JPH0745848B2 - エンジンの制御装置 - 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制御装置に関し、特にエンジン振動
を制御する装置に関するものである。

（従来技術） 従来から、失火等の不正燃料を極力防止してエンジンの
燃焼状態やエミッションを良好に保つようにする装置は
種々に提案されており、例えばエンジン回転数変動を調
べてその変動が適正値からずれたとき空燃比を補正する
ようにしたもの（特公昭56−33569号公報参照）、ある
いは失火によるエンジン振動を検出して失火が生じたと
きに空燃比や点火時期を補正するようにしたものなどが
ある。

ところが、このような従来装置によるだけでは、失火等
によって比較的大きなエンジン振動が発生したとき、補
正制御により失火等の振動発生原因は速やかに解消され
たとしても、振動そのものは急激に減衰し難い。特に、
比較的低周波で駆動系と共振するような振動が発生する
と、この振動が長時間減衰されずに車体に伝わってしま
い。このような傾向は、エンジンが車輪により駆動され
ている減速時に顕著となり、いわゆる減速カーバッキン
グとして運転者に不快感を与えてしまう。従って運転者
に不快感を与えることを防止してドライバビリティを向
上するには、上記のような振動をできるだけ速やかに抑
制することが望まれる。

（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑み、低周波のエンジン振動
が大きくなったときにこれを速やかに減衰させることの
できるエンジンの制御装置を提供するものである。

（発明の構成） 本発明は、エンジン振動のうちクランク軸を中心として
変位する低周波分の振動を検出する検出手段を設けると
ともに、この検出手段の出力を受け、上記低周波分の振
動が所定値以上となった時、振動方向がクランク軸の回
転方向とは逆方向にあるときにエンジン出力を減少させ
る制御と振動方向がクランク軸の回転方向と同方向にあ
るときにエンジン出力を増大させる制御とのうちの少な
くとも一方を行なうエンジン出力制御手段を設けたもの
である。

この構成により、低周波のエンジン振動が大きくなった
とき、この振動と同時して振動によるエンジンの変位が
抑制されるようにエンジン出力が制御される。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の装置を示す。この図におい
て、１はシリンダブロック２およびシリンダヘッド３等
で構成されたエンジン、４はエンジン１のシリンダ内の
ピストン５上方に形成された燃焼室であり、この燃焼室
４に対して吸気弁６、排気弁７および点火プラグ８が装
備されている。上記点火プラグ８は、イグナイタ９およ
びディストリビュータ10等からなる点火制御部11に接続
されている。

12は吸気通路、13は排気通路であり、上記吸気通路12に
はエアクリーナ14、エアフローメータ15、スロットル弁
16および燃料噴射弁17が配設され、上記スロットル弁16
に対してその開度を検出するスロットル開度センサ18が
設けられており、また、上記排気通路13にはリーンセン
サ19および排気浄化装置20が設けられている。上記エア
フローメータ15、スロットル開度センサ18、リーンセン
サ19からの各信号、およびディストリビュータ10等に具
備されたセンサからのクランク角信号21、気筒識別信号
22は、マイクロコンピュータ等を用いたコントロールユ
ニット（ECU）23に入力されている。

また、24はエンジン１の変位を検出することによってエ
ンジン振動を検出する変位センサ、25は上記変位センサ
24によって検出されたエンジン振動のうちの低周波分の
みを通すバンドパスフィルターであり、これらにより、
クランク軸を中心として変位する低周波分の振動を検出
する検出手段が構成されている。そして、上記変位セン
サ24の出力、およびバンドパスフィルター25を通した出
力も、コントロールユニット23に入力されている。

上記コントロールユニット23は、点火制御部11および燃
料噴射弁17に制御信号を出力し、吸入空気量やエンジン
の運転状態等に応じて点火時期および燃料噴射量を制御
する通常のエンジン制御を行なうとともに、上記変位セ
ンサ24およびバンドパスフィルター25によって検出され
る低周波分のエンジン振動に応じたエンジン振動抑制の
ためのエンジン出力制御手段26を含んでいる。当実施例
においてこのエンジン出力制御手段26は、上記低周波分
のエンジン振動が所定値以上となった時、その振動方向
がクランク軸の回転方向とは逆方向にあるときに点火時
期を遅角させてエンジン出力を減少させるように、上記
振動と同期させて点火時期を制御している。

第２図（ａ）（ｂ）は上記変位センサ24およびバンドパ
スフィルター25によって検出されるエンジン振動を示
し、変位センサ24によって検出されるエンジン振動は、
第２図（ａ）のように種々の周波数成分を含んでいる
が、バンドパスフィルター25を通った後は、第２図
（ｂ）に示すような低周波数成分の振動が取出される。
当実施例では、特に振動吸収作用に乏しい減速時のエン
ジンと駆動系との共振による所謂カーバッキングを有効
に防止するため、上記バンドパスフィルター25は、これ
を通す振動の中心周波数を駆動系共振周波数と一致させ
るようにしている。

第３図はコントロールユニット23による上記エンジン出
力制御手段26としての制御動作の具体例をフローチャー
トで示している。なお、このフローチャートで示す制御
動作において、エンジンの振動による変位は、クランク
軸の回転方向と逆方向（エンジン出力の増大につれて反
作用でエンジンが変位しようとする方向と同方向）を正
方向としている。

このフローチャートにおいては、先ずステップS₁で、変
位センサ24によって検出されるエンジン変位he（ｔ）
と、クランク角θｃ（ｔ）および気筒識別Ｋの各信号を
入力する。そして、エンジン振動の強さを一定時間内の
上記エンジン変位he（ｔ）の２乗平均▲▼で
もとめ、ステップS₂で上記２乗平均▲▼が所
定値より小さいか否かを調べ、その判定結果がYESのと
きはステップS₃〜S₁₁の処理を行なわずにステップS₁₂に
移る。

エンジン振動が強くてステップS₂での判定結果がNOとな
るときは、ステップS₃で、駆動系の共振周波数に等しい
中心周波数V₀のバンドパスフィルター25を通った周波数
成分の変位ｈef（ｔ）を入力し、さらにステップS₄で、
バンドパスフィルター25を通る際の位相のずれを補正す
る。次にエンジン振動のうちで相対的に上記低周波成分
が大きいかどうかを調べるため、ステップS₅で、一定時
間内でのバンドパスフィルター25を通った後の変位ｈef
（ｔ）の２乗平均▲▼と上記エンジン変位
の２乗平均▲▼との比Ｈを求め、ステップS₆
で上記比Ｈが所定値βより小さいか否かを調べる。そし
てこの判定結果がYESのとき、つまり他の周波数成分の
割合が大きいときは、低周波分の振動を抑制する制御の
実効性に乏しいため、ステップS₇〜S₁₁の処理を行なわ
ずにステップS₁₂に移る。

ステップS₆での判定結果がNOのとき、つまり上記低周波
成分の割合が大きいときは、ステップS₇,S₈で、次に点
火する時の予想エンジン変位ｈye（ｔ）を算出する。こ
の場合、現行の時刻をｔ、次に点火するまでの時間を△
ｔ、エンジン変位he（ｔ）が最近において最大となった
時の時刻をth maxとすると、次に点火する時の位相θｈ
は θｈ＝（ｔ＋Δｔ−th max）・V₀・２π と求められ（ステップS₇）、これから、上記予想エンジ
ン変位ｈye（ｔ）は ｈye（ｔ）＝▲▼・cosθｈ と求められる（ステップS₈）。なお、この式で求められ
るｈye（ｔ）は、正確にいえば次に点火するときのエン
ジン変位に対応する量の予想値であるが、当実施例では
このｈye（ｔ）を予想エンジン変位とみなしている。

次に、ステップS₉で上記予想エンジン変位ｈye（ｔ）が
０より大きいと判定された場合、ステップS₁₀,₁₁で、予
想エンジン変位ｈye（ｔ）に応じてマップから求めた遅
角量△θ_SPだけ、次に点火を行なう気筒の点火時期を遅
角する。この場合、上記遅角量△θ_SPは、第４図に示す
ように、予め上記予想エンジン変位ｈye（ｔ）が大きい
ほど大きな値となるように設定され、マップとして記憶
されている。こうして、エンジン変位が正方向、つまり
クランク軸の回転方向と逆方向となるときに、点火が行
なわれる気筒の点火時期を遅角させることにより、上記
方向の変位と同期してエンジン出力を低下させ、それ以
外のときは点火時期を遅角させない。

次にステップS₁₂,S₁₃で、エンジン変位he（ｔ）がピー
クとなったときにその時刻を調べてエンジン変位最大の
時刻th maxの変更を行なうようにする。そしてリターン
することにより、ステップS₁からの処理を繰り返す。

以上のフローチャートに示した制御によると、駆動系の
共振周波数と同程度の低周波分のエンジン振動が大きく
なったとき、その振動によるエンジン変位がクランク軸
の回転方向とは逆方向、つまりエンジン出力増大時の変
位方向と同方向となる時期に、これと同期させた点火時
期の遅角制御によりエンジン出力が減少され、これによ
って上記方向への変位が制御される。従って、低周波分
のエンジン振動を抑制する作用が働き、速やかに振動が
減衰されることとなる。この実施例によると、特に、本
来的に振動吸収作用に乏しい減速時に、失火等によって
低周波の振動が生じたときにも、駆動系との共振による
所謂カーバッキングを有効に抑制することができる。勿
論、減速時に限らず、定常運転時等にも低周波分の振動
の減衰が助勢される。

なお、上記実施例では、低周波分の振動抑制のためのエ
ンジン出力の制御を点火時期によって行ない、かつ、上
記振動がクランク軸の回転方向とは逆方向となったとき
エンジン出力を減少させているが、振動によるエンジン
変位に対して充分に応答性良く制御できれば、空燃比、
オルタネータの負荷、オルタネータやスタータ等を利用
したトクル発生手段により加えるトルク等で振動に応じ
たエンジン出力の制御を行なってもよい。また、上記振
動がクランク軸の回転方向と同方向となったときにエン
ジン出力を増大するようにしてもよい。

さらに、振動に応じたエンジン出力の制御は、駆動系の
共振動周波数の振動に限らず、振動によるエンジン変位
に制御が追随し得る範囲内の低周波のエンジン振動に対
して行なうことができる。

（発明の効果） 以上のように本発明は、低周波分のエンジン振動が大き
くなったとき、その振動と同期させて振動を抑制する方
向にエンジン出力を制御しているため、失火等により低
周波分のエンジン振動が生じたときにこれを速やかに減
衰させ、走行フィーリングおよびドライバビリティを向
上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す装置全体の概略図、第２
図（ａ）（ｂ）はエンジン振動とそのうちの低周波分の
振動の波形を示す説明図、第３図は制御の具体例を示す
フローチャート、第４図は上記フローチャートで用いる
予想エンジン変位に応じた点火時期遅角量の設定値を示
す説明図である。 １……エンジン、８……点火プラグ、11……点火制御
部、23……コントロールユニット、24……変位センサ、
25……バンドパスフィルター、26……エンジン出力制御
手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン振動のうちクランク軸を中心とし
   て変位する低周波分の振動を検出する検出手段を設ける
   とともに、この検出手段の出力を受け、上記低周波分の
   振動が所定値以上となった時、振動方向がクランク軸の
   回転方向とは逆方向にあるときにエンジン出力を減少さ
   せる制御と振動方向がクランク軸の回転方向と同方向に
   あるときにエンジン出力を増大させる制御とのうちの少
   なくとも一方を行なうエンジン出力制御手段を設けたこ
   とを特徴とするエンジンの制御装置。