エンジンの制御装置
【課題】ドライバの操作量以外の要素により発生するトルク誤差に対し、スロットル開度の補正を行うが、アクセル開度とスロットル開度との差が大きくなる場合がある。このため、スロットル全開時に最大トルクの補正を行うが、全開前の領域で目標トルクの実現精度が低下することがある。
【解決手段】理論式から演算される目標空気量と計測される吸入空気量に基づいて、最大トルクの補正量を求めることで、スロットルの開閉状態に関わらず、目標トルクを実現する。
【解決手段】理論式から演算される目標空気量と計測される吸入空気量に基づいて、最大トルクの補正量を求めることで、スロットルの開閉状態に関わらず、目標トルクを実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に係り、特に、目標トルクに基づいて、空気量を制御するトルクベース方式のエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの目標トルクを算出し、この目標トルクを実現するようにスロットル開度を制御することで、吸入空気量を制御する技術が提案されている。しかし、高地での大気圧低下時や、外気温度上昇による吸気温度上昇時では、吸気密度が低下する。このような吸気密度の変化に伴うトルク誤差を補償するため、特開２００８−１５７０７８号公報（特許文献１），特許３２８４３９５号（特許文献２）では、目標トルク算出後に、吸気密度補正を行い、スロットル開度を算出している。
【０００３】
この場合、吸気密度補正後にスロットル開度を算出するため、補正量が大きい場合、ドライバ操作によるアクセル開度と、スロットル開度との差が大きくなる。例えば、補正量により、スロットル開度が、ドライバのアクセル開度よりも先に全開になる場合、ドライバがアクセル開度を増加させても、吸入空気量が増加しない。つまり、ドライバの操作量が、吸入空気量の増加、つまり、トルクの増加として反映されないため、アクセルレスポンスが悪くなり、ドライバビリティが低下する。
【０００４】
そこで、ＷＯ２００６−０１６４２３（特許文献３）では、スロットル全開時に、エンジン負荷に基づいて設定された目標空気量と吸入空気量計で実測された空気量を比較し、目標空気量の補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５７０７８号公報
【特許文献２】特許３２８４３９５号
【特許文献３】ＷＯ２００６−０１６４２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ドライバの操作量以外の要素により、トルク誤差が発生した場合でも、スロットルの開閉状態に関わらず、最大トルクを補正することで、目標トルクを高精度に実現するエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
大気圧または過給圧，吸気温度，吸気管圧力により目標空気量を演算し、目標空気量と吸入空気量により、空気量補正量を演算する。また、大気圧または過給圧，吸気温度に基づいて最大目標空気量を演算し、エンジン回転数，大気圧または過給圧により最大基本空気量を演算する。さらに、最大目標空気量，空気量補正量，最大基本空気量により、最大トルクの補正量を演算する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大気圧やエンジンの吸気温度といった環境変化時や、スロットルチャンバーの経時変化等の各種外乱が発生した時においても、目標トルクを高精度に実現すること、及び、アクセル開度の変化を常にスロットル開度に反映することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるエンジンの制御装置の、全体の制御ブロックの一例。
【図２】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック１０９のトルクベース制御ブロックの一例。
【図３】本発明によるエンジンの制御装置が制御するエンジン構成の一例。
【図４】本発明によるエンジンの制御装置の内部構成の一例。
【図５】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０１の詳細なブロック構成の一例。
【図６】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０２の詳細なブロック構成の一例。
【図７】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック６０３の最大トルク補正量演算のブロック構成の一例。
【図８】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０３の詳細なブロック構成の一例
【図９】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０４の詳細なブロック構成の一例。
【図１０】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０５の詳細なブロック構成の一例。
【図１１】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０６の詳細なブロック構成の一例。
【図１２】本発明によるエンジンの制御装置の、環境変化時のスロットル開度の、挙動の一例。
【図１３】本発明によるエンジンの制御装置の、外部要求トルク発生時のスロットル開度と目標トルクの、挙動の一例。
【図１４】本発明によるエンジンの制御装置の、最大トルク補正量反映時におけるスロットル開度とトルクの、挙動の一例。
【図１５】本発明によるエンジンの制御装置の、図２の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１６】本発明によるエンジンの制御装置の、図５の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１７】本発明によるエンジンの制御装置の、図６の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１８】本発明によるエンジンの制御装置の、図７の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１９】本発明によるエンジンの制御装置の、図８の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２０】本発明によるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２１】本発明によるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２２】本発明によるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２３】本発明によるエンジンの制御装置の、図１０の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２４】本発明によるエンジンの制御装置の、図１１の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の内燃機関の制御装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の行う全体の制御ブロックの一例である。
【００１２】
ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、おもにパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジンの単位時間当りの回転数を演算する。
【００１３】
ブロック１０２は、前述のブロック１０１で演算されたエンジンの回転数、及びエンジン負荷により、エンジンの要求する基本燃料を演算する。エンジン負荷は吸気管に設置された吸気管圧力センサの出力を、所定の処理で吸気管圧力に変換したもの、もしくは、熱式空気流量計等で計測されたエンジンの吸入空気量で代表させる。
【００１４】
ブロック１０３は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、前述のブロック１０２で計算された基本燃料のエンジンの各運転領域における補正係数の演算を、マップ検索で行う。
【００１５】
ブロック１０４は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、エンジンの各運転領域における最適な基本点火時期の演算を、マップ検索で行う。
【００１６】
ブロック１０５は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、吸気，排気に設定されたＶＶＴの位相角度を演算する。
【００１７】
ブロック１０６は、前述のエンジン回転数、及びエンジン水温により、エンジンのアイドリング回転数を一定に保つためにアイドリング時の目標回転数を設定し、ＩＳＣバルブ制御手段への目標空気量、及びＩＳＣ点火時期補正量を演算する。
【００１８】
ブロック１０７は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、エンジンの各領域における最適な目標空燃比の設定を、マップ検索等で行う。
【００１９】
ブロック１０８は、前述のブロック１０７で設定された目標空燃比となるように、排気管に設置された酸素濃度センサの出力により燃料のフィードバックコントロールを行い、空燃比フィードバック係数を演算する。
【００２０】
ブロック１０９は、前述のエンジン回転数，アクセル開度、前述のブロック１０６で演算されたＩＳＣ目標空気量等により、目標トルクを演算し、その値に基づき、燃料カット気筒数，要求点火時期，目標スロットル開度を演算する。
【００２１】
ブロック１１０は、前述のブロック１０２で演算された基本燃料に対して、前述のブロック１０３で演算された基本燃料の補正係数、前述のエンジン水温、前述のブロック１０８で演算された空燃比フィードバック係数、前述のブロック１０９で演算された燃料カット気筒数等で補正を行う。
【００２２】
ブロック１１１は、前述のブロック１０４で検索された最適な基本点火時期に対して、前述のエンジン水温、前述のブロック１０６で演算されたＩＳＣ点火時期補正量、前述のブロック１０９で演算された要求点火時期等で補正を行う。
【００２３】
ブロック１１２〜１１５は、前述のブロック１１０で補正された燃料量をエンジンに供給する燃料噴射手段である。ブロック１１６〜１１９は、前述のブロック１１１で補正されたエンジンの点火時期に応じてシリンダに流入した燃料混合気を点火する点火手段である。ブロック１２０は、前述のブロック１０９で演算された目標スロットル開度を実現するスロットル開度駆動手段である。
【００２４】
図２は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック１０９の、トルクベース制御手段における目標スロットル開度演算ブロックの一例である。
【００２５】
ブロック２０１は、エンジン回転数，アクセル開度，ＩＳＣ目標空気量から、アクセル全開時のトルクを実現するために必要な最大目標開口面積，ドライバが要求するトルクを実現するために必要な目標開口面積、及び目標トルク比を演算する。
【００２６】
ブロック２０２は、エンジン回転数，大気圧，目標過給圧，吸入空気量，吸気管圧力，吸気温、前述のブロック２０１で演算された最大目標開口面積，目標開口面積から、エンジンが発生する最大トルクの基本値である最大基本トルク，ドライバの要求トルクを実現するために必要な空気量の目標値である目標空気量，最大トルクを補正するために実際の吸入空気量等に基づき演算される最大トルク補正量、前記最大基本トルクに対して、前記最大トルク補正量で補正された最大トルクを演算する。ブロック２０３は、エンジン回転数、前述のブロック２０１で演算された目標トルク比、前述のブロック２０２で演算された最大トルクから、エンジンの発生するトルクの目標値である目標トルクを演算する。ブロック２０４は、エンジン回転数，エンジン負荷，吸気側進角値，排気側進角値、前述のブロック２０３で演算された目標トルク、ブロック２０５で演算される制御用トルク比等から、補機等によるトルク変動分を補償するために必要な等トルク補正量を演算する。なお、エンジン負荷は吸気管圧力、もしくは、吸入空気量で代表させる。ブロック２０５は、エンジン回転数，前述の目標トルク，前述の最大トルク，前述のブロック２０４で演算された等トルク補正量から、目標トルクに対して、等トルク補正を行い、目標スロットル開度の算出に必要な制御用トルク比を算出する。ブロック２０６は、エンジン回転数、及び前述のブロック２０５で演算された制御用トルク比から、目標スロットル開度を演算する。ブロック２０７は、前述のブロック２０６で演算された目標スロットル開度の実現に必要な電流を、スロットル駆動モータに供給するスロットル駆動手段である。
【００２７】
図３は、本発明の対象となるエンジンの制御装置が制御するエンジン回りの一例を示している。
【００２８】
エンジン３０１は、運転者の開度調整により吸入する空気量を制限するスロットルバルブ３０２、スロットルバルブをバイパスして、吸気管３０６へ接続された流路の流路面積を制御し、エンジンのアイドル時の回転数を制御するアイドルスピードコントロールバルブ３０３、スロットル部を通過する空気量を計測する吸入空気量センサ３０４、吸入空気流量センサ３０４の下流側に設置され排気側のタービンに連動して吸入空気量を加圧する過給器３０５、吸気管３０６内の圧力を検出する吸気管圧力センサ３０７、排気ガスの一部を吸気管３０６内へ戻すＥＧＲバルブ３０８、吸気管３０６の流入空気に対して渦流発生により流速を制御するスワールコントロールバルブ３０９、エンジンの要求する燃料を供給する燃料噴射弁３１０、吸気弁の開閉の位相信号を出力するカム角度センサ３１１、エンジンのシリンダ内に供給された燃料の混合気に点火する点火栓に、エンジン制御装置３１９の点火信号に基づいて点火エネルギを供給する点火モジュール３１２、排気弁の開閉の位相信号を出力するカム角度センサ３１３、エンジンのシリンダブロックに設置されエンジンの冷却水温を検出する水温センサ３１４、エンジンの排気管に設置され排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３１５、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度センサ３１６、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３１７、エンジンの運転，停止のメインスイッチであるイグニッションキイスイッチ３１８、エンジンの各補機類を制御するエンジン制御装置３１９から構成されている。
【００２９】
ただし、吸気管圧力センサ３０７は、吸気の温度を計測する吸気温センサが一体化されることもある。なお、酸素濃度センサ３１５は、排気空燃比に対して比例的な信号を出力するもの、もしくは、排気ガスが理論空燃比に対して、リッチ側／リーン側の２つの信号を出力するものでもよい。また、本実施例では過給器３０５を備えているが、備えていなくても、空気量，燃料，点火の各制御が成立することは言うまでもない。
【００３０】
図４は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の内部構成の一例である。ＣＰＵ４０１の内部にはエンジンに設置された各センサの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換、及びデジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換するＩ／Ｏ部４０２が設定されており、Ｉ／Ｏ部４０２には、水温センサ４０３，クランク角度センサ４０４，カム角度センサ４０５，酸素濃度センサ４０６，吸入空気量センサ４０７，吸気管圧力センサ４０８，スロットル開度センサ４０９，アクセル開度４１０，イグニッションＳＷ４１１が入力されている。ＣＰＵ４０１からの出力信号はドライバ４１３を介して、燃料噴射弁４１２〜４１５，点火コイル４１６〜４１９，スロットル駆動モータ４２０へ出力信号が送られる。
【００３１】
図５は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０１の、目標トルク比演算の詳細なブロックの一例である。ブロック５０１では、アクセル開度よりドライバ要求開口面積、及びテーブル設定値の最大値であるドライバ最大要求開口面積をテーブル検索する。ドライバ最大要求開口面積は、アクセル全開時のドライバ要求開口面積に相当する。ブロック５０２では、ＩＳＣ目標空気量よりＩＳＣ目標開口面積、及びテーブル設定値の最大値であるＩＳＣ最大目標開口面積をテーブル検索する。加算器５０３では、ドライバ最大要求開口面積とＩＳＣ最大目標開口面積を加算し、最大目標開口面積を求める。加算器５０４では、ドライバ要求開口面積とＩＳＣ目標開口面積を加算し、目標開口面積を求める。ブロック５０５では、エンジン回転数，目標開口面積より目標トルク比をマップ検索する。
【００３２】
図６は、本発明の対象となる内燃機関のトルク制御装置の、前述のブロック２０２の、最大トルク演算の詳細なブロックの一例である。ブロック６０１では、システム選択信号により、エンジン周りの構成において、過給器付きか否かを判定し、過給器付きの場合、目標過給圧を目標基準圧力とし、過給器付きでない場合、大気圧を目標基準圧力とする。ブロック６０２では、エンジン回転数，目標基準圧力より最大基本トルクを演算する。ブロック６０３では、最大目標開口面積，目標開口面積，吸気温，吸気管圧力，吸入空気量，目標基準圧力，エンジン回転数より最大トルク補正量を演算する。乗算器６０４では、最大トルク補正量と最大基本トルクを乗算し、最大トルクを求める。
【００３３】
図７は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック６０３の、最大トルク補正量演算の詳細なブロックの一例である。ブロック７０１では、目標開口面積，目標基準圧力，吸気温，吸気管圧力より目標空気量を演算する。ブロック７０２では、最大目標開口面積，目標基準圧力、吸気温より最大目標空気量を演算する。ブロック７０３では、エンジン回転数，目標基準圧力より最大基本空気量を演算する。ブロック７０４では、吸入空気量を目標空気量で除算し、空気量補正量を演算する。ブロック７０５では、空気量補正量と最大目標空気量を乗算し、前記乗算値を最大基本空気量で除算し、最大トルク補正量を演算する。ここでは、エンジントルク∝空気量の関係を前提にしているため、前記演算結果をトルク補正量としている。
【００３４】
数１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック７０１の目標空気量、及び、前述のブロック７０２の最大目標空気量を求める理論式を示している。数１の（１）（２）より目標空気量、また、数１の（１）（３）より最大目標空気量を求める。ここで、数１の（３）のηは、限りなく１に近い値（たとえば０.９９９９）を設定する。
【００３５】
【数１】
【００３６】
図８は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０３の、目標トルク演算の詳細なブロックの一例である。乗算器８０１では、最大トルクと目標トルク比を乗算し、ドライバ要求トルクを求める。ブロック８０２では、外部要求トルク，ドライバ要求トルクより、目標トルクを演算する。
【００３７】
図９は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０４の、等トルク補正の詳細なブロックの一例である。減算器９０１では、吸気側進角値から排気側進角値を減算し、オーバーラップ量とする。ブロック９０２では、オーバーラップ量，制御用トルク比より基準ＶＴＣ等トルク補正量をマップ検索する。ブロック９０３では、エンジン回転数よりＶＴＣ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。基準ＶＴＣ等トルク補正量，エンジン回転数補正量は乗算９０４で乗算され、ＶＴＣ等トルク補正量を求める。ブロック９０５では、目標トルク，ＳＣＶ点火時期補正量より基準ＳＣＶ等トルク補正量をマップ検索する。ブロック９０６では、エンジン回転数よりＳＣＶ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。基準ＳＣＶ等トルク補正量，エンジン回転数補正量は乗算器９０７で乗算され、ＳＣＶ等トルク補正量を求める。ブロック９０８では、エンジン回転数，エンジン負荷よりＭＢＴをマップ検索する。減算器９０９では、ＭＢＴから基本点火時期を減算し、ブロック９１０では、前記減算値より基準点火効率をテーブル検索する。減算器９１１では、ＭＢＴから要求点火時期を減算し、ブロック９１２では、前記減算値より点火効率をテーブル検索し、除算器９１３では、基準点火効率を前記テーブル検索値で除算し、目標点火効率を求める。
【００３８】
図１０は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０５の、制御用トルク比演算の詳細なブロックの一例である。除算器１００１では、目標トルクを最大トルクで除算し、制御用基本トルク比を求める。制御用基本トルク比，ＶＴＣ等トルク補正量，ＳＣＶ等トルク補正量，目標点火効率が乗算器１００２で乗算され、制御用トルク比を求める。
【００３９】
図１１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０６の、目標スロットル開度演算の詳細なブロックの一例である。ブロック１１０１では、エンジン回転数，制御用トルク比より目標スロットル開口面積をマップ検索する。ブロック１１０２では、目標スロットル開口面積もしくはＩＳＣ目標開口面積の大きい方を選択する。ブロック１１０３では、前記選択値より目標スロットル開度をテーブル検索する。
【００４０】
図１２は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、環境変化時のスロットル開度の挙動の一例である。大気圧低下、または、吸気温度上昇による環境変化時において、ライン１２０１は従来制御でのスロットル開度の挙動であり、ライン１２０２は本発明によるスロットル開度の挙動である。従来制御では、環境変化による発生トルクの変動に対する補正量が、スロットル開度の演算に用いられるため、ライン１２０１に示すように、アクセル全開前にスロットル開度が全開になる。本発明では、環境変化時においても、発生トルクの最大値は、スロットル全開時のトルクとするため、環境変化に伴う補正は、最大基本トルク、及び、最大トルク補正量の演算で行われる。これにより、ライン１２０２に示すように、環境変化に関わらず、アクセル全開時にスロットル開度が全開になる。
【００４１】
図１３は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、外部要求トルク発生時のスロットル開度と目標トルクの挙動の一例である。ライン１３０１は外部要求トルク発生前の目標トルクであり、ライン１３０２はその時のスロットル開度である。時間１３０３で外部要求トルクが発生すると、目標トルクが外部要求トルクに基づき演算されるため、ライン１３０１からライン１３０４に切り替わる。これに伴い、スロットル開度もライン１３０２からライン１３０５に切り替わることで、外部要求トルク発生時においても、スロットル開度の制御が可能になり、目標トルクを実現することができる。
【００４２】
図１４は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、最大トルク補正量反映時におけるスロットル開度とトルクの挙動の一例である。ライン１４０１はスロットル開度、ライン１４０２は従来制御での最大トルク補正量、ライン１４０３は本発明での最大トルク補正量である。スロットル開度の中間領域である時間１４０４でトルク変動が発生した場合、従来制御では、スロットル全開後の時間１４０５で最大トルク補正値が演算されるのに対し、本発明では、時間１４０４でライン１４０３の補正量が演算される。この補正に伴うトルクの制御内容を以下で説明する。
【００４３】
まず、従来制御での最大トルクは、ライン１４０６に示すように、時間１４０５で補正量が反映されるため、最大トルクに基づいて演算される目標トルクも、ライン１４０７に示すように、時間１４０５まで補正が行われない。よって、時間１４０４から時間１４０５までは、目標トルクと実発生トルクがずれるので、目標トルクが実現されない。これに対し、本発明では、ライン１４０８で示すように、時間１４０４で最大トルクが補正されるため、これに伴い、ライン１４０９に示すように、目標トルクも補正される。よって、時間１４０４からスロットル全開時の時間１４１０までの間に、目標トルクの実現が可能になるため、時間１４１０において、発生トルクの最大値が、スロットル全開時の目標トルク（最大トルク）になる。
【００４４】
図１５は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図２の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１５０１でエンジン回転数，アクセル開度，ＩＳＣ目標空気量を読み込む。ステップ１５０２でアクセル開度，ＩＳＣ目標空気量により、最大目標開口面積を演算する。ステップ１５０３でアクセル開度，ＩＳＣ目標空気量により、目標開口面積を演算する。ステップ１５０４でエンジン回転数，目標開口面積により、目標トルク比を演算する。ステップ１５０５で大気圧，目標過給圧，吸気温，吸気管圧力，吸入空気量を読み込む。ステップ１５０６でエンジン回転数，大気圧または目標過給圧により、最大基本トルクを演算する。ステップ１５０７で目標開口面積，大気圧，目標過給圧，吸気温，吸気管圧力により、目標空気量を演算する。ステップ１５０８で最大目標開口面積，目標過給圧，吸気温，吸気管圧力，エンジン回転数，吸入空気量，目標空気量により、最大トルク補正量を演算する。ステップ１５０９で最大基本トルク，最大トルク補正量により、最大トルクを演算する。ステップ１５１０で最大トルク，目標トルク比により、目標トルクを演算する。ステップ１５１１で吸気側進角値，排気側進角値を読み込む。ステップ１５１２でエンジン回転数，吸気管圧力，吸入空気量，吸気側進角値，排気側進角値，目標トルク，制御用トルク比により等トルク補正量を演算する。ステップ１５１３で目標トルク，最大トルク，等トルク補正量により制御用トルク比を演算する。ステップ１５１４でエンジン回転数，制御用トルク比により目標スロットル開度を演算する。ステップ１５１５で目標スロットル開度に基づき、スロットルの駆動を行う。
【００４５】
図１６は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図５の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１６０１でアクセル開度により、ドライバ要求開口面積、及びドライバ最大要求開口面積をテーブル検索する。ステップ１６０２でＩＳＣ目標空気量により、ＩＳＣ目標開口面積、及びＩＳＣ最大目標開口面積をテーブル検索する。ステップ１６０３でドライバ最大要求開口面積とＩＳＣ最大目標開口面積を加算し、最大目標開口面積を求める。ステップ１６０４でドライバ要求開口面積とＩＳＣ目標開口面積を加算し、目標開口面積を求める。ステップ１６０５でエンジン回転数，目標開口面積により、目標トルク比をマップ検索する。
【００４６】
図１７は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図６の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１７０１で過給器付きエンジンが選択されているか否かを判断する。選択されている時は、ステップ１７０２で目標過給圧を目標基準圧力に設定する。選択されていない時は、ステップ１７０３で大気圧を目標基準圧力に設定する。ステップ１７０４でエンジン回転数，目標基準圧力により、最大基本トルクを演算する。ステップ１７０５で最大目標開口面積，目標開口面積，吸気温，吸気管圧力，吸入空気量，目標基準圧力，エンジン回転数により、最大トルク補正量を演算する。ステップ１７０６で最大基本トルク，最大トルク補正量を乗算し、最大トルクを求める。
【００４７】
図１８は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図７の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１８０１で目標開口面積，目標基準圧力，吸気温，吸気管圧力により、目標空気量を演算する。ステップ１８０２で最大目標開口面積，目標基準圧力，吸気温により、最大目標空気量を演算する。ステップ１８０３でエンジン回転数，目標基準圧力により、最大基本空気量を演算する。ステップ１８０４で吸入空気量を目標空気量で除算し、空気量補正量を求める。ステップ１８０５で、空気量補正量，最大目標空気量を乗算し、前記乗算値を最大基本空気量を除算し、最大トルク補正量を求める。
【００４８】
図１９は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図８の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１９０１で最大トルク，目標トルク比を乗算し、ドライバ要求トルクを求める。ステップ１９０２でドライバ要求トルク，外部要求トルクにより、目標トルクを演算する。
【００４９】
図２０は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２００１で吸気側進角値から排気側進角値を減算し、オーバーラップ量を求める。ステップ２００２でオーバーラップ量，制御用トルク比により、基準ＶＴＣ等トルク補正量をマップ検索する。ステップ２００３でエンジン回転数により、基準ＶＴＣ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。ステップ２００４で基準ＶＴＣ等トルク補正量，エンジン回転数補正量を乗算し、ＶＴＣ等トルク補正量を求める。
【００５０】
図２１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２１０１で目標トルク，ＳＣＶ点火時期補正量により、基準ＳＣＶ等トルク補正量をマップ検索する。ステップ２１０２でエンジン回転数により、基準ＳＣＶ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。ステップ２１０３で基準ＳＣＶ等トルク補正量，エンジン回転数補正量を乗算し、ＳＣＶ等トルク補正量を求める。
【００５１】
図２２は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２２０１でエンジン回転数，エンジン負荷により、ＭＢＴをマップ検索する。ステップ２２０２でＭＢＴから基本点火時期を減算し、ステップ２２０３で前記減算値により、基準点火効率をテーブル検索する。ステップ２２０４でＭＢＴから要求点火時期を減算し、ステップ２２０５で前記減算値により、点火効率をテーブル検索し、ステップ２２０６で基準点火効率を前記検索した点火効率で除算し、目標点火効率を求める。
【００５２】
図２３は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図１０の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２３０１で目標トルクを最大トルクで除算し、制御用基本トルク比を求める。ステップ２３０２で制御用基本トルク比，ＶＴＣ等トルク補正量，ＳＣＶ等トルク補正量，目標点火効率を乗算し、制御用トルク比を求める。
【００５３】
図２４は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図１１の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２４０１でエンジン回転数，制御用トルク比により、目標スロットル開度をマップ検索する。ステップ２４０２で目標スロットル開口面積またはＩＳＣ目標開口面積の値が大きい方を選択する。ステップ２４０３でステップ２４０２の選択値により、目標スロットル開度をテーブル検索する。
【００５４】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成予想は上記構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１０９ トルクベース制御手段
２０１ 目標トルク比演算手段
２０２ 最大トルク演算手段
２０３ 目標トルク演算手段
２０６ 目標スロットル開度演算手段
３０２ スロットルバルブ
３０４ 吸入空気量センサ
３０５ 過給器
３０７ 吸気管圧力センサ
３１４ 水温センサ
３１６ クランク角度センサ
３１７ アクセル開度センサ
３１９ エンジン制御装置
６０３ 最大トルク補正量演算ブロック
７０１ 目標空気量演算ブロック
７０２ 最大目標空気量演算ブロック
７０３ 最大基本空気量演算ブロック
８０２ 目標トルク演算ブロック
１１０１，１１０３ 目標スロットル開口面積検索ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に係り、特に、目標トルクに基づいて、空気量を制御するトルクベース方式のエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンの目標トルクを算出し、この目標トルクを実現するようにスロットル開度を制御することで、吸入空気量を制御する技術が提案されている。しかし、高地での大気圧低下時や、外気温度上昇による吸気温度上昇時では、吸気密度が低下する。このような吸気密度の変化に伴うトルク誤差を補償するため、特開２００８−１５７０７８号公報（特許文献１），特許３２８４３９５号（特許文献２）では、目標トルク算出後に、吸気密度補正を行い、スロットル開度を算出している。
【０００３】
この場合、吸気密度補正後にスロットル開度を算出するため、補正量が大きい場合、ドライバ操作によるアクセル開度と、スロットル開度との差が大きくなる。例えば、補正量により、スロットル開度が、ドライバのアクセル開度よりも先に全開になる場合、ドライバがアクセル開度を増加させても、吸入空気量が増加しない。つまり、ドライバの操作量が、吸入空気量の増加、つまり、トルクの増加として反映されないため、アクセルレスポンスが悪くなり、ドライバビリティが低下する。
【０００４】
そこで、ＷＯ２００６−０１６４２３（特許文献３）では、スロットル全開時に、エンジン負荷に基づいて設定された目標空気量と吸入空気量計で実測された空気量を比較し、目標空気量の補正を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５７０７８号公報
【特許文献２】特許３２８４３９５号
【特許文献３】ＷＯ２００６−０１６４２３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ドライバの操作量以外の要素により、トルク誤差が発生した場合でも、スロットルの開閉状態に関わらず、最大トルクを補正することで、目標トルクを高精度に実現するエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
大気圧または過給圧，吸気温度，吸気管圧力により目標空気量を演算し、目標空気量と吸入空気量により、空気量補正量を演算する。また、大気圧または過給圧，吸気温度に基づいて最大目標空気量を演算し、エンジン回転数，大気圧または過給圧により最大基本空気量を演算する。さらに、最大目標空気量，空気量補正量，最大基本空気量により、最大トルクの補正量を演算する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大気圧やエンジンの吸気温度といった環境変化時や、スロットルチャンバーの経時変化等の各種外乱が発生した時においても、目標トルクを高精度に実現すること、及び、アクセル開度の変化を常にスロットル開度に反映することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明によるエンジンの制御装置の、全体の制御ブロックの一例。
【図２】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック１０９のトルクベース制御ブロックの一例。
【図３】本発明によるエンジンの制御装置が制御するエンジン構成の一例。
【図４】本発明によるエンジンの制御装置の内部構成の一例。
【図５】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０１の詳細なブロック構成の一例。
【図６】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０２の詳細なブロック構成の一例。
【図７】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック６０３の最大トルク補正量演算のブロック構成の一例。
【図８】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０３の詳細なブロック構成の一例
【図９】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０４の詳細なブロック構成の一例。
【図１０】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０５の詳細なブロック構成の一例。
【図１１】本発明によるエンジンの制御装置の、ブロック２０６の詳細なブロック構成の一例。
【図１２】本発明によるエンジンの制御装置の、環境変化時のスロットル開度の、挙動の一例。
【図１３】本発明によるエンジンの制御装置の、外部要求トルク発生時のスロットル開度と目標トルクの、挙動の一例。
【図１４】本発明によるエンジンの制御装置の、最大トルク補正量反映時におけるスロットル開度とトルクの、挙動の一例。
【図１５】本発明によるエンジンの制御装置の、図２の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１６】本発明によるエンジンの制御装置の、図５の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１７】本発明によるエンジンの制御装置の、図６の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１８】本発明によるエンジンの制御装置の、図７の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図１９】本発明によるエンジンの制御装置の、図８の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２０】本発明によるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２１】本発明によるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２２】本発明によるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２３】本発明によるエンジンの制御装置の、図１０の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【図２４】本発明によるエンジンの制御装置の、図１１の制御ブロックの、フローチャートの一例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の内燃機関の制御装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の行う全体の制御ブロックの一例である。
【００１２】
ブロック１０１は、エンジン回転数計算手段のブロックである。エンジンの所定のクランク角度位置に設定されたクランク角度センサの電気的な信号、おもにパルス信号変化の単位時間当たりの入力数をカウントし、演算処理することで、エンジンの単位時間当りの回転数を演算する。
【００１３】
ブロック１０２は、前述のブロック１０１で演算されたエンジンの回転数、及びエンジン負荷により、エンジンの要求する基本燃料を演算する。エンジン負荷は吸気管に設置された吸気管圧力センサの出力を、所定の処理で吸気管圧力に変換したもの、もしくは、熱式空気流量計等で計測されたエンジンの吸入空気量で代表させる。
【００１４】
ブロック１０３は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、前述のブロック１０２で計算された基本燃料のエンジンの各運転領域における補正係数の演算を、マップ検索で行う。
【００１５】
ブロック１０４は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、エンジンの各運転領域における最適な基本点火時期の演算を、マップ検索で行う。
【００１６】
ブロック１０５は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、吸気，排気に設定されたＶＶＴの位相角度を演算する。
【００１７】
ブロック１０６は、前述のエンジン回転数、及びエンジン水温により、エンジンのアイドリング回転数を一定に保つためにアイドリング時の目標回転数を設定し、ＩＳＣバルブ制御手段への目標空気量、及びＩＳＣ点火時期補正量を演算する。
【００１８】
ブロック１０７は、前述のエンジン回転数、及び前述のエンジン負荷により、エンジンの各領域における最適な目標空燃比の設定を、マップ検索等で行う。
【００１９】
ブロック１０８は、前述のブロック１０７で設定された目標空燃比となるように、排気管に設置された酸素濃度センサの出力により燃料のフィードバックコントロールを行い、空燃比フィードバック係数を演算する。
【００２０】
ブロック１０９は、前述のエンジン回転数，アクセル開度、前述のブロック１０６で演算されたＩＳＣ目標空気量等により、目標トルクを演算し、その値に基づき、燃料カット気筒数，要求点火時期，目標スロットル開度を演算する。
【００２１】
ブロック１１０は、前述のブロック１０２で演算された基本燃料に対して、前述のブロック１０３で演算された基本燃料の補正係数、前述のエンジン水温、前述のブロック１０８で演算された空燃比フィードバック係数、前述のブロック１０９で演算された燃料カット気筒数等で補正を行う。
【００２２】
ブロック１１１は、前述のブロック１０４で検索された最適な基本点火時期に対して、前述のエンジン水温、前述のブロック１０６で演算されたＩＳＣ点火時期補正量、前述のブロック１０９で演算された要求点火時期等で補正を行う。
【００２３】
ブロック１１２〜１１５は、前述のブロック１１０で補正された燃料量をエンジンに供給する燃料噴射手段である。ブロック１１６〜１１９は、前述のブロック１１１で補正されたエンジンの点火時期に応じてシリンダに流入した燃料混合気を点火する点火手段である。ブロック１２０は、前述のブロック１０９で演算された目標スロットル開度を実現するスロットル開度駆動手段である。
【００２４】
図２は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック１０９の、トルクベース制御手段における目標スロットル開度演算ブロックの一例である。
【００２５】
ブロック２０１は、エンジン回転数，アクセル開度，ＩＳＣ目標空気量から、アクセル全開時のトルクを実現するために必要な最大目標開口面積，ドライバが要求するトルクを実現するために必要な目標開口面積、及び目標トルク比を演算する。
【００２６】
ブロック２０２は、エンジン回転数，大気圧，目標過給圧，吸入空気量，吸気管圧力，吸気温、前述のブロック２０１で演算された最大目標開口面積，目標開口面積から、エンジンが発生する最大トルクの基本値である最大基本トルク，ドライバの要求トルクを実現するために必要な空気量の目標値である目標空気量，最大トルクを補正するために実際の吸入空気量等に基づき演算される最大トルク補正量、前記最大基本トルクに対して、前記最大トルク補正量で補正された最大トルクを演算する。ブロック２０３は、エンジン回転数、前述のブロック２０１で演算された目標トルク比、前述のブロック２０２で演算された最大トルクから、エンジンの発生するトルクの目標値である目標トルクを演算する。ブロック２０４は、エンジン回転数，エンジン負荷，吸気側進角値，排気側進角値、前述のブロック２０３で演算された目標トルク、ブロック２０５で演算される制御用トルク比等から、補機等によるトルク変動分を補償するために必要な等トルク補正量を演算する。なお、エンジン負荷は吸気管圧力、もしくは、吸入空気量で代表させる。ブロック２０５は、エンジン回転数，前述の目標トルク，前述の最大トルク，前述のブロック２０４で演算された等トルク補正量から、目標トルクに対して、等トルク補正を行い、目標スロットル開度の算出に必要な制御用トルク比を算出する。ブロック２０６は、エンジン回転数、及び前述のブロック２０５で演算された制御用トルク比から、目標スロットル開度を演算する。ブロック２０７は、前述のブロック２０６で演算された目標スロットル開度の実現に必要な電流を、スロットル駆動モータに供給するスロットル駆動手段である。
【００２７】
図３は、本発明の対象となるエンジンの制御装置が制御するエンジン回りの一例を示している。
【００２８】
エンジン３０１は、運転者の開度調整により吸入する空気量を制限するスロットルバルブ３０２、スロットルバルブをバイパスして、吸気管３０６へ接続された流路の流路面積を制御し、エンジンのアイドル時の回転数を制御するアイドルスピードコントロールバルブ３０３、スロットル部を通過する空気量を計測する吸入空気量センサ３０４、吸入空気流量センサ３０４の下流側に設置され排気側のタービンに連動して吸入空気量を加圧する過給器３０５、吸気管３０６内の圧力を検出する吸気管圧力センサ３０７、排気ガスの一部を吸気管３０６内へ戻すＥＧＲバルブ３０８、吸気管３０６の流入空気に対して渦流発生により流速を制御するスワールコントロールバルブ３０９、エンジンの要求する燃料を供給する燃料噴射弁３１０、吸気弁の開閉の位相信号を出力するカム角度センサ３１１、エンジンのシリンダ内に供給された燃料の混合気に点火する点火栓に、エンジン制御装置３１９の点火信号に基づいて点火エネルギを供給する点火モジュール３１２、排気弁の開閉の位相信号を出力するカム角度センサ３１３、エンジンのシリンダブロックに設置されエンジンの冷却水温を検出する水温センサ３１４、エンジンの排気管に設置され排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ３１５、エンジンのクランク角度を検出するクランク角度センサ３１６、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ３１７、エンジンの運転，停止のメインスイッチであるイグニッションキイスイッチ３１８、エンジンの各補機類を制御するエンジン制御装置３１９から構成されている。
【００２９】
ただし、吸気管圧力センサ３０７は、吸気の温度を計測する吸気温センサが一体化されることもある。なお、酸素濃度センサ３１５は、排気空燃比に対して比例的な信号を出力するもの、もしくは、排気ガスが理論空燃比に対して、リッチ側／リーン側の２つの信号を出力するものでもよい。また、本実施例では過給器３０５を備えているが、備えていなくても、空気量，燃料，点火の各制御が成立することは言うまでもない。
【００３０】
図４は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の内部構成の一例である。ＣＰＵ４０１の内部にはエンジンに設置された各センサの電気的信号をデジタル演算処理用の信号に変換、及びデジタル演算用の制御信号を実際のアクチュエータの駆動信号に変換するＩ／Ｏ部４０２が設定されており、Ｉ／Ｏ部４０２には、水温センサ４０３，クランク角度センサ４０４，カム角度センサ４０５，酸素濃度センサ４０６，吸入空気量センサ４０７，吸気管圧力センサ４０８，スロットル開度センサ４０９，アクセル開度４１０，イグニッションＳＷ４１１が入力されている。ＣＰＵ４０１からの出力信号はドライバ４１３を介して、燃料噴射弁４１２〜４１５，点火コイル４１６〜４１９，スロットル駆動モータ４２０へ出力信号が送られる。
【００３１】
図５は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０１の、目標トルク比演算の詳細なブロックの一例である。ブロック５０１では、アクセル開度よりドライバ要求開口面積、及びテーブル設定値の最大値であるドライバ最大要求開口面積をテーブル検索する。ドライバ最大要求開口面積は、アクセル全開時のドライバ要求開口面積に相当する。ブロック５０２では、ＩＳＣ目標空気量よりＩＳＣ目標開口面積、及びテーブル設定値の最大値であるＩＳＣ最大目標開口面積をテーブル検索する。加算器５０３では、ドライバ最大要求開口面積とＩＳＣ最大目標開口面積を加算し、最大目標開口面積を求める。加算器５０４では、ドライバ要求開口面積とＩＳＣ目標開口面積を加算し、目標開口面積を求める。ブロック５０５では、エンジン回転数，目標開口面積より目標トルク比をマップ検索する。
【００３２】
図６は、本発明の対象となる内燃機関のトルク制御装置の、前述のブロック２０２の、最大トルク演算の詳細なブロックの一例である。ブロック６０１では、システム選択信号により、エンジン周りの構成において、過給器付きか否かを判定し、過給器付きの場合、目標過給圧を目標基準圧力とし、過給器付きでない場合、大気圧を目標基準圧力とする。ブロック６０２では、エンジン回転数，目標基準圧力より最大基本トルクを演算する。ブロック６０３では、最大目標開口面積，目標開口面積，吸気温，吸気管圧力，吸入空気量，目標基準圧力，エンジン回転数より最大トルク補正量を演算する。乗算器６０４では、最大トルク補正量と最大基本トルクを乗算し、最大トルクを求める。
【００３３】
図７は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック６０３の、最大トルク補正量演算の詳細なブロックの一例である。ブロック７０１では、目標開口面積，目標基準圧力，吸気温，吸気管圧力より目標空気量を演算する。ブロック７０２では、最大目標開口面積，目標基準圧力、吸気温より最大目標空気量を演算する。ブロック７０３では、エンジン回転数，目標基準圧力より最大基本空気量を演算する。ブロック７０４では、吸入空気量を目標空気量で除算し、空気量補正量を演算する。ブロック７０５では、空気量補正量と最大目標空気量を乗算し、前記乗算値を最大基本空気量で除算し、最大トルク補正量を演算する。ここでは、エンジントルク∝空気量の関係を前提にしているため、前記演算結果をトルク補正量としている。
【００３４】
数１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック７０１の目標空気量、及び、前述のブロック７０２の最大目標空気量を求める理論式を示している。数１の（１）（２）より目標空気量、また、数１の（１）（３）より最大目標空気量を求める。ここで、数１の（３）のηは、限りなく１に近い値（たとえば０.９９９９）を設定する。
【００３５】
【数１】
【００３６】
図８は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０３の、目標トルク演算の詳細なブロックの一例である。乗算器８０１では、最大トルクと目標トルク比を乗算し、ドライバ要求トルクを求める。ブロック８０２では、外部要求トルク，ドライバ要求トルクより、目標トルクを演算する。
【００３７】
図９は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０４の、等トルク補正の詳細なブロックの一例である。減算器９０１では、吸気側進角値から排気側進角値を減算し、オーバーラップ量とする。ブロック９０２では、オーバーラップ量，制御用トルク比より基準ＶＴＣ等トルク補正量をマップ検索する。ブロック９０３では、エンジン回転数よりＶＴＣ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。基準ＶＴＣ等トルク補正量，エンジン回転数補正量は乗算９０４で乗算され、ＶＴＣ等トルク補正量を求める。ブロック９０５では、目標トルク，ＳＣＶ点火時期補正量より基準ＳＣＶ等トルク補正量をマップ検索する。ブロック９０６では、エンジン回転数よりＳＣＶ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。基準ＳＣＶ等トルク補正量，エンジン回転数補正量は乗算器９０７で乗算され、ＳＣＶ等トルク補正量を求める。ブロック９０８では、エンジン回転数，エンジン負荷よりＭＢＴをマップ検索する。減算器９０９では、ＭＢＴから基本点火時期を減算し、ブロック９１０では、前記減算値より基準点火効率をテーブル検索する。減算器９１１では、ＭＢＴから要求点火時期を減算し、ブロック９１２では、前記減算値より点火効率をテーブル検索し、除算器９１３では、基準点火効率を前記テーブル検索値で除算し、目標点火効率を求める。
【００３８】
図１０は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０５の、制御用トルク比演算の詳細なブロックの一例である。除算器１００１では、目標トルクを最大トルクで除算し、制御用基本トルク比を求める。制御用基本トルク比，ＶＴＣ等トルク補正量，ＳＣＶ等トルク補正量，目標点火効率が乗算器１００２で乗算され、制御用トルク比を求める。
【００３９】
図１１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、前述のブロック２０６の、目標スロットル開度演算の詳細なブロックの一例である。ブロック１１０１では、エンジン回転数，制御用トルク比より目標スロットル開口面積をマップ検索する。ブロック１１０２では、目標スロットル開口面積もしくはＩＳＣ目標開口面積の大きい方を選択する。ブロック１１０３では、前記選択値より目標スロットル開度をテーブル検索する。
【００４０】
図１２は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、環境変化時のスロットル開度の挙動の一例である。大気圧低下、または、吸気温度上昇による環境変化時において、ライン１２０１は従来制御でのスロットル開度の挙動であり、ライン１２０２は本発明によるスロットル開度の挙動である。従来制御では、環境変化による発生トルクの変動に対する補正量が、スロットル開度の演算に用いられるため、ライン１２０１に示すように、アクセル全開前にスロットル開度が全開になる。本発明では、環境変化時においても、発生トルクの最大値は、スロットル全開時のトルクとするため、環境変化に伴う補正は、最大基本トルク、及び、最大トルク補正量の演算で行われる。これにより、ライン１２０２に示すように、環境変化に関わらず、アクセル全開時にスロットル開度が全開になる。
【００４１】
図１３は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、外部要求トルク発生時のスロットル開度と目標トルクの挙動の一例である。ライン１３０１は外部要求トルク発生前の目標トルクであり、ライン１３０２はその時のスロットル開度である。時間１３０３で外部要求トルクが発生すると、目標トルクが外部要求トルクに基づき演算されるため、ライン１３０１からライン１３０４に切り替わる。これに伴い、スロットル開度もライン１３０２からライン１３０５に切り替わることで、外部要求トルク発生時においても、スロットル開度の制御が可能になり、目標トルクを実現することができる。
【００４２】
図１４は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、最大トルク補正量反映時におけるスロットル開度とトルクの挙動の一例である。ライン１４０１はスロットル開度、ライン１４０２は従来制御での最大トルク補正量、ライン１４０３は本発明での最大トルク補正量である。スロットル開度の中間領域である時間１４０４でトルク変動が発生した場合、従来制御では、スロットル全開後の時間１４０５で最大トルク補正値が演算されるのに対し、本発明では、時間１４０４でライン１４０３の補正量が演算される。この補正に伴うトルクの制御内容を以下で説明する。
【００４３】
まず、従来制御での最大トルクは、ライン１４０６に示すように、時間１４０５で補正量が反映されるため、最大トルクに基づいて演算される目標トルクも、ライン１４０７に示すように、時間１４０５まで補正が行われない。よって、時間１４０４から時間１４０５までは、目標トルクと実発生トルクがずれるので、目標トルクが実現されない。これに対し、本発明では、ライン１４０８で示すように、時間１４０４で最大トルクが補正されるため、これに伴い、ライン１４０９に示すように、目標トルクも補正される。よって、時間１４０４からスロットル全開時の時間１４１０までの間に、目標トルクの実現が可能になるため、時間１４１０において、発生トルクの最大値が、スロットル全開時の目標トルク（最大トルク）になる。
【００４４】
図１５は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図２の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１５０１でエンジン回転数，アクセル開度，ＩＳＣ目標空気量を読み込む。ステップ１５０２でアクセル開度，ＩＳＣ目標空気量により、最大目標開口面積を演算する。ステップ１５０３でアクセル開度，ＩＳＣ目標空気量により、目標開口面積を演算する。ステップ１５０４でエンジン回転数，目標開口面積により、目標トルク比を演算する。ステップ１５０５で大気圧，目標過給圧，吸気温，吸気管圧力，吸入空気量を読み込む。ステップ１５０６でエンジン回転数，大気圧または目標過給圧により、最大基本トルクを演算する。ステップ１５０７で目標開口面積，大気圧，目標過給圧，吸気温，吸気管圧力により、目標空気量を演算する。ステップ１５０８で最大目標開口面積，目標過給圧，吸気温，吸気管圧力，エンジン回転数，吸入空気量，目標空気量により、最大トルク補正量を演算する。ステップ１５０９で最大基本トルク，最大トルク補正量により、最大トルクを演算する。ステップ１５１０で最大トルク，目標トルク比により、目標トルクを演算する。ステップ１５１１で吸気側進角値，排気側進角値を読み込む。ステップ１５１２でエンジン回転数，吸気管圧力，吸入空気量，吸気側進角値，排気側進角値，目標トルク，制御用トルク比により等トルク補正量を演算する。ステップ１５１３で目標トルク，最大トルク，等トルク補正量により制御用トルク比を演算する。ステップ１５１４でエンジン回転数，制御用トルク比により目標スロットル開度を演算する。ステップ１５１５で目標スロットル開度に基づき、スロットルの駆動を行う。
【００４５】
図１６は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図５の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１６０１でアクセル開度により、ドライバ要求開口面積、及びドライバ最大要求開口面積をテーブル検索する。ステップ１６０２でＩＳＣ目標空気量により、ＩＳＣ目標開口面積、及びＩＳＣ最大目標開口面積をテーブル検索する。ステップ１６０３でドライバ最大要求開口面積とＩＳＣ最大目標開口面積を加算し、最大目標開口面積を求める。ステップ１６０４でドライバ要求開口面積とＩＳＣ目標開口面積を加算し、目標開口面積を求める。ステップ１６０５でエンジン回転数，目標開口面積により、目標トルク比をマップ検索する。
【００４６】
図１７は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図６の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１７０１で過給器付きエンジンが選択されているか否かを判断する。選択されている時は、ステップ１７０２で目標過給圧を目標基準圧力に設定する。選択されていない時は、ステップ１７０３で大気圧を目標基準圧力に設定する。ステップ１７０４でエンジン回転数，目標基準圧力により、最大基本トルクを演算する。ステップ１７０５で最大目標開口面積，目標開口面積，吸気温，吸気管圧力，吸入空気量，目標基準圧力，エンジン回転数により、最大トルク補正量を演算する。ステップ１７０６で最大基本トルク，最大トルク補正量を乗算し、最大トルクを求める。
【００４７】
図１８は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図７の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１８０１で目標開口面積，目標基準圧力，吸気温，吸気管圧力により、目標空気量を演算する。ステップ１８０２で最大目標開口面積，目標基準圧力，吸気温により、最大目標空気量を演算する。ステップ１８０３でエンジン回転数，目標基準圧力により、最大基本空気量を演算する。ステップ１８０４で吸入空気量を目標空気量で除算し、空気量補正量を求める。ステップ１８０５で、空気量補正量，最大目標空気量を乗算し、前記乗算値を最大基本空気量を除算し、最大トルク補正量を求める。
【００４８】
図１９は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図８の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ１９０１で最大トルク，目標トルク比を乗算し、ドライバ要求トルクを求める。ステップ１９０２でドライバ要求トルク，外部要求トルクにより、目標トルクを演算する。
【００４９】
図２０は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２００１で吸気側進角値から排気側進角値を減算し、オーバーラップ量を求める。ステップ２００２でオーバーラップ量，制御用トルク比により、基準ＶＴＣ等トルク補正量をマップ検索する。ステップ２００３でエンジン回転数により、基準ＶＴＣ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。ステップ２００４で基準ＶＴＣ等トルク補正量，エンジン回転数補正量を乗算し、ＶＴＣ等トルク補正量を求める。
【００５０】
図２１は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２１０１で目標トルク，ＳＣＶ点火時期補正量により、基準ＳＣＶ等トルク補正量をマップ検索する。ステップ２１０２でエンジン回転数により、基準ＳＣＶ等トルク補正量へのエンジン回転数補正量をテーブル検索する。ステップ２１０３で基準ＳＣＶ等トルク補正量，エンジン回転数補正量を乗算し、ＳＣＶ等トルク補正量を求める。
【００５１】
図２２は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図９の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２２０１でエンジン回転数，エンジン負荷により、ＭＢＴをマップ検索する。ステップ２２０２でＭＢＴから基本点火時期を減算し、ステップ２２０３で前記減算値により、基準点火効率をテーブル検索する。ステップ２２０４でＭＢＴから要求点火時期を減算し、ステップ２２０５で前記減算値により、点火効率をテーブル検索し、ステップ２２０６で基準点火効率を前記検索した点火効率で除算し、目標点火効率を求める。
【００５２】
図２３は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図１０の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２３０１で目標トルクを最大トルクで除算し、制御用基本トルク比を求める。ステップ２３０２で制御用基本トルク比，ＶＴＣ等トルク補正量，ＳＣＶ等トルク補正量，目標点火効率を乗算し、制御用トルク比を求める。
【００５３】
図２４は、本発明の対象となるエンジンの制御装置の、図１１の制御ブロックのフローチャートの一例である。ステップ２４０１でエンジン回転数，制御用トルク比により、目標スロットル開度をマップ検索する。ステップ２４０２で目標スロットル開口面積またはＩＳＣ目標開口面積の値が大きい方を選択する。ステップ２４０３でステップ２４０２の選択値により、目標スロットル開度をテーブル検索する。
【００５４】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成予想は上記構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５５】
１０９ トルクベース制御手段
２０１ 目標トルク比演算手段
２０２ 最大トルク演算手段
２０３ 目標トルク演算手段
２０６ 目標スロットル開度演算手段
３０２ スロットルバルブ
３０４ 吸入空気量センサ
３０５ 過給器
３０７ 吸気管圧力センサ
３１４ 水温センサ
３１６ クランク角度センサ
３１７ アクセル開度センサ
３１９ エンジン制御装置
６０３ 最大トルク補正量演算ブロック
７０１ 目標空気量演算ブロック
７０２ 最大目標空気量演算ブロック
７０３ 最大基本空気量演算ブロック
８０２ 目標トルク演算ブロック
１１０１，１１０３ 目標スロットル開口面積検索ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともエンジン回転数と大気圧または過給圧とに基づいてエンジンの最大基本トルクを決定する手段と、
少なくとも大気圧または過給圧と吸気温度と吸気管圧力とのうち二つ以上のパラメータに基づいて、エンジンの吸入する目標空気量を演算する手段と、
少なくともエンジン回転数と前記大気圧または過給圧と吸気温度とのうち二つ以上のパラメータと、前記目標空気量と、吸入空気量とに基づいて、最大トルク補正量を演算する手段と、
前記最大トルク補正量と前記最大基本トルクとに基づいて、最大トルクを補正する手段と、
補正された最大トルクと、エンジン回転数と、アクセル開度とに基づいて、目標トルクを演算する手段と、
前記補正された最大トルクと、前記目標トルクとに基づいて、スロットルバルブを制御する手段と
を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記最大トルク補正量の演算手段は、
前記目標空気量と吸入空気量を比較して、目標値との誤差を補正する空気量補正量を演算する手段と、
大気圧または過給圧，吸気温度の少なくとも二つ以上のパラメータに基づいて、エンジンの吸入する最大目標空気量を演算する手段と、
エンジン回転数、前記大気圧または過給圧に基づいて、最大基本空気量を決定する手段と
を有することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記空気量補正量は、
吸入空気量と前記目標空気量の比率に基づいて、
演算されることを特徴とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記最大トルク補正量は、
前記空気量補正量と前記最大基本空気量の比率に基づいて
演算されることを特徴とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記最大トルク補正量は、
前記最大目標空気量と前記最大基本空気量の比率に基づいて
演算されることを特徴とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記スロットルバルブ制御手段は、
前記補正された最大トルクと前記目標トルクの比率と、エンジン回転数に基づいて、
前記目標トルクを実現するための目標スロットル開口面積を決定する手段と、
前記目標スロットル開口面積に基づいて、目標スロットル角度を決定する手段と
を有することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項１】
少なくともエンジン回転数と大気圧または過給圧とに基づいてエンジンの最大基本トルクを決定する手段と、
少なくとも大気圧または過給圧と吸気温度と吸気管圧力とのうち二つ以上のパラメータに基づいて、エンジンの吸入する目標空気量を演算する手段と、
少なくともエンジン回転数と前記大気圧または過給圧と吸気温度とのうち二つ以上のパラメータと、前記目標空気量と、吸入空気量とに基づいて、最大トルク補正量を演算する手段と、
前記最大トルク補正量と前記最大基本トルクとに基づいて、最大トルクを補正する手段と、
補正された最大トルクと、エンジン回転数と、アクセル開度とに基づいて、目標トルクを演算する手段と、
前記補正された最大トルクと、前記目標トルクとに基づいて、スロットルバルブを制御する手段と
を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記最大トルク補正量の演算手段は、
前記目標空気量と吸入空気量を比較して、目標値との誤差を補正する空気量補正量を演算する手段と、
大気圧または過給圧，吸気温度の少なくとも二つ以上のパラメータに基づいて、エンジンの吸入する最大目標空気量を演算する手段と、
エンジン回転数、前記大気圧または過給圧に基づいて、最大基本空気量を決定する手段と
を有することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記空気量補正量は、
吸入空気量と前記目標空気量の比率に基づいて、
演算されることを特徴とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記最大トルク補正量は、
前記空気量補正量と前記最大基本空気量の比率に基づいて
演算されることを特徴とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記最大トルク補正量は、
前記最大目標空気量と前記最大基本空気量の比率に基づいて
演算されることを特徴とする請求項２記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記スロットルバルブ制御手段は、
前記補正された最大トルクと前記目標トルクの比率と、エンジン回転数に基づいて、
前記目標トルクを実現するための目標スロットル開口面積を決定する手段と、
前記目標スロットル開口面積に基づいて、目標スロットル角度を決定する手段と
を有することを特徴とする請求項１記載のエンジンの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１１−１３７４３５（Ｐ２０１１−１３７４３５Ａ）
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８（Ｐ２０１０−２８）
【出願日】平成２２年１月４日（２０１０．１．４）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月１４日（２０１１．７．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月４日（２０１０．１．４）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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