(57)【要約】【課題】内燃機関の実際のトルクを目標トルクに追従させるように内燃機関を制御する場合に、点火時期の不要な遅角を抑制することを可能にする。【解決手段】点火時期の遅角を制限することが許容される所定の運転条件が成立しており、かつ、目標トルクの変化率又は推定トルクの変化率の何れかが負の場合には、推定トルクが目標トルクよりも大きい状況であっても点火時期の遅角量はゼロに設定する。【選択図】図３
2010090813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気量調整弁の開度と点火時期とによってトルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクに基づいて前記吸気量調整弁を操作する吸気量調整弁操作手段と、
点火時期を最適点火時期に設定した場合に得られるトルク（以下、推定トルク）を前記吸気量調整弁の実際の開度に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記推定トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記内燃機関の実際のトルクが前記目標トルクに近づくように点火時期を遅角する点火時期遅角手段と、
前記目標トルクの変化率を算出する目標トルク変化率算出手段と、
前記推定トルクの変化率を算出する推定トルク変化率推定手段と、
点火時期の遅角を制限することが許容される所定の運転条件が成立しており、かつ、前記目標トルクの変化率又は前記推定トルクの変化率の何れかが負の場合には前記点火時期遅角手段による点火時期の遅角を制限する遅角制限手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記所定の運転条件には、車両の駆動系全体を統括する上位制御装置から点火時期の遅角に関する要求が発せられていないことが含まれ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３】
前記所定の運転条件には、前記内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒の温度が所定の過熱判定温度を超えていることが含まれることを特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記推定トルク変化率算出手段は、前記推定トルクをローパスフィルタに通して得られる信号の変化率を算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
吸気量調整弁の開度と点火時期とによってトルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクに基づいて前記吸気量調整弁を操作する吸気量調整弁操作手段と、
点火時期を最適点火時期に設定した場合に得られるトルク（以下、推定トルク）を前記吸気量調整弁の実際の開度に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記推定トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記内燃機関の実際のトルクが前記目標トルクに近づくように点火時期を遅角する点火時期遅角手段と、
前記推定トルクの変化率を算出する推定トルク変化率推定手段と、
点火時期の遅角を制限することが許容される所定の運転条件が成立しており、かつ、前記推定トルクの変化率が負の場合には前記点火時期遅角手段による点火時期の遅角を制限する遅角制限手段と、
を備えることを特徴とする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、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、点火時期を最適点火時期に設定したときの推定トルクが目標トルクよりも大きい場合、内燃機関の実際のトルクが目標トルクに近づくように点火時期を遅角する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のトルクを制御する方法として、目標トルクに基づいてスロットルを操作するとともに、最適点火時期のもとで実現される推定トルクを実際のスロットル開度から算出し、推定トルクと目標トルクとのずれに応じて点火時期を調整する方法（以下、従来方法）が知られている。従来方法によれば、内燃機関の実際のトルクを目標トルクに追従して変化させることができる。
【０００３】
しかし、従来方法には次のような問題がある。
【０００４】
目標トルクが推定トルクに反映されるまでの過程には、制御装置内部での演算処理及び信号伝達の遅れ、スロットルの動作遅れ、或いはセンサの応答遅れ等の各種応答遅れが発生する。また、スロットル開度の設定からスロットルへの指令信号の出力タイミングまでに一定のディレイ時間が設けられる場合もある。このため、目標トルクと推定トルクとの間には常に時間的なずれが存在している。
【０００５】
目標トルクと推定トルクとの間の時間的なずれは、目標トルクが変化したとき、特に、目標トルクが減少したときに問題を生じさせる。例えば、図５に示すように目標トルクが減少した場合、推定トルクもそれに追従して減少する。このとき、ディレイ制御等に伴う時間的なずれは、目標トルクと推定トルクとの間の位相のずれとして現れる。この結果、推定トルクが目標トルクよりも大きくなっている期間が一時的に生じることになる。
【０００６】
従来方法によれば、推定トルクが目標トルクよりも大きい場合、点火時期は最適点火時期に対して遅角されることになる。このような点火時期の遅角は、最適点火時期での運転が要求されているときでも自動的に行われてしまう。つまり、従来方法では、意図していないにもかかわらず点火時期が遅角されてしまい、結果、燃費の悪化を招くおそれがあった。
【０００７】
従来方法における上記のような問題に関して、特開２００８−１５１０５４号公報にはその解決策となる技術が開示されている。特開２００８−１５１０５４号公報に記載された内燃機関の制御装置では、目標トルクの変化率が負の場合には点火時期の遅角を制限するようにしている。これによれば、目標トルクの減少時における点火時期の不要な遅角を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００８−１５１０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特開２００８−１５１０５４号公報に記載の制御装置にも未だ改善の余地はある。点火時期の不要な遅角は目標トルクの減少に伴って推定トルクが目標トルクよりも一時的に大きくなることで生じる問題であるが、目標トルクの変化率が負になっている期間と、推定トルクが目標トルクよりも一時的に大きくなってしまう期間との間にはずれがあるからである。このずれは、スロットルのディレイ制御が行われている場合において特に顕著なものとなる。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の実際のトルクを目標トルクに追従させるように内燃機関を制御する場合に、点火時期の不要な遅角を抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、吸気量調整弁の開度と点火時期とによってトルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクに基づいて前記吸気量調整弁を操作する吸気量調整弁操作手段と、
点火時期を最適点火時期に設定した場合に得られるトルク（以下、推定トルク）を前記吸気量調整弁の実際の開度に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記推定トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記内燃機関の実際のトルクが前記目標トルクに近づくように点火時期を遅角する点火時期遅角手段と、
前記目標トルクの変化率を算出する目標トルク変化率算出手段と、
前記推定トルクの変化率を算出する推定トルク変化率推定手段と、
点火時期の遅角を制限することが許容される所定の運転条件が成立しており、かつ、前記目標トルクの変化率又は前記推定トルクの変化率の何れかが負の場合には前記点火時期遅角手段による点火時期の遅角を制限する遅角制限手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、
前記所定の運転条件には、車両の駆動系全体を統括する上位制御装置から点火時期の遅角に関する要求が発せられていないことが含まれることを特徴としている。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記所定の運転条件には、前記内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒の温度が所定の過熱判定温度を超えていることが含まれることを特徴としている。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記推定トルク変化率算出手段は、前記推定トルクをローパスフィルタに通して得られる信号の変化率を算出することを特徴としている。
【００１４】
また、第５の発明は、吸気量調整弁の開度と点火時期とによってトルクを制御可能な内燃機関の制御装置において、
目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
前記目標トルクに基づいて前記吸気量調整弁を操作する吸気量調整弁操作手段と、
点火時期を最適点火時期に設定した場合に得られるトルク（以下、推定トルク）を前記吸気量調整弁の実際の開度に基づいて算出する推定トルク算出手段と、
前記推定トルクが前記目標トルクよりも大きい場合、前記内燃機関の実際のトルクが前記目標トルクに近づくように点火時期を遅角する点火時期遅角手段と、
前記推定トルクの変化率を算出する推定トルク変化率推定手段と、
点火時期の遅角を制限することが許容される所定の運転条件が成立しており、かつ、前記推定トルクの変化率が負の場合には前記点火時期遅角手段による点火時期の遅角を制限する遅角制限手段と、
を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、吸気量調整弁の実際の開度に基づいて算出される推定トルクは目標トルクの変化に追従して変化するので、目標トルクが減少した場合、目標トルクの減少に遅れて推定トルクも減少し始め、目標トルクの減少が止まった後に遅れて推定トルクの減少が止まる。この間、一時的に推定トルクが目標トルクよりも大きくなるが、その期間は目標トルクが減少し始めてから推定トルクの減少が止まるまでの期間に含まれる。したがって、目標トルクの変化率又は推定トルクの変化率の何れかが負の場合に点火時期の遅角を制限することにすれば、推定トルクが目標トルクよりも一時的に大きくなることで生じる点火時期の不要な遅角を確実に抑制することができる。また、点火時期の遅角の制限は、あくまでも点火時期の遅角を制限することが許容される場合にのみ行われるので、点火時期の遅角の制限による弊害も防止することできる。
【００１６】
第２の発明によれば、上位制御装置から発せられる点火時期の遅角に関する要求は確実に実現することができる。
【００１７】
第３の発明によれば、点火時期の遅角に伴う排気ガスの温度上昇を抑制し、ひいては、過熱による排気浄化触媒の劣化を抑えることができる。
【００１８】
第４の発明によれば、ローパスフィルタによって推定トルクの算出値に含まれるノイズ成分を除去することで、推定トルクの変化率を用いた点火時期の遅角制限の判定を正確なものにすることができる。
【００１９】
第５の発明によれば、目標トルクの減少に追従して推定トルクが減少している期間において点火時期の不要な遅角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】
【００２０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図１乃至図３の各図を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の全体の構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御装置は、火花点火式の内燃機関に適用され、火花点火式内燃機関のアクチュエータである電子制御スロットル（以下、単にスロットルという）と点火装置のそれぞれを操作する制御装置として構成されている。
【００２２】
本実施の形態の制御装置は、目標トルクに基づいてスロットル１０と点火装置２０とを操作する、いわゆるトルクデマンド型の制御装置である。制御装置には制御系統の上位に設けられたパワートレインマネージャ（以下、ＰＴＭと表記する）（図示略）から各種のトルク要求が入力される。トルク要求には、運転者からのトルク要求の他、種々の車両制御システムからのトルク要求も含まれている。制御装置の目標トルク設定部２は、これらの複数のトルク要求を１つの値に調停し、それを目標トルクとして設定する。なお、ここでいう調停とは、予め定められた計算規則に従って複数の数値から１つの数値を得る動作である。計算規則には例えば最大値選択、最小値選択、平均、或いは重ね合わせ等が含まれる。それら複数の計算規則を適宜に組み合わせたものとしてもよい。
【００２３】
まず、目標トルクに基づいたスロットル１０の制御について説明する。目標トルク設定部２で設定された目標トルクは目標ＫＬ設定部４に供給される。目標ＫＬ設定部４は、ＫＬマップを用いて目標トルクを空気量（ＫＬ）に変換する。なお、ここでいう空気量とは１サイクル当たりの筒内吸入空気量であり、それを無次元化した充填効率に代えてもよい。ＫＬマップは、トルクを含む複数のパラメータを軸とする多次元マップであって、点火時期、機関回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクと空気量との関係に影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力される。ただし、点火時期は最適点火時期（ここではＭＢＴとトレースノック点火時期のうちより遅角側の点火時期）に設定されている。目標ＫＬ設定部４は、目標トルクから変換された空気量を目標空気量（目標ＫＬ）とし、それをスロットル開度設定部６に出力する。
【００２４】
スロットル開度設定部６は、吸気系エアモデルの逆モデルを用いて目標空気量をスロットル開度に変換する。エアモデルは吸気系の物理モデルであり、スロットル１０の動作に対する空気量の応答を流体力学等に基づいてモデル化されている。その逆モデルであるエア逆モデルでは、バルブタイミングや吸入空気温度等、空気量とスロットル開度との関係に影響する運転条件をパラメータして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力される。スロットル開度設定部６は、目標空気量から変換されたスロットル開度をディレイ制御部８に出力する。
【００２５】
ディレイ制御部８は、スロットル開度設定部６からスロットル開度の設定値を受信し、それを所定のディレイ時間だけ遅らせたものから指令信号を生成してスロットル１０に出力する。すなわち、ディレイ制御部８では、スロットル開度の設定からスロットル１０への指令信号の出力タイミングまでにディレイ時間が設けられる。このようなディレイ制御を行うことで、そのディレイ時間分だけ将来のスロットル開度を予測することが可能になる。予測した将来のスロットル開度は、燃料噴射量等、内燃機関の空燃比制御に係る制御パラメータ値に反映させることができる。
【００２６】
次に、点火装置２０の制御について説明する。本実施の形態の制御装置において点火時期制御に用いられる信号はトルク効率である。トルク効率は、内燃機関の推定トルクに対する目標トルクの比として定義される。トルク効率の計算に使用される推定トルクは、以下に説明するようにスロットル１０にて実現された実際のスロットル開度に基づいて算出される。なお、スロットル１０の実開度はスロットル開度センサによって計測することができる。また、スロットル１０を駆動するモータの回転量から計算することもできる。
【００２７】
推定トルクの算出にあたっては、まず、推定ＫＬ算出部１２において現在のスロットル開度にて実現できると推定される空気量（推定ＫＬ）が算出される。推定空気量の計算には前述のエアモデルの順モデルが用いられる。また、このエアモデルによる計算にはエアフローセンサで計測された吸気管の空気流量も補正データとして用いられる。
【００２８】
推定ＫＬ算出部１２で算出された推定空気量は、次に、推定トルク算出部１４において推定トルクに変換される。推定トルク算出部１４は、トルクマップを用いて推定空気量をトルクに変換する。トルクマップは前述のＫＬマップの入出力を逆にしたものであり、点火時期、機関回転数、Ａ／Ｆ、バルブタイミング等、トルクと空気量との関係に影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。これらのパラメータには現在の運転状態情報から得られる値が入力されるが、点火時期は最適点火時期とされている。推定トルク算出部１２は、推定空気量から変換されたトルクを最適点火時期における推定トルクとして算出する。
【００２９】
トルク効率の算出はトルク効率算出部１６で行われる。トルク効率算出部１６には目標トルク設定部２から目標トルクが入力され、推定トルク算出部１４からは推定トルクが入力されている。算出されたトルク効率は点火時期設定部１８に入力される。点火時期設定部１８は、内燃機関の実際のトルクを目標トルクに一致させるための点火時期をトルク効率に基づいて設定し、それを指令信号に変換して点火装置２０に出力する。点火装置２０は入力された指令信号に従って点火動作を行う。
【００３０】
以上説明した構成によれば、目標トルクを実現するための手段としてはスロットル１０による吸入空気量の調整が優先される。そして、スロットル１０の操作に対する吸入空気量の応答遅れによって生じるトルクの実現誤差を補償するように、トルクの応答性に優れた点火時期の調整が行われる。これにより、目標トルクが変化した場合であっても、その変化に追従するように内燃機関の実際のトルクを変化させることが可能になる。
【００３１】
ところで、推定トルクと目標トルクとの間には、ディレイ制御や各種応答遅れによる時間的なずれ、つまり、位相のずれが存在している。このため、目標トルクが減少方向に変化した場合には、推定トルクが目標トルクよりも大きくなる期間が一時的に発生し、内燃機関の実際のトルクを目標トルクに近づけるように点火時期の遅角が行われる。点火時期が遅角されることによって高い精度での目標トルクの実現が可能になるものの、効率の低下によって燃費は悪化してしまう。
【００３２】
そこで、本実施の形態の制御装置は、所定の運転条件が成立している場合には点火時期の遅角を制限する機能を点火時期設定部１８に備えている。所定の運転条件とは点火時期の遅角を制限することが許容される運転条件であり、例えば、内燃機関に対して高いトルク精度が要求されていないことがそれに含まれる。以下、本実施の形態の制御装置にとっての要部である点火時期設定部１８の詳細な構成とその機能について説明する。
【００３３】
図２は本実施の形態にかかる点火時期設定部１８の詳細な構成を示すブロック図である。点火時期設定部１８は、トルク効率から点火時期の遅角量を算出する遅角量算出部３２を備えている。遅角量算出部３２は、マップを用いてトルク効率を遅角量に変換する。このマップは、トルク効率を含む複数のパラメータを軸とする多次元マップであって、目標トルク、Ａ／Ｆ、機関回転数、バルブタイミング等、点火時期の設定に影響する各種の運転条件をパラメータとして設定することができる。このマップによれば、トルク効率が最大効率の１のときには遅角量はゼロに設定され、トルク効率が１よりも小さいほど遅角量は大きい値に設定される。
【００３４】
遅角量算出部３２で算出された遅角量は、遅角量切替部４６に入力される。遅角量切替部４６は、出力する遅角量を遅角量算出部３２による算出値とゼロとの間で切り替えることができる。遅角量切替部４６から出力された遅角量は、点火時期算出部４８において最適点火時期に加算される。そして、最適点火時期に遅角量を加算した値が最終点火時期として点火時期算出部４８から出力される。
【００３５】
遅角量切替部４６による出力の切り替えは、遅角量切替部４６に入力される切替信号に従って行われる。切替信号がオフの場合、遅角量切替部４６は遅角量算出部３２による算出値を点火時期算出部４８へ出力する。そして、切替信号がオンになった場合には、切替信号が再びオフになるまで、遅角量切替部４６は点火時期算出部４８へ出力する遅角量をゼロに切り替える。
【００３６】
前記の切替信号は、ＡＮＤ条件判定部４４から出力される。ＡＮＤ条件判定部４４は、次の２つの切替条件Ａ，Ｂの成立／不成立を判定する。２つの切替条件Ａ，Ｂの何れかが不成立の場合、ＡＮＤ条件判定部４４から出力される切替信号はオフとされる。そして、２つの切替条件Ａ，Ｂがともに成立した場合、ＡＮＤ条件判定部４４から出力される切替信号はオンとされる。
【００３７】
切替条件Ａは、推定トルクと目標トルクとの間の位相のずれが原因で、推定トルクが目標トルクよりも一時的に大きくなっていること、である。切替条件Ｂは、現在の運転条件が点火時期の遅角を制限することが許容される運転条件であること、である。切替条件Ａの成立時に遅角量をゼロとすることで、推定トルクが目標トルクよりも一時的に大きくなることで生じる点火時期の不要な遅角を抑制することができる。そして、切替条件Ｂによれば、あくまでも点火時期の遅角を制限することが許容される場合にのみ遅角量がゼロに切り替えられるので、点火時期の遅角の制限による弊害も防止することできる。
【００３８】
切替条件Ａの成否は、具体的には、目標トルクの変化率と推定トルクの変化率とから判断される。図３は、推定トルク及び目標トルクの各時間変化を示すグラフである。このグラフに示すように、推定トルクと目標トルクとの間に位相のずれがある場合、目標トルクが減少していく過程において、推定トルクが目標トルクよりも一時的に大きくなる。そして、目標トルクの減少が止まってからしばらくの間は、推定トルクが目標トルクよりも大きくなっている状態が続くことになる。図３から分かるように、推定トルクが目標トルクよりも大きくなっている期間は、目標トルクの変化率が負である期間と、推定トルクの変化率が負である期間との論理和に含まれる。したがって、前記の論理和の期間において遅角量をゼロとすれば、点火時期の不要な遅角を確実に制限することができる。そこで、本実施の形態にかかる点火時期設定部１８は、目標トルクの変化率と推定トルクの変化率とをそれぞれ計算し、それらの何れかが負であることを切替条件Ａの成立条件として判定する。
【００３９】
点火時期設定部１８は、切替条件Ａの成立／不成立を判定するため、目標トルク変化率演算部３４、大小判定部３６、推定トルク変化率演算部３８、大小判定部４０及びＯＲ条件判定部４２を備えている。目標トルク変化率演算部３４では、目標トルクの変化率が計算される。大小判定部３６では、目標トルクの変化率とゼロとの間の大小関係が判定される。目標トルクの変化率がゼロよりも小さい場合、すなわち、負の場合には、大小判定部３６からＯＲ条件判定部４２に送信される判定信号がオンにされる。また、推定トルク変化率演算部３８では、推定トルクの変化率が計算される。大小判定部４０では、推定トルクの変化率とゼロとの間の大小関係が判定される。推定トルクの変化率がゼロよりも小さい場合、すなわち、負の場合には、大小判定部４０からＯＲ条件判定部４２に送信される判定信号がオンにされる。ＯＲ条件判定部４２は、入力される何れかの判定信号がオンの場合、すなわち、目標トルク変化率と推定トルク変化率の何れかが負の場合、ＡＮＤ条件判定部４４へ送信する判定信号をオンにする。ＡＮＤ条件判定部４４は、ＯＲ条件判定部４２からの判定信号がオンであれば切替条件Ａは成立としたと判断し、この判定信号がオフであれば切替条件Ａは成立していないと判断する。
【００４０】
切替条件Ｂの成立／不成立は、本実施の形態では、ＰＴＭからの遅角要求信号の有無によって判定される。ＰＴＭは、暖気等のために排気浄化触媒に高温の排気ガスを供給する場合や、加速等に備えたトルクリザーブ制御を行う場合に、内燃機関に対して積極的に点火時期の遅角を要求する。遅角要求信号はそのような場合にＰＴＭから内燃機関の制御装置に入力される信号であるので、遅角要求信号の入力がオンの場合には点火時期の遅角量をゼロに切り替えることは好ましくない。一方、遅角要求信号の入力がオフであれば、ＰＴＭからの縛りはないので、点火時期の遅角量をゼロにすることは許容される。ＡＮＤ条件判定部４４は、ＰＴＭからの遅角要求信号がオフであれば切替条件Ｂは成立としたと判断し、この判定信号がオンであれば切替条件Ｂは成立していないと判断する。
【００４１】
以上説明した点火時期設定部１８の構成とその機能によれば、目標トルクの変化率又は推定トルクの変化率の何れかが負の場合には点火時期の遅角量がゼロに設定されるので、推定トルクが目標トルクよりも一時的に大きくなることで生じる点火時期の不要な遅角を確実に抑制することができる。また、点火時期の遅角の制限は、ＰＴＭからの遅角要求信号がオフの場合にのみ行われるので、ＰＴＭから発せられる点火時期の遅角に関する要求は確実に実現することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態１について説明した。実施の形態１には、本発明のうち第１及び第２の発明が具現化されている。詳しくは、図１に示す構成において、目標トルク設定部２は第１の発明の「目標トルク設定手段」に相当する。電子制御スロットル１０は第１の発明の「吸気量調整弁」に相当し、目標ＫＬ設定部４、スロットル開度設定部６及びディレイ制御部８によって第１の発明の「吸気量調整弁操作手段」が構成されている。推定ＫＬ算出部１２及び推定トルク算出部１４によって第１の発明の「推定トルク算出手段」が構成されている。トルク効率算出部１６及び点火時期設定部１８によって第１の発明の「点火時期遅角手段」が構成されている。また、図２に示す構成において、目標トルク変化率演算部３４は第１の発明の「目標トルク変化率算出手段」に相当し、推定トルク変化率演算部３８は第１の発明の「推定トルク変化率算出手段」に相当する。そして、大小判定部３６、大小判定部４０、ＯＲ条件判定部４２、ＡＮＤ条件判定部４４及び遅角量切替部４６によって第１及び第２の発明の「遅角制限手段」が構成されている。
【００４３】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２について図４を参照して説明する。
【００４４】
本発明の実施の形態２としての内燃機関の制御装置は、実施の形態１の制御装置とは点火時期設定部１８の構成に違いがある。図４は本実施の形態にかかる点火時期設定部１８の詳細な構成を示すブロック図である。図４において実施の形態１と共通する要素は同一の符号を付している。以下では、実施の形態１と共通する構成についてはその説明を省略或いは簡略し、実施の形態１とは異なる構成について重点的に説明するものとする。
【００４５】
本実施の形態にかかる点火時期設定部１８の特徴は、ＡＮＤ条件判定部４４で成立／不成立が判定される切替条件Ｂの具体的な内容にある。本実施の形態では、ＰＴＭからの遅角要求信号がオフであることと、排気浄化触媒の温度が所定の過熱判定温度を超えていることの論理和が切替条件Ｂとされている。過熱判定温度は排気浄化触媒の活性点の劣化が始まる温度に関連付けられている。触媒温度が過熱判定温度を超える場合において点火時期の遅角を制限することで、点火時期の遅角に伴う排気ガスの温度上昇を抑制し、ひいては、過熱による排気浄化触媒の劣化を抑えることができる。
【００４６】
本実施の形態にかかる点火時期設定部１８は、切替条件Ｂの成立／不成立を判定するため、大小判定部５０とＯＲ条件判定部５２とを備えている。大小判定部５０では、触媒温度と閾値である過熱判定温度との間の大小関係が判定される。触媒温度は、温度センサを排気浄化触媒に取り付けて直接計測してもよいし、排気ガスの温度から計算してもよい。或いは、排気ガスモデルと触媒モデルとによって触媒温度を推定してもよい。触媒温度が閾値よりも大きい場合、大小判定部３６からＯＲ条件判定部５２に送信される判定信号がオンにされる。ＯＲ条件判定部５２は、ＰＴＭからの遅角要求信号がオフか、又は、大小判定部３６からの判定信号がオンの場合、ＡＮＤ条件判定部４４へ送信する判定信号をオンにする。ＡＮＤ条件判定部４４は、ＯＲ条件判定部５２からの判定信号がオンであれば切替条件Ｂは成立としたと判断し、この判定信号がオフであれば切替条件Ｂは成立していないと判断する。
【００４７】
本発明の実施の形態２には、本発明のうち第１及び第３の発明が具現化されている。詳しくは、図４に示す構成において、目標トルク変化率演算部３４は第１の発明の「目標トルク変化率算出手段」に相当し、推定トルク変化率演算部３８は第１の発明の「推定トルク変化率算出手段」に相当する。そして、大小判定部３６、大小判定部４０、ＯＲ条件判定部４２、大小判定部５０、ＯＲ条件判定部５２、ＡＮＤ条件判定部４４及び遅角量切替部４６によって第１及び第３の発明の「遅角制限手段」が構成されている。なお、実施の形態２と本発明とのその他の対応関係に関しては、実施の形態１と本発明との対応関係に共通している。
【００４８】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００４９】
切替条件Ａ，Ｂが成立した場合に、点火時期の遅角量をゼロに設定するのではなく、遅角量算出部３２で算出される遅角量に１未満の補正係数を掛けるのでもよい。つまり、点火時期の遅角を制限するとは、点火時期算出部４８で使用される遅角量を遅角量算出部３２で算出される遅角量よりも小さくすることであり、遅角量をゼロにすることはその一例である。遅角量算出部３２で算出された遅角量を減少側に補正するのではなく、遅角量算出部３２に入力されるトルク効率を増大側に補正するのでもよい。
【００５０】
排気浄化触媒の温度が過熱判定温度を超えていることのみを切替条件Ｂの成立条件として判定してもよい。また、点火時期の遅角を制限することが許容される他の運転条件を切替条件Ｂの成立条件に加えてもよい。切替条件Ａに関しては、推定トルクの変化率が負であることのみを切替条件Ａの成立条件として判定してもよい。
【００５１】
また、上述の実施の形態において、推定トルク変化率演算部３８にローパスフィルタを設けて、推定トルクをローパスフィルタに通して得られる信号の変化率を算出するようにしてもよい。そうすることで、推定トルクの算出値に含まれるノイズ成分を除去することができ、推定トルクの変化率を用いた点火時期の遅角制限の判定を正確なものにすることができる。目標トルクの変化率の計算に関しても同様であって、目標トルク変化率演算部３４にローパスフィルタを設けて、目標トルクをローパスフィルタに通して得られる信号の変化率を算出するようにしてもよい。
【００５２】
また、上述の実施の形態では、吸気量調整弁としてスロットルを用いているが、可変バルブリフト機構付の吸気弁を吸気アクチュエータとして用いてもよい。また、スロットルに可変動弁機構付の吸気弁を組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１としての内燃機関の制御装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる点火時期設定部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる点火時期設定部による効果について説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる点火時期設定部の詳細な構成を示すブロック図である。
【図５】目標トルクと推定トルクとの間の時間的ずれによって生じる問題について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
２  目標トルク設定部
４  目標ＫＬ設定部
６  スロットル開度設定部
８  ディレイ制御部
１０  電子制御スロットル
１２  推定ＫＬ算出部
１４  推定トルク算出部
１６  トルク効率算出部
１８  点火時期設定部
２０  点火装置
３２  遅角量算出部
３４  目標トルク変化率演算部
３６  大小判定部
３８  推定トルク変化率演算部
４０  大小判定部
４２  ＯＲ条件判定部
４４  ＡＮＤ条件判定部
４６  遅角量切替部
４８  点火時期算出部
５０  大小判定部
５２  ＯＲ条件判定部
【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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