ
スセンサＡの出力を予め設定された基準値と比較
する比較判別装置４３と、該比較判別装置４３の
出力を受けて検出されたラフネス状態が基準値よ
りも大きい時、ラフネスを小さくする方向に上記
燃焼制御手段４４の制御量を補正する制御回路４
６とを設けたエンジンの制御装置において、上記
ラフネスセンサＡを、トルクセンサ３３と、振動
センサ若しくは回転数センサの内いずれか一方の
センサ３４との２つのセンサで構成するととも
に、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出
手段５０と、該運転状態検出手段５０の出力を受
け、アイドル運転域を除く低回転・低負荷運転域
では上記ラフネスセンサＡのうちトルクセンサ３
３のトルク信号を選択し、アイドル運転域では振
動センサ若しくは回転数センサ３４の出力信号を
選択して上記比較判別装置４３に出力するセンサ
選択手段５１とを設ける構成としたものである。

（作用） 上記構成により、本発明では、アイドル運転域
を除く低回転・低負荷運転域においてはそのとき
のエンジン振動（ラフネス状態）を高精度に検出
するトルクセンサが用いられて、その検出信号に
基づいてエンジン振動が低減抑制され、アイドル
運転域では検出精度の劣る上記トルクセンサに代
わつて振動センサ等の他のラフネスセンサが用い
られて、その検出信号に基づいてエンジン振動が
低減抑制されることにより、エンジンの全運転域
に亘つてエンジンのラフネス状態が高精度に正確
に検出されることになり、エンジン振動の低減抑
制と燃費性の向上とが全運転域で安定して得られ
るのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第２図以下の図面に基
づいて詳細に説明する。

第２図において、１はエンジン、２はエンジン
１のシリンダ３に摺動自在に嵌挿したピストン４
により形成された燃焼室、５は一端が大気に連通
し他端が燃焼室２に開口して吸気を供給するため
の吸気通路であつて、該吸気通路５の途中には吸
入空気量を制御するスロツトル弁６と、該スロツ
トル弁６下流側において燃料を噴射供給する燃料
噴射弁７が配設されているとともに、燃焼室２へ
の開口部には吸気弁８が配置されている。また、
９は一端が燃焼室２に開口し他端が大気に開放さ
れて排気を排出するための排気通路であつて、該
排気通路９の燃焼室２への開口部には排気弁１０
が配置されているとともに、該排気通路９の途中
には排気ガス浄化用の触媒装置１１が介設されて
いる。尚、１５は吸気通路５のスロツトル弁６を
バイパスするバイパス通路１６に介設されてアイ
ドル運転時に吸入空気量を増大させるバイパスバ
ルブ、１７は排気通路９の排気ガスの一部を吸気
通路５のスロツトル弁６下流側に還流させる排気
還流通路１８に介設された還流制御バルブ、１９
は該還流制御バルブ１７を作動制御する電磁弁、
２０はデイストリビユータ、２１はイグニツシヨ
ンコイル、２２はバツテリ、２３はキースイツ
チ、２４はスタータである。

また、３０は吸入空気量を計測するエアフロー
センサ、３１は吸気通路５のスロツトル弁６下流
側の吸気負圧を検出するブーストセンサ、３２は
スロツトル弁６の開度を検出するスロツトル開度
センサ、３３はエンジン１の振動を検出する第１
のラフネスセンサとしての振動センサ、３４はエ
ンジン１の出力軸に配設されてエンジン１のトル
クを検出する第２のラフネスセンサとしてのトル
クセンサ、３５はエンジン冷却水温を検出する水
温センサ、３６はクランク角の検出によりエンジ
ン回転数を検出する回転数センサ、３７は触媒温
度を検出する触媒センサ、３８は排気ガス中の酸
素濃度成分により空燃比を検出するO₂センサ、
３９は還流制御バルブ１７の開度を検出するポジ
シヨンセンサであつて、上記ブーストセンサ３１
と回転数センサ３６とによりエンジン１の運転状
態を検出するようにした運転状態検出手段５０を
構成している。そして、上記各センサ３０〜３９
の各検出信号はCPUを備えたコントロールユニ
ツト４０に入力されている。

上記コントロールユニツト４０は、第３図に示
すようにその内部に、振動センサ３３およびトル
クセンサ３４からの検出信号の何れか一方を運転
状態検出手段５０からのエンジン運転状態信号に
応じて選択する本発明の構成上重要なセンサ選択
手段５１と、該センサ選択手段５１からの選択さ
れたラフネス信号を積分してＡ／Ｄ変換する積分
器４１と、該積分器４１からのラフネス信号を基
準値設定器４２で設定される基準値と大小比較す
る比較判別装置としての差動増幅器４３とを備え
ているとともに、予め基本燃料噴射量Ｔ（エンジ
ン制御用の制御値）がエンジン回転数と吸入空気
量とで定まるエンジン運転状態に応じてマツプ化
されて記憶されている燃焼制御手段としての
RAM４４と、上記回転数センサ３６およびエア
フローセンサ３０からの信号を受けて現在のエン
ジン運転状態に対応する基本燃料噴射量Ｔを
RAM４４から読み出す基本燃料噴射量演算装置
４５と、該演算装置４５の基本燃料噴射量Ｔを上
記差動増幅器４３からの出力信号並びに水温セン
サ３５およびO₂センサ３８からの出力信号に基
づいて補正する制御回路４６と、該制御回路４６
で補正された補正燃料噴射量T′を噴射供給する
よう燃料噴射弁７を作動制御する出力手段４７と
を備えている。

そして、上記センサ選択手段５１は、予め第４
図に示すようにエンジン運転状態を４つに区分し
た、アイドル運転域、該アイドル運転域を除く低
回転・低負荷運転域、燃料カツト域並びに高回
転・高負荷運転域を内部に記憶している。

次に、上記コントロールユニツト４０の基本的
な作動を第５図のフローチヤートに基づいて説明
する。先ず、ステツプS₁でイニシヤライズしたの
ち、ステツプS₂で振動センサ３３からのエンジン
振動信号Ｒとトルクセンサ３４からのトルク信号
ｑとを読込むとともに、エンジン回転数および吸
入空気量の各信号を読込んで現在のエンジン運転
状態を判別し、ステツプS₃で現在のエンジン運転
状態に対応する基本燃料噴射量ＴをRAM４４か
ら読み出す。

しかる後、上記基本燃料噴射量Ｔをエンジン運
転状態に応じて補正すべく、ステツプS₄で現在の
エンジン運転状態が予め記憶したアイドル運転域
にあるか否かを判別し、アイドル運転域にある
YESの場合にはステツプS₅において振動センサ
３３からのエンジン振動信号Ｒをラフネス信号と
して選択し、これを基準値設定器４２におけるア
イドル運転域での基準値r₁（第６図イ参照）と大
小比較してその偏差ｘ（＝Ｒ−r₁）を演算する。
そして、ステツプS₆で該偏差ｘが「０」以上か否
かを判別し、ｘ＜０のNOの場合にはエンジン振
動が小さく良好であると判断して、ステツプS₇で
燃料低減量X₁を次式X₁＝X₁＋｜ｘ｜・ΔT（ΔT
は補正率）で演算して燃料低減量を増大したの
ち、ステツプS₁₁で補正燃料噴射量T′を次式Ｔ＝
Ｔ−X₁で演算して減量する。一方、ｘ≧０の
YESの場合にはエンジン振動が大きいと判断し
て燃料噴射量を増量方向に補正すべく、ステツプ
S₈で燃料低減量X₁を次式X₁＝X₁−ｘ・ΔTで演
算して燃料低減量を減少補正したのち、さらにス
テツプS₉で燃料低減量X₁が「０」以上か否かを
判別し、X₁≧０のYESの場合には基本燃料噴射
量Ｔまでの増量側補正であると判断してステツプ
S₁₁で補正燃料噴射量T′を前回よりも増量する一
方、X₁＜０のNOの場合には基本燃料噴射量Ｔを
越えた増量補正になると判断してステツプS₁₀で
燃料低減量X₁を「０」に再補正して、ステツプ
S₁₁で補正燃料噴射量T′を基本燃料噴射量Ｔに設
定する。

その後、ステツプS₁₂で後述する低回転・低負
荷運転域および高回転・高負荷運転域での燃料低
減量X₂，X₃を「０」にクリアしたのち、ステツ
プS₁₃で燃料噴射タイミングを持つてステツプS₁₄
で上記補正燃料噴射量T′を噴射供給するよう燃
料噴射弁７を出力処理してステツプS₂に戻る。

また、上記ステツプS₄でアイドル運転域にない
NOの場合には、ステツプS₁₅で燃料カツト域に
あるか否かを判別し、燃料カツト域にないNOの
場合はさらにステツプS₁₆で低回転・低負荷運転
域（アイドル運転域を除く）にあるか否かを判別
し、該運転域にあるYESの場合にはステツプS₁₇
でトルクセンサ３４からのトルク信号ｑをラフネ
ス信号として選択したのち、これの前回と今回と
の偏差q′（＝ｑ（ｎ）−ｑ（ｎ−１）を演算する。そ
して、ステツプS₁₈で該偏差q′が大きなエンジン
振動の発生時に相当する基準値q₀（第６図ロ参照）
以上か否かを判別し、｜q′−q₀｜＜０のNOの場合
にはエンジン振動が小さく良好であると判断して
ステツプS₁₉で燃料低減量X₂を次式X₂＝X₂＋｜ｔ
｜・ΔT（ｔ＝｜q′−q₀｜）で演算して燃料低減量
を増大したのち、ステツプS₂₃で補正燃料噴射量
T′を次式T′＝Ｔ−X₂で演算して減量する。一方、
上記ステツプS₁₈で｜q′−q₀｜≧０のYESの場合
にはエンジン振動が大きいと判断して燃料噴射量
を増量方向に補正すべく、ステツプS₂₀で燃料低
減量X₂を次式X₂＝X₂−ｔ・ΔTで演算して燃料
低減量を減少補正したのち、さらにステツプS₂₁
でこの燃料低減量X₂が「０」以上か否かを判別
し、X₂≧０のYESの場合には基本燃料噴射量Ｔ
までの増量側補正であると判断して、ステツプ
S₂₃で補正燃料噴射量を前回よりも増量し、X₂＜
０のNOの場合には基本燃料噴射量Ｔを越えた増
量補正になると判断して、ステツプS₂₂で燃料低
減量X₂を「０」に再補正してステツプS₂₃で補正
燃料噴射量T′を基本燃料噴射量Ｔに設定する。
しかる後、ステツプS₂₄でアイドル運転域および
高回転・高負荷運転域における燃料低減量X₁，
X₃を「０」にリセツトしたのちステツプS₁₃，S₁₄
に戻つて所定の燃料噴射タイミングで燃料を噴射
供給してステツプS₂に戻る。

同様に、上記ステツプS₁₆で低回転・低負荷運
転域にないNOの場合には高回転・高負荷運転域
にあると判断して、ステツプS₂₅で今度は振動セ
ンサ３３からのエンジン振動信号Ｒをラフネス信
号として選択したのち、これを基準値設定器４２
における高回転・高負荷運転域での基準値r₂（r₂
＞r₁、第６図ハ参照）と大小比較してその偏差ｘ
（＝Ｒ−r₂）を演算する。しかる後、ステツプS₂₆
で該偏差ｘが「０」以上か否かを判別し、Ｘ＜０
のNOの場合にはエンジン振動が小さく良好であ
ると判断して、ステツプS₂₇で燃料低減量X₃を次
式X₃＝X₃＋｜ｘ｜・ΔTで演算して燃料低減量を
増大したのち、ステツプS₃₁で補正燃料噴射量
T′を次式T′＝Ｔ−X₃で演算して減量する。一方、
上記ステツプS₂₆でｘ≦０のYESの場合にはエン
ジン振動が大きいと判断して燃料噴射量を増量方
向に補正すべく、ステツプS₂₈で燃料低減量X₃を
次式X₃＝X₃−ｘ・ΔTで演算して燃料低減量を減
少補正したのち、ステツプS₂₉でさらに該燃料低
減量X₃が「０」以上か否かを判別し、X₃≧０の
YESの場合には基本燃料噴射量Ｔまでの増量側
補正であると判断してステツプS₃₁で補正燃料噴
射量T′を前回よりも増量し、X₃＜０のNOの場合
には基本燃料噴射量Ｔを越えた増量補正になると
判断してステツプS₃₀で燃料低減量X₃を「０」に
再補正して、ステツプS₃₁で補正燃料噴射量T′を
基本燃料噴射量Ｔに設定する。その後、ステツプ
S₃₂でアイドル運転域および低回転・低負荷運転
域における燃料低減量X₁，X₂を「０」にリセツ
トしたのち、ステツプS₁₃，S₁₄に戻つて所定の燃
料噴射タイミングで燃料を噴射供給してステツプ
S₂に戻る。

一方、上記ステツプS₁₅で燃料カツト域にある
YESの場合には、ステツプS₃₃で全ての燃料低減
量X₁，X₂，X₃を「０」にリセツトしたのち、直
ちにステツプS₂に戻る。

よつて、上記ステツプS₁₆でエンジン状態が低
回転・低負荷運転域（アイドル運転域を除く）に
あると判断されたときには、ステツプS₁₇でトル
クセンサ３４からのトルク信号ｑを選択して、こ
れの前回と今回との偏差q′をステツプS₁₈での基
準値q₀との大小比較に供するようにしたセンサ選
択手段５１を構成している。

したがつて、上記実施例においては、第６図イ
〜ハに示すように、エンジン振動が各エンジン運
転域に応じた基準値r₁，q₀，r₂に収束制御される
ので、エンジン振動が小さく抑制されつつ、燃料
消費量が各エンジン運転域毎にそれぞれ基本燃料
噴射量Ｔから基準値r₁，q₀，r₂に対応する燃料噴
射量T₁，T₂，T₃までの量Ｔ−T₁，Ｔ−T₂，Ｔ−
T₃だけ低減されて、燃費性の向上が図られるこ
とになる。

その際、第６図ロに示す低回転・低負荷運転時
（アイドル運転時を除く）には該運転域で検出精
度の高いトルクセンサ３４からのトルク信号に基
づいてエンジン振動が基準値q₀に低減抑制される
とともに、アイドル運転時および高回転・高負荷
運転時には検出精度が劣る上記トルクセンサ３４
に代わつてそれよりも検出精度の高い振動センサ
３３からのエンジン振動信号に基づいてエンジン
振動が対応する基準値r₁，r₂に低減抑制されるの
で、エンジン運転状態に拘わらず常にエンジン振
動を上記基準値r₁，q₀，r₂に正確に低減抑制でき
るとともに、それに伴い燃料噴射量を基準値r₁，
q₀，r₂に対応するリーン側の値T₁，T₂，T₃に正
確に抑制することができ、よつてエンジン振動の
低減抑制と燃費性の向上との両立を安定して図る
ことができる。

尚、上記実施例では、アイドル運転時における
エンジン振動の低減抑制を振動センサ３３からの
エンジン振動信号Ｒに基づいて行うようにした
が、その他、回転数センサ３６からのエンジン回
転数信号（クランク角信号）に基づいて行つても
良い。しかし、エンジン１の回転数は回転数セン
サ３６からのエンジン回転数信号の受信周期から
演算して算出される関係上、これを行うべく第５
図の制御フローチヤートに割込む必要がある。し
たがつて、高回転・高負荷運転時においては、そ
の割込回数が増大して補正燃料噴射量などの主要
な演算の遅延を生じるため、上記振動センサ３３
を使用する方が好ましい。

また、上記実施例では、エンジンに噴射供給す
る燃料量を補正制御することにより燃費性の向上
を図るようにしたが、その他、エンジン制御用の
制御値としてエンジンの点火時期を選び、これを
単独で又は燃料噴射量と共に補正制御することに
より燃費性の向上を図るようにしてもよいのは勿
論である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のエンジンの制御
装置によれば、アイドル運転域を除く低回転・低
負荷運転域においてのみトルクセンサからの検出
信号に基づき、他の運転域では振動センサ等の他
のラフネスセンサの検出信号に基づいてエンジン
振動を低減抑制するようにしたので、全エンジン
運転域でエンジン振動の低減抑制を高精度に行う
ことができ、よつてエンジン振動の低減抑制と、
燃費性の向上との両立を安定して図ることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図〜第６図は本発明の実施例を示し、第２図は全
体構成図、第３図はコントロールユニツトの内部
構成を示すブロツク図、第４図はセンサ選択手段
の記憶内容を示す図、第５図はコントローラの作
動を示すフローチヤート図、第６図イ〜ハは作動
説明図である。 １……エンジン、３３……振動センサ（ラフネ
スセンサ）、３４……トルクセンサ（ラフネスセ
ンサ）、４３……差動増幅器（比較判別装置）、４
４……RAM（燃焼制御手段）、４６……制御回
路、５０……運転状態検出手段、５１……センサ
選択手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ エンジンの燃焼状態を制御する燃焼制御手段
   と、エンジンのラフネス状態を検出するラフネス
   センサと、該ラフネスセンサの出力を予め設定さ
   れた基準値と比較する比較判別装置と、該比較判
   別装置の出力を受けて検出されたラフネス状態が
   基準値よりも大きい時、ラフネスを小さくする方
   向に上記燃焼制御手段の制御量を補正する制御回
   路とを設けたエンジンの制御装置において、 上記ラフネスセンサを、トルクセンサと、振動
   センサ若しくは回転数センサの内いずれか一方の
   センサとの２つのセンサで構成するとともに、エ
   ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、該運転状態検出手段の出力を受け、アイドル
   運転域を除く低回転・低負荷運転域では上記ラフ
   ネスセンサのうちトルクセンサのトルク信号を選
   択し、アイドル運転域では振動センサ若しくは回
   転数センサの出力信号を選択して上記比較判別装
   置に出力するセンサ選択手段とを設けたことを特
   徴とするエンジンの制御装置。