(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力トルクとして要求される要求出力トルクに基づいて前記内燃機関に吸入される吸気量および前記内燃機関における点火時期を調整し、前記吸気量の増加による前記出力トルクの増加量をリザーブトルクとして確保するとともに、前記リザーブトルクの確保による前記出力トルクの増加に対して前記点火時期を遅角させることにより前記出力トルクを減少方向に制御するトルク制御手段と、
前記要求出力トルクが増加するときに備えて前記リザーブトルクを確保する場合、前記吸気量により決定される空気トルクまたは前記要求出力トルクに対する前記リザーブトルクの割合として予め設定されたリザーブ率と前記要求出力トルクとに基づいて前記トルク制御手段が確保する前記リザーブトルクを決定するリザーブトルク決定手段と、
前記要求出力トルクと前記リザーブトルク決定手段が決定する前記リザーブトルクとを加算した前記空気トルクに対する前記要求出力トルクの割合である点火効率を取得する点火効率取得手段と、
前記リザーブトルク決定手段が決定する前記リザーブトルクに応じて前記トルク制御手段に前記吸気量を増加させるとともに、前記点火効率取得手段が取得する前記点火効率に対する点火時期の遅角量の特性に基づいて、前記トルク制御手段に前記点火時期を遅角させる遅角量を決定するトルク制御量決定手段と、
を備えることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
前記リザーブトルク決定手段は、前記リザーブトルクをＲｓｖＴｒｑ、前記要求出力トルクをＲｅｑＴｒｑ、前記リザーブ率を百分率としてＲｓｖＲａｔで表わすと、
ＲｓｖＴｒｑ＝ＲｅｑＴｒｑ×ＲｓｖＲａｔ／（１００−ＲｓｖＲａｔ）
で示される式により前記リザーブトルクを決定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項３】
前記リザーブトルク決定手段は、前記リザーブトルクをＲｓｖＴｒｑ、前記要求出力トルクをＲｅｑＴｒｑ、前記リザーブ率を百分率としてＲｓｖＲａｔで表わすと、
ＲｓｖＴｒｑ＝ＲｅｑＴｒｑ×ＲｓｖＲａｔ／１００
で示される式により前記リザーブトルクを決定することを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記リザーブトルク決定手段は、前記内燃機関のアイドル運転時に前記要求出力トルクが増加するときに備えてアイドル運転時において継続的に確保されるアイドル用リザーブトルクを前記リザーブ率と前記要求出力トルクとに基づいて決定し、補機の駆動またはシフトチェンジにより前記要求出力トルクが増加するときに一時的に前記リザーブトルクが確保される場合には前記要求出力トルクの増加量を前記リザーブトルクとし、アイドル運転時において一時的な前記リザーブトルクの確保を要求される場合には、前記アイドル用リザーブトルクと一時的に確保される前記リザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保すべき前記リザーブトルクとすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
前記リザーブトルク決定手段は、前記内燃機関の暖機運転時に前記要求出力トルクが増加するときに備えて暖機運転時において継続的に確保される暖機用リザーブトルクを前記リザーブ率と前記要求出力トルクとに基づいて決定し、補機の駆動またはシフトチェンジにより前記要求出力トルクが増加するときに一時的に前記リザーブトルクが確保される場合には前記要求出力トルクの増加量を前記リザーブトルクとし、暖機運転時において一時的な前記リザーブトルクの確保を要求される場合には、前記暖機用リザーブトルクと一時的に確保される前記リザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保すべき前記リザーブトルクとすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【請求項６】
前記リザーブトルク決定手段は、前記内燃機関のアイドル運転時および暖機運転時に前記要求出力トルクが増加するときに備えて前記リザーブ率と前記要求出力トルクとに基づいて前記アイドル運転時および前記暖機運転時においてそれぞれ継続的に確保されるアイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクとを決定し、補機の駆動またはシフトチェンジにより前記要求出力トルクが増加するときに一時的に前記リザーブトルクが確保される場合には前記要求出力トルクの増加量を前記リザーブトルクとし、アイドル運転および暖機運転が同時に実行される場合には前記アイドル用リザーブトルクと前記暖機用リザーブトルクとの合計または大きい方を確保すべき前記リザーブトルクとし、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されるときに一時的な前記リザーブトルクの確保が要求される場合には、前記アイドル用リザーブトルクと前記暖機用リザーブトルクと一時的に確保される前記リザーブトルクとの合計または三つの前記リザーブトルクのうち最大のトルクを確保すべき前記リザーブトルクとすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の出力トルクとして要求される要求出力トルクに基づいて内燃機関に吸入される吸気量および内燃機関における点火時期を調整するエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の出力トルクとして要求される要求出力トルクに基づいて内燃機関に吸入される吸気量および内燃機関における点火時期を調整することが行われている。
さらに、例えばアイドル運転時において要求出力トルクの増加に応じて速やかに出力トルクを増加して運転状態を安定させるために、要求出力トルクが増加するときに備えて吸気量を増加して予めリザーブトルクを継続して確保しておくとともに、リザーブトルクを確保することにより増加する出力トルクを相殺するために点火時期を予め遅角させる所謂トルクリザーブ制御を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
トルクリザーブ制御では、遅角させておいた点火時期を要求出力トルクが増加するときに進角させることにより、吸気量を増加するよりも速やかに出力トルクを増加し、要求出力トルクの増加に対する出力トルクの応答性を高めている。
【０００４】
特許文献１では、要求出力トルクの変化量が所定の大きさになるまでは、変化量が大きいほどリザーブトルクを大きくすることにより、要求出力トルクの変化量に応じて適切な大きさのリザーブトルクを設定しようとしている。
【０００５】
また、特許文献１では、吸気量で決定される空気トルクに対する要求出力トルクの比をトルク効率とし、トルク効率と点火時期の遅角量との関係を表わす特性マップから、トルク効率に対応する点火遅角量をリザーブトルクを相殺するために取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２１６４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
トルクリザーブ制御を実行する場合、トルクと吸気量、ならびにトルクと点火時期との関係をそれぞれ表わすトルク特性に基づいて吸気量および点火時期が取得される。トルク特性は、例えばマップまたは物理モデル等により表わされる。しかしながら、機差、経時変化または環境条件の変化等によりトルク特性には誤差が生じる。
【０００８】
ここで、特許文献１のように要求出力トルクの変化量が大きいほどリザーブトルクが大きくなる構成では、要求出力トルクの変化に伴ってトルク効率が変化し、点火遅角量が変化することがある。その結果、要求出力トルクが変化すると、トルク特性の誤差により点火遅角量の誤差が変化し、実際のトルク減少量と要求されるトルク減少量との誤差が変化するために、要求出力トルクと実際の出力トルク（実出力トルク）との誤差も変化する恐れがある。
【０００９】
尚、ここで言及している要求出力トルクの変化は、吸気量を増加してリザーブトルクを確保している状態で、点火時期を変化させることなく吸気量の増減で対応できる緩やかな要求出力トルクの変化である。したがって、要求出力トルクが変化すると空気トルクは変化するが、点火時期は変化しない。
【００１０】
トルク効率に基づいて特性マップから点火遅角量を取得する構成において、特許文献１とは異なり要求出力トルクが変化してもリザーブトルクを一定値に設定することが考えられる。しかし、リザーブトルクを一定値にしても、要求出力トルクとリザーブトルクとを加算した空気トルクに対する要求出力トルクの比であるトルク効率は、要求出力トルクの変化に伴い変化し、点火遅角量も変化する。
【００１１】
その結果、リザーブトルクを一定にしても、要求出力トルクが変化すると、トルク特性の誤差により点火遅角量の誤差が変化し、実際のトルク減少量と要求されるトルク減少量との誤差が変化するために、要求出力トルクと実出力トルクとの誤差が変化する恐れがある。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、リザーブトルクを確保する場合に、要求出力トルクが変化しても要求出力トルクと出力トルクとの誤差の変化を極力減少するエンジン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】
【００１３】
請求項１から６に記載の発明によると、トルク制御手段は、内燃機関の出力トルクとして要求される要求出力トルクに基づいて内燃機関に吸入される吸気量および内燃機関における点火時期を調整し、吸気量の増加による出力トルクの増加量をリザーブトルクとして確保するとともに、リザーブトルクの確保による出力トルクの増加に対して点火時期を遅角させることにより出力トルクを減少方向に制御し、リザーブトルク決定手段は、要求出力トルクが増加するときに備えてリザーブトルクを確保する場合、吸気量により決定される空気トルクまたは要求出力トルクに対するリザーブトルクの割合として予め設定されたリザーブ率と要求出力トルクとに基づいてトルク制御手段が確保するリザーブトルクを決定する。
【００１４】
そして、点火効率取得手段は、要求出力トルクとリザーブトルク決定手段が決定するリザーブトルクとを加算した空気トルクに対する要求出力トルクの割合である点火効率を取得し、トルク制御量決定手段は、リザーブトルク決定手段が決定するリザーブトルクに応じてトルク制御手段に吸気量を増加させるとともに、点火効率に対する点火時期の遅角量の特性に基づいて、トルク制御手段が遅角させる点火時期の遅角量を決定する。
【００１５】
この構成によれば、要求出力トルクが増加するときに備えてリザーブトルクを確保する場合、吸気量により決定される空気トルクまたは要求出力トルクに対するリザーブトルクの割合として予め設定されたリザーブ率と要求出力トルクとに基づいてリザーブトルクを決定するので、要求出力トルクと決定されたリザーブトルクとを加算した空気トルクに対する要求出力トルクの割合である点火効率は、要求出力トルクが変化しても、リザーブ率が一定であれば一定である。その理由を以下に示す。尚、リザーブ率は、エンジン運転状態に応じて予め適切な値が設定されていてもよい。
【００１６】
リザーブ率が百分率で表わされ次式（１）または（２）で定義される場合、
リザーブ率＝（リザーブトルク／空気トルク）×１００            ・・・（１）
リザーブ率＝（リザーブトルク／要求出力トルク）×１００            ・・・（２）
点火効率を表わす次式（３）を変形して次式（４）および（５）を得る。そして、式（４）に式（１）を代入し、式（５）に（２）を代入してそれぞれ次式（６）、（７）を得る。
点下効率＝（要求出力トルク／空気トルク）×１００                  ・・・（３）
点下効率＝｛（空気トルク−リザーブトルク）／空気トルク｝×１００
＝１００−（リザーブトルク／空気トルク）×１００      ・・・（４）
点下効率＝｛要求出力トルク／（要求出力トルク＋リザーブトルク）｝×１００
＝１００／｛１＋（リザーブトルク／要求出力トルク）｝      ・・・（５）
点下効率＝１００−リザーブ率                                  ・・・（６）
点下効率＝｛１００／（１００＋リザーブ率）｝×１００          ・・・（７）
リザーブ率が式（１）、（２）のどちらで表わされても、式（６）、（７）から、リザーブ率が一定であれば点火効率は一定になる。これにより、要求出力トルクが変化しても点下効率は一定になるので、点火効率に対する点火時期の遅角量の特性から取得する点火時期の遅角量は要求出力トルクが変化しても一定になる。
【００１７】
尚、ここで言及している要求出力トルクの変化は、前述したように、吸気量を増加してリザーブトルクを確保している状態で、点火時期を変化させることなく吸気量の増減で対応できる緩やかな要求出力トルクの変化である。したがって、要求出力トルクが変化すると空気トルクは変化するが、点火時期は変化しない。
【００１８】
また、空気トルクまたは要求出力トルクに対するリザーブトルクの割合であるリザーブ率が予め設定されているため、例えば内燃機関の排気量または内燃機関の運転状態に応じて予め適切なリザーブ率が設定されても、同じ排気量および同じ運転状態であれば要求出力トルクの変化に関わらずリザーブ率は一定である。
【００１９】
そして、式（１）、（２）から、リザーブトルクはそれぞれ次式（８）、（９）に示すようにリザーブ率と要求出力トルクとから求めることができる。
式（１）から、
リザーブ率＝（リザーブトルク／空気トルク）×１００
＝｛リザーブトルク／（要求出力トルク＋リザーブトルク）｝×１００
リザーブトルク＝要求出力トルク×リザーブ率／（１００−リザーブ率）・・・（８）
式（２）から、
リザーブトルク＝要求出力トルク×リザーブ率／１００                ・・・（９）
したがって、リザーブ率が式（１）、（２）のどちらで表わされる場合にも、リザーブ率が一定であれば、要求出力トルクの変化に応じてリザーブトルクは変化し、その結果、要求出力トルクの変化に応じて空気トルクも変化する。したがって、トルクと吸気量との特性誤差のために要求される空気トルクと実際の空気トルクとに誤差があっても、要求出力トルクの変化に応じて実空気トルクは変化する。スロットル装置等の吸気量を調整する吸気量調整装置に対する要求吸気量と実際の吸気量とに誤差がある場合でも、要求出力トルクの変化に応じて実空気トルクは変化する。
【００２０】
そして、点火効率と点火遅角量との特性に誤差があっても、要求出力トルクの変化に関わらず点火遅角量は一定であるから、要求出力トルクが変化しても、要求出力トルクと実出力トルクとの誤差が変化することを極力防止できる。
【００２１】
したがって、補機等の駆動またはシフトチェンジにより一時的にリザーブトルクを確保するのではなく、例えばアイドル運転時にエンジン回転数を目標回転数に一致させるために継続してリザーブトルクを確保する場合に、要求出力トルクが変化しても要求出力トルクと実出力トルクとの誤差の変化を極力減少できるので効果的である。
【００２２】
請求項２に記載の発明によると、リザーブトルク決定手段は、リザーブトルクをＲｓｖＴｒｑ、要求出力トルクをＲｅｑＴｒｑ、リザーブ率を百分率としてＲｓｖＲａｔで表わすと、ＲｓｖＴｒｑ＝ＲｅｑＴｒｑ×ＲｓｖＲａｔ／（１００−ＲｓｖＲａｔ）で示される式によりリザーブトルクを決定する。
【００２３】
請求項２に記載された式の右辺におけるＲｅｑＴｒｑ×ＲｓｖＲａｔ／（１００−ＲｓｖＲａｔ）は、式（８）と同じ式であるから、リザーブ率が空気トルクに対するリザーブトルクの割合を表わしている場合には、リザーブ率の定義に一致したリザーブトルクを決定できる。
【００２４】
また、リザーブ率が要求出力トルクに対するリザーブトルクの割合を表わしている場合には、式（８）からリザーブトルクを取得するとリザーブ率の定義とは異なるリザーブトルクが取得されるが、リザーブ率からリザーブトルクを取得するので、要求出力トルクが変化しても点火遅角量は一定である。したがって、要求出力トルクが変化しても要求出力トルクと実出力トルクとの誤差の変化を極力減少できるという効果は生じる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によると、リザーブトルク決定手段は、リザーブトルクをＲｓｖＴｒｑ、要求出力トルクをＲｅｑＴｒｑ、リザーブ率を百分率としてＲｓｖＲａｔで表わすと、ＲｓｖＴｒｑ＝ＲｅｑＴｒｑ×ＲｓｖＲａｔ／１００で示される式によりリザーブトルクを決定する。
【００２６】
請求項３に記載された式は、式（９）と同じ式であるから、リザーブ率が要求出力トルクに対するリザーブトルクの割合を表わしている場合には、リザーブ率の定義に一致したリザーブトルクを決定できる。さらに、リザーブ率の定義に一致しているか否かに関わらず、リザーブ率（ＲｓｖＲａｔ）と要求出力トルク（ＲｅｑＴｒｑ）とからリザーブトルクを容易に決定できる。
【００２７】
また、リザーブ率が空気トルクに対するリザーブトルクの割合を表わしている場合には、式（９）からリザーブトルクを取得するとリザーブ率の定義とは異なるリザーブトルクが取得されるが、リザーブ率からリザーブトルクを取得するので、要求出力トルクが変化しても点火遅角量は一定である。したがって、要求出力トルクが変化しても要求出力トルクと実出力トルクとの誤差の変化を極力減少できるという効果は生じる。
【００２８】
請求項４に記載の発明によると、リザーブトルク決定手段は、内燃機関のアイドル運転時に要求出力トルクが増加するときに備えてアイドル運転時において継続的に確保されるアイドル用リザーブトルクをリザーブ率と要求出力トルクとに基づいて決定し、補機の駆動またはシフトチェンジにより要求出力トルクが増加するときに一時的にリザーブトルクが確保される場合には要求出力トルクの増加量をリザーブトルクとし、アイドル運転時において一時的なリザーブトルクの確保を要求される場合には、アイドル運転時に要求出力トルクが増加するときに備えて確保されるリザーブトルクと一時的に確保されるリザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保すべきリザーブトルクとする。
【００２９】
また請求項５に記載の発明によると、リザーブトルク決定手段は、内燃機関の暖機運転時に要求出力トルクが増加するときに備えて暖機運転時において継続的に確保される暖機用リザーブトルクをリザーブ率と要求出力トルクとに基づいて決定し、補機の駆動またはシフトチェンジにより要求出力トルクが増加するときに一時的にリザーブトルクが確保される場合には要求出力トルクの増加量をリザーブトルクとし、暖機運転時において一時的なリザーブトルクの確保を要求される場合には、暖機運転時に要求出力トルクが増加するときに備えて確保されるリザーブトルクと一時的に確保されるリザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保すべきリザーブトルクとする。
【００３０】
この構成によれば、アイドル運転時または暖機運転時において要求出力トルクが増加するときに備えてリザーブトルクを確保している場合に、補機等の駆動による外部負荷のために一時的なリザーブトルクの確保を要求されても、少なくとも外部負荷の増加に対応するリザーブトルクを確保できる。これにより、外部負荷の増加に応じて点火時期を進角させることにより、要求出力トルクの増加に対応して実出力トルクを速やかに増加することができる。
【００３１】
一方、一時的に確保するリザーブトルクが要求されない場合には、アイドル運転時または暖機運転時において要求出力トルクが増加するときに備えてリザーブ率と要求出力トルクとに基づいて決定されるリザーブトルクを少なくとも確保できるので、要求出力トルクの増加に応じて点火時期を進角させることにより、要求出力トルクの増加に対応して実出力トルクを速やかに増加することができる。
【００３２】
請求項６に記載の発明によると、リザーブトルク決定手段は、内燃機関のアイドル運転時および暖機運転時に要求出力トルクが増加するときに備えてリザーブ率と要求出力トルクとに基づいてアイドル運転時および暖機運転時においてそれぞれ継続的に確保されるアイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクとを決定し、補機の駆動またはシフトチェンジにより要求出力トルクが増加するときに一時的にリザーブトルクが確保される場合には要求出力トルクの増加量をリザーブトルクとする。
【００３３】
そして、アイドル運転および暖機運転が同時に実行される場合にはアイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクとの合計または大きい方を確保すべきリザーブトルクとし、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されるときに一時的にリザーブトルクの確保が要求される場合には、アイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクと一時的に確保されるリザーブトルクとの合計または三つのリザーブトルクのうち最大のトルクを確保すべきリザーブトルクとする。
【００３４】
この構成によれば、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されている場合に一時的に確保するリザーブトルクが要求されない場合には、リザーブ率と要求出力トルクとに基づいて決定されるアイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクとのうち少なくとも大きい方のトルクをリザーブトルクとして確保できるので、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されている場合にも、要求出力トルクの増加に応じて点火時期を進角させることにより、要求出力トルクの増加に対応して実出力トルクを速やかに増加することができる。
【００３５】
さらに、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されるときに一時的なリザーブトルクの確保が要求される場合には、アイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクと一時的に要求されるリザーブトルクとの合計または三つのリザーブトルクのうち最大のトルクを確保すべきリザーブトルクとする。
【００３６】
この構成によれば、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されている状態で要求出力トルクが増加するときに備えてリザーブトルクを確保している場合に、補機等の駆動による外部負荷のために一時的なリザーブトルクの確保を要求されても、少なくとも外部負荷の増加に対応するリザーブトルクを確保できる。これにより、外部負荷の増加に応じて点火時期を進角させることにより、要求出力トルクの増加に対応して実出力トルクを速やかに増加することができる。
【００３７】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態によるエンジン制御システムを示すブロック図。
【図２】本実施形態のトルク制御処理を示すフローチャート。
【図３】（Ａ）は空気トルクと吸気量との関係を示す特性図、（Ｂ）は点火効率と点火遅角量との関係を示す特性図。
【図４】本実施形態によるトルクリザーブ制御を示すタイムチャート。
【図５】比較例によるトルクリザーブ制御を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１に示すエンジン制御システム２は、気筒内に吸入する混合気を点火プラグ２２で点火するガソリン用の内燃機関（以下、「エンジン」とも言う。）１０の運転を制御するシステムである。
【００４０】
エンジン１０の吸気管１００の上流部に、図示しないエアクリーナが設置され、このエアクリーナから吸気流れの下流側のエンジン１０に向けて、エアフローメータ１２、スロットル装置１４、吸気圧センサ１８、インジェクタ２０が設置されている。
【００４１】
エアフローメータ１２は、吸気管１００を流れる吸気量を検出する。スロットル装置１４は、モータ１５によりスロットル開度を制御されることにより、吸気管１００からエンジン１０に吸入される吸気量を調整する。スロットル装置１４にはスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１６が取付けられている。
【００４２】
スロットル装置１４の下流側のサージタンク１０２に、吸気圧を検出する吸気圧センサ１８が設置されている。サージタンク１０２からエンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１０４の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ２０が設置されている。
【００４３】
また、エンジン１０のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ２２が設置されている。気筒内の混合気は、点火プラグ２２の火花放電によって点火される。エンジン１０のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ２４と、エンジン回転数を検出する回転数センサ（クランク角センサ）２６が設けられている。
【００４４】
前述したエアフローメータ１２、スロットル開度センサ１６、吸気圧センサ１８、水温センサ２４、回転数センサ２６センサ、および図示しないアクセルセンサを含む各種センサからの出力は電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）４０に入力される。
【００４５】
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インタフェース等を備えるマイクロコンピュータにより主に構成されている。ＥＣＵ４０は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、スロットル装置１４に対するスロットル開度制御、インジェクタ２０に対する噴射制御、点火プラグ２２に対する点火制御等の各種のエンジン制御を実現する。
【００４６】
（トルク制御）
ＥＣＵ４０は、エンジン１０の出力トルクとして要求される要求トルクに基づいて、スロットル装置１４のスロットル開度を制御してエンジン１０に吸入される吸気量を調整するとともに、点火プラグ２２の点火時期を調整する。スロットル開度を大きくして吸気量を増加すると出力トルクは増加し、スロットル開度を小さくして吸気量を減少すると出力トルクは減少する。また、点火時期を進角させると出力トルクは増加し、点火時期を遅角させると出力トルクは減少する。
【００４７】
ＥＣＵ４０は、エンジン１０の出力トルクとして要求される要求出力トルクを、以下に説明する基本要求出力トルクと要求外部トルクとの合計として取得する。
（１）基本要求出力トルク
基本要求出力トルクは、さらに要求駆動トルクとロストルクとアイドルフィードバックトルクとの合計として算出される。
【００４８】
（ａ）要求駆動トルク
アクセル開度とエンジン回転数とに基づいて、車両走行に必要な要求駆動トルクをマップ等から取得する。
【００４９】
（ｂ）ロストルク
エンジン回転数、水温、吸気圧等から、エンジン１０の回転を妨げる負荷となるロストルクをマップ等から取得する。
【００５０】
（ｃ）アイドルフィードバックトルク
アイドル運転時のエンジン回転数を目標回転数に一致させるためのトルク制御量をフィードバック制御器から取得する。
（２）要求外部トルク
エアコン等の補機のオンオフ、シフトチェンジなどに起因する外部負荷によるトルク増減の要求に基づいて、他のＥＣＵから直接要求されるか、あるいは他のＥＣＵから出力される制御信号に基づいてマップ等から取得する。
【００５１】
通常のトルク制御では、燃費が最適になるように点火時期をＭＢＴ（Minimum Advance for Best Torque）に設定しているので、吸気量はＭＢＴにおいて要求出力トルクを実現する値に設定される。
【００５２】
（リザーブトルク）
補機等の駆動またはシフトチェンジの実行要求により要求出力トルクが増加しエンジン１０に外部負荷が加わる場合には、要求出力トルクの増加に応じて出力トルクを増加する前に予め吸気量を増加してリザーブトルクを一時的に確保するとともに、リザーブトルクを確保することにより増加する出力トルクを減少するために点火時期を予め遅角させるトルクリザーブ制御を実行することが考えられる。
【００５３】
リザーブトルクが確保された状態で点火時期を進角させれば、補機等の駆動またはシフトチェンジの実行に応じて速やかに出力トルクを増加できるので、要求出力トルクの増加に対して出力トルクが不足するためにエンジン回転数が低下することを防止できる。
【００５４】
補機等の駆動またはシフトチェンジの実行が要求される場合には、吸気量が増加して要求出力トルクの増加量に相当するリザーブトルクが確保されるまで補機等の駆動またはシフトチェンジの実行を待ち合わせても、エンジン回転数の変動に影響はない。
【００５５】
これに対し、アイドル運転時においてエンジン回転数を目標回転数に一致させるためにアイドルフィードバックトルクにより要求出力トルクが増加される場合には、吸気量が増加して要求出力トルクの増加量に相当するリザーブトルクが確保されるまで出力トルクの増加を待ち合わせると、要求出力トルクの増加に対し出力トルクを速やかに増加することができない。その結果、エンジン回転数が目標回転数に一致せずに低下し、エンジン運転状態が不安定になる恐れがある。
【００５６】
そこで、本実施形態では、アイドル運転時に要求出力トルクの増加に対して速やかに出力トルクを増加させエンジン回転数を目標回転数に一致させるために、要求出力トルクが増加するときに備えて吸気量を予め増加して継続的にリザーブトルクを確保しておき、リザーブトルクを確保することにより増加する出力トルクを減少するために点火時期を遅角させるトルクリザーブ制御を実行する。
【００５７】
これにより、吸気量が増加して要求出力トルクの増加量に相当するリザーブトルクが確保されるまで出力トルクの増加を待ち合わせる必要がないので、要求出力トルクの増加に対して点火時期を進角させ出力トルクを速やかに増加することができる。
【００５８】
そして、アイドル運転時に、補機等の駆動またはシフトチェンジのためにエンジン１０に外部負荷が加わる場合には、継続的に確保されているリザーブトルクと、外部負荷により一時的に確保を要求されるリザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保するリザーブトルクとして決定する。
【００５９】
尚、アイドルフィードバックトルクが出力トルクの減少を要求する場合のために、継続的に確保されるリザーブトルクを相殺するために設定される点火時期の遅角量は、遅角量の遅角限界値よりも進角側に設定し、遅角余裕分を確保しておくことが望ましい。
【００６０】
また、エンジン回転数を目標回転数に一致させる要求の高い暖機運転時においても、アイドル運転時と同様に継続的にリザーブトルクを確保することが望ましい。
アイドル運転と暖機運転とが同時に実行される場合には、アイドル運転時および暖機運転時にそれぞれ継続的に確保されるアイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保すべきリザーブトルクとする。
【００６１】
これにより、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されている場合にも、要求出力トルクの増加に応じて点火時期を進角させることにより、要求出力トルクの増加に対応して実出力トルクを速やかに増加することができる。
【００６２】
アイドル運転と暖機運転とが同時に実行される場合に外部負荷により一時的なリザーブトルクの確保が要求される場合には、アイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクと一時的に確保されるリザーブトルクとの合計または三つのリザーブトルクのうち最大のトルクを確保すべきリザーブトルクとする。
【００６３】
これにより、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されている状態で要求出力トルクが増加するときに備えてリザーブトルクを確保している場合に、補機等の駆動による外部負荷のために一時的なリザーブトルクの確保を要求されても、少なくとも外部負荷の増加に対応するリザーブトルクを確保できる。これにより、外部負荷の増加に応じて点火時期を進角させることにより、要求出力トルクの増加に対応して実出力トルクを速やかに増加することができる。
【００６４】
（トルク制御処理）
次に、ＥＣＵ４０がＲＯＭに記憶された制御プログラムに基づいて実行するトルク制御処理を図２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２のフローチャートは所定時間間隔で実行される。フローチャートに記載の「Ｓ」はステップを表わしている。
【００６５】
ＥＣＵ４０は、前述したように、要求駆動トルクとロストルクとアイドルフィードバックトルクとの合計である基本要求出力トルク、ならびに、補機の駆動、シフトチェンジ等のエンジン１０に加わる外部負荷を表わす要求外部トルクとを取得し（Ｓ４００）、基本要求出力トルクと要求外部トルクとを合計してエンジン１０に対する要求出力トルクを取得する（Ｓ４０２）。
【００６６】
アイドル運転時および暖機運転時のいずれでもない場合（Ｓ４０４：Ｎｏ）、補機の駆動、シフトチェンジ等の要求外部トルクにより要求出力トルクに急激な増加要求がある場合には、要求出力トルクの増加量を一時的に確保されるリザーブトルクとして決定し（Ｓ４０６）、Ｓ４１４に処理を移行する。
【００６７】
アイドル運転時および暖機運転時の少なくともいずれかである場合（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、例えば水温に応じて設定されたリザーブ率の適合マップからアイドル運転時および暖機運転時の少なくともいずれかに応じて予め設定されたリザーブ率を取得する（Ｓ４０８）。
【００６８】
そして、前述した式（８）または（９）において要求出力トルクを基本要求出力トルクに置き換えて基本要求出力トルクとリザーブ率とから、アイドル運転時および暖機運転時の少なくともいずれかに応じて、アイドル運転時に継続して要求されるアイドル用リザーブトルクおよび暖機運転時に継続して要求される暖機用リザーブトルクの少なくともいずれかを算出する（Ｓ４１０）。
【００６９】
そして、要求外部トルクの増加がない場合、アイドル運転または暖機運転の一方だけが実行されているときには、アイドル用リザーブトルクまたは暖機用リザーブトルクを確保すべきリザーブトルクとし、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されているときには、アイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保すべきリザーブトルクとする。
【００７０】
また、要求外部トルクの増加があり一時的なリザーブトルクの確保が要求される場合、アイドル運転または暖機運転の一方だけが実行されているときには、アイドル用リザーブトルクまたは暖機用リザーブトルクと一時的に確保されるリザーブトルクとの合計または大きい方のトルクを確保すべきリザーブトルクとし、アイドル運転および暖機運転が同時に実行されているときには、アイドル用リザーブトルクと暖機用リザーブトルクと一時的に確保されるリザーブトルクとの合計または三つのリザーブトルクのうち最大のトルクを確保すべきリザーブトルクとする（Ｓ４１２）。
【００７１】
Ｓ４１４において、ＥＣＵ４０は、図３の（Ａ）の実線で示す空気トルクと吸気量との基本吸気特性２００に基づいて、確保するリザーブトルクがない場合にはリザーブトルクを０として、決定されたリザーブトルクと現在の要求出力トルクとを加算した空気トルクから吸気量を取得する。さらに、式（３）から点火効率を取得し、図３の（Ｂ）の実線で示す点火効率と点火遅角量との基本点火特性２１０に基づいて、点火効率から点火遅角量を取得する。
【００７２】
Ｓ４１４で取得した吸気量からスロットル開度を取得し（Ｓ４１６）、Ｓ４１４で取得した点火遅角量から点火時期を取得する（Ｓ４１８）。そして、Ｓ４１６で取得したスロットル開度でスロットル装置１４を制御して吸気量を調整し、Ｓ４１８で取得した点火時期で点火プラグ２２に点火する。
【００７３】
本実施形態では、前述したように、アイドル運転時および暖機運転時の少なくともいずれかにおいて、要求出力トルクが増加するときに備えて継続して確保するリザーブトルクを、式（８）または（９）において基本要求出力トルクを要求出力トルクとして要求出力トルクとリザーブ率とから取得する。
【００７４】
リザーブ率が一定であれば、式（８）または（９）から取得するリザーブトルクは要求出力トルクの変化に応じて変化する。つまり、リザーブトルクは、要求出力トルクが増加すれば増加し、要求出力トルクが減少すれば減少する。したがって、図４に示すように、要求出力トルク３００にリザーブトルクを加算した要求空気トルク３１０は要求出力トルク３００の変化に応じて変化する。
【００７５】
尚、要求出力トルクの変化とは、リザーブトルクの確保により点火時期を遅角させた状態から点火時期を進角させて出力トルクを速やかに増加する必要のある変化ではなく、例えばバッテリの電圧の変化、オルタネータの負荷の変化等、吸気量の増減により要求出力トルクの変化に出力トルクを追随させることのできる緩やかな要求出力トルクの変化を表わしている。
【００７６】
ここで、図３の（Ａ）に示す基本吸気特性２００と実吸気特性２０２との誤差、ならびに、図４に示すように基本吸気特性２００から取得したスロットル装置１４に対する要求吸気量３２０と実吸気量３２２との誤差のために、要求空気トルク３１０と実空気トルク３１２とに誤差がある場合でも、実空気トルク３１２は要求出力トルク３００の変化に応じて変化する。
【００７７】
また、ＥＣＵ４０は、式（３）から点火効率を取得し、図３の（Ｂ）の実線で示す点火効率と点火遅角量との基本点火特性２１０に基づいて、点火効率から点火遅角量を取得する。要求出力トルク３００が変化してもリザーブ率が一定であれば、式（６）または（７）に示すように点火効率は一定になり、点火遅角量も一定になる。
【００７８】
そして、要求出力トルク３００の変化に関わらず点火遅角量は一定であるから、図３の（Ｂ）に示す点火効率と点火遅角量との基本点火特性２１０と実点火特性２１２との誤差のために生じる点火遅角量の誤差は一定である。したがって、一定の点火遅角量により減少するトルクに誤差があっても、要求出力トルクの変化に応じて点火遅角量が変化する場合よりも、要求出力トルクと実出力トルクとの誤差の変化を極力減少できる。
【００７９】
本実施形態に対し、アイドル運転時および暖機運転時において、要求出力トルクに関わらず一定値のリザーブトルクを確保する比較例を図５に示す。
要求出力トルク３００に一定値のリザーブトルクを加算した要求空気トルク３３０に対し、図３の（Ａ）に示す基本吸気特性２００に基づいて要求吸気量３５０を取得して、要求吸気量３５０となるようにスロットル装置を制御する。このとき、スロットル装置に対する要求吸気量３５０とエアフローメータ１２で検出する実吸気量３５２とに誤差があると、実吸気量３５２に基づいて基本吸気特性２００から空気トルクを推定し推定空気トルク３３２として取得する。
【００８０】
しかし、基本吸気特性２００と実吸気特性２０２との誤差のために、実空気トルク３３４と推定空気トルク３３２とに誤差が生じることがある。
このように実空気トルク３３４に対して誤差のある推定空気トルク３３２に対する要求出力トルク３００の割合である点火効率に基づいて図３の（Ｂ）の基本点火特性２１０から点火遅角量を取得すると、基本点火特性２１０と実点火特性２１２との誤差から、さらに点火遅角量の誤差が拡大する恐れがある。
【００８１】
そして、比較例ではリザーブトルクが一定であるから、図５の（Ａ）に示すように、要求出力トルク３００の変化に伴い点火効率が変化し、点火遅角量が変化する。その結果、要求出力トルク３００が変化すると、要求出力トルク３００と実出力トルク３４０との誤差の変化が大きくなる恐れがある。
【００８２】
ここで、エアフローメータ１２で検出する実吸気量３５２と要求吸気量３５０との誤差を学習し、図５の（Ｂ）に示すように実吸気量３５２を要求吸気量３５０に近づけることはできる。
【００８３】
このように実吸気量３５２を要求吸気量３５０に近づけることにより、推定空気トルク３３２は要求空気トルク３３０に近づくが、基本吸気特性２００と実吸気特性２０２との誤差のために、実空気トルク３３４が要求空気トルク３３０の変化に追随せず、大小関係も逆転することがある。
【００８４】
このように実空気トルク３３４に対して誤差のある推定空気トルク３３２に対する要求出力トルク３００の割合である点火効率に基づいて図３の（Ｂ）の基本点火特性２１０から点火遅角量を取得すると、基本点火特性２１０と実点火特性２１２との誤差から、図５の（Ｂ）に示すように、吸気量を学習しない場合よりも、要求出力トルク３００の変化に伴い要求出力トルク３００と実出力トルク３４０との誤差の変化が大きくなる恐れがある。
【００８５】
そして、比較例ではリザーブトルクが一定であるから、図５の（Ｂ）に示すように、要求出力トルク３００の変化に伴い点火効率が変化し、点火遅角量が変化する。その結果、要求出力トルク３００が変化すると、要求出力トルク３００と実出力トルク３４０との誤差の変化が図５の（Ａ）よりもさらに大きくなる恐れがある。
【００８６】
これに対し本実施形態では、図３に示す基本吸気特性２００と実吸気特性２０２との誤差、基本点火特性２１０と実点火特性２１２との誤差、ならびに、図４に示す要求吸気量３２０と実吸気量３２２との誤差に関わらず、要求出力トルク３００とリザーブ率とに基づいて式（８）または（９）からリザーブトルクを取得するので、要求トルクが変化しても、点火効率および点火効率から取得する点火遅角量が一定になる。
【００８７】
したがって、要求トルク３００と実出力トルク３０２とに誤差はあるものの、要求出力トルク３００が変化しても要求出力トルク３００と実出力トルク３０２との誤差の変化を極力減少できる。
【００８８】
本実施形態において、図５の（Ｂ）と同様に、実吸気量３２２と要求吸気量３２０との誤差を学習し、実吸気量３２２を要求吸気量３２０に近づける場合にも、要求出力トルクの変化に関わらず点火遅角量は一定になるので、要求出力トルク３００が変化しても要求出力トルク３００と実出力トルク３０２との誤差の変化を極力減少できる。
【００８９】
以上説明した図１において、ＥＣＵ４０は本発明のエンジン制御装置に相当し、ＥＣＵ４０は本発明のトルク制御手段、リザーブトルク決定手段、点火効率取得手段およびトルク制御量決定手段として機能する。
【００９０】
また、図２のＳ４００、Ｓ４０２、Ｓ４０６、Ｓ４１６、Ｓ４１８、ならびに、Ｓ４１４において、Ｓ４０６で決定したリザーブトルクにより吸気量および点火遅角量を取得する処理は本発明のトルク制御手段が実行する機能に相当し、Ｓ４０８〜Ｓ４１２の処理は本発明のリザーブトルク決定手段が実行する機能に相当し、Ｓ４１４において、点火遅角量を取得するためにＳ４１２で決定したリザーブトルクに基づいて点火効率を取得する処理は本発明の点火効率取得手段が実行する機能に相当し、Ｓ４１４において、Ｓ４１２で決定したリザーブトルクに基づいて吸気量および点火遅角量を取得する処理は本発明のトルク制御量決定手段が実行する機能に相当する。
【００９１】
［他の実施形態］
上記実施形態では、アイドル運転時および暖機運転時において、リザーブ率と要求出力トルクとに基づいて継続して確保するリザーブトルクを決定した。アイドル運転時および暖機運転時以外の通常運転時においても、運転状態によっては、継続して確保するリザーブトルクを、予め設定されたリザーブ率と要求出力トルクとに基づいて決定してもよい。
【００９２】
上記実施形態では、トルク制御手段、リザーブトルク決定手段、点火効率取得手段およびトルク制御量決定手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ４０により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
【００９３】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１０：エンジン（内燃機関）、４０：ＥＣＵ（エンジン制御装置、トルク制御手段、リザーブトルク決定手段、点火効率取得手段、トルク制御量決定手段）
【図１】
0005585599.tif 000002
【図２】
0005585599.tif 000003
【図３】
0005585599.tif 000004
【図４】
0005585599.tif 000005
【図５】
0005585599.tif 000006