(57)【要約】【課題】エンジン出力推定装置及び方法において、簡単な構成でエンジン出力を高精度に推定可能とする。【解決手段】基本ＢＭＥＰ算出部４１と、基本ＰＭＥＰ算出部４２と、基本ＨＭＥＰ算出部４３と、基本吸排気圧差算出部４４と、ＰＭＥＰ補正割合算出部４５と、実ＰＭＥＰ算出部４６と、基本空気過剰率算出部４７と、ＨＭＥＰ補正割合算出部４８と、実ＨＭＥＰ算出部４９と、実ＢＭＥＰ算出部５０とを備える。【選択図】図２
2018132011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいてエンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを算出する基本エンジン出力マップ算出部と、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて熱効率要因としてのオットー効率と等容度と燃焼効率と熱損失とポンピング損失と機械効率の少なくともいずれか一つの特定熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップを算出する特定基本熱効率要因マップ算出部と、
前記特定熱効率要因が変動する現在の特定起因データに基づいてエンジン過渡運転時における特定熱効率要因補正割合を算出する特定熱効率要因補正割合算出部と、
前記特定基本熱効率要因マップと前記特定熱効率要因補正割合に基づいて現在の特定実熱効率要因量を算出する特定実熱効率要因量算出部と、
前記基本エンジン出力マップと前記特定実熱効率要因量とに基づいて現在の実エンジン出力を算出する実エンジン出力算出部と、
を備えることを特徴とするエンジン出力推定装置。
【請求項２】
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて前記特定起因データに対応するエンジン定常運転時における特定基本起因データマップを算出する特定基本起因データマップ算出部が設けられ、前記特定熱効率要因補正割合算出部は、前記特定基本起因データマップと現在の起因データに基づいて前記特定熱効率要因補正割合を算出することを特徴とする請求項１に記載のエンジン出力推定装置。
【請求項３】
前記特定基本熱効率要因マップ算出部は、少なくとも前記熱損失及び前記ポンピング損失に対応するエンジン定常運転時における熱損失基本熱効率要因マップ及びポンピング損失基本熱効率要因マップを算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン出力推定装置。
【請求項４】
前記特定起因データは、前記熱損失に対しては空気過剰率または冷却水温度であり、前記ポンピング損失に対しては、吸排気圧差であることを特徴とする請求項３に記載のエンジン出力推定装置。
【請求項５】
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいてエンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを算出する工程と、
エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて熱効率要因としてのオットー効率と等容度と燃焼効率と熱損失とポンピング損失と機械効率の少なくともいずれか一つの特定熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップを算出する工程と、
前記特定熱効率要因が変動する現在の特定起因データに基づいてエンジン過渡運転時における特定熱効率要因補正割合を算出する工程と、
前記特定基本熱効率要因マップと前記特定熱効率要因補正割合に基づいて現在の特定実熱効率要因量を算出する工程と、
前記基本エンジン出力マップと前記特定実熱効率要因量とに基づいて現在の実エンジン出力を算出する工程と、
を有することを特徴とするエンジン出力推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの出力を検出するエンジン出力推定装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン制御装置は、例えば、目標エンジン回転数または目標出力に対して燃料噴射量や過給機におけるウエストゲート弁の開度などを制御している。この目標エンジン回転数または目標出力は、エンジンの運転状態に応じて時々刻々と変動することから、十分なエンジン性能を確保するためには、適宜、適切に制御することが求められる。この場合、実際のエンジン回転数を検出したり、エンジン出力を推定したりしてフィードバック制御（ＰＩＤ制御）している。この場合、例えば、自動運転などを行うとき、実際のエンジン出力を推定することによりフィードフォワード制御が可能となり、エンジン応答性などにおける性能改善が期待できる。このようなエンジン出力推定装置としては、下記特許文献１に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２３２１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記特許文献１に記載されているようなエンジン出力推定装置では、エンジンの制御前に制御後の出力を推定することができず、フィードフォワード制御による十分な効果が期待できない。また、その他のエンジン出力推定方法として、一般的に、１次元サイクル計算やエンジン性能マップ参照があるが、制御装置における演算負荷や推定精度の問題により、実際のエンジン制御装置に実装することが困難である。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、簡単な構成でエンジン出力を高精度に推定可能とするエンジン出力推定装置及び方法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】
【０００６】
上記の目的を達成するための本発明のエンジン出力推定装置は、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいてエンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを算出する基本エンジン出力マップ算出部と、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて熱効率要因としてのオットー効率と等容度と燃焼効率と熱損失とポンピング損失と機械効率の少なくともいずれか一つの特定熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップを算出する特定基本熱効率要因マップ算出部と、前記特定熱効率要因が変動する現在の特定起因データに基づいてエンジン過渡運転時における特定熱効率要因補正割合を算出する特定熱効率要因補正割合算出部と、前記特定基本熱効率要因マップと前記特定熱効率要因補正割合に基づいて現在の特定実熱効率要因量を算出する特定実熱効率要因量算出部と、前記基本エンジン出力マップと前記特定実熱効率要因量とに基づいて現在の実エンジン出力を算出する実エンジン出力算出部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００７】
従って、エンジン定常運転時における基本エンジン出力マップに対して、熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップと、熱効率要因が変動する現在の特定起因データに基づいたエンジン過渡運転時における特定実熱効率要因量とから、現在の実エンジン出力を算出することから、簡単な制御ブロックでエンジンの出力を高精度に推定することができる。
【０００８】
本発明のエンジン出力推定装置では、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて前記特定起因データに対応するエンジン定常運転時における特定基本起因データマップを算出する特定基本起因データマップ算出部が設けられ、前記特定熱効率要因補正割合算出部は、前記特定基本起因データマップと現在の起因データに基づいて前記特定熱効率要因補正割合を算出することを特徴としている。
【０００９】
従って、特定基本起因データマップを用いて現在の起因データに基づいた特定熱効率要因補正割合を算出し、特定基本熱効率要因マップと特定熱効率要因補正割合に基づいて現在の特定実熱効率要因量を算出することで、エンジン過渡運転時における特定実熱効率要因量を高精度に算出することができる。
【００１０】
本発明のエンジン出力推定装置では、前記特定基本熱効率要因マップ算出部は、少なくとも前記熱損失及び前記ポンピング損失に対応するエンジン定常運転時における熱損失基本熱効率要因マップ及びポンピング損失基本熱効率要因マップを算出することを特徴としている。
【００１１】
従って、熱効率要因として熱損失及びポンピング損失を用いることで、熱効率要因に影響の大きい項目を用いて処理することで、演算負荷を下げて迅速なエンジン出力の推定を行うことができると共に、エンジン出力の推定精度の低下を抑制することができる。
【００１２】
本発明のエンジン出力推定装置では、前記特定起因データは、前記熱損失に対しては空気過剰率または冷却水温度であり、前記ポンピング損失に対しては、吸排気圧差であることを特徴としている。
【００１３】
従って、熱損失に対する特定起因データを空気過剰率または冷却水温度とし、ポンピング損失に対する特定起因データを吸排気圧差とすることで、熱損失とポンピング損失に対して影響の大きい因子を適用することで、エンジンの出力を高精度に推定することができる。
【００１４】
また、本発明のエンジン出力推定方法は、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいてエンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを算出する工程と、エンジン回転数と燃料噴射量に基づいて熱効率要因としてのオットー効率と等容度と燃焼効率と熱損失とポンピング損失と機械効率の少なくともいずれか一つの特定熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップを算出する工程と、前記特定熱効率要因が変動する現在の特定起因データに基づいてエンジン過渡運転時における特定熱効率要因補正割合を算出する工程と、前記特定基本熱効率要因マップと前記特定熱効率要因補正割合に基づいて現在の特定実熱効率要因量を算出する工程と、前記基本エンジン出力マップと前記特定実熱効率要因量とに基づいて現在の実エンジン出力を算出する工程と、を有することを特徴とするものである。
【００１５】
従って、エンジン定常運転時における基本エンジン出力マップに対して、熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップと、熱効率要因が変動する現在の特定起因データに基づいたエンジン過渡運転時における特定実熱効率要因量とから、現在の実エンジン出力を算出することから、簡単な制御ブロックでエンジンの出力を高精度に推定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のエンジン出力推定装置及び方法によれば、簡単な構成でエンジン出力を高精度に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施形態のエンジン出力推定装置が適用されるエンジンを表す概略構成図である。
【図２】図２は、本実施形態のエンジン出力推定装置を表すブロック構成図である。
【図３】図３は、エンジンの出力推定装置におけるエンジン性能の基本マップを表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るエンジン出力推定装置及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００１９】
まず、本実施形態のエンジン出力推定装置が適用されるエンジンについて詳細に説明する。図１は、本実施形態のエンジン出力推定装置が適用されるエンジンを表す概略構成図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のエンジン１０は、４気筒ディーゼルエンジンである。シリンダブロック上にシリンダヘッドが締結されて構成されるエンジン本体１１は、４つ（図２では、１つを図示）のシリンダボア１２が設けられ、各シリンダボア１２にシリンダライナ（図示略）を介してピストン１３がそれぞれ上下移動自在に支持されている。エンジン本体１１は、図示しないが、下部にクランクシャフトが回転自在に支持されており、各ピストン１３がコネクティングロッド１４を介してクランクシャフトにそれぞれ連結されている。
【００２１】
燃焼室１５は、シリンダボア１２の壁面及びの下面とピストン１３の頂面とにより区画されて構成されている。燃焼室１５は、上方、つまり、エンジン本体１１に吸気ポート１６及び排気ポート１７が並んで形成されており、吸気ポート１６及び排気ポート１７に対して吸気弁１８及び排気弁１９の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁１８及び排気弁１９は、エンジン本体１１に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート１６及び排気ポート１７を閉止する方向（図１にて上方）に付勢支持されている。吸気弁１８及び排気弁１９は、図示しない吸気カムシャフト及び排気カムシャフトの吸気カム及び排気カムが作用することで、吸気ポート１６及び排気ポート１７を開閉することができる。また、燃焼室１５は、上方、つまり、エンジン本体１１に燃料噴射弁２０が設けられている。燃料噴射弁２０は、燃焼室１５に高圧燃料を噴射することができる。
【００２２】
従って、エンジン１０は、クランクシャフトが２回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト及び排気カムシャフトが１回転し、吸気弁１８及び排気弁１９が吸気ポート１６及び排気ポート１７を開閉することとなる。
【００２３】
エンジン本体１１は、吸気ポート１６に吸気管２１が連結され、排気ポート１７に排気管２２が連結されている。過給機２３は、コンプレッサ２４とタービン２５とが回転軸２６により一体に回転するように連結されて構成されている。この過給機２３は、エンジン本体１１の排気管２２を流れる排ガスによりタービン２５が回転し、タービン２５の回転が回転軸２６により伝達されてコンプレッサ２４が回転し、このコンプレッサ２４が空気を圧縮して吸気管２１からエンジン本体１１に供給する。
【００２４】
吸気管２１と排気管２２との間に排ガス再循環管２７が設けられ、排ガス再循環管２７にＥＧＲ弁２８と冷却器２９が設けられている。また、吸気管２１は、コンプレッサ２４と排ガス再循環管２７の連結部との間に冷却器３０と開閉弁３１が設けられている。一方、排気管２２は、タービン２５を迂回するバイパス管３２が設けられ、バイパス管３２にウエストゲート弁３３が設けられている。
【００２５】
そのため、エンジン本体１１は、吸気管２１から燃焼室１５に空気が供給されると、ピストン１３の上昇によりこの空気が圧縮され、燃料噴射弁２０から燃焼室１５に高圧燃料が噴射されると、この高圧燃料が自然着火して燃焼する。そして、発生した燃焼ガスは、排ガスとして排気管２２に排出される。燃焼室１５から排出された排ガスは、過給機２３におけるタービン２５を回転させることで、回転軸２６を介してコンプレッサ２４を回転し、燃焼室１５に対して過給を行う。
【００２６】
また、ＥＧＲ弁２８が開放されると、排ガスは、その一部が排気管２２から排ガス再循環管２７を流れて吸気管２１に送られる。そして、この排ガスとしての再循環ガスは、吸気管２１を流れる空気と混合され、燃焼室１５に供給される。また、ウエストゲート弁３３が開放されると、排ガスは、バイパス管３２を通ることでタービン２５を迂回する。
【００２７】
次に、このように構成されたエンジン１０において、本実施形態のエンジン出力推定装置について説明する。図２は、本実施形態のエンジン出力推定装置を表すブロック構成図、図３は、エンジンの出力推定装置におけるエンジン性能の基本マップを表す概略図である。
【００２８】
図２に示すように、エンジン出力推定装置４０は、基本ＢＭＥＰ算出部（基本エンジン出力マップ算出部）４１と、基本ＰＭＥＰ算出部（特定基本熱効率要因マップ算出部）４２と、基本ＨＭＥＰ算出部（特定基本熱効率要因マップ算出部）４３と、基本吸排気圧差算出部（特定基本起因データマップ算出部）４４と、ＰＭＥＰ補正割合算出部（特定熱効率要因補正割合算出部）４５と、実ＰＭＥＰ算出部（特定実熱効率要因量算出部）４６と、基本空気過剰率算出部（特定基本起因データマップ算出部）４７と、ＨＭＥＰ補正割合算出部（特定熱効率要因補正割合算出部）４８と、実ＨＭＥＰ算出部（特定実熱効率要因量算出部）４９と、実ＢＭＥＰ算出部（実エンジン出力算出部）５０とを備えている。
【００２９】
本実施形態にて、エンジン出力は、馬力（ｋＷ）であって、エンジントルク（回転力）に換算される。このエンジントルクは、正味平均有効圧に置き換えることができ、熱効率に比例する。そして、この熱効率ηｔｈは、エンジンに投入された燃料量に対して取り出されたエンジントルクに相当する燃料量の割合であり、オットー効率ηｏｔｔｏ、等容度ηｇｌ、燃焼効率ηｂ、ポンピング損失率ηｐｌｏｓｓ、熱損失率ηｈｌｏｓｓ、機械損失ηｍに基づいて下記数式（１）により求められる。
ηｔｈ＝ηｏｔｔｏ×ηｇｌ×ηｂ×（１−ηｐｌｏｓｓ）×（１−ηｈｌｏｓｓ）×ηｍ                                                            ・・・（１）
【００３０】
オットー効率ηｏｔｔｏは、吸気バルブが閉止するときのガス比熱比が主因子であって、予め設定しておいた基本マップと過渡時の変化分とから効率変化量を推定し、トルク差分として計算して求める。なお、他の因子としては、吸気温度や吸気圧力がある。等容度ηｇｌは、燃焼開始時のガス酸素濃度が主因子であって、予め設定しておいた基本マップと過渡時との変化分から効率変化量を推定し、トルク差分として計算して求める。なお、他の因子としては、吸気温度や吸気圧力がある。燃焼効率ηｂは、空気過剰率が主因子であって、予め設定しておいた基本マップと過渡時との変化分から効率変化量を推定し、トルク差分として計算して求める。なお、他の因子としては、吸気温度、吸気圧力、排気ＨＣ濃度がある。
【００３１】
熱損失は、空気過剰率や冷却水温度が主因子であって、予め設定しておいた基本マップと過渡時との変化分から効率変化量を推定し、トルク差分として求める。なお、他の因子としては、エンジンメタル温度や潤滑油温度がある。ポンピング損失率ηｐｌｏｓｓは、エンジン吸排気圧差が主因子であって、予め設定しておいた基本マップと過渡時との変化分から効率変化量を推定し、トルク差分として求める。なお、他の因子としては、空気流量やターボ効率がある。機械効率：エンジン潤滑油温度が主因子であって、予め設定しておいた基本マップと過渡時との変化分から効率変化量を推定し、トルク差分として求める。なお、他の因子としては、筒内最大圧力、冷却水温度、エンジンメタル温度がある。
【００３２】
基本ＢＭＥＰ算出部４１は、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいてエンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを算出するものである。ここで、エンジン回転数Ｎｅは、クランク角センサ（図示略）が検出したクランク角度に基づいて、エンジン制御装置が各気筒における吸気、圧縮、膨張（爆発）、排気の各行程を判別すると共に、このエンジン回転数を算出する。燃料噴射量Ｑｆは、燃料噴射量の指示値であって、エンジン制御装置がアクセル開度などに基づいて設定する。また、ＢＭＥＰは、エンジントルク（エンジン出力）としての正味平均有効圧である。基本エンジン出力マップは、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと正味平均有効圧ＢＭＥＰとの関係を表す３次元マップである。
【００３３】
図２に示すように、基本ＰＭＥＰ算出部４２は、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいて熱効率要因としてのオットー効率ηｏｔｔｏと等容度ηｇｌと燃焼効率ηｂとポンピング損失率ηｐｌｏｓｓと熱損失率ηｈｌｏｓｓと機械損失ηｍの少なくともいずれか一つの特定熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップを算出するものである。本実施形態では、熱効率要因の一つとして、ポンピング損失率ηｐｌｏｓｓを適用し、基本ＰＭＥＰ算出部４２は、エンジン定常運転時における基本ポンピング損失マップを算出する。基本ポンピング損失マップは、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆとポンピング損失ＰＭＥＰとの関係を表す３次元マップである。
【００３４】
図２に示すように、基本ＨＭＥＰ算出部４３は、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいて熱効率要因の一つとしてのオットー効率ηｏｔｔｏと等容度ηｇｌと燃焼効率ηｂとポンピング損失率ηｐｌｏｓｓと熱損失率ηｈｌｏｓｓと機械損失ηｍの少なくともいずれか一つの特定熱効率要因に対応するエンジン定常運転時における特定基本熱効率要因マップを算出するものである。本実施形態では、熱効率要因の一つとして、熱損失率ηｈｌｏｓｓを適用し、基本ＨＭＥＰ算出部４３は、エンジン定常運転時における基本熱損失マップを算出する。基本熱損失マップは、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと熱損失ＨＭＥＰとの関係を表す３次元マップである。
【００３５】
基本吸排気圧差算出部４４は、図２に示すように、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいて特定起因データとしての吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎに対応するエンジン定常運転時における基本吸排気圧差データマップを算出するものである。ここで、排気圧Ｐｅｘと吸気圧Ｐｉｎとは、圧力センサ（図示略）が検出したものであり、吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎは、排気圧Ｐｅｘと吸気圧Ｐｉｎの差圧である。基本吸排気圧差データマップは、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎとの関係を表す３次元マップである。ＰＭＥＰ補正割合算出部４５は、基本吸排気圧差データマップとポンピング損失ＰＭＥＰが変動する現在の吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎに基づいてエンジン過渡運転時におけるＰＭＥＰ補正割合を算出するものである。具体的には、基本吸排気圧差データマップと現在の吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎとの偏差をＰＭＥＰ補正割合として算出する。実ＰＭＥＰ算出部４６は、基本ポンピング損失マップと現在のＰＭＥＰ補正割合に基づいて現在の実ＰＭＥＰ量を算出するものである。
【００３６】
基本空気過剰率算出部４７は、図２に示すように、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいて特定起因データとしての空気過剰率λに対応するエンジン定常運転時における基本空気過剰率データマップを算出するものである。ここで、空気過剰率λとは、空気量に対する燃料量の割合であり、空気量は、吸入空気量センサ（図示略）が検出したものであり、燃料量は、燃料噴射量の指示値である。基本空気過剰率データマップは、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと空気過剰率λとの関係を表す３次元マップである。ＨＭＥＰ補正割合算出部４８は、基本空気過剰率データマップと熱損失ＨＭＥＰが変動する現在の空気過剰率λに基づいてエンジン過渡運転時におけるＨＭＥＰ補正割合を算出するものである。具体的には、基本空気過剰率データマップと現在の空気過剰率λとの偏差をＨＭＥＰ補正割合として算出する。実ＨＭＥＰ算出部４９は、基本熱損失マップと現在のＨＭＥＰ補正割合に基づいて現在の実ＨＭＥＰ量を算出するものである。
【００３７】
実ＢＭＥＰ算出部５０は、基本エンジン出力マップと実ＰＭＥＰ量及び実ＨＭＥＰ量とに基づいて現在の実エンジン出力ＢＭＥＰを算出するものである。基本エンジン出力マップに対して、基本エンジン出力マップと実ＰＭＥＰ量及び実ＨＭＥＰ量との偏差を補正する。上述した処理は、下記数式（２）として表される。
実ＢＭＥＰ＝基本熱効率ＢＭＥＰ
−基本ＰＭＥＰ  ×ｆ｛実（Ｐｅｘ−Ｐｉｎ），基本（Ｐｅｘ−Ｐｉｎ）｝
−基本ＨＭＥＰ×ｆ（実λ，基本λ）                            ・・・（２）
【００３８】
即ち、エンジン過渡運転時におけるエンジンの状態量は、各種センサが検出した検出値またはエンジン制御装置により演算されたデータを使用し、ポンピング損失率ηｐｌｏｓｓの主因子である吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎ、また、熱損失率ηｈｌｏｓｓの主因子である空気過剰率λについて計算されたトルク差分量を用いて、時々刻々基本エンジン出力マップを補正することで過渡時のエンジントルク（エンジン出力）を推定する。このようなエンジントルク推定処理は、例えば、各エンジン運転点でのポンピング損失が給排気圧差に相関があること、各エンジン運転点での熱損失が空気過剰率に相関があることなどの物理的な関係に基づいて実施されることで十分な精度が確保される。
【００３９】
即ち、本実施形態にて、車両に搭載されるエンジン制御装置による一般的な演算負荷で、現実的なエンジン性能のデータ数（数十程度）で所定の補間精度を確保したマップを作成することができ、高精度なエンジン出力（エンジントルク）を推定することができる。そのため、この推定結果を利用して燃料噴射量や過給機のウエストゲート弁の開度などを制御することで、例えば、エンジン仕様環境の変化や過渡的な状態量の変化に対して、一定のエンジン応答性や適切な燃費率性能を確保することができる。
【００４０】
なお、上述した実施形態では、熱効率要因としてのオットー効率ηｏｔｔｏと等容度ηｇｌと燃焼効率ηｂとポンピング損失率ηｐｌｏｓｓと熱損失率ηｈｌｏｓｓと機械損失ηｍの少なくともいずれか一つとして、ポンピング損失率ηｐｌｏｓｓと熱損失率ηｈｌｏｓｓを適用して説明したが、この構成に限るものではなく、オットー効率ηｏｔｔｏ、等容度ηｇｌ、機械損失ηｍを組み合わせて適用してもよい。
【００４１】
このように本実施形態のエンジン出力推定装置にあっては、基本ＢＭＥＰ算出部４１と、基本ＰＭＥＰ算出部４２と、基本ＨＭＥＰ算出部４３と、基本吸排気圧差算出部４４と、ＰＭＥＰ補正割合算出部４５と、実ＰＭＥＰ算出部４６と、基本空気過剰率算出部４７と、ＨＭＥＰ補正割合算出部４８と、実ＨＭＥＰ算出部４９と、実ＢＭＥＰ算出部５０とを備えている。
【００４２】
即ち、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいてエンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを算出し、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいて熱効率要因としての熱損失率ηｈｌｏｓｓと機械損失ηｍに対応するエンジン定常運転時における基本熱損失マップ及び基本ポンピング損失マップを算出し、熱損失率ηｈｌｏｓｓと機械損失ηｍが変動する現在の特定起因データとしての吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎ及び空気過剰率λに基づいてエンジン過渡運転時におけるＰＭＥＰ補正割合及びＨＭＥＰ補正割合を算出し、現在の実ＰＭＥＰ量及び実ＨＭＥＰ量を算出し、基本エンジン出力マップと現在の実ＰＭＥＰ量及び実ＨＭＥＰ量に基づいて現在の実エンジン出力を算出する。
【００４３】
従って、エンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを、熱効率要因としての熱損失率ηｈｌｏｓｓと機械損失ηｍを用いて補正することで、現在の実エンジン出力を算出することから、簡単な制御ブロックでエンジンの出力を高精度に推定することができる。
【００４４】
本実施形態のエンジン出力推定装置では、熱効率要因として熱損失及びポンピング損失を用いている。従って、熱効率要因に影響の大きい項目を用いて処理することで、演算負荷を下げて迅速なエンジン出力の推定を行うことができると共に、エンジン出力の推定精度の低下を抑制することができる。
【００４５】
本実施形態のエンジン出力推定装置では、熱損失に対する特定起因データを空気過剰率または冷却水温度とし、ポンピング損失に対する特定起因データを吸排気圧差としている。従って、熱損失とポンピング損失に対して影響の大きい因子を適用することで、エンジンの出力を高精度に推定することができる。
【００４６】
また、本実施形態のエンジン出力推定方法にあっては、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいてエンジン定常運転時における基本エンジン出力マップを算出する工程と、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいて熱効率要因としてのポンピング損失率ηｐｌｏｓｓに対応するエンジン定常運転時における基本ポンピング損失マップを算出する工程と、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆに基づいて熱効率要因としての熱損失率ηｈｌｏｓｓに対応するエンジン定常運転時における基本熱損失マップを算出する工程と、特定起因データとしての吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎに対応するエンジン定常運転時における基本吸排気圧差データマップを算出する工程と、基本吸排気圧差データマップとポンピング損失ＰＭＥＰが変動する現在の吸排気圧差Ｐｅｘ−Ｐｉｎに基づいてエンジン過渡運転時におけるＰＭＥＰ補正割合を算出する工程と、基本ポンピング損失マップと現在のＰＭＥＰ補正割合に基づいて現在の実ＰＭＥＰ量を算出する工程と、特定起因データとしての空気過剰率λに対応するエンジン定常運転時における基本空気過剰率データマップを算出する工程と、基本空気過剰率データマップと熱損失ＨＭＥＰが変動する現在の空気過剰率λに基づいてエンジン過渡運転時におけるＨＭＥＰ補正割合を算出する工程と、基本熱損失マップと現在のＨＭＥＰ補正割合に基づいて現在の実ＨＭＥＰ量を算出する工程と、基本エンジン出力マップと実ＰＭＥＰ量及び実ＨＭＥＰ量とに基づいて現在の実エンジン出力ＢＭＥＰを算出する工程とを有する。
【００４７】
従って、簡単な制御ブロックでエンジンの出力を高精度に推定することができる。
【００４８】
なお、上述した実施形態では、エンジン１０を４気筒ディーゼルエンジンとして説明したが、このエンジンに限定されるものではなく、例えば、ガソリンエンジンや天然ガスエンジンなどを含むレシプロエンジン（往復動機関）の全てに適用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  エンジン
１１  エンジン本体
１３  ピストン
１５  燃焼室
２３  過給機
２４  コンプレッサ
２５  タービン
２６  回転軸
４０  エンジン出力推定装置
４１  基本ＢＭＥＰ算出部（基本エンジン出力マップ算出部）
４２  基本ＰＭＥＰ算出部（特定基本熱効率要因マップ算出部）
４３  基本ＨＭＥＰ算出部（特定基本熱効率要因マップ算出部）
４４  基本吸排気圧差算出部（特定基本起因データマップ算出部）
４５  ＰＭＥＰ補正割合算出部（特定熱効率要因補正割合算出部）
４６  実ＰＭＥＰ算出部（特定実熱効率要因量算出部）
４７  基本空気過剰率算出部（特定基本起因データマップ算出部）
４８  ＨＭＥＰ補正割合算出部（特定熱効率要因補正割合算出部）
４９  実ＨＭＥＰ算出部（特定実熱効率要因量算出部）
５０  実ＢＭＥＰ算出部（実エンジン出力算出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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