(57)【要約】【課題】気筒毎のエンジントルクである気筒別エンジントルクの推定精度を向上できるエンジントルクの推定制御装置を提供する。【解決手段】本発明のエンジントルクの推定制御装置は、複数の気筒を備えた火花点火型の内燃機関に適用され、複数の気筒のうちの第１の気筒Ｎｃｙ１の気筒別エンジントルクＴｅを推定する前に（Ｓ４）、第１の気筒Ｎｃｙ１の燃焼行程の直前に燃焼行程が到来する第２の気筒Ｎｃｙ２について点火時期を進角させる（Ｓ２）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を備えた火花点火型の内燃機関に適用され、前記気筒毎のエンジントルクである気筒別エンジントルクを推定するエンジントルクの推定制御装置において、
前記内燃機関の点火時期を前記気筒毎に設定する点火時期設定手段と、
前記複数の気筒のうちの第１の気筒の前記気筒別エンジントルクを推定する前に、前記第１の気筒の燃焼行程の直前に燃焼行程が到来する第２の気筒について点火時期が進角するように前記点火時期設定手段を制御する点火時期変更手段と、
を備えることを特徴とするエンジントルク推定制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒を備えた火花点火型の内燃機関に適用されるエンジントルクの推定制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジントルクの推定制御装置として、内燃機関及びモータ・ジェネレータを含むハイブリッド車両に適用され、モータ・ジェネレータによってトルク反力を検出するとともに、そのトルク反力の検出結果と気筒判別手段によって判別された燃焼行程実行中の気筒の判別結果と照らし合わせることにより気筒別エンジントルクを推定して燃焼状態を判定するものが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４３４５８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１２２５３号公報
【特許文献３】特開２００７−１８７０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置は気筒別エンジントルクをモータ・ジェネレータが負担するトルク反力によって推定するが、推定対象となる気筒の気筒別エンジントルクはその直前に燃焼した気筒の影響を受けるので、気筒別エンジントルクの推定精度が悪化する。
【０００５】
そこで、本発明は、気筒別エンジントルクの推定精度を向上できるエンジントルクの推定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】
【０００６】
本発明のエンジントルクの推定制御装置は、複数の気筒を備えた火花点火型の内燃機関に適用され、前記気筒毎のエンジントルクである気筒別エンジントルクを推定するエンジントルクの推定制御装置において、前記内燃機関の点火時期を前記気筒毎に設定する点火時期設定手段と、前記複数の気筒のうちの第１の気筒の前記気筒別エンジントルクを推定する前に、前記第１の気筒の燃焼行程の直前に燃焼行程が到来する第２の気筒について点火時期が進角するように前記点火時期設定手段を制御する点火時期変更手段と、を備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の推定制御装置によれば、第１の気筒の気筒別エンジントルクを推定する前に、第１の気筒の燃焼行程の直前に燃焼行程が到来する第２の気筒の点火時期が進角される。そのため、第２の気筒の燃焼を早期に終了させることができるので、第１の気筒の気筒別エンジントルクの推定時に第２の気筒の燃焼の影響を小さくできる。これにより、気筒別エンジントルクの推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一形態に係るエンジントルクの推定制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成を示した図。
【図２】制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図３】制御結果の一例を示した説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に示すように、車両１は複数の動力源を組み合わせたハイブリッド車両として構成されている。車両１は、内燃機関３と、２つのモータ・ジェネレータ４、５とを走行用の動力源として備えている。内燃機関３は一方向に並ぶ４つの気筒２を備えた直列４気筒の火花点火型の内燃機関として構成されている。内燃機関３には気筒２毎に点火プラグ６が一つずつ設けられている。図示のように＃１〜＃４の気筒番号を付与した場合、内燃機関３の点火順序は、＃１、＃３、＃４、＃２に設定されている。
【００１０】
内燃機関３と第１モータ・ジェネレータ４とは動力分割機構７に連結されている。第１モータ・ジェネレータ４はステータ４ａとロータ４ｂとを有する。ステータ４ａはケース１０に固定されている。第１モータ・ジェネレータ４は動力分割機構７にて分配された内燃機関３の動力を受けて発電する発電機として機能するとともに、交流電力にて駆動される電動機としても機能する。同様に、第２モータ・ジェネレータ５はケース１０に固定されたステータ５ａとロータ５ｂとを有し、電動機及び発電機としてそれぞれ機能する。
【００１１】
動力分割機構７はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されている。動力分割機構７は、外歯歯車のサンギアＳと、サンギアＳと同軸に配置された内歯歯車のリングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオンＰを自転及び公転可能に保持するプラネタリキャリアＣとを有している。内燃機関３が出力するエンジントルクは動力分割機構７のプラネタリキャリアＣに不図示のトーショナルダンパを介して伝達される。第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ｂは動力分割機構７のサンギアＳに連結されている。動力分割機構７からリングギアＲを介して出力されたトルクは出力ギア１５に伝達される。出力ギア１５から出力されたトルクは各種の伝達機構を介して不図示の駆動輪に伝達される。
【００１２】
車両１の各部の制御はコンピュータとして構成された電子制御装置（ＥＣＵ）２０にて制御される。ＥＣＵ２０は内燃機関３及び各モータ・ジェネレータ４、５等に対して各種の制御を行う。ＥＣＵ２０には車両１の各種の情報が入力される。例えば、ＥＣＵ２０には、第１モータ・ジェネレータ４の回転角度に応じた信号を出力する第１レゾルバ２１の出力信号、第２モータ・ジェネレータ５の回転角度に応じた信号を出力する第２レゾルバ２２の出力信号、アクセルペダル１６の踏み込み量に対応する信号を出力するアクセル開度センサ２３の出力信号、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ２５の出力信号、内燃機関３のクランク角に対応する信号を出力するクランク角センサ２６の出力信号、及び不図示のカムのカム角に対応する信号を出力するカム角センサ２７の出力信号がそれぞれ入力される。
【００１３】
ＥＣＵ２０は、アクセル開度センサ２３の出力信号と車速センサ２５の出力信号とを参照して運転者が要求する要求駆動力を計算し、その要求駆動力に対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両１を制御する。また、ＥＣＵ２０は、内燃機関３の各気筒２の点火時期を気筒毎に設定し本発明に係る点火時期設定手段として機能する。さらに、ＥＣＵ２０は、例えば内燃機関３の失火を気筒２毎に判定する際に利用する気筒毎のエンジントルク（気筒別エンジントルク）を推定するエンジントルクの推定制御装置としての機能を有する。
【００１４】
エンジントルクの推定制御装置として機能させるため、ＥＣＵ２０は図２の制御ルーチンを実行する。図２の制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ２０に記憶されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。
【００１５】
ステップＳ１において、ＥＣＵ２０は気筒別エンジントルクの算出対象となる気筒Ｎｃｙｌ１を特定する。次に、ステップＳ２において、ＥＣＵ２０は気筒Ｎｃｙ１の直前に燃焼行程が到来する気筒Ｎｃｙ２の点火時期を算出する。内燃機関３の基礎となる基礎点火時期はＢＴＤＣ１２°ＣＡにＥＣＵ２０にて気筒毎に設定されている。ここでは、気筒Ｎｃｙ２の点火時期として、基礎点火時期よりも早めた点火時期、すなわち進角させた点火時期を算出する。この進角量は一定でもよいし、内燃機関３の運転状態に応じて変化させてもよい。本形態の内燃機関３は、その点火順序が＃１、＃３、＃４、＃２であるので、気筒Ｎｃｙ１が＃１気筒であれば、気筒Ｎｃｙ２は＃２気筒に、気筒Ｎｃｙ１が＃２気筒であれば、気筒Ｎｃｙ２は＃４気筒に、気筒Ｎｃｙ１が＃３気筒であれば、気筒Ｎｃｙ２は＃１気筒に、気筒Ｎｃｙ１が＃４気筒であれば、気筒Ｎｃｙ２は＃３気筒に、それぞれ相当する。
【００１６】
ステップＳ３において、ＥＣＵ２０は気筒Ｎｃｙ１の燃焼期間が終了したか否かを、カム角センサ２７の出力信号に基づいて気筒判別を実施しつつ、クランク角センサ２６の出力信号に基づいて判定する。気筒Ｎｃｙ１の燃焼期間が終了した場合はステップＳ４に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。
【００１７】
ステップＳ４において、ＥＣＵ２０は気筒Ｎｃｙ１の燃焼期間のエンジントルク（気筒別エンジントルク）Ｔｅを推定する。気筒別エンジントルクＴｅは、図２のルーチンと並行して実行される不図示の算出ルーチンの実行結果に基づいて推定される。なお、この算出ルーチンでは、第１モータ・ジェネレータ４のトルク反力に基づいて、例えば次式１に基づいてエンジントルクＴｅを算出する。
【００１８】
Ｔｅ＝Ｉｅ＊ｄωｅ＋（１＋ρ）／ρ＊（Ｉｇ＊ｄωｇ−Ｔｇ）  ………１
【００１９】
ここで、Ｉｅは内燃機関３の慣性モーメント、ｄωｅは内燃機関３の角加速度、Ｉｇは第１モータ・ジェネレータ４の慣性モーメント、ｄωｇは第１モータ・ジェネレータ４の角加速度、Ｔｇは第１モータ・ジェネレータ４のトルク反力、ρは動力分割機構６のプラネタリギア比である。
【００２０】
式１のうち、慣性モーメントＩｅ、Ｉｇ、プラネタリギア比ρはそれぞれ既知の物理量の定数である。残りのパラメータはＥＣＵ２０にて計算される。内燃機関３の角加速度ｄωｅはクランク角センサ２６の出力信号に基づいて、第１モータ・ジェネレータ４の角加速度ｄωｇは第１レゾルバ２１の出力信号に基づいてそれぞれＥＣＵ２０にて計算される。トルク反力Ｔｇは第１モータ・ジェネレータ４の制御パラメータとしてＥＣＵ２０にて常時把握されているので、ＥＣＵ２０が把握するトルク反力Ｔｇの値が用いられる。
【００２１】
ステップＳ５において、ＥＣＵ２０は、所定の記憶領域に用意された変数である気筒Ｎｃｙ１の気筒別エンジントルクＴｃｙ１にステップＳ４で取得した気筒別エンジントルクＴｅの値を代入して、今回のルーチンを終了する。気筒別エンジントルクＴｃｙ１は上述したように失火判定等の気筒毎の燃焼状態の判定や気筒毎のリーンリミットの制御に利用される。ＥＣＵ２０は図２の制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る点火時期変更手段として機能する。
【００２２】
図２の制御ルーチンの実施により、図３に示すように気筒別エンジントルクの算出時に直前に燃焼する気筒の影響を低減できる。図３に示すように、気筒別エンジントルクの算出対象の＃１気筒の直前に燃焼する＃２気筒の点火時期を進角させた場合の波形を実線で、＃２気筒の点火時期を進角させない場合の波形を一点鎖線でそれぞれ示すと、気筒別エンジントルクの算出区間Ａにおいて、＃２気筒の点火時期を進角させた場合の実線の波形は＃１気筒の理想的な気筒別エンジントルクと概ね一致する。これに対して、＃２気筒の点火時期を進角させない一点鎖線の波形は理想的な破線の波形よりも高トルク側にずれている。したがって、気筒別エンジントルクの算出区間Ａにおいて、ハッチングで示した部位が＃２気筒による燃焼影響部位となる。
【００２３】
このように、気筒別エンジントルクを推定する＃１気筒の直前に燃焼する＃２気筒の燃焼影響部位を、＃２気筒の点火時期を進角させることにより低減ないし解消できるので、＃１気筒の気筒別エンジントルクの推定精度が向上する。なお、＃２気筒、＃３気筒及び＃４気筒についても、図２の制御ルーチンによって各気筒別エンジントルクが推定されるので、これらの気筒の気筒別エンジントルクの推定精度も同様に向上する。図２の制御ルーチンの実施によって若干のエンジントルクの変動が生じるが、この変動は各モータ・ジェネレータ４、５に対するトルク制御によって打ち消すことが望ましい。
【００２４】
本発明は上記の各形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。本発明のエンジントルクの推定制御装置の適用対象としては、図１に示した形態のハイブリッド車両に限らない。例えば、一つのモータ・ジェネレータが内燃機関に直結された形態のハイブリッド車両に対しても本発明を適用できる。また、ハイブリッド車両に限らず、内燃機関のみを走行用駆動源とするコンベンショナル車両にも適用可能である。この場合は、エンジントルクを検出する手段としてモータの代りにトルクセンサ等の検出手段を設け、この検出手段を利用してエンジントルクを検出すればよい。
【００２５】
上記の各形態は、失火判定区間内の燃焼時エンジントルクの平均値である気筒別エンジントルクを算出し、気筒別エンジントルクと失火判定トルクとを比較することによって失火を判定しているが、この失火の判定方法は失火判定区間内の燃焼時エンジントルクを評価して失火を判定する一例にすぎない。例えば、失火判定区間内の燃焼時エンジントルクの最小値と最大値との差分を求め、その差分と判定値とを比較することによって失火を判定することも可能である。
【００２６】
上述した燃焼影響部位は気筒数が増加するほど大きくなる傾向があるが、複数の気筒を持つ内燃機関であれば本発明の適用対象となる内燃機関の気筒数に制限はない。したがって、４気筒以外の複数個の気筒を備えた内燃機関に対して本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２７】
３  内燃機関
２０  ＥＣＵ（点火時期設定手段、点火時期変更手段）
【図１】
2015229950.tif 000003
【図２】
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【図３】
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