(57)【要約】【課題】  欠歯部におけるクランク角速度を推定することができる推定装置、推定方法、推定プログラム、エンジンシステム、および移動装置を提供する。【解決手段】  推定装置は、外周に所定の間隔で形成された複数の突起状の歯と欠歯部とを有しかつ内燃機関のクランクシャフトと連動して回転するクランクロータの近傍に配置され、前記クランクロータの外周位置変化に対応して信号を出力するセンサと、前記センサが出力する信号から、所定の時間間隔で前記内燃機関のクランク角速度を算出し、前記欠歯部の前後の少なくともいずれか一方に対応する２点以上のクランク角速度から、前記欠歯部に対応するクランク角速度を推定する推定部と、を備える。【選択図】  図１
2017106393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に所定の間隔で形成された複数の突起状の歯と欠歯部とを有しかつ内燃機関のクランクシャフトと連動して回転するクランクロータの近傍に配置され、前記クランクロータの外周位置変化に対応して信号を出力するセンサと、
前記センサが出力する信号から、所定の時間間隔で前記内燃機関のクランク角速度を算出し、前記欠歯部の前後の少なくともいずれか一方に対応する２点以上のクランク角速度から、前記欠歯部に対応するクランク角速度を推定する推定部と、を備えることを特徴とする推定装置。
【請求項２】
前記推定部は、前記２点以上のクランク角速度から、前記欠歯部の直前および直後の少なくともいずれか一方のクランク角速度も推定することを特徴とする請求項１記載の推定装置。
【請求項３】
前記推定部は、数理モデルを用いて前記クランク角速度を推定することを特徴とする請求項１または２記載の推定装置。
【請求項４】
前記推定部は、前記クランク角速度を推定する際に、前記内燃機関の回転数に応じたパラメータを用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の推定装置。
【請求項５】
前記推定部が推定したクランク角速度を用いて、前記内燃機関のトルクを推定するトルク推定部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の推定装置。
【請求項６】
外周に所定の間隔で形成された複数の突起状の歯と欠歯部とを有しかつ内燃機関のクランクシャフトと連動して回転するクランクロータの近傍に配置されたセンサから、前記クランクロータの外周位置変化に対応して出力された信号を用いて、所定の時間間隔で前記内燃機関のクランク角速度を算出部が算出し、
前記欠歯部の前後の少なくともいずれか一方に対応する２点以上のクランク角速度から、前記欠歯部に対応するクランク角速度を推定部が推定する、ことを特徴とする推定方法。
【請求項７】
コンピュータに、
外周に所定の間隔で形成された複数の突起状の歯と欠歯部とを有しかつ内燃機関のクランクシャフトと連動して回転するクランクロータの近傍に配置されたセンサから、前記クランクロータの外周位置変化に対応して出力された信号を用いて、所定の時間間隔で前記内燃機関のクランク角速度を算出する処理と、
前記欠歯部の前後の少なくともいずれか一方に対応する２点以上のクランク角速度から、前記欠歯部に対応するクランク角速度を推定する処理と、を実行させることを特徴とする推定プログラム。
【請求項８】
内燃機関と、
外周に所定の間隔で形成された複数の突起状の歯と欠歯部とを有しかつ前記内燃機関のクランクシャフトと連動して回転するクランクロータの近傍に配置され、前記クランクロータの外周位置変化に対応して信号を出力するセンサと、
前記センサが出力する信号から、所定の時間間隔で前記内燃機関のクランク角速度を算出し、前記欠歯部の前後の少なくともいずれか一方に対応する２点以上のクランク角速度から、前記欠歯部に対応するクランク角速度を推定する推定部と、
前記推定部が推定したクランク角速度を用いて、前記内燃機関のトルクを推定するトルク推定部と、
前記トルク推定部によって推定されたトルクに基づいて前記内燃機関を制御するエンジン制御コントローラと、を備えることを特徴とするエンジンシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のエンジンシステムを搭載した移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、推定装置、推定方法、推定プログラム、エンジンシステム、および移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
クランクロータの突起の通過を検出することにより、クランク角速度を検出することができる。しかしながら、クランクロータには故意に欠歯させた欠歯部が設けられているため、欠歯部におけるクランク角速度を正確に測定することは困難である。そこで、例えば、欠歯部の影響を抑制する技術を用いることが考えられる（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１６７４７８号公報
【特許文献２】特表２００９−５１８５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１，２の技術では、欠歯部におけるクランク角速度を正確に推定することは困難である。
【０００５】
１つの側面では、本件は、欠歯部におけるクランク角速度を推定することができる推定装置、推定方法、推定プログラム、エンジンシステム、および移動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】
１つの態様では、推定装置は、外周に所定の間隔で形成された複数の突起状の歯と欠歯部とを有しかつ内燃機関のクランクシャフトと連動して回転するクランクロータの近傍に配置され、前記クランクロータの外周位置変化に対応して信号を出力するセンサと、前記センサが出力する信号から、所定の時間間隔で前記内燃機関のクランク角速度を算出し、前記欠歯部の前後の少なくともいずれか一方に対応する２点以上のクランク角速度から、前記欠歯部に対応するクランク角速度を推定する推定部と、を備えることを特徴とする推定装置。
【発明の効果】
【０００７】
欠歯部におけるクランク角速度を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る推定装置の機能ブロック図である。
【図２】（ａ）はクランク角度センサについて説明するための斜視図であり、（ｂ）はクランクロータを例示する図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）はクランクロータの歯車の位置とクランク角度センサの出力信号との関係を例示する図である。
【図４】クランク角度センサの出力信号の時間変化を例示する図である。
【図５】均等分割を例示する図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はトルクの推定を例示する図である。
【図７】クランク角速度変化に欠歯部の影響が現れる理由について説明するための図である。
【図８】（ａ）は補間を例示する図であり、（ｂ）はモデルパラメータを例示する図である。
【図９】（ａ）は欠歯が無い区間におけるクランク角速度の実測値を例示し、（ｂ）は欠歯部について重回帰モデルを用いて求めたクランク角度の推定値を例示する。
【図１０】推定装置によるエンジントルクの推定処理の詳細を例示するフローチャートである。
【図１１】（ａ）は補間を例示する図であり、（ｂ）はモデルパラメータを例示する図である。
【図１２】（ａ）は欠歯が無い区間におけるクランク角速度の実測値を例示し、（ｂ）は欠歯部について重回帰モデルを用いて求めたクランク角度の推定値を例示する。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）はトルクの推定を例示する図である。
【図１４】ハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【図１５】推定装置が適用されるエンジンシステムの一例を表すブロック図である。
【図１６】推定装置が適用されるエンジンシステムを搭載した移動装置の一例を表すブロック図である。
【図１７】推定装置が適用されるエンジンシステムを搭載した移動装置の他の例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
エンジン（内燃機関）の燃費や排出ガスの改善要求が高まっている。これらの改善要求を満たすためには、きめ細かなエンジン制御を実現することが好ましい。きめ細かいエンジン制御を実現するための方法として、ドライバのアクセル操作等に基づく要求トルクに応じてエンジンの発生トルクを制御する、トルクベース制御が行われている。エンジントルクに基づいた制御では、トルクを正確に推定することが要求されている。
【００１０】
エンジントルクは、燃費の改善とエミッション低減を実現するためのエンジン制御における重要な物理量である。しかしながら、一般的には実車における任意のセンサを用いてエンジントルクを直接測定することは困難である。圧力センサの設置によって筒内の容積変化と圧力変化とからエンジントルクを算出する方法は、高精度でエンジントルクを推定できるが、圧力センサを新たに導入することになる。この場合、コスト、耐久性、メンテナンスなどの問題が起きる。そのため、新たにセンサを導入することなく、現状の自動車に搭載されているクランク角度センサが検出するクランク角速度を用いてトルクを推定する方法が実現できれば、トルクベース制御の性能向上に有効活用ができる。
【００１１】
しかしながら、クランクロータには故意に欠歯させた欠歯部が設けられているため、欠歯部におけるクランク角速度を正確に測定することは困難である。以下、欠歯部におけるクランク角速度を推定することができる推定装置、推定方法および推定プログラムについて説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、実施例１に係る推定装置１００の機能ブロック図である。図１で例示するように、推定装置１００は、クランク角度センサ１０、クランク角度計算部２０、クランク角速度推定部３０、エンジントルク推定部４０、および記憶部５０を備える。クランク角度センサ１０は、クランク角度に係る信号を出力する。クランク角度計算部２０は、クランク角度センサ１０が出力する信号に基づいて、時間に対するクランク角度の変化を計算する。クランク角速度推定部３０は、クランク角度計算部２０が計算したクランク角度変化に基づいてクランク角速度を推定する。エンジントルク推定部４０は、クランク角度計算部２０が計算したクランク角度変化およびクランク角速度推定部３０が推定したクランク角速度に基づいて、エンジントルクを推定する。
【００１３】
図２（ａ）は、クランク角度センサについて説明するための斜視図である。図２（ａ）で例示するように、クランク角度センサ１０は、例えば、電磁ピックアップセンサである。クランク角度センサ１０は、エンジンのクランクシャフト７０と連動して回転するクランクロータ６０の近傍に配置されており、例えば、クランクロータ６０の外周の突起と対向するように配置されている。したがって、クランクロータ６０が回転すると、クランク角度センサ１０を通過するクランクロータ６０の外周の形状が変化する。クランク角度センサ１０は、クランクロータ６０の外周の形状変化に起因する磁界変化をパルス信号に変換し、当該パルス信号をクランク角度に係る信号として出力する。すなわち、クランク角度センサ１０は、回転に伴うクランクロータ６０の外周位置変化に対応して、クランク角度に係る信号を出力する。
【００１４】
図２（ｂ）は、クランクロータ６０を例示する図である。図２（ｂ）で例示するように、クランクロータ６０は、外周に所定の間隔で複数の突起状の歯が形成された歯車構造を有している。突起状の歯の間隔を、以下、ピッチと称する。ピッチは、例えば、突起状の歯の中央から隣接する突起状の歯の中央までの距離であり、欠歯が無いと仮定した状態で、（３６０°／歯の本数）で表すことができる。このピッチが、クランク角度センサ１０の分解能に相当する。
【００１５】
クランクロータ６０は、所定の範囲に、故意に欠歯させた信号歯を有している。以下、欠歯させた信号歯を、欠歯部と称する。欠歯部は、上記ピッチの突起状の歯が形成されていない区間で、クランクロータ６０の外周において円周方向に１ピッチを上回る長さで形成されている。本実施例における一例として、欠歯部は、５ピッチ分の長さを有している。また、欠歯本数は４本である。
【００１６】
欠歯部以外では、上記ピッチの周期で突起がクランク角度センサ１０に近付いて遠ざかるため、磁界変化に応じたパルス信号が出力される。一方、欠歯部では上記ピッチの突起状の歯が形成されていないことから、クランク角度センサ１０が出力する信号に変化が現れる。この変化を検出することによって、欠歯部がクランク角度センサ１０に近い位置を通過することが検出される。この欠歯部を基準とすることによって、クランク角度センサ１０の出力信号から、上死点位置などの基準位置を検出することができる。基準位置を検出できれば、クランク位置およびクランク角度を検出することができる。
【００１７】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、クランクロータ６０の歯車の位置とクランク角度センサ１０の出力信号との関係を例示する図である。図３（ａ）は、クランク角度センサ１０に最も近付いた歯車の位置と、経過時間との関係を例示する。図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応する経過時間におけるクランク角度センサ１０の出力信号を例示する。
【００１８】
図３（ａ）で例示するように、経過時間とともに、突起状の歯および欠歯部がクランク角度センサ１０に順に近付いて遠ざかる。図３（ｂ）で例示するように、これに対応して、パルス信号が出力される。具体的には、クランク角度センサ１０に突起状の歯の開始点が近付くとパルス信号が立ち下がり（Ｌｏｗ）、クランク角度センサ１０に突起状の歯の終了点が近付くとパルス信号が立ち上がる（Ｈｉｇｈ）。すなわち、所定の時間間隔でパルス信号が検出される。パルス信号のピッチがクランクロータ６０のピッチに相当する。パルス信号１ピッチの期間にクランクロータ６０が１ピッチ分の角度を回転したことになる。
【００１９】
クランク角度センサ１０に最も近い位置を欠歯部が通過する際には、磁界変化が生じないため、Ｈｉｇｈが維持される。次の立ち上がりが検出するまでの期間は、（欠歯本数＋１）×角度ピッチを回転する時間分となる。この欠歯部では、出力信号に変化が現れないため、角度分解能が低下する。
【００２０】
図４は、クランク角度センサ１０の出力信号の時間変化を例示する図である。図４で例示するように、クランク角度計算部２０は、パルス信号が閾値を超えた時間（パルス立ち上がり時間）を求め、パルス立ち上がり時間に対し角度ピッチを割り当てていく（積算していく）ことで、クランク角度データを生成する。この場合の閾値として、例えばセンサ出力の１／２を用いることができる。欠歯部については、（欠歯本数＋１）×角度ピッチが割り当てられる。欠歯部区間についてはパルス信号が出ないため、角度ピッチに対する詳細な時間変化が検出できない。
【００２１】
ここで、クランク角度センサが検出するクランク角度からトルクを推定する方法の１つとして、クランク角加速度とエンジン系の慣性モーメントとの積を算出する方法が挙げられる。クランク角加速度は、クランク角度の時間変化から算出することができる。しかしながら、クランクロータ６０に設けられた欠歯部については詳細な時間変化が得られない。そこで、欠歯部で欠歯本数分のパルス信号が発生したと仮定して、欠歯部におけるクランク角度変化に対する時間変化を求めることが考えられる。
【００２２】
例えば、図５で例示するように、欠歯部のクランク角度変化＝｛（欠歯本数＋１）×角度ピッチ｝に対する時間変化を（欠歯本数＋１）で均等に分割することが考えられる。なお、図５において、黒丸は、パルス信号の立ち上がりが検出された点である。白丸は、均等分割によって得られた点である。
【００２３】
図６（ｃ）は、この均等分割を基に推定したトルクを例示する。なお、図６（ａ）は、経過時間とクランク角度との関係を例示する。図６（ｂ）は、経過時間とクランク角速度との関係を例示する図である。クランクロータ６０のピッチを６°とし、欠歯本数を４本としてある。クランク角度が２５０°付近および６１０°付近で欠歯部がクランク角度センサ１０を通過する。また、エンジンの気筒数を４とし、クランクシャフト２回転（７２０°）で全気筒が１回燃焼することとした。
【００２４】
エンジントルクは、クランク角加速度とエンジン系の慣性モーメントとの積として求めることができる。図６（ｃ）の実線は、クランク角加速度とエンジン系の慣性モーメントとの積の結果である。一方、図６（ｃ）の点線は、シリンダ容積と筒内圧力の変化とから算出したトルクである。図６（ｃ）で例示するように、クランク角加速度とエンジン系の慣性モーメントとの積について、シリンダ容積と筒内圧力の変化とから算出したトルク値と比較して、特に欠歯部で波形が乱れている。すなわち、トルク推定誤差が大きくなっている。図６（ａ）で例示するようにクランク角度変化からは欠歯部の影響を読みとりづらいが、図６（ｂ）で例示するようにクランク角速度変化からは欠歯部の影響を読みとりやすいことがわかる。
【００２５】
図７は、クランク角速度変化に欠歯部の影響が現れる理由について説明するための図である。まず、クランク角度変化は、クランク角度センサ１０が出力する信号から算出される。クランク角速度は、クランク角度変化から算出される。クランク角加速度は、クランク角速度変化から算出される。欠歯部では、クランク角速度は、乱れの少ない滑らかな曲線を描くことになる。しかしながら、欠歯部において角度ピッチの変化に対する時間変化を均等に分割すると、クランク角速度が一定値となってしまう。そのため、図７で例示するように、実際のクランク角速度に対して誤差が生じるのである。なお、図６（ｂ）では２５０°付近に欠歯部が現れているが、図７では１８０°差し引いてある。
【００２６】
本実施例では、クランク角速度推定部３０は、欠歯部前後のクランク角速度の少なくともいずれか一方に対応する２点以上を用いて、数理モデルにより欠歯部のクランク角速度を補間することによって推定する。数理モデルとして、例えば、重回帰モデルを用いることができる。クランク角速度推定部３０は、一例として、図８（ａ）で例示するように、欠歯部の前の４点（４２°，４８°，５４°，６０°）および欠歯部の後の４点（９０°，９６°，１０２°，１０８°）を用いて、数理モデルによって欠歯部のクランク角速度を補間する。
【００２７】
例えば、下記式（１）を用いることができる。なお、「Ｙ」は目的変数であり、「Ｘｎ」は説明変数であり、「ａ０」は切片であり、「ａｎ」は係数であり、「ｐ」は説明変数の個数である。目的変数は、具体的には、求めたい角度ピッチにおけるクランク角速度である。説明変数は、具体的には、目的変数を算出するために参照する欠歯部前後のクランク角速度である。切片は、具体的には、説明変数に依存しない定数である。係数は、具体的には、各説明変数に係る定数である。説明変数の個数分の係数が必要である。
【数１】
2017106393.tif 000003
【００２８】
本実施例においては、クランク角速度推定部３０は、欠歯部６０°から９０°の間の４ポイント（６６°，７２°，７８°，８４°）のクランク角速度をそれぞれ目的変数とする。クランク角速度推定部３０は、欠歯部前後の上記８ポイント（４２°，４８°，５４°，６０°，９０°，９６°，１０２°，１０８°）のクランク角速度を説明変数とする。クランク角速度推定部３０は、目的変数ごとに上記式（１）を準備し、各式を用いて各目的変数を導出する。切片および係数は、欠歯のない区間の情報から、目的変数ごとにあらかじめ求めておく。図８（ｂ）は、目的変数に対する、切片および係数を例示する。図８（ｂ）のモデルパラメータは、記憶部５０に記憶されている。図８（ｂ）のモデルパラメータは、エンジン回転数ごとに求めておくことが好ましい。
【００２９】
図９（ａ）は、欠歯が無い区間におけるクランク角速度の実測値を例示する。実測値は、丸印で表されている。図９（ａ）で例示するように、クランク角速度の実測値は、乱れの少ない滑らかな曲線をなしている。また、図９（ａ）では、重回帰モデルを用いて求めたクランク角度の推定値を併せて例示している。推定値は、四角印で表されている。４点の推定値は、他の複数の実測値から推定されている。実測値と推定値との間に差異が小さいことから、重回帰モデルを用いることによって、クランク角速度を精度良く推定できていることがわかる。
【００３０】
図９（ｂ）は、欠歯部について、重回帰モデルを用いて求めたクランク角度の推定値を例示する。なお、説明を容易とするため、図９（ｂ）の横軸は図９（ａ）の横軸と同じ値をなしているが、実際には１８０°を加算した値をなす。図９（ｂ）において、丸印が実測値であり、四角印が推定値である。図９（ｂ）で例示するように、各推定値は、図６（ｂ）と比較して、実測値に近くなっている。すなわち、クランク角速度が精度良く算出できていることがわかる。
【００３１】
図１０は、推定装置１００によるエンジントルクの推定処理の詳細を例示するフローチャートである。図１０で例示するように、クランク角度計算部２０は、クランク角度センサ１０が出力するパルス信号を用いて、各パルスのパルス立ち上がり時間を算出する（ステップＳ１）。次に、クランク角度計算部２０は、パルス立ち上がり時間に対して角度ピッチを割り当てていく（積算していく）ことで、パルス立ち上がり時間に対するクランク角度変化を算出する（ステップＳ２）。
【００３２】
次に、クランク角度計算部２０は、ステップＳ１で求めたパルス立ち上がり時間と、ステップＳ２で求めたクランク角度変化とを用いて、エンジン回転数を算出し、記憶部５０に記憶させる（ステップＳ３）。次に、クランク角度計算部２０は、ステップＳ１で求めたパルス立ち上がり時間と、ステップＳ２で求めたクランク角度変化とを用いて、欠歯部が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。
【００３３】
ステップＳ４で「Ｙｅｓ」と判定された場合、クランク角速度推定部３０は、ステップＳ２で求めたクランク角度変化を用いて、欠歯部前後のクランク角度あたりのクランク角速度を算出する（ステップＳ５）。次に、クランク角速度推定部３０は、ステップＳ３で記憶されたエンジン回転数を参照し、当該エンジン回転数に対応するモデルパラメータを記憶部５０から取得する（ステップＳ６）。次に、クランク角速度推定部３０は、上記式（１）を用いて、欠歯部のクランク角速度を推定する（ステップＳ７）。
【００３４】
ステップＳ４で「Ｎｏ」と判定された場合およびステップＳ７の実行後、エンジントルク推定部４０は、クランク角速度から、クランク角加速度を算出する（ステップＳ８）。次に、エンジントルク推定部４０は、記憶部５０が記憶している慣性モーメントと、ステップＳ８で算出されたクランク角加速度との積を算出することで、エンジントルクを推定する（ステップＳ９）。
【００３５】
本実施例によれば、欠歯部前後のクランク角速度の少なくともいずれか一方に対応する２点以上を用いて欠歯部のクランク角速度を補間することによって、クランク角速度を精度良く推定することができる。それにより、クランク角加速度から求まるエンジントルクを精度良く推定することができる。なお、欠歯部前後の合わせて３点以上のクランク角速度を用いて欠歯部のクランク角速度を補間することによって、クランク角速度をさらに精度良く推定することができる。
【実施例２】
【００３６】
実施例１では、欠歯部の前後のクランク角速度から欠歯部のクランク角速度を補間したが、それに限られない。例えば、クランクロータ６０の製造誤差などに起因して欠歯部周辺の突起状の歯の形状に誤差が現れる傾向にある。この場合、欠歯部の直前直後のクランク角速度に誤差が現れる傾向にあることから、欠歯部の直前直後のクランク角速度を併せて補間してもよい。実施例２では、欠歯部の前後のクランク角速度から、欠歯部のクランク角速度に加えて、欠歯部の直前直後のクランク角速度も補間する例について説明する。
【００３７】
本実施例では、一例として、クランク角速度推定部３０は、欠歯部前後のクランク角速度の少なくともいずれか一方に対応する２点以上を用いて、欠歯部のクランク角速度に加えて、欠歯部の直前と直後のクランク角速度を補間する。クランク角速度推定部３０は、一例として、図１１（ａ）で例示するように、欠歯部の前の４点（３６°，４２°，４８°，５４°）および欠歯部の後の４点（９６°，１０２°，１０８°，１１４°）を用いて、数理モデルによって欠歯部および欠歯部直前の６０°および欠歯部直後の９０°のクランク角速度を補間する。
【００３８】
本実施例においては、欠歯部直前の６０°から欠歯部直後の９０°までの間の６ポイント（６０°，６６°，７２°，７８°，８４°，９０°）のクランク角速度をそれぞれ目的変数とする。これに合わせて、モデルパラメータをあらかじめ求めておく。図１１（ｂ）は、目的変数に対するモデルパラメータを例示する。図１１（ｂ）のモデルパラメータは、記憶部５０に記憶されている。図１１（ｂ）のモデルパラメータは、エンジン回転数ごとに求めておくことが好ましい。
【００３９】
図１２（ａ）は、欠歯が無い区間におけるクランク角速度の実測値を例示する。実測値は、丸印で表されている。図１２（ａ）で例示するように、クランク角速度の実測値は、乱れの少ない滑らかな曲線をなしている。また、図１２（ａ）では、重回帰モデルを用いて求めたクランク角度の推定値を併せて例示している。推定値は、四角印で表されている。６点の推定値は、他の複数の実測値から推定されている。実測値と推定値との間に差異が小さいことから、重回帰モデルを用いることによって、クランク角速度を精度良く推定できていることがわかる。
【００４０】
図１２（ｂ）は、補間によって推定されたクランク角速度を例示する。図１２（ｂ）で例示するように、欠歯部前後のクランク角速度を用いて欠歯部および欠歯部直後のクランク角速度を補間することで、図１２（ａ）で例示したクランク角速度の実測値に近い推定値が得られている。すなわち、クランク角速度が精度良く算出できていることがわかる。
【００４１】
図１３（ａ）は、経過時間とクランク角度との関係を例示する。図１３（ｂ）は、経過時間とクランク角速度との関係を例示する図である。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）および図１３（ｂ）を基に推定したトルクを例示する。クランクロータ６０のピッチを６°とし、欠歯本数を４本としてある。クランク角度が２５０°付近および６１０°付近で欠歯部がクランク角度センサ１０を通過する。また、エンジンの気筒数を４とし、クランクシャフト２回転（７２０°）で全気筒が１回燃焼することとした。
【００４２】
図１３（ｃ）の実線は、クランク角加速度とエンジン系の慣性モーメントとの積の結果である。一方、図１３（ｃ）の点線は、シリンダ容積と筒内圧力の変化とから算出したトルクである。図１３（ｃ）で例示するように、実線と点線との間の差異が小さくなっている。また、実線の波形に乱れが生じていない。すなわち、トルク推定誤差が小さくなっている。
【００４３】
欠歯部の前後のクランク角速度の少なくともいずれか一方に対応する２点以上を用いて、欠歯部のクランク角速度に加えて、欠歯部の直前と直後のクランク角速度も補間することによって、クランクロータ６０の製造誤差などの要因を吸収することができる。それにより、クランク角速度をより精度良く推定することができる。
【００４４】
なお、上記各例において、クランク角速度推定部３０が、所定の時間間隔でクランク角速度を算出し、欠歯部の前後の少なくともいずれか一方に対応する２点以上のクランク角速度から欠歯部に対応するクランク角速度を推定する推定部の一例として機能する。また、エンジントルク推定部４０が、推定部が推定したクランク角速度を用いて内燃機関のトルクを推定するトルク推定部の一例として機能する。
【００４５】
（他の例）
図１４は、クランク角度計算部２０、クランク角速度推定部３０、エンジントルク推定部４０および記憶部５０のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。図１４を参照して、クランク角度計算部２０、クランク角速度推定部３０、エンジントルク推定部４０および記憶部５０は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、記憶装置１０３、インタフェース１０４などを備える。これらの各機器は、バスなどによって接続されている。ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１は、中央演算処理装置である。ＣＰＵ１０１は、１以上のコアを含む。ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラム、ＣＰＵ１０１が処理するデータなどを一時的に記憶する揮発性メモリである。記憶装置１０３は、不揮発性記憶装置である。記憶装置１０３として、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリなどのソリッド・ステート・ドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブに駆動されるハードディスクなどを用いることができる。推定プログラムは、記憶装置１０３に記憶されている。ＣＰＵ１０１が推定プログラムを実行することによって、クランク角度計算部２０、クランク角速度推定部３０、エンジントルク推定部４０および記憶部５０の各部が実現される。または、クランク角度計算部２０、クランク角速度推定部３０、エンジントルク推定部４０および記憶部５０は、マイコン、ＦＰＧＡ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）などのハードウェアであってもよい。または、クランク角度計算部２０、クランク角速度推定部３０、エンジントルク推定部４０および記憶部５０の各部は、それぞれ専用の回路などであってもよい。
【００４６】
図１５は、推定装置１００が適用されるエンジンシステムの一例を表すブロック図である。本実施形態のエンジンの一例としては、例えば、乗用自動車、トラック、船舶、鉄道車両、バイク、航空機、ヘリコプターなどの移動装置に搭載可能な、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関が挙げられる。エンジンシステムは、エンジン７１、クランク角度センサ１０、クランク角度計算部２０、クランク角速度推定部３０、エンジントルク推定部４０、記憶部５０、および、エンジントルク推定部４０より得られたトルク値に基づいて燃料噴射量を適切な量に調整する等を行うエンジン制御コントローラ７２を備えている。
【００４７】
図１６は、推定装置１００が適用されるエンジンシステムを搭載した移動装置２００の一例を表すブロック図である。本実施形態の移動装置２００の一例としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を用いた、乗用自動車、トラック、船舶、鉄道車両、バイク、航空機、ヘリコプターなどが挙げられる。
【００４８】
図１７は、推定装置１００が適用されるエンジンシステムを搭載し、エンジン７１の運動エネルギーを発電機７３で電力に変換し、電力によってモータ７４で駆動する移動装置２００ａの一例を表すブロック図である。エンジン７１が生成した運動エネルギーによって移動装置２００ａを動作させてもよい。また、エンジン７１が生成した運動エネルギーを発電機７３によって電力に変換し、モータ７４によって移動装置２００ａを動かしてもよい。発電機７３が変換した電力を充電装置７５に蓄積し、蓄積した電力でモータ７４を動作させて移動装置２００ａを動かしてもよい。
【００４９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  クランク角度センサ
２０  クランク角度計算部
３０  クランク角速度推定部
４０  エンジントルク推定部
５０  記憶部
６０  クランクロータ
１００  推定装置
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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