エンジンの制御方法
【課題】アイドル以外の運転域でも補正量を追従させることができるエンジンの制御方法を提供すること。
【解決手段】予め、複数の回転数に対応つけて、補機トルクと制御量との関係を記憶させておき、前記記憶させた関係に基づいて、補機トルクの算出値から該当する回転数に対応する前記制御量の推定値を算出し、前記制御量の推定値と、エンジン回転数、スロットル開度、インマニ圧力の少なくとも１つから算出した前記制御量の指令値とを比較し、前記制御量の推定値と指令値との比較によって生じた差分を検出する。
【解決手段】予め、複数の回転数に対応つけて、補機トルクと制御量との関係を記憶させておき、前記記憶させた関係に基づいて、補機トルクの算出値から該当する回転数に対応する前記制御量の推定値を算出し、前記制御量の推定値と、エンジン回転数、スロットル開度、インマニ圧力の少なくとも１つから算出した前記制御量の指令値とを比較し、前記制御量の推定値と指令値との比較によって生じた差分を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射量を制御する技術が既に知られている。ここで、下記特許文献１には、エアコンやパワステなどの補機の負荷がエンジンに加わったとしても同じ目標回転数を維持し、燃料噴射を効率よく実行することを目的とするため、例えば、アクセルの全閉位置を検出するスイッチの出力に基づいてアイドル運転状態を検出し、各種パラメータの入力条件下において、アイドル運転状態においてエンジンがアイドル回転数を一定に維持するために補正した燃料噴射量と実相当との偏差に基づいて燃料噴射量の誤差を演算して、アイドル以外の運転域の燃料噴射量も補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８８０７０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、上述した特許文献１の技術では、アイドル運転状態のみでエンジンを制御する制御量（燃料噴射量）の補正量を算出しており、その他の運転条件においては予め測定して決定されたマップデータにより制御量の補正量を決定しているため、アイドル以外の運転域では補正量が完全には追従せず、特に、エンジンの過渡時において、制御量指令値と実制御量とに乖離が生じ、本来目標としている空燃比から大きく外れ排気性状の悪化が生じることがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、アイドル以外の運転域でも制御量の指令値と実際の制御量との差分を検出することができるエンジンの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、補機を有するエンジンの制御方法であって、予め、複数の回転数に対応つけて、補機トルクと制御量との関係を記憶させておき、前記記憶させた関係に基づいて、補機トルクの算出値から該当する回転数に対応する前記制御量の推定値を算出し、前記制御量の推定値と、エンジン回転数と、スロットル開度、アクセル開度、給気圧の少なくとも１つとから算出した前記制御量の指令値とを比較し、前記制御量の推定値と指令値との比較によって生じた差分を検出することを特徴とする方法である。
この方法によれば、アイドル以外の運転域であっても、制御量の指令値と実際の制御量との差分を検出することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、エンジンはガソリンエンジンであって、制御量は吸入空気量であり、補機トルクの算出値とエンジンの回転数とのマップから算出される吸入空気量の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出される吸入空気量の指令値とを算出し、吸入空気量の指令値と推定値の差分から、吸入空気量指令補正値を算出し、吸入空気量の指令値を吸入空気量指令補正値で加減算することにより、最終吸入空気量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法である。
この方法によれば、ガソリンエンジンにおいて、実吸入空気量と吸入空気量の指令値との乖離を小さくし、アイドル以外の運転域であっても、制御量を実際の車両状態に追従させてエンジン制御をすることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、エンジンはディーゼルエンジンであって、制御量は燃料噴射量であり、補機トルクの算出値とエンジン回転数とのマップから算出される燃料噴射量の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出される燃料噴射量の指令値とを算出し、燃料噴射量の指令値と推定値の差分から、燃料噴射量指令補正値を算出し、燃料噴射量の指令値を燃料噴射量指令補正値で加減算することにより、最終燃料噴射量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法である。
この方法によれば、ディーゼルエンジンにおいて、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離を小さくし、エンジンへの操作に応じたトルクの発生が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、説明したように、本発明のエンジンの制御方法によれば、吸気系部品の径、バルブ開度などのばらつきや、吸気系経路のデポジット堆積による通路面積減少、エアクリーナエレメントの圧損上昇などにより、吸入空気量が減少した場合でも、実吸入空気量と吸入空気量の指令値との乖離が小さくなることにより、エミッションの悪化を防止できる。また、全負荷トルクの低下も防止できる。また、本発明のエンジンの制御方法によれば、インジェクタ等の劣化やばらつきにより、実燃料噴射量が増減した場合でも、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離が小さくなることにより、エミッションの悪化を防止できる。また、エンジンへの操作に応じたトルクの発生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１に係るエンジンの出力トルクと吸入空気量との関係を示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係るエンジンの制御方法を示すフローである。
【図３】図３は、実施例１に係る初期出力トルクマップである。
【図４】図４は、吸入空気量指令補正値の書き換えを説明する図である。
【図５】図５は、実施例２に係るエンジンの出力トルクと燃料噴射量との関係を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係るエンジンの制御方法を示すフローである。
【図７】図７は、実施例２に係る初期出力トルクマップである。
【図８】図８は、吸入空気量指令補正値の書き換えを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
（実施例１）
まず、図１〜４を参照して、本発明の実施例１を説明する。はじめに、本発明の実施例１に係るガソリンエンジンのシステムの概略構成を説明する。なお、この実施例１では、ガソリンエンジンが、フォークリフトのエンジンである例を説明することとする。そのため、このガソリンエンジンには、荷役作業のための補機としての油圧ポンプを備えている。
【００１２】
この油圧ポンプの駆動トルクには、下記（１）の関係が成立している。
油圧ポンプの駆動トルク＝油圧ポンプの容量×油圧ポンプの吐出圧×増速比／（２００Π×ポンプ効率）・・・（１）
そのため、この油圧ポンプの駆動トルクは、油圧ポンプの吐出圧を測定することで算出可能となっている。
【００１３】
一方、フォークリフトの走行を停止して荷役作業中のエンジンの出力トルクにおいては、下記（２）の関係が成立している。
エンジンの出力トルク＝油圧ポンプの駆動トルク・・・（２）
なお、エンジンの出力トルクは、エンジン自体のフリクショントルクも含まれるが、エンジン自体のフリクショントルクは、回転数、油温より算出できるように予めＥＣＵにより記憶されているので、算出から省くことができる。
【００１４】
また、エンジンの出力トルクと制御量である吸入空気量との関係は、複数の回転数に対応つけて、予め複数のマップとしてＥＣＵにより記憶されている。なお、図１は、例えば、１０００回転におけるエンジンの出力トルクと吸入空気量との関係を示した図である。
【００１５】
また、このガソリンエンジンにおいては、エアーフローメータを使用していないが、吸入空気量は、エンジン回転数とスロットル開度、インテークマニホールド内の負圧（吸気圧）、に基づいて算出可能となっている。
【００１６】
次に、図２〜４を参照して、上述したガソリンエンジンの制御を説明する。なお、以下の説明にあたって、Ｓ１〜Ｓ５とは、図２における各ステップＳ１〜Ｓ５のことである。まず、ＥＣＵは、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立しているかどうかを判定し（Ｓ１）、判定が成立した場合に補正値の学習を開始する。ここでいう学習条件の成立とは、駆動トルクが推定可能な補機のみが駆動していてエンジンのフリクションが油水温などの初期トルク設定状態と同条件であり考慮する必要がないときである。例えば、フォークリフトでは、油水温などの初期トルク設定状態と同条件でかつ走行を停めて荷役作業を行っているときである。
【００１７】
学習条件が成立すると（Ｓ１において、ＹＥＳの場合）、上述した油圧ポンプの駆動トルクの初期トルク設定状態とエンジン回転数（Ｎｅ）とのマップ（図３参照）に基づいて、油圧ポンプの駆動トルクの算出値から該当するエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する吸入空気量の推定値（Ｇａｃｔ）を算出する（Ｓ２）。一方、ステップＳ１において、ＮＯの場合、学習を一旦終了し、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立するまで、この判定を繰り返す。
【００１８】
次に、ＥＣＵは、この算出した吸入空気量の推定値（Ｇａｃｔ）と、予め実験などで求められているエンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出された吸入空気量の指令値（Ｇａｃ）とを比較する（Ｓ３）。
【００１９】
最後に、ＥＣＵは、この推定値と指令値との比較によって生じた差分（Ｇａｃｄｌ＝Ｇａｃ−Ｇａｃｔ）を算出する（Ｓ４）。そして、図４に示すように、その差分に応じて吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）とのマップからなる吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）を書き換える（Ｓ５）。以降、学習開始ごとにこれら各ステップＳ１〜Ｓ５を繰り返す。
【００２０】
具体的にいうと、図４に示すように、学習を行った時点における吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する格子のマップの値を、差分（Ｇａｃｄｌ）に応じて更新し、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）として保管する。今回の学習により算出された、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）はそのマップ上で保管され、次回の学習においても同様に学習を行った時点における格子のマップの値が吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）として更新され、保管される。図４（Ａ）が更新前の状態、図４（Ｂ）が保管後の状態を示している。
【００２１】
すなわち、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）を算出するマップは、学習する度に更新される。吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）の初期値はすべての格子で０である。学習後においては、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）を吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）から加減算することにより、最終吸入空気量推定値（Ｇａｃｆ）を算出する。ＥＣＵは、最終吸入空気量推定値（Ｇａｃｆ）の結果を基に、燃料噴射量（噴射時間）や点火タイミングなどの演算に使用する指令値または演算用算出値に補正量を加算し、最終的な燃料噴射量や点火時期を算出し、燃料噴射量や点火時期を電子制御する。ガソリンエンジンの制御は、このような方法によって行われている。なお、今回の学習においては、吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）が２ｍｇ／ｓより大きく４ｍｇ／ｓ以下であって、エンジン回転数（Ｎｅ）が３０００ｒｐｍより大きく４０００ｒｐｍ以下であるという条件のもとで行われている。
【００２２】
本発明の実施例１に係るガソリンエンジンの制御は、上述した方法によって行われている。このとき、測定される油圧ポンプの吐出圧から算出される油圧ポンプの駆動トルクによって、吸入空気量の推定値を算出している。そのため、異なった学習条件で学習を繰り返すことにより、アイドル以外の運転域であっても補正量を追従させることができる。したがって、実吸入空気量と吸入空気量の指令値との乖離を小さくでき、エアーフローメータを使用しなくても、車両状態の現状に追従したエンジン制御を行うことにより排気性状の悪化を防止できる。例えば、吸気系部品の径、バルブ開度などのばらつきや、吸気系経路のデポジット堆積による通路面積減少、エアクリーナエレメントの圧損上昇などにより、吸入空気量が減少した場合でも、実吸入空気量に合わせたエンジンの制御を行うことにより、エミッションの悪化を防止できる。また、上記の現象が解除され、吸入空気量が回復した場合でも、実吸入空気量に合わせたエンジンの制御を行うことにより、エミッションの悪化を防止できる。
【００２３】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２を、図５〜８を参照して説明する。この実施例２は、既に説明した実施例１と比較すると、ガソリンエンジンに代わって、ディーゼルエンジンで実施した形態である。なお、この実施例２でも、ディーゼルエンジンが、フォークリフトのエンジンである例を説明することとする。そのため、このディーゼルエンジンにも、リフトアップするための補機としての油圧ポンプを備えている。
【００２４】
この油圧ポンプの駆動トルクにも、上述した（１）の関係が成立している。一方、このエンジンの出力トルクにも、上述した（２）の関係が成立している。
【００２５】
また、エンジンの出力トルクと制御量である燃料噴射量との関係は、複数の回転数に対応つけて、複数のマップとして予めＥＣＵにより記憶されている。なお、図５は、例えば、１０００回転におけるエンジンの出力トルクと燃料噴射量との関係を示した図である。
【００２６】
また、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の指令値は、直接測定することなく、例えば、コモンレール圧などの燃料圧力及び燃料噴射弁への通電時間に基づいて算出可能となっている。
【００２７】
次に、上述したディーゼルエンジンの制御を説明する。なお、以下の説明にあたって、Ｓ１０１〜Ｓ１０５とは、図６における各ステップＳ１０１〜Ｓ１０５のことである。まず、ＥＣＵは、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立しているかどうかを判定し（Ｓ１０１）、判定が成立した場合に補正値の学習を開始する。ここでいう学習条件の成立とは、駆動トルクが推定可能な補機のみが駆動していてエンジンのフリクションが油水温などの初期トルク設定状態と同条件であり考慮する必要がないときである。例えば、フォークリフトでは、油水温などの初期トルク設定状態と同条件で、かつ走行を停めて荷役作業を行っているときである。
【００２８】
学習条件が成立すると（Ｓ１０１において、ＹＥＳの場合）、上述した油圧ポンプの駆動トルクの初期トルク設定状態とエンジン回転数（Ｎｅ）とのマップ（図７参照）に基づいて、油圧ポンプの駆動トルクの算出値から該当するエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する燃料噴射量の推定値（Ｑｒｃ）を算出する（Ｓ１０２）。一方、ステップＳ１０１において、ＮＯの場合、学習を一旦終了し、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立するまで、この判定を繰り返す。
【００２９】
次に、ＥＣＵは、この算出した燃料噴射量の推定値（Ｑｒｃ）と、エンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出した燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）とを比較する（Ｓ１０３）。最後に、ＥＣＵは、この比較によって生じた差分（Ｑｃｄｌ＝Ｑｃ−Ｑｒｃ）を算出する（Ｓ１０４）。そして、図８に示すように、その差分に応じて燃料噴射量の推定値（Ｑｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）のマップから燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）を書き換える（Ｓ１０５）。以降、学習開始ごとにこれら各ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を繰り返す。
【００３０】
具体的にいうと、図８に示すように、学習を行った時点における燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する格子のマップの値を、差分（Ｑｃｄｌ）に応じて更新し、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）として保管する。今回の学習により算出された、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）はそのマップ上で保管され、次回の学習においても同様に学習を行った時点における格子のマップの値が燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）として更新され、保管される。図８（Ａ）が更新前の状態、図８（Ｂ）が保管後の状態を示している。
【００３１】
すなわち、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）を算出するマップは、学習するたびに更新される。なお、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）の初期値はすべての格子で０である。そしてＥＣＵは、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）を燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）に加算あるいは減算することにより、最終燃料噴射量推定値（Ｑｃｆ）を算出し、最終燃料噴射量指令値（Ｑｃｆ）に応じた燃料噴射ができるよう燃料噴射弁への通電時間の増減値を補正値として算出し、燃料噴射弁を電子制御する。ディーゼルエンジンの制御は、このような方法によって行われている。なお、今回の学習においては、燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）が１０ｍｍ3／ｓｔより大きく２０ｍｍ3／ｓｔ以下であって、エンジン回転数（Ｎｅ）が３０００ｒｐｍより大きく４０００ｒｐｍ以下であるという条件のもとで行われている。
【００３２】
本発明の実施例２に係るディーゼルエンジンの制御は、上述した方法によって行われている。このとき、常時に測定されている油圧ポンプの吐出圧から算出される油圧ポンプの駆動トルクによって、燃料噴射量の推定値を算出している。そのため、異なった学習条件で学習を繰り返すことにより、アイドル以外の運転域であっても補正量を追従させることができる。したがって、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離を小さくできる。例えば、インジェクタ等の劣化やばらつきにより、実燃料噴射量が増減した場合でも、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離が小さくなることにより、エンジンへの操作に対する意図しないトルクの増加・減少を防止するとともに、エミッションの悪化を防止できる。
【００３３】
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例１では、エンジン回転数と補機のトルクとから算出した吸入空気量の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とから算出した吸入空気量の指令値とを比較し、この比較によって生じた差分を補正する例を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、エンジン回転数と補機のトルクから算出したインテークマニホルド内圧力の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とから算出したインテークマニホルド内圧力の指令値とを比較し、この比較によって生じた差分を補正してもよい。また、差分を補正する代わりに、この比較によって生じた比率を算出し、この比率を補正比率としても構わない。このことは、実施例２においても同様である。
実施例１では、ＥＣＵは、最終吸入空気量推定値（Ｇａｃｆ）の結果を基に、噴射量や点火時期を電子制御していたが、スロットル開度を電子制御してもよい。
実施例においては、補機として荷役作業のための油圧ポンプを例に挙げたが、エンジンで駆動している補機で、トルク算出が可能な補機であればよく、回転数・電圧・電流・効率からトルク算出が可能な発電機でもよく、油圧ポンプで作動するパワーステアリングであってもよい。冷媒の吐出圧力が測定可能であるならば、エアコンに使用される圧縮機に適用可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射量を制御する技術が既に知られている。ここで、下記特許文献１には、エアコンやパワステなどの補機の負荷がエンジンに加わったとしても同じ目標回転数を維持し、燃料噴射を効率よく実行することを目的とするため、例えば、アクセルの全閉位置を検出するスイッチの出力に基づいてアイドル運転状態を検出し、各種パラメータの入力条件下において、アイドル運転状態においてエンジンがアイドル回転数を一定に維持するために補正した燃料噴射量と実相当との偏差に基づいて燃料噴射量の誤差を演算して、アイドル以外の運転域の燃料噴射量も補正する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８８０７０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、上述した特許文献１の技術では、アイドル運転状態のみでエンジンを制御する制御量（燃料噴射量）の補正量を算出しており、その他の運転条件においては予め測定して決定されたマップデータにより制御量の補正量を決定しているため、アイドル以外の運転域では補正量が完全には追従せず、特に、エンジンの過渡時において、制御量指令値と実制御量とに乖離が生じ、本来目標としている空燃比から大きく外れ排気性状の悪化が生じることがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、アイドル以外の運転域でも制御量の指令値と実際の制御量との差分を検出することができるエンジンの制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、補機を有するエンジンの制御方法であって、予め、複数の回転数に対応つけて、補機トルクと制御量との関係を記憶させておき、前記記憶させた関係に基づいて、補機トルクの算出値から該当する回転数に対応する前記制御量の推定値を算出し、前記制御量の推定値と、エンジン回転数と、スロットル開度、アクセル開度、給気圧の少なくとも１つとから算出した前記制御量の指令値とを比較し、前記制御量の推定値と指令値との比較によって生じた差分を検出することを特徴とする方法である。
この方法によれば、アイドル以外の運転域であっても、制御量の指令値と実際の制御量との差分を検出することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、エンジンはガソリンエンジンであって、制御量は吸入空気量であり、補機トルクの算出値とエンジンの回転数とのマップから算出される吸入空気量の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出される吸入空気量の指令値とを算出し、吸入空気量の指令値と推定値の差分から、吸入空気量指令補正値を算出し、吸入空気量の指令値を吸入空気量指令補正値で加減算することにより、最終吸入空気量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法である。
この方法によれば、ガソリンエンジンにおいて、実吸入空気量と吸入空気量の指令値との乖離を小さくし、アイドル以外の運転域であっても、制御量を実際の車両状態に追従させてエンジン制御をすることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、エンジンはディーゼルエンジンであって、制御量は燃料噴射量であり、補機トルクの算出値とエンジン回転数とのマップから算出される燃料噴射量の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出される燃料噴射量の指令値とを算出し、燃料噴射量の指令値と推定値の差分から、燃料噴射量指令補正値を算出し、燃料噴射量の指令値を燃料噴射量指令補正値で加減算することにより、最終燃料噴射量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法である。
この方法によれば、ディーゼルエンジンにおいて、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離を小さくし、エンジンへの操作に応じたトルクの発生が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上、説明したように、本発明のエンジンの制御方法によれば、吸気系部品の径、バルブ開度などのばらつきや、吸気系経路のデポジット堆積による通路面積減少、エアクリーナエレメントの圧損上昇などにより、吸入空気量が減少した場合でも、実吸入空気量と吸入空気量の指令値との乖離が小さくなることにより、エミッションの悪化を防止できる。また、全負荷トルクの低下も防止できる。また、本発明のエンジンの制御方法によれば、インジェクタ等の劣化やばらつきにより、実燃料噴射量が増減した場合でも、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離が小さくなることにより、エミッションの悪化を防止できる。また、エンジンへの操作に応じたトルクの発生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１に係るエンジンの出力トルクと吸入空気量との関係を示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係るエンジンの制御方法を示すフローである。
【図３】図３は、実施例１に係る初期出力トルクマップである。
【図４】図４は、吸入空気量指令補正値の書き換えを説明する図である。
【図５】図５は、実施例２に係るエンジンの出力トルクと燃料噴射量との関係を示す図である。
【図６】図６は、実施例２に係るエンジンの制御方法を示すフローである。
【図７】図７は、実施例２に係る初期出力トルクマップである。
【図８】図８は、吸入空気量指令補正値の書き換えを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
（実施例１）
まず、図１〜４を参照して、本発明の実施例１を説明する。はじめに、本発明の実施例１に係るガソリンエンジンのシステムの概略構成を説明する。なお、この実施例１では、ガソリンエンジンが、フォークリフトのエンジンである例を説明することとする。そのため、このガソリンエンジンには、荷役作業のための補機としての油圧ポンプを備えている。
【００１２】
この油圧ポンプの駆動トルクには、下記（１）の関係が成立している。
油圧ポンプの駆動トルク＝油圧ポンプの容量×油圧ポンプの吐出圧×増速比／（２００Π×ポンプ効率）・・・（１）
そのため、この油圧ポンプの駆動トルクは、油圧ポンプの吐出圧を測定することで算出可能となっている。
【００１３】
一方、フォークリフトの走行を停止して荷役作業中のエンジンの出力トルクにおいては、下記（２）の関係が成立している。
エンジンの出力トルク＝油圧ポンプの駆動トルク・・・（２）
なお、エンジンの出力トルクは、エンジン自体のフリクショントルクも含まれるが、エンジン自体のフリクショントルクは、回転数、油温より算出できるように予めＥＣＵにより記憶されているので、算出から省くことができる。
【００１４】
また、エンジンの出力トルクと制御量である吸入空気量との関係は、複数の回転数に対応つけて、予め複数のマップとしてＥＣＵにより記憶されている。なお、図１は、例えば、１０００回転におけるエンジンの出力トルクと吸入空気量との関係を示した図である。
【００１５】
また、このガソリンエンジンにおいては、エアーフローメータを使用していないが、吸入空気量は、エンジン回転数とスロットル開度、インテークマニホールド内の負圧（吸気圧）、に基づいて算出可能となっている。
【００１６】
次に、図２〜４を参照して、上述したガソリンエンジンの制御を説明する。なお、以下の説明にあたって、Ｓ１〜Ｓ５とは、図２における各ステップＳ１〜Ｓ５のことである。まず、ＥＣＵは、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立しているかどうかを判定し（Ｓ１）、判定が成立した場合に補正値の学習を開始する。ここでいう学習条件の成立とは、駆動トルクが推定可能な補機のみが駆動していてエンジンのフリクションが油水温などの初期トルク設定状態と同条件であり考慮する必要がないときである。例えば、フォークリフトでは、油水温などの初期トルク設定状態と同条件でかつ走行を停めて荷役作業を行っているときである。
【００１７】
学習条件が成立すると（Ｓ１において、ＹＥＳの場合）、上述した油圧ポンプの駆動トルクの初期トルク設定状態とエンジン回転数（Ｎｅ）とのマップ（図３参照）に基づいて、油圧ポンプの駆動トルクの算出値から該当するエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する吸入空気量の推定値（Ｇａｃｔ）を算出する（Ｓ２）。一方、ステップＳ１において、ＮＯの場合、学習を一旦終了し、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立するまで、この判定を繰り返す。
【００１８】
次に、ＥＣＵは、この算出した吸入空気量の推定値（Ｇａｃｔ）と、予め実験などで求められているエンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出された吸入空気量の指令値（Ｇａｃ）とを比較する（Ｓ３）。
【００１９】
最後に、ＥＣＵは、この推定値と指令値との比較によって生じた差分（Ｇａｃｄｌ＝Ｇａｃ−Ｇａｃｔ）を算出する（Ｓ４）。そして、図４に示すように、その差分に応じて吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）とのマップからなる吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）を書き換える（Ｓ５）。以降、学習開始ごとにこれら各ステップＳ１〜Ｓ５を繰り返す。
【００２０】
具体的にいうと、図４に示すように、学習を行った時点における吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する格子のマップの値を、差分（Ｇａｃｄｌ）に応じて更新し、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）として保管する。今回の学習により算出された、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）はそのマップ上で保管され、次回の学習においても同様に学習を行った時点における格子のマップの値が吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）として更新され、保管される。図４（Ａ）が更新前の状態、図４（Ｂ）が保管後の状態を示している。
【００２１】
すなわち、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）を算出するマップは、学習する度に更新される。吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）の初期値はすべての格子で０である。学習後においては、吸入空気量指令補正値（Ｇｃｃ）を吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）から加減算することにより、最終吸入空気量推定値（Ｇａｃｆ）を算出する。ＥＣＵは、最終吸入空気量推定値（Ｇａｃｆ）の結果を基に、燃料噴射量（噴射時間）や点火タイミングなどの演算に使用する指令値または演算用算出値に補正量を加算し、最終的な燃料噴射量や点火時期を算出し、燃料噴射量や点火時期を電子制御する。ガソリンエンジンの制御は、このような方法によって行われている。なお、今回の学習においては、吸入空気量の推定値（Ｇａｃ）が２ｍｇ／ｓより大きく４ｍｇ／ｓ以下であって、エンジン回転数（Ｎｅ）が３０００ｒｐｍより大きく４０００ｒｐｍ以下であるという条件のもとで行われている。
【００２２】
本発明の実施例１に係るガソリンエンジンの制御は、上述した方法によって行われている。このとき、測定される油圧ポンプの吐出圧から算出される油圧ポンプの駆動トルクによって、吸入空気量の推定値を算出している。そのため、異なった学習条件で学習を繰り返すことにより、アイドル以外の運転域であっても補正量を追従させることができる。したがって、実吸入空気量と吸入空気量の指令値との乖離を小さくでき、エアーフローメータを使用しなくても、車両状態の現状に追従したエンジン制御を行うことにより排気性状の悪化を防止できる。例えば、吸気系部品の径、バルブ開度などのばらつきや、吸気系経路のデポジット堆積による通路面積減少、エアクリーナエレメントの圧損上昇などにより、吸入空気量が減少した場合でも、実吸入空気量に合わせたエンジンの制御を行うことにより、エミッションの悪化を防止できる。また、上記の現象が解除され、吸入空気量が回復した場合でも、実吸入空気量に合わせたエンジンの制御を行うことにより、エミッションの悪化を防止できる。
【００２３】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２を、図５〜８を参照して説明する。この実施例２は、既に説明した実施例１と比較すると、ガソリンエンジンに代わって、ディーゼルエンジンで実施した形態である。なお、この実施例２でも、ディーゼルエンジンが、フォークリフトのエンジンである例を説明することとする。そのため、このディーゼルエンジンにも、リフトアップするための補機としての油圧ポンプを備えている。
【００２４】
この油圧ポンプの駆動トルクにも、上述した（１）の関係が成立している。一方、このエンジンの出力トルクにも、上述した（２）の関係が成立している。
【００２５】
また、エンジンの出力トルクと制御量である燃料噴射量との関係は、複数の回転数に対応つけて、複数のマップとして予めＥＣＵにより記憶されている。なお、図５は、例えば、１０００回転におけるエンジンの出力トルクと燃料噴射量との関係を示した図である。
【００２６】
また、ディーゼルエンジンの燃料噴射量の指令値は、直接測定することなく、例えば、コモンレール圧などの燃料圧力及び燃料噴射弁への通電時間に基づいて算出可能となっている。
【００２７】
次に、上述したディーゼルエンジンの制御を説明する。なお、以下の説明にあたって、Ｓ１０１〜Ｓ１０５とは、図６における各ステップＳ１０１〜Ｓ１０５のことである。まず、ＥＣＵは、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立しているかどうかを判定し（Ｓ１０１）、判定が成立した場合に補正値の学習を開始する。ここでいう学習条件の成立とは、駆動トルクが推定可能な補機のみが駆動していてエンジンのフリクションが油水温などの初期トルク設定状態と同条件であり考慮する必要がないときである。例えば、フォークリフトでは、油水温などの初期トルク設定状態と同条件で、かつ走行を停めて荷役作業を行っているときである。
【００２８】
学習条件が成立すると（Ｓ１０１において、ＹＥＳの場合）、上述した油圧ポンプの駆動トルクの初期トルク設定状態とエンジン回転数（Ｎｅ）とのマップ（図７参照）に基づいて、油圧ポンプの駆動トルクの算出値から該当するエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する燃料噴射量の推定値（Ｑｒｃ）を算出する（Ｓ１０２）。一方、ステップＳ１０１において、ＮＯの場合、学習を一旦終了し、前回の学習から一定時間経過し、かつ学習条件が成立するまで、この判定を繰り返す。
【００２９】
次に、ＥＣＵは、この算出した燃料噴射量の推定値（Ｑｒｃ）と、エンジン回転数とスロットル開度とのマップから算出した燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）とを比較する（Ｓ１０３）。最後に、ＥＣＵは、この比較によって生じた差分（Ｑｃｄｌ＝Ｑｃ−Ｑｒｃ）を算出する（Ｓ１０４）。そして、図８に示すように、その差分に応じて燃料噴射量の推定値（Ｑｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）のマップから燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）を書き換える（Ｓ１０５）。以降、学習開始ごとにこれら各ステップＳ１０１〜Ｓ１０５を繰り返す。
【００３０】
具体的にいうと、図８に示すように、学習を行った時点における燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）とエンジン回転数（Ｎｅ）に対応する格子のマップの値を、差分（Ｑｃｄｌ）に応じて更新し、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）として保管する。今回の学習により算出された、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）はそのマップ上で保管され、次回の学習においても同様に学習を行った時点における格子のマップの値が燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）として更新され、保管される。図８（Ａ）が更新前の状態、図８（Ｂ）が保管後の状態を示している。
【００３１】
すなわち、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）を算出するマップは、学習するたびに更新される。なお、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）の初期値はすべての格子で０である。そしてＥＣＵは、燃料噴射量指令補正値（Ｑｃｃ）を燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）に加算あるいは減算することにより、最終燃料噴射量推定値（Ｑｃｆ）を算出し、最終燃料噴射量指令値（Ｑｃｆ）に応じた燃料噴射ができるよう燃料噴射弁への通電時間の増減値を補正値として算出し、燃料噴射弁を電子制御する。ディーゼルエンジンの制御は、このような方法によって行われている。なお、今回の学習においては、燃料噴射量の指令値（Ｑｃ）が１０ｍｍ3／ｓｔより大きく２０ｍｍ3／ｓｔ以下であって、エンジン回転数（Ｎｅ）が３０００ｒｐｍより大きく４０００ｒｐｍ以下であるという条件のもとで行われている。
【００３２】
本発明の実施例２に係るディーゼルエンジンの制御は、上述した方法によって行われている。このとき、常時に測定されている油圧ポンプの吐出圧から算出される油圧ポンプの駆動トルクによって、燃料噴射量の推定値を算出している。そのため、異なった学習条件で学習を繰り返すことにより、アイドル以外の運転域であっても補正量を追従させることができる。したがって、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離を小さくできる。例えば、インジェクタ等の劣化やばらつきにより、実燃料噴射量が増減した場合でも、実燃料噴射量と燃料噴射量の指令値との乖離が小さくなることにより、エンジンへの操作に対する意図しないトルクの増加・減少を防止するとともに、エミッションの悪化を防止できる。
【００３３】
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例１では、エンジン回転数と補機のトルクとから算出した吸入空気量の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とから算出した吸入空気量の指令値とを比較し、この比較によって生じた差分を補正する例を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、エンジン回転数と補機のトルクから算出したインテークマニホルド内圧力の推定値と、エンジン回転数とスロットル開度とから算出したインテークマニホルド内圧力の指令値とを比較し、この比較によって生じた差分を補正してもよい。また、差分を補正する代わりに、この比較によって生じた比率を算出し、この比率を補正比率としても構わない。このことは、実施例２においても同様である。
実施例１では、ＥＣＵは、最終吸入空気量推定値（Ｇａｃｆ）の結果を基に、噴射量や点火時期を電子制御していたが、スロットル開度を電子制御してもよい。
実施例においては、補機として荷役作業のための油圧ポンプを例に挙げたが、エンジンで駆動している補機で、トルク算出が可能な補機であればよく、回転数・電圧・電流・効率からトルク算出が可能な発電機でもよく、油圧ポンプで作動するパワーステアリングであってもよい。冷媒の吐出圧力が測定可能であるならば、エアコンに使用される圧縮機に適用可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補機を有するエンジンの制御方法であって、
予め、複数の回転数に対応つけて、補機トルクと制御量との関係を記憶させておき、
前記記憶させた関係に基づいて、補機トルクの算出値から該当する回転数に対応する前記制御量の推定値を算出し、
前記制御量の推定値と、エンジン回転数と、スロットル開度、アクセル開度、給気圧の少なくとも１つとから算出した前記制御量の指令値とを比較し、
前記制御量の推定値と指令値との比較によって生じた差分を検出することを特徴とするガソリンエンジンの制御方法。
【請求項２】
前記エンジンはガソリンエンジンであって、
前記制御量は吸入空気量であり、前記補機トルクの算出値とエンジンの回転数とのマップから算出される吸入空気量の推定値と、前記エンジン回転数と前記スロットル開度とのマップから算出される吸入空気量の指令値とを算出し、
前記吸入空気量の指令値と推定値の差分から、吸入空気量指令補正値を算出し、前記吸入空気量の指令値を前記吸入空気量指令補正値で加減算することにより、最終吸入空気量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法。
【請求項３】
前記エンジンはディーゼルエンジンであって、
前記制御量は燃料噴射量であり、前記補機トルクの算出値とエンジン回転数とのマップから算出される燃料噴射量の推定値と、前記エンジン回転数と前記スロットル開度とのマップから算出される燃料噴射量の指令値とを算出し、
前記燃料噴射量の指令値と推定値の差分から、燃料噴射量指令補正値を算出し、前記燃料噴射量の指令値を前記燃料噴射量指令補正値で加減算することにより、最終燃料噴射量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法。
【請求項１】
補機を有するエンジンの制御方法であって、
予め、複数の回転数に対応つけて、補機トルクと制御量との関係を記憶させておき、
前記記憶させた関係に基づいて、補機トルクの算出値から該当する回転数に対応する前記制御量の推定値を算出し、
前記制御量の推定値と、エンジン回転数と、スロットル開度、アクセル開度、給気圧の少なくとも１つとから算出した前記制御量の指令値とを比較し、
前記制御量の推定値と指令値との比較によって生じた差分を検出することを特徴とするガソリンエンジンの制御方法。
【請求項２】
前記エンジンはガソリンエンジンであって、
前記制御量は吸入空気量であり、前記補機トルクの算出値とエンジンの回転数とのマップから算出される吸入空気量の推定値と、前記エンジン回転数と前記スロットル開度とのマップから算出される吸入空気量の指令値とを算出し、
前記吸入空気量の指令値と推定値の差分から、吸入空気量指令補正値を算出し、前記吸入空気量の指令値を前記吸入空気量指令補正値で加減算することにより、最終吸入空気量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法。
【請求項３】
前記エンジンはディーゼルエンジンであって、
前記制御量は燃料噴射量であり、前記補機トルクの算出値とエンジン回転数とのマップから算出される燃料噴射量の推定値と、前記エンジン回転数と前記スロットル開度とのマップから算出される燃料噴射量の指令値とを算出し、
前記燃料噴射量の指令値と推定値の差分から、燃料噴射量指令補正値を算出し、前記燃料噴射量の指令値を前記燃料噴射量指令補正値で加減算することにより、最終燃料噴射量算出値を演算する請求項１に記載のエンジンの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２４１６０（Ｐ２０１３−２４１６０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０５９０（Ｐ２０１１−１６０５９０）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００３２１８）株式会社豊田自動織機 (4,162)
【Ｆターム（参考）】
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