(57)【要約】【課題】スロットル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関し、トルクの制御性と燃費と補償トルクによる制振効果とをバランス良く達成可能にする。【解決手段】要求トルクを要求効率で除算して得られる目標ＭＢＴトルクに基づいてスロットルへの開度指令値を決定する。また、指示効率に従って点火時期の遅角量を決定する。指示効率としては、要求トルクと推定ＭＢＴトルクとの比であるトルク効率と要求効率の何れか一方を選択可能とする。指示効率のデフォルトはトルク効率とし、要求効率の値が１の場合、及び、要求トルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合は、指示効率を要求効率に切り替える。【選択図】図１
2011157882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル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、
前記内燃機関に出力させるトルクの要求値（以下、要求トルク）を取得する要求トルク取得手段と、
前記内燃機関が出力しうる潜在トルクに対する実際に出力されるトルクの割合の要求値（以下、要求効率）を取得する要求効率取得手段と、
前記要求トルクを前記要求効率で除算することにより要求潜在トルクを算出する要求潜在トルク算出手段と、
前記要求潜在トルクの実現に必要な筒内空気量（以下、要求筒内空気量）を算出する要求筒内空気量算出手段と、
前記要求筒内空気量に基づいて前記スロットルへ向けた開度指令値を決定する開度指令値決定手段と、
前記開度指令値に従って前記スロットルを操作した場合の推定潜在トルクを算出する推定潜在トルク算出手段と、
前記推定潜在トルクに対する前記要求トルクの割合（以下、推定効率）を算出する推定効率算出手段と、
前記推定効率を指示効率のデフォルトとし、前記要求効率の値が１の場合、及び、前記要求トルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合は、前記指示効率を前記要求効率に切り替える選択手段と、
前記指示効率に従って点火時期の遅角量を決定する点火時期遅角量決定手段と、
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】
スロットル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、
前記内燃機関に出力させるトルクの要求値（以下、要求トルク）を取得する要求トルク取得手段と、
前記内燃機関が出力しうる潜在トルクに対する実際に出力されるトルクの割合の要求値（以下、要求効率）を取得する要求効率取得手段と、
前記要求トルクを前記要求効率で除算することにより要求潜在トルクを算出する要求潜在トルク算出手段と、
前記要求潜在トルクの実現に必要な筒内空気量（以下、要求筒内空気量）を算出する要求筒内空気量算出手段と、
前記要求筒内空気量に基づいて前記スロットルへ向けた開度指令値を決定する開度指令値決定手段と、
前記開度指令値に従って前記スロットルを操作した場合の推定潜在トルクを算出する推定潜在トルク算出手段と、
前記推定潜在トルクに対する前記要求トルクの割合（以下、推定効率）を算出する推定効率算出手段と、
前記要求効率の値が１の場合、及び、前記要求トルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合は、前記推定効率の算出に用いる要求トルクを前記要求筒内空気量に対する実際の筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ遅延させる遅延処理手段と、
前記推定効率を指示効率として点火時期の遅角量を決定する点火時期遅角量決定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
スロットル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、
前記内燃機関に出力させるトルクを前記スロットルの操作によって達成させるトルク（以下、スロットル分担トルク）と、点火時期の操作によって達成させるトルク（以下、点火時期分担トルク）とに分けるトルク分担決定手段と、
前記内燃機関に出力させるトルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合、前記点火時期分担トルクが存在するときには前記点火時期分担トルクに前記補償トルクを加算し、前記点火時期分担トルクが存在しないときには前記スロットル分担トルクに前記補償トルクを加算する補償トルク加算手段と、
前記点火時期分担トルクに前記補償トルクが加算される場合、前記補償トルクを前記スロットル分担トルクの変化に対する筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ遅延させる遅延処理手段と、
前記スロットル分担トルクに基づいて前記スロットルへ向けた開度指令値を決定する開度指令値決定手段と、
前記点火時期分担トルク基づいて点火時期の遅角量を決定する点火時期遅角量決定手段と、
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、特に、スロットル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関する。
【背景技術】
【０００２】
図８は、従来行われているトルク制御の一例について示す図である。図８に示す例では、運転者から要求されるトルク（ドライバ要求トルク）に補償トルクが加算されたものが最終的な要求トルクとして設定されている。ここでいう補償トルクとは、車両の揺れを抑制するために行われるバネ上制振制御で用いられるトルクである。図に示すように、補償トルクは車両の揺れに対応した周波数で振動する振動成分とされている。
【０００３】
スロットルを有する火花点火式の内燃機関では、補償トルクが加算された最終的な要求トルクに従ってスロットルの操作が行われる。その場合、スロットルの操作によって筒内空気量が変化し、それによって内燃機関の出力トルクに変化が生じる。このため、内燃機関が受ける要求トルクと実際に内燃機関から発せられる出力トルクとの間には、図９に示すような応答遅れが生じることになる。この応答遅れには、指令信号に対してスロットルが動作するまでの遅れ時間、スロットルの動作に対して筒内空気が変化するまでの遅れ時間、及び、制御装置の演算処理時間が含まれる。さらに、スロットルのディレイ制御が行われている場合には、そのディレイ制御で設定された遅延時間も前記の応答遅れに含まれることになる。前記の補償トルクは、これらの応答遅れを考慮に入れてその位相の設定が行われている。
【０００４】
ところで、内燃機関の制御方法の１つとして、例えば特開２００９−０６８４３０号公報や特開２００９−１７４３２８号公報に開示されているように、トルクとともに効率を制御量として各アクチュエータの操作量を決定する方法が知られている。ここでいう効率とは、内燃機関が出力しうる潜在トルクに対する実際に出力されるトルクの割合を意味する。この効率が１よりも小さい場合、潜在トルクと実際の出力トルクとの間に余裕が生じ、その余裕分のエネルギはトルク以外の形態で内燃機関から出力されることになる。その代表例が排気ガスの内部エネルギであり、効率を低下させることで排気ガスの温度を上昇させることができる。これは触媒の昇温に利用することができる。効率を制御する手段としては点火時期を用いることができる。点火時期のＭＢＴを基準にした遅角量を大きくするほど、効率は低下して潜在トルクと実際の出力トルクとの間の余裕は大きくなる。点火時期の操作に対するトルクの応答性はスロットルの操作に対するそれよりも優れていることから、効率を低く設定して前記の余裕分をリザーブトルクとして確保しておくことで、緊急のトルク需要にも対応することが可能となる。
【０００５】
図１０は、前述の各特許公報に記載されている制御装置（以下、先行装置）に関し、その特徴的な機能をブロック図で示したものである。先行装置は、トルクと効率とを制御量として内燃機関を制御するものであって、各制御量の要求値、すなわち、要求トルクと要求効率とをそれぞれ受け取る。また、先行装置は、スロットル開度と点火時期を操作量として内燃機関を制御するものであって、要求トルク及び要求効率に基づいてそれら各操作量を決定する。
【０００６】
スロットルの操作のために、先行装置は、要求トルクを要求効率で除算することによって目標ＭＢＴトルクを算出する。目標ＭＢＴトルクとは点火時期がＭＢＴであることを前提としたときの出力トルクの目標値であり、前述の潜在トルクの要求値に相当する。次に、先行装置は、空気量マップを用いて目標ＭＢＴトルクを筒内空気量に変換し、さらに、エア逆モデルを用いて筒内空気量を開度指令値に変換する。スロットルの操作はこの開度指令値に従って行われる。
【０００７】
また、点火装置の操作のために、先行装置は、開度指令値に従ってスロットルを操作した場合の推定ＭＢＴトルク（点火時期をＭＢＴと仮定した場合の推定トルク）を計算する。推定トルクは、現在のスロットル開度のもとで内燃機関が潜在的に出力可能な最大トルクである。そして、先行装置は、要求トルクの推定トルクに対する割合をトルク効率として算出している。トルク効率は、現在のスロットル開度のもとで要求トルクを達成するように点火装置を操作した場合の推定効率である。先行装置は、このトルク効率を指示効率として点火時期のＭＢＴからの遅角量を決定している。
【０００８】
先行装置によれば、要求トルクと推定トルクとのずれに応じて点火時期が自動的に調整されるので、内燃機関から出力されるトルクを要求通りに制御することができる。しかし、その一方で、要求効率は１であるにも関わらず、すなわち、ＭＢＴでの運転が求められているにも関わらず、点火時期が自動的に遅角されてしまうこともある。これは燃費の観点からは好ましいとは言えない。
【０００９】
そこで提案されるのが、要求効率が１の場合、つまり、ＭＢＴでの運転が求められる場合には、トルク効率の代わりに要求効率そのものを指示効率として点火時期を決定することである。これによれば点火時期の遅角が行われることはなく、燃費に優れたＭＢＴでの運転が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−０６８４３０号公報
【特許文献２】特開２００９−１７４３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１１は、図１０に示す先行装置によるトルクの制御結果を示す図である。この図には、先行装置に入力された要求トルクと、先行装置内で計算される目標ＭＢＴトルク及び推定ＭＢＴトルクと、内燃機関から出力される出力トルクとの関係が示されている。この図に示すように、先行装置によれば、要求トルクが周期的に変化している状況では、出力トルクもその周期に合わせて要求トルクと同位相で変化させることができる。
【００１２】
しかしながら、ここで１つの問題が生じる。それは、要求トルクに前述の補償トルクが含まれている場合である。従来の補償トルクは、吸気系の応答遅れを考慮に入れてその位相が設定されている。つまり、入力された補償トルクと出力トルクとの間に位相差が生じることを前提として位相の設定が行われている。このため、出力トルクの位相が要求トルクのそれと同位相になってしまうと、補償トルクが反映された出力トルクと車両の揺れとの間で位相のずれが生じてしまい、十分な制振効果が得られなくなってしまう。
【００１３】
この場合、補償トルクと出力トルクとの位相が一致することを前提にして補償トルクの位相を決定すればよいとの考えがある。しかし、前述のように点火遅角の防止を目的として指示効率が１に固定されたときには、図９に示す従来の制御結果と同様、要求トルクと出力トルクとの間には位相のずれが生じることになる。したがって、応答遅れを考慮せずに補償トルクを決定してしまうと、指示効率が１に固定された場合に、補償トルクが反映された出力トルクと車両の揺れとの間で位相のずれが生じることになる。
【００１４】
本発明は上述のような課題に鑑みなされたもので、スロットル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関し、トルクの制御性と燃費と補償トルクによる制振効果とをバランス良く達成可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の目的を達成するため、第１の発明の内燃機関の制御装置は、
スロットル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、
前記内燃機関に出力させるトルクの要求値（以下、要求トルク）を取得する要求トルク取得手段と、
前記内燃機関が出力しうる潜在トルクに対する実際に出力されるトルクの割合の要求値（以下、要求効率）を取得する要求効率取得手段と、
前記要求トルクを前記要求効率で除算することにより要求潜在トルクを算出する要求潜在トルク算出手段と、
前記要求潜在トルクの実現に必要な筒内空気量（以下、要求筒内空気量）を算出する要求筒内空気量算出手段と、
前記要求筒内空気量に基づいて前記スロットルへ向けた開度指令値を決定する開度指令値決定手段と、
前記開度指令値に従って前記スロットルを操作した場合の推定潜在トルクを算出する推定潜在トルク算出手段と、
前記推定潜在トルクに対する前記要求トルクの割合（以下、推定効率）を算出する推定効率算出手段と、
前記推定効率を指示効率のデフォルトとし、前記要求効率の値が１の場合、及び、前記要求トルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合は、前記指示効率を前記要求効率に切り替える選択手段と、
前記指示効率に従って点火時期の遅角量を決定する点火時期遅角量決定手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１６】
また、第２の発明の内燃機関の制御装置は、
スロットル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、
前記内燃機関に出力させるトルクの要求値（以下、要求トルク）を取得する要求トルク取得手段と、
前記内燃機関が出力しうる潜在トルクに対する実際に出力されるトルクの割合の要求値（以下、要求効率）を取得する要求効率取得手段と、
前記要求トルクを前記要求効率で除算することにより要求潜在トルクを算出する要求潜在トルク算出手段と、
前記要求潜在トルクの実現に必要な筒内空気量（以下、要求筒内空気量）を算出する要求筒内空気量算出手段と、
前記要求筒内空気量に基づいて前記スロットルへ向けた開度指令値を決定する開度指令値決定手段と、
前記開度指令値に従って前記スロットルを操作した場合の推定潜在トルクを算出する推定潜在トルク算出手段と、
前記推定潜在トルクに対する前記要求トルクの割合（以下、推定効率）を算出する推定効率算出手段と、
前記要求効率の値が１の場合、及び、前記要求トルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合は、前記推定効率の算出に用いる要求トルクを前記要求筒内空気量に対する実際の筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ遅延させる遅延処理手段と、
前記推定効率を指示効率として点火時期の遅角量を決定する点火時期遅角量決定手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１７】
また、第３の発明の内燃機関の制御装置は、
スロットル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、
前記内燃機関に出力させるトルクを前記スロットルの操作によって達成させるトルク（以下、スロットル分担トルク）と、点火時期の操作によって達成させるトルク（以下、点火時期分担トルク）とに分けるトルク分担決定手段と、
前記内燃機関に出力させるトルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合、前記点火時期分担トルクが存在するときには前記点火時期分担トルクに前記補償トルクを加算し、前記点火時期分担トルクが存在しないときには前記スロットル分担トルクに前記補償トルクを加算する補償トルク加算手段と、
前記点火時期分担トルクに前記補償トルクが加算される場合、前記補償トルクを前記スロットル分担トルクの変化に対する筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ遅延させる遅延処理手段と、
前記スロットル分担トルクに基づいて前記スロットルへ向けた開度指令値を決定する開度指令値決定手段と、
前記点火時期分担トルク基づいて点火時期の遅角量を決定する点火時期遅角量決定手段と、
を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明の内燃機関の制御装置によれば、要求効率の値が１の場合には推定効率でなく要求効率が指示効率として選択されるので、点火時期の遅角は防止されてＭＢＴでの運転が可能となる。また、要求トルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合には、要求効率の値に関係なく指示効率として要求効率が選択されるので、補償トルクと出力トルクとの間の位相差が要求効率の値によって変わることは防止される。つまり、補償トルクによる制振効果を担保することができる。一方、要求効率の値が１でなく、且つ、要求トルクの成分に補償トルクが含まれていない場合には、推定効率を指示効率として点火時期の遅角量が決定されるので、内燃機関から出力されるトルクを要求通りに制御することが可能となる。
【００１９】
第２の発明の内燃機関の制御装置によれば、要求効率の値が１の場合には、要求筒内空気量に対する実際の筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ遅延された要求トルクを用いて推定効率が計算されるので、点火時期の遅角は防止されてＭＢＴでの運転が可能となる。また、要求トルクの成分に車両の揺れを抑えるための補償トルクが含まれている場合は、推定効率の算出に用いる要求トルクは、要求筒内空気量に対する実際の筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ遅延せしめられる。このため、推定効率を指示効率として点火時期の遅角量が決定された場合でも、補償トルクと出力トルクとの間には応答遅れ時間分の位相差が確保される。これにより、要求効率の値が１かどうかに関係なく補償トルクによる制振効果は担保される。一方、要求トルクの成分に補償トルクが含まれておらず、また、要求効率の値が１でもない場合には、遅延していない要求トルクから計算された推定効率を指示効率として点火時期の遅角量が決定されるので、内燃機関から出力されるトルクを要求通りに制御することが可能となる。
【００２０】
第３の発明の内燃機関の制御装置によれば、点火時期分担トルクが存在するときには、スロットル分担トルクではなく、優先度或いは緊急度がより高い点火時期分担トルクに補償トルクが加算されるので、補償トルクを出力トルクに確実に反映させることができる。しかも、点火時期分担トルクに補償トルクが加算される場合には、スロットル分担トルクの変化に対する筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ補償トルクは遅延せしめられる。このため、点火時期分担トルクの有無によって補償トルクと出力トルクとの間の位相差が変わることはなく、補償トルクによる制振効果は担保される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１の制御装置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によるトルク制御の結果を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態２によるトルク制御の結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３の課題について説明するための図である。
【図７】本発明の実施の形態３によるトルク制御の結果を示す図である。
【図８】従来行われているトルク制御の一例について示す図である。
【図９】従来のトルク制御による要求トルクと出力トルクとの関係について示す図である。
【図１０】特許文献に記載の先行装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す先行装置によるトルク制御の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１について図１及び図２を参照して説明する。
【００２３】
本発明の実施の形態１及び後述する実施の形態２，３において制御対象とされる内燃機関は、火花点火式の４サイクルレシプロエンジンである。制御装置は、内燃機関に備えられるアクチュエータを操作することで内燃機関の運転を制御する。本発明の各実施の形態において制御装置が操作するのはスロットルと点火装置であり、制御装置はこれら２つのアクチュエータを操作して内燃機関が出力するトルクを制御する。制御装置によるスロットルの操作量はスロットル開度（以下、ＴＡと表記する場合もある）であり、点火装置の操作量は点火時期（以下、ＳＡと表記する場合もある）である。制御装置は、内燃機関に対して各操作量の指令値、すなわち、開度指令値（ＴＡ）と点火時期指令値（ＳＡ）とを出力する。
【００２４】
図１は本発明の実施の形態１の内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態の制御装置は要求トルクと要求効率とを取得する。車両の制御系統において、本実施の形態の制御装置の上位にはパワートレインマネージャ（図示省略）が配置されており、要求トルク及び要求効率はそのパワートレインマネージャから制御装置に入力されるようになっている。
【００２５】
入力される要求トルクには、アクセルペダルの開度から計算されるドライバ要求トルクの他、車両制御上の必要性からＶＳＣやＴＲＣといった各種制御デバイスからの要求トルクが含まれている。車両の揺れを抑制するためにバネ上制振制御が実施される場合には、制振用の補償トルクがさらに要求トルクに含まれることになる。補償トルクは車両の揺れに対応した周波数で振動する振動成分とされていて、要求筒内空気量に対する実際の筒内空気量の応答遅れ時間を考慮に入れてその位相の設定が行われている。
【００２６】
効率は内燃機関が出力しうる潜在トルクに対する実際に出力されるトルクの割合であり、要求効率はその要求値である。効率の最大値は１であり、そのときには内燃機関が出力しうる潜在トルクがそのまま実際に出力されることになる。効率が１よりも小さい場合には、実際に出力されるトルクは内燃機関が出力しうる潜在トルクよりも小さく、その余裕分は主に熱となって内燃機関から出力されることになる。
【００２７】
本実施の形態の制御装置は、取得した要求トルクと要求効率とを目標ＭＢＴトルク計算部２に入力する。目標ＭＢＴトルク計算部２は、要求効率によって要求トルクを除算することによって目標ＭＢＴトルクを得る。目標ＭＢＴトルクは点火時期がＭＢＴであることを前提としたときの出力トルクの目標値であり、前述の潜在トルクの要求値、すなわち、要求潜在トルクである。
【００２８】
目標ＭＢＴトルクは、筒内空気量計算部４において筒内空気量（或いは充填効率）の値に変換される。筒内空気量計算部４は、トルクの筒内空気量への変換に空気量マップを使用する。空気量マップは、点火時期がＭＢＴであることを前提にして、トルクと筒内空気量とが種々の機関情報をキーにして関連付けられたマップである。ここでは、要求潜在トルクである目標ＭＢＴトルクの実現に必要な筒内空気量、すなわち、要求筒内空気量が計算される。
【００２９】
次に、スロットル開度計算部６において、要求筒内空気量がスロットルへの開度指令値（ＴＡ）に変換される。変換にはエアモデルの逆モデル（エア逆モデル）が用いられる。エアモデルはスロットルの動作に対する筒内空気量の応答を流体力学等に基づいてモデル化した吸気系の物理モデルである。その逆モデルによって算出されたスロットル開度は要求筒内空気量の達成に必要なスロットル開度であり、制御装置はそれを開度指令値としてスロットルに出力する。
【００３０】
本実施の形態の制御装置は、上記の処理と並行して、実際のスロットル開度（実ＴＡ）に基づいた推定ＭＢＴトルクの計算を推定ＭＢＴトルク計算部８にて実施する。推定ＭＢＴトルクは点火時期をＭＢＴと仮定した場合の推定トルクであり、これは現在のスロットル開度のもとで内燃機関が潜在的に出力可能なトルク（推定潜在トルク）を意味する。推定ＭＢＴトルクの計算にはトルクマップが用いられる。トルクマップは前述の空気量マップ４の入出力を逆にしたものであり、点火時期がＭＢＴであることを前提にして、トルクと空気量とが種々の機関情報をキーにして関連付けられている。
【００３１】
推定ＭＢＴトルクは要求トルクとともにトルク効率計算部１０に入力される。トルク効率計算部１０では、要求トルクの推定ＭＢＴトルクに対する割合がトルク効率として算出される。トルク効率は、現在のスロットル開度のもとで要求トルクを達成するように点火装置を操作した場合の推定効率である。
【００３２】
本実施の形態の制御装置は、トルク効率と要求効率とを切替スイッチ１２に入力する。切替スイッチ１２は、入力されたトルク効率と要求効率の何れか一方のみを選択して指示効率として出力する。ただし、選択のデフォルトはトルク効率であり、後述する要求効率使用判定部１４から切替スイッチ１２に切替信号が入力された場合のみ、トルク効率から要求効率に選択の切り替えが行われる。
【００３３】
要求効率使用判定部１４は、次の２つの条件の何れかが満たされた場合に切替スイッチ１２に切替信号を出力する。その条件の１つは要求効率が１になっていることである。もう１つの条件は、要求トルクに補償トルクが含まれていることである。したがって、これらの何れかの条件が満たされた場合には、切替スイッチ１２からはトルク効率ではなく要求効率が指示効率として出力されることになる。
【００３４】
切替スイッチ１２から出力された指示効率は、点火時期計算部１６において点火時期指令値（ＳＡ）に変換される。その変換には、指示効率と点火時期の遅角量とを種々の機関情報をキーにして関連付けた点火時期マップが用いられる。点火時期の決定においては、指示効率が１であれば点火時期のＭＢＴからの遅角量はゼロとされ、指示効率が１よりも小さいほど点火時期のＭＢＴからの遅角量は大きくされる。
【００３５】
以上説明した構成を採ることで、本実施の形態の制御装置には次に説明するような利点がある。
【００３６】
図２には、要求トルクの成分に補償トルクが含まれている場合における各トルク間の関係、すなわち、制御装置に入力された要求トルクと、制御装置内で計算される目標ＭＢＴトルク及び推定ＭＢＴトルクと、内燃機関から出力される出力トルクとの関係が示されている。この場合には指示効率として要求効率が選択されるので、出力トルクは推定ＭＢＴトルクに要求効率を乗算して得られる値に制御されることになる。推定ＭＢＴトルクと要求トルクとの間には、要求筒内空気量に対する実際の筒内空気量の応答遅れ時間の分だけの応答遅れが生じることから、出力トルクと要求トルクとの間にもその応答遅れ時間の分だけの応答遅れが生じることになる。これにより、補償トルクが反映された出力トルクと車両の揺れとの間で位相のずれが生じることは防止され、補償トルクによる制振効果は担保される。
【００３７】
また、要求効率の値が１の場合にも、トルク効率でなく要求効率が指示効率として選択される。これにより、ＭＢＴでの運転が求められているにも関わらず、要求トルクと推定ＭＢＴトルクとの位相のずれが原因で点火時期が自動的に遅角されてしまうことは防止される。この場合、図９に示す従来の制御結果と同様、出力トルクと要求トルクとの間には前記の応答遅れ時間の分だけの位相のずれが生じることになる。このため、要求トルクの成分に補償トルクが含まれているのであれば、補償トルクが反映された出力トルクと車両の揺れとの間で位相のずれが生じることも防止される。つまり、ＭＢＴでの運転が可能となると同時に補償トルクによる制振効果も担保される。
【００３８】
一方、要求効率の値が１でなく、且つ、要求トルクの成分に補償トルクが含まれていない場合には、トルク効率を指示効率として点火時期の遅角量が決定される。この場合は、図１１に示す従来の制御結果と同様、内燃機関から出力されるトルクを要求通りに制御することが可能となる。つまり、要求トルクが周期的に変化している状況ならば、出力トルクもその周期に合わせて要求トルクと同位相で変化させることができる。
【００３９】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について図３及び図４を参照して説明する。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態２としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。図３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、図３を参照して本実施の形態の制御装置の構成について説明する。ただし、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。
【００４１】
本実施の形態の制御装置は、実施の形態１の構成において切替スイッチ１２と要求効率使用判定部１４とを取り除き、代わりに要求トルク遅延処理部１８、切替スイッチ２０及び遅延要求トルク使用判定部２２を備えた構成になっている。
【００４２】
本実施の形態の制御装置は、要求トルクの信号を複製し、複製した要求トルク遅延処理部１８に入力する。要求トルク遅延処理部１８は、要求筒内空気量に対する実際の筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ、入力された要求トルクを遅延処理する。応答遅れ時間には、スロットルのディレイ制御で設定された遅延時間、開度指令信号に対してスロットルが動作するまでの遅れ時間、スロットルの動作に対して筒内空気が変化するまでの遅れ時間、及び、制御装置内の演算処理時間が含まれる。遅延された要求トルクはオリジナルの要求トルクとともに切替スイッチ２０に入力される。
【００４３】
切替スイッチ２０は、入力された２種類の要求トルクの何れか一方のみを選択して出力する。ただし、選択のデフォルトはオリジナルの要求トルクであり、遅延要求トルク使用判定部２２から切替スイッチ２０に切替信号が入力された場合のみ、オリジナルの要求トルクから遅延処理された要求トルクに選択の切り替えが行われる。
【００４４】
遅延要求トルク使用判定部２２は、次の２つの条件の何れかが満たされた場合に切替スイッチ２０に切替信号を出力する。その条件の１つは要求効率が１になっていることである。もう１つの条件は、要求トルクに補償トルクが含まれていることである。したがって、これらの何れかの条件が満たされた場合には、切替スイッチ２０からはオリジナルの要求トルクではなく遅延処理された要求トルクが出力されることになる。
【００４５】
切替スイッチ２０で選択された要求トルクは、推定ＭＢＴトルクとともにトルク効率計算部１０に入力される。そして、要求トルクの推定ＭＢＴトルクに対する割合がトルク効率として算出される。本実施の形態の制御装置は、このトルク効率をそのまま指示効率とし、点火時期計算部１６において指示効率を点火時期指令値（ＳＡ）に変換する。
【００４６】
以上説明した構成を採ることで、本実施の形態の制御装置には次に説明するような利点がある。
【００４７】
図４には、要求トルクの成分に補償トルクが含まれている場合における各トルク間の関係、すなわち、制御装置に入力された要求トルクと、遅延処理された要求トルク（応答遅れを考慮した要求トルク）と、制御装置内で計算される目標ＭＢＴトルク及び推定ＭＢＴトルクと、内燃機関から出力される出力トルクとの関係が示されている。この場合には遅延処理された要求トルクを用いてトルク効率が計算されるので、そのトルク効率に基づき計算される点火時期の遅角量によれば、出力トルクは遅延処理された要求トルクに一致するように制御されることになる。これにより、補償トルクが反映された出力トルクと車両の揺れとの間で位相のずれが生じることは防止され、補償トルクによる制振効果は担保される。
【００４８】
また、要求効率の値が１の場合にも、遅延処理された要求トルクを用いてトルク効率が計算される。この場合、遅延処理された要求トルクは推定ＭＢＴトルクと一致することから、要求トルクが変化している過渡状態であってもトルク効率の値は１に保たれる。これにより、ＭＢＴでの運転が求められているにも関わらず点火時期が自動的に遅角されてしまうことは防止される。この場合、図９に示す従来の制御結果と同様、出力トルクと要求トルクとの間には前記の応答遅れ時間の分だけの位相のずれが生じることになる。このため、要求トルクの成分に補償トルクが含まれているのであれば、補償トルクが反映された出力トルクと車両の揺れとの間で位相のずれが生じることも防止される。つまり、ＭＢＴでの運転が可能となると同時に補償トルクによる制振効果も担保される。
【００４９】
一方、要求効率の値が１でなく、且つ、要求トルクの成分に補償トルクが含まれていない場合には、オリジナルの要求トルクを用いて計算されたトルク効率を指示効率として点火時期の遅角量が決定される。この場合は、図１１に示す従来の制御結果と同様、内燃機関から出力されるトルクを要求通りに制御することが可能となる。つまり、要求トルクが周期的に変化している状況ならば、出力トルクもその周期に合わせて要求トルクと同位相で変化させることができる。
【００５０】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について図５乃至図７の各図を参照して説明する。
【００５１】
図５は、本発明の実施の形態３としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、本実施の形態の制御装置は、内燃機関の制御量の要求値として２種類の要求トルク、すなわち、将来要求トルクと直近要求トルクとを用いる。将来要求トルクはスロットルの操作によって達成させるトルク（スロットル分担トルク）であり、その主成分はドライバ要求トルクである。直近要求トルクは点火時期の操作によって達成させるトルク（点火時期分担トルク）であり、将来要求トルクに比較して緊急性或いは優先度が高いトルクである。将来要求トルクは常時用いられる基本の要求トルクであるのに対し、直近要求トルクは必要が生じた場合のみ用いられる臨時の要求トルクである。将来要求トルクはスロットル開度計算部４６に入力されてスロットルへの開度指令値に変換される。直近要求トルクは点火時期計算部４８に入力されて点火装置への遅角量指令値に変換される。
【００５２】
ここで、車両の揺れを抑制するためのバネ上制振制御が実施される場合、制振用の補償トルクをどのように要求トルクに加算するかが重要となる。図６は、将来要求トルクに補償トルクを加算した場合に生じる問題について示している。直近要求トルクが存在しない状況では、将来要求トルクに補償トルクを加算することによって補償トルクを出力トルクに反映させることができる。ところが、直近要求トルクが存在する状況では、将来要求トルクよりも直近要求トルクの方が優先されるために、出力トルクには直近要求トルクが反映されて補償トルクは反映されなくなってしまう。このようになると、補償トルクによる制振効果は得られなくなってドライバビリティが悪化することになる。
【００５３】
このため、本実施の形態の制御装置は、補償トルクの加算先を切り替える切替スイッチ４０を備えている。切替スイッチ４０は、将来要求トルクと直近要求トルクの何れか一方を補償トルクの出力先として選択する。ただし、選択のデフォルトは将来要求トルクであり、切替判定部４２から切替スイッチ４０に切替信号が入力された場合のみ、出力先の切り替えが行われる。
【００５４】
切替判定部４２は、直近要求トルクが存在する場合のみ切替スイッチ４０に切替信号を出力する。したがって、本実施の形態の制御装置によれば、直近要求トルクが存在しない場合には、補償トルクは将来要求トルクに加算されるが、直近要求トルクが存在する場合には、補償トルクは将来要求トルクではなく直近要求トルクに加算されることになる。
【００５５】
また、本実施の形態の制御装置は、補償トルク遅延処理部４４を備えている。補償トルク遅延処理部４４は、切替スイッチ４０の直近要求トルク側の出力端子に接続されている。補償トルク遅延処理部４４は、切替スイッチ４０から入力された補償トルクに対して遅延処理を行う。その遅延処理では、将来要求トルクの変化に対する筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ、補償トルクの信号が遅らされる。応答遅れ時間には、スロットルのディレイ制御で設定された遅延時間、開度指令信号に対してスロットルが動作するまでの遅れ時間、スロットルの動作に対して筒内空気が変化するまでの遅れ時間、及び、制御装置内の演算処理時間が含まれる。直近要求トルクにはこの遅延された補償トルクが加算されることになる。
【００５６】
以上説明した構成を採ることで、本実施の形態の制御装置には次に説明するような利点がある。
【００５７】
図７には、補償トルクが存在する場合における各トルク間の関係、すなわち、将来要求トルクと直近要求トルクと内燃機関から出力される出力トルクとの関係が示されている。優先度或いは緊急度がより高い直近要求トルクが存在する場合には、補償トルクは将来要求トルクではなく直近要求トルクに加算される。そして、直近要求トルクが存在しない場合のみ、補償トルクの将来要求トルクへの加算が行われる。これにより、図７に示す出力トルクの波形からも分かるように、補償トルクは出力トルクに確実に反映されることになる。しかも、直近要求トルクに補償トルクが加算される場合には、将来要求トルクの変化に対する筒内空気量の応答遅れ時間の分だけ補償トルクは遅延せしめられる。このため、直近要求トルクの有無によって補償トルクと出力トルクとの間の位相差が変わることはなく、補償トルクによる制振効果は担保される。
【符号の説明】
【００５８】
２  目標ＭＢＴトルク計算部
４  筒内空気量計算部
６  スロットル開度計算部
８  推定ＭＢＴトルク計算部
１０  トルク効率計算部
１２  切替スイッチ
１４  要求効率使用判定部
１６  点火時期計算部
１８  要求トルク遅延処理部
２０  切替スイッチ
２２  遅延要求トルク使用判定部
４０  切替スイッチ
４２  切替判定部
４４  補償トルク遅延処理部
４６  スロットル開度計算部
４８  点火時期計算部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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