(57)【要約】【課題】専用センサが無くても、エンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)を推定可能なエンジン負荷推定装置及びエンジン負荷推定方法を提供する。【解決手段】ピストン３２の上死点位置を変更可能なアクチュエータ５１を備えるエンジン１０の負荷を推定するエンジン負荷推定装置であって、エンジン運転中にアクチュエータ５１を駆動してピストン３２の上死点位置を変更するときに、そのアクチュエータ５１の駆動出力を検出するアクチュエータ出力検出手段(ステップＳ２０４，Ｓ２０８)と、検出したアクチュエータの駆動出力に基づいてエンジン負荷を推定するエンジン負荷推定手段(ステップＳ５)と、を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの上死点位置を変更可能なアクチュエータを備えるエンジンの負荷を推定するエンジン負荷推定装置であって、
エンジン運転中に前記アクチュエータを駆動してピストンの上死点位置を変更するときに、そのアクチュエータの駆動出力を検出するアクチュエータ出力検出手段と、
検出したアクチュエータの駆動出力に基づいてエンジン負荷を推定するエンジン負荷推定手段と、
を有することを特徴とするエンジン負荷推定装置。
【請求項２】
前記アクチュエータの実際の作動状態を検出するアクチュエータ作動状態検出手段をさらに有し、
前記エンジン負荷推定手段は、検出したアクチュエータの駆動出力とアクチュエータの実際の作動状態とに基づいてエンジン負荷を推定する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項３】
前記アクチュエータ作動状態検出手段は、前記アクチュエータが実際の作動を開始又は終了したことを検出し、
前記エンジン負荷推定手段は、アクチュエータが作動を開始又は終了したときの駆動出力に基づいてエンジン負荷を推定する、
ことを特徴とする請求項２に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項４】
前記エンジン負荷推定手段は、前記アクチュエータの駆動出力に筒内圧分割率を乗じてエンジン負荷を推定する、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項５】
前記エンジンは、
ピストンに連結される第１リンクと、
クランクシャフトのクランクピンに装着され、前記第１リンクに連結する第２リンクと、
前記第２リンクに連結され、第２リンクの動作を規制して機械圧縮比を調整可能な第３リンクと、
を備える複リンク式可変圧縮比エンジンであって、
前記アクチュエータは、前記第３リンクの揺動中心を調整してピストン上死点位置を変更し、
前記筒内圧分割率は、筒内圧によるピストン押し下げ力によって生じるクランクシャフト回転トルクと、筒内圧によるピストン押し下げ力によって前記第３リンクの揺動中心を移動させようとするトルクと、の比である、
ことを特徴とする請求項４に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項６】
前記アクチュエータ作動状態検出手段は、前記アクチュエータが実際の作動を開始又は終了したことを検出し、
前記エンジン負荷推定手段は、前記アクチュエータが実際の作動を開始又は終了したときの駆動出力に基づいて、その時点ごとのエンジン瞬時トルクを推定する、
ことを特徴とする請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項７】
前記エンジン負荷推定手段は、所定期間中に推定した前記エンジン瞬時トルクをその期間で積分し、その積分値をその期間で除算して、その所定期間中のエンジン平均トルクを推定する、
ことを特徴とする請求項６に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項８】
前記エンジン負荷推定手段は、所定期間中に推定した前記エンジン瞬時トルクの変動パターンを、あらかじめ設定されているモデルパターンと比較して、最もマッチするモデルパターンのエンジン平均トルクを、その所定期間中のエンジン平均トルクとして推定する、
ことを特徴とする請求項６に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項９】
前記アクチュエータ出力検出手段は、ピストン上死点位置を上方に移動させるときに、アクチュエータの駆動出力を検出する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータ出力検出手段は、ピストン上死点位置を上方に移動させるときに、アクチュエータの駆動出力を徐々に大きくする、
ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載のエンジン負荷推定装置。
【請求項１１】
ピストンの上死点位置を変更可能なアクチュエータを備えるエンジンの負荷を推定するエンジン負荷推定方法であって、
エンジン運転中に前記アクチュエータを駆動してピストンの上死点位置を変更するときに、そのアクチュエータの駆動出力を検出するアクチュエータ出力検出工程と、
検出したアクチュエータの駆動出力に基づいてエンジン負荷を推定するエンジン負荷推定工程と、
を有することを特徴とするエンジン負荷推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ピストンの上死点位置を変更可能なアクチュエータを備えるエンジンの負荷を推定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの負荷を検出するには、筒内圧センサを使用している(特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００６−９７６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、筒内圧センサを使用するには、燃焼室内に筒内圧センサを設置するスペースが必要になるので、燃焼効率の最適な燃焼室形状にすることができなかった。また筒内圧センサのコストもかかる。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、専用センサが無くても、エンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)を推定可能なエンジン負荷推定装置及びエンジン負荷推定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】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、ピストン(３２)の上死点位置を変更可能なアクチュエータ(５１)を備えるエンジン(１０)の負荷を推定するエンジン負荷推定装置であって、エンジン運転中に前記アクチュエータ(５１)を駆動してピストン(３２)の上死点位置を変更するときに、そのアクチュエータ(５１)の駆動出力を検出するアクチュエータ出力検出手段(ステップＳ２０４，Ｓ２０８)と、検出したアクチュエータの駆動出力に基づいてエンジン負荷を推定するエンジン負荷推定手段(ステップＳ５)と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、エンジン運転中にピストンの上死点位置を変更するために駆動したアクチュエータの駆動出力に基づいてエンジン負荷を推定するようにしたので、専用センサが無くても、エンジン負荷を推定できるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明によるエンジン負荷推定装置を使用する可変圧縮比エンジンを示す図である。
【０００９】
まず最初に本発明によるエンジン負荷推定装置を使用するエンジンについて説明する。このエンジンは、ピストンとクランクシャフトとを２つのリンクで連結する複リンク機構による可変圧縮比エンジン(以下「複リンク式可変圧縮比エンジン」という)である。
【００１０】
複リンク式可変圧縮比エンジン１０は、ピストン３２とクランクシャフト３３とを２つのリンク(アッパリンク(第１リンク)１１、ロアリンク(第２リンク)１２)で連結するとともに、コントロールリンク(第３リンク)１３でロアリンク１２を制御して機械圧縮比を変更する。
【００１１】
アッパリンク１１は、上端をピストンピン２１を介してピストン３２に連結し、下端を連結ピン２２を介してロアリンク１２の一端に連結する。ピストン３２は、燃焼圧(筒内圧)を受け、シリンダブロック３１のシリンダ３１ａ内を往復動する。
【００１２】
ロアリンク１２は、一端を連結ピン２２を介してアッパリンク１１に連結し、他端を連結ピン２３を介してコントロールリンク１３に連結する。また、ロアリンク１２は、ほぼ中央の連結孔に、クランクシャフト３３のクランクピン３３ｂを挿入し、クランクピン３３ｂを中心軸として揺動する。ロアリンク１２は左右の２部材に分割である。クランクシャフト３３は、複数のジャーナル３３ａとクランクピン３３ｂとを備える。ジャーナル３３ａは、シリンダブロック３１及びラダーフレーム３４によって回転自在に支持される。クランクピン３３ｂは、ジャーナル３３ａから所定量偏心しており、ここにロアリンク１２が揺動自在に連結する。
【００１３】
コントロールリンク１３は、連結ピン２３を介してロアリンク１２に連結する。またコントロールリンク１３は、他端を連結ピン２４を介してコントロールシャフト２５に連結する。コントロールリンク１３は、この連結ピン２４を中心として揺動する。またコントロールシャフト２５にはギヤが形成されており、そのギヤが電動機(アクチュエータ)５１の回転軸５２に設けられたウォームギヤ５３に噛合する。電動機５１によってコントロールシャフト２５が回転させられ、連結ピン２４が移動する。
【００１４】
エンジン１０の吸気通路６０には、スロットルバルブ６１と、燃料噴射弁６２とが設けられる。スロットルバルブ６１は開度に応じて新気量を調整する。燃料噴射弁６２は燃料を噴射する。
【００１５】
エンジン１０の排気通路７０には、空燃比センサ７１が設けられる。空燃比センサ７１は排ガスの空燃比を検出する。
【００１６】
図２は、コントローラの制御にかかる機能をブロック図として表したものである。
【００１７】
コントローラ９０は、エンジン負荷推定部９１と、エンジン制御部９２と、圧縮比制御部９３と、を有する。
【００１８】
エンジン負荷推定部９１は、電動機の回転角のセンサ信号、電動機の出力トルク信号、エンジンのクランク角のセンサ信号に基づいてエンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)を推定する。
【００１９】
エンジン制御部９２は、エンジン負荷信号、スロットルセンサ信号、ノックセンサ信号、水温センサ信号、空燃比センサ信号、電動機の回転角センサ信号、電動機の出力トルク信号、エンジンのクランク角センサ信号に基づいてスロットル制御信号、点火時期制御信号、空燃比制御信号を出力する。また目標圧縮比tCR及び実圧縮比rCRを算出する。なお複リンク式可変圧縮比エンジン１０は、リンク位置によって機械的に圧縮比が定まるので電動機の回転角センサ信号に基づいて実圧縮比rCRを算出可能である。またエンジン制御部９２は、たとえばエンジントルクが大きく急発進等の可能性があるときには、燃料噴射量を減じて空燃比を調整したり、スロット開度を絞ったり、点火時期をリタードして、出力を押さえる。さらにエンジン制御部９２は、たとえば筒内圧が高くノッキングの可能性があるときには、目標圧縮比を低下させる。
【００２０】
圧縮比制御部９３は、エンジントルク、目標圧縮比tCR、実圧縮比rCRに基づいて電動機の出力トルク制御信号を出力し電動機５１を回転駆動してコントロールシャフト２５を回転させて圧縮比を変更する。
【００２１】
コントローラ９０は中央演算装置(ＣＰＵ)、読み出し専用メモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)及び入出力インタフェース(Ｉ／Ｏインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ９０を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００２２】
図３は、複リンク式可変圧縮比エンジンによる圧縮比変更方法を説明する図である。
【００２３】
複リンク式可変圧縮比エンジンは、コントロールシャフト２５を回転して連結ピン２４の位置を変更することで、機械圧縮比を変更できる。例えば図３(Ａ)、図３(Ｃ)に示すように連結ピン２４を位置Ａにすれば、上死点位置(ＴＤＣ)が高くなり高圧縮比になる。
【００２４】
そして図３(Ｂ)、図３(Ｃ)に示すように、連結ピン２４を位置Ｂにすれば、コントロールリンク１３が上方へ押し上げられ、連結ピン２３の位置が上がる。これによりロアリンク１２はクランクピン３３ｂを中心として反時計方向に回転し、連結ピン２２が下がり、ピストン上死点(ＴＤＣ)におけるピストン３２の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。
【００２５】
ところで本件発明者らは、電動機によるコントロールシャフト駆動力に着目すれば、エンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)を検出する専用センサが無くても、エンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)を推定できる、ということを見いだし本発明を完成するに至ったのである。
【００２６】
この点について図４を参照して説明する。なお図４は本発明のポイントを説明する図である。
【００２７】
図中の太実線は電動機によるコントロールシャフト駆動トルク(以下「電動機トルク」という)である。図中の細実線は筒内圧によるピストン押し下げ力がコントロールシャフトに伝達したときの換算トルクである。なお以下ではこのトルクを筒内圧トルクという。また本実施形態では、直列４気筒エンジンを想定している。そのため１サイクル(クランク回転角度720deg)中に、180degごとに計４回点火され、それによって筒内圧トルクが急増している。
【００２８】
電動機トルク(太実線)が筒内圧トルク(細実線)よりも大きければ、電動機トルクが筒内圧トルクに抗してコントロールシャフトを回転駆動する。しかしながら、電動機トルク(太実線)が筒内圧トルク(細実線)よりも小さければ、電動機トルクが筒内圧トルクに負けてしまってコントロールシャフトを回転駆動できない。なおこの場合であっても、ウォームギヤ５３があるので、筒内圧トルクによって電動機が逆回転してしまうことはない。このときは電動機は停止状態になる。したがって、電動機が回転を開始した瞬間及び停止した瞬間が、電動機トルクが筒内圧トルクに等しい瞬間である。
これらの電動機の実際の作動状態は、上記電動機回転角センサ信号に基づいて検出される(アクチュエータ作動状態検出手段)。
【００２９】
図５は、筒内圧分割率αについての説明図である。
【００３０】
筒内圧によるピストン押し下げ力Ｆｐによってクランクシャフト３３には回転トルク(エンジン出力トルク)Ｔ１が発生する。この回転トルクＴ１は係数Ｋ１とピストン押し下げ力Ｆｐとの積で表される。すなわち次式(1)で表される。
【００３１】
【数１】
2008223669.tif 000003
【００３２】
また筒内圧によるピストン押し下げ力Ｆｐによってコントロールシャフト２５には筒内圧トルクＴ２が発生する。この回転トルクＴ２は係数Ｋ２とピストン押し下げ力Ｆｐとの積で表される。すなわち次式(2)で表される。
【００３３】
【数２】
2008223669.tif 000004
【００３４】
したがって回転トルクＴ１と筒内圧トルクＴ２との間には次式(3)の関係がある。
【００３５】
【数３】
2008223669.tif 000005
【００３６】
このαを筒内圧分割率と称する。この筒内圧分割率αは後述のようにクランク角及び圧縮比によって変動する。したがってあらかじめ実験を通じて特性マップを設定しておき、このマップに基づいて筒内圧分割率αを決定すればよい。
【００３７】
また電動機トルクは、トルク係数ＫTに電流値を積算して求めることができる。
【００３８】
したがって以上より、電動機に一瞬停止し得るような(小さめの)電動機トルクを出力させて、電動機が停止した瞬間の電動機トルクに基づいてエンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)を推定できるのである。
【００３９】
また上述の方法によれば、エンジンの瞬時トルクが分かるが、あらかじめ電動機トルク(電動機出力)と、電動機が停止するタイミング(クランク角度や時間など)又は／及び動き始めのタイミング(クランク角度や時間など)の関係を、エンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)に関連づけて記憶させておき、実際の値を照合することでエンジンの平均トルクを推定することができる。さらに、電動機トルクを変化させて、変化したトルクごとに電動機停止クランク角度を検出し、それらに基づいてエンジン出力の変動パターンを推定すれば、エンジンの平均トルクをより高い精度で推定することが可能である。
【００４０】
なお図１の複リンク式可変圧縮比エンジンは、図３で説明したように、圧縮比を高圧縮比化するときは、ピストン位置を上げる。したがって電動機はピストン押し下げ力Ｆｐに抗してコントロールシャフト２５を回転駆動する。すなわちピストン位置は、電動機トルクのみによって、調整される。しかしながら、圧縮比を低圧縮比化するときは、ピストン位置を下げるので、電動機のコントロールシャフト２５を回転駆動する力に、ピストン押し下げ力Ｆｐも加わっている可能性があり、ピストン位置を調整するのに本来必要なトルクよりも小さな電動機トルクでピストン位置が調整される可能性がある。そこで本実施形態では、圧縮比を高圧縮比化するときに停止した瞬間の電動機トルクに基づいてエンジン負荷(エンジンの出力トルク、筒内圧)を推定するようにした。
【００４１】
以下ではフローチャートを参照し、コントローラ９０の具体的な制御ロジックについてさらに詳しく説明する。
【００４２】
図６は、エンジン負荷推定装置の第１実施形態におけるコントローラの制御内容を説明するメインフローチャートである。なおコントローラはこの処理を微少時間(例えば１０ミリ秒)サイクルで繰り返し実行する。
【００４３】
ステップＳ１においてコントローラ９０は、圧縮比を高くする制御であるか否かを判定する。具体的には、目標圧縮比tCRが実圧縮比rCRよりも大きければ、圧縮比を高くする制御である、と判定する。圧縮比を高くする制御であればステップＳ２へ処理を移行し、そうでなければ一旦処理を抜ける。
【００４４】
ステップＳ２においてコントローラ９０は、電動機５１の出力トルクを検出したか否かを判定する。具体的な内容は後述する。
【００４５】
ステップＳ３においてコントローラ９０は、電動機５１の出力トルクを検出するまでは一旦処理を抜け、検出したらステップＳ４へ処理を移行する。
【００４６】
ステップＳ４においてコントローラ９０は、電動機出力トルク検出フラグflgにゼロをセットする。
【００４７】
ステップＳ５においてコントローラ９０は、エンジンのトルクを演算する。
【００４８】
図７は、電動機出力トルク検出判定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００４９】
ステップＳ２０１においてコントローラ９０は、電動機回転角センサの信号に基づいて電動機５１の回転速度Ｎｍを読み込む。
【００５０】
ステップＳ２０２においてコントローラ９０は、電動機状態フラグに基づいて前回電動機は停止していたか否かを判定する。前回停止していたときはステップＳ２０３へ処理を移行し、そうでなければステップＳ２０７へ処理を移行する。
【００５１】
ステップＳ２０３においてコントローラ９０は、今回電動機は回転したか否かを判定する。具体的には、電動機５１の回転速度Ｎｍが回転判定値Ｎｍｒよりも大きければ回転したと判定する。回転するまでは一旦処理を抜け、回転したらステップＳ２０４へ処理を移行する。
【００５２】
ステップＳ２０４においてコントローラ９０は、電動機５１の出力トルクＴｍを演算する。具体的には上述のように、トルク係数ＫTに電流値を積算して求めることができる。
【００５３】
ステップＳ２０５においてコントローラ９０は、電動機出力トルク検出フラグflgに１をセットする。
【００５４】
ステップＳ２０６においてコントローラ９０は、電動機状態フラグfmに１をセットする。
【００５５】
ステップＳ２０７においてコントローラ９０は、今回電動機は停止したか否かを判定する。具体的には、電動機５１の回転速度Ｎｍが停止判定値Ｎｍｓよりも小さければ停止したと判定する。停止するまでは一旦処理を抜け、停止したらステップＳ２０８へ処理を移行する。
【００５６】
ステップＳ２０８においてコントローラ９０は、電動機５１の出力トルクＴｍを演算する。具体的には上述のように、トルク係数ＫTに電流値を積算して求めることができる。
【００５７】
ステップＳ２０９においてコントローラ９０は、電動機出力トルク検出フラグflgに１をセットする。
【００５８】
ステップＳ２１０においてコントローラ９０は、電動機状態フラグfmにゼロをセットする。
【００５９】
図８は、エンジントルク演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００６０】
ステップＳ５１においてコントローラ９０は、クランク角センサ信号に基づいてクランク角ＣＡを読み込む。
【００６１】
ステップＳ５２においてコントローラ９０は、あらかじめ実験を通じて設定されＲＯＭに格納された、たとえば図９に示す特性のマップに基づいて筒内圧分割率αを求める。
【００６２】
ステップＳ５３においてコントローラ９０は、筒内圧分割率αと電動機出力トルクＴｍとを積算してエンジン瞬時トルクiTeを求める。
【００６３】
ステップＳ５４においてコントローラ９０は、クランク角ＣＡごとにエンジン瞬時トルクiTeをメモリ保存する。
【００６４】
ステップＳ５５においてコントローラ９０は、メモリ保存したデータ数Ｎdataをカウントアップする。
【００６５】
ステップＳ５６においてコントローラ９０は、カウントアップしたデータ数Ｎdataが基準値Ｎdata0を超えたか否かを判定する。超えるまでは一旦処理を抜け、超えたらステップＳ５７へ処理を移行する。
【００６６】
ステップＳ５７においてコントローラ９０は、データ数Ｎdataをリセットする。
【００６７】
ステップＳ５８においてコントローラ９０は、メモリ保存したクランク角ＣＡごとのエンジン瞬時トルクiTeに基づいてトルク変動パターンiTe(CA)を求める。
【００６８】
ステップＳ５９においてコントローラ９０は、トルク変動パターンiTe(CA)に基づいて平均トルクaveTeを演算する。具体的には次式(4)によって演算する。
【００６９】
【数４】
2008223669.tif 000006
【００７０】
次にフローチャートの制御を実行したときの様子について説明する。
【００７１】
コントローラ９０は、圧縮比を高くする制御であるときに制御を実行する(ステップＳ１)。そしてコントローラ９０は、電動機５１の回転速度Ｎｍを読み込んで(ステップＳ２０１)、回転を開始した瞬間の電動機出力トルクＴｍを求めるとともに(ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４)、そのときのクランク角ＣＡを読み込む(ステップＳ５１)。またコントローラ９０は、電動機５１の回転速度Ｎｍを読み込んで(ステップＳ２０１)、回転を終了して停止した瞬間の電動機出力トルクＴｍを求めるとともに(ステップＳ２０２→Ｓ２０７→Ｓ２０８)、そのときのクランク角ＣＡを読み込む(ステップＳ５１)。このときクランク角ＣＡと電動機出力トルクＴｍとの関係は図１０のようになる。そしてこのデータを電動機出力トルクＴｍが一定状態ごとに取りだして重ねると図１１のようになる。そして電動機が停止したときのエンジン負荷の変動パターンを求めることができる。この変動パターンから平均トルクが求められる。
【００７２】
以上詳細に説明したように本実施形態によれば、ピストン上死点位置を変更するアクチュエータ(電動機)の出力に基づいて、エンジン負荷を推定するようにしたので、エンジン負荷を検出する専用センサが不要になり、製造コストを抑えることができたのである。
【００７３】
またピストン上死点を上方に移動して高圧縮比化するときのアクチュエータ(電動機)の出力に基づいて、エンジン負荷を推定するようにしたので、正確に推定できるのである。
【００７４】
さらにピストン上死点を上方に移動するときには、アクチュエータ(電動機)の駆動出力を徐々に大きくして、アクチュエータ(電動機)が回転開始又は回転終了したときの出力に基づいてエンジン瞬時トルクを求めた。したがってエンジン瞬時トルクの変動パターンが分かり、エンジン平均トルクを推定できるのである。
【００７５】
（第２実施形態）
図１２は、本発明によるエンジン負荷推定装置の第２実施形態の平均トルク演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００７６】
なお以下では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００７７】
第１実施形態では、メモリ保存したクランク角ＣＡごとのエンジン瞬時トルクiTeに基づいてトルク変動パターンiTe(CA)を求め、式(4)によって平均トルクaveTeを演算した。しかしながら、あらかじめトルク変動パターンのモデルiTem(CA)をＲＯＭに格納しておき、実際のパターンiTe(CA)が、そのモデルパターンiTem(CA)にどの程度マッチしているかのマッチング数を求める。そしてマッチング数の多いモデルパターンが実際のパターンであるとしてそのモデルパターンの平均トルクaveTeを採用する方法としてもよい。以下ではフローチャートを参照し、この方法の具体的な制御ロジックについてさらに詳しく説明する。
【００７８】
ステップＳ５９１においてコントローラ９０は、あらかじめＲＯＭに格納されているデータdata(Np,iTem(CA),aveTe)を読み込む。なおNpはモデルパターンのナンバである。iTem(CA)はそのモデルパターンのクランク角ＣＡに対する瞬時トルクパターンである。aveTeはそのモデルパターンの平均トルクである。
【００７９】
ステップＳ５９２においてコントローラ９０は、実際のパターンiTe(CA)が、そのモデルパターンiTem(CA)にどの程度マッチしているかのマッチング数Ｍｎを求める。なおマッチングは必ずしも完全一致には限らない。ある程度の誤差内であればマッチしている、と判定してマッチング数にカウントしてもよい。
【００８０】
ステップＳ５９３においてコントローラ９０は、今回のマッチング数Ｍｎが現在までの最大マッチング数Ｍｎmaxよりも大きいか否かを判定する。大きければステップＳ５９４に処理を移行し、そうでなければステップＳ５９６に処理を移行する。
【００８１】
ステップＳ５９４においてコントローラ９０は、最大マッチング数Ｍｎmaxを今回のマッチング数Ｍｎで更新する。
【００８２】
ステップＳ５９５においてコントローラ９０は、平均トルクaveTeを現パターンナンバの平均トルクで更新する。
【００８３】
ステップＳ５９６においてコントローラ９０は、モデルパターンのナンバNpをカウントアップする。
【００８４】
ステップＳ５９７においてコントローラ９０は、モデルパターンのナンバNpが終了判定値Npendを超えたか否かを判定する。超えるまではステップＳ５９１に処理を移行し、超えたらステップＳ５９８に処理を移行する。
【００８５】
ステップＳ５９８においてコントローラ９０は、最大マッチング数Ｍｎmax及びモデルパターンのナンバNpをリセットして処理を抜ける。
【００８６】
本実施形態によれば、あらかじめＲＯＭに格納されているデータに基づいて平均トルクaveTeを算出できるので、迅速処理が可能である。また万一演算によって求めたエンジン瞬時トルクにノイズが乗っていたとしても、ノイズの影響を排除した平均トルクaveTeを算出できる。
【００８７】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００８８】
例えば、エンジン負荷としてエンジンの出力トルクを例示したが、エンジンの筒内圧であっても同様の手法で求めることができる。すなわち筒内圧が高ければエンジンの出力トルクも高くなり、筒内圧が低ければエンジンの出力トルクも低くなる。このように筒内圧とエンジンの出力トルクとは密接な関係にある。推定に用いたマップを筒内圧演算用のマップに変更することで、基本的に同様の方法で筒内圧を推定できるのである。前述のように筒内圧とエンジンの出力トルクとは密接な関係があり、特許請求の範囲の「エンジン負荷」には、明細書中に例示したエンジンの出力トルクのみならず、筒内圧も含むことを明示しておく。
【００８９】
また上記に掲げた直列４気筒エンジンは、あくまでも一例に過ぎず、４気筒よりも気筒数の少ないエンジンや多いエンジンに適用してもよい。
【００９０】
さらに上記では、ピストン上死点を上方に移動するときに、アクチュエータ(電動機)の駆動出力を階段状に徐々に大きくしているが、一定の割合で徐々に増加(単調増加)させてもよく、さらに言えば、前回出力よりも大きくなるように徐々に増加させれば一定の割合でなくてもよい。上記の通り、変動パターンを推定する方法を採用すれば、電動機トルクを特定の値にする必要がなく、単調増加のような単純な制御が行える。
【００９１】
さらにまた上記では、アクチュエータとして電動機を例示して説明したが、たとえば油圧アクチュエータなどであってもよい。すなわち出力を検出可能なアクチュエータであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明によるエンジン負荷推定装置を使用する可変圧縮比エンジンを示す図である。
【図２】コントローラの制御にかかる機能をブロック図として表したものである。
【図３】複リンク式可変圧縮比エンジンによる圧縮比変更方法を説明する図である。
【図４】本発明のポイントを説明する図である。
【図５】筒内圧分割率αについての説明図である。
【図６】エンジン負荷推定装置の第１実施形態におけるコントローラの制御内容を説明するメインフローチャートである。
【図７】電動機出力トルク検出判定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】エンジントルク演算のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】筒内圧分割率αの特性マップの一例を示す図である。
【図１０】クランク角と電動機出力トルクとの関係を示す図である。
【図１１】電動機出力トルクの分布を示す図である。
【図１２】本発明によるエンジン負荷推定装置の第２実施形態の平均トルク演算処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１０  複リンク式可変圧縮比エンジン
１１  アッパリンク(第１リンク)
１２  ロアリンク(第２リンク)
１３  コントロールリンク(第３リンク)
２５  コントロールシャフト
３２  ピストン
３３  クランクシャフト
５１  電動機(アクチュエータ)
５３  ウォームギヤ
９０  コントローラ
ステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０７  アクチュエータ作動状態検出手段
ステップＳ２０４，Ｓ２０８  アクチュエータ出力検出手段
ステップＳ５  エンジン負荷推定手段
【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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【図１２】
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