(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク角センサからの検出信号に基づいてエンジンの角加速度を求め、前記エンジンの角加速度に基づいて発生トルクを推定する方法であって、異なる２つの計測区間でそれぞれに求めた角速度から第１の角加速度を演算すると共に、
同じ計測区間において求めた角速度であって、前記クランク角センサの被検出部の同じ部分を検出してそれぞれ求められた角速度から第２の角加速度を演算し、
前記第１の角加速度から前記第２の角加速度を減算した結果に基づいて、エンジンの発生トルクを推定することを特徴とするエンジンの発生トルク推定方法。
【請求項２】
前記第２の角加速度を、同じ計測区間における角速度の１サイクル間での変化、エンジン１回転間での変化のいずれかに基づいて演算することを特徴とする請求項１記載のエンジンの発生トルク推定方法。
【請求項３】
前記第１の角加速度を演算するための異なる２つの計測区間が、圧縮から膨張行程間に設定された２つの異なる所定角度の計測区間であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの発生トルク推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンの発生トルク推定方法に関し、詳しくは、エンジンの角加速度に基づいて発生トルクを推定する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、エンジンの角加速度に基づいてエンジンの発生トルクを推定する方法が知られている（三菱自動車  テクニカルレビュー  １９８９  ＮＯ．２  「クランク軸トルク変動を利用した図示平均有効圧力計測技術」等参照）  。
エンジンの発生トルクを推定する方法としては、この他、筒内圧センサを備えて図示平均有効圧を計測させる方法があるが、実車において筒内圧を計測させることは煩雑であり、また、センサ装着が困難であるという欠点があり、フライホイールのリングギヤ等から角速度を計測して発生トルクを推定させる方法が従来から試みられているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、急加速時や急減速時でエンジン回転速度が急変すると、角加速度に変化を生じ、角加速度に基づくトルク推定値に誤差が生じるという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジン回転速度の急変時におけるトルクの推定精度を向上させることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明は、クランク角センサからの検出信号に基づいてエンジンの角加速度を求め、前記エンジンの角加速度に基づいて発生トルクを推定する方法であって、異なる２つの計測区間でそれぞれに求めた角速度から第１の角加速度を演算すると共に、同じ計測区間において求めた角速度であって、前記クランク角センサの被検出部の同じ部分を検出してそれぞれ求められた角速度から第２の角加速度を演算し、前記第１の角加速度から前記第２の角加速度を減算した結果に基づいて、エンジンの発生トルクを推定する構成とした。
【０００５】
かかる構成によると、所定角度の計測区間を回転するのに要した時間から角速度を演算し、該角速度の変化に基づいて角加速度を演算するが、第１の角加速度は、２つの異なる計測区間それぞれに求めた角速度の変化に基づいて演算されるのに対し、第２の角加速度は、同じ計測区間において求めた角速度であって、クランク角センサの被検出部の同じ部分を検出してそれぞれ求められた角速度から演算されるものであり、第２の角加速度は、エンジン回転速度に変化がない場合には０として算出されることになる。
【０００６】
請求項２記載の発明では、前記第２の角加速度を、同じ計測区間における角速度の１サイクル間での変化、エンジン１回転間での変化のいずれかに基づいて演算する構成とした。かかる構成によると、同じ計測区間での角速度について、１サイクル（４サイクルエンジンで720°）間、或いは、エンジン１回転（360°）間での変化を求めて、第２の角加速度が算出される。
【０００７】
請求項３記載の発明では、前記第１の角加速度を演算するための異なる２つの計測区間が、圧縮から膨張行程間に設定された２つの異なる所定角度の計測区間である構成とした。
かかる構成によると、圧縮から膨張行程間に２つの異なる計測区間が設定され、第１の角加速度については、これら計測区間の間での角速度の変化から角加速度を算出するが、第２の角加速度については、例えば、前記２つの異なる計測区間のいずれか一方の計測区間についての角速度の変化として角加速度が算出される。
【０００８】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、エンジンの角加速度に基づくエンジン発生トルクの推定において、異なる２つの計測区間でそれぞれに求めた角速度から演算した第１の角加速度から、同じ計測区間において求めた角速度であって、前記クランク角センサの被検出部の同じ部分を検出してそれぞれ求められた角速度から演算した第２の角加速度を減算してエンジンの発生トルクを推定する構成としたので、エンジン回転速度の急変時であっても推定精度を確保することができると共に、クランク角センサの機械的なばらつきによる補正誤差を吸収することができるという効果がある。
【０００９】
請求項２記載の発明によると、同じ計測区間における角速度の変化を求める期間として、１サイクル，エンジン１回転のいずれかを適宜選択することで、クランク角センサのばらつき影響を回避し、又は、回転速度の急変時に対する応答性を確保し得るという効果がある。請求項３記載の発明によると、圧縮から膨張行程間に２つの異なる計測区間を設定して第１の角加速度を演算させる構成とすることで、角加速度からエンジン発生トルクを精度良く推定できるという効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係るエンジンの発生トルク推定方法が適用されるエンジンのシステム構成図である。
この図１に示す４サイクルガソリンエンジン１は、各気筒毎に筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２が備えられ、該燃料噴射弁２から噴射された燃料によって形成される混合気が点火プラグ４の火花点火によって着火燃焼する構成となっている。
【００１１】
前記燃料噴射弁２は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット３からの噴射パルス信号に応じて各気筒毎に制御されるようになっている。また、各点火プラグ４にはそれぞれにイグニッションコイル５が備えられ、前記コントロールユニット３からの点火信号に応じてパワトラユニット６が各イグニッションコイル５の１次側への通電をオン・オフして各気筒毎に点火時期が制御されるようになっている。
【００１２】
前記コントロールユニット３には、燃料噴射，点火時期制御のために各種センサから検出信号が入力される。
前記各種センサとしては、吸入空気流量を検出するエアフローメータ７，スロットル弁８の開度を検出するスロットルセンサ９，クランク角を検出するクランク角センサ１０，冷却水温度を検出する水温センサ１１，排気中の酸素濃度に基づいて燃焼混合気の平均空燃比を検出する酸素センサ１２などが設けられている。
【００１３】
ここで、前記コントロールユニット３は、前記各種センサからの検出信号に基づいて前記燃料噴射弁２による燃料噴射（噴射量及び噴射タイミング）を制御すると共に、点火プラグ３による点火時期を制御する一方、後述するようにしてエンジンの発生トルクを推定し、該推定された発生トルクに応じてエンジン制御を行うようになっている。
【００１４】
図２のフローチャートは、前記発生トルクの推定演算の様子を示すフローチャートである。
ステップ１（図中にはＳ１と記してある。以下同様）では、角速度ＯＭＧ１，角速度ＯＭＧ２，短期計測間隔ＴＤ１，長期計測間隔ＴＤ２をそれぞれ読み込む。
【００１５】
前記角速度ＯＭＧ１，ＯＭＧ２は、圧縮から膨張行程の間に設定された２つの異なる計測区間における時間に基づいて算出される値であり、角速度ＯＭＧ１（ｄｅｇ／ｓｅｃ）は、例えばＢＴＤＣ１０°〜ＡＴＤＣ２０°の区間だけ回転するのに要した時間（Ｔ１）に基づいて算出され、また、角速度ＯＭＧ２（ｄｅｇ／ｓｅｃ）は、例えばＡＴＤＣ７０°〜ＡＴＤＣ１００  °の区間だけ回転するのに要した時間（Ｔ２）に基づいて算出される（図３参照）。
【００１６】
また、前記短期計測間隔ＴＤ１は、上記の２つの異なる計測区間の間隔時間であり、例えばＡＴＤＣ２０°〜ＡＴＤＣ１００  °の時間として求められる。また、前記長期計測間隔ＴＤ２は、前記角速度ＯＭＧ１を求める計測区間（ＢＴＤＣ１０°〜ＡＴＤＣ２０°）を基準として計測される１サイクル（７２０  °）だけ回転するのに要した時間であり、例えばＡＴＤＣ２０°〜７２０  °の時間として求められる。
【００１７】
ステップ２では、第１の角加速度Δω１を、前記角速度ＯＭＧ１，角速度ＯＭＧ２，短期計測間隔ＴＤ１に基づいて演算する。
Δω１＝（ＯＭＧ２−ＯＭＧ１）／ＴＤ１
ステップ３では、第２の角加速度Δω２を、角速度ＯＭＧ１と、該角速度ＯＭＧ１を求めた１サイクル後に同じ計測区間で演算された角速度ＯＭＧ１ＮＥＷ  と、前記長期計測間隔ＴＤ２とに基づいて演算する（図３参照）。
【００１８】
Δω２＝（ＯＭＧ１ＮＥＷ  −ＯＭＧ１）／ＴＤ２
上記第２の角加速度Δω２は、エンジン回転速度が変化しない場合には、ＯＭＧ１ＮＥＷ  ≒ＯＭＧ１ＯＬＤ  となり、Δω２＝０として算出されることになり、エンジン回転速度が上昇変化しているときにはプラスの値として、エンジン回転速度が減少変化しているときにはマイナスの値として算出されることになる。
【００１９】
ステップ４では、前記第１の角加速度Δω１と前記第２の角加速度Δω２とに基づいて、エンジンの発生トルク相当値としての角加速度Δωを演算する。
Δω＝Δω１−Δω２
上記のようにして、発生トルク相当値としての角加速度Δωを、Δω＝Δω１−Δω２として演算させる構成であれば、エンジン回転速度の急変時であっても、回転速度の変化に応じて補正を施して、発生トルクの推定精度を維持できる。
【００２０】
上記実施の形態では、同じ計測区間（ＢＴＤＣ１０°〜ＡＴＤＣ２０°）についての１サイクル（７２０  °）間での角速度変化を、第２の角加速度Δω２として演算させる構成としたが、この他、エンジン１回転当たりの角速度変化として前記第２の角加速度Δω２を演算させたり、気筒間の行程位相差（４気筒であれば１８０  °、６気筒では１２０  °）当たりの角速度変化として前記第２の角加速度Δω２を演算させる構成としても良い。
【００２１】
前記第２の角加速度Δωを演算させる期間として、１サイクルよりも短いエンジン１回転とした方が、補正の応答が良くなり、より急なエンジン回転速度の変化に対応できることになる。但し、クランク角センサ10の機械的なばらつきによる補正誤差が発生する可能性があり、かかる補正誤差を吸収するには、例えばクランク角センサ10がカム軸から回転信号を取り出す構成の場合、被検出部の同じ部分を検出した結果が用いられるように、１サイクル間で第２の角加速度Δω２を演算させる必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図２】トルク推定制御の実施の形態を示すフローチャート。
【図３】実施の形態における角速度の計測区間を示す線図。
【符号の説明】
１      エンジン
２      燃料噴射弁
３      コントロールユニット
４      点火プラグ
７      エアフローメータ
８      スロットル弁
９      スロットルセンサ
１０      クランク角センサ
１１      水温センサ
１２      酸素センサ
【図１】
0003612173.tif 000002
【図２】
0003612173.tif 000003
【図３】
0003612173.tif 000004