JPS62107247A - 内燃機関のトルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関のトルク変動に伴う駆動サージを低
減させる内燃機関のトルク制御装置に関するものである
。

［従来の技術］ マニュアルトランスミッション車、およびロックアツプ
付オートマチックトランスミッション車でのロックアツ
プ状態では、エンジンのトルク変動に伴う駆動サージ、
つまり駆動系とクラッチを介した被駆動系との共振によ
る車両の前後方向への撮動現象が発生することがある。

このような駆動サージへの対策として、従来、駆動系の
共振状態を低減さけるように慣性質量を変えて伝達特性
を変°更する手段、あるいは、エンジンの点火時期を進
角制御したり、排気ガス再循環装置（ＥＧＲ）を制御し
たりして、エンジン特性を制御する手段、さらに、ロッ
クアツプ付オー１−マチックトランスミッションでは、
ロツクアツプを解除する手段等が知られている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上記従来技術のうら伝達特性を変更する手段で
は、駆動サージの低減効果が小さいうえに、他の振動や
騒音の発生原因になり、一方、エンジン特性を制御する
手段では、エミッション特性を悪化させたり、ノッキン
グの発生原因になり、ざらに、ロックアツプを解除する
手段では、燃費の低下やロックアツプの断続が頻繁に行
なわれる、いわゆるビジーシフトを招くという問題点が
ある。

本発明はこれらの問題点を解決するためになされたもの
で、駆動サージを高効率で低減させ、かつその他の運転
特性であるエミッション、ノッキングの悪化やビジーシ
フトを招来することない優れた内燃機関のトルク制御装
置を提供することをその目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するために本発明の構成した手段は、
第１図に示すように、 内燃機関ＥＧの運転者のアクセル操作量を検出し、該検
出結果に従って前記内燃機関ＥＧの吸気通路Ｉを開閉す
る開閉手段Ｃ１を有する内燃機関のトルク制御装置にお
いて、 前記開閉手段Ｃ１のアクセル操作量検出結果に従った前
記内燃機関ＥＧの吸気通路Ｉの開度における内燃機関Ｅ
Ｇの運転状態を推定する推定手段Ｃ２と、 該推定手段Ｃ２において推定された運転状態が駆動サー
ジ発生頻度の高い駆動サージ領域であるか否かを判定す
る判定手段Ｃ３と、 該判定手段Ｃ３により駆動サージ領域であると判定され
たとき、前記開閉手段Ｃ１の開閉制御に優先して前記吸
気通路１の開度を前記駆動サージ領域から脱出するよう
に定められた所定のヒステリシス特性に従って制御する
優先開閉手段Ｃ４とを備えたことを特徴とする内燃機関
のトルク制御装置をその要旨としている。

［作用］ 本発明における開閉手段Ｃ１とは、通常は運転者のアク
セル操作量に従って内燃機関ＥＧの吸気通路Ｉを開閉制
御する。すなわち、吸気通路■の有効面積をアクセル操
作量に従って増減し、内燃機関ＥＧの吸入空気量を制御
するのである。例えば、アクセルペダルに従って駆動さ
れるスロットルバルブ、あるいはスロットルバルブを迂
回するバイパス路の有効面積を調節するアイドルスピー
ドコンｌ−ロールバルブ（以下、ｒｓｃｖという）をア
クセルペダルに従って制御する構成によって達成できる
。

更に本発明は以下のごとき作用の手段を備える。

まず推定手段Ｃ２は前記開閉手段Ｃ１によってその吸入
空気量を制御される内燃機関ＥＧの運転状態を推定する
。ここで、運転状態とは後述する判定手段Ｃ３において
駆動サージの発生し易い状態であるか否かの判定材料と
されるものである。

周知のごとく駆動サージの発生する内燃機関ＥＧの運転
状態はその発生トルクと回転数とをパラメータとして決
定される所定の範囲内、いわゆる駆動サージ領域である
。従って、上記開閉手段Ｃ１による内燃）幾関ＥＧの吸
入空気量を１つのパラメータとして該内燃機関ＥＧの運
転状態が現在どの領域であるかを推定するのである。゛ 判定手段Ｃ３は、前記推定手段Ｃ２によって推定された
内燃機関ＥＧの運転状態が駆動サージを発生し易い駆動
サージ領域であるか否かを判定するものである。駆動サ
ージは内燃機関ＥＧの駆動する駆動系及びクラッチ等と
の共振現象でおり、内燃機関ＥＧの被駆動系の設計に際
しであるいは実験的に駆動サージ領域を特定することが
可能である。従って、このようにして求められた駆動サ
ージ領域内に前記推定手段Ｃ２で推定された内燃機関Ｅ
Ｇの運転状態が入っているか否かを判定するのである。

優先開閉手段Ｃ４とは、前記判定手段Ｃ３による判定結
果が駆動サージ領域内であるとされたとき、すなわち、
アクセル操作量に従った開閉手段Ｃ１の開閉制御による
内燃機関ＥＧの運転状態では駆動サージ現象が発生し易
い場合であるときに作動し、前記開閉手段Ｃ１の開閉制
御に優先して前記駆動サージ領域から脱出するように定
められた所定のヒステリシス特性に従って吸気通路Ｉの
開度を制御する。ここで予め定められている吸気通路開
度のヒステリシス特性とは、内燃機関ＥＧの出力が増大
傾向におるときおるいは減少傾向におるときの状況に応
じて開度を選択的に決定することでおる。

以下、本発明をより具体的に説明するために実施例を挙
げて詳述する。

［実施例］ 第２図は本発明が適用されるトルク制御装置を含む内燃
機関制御システムの一構成例を示す。

図中、１はエンジン本体即ち機関本体、２はピストン、
３は点火プラグ、４は排気マニホールド、５は排気マニ
ホールド４に備えられ、排ガス中の残存酸素濃度を検出
する酸素センナ、６はエンジン本体１の吸入空気中に燃
料を噴射づ−る燃料噴射弁、７は吸気マニホールド、８
は吸気マニホールド７に備えられ、エンジン本体１に送
られる吸入空気の温度を検出する吸気温センサ、９はエ
ンジン冷却水の水温を検出する水温センサ、１０はモー
タ１１により駆動されるリンクレスのスロットルバルブ
、１２はスロットルバルブ１０を迂回す気を浄化するエ
アクリーナをそれぞれ表わしている。

１６は点火に必要な高電圧を出力するイグナイタ、１７
は図示していないクランク軸に連動し、上記イグナイタ
１６で発生した高電圧を各気筒の点火プラグ３に分配供
給するディス１〜リビユータ、１８はディストリビュー
タ１７内に取り付けられ、ディストリビュータ１７の１
回転、即ちクランク軸２回転に２４発のパルス信号を出
力する回転角センサ、１９はディストリビュータ１７の
１回転に１発のパルス信号を出力する気筒判別センサ、
２０は電子制御回路、２１はキースイッチ、２２はスタ
ータモータをそれぞれ表わしている。

２６はアクピル操作量センサを示し、アクはルペダルと
連動し、アクセルペダルの踏み込み状態を検出するよう
になっている。

第３図は電子制御回路２０のブロック図を表わしている
。

３０は各センサより出力されるデータを制御プログラム
に従って入力及び演算すると共に、スロットルバルブ１
０等の各種装置を作動制御等するための処理を行なうセ
ントラルプロセッシングユニット（以下単にＣＰＵと言
う）、３１は前記制御プログラム及び初期データが格納
されるリードオンリメモリ（以下単にＲＯＭと言う）、
３２は電子制御回路２０に入力されるデータや演算制御
に必要なデータが読み出きされるランダムアクセスメモ
リ（以下単にＲＡＭと言う）、３３はキースイッチ２１
かオフされてもエンジン作動に必要なデータを保持する
よう、バッテリによってバックアップされたバックアッ
プランダムアクセスメモリ（以下単にバックアップＲＡ
Ｍと呼ぶ）、３４は図示していない入力ボート、必要に
応じて設けられる波形整形回路、各センサーの出力信号
をＣＰＵ３０に選択的に出力づるマルチプレクリ、アナ
ログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器等が備
えられた入力部をそれぞれ表わしている。

３５は図示していない入力ボート等の他に出力ポートが
設けられ、その他必要に応じてスロットルバルブ１０の
駆動モータ１１等をＣＰＵ３０の制御信号に従って駆動
する駆動回路等が備えられた入・出力部、３６はＣＰＵ
３０．ＲＯＭ３１等の各素子及び入力部３４、人・出力
部３５を結び各データが送られるパスラインをそれぞれ
表わしている。

上）ホした装置を用いた機関１のトルク制御について次
に示す。

第４図はその処理のフローチｔ−−１〜を示す。本実施
例は電子制御回路２０の各種処理の内の割り込み処理と
して内部クロックに同期して１０ｍ５ｅｃ毎に実行され
る。

次に本フローチャートの処理を具体的に説明してゆく。

まず、ステップ１００が実行され、アクセル操作量セン
サ２６からアクセル操作ｆｆ１Ａ、及び回転角セン＋Ｊ
−１８からエンジン回転数ＮＥかそれぞれ読み込まれる
。そして現在のエンジン回転数ＮＥが駆動サージ領域の
中央エンジン回転数ＮＭに比較してどれ程にあるかを検
出するためＮＥ／ＮＭの演算が実行され、その結果を変
数Ｎに設定する（ステップ１１０）。第５図にエンジン
回転数ＮＥ、吸気管圧力ＰＭによって表わされる機関１
の運転状態における駆動量サージ領域及びスロットルバ
ルブ１０の開度θの関係を示している。図より明らかな
ように駆動サージ領域はエンジン回転数ＮＥと密接な関
係が必り、その時のエンジン回転数ＮＥに適したスロッ
トルバルブ１０の開度θを選択することにより駆動サー
ジに対して不利な吸気管圧力Ｂ　Ｈ〜ＢＬの範囲をとら
ない運転状態とすることが可能であることが分かる。続
くステップ１２０〜ステツプ１５０はアクセル操作ｍＡ
がどの程度であるかを４段階評価する処理である。

このステップ群中の定数Ａ１．Ａ２．Ａ３及びＡ４はＡ
Ｉ＜Ａ２＜Ａ３＜Ａ４の関係を満足するもので、前述の
ごとくして帥出された変数Ｎとそれぞれ乗算された値と
アクセル操作ｆｆ１Ａとを大・小比較することにより、
該アクセル操作ＭＡに比例してスロットルバルブ１０の
開度θを制御したときの吸気管圧力を推定することがで
きる。ここでＡ≦Ａ１ＸＮであれば、現在の回転数ＮＥ
に対するアクセル操作量Ａは駆動サージ領域に入るよう
なものではなく、該アクセル操作量Ａに比例（比例定数
に１）してスロットルバルブ１０の開度θを制御する（
ステップ１６０）。またＡＩＸＮ＜Ａ≦Ａ２ＸＮであれ
ば、スロットルバルブ１０の開度θは次式により決定さ
れる（ステップ１７０）θ←θ１ｘＮ十に２ｘ　（Ａ−
Ａ３ｘＮ）ここで０１とは、第５図中に図示するごとく
駆動サージ領域内に入るスロットルバルブ１０の最小開
度であり、Ｋ２とはアクセル操作ｆｆ１Ａに比例してス
ロットルバルブ１０の開度θを制御するときの比例定数
である。更にアクセル操作量Ａが大きくＡ２ＸＮ＜Ａ≦
Ａ３ＸＮであるときには現在のアクセル操作量Ａが増加
中であるのか、あるいは減少中であるのかの判定がフラ
グＦの内容から判断される（ステップ１８０）。このフ
ラグＦはエンジン胎動状態においての初期設定で「Ｏ」
にリセットされ、その後は後述する本ルーチンの処理に
よりセット、リセットを操作されるものでおる。

従って、初回の本ステップ処理では常に前述のステップ
１７０が実行されることになる。このフラグＦが「１」
にセットされているとき（アクセル操作ｉＡが減少中で
あるとき）、あるいはＡ３ＸＮ＜Ａ≦△４ＸＮであると
きにはスロットルバルブ１０の開度θは θ←θ２ＸＮ十に２Ｘ　（Ａ−Ａ２ＸＮ）の関係式より
決定される（ステップ１８０）。ここで０２は第５図中
に示すように駆動サージ領域に入るスロットルバルブ１
０の最大開度である。

そして、アクセル操作量Ａがより大きな値Ａ４ＸＮ＜Ａ
であるときには、その値に比例（比例定数に１）してス
ロットルバルブ１０の開度θの決定を実行しても駆動量
サージ領域に入ることはないとしてステップ２００の実
行により関係式０４−に１×Ａよりθが決定されるので
おる。このようにしてアクセル操作量Ａに応じたスロッ
トルバルブ１０の開度θが決定されると、ステップ１６
０あるいはステップ１７０に次いでフラグＦのリセット
（ステップ２１０＞、ステップ１９０あるいはステップ
２００に次いでフラグＦのセット（ステップ２２０）が
実行される。最後に実行されるステップ２３０は、上記
のようにして算出されたスロットルバルブ１０の開度θ
に基づき実際の開度θＭをなまし処理をしつつ開度θに
近づけるための処理であり、次式によりθＭを算出する
。

θＭ←θＭ±（θ−θＭ）ＸＫ３ 以上のごとくして制御されるスロットルバルブ１０の開
度θとアクセル操作ｆｆ１Ａとの関係を示したものが第
６図の説明図である。すなわち、上述したトルク制御ル
ーチンによってその開度を制御されるスロットルバルブ
１０は、区間ａについては運転者の操作に忠実にその開
度の増減がなされ、あたかもアクセルとスロットルとは
リンクしているかのごとく作動する。しかし、運転者の
アクセル操作量Ａにより機関１が駆動サ−ジ領域に入る
ような場合（区間ｂ）については、その前後を含めた区
間す、ｃにおいて予め定められたヒステリシス特性を有
してスロットルバルブ１０の開度θが決定されるのであ
る。このため、駆動サージ領域に入るようなスロットル
バルブ開度θ１〜θ２はどの様なときにも存在すること
なく、駆動サージの発生は完全に回避されるのである。

しかも、そのときのスロットルバルブ１０の開度θ（ま
ヒステリシス特性に従って制御されるため、アクセル操
作量Ａが区間す内を往復するような操作をなされたとし
てもハンチング等を生じることはなく、機関１は安定し
た運転状態を常に維持するのである。

なＣ１３、本実施例ではリンクレススロットルにより吸
入空気量を制御する場合について述べたが、同様な制御
は１ｓｃＶを開閉制御しても達成できる。例えば、機関
１の始動時においては１ｓｃｖを従来同様に開閉制御し
てアイドル回転数を安定させ、機関１が運転を開始する
と常に半開状態としてスロットルバルブ１０の開度がθ
１〜θ２となるようなとき適宜ｌ５ＣＶを開あるいは閉
状態に制御することにより吸入空気量を駆動サージ領域
から脱出さけるのである。

［発明の効果］ 以上実施例を挙げて詳述したごとく、本発明の内燃機関
のトルク制御装置は、 内燃機関の運転者のアクセル操作量を検出し、該検出結
果に従って前記内燃機関の吸気通路を開閉する開閉手段
を有する内燃機関のトルク制御装置において、 前記開閉手段のアクセル操作量検出結果に従った前記内
燃機関の吸気通路の開度における内燃機関の運転状態を
推定する推定手段と、 該推定手段において推定された運転状態か駆動サージ発
生頻度の高い駆動サージ領域でおるが否かを判定する判
定手段と、 該判定手段により駆動サージ領域であると判定されたと
き、前記開閉手段の開閉制御に優先して前記吸気通路の
開度を前記駆動サージ領域から脱出するように定められ
た所定のヒスプリシス特性に従って制御する優先開閉手
段と を備えたことを特徴とするものである。

従って、内燃機関が駆動サージ領域へ入る以前に該駆動
サージ領域へ入らなくなるようにその吸入空気量を増減
することができ、完全に駆動サージからの回避が達成で
きる。しかも、吸入空気量を増減する制御方式であるた
めにその制御に伴うエミッション特性の低下やビジーシ
フト等の問題は何ら生じることはなく、またヒステリシ
ス特性に従った増減制御のためハンヂング等新たな問題
までも回避覆ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、第２図は実施例の内燃
機関システムの概略構成図、第３図は同実施例の制御系
のブロック図、第４図は同実施例で実行されるトルク制
御ルーヂンのフローヂＶ−ト、第５図は駆動サージ領域
と同実施例でのスロットル開度との関係説明図、第６図
は同実施例のアクセル操作量とスロットル開度との関係
説明図を示づ。 Ｃ１・・・開閉手段 Ｃ２・・・推定手段 Ｃ３・・・判定手段 Ｃ４・・・優先開閉手段 １０・・・スロットルバルブ １３・・・ｌ５ＣＶ ２０・・・電子制御回路 ３０・・・ＣＰＵ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内燃機関の運転者のアクセル操作量を検出し、該検出結
   果に従って前記内燃機関の吸気通路を開閉する開閉手段
   を有する内燃機関のトルク制御装置において、 前記開閉手段のアクセル操作量検出結果に従った前記内
   燃機関の吸気通路の開度における内燃機関の運転状態を
   推定する推定手段と、 該推定手段において推定された運転状態が駆動サージ発
   生頻度の高い駆動サージ領域であるか否かを判定する判
   定手段と、 該判定手段により駆動サージ領域であると判定されたと
   き、前記開閉手段の開閉制御に優先して前記吸気通路の
   開度を前記駆動サージ領域から脱出するように定められ
   た所定のヒステリシス特性に従って制御する優先開閉手
   段と を備えたことを特徴とする内燃機関のトルク制御装置。