(57)【要約】【課題】エンジンにおける燃焼状態にかかわらず損失トルクを正確に算出し、ひいてはエンジンの発生トルクを高精度に制御する。【解決手段】エンジン損失トルク算出部５２において、ポンプ損失算出部６１はポンプ損失トルクを算出し、摩擦損失算出部６２は摩擦損失トルクを算出する。そして、ポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを加算することでエンジン損失トルクを算出する。また、損失トルク補正量算出部６３は損失トルク補正量を算出し、補正量切替部６４は、燃料カット時か否かに応じて損失トルク補正量を切り替える。そして、補正前のエンジン損失トルクに、損失トルク補正量を加算して補正後のエンジン損失トルクを算出する。【選択図】      図３
2006291803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバが要求する要求トルクとエンジンの損失トルクとに基づいてエンジンが発生するトルクを制御するエンジンのトルク制御装置において、
燃焼休止条件が成立することに伴い前記エンジンの燃焼を休止させる燃焼休止手段と、
エンジンの運転状態に基づいて燃焼時のエンジンの損失トルクを算出する燃焼時損失トルク算出手段と、
前記燃焼休止手段による燃焼休止時に、前記燃焼時の損失トルクと前記燃焼休止手段による燃焼休止の状態とに基づいて燃焼休止時の損失トルクを算出する燃焼休止時損失トルク算出手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンのトルク制御装置。
【請求項２】
前記燃焼休止時損失トルク算出手段は、燃焼休止が行われる場合において燃焼休止時のエンジン運転状態に基づいて前記燃焼休止時の損失トルクを算出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項３】
前記燃焼休止時損失トルク算出手段は、前記燃焼休止手段による燃焼休止の状態に基づいて損失トルク補正量を算出する補正量算出手段と、該算出した損失トルク補正量により前記燃焼時の損失トルクを補正して前記燃焼休止時の損失トルクを算出する手段とを備え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トルク制御装置。
【請求項４】
前記補正量算出手段は、燃焼時の損失トルク特性を基に算出した損失トルクと、燃焼休止時の損失トルク特性を基に算出した損失トルクとの差分に基づいて前記損失トルク補正量を算出することを特徴とする請求項３に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項５】
複数の気筒を有する多気筒エンジンに適用され、燃焼を休止させる休止気筒数を可変とする休止気筒数設定手段を備えるエンジンのトルク制御装置において、
前記補正量算出手段は、前記休止気筒数設定手段により設定されたエンジンの休止気筒数に基づいて前記損失トルク補正量を算出することを特徴とする請求項３又は４に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項６】
複数の気筒を有する多気筒エンジンに適用され、燃焼を休止させる休止気筒数を可変とする休止気筒数設定手段を備えるエンジンのトルク制御装置において、
前記補正量算出手段は、前記多気筒エンジンの全気筒数に対する休止気筒数の比率から重み係数を求め、該重み係数を用いて前記損失トルク補正量を算出することを特徴とする請求項３又は４に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項７】
ドライバが要求する要求トルクとエンジン運転状態に応じて算出されるエンジンの損失トルクとに基づいてエンジンが発生するトルクを制御するエンジンのトルク制御装置において、
燃焼休止条件が成立することに伴い前記エンジンの燃焼を休止させる燃焼休止手段と、
燃焼時の損失トルク特性を基にエンジンの損失トルクを算出する第１の算出手段と、
前記燃焼時の損失トルク特性とは異なる燃焼休止時の損失トルク特性を基にエンジンの損失トルクを算出する第２の算出手段と、
燃焼時か燃焼休止時かに応じて前記第１，第２の算出手段による損失トルクを使い分けて最終の損失トルクを算出する損失トルク算出手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンのトルク制御装置。
【請求項８】
前記損失トルク算出手段は、燃焼時には前記第１の算出手段により算出した損失トルクを最終の損失トルクとし、燃焼休止時には前記第２の算出手段により算出した損失トルクを最終の損失トルクとすることを特徴とする請求項７に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項９】
複数の気筒を有する多気筒エンジンに適用され、燃焼を休止させる休止気筒数を可変とする休止気筒数設定手段を備えるエンジンのトルク制御装置において、
前記損失トルク算出手段は、燃焼気筒数と休止気筒数との比率に基づいて最終の損失トルクを算出することを特徴とする請求項７に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項１０】
前記損失トルク算出手段は、前記エンジンの全気筒数に対する燃焼気筒数の比率から求めた第１の重み係数と前記第１の算出手段にて算出した損失トルクとの乗算により第１の損失トルク項を算出する手段と、前記エンジンの全気筒数に対する休止気筒数の比率から求めた第２の重み係数と前記第２の算出手段にて算出した損失トルクとの乗算により第２の損失トルク項を算出する手段と、前記第１の損失トルク項と前記第２の損失トルク項とを加算して最終の損失トルクを算出する手段と、を備えることを特徴とする請求項９に記載のエンジンのトルク制御装置。
【請求項１１】
エンジンを含む複数の車載装置を制御対象とし、その都度の要求トルクを実現するべく各車載装置の制御を実施する車両制御システムにおいて、
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載のエンジンのトルク制御装置を備えたことを特徴とする車両制御システム。
【請求項１２】
車両の制動状態を制御するブレーキ制御装置を備え、該ブレーキ制御装置によるブレーキ制御と協調して前記トルク制御装置がトルク制御を実施する請求項１１に記載の車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのトルク制御装置とそれを備えた車両制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ドライバによるアクセル操作量に基づいて要求トルクを算出し、その要求トルクを実現するべくエンジンの各種アクチュエータ等を操作するようにした制御システムが提案されている。例えば特許文献１では、アクセル操作量とエンジン回転速度とに基づいてエンジンの目標軸トルクを算出するとともに、該目標軸トルクとエンジン運転条件とに基づいて燃焼圧トルクを算出する。そして、この燃焼圧トルクに基づいて目標吸入空気量を算出し、その目標吸入空気量を達成すべくスロットルバルブの開度を制御するようにしていた。また、燃焼圧トルクの算出に際し、エンジン運転状態（回転速度、水温、負荷等）に基づいて摩擦損失トルク、ポンプ損失トルク、図示トルクを算出するとともに、これらに基づいて燃焼圧トルクを算出するようにしていた。
【０００３】
しかしながら、エンジンでの燃焼状態は随時変化する。そのため、その燃焼状態の変化によって筒内温度や筒内圧等が変化し、それに伴い損失トルクが変動することが考えられる。例えば、燃料カット時には通常燃焼時に比べて損失トルクが異なるものとなる。かかる場合、損失トルクを正確に求めることができず、ひいてはドライバの要求する要求トルクが実現できないという問題が生じる。
【０００４】
なお近年では、ドライバが要求する要求トルクに応じてエンジンに加えて他の各種アクチュエータの駆動を総括的に制御する、いわゆるトルクベース制御が実用化されつつある。このトルクベース制御を実施する場合において、エンジンで要求トルクが実現できなくなると、他のアクチュエータとのトルクバランスが低下し、所望とする車両制御が実現できなくなるおそれがあった。例えば、車両の制動状態を制御するブレーキ制御装置を備える場合、車両の減速時においてブレーキ装置では要求されたトルクを実現できるが、エンジン側では燃料カットが行われ、それに伴う損失トルクの変動によりエンジントルクに誤差が生じる。故に、要求された車両の減速度が実現できなくなるおそれがあった。
【特許文献１】特開平１１−５０８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、エンジンにおける燃焼状態にかかわらず損失トルクを正確に算出し、ひいてはエンジンの発生トルクを高精度に制御することができるエンジンのトルク制御装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、ドライバが要求する要求トルクとエンジンの損失トルクとに基づいてエンジンの発生トルクを制御することを前提としている。そして特に、燃焼休止条件が成立することに伴いエンジンの燃焼を休止させ、その燃焼休止時に、燃焼時の損失トルクと燃焼休止時の状態とに基づいて燃焼休止時の損失トルクを算出する。なお、エンジンの損失トルクには、少なくともポンプ損失トルクと機械的な摩擦損失トルクとが含まれる。
【０００７】
要するに、気筒への燃料噴射が停止されるなどして当該気筒での燃焼が休止されると、燃焼休止が行われない場合と比較して筒内温度や筒内圧等が異なり、それに起因して損失トルクも異なるものとなる。損失トルクが正しく算出されないと、トルク制御に際し要求トルクが実現できなくなる。この点、本発明によれば、燃焼休止時において燃焼時の損失トルクと燃焼休止の状態とに基づいて燃焼休止時の損失トルクが算出されるため、燃焼休止が行われる場合にも燃焼休止が行われない場合と同等の精度で損失トルクを算出することが可能となる。その結果、エンジンにおける燃焼状態にかかわらず損失トルクを正確に算出し、ひいてはエンジンの発生トルクを高精度に制御することができる。
【０００８】
実際の損失トルクは、エンジン回転速度やエンジン水温等のエンジン運転状態に応じて変化する。それ故に、燃焼休止が行われる場合において燃焼休止時のエンジン運転状態に基づいて燃焼休止時の損失トルクを算出すると良い。これにより、燃焼休止時における損失トルクをその都度のエンジン運転状態に即したものとすることができる。
【０００９】
燃焼休止の状態に基づいて損失トルク補正量を算出するとともに、該算出した損失トルク補正量により燃焼時の損失トルクを補正して燃焼休止時の損失トルクを算出すると良い。この場合、損失トルク補正量を用いることで燃焼休止時の損失トルクを好適に算出できる。
【００１０】
燃焼時の損失トルク特性を基に算出した損失トルクと、燃焼休止時の損失トルク特性を基に算出した損失トルクとの差分に基づいて損失トルク補正量を算出すると良い。こうして算出した損失トルク補正量を用いて燃焼休止時の損失トルクを算出することにより、燃焼時と燃焼休止時との損失トルクの差分を適正に反映して好適なるトルク制御が実現できる。
【００１１】
多気筒エンジンの制御装置では、燃焼を休止させる休止気筒数を可変とする、いわゆる減筒制御を実施するものがあり、この減筒制御時には休止気筒数に応じて損失トルクが変化すると考えられる。それ故、エンジンの休止気筒数に基づいて損失トルク補正量を算出すると良い。これにより、減筒制御時において損失トルクを適切に求めることができ、エンジントルクの制御性が向上する。
【００１２】
また、同じく減筒制御を実施する構成において、多気筒エンジンの全気筒数に対する休止気筒数の比率から重み係数を求め、該重み係数を用いて損失トルク補正量を算出すると良い。
【００１３】
一方、燃焼時の損失トルク特性を基にエンジンの損失トルクを算出する第１の算出手段と、前記燃焼時の損失トルク特性とは異なる燃焼休止時の損失トルク特性を基にエンジンの損失トルクを算出する第２の算出手段とを備える構成とし、燃焼時か燃焼休止時かに応じて第１，第２の算出手段による損失トルクを使い分けて最終の損失トルクを算出するようにしても良い。
【００１４】
本構成によれば、燃焼時か燃焼休止時かに応じ、それら両状態での損失トルク特性を考慮して最終の損失トルクが算出されるため、燃焼／燃焼休止のいずれの状態であっても精度良く損失トルクを算出することが可能となる。その結果、エンジンにおける燃焼状態にかかわらず損失トルクを正確に算出し、ひいてはエンジンの発生トルクを高精度に制御することができる。
【００１５】
かかる場合、燃焼時には前記第１の算出手段により算出した損失トルクを最終の損失トルクとし、燃焼休止時には前記第２の算出手段により算出した損失トルクを最終の損失トルクとすると良い。
【００１６】
又は、多気筒エンジンでの減筒制御を実施する制御装置において、燃焼気筒数と休止気筒数との比率に基づいて最終の損失トルクを算出すると良い。これにより、減筒制御時において損失トルクを適切に求めることができ、エンジントルクの制御性が向上する。
【００１７】
より具体的には、エンジンの全気筒数に対する燃焼気筒数の比率（＝燃焼気筒数／全気筒数）から求めた第１の重み係数と前記第１の算出手段にて算出した損失トルクとの乗算により第１の損失トルク項を算出するとともに、エンジンの全気筒数に対する休止気筒数の比率（＝休止気筒数／全気筒数）から求めた第２の重み係数と前記第２の算出手段にて算出した損失トルクとの乗算により第２の損失トルク項を算出する。そして、第１の損失トルク項と第２の損失トルク項とを加算して最終の損失トルクを算出する。これにより、燃焼気筒数と休止気筒数とが各々変動する場合において、常に適正に損失トルクを算出することができる。
【００１８】
ところで、エンジンを含む複数の車載装置を制御対象とし、その都度の要求トルクを実現するべく各車載装置を総括的に制御する車両制御システムがある。この車両制御システムにおいて、前記のとおり燃焼休止時の損失トルクを算出する（又は最終の損失トルクを算出する）ことにより、エンジンとその他の車載装置とで協調性の高いトルク制御が実現できる。
【００１９】
また、車両の制動状態を制御するブレーキ制御装置を備えるシステムにおいて、ブレーキ制御装置によるブレーキ制御と協調して前記トルク制御装置がトルク制御を実施すると良い。これにより、車両の減速時において所望とする減速を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。
【００２１】
図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、このエアクリーナ１２の下流側には吸入空気量（スロットル通過空気量）を検出するためのエアフロメータ１３が設けられている。エアフロメータ１３の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１５に内蔵されたスロットル開度センサにより検出されるようになっている。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、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１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。
【００２２】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４に排出される。
【００２３】
エンジン１０のシリンダヘッドには気筒毎に点火プラグ２７が取り付けられており、点火プラグ２７には、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２７の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。
【００２４】
排気管２４には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３１が設けられ、この触媒３１の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ３２（リニアＡ／Ｆセンサ、Ｏ2センサ等）が設けられている。また、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冷却水温センサ３３や、エンジンの所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ３５が取り付けられている。その他、本制御システムでは、ドライバによるアクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み操作量）を検出するアクセルセンサ３６や、大気圧を検出する大気圧センサ３７が設けられている。
【００２５】
エンジンＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、エンジンＥＣＵ４０には、前述した各種センサから各々検出信号が入力される。そして、エンジンＥＣＵ４０は、随時入力される各種の検出信号に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算し、燃料噴射弁１９や点火装置の駆動を制御する。
【００２６】
また本実施の形態では、いわゆるトルクベース制御による電子スロットル制御を実施することとしており、エンジン１０で生じるトルクを基準にしてスロットル開度を要求開度に制御する。簡単に説明すると、エンジンＥＣＵ４０は、アクセルセンサ３６により検出されるアクセル開度等に基づいて要求トルクを算出するとともに、その要求トルクを満足するための要求空気量を算出する。そして、要求空気量をパラメータとして要求スロットル開度を算出し、その要求スロットル開度に基づいてスロットルアクチュエータ１５を駆動する。これにより、所望とする空気量制御が実施され、ひいてはドライバが要求する要求トルクが実現できるようになる。
【００２７】
また、本車両には、ブレーキ装置や自動変速機など複数の車載装置が搭載されており、これらの制御主体としてブレーキＥＣＵ４１やＡＴ＿ＥＣＵ４２等が設けられている。ブレーキＥＣＵ４１やＡＴ＿ＥＣＵ４２は、エンジンＥＣＵ４０に対して相互に通信可能に接続されており、これら各ＥＣＵ４０〜４２が協調して制御を実施することにより要求トルクの実現がなされるようになっている。
【００２８】
次に、エンジンＥＣＵ４０により実現される制御内容について詳しく説明する。図２は、要求スロットル開度の算出に関する演算ロジックを示す機能ブロック図である。
【００２９】
図２において、要求トルク算出部５１は、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいてエンジン１０の要求軸トルクを算出する。このとき、アクセル開度とトルクとの関係（アクセル開度−トルク特性）はエンジン回転速度に応じて図４のように表すことができ、この図４の関係に基づいて要求軸トルクが算出される。
【００３０】
また、エンジン損失トルク算出部５２は、エンジン回転速度、大気圧、エンジン水温、吸気管圧、推定図示トルク、Ｆ／Ｃフラグに基づいてエンジン損失トルクを算出する。ただしその詳細は後述する。なお、エンジンの推定図示トルクは、エンジン回転速度や実空気量（１回転当たりの実空気量）に基づいて算出された推定軸トルクとエンジン損失トルクの前回値との加算により算出されると良い。エンジン損失トルクとして、エアコン用コンプレッサやオルタネータ等で要する補機トルクを更に加算することも可能である。
【００３１】
加算部５３は、要求トルク算出部５１で算出した要求軸トルクとエンジン損失トルク算出部５２で算出したエンジン損失トルクとを加算して要求図示トルクを算出する（要求図示トルク＝要求軸トルク＋エンジン損失トルク）。
【００３２】
要求Ｇｎ算出部５４は、要求図示トルクとエンジン回転速度とに基づいて１回転当たりの要求空気量［ｇ／ｒｅｖ］を算出する。以下、１回転当たりの空気量［ｇ／ｒｅｖ］を「Ｇｎ」と称する。このとき、Ｇｎ［ｇ／ｒｅｖ］とトルクとの関係（Ｇｎ−トルク特性）はエンジン回転速度に応じて図５のように表すことができ、この図５の関係に基づいて要求Ｇｎが算出される。
【００３３】
要求空気量算出部５５は、要求Ｇｎとエンジン回転速度との乗算により単位時間当たりの要求空気量［ｇ／ｓｅｃ］を算出する。
【００３４】
そして、要求スロットル開度算出部５６は、要求空気量とエンジン回転速度とに基づいて要求スロットル開度を算出する。このとき、空気量［ｇ／ｓｅｃ］とスロットル開度との関係（スロットル開度−空気量特性）はエンジン回転速度に応じて図６のように表すことができ、この図６の関係に基づいて要求スロットル開度が算出される。
【００３５】
次に、エンジン損失トルク算出部５２の詳細を図３に基づいて説明する。エンジン損失トルク算出部５２は、ポンプ損失算出部６１と摩擦損失算出部６２とを有しており、これら各算出部６１，６２では、エンジンの通常燃焼状態での損失トルク特性を基にポンプ損失トルクや摩擦損失トルクを算出する。
【００３６】
すなわち、ポンプ損失算出部６１は、大気圧と吸気管圧とから求まる吸気差圧（大気圧−吸気管圧）と、エンジン回転速度とに基づいてポンプ損失トルクを算出する。このとき、ポンプ損失特性は、吸気差圧（大気圧−吸気管圧）とエンジン回転速度とをパラメータとして図７のように表すことができ、この図７の関係に基づいてポンプ損失トルクが算出される。
【００３７】
また、摩擦損失算出部６２は、エンジン回転速度とエンジン水温と推定図示トルクとに基づいて摩擦損失トルクを算出する。このとき、摩擦損失特性は、エンジン回転速度と推定図示トルクとをパラメータとして図８の（ａ）のように表すことができ、この図８の（ａ）の関係に基づいて摩擦損失トルクのベース値が算出される。更に、この摩擦損失トルクのベース値に対して水温補正が行われるようになっており、図８の（ｂ）の関係に基づいて水温補正係数が算出され、摩擦損失トルクのベース値と水温補正係数との乗算により摩擦損失トルクが算出される。
【００３８】
そして、ポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを加算することでエンジン損失トルク（補正前エンジン損失トルク）を算出する。
【００３９】
ところで、エンジンの燃焼時（いわゆるファイアリング時）と燃料カット等に伴う燃焼休止時（いわゆるモータリング時）とでは、筒内温度や筒内圧等の相違によりエンジン損失トルクに差異が生じる。そのため本実施の形態では、燃料カット時において、燃焼時の損失トルクとの差分を損失トルク補正量として算出するとともに、その損失トルク補正量により、通常燃焼状態での損失トルク特性を基に算出したエンジン損失トルクを補正するようにしている。
【００４０】
すなわち、損失トルク補正量算出部６３は、大気圧、吸気管圧、エンジン回転速度、推定図示トルク及びエンジン水温をパラメータとして損失トルク補正量を算出する。このとき、燃焼時の損失トルク特性を基に作成したマップ等により燃焼時（全気筒燃焼時）におけるエンジン損失トルクを算出するとともに、燃料カット時の損失トルク特性を基に作成したマップ等により燃料カット時（全気筒休止時）でのエンジン損失トルクを算出し、更にそれら各エンジン損失トルクの差を算出してそれを損失トルク補正量とする。これにより、全気筒休止とした時に要する損失トルク補正量が算出される。ただしその他、上記の各パラメータ（大気圧、吸気管圧、エンジン回転速度、推定図示トルク及びエンジン水温）を用いた演算により損失トルク補正量を算出することも可能である。
【００４１】
また、補正量切替部６４は、燃料カット時か否かに応じて損失トルク補正量を切り替えるものである。具体的には、燃料カット時か否かをＦ／Ｃフラグで判定し、Ｆ／Ｃフラグ＝ＯＮ（燃料カット時）でれば損失トルク補正量を前記損失トルク補正量算出部６３で算出した損失トルク補正量とし、Ｆ／Ｃフラグ＝ＯＦＦ（通常燃焼時）であれば損失トルク補正量を０とする。本実施の形態では、（１）エンジン回転速度が所定の判定値（例えば２０００ｒｐｍ）以上であること、（２）アクセル操作量が０であること、を燃料カットの実行条件（燃焼休止条件）としており、上記（１）、（２）の条件が共に成立する場合においてＦ／ＣフラグがＯＮされるようになっている。
【００４２】
そして、補正前のエンジン損失トルク（ポンプ損失トルク＋摩擦損失トルク）に、損失トルク補正量を加算して補正後のエンジン損失トルクを算出する。
【００４３】
図９は、要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートであり、本処理は例えば所定時間毎にエンジンＥＣＵ４０により実行される。
【００４４】
図９において、先ずステップＳ１０１では、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいてエンジン１０の要求軸トルクを算出する。ステップＳ１０２では、エンジン回転速度、大気圧、吸気管圧、エンジン水温、推定図示トルクに基づいて補正前エンジン損失トルクを算出する。このとき、前記図３で説明したように、ポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとが各々算出されるとともに、それら各トルクの加算により補正前エンジン損失トルクが算出される。この補正前エンジン損失トルクは、通常燃焼時（すなわち非燃料カット時）に生じるエンジン損失トルクに相当する。
【００４５】
ステップＳ１０３では、燃料カット時に要する損失トルク補正量を算出する。このとき、燃料カット時（Ｆ／Ｃフラグ＝ＯＮ）であれば、大気圧、吸気管圧、エンジン回転速度、推定図示トルク及びエンジン水温をパラメータとして損失トルク補正量が算出される。また、通常燃焼時（Ｆ／Ｃフラグ＝ＯＦＦ）であれば損失トルク補正量が０とされる。
【００４６】
ステップＳ１０４では、前記ステップＳ１０２で算出した補正前エンジン損失トルクを損失トルク補正量で補正して補正後エンジン損失トルクを算出する。
【００４７】
その後、ステップＳ１０５では、要求軸トルクと補正後エンジン損失トルクとを加算して要求図示トルクを算出する（要求図示トルク＝要求軸トルク＋補正後エンジン損失トルク）。ステップＳ１０６では、要求図示トルクとエンジン回転速度とに基づいて要求空気量を算出し、続くステップＳ１０７では、要求空気量とエンジン回転速度とに基づいて要求スロットル開度を算出する。
【００４８】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４９】
燃料カット時か否かに応じてエンジン損失トルクを補正する構成としたため、燃料カット時にも通常燃焼時と同等の精度でエンジン損失トルクを算出することが可能となる。その結果、エンジンにおける燃焼状態にかかわらずエンジン損失トルクを正確に算出し、ひいてはエンジンの発生トルクを高精度に制御することができる。
【００５０】
燃焼時の損失トルク特性を基に算出したエンジン損失トルクと、燃料カット時の損失トルク特性を基に算出したエンジン損失トルクとの差分により損失トルク補正量を算出し、その損失トルク補正量によりエンジン損失トルクの補正を実施するようにしたため、燃焼時と燃料カット時との損失トルクの差分を適正に反映して好適なるトルク制御が実現できる。
【００５１】
エンジン１０やその他ブレーキ装置、自動変速機などを備え、これらがＥＣＵ４０〜４２により各々制御される車両制御システムにおいて、上記のとおりトルク制御が高精度に実施されることにより、エンジンとその他の車載装置とで協調性の高いトルク制御が実現できる。例えば、車両の減速時等においてエンジンＥＣＵ４０によるトルク制御と、ブレーキＥＣＵ４１によるブレーキ制御とを望みとおりに実施することができ、所望とする減速等を実現することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について、上記第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。本実施の形態では、燃料カット気筒数（Ｆ／Ｃ気筒数）を可変設定する、いわゆる減筒制御を実施する構成としており、そのＦ／Ｃ気筒数に応じてエンジン損失トルクの補正を実行するようにしている。因みに、Ｆ／Ｃ気筒数は、推定図示トルクと要求図示トルクとの偏差（＝推定図示トルク−要求図示トルク）に応じて算出されると良い。より具体的には、トルク偏差（＝推定図示トルク−要求図示トルク）を推定図示トルクで割った値に基づいてＦ／Ｃ気筒数が算出される。この場合、トルク偏差÷推定図示トルクの値が大きいほどＦ／Ｃ気筒数が多く設定される。
【００５３】
図１０は、本実施の形態におけるエンジン損失トルク算出部５２を示すブロック図であり、これは前記図３の一部を変更したものとなっている。図１０では、前記図３の構成と比較して補正量切替部６４に代えて、補正量重み設定部７１が設けられている。
【００５４】
すなわち、補正量重み設定部７１では、その都度のＦ／Ｃ気筒数を全気筒数で割った値（＝Ｆ／Ｃ気筒数÷全気筒数）を重み係数として求めるとともに、その重み係数と損失トルク補正量算出部６３で算出した損失トルク補正量との乗算により最終の損失トルク補正量を算出する。なお、通常燃焼時にはＦ／Ｃ気筒数＝０であり、最終の損失トルク補正量は０とされる。そして、この最終の損失トルク補正量が補正前エンジン損失トルクに加算されて補正後エンジン損失トルクが算出される。
【００５５】
図１１は、要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートであり、本処理は前記図９の処理の代わりとしてエンジンＥＣＵ４０により実行される。なお図１１において、実質的にはステップＳ２０３，Ｓ２０４が前記図９と相違する処理であり、他の処理は前記図９に準ずるものとなっている。
【００５６】
図１１の処理では、まず要求軸トルクと補正前エンジン損失トルクを算出する（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）。次に、ステップＳ２０３では、Ｆ／Ｃ気筒数と全気筒数とから重み係数を算出する（重み係数＝Ｆ／Ｃ気筒数÷全気筒数）。そして、続くステップＳ２０４では、燃料カット時に要する損失トルク補正量（全気筒休止とした時の補正量）に重み係数を掛け合わせて最終の損失トルク補正量を算出する。
【００５７】
その後、前記図９と同様、補正後エンジン損失トルク、要求図示トルク、要求空気量、要求スロットル開度をそれぞれ算出する（ステップＳ２０５〜Ｓ２０８）。
【００５８】
以上第２の実施の形態によれば、減筒制御が実施される構成において、減筒数に応じてエンジン損失トルクを適切に求めることができ、エンジントルクの制御性が向上する。
【００５９】
（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について、上記第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。本実施の形態では、燃焼時のエンジン損失トルクと燃料カット時のエンジン損失トルクとを個別に算出し、そのいずれかを選択的に用いてエンジン損失トルクを求める構成としている。
【００６０】
図１２は、本実施の形態におけるエンジン損失トルク算出部５２を示すブロック図であり、本構成では、燃焼時のエンジン損失トルクを算出するための第１の損失トルク算出部８１と、燃料カット時のエンジン損失トルクを算出するための第２の損失トルク算出部８２とを設けている。
【００６１】
ここで、第１，第２の損失トルク算出部８１，８２では、各々異なる特性を用いてポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを算出することとしている。図１３の（ａ），（ｂ）には燃焼時及び燃料カット時のポンプ損失特性をそれぞれ示し、図１４の（ａ），（ｂ）には燃焼時及び燃料カット時の摩擦損失特性をそれぞれ示す。なお、図１３の（ａ）は前記図７と同じ特性であり、図１４の（ａ）は前記図８の（ａ）と同じ特性である。
【００６２】
燃焼時と燃料カット時とでポンプ損失特性を比較すると、図１３の（ａ），（ｂ）から分かるように、燃料カット時の方が全体的にポンプ損失トルクが小さいものとなっている。
【００６３】
また、燃料カット時にはエンジンの推定図示トルクが０であるため、図１４の（ｂ）には特性線が１本（実線）だけ規定されている。この場合、燃焼時の摩擦損失特性において推定図示トルク＝０とした時の特性線（図の点線）をそのまま燃料カット時の摩擦損失特性として用いることも考えられるが、実際のところ燃料カット時には筒内温度の低下分の摩擦損失トルクの増加が見込まれる。それ故に、図１４の（ｂ）では、燃焼時に推定図示トルク＝０である時の特性線（図の点線）よりも摩擦損失トルクを幾分高めにしている。
【００６４】
第１の損失トルク算出部８１は、図１３の（ａ）の関係を用い、吸気差圧（大気圧−吸気管圧）とエンジン回転速度とに基づいてポンプ損失トルクを算出するとともに、図１４の（ａ）の関係を用い、エンジン回転速度とエンジン水温と推定図示トルクとに基づいて摩擦損失トルクを算出する（摩擦損失トルクの水温補正については前記同様）。そして、ポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを加算することで燃焼時のエンジン損失トルクを算出する。
【００６５】
また、第２の損失トルク算出部８２は、図１３の（ｂ）の関係を用い、吸気差圧（大気圧−吸気管圧）とエンジン回転速度とに基づいてポンプ損失トルクを算出するとともに、図１４の（ｂ）の関係を用い、エンジン回転速度とエンジン水温とに基づいて摩擦損失トルクを算出する（摩擦損失トルクの水温補正については前記同様）。そして、ポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを加算することで燃料カット時のエンジン損失トルクを算出する。
【００６６】
損失トルク切替部８３は、燃料カット時か否かに応じてエンジン損失トルクを切り替えるものである。具体的には、燃料カット時か否かをＦ／Ｃフラグで判定し、Ｆ／Ｃフラグ＝ＯＦＦ（燃焼時）でれば、第１損失トルク算出部８１で算出したエンジン損失トルクを最終のエンジン損失トルクとする。また、Ｆ／Ｃフラグ＝ＯＮ（燃焼休止時）であれば、第２損失トルク算出部８２で算出したエンジン損失トルクを最終のエンジン損失トルクとする。
【００６７】
図１５は、要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートであり、本処理は前記図９の処理の代わりとしてエンジンＥＣＵ４０により実行される。なお図１５において、実質的にはステップＳ３０３〜Ｓ３０６が前記図９と相違する処理であり、他の処理は前記図９に準ずるものとなっている。
【００６８】
図１５の処理では、まず要求軸トルクを算出し（ステップＳ３０１）、次に燃焼時の損失トルク特性を基にエンジン損失トルクを算出するとともに、燃料カット時の損失トルク特性を基にエンジン損失トルクを算出する（ステップＳ３０２，Ｓ３０３）。その後、ステップＳ３０４では、燃料カット（Ｆ／Ｃ）中であるか否かを判定し、燃料カット中でない場合、ステップＳ３０５に進み、燃焼時のエンジン損失トルク（ステップＳ３０２の算出値）を最終のエンジン損失トルクとする。また、燃料カット中である場合、ステップＳ３０６に進み、燃料カット時のエンジン損失トルク（ステップＳ３０３の算出値）を最終のエンジン損失トルクとする。
【００６９】
その後、前記図９と同様、要求図示トルク、要求空気量、要求スロットル開度をそれぞれ算出する（ステップＳ３０７〜Ｓ３０９）。
【００７０】
以上第３の実施の形態によれば、燃焼時の損失トルク特性を基に算出したエンジン損失トルクと、燃料カット時の損失トルク特性を基に算出したエンジン損失トルクとを燃料カット時か否かに応じて切り替えて最終のエンジン損失トルクを決定する構成としたため、燃焼及び燃料カットのいずれの状態であっても精度良くエンジン損失トルクを算出することが可能となる。その結果、エンジン運転状態にかかわらずエンジン損失トルクを正確に算出し、ひいてはエンジンの発生トルクを高精度に制御することができる。
【００７１】
（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態について、上記各実施の形態との相違点を中心に説明する。本実施の形態では、前記第３の実施の形態と同様に、燃焼時の損失トルク特性に基づくエンジン損失トルクと燃料カット時の損失トルク特性に基づくエンジン損失トルクとを個別に算出する構成としており、その構成において更に、減筒制御時のＦ／Ｃ気筒数と燃焼気筒数との比率を考慮して最終のエンジン損失トルクを算出するようにしている。
【００７２】
図１６は、本実施の形態におけるエンジン損失トルク算出部５２を示すブロック図であり、本構成では、燃焼時のエンジン損失トルクを算出するための第１の損失トルク算出部９１と、燃料カット時のエンジン損失トルクを算出するための第２の損失トルク算出部９２とを設けている。第１，第２の損失トルク算出部９１，９２は、前記図１２で説明した第１，第２の損失トルク算出部８１，８２と同様のものである。
【００７３】
すなわち、第１の損失トルク算出部９１は、図１３の（ａ）と図１４の（ａ）の関係を用いてポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを算出し、それらポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを加算することで燃焼時のエンジン損失トルクを算出する。また、第２の損失トルク算出部９２は、図１３の（ｂ）と図１４の（ｂ）の関係を用いてポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを算出し、それらポンプ損失トルクと摩擦損失トルクとを加算することで燃料カット時のエンジン損失トルクを算出する。
【００７４】
重み係数算出部９３は、その都度のＦ／Ｃ気筒数を全気筒数で割った値（＝Ｆ／Ｃ気筒数÷全気筒数）を重み係数Ｋとして算出するとともに、「１−重み係数Ｋ」を算出する。このとき、重み係数Ｋはエンジンの全気筒数に対する休止気筒数の比率であり、「第２の重み係数」に相当する。また、「１−重み係数Ｋ」はエンジンの全気筒数に対する燃焼気筒数の比率（＝燃焼気筒数÷全気筒数）であり、「第１の重み係数」に相当する。
【００７５】
また、重み付け部９４は、燃焼時のエンジン損失トルクに対して「１−重み係数Ｋ」による重み付けを行うとともに、燃料カット時のエンジン損失トルクに対して重み係数Ｋによる重み付けを行う（このとき算出される各項が第１の損失トルク項、第２の損失トルク項に相当する）。そして、重み付け部９４で重み付けした燃焼時及び燃料カット時の各エンジン損失トルクを加算することで最終のエンジン損失トルクを算出する。
【００７６】
図１７は、要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートであり、本処理は前記図９等の処理の代わりとしてエンジンＥＣＵ４０により実行される。なお図１７において、実質的にはステップＳ４０４，Ｓ４０５が前記図１５と相違する処理であり、他の処理は前記図１５に準ずるものとなっている。
【００７７】
図１７の処理では、まず要求軸トルクを算出し（ステップＳ４０１）、次に燃焼時の損失トルク特性を基にエンジン損失トルクを算出するとともに、燃料カット時の損失トルク特性を基にエンジン損失トルクを算出する（ステップＳ４０２，Ｓ４０３）。その後、Ｆ／Ｃ気筒数と全気筒数とから重み係数を算出するとともに（重み係数＝Ｆ／Ｃ気筒数÷全気筒数）、この重み係数と燃焼時及び燃料カット時の各エンジン損失トルクとに基づいて最終のエンジン損失トルクを算出する（ステップＳ４０４，Ｓ４０５）。
【００７８】
その後、要求図示トルク、要求空気量、要求スロットル開度をそれぞれ算出する（ステップＳ４０６〜Ｓ４０８）。
【００７９】
以上第４の実施の形態によれば、減筒制御が実施される構成において、燃焼気筒数とＦ／Ｃ気筒数との比率を反映して最終のエンジン損失トルクを決定する構成としたため、減筒制御時においてエンジン損失トルクを適切に求めることができ、エンジントルクの制御性が向上する。
【００８０】
その都度の燃焼気筒数とＦ／Ｃ気筒数とに応じ、燃焼時及び燃料カット時の各エンジン損失トルクの重み付けを行って最終のエンジン損失トルクを算出するため、燃焼気筒数とＦ／Ｃ気筒数とが各々変動する場合において、常に適正にエンジン損失トルクを算出することができる。
【００８１】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００８２】
上記第１の実施の形態では、図３等で説明したように、補正前エンジン損失トルクに損失トルク補正量を加算して補正後エンジン損失トルクを算出する構成としたが、これを変更し、補正前エンジン損失トルクに損失トルク補正係数を乗算して補正後エンジン損失トルクを算出するようにしても良い。ただしこの場合、損失トルク補正係数として、ポンプ損失トルク用の補正係数ｆ１と、摩擦損失トルク用の補正係数ｆ２とを各々個別に求め、「ポンプ損失トルク×補正係数ｆ１」と「摩擦損失トルク×補正係数ｆ２」とを加算して補正後エンジン損失トルクを算出すると良い。
【００８３】
また、燃焼時の損失トルク特性を基に算出した損失トルクと、燃焼休止時の損失トルク特性を基に算出した損失トルクとの差分により損失トルク補正量を算出したが、損失トルクの差分値をあらかじめマップの形で記憶しておき、該マップから損失トルク補正量を直接的に求めても良い。
【００８４】
上記第３の実施の形態等において、燃焼時の損失トルク特性に基づくエンジン損失トルクの算出と燃料カット時の損失トルク特性に基づくエンジン損失トルクの算出とを毎回各々実施するのではなく、燃料カット時でないことを判定した場合には燃焼時の損失トルク特性に基づくエンジン損失トルクだけを算出するとともに、燃料カット時であることを判定した場合には燃料カット時の損失トルク特性に基づくエンジン損失トルクだけを算出するようにしても良い。
【００８５】
上記実施の形態では、エンジンの燃焼を休止させるために燃料カットを実施したが、他の手法にて燃焼を休止させるようにしても良い。例えば、燃料カットに代えて又はこれに加えて点火カットを実施し、それにより燃焼を休止させるようにしても良い。
【００８６】
上記実施の形態では、ドライバの要求するトルクをアクセル開度とエンジン回転速度とから算出したが、これを変更しても良い。例えば、アクセル開度と車両速度とにより車軸レベルの要求トルクを算出するとともに、該算出した車軸レベルの要求トルクをデフ比やトランスミッションギア比等の駆動系の運転パラメータによりエンジン軸レベルの要求トルクに変換し、それを要求軸トルクとして使用しても良い。
【００８７】
本発明はガソリンエンジンだけに限定するものではなく、その他の内燃機関、例えばディーゼルエンジンにおいても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】要求スロットル開度算出に関する演算ロジックを示す機能ブロック図である。
【図３】エンジン損失トルク算出部の詳細を示すブロック図である。
【図４】アクセル開度−トルク特性を示す図である。
【図５】Ｇｎ−トルク特性を示す図である。
【図６】スロットル開度−空気量特性を示す図である。
【図７】ポンプ損失特性を示す図である。
【図８】摩擦損失特性を示す図である。
【図９】要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態におけるエンジン損失トルク算出部の詳細を示すブロック図である。
【図１１】第２の実施の形態における要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施の形態におけるエンジン損失トルク算出部の詳細を示すブロック図である。
【図１３】燃焼時とＦ／Ｃ時とについて各々のポンプ損失特性を示す図である。
【図１４】燃焼時とＦ／Ｃ時とについて各々の摩擦損失特性を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態における要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートである。
【図１６】第４の実施の形態におけるエンジン損失トルク算出部の詳細を示すブロック図である。
【図１７】第４の実施の形態における要求スロットル開度の算出処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８９】
１０…エンジン、４０…エンジンＥＣＵ、４１…ブレーキＥＣＵ、４２…ＡＴ＿ＥＣＵ、５２…エンジン損失トルク算出部、６３…損失トルク補正量算出部、７１…補正量重み設定部、８１，９１…第１損失トルク算出部、８２，９２…第２損失トルク算出部、８３…損失トルク切替部、９３…重み係数算出部、９４…重み付け部。
【図１】
2006291803.tif 000003
【図２】
2006291803.tif 000004
【図３】
2006291803.tif 000005
【図４】
2006291803.tif 000006
【図５】
2006291803.tif 000007
【図６】
2006291803.tif 000008
【図７】
2006291803.tif 000009
【図８】
2006291803.tif 000010
【図９】
2006291803.tif 000011
【図１０】
2006291803.tif 000012
【図１１】
2006291803.tif 000013
【図１２】
2006291803.tif 000014
【図１３】
2006291803.tif 000015
【図１４】
2006291803.tif 000016
【図１５】
2006291803.tif 000017
【図１６】
2006291803.tif 000018
【図１７】
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